Để đánh giá chất lượng mã hóa, về cơ bản có ba phương pháp đó là:
Nghe thử (Đánh giá chủ quan)
Đánh giá khách quan
Nghe chủ quan.
4.1.1. Đánh giá chủ quan sử dụng mô hình MOS( Mean Opinion Score)
Dùng chức năng Recoring thu 5 file âm thanh có cùng tần số lấy mẫu là 44100, 48000 ở dạng *.WAV . Chất lượng âm thanh sau khi thu được phân tích tỷ số SNR.
Sau đó tiến hành nén 5 file âm thanh này với các chuẩn mã hóa MPEG-3 và MPEG-2 AAC bằng chương trình thực nghiệm trên Mathlab và trên C++.
Nhờ mười người nghe, kiểm tra và đánh giá hộ. Kết quả từng người sẽ được tính trung bình và lập hồ sơ đánh giá.
4.1.1.1: Thực hiện kiểm tra tỷ số SNR
Các file âm thanh sau khi được ghi, dùng đoạn chương trình trong mathlab kiểm tra tỷ lệ SNR. Sau đó phân loại theo tỷ số SNR từ thấp đến cao. Mã hóa các file âm thanh này được với hai tốc độ bít khác nhau là 64kbps và 128kbps với tần số lấy mẫu là 44.1KHz và 48KHz .
Kiểm tra thực nghiệm tỷ số SNR cho từng chuẩn mã hóa bằng đoạn chương trình sau:
Kiểm tra SNR .*WVA x1=wavread('dg5_1.wav');
x2=x1(1:65536);
h = daubcqf(6);
[s,N] = makesig('HiSine',65536);
n = randn(1,N);
x1 = x2 + n/10;
[yd,yn,opt2] = denoise(x2,h,1,[]);
Vwav=snr(x2,yd);
disp(['SNR cua WAV la ',num2str(Vwav),' dB']);
Kiểm tra SNR chuẩn MP3 x1=mp3read('dg5_1.mp3');
x2=x1(1:65536);
h = daubcqf(6);
[s,N] = makesig('HiSine',65536);
n = randn(1,N);
x1 = x2 + n/10;
[yd,yn,opt2] = denoise(x2,h,1,[]);
Vmp3=snr(x2,yd);
disp(['SNR cua MP3 la ',num2str(Vmp3),' dB']);
Kiểm tra chuẩn AAC x1=m4aread('dg5_1.aac');
x2=x1(1:65536);
h = daubcqf(6);
[s,N] = makesig('HiSine',65536);
n = randn(1,N);
x1 = x2 + n/10;
[yd,yn,opt2] = denoise(x2,h,1,[]);
Vwav=snr(x2,yd);
disp(['SNR cua AAC la ',num2str(Vwav),' dB']);
4.1.1.2. Đánh giá kết quả SNR cho 2 loại tốc độ bít và Fs
Đánh giá kết quả cho các file được thực hiện mỗi file 5 lần, và tính trung bình cho mỗi file. Kết quả như sau:
Bảng 3.48: Bảng đánh giá cho tốc độ bít 128Kbps với Fs 48KHz MOS Quality
MP3/AAC
Suy giảm so với file gốc
WAV MP3 AAC
5 Tốt/Tôt 23.72dB 23.45dB 23.69dB
4 Tốt/Tôt 19.34dB 18.98dB 18.92dB
3 Tốt/Tôt 14.60dB 14.49dB 14.31dB
2 Tốt/Tôt 13.57dB 13.31dB 13.24dB
1 Tốt/Tôt 12.60dB 12.28dB 12.32dB
Bảng 3.49: Bảng đánh giá cho tốc độ bít 128Kbps với Fs 44,1KHz MOS Quality
MP3/AAC
So với file gốc
WAV MP3 AAC
5 Tốt/Tôt 22.97dB 22.67dB 22.92dB
4 Tốt/Tôt 18.48dB 18.29dB 18.07dB
3 Tốt/Tôt 14.31dB 14.07dB 14.00dB
2 Tốt/Tôt 12.96dB 12.78dB 12.62dB
1 Tốt/Tôt 12.39dB 12.12dB 12.05dB
Bảng 3.50: Bảng đánh giá cho tốc độ bít 64Kbps với Fs 48KHz MOS Quality Suy giảm so với file gốc
WAV MP3 AAC
5 Tb/ khá 23.72dB 26.34dB 23.77dB
4 Tb/ khá 19.34dB 23.92dB 19.54dB
3 Tb/ khá 14.60dB 16.34dB 14.68dB
2 Tb/ khá 13.57dB 15.64dB 13.47dB
1 Tb/ khá 12.60dB 14.88dB 12.23dB
Bảng 3.51: Bảng đánh giá cho tốc độ bít 64Kbps với Fs 44,1KHz MOS Quality
MP3/AAC
Suy giảm so với file gốc
WAV MP3 AAC
5 Tb/Tb khá 22,97dB 25.53dB 22.93dB
4 Tb/Tb khá 18,48dB 22.03dB 18.43dB
3 Tb/Tb khá 14,31dB 15.67dB 14.09dB
2 Tb/Tb khá 12,96dB 15.24dB 12.71dB
1 Tb/Tb khá 12,39dB 14.13dB 11.94dB
4.1.1.3. Nghe kiểm tra
Kết quả nghe thử được thể hiện trong các bảng 3.49 đến 3.52 trong đó “tốt”
nghĩa là file nén như file gốc không thể phân biệt, khá là gần giống như file gốc, trung bình khá còn méo và ồn so với gốc, trung bình là còn méo, ồn và đứt đoạn
4.1.1.4. Đánh giá tỷ lệ mã hóa
MPEG không làm việc với tốc độ bit cố định mà người dùng có thể tùy chọn tốc độ bit. Tốc độ bit thấp hơn sẽ dẫn đến tỷ lệ nén tốt hơn nhưng chất lượng thấp hơn.
Theo bảng 3.49, tốc độ bít của file gốc là:
Bit_rate1=48000*16*2=1,536Mbps Tốc độ bít của MP3 và AAC là:
Bit_rate2=128Kbps Tỷ lệ nén là: 1:12 Theo bảng 3.50
Bit_rate1= 44100*16*2=1,411Kbps Bit_rate2=128Kbps
Tỷ lệ nén là:1:11 Bảng 3.51:
Bít_rate2=64Kbps Tỷ lệ nén: 1:24 Bảng 3.52:
Tỷ lệ nén: 1:22 4.1.1.5.Nhận xét
Qua đánh giá thực nghiệm về tỷ lệ SNR, nhận thấy rằng tỷ số SNR thay đổi rất lớn ở tốc độ bít thấp. Tỷ số SNR với chuẩn mã hóa MP3 là tăng lên so với file gốc, điều này chứng tỏ với tốc độ bít thấp nén MP3 là không bằng AAC.
Qua kết quả nghe thử cho thấy:
Tốc độ bít càng cao và tỷ lệ nén càng thấp thì file nén gần như file gốc ở cả 2 chuẩn MP3 và AAC.
Tỷ lệ SNR là không thay đổi nhiều trong quá trình mã hóa kể cả 2 chuẩn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận văn đã trình bày hai kỹ thuật mã hóa tín hiệu Audio, các nguyên lý nén và một số khái niệm quan trọng trong lĩnh vực mã hóa âm thanh. Luận văn cũng đã tập trung trình bầy các nguyên lý mã hóa âm thanh theo mô hình cảm quan, nén có tổn hao điển hình dựa vào hiệu ứng tâm lý nghe của tai, sử dụng hai kỹ thuật mã hóa là MPEG layer 3 và MPEG-2 AAC
Cả hai chuẩn mã hóa MP3 và MPEG-2 AAC đều có thể nén tín hiệu audio với chất lượng gần chất lượng của CD. Trong hai chuẩn trên, MP3 ít phức tạp hơn AAC, AAC cung cấp chất lượng tốt hơn MP3 với cùng tần số lấy mẫu và tỷ lệ nén.
Mục đích của luận văn là nghiên cứu các kỷ thuật mã hóa âm thanh của hai chuẩn MPEG-3 và MPEG-2 AAC, làm kiến thức cơ bản cho nghiên cứu tiếp các kỹ thuật mã hóa âm thanh của các chuẩn khác như MPEG-4, và đáp ứng nhu cầu cần thiết trong công việc và lựa chọn công nghệ.