1
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP Ñeà taøi NEÙN
AÂM THANH FILE .WAV THEO CHUAÅN MPEG
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA HAØ NOÄI TRÖÔØNG
ÑAÏI HOÏC THUYÛ SAÛN KHOA COÂNG NGHEÄ THOÂNG TIN

• Giaùo vieân höôùng daãn TS Dö Thanh Bình
• Sinh vieân thöïc hieän Ñoã Vaên Tuaán

2
PHAÀN I LYÙ
THUYEÁT CHÖÔNG1 CAÙC KIEÁN THÖÙC CÔ BAÛN
VEÀ AÂM THANH I SOÙNG AÂM
CHÖÔNG 2 WAVE FILE I CAÁU TRUÙC WAVE
FILE CHÖÔNG 3 LYÙ THUYEÁT XÖÛ LYÙ TÍN
HIEÄU SOÁ I PHEÙP BIEÁN ÑOÅI FOURIER
RÔØI RAÏC CHÖÔNG 4 GIÔÙI THIEÄU VEÀ
MPEG I CAÙC KHAÙI NIEÄM TRONG AÂM
THANH MPEG II CAÙC THOÂNG SOÁ
CHÖÔNG 5 CAÙC GIAÛI THUAÄT NEÙN AÂM THANH
I CAÙC GIAÛI THUAÄT NEÙN KHOÂNG COÙ TOÅN
THAÁT II CAÙC GIAÛI THUAÄT NEÙN
COÙ TOÅN THAÁT
PHAÀN II THIEÁT KEÁ CHÖÔNG TRÌNH CHÖÔNG 6
SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA GIAÛI THUAÄT I SÔ
ÑOÀ KHOÁI CHÖÔNG 7 GIAO DIEÄN VAØ THUYEÁT
MINH CHÖÔNG TRÌNH I GIAO DIEÄN
II KEÁT LUAÄN VAØ HÖÔÙNG PHAÙT TRIEÅN
ÑEÀ TAØI
3
Soùng aâm. ? Soùng aâm laø moät loaïi soùng cô
coù bieân ñoä dao ñoäng nhoû maø thính giaùc
nhaän bieát ñöôïc. Thí duï dao ñoäng phaùt ra töø
daây ñaøn, maët troáng.. ñang rung ñoäng. ?
Trong khoâng khí cuõng nhö trong moïi chaát khí
khaùc, nhöõng dao ñoäng truyeàn ñi döôùi daïng
soùng doïc, khi ñeán tai ngöôøi nhöõng dao ñoäng
coù taàn soá töø 16 ñeán 20000 Hz seõ gaây caûm
giaùc ñaëc bieät veà aâm.? Caùc dao ñoäng ñaøn
hoài coù taàn soá fgt20.000 Hz laø soùng sieâu
aâm.? Caùc dao ñoäng ñaøn hoài coù taàn soá flt16
Hz laø soùng haï aâm.? Moãi aâm coù moät taàn
soá rieâng, ñôn vò cuûa taàn soá laø heùc (Hz)
vôùi ñònh nghóaHeùc laø taàn soá cuûa moät quùa
trình dao ñoäng aâm trong ñoù moãi giaây thöïc
hieän ñöôïc moät dao ñoäng. 1 Heùc (Hz) 1 dao
ñoäng / 1 giaây.
4
Caáu truùc cuûa Wave File nhö sau
typedef struct WORD wFormatTag
WORD nChannels
DWORD nSamplesPerSec DWORD
nAvgBytesPerSec WORD
nBlockAlign WAVEFORMAT
5
Bieán ñoåi Fourier cuûa tín hieäu rôøi raïc

• ? Bieán ñoåi Fourier cuûa daõy rôøi raïc.
• ? Ñoái vôùi tín hieäu tuaàn hoaøn.
• 
  
• ? Pheùp bieán ñoåi Fourier thuaän.
• ? Pheùp bieán ñoåi Fourier nghòch.
  
• ? Pheùp bieán ñoåi nhanh Fourier(FFT).

6
Caùc khaùi nieäm trong aâm thanh MPEG.?
Hieäu öùng che (masking) noùi ñôn giaûn laø aâm
lôùn aùt aâm beù, aâm maïnh aùt aâm yeáu. ?
Ngöôõng nghe vaø möùc nhaïy caûm. Ngöôõng nghe
laø möùc maø döôùi noù 1 aâm thanh khoâng theå
nghe ñöôïc. Haàu heát moïi ngöôøi ñeàu nhaïy caûm
ôû möùc 2 ñeán 5 kHz. Moät ngöôøi coù nghe ñöôïc
aâm thanh hay khoâng tuøy thuoäc vaøo taàn soá
cuûa aâm vaø ñoä to cuûa aâm ñoù ôû treân hay
döôùi ngöôõng nghe taïi taàn soá ñoù. Tai nhaïy
caûm ôû möùc 2 ñeán 5 kHz . ? Che taàn soá
(Frequency Masking) ? Che nhaát thôøi. (che
thôøi gian)
7
Löôïc ñoà maõ hoùa Perceptual Subband.
8
Caùc thoâng soá?
Chuaån MPEG cho pheùp ta choïn löïa caùc thoâng
soá cho vieäc neùn aâm thanh toát nhaát phuø hôïp
vôùi öùng duïng maø ta söû duïng. ? Löôïc ñoà maõ
hoùa cho caùc loaïi laø toång quaùt. Caùc thoâng
soá coù theå choïn löïa trong boä maõ hoùa MPEG
bao goàm Mode, Sampling frequency, bitrate, vaø
Layer.
9
Caùc giaûi thuaät neùn khoâng coù toån
thaát 1. Maõ hoùa Huffman.? Khôûi taïo ñöa
taát caû caùc node vaøo danh saùch OPEN theo thöù
töï taïi moïi thôøi ñieåm. ? Laëp laïi cho ñeán
khi danh saùch OPEN chæ coøn moät node beân traùi
nhö sau ? Töø danh saùch OPEN, choïn hai node
coù xaùc suaát thaáp nhaát, taïo node cha cho
chuùng. Gaùn toång caùc xaùc suaát cho node cha
vaø ñöa node cha vaøo danh saùch OPEN. Gaùn caùc
maõ 0,1 vaøo caùc nhaùnh cuûa caây, xoùa caùc
node con khoûi danh saùch OPEN.
10
2. Maõ Huffman söûa ñoåi.
Boä maõ hoùa Initialize_model() while ((c getc
(input)) ! eof) encode(c,
output) update_model(c)
Boä giaûi maõ Initialize_model() while ((c
decode (input)) ! eof) putc(c,
output) update_model(c)
11
3. Maõ hoùa soá hoïc. ? YÙ töôûng giaû söû maãu
töï laø X,Y vaø P(X) 2/3 P(Y)
1/3.? Neáu ta chæ quan taâm vôùi chieàu daøi maõ
hoùa laø 2 thoâng ñieäp, thì ta coù theå aùnh xaï
taát caû thoâng ñieäp coù theå coù vaøo nhöõng
ñoaïn trong phaïm vi 0..1? Ñeå maõ hoùa
thoâng ñieäp, chæ duøng vöøa ñuû soá bit caàn
thieát cho moãi ñoaïn.? Töông töï, ta coù theå
aùnh xaï taát caû chieàu daøi 3 thoâng ñieäp vaøo
caùc ñoaïn trong 0..1.? Noùi chung, soá bit
ñöôïc xaùc ñònh baèng kích thöôùc cuûa ñoaïn.
12
4. Giaûi thuaät Lempel-Ziv-Welch(LZW). ? Giaû
söû chuùng ta muoán maõ hoùa cho moät cuoán töø
ñieån Tieáng Anh 159,000 töø. Nhö vaäy moãi töø
caàn 18 bit ñeå maõ hoùa.? NhöôïcDuøng quùa
nhieàu bit. Chæ laøm vieäc cho kyù töï tieáng
Anh.? Giaûi phaùpCaàn phaûi tìm moät caùch maõ
hoùa cuoán töø ñieån cho thích hôïp.? Giaûi
thuaät
w NIL while (read a character k) if
wk exists in the dictionary w wk
else add wk to the dictionary
output the code for w w k

13
Caùc giaûi thuaät neùn coù toån
thaát.1. Caùc phöông phaùp neùn aâm thanh ñôn
giaûn? Neùn silence doø caùc khoaûng yeân
laëng, gioáng nhö maõ hoaù run-length.? LPC
(Linear Predictive Coding).? CELP (Code Excited
Linear Predictor). 2. Neùn aâm thanh duøng moâ
hình aââm - taâm lyù.a. Heä thoáng nghe vaø
phaùt aâm cuûa con ngöôøi.? Phaïm vi nghe ñöôïc
töø 20 Hz ñeán 20 kHz, nhaïy caûm ôû 2- 5kHz.?
Phaïm vi phaùt aâm bình thöôøng töø 500 Hz ñeán 2
kHz.b. Che taàn soá (Frequency
masking)?Ngöôõng che (Threshold masking)sinh
ra töø hieäu öùng che, moãi aâm vôùi moät taàn
soá vaø möùc to (dB) xaùc ñònh seõ coù moät
ngöôõng che c. Baêng giôùi haïn? Baêng giôùi
haïn coù ñoä roäng laø 100Hz ñoái vôùi caùc taàn
soá che lt 500Hz, vaø caøng taêng leân ñoái vôùi
caùc taàn soá gt500Hz.d. Che nhaát thôøi
(Temporal masking) che theo thôøi gian.
14
3. Giaûi thuaät Neùn aâm thanh MPEG.? Duøng boä
loïc thoâng ñeå chia tín hieäu aâm thanh thaønh
caùc sub-band theo taàn soá, töông öùng vôùi 32
baêng giôùi haïn ? loïc sub-band.? Xaùc ñònh soá
löôïng che cuûa moãi band gaây bôûi caùc band
laân caän baèng caùc keát quûa böôùc 1 ? moâ hình
aâm - taâm lyù.? Neáu möùc to cuûa moät baêng
maø nhoû hôn ngöôõng che thì khoâng maõ hoùa
noù.? Ngöôïc laïi, xaùc ñònh soá bit caàn thieát
ñeå maõ hoùa sao cho nhieãu sinh ra bôûi vieäc
löôïng töû hoùa naøy thaáp hôn ñöôøng cong che.?
Ñònh daïng doøng döõ lieäu bit
15
SÔ ÑOÀ KHOÁI.
16
Giao dieän chöông trình
17
KEÁT QUAÛ ÑAÏT ÑÖÔÏC Ñoà aùn toát nghieäp ñaõ
hoaøn thaønh caùc nhieäm vuï ñeà ra trong phaïm
vi cho pheùp. Do ñieàu kieän veà thôøi gian cuõng
nhö trình ñoä coøn haïn cheá neân ñoà aùn naøy
döøng laïi ôû möùc nghieân cöùu moät soá phöông
phaùp neùn aâm thanh. Treân cô sôû ñoù xaây döïng
phaàn meàm thöû nghieäm neùn aâm thanh theo
chuaån MPEG_I layer3. Maët khaùc, do môùi chæ
ñaùnh giaù aâm thanh theo phöông phaùp chuû quan
neân chaát löôïng aâm thanh sau khi neùn chöa
ñöôïc nhö mong muoán. Theá nhöng nhöõng gì ñaït
ñöôïc trong ñoà aùn naøy chuû yeáu laø nhaèm
giuùp em coù theå naém baét ñöôïc vöõng hôn veà
maët lyù thuyeát.Caùc keát quaû naøy raát quan
troïng vaø höõu ích cho moïi hoaït ñoäng nghieân
cöùu sau naøy. Höôùng phaùt trieån Töø nhöõng
keát quaû ñaït ñöôïc laø cô sôû ñeå em nghieân
cöùu tieáp vaø aùp duïng khoâng chæ neùn aâm
thanh maø coøn öùng duïng ñeå neùn nhieàu daïng
döõ lieäu khaùc. Cuoái cuøng em xin baøy toû
loøng bieát ôn saâu saéc ñeán Thaày giaùo TS Dö
Thanh Bình vaø caùc thaày coâ trong khoa
CNTT-ÑHBKHN vaø ÑHTS ñaõ höôùng daãn vaø giuùp
ñôõ taän tình ñeå em hoaøn thaønh ñeà taøi naøy.