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第11章低比特率编码：编解码器的设计451
11.12.2AC-3的工作原理
AC-3编码器的工作是复杂的，它进行了很多动态优化。在编码器中，各个512采样点的块被收集起来
3Hz的高通滤波消除直流偏置，并通过带通滤波器分析以检测瞬态信各个块经过加窗以后被一个根据信号自适应的变换编解码器处理，该编解码器使用了临界采样的滤波器组，带有时域混叠对消（Time-Domain Aliasing Cancellation，TDAC），如普林森（Princen）和布拉德利（Bradley）所述。用一个FFT实现MDCT算法。在48kHz时频率分辨率为93.75Hz，每个变换块代表10666ms的音频，但变换每5.33ms计算一次，因此音频块速率为187.5Hz。因为有一个50%的长窗交叠（在窗设计中使用了基于凯泽-贝塞核的最优窗函数），每个PCM采样点用两个相继的变换块表示，对各个系数进行2倍抽取为每块产生256个系数。由亚采样产生的混叠在重建过程中可以被精确对消。这个变换能移除块处理过程中引入的冗余。TDAC的输入为512个时域采样点，输出为256个频域系数。
在0Hz~24kHz之间有50个频带，它们的带宽在34和14倍临界带宽值之间变化。
诸如冲激声等时域瞬态信号会产生可闻的量化人造声。编码器中有一个使用了高频带通滤波器的瞬态检测器，能够触发窗切换，从而动态地令变换长度从512减半为256采样点以获得更精细的时间分辨率。512采样点变换被两个256采样点变换替代，每个变换产生个单值系数，时间分辨率得到加倍，有助于确保量化噪声被时域遮蔽所隐藏。音频块为s，在48kHz时变换每2.67ms计算一次。短块使用了一个非对称窗，其长度仅为长窗的一半。这将产生很差的频率选择性，并且不能在块与块之间得到平滑的交叉淡入淡出。不过，因为短块仅用于瞬态信号的检测，所以信号平坦宽阔的频谱并不需要选择性，并且瞬变信号本身将遮蔽人造声。这个块切换也简化了处理过程，因为对各个短块的分组可以像对长块分组一样操作，不需要特殊的处理
各个系数被分组成多个子带，用以模仿临界频带。每个频率系数都使用底数（0~16bit与指数（5bit）这种浮点表示来处理，以维持动态范围。系数精度一般为16-18bit，但也可以达到24bit。被编码的指数对于底数来说就像是比例因子，它表号的频谱，它们
所刻画的内容被称为频谱包络。这个频谱包络编码允许可变的时间和频率分辨率。与一些编解码器不同，为了减少被传输指数的数量，AC-3并不是以具有最大幅度的系数为基础选择指数来表示每个频带。在AC-3中，经过精细颗粒化的指数被用来表示每个系数，并通过在频率和时间上对各个指数进行差分编码和共用来实现编码的高效率。频谱包络按照相邻滤波器之间的差来编码，因为滤波器响应以每频率槽12dB的速度下落，因此所需的最大增量为2（用1表
dB的差）。第
直流项用绝对数值编码，其余的指数用与前
率较低的指数相比的五种变化（±2、±1、0）中的一种进行编码，因此允许指数间的差异为
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