心理声学模型算法改进

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1、摘要随着数字音频发展，心理声学原理应用到音频压缩技术中，使我们获得低比特传输速率和透明音质成为可能。我们将针对MPEG音频编码器的压缩算法展开研究，着眼于编码器中耗费大量时间计算的心理声学模型，提出一种针对MPEG音频标准的改进心理声学模型算法，提高编码器的编码速度。心理声学参数计算是编码器中最耗时的计算。标准心理声学模型II用音调估计的预测方法计算心理声学参数，即用音调预测FFT变换后的幅值和相位来计算所要求的信噪比，从而确定每个阈值计算分区内信号的掩蔽阈值和一系列的信掩比。而该计算方法中FFT相位的分析将耗费大量的时间进行三角转换，直接影响音频编码器的实时

2、实现。我们用另外一种音调探测的方法，即采用谱平面方法(SpectralFlatnessMeasure)代替音调预测法计算的信噪比(SNR)和信掩蔽(SMRl。此法省去了预测音调法所必需的相位分析信息，心理声学模型不必再花大量时间进行三角转换，提高了编码器的编码速度。我们编写了该方法的C语言算法，并在PC机上进行运行验证，得到良好结果，可使编码速度提高37％左右。该方法国内未见报道，技术方法上有创新性，实验结果也有新见解。本文介绍了心理声学模型应用发展、并讨论它的未来发展方向，主要分析心理声学模型有效的掩蔽原理及其MPEG音频标准给出的两个参考声学模型特性，从另

3、外一个角度探讨了心理声学模型的音调探测方法，并给出了其实验结果。本文对音频编码器实时实现的研究具有重要意义。关键词：心理声学模型同时掩蔽超前掩蔽滞后掩蔽时域掩蔽感知熵掩蔽扩展l临界子带安静阈值谱平面法审图分类号：TP331文献标识码：AAbstractWitllthedevelopmentofdigitalaudio．psycho-acousticprinciplesapplytothetechniqueofaudiocompression，whichhavecreatedpossibilitiesoflowbitratesandtransparentaudi

4、oquality．WeaimatresearchingtheaudiocompressionalgorithmofMPEGwithaviewofpsycho—acousticmodel，whichusesalotoftimeincoderCalculation，andputforwardanewmodificationalgorithmtoimprovecoderate．Psycho--acousticparametercalculationisthebesttime—-consumingpartinaudioCoder．ISOmodelIIusespredi

5、ctionbasedtonalityestimation．ThismodelisbasedonpredictionofthemagnitudeandphaseoftheFFTspectra，whichcalculatesmaskingthresholdsincalculationpartitionandSMRincoderpartition．Infact，thephasecalculationofFFTusesmostoftimeintrigonometricfunctiontransition，SOthismethodrightaffectsrealizat

6、ionofcoder．Weuseanothertonalitydetectionalgorithm，whichisspectralflatnessmeasureinsteadofpredictionbasedtonalityestimationtodetermineSNRandSMR．Themethodsdon’tneedphasecalculationanymore，SOthespeedofcoderisimproved．WewritethealgorithmwithClanguageandrealizeitinPC，andthenweobtainasati

7、sfyingconclusioninwhichthespeedofcoderisimprovedabout37％．Wehaven’tseenasimilarresearchreportinourcountry．Theresearchmethodhassomethingnew．TheexperimentalconclusiongivesUSanewviewtorealizecoder．Inthispaper,psycho-acousticapplicationsanddevelopmentaredescribed；wealsodiscussitsfuturere

8、searchdirection．The