AVS音频编解码算法研究及其在DSP平台上的实现

论文摘要

AVS音频标准是我国具有自主知识产权的音视频编码标准AVS的第三部分,为高质量音频压缩领域提供了很好的方案,主要用于高分辨率数字广播、高密度激光数字存储媒体、无线宽带多媒体通讯和互联网宽带流媒体等业务。AVS音频编码标准中引入了许多先进的音频编码技术,研究AVS音频编码技术及其实时实现对AVS音频标准的推广和应用具有重大的现实意义。本文首先介绍了音频编码技术的发展情况和基本原理,对AVS音频编解码的框架和各个模块的算法进行了研究和分析。针对AVS音频编码算法中暂态信号处理的复杂度较高的缺陷,提出了两种新的暂态信号处理方法,并在AVS音频编解码器中进行了验证,实验证明,这两种方法的编码质量和原来编码器的质量相当,但计算复杂度却远远低于原来的编码器。然后,本文对AVS音频编解码器的各个模块进行了优化,使得AVS音频编解码器的计算复杂度大大降低。接下来,将AVS音频编码器移植到DM642 EVM平台上并进行优化,在该平台上实现音频的实时采集,实时编码以及编码比特流的实时发送;将AVS音频解码器移植到DSK5416平台上并进行优化,实现编码比特流的实时接收,实时解码和音频数据的实时播放。编解码器的优化结果是,在44.1kHz采样率下,实时编码需要150MHz时钟,实时解码需要25MHz时钟。最后,本文介绍了音频一致性测试的目的和必要性,并针对AVS音频标准,提出了AVS音频解码器需要测试的参数,以及一致性测试码流的生成方法。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 音频编码发展概况
• 1.3 我国音频编码标准发展概况
• 1.4 数字音频标准介绍
• 1.4.1 MPEG-1 音频编码标准
• 1.4.2 MPEG-2 音频编码标准
• 1.4.3 Dolby AC-3
• 1.4.4 DTS
• 1.4.5 MPEG-2 AAC
• 1.5 媒体处理器概览
• 1.6 论文的研究内容和结构
• 第二章 AVS音频标准介绍
• 2.1 引言
• 2.2 AVS音频编解码框架
• 2.3 AVS音频编解码的算法原理
• 2.3.1 基于时域能量和频域不可预测度的两级暂稳态判决
• 2.3.2 时频变换（MDCT）
• 2.3.3 频域多分辨率分析
• 2.3.4 量化和反量化
• 2.3.5 量化域方极坐标立体声编码（PQ-SPSC）
• 2.3.6 基于上下文位平面的无损编码
• 2.4 本章小结
• 第三章 对AVS音频编码器中暂态信号处理方法的改进
• 3.1 引言
• 3.2 频域多分辨率分析在暂态信号处理中的作用
• 3.3 用频域多分辨率分析抑制预回声的必要性的讨论
• 3.4 一种基于时域增益控制的预回声控制方法
• 3.4.1 时域增益控制的实现方法
• 3.4.2 时域增益控制方法的客观测试结果
• 3.4.3 时域增益控制方法的主观测试结果
• 3.4.4 时域增益控制方法和参考编码器的计算复杂度比较
• 3.5 一种基于时域平坦化的预回声控制方法
• 3.5.1 目前音频编码器中暂态信号处理方法的缺陷
• 3.5.2 基于时域平坦化的预回声控制方法的原理和方法
• 3.5.3 实验结果
• 3.5.4 该方法的不足
• 3.6 本章小结
• 第四章 AVS音频编解码系统设计
• 4.1 系统方案设计
• 4.1.1 多媒体处理平台的选择
• 4.1.2 系统方案设计
• 4.2 硬件平台介绍
• 4.2.1 DM642 简介
• 4.2.2 TLV320AIC238与DM642 的接口设计
• 4.2.3 DSK5416 简介
• 4.2.4 PCM3002 与TM5320VC5416 的接口设计
• 4.3 AVS音频编码系统在DM642 上的实现
• 4.3.1 AVS音频编码系统的软件结构设计
• 4.3.2 音频采集系统的设计
• 4.3.3 AVS音频编码器在DM642 上的实现
• 4.4 AVS音频解码系统在DSK5416 上的实现
• 4.4.1 AVS音频解码系统的软件结构设计
• 4.4.2 AVS音频解码器在DSK5416 上的实现
• 4.4.3 音频播放系统设计
• 4.5 编码比特流的发送和接收机制设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 AVS音频一致性测试
• 5.1 一致性测试概述
• 5.2 AVS一致性测试码流的生成
• 5.3 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢