資料壓縮 MPEG音訊編碼

2021-08-03 09:47:20 字數 2601 閱讀 4408

一.實驗原理

2.mpeg-1音訊編碼器框架圖

多相濾波器組

(polyphasefilter bank)

:將pcm

樣本變換到

32個子帶的頻域訊號 

如果輸入的取樣頻率為

48khz

,那麼子帶的頻率寬度為

48/(

2*32

)=0.75hz 

心理聲學模型

(psychoacousticmodel)

:計算訊號中不可聽覺感知的部分 

計算雜訊遮蔽效應 

位元分配器

(bit allocator)

:根據心理聲學模型的計算結果,為每個子帶訊號分配位元數 

裝幀(frame creation)

:產生mpeg-i

相容的位元流

3. 臨界頻帶

(critical band)

臨界頻帶是指當某個純音被以它為中心頻率、且具有一定頻寬的連續雜訊所掩蔽時,如果該純音剛好被聽到時的功率等於這一頻帶內的雜訊功率,這個頻寬為臨界頻頻寬度。

掩蔽效應在一定頻率範圍內不隨頻寬增大而改變,直至超過某個頻率值。通常認為從

20hz

到16khz有25

個臨界頻帶,單位為

bark。

4. 比例因子的取值和編碼

對各個子帶每

12個樣點進行一次比例因子計算。先定出

12個樣點中絕對值的最大值。查比例因子表中比這個最大值的最小值作為比例因子。用

6 位元表示。 第

2 層的一幀對應

36個子帶樣值,是第

1層的三倍,原則上要傳三個比例因子。為了降低比例因子的傳輸碼率,採用了利用人耳時域掩蔽特性的編碼策略。

每幀中每個子帶的三個比例因子被一起考慮,劃分成特定的幾種模式。根據這些模式,

1 個、

2 個或

3 個比例因子和比例因子選擇資訊(每子帶

2 位元)一起被傳送。如果乙個比例因子和下乙個只有很小的差別,就只傳送大的乙個,這種情況對於穩態訊號經常出現。

使用這一演算法後,和第

1層相比,第

2層傳輸的比例因子平均減少了

2 個,即傳輸碼率由

22.5kb/s

降低到了

7.5kb/s。

5. 位元分配及編碼

在調整到固定的位元速率之前 -

先確定可用於樣值編碼的有效位元數 -

這個數值取決於比例因子、比例因子選擇資訊、位元分配資訊以及輔助資料所需位元數

位元分配的過程:對每個子帶計算掩蔽

-雜訊比

mnr,是訊雜比

snr

–信掩比

smr,即:mnr = snr

–smr

使整個一幀和每個子帶的總雜訊

-掩蔽比最小。這是乙個迴圈過程,每一次迴圈使獲益最大的子帶的量化級別增加一級,當然所用位元數不能超過一幀所能提供的最大數目。 第

1層一幀用

4位元給每個子帶的位元分配資訊編碼;而第

2層只在低頻段用

4位元,高頻段則用

2位元。 二

.實驗流程

理解過程 -

理解程式設計的整體框架 -

理解感知音訊編碼的設計思想 -

理解心理聲學模型的實現過程

臨界頻帶的概念

掩蔽值計算的思路

理解位元速率分配的實現思路

輸出要求 -

輸出音訊的取樣率和目標位元速率 -

選擇某個資料幀,輸出

該幀所分配的位元數

該幀的比例因子

該幀的位元分配結果

三.實驗**

file *output_txt;

char temp[100] = "info.txt";

...int main (int argc, char **argv)

#ifdef newencode

...#else

scale_factor_calc (*sb_sample, scalar, nch, frame.sblimit);

pick_scale (scalar, &frame, max_sc);

int sb, gr, ch;

if (framenum == 80) //選擇第80個資料幀

fprintf(output_txt, "\n");}}

}...

}

四.實驗結果

資料壓縮試驗 MPEG音訊編碼

框架圖 計算訊號中不可聽覺感知的部分 計算雜訊遮蔽效應 mpeg 1定義了兩種模型。心理聲學模型1 計算複雜度低,但對假設使用者聽不到的部分壓縮太嚴重 心理聲學模型2 1.將樣本變換到頻域 32個等分的子帶訊號並不能精確地反映人耳的聽覺特性。引入fft補償頻率解析度不足的問題。模型1 採用512 l...

資料壓縮實驗六 MPEG音訊編碼

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