Compresia Audio - Algoritmul MPEG 1 Layer 3

Extras din proiect Cum descarc?

1. Standardizari. Comprimarea fisierelor sunet
MPEG (Moving Picture Experts Group) impreuna cu Comitetul International pentru Comprimare Audio de Inalta Fidelitate, a adoptat la sfarsitul anului 1992 un algoritm MPEG Audio, ca parte a standardului general de comprimare audio-video sincronizat. El urmareste defmirea procesului de codificare/decodificare, la o rata medie de transfer de 1.5 Mbits/sec, stabilind o plaja larga de incadrare in parametri, a producatorilor de codificatoare/decodificatoare de semnal audio.
MPEG Audio nu restrictioneaza gama surselor audio. Sunt utilizate tehnici de compresie pe diferite tipuri de semnale audio, asigurand in acelasi timp si facilitatile de direct access, reverse si fast forward.
Retele de esantionare sunt cuprinse intre valorile de 32.44 - 48 KHz, si lucreaza cu unul sau doua canale, astfel:
o Monofonic pe un singur canal;
o Monofonic pe doua canale independente, realizand o functionalitate comparabila cu modul stereo;
o Stereo pe canale stereo ce partajeaza semnalul, dar nu codifica stereo simultan;
o Stereo simultan.
Se poate lucra cu rate de transfer predefinite, intre 32 si 224 KB/sec/canal cu un factor de comprimare intre 2.7 si 24, dar si cu rata de transfer libera. Pentru comprimare se pot utiliza trei nivele independente de comprimare, ce permit o corelare mai stransa intre complexitata codificarii si calitatea semnalului comprimat. Toate nivelele sunt implementate pe un singur chip, cu decodificare in timp real si pot utiliza optional detectia erorilor.
2. Activitatile de standardizare pentru codarea audio Hi-Fi
In acest capitol va fi descris algoritmul de codare pentru semnalele audio pentru standarul international ISO/IEC. Au fost stabiliti trei algoritmi standard pentru a fi utilizati in functie de numarul de canale si de frecventa de esantionare: MPEG-1 audio, MPEG-2 si MPEG-2 LSF. In functie de complexitatea si de calitatea realizata fiecare este clasificat in Leyer I/II bazat pe codarea pe sub-benzi si Leyer III bazat pe o combinatie intre codarea pe sub-benzi si codarea adaptiva a transformatei.
Transmisia eficienta si stocarea semnalelor audio sunt importante pentru citeva aplicatii cum ar fi audio digital, radiodifuziunea digitala prin satelit (DSB - Digital Satellite Broadcasting), stocarea semnalelor audio, conferinta la distanta si multimedia. ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 (the International Organization for Standardization/the International Electrotechnical Commission, 1st Joint Technical Committee, 29th Subcommittee, 11th Working Group) a studiat caile pentru proiectarea unui standard international pentru compresia semnalelor audio impreuna cu semnalele video sub 1,5 Mb/s. Rezultatul studiului, pentru doua canale de semnal cu frecventa de esantionare intre 32 kHz si 48 kHz, au fost publicate de ISO/IEC pe 1 august 1993 dupa aprobarea prin vot de tarile participante. 
Acesta este cunoscut ca MPEG/audio faza 1, sau MPEG-1/audio. O parte a standardului MPEG-1 a fost stabilit ca standard ITU-R. De asemenea, au fost efectuate studii pentru extensia standardului MPEG-1 audio si pentru sisteme multicanal si multilingvistice si pentru o viitoare reducere a ratei de bit prin adoptarea unei frecvente joase de esantionare. Acestea reprezinta faza 2 a standardului si este denumit MPEG-2 audio. MPEG-2/audio a fost aprobat prin consens international la conferinta de la Singapore in noiembrie 1994 dupa care a fost publicat ca standard in 1995. 
3. Structura algoritmului MPEG audio
Algoritmul MPEG audio este constituit din trei algoritmi diferiti: Layer I, Layer II si Layer III. Complexitatea creste de la Layer I la Layer III, cu o imbunatatire corespunzatoare in calitatea sunetului. Acestea pot fi in plus clasificate in MPEG-1, MPEG-2 MC (multichannel) si MPEG-2 LSF (low sampling frequency), in functie de numarul de canale codate si de frecventa de esantionare. Deoarece Layer I si Layer II sunt foarte asemanatoare, ele vor fi prezentate impreuna. 
Partea comuna intre Layer I/II si Layer III este aceea ca algoritmii lor au la baza codarea pe sub-benzi cu 32 de benzi. Numarul de canale este doi, iar frecventa de esantionare este de 32, 44,1 sau 48 kHz. Aceste caracteristici reprezinta algoritmul MPEG-1/audio care reprezinta baza pentru toate codurile. Plecind de la algoritmul MPEG-1/audio, avind frecventele de esantionare 32, 44,1 si 48 kHz, a fost elaborat standardul MPEG-2 LSF care foloseste frecventele 16, 22,05 si 24 kHz. Crescind numarul de canale la 5 si prin imbunatatirea canalului de joasa frecventa a fost elaborat standardul MPEG-2 MC. Numarul de canale care pot fi manipulate de standardul MPEG-2/audio este denumit uneori 5,1, considerind ca imbunatatirea canalului este 0,1. Cind se compara MPEG-2/audio cu MPEG-1/audio ca standard, MPEG-1/audio ar putea fi numit MPEG-2 2C (doua canale) sau MPEG-2 HSF (frecventa mare de esantionare). In Fig. 3.1 este prezentata structura de baza a algoritmului MPEG audio. Din figura se vede clar ca MPEG-1/audio este nucleul algoritmilor MPEG-2/audio.
In Fig. 3.2 este data schema bloc care descrie algoritmul MPEG-1/audio. Algoritmul se bazeaza pe codarea pe sub-benzi, iar impartirea pe sub-benzi este obtinuta cu ajutorul unui banc de filtrare polifazat (PFB - polyphase filter bank) cu un filtru in cuadratura in oglinada (QMF - quadrature mirror filter). Un semnal de intrare cuantizat liniar PCM pe 16 biti este translatat in domeniul frecventa in 32 de benzi. In acelasi timp limitele benzilor (denumite nivele de mascare) sunt calculate printr-o analiza psihoacustica pentru a obtine eroarea de cuantizare permisa. Semnalul divizat in sub-benzi este cuantizat si codat conform schemei de alocare a bitilor bazata pe modelul psihoacustic, este constituite in cadre, impreuna cu date auxiliare (ancillary data). Aceste date suplimentare nu sunt folosite pentru operatia codare si decodare, utilizatorul le poate folosi in alte scopuri. Pentru decodare, intii sunt separate datele suplimentare si apoi este dezasamblat cadrul. 
Apoi este efectuata decodarea si decuatizarea pe bzaa bitilor alocati pentru informatie. Este refacut apoi semnalul temporal prine reunirea benzilor. In practica au fost definite trei tipuri de algoritmi, Layer I, Layer II si Layer III, pe baza structurii din Fig. 3.2 (vezi Fig. 3.3). Codarea pe sub-benzi, ponderarea psyhoacustica, alocarea bitilor si intensitatea stereo este folosita de toati algoritmii. Layer III foloseste in plus codarea transformatei cu lungime adaptiva a blocului, codarea Huffman imbunatatirea calitatii codarii pentru stereo.


Fisiere in arhiva (1):

  • Compresia Audio - Algoritmul MPEG 1 Layer 3.doc

Imagini din acest proiect Cum descarc?

Banii inapoi garantat!

Plateste in siguranta cu cardul bancar si beneficiezi de garantia 200% din partea Proiecte.ro.


Descarca aceast proiect cu doar 5 €

Simplu si rapid in doar 2 pasi: completezi adresa de email si platesti.

1. Numele, Prenumele si adresa de email:

Pe adresa de email specificata vei primi link-ul de descarcare, nr. comenzii si factura (la plata cu cardul). Daca nu gasesti email-ul, verifica si directoarele spam, junk sau toate mesajele.

2. Alege modalitatea de plata preferata:



* La pretul afisat se adauga 19% TVA.


Hopa sus!