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音频编解码核的实现与验证

作　者: 郑斐
导　师: 刘红侠；田泽
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 音频编解码 AAC编解码高音质
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 45次
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内容摘要

AAC(Advanced Audio Coding)是MPEG-2标准中一种高音质的音频编码标准。它具有多声道(48个主声道、16个低频音效声道)、高压缩比(压缩比为11:1)、多采样率(采样率支持8KHz到96KHz)、高音质(每个声道的数据率在64kbps时达到高保真的效果)的特点。一方面,高采样率和多声道的特点使它非常适合DVD-Audio;另一方面,低码率下的高音质则使它也适合移动通讯、在线广播、网络电话等领域。本文以MPEG-2 AAC为研究对象,提出了AAC编解码的设计解决方案。本文主要研究的是AAC编解码核的实现,在编解码核的实现部分,本文给出了编码部分和解码部分的基本框图,并对编码部分和解码部分的各个模块从它的功能、架构、状态机等方面作了详细的介绍,其中对一些模块作了优化,使得它的编解码速度更快。本文中的AAC编解码核是一个支持MPEG-2和MPEG-4标准的单片解决方案。该编解码核的总门数大约为18K,带有176K比特RAM,没有ROM。编码器的门数大约为8K,使用166K比特的RAM;解码器的门数大约为14K,使用108K比特的RAM。编码器和解码器之间共享大约110K比特的RAM,共享若干模块比如说Cordic,FFT,ALU1和ALU2。本文的最后对设计的AAC编解码核作出了简单的验证,从IP级验证验证这个AAC编解码核的编解码功能,再在FPGA中通过仿真验证AAC编解码核在实际环境中的工作情况。经过不停的分析、优化,使AAC编解码核达到良好的编解码效果。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-11
  1.1 引言  7
  1.2 数字音频压缩技术的基本理论依据  7-9
  1.3 音频编码技术的介绍与比较  9-11
    1.3.1 MPEG-1（MP3）  9
    1.3.2 MPEG-2 AAC  9
    1.3.3 AC-3  9-10
    1.3.4 MPEG-4 HE-AAC（aacPlus）  10-11
第2章 AAC 算法的研究  11-23
  2.1 AAC 框架结构  11-12
  2.2 心理声学模型  12-16
    2.2.1 心理声学模型原理  12-14
    2.2.2 心理声学模型算法  14-16
  2.3 AAC 编解码基本原理及流程  16-22
    2.3.1 Huffman 解码  16-17
    2.3.2 反量化  17
    2.3.3 缩放因子解码  17
    2.3.4 立体声编解码  17-18
    2.3.5 预测模块  18
    2.3.6 强度立体声编解码  18-19
    2.3.7 时域噪声整形  19
    2.3.8 滤波器组  19-22
  2.4 小结  22-23
第3章 AAC 编解码核的具体实现  23-55
  3.1 引言  23
  3.2 AAC 编解码核概述  23-25
  3.3 AAC 编码部分的实现  25-36
    3.3.1 MDCT 模块  25-27
    3.3.2 FFT 模块  27-31
    3.3.3 VLC 模块  31-36
  3.4 AAC 解码部分的实现  36-53
    3.4.1 DEC 模块  36-45
    3.4.2 TNS 模块  45-48
    3.4.3 IMDCT 模块  48-53
  3.5 小结  53-55
第4章 AAC 编解码核的验证与仿真  55-61
  4.1 引言  55
  4.2 验证环境与方法  55-60
    4.2.1 IP 级验证  55-59
    4.2.2 FPGA 原型验证  59-60
  4.3 小结  60-61
第5章总结  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65

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