HDTV音頻解碼算法的研究與實(shí)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(jīng)成為當(dāng)前國際研究的熱點(diǎn)之一。在幾大HDTV國際標(biāo)準(zhǔn)中，主要采用的是DolbyAC-3和MPEG-2數(shù)字音頻標(biāo)準(zhǔn)。美國ATSC HDTV標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，這代表了數(shù)字音頻編解碼技術(shù)的兩大應(yīng)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(yīng)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(luò)流媒體、3G移動(dòng)通信音頻實(shí)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)：MPEG-2Audio和Dolby AC-3數(shù)字音頻標(biāo)準(zhǔn)。著重對Dolby AC-3數(shù)字音頻標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了細(xì)化分析，掌握了標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)技術(shù)規(guī)定； 2．根據(jù)Dolby AC-3數(shù)字音頻標(biāo)準(zhǔn)編寫了解碼源程序，用C程序?qū)崿F(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(fù)雜度高、耗時(shí)長的IMDCT單元。在AC-3解碼中實(shí)現(xiàn)時(shí)頻變換的IMDCT長度N是4的整數(shù)倍，而且其結(jié)構(gòu)具有很好的對稱性。本文詳細(xì)推導(dǎo)出了用兩個(gè)N/4點(diǎn)的DCT-Ⅱ來實(shí)現(xiàn)N點(diǎn)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(zhuǎn)換核，使得MDCT和IMDCT可以共用一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了硬件開銷，可以有效地應(yīng)用于MDCT

4、和IMDCT的并行VLSI結(jié)構(gòu)。優(yōu)化后IMDCT單元減少了運(yùn)算次數(shù)，降低了復(fù)雜度，提高了運(yùn)算速度，所用時(shí)間降低很多，而且優(yōu)化后的解碼效果與未優(yōu)化前相當(dāng)。 4．在FPGA上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化后的IMDCT單元，給出了仿真結(jié)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(chǔ)。 5．深入分析了了音頻信號的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并對本文優(yōu)化前后的解碼結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果表明：優(yōu)化前后的解碼算法解碼結(jié)果正確，還原音質(zhì)接近原始信號音質(zhì)；優(yōu)化