基于DM642的MPEG-4AAC编解码器的实现与优化

发布时间：2017-06-02 14:00

  本文关键词：基于DM642的MPEG-4AAC编解码器的实现与优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：MPEG-4高级音频编码(Advanced Audio Codec)简称MPEG-4AAC，是国际标准组织为声音数据设计的一种音频文件压缩格式。MPEG-4AAC作为MPEG-4音频编码标准的核心，它代表着当今最先进和最有效的数字音频编码技术。MPEG-4AAC支持高采样率和多声道，具有高压缩比，能够在低码率情况下重建高品质的音质，这些特点使它非常适用于网络多媒体、音视频会议、移动通讯、家庭影院和在线广播等领域。 MPEG-4AAC算法的复杂度较高，要想在嵌入式平台上实现MPEG-4AAC实时编解码，这不仅需要处理器具有快速的运算能力，而且要求处理器的内存容量足够大。TMS320DM642定点DSP具有运行速度快、存储器容量大、功耗低和应用范围广的特点，因此，系统选择了TMS320DM642作为硬件平台的基础。然而，本文研究的重点是如何在TMS320DM642平台上实时高效地完成MPEG-4AAC编解码。 首先，文中介绍了MPEG-4AAC的基本原理和模块组成，分析了每个模块的计算复杂度，重点对MPEG-4AAC算法中滤波器组、心理声学模型、量化编码和反量化解码这些计算复杂度高的模块进行了优化。其中，滤波器组模块采用了MDCT、IMDCT快速算法，心理声学模型采用了CMDCT替换FFT变换的方法，针对量化编码和反量化解码模块的非线性运算部分，，提出了查表法和线形插值组合的优化方法。 其次，为了进一步提高MPEG-4AAC算法在TMS320DM642平台上的执行效率，文中结合TMS320DM642处理器的硬件结构和并行指令处理特点提出了若干优化方法，如使用内联函数、软件流水，线性汇编改写，Cache优化策略，双乒乓缓存和EDMA传输优化方法。 最后，给出了优化后的MPEG-4AAC在TMS320DM642平台上编解码的实验结果。针对MPEG-4AAC编解码后的音频质量进行了主观和客观性能分析，并对编解码速度进行了实时性分析。实验结果表明：优化后的MPEG-4AAC能够获得高质量的音频效果，并能满足实时编解码的要求。
【关键词】：MPEG-4AAC 实时编解码 TMS320DM642 心理声学模型 优化 Cache 双乒乓缓存 EDMA
【学位授予单位】：中南民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外音频压缩技术的发展11-12
• 1.3 MPEG-4 AAC 发展及研究现状12-14
• 1.4 论文主要工作和章节安排14-16
• 第2章 MPEG-4AAC 算法的研究16-32
• 2.1 MPEG-4 AAC 算法原理16-18
• 2.2 MPEG-4 AAC 编解码流程18-20
• 2.3 MPEG-4 AAC 主要模块20-31
• 2.3.1 滤波器组20-22
• 2.3.2 心理声学模型22-25
• 2.3.3 时域噪声整形25
• 2.3.4 长期预测25-26
• 2.3.5 感知噪声替换26
• 2.3.6 联合立体声处理26-27
• 2.3.7 量化编码和反量化解码27-28
• 2.3.8 比特流格式器28-31
• 2.4 本章小结模块31-32
• 第3章 MPEG-4AAC 在 DM642 上的实现和优化32-51
• 3.1 MPEG-4 AAC 主要模块的优化32-37
• 3.1.1 滤波器组模块的优化32-34
• 3.1.2 心理声学模型的优化34-35
• 3.1.3 量化和反量化的优化35-37
• 3.2 MPEG-4 AAC 算法的定点化37-41
• 3.2.1 定点表示方法和数据定标37-38
• 3.2.2 非线性函数的定点运算38-41
• 3.3 DM642 硬件开发平台的简介41-42
• 3.4 程序代码级的优化42-46
• 3.4.1 数据类型的调整42
• 3.4.2 使用内联函数42-43
• 3.4.3 软件流水43-45
• 3.4.4 线性汇编代码45-46
• 3.5 存储器系统的优化46-50
• 3.5.1 Cache 的优化方法47-49
• 3.5.2 EDMA 的传输优化49-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第4章 实验结果和分析51-58
• 4.1 AAC 编解码器的音频质量51-56
• 4.1.1 音质主观测试及分析51-53
• 4.1.2 音质客观评价53-56
• 4.2 AAC 编解码器的运算速度56-57
• 4.3 存储器使用情况57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 总结与展望58-60
• 5.1 全文总结58
• 5.2 研究展望58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 附录：攻读学位期间所发表的学术论文64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王淑静;史忠科;;乒乓缓存及其在DSP视频实时处理系统中的应用[J];工业仪表与自动化装置;2008年01期

2 王熹微,唐昆,崔慧娟;基于DM642的视频编码Cache优化策略[J];微计算机信息;2005年16期

3 刘颖;张萍;丁庆生;;音频编解码算法的客观测试[J];现代电子技术;2006年10期

  本文关键词：基于DM642的MPEG-4AAC编解码器的实现与优化，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：415484