V. Nén trong ảnh
8.2Thuật toán nén tín hiệu audio MPEG bao
7. Đồng bộ giữa tín hiệu audio số vμ tín hiệu video
8.2Thuật toán nén tín hiệu audio MPEG bao
8.2.1. Audio đ−ợc chuyển về miền tần số, vμ toμn bộ dải phổ của nó đ−ợc chia thμnh 32 băng con thông qua bộ lọc băng con.
*.Lọc băng con:Phổ tín hiệu đ−ợc chia thμng các băng con có độ rộng dải thông bằng nhau, thμnh các băng tới hạn có thể thay đổi, nó tăng tới vμi KHz khi tần số trên 10Khz, tần số d−ới 500Hz độ rộng băng lμ 100Hz, một băng con có tới vμi băng tới hạn.
C h u y ể n đ ổ i t ừ m i ề n t h ờ i g i a n s a n g m i ề n t ầ n s ố M ã h o á k h ớ p n ố i B í t c h ỉ đ ị n h l−ợ n g t ử h o á m ã h o á T ạ o k h u n g b ộ n h ớ s ố l i ệ u D ò n g b í t m ã h o á M ô h ì n t â m s i n h l ý n h g e C á c m ã a u d i o P C M 3 2 / 4 4 1 / 4 8 K h z S ố l i ệ u p h ụ Khung không đóng gói Tái tạo khôi phục Chuyển đổi từ miền tần số sang miền thời
gian Dòng bít mã hoá C á c m ã a u d i o P C M 3 2 / 4 4 1 / 4 8 K h z
Bộ lọc băng con có một pgần gối lên nhau vμ th−ờng sử dụng cho các mẫu kề nhau trong miền thời giạ VD trong mức II của chuẩn MPEG một khung audio có 1152 mẫu gốc đ−ợc chia thμng 32 băng con có độ rộng bằng nhau (750Hz* tần số lấy mẫu 48KHz) mỗi băng con có 36 mẫụ
Sau đó mỗi tín hiệu băng con đ−ợc l−ơng tử hoá đều có các bít chỉ định đặc tr−ng đẻ bảo vệ băng con bằng tỷ số tích cực masking trên tạp âm (MNR). Tỷ số có tích cực khi đ−ờng cong các mức chặn ở trên mức tạp âm.
*. Băng chuyển đổi:Thuật toán sửa đổi DCT(MDCT) đ−ợc sử dụng để biến đổi tín hiệu:audio từ miền thời gian sang miền tần số thμnh một số l−ợng lớn các bít con, giống nh− bộ lọc băng con chuyển đổi các băng con cũng nằm kề nhaụ
Lọc băng ghép: Đây lμ sự kết hợp giữa bộ lọc băng con vμ bộ lọc băng chuyển đổị Tín hiệu đ−ợc chia thμnh 32 băng con do bộ lọc bâ−ng, sau đó thuật toán sửa đổi MDCT đ−ợc áp dụng cho 18 mẫu trong từng băng con tạo ra tổng cộng 576 băng con đạt đ−ợc độ phân tích thời gian lμ 3,8ms
Đặc tính quan trọng của bộ lọc băng lμ độ phân tích có tính thoả hiệp. Một bộ lọc băng có độ phân tích thấp sẽ cho số l−ợng nhỏ các băng con vμ thμnh phần âm của phổ tín hiệu audio nằm trong băng con. Khi kỹ thuật mức ng−ỡng masking giảm đi thì cần rất nhiều bit cho l−ợng tử hoá tín hiệu của mổi băng con, số l−ợng các băng con giẩm đi trong bộ lọc dẫn đến độ phức tạp của bộ mã hoá vμ giải mã giãm đi trong khi đạt đ−ợc độ phân tích trong khoảng thời gian ngắn.
Một bộ lọc băng có độ phân tích cao cho ra một l−ợng lớn các băng tần con vμ các thμnh phần âm của phổ tín hiệu audio nh−ng không nằm trong tất cả các băng con. Các băng con không có thμnh phần âm không cần mã hoá, kết quả bộ mã hoá số liệu không gây tổn haọ Các băng con có thể tái tạo tốt hơn băng tới hạn bằng đặc tính HAS nh−ng độ phân tích thời gian kém
Nh− vậy bộ lọc băng chuyển đổi 256 dải có độ phức tạp giống bộ lọc băng 32dải băng con.
8.2.2 Với mỗi băng ng−ời ta xác định mức biên độ tín hiệu vμ mức nhiểu băng “mô hình tâm sinh lý nghe-psychoacaushic model” đây lμ thμnh phần chính của bộ mã hoá MPEG Audio vμ chức năng của nó lμ phần tích tín hiệu vμọ Psychoacoushic model cá xác định các định tỷ lệ Signal- mák cho mỗi băng tỷ lệ Sigmal mask đ−ợc sử dụng đễ xác định số bit cho quá trình l−ợng tử hoá môĩ băng để giảm đi khả năng nghe thấy của âm thanh.
8.2.3 Mỗi bâ−ng con đ−ợc l−ợng tử hoá thông qua l−ợng tử các thμnh phần nghe thấy trong mỗi băng. Nó đi kèm với mã Huffman đễ mã hoá các giá trị phổ tín hiệu vμ cho nén số liệu tốt hơn vμ định dạng số liệụ
Chuẩn MPEG ápp dụng với audio ba mức nén. Mức một nén c− bản với tốc độ bít lớn nhất 448bit/s mức II vμ mức III lμ mức mở rộng mức I vμ tốc độ của chúng đạt đ−ợc 320Kbit/s vμ 384Kbit/s. Nếu ta đạt đ−ợc đ−ợc tỷ lệ nén cao bù vμo đó chi phí cũng tăng cho bộ giãi mã vμ mã hoá.
8.3 ứng dụng và đặc điểm của ba mức tiêu chuẩn MPEG
• Mức một : ứng dụng trong các thiết bị dân dụng
• Mức hai: ứng dụng trong các thiết bị chuyên dụng vμ Multimedia
• Mức ba : Dùng trong các hệ thống mã hoá tiếng nói 64Kbit/s vμ thấp hơn, dùng mã hoá chất l−ợng cao cho tín hiệu âm nhạc
Đặc điểm của từng mức