多聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)的編碼及應(yīng)用

其中，濾波器組與MPEG層III所采用的濾波器組相比，由于層III算法在對濾波器進行選擇時考慮了兼容性問題，因而具有固有的結(jié)構(gòu)上的不足；而AAC則直接采用了MDCT變換濾波。同時，AAC增加了窗口長度，由1152點增至2048，使MDCT的性能優(yōu)于原來的濾波器組。
時域噪聲整形（TNS）技術(shù)是時域/頻域編碼中一項新穎的技術(shù)。它利用頻域的自適應(yīng)預(yù)測的結(jié)果來對時域中量化噪聲的分布進行整形處理。通過采用TNS技術(shù)，可以使特殊環(huán)境下的話音信號質(zhì)量得到顯著的提高。
后向自適應(yīng)預(yù)測是一項在語音信號編碼系統(tǒng)領(lǐng)域建立起來的技術(shù)。它主要利用了某一特定形式的音頻信號易于預(yù)測的特點。
在量化過程中，通過對量化精度更為精細(xì)的控制，可以使給定的碼率得到更加有效的利用。在碼流復(fù)接時，通過對必須傳輸?shù)男畔⑦M行熵編碼使冗余度降至最低。
通過以上各種編碼技術(shù)的運用以及采用一種可變的碼流結(jié)構(gòu)，使AAC編碼算法在得到大大優(yōu)化的同時， 也為將來進一步提高編碼效率提供了可能性。
事實上，在AAC編碼的三種類型中，各種編碼技術(shù)的使用也是不同的，也就是說，三種類型的算法復(fù)雜度是不同的。這一不同考慮了編、解碼兩端的算法復(fù)雜度。例如，后向自適應(yīng)預(yù)測約占解碼運算量的45%左右，在LC和SSR類型中都沒有采用這一技術(shù)。另外，在LC類型中，TNS濾波器的長度被限制為12個系數(shù)，但仍保持了18KHz帶寬；在SSR類型中，TNS也只使用12個系數(shù)，并且?guī)捪拗茷?KHz，同時該類型也沒有采用聲道耦合技術(shù)，在混合濾波器組的結(jié)構(gòu)及增益控制方面也與另兩種類型不同。
AAC可以在低數(shù)據(jù)率的情況下提供較高質(zhì)量的音頻信息，如每個聲道僅64kb/s時就會有比較好的性能。
AAC當(dāng)前的應(yīng)用主要用于日本的數(shù)字音頻廣播及美國的IBOC（帶內(nèi)同頻技術(shù)）。
6、用于DTS的相干聲學(xué)編碼
DTS系統(tǒng)中采用的數(shù)字音頻壓縮算法――相干聲學(xué)編碼，主要目的就是用于提高民用音頻重放設(shè)備重放的音頻質(zhì)量的，其音頻重放質(zhì)量可以超越原有的如CD唱片的質(zhì)量。同時通過更多揚聲器的使用，使得聽眾可以感受到普通立體聲無法達到的聲音效果。因此總體目標(biāo)就是將聽眾真正的帶入專業(yè)的音響領(lǐng) 域及多聲道環(huán)繞聲的天地。
相干聲學(xué)編碼器是一種感知、優(yōu)化、差分子帶音頻編碼器，它使用了多種技術(shù)對音頻數(shù)據(jù)進行壓縮。下面將分別對其進行詳細(xì)的描述。從整體來看，編碼器與解碼器的實現(xiàn)是不對稱的。理論上編碼器可以設(shè)計的非常復(fù)雜，但實際上，編碼器

圖19相干聲學(xué)解碼器流程圖
第二步是通過在每個子帶中傳輸?shù)妮o助信息指令，對子帶中的差分信號進行反量化得到子帶PCM信號。這些通過反量化得到的子帶PCM信號再進行反濾波處理，得到每個聲道的全頻帶的時域PCM信號。在解碼器中，沒有程序用于音頻質(zhì)量的調(diào)整。
在解碼器中包括一個可選的DSP功能模塊，這個模塊主要用于用戶的編程使用。它允許對單個聲道或全部聲道中子帶或是全頻帶PCM信號進行處理。這些功能諸如上矩陣變換、下矩陣變換、動態(tài)范圍控制以及聲道之間的延時調(diào)整等。
6.3
DTS系統(tǒng)最早是用于電影應(yīng)用中的。在1993年的電影“JurassicPark”（侏羅紀(jì)公園）中，沒有使用AC-3，而是使用了DTS多聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)。DTS系統(tǒng)中的音頻數(shù)據(jù)是存儲在一張CD-ROM上的，取代了將聲音記錄在膠片上的方式，而是在膠片上記錄用于同步CD-ROM音頻信息的時間碼，通過電影膠片上的時間碼來同步播放CD-ROM。由于CD-ROM與電影膠片磁跡相比，具有更大的容量和更穩(wěn)定的可靠程度，因此它可以在4：1壓縮比的情況下提供質(zhì)量更高的多聲道音頻信息。對于AC-3來說，典型的壓縮比為12：1。隨著應(yīng)用的普及，DTS系統(tǒng)又提出一種低數(shù)據(jù)率版本，其參數(shù)規(guī)范如下：
音頻聲道的個數(shù)DTS=1――10.1
FsDTS=8――192kHz
RDTS=16――24bit
BDTS=32――6144kb/s
數(shù)據(jù)幀大小DTS=512樣本
在低數(shù)據(jù)率版本中，由0到24kHz的32個子帶的頻率，通過一個512抽頭的多相正交鏡象濾波器（PQMF）來實現(xiàn)從時域到頻域的映射。另外8個附加的子帶覆蓋了24kHz到48kHz之間頻率范圍，2個附加的子帶覆蓋了48kHz到96kHz之間的頻率范圍。為了進一步減小冗余度，采用了前向自適應(yīng)線性預(yù)測，同時心理聲學(xué)模型用來對信號進行預(yù)測，在量化過程中使用了標(biāo)度量化和矢量量化。
DTS的大多數(shù)應(yīng)用都是采用相對較小的壓縮比、工作在幾乎無損情況的模式下的。一般來說，數(shù)據(jù)率在1Mb/s的情況下，DTS可以提供較好質(zhì)量的音頻。DTS的應(yīng)用也主要是在電影、CD及DVD視頻中。另外，DTS所具有的可變比特率編碼方式使得它同樣可以應(yīng)用于DAB及DVD的廣播中。
7、
數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)的