电子毕业设计-基于变换的无损音频压缩算法设计

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1、电子毕业设计-基于变换的无损音频压缩算法设计上海交通大学硕士学位论文基于变换的无损音频压缩算法设计摘要无损音频压缩是指在不损失任何音频信息的前提下实现压缩目前的有损编码标准虽能提供良好的主观音质和高压缩比但对于动态范围较大的音乐具有高质量要求的演播室或者音乐厅环境中以及具有二次编码要求的音频编辑应用中有损编码无法满足质量要求而无损编码能达到真正的透明音质且在不同的无损格式之间相互转化不丢失任何音频信息因而研究具有高压缩比的无损音频压缩算法具有重要的理论意义和实用价值本文设计了基于整数改进离散余弦变换IntMDCT的无损音频压缩算法输入音频数据首先进行分帧加窗

2、然后进行IntMDCT变换后的系数经映射后进行Golomb-Rice熵编码同时论文设计了相应的比特流结构实验结果表明本文提出的无损音频压缩算法具有良好的压缩性能改进型离散余弦变换MDCT技术在音频压缩中广泛使用但由于传统基于浮点算法设计在定点实现时由于存在截断误MDCT差而无法实现完全可逆因此本论文研究整数MDCTIntMDCT以实现真正可逆变换并将之用于无损音频压缩论文证明了MDCT分解为Givens旋转和DCT的推导过程在此基础上使用两种提升方案――经典提升和多维提升实现IntMDCT同时论文对IntMDCT-I-上海交通大学硕士学位论文中复杂的矩阵运算

3、提出了相应简化算法降低了算法实现的复杂度为了便于编码本文对变换后的系数进行了映射处理并在大量统计分析的基础上发现经过映射后的IntMDCT系数的概率分布接近于几何分布因此算法中采用了Golomb-Rice熵编码技术并且达到较好的编码性能由于不同频段内变换系数的幅度差异本论文对于不同频段的变换系数采用了不同的Golomb-Rice编码参数以得到最优的压缩效率论文同时设计了适合于该无损音频压缩算法的比特流结构并实现了该无损音频编解码算法分析了采用两种提升实现IntMDCT相对于浮点变换结果的逼近误差以及对于整个算法压缩性能的影响论文最后对算法的压缩效率鲁棒性和复

4、杂度等性能进行分析对中个测试曲目编码的实验结果表明本算法的平均压缩SQAM70比为317具有较高的压缩效率并且本算法具有较好的鲁棒性和较低的复杂度关键词无损音频压缩整数变换整数改进离散余弦变换熵编码-II-上海交通大学硕士学位论文RESEARCHOFLOSSLESSAUDIOCOMPRESSIONBASEDONORTHOGONALTRANSFORMABSTRACTLosslessaudiocompressionmeanstocompressaudiosignalswithoutanyinformationlossAtpresentlossyaudiocomp

5、ressionalgorithmscanprovidegoodsubjectivequalityandhighcompressionratioHowevertheycannotmeettherequirementsinsuchscenariosashighqualitystudioortheaterapplicationslarge-dynamic-rangemusiccodingandaudioeditingwithprobabilitytorecodingComparedwiththelossyaudiocompressionthelosslessaud

6、iocompressioncanobtaintruelytransparentaudioqualityandwillnotloseanyaudioinformationwhentranscodingbetweentwolosslessformatSotoresearchoflosslessaudiocompressionwithhighcompressionratiohasagreatsignificanceinboththeoryandpracticalapplicationsThisthesispresentsalosslessaudiocompress

7、ionalgorithmbasedonIntegerModifiedDiscreteCosineTransformIntMDCTandthecorrespondingbit-streamstructureTheproposedcompressionalgorithmfirstdividestheinputaudiodataintoframesandmultipliesthemwith-III-上海交通大学硕士学位论文properwindowfunctionthencarrythroughIntMDCTandfinallycodesthemappedtrans

8、formcoefficientswithGolomb