AC-3编码算法研究与DSP上的实现

发布时间：2025-06-26 07:00

　　AC-3是杜比实验室开发的数字音频编码技术,该技术可以传输和存储多达5个全频带声道和一个低频效果声道,而所占用的存储空间比CD上一路线性PCM编码所占用的空间还要少。由于AC-3系统编码灵活,在消费电子领域,目前大多数的电影制作都使用了该技术,美国等国家的数字电视系统也采用该技术作为音频编码标准。 TMS320DM642数字多媒体处理器是德州仪器开发的一款高性能定点DSP。此款DSP的核处理器拥有64个通用32位寄存器和8个带有VelociTI.2扩展功能的独立功能单元:2个乘法单元和6个算术逻辑单元(ALUs)。DM642还采用了两级cache结构并拥有多种强大的外设。 本文主要研究了AC-3音频编码器算法的开发,以及基于DM642硬件平台的移植和优化。论文详细研究了AC-3编码器核心算法模块:输入滤波、暂稳态判决、MDCT、指数编码、比特分配。设计了输入滤波器;改进了暂稳态判决方法;推导并实现了用N/4点FFT实现N点MDCT的快速算法,并将短窗MDCT转换为与长窗MDCT一致的计算方式;设计了指数编码策略选择,指数平滑算法;在分析比特分配与噪声之间关系的基础上设计了一种...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 感知音频编码
        1.1.1 变换编码
        1.1.2 子带编码
        1.1.3 正弦变换编码
        1.1.4 线性预测编码
    1.2 音频编码标准
        1.2.1 杜比AC-2，AC-2A
        1.2.2 杜比AC-3/杜比数字/杜比SR-D
    1.3 本论文的任务与结构
第二章 杜比AC-3 简介
    2.1 AC-3 编码原理
    2.2 杜比AC-3 的语法格式
    2.3 关键技术介绍
        2.3.1 变换滤波器组
        2.3.2 编码的音频表达式
        2.3.3 比特分配
        2.3.4 重组矩阵的过程
        2.3.5 耦合过程
    2.4 AC-3 编码流程
        2.4.1 编码简介
        2.4.2 流程
第三章 AC-3 各主要模块算法研究
    3.1 输入滤波
    3.2 暂稳态判决
        3.2.1 预回声
        3.2.2 暂稳态判决原理
        3.2.3 暂稳态判决的实现
    3.3 MDCT
        3.3.1 MDCT的基本性质
        3.3.2 MDCT快速算法
        3.3.3 短窗MDCT的实现
        3.3.4 算法复杂度分析
    3.4 指数编码
        3.4.1 提取指数
        3.4.2 指数策略
        3.4.3 指数编码
    3.5 比特分配
        3.5.1 比特分配流程
        3.5.2 定标
        3.5.3 Delta与SNROFFSET之间的关系
        3.5.4 abs与SNROFFSET之间的关系
        3.5.5 比特分配方案分析
第四章 AC-3 编码器的实现
    4.1 TMS320DM642 简介
        4.1.1 TMS320C64 核的主要特点
        4.1.2 TMS320DM642 的结构
        4.1.3 TMS320DM642 的性能
        4.1.4 多路音频串口(McASP)
    4.2 定点化
        4.2.1 DSP芯片的定点运算
        4.2.2 定点化带来的误差分析
        4.2.3 程序变量的Q值确定
        4.2.4 IIR滤波器的系数量化对性能的影响
    4.3 各主要模块的实现
        4.3.1 输入滤波
        4.3.2 暂稳态判决
        4.3.3 MDCT
        4.3.4 其他模块
    4.4 编码器的性能
        4.4.1 算法指令开销
        4.4.2 编码器质量评价
第五章 结束语
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：4053345