一种基于MDCT变换的组合压缩音频水印算法

以MP3编码为例,提出了一种新的用于压缩音乐版权保护的组合压缩音频水印算法。该算法与MP3编码压缩并发进行,先利用多个随机序列置乱原始水印以加强其安全性和冗余性,再将置乱后的水印嵌入到编码过程中迭代内循环量化后的MDCT低频系数中,通过外循环的失真控制来保证水印嵌入的透明性。实验结果表明:该算法不仅具有较好的透明性,而且对多种比特率下的MP3压缩以及加噪、剪切、重压缩等攻击也具有很好的鲁棒性。

一种有效的MDCT/IMDCT快速算法

提出了一种输入序列长度为N=5×2m的改进型的离散余弦变换(MDCT)的有效算法,可以有效减少数据量,提高计算机储存和运算效率.首先将序列长度为N的MDCT转化为N/2的离散余弦变换IV型(DCT-IV),然后将后者转化为长度为N/2的离散余弦变换II型(DCT-II),最后再通过加法和乘法运算实现快速计算过程.同时,分析该算法的算术复杂度.结果表明,较之传统方法,提出的算法能使常用窗型下的MDCT算术复杂度降低20%以上,实现了音频和语音编码领域的运算效率的提高.

基于HRTF频谱特征优化MDCT域滤波

面向音频多声道虚拟环绕处理的应用,提出一种改进离散余弦变换(MDCT)域的头相关传输函数(HRTF)高效滤波算法.通过MDCT的多相滤波结构分解,得到MDCT域滤波矩阵,再根据矩阵稀疏表征的思想,以及HRTF的频谱动态范围大的特点,对MDCT滤波矩阵进行动态邻域优化,有效地提高了MDCT域滤波的效率.通过大量的实验对比表明:该方法较以往的MDCT域滤波方法大大降低了运算复杂度,且保持滤波结果的一致性;该动态邻域算法与传统时域?频域处理方法相比,主观质量差异较小;该方法大大降低了虚拟环绕处理的算法复杂度,尤其适合采用MDCT编码的压缩音频格式.

高效音频压缩算法在移动端的应用研究

分析了高效音频压缩算法在移动端的应用,并提出一种高级音频编码(Advanced Audio Coding,AAC)方法的优化方案。首先,探讨AAC方法的基本原理。其次,引入改进离散余弦变换(Modified Discrete Cosine Transform,MDCT)优化AAC方法,通过提高频域分析的精度和压缩性能,实现对音频信号的高效压缩和编码。最后,在Android Studio中开发相关软件,并通过Android模拟器进行实验测试。

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。

一种基于WLP-MDCT混合音频编码算法

介绍了一种卷曲线性预测(WarpedLinearPrediction,WLP)与改进型离散余弦变换(ModifiedDiscreteCosineTransform,MDCT)混合音频编码的算法。WLP技术用来构造一对前滤波器和后滤波器,其中前滤波器用来降低MDCT编码过程中前回声的产生,后滤波器可以对量化噪声进行整形,从而进一步提高重建音频的主观听觉质量。实验结果表明该算法确实有效可行。

一种新的三维MDCT的快速算法

提出了计算三维改进的离散余弦变换(MDCT)的一种快速方法,可以有效减小数据量,提高计算机存储和运算的效率.首先将序列长度为N1×N2×N3的三维MDCT转化为(N1/2)×(N2/2)×(N3/2)的三维离散余弦变换Ⅳ型(DCT-Ⅳ)(N1=2m1,N2=2m2,N3=2m3),然后将后者转化为8个长度为(N1/4)×(N2/4)×(N3/4)的三维离散余弦变换Ⅱ型(DCT-Ⅱ),最后再通过变量代换和加法运算实现整个快速计算过程.同时,通过编写程序验证算法的正确性,并分析该算法的计算复杂度.结果表明:较之传统的行列方法,所提出的算法能够有效使计算复杂度降低75%左右,实现了计算机在三维信号处理领域的运行速率的提高.

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.

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

MP3压缩域中语音分割的研究与实现

针对说话人改变点检测问题,在MP3格式下用改进型B IC算法实现了多话者改变点的检测。根据非压缩域中MFCC的求取过程,提出了一种在压缩域MP3格式下利用MDCT系数计算MFCC特征参数的新方法。在此基础上,使用改进型B IC改变点检测算法检测说话人改变点。实验表明在相同的B IC检测算法下,利用在压缩域中提取的MFCC特征参数进行语音分割,可以得到和非压缩域相似的分割精确度。

数字音频压缩中的变换编码算法

变换编码是音频压缩中一个重要部分，文中叙述MPEG音频编码标准中的变换编码技术，包括改进余弦变换和反变换（MDCT和IMDCT），时域混叠抵消与自适应窗选择，详细推导了MDCT和IMDCT的快速算法。

基于声道低频能量比的MP3压缩域音频水印算法

为了解决目前大多音频水印算法在应用于MP3音频时存在的效率低下、鲁棒性与不可感知性较难平衡等问题,提出基于MP3帧声道间低频能量的压缩域音频水印算法。该算法的嵌入和提取过程可分别在MP3压缩和解压缩的过程中完成,能大大提高水印的嵌入提取效率。而且由于低频能量具有较好的稳定性,算法利用MP3编解码过程中生成的改进离散余弦变换(MDCT)系数计算得到声道内低频能量,将左右声道内低频能量之比以固定步长量化,最终根据量化结果调整相应的MDCT系数实现水印嵌入;同时,结合不同比例因子频带能量的占比在计算声道内低频能量前对水印嵌入频带进行了筛选,从而能保证水印鲁棒性与不可感知性的平衡。实验显示,该算法可以在维持原始音频可听性的基础上实现对各种类型攻击较好的鲁棒性,尤其是可以抵抗MP3重压缩的攻击。

修正离散余弦变换与同时掩蔽效应曲线的关系

通过研究修正离散余弦变换(MDCT)、离散傅氏变换(DFT)和同时掩蔽效应曲线之间的关系,指出由于XMDCT(k)系数代表的谐波其强度和频率移动都与取样率和波数k等参数有关,因此,不可能通过理论或实验的方法得到一个适用于所有取样率和变换块大小的MDCT同时掩蔽效应曲线,量化MDCT系数时仍需通过DFT来计算掩蔽阈.

HDTV音频解码系统算法优化及实现

Dolby AC-3是杜比实验室的第三代感知音频编解码系统,将心理声学模型溶入其中,大大地提高了编解码性能.本文介绍了Dolby AC-3音频标准解码算法的基本原理,并通过C程序实现该解码算法.详细推导了用两个N/4点的DCT-II来实现N点的改进离散余弦反变换(IMDCT)解码单元的优化算法,将此AC-3解码算法进行仿真试验,对仿真结果进行主客观评价.评价结果显示解码速度得到提高,为AC-3解码器的实时实现奠定了基础.

基于广义高斯模型的音频篡改盲检测

针对音频篡改被动取证的问题,提出了一种基于改进离散余弦变换(MDCT)域的盲检测方法。音频信号MDCT系数直方图可用广义高斯分布模型进行拟合。原始音频的广义高斯模型形状参数集中分布在一定的区间内,而篡改后的音频信号在篡改发生边界,其广义高斯模型的形状参数将发生明显变化,通过设置形状参数阈值区分音频信号是否遭受篡改。实验结果表明,对于改变音频内容的删除、替换和拼接操作,该方法在篡改检测和定位方面具备有效性。

一种新的基于矩的改进离散余弦变换及其反变换快速算法

为了提高离散余弦变换(MDCT)及其反变换(IMDCT)的计算效率,提出一种新的基于一维离散矩的快速算法.首先把MDCT和IMDCT的核函数映射到另外一个集合进行合并化简,再用三角函数泰勒级数展开的方法,将MDCT和IMDCT的计算用有限项的一维离散矩的线性加权和近似.一维离散矩的快速计算可以采用p+1维的矢量加法结构进行,用加法运算代替乘法运算,有效地减少了乘法的运算量.该算法的乘法计算量仅为O(Nlog2N/log2log2N),少于通常快速算法所需的O(Nlog2N),可以有效地降低运算时间.理论分析和实验结果都表明:用一维矩近似的方法计算MDCT和IMDCT的结果精度很高,运行速度比较快,能够很好地满足实际计算的要求.

HDTV音频解码综合滤波器组算法优化及FPGA实现

在HDTV音频(AC-3,MPEG-2)解码中均采用了综合滤波器组(IMDCT)实现时频变换,它们的共同点是其长度N是4的整数倍,而且其结构具有很好的对称性。本文推导出了用两个N/4点的DCT-Ⅱ来实现N点的IMDCT的优化算法。该优化算法可以得出MDCT和IMDCT拥有共同的转换核,使得MDCT和IMDCT可以共用一个统一的结构,节省了硬件开销。可以有效的应用于MDCT和IMDCT的并行VLSI结构。本文以AC-3标准为例,在FPGA上实现了其256点IMDCT单元,结果表明该算法减少了运算次数,降低了复杂度,提高了运算速度。

全球数字广播系统音频编码器的软件实现

全球范围的数字广播系统DRM(Digital Radio Mondiale),是一种针对30MHz以下频段的数字声音广播系统。和传统广播系统相比,DRM数字广播系统在声音质量上是模拟调幅广播无法比拟的。这其中的关键之一在于DRM系统引入了新的信源编解码技术——MPEG-4标准的AAC(Advanced Audio Coding,先进音频编码)。在分析符合DRM标准的AAC音频编码器原理基础上,提出了一种改进的离散余弦变换算法,并在PC上实现了基于该算法的AAC音频编码器。实验表明,该软件编码器能够满足DRM系统实时性要求。

抗解压缩/压缩攻击的MP3压缩域音频水印

充分结合MP3的编码特性,提出一种MP3压缩域的音频水印算法来对MP3音乐进行版权保护.在MP3压缩过程中,通过寻求m个能量较大的比例因子频带,然后分别修改每个频带中最大修正的离散余弦变换(modifieddiscrete cosine transform,MDCT)系数的符号来进行水印的嵌入.在MP3解码过程中对水印信号进行提取,提取不需要原始载体.嵌入过程和编码过程同步完成,而提取过程和解码过程亦是同步完成.实验证明,该算法具有很好的听觉透明性和很强的鲁棒性,可以有效地抵抗攻击者对比特流解码后再重新压缩的攻击.

基于相同压缩速率下的MP3双压缩检测方法

MP3是目前应用最为广泛的音频格式。然而,利用各种音频编辑软件可以很方便地对MP3音频文件进行篡改。通过对相邻压缩次数形成的MP3音频之间量化后的MDCT系数不相同的个数进行统计分析,提出了一种基于相同压缩速率下的MP3双压缩检测方法。该方法有助于MP3音频文件的篡改取证。实验结果表明,该方法具有较好的检测率。