基于Ogg/Vorbis的汽车行驶记录仪音频压缩技术研究

摘要

目前对汽车行驶记录仪的关注仅仪是汽车自身运行状态参数的记录,主要实现记录车辆的运行位置、状态、车速、经纬度、时间等数据的功能。但是在客运公司的运营管理过程中,对车上意外事件和司乘人员行为的记录上是一个空白点。在计算机技术和数字技术迅速发展的今天,将基于嵌入式的音频信号处理技术应用到长途客车运营管理过程中,新型的长途客车运营状态记录仪必将应运而生。受限于嵌入式系统的固体储存介质存储量,一种基于机动车行驶记录仪的有效音频压缩技术的研究势在必行。Ogg/Vorbis是一种采用了有损音频压缩算法的音频格式,具有开放源码、支持可变码率、低比特率优秀的音质等特点,符合机动车行驶记录仪平台的要求。
　　 本文结合学校科研项目——汽车电子研发测试平台,对Ogg/Vorbis音频压缩技术进行研究,提出一种有效的MDCT快速算法,设计完成了一种Ogg/Vorbis编解码器并对Ogg/Vorbis音频技术压缩性能进行了测试。
　　 论文首先阐述了课题的背景和意义,对Ogg/Vorbis音频压缩技术的编解码流程进行分析,通过计算密集度实验,确定了本文的研究重点及研究方案。
　　 对MDCT快速算法进行了重点研究,在深入分析了递归算法的基础上,针对递归算法复杂度高及误差累加的缺点,提出了一种将MDCT转化为DCT-Ⅳ,再转化为DCT-Ⅱ的快速算法。提出的新算法能使常用窗型下的MDCT算术复杂度降低20％以上,实现了音频和语音编码领域的运算效率的提高。
　　 最后结合项目需求及设计原则,设计完成了一种Ogg/Vorbis编解码器,分析了机动车音频信号特点,并针对机动车行驶记录仪音频压缩的特点对原库文件部分代码进行了改进。通过Ogg/Vorbis音频技术压缩性能和质量性能测试,对比了相同比特率下同Mp3格式的压缩比及质量特性。
　　 Ogg/Vorbis音频技术相对于传统的Mp3技术,在同比特率下截止频率更高、还原度更好,有着较大的优势,在截止频率的伸展性以及对原始样本的还原性能上,远远高于Mp3的水平,在64kbps时即可满足机动车行驶记录仪音频压缩的要求。