ПСИХОАКУСТИЧЕСКИ МОТИВИРОВАННОЕ ПОСТРОЕНИЕ СЛОВАРЯ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ФУНКЦИЙ УНИВЕРСАЛЬНОГО МАСШТАБИРУЕМОГО АУДИОКОДЕРА НА ОСНОВЕ РАЗРЕЖЕННОЙ АППРОКСИМАЦИИ
Аннотация
Рассматривается способ построения перцептуально-мотивированного словаря частотновременных функций на основе оптимизированного для фрейма входного сигнала пакетного дискретного вейвлет-преобразования и использования этого способа в универсальном масштабируемом аудиокодере реального времени. Показывается актуальность данной задачи, большое внимание уделяется психоакустическому моделированию. Описываются такие алгоритмы, как разреженная аппроксимация, перцептуальная адаптация дерева декомпозиции пакетного дискретного вейвлетпреобразования, а также схемы кодирования и декодирования входного сигнала. Приводятся результаты экспериментальных исследований разрабатываемого аудиокодера. Дается его сравнение с современными схемами сжатия звуковой информации, такими как Opus и Vorbis, на базе объективной оценки качества PEAQ – ODG.
Об авторах
В. Ю. Герасимович
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Минск, П. Бровки, 6
Беларусь
Минск, П. Бровки, 6
Ал. А. Петровский
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Минск, П. Бровки, 6
Беларусь
Минск, П. Бровки, 6
Список литературы
1. Mallat, S. Matching pursuit with time-frequency dictionaries / S. Mallat, Z. Zhang // IEEE Transactions on Signal Processing. – December, 1993. – Vol. 41, no. 12. – P. 3397–3415.
2. Petrovsky, Al. Hybrid signal decomposition based on instantaneous harmonic parameters and perceptually motivated wavelet packets for scalable audio coding / Al. Petrovsky, E. Azarov, A. Petrovsky // Elsevier, Signal Processing. Special «Issue Fourier Related Transforms for Non-Stationary Signals». – June 2011. – Vol. 91, iss. 6. – P. 1489–1504.
3. Ruiz Reyes, N. Adaptive signal modelling based on sparse approximations for scalable parametric audio coding / N. Ruiz-Reyes, P. Vera Candeas // IEEE Transactions on audio, speech and language processing. – 2010. – Vol. 18, iss. 3. – P. 447–460.
4. Chardon, G. Perceptual matching pursuit with Gabor dictionaries and Time-Frequency Masking / G. Chardon, T. Necciari, P. Balazs // ICASSP’2014. – Florence, Italy, 2014. – P. 3126–3130.
5. Ravelli, E. Union of MDCT bases for audio coding / E. Ravelli, G. Richard, L. Daudet // IEEE Transactions on audio, speech and language processing. – 2008. – Vol. 16, iss. 8. – P. 1361–1372.
6. Mallat, S.A. Wavelet Tour of Signal Processing. The Sparse Way; 3rd ed. / S.A. Mallat. – Burlington, MA : Academic Press, 2008. – 832 p.
7. Strang, H. Wavelets and Filter Banks / H. Strang, T. Nguyen. – Wellesley, MA : WellesleyCambridge Press, 1997. – 520 p.
8. Petrovsky, Al. Scalable parametric audio coder using sparse approximation with frame-toframe perceptually optimized wavelet packet based dictionary / Al. Petrovsky, V. Herasimovich, A. Petrovsky // AES 138th Convention. – Warsaw, Poland, 2015. – Paper 9264.
9. Анализаторы речевых и звуковых сигналов: методы, алгоритмы и практика (с MATLABпримерами) / под ред. А.А. Петровского. – Минск : Бестпринт, 2009. – 456 с.
10. Daubechies, I. Ten lectures on Wavelets / I. Daubechies. – Philadelphia, Pennsylvania : Society for industrial and applied mathematics, 1992. – 357 p.
11. Johnston, J.D. Transform coding of audio signals using perceptual noise criteria / J.D. Johnston // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. – February 1988. – Vol. 6, iss. 2. – P. 314–323.
12. Петровский, Ал.А. Построение психоакустической модели в области вейвлеткоэффициентов для перцептуальной обработки звуковых и речевых сигналов / Ал.А. Петровский // Речевые технологии. – 2008. – № 4. – С. 61–71.
13. Painter, T. Perceptual Coding of Digital Audio / T. Painter, A. Spanias // Proceedings of the IEEE. – April 2000. – Vol. 88, iss. 4. – P. 451–515.
14. Umapathy, K. Audio signal processing using time-frequency approaches: coding, classification, fingerprinting, and watermarking / K. Umapathy, B. Ghoraani, S. Krishnan // EURASIP Journal on Advances in Signal Processing. – 2010. – Vol. 2010. – P. 1–28.
15. Goodwin, M. Atomic decompositions of audio signals / M. Goodwin, M. Vetterli // Proceedings of Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics. – New Paltz, NY, USA, 1997. – P. 1–4.
16. Петровский, Ал.А. Масштабируемые аудиоречевые кодеры на основе адаптивного частотно-временного анализа звуковых сигналов / Ал.А. Петровский, А.А. Петровский // Труды СПИИРАН. – 2017. – № 1(50). – С. 55–92.
17. Petrovsky, Al. Audio/speech coding using the matching pursuit with frame-based psychoacoustic optimized time-frequency dictionaries and its performance evaluation / Al. Petrovsky, V. Herasimovich, A. Petrovsky // Signal Processing: Algorithms, Architectures, Arrangement, and Applications (SPA). – Poznan, Poland, 2016. – P. 225–229.
18. Petrovsky, A. Real-time wavelet packet-based low bit rate audio coding on a dynamic reconfiguration system / A. Petrovsky, D. Krahe, A.A. Petrovsky // AES 114th Convention. – Amsterdam, 2003. – Paper 5778.
19. ITU-R Rec. BS.1387-1, Method for objective measurements of perceived audio quality, 2001.
20. High-quality, low-delay music coding in the Opus codec / J.-M. Valin [et al.] // AES 135th Convention. – NY, USA, 2013. – Paper 8942.
21. Voice coding with Opus / K. Vos [et al.] // AES 135th Convention. – NY, USA, 2013. – Paper 8941.
Рецензия
Для цитирования:
Герасимович В.Ю., Петровский А.А. ПСИХОАКУСТИЧЕСКИ МОТИВИРОВАННОЕ ПОСТРОЕНИЕ СЛОВАРЯ ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННЫХ ФУНКЦИЙ УНИВЕРСАЛЬНОГО МАСШТАБИРУЕМОГО АУДИОКОДЕРА НА ОСНОВЕ РАЗРЕЖЕННОЙ АППРОКСИМАЦИИ. Информатика. 2017;(4(56)):89-103.
For citation:
Herasimovich V.Y., Petrovsky A.A. PSYCHOACOUSTICALLY MOTIVATED TIME-FREQUENCY DICTIONARY BUILDING FOR UNIVERSAL SCALABLE AUDIOCODER BASED ON THE SPARSE APPROXIMATION. Informatics. 2017;(4(56)):89-103. (In Russ.)
Просмотров: 565
Послать статью по эл. почте 