Введение
1. Современное состояние и перспективы развития методов кодирования звуковых сигналов радиовещания и телевидения 21
1.1. Общие сведения и классификация методов кодирования звуковых сигналов 21
1.2.Стандарты кодирования семейства MPEG 24
1.2.1. Общие сведения о стандартах семейства MPEG 24
1.2.2. Алгоритм кодирования аудиосигналов стандарта MPEG-1 ISOAEC 11172-3 25
1.2.3. Алгоритмы кодирования аудиосигналов стандарта MPEG-2 ISOAEC 13818-3 31
1.2.4. Алгоритм кодирования MPEG-2 ISO/IEC 13818-7 ААС 33
1.2.5. Алгоритм кодирования MPEG-4 ISO/IEC FCD 14496-3 36
1.3. Кодирования звуковых сигналов в системе Dolby АС-3 39
1.4. Энтропийное кодирование 44
1.5. Особенности психоакустических моделей алгоритмов кодирования с компрессией цифровых аудиоданных 46
1.5.1. Психоакустическая модель 1 стандарта MPEG ISO/IEC 11172-3 48
1.5.2. Психоакустическая модель 2 стандарта ISO/IEC 11172-3 50
1.5.3. Особенности психоакустической модели системы кодирования Dolby АС-3 53
1.6. Качество кодеков с компрессией цифровых аудиоданных 53
1.7. Проблемы при разработке кодеков с компрессией цифровых аудиоданных 58
1.8. Постановка задачи и цель диссертационной работы 69
2. Разработка структурной схемы и уточнение алгоритма работы экспериментальной установки 72
2.1. Разработка и обоснование структурной схемы экспериментальной установки 72
2.2. Временная и частотная сегментации звукового сигнала 76
2.3. Психоакустическая энтропия звукового сигнала 87
2.4. Психоакустические модели экспериментальной установки 89
2.4.1. Расчет спектра выборки звукового сигнала 89
2.4.2. Расчет глобального порога маскировки или отношения сигнал-маска 91
2.5. Объединение сигналов стереопары при кодировании 113
2.5.1. Психоакустические основы процедуры объединения сигналов стереопары 113
2.5.2. Алгоритмы объединения сигналов стереопары в стандартах MPEGHA 52 114
3. Разработка програмнои модели и интерфейса исследовательской установки 129
3.1. Обобщенная структурная схема программной модели 129
3.2. Обобщенная структурная схема психоакустической модели 132
3.3. Блок гибридного полифазного банка фильтров 139
3.4. Блок неравномерного квантования и кодирования 141
3.5. Декодер 157
3.6. Блок формирования стерео WAV файлов 158
3.7. Блок объединения сигналов стереопары 158
3.8. Блок считывания заголовок wav-файла 159
3.9. Интерфейс экспериментальной установки 159
3.10. Интерфейс для субъективной оценки качества звучания 169
4. Результаты экспериментальных исследований 173
4.1. Программа исследований 173
4.2. Общие сведения о процедуре проведения эксперимента 174
4.3. Психоакустическая энтропия сигнала и требуемое для кодирования количество бит 177
4.4. Битовый резервуар 180
4.4.1. Контроль объема битового резервуара в системе кодирования MPEG-1 ISOAEC 11172-3 Layer 3 181
4.4.2. Максимально допустимый объем битового резервуара и буфера в системе кодирования MPEG-1 ISO/IEC 11172-3 Layer 3
181
4.5. Предельные значения психоакустической энтропии в зависимости от полосы частот звукового сигнала и частоты дискретизации 183
4.6. Расчет числа бит, требуемого психоакустической моделью в полосах психоакустического анализа Ь, полосах кодирования «них фактическое распределение при кодировании звукового сигнала 184
4.6.1. Расчет требуемого числа бит в полосах психоакустического анализа Ь на основе отношения сигнал-шум, SNRb 184
4.6.2. Расчет требуемого количества бит в полосах психоакустического анализа Ъ на основе учета психоакустической энтропии 188
4.6.3. Расчет требуемого количества бит в полосах кодирования п на основе учета психоакустической энтропии 193
4.6.4. Расчет психоакустической моделью требуемого количества бит для каждого аудиофрейма 194
4.6.5. Расчет коэффициента корреляции левого и правого сигналов стереопары 199
4.6.6. Фактически потраченное количество бит до и после объединения сигналов стереопары 202
4.7. Субъективная оценка качества звучания объединенного сигнала стереопары 211
4.8. Представление итоговых результатов, выполненных в работе экспериментальных исследований 214
Заключение 224
Список литературы 227
Приложения
