2.4 Биты назначения.
Процесс назначения битов определяется числом битов возможных для каждой подчасти, основанных на информации, полученной от психоаккустической модели. Для первого и второго слоя этот процесс начинается с подсчета отношения маскирования звука по следующей формуле:
MNRdB=SNRdB-SMRdb
Где :
MNRdBэто отношение маскирования в шуму,
SNRdB–отношение сигнала к шуму, и
SMRdb отношение сигнала к маскированию полученному из психоаккустической модели.
Все значения в децибелах.
MPEG/audio стандарт предоставляет таблицы, которые дают оценки результатов отношения сигнала к шуму из дескретизации для получения числа уровней дескретизации. Разработчики могут попробовать методы получения отношения сигнала к шуму.
Однако блок битов назначения могжет представлять отношение маскирования к шуму для всех подчастей, это ищется для подчастей с низшим отношением маскирования к шуму, и и назначения кодовых битов для подчасти. Когда подчасти возвращают больше назначенных кодовых битов, блок назначения битов ищет новую оченку для отношения сигнала к шуму и пересчитывает отношение маскирования к шуму этой подчасти. Процесс повторяется пока никаких битов назначено не будет.
Кодировщик третьего слоя использует распределение шума. Кодировщик итеративно варьирует дискретизацией последовательно, дискретизируя спектральные значения, подсчитывая число кодовых битов Хоффмана, необходимых для кодирования аудио данных и на самом деле подсчитывая результирующий шум. Если после дескретизации накопленный фактор размерности ширины оказался больше дозволенного искажения, то кодировщик увеличивает значение этого фактора размерности ширины и эффективно уменьшает размер шага дескретизации этой ширины. После этого процесс повторяется.
Он останавливается если если одно из приведенных условий становится истинным:
ниодин фактор размерности ширины не больше допустимого искажения.
следующая итерация может стать причиной усиления для какой-то ширины, привосходящей максимально допустимого значения.
следубющая итерация может потребовать расширения всех факторов размерности.
Кодирование в реальном времени также может потребовать включения условия временных границ процесса.
2.5. Стерео избыточное кодирование.
Алгоритм MPEG/audioкомпрессии аоддерживает два типа стерео избыточного кодирования:интенсивное стерео кодирование и средне значимое (MS)стерео кодирование. Все слои поддерживают интенсивное стерео кодирование. Третий слой так же поддерживает MSстерео кодирование. Обе формы избыточного кодирования используют другие свойства аудио систем человека. Психоаккустические результаты проявляются около 2кГц, в пределах каждой критической ширины, аудио системы человека основаны на восприятие стерео воспроизведение больше на временном окружении аудио сигнала чем на качестве по времени.
В насыщеном стерео режиме кодировщик кодирует некоторые высоко-частотные подчасти вывода с единственным суммарным сигналом вместо отправки независимых кодов для каждого из 32 подчастей вывода в левый и правый наналы. Насыщенный стерео декодер перестраивает левый и правый каналы благодаря одному суммированному сигналу и независимому фактору размерности левого и правого каналов. С насыщенным стерео кодированием спектральное состояние левого и правого каналов одинаково внутри каждой насыщенно – кодированной подчасти, но размеры – разные.
Кодирование MSстерео режима левого и правого каналов сигналов определяет средний частотный диапазон (сумма левого и правого) и побочный (различия левого и правого) каналлов. В этом режиме кодировщик использует специально настроенное значение порога, для сжатия побочного дополнительного сигнала канала.
Будущее MPEG/audioстандартов: вторая фаза.
Вторая фаза стандарта MPEG audioкомпрессии, MPEG-2аудио, еще не завершена. Этот новый стандарт станет интернациональным стандартом в ноябре 1994года. Этот стандарт дополняет расширения первого MPEGстандарта следующим путем:
Поддержка многоканального аудио. Расширенный стандарт поддерживает до 5 каналов высокой точности, плюс низка частотный расширенный канал (как бы 5.1каналов) таким образом он будет применим для компрессии аудио для высоко требовательного телевидения или цифровых фильмов.
Многоязыковая поддержка аудио. Стандарт поддерживает до 7 дополнительных каналов комментариев.
Низкая компрессия отношение аудио бит (битрейтов). Стандарт поддерживает низкую компрессию битрейтов вплоть до 8кбит/сек.
Низкое отношение аудио сэмплирования. Кроме 32, 44.1, и 48кГц, новый стандарт предоставляет 16, 22.05 и 24кГц хорошего аудио сэмплирования. Каналы комментариев могут иметь отнощение сэмплирования в половину меньшей точности отношения сэмплирования обычных каналов.
В большинстве случаев этот новый стандарт совместим с первым MPEG/audioстандартом (MPEG-1). MPEG-2 декодер может распаковать MPEG-1/audio поток данных. В совокупности MPEG-1/audio декодер может распаковать два основных канала MPEG-2/audio потока. Обратная совместимость достигается комбинированием подходящих весовых версий для каждого из 5.1 каналов в низкамикшированный левый и правый каналы. Эти два канала подходят в конструкцию аудио данных MPEG-1/audio потока данных. Информация, необходимая для восстановления левого, правого и остальных каналов подходит в служебные части данных MPEG-1/audio потока данных, или в отдельных вспомогательных потоках данных. Результаты тестов, проводимых в 1994 году показали, что в некоторых случаях обратная совместимость требует компромиса характеристик аудио компрессии многоканального кодирования. Следовательно ISO MPEG группа сейчас работает над приложением MPEG-2стандарта, без обратной совместимости режима многоканального кодирования, который обещает лучшие параменты кодирования.
Благодарность
Автор написал большую часть этого текста пока работал в Digital Equipment Corporation.Он благодарит эту компанию, за поддержку предоставленную для работы над MPEGстандартом.