MPEG2標準的壓縮分層和編碼原理

2021-05-02 20:37:43 字數 1302 閱讀 7950

mpeg2標準的音訊部分大致基於mpeg1標準,因此二者相容性很強。這一點使得現有的mpeg1裝置可對mpeg2訊號中相容mpeg1的部分訊號進行解碼,而mpeg2裝置也可解碼mpeg1訊號,從而實現前向相容。

壓縮分層

mpeg2和mpeg1音訊壓縮可分為三層。層數越高,壓縮的程度、所需cpu處理能力以及聲音質量也相應增加;而傳輸所需的頻寬則相應減少。因此,第一層的壓縮率最低、所需cpu處理能力最低、延遲也最少。由於壓縮率最低同時聲音質量最差,因此它所需的傳輸頻寬最大。而第三層的聲音質量最佳,壓縮率可達1:10。處理時間也幾乎是第一層的三倍。表1可很好地說明這一點。

之所以將壓縮分為三個層,一部分是基於需要,一部分則是歷史原因。

首先,它很大程度取決於所壓縮訊號將用於哪種應用中。例如,當我們主要希望能再現高品質的聲音,其次才關注處理能力/成本,那麼應選擇第三層。而如果主要考慮的是處理能力和成本,則可選擇第一層或第二層。不過,如果選用的不是第三層,則聲音在重現時會有所欠缺,因此,使用者必須權衡考慮,選擇適合於其特殊應用的那一層。

其次,壓縮層的概念是逐漸發展而來的。第三層規範比第

一、二層定得晚。當第三層規範開始流行時,採用第

一、二層規範的裝置已十分普及,消費者也非常熟悉了。因此,必須讓消費者能自由地選擇適合自己應用的那一層規範。

mpeg2音訊壓縮及編碼

三層規範的音訊壓縮及編碼過程如圖1所示。濾波器組採用快速傅利葉變換(fft)將時域取樣轉換成同樣數目的頻域取樣。輸出是一系列頻寬相等的子帶。心理聲學模式過程計算每一子帶的訊號掩蔽比(smr),以便決定每一子帶可用於編碼的訊號位數。在訊號位或雜訊分配過程中,通過濾波器組的輸出及smr資訊來決定每個子帶可承受的量化雜訊。量化雜訊越高,這一子帶所分配的訊號位數就越低。在位流格式化模組中,子帶頻率取樣與分配給該層的訊號位及一些其它資訊相結合,形成乙個音訊幀,這個幀包括乙個訊號頭和其它資訊段。

mpeg2音訊增強功能

與mpeg1相比,mpeg2在以下方面有所改善。

1. 半取樣率

2. 多頻道擴充套件

mpeg2支援5個音訊通道,共同實現一種「環繞」立體聲效果,以便獲得更為逼真的立體聲。這5個通道分別是左通道(l)、右通道(r)、**通道(c)、左後環繞通道(ls)和右後環繞通道(rs)。這種情況下,在前面布置3個高音音箱,在後面布置2個,因此也可稱為3/2立體聲。如圖2所示。

在晶元上實現mpeg2音訊編碼

waqar saleem

應用工程師

技術解決方案組

富士通微電子美國公司

MPEG 2標準簡介

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