Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Кодирование звука в стандарте MPEG

Звуковая часть стандарта MPEG-2 определяет низкоскоростное кодирование многоканального звука. MPEG-2 поддерживает до 5 полных широкополосных каналов плюс дополнительный низкочастотный канал или до 7 многоязычных комментаторских каналов.

На рисунке 10 приведены структурные схемы кодера и декодера звука. Дискретизация звукового канала в АЦП осуществляется с частотой 32.0, 44.1 или 48.0 кГц. Цифровой сигнал поступает на блок разложения на частотные поддиапазоны, содержащий набор цифровых полосовых фильтров. Число частотных поддиапазонов равно 32. В каждом поддиапазоне отсчеты звукового сигнала группируются в блоки по 12 или по 36 отсчетов в зависимости от типа кодера. В блоке вычисления масштаба определяется максимальное значение сигнала в каждом блоке, и устанавливается следующий масштабный коэффициент.

В блоке БПФ выполняется быстрое преобразование Фурье полного звукового сигнала. Для БПФ берутся участки звукового сигнала по 512 или по 1024 отсчета. По результатам обработки полученного частотного спектра в блоке распределения бит определяются параметры квантования сигнала в разных частотных поддиапазонах. В тех поддиапазонах, в которых искажения звука, вызываемые квантованием, менее заметны для слушателя или маскируются большим уровнем сигнала в других поддиапазонах квантование делается более грубым. Благодаря этому удается существенно уменьшить количество передаваемой информации.

Затем выполняется квантование с различным шагом квантования для разных частотных поддиапазонов и с учетом масштабирующего коэффициента. В мультиплексоре объединяются данные с выходов квантования, блока вычисления масштабирующего коэффициента блока определения распределения бит.

В декодере звука на входе принятый поток данных разделяете демультиплексором на собственно звуковой сигнал и данные масштабирующем коэффициенте и распределении бит для все блоков звукового сигнала, С учетом этих данных осуществляете восстановление количества бит отсчетов сигнала, после чего производится объединение сигналов всех частотных поддиапазонов в единый звуковой сигнал. Следует отметить, что обратное БПФ декодере не требуется.

Из принципов кодирования и декодирования звука следует, что звуковой сигнал сжимается отдельным устройством, а затем помощью мультиплексирования разбивается на транспортные пакеты и становится частью транспортного потока.

Рисунок 10 - Кодирование звука по стандарту MPEG-2

Другие статьи по теме:

Исследование цилиндрического резонатора с коаксиальной апертурой Современная наука и производство немыслимы без точных, экспресс-методов измерения физических параметров материалов и сред. Прецизионные измерения и исследование их характеристик актуаль ...

Характеристики сигналов в каналах связи Беспроводные сети. Беспроводная Ethernet. Существует несколько технологий беспроводных сетей, использующих как радио-, так и инфракрасные волны. Эти технологии существуют уже несколько лет ...

Волноводно-щелевая антенна нерезонансного типа волноводный щелевой антенна Щелевые антенны применяются для передачи энергии из одного волновода в другой, для излучения энергии во внешнее пространство. Компактность и возм ...