MPEG2 AAC系统中一种高效的MDCT/IMDCT递归电路结构(英文)

在Clenshaw's递归算法基础上,采用奇偶双路并行和蝶型单元技术,提出一种高效的MDCT/IMDCT递归结构,将N点MDCT/IMDCT的计算周期降低到N2/16+2.这个递归结构具有通用性,适用于MDCT和IMDCT的计算,可提高电路结构的有效利用率.同时,其在Xilinx Virtex-ⅡPro FPGA开发板上实现了256点MDCT递归电路.实验结果表明,该递归结构在运算速度、数据吞吐率和硬件利用率方面均取得较大的改进.另外,该MDCT/IMDCT电路结构可以应用在国际音频编码标准MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4以及数字音频压缩系统Dolby AC3中.

基于N/8点FFT核的MDCT/IMDCT快速实现方案

数字音频编解码系统采用MDCT/IMDCT实现时间-频率域的互换,以消除音频分帧引起的时间域混叠效应.本文提出一种新的MDCT/IMDCT快速实现方案,基于N/8点FFT变换核,采用奇偶双路并行和蝶型单元技术,与现有快速算法相比,运算速度和吞吐能力均提高一倍,并且该方案既可以实现MDCT正变换,也可以实现相应的反变换.为了验证方案的正确性,在Altera FPGA开发板上完成了N=256点MDCT的实验.结果表明,该实现方案在运算速度和数据吞吐率等方面取得很大的改进.

基于AC-3数字音频解码的递归IMDCT的FPGA实现

数字音频AC-3采用了逆改进离散余弦变换(IMDCT)进行时频变换,为节约硬件资源并提高其运算速度,提出了基于FPGA实现的一种面向AC-3。MPEG等解码的对称的奇偶共用的IMDCT递归运算结构。考虑数字音频AC-3的解码特点,通过一定的数学推导,得到改进离散余弦逆变换的递归特性和奇偶对称性,并结合硬件系统结构的模块化和规则性,对256个频谱系数中的128个分别采用两个硬件递归结构进行运算,再进行简单复制得到256个PCM样本值。最后在XilinxFPGA上编程实验表明,奇偶序列频谱数据在运算上能够同步,减少了所需的运算单元和寄存器资源,因而在提高了IMDCT运算速度的同时降低了硬件复杂度,为数字音频AC-3解码器的硬件实现奠定了基础。

一种IMDCT与逆量化快速算法

论文在基于DCT-III/DST-III的IMDCT快速算法的原理上,给出了其在MPEG-1layer-III中的高效的实现方法,并给出了信号的流图。提出了一种改进的逆量化算法,对于数据存储空间受限的嵌入式系统,该算法可以快速高质量地实现逆量化。

AVS-P3音频解码算法定点化中IMDCT模块的优化

为了将AVS-P3音频解码算法移植到支持定点算法的芯片中,需要将浮点算法转换为定点算法,针对AVS-P3解码器中IMDCT模块加窗算法复杂度较大的问题,在算法定点化的过程中提出一种改进的加窗优化算法,测试结果表明优化后该模块时间和空间复杂度明显下降.

MP3编解码器中MDCT与IMDCT的硬件实现

在MP3编解码器的设计中,前向MDCT与反向IMDCT是两个计算最为复杂的部分。提出了一种新的算法,对MDCT与IMDCT的实现进行优化,极大地降低了运算量。该算法将MDCT与IMDCT的计算分成三步实现:前处理,核心处理,后处理。其中,核心处理部分由MDCT与IMDCT共用,大大减少了对硬件电路的需求,降低了芯片成本。

一种用于IMDCT的对称共用递归结构

提出了一种面向数字音频解码的用于IMDCT的对称共用递归结构。该结构充分挖掘了反向改进离散余弦变换的对称性和递归性,符合硬件系统结构的模块化和规则性,可以实现奇偶数据在运算上的分时操作,并考虑了IMDCT的对称性,大大减少了所需的计算量,从而降低了硬件结构的复杂度。

基于Nios Ⅱ的IMDCT算法硬件加速器设计

为了提高MP3解码的运算速度,分解了IMDCT算法,基于NiosII软核设计了IMDCT算法的硬件结构,作为SOPC系统总线上一个硬件加速器模块进行解码.实验验证了硬件加速器的运算速度大约是软件运算速度的4.4倍.

基于DRA和AAC的MDCT/IMDCT预回声抑制比较

预回声是音频编解码中的重要问题,它是因时间分辨率不足造成量化噪声的时域扩散而引起的,将严重影响声音质量,特别是在瞬态信号中。就基于DRA和AAC的MDCT/IMDCT,从理论和试验上比较和分析了长窗、短窗、暂态窗抑制预回声的有效性。在相同的条件下,暂态窗和短窗预回声的抑制效果远远好于长窗,而暂态窗又好于短窗。

MP3解码的IMDCT硬件加速器方案

提高IMDCT运算速度比较有效的做法是在系统级芯片内部添加一小块专用电路,专门负责处理IM-DCT部分的运算。本文根据嵌入式系统的特点,引进新的IMDCT变换算法,优化IMDCT运算过程中的叠加运算,为高速度、低成本地实现IMDCT硬件加速器提供了一种方案。

硬件资源消耗少的IMDCT分解算法

提出一种新的改进离散余弦反变换(IMDCT)分解算法,把变换长度为N点的IMDCT分解为一对N/4点的IV-型离散余弦变换(DCT-IV/DCT-IV)。该变换的实现可以共享部分资源,从而减少所需的硬件。与已有的一些IMDCT快速算法相比,新的分解算法计算效率提高了3倍;硬件实现减少了1个锁存器(20%)、4个加法器(44%)和3个乘法器(50%)。设计相应的IMDCT硬件加速器并应用于AC-3音频的实时解码,验证了该算法的实用性。

Ogg Vorbis音频解码中IMDCT的优化

针对NEC VR4122(μPD30122)微处理器的特点,从算法优化和存储空间优化2个方面,对开放源代码的Ogg音频解码的IMDCT进行性能优化。经测试表明,整个Ogg Vorbis解码的计算量和占用的存储空间分别下降了约25%和35%。

AC-3音频解码的IMDCT算法优化

本文对杜比AC-3数字音频解码算法进行了详细介绍,并对改进离散余弦反变换(IMDCT)算法进行了推导优化,使解码速度提高了16%左右。

运用递归算法实现共用的MDCT和IMDCT结构

在MPEG音频编码标准中,前向MDCT和后向MDCT是2个计算最复杂的部分。提出了一种有效的递归算法来同时实现任意长度的前向MDCT和后向MDCT。由于递归算法本身的特性,所提出的结构非常适合并行VLSI的实现。

DSP Builder实现MP3音频解码中的IMDCT

文章主要讨论如何使用 DSP Builder来实现 MP3音频解码中的 IMDCT。MDCT和 IMDCT是 2种重叠正交变换 ,也是 MPEG音频标准中运算量最大的 2种运算 ,主要应用在数字信号处理当中。采用正弦递归循环公式 ,实现 IMDCT的内核 ,得到一种该变换的高效实现方法 ,这种方法特别适合

多制式音频解码系统中IMDCT算法优化与硬件实现

逆改良型离散余弦变换(IMDCT)是高质量音频解码器的基本处理单元,其运算中大量的乘法是实现高效IMDCT的一个瓶颈.通过优化IMDCT的算法,实现了一个高效的IMDCT硬件加速器,具有很好的可配置功能,可支持12点,36点及2的幂次点数的IMDCT.通过蝶形拆分运算加快了解码速度,同时通过一个乘法器的复用,大大地降低了解码器的面积.

基于CORDIC变换实现任意点MDCT与IMDCT的算法

改进离散余弦变换(MDCT)与其反变换(IMDCT)是当今主流音频压缩标准中普遍采用的时频变换单元,也是计算量最密集的模块之一。传统的解决办法是采用基于旋转坐标变换(CORDIC)的FFT快速算法完成,但这要求MDCT变换点数为2次幂。提出了1种基于CORDIC变换实现任意点数的MDCT算法,不需要ROM存储三角函数值,可应用在支持多个标准的硬件框架中。

基于DSP的IMDCT快速算法

修正离散余弦变换 ( MDCT)在音视频信号编码中得到广泛地应用 ,其快速算法在实时编解码系统中尤为重要。论文给出了一种适用于数字信号处理器 ( DSP)实现的修正离散余弦反变换 ( IMDCT)快速算法—用 M/ 2点时间抽取 ( decimation in time,DIT)分裂基 FFT实现 2 M点的IMDCT。算法是基于蝶形运算组成 ,在 DSP中可以获得很高的运算效率。该算法的蝶形运算结构同样适用于正向MDCT。在由定点 DSP实现的活动图像专家组 ( MPEG)音频层 III解码器中 ,与 MPEG音频压缩标准 ISO/ IEC 11172 -3中给出的 IMDCT运算量相比较 ,该文提出的 IMDCT快速算法节省了 2 / 3的运算时间和 1/ 2的存储空间。

MP3解码的IMDCT优化算法

文章提出了一种面向MP3解码的用于IMDCT[1]的基于查找表的优化算法。该算法充分挖掘反向改进离散余弦变换的周期性,符合硬件系统结构的模块化和规则化,可以实现长短块的复用,并考虑了IMDCT的对称性,大大减少了所需的计算量,降低了硬件结构的复杂度。

MP3音频解码速度优化

MP3采用MPEG-1 LayerⅢ层标准压缩编码格式,压缩率很高,失真也较小,算法也较为复杂.就MP3解码过程中,针对各解码模块的特点,通过浮点转定点运算、分段拟合、查找表等方法,对解码复杂度较高的模块进行算法优化,并且在16位定点DSP芯片实现,优化后解码每帧音频格式的指令数降到最初的1/20.