基于DVB標(biāo)準(zhǔn)的MPEG音頻解碼器設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、MPEG音頻作為一種國際標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)在高清晰度電視、多媒體技術(shù)領(lǐng)域以及數(shù)字音頻廣播領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。本文以數(shù)字電視信源集成解碼芯片中的音頻解碼為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在深入研究音頻解碼算法并對其進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了兩種音頻解碼器：一種是基于定點(diǎn)DSP軟件實(shí)現(xiàn)方式，另一種則是全硬件實(shí)現(xiàn)。本文對這兩種方法進(jìn)行了深入研究，并完成了兩種解碼器產(chǎn)品的開發(fā)。 目前國際上通用的編碼標(biāo)準(zhǔn)有MPEG-1，MPEG-2，MPEG-AAC和AC-3等，而

2、應(yīng)用在數(shù)字電視主流制式中的音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)是：歐洲D(zhuǎn)VB標(biāo)準(zhǔn)中的MPEG-2audiolayerⅠ，layerⅡ；美國ATSC標(biāo)準(zhǔn)中的AC-3以及E-AC-3。本文在研究DVB音頻算法標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，分析了MPEG標(biāo)準(zhǔn)中所建議的子帶綜合濾波算法的缺陷，通過對標(biāo)準(zhǔn)附錄中的常系數(shù)表對稱性進(jìn)行了優(yōu)化，對濾波器組的流程簡化，使得中間向量的存儲量下降一半以上。本文在研究DCT快速算法的基礎(chǔ)上，比較了32點(diǎn)DCT分解和利用余弦函數(shù)特性兩種快速計(jì)算DCT的

3、方法。兩者均能實(shí)現(xiàn)使運(yùn)算量減少為原來的一半，后者實(shí)現(xiàn)起來更簡單。此外，標(biāo)準(zhǔn)定義的解組算法中有頻繁的除法和取模運(yùn)算，在硬件設(shè)計(jì)中將占用很多資源，因此文中針對除數(shù)特性采用了迭代計(jì)算替換除法單元。 DSP作為一種高性能處理器，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在多媒體設(shè)計(jì)中。本文介紹基于TIDM642DSP的音頻解碼實(shí)現(xiàn)方法。先用全精度描述音頻解碼算法，再對其進(jìn)行有限精度的定點(diǎn)化改造。本文在對一些有代表性的碼流進(jìn)行音質(zhì)測評的基礎(chǔ)上，計(jì)算了定點(diǎn)程序的解碼

4、信噪比。然后描述了DM642結(jié)構(gòu)和針對該DSP評估板的開發(fā)移植程序方法，最終在該開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)了音頻實(shí)時(shí)解碼和播放。 完成軟件實(shí)現(xiàn)后，作者進(jìn)行了基于DVB標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-SoC芯片中全硬件音頻解碼器的開發(fā)。文中從介紹了DVB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的目標(biāo)解碼器的指標(biāo)開始，劃分了音頻解碼硬件框圖，并設(shè)計(jì)了電路圖。然后用硬件描述語言對該設(shè)計(jì)進(jìn)行描述，在VCS和Modelsim兩種仿真工具下通過了該設(shè)計(jì)的驗(yàn)證后，在AlteraFPGA下載程序通過。并通