低码率音频带宽扩展设计与实现

发布时间：2017-05-15 10:09

  本文关键词：低码率音频带宽扩展设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网与移动通信技术的迅猛发展,音频数据量剧增。音频压缩算法的研究得到各大标准化组织(如MPEG、3GPP、ITU-T、AVS)的重视,低码率与高音质的编码技术成为研究热点。音频带宽扩展作为音频编码的重要内容之一也受到世界各国学者的重点关注。AVS P10是中国自主开发的移动音频编码标准,可提供高音质低码率的语音音频编码质量。本文分析了AVS P10中的带宽扩展技术,发现现有使用的子带复制策略因其子带相关性不强时会导致谐波缺失、谐波冗余等问题。为减少该类问题的产生,提高编码音质,本文提出了新的子带选择策略:皮尔逊相关系数法。具体为:依次计算每个高频子带和低频子带之间的相关性系数,最终选择一个最大值(即相关性最好)的子带并记录子带编号,然后复制对应的低频子带作为高频子带,循环这个步骤,直到四个高频子带都选择出了各自相关性最好的低频子带,最终完成高频重建。皮尔逊相关系数法虽然可以改善AVS P10中的一些编码瑕疵,但仍存在算法复杂度较高的问题,这会影响移动音频中的编码效率。为此,本文提出基于信号类型的混合编码框架——切换模式带宽扩展。由于高频信号恢复中包络参数对主观感知影响最大,根据信号的生成模型,对于语音信号,LPC系数是表达频谱包络最佳选择,因此对于类语音信号采用基于LPC的带宽扩展方法;对于类音乐信号,因频谱谱线是高频包络的最佳表达,因此采用基于变换域的带宽扩展方法。本文对所提出的皮尔逊相关系数法、切换模式带宽扩展法进行了详细描述,并通过主客观实验展示了其先进性。与AVS P10相比,皮尔逊相关系数法主观评分提升了12.1%,客观评分提高了8%;与AVS P10相比,切换模式带宽扩展法主观评分提升了18%,客观评分提高了13.8%。本文方法提供了两种AVS P10的改善方案,对于进一步研究带宽扩展编码技术具有一定的意义。
【关键词】：音频编码 AVS P10 音频带宽扩展技术 子带复制
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN912.3
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-22
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 音频带宽扩展技术概述9-19
• 1.2.1 SBR技术11-12
• 1.2.2 基于LPC的带宽扩展技术12-14
• 1.2.3 PlusV技术14-15
• 1.2.4 BBSM技术15-18
• 1.2.5 AMR-WB+的带宽扩展技术BWE18-19
• 1.3 研究目标及内容19
• 1.4 论文结构及安排19-22
• 第二章 AVS P10编码标准22-30
• 2.1 AVS P10概述22-23
• 2.2 主要模块与关键技术23-28
• 2.2.1 ACELP/TVC混合编码框架23-24
• 2.2.2 带宽扩展24-28
• 2.3 技术特色与优势28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 基于相关性的子带选择策略30-42
• 3.1 分析问题30-34
• 3.2 提出方法34-37
• 3.2.1 皮尔逊相关系数法34-36
• 3.2.2 高频恢复的后处理36-37
• 3.3 实验37-41
• 3.3.1 实验样本37-39
• 3.3.2 实验步骤39-40
• 3.3.3 实验结果40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 基于信号类型的混合编码框架42-58
• 4.1 分析问题42
• 4.2 提出的新框架42-51
• 4.2.1 切换模式带宽扩展方法原理42-43
• 4.2.2 ACELP/TVC混合编码框架43-49
• 4.2.3 基于变换域的带宽扩展原理49-51
• 4.2.4 基于LPC的带宽扩展原理51
• 4.2.5 高频恢复的后处理51
• 4.3 实验51-56
• 4.3.1 客观评测步骤及结果51-53
• 4.3.2 主观评测步骤及结果53-56
• 4.3.3 结论56
• 4.4 本章小结56-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 致谢60-62
• 参考文献62-66
• 附录66-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杭波;王毅;康长青;;移动音频带宽扩展算法计算复杂度优化[J];计算机应用;2016年02期

2 徐维超;;相关系数研究综述[J];广东工业大学学报;2012年03期

3 李平安;刘锰;罗坚;邓知辉;;AMR-WB+语音编码中模式选择算法的研究[J];新课程学习(下);2011年06期

4 鲍枫;刘鑫;贾懋s

本文编号：367457