HDTV音頻解碼算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、自70年代以來，高清晰度電視(HDTV)得到了迅猛的發(fā)展。由于HDTV擁有廣闊的市場前景，它已經成為當前國際研究的熱點之一。在幾大HDTV國際標準中，主要采用的是DolbyAC-3和MPEG-2數(shù)字音頻標準。美國ATSC HDTV標準采用的是Dolby AC-3數(shù)字音頻，而歐洲、日本則采用了MPEG-2數(shù)字音頻標準，這代表了數(shù)字音頻編解碼技術的兩大應用方向。通過比較可以發(fā)現(xiàn)DolbyAC-3數(shù)字音頻在綜合性能上更加優(yōu)秀。因此，Dolby

2、 AC-3數(shù)字音頻廣泛應用于HDTV、數(shù)字廣播、DVD、家庭影院系統(tǒng)、數(shù)字音頻出版和網(wǎng)絡流媒體、3G移動通信音頻實時播放等方面。 本論文所做的工作與特色： 1．深入研究了HDTV的音頻國際標準：MPEG-2Audio和Dolby AC-3數(shù)字音頻標準。著重對Dolby AC-3數(shù)字音頻標準進行了細化分析，掌握了標準中的各項技術規(guī)定； 2．根據(jù)Dolby AC-3數(shù)字音頻標準編寫了解碼源程序，用C程序實現(xiàn)了Dolb

3、yAC-3數(shù)字音頻的解碼，效果令人滿意。 3．優(yōu)化了Dolby AC-3數(shù)字音頻解碼算法中復雜度高、耗時長的IMDCT單元。在AC-3解碼中實現(xiàn)時頻變換的IMDCT長度N是4的整數(shù)倍，而且其結構具有很好的對稱性。本文詳細推導出了用兩個N/4點的DCT-Ⅱ來實現(xiàn)N點的IMDCT的優(yōu)化算法。該優(yōu)化算法可以得出MDCT和IMDCT擁有共同的轉換核，使得MDCT和IMDCT可以共用一個統(tǒng)一的結構，節(jié)省了硬件開銷，可以有效地應用于MDCT

4、和IMDCT的并行VLSI結構。優(yōu)化后IMDCT單元減少了運算次數(shù)，降低了復雜度，提高了運算速度，所用時間降低很多，而且優(yōu)化后的解碼效果與未優(yōu)化前相當。 4．在FPGA上實現(xiàn)了優(yōu)化后的IMDCT單元，給出了仿真結果，為下一步將Dolby AC-3數(shù)字音頻解碼算法硬件化打下基礎。 5．深入分析了了音頻信號的評價標準，并對本文優(yōu)化前后的解碼結果進行評價。結果表明：優(yōu)化前后的解碼算法解碼結果正確，還原音質接近原始信號音質；優(yōu)化