高保真低速率音频编码关键技术研究

论文摘要

近年来,高质量低码率音频编码关键技术虽然得到了广泛发展,但是数字音频业务的强劲增长迫切需要更高的音频质量和更低的编码比特率。相比之下,音频压缩编码技术稍显滞后,所以继续这一领域的研究具有重大的现实意义。本文提出一种高保真、低速率音频编码关键技术——基于最优频带选择的高频重建技术。它利用高频成分与低频成分的相关性,并结合音调理论和谐波理论,只需传递少量参数,就可在解码端使用低频成分重构特性与原始信号十分相似的高频成分。在技术上,它是一种自适应高频重建技术,增强了对音频特性的分析和检测,对各种不同音频特性的文件均可采用专门的复制策略进行处理,共提出三种适应不同音频特性的频带复制策略和一种低码率时对频带复制策略的扩展策略,并采用最大相关准则判定方法,为高频成分选择最优匹配的低频成分来进行复制。在实现步骤上,它只需频带复制和包络调整,就可以完成对高频信号的高质量重建。测试与分析结果表明,基于最优频带选择的高频重建技术与现有高频重建技术相比,能够更准确、更完整地重建原始高频成分的谐波;重建后的音频文件音质饱满,音调悦耳;非常适合高保真、低速率音频编码的需求。虽然在技术发展的现阶段还存在一些不足,但是可以通过后续研究来改进。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 音频压缩编码概述
• 1.2.1 波形编码技术
• 1.2.2 参数编码技术
• 1.2.3 感知音频编码技术
• 1.2.4 混合编码技术
• 1.3 本文研究的内容和主要研究成果
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 高保真低速率音频编码及其关键技术研究
• 2.1 面临的问题与挑战
• 2.2 高保真低速率音频编码方案
• 2.3 AAC核心编码技术
• 2.3.1 AAC概述
• 2.3.2 小结
• 2.4 SBR频带复制技术
• 2.4.1 SBR频带复制技术概述
• 2.4.2 SBR编码过程
• 2.4.3 SBR解码过程
• 2.4.4 QMF分析滤波器组
• 2.4.5 时/频解析度下的包络分析
• 2.4.6 控制参数提取
• 2.4.7 小结
• 2.5 PLUSV算法
• 2.5.1 PlusV算法概述
• 2.5.2 小结
• 2.6 BARK BAND SPECTRUM MODELING算法
• 2.6.1 BBSM算法概述
• 2.6.2 小结
• 2.7 AMR-WB+中的频带扩展技术
• 2.7.1 技术概述
• 2.7.2 小结
• 2.8 参量立体声技术
• 2.8.1 参量立体声技术概述
• 2.8.2 小结
• 2.9 本章小结
• 第三章 现有高频重建技术的诊断和测试
• 3.1 引言
• 3.2 SBR性能测试与分析
• 3.2.1 SBR性能参数分析
• 3.2.2 SBR主观测试
• 3.2.3 SBR高频重建频谱分析
• 3.2.4 SBR技术缺陷
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于最优频带选择的高频重建技术研究
• 4.1 引言
• 4.2 基于最优频带选择的高频重建技术概述
• 4.3 频带复制策略
• 4.3.1 高频分段低频匹配复制策略
• 4.3.2 低频主导频段高频匹配复制策略
• 4.3.3 低频频段高频匹配复制策略
• 4.3.4 频带复制策略的扩展策略
• 4.4 关键技术
• 4.4.1 短时音频特性分析
• 4.4.2 最优复制频带选择
• 4.4.3 时变特性检测
• 4.5 本章小结
• 第五章 最优频带选择高频重建算法的性能评估
• 5.1 引言
• 5.2 质量比较
• 5.2.1 频谱分析比较
• 5.2.2 主观听觉比较
• 5.2.3 客观质量测试与比较
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果