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数字音频码流分析系统研究

作　者: 全浩军
导　师: 杨兆选
学　校: 天津大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: MP3 AC-3 AVS DRA 解码器码流分析
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 66次
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内容摘要

随着信号处理技术的不断发展,数字音频已经走进了人们的日常生活,并极大地影响了人们的生活方式。为了满足数字音频码流通用性的要求,各种音频标准应运而生。目前,MP3、AC-3、AVS和DRA等音频标准,都已经在不同场合得到了广泛的应用。在对数字音频编解码的研究中,研究人员往往需要评估优化后的编码器的编码质量、码流的规范性以及解码器的解码性能等。相关数据如果采用手动记录,效率很低且容易出错,而码流分析将提供科学准确的数据、帮助研究人员提高工作效率。然而现在的一些音频软件多以播放功能为主且主要面向后处理,虽然也可以提供一些解码过程的基本信息,但这些信息无法满足专业研究人员的需求。目前也有一些专业的音视频分析软件,但它们价格昂贵,且对音频标准的支持与分析上不够全面。而采用纯硬件或软硬件结合形式的码流分析仪也存在一些缺陷。本文在对MP3、AC-3、AVS和DRA音频解码器进行研究的基础上,提出了一种优化的码流分析系统结构,并基于微软的MFC框架实现了一个音频码流分析工具。该工具具有音频播放、波形及频谱显示、任意帧码流分析、数据导出及声场模拟等强大功能,支持多个音频标准且具有良好的可扩展性。本文对优化后的系统结构进行分析并对其中的码流分析、频谱分析和声场模拟三个主要模块的实现过程进行详细说明,最后给出了系统参数和实验数据。实验结果表明,该工具对音频码流的分析功能全面、分析效率高,因此具有很高的实用价值。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 引言  7
  1.2 音频码流分析的研究意义  7-8
    1.2.1 编码效果评测  7-8
    1.2.2 码流错误检测  8
    1.2.3 规范性验证及多样性检测  8
  1.3 音频码流分析的研究现状  8-9
  1.4 论文的主要工作和结构安排  9-11
第二章数字音频标准简介及分析  11-24
  2.1 数字音频标准简介  11-20
    2.1.1 MP3 音频标准  11-13
    2.1.2 AC-3 音频标准  13-16
    2.1.3 AVS 音频标准  16-19
    2.1.4 DRA 音频标准  19-20
  2.2 解码器分析与多标准支持  20-22
  2.3 分析内容与分析方法  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章码流分析工具系统设计  24-32
  3.1 软件功能定义  24-25
  3.2 系统结构设计  25-31
    3.2.1 原系统结构  25-26
    3.2.2 改进后的系统结构  26-31
  3.3 本章小结  31-32
第四章主要模块设计与实现  32-55
  4.1 码流分析  32-39
    4.1.1 探针  33-34
    4.1.2 数据格式化  34-36
    4.1.3 需求项添加及错误处理  36
    4.1.4 数据导出  36-39
  4.2 频谱分析  39-46
    4.2.1 DFT 与FFT 简介  39-41
    4.2.2 FFTW 库  41-42
    4.2.3 计算结果的准确性验证  42-45
    4.2.4 全相位FFT 频谱分析  45-46
  4.3 声场模拟  46-54
    4.3.1 OpenGL 简介  49
    4.3.2 MFC 与OpenGL 结合  49-51
    4.3.3 声场图形绘制  51-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章系统参数及实验数据  55-59
  5.1 支持的分析项  55-57
  5.2 解码及分析效率  57-58
  5.3 本章小结  58-59
第六章总结与展望  59-61
  6.1 工作总结  59-60
  6.2 工作展望  60-61
参考文献  61-64
发表论文和科研情况说明  64-65
致谢  65

数字音频码流分析系统研究

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