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          基于Blackfin處理器的DRM無線電

          作者: 時間:2013-03-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          在數(shù)字無線電中, 通源編碼 和 通道編碼 分別可以映射到高效音頻編解碼器 和 錯誤控制系統(tǒng)組件。實際上,如果編解碼器采用容錯設(shè)計,則可以更好地執(zhí)行錯誤控制。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/259856.htm


          理想的通道編碼器應(yīng)能從傳輸錯誤中恢復(fù)。理想的通源編碼器應(yīng)能將消息壓縮到最高信息含量(香農(nóng)熵),但如果輸入流包含錯誤,高度壓縮的消息將導(dǎo)致非常高的音頻失真。因此,高效的源編碼還應(yīng)確保解碼器能夠檢測流中的錯誤并隱藏其影響,使得整體音質(zhì)不降低。


          DRM采用了通源編碼和通道編碼的相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新,從而提供更好的音頻體驗。所選的DRM音頻通源編碼算法可確保:


          ●高效的音頻編碼——以更低的比特率實現(xiàn)更高的音質(zhì)

          ●更好的容錯性—在存在傳輸錯誤時降低音頻質(zhì)量以保證傳輸


          高效音頻源編碼


          活動圖像專家組(MPEG)技術(shù)可以說是學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和技術(shù)論壇有效合作的渠道與框架。在音頻領(lǐng)域,這種合作結(jié)出了碩果,例如分別用于廣播和存儲/分發(fā)的MPEG Layer II、MP3和AAC(高級音頻編碼)等,鼓勵著工業(yè)界實施進(jìn)一步的研發(fā)計劃。雖然MP3仍是網(wǎng)絡(luò)分發(fā)和存儲應(yīng)用最受歡迎的“非官方”格式,但AAC的授權(quán)規(guī)范更簡單,外加蘋果公司決定采用AAC作為iPod的媒體格式,使得AAC更受業(yè)界關(guān)注。


          下面看看MPEG社區(qū)開發(fā)的AAC格式,以便了解信源編碼涉及到的一些重要技術(shù)。“心理聲學(xué)模型” (圖3)和 “時域混疊抵消” (TDAC)可以說是寬帶音頻源編碼領(lǐng)域最初的兩大突破性創(chuàng)新。


          圖3. 了解心理聲學(xué)音調(diào)掩蔽


          工業(yè)界和學(xué)術(shù)界開發(fā)的“頻帶復(fù)制”(SBR,圖4)以及 “空間音頻編碼” 或 “雙耳線索編碼” 技術(shù),可以說是隨后的兩大突破性創(chuàng)新。這兩項突破性的關(guān)鍵創(chuàng)新進(jìn)一步增強(qiáng)了AAC技術(shù),使其具有可擴(kuò)展編碼性能,從而讓HE-AAC v2和MPEG環(huán)繞聲環(huán)繞聲實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,受到工業(yè)界的熱烈歡迎, like Dolby、 AC3和 WMA, 等業(yè)界主要標(biāo)準(zhǔn)也采取了相似的步驟,以便在最新媒體編碼中利用類似的技術(shù)創(chuàng)新。


          “頻帶復(fù)制” (SBR)工具將解碼采樣速率變?yōu)锳AC-LC采樣速率的2倍。參數(shù)立體聲 (PS) 工具將單聲道LC流解碼為立體聲。


          圖4. 音頻解碼中的AAC-LR、SBR和PS


          像所有其它改進(jìn)計劃一樣,測量技術(shù)也在音質(zhì)改進(jìn)計劃中發(fā)揮了重要作用。音質(zhì)評估工具和標(biāo)準(zhǔn),如“音質(zhì)感知評估 (PEAQ)”和“隱藏參考和基準(zhǔn)的多刺激法”(MUSHRA)等,幫助提高了技術(shù)試驗的評估速度。

          優(yōu)雅降級/容錯性


          一般而言,對于給定的流錯誤水平,壓縮程度越高,則音頻偽像越多。例如,MPEG Layer II流比AAC流更能容錯。Layer II頻譜數(shù)據(jù)部分中的單比特錯誤不會造成任何惱人的偽像,因為最大頻譜值由比特分配值決定。AAC則不然,同樣的單比特錯誤會導(dǎo)致霍夫曼解碼器發(fā)生故障并應(yīng)用幀錯誤隱藏,重復(fù)的幀錯誤將使音頻靜音,直到錯誤率降至最小值為止。長時間的靜默會使系統(tǒng)無法保證優(yōu)雅降級。


          在以下附加工具的幫助下,容錯(ER) AAC編碼可以保證系統(tǒng)在發(fā)生比特流錯誤時優(yōu)雅降級:


          ●HCR (霍夫曼碼字重排): 通過將頻譜數(shù)據(jù)劃分為固定大小的數(shù)段來防止錯誤在頻譜數(shù)據(jù)內(nèi)傳播。HCR將最重要的數(shù)據(jù)放在各段的起始位置。

          ●VCB11 (編碼本11的虛擬編碼本): 在特殊碼字映射的幫助下檢測頻譜數(shù)據(jù)內(nèi)的嚴(yán)重錯誤。

          RVLC (可逆可變長度編碼):避免比例因子數(shù)據(jù)中的錯誤傳播。


          ER-AAC特性與UEP一起,可以為DRM提供足夠的容錯性。


          DRM規(guī)范


          通用數(shù)字無線電(DRM)是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)制定的一種開放標(biāo)準(zhǔn),適用于數(shù)字窄帶音頻的中短波廣播。雖然DRM支持4.5 kHz、5 kHz、9 kHz、10 kHz、18 kHz、20 kHz的帶寬及四種收發(fā)模式,但若要兼容現(xiàn)有AM標(biāo)準(zhǔn),帶寬和比特率必須分別以10 kHz和24 kbps為限。


          表1. DRM比特率和帶寬


          為滿足這一要求,必須采用高效音頻編碼:Meltzer-Moser MPEG-4 HE-AAC v2(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會—ISO/IEC)是一個不錯的選擇,但容錯版本的HE-AAC v2(Martin Wolters,2003)在防止通道衰落方面性能更佳, 可謂最好選擇。


          表2. DRM支持的不同編解碼器



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