语音音频压缩格式--nellymoser

          公司：http://nellymoser.com/

          例子：http://samples.mplayerhq.hu/A-codecs/Nelly_Moser/

          解码库：http://code.google.com/p/nelly2pcm/

          编码库：http://nellymoser.narod.ru/

        Nellymoser音频格式是一种专有的单声道音频编码格式，专门应用于低比特率的语音音频传出，并且为之做了优化。

        采集时，声音数据被分成含有256个样本的帧。每个帧被转换到频域，并确定了最显着（最高振幅）的频率。一些频带被选择用于编码而其余部分被丢弃。每一帧的比特流之后使用当前频段所采用的振幅进行编码。此编解码器不考虑实际的采样率，而是采用一个固定的比率--输入采样和输出数据包大小（2比特）之比。

        Nellymoser解码器由Nellymoser公司拥有，并且授权Macromedia/Adobe的Flash技术使用。Nellymoser编码是Flash的一个组成部分，Flash 6.0及以上支持。该编解码器对语音音频的实时性和低延时编码进行了优化。Adobe Flash Player的客户端，从用户的麦克风录音时，使用Nellymoser编码器，不要让Flash程序员选择的任何其他编解码器（9.0以后可以使用speex编码）。声音捕获的采样率可以由Flash程序员控制，达到增加或减少的编码比特率和质量的效果。在客户端主机上进行编码&压缩数据，并且通过Adobe的RTMP协议发送到RTMP服务器（Flash Media Server，Red5，Wowza）上。

编码说明：

        Nellymoser编码器的声音编码步骤可以被分为4个步骤：

        1、转换：

          原始的256个音频采样，采用改进的离散余弦变换(Modified Discrete Cosine Transform)进行变换。

        2、去噪：

          在频域上进行去噪操作，以减少不需要的噪音的数量。

        3、量化：
           对一些最显着的频率系数进行量化。

        4、压缩：

          采用差值编码（DPCM编码，简称差值编码，是对模拟信号幅度抽样的差值进行量化编码的调制方式(抽样差值的含义请参见“增量调制”)）或者（自适应差分脉冲编码调制，adpcm）进行压缩，以此达到较少冗余，并利用低熵的效果。压缩后的二进制数据流通常含有许多连续零比特，这就是频域系数进行量化的结果。

        在去噪和量化阶段，将所得的压缩二进制流时间取样的输入数据采用8的倍数个大小。将达到的最佳的编码质量。        

Nellymoser ASAO 数据帧:

        ASAO的最终压缩包大小为64字节长度。FLV的音频数据帧通常包含1,2或者4个ASAO数据包，并且通常情况下每秒钟会有20-40个音频包。FLV 音频帧帧头长度为13个字节。

Nellymoser 比特流格式

        一个Nellymoser报文可以分成3个部分。一个报头和2个有效载荷块，有效载荷块共享报头里的参数。

Header	Payload	Payload

        每个有效载荷包含一个经过MDCT的编码的帧， 每帧在MDCT域中含有23个频带。下表描述了对各频带的大小。

const uint8_t ff_nelly_band_sizes_table[NELLY_BANDS] = {
   2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 15
};

头：

        头包含了23个频带的量化值，采用DPCM编码。前6位是一个初始值表的一个索引。

       

const uint16_t ff_nelly_init_table[64] = {
  3134, 5342, 6870, 7792, 8569, 9185, 9744, 10191, 10631, 11061, 11434, 11770,
  12116, 12513, 12925, 13300, 13674, 14027, 14352, 14716, 15117, 15477, 15824,
  16157, 16513, 16804, 17090, 17401, 17679, 17948, 18238, 18520, 18764, 19078,
  19381, 19640, 19921, 20205, 20500, 20813, 21162, 21465, 21794, 22137, 22453,
  22756, 23067, 23350, 23636, 23926, 24227, 24521, 24819, 25107, 25414, 25730,
  26120, 26497, 26895, 27344, 27877, 28463, 29426, 31355
};

        之后，是22个5位的增量表的索引。

    

const int16_t ff_nelly_delta_table[32] = {
   -11725, -9420, -7910, -6801, -5948, -5233, -4599, -4039, -3507, -3030, -2596,
   -2170, -1774, -1383, -1016, -660, -329, -1, 337, 696, 1085, 1512, 1962, 2433,
   2968, 3569, 4314, 5279, 6622, 8154, 10076, 12975
};

负载快：

        每个负载快有198比特长，解码逻辑如下：

 for (i = 0; i < 124; i++) {
   if (bits[i] <= 0){
     v = 1/sqrt(2) with randomly flipped sign;
   }else{
     v = get_bits(bits[i]);
     v = dequan_table[bits[i]][v];
   }
   coeffs[i] = v * -pow(2, band_scale[i] / 2048);
 }

比特分配：

        比特分配算法找出每个系数应使用多少比特（0 .. 6范围）。
        目标位长度的计算公式如下：

 bits[i] = (((sbuf[i] - offset) >> shift) + 1) >> 1;
 bits[i] = clip(bits[i], 0, 6);

       sbuf 来自band_scale，通过修改初始值来计算偏移量和移位，以实现最终的位分配达到或者接近（和不超过）一个有效载荷块的大小，即198位。

逆量化表（用于解码）：

 for bits = 1:
   -0.8472560048, 0.7224709988,

 for bits = 2:
   -1.5247479677,-0.4531480074, 0.3753609955, 1.4717899561,

 for bits = 3:
   -1.9822579622,-1.1929379702,-0.5829370022,-0.0693780035, 0.3909569979, 0.9069200158, 1.4862740040, 2.2215409279,

 for bits = 4:
 -2.3887870312,-1.8067539930,-1.4105420113,-1.0773609877,-0.7995010018,-0.5558109879,-0.3334020078,-0.1324490011,
  0.0568020009, 0.2548770010, 0.4773550034, 0.7386850119, 1.0443060398, 1.3954459429, 1.8098750114, 2.3918759823,

 for bits = 5:
 -2.3893830776,-1.9884680510,-1.7514040470,-1.5643119812,-1.3922129869,-1.2164649963,-1.0469499826,-0.8905100226,
 -0.7645580173,-0.6454579830,-0.5259280205,-0.4059549868,-0.3029719889,-0.2096900046,-0.1239869967,-0.0479229987,
  0.0257730000, 0.1001340002, 0.1737180054, 0.2585540116, 0.3522900045, 0.4569880068, 0.5767750144, 0.7003160119,
  0.8425520062, 1.0093879700, 1.1821349859, 1.3534560204, 1.5320819616, 1.7332619429, 1.9722349644, 2.3978140354,

 for bits = 6:
 -2.5756309032,-2.0573320389,-1.8984919786,-1.7727810144,-1.6662600040,-1.5742180347,-1.4993319511,-1.4316639900,
 -1.3652280569,-1.3000990152,-1.2280930281,-1.1588579416,-1.0921250582,-1.0135740042,-0.9202849865,-0.8287050128,
 -0.7374889851,-0.6447759867,-0.5590940118,-0.4857139885,-0.4110319912,-0.3459700048,-0.2851159871,-0.2341620028,
 -0.1870580018,-0.1442500055,-0.1107169986,-0.0739680007,-0.0365610011,-0.0073290002, 0.0203610007, 0.0479039997,
  0.0751969963, 0.0980999991, 0.1220389977, 0.1458999962, 0.1694349945, 0.1970459968, 0.2252430022, 0.2556869984,
  0.2870100141, 0.3197099864, 0.3525829911, 0.3889069855, 0.4334920049, 0.4769459963, 0.5204820037, 0.5644530058,
  0.6122040153, 0.6685929894, 0.7341650128, 0.8032159805, 0.8784040213, 0.9566209912, 1.0397069454, 1.1293770075,
  1.2211159468, 1.3080279827, 1.4024800062, 1.5056819916, 1.6227730513, 1.7724959850, 1.9430880547, 2.2903931141