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第11章低比特率编码:编解码器的设计461
Acoustics】)用于为多种配置的多声道音频进行编码。DTS可以工作在一定范围的比特率(32096Mbt/s)和一定范围的采用频率下(从8-192kHz,以32kHz、44.1kHz和48
kHz的各个整倍数为基础),其典型的应用是对五声道加一个LF声道进行编码。例如,在用于编码48kHz、16bit、5.1声道的声轨时,通常使用768kbt/s或1509kbit/s的比特率。DTS编码的名义采样频率为48kHz。前方/环绕声道可以进行各种组合,比如1/0、2/0、3/0、
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2、3/2、3/3等,所有这些都带有可选的LFE。可以使用DTS-ES矩阵61或DTS-ES分立6得到一个后方的中央声道。此外,DTS-ES分立7.1模式也是可用的。
DTS子带编解码器使用了自适应差分脉冲编码调制(
fferential Pulse-Code Modulation,ADPCM)对时域数据进行编码。输入音频数据被放置在各帧中。根据采样频率和输出比特率可以选用五种不同的时间长度(每声道256、512、1024、2048、4096个采样点)帧尺寸决定了在一帧中放置多少个音频采样点。一般来说,在低比特率下编码时使用长帧。多速率滤波器组每次对一帧进行操作,它把高至48kHz采样频率的宽带输入信号分割成32个等宽子带。一帧包含1024个采样点,因此在每个子带中放置32个采样点。两个多相滤波器组都可以选用
滤波器组的目标是重建精度,而另一个滤波器组则能提升编码增益,后者具有更高的阻带衰减比率。在两种情况中,比特流中有一个标志会告知解码器应该做什么选择。每个子带进行 ADPCM编码,把音频表示为一个时域差分这本质上是
从信号中移除冗余。这里使用了四阶前向自适应线性预测。
对于有调信号,差信号可以比原始信号更有效地被量化,但对于类噪声信号则可能正好相反。因此,可以有选择地在一些子带中关闭 ADPCM,而改用自适应PCM编码。在侧链中对音频信号进行心理声学和瞬态信息的检测,这些信息用于调整 ADPCM编码。例如,可以标记出一个瞬态信号在分析窗中的位置,并为每个子带计算瞬态模式。全局比特管理系统在所有音频声道的所有被编码子带上分配比特,它的输出会根据信号和编码条件进行自适应调整,以使编码达到最优。该算法计算出归一化的比例因子和比特分配指数,并最终使用0
24bit量化各个 ADPCM采样点。因为被量化的是差分信号而非真正的子带采样点,因此编码器并不总是仅使用SMR来决定比特分配。在低比特率下,量化可以由决定,也可由经
过子带预测增益调整的SMR决定,或是由两者的一个组合来决定比特率下,量化决
可以把SMR和差分最小均方误差结合起来。可以选择28种不同的中平(mid-tread)量化器对差分信号进行编码。差分编码的统计分布是非均匀的,以求获得更高的编码效率,码字可以用变长熵编码表示,有多个码本可供选用。
LFE声道的编码独立于各主声道,它对全带宽的输入PCM比特流进行抽取,产生一个FE带宽,然后再进行 ADPCM编码。抽取可以使用64或128倍的抽取滤波器,产生150
80Hz的LFE带宽。编码器也可以创建和嵌入下混数据、动态范围控制、时间戳和用户自