Повышение эффективности алгоритмов компрессии цифровых данных при кодировании сигналов стереопары

• Автор: Ятагама Гамаге Даммика Придаршана
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 260 с. : ил.

Список сокращений
Список условных обозначений
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ КОДИРОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ РАДИОВЕЩАНИЯ И ТЕЛЕВИДЕНИЯ
1.1. Общие сведения и классификация методов кодирования звуковых сигналов
1.2.Стандарты кодирования семейства МРЕО
1.2.1. Общие сведения о стандартах семейства МРЕв
1.2.2. Алгоритм кодирования аудиосигналов стандарта МРЕО-1 КОЛЕС 11172
1.2.3. Алгоритмы кодирования аудиосигналов стандарта МРЕО-2 КОЛЕС 13818
1.2.4. Алгоритм кодирования МРЕО-2 КОЛЕС 13818-7 ААС
1.2.5. Алгоритм кодирования МРЕО-4 КОЛЕС ЕСЭ 14496
1.3. Кодирования звуковых сигналов в системе БоІЬу АС
1.4. Энтропийное кодирование
1.5. Особенности психоакустических моделей алгоритмов кодирования с компрессией цифровых аудиоданных
1.5.1. Психоакустическая модель 1 стандарта МРЕв КОЛЕС 11172
1.5.2. Психоакустическая модель 2 стандарта КОЛЕС 11172
1.5.3. Особенности психоакустической модели системы кодирования ОоІЬу АС
1.6. Качество кодеков с компрессией цифровых аудиоданных

1.7. Проблемы при разработке кодеков с компрессией цифровых аудиоданных
1.8. Постановка задачи и цель диссертационной работы
2. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И УТОЧНЕНИЕ
АЛГОРИТМА РАБОТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
2.1. Разработка и обоснование структурной схемы экспериментальной установки
2.2. Временная и частотная сегментации звукового сигнала
2.3. Психоакустическая энтропия звукового сигнала
2.4. Психоакустические модели экспериментальной установки
2.4.1. Расчет спектра выборки звукового сигнала
2.4.2. Расчет глобального порога маскировки или отношения сигнал-маска
2.5. Объединение сигналов стереопары при кодировании
2.5.1. Психоакустические основы процедуры объединения сигналов стереопары
2.5.2. Алгоритмы объединения сигналов стереопары в стандартах MPEG и А
Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАМНОЙ МОДЕЛИ И ИНТЕРФЕЙСА
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ УСТАНОВКИ
3.1. Обобщенная структурная схема программной модели
3.2. Обобщенная структурная схема психоакустической модели
3.3. Блок гибридного полифазного банка фильтров
3.4. Блок неравномерного квантования и кодирования
3.5. Декодер
3.6. Блок формирования стерео WAV файлов
3.7. Блок объединения сигналов стереопары
3.8. Блок считывания заголовок wav-файла
3.9. Интерфейс экспериментальной установки
3.10. Интерфейс для субъективной оценки качества звучания
Выводы по главе
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Программа исследований
4.2. Общие сведения о процедуре проведения эксперимента
4.3. Психоакустическая энтропия сигнала и требуемое для кодирования количество бит
4.4. Битовый резервуар
4.4.1. Контроль объема битового резервуара в системе кодирования MPEG-1 ISO/IEC 11172-3 Layer
4.4.2. Максимально допустимый объем битового резервуара и буфера в системе кодирования MPEG-1 ISO/IEC 11172-3 Layer
4.5. Предельные значения психоакустической энтропии в зависимости от полосы частот звукового сигнала и частоты дискретизации
4.6. Расчет числа бит, требуемого психоакустической моделью в полосах психоакустического анализа Ь, полосах кодирования п и их фактическое распределение при кодировании звукового сигнала
4.6.1. Расчет требуемого числа бит в полосах психоакустического анализа Ь на основе отношения сигнал-шум, SNRb

имеет неодинаковое значение в разных психоакустических моделях [23,73,78,97]. Вследствие большого расхождения данных следует эту проблему изучить более подробно. В блоке 6 рассчитываются коэффициенты маскировки и индивидуальные кривые маскировки для каждой оставшейся после процедуры прореживания тональной и нетональной компоненты, а затем в блоке 7 путем суммирования энергий рассчитывается глобальный порог маскировки в функции частоты для сигнала выборки.
При суммировании индивидуальных кривых маскировки в стандарте ISCMEC 11172-3 взаимное влияние спектральных составляющих не учитывается, по умолчанию исповедуется принцип аддитивности, взаимонсзависимости действия на орган слуха спектральных компонент при их одновременном предъявлении. Этот момент должен быть изучен особенно тщательно, путем проведения соответствующих экспериментальных исследований с привлечением экспертов. Их результаты позволят уточнить закон суммирования индивидуальных кривых маскировки. Минимальный уровень маскировки рассчитывается для каждой субполосы кодирования (блок 8). Выходом психоакустической модели является значение SMR. Это есть разность уровней полезного сигнала и максимально допустимого в данной субполосе уровня шумов квантования, иначе говоря SMR - это выраженное в дБ отношение энергии полезного сигнала к допустимому значению энергии шумов в данной субполосе кодирования, при котором они еще маскируются полезным сигналом.
1.5.2. Психоакустическая модель 2 стандарта ISO/IEC 11172
Психоакустическая модель 2 также может быть использована в кодере MPEG стандарта ISO/IEC MPEG для любого слоя (Layer). Однако, в самом стандарте ISO/IEC 11172-3 психоакустическая модель 2 использована при