多媒体技术Chapter12课件.ppt

3. 层3 层3使用比较好的临界频带滤波器，把声音频带分成非等带宽的子带， 心理声学模型除了使用频域掩蔽特性和时间掩蔽特性之外，还考虑了立体声数据的冗余，并且使用了霍夫曼编码器。 层3编码器的详细框图如图12-18所示。 12.3.5 编码层 * 图12-18 ISO/MPEG audio层3编码器和解码器的结构 12.3.5 编码层 * 层3使用了从ASPEC和OCF导出的算法，比层1和层2都要复杂。 层3所用的滤波器组与层1和层2所用的滤波器组的结构相同，但是层3还使用了改进离散余弦变换(MDCT)，对层1和层2的滤波器组的不足作了一些补偿。 MDCT把子带的输出在频域里进一步细分以达到更高的频域分辨率。 通过对子带的进一步细分，层3编码器已经部分消除了多相滤波器组引入的混迭效应。 12.3.5 编码层 * 层3指定了两种MDCT的块长：长块的块长为18个样本，短块的块长为6个样本，相邻变换窗口之间有50%的重叠。 长块对于平稳的声音信号可以得到更高的频域分辨率，而短块对跳变的声音信号可以得到更高的时域分辨率。 短块模式下，3个短块代替1个长块，而短块的大小恰好是一个长块的1/3，所以MDCT的样本数不受块长的影响。 12.3.5 编码层 * 低频区的频域分辨率对音质有重大影响，所以在混合块长模式下，MDCT对最低频的2个子带使用长块，而对其余的30个子带使用短块。这样，既能保证低频区的频域分辨率，又不会牺牲高频区的时域分辨率。 长块和短块之间的切换有一个过程，一般用一个带特殊长转短或短转长数据窗口的长块来完成这个切换。 层3还采用了其他许多改进措施来提高压缩比而不降低音质。 层3的计算量并没有比层2增加很多。增加的主要是编码器的复杂度和解码器所需的存储容量。 12.3.5 编码层 * MPEG-2标准委员会定义了两种声音数据压缩格式： 一种称为MPEG-2 Audio，或者称为MPEG-2多通道声音，因为它与MPEG-1 Audio是兼容的，所以又称为MPEG-2 BC。 另一种称为MPEG-2 AAC ，因为它与MPEG-1声音格式不兼容，因此通常称为非后向兼容MPEG-2 NBC标准。 12.4 MPEG-2 Audio * MPEG-2 Audio(ISO/IEC 13818-3)和MPEG-1 Audio(ISO/IEC 1117-3)标准都使用相同种类的编译码器，层-1, -2和-3的结构也相同。 MPEG-2声音标准与MPEG-1标准相比，做了如下扩充： ①增加了16 kHz, 22.05 kHz和24 kHz采样频率， ②扩展了编码器的输出速率范围，由32～384 kb/s扩展到8～640 kb/s， ③增加了声道数，支持5.1声道和7.1声道。 此外还支持线性PCM和Dolby AC-3编码。 它们的差别如表12-05所示。 12.4 MPEG-2 Audio * 表12-05 MPEG-1和-2的声音数据规格 12.4 MPEG-2 Audio 参数名称 Linear PCM Dolby AC-3 MPEG-2 Audio MPEG-1 Audio 采用频率 48/96 kHz 32/44.1/48 kHz 16/22.05/24/32/44.1/48 kHz 32/44.1/48 kHz 样本精度(每个样本的位数) 16/20/24 压缩(16 bits) 压缩(16 bits) 16 最大数据传输率 6.144 Mb/s 448 kb/s 8～640 kb/s 32～448 kb/s 最大声道数 8 5.1 5.1/7.1 2 * MPEG-2 Audio的“5.1环绕声”也称为“3/2-立体声加LFE”，其中的“.1”就是指LFE声道。 它的含义是播音现场的前面可有3个喇叭声道(左、中、右)，后面可有2个环绕声喇叭声道，LFE(low frequency effects)是低频音效的加强声道，如图12-19(a)所示。 7.1声道环绕立体声与5.1类似，如图12-19(b)所示。 12.4 MPEG-2 Audio * 图12-19(a) 5.1声道立体环绕声 12.4 MPEG-2 Audio * 图12-19(b) 7.1声道立体环绕声 12.4 MPEG-2 Audio * Dolby AC-3支持5个声道(左、中、右、左环绕、右环绕和0.1 kHz以下的低音音效声道)，声音样本的精度为20位，每个声道的采样率可以是32 kHz, 44.1 kHz或者48 kHz。 MPEG-2声音标准的第3部分是MPEG-1声音标准的扩展，扩展部分就是多声道扩展，如图12-20所示。 这个标准称为MPEG-2后向兼容多声道声音编码标准，简称为MPE