数字音频编码及其应用_汪波

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1、中图分类号:TN911.7文献标识码:A文章编号:1009-2552(2006)09-0001-04数字音频编码及其应用汪波,黄佩伟,钟幼平,范戈(上海交通大学电子工程系,上海200240)摘要:音频信号数字化后的数据量相当大,不利于传输和存储,在日益广泛应用的数字技术中,数字音频的压缩成为其中的关键技术之一。介绍了频编码的模型及原理,分析了国内外现存的一些常用音频编码系统,并阐述了它们的性能特点以及实际中的应用。关键词:音频编码;数字音频压缩;MPEG-xDigitalaudiocodinganditsapplicationWANGBo,HUANGPe-i

2、wei,ZHONGYou-ping,FANGe(ElectronicEngineeringDepartment,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Alargeamountofthedataarepresentafteraudiosignalisdigitized.Itisnotconvenientfortrans-missionandstorageofthesignal.Digitalaudiocodinghasbecomeoneofthekeytechniquesindigit

3、altech-niqueinwhichisofthesignalappliedtoday.Thispaperintroducesthemodelandprincipleofaudiocoding,analyzessomecommonlyusedaudiocodingsystemsathomeandabroad.Anditelaboratestheirperformancesandapplications.Keywords:audiocoding;digitalaudiocompressing;MPEG-x0引言术和块压扩(Block-Compressing)

4、技术。这种技术的编码效率较低。80年代,随着数字信号处理技术的数字时代的到来,不但给人们带来了高质量的画面,也带来了高质量的声音。人们知道CD中采发展,出现了从音质尚可到音质卓越的一系列频域用的是线性PCM编码,1张CD片最大播放时间为编码算法。75min。如果是5.1声道信号,则1小时的音乐需要80年代末至90年代初涌现的编码算法普遍采用1.62GB的存储空间,远远超出了CD的容量。而了一种高效率编码技术,即利用人耳的掩蔽效应和临且,在专业音频制作领域有一种趋势,即用更高的采界频带等特性来进行子带编码和变换编码。其中有样率和采样精度来获得更好的音质。如将采

5、样频率MUSICAM系统;128kbps的AC-2编码器;AC-3系由44.1kHz提高到48kHz,甚至是96kHz或192kHz,统;ASPEC和SB-ADPCM编码算法等。采样精度由16bit提高到24bit。如果仍采用PCM编90年代至今,有损音频编码把音频数据的压缩码,无疑会有巨大的数据量,这是不能接受的。率提高到12:1。付出的代价是音质的下降。比较由于上述存储媒体容量和传输带宽的限制,必著名的是:MP3;AAC(高级音频编码);RM等。同须运用各种音频压缩技术来传输音频数据。目前数时,能给最终用户提供最佳的听觉体验的无损压缩字音频领域流行的音频

6、编码技术按数据量的压缩性技术也取得了新的突破。Meridian无损压缩(MLP)能可分为非压缩音频(如波形音频、MIDI音频等)和是一种应用所有权技术的音频编解码计划,它能传压缩音频(如MPEG音频、杜比AC-3等)两类。送多声道环绕声,并以可能的最高的动态范围和更[1]1音频压缩技术的发展及其研究现状收稿日期:2006-02-22音频压缩技术的发展最初是从无损压缩开始作者简介:汪波(1980-),男,博士研究生,研究方向为信息处理、电的。70年代初,开始采用的类似PCM的瞬时压扩技力线通信和交换。)1)高的取样频率来确保任何声音细节都表现完美。Ñ,层Ò,层

7、Ó)。目前广泛使用的VCD的音频压缩2音频压缩编码系统及原理方案为层Ñ,即简化的MUSICAM,典型码流192kbps。2.1编码系统模型层Ò等同于MUSICAM称为掩蔽模式通用子带集成[2]编码与多路复用,典型码流128kbps,广泛应用于数当前数字音频编码领域存在着不同的编码方字音频广播、数字演播室等数字音频专业的制作、交案和实现方式,但基本的编码思路大同小异,如图1所示。流、存储和传送。层Ó是综合了层Ò和ASPEC的优点提出的混合压缩技术,它的复杂度相对较高,编码不利于实时,它是MUSICAM和ASPEC两个算法的结合,典型码流64kbps,低码率仍有

8、高质的音质,所以成为网上音源的宠儿。(2)MPEG-