Tham khảo tài liệu 'tài liệu tham khảo đa truyền thông phần 5', công nghệ thông tin, đồ họa - thiết kế - flash phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: tài liệu tham khảo đa truyền thông phần 5
- MPEG-1
MPEG
– Ki n trúc
Băng l c Lư ng t D li u
32
32
phân tích ña hoá
MPEG1 l p 1,2 pha 32 kênh Mã hoá kênh
M
s(n) Lư ng t U
SMR
X
SMR: T s tín FFT Phân tích Phân ph i Thông
LI: 512 tâm sinh lý
hi u/ngư ng che bit ñ ng tin thêm
LII: 1024
âm h c
MPEG1 l p 3 D li u
Băng l c Vòng l p ch ñ nh bit
32 Lư ng t hoá
↓32
phân tích ña MDCT Mã hoá Huffman
pha 32 kênh
kênh
M
s(n) U
X
Phân tích Mã thông Thông
SMR
FFT tâm sinh lý
tin thêm
tin thêm
âm h c
MPEG-1
• Thu t toán cơ b n
– Ti n hành chia ngõ vào thành 32 băng con b i các băng l c.
• L y 32 m u PCM trong cùng m t th i ñi m, k t qu là 32 h s t n s ngõ ra.
– Trong MPEG-1 l p I thì t p 32 giá tr PCM ñư c k t h p vào trong kh i g m
12 nhóm 32 m u này.
– MPEG-1 l p II và l p III thì g m 3 kh i 12 nhóm này.
– Phân b bit ñ m b o r ng m i nhi u lư ng t n m dư i các ngư ng che.
– V i m i băng con, xác ñ nh m c biên ñ và m c nhi u b ng mô hình tâm sinh
lý nghe. SMR (signal-mask rate) ñư c s d ng ñ xác ñ nh s bit cho quá trình
lư ng t hoá ñ i v i m i băng con v i m c ñích gi m thi u dung lư ng.
- MPEG-1
MPEG
Ví d : Sau khi phân tích, m c c a 16 băng con ñ u là:
Band 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Level (db) 0 8 12 10 6 2 10 60 35 20 15 2 3 5 3 1
N u m c c a băng con th 8 là 60 thì nó che 12 dB băng con th 7 và 15 dB
băng con th 9.
Băng con 7 có m c 10dB15dB: g i ñi.
Ch có các m c l n hơn m c che là ñư c g i ñi thay vì dùng 6 bits ñ mã hoá, ta
ch dùng 4 bits.
MPEG-Layer I: B l c DCT 1 khung và t n s b ng ph ng trong m i băng con.
Mô hình tâm sinh lý nghe s d ng che t n s .
MPEG-Layer II: Có 3 khung trong b l c (trư c, hi n t i và k ), t ng là 1125
m u. S d ng vài bits ñ che th i gian.
MPEG-Layer III: S d ng b l c t i h n ñ ñáp ng t t hơn. Mô hình tâm sinh lý
nghe s d ng che th i gian, che t n s , tính toán ñ dư th a stereo và mã hoá
Hufman.
MPEG-1
• C u trúc khung
Header Info Side Info Subband Samples Aux Data
– Header Info: G m 12 bits ñ ng b ; 20 bis thông tin h th ng ch th t c ñ bit,
t n s l y m u, d ng nh n…; 16 bits CRC v i ña th c sinh x16+x15+x2+1.
– Side Info: G m phân b bit: l p 1 v i 4 bits tuy n tính cho các băng con, l p
II 4 bits cho các băng con t n th p, 3 bit t n trung và 2 bits t n cao; h s t l
là 6 bits/băng con k t h p v i phân b bits và các bits mã hóa cho băng con ñó
ñ xác ñ nh giá tr , l p III mã hóa âm thanh n i.
– Subband Samples: 32x12 m u ñ i v i l p I và 32x36 m u ñ i v i l p II và l p
III.
– Aux Data: D li u b sung
- MPEG-2
MPEG
• M r ng MPEG-1 cho các ng d ng m i.
• Có kh năng áp d ng nhi u t c ñ khác nhau, t 32 ñ n 1066kbps. T n s l y m u
có th gi m 1 n a so v i MPEG-1 (16; 22,05; 24kHz).
• Kh năng ña kênh, t c ñ bits m r ng có th lên ñ n 1 Mbps cho các ng d ng
t c ñ cao. Cho phép nén ñ ng th i nhi u kênh.
• Ch t lư ng âm thanh tuỳ thu c ng d ng.
• H tr kh năng l ng ti ng, bình lu n nhi u ngôn ng trong ph n bits m r ng.
• MPEG-2 s d ng mã hoá cư ng ñ cao, gi m xuyên âm, mã hoá d ñoán liên
kênh và mã hoá o nh kênh trung tâm ñ nh n ñư c t c ñ bit k t h p 384 kbps.
• Khung MPEG-2 ñư c chia thành 2 ph n, ph n ñ u là MPEG-1stereo, ph n m
r ng MPEG-2 ch a t t c nh ng d li u surround khác.
MPEG-2
MPEG-2
Mono-stereo Mono-stereo 5 channels
MPEG-1 MPEG-2 MPEG-2
32;44.1;48kHz 16;22,05;24kHz multi channel
32;44.1;48kHz
Layer I Layer I Layer I
Layer II Layer II Layer II
Layer III Layer III Layer III
- MPEG-2
MPEG
• Mã hoá và gi i mã MPEG-2
channel
L0
L L’
L0’
MPEG-1 MPEG-1
+
encoder decoder
R0
C C’
R0’
Inverse
T3
Matrix
R R’
T3’ Matrix
T4 MPEG-2 MPEG-2 T4’
LS LS’
Extension Extension
encoder decoder
T5
RS RS’
T5’
MPEG-2
Trong ñó:
L0 = α (L + βC + δLS) 1 1
,α = ;β =δ = α = 1; β = δ = 0
or
R0 = α (R + βC + δRS) 1+ 2 2
V i R: ph i, L: trái, C: trung tâm, LS:trái vòm và RS: ph i vòm.
T ñó d dàng trong mã hóa thu n ngh ch
C u trúc khung
MPEG1 header MPEG-1 Data MPEG-1 Auxillary Data
Khung MPEG-1/2
MPEG2 header MPEG2 Data
- AC-3 (DOLBY DIGITAL)
AC
• Chuy n t i âm thanh ña kênh trong các ng d ng như DVD-Video, DTV và DBS.
• Phát tri n t AC-1 và AC-2.
• Mã hoá âm thanh t 1 ñ n 6 kênh, thông thư ng cung c p âm thanh 5.1 kênh: trái,
ph i, trung tâm, trái vòm, ph i vòm và 1 kênh hi u ng t n s th p.
• 6 kênh yêu c u 6x48kHzx18bits=5.184Mbps chưa nén có th ñư c mã hoá t i thi u
v i t c ñ 384kbps (t l 13:1).
• Tuy nhiên, AC-3 h tr t c ñ t 32 ñ n 640kbps.
• Cung c p kh năng t ch n m c âm thanh cho thính gi .
• Cho phép gi m d li u b ng quá trình lư ng t bi u di n trong mi n t n s c a tín
hi u âm thanh.
• B mã hoá s d ng băng l c phân tích chuy n các m u PCM thành các h s trong
mi n t n s . M i h s bi u di n ký hi u mũ nh phân g m ph n s mũ và ph n
ñ nh tr . Các t p s mũ ñư c mã hoá thô qua ph tín hi u và xem như là ñư ng bao
ph . S d ng phân ph i bít xác ñ nh s bits c n mã hoá m i ñ nh tr d a vào ñư ng
bao ph . ðư ng bao ph và các ñ nh tr ñư c lư ng t cho 6 kh i âm thanh (1536
m u âm thanh) ñư c ñ nh d ng thành khung r i chuy n ñi.
AC-3 (DOLBY DIGITAL)
Quá trình gi i mã hoàn toàn ngư c l i, ñây ch xét quá trình mã hoá
S
Băng l c Mã hoá
Các m u mũ
Ch ñ nh bit
phân tích ñư ng bao
PCM
Ph n ñ nh tr
Thông tin ch ñ nh bit
Lư ng t hoá
ph n ñ nh tr
ðư ng bao ph
Ph n ñ nh tr ñư c
ñư c mã hoá
lư ng t hoá
Dòng bit
ð nh d ng khung AC-3 AC-3
- APT-X100
APT
APT-X100 cho t l nén 4:1.
•
• S d ng ñ truy n d n, lưu tr các tín hi u audio mono, stereo hay ña kênh ch t
lư ng cao.
• Không h n d a vào mô hình tâm sinh lý nghe, cũng không tr c ti p lo i các thành
ph n không thích h p trong tín hi u audio, mà nó ng m hi u m t mô hình ñáp ng
nghe b ng vi c phân ph i ít bit t n s cao.
• Thu t toán hoàn toàn trong mi n th i gian s d ng mã hoá d ñoán tuy n tính trong
các băng con.
• Ho t ñ ng v i b t kỳ t n s l y m u v i ngõ ra 16 bits/t m u.
• Tín hi u audio ñư c chia thành 4 băng con v i băng thông ñ u nhau s d ng các b
l c QMF.
• Tín hi u ñư c phân tích trong mi n th i gian: s d ng mã hoá d ñoán tuy n tính
ADPCM ñ lư ng t m i băng theo n i dung và lo i b ñ dư th a trong các băng
con.
• Mã hoá s khác bi t c a m u hi n th i và m u trư c.
• Gi i mã ñư c ti n hành m t cách ngư c l i.
MÃ HÓA ÂM THANH N I
• Âm thanh ña kênh
R C C
R R
L L L
S S
3/0
2/0 Stereo 3/1
S: Surround.
C
C R
R L
L
LFE : Low Frequency
Enhancement (Woofer)
15 – 120Hz
LS
LS RS
RS LFE
Có th ñ t b t kỳ.
3/2 3/2 v i siêu tr m (5.1)
- MÃ HOÁ ÂM THANH N I
MÃ
• Mã hóa Trái ph i (LR)
Không lo i b ñ dư th a.
Các kênh riêng bi t ñư c mã hoá ñ c l p.
Ngư ng che không liên quan.
Hi u qu v i âm thanh r t khác bi t gi a kênh trái và kênh ph i.
N1
L≈R L’
+
Ngu n
R≈L R’
+
N2
MÃ HOÁ ÂM THANH N I
• Joint Stereo Midle-Side
Khuynh hư ng c a Joint Stereo không ch là k t h p các ñ nh d ng c a
chu n nén mp3 (MPEG1 l p III) mà còn k t h p các d ng khác: MPEG và AAC.
Middle-Side Stereo xét hai kênh d li u theo hai phương di n khác nhau.
Thay vì lưu tr m t d li u âm thanh theo hai kênh Left và Right, ta có th ch c n lưu
tr m t chu i tương t s trung bình Average (c a Left và Right) và s sai bi t
Difference (gi a Left và Right).
d ng Middle-Side, ta có th lưu tr các giá tr Middle và Side như sau:
Middle=(L+R)/2, Side=(L-R)/2.
D u c a Side là r t quan tr ng, n u Side >0 nghĩa là tín hi u L l n hơn tín
hi u R.
Ta hoàn toàn có th tái t o hai kênh L, R như sau:
L=Middle+Side, R=Middle-Side.
Ưu ñi m là s khác bi t tương ñ i c a các tín hi u audio c a các kênh L và
R. K t qu là kênh Middle l n hơn nhi u so v i kênh Side. Vi c mã hoá kênh Side s
d ng ít bít hơn ñ gi i phóng tài nguyên mà có th ñư c s d ng ñ tri n khai h u hi u
hơn trên kênh Middle. Khi tái ñ nh d ng l i L, R thì k t qu s th hi n tín hi u g c ngõ
vào th c hơn.
- MÃ HOÁ ÂM THANH N I
MÃ
– Tính ch t
Kênh side s d ng s bit r t ít.
Lo i b ñ dư th a cho tín hi u mono trong th c t .
Có th ñư c áp d ng trong mi n th i gian l n t n s .
ð l i mã hoá cao ph thu c tín hi u.
– Bi n ñ i ngư c: t ng/hi u chu n hoá.
MÃ HOÁ ÂM THANH N I
• Stereo ghép cư ng ñ cao (Intensity Stereo):
M c ñích: T i thi u hoá thông tin stereo ñ nh n ñư c t c ñ bit th p nh t n u có th .
• Mã hoá tín hi u t ng các kênh + các hư ng c a các kênh. Truy n ñư ng bao, sau
ñó t l theo các kênh.
• Ki m ch ng d a trên vi c c m nh n c a con ngư i kém ñ i v i t n s trên 3kHz.
• Không liên quan ñ n k thu t suy gi m.
• Biên ñ và pha là không quan tr ng.
• Gi m g n 50% d li u.
• Không ñ m b o thông tin v pha c a tín hi u.
• M t vài s méo có th nh n bi t ñư c.
• S d ng trong các ng d ng t c ñ bit th p.
- MÃ HOÁ ÂM THANH N I
MÃ
L
Ch nh pha
L+R
Σ
R
Ch nh pha ðo biên ñ ðo biên ñ
Hư ng kênh L
÷
ðo biên ñ
Hư ng kênh R
÷
ðo biên ñ
L+R
L
Hư ng kênh L X
R
Hư ng kênh R X
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
