论文摘要
MPEG AAC（Advanced Audio Coding）族是目前得到广泛应用的MPEG layer-3，即MP3的后继产物。比特率范围可从24kbit/s到256kbit/s不等，作为新一代最有效的高保真数字音频编码手段，MPEG AAC具有压缩比高，重建音频质量好，编解码过程模块化，声道配置灵活等特点，并且不同的层次具有不同的算法复杂度。MPEG AAC的开发开始于1994年，并于1997年纳入MPEG-2体系，成为独立于MPEG-2第三部分Audio之外的完整的音频处理体系，即MPEG-2第七部分。后来又因其优秀的编码效率和音频效果，作为音频处理主体部分纳入到MPEG-4标准，即MPEG-4第三部分Audio。MPEG-4 AAC在MPEG-2 AAC的基础上有了多项改进和发展，并且随着MPEG-4标准的日益完善，MPEG-4 AAC也在不断的改进过程中。MPEG-4 AAC音频编码标准在新一代移动通信、数字声音存储、因特网多媒体传输、数字音频广播（DAB）等领域正获得日益广泛的应用。本文的工作是了解MPEG AAC音频标准发展状况，分析标准内容，并在此基础上最终完成MPEG-4 AAC音频解码器的软件实现和优化。本文主要包括以下内容：首先，介绍了声音信号的基础情况、音频数据压缩的主要理论依据，回顾了MPEG AAC标准的发展历程，简单介绍近几年的发展方向和特点。由于AAC最早纳入了MEPG-2标准体系，本文将对MEPG-2 AAC和MPEG-4 AAC做一个简单的对比并分析后者基于前者的发展和进步。分析MPEG-4 AAC的技术性能特点。随后，完成对解码功能块之外的所有有效负载的码流解析设计。MPEG-4 AAC的码流结构遵从ISO新的多媒体文件格式ISO Base Media File Format（即MPEG-4第十二部分）和MPEG-4文件格式MP4 file format（即MPEG-4第十四部分），这些是码流解析的依据。同时为了与MPEG-2 AAC兼容，能够解码早期的MPEG-2 AAC文件，本文完成了对MPEG-2 AAC码流格式ADTS和ADIF的解析设计。之后，完成了对MPEG-4 AAC各解码功能模块的设计方案。高度模块化是AAC标准编解码的特点。其功能模块包括huffman编码、尺度化编码、IMDCT、PNS、联合编码、LTP、TNS、增益控制等。这些功能模块之间相对独立，某些模块之间又存在既定的上下游关系、交叉关系或排斥关系。在完成码流解析的基础上对每帧音频数据根据其在编码段处理过程的不同，设计并优化各功能模块的解码方案。然后，完成了程序整体架构的设计。并对其中的一些重要函数体和结构体给出说明。最后对整个工作给出总结并对未来工作做出展望。
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