6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.5.2. Mã hóa âm thanh
Có hai cơ chế được sử dụng để giảm tốc độ bit của tín hiệu âm thanh, một là cơ chế được xác định chủ yếu bằng cách loại bỏ phần dư thừa của tín hiệu âm thanh bằng cách sử dụng tương quan thống kê. Ngoài ra, trong sơ đồ mã hóa làm giảm tín hiệu âm thanh không thể điều chỉnh được bằng cách xem xét các hiện tượng, như mặt nạ phổ và thời gian [27]. Với hai kỹ thuật này, sử dụng mối tương quan thống kê và hiệu ứng của tai người, mới có thể giảm đáng kể tốc độ bit xuống 200kbit/s cho mỗi tín hiệu âm thanh trở xuống. Sơ đồ khối bộ mã hóa của MPEG Audio Layer II được thể hiện trong hình 1.10. Ở Lớp II giống với sơ đồ mã hóa MUSICAM, trong khi lớp I giống như một phiên bản đơn giản hóa của hệ thống MUSICAM. Cấu trúc cơ bản của kỹ thuật mã hóa ít nhiều phổ biến đối với cả lớp I và lớp II, được đặc trưng của MPEG Audio dựa trên mã hóa âm thanh cảm nhận. Một trong những chức năng cơ bản của bộ mã hóa là ánh xạ tín hiệu đầu vào PCM rộng 20kHz từ miền thời gian thành các thành phần phổ được lấy mẫu phụ. Đối với cả hai lớp, bộ lọc đa pha gồm 32 dải con cách đều nhau được sử dụng để cung cấp chức năng này. Đầu ra của biến đổi Fourier được áp dụng cho tín hiệu âm thanh PCM băng thông rộng song song với quá trình lọc, được sử dụng để tính toán ước tính về ngưỡng che thực tế, phụ thuộc vào thời gian. Vi vậy, để có một âm thanh lý tưởng phải dựa trên các quy tắc từ âm học, được sử dụng như một khối chức năng bổ sung trong bộ mã hóa. Khối này mô phỏng quang phổ ở một mức độ nhất định, cả về thời gian. Các mẫu dải phụ được định lượng và mã hóa với mục đích giữ nhiễu, được đưa vào bằng cách
định lượng, dưới ngưỡng bị che. Các lớp I và II sử dụng kỹ thuật tạo khối với hệ số tỷ lệ gồm 6 bit có giá trị cho dải động khoảng 120dB và độ dài khối là 12 mẫu dải con. Với loại kỹ thuật chia tỷ lệ này, lớp I và lớp II có thể xử lý dải động cao hơn nhiều so với CD, đó là PCM 16-bit thông thường.
Hình 1.10. Bộ mã hóa ISO/IEC MPEG-1 Audio Layer II, trong EU147/DAB
Trong trường hợp tín hiệu âm thanh nổi, tùy chọn mã hóa được sử dụng như một tính năng bổ sung, khai thác sự dư thừa và được sử dụng để tăng chất lượng âm thanh ở tốc độ bit thấp hoặc giảm tốc độ bit đối với tín hiệu âm thanh nổi [12]. Sự gia tăng độ phức tạp của bộ mã hóa là nhỏ và cần phải có thêm độ phức tạp của bộ giải mã không đáng kể. Điều quan trọng là mã hóa âm thanh nổi chung không làm tăng độ trễ mã hóa tổng thể. Sau khi mã hóa tín hiệu âm thanh, một khối lắp ráp được sử dụng để tạo khung cho luồng bit âm thanh MPEG gồm các khung âm thanh liên tiếp dựa trên khung của MPEG Lớp II dẫn đến độ trễ qua chuỗi mã hóa có thứ tự là hai khung 48ms khi quá trình xử lý và ràng buộc để truyền không được tính đến. Độ trễ điển hình thông qua chuỗi nhiệm vụ chuyển tiếp thực là 80ms.