3D音效引擎在ARM11平台上的移植和优化

发布时间：2020-07-29 14:02

【摘要】：3D定位音频技术是近年来在嵌入式多媒体领域内非常热门的研究方向之一。通过实现头部关联传输函数HRTF (Head Related Transfer Function)和回波反射处理等技术,3D音效引擎可以在嵌入式平台的立体声扬声器或耳机中播放具有3D定位效果的音频信号,给用户带来耳目一新的音效体验。正因为在终端市场中的巨大需求,音频业界的各大公司如Dolby、SRS、Sonaptic等均推出了采用3D定位音频技术的音效引擎,嵌入式厂商尤其是手机制造商也投入了极大的热情与专业音频公司积极合作,不断推出了具备3D音效功能的手机终端,成为近年来手机市场上的一大技术亮点。 本文以摩托罗拉公司提供的定点C源参考代码为基础,在ARM11处理器平台上移植和优化了3D音效引擎的算法部分。 针对3D音频算法中存在大量的复数运算和排列式密集计算,本文采用了基于ARMv6内核(ARM11处理器所采用的ARM内核版本)增强技术,如SIMD(单指令多数据)技术等；同时考察影响ARM优化效率的主要因素,提出多种有效对策：循环展开、寄存器重组、并行指令实现及流水线优化。 目前,我们已经成功在ARM11移动平台上完成3D音效引擎的移植和优化工作,并已通过一致性测试,同时单音源3D算法的平均MPCS消耗从243.31降低到13.81,总内存使用控制在60K字节之内,达到预期项目目标要求；截至到2011年摩托罗拉已经在十余款北美上市的手机中集成了该项技术,在音乐播放、3D游戏、3D铃声等应用领域给用户带来全新的视听感受,取得了巨大的市场效果。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN912.3;TP368.1
【图文】：

本项目中使用的目标处理器为ARMll36)一S，是针对高性能和高能效应用设计的。它是第一个执行ARMv6构架指令的处理器。它集成了一条具有独立的load一store和算术流水线的8级流水线(见图2一8)。ARMv6指令包含了针对媒体处理的单指令流多数据流(SIMD)扩展，采用特殊的设计，以改善视频处理性能。厂川物之C扭卜、一物瓜t，拍主咨多。，巨噩]「噩口匹要}区…到巨〕到匾司[玉到匡困李舜忿谁珍A亡之)之粼彩编区到匡互{区到:八公g公屯 1CC之W3万匾蜜]巨口区歪引亚到图2一SARMll流水线ARMv6中的增强技术包括:对高级DSP和SIMD的支持、增加的系统和多处理器支持。单指令流多数据流(SIMD)是一种流行的技术，用于并行的存储大量数据。对于DSP中普遍使用的含有大量复杂数学运算的程序，如视频和图像处理算法，这种技术特别有效。在ARMv6对高级DSP和sIMD的支持中，增加或增强了以下指令:第14页共65页

2夕6.苏6O只.自16r以1u川卿气Kl业，图3一 2IIDIJ’ D(InterauralTimeDifferenec，两侧声音时一阳J延迟差别)指方位的不同，使声音到达两耳的时间有差别。声波在空气中以每秒345米每秒的速度传播，我们假设两月的距离为20厘米，声源在左边。无疑声波会首先到达左耳，58Ous后(声波走过二十厘米所需的时间)，声音会到达右耳。如果声源从我们正前第i7欠共65欠

学位论文3D音效引擎在ARMll‘{之台1二的移丰直和优化图3一1人耳的结构.IID矛「IITD__.人一I干的基木声音定位原理是IID和 ITD0IID(Interaufa!IntensityDifferonee，的侧声音强度差别)指距离音源较近的那一边耳朵，所收到的声音强度比另一度我我会;

本文编号：2774059