MP3宽带音频解码关键技术的研究与实现

摘   要

MP3音乐是目前广为流行的数字音乐形式，它能够在音质丢失很小的情况下把文件压缩到更小的程度。由于MP3具有高压缩比、音质优美、便于携带等优点，所以研究和实现MP3音频数据解码技术，也就具有极为重要的意义。

通过对MPEG-1 Audio 压缩编码标准和基于心理声学模型的音频数据压缩原理的研究，了解和掌握MP3音频数据格式的特点。本次设计是在Visual C++ 6.0的编程环境下完成的。基于对MP3音频数据文件的研究，实现了合成子带滤波器和逆改进型离散余弦变换等关键模块的设计。并且在此基础上，实现了对MP3音频文件的解码工作，完成了帧头信息的输出功能和PCM文件的存储功能。

论文介绍了MP3音频文件编解码的一些关键技术，并且根据这些技术，利用面向对象的编程方法实现了MP3音频文件的解码。

关键词：MP3解码，心理声学模型，逆改进型离散余弦变换，子带滤波器 

目   录

第一章 绪论 1

1.1课题的研究背景及意义 1

1.2研究课题的来源及所要完成的任务 1

1.3文章的结构 2

第二章 MP3压缩技术综述 3

2.1 MPEG-1音频标准简介 3

2.1.1 MPEG-1音频标准特点 3

2.1.2 MPEG-1声音的性能指标 4

2.2 心理声学模型 4

2.2.1基本概念 4

2.2.2心理声学模型的应用 7

2.3 子带滤波器组 8

2.4 改进型离散余弦变换（MDCT） 10

2.5 量化与熵编码 12

第三章 MP3音频数据格式研究 13

3.1 MP3音频数据帧头格式 13

3.2 MP3比特流 14

3.3旁信息 14

3.4 ID3信息 15

第四章 MP3音频解码设计与实现 16

4.1 MP3音频解码分析与整体设计 16

4.1.1 MP3音频解码器的结构 16

4.1.2 MP3音频解码的工作流程 16

4.2 MP3音频解码的模块开发与实现 18

4.2.1头信息和主信息读取以及头信息输出 18

4.2.2获取比例因子 19

4.2.3 Huffman解码 20

4.2.4逆量化处理 22

4.2.5立体声处理 23

4.2.6 IMDCT 25

4.2.7子带合成滤波器 27

4.2.8其它部分 28

第五章 总结与展望 31

5.1实验结果 31

5.2程序的性能分析评估 31

5.3音频格式发展展望 32

5.4结束语 32

致   谢 34

参考文献 35

附   录 36