音频编解码器技术

时间:2012-07-17来源:网络
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  让我们分解一个编解码器。为了把整个事情说清楚,我们看一篇在2004年10月音频工程学会年会上提交的论文,它描述的是DolbyDigitalPlus技术。

  该论文说新的DolbyDigitalPlus编码解码器是基于DolbyDigital的较早版本,也叫AC-3。DolbyDigitalPlus或加强型的AC-3(E-AC-3)保留了元数据载运器、过滤器库和帧结构。目前的数据速率范围从32Kb/s到6.144Mb/s。在采样速率32KHz和六模块转换帧的条件下,数据速率控制的分辨率可达到每秒1/3位。(数据速率的分辨率正比于采样速率,反比于帧的尺寸。)

  E-AC-3保留了AC-3的六个256系数转换帧结构,但它允许包含一个、两个和三个256系数转换模块的较短帧存在。其结果就是,音频传输可以在高于6?0Kb/s的速率下进行,这适合于某些限制了每帧数据量的DVD。

  E-AC-3可以支持目前的5.1、6.1或7.1频道,进而一直到电影院的13.1频道。主音频节目位流加上多达八个的附加子流经过多路选通进入一个单一的E-AC-3位流。通过频道替换消除了矩阵减法引起的编码失误。与AC-3相比,E-AC-3能多传输七个独立的位流。

  编码效率的提高还可以通过一个新的滤波器库、更好的量化、强化的频道耦合、谱扩展和一种名为“瞬态预噪音处理”的技术来实现。

  当具有稳定特征的音频出现时,该滤波器库在现有的AC-3滤波器库之后加入一个二级DCT。这把六个256系数转换模块转换成一个单一的1536系数混合转换模块,且提高了频率分辨率。这个提高的频率分辨率与六维向量分量(VQ)及增益自适应分量(GAQ)结合在一起可以改进“难于编码”信号的编码效率,比如说黑管和大键琴。

  VQ用于需要较低准确度的频带区。当需要更高准确度分量时,GAQ更有效率。此外,通过频道与相位保存的耦合可以使编码效率得到一个提升。在AC-3用一个高频单合成频道作为每个频道上高频部分的地方,加入相位信息和编码器控制的谱幅度处理能够让这个高频单合成频道处理较低的频率,从而减小了有效的编码带宽并增大了编码效率。

  谱扩展是用频域上转换的较低频谱段代替了较高层的频率转换系数。该转换频谱段的谱特征通过转换系数的谱调制与原始的形式匹配。

  为了提高低数据速率时的音频质量,E-AC-3采用了瞬态预噪音处理技术。这个后解码过程把预噪音误差降到最低,其做法是采用可缩短预噪音持续时间的时标合成技术,因而降低了瞬态扰动的可听度。由编码器计算并在E-AC-3位流中发送的元数据提供了后解码过程、时标合成处理所需的参数,时标合成处理使用了听觉情景分析技术。

后处理

  用于音频编码解码器中后处理的专有算法与DolbyDigitalPlus这类压缩标准一样重要,它们对任何受许可人也相同。在这个领域中,这些算法对多频道标准携带的信息进行操作,从而把家庭影院转化成任何形式的收听场所:从一个巨大的教堂到一个爵士音乐俱乐部的户外摇滚音乐会。

  按照ADI公司SigmaDSP产品经理ThomasIrrgang的说法,后处理全都是围绕着OEM商追求一个“签名声音”的愿望开展的。大概最先做成功这点的是THX公司。其它开展后处理研究的公司包括SRS、TruSurroundXT和TruBass。

  在电视领域有能够复原MP-3编码损失的后处理器BBE,包括BBE3D和BBEMP。还有一种专门用于电视的算法BBEViva,在电视中立体声话筒一般放置的非常近以便获得良好的立体声

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关键词: 音频 编解码器

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