多聲道數字音頻系統的編碼及應用

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(jìn)行選擇時(shí)考慮了兼容性問(wèn)題，因而具有固有的結構上的不足；而AAC則直接采用了MDCT變換濾波。同時(shí)，AAC增加了窗口長(cháng)度，由1152點(diǎn)增至2048，使MDCT的性能優(yōu)于原來(lái)的濾波器組。
時(shí)域噪聲整形（TNS）技術(shù)是時(shí)域/頻域編碼中一項新穎的技術(shù)。它利用頻域的自適應預測的結果來(lái)對時(shí)域中量化噪聲的分布進(jìn)行整形處理。通過(guò)采用TNS技術(shù)，可以使特殊環(huán)境下的話(huà)音信號質(zhì)量得到顯著(zhù)的提高。
后向自適應預測是一項在語(yǔ)音信號編碼系統領(lǐng)域建立起來(lái)的技術(shù)。它主要利用了某一特定形式的音頻信號易于預測的特點(diǎn)。
在量化過(guò)程中，通過(guò)對量化精度更為精細的控制，可以使給定的碼率得到更加有效的利用。在碼流復接時(shí)，通過(guò)對必須傳輸的信息進(jìn)行熵編碼使冗余度降至最低。
通過(guò)以上各種編碼技術(shù)的運用以及采用一種可變的碼流結構，使AAC編碼算法在得到大大優(yōu)化的同時(shí)， 也為將來(lái)進(jìn)一步提高編碼效率提供了可能性。
事實(shí)上，在A(yíng)AC編碼的三種類(lèi)型中，各種編碼技術(shù)的使用也是不同的，也就是說(shuō)，三種類(lèi)型的算法復雜度是不同的。這一不同考慮了編、解碼兩端的算法復雜度。例如，后向自適應預測約占解碼運算量的45%左右，在LC和SSR類(lèi)型中都沒(méi)有采用這一技術(shù)。另外，在LC類(lèi)型中，TNS濾波器的長(cháng)度被限制為12個(gè)系數，但仍保持了18KHz帶寬；在SSR類(lèi)型中，TNS也只使用12個(gè)系數，并且帶寬限制為6KHz，同時(shí)該類(lèi)型也沒(méi)有采用聲道耦合技術(shù)，在混合濾波器組的結構及增益控制方面也與另兩種類(lèi)型不同。
AAC可以在低數據率的情況下提供較高質(zhì)量的音頻信息，如每個(gè)聲道僅64kb/s時(shí)就會(huì )有比較好的性能。
AAC當前的應用主要用于日本的數字音頻廣播及美國的IBOC（帶內同頻技術(shù)）。
6、用于DTS的相干聲學(xué)編碼
DTS系統中采用的數字音頻壓縮算法――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(shí)通過(guò)更多揚聲器的使用，使得聽(tīng)眾可以感受到普通立體聲無(wú)法達到的聲音效果。因此總體目標就是將聽(tīng)眾真正的帶入專(zhuān)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)對音頻數據進(jìn)行壓縮。下面將分別對其進(jìn)行詳細的描述。從整體來(lái)看，編碼器與解碼器的實(shí)現是不對稱(chēng)的。理論上編碼器可以設計的非常復雜，但實(shí)際上，編碼器

圖19相干聲學(xué)解碼器流程圖
第二步是通過(guò)在每個(gè)子帶中傳輸的輔助信息指令，對子帶中的差分信號進(jìn)行反量化得到子帶PCM信號。這些通過(guò)反量化得到的子帶PCM信號再進(jìn)行反濾波處理，得到每個(gè)聲道的全頻帶的時(shí)域PCM信號。在解碼器中，沒(méi)有程序用于音頻質(zhì)量的調整。
在解碼器中包括一個(gè)可選的DSP功能模塊，這個(gè)模塊主要用于用戶(hù)的編程使用。它允許對單個(gè)聲道或全部聲道中子帶或是全頻帶PCM信號進(jìn)行處理。這些功能諸如上矩陣變換、下矩陣變換、動(dòng)態(tài)范圍控制以及聲道之間的延時(shí)調整等。
6.3
DTS系統最早是用于電影應用中的。在1993年的電影“JurassicPark”（侏羅紀公園）中，沒(méi)有使用AC-3，而是使用了DTS多聲道數字音頻系統。DTS系統中的音頻數據是存儲在一張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(shí)間碼，通過(guò)電影膠片上的時(shí)間碼來(lái)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A(yíng)C-3來(lái)說(shuō)，典型的壓縮比為12：1。隨著(zhù)應用的普及，DTS系統又提出一種低數據率版本，其參數規范如下：
音頻聲道的個(gè)數DTS=1――10.1
FsDTS=8――192kHz
RDTS=16――24bit
BDTS=32――6144kb/s
數據幀大小DTS=512樣本
在低數據率版本中，由0到24kHz的32個(gè)子帶的頻率，通過(guò)一個(gè)512抽頭的多相正交鏡象濾波器（PQMF）來(lái)實(shí)現從時(shí)域到頻域的映射。另外8個(gè)附加的子帶覆蓋了24kHz到48kHz之間頻率范圍，2個(gè)附加的子帶覆蓋了48kHz到96kHz之間的頻率范圍。為了進(jìn)一步減小冗余度，采用了前向自適應線(xiàn)性預測，同時(shí)心理聲學(xué)模型用來(lái)對信號進(jìn)行預測，在量化過(guò)程中使用了標度量化和矢量量化。
DTS的大多數應用都是采用相對較小的壓縮比、工作在幾乎無(wú)損情況的模式下的。一般來(lái)說(shuō)，數據率在1Mb/s的情況下，DTS可以提供較好質(zhì)量的音頻。DTS的應用也主要是在電影、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用于DAB及DVD的廣播中。
7、
數字音頻廣播系統的