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MP3编码器算法X86和ARM平台的移植

作　者: 周斌
导　师: 马鸿飞
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: MP3编码算法心理声学模型子带滤波器组 ARM处理器
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 46次
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内容摘要

互联网和多媒体技术的飞速发展，全面地引导着音频信号压缩编码的研究开发。在众多的音频压缩标准中，MPEG-1layer3（MP3）编解码器凭借其较高的压缩比和良好的性能，成为当前最流行、应用最广泛的音频压缩格式。尽管MP3解码算法已经广泛应用在许多便携和手持设备上，但由于编码算法的复杂度远远超过了解码算法，所以MP3编码算法在很多硬件平台上的应用依然是一个很大的挑战。本论文的目的就是将MP3编码算法移植到X86和ARM这两个主要的硬件平台上。本文首先介绍了MP3编码的算法标准，并详细分析了算法中的心理声学模型、子带滤波器组、修正的离散余弦变换MDCT、非均匀量化和Huffman编码等几个主要模块。接下来采用了一个先进的心理声学模型替代原模型以提高MP3算法的编码质量，此外还对子带滤波器组和量化模块进行了改进优化。为了下一步将改进后的MP3编码算法移植到X86和ARM平台，又采用了其他几种方法来优化编码性能，这些方法主要有简化编码算法结构、C代码优化、编译器配置优化等。并且在X86平台上还使用了SSE和SSE2的指令优化。最后对浮点的MP3编码算法进行定点化处理之后，将其移植到了ARM平台。测试和评估结果表明：经过改进优化后的MP3编码算法具有较好的编码质量，并且其编码性能在两个平台上也有显著的提高，所以本算法具有广阔的应用前景。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 引言  7
  1.2 音频压缩的背景及现状  7-10
    1.2.1 音频压缩算法分类  7-8
    1.2.2 主流音频压缩标准  8-10
  1.3 研究目的和意义  10-11
  1.4 研究内容  11-12
  1.5 论文的结构安排  12-13
第二章 MP3 编码器算法原理  13-25
  2.1 音频压缩的基本原理  13-14
  2.2 MP3 编码简述  14-15
  2.3 心理声学模型  15-19
    2.3.1 心理声学模型Ⅰ  15-16
    2.3.2 心理声学模型Ⅱ  16-19
  2.4 分析滤波器组  19-20
  2.5 修正的离散余弦变换 MDCT  20
  2.6 量化与编码  20-23
    2.6.1 MP3 的三层量化  21-23
    2.6.2 Huffman 编码  23
  2.7 本章小结  23-25
第三章 X86 平台 MP3 编码算法改进与优化  25-47
  3.1 MP3 编码质量的改进  25-38
    3.1.1 心理声学模型的改进  26-30
    3.1.2 量化模块的改进  30-34
    3.1.3 分析滤波器组的改进  34-36
    3.1.4 性能测试  36-38
  3.2 MP3 编码性能上的优化  38-45
    3.2.1 MP3 算法性能分析  38-39
    3.2.2 优化的基本方法  39-44
    3.2.3 性能测试  44-45
  3.3 本章小结  45-47
第四章 MP3 编码器定点化及向 ARM9 平台移植  47-59
  4.1 MP3 编码算法定点化  47-54
    4.1.1 定点化概述及方法  47-52
    4.1.2 MP3 编码器的定点化实现  52-54
  4.2 ARM9 平台 MP3 编码算法的移植  54-58
    4.2.1 ARM9 及 ADS 简介  54-56
    4.2.2 MP3 编码算法的移植  56
    4.2.3 ARM9 平台的优化  56-58
  4.3 本章小结  58-59
第五章结束语  59-61
  5.1 本文总结  59
  5.2 存在问题及改进建议  59-60
  5.3 未来展望  60-61
致谢  61-63
参考文献  63-65
研究成果  65-66

MP3编码器算法X86和ARM平台的移植

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