Codificaci

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Codificación de audio digital MPEG

• Asunción Moreno
• Universidad Politécnica de Cataluña

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Indice

• Introducción
• Factores clave en codificación de audio
• MPEG 1 Codificación de audio
• MPEG 2 Codificación de audio multicanal
• MPEG 4 Audio en multimedia

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Anchos de banda en voz y audio
4
Velocidad de señalización en PCM
5
Velocidad en CD y DAT estéreo
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Reducción de velocidad de señalización. Motivación

• Minimizar costes de transmisión
• Coste de almacenamiento eficiente
• Transmisión por canales de capacidad limitada
• Codificación de velocidad variable

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Reducción del bit rate Requisitos

• Calidad de la señal reconstruida
• Robustez a variaciones en espectro y niveles
• Integridad espacial
• Robustez frente a errores de canal y pérdidas de
  paquetes
• Baja complejidad y consumo

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Reducción del bit rate

• Predicción lineal
• Codificación subbandas
• Codificación por transformada
• V Q
• Codificadores entrópicos
• Voz 0,5 - 1 b/muestra
• Audio 1 - 2 b/muestra

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Sistemas MPEG

• MPEG-1 (IS11172) 256 Kb/s dos canales
• MPEG-2 (IS13818)
• Multicanal 2-5
• Estéreo hasta 64Kb/s
• Codificación de Audio Avanzada
• MPEG-4
• Orientado a aplicaciones
• Móviles
• Multimedia
• Multitecnología

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Tecnologías clave en codificación de audio

• Enmascaramiento auditivo
• Codificación perceptual
• Codificación en el dominio frecuencial
• Conmutación de ventanas
• Asignación dinámica de bits

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El oído
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Bandas críticas

• El sistema auditivo se puede describir como un
  banco de filtros paso banda.
• La banda de paso aumenta con la frecuencia
  central del filtro

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Enmascaramiento Simultáneo
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Relación ruido a máscara (NMR)

• SNR(m) SNR con m bits
• NMR (m) SMR - SNR(m) en dB

El ruido de cuantificación no es audible en una
banda crítica si NMR(m) es negativa!
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Enmascaramiento Temporal
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Codificación perceptual

• Alta velocidad Forma de onda
• Baja velocidad Producción
• Percepción
• Objetivos
• Eliminar redundancia Correlación
• Eliminar señal irrelevante

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Codificador perceptual

• Técnicas de conformación de ruido
• Voz Filtrado
• Audio Enmascaramiento Simultáneo y Temporal

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Codificación en el dominio de la frecuencia

• Subbandas SBC M filtros contiguos
• decimación
• aliasing
• Transform Coding Transformadas de N puntos
• (ATC) Respuesta impulsional finita
• Efectos de bloques
• Sistemas híbridos
• Banco de filtros.....................Transformad
  as
• Bajo retardo............................Resoluci
  ón

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Conmutación de ventanas

• Aparición de pre-ecos (silencio - percusión)
• Problema SBC y ATC distribuyen el error
• Soluciónventanas de longitud variable

Original Reconstruida con N1024 Reconstruida con
N256
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Asignación dinámica de bits

• Asignación con adaptación al espectro
• Cálculo en base a la envolvente espectral
• Mejora la calidad perceptual