DRA算法及其实时解码器设计

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文章编号：1002—8692(2009)05--0036--04

D R A算法及其实时解码器设计掌论文

马文华1。曾庆煜2

(1．广东外语外贸大学。广东广州510630；2．广东省数字音频重点实验室，广东广州510640)

【摘要】D R A是一种新的音频编解码标准，其在每声道64K bi t／s时重建的音质达到玎’U—R规定的“人耳不可识别损伤”的主观音质评定。研究了D R A的编码与解码原理，在对解码算法进行了优化的基础上。设计并实现了基于PX A270平台的D R A实时解码器。主观听音测试结果表明．该解码器音质良好．满足实时解码应用的要求。

【关键词】D R A；音频解码器；可变分辨率滤波；熵编码；修正离散余弦反变换

【中图分类号】TN912．3【文献标识码】A

C odi ng T e chnol ogy of

D R A and I m pl e m ent a t i on of R e al-t i m e

D ecoder

M A W en—hua’，Z E N G Q i ng-yu2

(J．G uan gdong

U nw er s蚵of尼r e塘l，l St udi es，Guat够hou510630,C hi n田

2．G M rl咖，l g Pr ov i nce K e y Lab or at o r y of D igi ta l A udi o,G ua ngzhou510640,傀打m)

【Abst r act】D i gi t al R i se A l g or i t hm(D R A)i s a br a nd new au di o c odec spe ci f i cat i on．A ccor d i ng t O n’U—R eval uat i o ns of m ul t i．c ha nnel au di o cod ecs，t he i m pa i r m en t gr ade of D R A codec i s i m per cept i bl e．w hen64K b i t／s per channel．T he D R A enc ode s peci-f i cat ion and de c ode speci f i cat i o n ar e r es e ar c h e d．T he key de c ode m odul e of D R A i s opt i m i z e d，a nd f i n al l y a P X A270pl at f or m bas ed D R A r ea l-t i m e decoder i s de si gne d．A cc or di ng t O t he eval u at i on，t h e au di o pl ay bac k s ound qual i t y i s go od enough and a nd t he des i gn fi t s t he r ea l-t i m e r equir em ent．

【K ey w or d s】D R A；audi o de cod er,var i abl e r es ol u t i on f i l t er,ent r opy codi ng；I M D C T

1引言

目前，作为一种存储、传输高品质多声道音频的方法，数字音频压缩被越来越广泛地应用于数字电视、网络流媒体、高清D V D、手机电视(如C M N B)、数字音频广播(如D A B)等领域。为了在存储、传输过程中能更大限度地压缩文件而损失更少或者不改变音频文件的音质．发明了多种数字音频编解码算法，如M P3，A A C，A C一3等。研究表明，上述算法很难在复杂度、压缩比与音质之间找到一个比较好的平衡点．而D i gi t a l Ri se A l gori sm (D R A)m音频编解码算法在每声道64K bi t／s时。可以提供I T U—R定义的“不可识别损伤”的透明音质，同时算法的复杂度又不高，便于集成。为满足D R A技术在高清数字电视、手机电视、嵌入式多媒体播放器中广泛应用的需求，在嵌入式平台中进行D R A的解码研究是非常必要的。笔者在分析D R A算法结构的基础上，设计了基于X Sca l e平台的D R A实时解码器。测试结果表明，D R A算法十分优秀。

2D R A编码算法

D R A算法是一种同时支持立体声和多声道环绕声的数字音频编解码算法，为了实现音频信号的最优分解，采用了全新的自适应时频分块技术(A dapt i ve T i m e Fr equ ency T i l i ng)闭。此方法可从十多个窗口长度中选一个最适合当前音频信号特征的窗口。从而实现了对音频信号的最优分解。D R A算法对时频分块后的音频信号采用了基于人耳听觉模型的自适应分块标量量化加定点表示，对量化指数还进行了H uf f m a n熵编码。此外．D RA 算法对比特分配信息进行了游程编码。D R A编码流程131如图1所示。

2．1可变分辨率的分析滤波器

音频信号通常由准稳态的声音片断组成，这些声音片断包含一系列声音频率分量．并被突变的瞬态信号间插分隔。因此，音频编解码算法需要使用一个可根据音频信号的分段平稳特性来调整时频分辨率的滤波器组[41，该滤波器组对于准稳态的声音片断具有高的频域分辨率，而对瞬态信号具有高的时域分辨率。传统的音频编解码算法在处理这个问题时往往采取一种折中的方法．但是折中的效果对于稳态信号和瞬态信号都不是最优的。

D RA算法在处理这个问题时进行了改进，使用了可变分辨率的分析滤波器组．该滤波器组把输入的脉冲编码调制(PC M)样本转换为子带样本，它可以用以下方法来执行：使用基于一个可以在高、低分辨率模式之间切换其操作的滤波器组：在当前帧中不存在暂态时，它切

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