Phương pháp mã hoá và nén âm thanh theo chuẩn Mpeg

Công nghệ thông tin là ngành công nghiệp mũi nhọn của thế giới nói chung và của việt nam nói riêng, nó đã phát triển mạnh mẽ không ngừng trong những năm gần đây. Khi đời sống được nâng lên khoa học kỹ thuật phát triển nhu cầu về giải trí cũng đa dạng lên, các loại hình giải trí không ngừng gia tăng và ngày càng phong phú, đa dạng các loại hình giải trí như: trò chơi điện tử, nghe nhạc xem phim, xem ca nhạc(video), và đặc biệt là những trong chơi dạng không gian ba chiều. Sự phát triển ồ ạt này đã dẫn tới ngành công nghệ phần cứng đã không thể đáp ứng được những đòi hỏi về lưu trữ, đồng hành với sự phát triển này là mạng máy tính đó chính là Internet ngày càng phát triển số lượng người tham gia truy cập ngày càng lớn và nhu cầu của họ thì ngày càng phong phú và đa dạng về tất cả các loại hình nói trên. Do đó tốc độ truy cập, tốc độ truyền tải trên mạng được quan tâm hơn để cho người dùng không phải sốt ruột ngồi chờ những trang web mà mình truy cập, họ không phải bực mình khi download những file âm thanh và những bài hát mà họ ưa thích vì đường truyền quá chậm trong khi công nghệ phần cứng đã phát triển mạnh.

Chính vì vậy các nhà nghiên cứu phần mềm đã chú ý đến việc phát triển phần mềm để hỗ trợ phần cứng. Họ đã tạo ra những chương trình phần mềm hỗ trợ tích cực phần cứng, từ đó đã ra đời những phần mềm nén âm thanh, hình ảnh, nén video, tách âm thanh từ những file video…để tạo ra những dạng âm thanh, hình ảnh, video như mindi, mpeg, mp3, mp4… những file ảnh dạng gif, jpeg…với dung lượng lưu trữ vô cùng nhỏ mặc dù chất lượng có giảm đi đôi chút nhưng không đáng kể so với những gì nó đạt được để truyền tải, truy cập nhanh hơn.

NỘI DUNG:

PHẦN I . LÝ THUYẾT ......................................................................................... 4

CHƯƠNG 1. CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ÂM THANH ............................ 5
I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN - SÓNG CƠ ................................................... 6
1.1. Sự hình thành sóng trong môi trường đàn hồi ................................. 6
1.2. Các đặc trưng của sóng. ...................................................................... 7
1.3. Phương trình sóng. ............................................................................... 8
II. SÓNG ÂM VÀ ĐẶC TÍNH ÂM THANH. ...................................................... 8
2.1 Dao động âm và sự truyền dao động. ................................................. 8
2.2 Đơn vò vật lý của âm thanh. ................................................................. 9
2.3. Đặc tính sinh lý về sự cảm thụ âm. .................................................... 12
CHƯƠNG 2. WAVE FILE...................................................................................... 16
I. MULTIMEDIA WINDOWS. ............................................................................. 16
II. CẤU TRÚC WAVE FILE. ................................................................................ 17
2.1 RIFF file. ................................................................................................ 17

2.2 Cấu trúc File Wave. .............................................................................. 17
III. ĐỌC RIFF FILES ............................................................................................. 21
CHƯƠNG 3. LÝ THUYẾT XỬ LÝ TÍN HIỆU SỐ ............................................. 25
I. TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG RỜI RẠC ............................................................. 25
1. Giới thiệu .................................................................................................... 25
2. Đáp ứng xung trong hệ TTBB ................................................................. 25
3. Tính chất của tổng chập của hệ TTBB .................................................. 26
4. Hệ nhân quả ............................................................................................... 27
5. Tính ổn đònh ............................................................................................... 27
6. Phương trình sai phân tuyến tính hệ số hằng ........................................ 28
7. Biểu diễn các hệ rời rạc trong miền tần số ........................................... 28
8. Đònh lý lấy mẫu Shannon ......................................................................... 30
II. PHÉP BIẾN ĐỔI FOURIER RỜI RẠC ........................................................ 30
1. Chuỗi Fourier rời rạc của tín hiệu rời rạc tuần hoàn ......................... 30
2. Biến đổi Fourier rời rạc của tín hiệu có độ dài hữu hạn ............................... 31
3. Phép biến đổi nhanh Fourier (FFT) ................................................................. 32
CHƯƠNG 4. GIỚI THIỆU VỀ MPEG. ................................................................ 33
I. GIỚI THIỆU. ...................................................................................................... 33
1. MPEG là gì? .............................................................................................. 33
2. So sánh các chuẩn MPEG ........................................................................ 33
3. m thanh MPEG ...................................................................................... 34
4. Các khái niệm cơ bản ............................................................................... 35
5. Hoạt động ................................................................................................... 38
II. CÁC KHÁI NIỆM TRONG ÂM THANH MPEG ........................................ 40
1. Lược đồ mã hóa Perceptual Sub-band ................................................... 40
2. Giải thích hiệu qủa che (masking efficiency) ........................................ 41
THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Khoa CNTT – ĐHBKHN GVHD thầy: Dư Thanh Bình
SVTH: Đỗ Văn Tuấn Trang 2
3. Các lớp của âm thanh MPEG ................................................................... 43
III. CÁC THÔNG SỐ. ............................................................................................. 45
CHƯƠNG 5. CÁC GIẢI THUẬT NÉN ÂM THANH ........................................ 50
I. LÝ THUYẾT THÔNG TIN ............................................................................... 50
II. CÁC GIẢI THUẬT NÉN KHÔNG CÓ TỔN THẤT .................................... 51
1. Mã hóa Huffman ....................................................................................... 51
2. Mã hóa Huffman sửa đổi .......................................................................... 53
3. Mã hóa số học ............................................................................................ 54
4. Giải thuật Lempel-Ziv-Welch (LZW) .................................................... 55
III. CÁC GIẢI THUẬT NÉN CÓ TỔN THẤT .................................................. 57
1. Các phương pháp nén âm thanh đơn giản ............................................. 57
2. Nén âm thanh dùng mô hình âm tâm lý................................................. 57
3. Nén âm thanh theo chuẩn MPEG ........................................................... 58

PHẦN II. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH............................................................. 60
CHƯƠNG 6. LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU ....................61

I. SƠ ĐỒ KHỐI. .......................................................................................................61
II. CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ ĐỊNH NGHĨA .....................................................62
A. CẤU TRÚC DỮ LIỆU ......................................................................................62
1. Các cấu trúc về file ..................................................................................62
2. Các cấu trúc về dòng bít dữ liệu ............................................................63
3. Các cấu trúc để đònh dạng dòng bít dữ liệu .........................................63
4. Các cấu trúc huffmancodetab. ...............................................................67
5. Các cấu trúc tính MDCT ........................................................................67
6. Các cấu trúc scalefac_struct ..................................................................67
B. CÁC ĐỊNH NGHĨA ...........................................................................................68
1. Các đònh nghóa dùng trong truy xuất dữ liệu .......................................68
2. Các đònh nghóa dùng trong tính toán FFT ............................................68
3. Các đònh nghóa dùng trong đònh dạng dòng dữ liệu ............................68
4. Các đònh nghóa dùng trong bộ mã hoá Huffman .................................68
5. Các đònh nghóa dùng trong phân tích dữ liệu .......................................69
6. Các đònh nghóa dùng trong mô hình âm tâm lý....................................69
7. Các đònh nghóa dùng trong truy xuất nhập dữ liệu .............................69
8. Các đònh nghóa dùng trong cấu trúc file Wave và file Mpeg .............69
III. LƯU ĐỒ .............................................................................................................71
CHƯƠNG 7: GIAO DIỆN VÀ THUYẾT MINH CHƯƠNG TRÌNH ................75
I. GIỚI THIỆU .......................................................................................................75
II. GIAO DIỆN .........................................................................................................75
III.CHƯƠNG TRÌNH ..............................................................................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................87

LINK DOWNLOAD