專利名稱：一種網(wǎng)絡電視平臺mpeg音頻多相合成濾波方法
技術領域：
本發(fā)明涉及嵌入式平臺網(wǎng)絡電視及機頂盒領域，更具體地說，涉及一種網(wǎng)絡電視 平臺MPEG音頻多相合成濾波方法。
背景技術：
在諸如網(wǎng)絡電視、MP3播放器或機頂盒等多媒體IT產品中，音視頻編解碼技術是 這些產品的的靈魂，好的音視頻編解碼技術可以以最小的代價給消費者帶來更完美的視聽 體驗。其中，在音頻領域MPEG (Moving Pictures ExpertsGroup，動態(tài)圖像專家組)技術是 目前廣泛應用的一項編解碼技術。MPEG音頻解碼的最后一步為多相合成濾波，其目的是將 頻域信號轉化為時域信號輸出。這一步需要進行大量浮點乘法運算，包括將MPEG音頻的輸 入序列的N個浮點數(shù)進行離散余弦變換以獲得輸出序列的2N個值的步驟。然而，目前上述步驟是結合IS0/IEC11172-3多相合成濾波的原理描述實現(xiàn)，沒有 經過任何優(yōu)化，浮點乘法運算次數(shù)高，解碼效率低。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有多相合成濾波方法的上述運算次數(shù)高而 解碼效率低的缺陷，提供一種網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻 多相合成濾波方法，能夠快速地對MPEG音頻的輸入序列的N個浮點數(shù)進行離散余弦變換以 獲得輸出序列的2N個值從而將頻域信號轉化為時域信號輸出。本發(fā)明提供了一種網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，用于將網(wǎng)絡電視 平臺MPEG音頻的頻域信號轉換為時域信號輸出，包括將MPEG音頻的輸入序列的N個浮點 數(shù)進行離散余弦變換以獲得輸出序列的2N個值的步驟，其中，上述步驟進一步包括以下步 驟Si)獲取N個點的DCT-II值；S2)利用余弦函數(shù)的周期性和對稱性獲取這N個點的DCT值；S3)將上述N個點的DCT值作為輸出序列的2N個值輸出。在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法中，所述步驟Si)進一 步包括以下步驟Sll)獲取 N/2 個點的 DCT-II 值；S12)由上述N/2個點的DCT-II值獲得N個點中偶數(shù)項點的DCT-II值；S13)由上述N/2個點的DCT-II值獲得N個點中奇數(shù)項點的DCT-II值。在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法中，所述步驟Sll)進 一步包括以下步驟Sl 11)將N/2個點DCT-II值分解為N/4個點，來獲取N/2個點的DCT-II值；Sl 12)重復步驟Sl 11)的分解過程，直至N為2。
在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法中，所述N為32。本發(fā)明還提供了一種網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，用于將網(wǎng)絡電 視平臺MPEG音頻的頻域信號轉換為時域信號輸出，包括將MPEG音頻的輸入序列的32個浮 點數(shù)進行離散余弦變換以獲得輸出序列的64個值的步驟，其中，上述步驟進一步包括以下 步驟Si)獲取32個點的DCT-II值；S2)利用余弦函數(shù)的周期性和對稱性獲取這32個點的DCT值；S3)將上述32個點的DCT值作為輸出序列的64個值輸出。在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法中，所述步驟Si)進一 步包括以下步驟Sll)獲取 16 個點的 DCT-II 值；S12)由上述16個點的DCT-II值獲得32個點中偶數(shù)項點的DCT-II值；S13)由上述16個點的DCT-II值獲得32個點中奇數(shù)項點的DCT-II值。在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法中，所述步驟Sll)進 一步包括以下步驟Sl 11)將16個點的DCT-II值分解為8個點，來獲取16個點的DCT-II值；Sl 12)重復步驟Sl 11)的分解過程，直至分解為2個點。實施本發(fā)明的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，具有以下有益效果本 發(fā)明能夠快速地將頻域信號轉化為時域信號輸出，與現(xiàn)有方法相比其浮點乘法運算次數(shù)降 低，解碼效率高，明顯改善了 MPEG技術的執(zhí)行效率。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例中網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法的流程 圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例中網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法的具體流 程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。本發(fā)明提供的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法用于將網(wǎng)絡電視平臺 MPEG音頻的頻域信號轉換為時域信號輸出。該方法包括將MPEG音頻的輸入序列的N個浮 點數(shù)進行離散余弦變換以獲得輸出序列的2N個值的步驟。其中，N為正整數(shù)。在現(xiàn)有的應 用中，N為32，即將MPEG音頻的輸入序列的32個浮點數(shù)進行離散余弦變換以獲得輸出序列 的64個值。請參閱圖1，為本發(fā)明優(yōu)選實施例中網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法的 流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的方法中將MPEG音頻的輸入序列的N個浮點數(shù)進行離散余弦 變換以獲得輸出序列的2N個值的步驟進一步包括以下步驟
首先在步驟Sl中，獲取N個點的DCT-II值；隨后在步驟S2中，利用余弦函數(shù)的周期性和對稱性獲取這N個點的DCT(Discrete Cosine^Transform，離散余弦變換)值；最后在步驟S3中，將上述獲得的N個點的DCT值作為輸出序列的2N個值輸出。請參閱圖2，為本發(fā)明優(yōu)選實施例中網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法的 具體流程圖。即圖1中步驟S 1進一步包括以下步驟首先在步驟Sll中，先獲取N/2個點的DCT-II值；隨后在步驟S12中，由上述N/2個點的DCT-II值獲得N個點中偶數(shù)項點的DCT-II 值；最后在步驟S13中，由上述N/2個點的DCT-II值獲得N個點中奇數(shù)項點的DCT-II值。而上述步驟Sll獲取N/2個點的DCT-II值的步驟進一步包括以下步驟在步驟Slll中將N/2個點DCT-II值分解為N/4個點，來獲取N/2個點的DCT-II 值；隨后再將N/4個點的DCT-II值分解為N/8個點，這樣遞歸地進行下去，不斷重復 該分解過程，直至直至N為2。下面對本發(fā)明網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法進行分析。首先，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法中，是結合ISO/ IEC11172-3來實現(xiàn)將MPEG音頻的輸入序列的32個浮點數(shù)進行離散余弦變換以獲得輸出序 列的64個值的。根據(jù)IS0/IEC 11172-3 ANNEX-A Figure3_A. 3 (以下簡稱為標準)給出的 算法，經過5個步驟將輸入序列X
的32個浮點數(shù)變換為32個PCM樣本值輸出。以 下是標準中給出的5個步驟①Shift 64 to 1024 FIFOfor i = 64 to 1023V[i] = V[i-64]② Calculate 64 values V[i]by matrixingfor i = 0 to 63for k = 0 to 31V[i]+ = C[i] [k]*X[k]其中C[i] [k] = cos[(16+i) (2k+l) π /64]③Building a 512 values vector Ufor i = 0 to 7for j = 0 to 31U[64*i+j]+ = V[128*i+j]U[64*i+32+j]+ = V[128*i+96+j]④ Multiply U vector by D windowfor j = 0 to 511W[i] = U[i]*D[i]其中D[i]見 IS0/IEC 11172-3，Table 3_B. 3.
⑤ Calculating 32 Samplesfor i = 0 to 31Si = 0for j = 0 to 15Si+ = W[i+32*j]//Output PCM Sample =PCMi = Si*32768 在標準中給出的算法中，第②步為DCT (32 — 64)運算，將輸入序列的32個值X [k] 變換為輸出序列的64個值V[i]，直接運算共64*32 =沈48次浮點乘法。本發(fā)明提供的方 法是針對如何改進該步驟的執(zhí)行效率而進行的。主要分為以下三個階段。在第一階段中分解為步驟Si、步驟S2和步驟S3，是利用32點DCT-II來代替 DCT (32 — 64)。由于余弦函數(shù)具有周期性和對稱性，所以DCT是具有周期性的，首先通過 DCT (32 — 32)得到輸出序列的32個值，由這32個值可以直接得到DCT (32 — 64)的64個 輸出值，具體方法如下//in[32], out[64]for(i = 0 ;i < 16 ；i++)out[i] = in[i+16]；out [16] = 0 ；for(i = 17 ;i < 48 ；i++)out[i] = -in[48-i]；for(i = 48 ;i < 64 ；i++)out[i] = -in[i-48]；這里的DCT (32 — 32)為 32 點 DCT-II 型。在第二階段中，對上述步驟Sl獲取N個點的DCT-II值進一步分解，并利用將N點 DCT-II值分解為N/2點DCT-II之和來實現(xiàn)。將V[i]序列分為偶數(shù)項(V[2i])和奇數(shù)項(V[2i+1])。V[i]序列的偶數(shù)項可以 由N/2點的DCT-II的輸出序列直接得到；DCT-IV輸出序列中的一個元素可以用DCT-II輸 出序列中的兩個連續(xù)元素之和表示。即V[i]序列的奇數(shù)項由N/2點的DCT-II的輸出序列 間接得到。在第三階段中，繼續(xù)將N/2點DCT-II再分解為兩個N/4點DCT-II，并將上述推導 過程遞歸地進行下去，直到N = 2。由此，可以獲得各點DCT-II的乘法次數(shù)如下N = 21次
N = 42+2 X 1 = 4 次
N = 84+2X4= 12 次
N = 168+2X12 = 32 次
N = 3216+2X32 = 80 次
由此可見，本發(fā)明能夠快速地將頻域信號轉化為時域信號輸出，與現(xiàn)有方法相比
其浮點乘法運算次數(shù)降低，解碼效率高，明顯改善了 MPEG技術的執(zhí)行效率。 本發(fā)明是根據(jù)特定實施例進行描述的，但本領域的技術人員應明白在不脫離本發(fā)明范圍時，可進行各種變化和等同替換。此外，為適應本發(fā)明技術的特定場合或材料，可對 本發(fā)明進行諸多修改而不脫離其保護范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實施例， 而包括所有落入到權利要求保護范圍的實施例。
權利要求
1.一種網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，用于將網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻的 頻域信號轉換為時域信號輸出，包括將MPEG音頻的輸入序列的N個浮點數(shù)進行離散余弦變 換以獲得輸出序列的2N個值的步驟，其特征在于，上述步驟進一步包括以下步驟51)獲取N個點的DCT-II值；52)利用余弦函數(shù)的周期性和對稱性獲取這N個點的DCT值；53)將上述N個點的DCT值作為輸出序列的2N個值輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，其特征在于，所 述步驟Si)進一步包括以下步驟511)獲取N/2個點的DCT-II值；512)由上述N/2個點的DCT-II值獲得N個點中偶數(shù)項點的DCT-II值；513)由上述N/2個點的DCT-II值獲得N個點中奇數(shù)項點的DCT-II值。
3.根據(jù)權利要求2所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，其特征在于，所 述步驟Sll)進一步包括以下步驟Sl 11)將N/2個點DCT-II值分解為N/4個點，來獲取N/2個點的DCT-II值；S112)重復步驟S111)的分解過程，直至N為2。
4.根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法， 其特征在于，所述N為32。
5.一種網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，用于將網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻的 頻域信號轉換為時域信號輸出，包括將MPEG音頻的輸入序列的32個浮點數(shù)進行離散余弦 變換以獲得輸出序列的64個值的步驟，其特征在于，上述步驟進一步包括以下步驟51)獲取32個點的DCT-II值;52)利用余弦函數(shù)的周期性和對稱性獲取這32個點的DCT值；53)將上述32個點的DCT值作為輸出序列的64個值輸出。
6.根據(jù)權利要求5所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，其特征在于，所 述步驟Si)進一步包括以下步驟511)獲取16個點的DCT-II值；512)由上述16個點的DCT-II值獲得32個點中偶數(shù)項點的DCT-II值；513)由上述16個點的DCT-II值獲得32個點中奇數(shù)項點的DCT-II值。
7.根據(jù)權利要求6所述的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，其特征在于，所 述步驟Sll)進一步包括以下步驟Sl 11)將16個點的DCT-II值分解為8個點，來獲取16個點的DCT-II值；Sl 12)重復步驟Sl 11)的分解過程，直至分解為2個點。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，用于將網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻的頻域信號轉換為時域信號輸出，包括將MPEG音頻的輸入序列的N個浮點數(shù)進行離散余弦變換以獲得輸出序列的2N個值的步驟，其中，上述步驟進一步包括以下步驟S1)獲取N個點的DCT-II值；S2)利用余弦函數(shù)的周期性和對稱性獲取這N個點的DCT值；S3)將上述N個點的DCT值作為輸出序列的2N個值輸出。實施本發(fā)明的網(wǎng)絡電視平臺MPEG音頻多相合成濾波方法，能夠快速地將頻域信號轉化為時域信號輸出，與現(xiàn)有方法相比其浮點乘法運算次數(shù)降低，解碼效率高，明顯改善了MPEG技術的執(zhí)行效率。
文檔編號G10L19/00GK102104776SQ20091018911
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權日2009年12月21日
發(fā)明者王叢華 申請人:康佳集團股份有限公司