多制式音频解码系统设计与优化

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1、上海交通大学硕士学位论文多制式音频解码系统设计与优化姓名：李敏丽申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：毛志刚20081201多制式音频解码系统设计与优化摘要随着信息时代的来临，数字化了的信息带来了信息爆炸。数字化的视频和音频信号的数据量之大是非常惊人的。因此，如何在有限存储容量条件下，提供良好的音质成为了数字领域研究的重点。就音频数据处理而言，已经出现了各种音频压缩方法，如市场上广泛使用的MP3、WMA、AAC等，以及近年来具有我国自主研发知识产权的AVS音频部分。在众多音频压缩标准的广泛使用下，设计支持多标准的音

2、频解码系统也成为了一种必然趋势。本论文致力于实现一种“基于手持式设备的嵌入式音频解码系统”的设计方案。选择其中最为流行的MP3标准与适应于嵌入式音频播放器AAC-LC框架标准作为支持对象。考虑到音频解码过程中，时间复杂度高的几个模块都具备一定的规则运算，且便携式设备大都依靠电池供电，对低功耗有较高的需求。所以本论文从节约系统功耗，提高运算速率方面来考虑，基于多标准的架构，对此多制式音频解码系统进行了软硬件协同设计，设计了可配置的硬件加速器，通过硬件资源的复用，以较小的面积将其中运算量大，时间复杂度高的部分进行硬件加速，既

3、加快解码速度，又降低系统功耗。关键词：音频解码系统，MPEG1-Layer3，先进音频编码，定点运算，霍夫曼解码，逆改良型余弦变换IIIOPTIMIZATIONANDIMPLEMENTATIONOFMULTI-STANDARDAUDIODECODINGSYSTEMABSTRACTWiththearrivingofinformationtimes,thedigitalinformationisbringinginformationexploding.Theamountofthedigitalvideoandaudioinf

4、ormationunitsisquiteinconceivable.Thismakesitimportanttostudyhowtoscalethesize,butwithlittleacceptabledistortionintheaudioapplicationfield.Therearequiteafewnumberofcodingstandardswhichrefergoodperformancecodingmethods,suchasMP3,WMA,AAC.Ourcountryalsobringsforward

5、anewonecalledAVS(AudioVideoStandard).Withthepopulationofvariousaudiocodingstandards,itmustbeatrendtomakeaudiodecodersupportdifferentkindsofstandard.Inthispaper,aprojectforimplementationofaudiodecoderbasedonportabledevicesisproposed.ItsupportstheverypopularMP3andA

6、AC-LCprofile.Accordingtotheregularcalculationofsomehightimecomplexitymodulesintheaudiodecodingflow,andwithconsiderationofcircuitpowerandareasize,thispapertaketheco-designmethodofsoftwareandhardware.TheprojectappliedASICacceleratorwiththosemoduleswhicharequitetime

7、-consumecomplexity,suchasHuffmandecoderandinversemodifiedcosinetransfer(IMDCT).Theresultisprovedtodecreasetheareasizealsodecreasepowerconsumption.KEYWORDS:AudioDecodingSystem,MPEG1-Layer3,AdvancedAudioCode,Fix-PointCalculation,HuffmanDecode,InversedModifiedCosine

8、TransferIV上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本