多声道数字音频系统的编码及应用

文章摘要：在实际的AC-3解码器中，还包括下述功能： l假若检测出一个数据误码，可以使用误码掩盖或静噪。 l高频内容耦合在一起的那些声道必须去除耦合。 l无论何时已被重新设置矩阵的声道，必须进行去除矩阵化的过程（在2-声道模式中）。 l必须动态的改变综合滤波器组的分辨率，与编码器分析滤波器组在编码过程中所用的方法 相同。 3. 3 杜比数字AC-3编码数据格式 经过杜比数字AC-3编码器的编码处理，可以将原始的数据PCM信号编码为杜比数字AC-3音频数据流。一个AC-3串行编码的音频数据流是由一个同步帧的序列所组成。如图10所示。 由图可见，每个同步帧包含六个编码的音频样本块（AB）其中每个代表256个

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在实际的AC-3解码器中，还包括下述功能：
l假若检测出一个数据误码，可以使用误码掩盖或静噪。
l高频内容耦合在一起的那些声道必须去除耦合。
l无论何时已被重新设置矩阵的声道，必须进行去除矩阵化的过程（在2-声道模式中）。
l必须动态的改变综合滤波器组的分辨率，与编码器分析滤波器组在编码过程中所用的方法
相同。
3. 3 杜比数字AC-3编码数据格式
经过杜比数字AC-3编码器的编码处理，可以将原始的数据PCM信号编码为杜比数字AC-3音频数据流。一个AC-3串行编码的音频数据流是由一个同步帧的序列所组成。如图10所示。

由图可见，每个同步帧包含六个编码的音频样本块（AB）其中每个代表256个新的音频样本。在每个同步帧开始的同步信息（SI）的信头中，包含为了获得同步和维持同步所需要的信息。接着SI后面的是数码流信息（BSI）的信头；它包含描述编码数据流业务的各种参数。编码的音频样本块之后接 着是一个辅助数据（AUX）字段。在每个同步帧结尾处是误码检验字段，其中包含一个用于误码检测的CRC字。一个附加的CRC字位于SI信头中，以供选用。
AB0~AB5的每一块代表一个编码通道，可以被分别独立解码，块的大小可以调整，但总数据量不变。在图中还有两个未标出的CRC，其中第一个位于帧的5/8处，另一个位于帧未。之所以如此安排，目的就是可以减少解码器的RAM需求量，使得解码器不必完全接收一帧后才解码音频数据，而是分成了两部 分进行解码。

www.88dzw.com5.1 AAC的主要特点
AAC可以支持1到48路之间任意数目的音频声道组合、包括15路低频效果声道、配音/多语声声道，以及15路数据。它可同时传送16套节目，每套节目的音频及数据结构可任意规定。在码率为64kbps/声道的条件下，AAC可以提供很高的声音质量。
根据不同的应用场合，AAC提供了三种类型（Profile）以供选择，即主要类型（Main Profile）、低复杂度类型（Low Complexity Profile）、可放缩采样率类型（Scaleable Sampling Rate, SSR  Profile）。因而其可应用范围很广。
5.2 AAC算法结构
为提高音频编码效率，AAC采用了许多先进技术，如霍夫曼编码、相关立体声、声道耦合、反向自适应预测、时域噪声整形、修正离散余弦变换（MDCT）、及混合滤波器组等。

其中，滤波器组与MPEG层III所采用的滤波器组相比，由于层III算法在对滤波器进行选择时考虑了兼容性问题，因而具有固有的结构上的不足；而AAC则直接采用了MDCT变换滤波。同时，AAC增加了窗口长度，由1152点增至2048，使MDCT的性能优于原来的滤波器组。
时域噪声整形（TNS）技术是时域/频域编码中一项新颖的技术。它利用频域的自适应预测的结果来对时域中量化噪声的分布进行整形处理。通过采用TNS技术，可以使特殊环境下的话音信号质量得到显著的提高。
后向自适应预测是一项在语音信号编码系统领域建立起来的技术。它主要利用了某一特定形式的音频信号易于预测的特点。
在量化过程中，通过对量化精度更为精细的控制，可以使给定的码率得到更加有效的利用。在码流复接时，通过对必须传输的信息进行熵编码使冗余度降至最低。
通过以上各种编码技术的运用以及采用一种可变的码流结构，使AAC编码算法在得到大大优化的同时， 也为将来进一步提高编码效率提供了可能性。
事实上，在AAC编码的三种类型中，各种编码技术的使用也是不同的，也就是说，三种类型的算法复杂度是不同的。这一不同考虑了编、解码两端的算法复杂度。例如，后向自适应预测约占解码运算量的45%左右，在LC和SSR类型中都没有采用这一技术。另外，在LC类型中，TNS滤波器的长度被限制为12个系数，但仍保持了18 KHz带宽；在SSR类型中，TNS也只使用12个系数，并且带宽限制为6 KHz，同时该类型也没有采用声道耦合技术，在混合滤波器组的结构及增益控制方面也与另两种类型不同。

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