MPEG-4 AAC编码技术研究及在定点DSP上的实现

摘要

MPEG-4 AAC (Advanced Audio Coding，高级音频编码)编码标准代表了当今最先进的音频编码技术，将在数字音频广播、家庭影院、网络传输等领域得到越来越广泛的应用。数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)应用于实时处理领域。定点DSP运行速度快，功耗与成本低，性价比高，应用范围广泛。结合二者优势，在定点DSP上实现AAC 实时编码器具有较高的实用价值。
　　 AAC算法本身复杂度高，要达到实时编码的要求需要解决的关键问题之一是提高算法效率。根据MPEG-4 AAC 编码标准及对算法的基本原理的分析研究，算法优化的关键点在于心理声学模型、滤波器组和量化等模块。这些模块算法复杂度高，在运算量和存储器容量方面都有很高的要求。对心理声学模型采用快速算法替代现有算法的方法，对量化模块及滤波器组中的窗函数计算等采用查表与少量计算相结合的方法，从理论上可以有效地降低运算复杂度。
　　 定点DSP上只能进行定点数的运算，所以将浮点AAC编码程序转化为定点运算是在定点DSP上实现AAC实时编码器需要解决的另一个关键问题。对浮点运算和定点运算进行研究，针对不同算法的特点，在定点化上有不同的解决方法，然后采用分模块转化的方式对AAC编码程序进行定点化。
　　 对优化前后的AAC编码程序的对比测试表明，采用的优化方法是有效的，较大幅度提高了编码速度，结果基本达到了实时编码的要求；根据定点编码程序和浮点编码程序的信噪比测试，从理论和实践两个方面论证了该定点编码算法可在提供高压缩比的同时保证重建音频信号的质量。