MPEG音频编码实验

一、MPEG-1AudioLayerII编码器原理

二、MPEG-I 心理声学模型

通过子带分析滤波器组使信号具有高的时间分辨率，确保在短暂冲击信号情况下，编码的声音信号具有足够高的质量
又可以使信号通过FFT运算具有高的频率分辨率，因为掩蔽阈值是从功率谱密度推出来的。
在低频子带中，为了保护音调和共振峰的结构，就要求用较小的量化阶、较多的量化级数，即分配较多的位数来表示样本值。而话音中的摩擦音和类似噪声的声音，通常出现在高频子带中，对它分配较少的位数

每个子带的掩蔽阈值
选择出本子带中最小的阈值作为子带阈值
对高频不正确——高频区的临界频带很宽，可能跨越多个子带，从而导致模型1将临界带宽内所有的非音调部分集中为一个代表频率，当一个子带在很宽的频带内却远离代表频率时，无法得到准确的非音调掩蔽值。但计算量低。

计算每个子带信号掩蔽比(signal-to-mask ratio, SMR)
SMR = 信号能量/ 掩蔽阈值

三、码率分配

在调整到固定的码率之前先确定可用于样值编码的有效比特数
这个数值取决于比例因子、比例因子选择信息、比特分配信息以及辅助数据所需比特数
比特分配的过程

对每个子带计算掩蔽-噪声比MNR，是信噪比SNR –信掩比SMR，即：MNR = SNR –SMR

算法：使整帧和每个子带的总噪声—掩蔽比最小
计算掩蔽-噪声比(mask-to-noise ratio, MNR)：
MNR = SNR –SMR (dB)
其中SNR 由MPEG-I标准给定(为量化水平的函数)
MNR：表示波形误差与感知测量之间的误差，子带信号可压缩到MNR

四、实验流程

1、输出音频的采样率和目标码率
2、选择某个数据帧，输出
3、该帧所分配的比特数
4、该帧的比例因子
5、该帧的比特分配结果

五、实验结果