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宽带数字音频编码技术的发展在当今音、视频信号处理领域是一个非常活跃的分支。在已有的多种方案中,以国际标准化组织ISO所提出的MPEG系列标准和DOLBY公司的AC系列标准影响较大,尤其以Dolby AC-3技术和MPEG-2音频编码技术代表了当前两种主要的发展应用方向。论文认为目前AC-3技术在多声道音频编码领域的发展稍占优势,但在不久的将来,建立一种综合多种技术优势的更有效的编码标准将成为一种趋势。
论文根据标准算法和改进算法分别编写C程序并利用共享软件DVD AudioExtractor从DVD的标准测试文件.VOB中提取扩展名为.AC3格式的AC-3码流。随后在VC6.0平台上实现了软件解码及测试,并对各解码模块的运算负载进行了评估,作为后面硬件实现方案的设计和改进的重要参考依据。最后经过对AC-3解码作出全面而深入的分析,对其可能的发展改进方向提出了自己的看法。
论文的主要工作和特色:
(1)通过调研大量文献,综述了当前宽带数字音频编码技术的发展现状,Dolby AC-3数字音频标准与应用领域及数字音频技术今后的发展趋势,数字音频信号的分类及其表现方式和一些基本特征,以及几种发展比较成熟的音频压缩编码标准,重点讨论用于感知音频编码的心理声学模型及原理,声音信号压缩的理论依据。
(2)提出了奇偶两路共用的递归结构的离散余弦逆变换IMDCT算法,并在VC6.0平台上进行了算法正确性验证和运算负载分析。经过FPGA硬件设计与实现,对资源占用情况进行了分析,仿真实验表明,所提出的算法结构能够在一个帧比特率的要求下实时完成规定功能,同时占用的硬件资源较标准的complexIFFT要少近1/3。
(3)设计了基于查找表的CRC校验电路,并进行了FPGA实现仿真。基于帧流格式设计了比特流语法分析处理器。