基于哈特雷变换的MP3解码算法优化研究

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1、一一一一竺壁型笠犯鲤些翌竺一一一摘要随着数字音频技术的不断发展，MP3(MPEG音频第三层)技术因为其优异的音质和高压缩比率而被广泛地应用于许多领域.但是相对于被广泛应用于数字音频广播(DAB,DigitalAudioBroadcasting)的MP2(MPEG音频第二层)技术和被用作VCD声音解决方案的MP1(MPEG音频第一层)技术比较时，MP3技术由于采用了相对复杂的技术而需要较大的计算量。在一些软硬件资源很缺乏的应用场合，MP3技术的应用就受到了限制。因此，为了消除这种对MP3的应用限制，开发一种高效的MP3解码快速算法是很有必要的。离散余弦变换(DCT,DiscreteCosin

2、eTransform)由于其与K-L变换(俗称最优变换)很相似的优异性能被广泛的应用于语音与图像的编解码中。同样在MP3解码技术中，为了提高频率分辨率而采用了逆向改进的离散余弦变换(IMDCT,InverseModifiedDCT)，它约占整个MP3解码计算量的四分之三。显然如果要减少MP3解码的计算量，对IMDCT进行计算的优化是很重要的。因此在本文中提出了一个基于离散哈特雷变换的IMDCT快速算法。与其它许多快速算法相比较，将要介绍的这种算法在数值上是稳定的，并且是实的(即不需要复数运算)。这种算法也不是局限于基一2(即数据长度为2的指数幂)，因此它能很方便地用到MP3解码中去。这种算

3、法对于其它使用DCT的应用场合也是适用的，例如音频编码和图像的编解码等等。同时这种算法也能被用于指导ASIC的设计，例如它可以用于MP3解码芯片的开发，当然其结果会因为计算量的减少而使解码芯片的功耗会减少很多。总而言之，理论分析和实践都己经证明本文提出的算法能够大大地改善MP3解码地效率，是一个很有效的算法。关键词离散余弦变换;离散哈特雷变换;MP3解码AbstractWiththedevelopmentofdigitalaudiotechnology,MP3(MPEGAudioLayer3)iswidelyusedinmanyfieldsbecauseofitswonderfultone

4、qualityandhighcompressionrate.ButMP3needsacomparativelargercomputeamountthanotherdigitalaudiotechnologysuchasMP2(MPEGAudioLayer2)whichiswidelyindigitalDAB(DigitalAudioBroadcastin幼andMPI(MPEGAudioLayer1)whichisadoptedasaaudioresolutioninVCDbecauseitadoptsmorecomplextechnology.Insomeareaswherehardwa

5、reandsoftwareresourceislimited,theapplicationofMP3isrestricted.SoitisnecessaryforustodevelopafastMP3decodingalgorithmofhigheficiencyinordertogetridoftheserestrictionsDiscreteCosinetransform(DCT)iswidelyusedinimageandspeechcodinganddecodingduetoitsperfectperformancewhichisverysimilartothatofK_Ltran

6、sform.AlsoInverseModifiedDCT(IMDCT)isadoptedinMP3decodertechnologyinordertoimproveitsfrequencyidentificationrateanditoccupysthreefourthofMP3decodercomputeamount,ObviouslyitisveryimportanttooptimizethecomputeofIMDCTifwewanttoreducethecomputeamountofMP3decoder.Sointhispaperafastalgorithmispresentedf

7、orIMDCTwhichisbasedonDHT(DiscreteHartleyTransform).Comparedwithmanyotherfastalgorithms,themethodwhichwillbeintroducedhereisnumericallystable,realandneednocomplexcomputation.Thisalgorithmisnotrestrictedtoradix-2an