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音频编码中基于分裂表的格矢量量化方法设计

作　者: 刘彬彬
导　师: 徐雄
学　校: 上海交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 变换域编码格型矢量量化码本分裂表扩展
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 32次
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内容摘要

基于格型的矢量量化技术是一种极其重要的信号压缩方法，在音频信号处理的许多重要研究领域中，特别是移动通信中，格型矢量量化起着非常重要的作用。它的低计算复杂度和高性能使其可用于高保真低码率的移动通信系统。本文设计了一种适用于低码率音频编码的基于分裂表的格型矢量量化方法，这种方法具有低存储空间需求、低计算复杂度和高性能的特点。本文首先介绍了低码率变换域音频编码技术和其中的核心模块――矢量量化技术。其中格型矢量量化以其码本的高结构化和量化的高效性，受到了普遍欢迎。当今流行的格型矢量量化技术有经典的嵌入式代数矢量量化技术和以其为基础的Voronoi扩展技术。在现有理论的基础上，本文设计了一种新的基于分裂表的格型矢量量化方法。本文选取了经典的高斯格RE8作为基础格型，在这个基础上设计了一个具有23个特征码字的基础码本。并且设计了基于基础码本的量化编码方法，包括直接编码、2D8数据的奇化编码、常见码字的基于缓存的快速编码等方法。在解决格型矢量量化中的过载失真问题时，本文设计了一种基于分裂表的扩展方法。本文针对基础码本的特性，设计了与其相适应的分裂表，并基于分裂表设计了一级扩展编码和二级扩展编码两种编码方法。其中一级扩展编码适用于较小的过载矢量，二级扩展编码适用于较大的过载矢量。最后，本文阐述了格型矢量量化系统基于AVS P10编解码软件的实现，在实现的基础上测试了格型矢量量化系统的主观性能和客观性能，并进行了存储复杂度和计算复杂度的分析。测试和分析表明，本文所设计的基于分裂表的格型矢量量化方法与经典的基于Voronoi扩展的矢量量化方法相比，性能相当，但具有更低的存储复杂度和低得多的计算复杂度。本文所设计的格型矢量量化方法已经加入数字音视频编解码技术标准工作组的移动语音与音频编码标准AVS P10中。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
插图目录  10-11
表格目录  11-12
第1章绪论  12-18
  1.1 研究问题的提出  12-13
  1.2 格型矢量量化研究现状  13-15
  1.3 本文的研究内容和意义  15-16
  1.4 论文组织结构  16-18
第2章低码率音频编解码中的格型矢量量化技术  18-32
  2.1 低码率变换域音频编解码方案  18-19
  2.2 格型矢量量化技术原理  19-27
    2.2.1 矢量量化技术简介  19-21
    2.2.2 格型矢量量化的基本概念  21-27
  2.3 嵌入式代数矢量量化方法  27-28
  2.4 Voronoi扩展方法  28-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章基于分裂表的格型矢量量化方法设计  32-55
  3.1 格型的选取  32-33
  3.2 基础码本的设计  33-38
  3.3 基础码本量化编码方案  38-50
    3.3.1 直接编码  42-44
    3.3.2 2D8 数据的奇化编码  44-45
    3.3.3 常见码字的基于缓存的编码  45-50
  3.4 基础码本量化解码方案  50-54
    3.4.1 基于缓存的快速码本搜索解码  51-53
    3.4.2 使用基础码本编码的解码流程  53-54
  3.5 本章小结  54-55
第4章基于分裂表的扩展方法设计  55-73
  4.1 基于分裂表的扩展方法简介  56-59
  4.2 分裂表的设计  59-62
  4.3 基于分裂表的扩展编码方案  62-70
    4.3.1 一级扩展编码  62-65
    4.3.2 二级扩展编码  65-70
  4.4 基于分裂表的扩展解码方案  70-71
    4.4.1 一级扩展解码  70-71
    4.4.2 二级扩展解码  71
  4.5 本章小结  71-73
第5章格型矢量量化系统的实现及性能评测与分析  73-85
  5.1 基于AVS P10 的实现  73-77
    5.1.1 AVS P10 编解码技术简介  73-74
    5.1.2 STLVQ量化器的实现  74-76
    5.1.3 STLVQ反量化器的实现  76-77
  5.2 性能评测  77-82
    5.2.1 测试码流  78-79
    5.2.2 客观评测  79-80
    5.2.3 主观评测  80-82
  5.3 复杂度分析  82-84
    5.3.1 存储复杂度分析  82-83
    5.3.2 计算复杂度分析  83-84
  5.4 本章小结  84-85
第6章总结与展望  85-88
  6.1 本文总结  85-86
  6.2 未来研究与展望  86-88
参考文献  88-90
致谢  90-91
攻读学位期间发表的学术论文  91-93

音频编码中基于分裂表的格矢量量化方法设计

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