基于MIPS的AAC實(shí)時(shí)多路解碼器.pdf

1、MPEG-2AAC(AdvancedAudioCoding，先進(jìn)音頻編碼)數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)成為MPEG國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中音頻編碼的核心，引領(lǐng)著感知音頻的發(fā)展方向。MPEG-2AAC是高保真音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中的一種。從編碼原理的角度來(lái)看，它包含著多種新型高效的編碼工具。主要有修正離散余弦變換(MDCT)、時(shí)域預(yù)測(cè)編碼、瞬時(shí)噪聲整形、無(wú)噪聲編碼等等。同時(shí)利用人耳的感知模型和統(tǒng)計(jì)理論，在盡可能保證音質(zhì)重建的前提下，降低壓縮編碼碼率。針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)

2、域和開發(fā)的軟硬件條件，MPEG-2AAC提出了各種不同的分層框架，每個(gè)分層都有相應(yīng)的編碼工具，并且運(yùn)算的復(fù)雜度和要求的內(nèi)存也互不相同。本文旨在基于單處理器基礎(chǔ)上，對(duì)MPEG-2AAC音頻編解碼的模塊進(jìn)行理論研究和優(yōu)化，同時(shí)開發(fā)出一種能夠適應(yīng)于多解碼器應(yīng)用場(chǎng)合的多功能解碼系統(tǒng)。 本文將MPEG-2AAC作為研究和分析對(duì)象，從理論上對(duì)AAC音頻編解碼中運(yùn)算復(fù)雜度較高的模塊：心理聲學(xué)分析、濾波器組、無(wú)噪聲編解碼等進(jìn)行了相關(guān)的研究和分析

3、。而對(duì)于解碼器而言，其中無(wú)噪聲解碼模塊又是運(yùn)算復(fù)雜度相對(duì)最高的，為了從算法層面上提高解碼效率，本文對(duì)該解碼運(yùn)算模塊應(yīng)用了一種快速霍夫曼解碼的算法，大大提高了整體的解碼效率，為在單處理器上實(shí)現(xiàn)多路、實(shí)時(shí)解碼提供了基礎(chǔ)。 另一方面，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是在基于實(shí)時(shí)碼流的應(yīng)用場(chǎng)合，因此對(duì)于MPEG-2系統(tǒng)層的傳輸包解碼，是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。文章詳細(xì)介紹了MPEG-2系統(tǒng)層解碼中至關(guān)重要的PCR時(shí)鐘重建算法，并對(duì)算法進(jìn)行了優(yōu)化和

4、實(shí)現(xiàn)。 本文所設(shè)計(jì)的音頻解碼系統(tǒng)是基于SOC(SystemonChip，片上系統(tǒng))的嵌入式系統(tǒng)，因此處理器的選擇至關(guān)重要。文章引入了當(dāng)今消費(fèi)電子以及網(wǎng)絡(luò)路由器、交換機(jī)中廣泛使用的MIPSCPU作為本系統(tǒng)的解碼芯片。本文中介紹了MIPS24KcCPU的體系結(jié)構(gòu)以及流水線機(jī)制的指令系統(tǒng)，并介紹了在MIPSCPU上對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks的移植。最后設(shè)計(jì)出了整個(gè)系統(tǒng)的軟件框架，通過在仿真器上的軟件仿真，得到了系統(tǒng)時(shí)鐘校正、音頻解