低延时宽带音频编码算法的研究和实现

论文摘要

本文介绍了一种新的音频编码算法-LDX,它是一种高效低延时的感知音频编码方法。这种低延时宽带音频编码框架引用了一些全新的编码模块,比如心理声学模型、频域残差处理、立体声耦合以及高效的Huffman编码模块等等。所以在面向交互音频和多媒体通信的应用中,LDX可以在低码率的情况下提供高质量低延时的音频编解码服务。本文研究的目的是将低延时感知音频编码算法LDX在TMS320DM642 DSP硬件平台上实现,并对其进行优化以达到实时编解码。首先,我们研究了现时流行的一些感知音频编解码算法,并对低延时感知音频编码算法LDX进行了详尽剖析。在实现了低延时感知音频编码算法的定点源程序、全面分析LDX的软件流程和各个编解码模块功能的基础上,针对算法中运算复杂度高的几个模块进行C语言的简化优化。完成LDX定点代码向TMS320DM642 DSP硬件平台上的移植,结合DM642的硬件特点对代码其进行全面的平台优化,最终达到定点代码在DSP平台上实时运行的目的。全面测试和性能评估表明:优化效果明显,LDX的低算法延时足以进行实时编解码,编解码音质效果令人满意,本文的研究为低延时音频编解码算法走向实际应用奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的必要性和意义
• 1.2 数字音频编码概述
• 1.3 研究内容和主要成果
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 低延时高质量音频编解码算法
• 2.1 感知音频编码
• 2.2 低延时高质量音频编解码算法
• 2.2.1 低延时高质量音频编码基本原理
• 2.2.2 低延时音频编码算法时频分析技术
• 2.2.3 心理声学分析技术
• 2.2.4 低延时高质量音频编码低算法延时技术
• 2.3 感知音频编码核心算法的实现
• 2.3.1 掩蔽曲线的计算
• 2.3.2 立体声耦合的计算
• 2.4 本章小结
• 第三章 低延时音频编解码算法定点化实现
• 3.1 定点源程序实现原理
• 3.1.1 固定小数点的表达方式
• 3.1.2 基本定点算法
• 3.1.3 程序变量的Q 值确定
• 3.1.4 非线性算法定点运算
• 3.2 定点源程序实现过程
• 3.2.1 解码部分的定点化
• 3.2.2 编码部分的定点化
• 3.3 本章小结
• 第四章 代码移植和优化方案
• 4.1 TI TMS320DM642 平台介绍
• 4.1.1 DM642 的指令系统
• 4.1.2 DM642 的存储器结构
• 4.1.3 DM642 DSP 软件开发环境
• 4.2 算法C64X 平台移植
• 4.3 算法优化流程
• 4.3.1 流水线优化
• 4.3.2 存储优化
• 4.4 算法平台优化
• 4.4.1 流水线优化
• 4.4.2 其他优化方法
• 4.5 本章小结
• 第五章 软件优化性能评估
• 5.1 引言
• 5.2 音频质量评价标准
• 5.3 算法定点代码音质测试
• 5.4 算法优化性能提升
• 5.4.1 计算复杂度
• 5.4.2 存储复杂度
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果