基于DSP的AC-3音频编解码技术的研究及实现

论文摘要

音频编解码技术是多媒体信息处理领域的一个重要研究方向。压缩编码技术是多媒体信号处理中的核心技术之一。目前,压缩编码技术有许多种,本文主要探讨的是杜比公司的AC-3压缩编码技术。在各种音频编解码实现方法中,有纯软件实现的方法,有软硬件结合实现的方法。我们采用了基于DSP的软硬件结合的方法实现音频编解码。DSP芯片的内部结构是专门为数字信号处理设计的,基于DSP的实现方法具有速度快,易于更新算法的优势,因此,DSP芯片比通用的CPU更适合数字信号处理。本文在介绍了音频编码原理基础上,设计了基于DSP的音频编解码系统,也详细介绍了音频编解码系统的软件操作系统（OS）,最后实现了基于DSP的AC-3音频编解码标准,并对算法进行了部分优化。系统采用摩托罗拉公司的DSP56371芯片,基于摩托罗拉的DSPAUDIOEVM评估系统进行开发。在系统控制上,设计了一个软件操作系统,它采用常用的基于事件的促发机制来对整个系统起控制作用的方法,协调编码功能块和解码功能块的正常运行。在算法实现上,首先把C代码直接编译、下载到各自独立的开发板上,经调试,使编解码算法基本实现。然后根据编解码算法所占用的DSP内存及所耗用的MIPS对算法进行优化,使其能满足DSP56371的RAM和MIPS限制并能在软件操作系统的控制下正常运行。优化的方法主要是对具有大量循环的模块进行手工汇编,以节省MIPS和内存。并对各个模块所需要的缓冲区进行分析,使不同时间使用的缓冲区进行复用,以达到节省RAM的作用。最后,对系统进行了诸如频响、谐波等指标的测试,结果是比较好的。系统能正常运行。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 1.1 数字音频格式简介
• 1.2 音频压缩编码
• 1.3 课题的研究意义
• 1.4 论文结构
• 第二章 音频编解码系统设计
• 2.1 音频编解码系统系统结构
• 2.2 DSP 芯片的选择
• 2.2.1 系统对DSP 的要求
• 2.2.2 DSP 芯片的选择
• 2.3 音频编解码系统软件操作系统（OS）设计
• 2.3.1 操作系统OS 简介
• 2.3.2 音频编解码系统软件操作系统（OS）设计
• 第三章 音频编解码系统实现
• 3.1 音频编解码系统软件操作系统（OS）具体设计
• 3.1.1 OS 操作机制
• 3.1.2 OS 结构细节描述
• 3.1.3 OS 核数据结构
• 3.1.4 OS 核应用程序接口（KAPI）
• 3.1.5 输入输出（I/O）驱动
• 3.1.6 系统具体操作流程
• 3.2 DSP 设置
• 3.2.1 操作模式寄存器（OMR）设置
• 3.2.2 PLL 控制（PCTL）寄存器设置
• 3.2.3 ESAI 和 ESAI1 接口设置
• 第四章 基于DSP 的AC-3 编解码算法的实现
• 4.1 AC-3 音频编解码算法
• 4.1.1 AC-3 编码算法
• 4.1.2 AC-3 解码算法
• 4.2 AC-3 编解码的实现
• 4.2.1 编解码实现
• 4.2.2 基于DSP 的优化
• 4.3 AC-3 编解码的结果测试
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的文章
• 致谢
• 详细摘要