Разработка и исследование методов повышения эффективности и качества компрессии цифровых аудиоданных

• Автор: Стефанова, Ирина Алексеевна
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 155 с. : ил.

1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОСНОВНЫХ ПСИХОАКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЛУХА ЧЕЛОВЕКА
1Л Состояние вопроса и постановка задачи
1.2. Свойство частотного группообразования
1.3. Границы слышимых звуков
1.4. СВОЙСТВО ЧАСТОТНОЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОСТИ
Выводы ПО ГЛАВЕ
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЖАТИЯ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ
2 Л. Состояние вопроса и постановка задачи
2.2. Исследование параметров длины выборки
2.3. Анализ частотного параметра для различных подходов к спектральному анализу звуковых сигналов
2.4. Исследование энергетического параметра
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. МИНИМИЗАЦИЯ ЧАСТОТНОГО ПАРАМЕТРА ЭФФЕКТИВНОСТИ СЖАТИЯ
3.1. Состояние вопроса и постановка задачи
3.2. Условие оценки наиболее вероятного наибольшего числа
ОЩУЩАЕМЫХ НА СЛУХ СПЕКТРАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТ В ПРЕДЕЛАХ СУБПОЛОСЫ
3.3. Анализ условия слышимости спектральных компонент
3.4. Метод оценки разрешающей способности ДОП по частоте в
ПРЕДЕЛАХ СУБПОЛОСЫ
Выводы по главе

4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БЛОКА ПСИХОАКУСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА КОДЕРА ЦИФРОВЫХ АУДИОДАННЫХ
4.1. Состояние вопроса и постановка задачи
4.2. Средства моделирования цифровой обработки звуковых сигналов и условия проведения субъективной оценки качества звучания
4.3. Степень округления модуля спектральных компонент
4.4. Ограничения на временной и частотный параметры эффективного СЖАТИЯ
4.5. Моделирование порога слышимости при маскировке
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

СОКРАЩЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ДОП - дискретное ортогональное преобразование
ЗС - звуковые сигналы
КМ - кривая маскировки
А,-, А(/і) - значение абсолютного порога слышимости на частоте
ат - коэффициент маскировки частотной группы
Вь В(/) - значение болевого порога слышимости на частоте
С - спектральная компонента или коэффициент дискретного
ортогонального преобразования Е - уровень сигнала или порога слышимости при маскировке
.Рд - общепринятая частота дискретизации исходного звукового сигнала
Етах, Ет1п - частота дискретизации, соответственно достаточная и необходимая для сохранения качества исходного звукового
сигнала
/т - средняя частота частотной группы
/о - относительная частота
I - количество частотных групп или субполос, образованных
в рабочем диапазоне частот звуковых сигналов т - коэффициент минимально ощущаемой на слух амплитудной модуляции полосного шума А- длина выборки первичного цифрового сигнала
Асл - наиболее вероятное наибольшее число слышимых спектральных компонент N(1) - количество спектральных компонент в пределах /-й субполосы
Ром - вероятность отсутствия маскировки
Рсл - вероятность слышимости
1 - число двоичных разрядов, необходимых и достаточных

стинке имеется собственно воспринимающий аппарат слухового анализатора человека - Кортиев орган, состоящий из примерно такого же числа волоско-вых клеток, преобразующих колебания базилярной пластинки в электрические потенциалы. Сопоставляя эти данные с диапазоном слышимых частот 16 ... 20000 Гц, получаем А/ « 1 ГЦ.
Разрешающая способность частотных ДОП по частоте в зависимости от вида ДОП при неизменной длине выборки N
4/доп = РЯ!(К-Щ (2.4)
или с учетом (2.1)
4/доп = У(К-Ти), (2.5)
где коэффициент пропорциональности К = 1 для дискретного преобразования Фурье (ДПФ, стандарты МРЕСГ) иК=2 для дискретного косинусного преобразования (ДКП) [93] (стандарт йОЬВУ А С-3).
При фиксированном Т„ согласно (2.1) и (2.4) 4/доп может быть уменьшена только за счет увеличения Д, и в данном случае в р = 4/доп/Д/ = /(К-Тп-А/) раз. Однако для обеспечения 4/доп = 1 Гц при К= 1 в соответствии с (2.5) и с учетом (2.3) значение Д потребуется увеличить как минимум в
130 раз в случае музыкального сигнала и примерно в 90 раза в случае речевого сигнала. При К = 2 и той же 4/доп коэффициент р пересчета Д составит 65 и примерно 45, соответственно.
Между тем при учете психоакустических особенностей слуха значение р можно уменьшить. Так, связующим звеном между частотой как параметром раздражения и частотой как параметром субъективного ощущения является высота тона. Более того, экспериментально установлено [45], что изменение частоты /т тона в определенных пределах на слух не ощущается, то есть высота тона не меняется. Эти пределы определены в [45] как минимально ощущаемая девиация 5/ при частотной модуляции, осуществляемой по синусоидальному закону. При этом, поскольку /т меняется в пределах от/т-5/доД + 8/, величина 2-6/ является градацией раздражения и определяет ши-