AVS-M音频编解码算法研究及其在DSP平台上的实现

论文摘要

目前,我国在音频电子消费产品领域已经具备较强的产业基础,但是由于没有掌握核心专利技术,相关企业长期受制于国外持有标准、专利与技术的企业和组织,专利纠纷成为众多相关企业所面临的普遍问题,大大制约了它们的发展。因此,制定拥有自主知识产权的相关标准变得更加必要与迫切。AVS-M音频就是我国正在制定的拥有自主知识产权的移动音频压缩与传输标准,其借鉴了3GPP音频标准AMR-WB+的基本框架,旨在为迅速发展的无线网络与手机等移动设备提供音频编解码、系统、版权保护和文件格式等方面的规范和标准。该标准成功制定将解决目前我国音频产业所面临的高专利费用等棘手问题,为我国音频电子消费产品相关产业的发展提供更广阔的空间。本课题首先研究了AMR-WB+的基本技术框架和核心算法模块,并在此基础上详细分析了AVS-M音频的关键技术。随后,对采样率转换,矢量量化码本生成,增益量化3项技术进行算法的创新并申请了国家专利,其中采样率转换滤波和增益量化技术提案被AVS-M标准采纳。然后,在VC平台下编写了AVS-M定点编解码器（参考代码为AVS-M浮点编解码器Version9.2）,并进行了复杂度分析。最后在TMS320C6416平台上实现AVS-M定点编解码器。论文最后给出了AVS-M音频定点编解码器的主客观质量评价。本课题的研究工作对AVS-M音频标准的推广及应用实现具有重要的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数字音频编码技术发展概况
• 1.2 常见商用数字音频编码系统
• 1.3 本论文的任务与结构
• 第二章 AMR-WB+音频编解码算法研究
• 2.1 AMR-WB+音频标准简介
• 2.2 AMR-WB+标准的框架
• 2.3 AMR-WB+编码器
• 2.4 AMR-WB+解码器
• 2.5 AMR-WB+标准的核心算法
• 2.5.1 低带核心编码ACELP/TCX 技术
• 2.5.2 高带BWE 编码技术
• 2.5.3 立体声编码
• 2.5.4 坏帧的隐藏
• 2.6 AMR-WB+与其他标准的性能对比
• 第三章 AVS-M 音频编解码算法研究与创新
• 3.1 AVS-M 音频编码技术特点
• 3.2 AVS-M 音频标准框架
• 3.3 AVS-M 音频编解码算法研究
• 3.3.1 ISF 矢量量化
• 3.3.2 感知加权
• 3.3.3 自适应码本激励搜索
• 3.3.4 ACELP 代数码书搜索
• 3.3.5 频域参数立体声编解码
• 3.3.6 ISF 参数的帧错误隐藏
• 3.4 AVS-M 音频编解码算法创新
• 3.4.1 采样率转换滤波
• 3.4.2 矢量量化码本的生成
• 3.4.3 增益量化
• 第四章 AVS-M 音频定点Codec 的C 代码编写
• 4.1 AVS-M 音频定点Codec 各个模块的定标
• 4.1.1 数的定标
• 4.1.2 程序变量Q 值的确定方法
• 4.1.3 AVS-M 的定标
• 4.2 AVS-M 音频定点Codec 的运算的定点实现
• 4.2.1 定点化的原理
• 4.2.2 简单运算的定点化
• 4.2.3 复杂运算的定点化
• 4.3 AVS-M 音频定点Codec 的复杂度分析功能的实现
• 4.3.1 定点运算的权重
• 4.3.2 复杂度分析结果
• 第五章 AVS-M 音频定点Codec 在DSP 上的实现
• 5.1 TMS320C6416 简介
• 5.1.1 TMS320C6416 的结构
• 5.1.2 C6416 的CPU
• 5.1.3 C6416 的存储器
• 5.1.4 C6416 的片内外设
• 5.2 AVS-M 音频定点Codec 在C6416 上的移植
• 5.3 AVS-M 音频编解码器的优化
• 5.3.1 CCS 编译器优化
• 5.3.2 汇编优化
• 5.3.3 性能分析
• 第六章 AVS-M 音频编解码算法性能评估
• 6.1 客观测试项
• 6.2 主观测试项
• 6.3 结论
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢