mpeg编码标准包括什么

MPEG音频编码标准是数字音频信号压缩的国际标准。它既可以应用于视听应用，也可以应用于纯音频应用，以低失真显著降低传输带宽和数据存储的要求。MPEG的第二阶段，标记为MPEG-II，旨在支持MPEG-I音频中列出的所有规范功能，并提供多声道和多语言音频的扩展功能，并将标准扩展到更低的采样频率和更低的比特率。

此外，音频编码之一，高级音频编码，是一个国际标准，首先在MPEG-II AAC中创建，是MPEG-IV通用音频编码的基础。

MPEG 解组过程：它包括一些主要的功能模块：侧信息的解码、重新量化和合成子带滤波器组。图 1 还显示了第 II 层应用中样品重新量化的进一步分解，其中去分组是一个基本组成部分。我们将在下面更详细地描述分组和取消分组过程。

在 MPEG 音频编码器中，给定位分配的步数，样本将被量化。Layer II 中的进一步压缩功能允许两个新的量化，即 5 级和 9 级。对于这些新的量化加上以前的 3 级量化，使用示例分组编码。如果需要分组，则三个连续的样本被编码为一个码字。

对于此三元组，仅传输一个值。对于 3 级、5 级和 9 级量化，三元组分别使用 5 位、7 位或 10 为码字进行编码。

在编码器中使用分组时，有必要通过在解码器中取消分组将组合的示例码字分离到几个单独的样本。去分组必须执行除法和模运算以分离三个单独的样品。此过程由 MPEG 标准算法定义，并在算法 1 中描述。在取消分组算法中，可以是 3、5 和 9。

提出的算法：MPEG标准中的去分组函数包括除法和模算术运算。与这些必需的算术运算的直接实现不同，我们的方法只需简单的加法和移位运算即可实现。我们进行数学推论，这意味着它是一个通用公式。

数据重新排序方案：基于前面的讨论，所提出的算法可以通过两个减法和一个加法来实现，并且在所有三种模式下。为了降低硬件成本，我们使用数据重新排序的概念来改变数据计算流。我们首先计算 和 和 关联的算术运算的操作数。事实上，加号的结果等于加号的结果 ，只是向右移动位。这意味着加号的算术运算是微不足道的，可以删除。

架构设计：在架构设计中，采用所提出的数据重排序方案算法。该设计的关键组件包括一个特殊加法器，两个减法器；和两个加法器。根据模式3中码字的最大数量范围，为.移位器采用位的右移位，从 获得另一个操作数。SpADD 生成 的 10 位和 的两个 10 位进位 。 是 4 位 LSB 的加法进位，是全位加法的进位。

这些部分结果被馈送到两个减法器中以生成。以下两个加法器的作用是纠正 和 进入 和 的实际结果。最后，操作数被反馈并锁存到输入寄存器中，以供下一个解分组周期使用。这种方法通过每个样品一个时钟周期实现固定通量。

它基本上由四个全加器和六个半加法器组成，具有纹波进位架构。的信号是表示为模式 1 中的附加操作数的进位。实现的电路是非流水线的。但是，可以通过在每个阶段添加寄存器来轻松流水线。此外，这种架构具有设计简单、成本低、效率要求高的优点。

建议的解分组架构作为具有VLSI技术细节的IP实现，并在表6中进行了总结。作为规则性和模块化的特点，我们的新颖设计只需要基于应用技术的527个门。它可以以大约 120 MHz 的频率运行，与 44.1 KHz 音频采样率的低工作频率相比，这是加速的许多倍。它还具有固定通量的优点，每个样品一个时钟周期。

为了更详细地反映我们的优势，构建了两个具有实际实现结果的参考设计，并在表7和表8中列出。我们使用相同的VLSI技术，通过简单的解决方案设计了解组。三种去分组模式下，生成32个表，表字大小分别为128、1024和7。从表3400的实现结果来看，包括存储元件和解码电路在内，门数总计超过6个。

虽然在整个解码过程中只占用很少的计算能力，但解分组过程是MPEG Layer II音频解码中必不可少的组成部分，尤其是在满足通用MPEG音频解码要求时。没有彻底考虑算法的简单设计会导致效率低下的结果。到目前为止，还没有开发专门的解分组算法和架构。我们提出了一种新的去分组算法，该算法仅依赖于使用加法和减法，而不是标准算法提供的除法和模算术运算。

它保持高效率而不会损失任何精度。所提出的设计没有任何乘法器、除法器和ROM表。此外，为了减少保存一个减法器的算术运算，构建了改进的数据重排序方案。基于我们的算法，我们提出了一种解分组架构，具有设计简单、成本低、对固定吞吐量要求高等优点。

与直接表查找或直接编程级解决方案等通用方法相比，我们的方法在物理门数或吞吐量方面都优于它们。它很容易应用，无需任何编程成本。VLSI实现结果表明，仅实现了527个门数。在SOC设计趋势中作为硬IP集成是合适的。