автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.18, диссертация на тему:Исследование и разработка методов и средств взаимного преобразования форматов сжатого цифрового представления звуковых сигналов в трактах спутникового телевизионного вещания

На правах рукописи

Ал Мустафа Мустафа

Исследование в разработка методов и средств взаимного преобразования форматов сжатою цифрового представления звуковых сигналов в трактах спутникового телевизионного вещания

Специальность: 05.11.18 - "Приборы и методы преобразования изображений и

звука"

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2003

Работа выполнена на кафедре звукотехники в Санкт-Петербургском государственном университете кино и телевидения.

Научный руководитель:

Кандидат технических наук, доцент. В.Б.Харитонов .

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор. А.К Явленский. Кандидат технических наук. В.М. Плющев.

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. профессора М.А.Бонч-Бруевича.

Защита состоится 11 декабря 2003г. в 15:00. на заседании диссертационного совета Д 210.021.01. Санкт-Петербургского государственного университета кино и телевидения, г. Санкт-Петербург, ул. Бухарестская, д. 22.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета кино и телевидения.

Автореферат разослан С..-.^,00 2

К.Ф.Гласман

2JI2.2.

3

Общая характеристика работы

Ашуальность темы обусловлена тем, что системы спутниковой связи позволяют на сравнительно недорогие и достаточно портативные установки принимать радиосигналы почти со всего мира

Магистральным направлением развития систем передачи информации, в том числе и спутникового телевидения (СТВ), как глобального, так и регионального уровня, является введение цифровой передачи сигналов.

В транспортных потоках этих систем мультиплексируются сигналы видео, звука и данных. В дальнейшем эти компоненты обрабатываются совместно в виде единого цифрового потока. Благодаря методам сжатия цифровых сигналов, применяемых в этих системах, удалось добиться сжатия цифрового представления телевизионного сигнала в 10-20 раз. Сжатию подвергаются и видео- и аудиосигналы.

Все методы сокращения звуковых данных основаны на использовании особенностей слухового восприятия, поэтому они являются одним из видов перцепционного кодирования. Для сжатия цифрового звука в теле- и радиовещании применяются чаще всего методы MPEG и АС-3. Первый из них используется в радио- и телевещании в Европе, а так же для записи' кинофильмов на DVD, предназначенных для продажи в Европе. Метод АС-3 применяется в радио- и телевещании на территории США, и также для сжатия звука в массовых фильмокопиях с фонограммой Dolby Digital, на DVD с фильмами, предназначенных для продажи в США и Японии. Оба метода обеспечивают примерно одинаковую эффективность сжатия. Широкое распространение нескольких методов сжатия цифрового звука создает проблемы из-за несогласованности форматов цифровой информации в трактах вещания и на выходе некоторых источников цифрового сигнала, что означает отсутствие совместимости между ними. Для обеспечения—совместимости

необходимо привести сигналы к

преобразование сигнала одного формата в сигнал другого формата. В зависимости от конкретного сочетания трактов и источников может понадобиться как преобразование AC-3->MPEG, так и обратное преобразование.

Обеспечить взаимное преобразование форматов сжатого цифрового звука можно двумя методами:

1. Преобразовать цифровое представление в аналоговый или цифровой декодированный сигнал и осуществить его кодирование желаемым методом.

2. Преобразовать цифровое представление, полученное одним методом, в сжатое цифровое представление другого формата,

Наиболее перспективным представляется второй из упомянутых подходов, не сопровождающийся ненужным ухудшением качества звука. Введение в цифровой вещательный телевизионный тракт устройства, реализующего подобный алгоритм преобразования форматов цифрового сжатого звука, полностью решает проблему совместимости форматов трактов и источников. Таким образом, тракт телевизионного цифрового спутникового вещания становится более гибким, обеспечивает более высокое качество звука.

Поэтому целью настоящей работы является разработка методов и средств взаимного преобразования форматов цифрового представления звуковых сигналов с помощью специально разработанного алгоритма, подвергающего цифровой сигнал минимальной дополнительной обработке. Он основан на выполнении всех преобразований в цифровой области, без повторного кодирования, используя информацию о распределении битов, полученную при первичном кодировании.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Исследование особенности цифровых стандартов MPEG и АС-3 и

области- их- лрименедия. Разработка методики преобразования . ■ -ч./н.;*;imjn* S

цифроМх ?'-'чф<ар(атов,! включающая выявление общих и

различающихся этапов кодирования и декодирования звуковых данных.

2. Экспериментальное исследование эффективности метода преобразования форматов.

3. Исследование возможности аппаратно реализовать метод преобразования форматов.

Для решения поставленных задач были разработаны алгоритмы взаимного преобразования. Для моделирования алгоритмов преобразования форматов была создана компьютерная программа, и с ее помощью было .проведено экспериментальное исследование субъективного качества звучания программ, перекодированных разными методами: с использованием многократного кодирования-декодирования и на основе разработанных алгоритмов.

Метод исследования. Исследование проводилось методами компьютерного моделирования и субъективных прослушиваний. Последние проводились на основе нормативных документов:

1. INTERNATIONAL ORGANISATION FOR STANDARDISATION ISO/IEC JTC1/SC29/WG11;

2. ITU-R Recommendation BS-1116 "Methods for the subjective assessment of~ small impairments in audio systems including multichannel sound systems.

Научные положения, выносимые на защиту. На основе проведенных исследований получены новые научные результаты, выносимые на защиту:

1. Алгоритмы взаимного преобразования цифровых форматов MPEG и АС-3.

2. Экспериментальные результаты, доказывающие преимущество разработанного метода преобразования.

3. Предложения по аппаратной реализация метода преобразования форматов.

Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что в ней предложены методы преобразования форматов, исключающие, в отличие от существующих, дополнительные этапы кодирования-декодирования.

Практическая ценность работы. Проведенные исследования позволяют обосновать создание нового метода для преобразования цифровых потоков сжатого звука разных форматов. Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что разработанный метод выполняет преобразование цифровых потоков разных форматов без дополнительного ухудшения качества сигналов.

Реализация результатов. Основные результаты диссертационной работы реализованы в виде компьютерной программы, реализующей предложенный метод межформатных преобразований.

Апробация работы. Работа выполнена в процессе обучения в очной аспирантуре на кафедре звукотехники СПБГУКиТ в течение 1999-2003гг.

Результаты диссертационной работы могут быть использованы в инженерных разработках устройств преобразования форматов сжатого звука. Предложенные алгоритмы преобразования форматов и разработанная методика проведения субъективных экспертиз и статистической обработки полученных экспериментальных оценок могут быть использованы в учебном процессе кафедры звукотехники Санкт-Петербургского государственного университета кино и телевидения при обучении студентов и аспирантов.

Результаты диссертационной работы были доложены и получили положительную оценку на заседании и научном семинаре кафедры звукотехники Санкт-Петербургского универстега кино и телевидений 20002003 гг.;

Основные научные положения работы опубликованы. Сведения о публикации в разделе «Список публикаций по теме диссертации».

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в двух статьях:

1. Основные особенности стандартов MPEG АС-3. и области их применения;

2. Применение цифровых форматов сжатого звука в спутниковом телевизионном вещании;

3. Экспериментальное исследование эффективности метода преобразования форматов MPEG и АС-3;

4. Использование компьютерных технологий в аудиовизуальных процессах. Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, 1 приложение и список литературы, включающего 66 наименовании. Диссертация изложина на 176 страницах машинописного текста. Работа содержит 23 рисунка и 39 таблиц.

Содержание работы Во введении обоснованы цель научной работы и ее актуальность.

Приводятся краткие сведения о системах спутниковой связи, об основных цифровых форматах, используемых в современных системах спутникового вещания. Сформулирована проблема преобразования форматов сжатого звука, названы недостатки существующих методов ее решения, сформулированы цель и задачи настоящей работы.

В первой главе, имеющей обзорный характер, представлены сведения об организации спутниковой связи, ее роли в современной жизни. Рассмотрены форматы, используемые для представления цифрового звука в европейском и американском вещательных стандартах.

Отмечено, что спутниковое телевидение (СТВ) позволяет на сравнительно недорогие и достаточно портативные установки принимать радиосигналы почти со всего мира.

Магистральным направлением развития систем передачи информации, в том числе и СТВ как национального, так и регионального уровня, является использование цифровых методов передачи сигналов. Среди их общеизвестных достоинств, связанных с помехоустойчивостью, с качеством изображения и звучания, следует особо отметить два аспекта, весьма привлекательных для разработчиков и производителей систем связи.

Это, во-первых, унификация каналов связи для передачи самых разнообразных по характеру сообщений (звуковое и ТВ вещание, факсимильная передача, обмен телеграфными и телефонными сообщениями, результаты телеизмерений, команды управления и другие дополнительные данные). Во-вторых, это возможность использования современных компьютерных технологий на всех стадиях формирования модуляционных символов (кодирование источника информации, кодирование с целью сокращения избыточности, помехоустойчивое кодирование, канальное кодирование и др.) и цифровой обработки принимаемых сигналов - вплоть до ЦАП в передающей части системы и после АЦП, в приемной ее части.

Для повышения экономичности передачи в таких системах применяют сжатие цифровых видео - и аудиосигналов. Бее методы сокращения звуковых данных основаны на использовании особенностей слухового восприятия, поэтому они являются одним из видов перцепционного кодирования. Для сжатия цифрового звука в теле- и радиовещании применяются чаще всего методы MPEG и АС-3. Первый из них используется в радио- и телевещании в Европе, а так же для записи кинофильмов на DVD, предназначенных для продажи в Европе. Метод АС-3 применяется в радио- и телевещании на территории США, и также для

сжатия звука в массовых фильмокопиях с фонограммой Dolby Digital, на DVD с фильмами, предназначенных для продажи в США и Японии.

В главе также рассмотрены основные особенности этих стандартов и области их применения.

MPEG — рабочая группа в подкомиссии ISO/IEC (Международной Организации Стандартизации / Международной электротехнической комиссии) отвечает за разработку международных эталонов для сжатия, декомпрессии, обработки и кодированного представления движущихся изображений, звука и их комбинации.

Формат MPEG применяется в европейских странах для кодирования звука в цифровом спутниковом телевещании, он же вошел в состав развивающейся системы наземного цифрового радио- и телевещания. В этом формате записан звук на DVD, предназначенных для продаже в Европе.

Стандарты MPEG разрабатывались этапами: MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7. Они являются не различными версиями одного стандарта, а обозначают довольно существенно различающиеся сосуществующие стандарты. Поэтому более поздние этапы не заменяют более ранние, но дополняют их.

Что касается второго цифрового формата, АС-3, то он применяется в странах, использующих телевизионную систему NTSC, стандартными форматами записи звука являются РСМ и Dolby Digital. Ну и, конечно, Dolby Digital внедряется в домашний обиход с помощью технологии DVD, ведь звук, записанный в АС-3, можно найти и на DVD-Video.

Что же представляет собой АС-3 или Dolby Digital? Полное1ью формат называется Dolby Digital 5.1 и, как видно уже из названия, он описывает распределение звука в пространстве по 6 каналам. При этом все шесть каналов закодированы в один цифровой поток, который распаковывается с помощью

специального декодера, преобразуется в аналоговую форму и разводится на шесть акустических систем. В соответствии с форматом АС-3 звук воспроизводится пятью широкополосными громкоговорителями - левым, центральным, правым, левым тыловым, правым тыловым и одним узкополосным, используемым для низкочастотных эффектов, которые в кинотеатрах скорее чувствуются, чем слышатся. Так что цифры "5.1" в названии формата означают пять основных каналов и один низкочастотный. С точки зрения восприятия пространственного звука алгоритм Dolby Digital - это большой шаг вперед. Поздние версии MPEG также позволяют реализовать конфигурацию системы звуковоспроизведения 5.1, • аналогичную предусмотренной в стандарте АС-3.

Таким образом, на основании материала, изложенного в первом разделе, можно сделать следующие выводы:

• применение информационного сжатия позволяет намного сократить объем передаваемой информации, а следовательно, полосу частот;

• при неизменной мощности передатчика спутника-ретранслятора уменьшение скорости передачи в канале приводит к увеличению энергии сигнала приходящейся на элементарную посылку и, следовательно, уменьшению вероятности ее сбоя. Таким образом, при заданной вероятности сбоя информационного символа появляется возможность уменьшения ЭИИМ (Эффективная Изотропно Излучаемая мощность) ретранслятора или при неизменной ЭИИМ использовать приемные

' антенны меньшего диаметра;

• оба метода, MPEG и АС-3, обеспечивают примерно одинаковую эффективность сжатия.

Вторая глава диссертационной работы посвящается исследованию и разработке методов взаимной цифровой перекодировки звуковых сигналов форматов MPEG-2 и АС-3 и правил межформатных преобразований.

Для реализации такого подхода Вначале были сопоставлены структуры цифровых потоков, сформированных при использовании различных методов сжимающего кодирования. Целью .сопоставления явилось выявление функционально подобных элементов потоков ■ и установление правил соответствия между ними. Ставилась также цель выявления тех элементов потока, которые не подчиняются простым правилам соответствия; для них была необходима разработка численных алгоритмов взаимного преобразования. В данной главе выполнен сравнительный анализ некоторых элементов цифровых потоков MPEG и АС-3, а также произведено их разделение на две группы: функционально подобных, подчиняющихся простым правилам соответствия, и различающихся, требующих специализированных численных преобразований.

На первом этапе разработки нового метода преобразования были рассмотрены элементы верхнего уровня цифровых потоков обоих форматов.

Цифровой поток MPEG рассматривается как бесконечная последовательность кадров

Кадр определяется как часть цифрового потока, которую можно декодировать отдельно (уровни I и II) или с использованием предварительно полученной основной и дополнительной информации (уровень П1). Кадр содержит целое число слотов. Размер слота считается равным 4 байтам в уровне I или 1 байту в уровнях II и Ш.

Каждый кадр состоит из заголовка header, битов обнаружения ошибок error check, звуковых данных audio_data и дополнительных данных ancillarydata.

Последовательность названных элементов показана на рис.1.

Header Error check Audio_data Ancillary_data

Frame

Рис. 1. Кадр MPEG

Цифровой поток АС-3 рассматривается как последовательность кадров синхронизации (Sync Frame), как это показано на рис. 2. Кадр синхронизации образован шестью блоками кодированного звука, содержащими каждый по 256 отсчетов звукового сигнала. Заголовок синхронизирующей информации (SI) в начале каждого кадра содержит информацию, необходимую для достижения и поддержания синхронизации. Заголовок информации о цифровом потоке (BSI) следует за SI и содержит параметры, описывающие сервисы кодированного звука. После блоков кодированного звука (AB) может идти поле дополнительных данных (Aux). В конце каждого кадра находится поле контроля ошибок, которое содержит слово избыточного циклического кода (CRC), служащее для обнаружения ошибок. Дополнительное CRC-слово находится в элементе SI заголовка, использование его не обязательно, структура кадра изображена на рис.2.

SI 8SI ЛВ0 ЛВ1 ЛВ2 ЛВЗ ЛВ4 ABS лих CRC Si BSI

Sync Frame -

Рис. 2. Кадр синхронизации АС-3

Описание элементов верхнего уровня форматов MPEG и АС-3 показывает, что между ними имеет место высокая степень подобия, элементы в обоих форматах предназначены для передачи данных от источника до получателя, а также для синхронизации и обнаружения ошибок. Функционально подобные элементы верхнего уровня цифровых потоков приведены в табл. 1.

Таблица 1

Функционально подобные элементы верхнего уровня цифровых потоков MPEG

иАС-3

Элементы цифрового потока MPEG Элементы цифрового потока АС-3

кадр (frame) кадр синхронизации (зупсй-ате)

заголовок (header) заголовок информации синхронизации (Бупстйэ) заголовок информации о цифровом потоке(ЬвО

звуковые данные (audio data) блоки звуковых данных (а\к!Ь1к)

дополнительные данные (ancillary data) дополнительные данные (аих<1а1а)

контроль ошибок (error_check) контроль ошибок (еггогсЬеск)

В работе составлены компактные таблицы соответствия между функционально подобными элементами потоков двух форматов и описаны правила межформатных преобразований. Для того чтобы определить правила межформатных преобразований упомянутых выше элементов верхнего уровня, была рассмотрена их внутренняя структура. Проведен сравнительный анализ структуры заголовков и звуковых данных, и дополнительных данных, и элементов контроля ошибок кадров цифровых потоков MPEG и АС-3.

На каждом шаге анализа выявлялись совпадающие элементы цифровых потоков и устанавливались правила установления соответствия между ними, для несовпадающих элементов разрабатывались численные методы преобразования.

Вторым этапом разработки метода преобразовании форматов явилось исследование методов преобразования описаний распределения битов, при взаимной цифровой перекодировке звуковых сигналов форматов MPEG и АС-3, и разработка алгоритмов их взаимного преобразования.

В работе рассмотрены известные стратегии распределения битов и более конкретно — стратегии, используемые в форматах MPEG и АС-3.

Существуют две основные стратегии распределения битов: прямая и обратная адаптивные стратегии.

Первая заключается в том, что кодер вычисляет распределение битов, выполняет квантование и помещает закодированное распределение в цифровой кодированный поток в явном виде.

Привлекательная особенность прямой адаптивной стратегам - то, что психоакустическая модель находится только в кодере, поэтому она может быть изменена (заменена) в любое время без воздействия на используемую базовую систему декодеров. Таким образом, может происходить непрерывное совершенствование алгоритмов кодирования, при этом совместимость с существующими декодерами не нарушается.

В то время как прямая адаптация имеет некоторые привлекательные особенности, имеются практические ограничения эффективности, достижимой с использованием этой методики. Они вызваны необходимостью использовать часть доступной скорости цифрового потока для передачи декодеру в явном виде информации о распределении битов .

Вторая стратегия — обратное адаптивное распределение битов, в которой информация о распределении битов создается декодером по кодированным звуковым данным самостоятельно, так как в явном виде от кодера не поступает. Вместо нее передается более компактная информация о спектральной огибающей. Преимущество этого подхода состоит в том, что цифровой поток не используется для передачи декодеру информации о распределении, все его биты служат для передачи кодированного звука.

Недостатком обратного адаптивного распределения является необходимость вычисления распределения битов в декодере по информации, содержащейся в цифровом потоке. Вычисления происходят с ограниченной точностью и могут содержать небольшие ошибки. Так как вычисление распределения битов

должно выполняться в дешевом декодере, оно не может быть чрезмерно сложным, иначе стоимость декодера окажется высокой.

Большинство недостатков как прямой, так и обратной адаптации распределения битов, устранено в формате сжатого звука АС-3, кодер которого реализует стратегию гибридного обратного/прямого адаптивного распределения битов. При кодировании и при декодировании используется одна и та же подпрограмма распределения битов. Эта общая подпрограмма относительно проста, она основана на психоакустической модели и, вообще говоря, является довольно точной. Имеются два достойных упоминания аспекта гибридной адаптации: корректировка параметров психоакустической модели и разность распределения битов. Основная подпрограмма распределения битов использует психоакустическую модель, которая основана на некоторых предположениях о свойствах маскировки сигналов. Кодер осуществляет распределение битов, основанное на произвольной психоакустической модели любой сложности, и сравнивает результаты с распределением битов, даваемым основной подпрограммой, используемой как им самим, так и декодером. Если лучшее соответствие с идеальным распределением может быть достигнуто за счет изменения некоторых параметров, используемых основной подпрограммой, кодер поступает именно так. Эти параметры явно передаю гея в потоке битов АС-3. За счет этого подробности фактической психоакустической модели, реализуемой в декодере, могут быть корректированны кодером.

Стратегия прямого распределения битов используется в формате сжатого звука MPEG. Для передачи распределения битов с разрешающей способностью по времени 24 мс и по частоте 750 Гц аудиокодер MPEG требует скорости передачи данных почти 4 кбиг/с/канал. Во время переходных процессов выгодно иметь распределение битов с намного большим разрешением по времени, что, конечно, потребует значительно большей скорости передачи

данных распределения (почти 12 кбит/с/канал для разрешающей способности по времени 8 мс).

Кодер обрабатывает цифровую информацию и создает сжатый поток данных для записи или передачи по каналам связи. Алгоритм кодера не стандартизирован и может использовать различные средства для получения оценки слухового порога маскировки, квантования и масштабирования. Однако выходной поток кодера должен быть такой, что декодер, соответствующий техническим требованиям, мог выработать звук надлежащего качества.

АС-3-кодер использует гибридную обратную/прямую адаптивную стратегию, свободную от большинства недостатков как прямой,так и обратной адаптации. Для передачи информации о спектральной огибающей, используемой для восстановления распределения битов при декодировании, используется 32 кбит/с

Для 'того, чтобы преобразовать информацию о распределении битов при межформатных перекодировках, были сопоставлены способы представления этой информации в цифровых потоках MPEG и АС-3. Целью сопоставления было создание методов представления информации о распределении битов способами, соответствующими синтаксисам цифровых потоков MPEG и АС-3.

Информация о распределении присутствует в цифровом потоке MPEG непосредственно; в цифровом потоке АС-3 — в косвенной форме, которая более компактна.

Для их взаимного преобразования требуется следующее:

При преобразовании из АС-3 в MPEG необходимо выполнить следующие операции:

. 1. Выделить из кадра цифрового потока заголовок и звуковые данные. 2. Выделить необходимую дополнительную информацию и данные из заголовка.

3. Произвести вычисление распределения битов по информации о спектральной огибающей и вставить его явным образом в выходной цифровой поток, сформированный в соответствии с синтаксисом MPEG.

При преобразовании из MPEG в АС-3:

1. Выделить из кадра цифрового потока заголовок и звуковые данные.

2. Выбрать стратегию экспонент.

3. Сформировать информацию об огибающей и дополнительную информацию.

4. Сформировать кадр цифрового потока в соответствии с синтаксисом АС-3.

Третьим этапом разработки метода межформатных преобразований явилось моделирование разработанных алгоритмов межформатного преобразования в виде компьютерной программы, реализующей предложенный метод межформатных преобразований. Эта программа явилась средством подготовки исходных материалов, которые во время экспериментов прослушивали эксперты для сопоставления качеств звучания при разных методах преобразований форматов.

Таким образом, на основании материала, изложенного во второй главе, можно утверждать следующее:

• Анализ элементов верхнего уровня структуры цифровых потоков MPEG и АС-3 показывает наличие между ними высокой степени функционального подобия. Это указывает на возможность межформатных преобразований в цифровой форме за счет использования сравнительно несложных алгоритмов.

• Подробное изучение внутренней структуры каждого элемента цифрового потока и сопоставление их структуры указывает, на наличие трех вариантов соответствия. Во-первых, имеются совпадающие по

назначению элементы, преобразование которых выполняется приравниванием или применением несложных правил соответствия. Во-вторых, имеются функционально похожие элементы, правила, • преобразования которых неочевидны и требуют специальной разработки. Наконец, имеются элементы, у которых нет соответствия в заголовках другого формата. Выбор значений этих элементов требует принятия соответствующего решения при настройке аппаратуры или параметров компьютерной программы преобразования.

Третья глава. Эта глава содержит описание методики экспериментального исследования эффективности метода преобразования форматов и представляет его результаты. Содержанием эксперимента явились субъективные прослушивания фонограмм, полученных в результате межформатных преобразований цифровых фонограмм стандартов MPEG и АС-3 с использованием двух разных методов: при помощи программного обеспечения, реализующего предложенный алгоритм, и при помощи дополнительных операций декодирования и кодирования. Эксперименты выполнены в Санкт-Петербургском университете кино и телевидения в 2002 г. с участием экспертов, являющихся профессионалами в области звукотехники.

Цель этош экспериментального исследования заключалась в том, чтобы — выявить любые неточности в звукопередаче и оценить качество звука при использовании межформатных преобразований цифровых форматов с использованием специальной программы, написанной для выполнения межформатных преобразований. Дополнительно ставилась цель сопоставить качество звука, полученного в результате межформатных преобразований, с одной стороны, и полученного в результате многократного кодирования-декодирования звука с использованием разных форматов кодирования.

Методика эксперимента была основана на рекомендациях «INTERNATIONAL ORGANISATION FOR STANDARDISATION ISO/IEC JTC1/SC29/WG11». И

«ITU-R Recommendation BS-1116 "Methods for the subjective assessment of small impairments in audio systems including multichannel sound systems".

Все слушатели участвовали в испытательной процедуре в течение одной недели для обучения и одной недели для проведения эксперимента. Поддерживался слепой характер испытаний, то есть слушатели были в неведении относительно способов преобразований форматов и скоростей передачи данных.

В конце испытательной процедуры были получены результаты, которые показывают значительное различия в субъективных оценках качества сигнала, причем оценки были значительно лучше при использовании специальной программы, написанной специально для выполнения межформатных преобразований. Это заметно на графике, приведенном на рис. 3.

[а Метод I ■ Метод В ;

I_1 ---- ---

Рис. 3. Средние для всех слушателей оценки качества звучания каждого фрагмента для двух методов преобразования форматов: метод I — дополнительное декодирование и кодирование; метод II — без дополнительного кодирования

Таким образом, на основании материала, изложенного в четвертой главе, можно утверждать следующее:

Созданная программа и полученные экспериментальные результаты доказали, -что качество сигнала, полученного в результате межформатных преобразований с использованием разработанного метода и созданной на его основе компьютерной программы, лучше, чем у сигнала, полученного в результате дополнительных операций декодирования и сжимающего кодирования.

Четвертая глава: в этой главе приведено исследование возможности практической реализации метода преобразования форматов:

Для цифровой обработки сигналов в принципе можно использовать методы программной, аппаратной и аппаратно-программной реализации. Программная реализация. Программная реализация подразумевает представление алгоритма в виде программы, которую последовательно от команды к команде выполняет один или одновременно несколько независимых блоков." Программа должна быть написана на языке программирования, соответствующем конкретному операционному блоку.

При программной реализации, основанной на представлении алгоритмов, достигаются постоянство структуры системы при изменении алгоритмов обработки и гибкость изменения алгоритмов путем изменения программ, минимизация затрат времени и средств на проектирование, изготовление и отладку системы.

Однако при этом есть ряд недостатков, таких как низкое быстродействие системы вследствие последовательного выполнения команд и ускорение обработки ограничивается не только возможностями элементной базы, но и дороговизной универсальных устройств, и так же необходимость разработки средств сопряжения со специальными интерфейсами, рассчитанными на взаимодействие операционных блоков с данными, передаваемыми по вещательным трактам.

Аппаратная реализация подразумевает использование разнообразных цифровых функциональных блоков, регистров, сумматоров, шифраторов и дешифраторов, счетчиков, линий задержек, устройств памяти, умножителей, сдвигателей, логических элементов, реализованных на основе микросхем малого, среднего и большого уровней интеграции, программируемых логических матриц и т. п. Совокупность функциональных блоков и связей между ними определяет реализуемый алгоритм.

Недостатками аппаратурной реализации является жесткость, логики, необходимость изменения структуры системы при изменении алгоритмов обработки, значительные затраты времени и средств на проектирование, изготовление и отладку системы, высокая стоимость реализации в целом. Достоинства такой реализации-высокое быстродействие.

Аппаратно- программная реализация подразумевает, что часть функций системы ЦОС выполняет аппаратно (аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования, умножение, умножение с накоплением, прием/передача данных и др.), а другая часть функций выполняется программно, как показано на рис 4.3.

Основой системы в этом случае является процессор, работающий на заданной программе, нормальное функционирование которого обеспечивают такие аппаратные устройства, как входной и выходной интерфейсы, интерфейс памяти, интерфейс ввода-вывода данных в канале связи, система синхронизации и другие. Возможны и многопроцессорные реализации, в которых выполнение алгоритма распараллеливается благодаря одновременному использованию нескольких параллельно работающих процессоров.

Наиболее важной частью устройства обработки является процессор, который в значительной степени определяет показатели устройства в целом.

Цифровые процессоры обработки сигналов. (ЦГТОС) или их равнозначное название - цифровые сигнальные процессоры (ЦСП или просто сигнальные процессоры), англоязычное сокращение - DSP (Digital Signal Processor), предназначены для реализации алгоритмов ЦОС и управления в реальном времени. ЦПОС являются одной из разновидностей микропроцессоров, четко выделившейся в отдельное направление электронной индустрии. ЦПОС чаще всего определяется как процессор, предназначенный для выполнения обработки данных и решения задач анализа и управления в реальном масштабе времени с использованием "оцифрованных" реальных сигналов, в том числе и реализации алгоритмов ЦОС в реальном масштабе времени.

Для реализации устройства взаимного преобразования форматов выбран метод аппаратно-программной реализации. Основой системы является процессор, работающий по заданной программе, в основе которой предлагаемый метод преобразования форматов.

За последнее десятилетие технология цифровой обработки сигналов развилась весьма значительно. Технологая цифровых процессорных сигналов фирмы 'Motorola установила defacto-стандарт для профессиональных звуковых систем, с тех пор как первый 24-разрядный цифровой сигнальный процессор был выпущен в 1987 г. Архитектура цифрового обработчика сигналов Motorola продолжает устанавливать рекорды производительности — 150 млн. команд в секунду (MIPS). Объединение этой архитектуры с внешними устройствами, программным обеспечением и средствами разработки позволили фирме Motorola предложить семейство DSP56300 процессоров цифровой обработки звуковых сигналов. Данное семейство целесообразно использовать, прежде всего, в следующих областях: спутниковая связь, обработка речи, цифровые фильтры, спектроанализаторы, генераторы функций, локальные сети, модемы, факсы, распознавание образов, управление, различные применения в военной технике.

В новом семействе используется новое ядро, которое является развитием ядра, лежащего в основе семейства DSP560XX. При этом обеспечивается программная совместимость семейств на уровне объектных кодов. Переопределение ядра обусловлено новыми достижениями технологии, которые позволили создать прибор с низкой стоимостью, низким потреблением энергии и высокой производительностью. Производительность практически линейно зависит от тактовой частоты: 66/80/100 MIPS на частоте 66/80/100 МГц. Процессоры допускают подключение медленной памяти без потери производительности.

В новом семействе Motorola реализован правильный баланс высокой производительности и низкой цены, что достигается благодаря использованию звукового промышленного стандарта цифровой обработки сигналов с разрядностью 24 бита, оптимальный для потребителя и профессиональных звуковых применений. Также возможно использование масочного ПЗУ, что гарантирует снижение стоимости. Масочные ПЗУ дополнены внешними устройствами, предназначенными для звуковых применений. Это гарантирует использование наиболее передовых звуковых технологий в чувствительных к стоимости секторах рынка.

Предлагаемая схема устройства преобразования форматов на основе ЦСП Motorola приведена на рис. 4. Таким образом, сокращая усилие по разработке программного обеспечения, можно легко объединить различные звуковые потоки

Рис. 4. Упрощенная схема устройства преобразования форматов сжатого звука на основе процессора семейства ВБР56300

Заключение

Системы спутниковой связи обеспечивают глобальный обмен информацией и являются лидером в применении цифровых систем радио - и ТВ-вещания. В этих вещательных системах применяются разнообразные алгоритмы компрессии видео и звука, что создает проблемы совместимости. В результате диссертационной работы создан метод, позволяющий решить проблему совместимости наиболее распространенных форматов сжатого звука, MPEG и АС-3 с минимальной потерей качества. Получены следующие основные научные результаты:

1. Анализ элементов верхнего уровня структуры цифровых потоков MPEG и АС-3 показывает наличие между ними высокой степени функционального подобия. Это указывает на возможность межформатных преобразований в цифровой форме за счет использования сравнительно несложных алгоритмов.

2. Сопоставление элементов цифровых потоков MPEG и АС-3 указывает на наличие трех вариантов соответствия. Во-первых, имеются совпадающие по назначению элементы, преобразование которых выполняется приравниванием или применением несложных правил соответствия. Во-вторых, имеются функционально похожие элементы, правила, преобразования которых неочевидны и требуют специальной разработки. Наконец, имеются элементы, у которых нет соответствия в потоках другого формата. Выбор значений этих элементов требует принятия соответствующего решения при настройке аппаратуры или параметров компьютерной программы преобразования.

3. Сопоставление подходов к представлению информации о распределении битов в цифровых потоках разных форматов позволило выработать несложный алгоритм ее преобразования при переходе от одного формата к другому. В алгоритме учтены как различия форм представления

информации о распределении битов, так и различия самих процедур распределения, стандартизованных для форматов АС-3 и MPEG.

4. Алгоритмы использованы для разработки программного обеспечения, применявшегося в процессе подготовки тестовых фонограмм для субъективного прослушивания.

5. Результаты сравнительных испытаний традиционного и предлагаемого методов межформатного преобразования показывают заметные различия в качестве сигнала. Значительно лучшее качество отмечено экспертами при использовании предлагаемого метода межформатных преобразований.

6. Аппаратно-программная реализация сочетает положительные свойства аппаратной и программной реализаций. Разумное сочетание аппаратных и программных средств позволяет снизить требования к вычислительным возможностям элементной базы и упростить реализацию систем ЦОС в целом. Предложен вариант построения устройства межформатных преобразований на основе цифрового сигнального процессора.

Список публикаций по теме диссертации

1. Основные особенности стандартов MPEG АС-3. и области их применения. Журнал «Техника кино и телевидения», выпуск № 7. Москва, июль, 2003 г.,с. 42.

2. Применение цифровых форматов сжатого звука в спутниковом телевизионном вещании. Журнал «Техника кино и телевидения», выпуск № 10. Москва, октябрь, 2003 г.

3. Экспериментальное исследование эффективности метода преобразования форматов MPEG и АС-3. Сборник научных трудов, выпуск 11. СПБГУКиТ. Март, 2003 г.,с. 63.

4. Использование компьютерных технологий в аудиовизуальных процессах. Сборник научных трудов, выпуск 11. СПБГУКиТ. Март, 2003 г.,с. 60.

Изд. лиц. ИД № 02558 от 18.08.2000 г. Подписано в печать 0S.i0.2003 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Объем 1 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ

Редакциошю-издательский отдел СПбГУКиТ. 192102. Санкт-Петербург, ул. Бухарестская, 22.

Подразделение оперативной полиграфии СПбГУКиТ. 192102. Санкт-Петербург, ул. Бухарестская, 22.

№21 122

2.IÍ22

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВЫХ ФОРМАТОВ СЖАТОГО ЗВУКА В

СПУТНИКОВОМ ТЕЛЕВИЗИОННОМ ВЕЩАНИИ.

1.1. Цифровое спутниковое теле- и радиовещание.

1.1.1. Система цифрового вещания DSR.

1.1.2. Система цифрового радиовещания DAB.

1.1.3. Системы цифрового телевещания.

1. 2. Основные особенности стандартов АС-3 и MPEG и области их применения.

1.2.1. Введение в MPEG.

1.2.2. Возможности MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 и MPEG-7 Аудио.

1.2.3. Стандарт сжатия цифрового звука MPEG-1 Audio.

1.2.4. Стандарт сжатия цифрового звука MPEG-2 Audio.

1.2.5. Стандарт сжатия цифрового звука MPEG-4 Audio.

1.2.6. Стандарт сжатия цифрового звука MPEG-7 Audio.

1.2.7. Стандарт АС-3.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ВЗАИМНОЙ

ЦИФРОВОЙ ПЕРЕКОДИРОВКИ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ ФОРМАТОВ MPEG и АС-3. ПРАВИЛА ИХ МЕЖФОРМАТНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАНИЙ.

2.1. Элементы верхнего уровня структуры цифровых потоков MPEG и АС

2.1.1. Цифровой поток MPEG.

2.1.2. Цифровой поток АС-3.

2.1.3. Сопоставление элементов верхнего уровня потоков MPEG и АС-3.

2.2. Сравнительный анализ структуры заголовков кадров цифровых потоков MPEG и АС-3.

2.2.1. Заголовок кадра MPEG.

2.2.2. Заголовок кадра АС-3.

2.2.3. Выделение совпадающих элементов цифрового потока. Разработка алгоритмов взаимного преобразования несовпадающих элементов.

2.3. Сравнительный анализ структуры звуковых данных кадров цифровых потоков MPEG и АС

2.3.1. Звуковые данные кадра MPEG.

2.3.2. Звуковые данные кадра АС-3.

2.3.3. Выделение совпадающих элементов цифрового потока, разработка алгоритмов взаимного преобразования несовпадающих элементов.

2.3.4. Кодирование стереофонических сигналов.

2.3.5. Разработка алгоритмов взаимного преобразования элементов

2.4. Сравнительный анализ структуры дополнительных данных кадров цифровых потоков MPEG и АС-3.

2.5. Сравнительный анализ структуры контроль ошибок кадров цифровых потоков MPEG и АС-3.

2.6. Исследование методов преобразования информации о распределении битов при взаимной цифровой перекодировке звуковых сигналов форматов MPEG и АС

2.6.1. Известные стратегии распределения битов.

2.6.2. Стратегии распределения битов, используемые в наиболее распространенных форматах сжатого звука.

2.6.3. Общий подход к преобразованию информации о распределении битов при переходе от одного формата сжатого звука к другому.

2.6.4. Распределение битов в цифровом потоке АС

2.6.5. Распределение битов в цифровом потоке MPEG.

2.6.6. Алгоритм межформатного преобразования информации о распределении битов.

2.6.7. Моделирование метода преобразование форматов.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ

МЕТОДА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФОРМАТОВ.

3.1. Цель эксперимента.

3.2. Средства проведения эксперимента.

3.3. Состав группы экспертов.

3.4. Методика испытаний.

3.5. График выполнения испытаний.

3.6. Кодер-декодеры, и вспомогательные оборудование и материалы, использованные для испытания.

3.7. Испытательный материал.

3.7.1. Выбор материалов для прослушивания.

3.7.2. Итог выбора фрагментов, выполненного группой экспертов

3.8. План эксперимента.

3.8.1. Обучение.

3.8.2. Испытательная процедура.

3.8.3. Характеристика помещение.

3.8.4. Результаты испытания.

3.9. Статистическая обработка результатов измерений.

3.9.1. Обработка экспериментальных результатов.

3.9.2. Проверка на однородность двух не зависимых выборок по критерию Вилкоксона.

3.9.3. Обсуждение результатов эксперимента.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ АППАРАТНОЙ

РЕАЛИЗАЦИЙ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФОРМАТОВ.

4.1. Способы реализации алгоритмов ЦОС.

4. 1. 1. Программная реализация.

4. 1.2. аппаратная реализация.

4. 1.3. Аппаратно- программная реализация.

4. 1. 4. Выбор способа реализации устройства преобразовании форматов.

4.2. Реализация цифровой обработки сигналов.

4.3. Основные направления, задачи и алгоритмы ЦОС.

4.4. Архитектура и общие принципы построения ЦПОС и их основные типы.

4.5. Обзор современных сигнальных процессоров.

4.6. Аппаратный перекодировщик.

Системы спутниковой связи позволяют на сравнительно недорогие и достаточно портативные установки принимать радиосигналы почти со всего мира. В зависимости от типа земных станций и назначения системы различают следующие службы радиосвязи:

• фиксированная спутниковая служба - служба радиосвязи между земными станциями, расположенными в определенных (фиксированных) пунктах, при использовании одного или нескольких спутников;

• радиовещательная спутниковая служба — служба радиосвязи, в которой сигналы космических станций предназначены для непосредственного приема населением. Непосредственным считается как индивидуальный, так и коллективный прием. Спутниковое вещание - это передача вещательных программ (ТВ и звуковых) от передающих земных станций к приемным через космическую станцию — искусственный спутник земли, который представляет собой активный ретранслятор.

Магистральным направлением развития систем передачи информации, в том числе и спутникового телевидения (СТВ), как глобального, так и регионального уровня, является введение цифровой передачи сигналов.

В конце XX века в строй действующих вступили полностью цифровые системы СТВ, такие, как американская ATSC (Advanced Television Systems Committee) и европейская DVB (Digital Video Broadcasting) , а в самом начале XXI тысячелетия компанией NHK (Япония) разработана концепция цифрового вещания с интеграцией служб ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting). В транспортных потоках этих систем мультиплексируются сигналы видео, звука и данных. В дальнейшем эти компоненты обрабатываются совместно в виде единого цифрового потока. Благодаря методам сжатия цифровых сигналов, применяемых в этих системах, удалось добиться сжатия цифрового представления телевизионного сигнала в 10-20 раз. Сжатию подвергаются и видео - и аудиосигналы.

Все методы сокращение звуковых данных основаны на использовании особенностей слухового восприятия, поэтому они являются одним из видов перцепционного кодирования. Для сжатия цифрового звука в теле- и радиовещании применяются чаще всего методы MPEG и АС-3. Первый из них используется в радио- и телевещании в Европе, а так же для записи кинофильмов на DVD, предназначенных для продажи в Европе. Метод АС-3 применяется в радио- и телевещании на территории США, в массовых фильмокопиях с фонограммой Dolby Digital и на DVD с фильмами, предназначенных для продажи в США и Японии. Оба метода обеспечивают примерно одинаковую эффективность сжатия. Существование конкурирующих алгоритмов сжатия объясняется не столько техническими, сколько патентными и коммерческими соображениями.

Широкое распространение сразу нескольких методов сжатия цифрового звука создает проблемы из-за несогласованности форматов цифровой информации в трактах вещания и на выходе некоторых источников цифрового сигнала, что означает отсутствие совместимости между ними. Для обеспечения совместимости необходимо привести сигналы к единому формату, то есть выполнить преобразование сигнала одного формата в сигнал другого формата. В зависимости от конкретного сочетания трактов и источников может понадобиться как преобразование AC-3->MPEG, так и обратное преобразование.

Обеспечить взаимное преобразование форматов сжатого цифрового звука можно двумя методами:

1. Преобразовать цифровое представление в аналоговый или цифровой декодированный сигнал и осуществить его кодирование желаемым методом.

2. Преобразовать цифровое представление, полученное одним методом, в сжатое цифровое представление другого формата,

Наиболее перспективным представляется второй из упомянутых подходов, не сопровождающийся ненужным ухудшением качества звука. Введение в цифровой вещательный телевизионный тракт устройства, реализующего подобный алгоритм преобразования форматов цифрового сжатого звука, полностью решает проблему совместимости форматов трактов и источников, расширяя возможность использования для вещания носителей записи разного формата без ухудшения качества звукового сигнала. Точно также решается проблема коммутации разноформатных по звуку транспортных потоков. Таки образом, тракт телевизионного цифрового спутникового вещания становится более гибким и обеспечивает более высокое качество звука. Существующие методы преобразование цифровых форматов, используемые в настоящее время, выполняются с неизбежным ухудшением качества. Оно происходит или из-за дополнительных ступеней цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразований, или из-за дальнейшего сокращения информации, содержащейся в звуковом сигнале, при выполнении дополнительной операции сжимающего кодирования. Возможен и вариант, когда оба нежелательных фактора действуют одновременно.

Поэтому целью настоящей работы является разработка методов и средств преобразования форматов цифрового представления звуковых сигналов с помощью специально разработанного алгоритма, подвергающего цифровой сигнал минимальной дополнительной обработке. Он основан на выполнении всех преобразований в цифровой области, без повторного кодирования, с использованием информации о распределении битов, полученной при первичном кодировании.

Для достижения поставленной цели в работы решаются следующие задачи: 1. Проводится исследование особенности цифровых стандартов MPEG и АС-3 и области их применения. Разрабатывается методика преобразование цифровых форматов, для чего требуется осуществить: • выявление общих и различающихся этапов кодирования и декодирования звуковых данных;

• исследование различий в параметрах преобразования время-частота;

• исследование различий в стратегиях распределения битов в цифровых стандартах MPEG и АС-3, и разработку алгоритма, позволяющего преобразовать информацию о распределении битов одного стандарта в другой и на оборот;

• исследование различий в синтаксисе цифровых потоков и установление простых правил соответствия между аналогами в рассматриваемых форматах. Для тех элементов потока, которые не подчиняются простым правилам соответствия — выполнена разработка численных алгоритмов взаимного преобразования.

2. Проводится экспериментальное исследование эффективности метода преобразования форматов.

3. Формулируются предложения относительно аппаратной реализации предлагаемого метода преобразования форматов.

С целью решения поставленных задач были разработаны алгоритмы взаимного преобразования. Для моделирования алгоритмов преобразования форматов была создана компьютерная программа, и с ее помощью было проведено экспериментальное исследование субъективного качества звучания аудиофрагментов, перекодированных разными методами: с использованием многократного кодирования-декодирования и на основе разработанных алгоритмов. Исследование проводилось методами компьютерного моделирования и субъективных прослушиваний.

Выводы

Таким образом, анализ возможности построения устройства преобразователя форматов сжатого звука показал, что наиболее предпочтительным является вариант на основе ЦСП, то есть программно-аппаратная реализация. Среди выпускаемых в настоящее время ЦСП ряд обладает достаточной вычислительной мощностью. Наиболее предпочтительным представляется построение устройства на ЦСП, специализированных для звуковых приложений. Примером такой микросхемы является ЦСП DSP56366 фирмы Motorola.

Заключение

Системы спутниковой связи обеспечивают глобальный обмен информацией и являются лидером в применении цифровых систем радио - и ТВ-вещания. В этих вещательных системах применяются разнообразные алгоритмы компрессии видео и звука, что создает проблемы совместимости. В результате диссертационной работы создан метод, позволяющий решить проблему совместимости наиболее распространенных форматов сжатого звука, MPEG и АС-3 с минимальной потерей качества. Получены следующие основные научные результаты:

1. Анализ элементов верхнего уровня структуры цифровых потоков MPEG и АС-3 показывает наличие между ними высокой степени функционального подобия. Это указывает на возможность межформатных преобразований в цифровой форме за счет использования сравнительно несложных алгоритмов.

2. Сопоставление элементов цифровых потоков MPEG и АС-3 указывает, на наличие трех вариантов соответствия. Во-первых, имеются совпадающие по назначению элементы, преобразование которых выполняется приравниванием или применением несложных правил соответствия. Во-вторых, имеются функционально похожие элементы, правила, преобразования которых неочевидны и требуют специальной разработки. Наконец, имеются элементы, у которых нет соответствия в потоках другого формата. Выбор значений этих элементов требует принятия соответствующего решения при настройке аппаратуры или параметров компьютерной программы преобразования.

3. Сопоставление подходов к представлению информации о распределении битов в цифровых потоках разных форматов позволило выработать несложный алгоритм ее преобразования при переходе от одного формата к другому. В алгоритме учтены как различия форм представления информации о распределении битов, так и различия самих процедур распределения, стандартизованных для форматов АС-3 и MPEG.

4. Разработка компьютерной модели устройства преобразования форматов позволила провести эксперименты по субъективной оценке качества фонограмм преобразованного формата, полученных двумя разными методами: за счет дополнительного этапа перцепционного декодирования-кодирования и с использованием предложенного алгоритма. Результаты эксперимента показали, что эксперты обнаружили значительное различия в качестве сигнала. По их оценкам, оно значительно лучшее при использование специальной программы преобразования форматов, в которой реализован предложенный алгоритм. Это заметно как в оценках каждого отдельного эксперта, так и в средних для всех экспертов оценках.

5. Аппаратно-программная реализация сочетает положительные свойства аппаратной и программной реализаций. Разумное сочетание аппаратных и программных средств позволяет снизить требования к вычислительным возможностям элементной базы и упростить реализацию систем ЦОС в целом. Предложен вариант построения устройства межформатных преобразований на основе цифрового сигнального процессора

1. Н. С. Мамаев. Спутниковое телевизионное вещание. М.: Радио и связь, 1999. -5с.

2. Регламент радиосвязи. Т.1. — М.: Радио и связь, 1985. 510с.

3. Ю. А. Кавалгин. Радиовещание и электроакустика. М.: Радио и связь, 1999. -712с.

4. Ю. А. Кавалгин. Радиовещание и электроакустика. М.: Радио и связь, 1999. -721с.

5. Ю. А. Кавалгина радиовещание и электроакустика. М.: Радио и связи. 1999. -723с.

6. ISO. International Organization for Standardization, 1993. 152c.

7. К. Ф. Гласман. Методы передачи данных в цифровом телевидении. «625», №4, 1999.

8. К.Ф. Гласман. Методы передачи данных в цифровом телевидении, часть 1. -«625», №5, 1999.

9. К. Ф. Гласман. Методы передачи данных в цифровом телевидении, часть 2 (ATSC). «625», №7, 1999.

10. К. Ф. Гласман. Методы передачи данных в цифровом телевидении, часть 3 (DVB). «625», №9, 1999.

11. К. Ф. Гласман. Методы передачи данных в цифровом телевидении, часть 4 (ISDB). «625», №2, 2000.

12. К. Ф. Гласман. Методы передачи данных в цифровом телевидении, часть 5 (ISDB). «625», №3, 2000.

13. Зелевич Е. Цифровое радиовещание становится реальным//Технологии и средства связи. 1999. - № 5. -С.90-93.

14. Зелевич Е. Прогресс цифрового радиовещания в НЧ, СЧ, и УКВ диапазонах//Технологии и средства связи. 1999. - № 2 -С. 18-22.

15. Высоцкий Г. Построение сетей цифрового спутникового радиовещания//Теле-Спутник 1998. - № 9 -С.44-47.

16. ETS 300744/Digital Broadcasting Systems for television, sound and data services. Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television, 1996.

17. International organization for standardization, Organisation internationale de normalization, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N 3084, (Coding of moving pictures and audio ).

18. ISO/IEC 11172-3. "Coding of Moving pictures and associated audio for digital storage media at up to 1.5 Mbit/s Audio Part". International Standard, 1993.

19. ISO/IEC 13818-3. "Information Technology: Generic coding of Moving pictures and associated audio Audio Part". International Standard, 1994.

20. ISO/IEC 13818-7. "MPEG-2 advanced audio coding, AAC". International Standard, 1997.

21. M. Bosi, K. Brandenburg, S. Quackenbush, L. Fielder, K. Akagiri, H. Fuchs, M. Dietz, J. Herre, G. Davidson, and Y. Oikawa: "ISO/IEC MPEG-2 Advanced Audio Coding". Proc. of the 101st AES-Convention, 1996.

22. ISO/IEC 14496-3 "MPEG-4 Audio: coding of natural and synthetic sound". International Standard, 1998.

23. M. Nishiguchi, "MPEG-4 speech coding," AES 17th International Conference on High-Quality Audio Coding, Firenze, Sep. 1999.

24. B. Grill, "MPEG-4 General Audio Coder," AES 17th International Conference on High-Quality Audio Coding, Firenze, Sep. 1999.

25. ISO/IEC 15938 Working Draft, 2000. "MPEG-7: description of meta-information on sound".

26. Digital Audio Compression (AC-3). ATSC Standard. Doc. A-52, 10 Nov 94, 12 Apr 95, 24 May 95, 20 Dec 95

27. Харитонов В. Б. Проблемы обеспечения совместимости сжатого представления цифровых звуковых сигналов. Сб. науч. Тр. СПБГУКиТ-СПБ., 2001.

28. ISO/IEC 13818-3, 3-Annex A, Figure 3-А. 1. Layer I and II decoder flow chart

29. ISO/IEC 13818-3, раздел 2.4.1.5

30. ISO/IEC 13818-3, 3-Annex В, Table3-B.2 "LAYER II BIT ALLOCATION TABLES"

31. ISO/IEC 13818-3, 3-Annex B, Table 3-B.4 "LAYER II CLASSES OF1. QUANTIZATION"

32. ISO/IEC 13818-3, 3-Annex B, Table 3-B.l "LAYER I, II SCALEFACTORS".

33. ISO/IEC 13818-3, раздел 2.4.3.2

34. ISO/IEC 13818-3, раздел 2.4.3.3

35. Digital Audio Compression (AC-3). ATSC Standard. Doc. A-52, раздел 8.2.3.2.

36. ISO/IEC 13818-3, 3-Annex A, Figure 3-A. 2. Synthesis subband filter flow chart38. http://www.syrus.ru/index.cgi39. http://www.telesputnik.ru:8080/archive/all/n08/40.html

37. ISO/IEC 13818-3, 3-Annex E,F,G, Figure 3-G.l "GENERAL STEREO ENCODER FLOW-CHART".

38. ISO/IEC 13818-3, 3-Annex E,F,G. Figure 3-G.2 "GENERAL STEREO DECODER FLOW-CHART".

39. AC-3:flexible perceptual coding for Audio transmission and storage.

40. ISO/IEC 13818-3, приложение 2.4

41. ISO/IEC 13818-3, раздел 2.4.2

42. ISO/IEC 13818-3, раздел 2.4.3

43. Digital Audio Compression (AC-3). ATSC Standard. Doc. A-52, 10 Nov 94, 12 Apr 95, 24 May 95, 20 Dec 95, раздел 6.2.2

44. Parametric Bit Allocation in a Perceptual Audio Coder, Grant A. Davidson, Louis D. Fielder, and Brian D. Link, Dolby Laboratories, Inc. San Francisco, California 94103 USA

45. INTERNATIONAL ORGANISATION FOR STANDARDISATION Chiariglione, L., 1996. "Report of the 35th meeting in Tampere, Finland." ISO/IEC JTC1/SC29/WG11/N1270. July 1996.

46. ITU-R Recommendation BS.l 116 "Methods for the subjective assessment of small impairments in audio systems including multichannel sound systems". Geneva(1994)

47. Feige, F., Meares, D. J., "Specification of MPEG-2 Audio NBC Formal Tests". MPEG document ISO/IEC JTC1/SC29/WG11/N1281. July 1996.

48. Г. Корн и Т. Корн. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Издательство «наука». Главная редакция физико-математической литературы. Москва 1973. с. 610-611.

49. Гаек Я, Шидак 3. Теория ранговых критериев. М.: Наука, 1971. - 376 с.

50. Большев JI.H., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: ВЦ АН СССР, 1968. - с. 474.

51. Холлендер М, Вулф Д.А. Непараметрические методы статистики. М.: Финансы и статистика, 1983. - с. 518.

52. К. JL Бранли "Статистическая теория и методология в науке и технике" издательство "наука" М.1977 г.- с. 233.

53. А. Солонина, Д. Улахович, JI. Яковлев. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 464 е.: ил.57. http://www.dolby.com/

54. Cravotta R. DSP Directory 2001/EDN Magazine. Issue of EDN, 2001, March 29.

55. Корнеев В. В. Кисилев А. Б. Современные микропроцессоры. — М.: НОЛИДЖ, 1998.

56. Джон Уоткинсон. Пособие для инженеров по сжатию цифровых потоков. Пособие фирмы Snell & Wilcox Ltd. Дурфорд Милл, Петерсфилд, XeMnuiHp-GU13 5AZ. Великобритания.

57. Толковый словарь по вычислительным системам/Под ред. В. Иллигуорта и др.: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1989.

58. Eyre J., Bier J. the Evolution of DSP Processor/IEEE Signal Processing magazine, 2000, March.

59. А. Солонина, Д. Улахович, JI. Яковлев. Цифровые процессоры обработки сигналов фирмы Motorola. СПБ.: БХВ-Петербург, 2000

60. Куприянов М. С. Матюшкин Б. Д., цифровая обработка сигналов. — СПБ.: Политехника, 1998.65.http://e-www.motorola.com/webapp/sps/site/application. j sp?nodeId=04PB Yk2GFkfG51

61. DSP AUDEVMEBUM/D. Revision 1, January 2003.