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.     

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 VLSI的并行实现     

AC-3数字音频压缩中的变换编码算法

变换编码是音频压缩中的一个重要部分,文中叙述了AC-3数字音频压缩标准中的变换编码技术,包括改进离散余弦变换和反变换(MDCT和IMDCT)、时域混叠抵消与自适应窗选择,详细推导了用于MDCT和IMDCT的递归算法。     

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.     

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.     

快速霍夫曼解码算法在AAC音频解码中的应用

MPEG-2 AAC(Advanced Audio Coding,先进音频编码)数字音频压缩标准,已经成为MPEG国际标准中音频编码的核心,引领着感知音频的发展方向。MPEG-2 AAC是高保真音频编码标准中的一种。从编码原理的角度来看,它包含着多种新型高效的编码工具。主要有修正离散余弦变换(MDCT)、时域预测编码、瞬时噪声整形、无噪声编码等等。在本文中,针对AAC解码过程中复杂度最高的无噪声解码模块进行了改进,应用了快速霍夫曼解码,提高了解码效率。     

改进的静态图像压缩技术

在多媒体技术中,静态图像压缩技术成为世界学术界研究的热点.本文在国际标准组织制定的静态图像压缩标准JPEG的基础上,提出了一种采用新的傅立叶分析技术-算术傅立叶变换(AFT)来快速计算离散余弦变换(DCT)系数值,改进了静态图像压缩技术,克服了DCT运算速度慢的缺点,同时克服了传统的快速离散余弦变换(FDCT)程序复杂,子进程多的缺点.实验表明运用新型的AFT的DCT快速算法代替传统的DCT算法实现静态图像压缩可以使运算时间大幅度减少,该方法为实现静态图像压缩开辟了新的思路和途径.     

一种快速计算DCT的递归算法及其硬件实现

给出了一种快速计算离散余弦变换（ＤＣＴ）的递归算法结构。该结构给出了用两个２Ｎ－１点ＤＣＴ去代替２Ｎ点ＤＣＴ，在此基础上，提出了一种简单实用的用开关控制的ＤＣＴ／ＩＤＣＴ相结合的硬件实现结构，在该结构中，仅有正系数的乘法运算和基本的蝶形运算。     

MPEG2 AAC系统中一种高效的MDCT/IMDCT递归电路结构

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N^2／16＋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-Ⅱ Pro 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．     

音频压缩中3种整数型MDCT变换的比较

为了快速计算整数型改进的离散余弦变换(IntMDCT),构造了基于提升变换、模变换以及无穷范数旋转变换的3种计算12点IntMDCT的算法.首先将12点MDCT转化为6点Ⅳ型离散余弦变换(DCT-Ⅳ),并将后者分解为7个Givens旋转变换的乘积;然后分别利用提升变换算法、模变换算法和无穷范数旋转变换算法实现Givens旋转变换的整数型近似计算;最后,对这3种算法在语音信号无损和有损压缩中的运行速度和计算精确度进行比较.实验结果表明,在这3种算法中,基于模变换的IntMDCT算法的运行速度最快;基于无穷范数旋转变换的IntMDCT算法的计算精度最高,并在有损音频压缩中获得的信噪比最高.     

一种基于MPEG-2 AAC编码的音频水印方法

提出了一种针对MPEG-2 AAC压缩音频的脆弱水印算法.该算法利用了AAC中MDCT量化系数大于15的Huffman编码特性来嵌入水印,并依据水印的频率分布和音频信号感知熵PE的大小对嵌入算法进行了分析和改进.实验表明,该算法具有较高隐藏率和良好的不可感知性,并且水印的嵌入和提取过程十分方便快速,适合进行实时分析.     

面向实时通信的低延迟高质量音频编码算法

提出了一种新的低延迟高质量音频编码算法,主要面向交互式的实时通信。为了降低编解码算法延迟,采用了相对较短、长度固定的变换窗,从而大幅度地降低了算法延迟。同时,为了在高压缩比下获得高质量的音频,运用修正的离散余弦变换(MDCT)的分析方法,不仅降低了算法复杂度,同时也提高了分析的精确度。算法的提出弥补了传统音频编码算法和语音编码算法的不足,它不仅具有较低的编解码算法延迟,而且在编码效率、音质和算法复杂度等方面,可以与时下的其它高级感知音频编码算法相媲美。     

一种基于矢量基2×2的二维FFT高效结构

提出了一种基于时间抽取原位计算的高效并行的二维矢量基2×2快速傅里叶变换的硬件实现结构.该算法结构将N×N点数据分解为4个独立存储的部分来实现矢量基2×2蝶形计算单元4个操作数的并行访问,仅用一个二维分裂基蝶形运算单元对这4块数据进行二维矢量基快速傅里叶变换,利用无冲突访问方法完成对存储器的并行访问.推导出了该算法硬件实现结构下的各存储器数据地址存取公式和旋转因子的产生方法,并利用CORDIC算法实现旋转因子的产生来减少存储器的使用.该算法对N×N点数据进行二维离散傅里叶变换处理的时间仅为(N2/2)(lb N-1)个时钟周期,与以往算法计算时间的比较结果表明了该设计的有效性.     

基于多分辨率分析和改进离散余弦变换的音频水印算法

提出了一种基于多分辨率分析的音频水印算法.首先通过对音频信号进行小波分解得到信号的时变低频分量,然后通过扩频和改进离散余弦变换将水印信息分散嵌入低频分量;最后通过误差修正获得较高的水印提取准确率.该算法增大了水印信号的嵌入量,在保证水印安全性和隐蔽性的同时,对常见的信号处理还具有较好的鲁棒性.     

基于FPGA架构的可变点FFT处理器设计与实现

通过对传统的基-4快速Fourier变换(FFT)算法进行优化, 降低基 4算法的复杂度, 使其具有基-2算法的蝶形结构. 采用优化后的基-4/2混合基算法及流水线基-2²单路延时反馈(R2²SDF)结构设计可变点FFT处理器, 并对输出结果进行功能和信号仿真验证. 结果表明, 该处理器的有效性和执行效率均表现良好.     

基于MPEG-1/2视频的音频同步剪辑算法

根据MPEG-1/2码流的特点,实现视音频同步编辑算法.通过对MPEG-1/2视音频码流的分析,利用两者的PTS值实现了基于MPEG-1/2码流PES层的非线性视音频同步编辑,并详述了剪辑算法.该算法无音频编解码操作,实时性好,不存在音频质量损失问题;对于少数次的剪辑同步效果很好.该算法实用性强,现已将该算法模块应用于非线性编辑系统中.