Khung không đóng gói
này đồng nghĩa với độ phức tạp của bộ mã hoá và giải mã sẽ giảm đi trong khi độ phân tích tạm thời của các bộ lọc vẫn tốt.
2, Với mỗi băng con, ngời ta xác định mức biên độ tín hiệu và mức nhiễu bằng “Mô hình tâm sinh lý nghe – Psychoacaustic model”. Đây là thành phần chính của bộ mã hoá MPEG Audio và chức năng của nó là phân tích tín hiệu vào. Mô hình này xác định tỷ lệ signal-mask cho mỗi băng. Tỷ lệ signal-mask đợc sử dụng để xác định số bit cho quá trình l- ợng tử hoá mỗi băng với mục đích tối thiểu khả năng nghe thấy của âm thanh.
3, Cuối cùng là mỗi băng con đó đợc lợng tử hoá thông qua lợng tử các thành phần nghe thấy trong mỗi băng. Nó đi kèm với mã Huffman để mã hoá các giá trị phổ tín hiệu và cho nén số liệu tốt hơn và định dạng số liệu.
Trong quá trình định dạng số liệu, một bộ ghép số liệu đợc thực hiện nhằm kết hợp các nhóm gồm 12 mẫu số liệu từ đầu ra mỗi bộ lợng tử hoá cùng với hệ số lợng tử tơng ứng của chúng và thông tin bit chỉ định tạo thành cấu trúc một khung audio trong dòng bit mã hoá. Số liệu phụ có thể đợc chèn trong dòng bit này. Các tiêu chuẩn MPEG không định rõ cấu trúc của số liệu đợc truyền và chúng đợc định dạng trong dòng bit thế nào.
Bộ chỉ định, dùng để đánh giá ngỡng mức chặn và chỉ định các bit trên phần cơ bản của năng lợng phổ tín hiệu audio và chế độ “Mô hình tâm sinh lý nghe” (HAS). Hệ số tỷ lệ của khối đợc truyền trong dòng số liệu và đợc sử dụng tại bộ giải mã để tạo lại các giá trị số liệu trong khối.
Ngợc lại, bên giải mã sẽ giải mã entropy sau đó tái tạo lại giá trị của băng đã lợng tử hoá và chuyển các giá trị của băng này thành tần số tín hiệu audio.
Chuẩn MPEG áp dụng với audio đa ra 3 mức nén: Mức 1 đại diện cho thuật toán nén cơ bản với tốc độ bit lớn nhất 449 Kbits/s, mức II và III là những mức mở rộng của mức I và tốc độ bit của chúng đạt đợc 394 Kbits/s và 320 Kbits/s. Tuy nhiên nếu chúng ta đạt đợc tỷ lệ nén cao thì chi phí cũng tăng theo cho các bộ mã hoá và giải mã.
Ba mức riêng biệt trong tiêu chuẩn MPEG audio này phụ thuộc trong từng chế độ với các ứng dụng khác nhau:
• Mức I: Dùng trong các thiết bị dân dụng.
• Mức II: Dùng trong các thiết bị chuyên dụng và Multimedia.
• Mức III: Dùng trong các hệ thống mã hoá tiếng nói 64 Kbit/s và thấp hơn (kênh
bình luận), dùng mã hoá chất lợng cao cho tín hiệu âm nhạc.
Mức I đợc tạo ra từ các thuật toán cơ bản trong khi mức II và mức III là sự kết hợp giữa các mức I.
Sơ đồ khối của bộ mã hóa audio:
5.14.1.1. Đặc điểm của mức I:
Mức I có một số tính chất nh sau:
• Tốc độ dòng số liệu từ 32 đến 449 Kbit/s (tổng cộng).
• Tín hiệu vào chia thành các khung bao gồm 394 mẫu trên một kênh. • Chu kỳ khung là 9 ms cho kênh 49 KHz (12ì32ì20,93às = 9ms).
• 32 băng con có độ rộng bằng nhau tạo ra từ các khối block gồm 12 mẫu (32ì12 = 394 mẫu).
• Hệ số tỷ lệ 6 bit trên một băng (dải động âm thanh là 120 dB), hệ số tỷ lệ khác nhau cho mỗi băng.
• Phân phối bit theo phơng thức thích ứng trớc.
• Mỗi mẫu băng con đợc lợng tử hoá một cách chính xác bằng cách tính toán phân bố các bit.
• Sử dụng cho các kênh đơn hay đa kênh stereo.
• Đáp ứng đợc các ứng dụng của ngời sử dụng, nh ghi hay sử dụng studio bởi vì kích cỡ của một khung chỉ là 9 ms.
5.14.1.2. Đặc điểm của lớp II
MPEG II audio đã cải thiện phơng thức hoạt động của mức I cho phép nén tốt hơn, mục đích đạt đợc tốc độ tới 129 Kbit/s. Các đặc tính quan trọng là:
• Đạt đợc tốc độ dòng số liệu từ 32 đến 394 Kbit/s (tổng cộng).
• Tín hiệu vào chia thành các khung bao chứa 1152 mẫu trên một kênh. • Chu kỳ khung là 24 ms cho kênh 49 KHz (394ì3ì20,93às = 24 ms).
• 32 băng con có độ rộng bằng nhau tạo ra từ các khối block gồm 36 mẫu (32ì36 = 1152 mẫu).
• Hệ số tỷ lệ 6 bit trên một băng (dải động âm thanh là 120 dB), hệ số tỷ lệ khác nhau cho mỗi băng.
• Phân phối bit theo phơng thức thích ứng trớc. Bộ lọc băng (32 băng con) Bộ đếm Lượng tử hoá Bộ ghép số liệu 512 hoặc 1024 mẫu Ngưỡng masking Mã hoá+ Bit chỉ định+ Hệ số tỷ lệ Số liệu phụ 0 1 2 n 31 Số liệu vào 0 1 2 n 31 0 1 2 n 31 Dòng bit mã hoá