AC-3編/解碼的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)作者:SteveVernon經(jīng)美國(guó)電子電器工程協(xié)會(huì)允許,發(fā)表于IEEE,消費(fèi)類電子技術(shù),41卷,第三篇,1995年8月。編者按:由于以下文章著于1995年,當(dāng)時(shí)數(shù)字電視多聲道伴音的討論還僅限于高清ATSC系統(tǒng)。但是在隨后的發(fā)展中,標(biāo)清數(shù)字電視因?yàn)橐虳VD及電影爭(zhēng)奪觀眾,多聲道標(biāo)清電視在90年代末蓬勃發(fā)展起來(lái)。由于AC-3能夠?qū)温暤?立體聲和多聲道節(jié)目無(wú)縫串接在一起播出,并且一種碼流可以適應(yīng)從單聲道低端用戶到多聲道家庭影院的不同需求,因此在世界兩大數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)ATSC和DVB中被定為強(qiáng)制的或可選的音頻標(biāo)準(zhǔn),并成為世界上絕大多數(shù)國(guó)家高清或標(biāo)清數(shù)字電視的音頻制式。摘要AC-3是一種供HDTV數(shù)字電視音頻壓縮使用的感知編碼技術(shù)。本文闡述了AC-3編/解碼的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn),主要是有關(guān)其花費(fèi)最少的方案討論。1.介紹在最近的幾年內(nèi),數(shù)字音頻壓縮技術(shù)已經(jīng)成為音響工業(yè)的重要的技術(shù)。不需要占用很高的帶寬就能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量還音的新型音頻格式已經(jīng)問(wèn)世,而在傳統(tǒng)的技術(shù)看來(lái)這是必須占用很高帶寬。AC-3編碼技術(shù)已經(jīng)被ATSC采納為美國(guó)HDTV(高清數(shù)字電視的音頻業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。它同時(shí)也應(yīng)用于消費(fèi)類媒體(LD光碟、DVD-Video光碟以及衛(wèi)星廣播。到目前為止,有超過(guò)數(shù)十家半導(dǎo)廠商生產(chǎn)AC-3解碼芯片。本文的目的在于介紹AC-3編/解碼的大致過(guò)程,集中討論有效應(yīng)用的策略。將要描述AC-3編/解碼器的基本處理過(guò)程以及所需存儲(chǔ)空間及其復(fù)雜度的相關(guān)估計(jì)。2.AC-3編碼系統(tǒng)AC-3是一種靈活的音頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),它具有將多種聲軌格式編碼為一種低碼率比特流的能力。支持8種不同的聲道配置方式,從傳統(tǒng)的單聲道、立體聲到擁有6個(gè)分離聲道的環(huán)繞聲格式(左聲道、中置聲道、右聲道、左環(huán)繞聲道、右環(huán)繞聲道及低音效果聲道。AC-3的比特流所允許的采樣頻率可以為48kHz、44.1kHz、或32kHz中的任何一種,并且所支持的碼率從32kbps(千比特位/秒到640kbps不等。圖<1>所示的為AC-3編碼器的方塊圖。編碼過(guò)程是在頻域內(nèi)完成的,采用512位的50%交迭MDCT(改進(jìn)型離散余弦變換。對(duì)于有暫態(tài)信號(hào),則采用將原先的512位變換改為兩個(gè)256位的塊切換方式來(lái)提高性能。接下來(lái)的浮點(diǎn)數(shù)變換過(guò)程將轉(zhuǎn)換系數(shù)集分成指數(shù)與尾數(shù)對(duì)。尾數(shù)部分是按照位分配的參數(shù)模型進(jìn)行比特位數(shù)可變的量化。圖<1>:AC-3編碼器方框圖AC-3位分配的模型按照心理聲學(xué)掩蔽效應(yīng)來(lái)確定給定頻帶內(nèi)的尾數(shù)位數(shù)的多少。根據(jù)掩蔽效應(yīng)的程度,某些尾數(shù)只需要極少量的位,甚至無(wú)需任何位。這種方式減少了表現(xiàn)原聲所需要的比特?cái)?shù),所付出的代價(jià)是增加了人耳無(wú)法辨別的噪聲。與某些其它的編碼系統(tǒng)不同,AC-3沒(méi)有將位分配的結(jié)果包含在比特流中傳輸給解碼器。而是采用了參量處理的方式,編碼器根據(jù)變換系數(shù)的指數(shù)值和某些由信號(hào)本身決定的關(guān)鍵的參數(shù)來(lái)構(gòu)造其心理聲學(xué)的掩蔽效應(yīng)模型。這些參數(shù)通過(guò)數(shù)字碼流傳輸給解碼器,與傳輸原始的位分配數(shù)位相比只需極少量的數(shù)位。在解碼器端,系統(tǒng)根據(jù)指數(shù)的數(shù)值和位分配參數(shù)重新構(gòu)筑位分配功能塊。AC-3編碼的效率隨著聲源的聲道數(shù)目增加而上升。這是由兩個(gè)基本特性所決定的:全局?jǐn)?shù)位集合,和高頻耦合技術(shù)。全局?jǐn)?shù)位集合技術(shù)可以讓位分配器依照需求原則分配音頻聲道中可使用的數(shù)位。如果一個(gè)或多個(gè)聲道在某一特定的瞬間不使用,剩余的聲道就可使用比所有的聲道對(duì)數(shù)位的需求都很高時(shí)更多的數(shù)位假如。耦合技術(shù)(Coupling屬于應(yīng)用于針對(duì)聲音頻譜中的高頻部分實(shí)施進(jìn)一步壓縮使之符合需求碼率的技術(shù)。在高頻部分,人耳無(wú)法甄別出每個(gè)獨(dú)立的音頻聲波的周期,而僅對(duì)聲波的包絡(luò)產(chǎn)生感應(yīng)。耦合技術(shù)減少了相關(guān)聲道中的高頻組份使之構(gòu)成一個(gè)單一聯(lián)接聲軌,然后產(chǎn)生用以描述各個(gè)聲道頻譜包絡(luò)特性的輔助數(shù)據(jù)鏈。由于耦合技術(shù)可能會(huì)對(duì)原音生成人造的痕跡,因此它通常會(huì)被限制在較低碼率的情況下使用。2.1AC-3比特流的特征AC-3的比特流是由幀(Frame構(gòu)成的(詳見(jiàn)圖2,在恒定的時(shí)間間隔內(nèi),其所有編碼的聲道所包含的信息就能體現(xiàn)在1536個(gè)PCM采樣值的信息。每一個(gè)AC-3的幀(Frame都具有固定的尺寸,只由采樣頻率及編碼數(shù)據(jù)率決定。同時(shí),每個(gè)幀(Frame都是獨(dú)立的實(shí)體而且并不與前一個(gè)幀(Frame分享數(shù)據(jù),除了在MDCT所固有的去交迭變換。圖<2>:AC-3幀結(jié)構(gòu)圖<3>:AC-3聲音塊結(jié)構(gòu)在每個(gè)AC-3幀(Frame的開(kāi)頭是SI域(同步信息SyncInformation及BSI域(比特流信息。SI域及BSI域描述了比特流的結(jié)構(gòu),包括采樣頻率、數(shù)據(jù)碼率、編碼聲道的數(shù)目及其他一些系統(tǒng)描述的元素。每個(gè)幀用兩個(gè)CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn)字字來(lái)提供偵錯(cuò)手段,一個(gè)位于幀的起始處,另一個(gè)位于幀的結(jié)尾。每個(gè)幀有6個(gè)聲音塊,每個(gè)塊表示為每個(gè)編碼聲道包含256個(gè)PCM取樣(sample(詳見(jiàn)圖3。聲音塊中所含內(nèi)容包括塊轉(zhuǎn)換標(biāo)志,耦合坐標(biāo)、指數(shù)、位分配參數(shù)、尾數(shù)。允許在幀的內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)分享,比如在聲音塊0中的數(shù)據(jù)可以被同一幀內(nèi)的后續(xù)塊所使用。在每個(gè)幀的結(jié)尾處有一個(gè)可選的輔助數(shù)據(jù)域。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在AC-3比特流中嵌入可在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)傳遞的、自有的控制字及狀態(tài)字信息。AC-3的編/解碼器被設(shè)計(jì)成一個(gè)完整的音頻子系統(tǒng)的解決方案,它擁有普通的低碼率編/解碼所沒(méi)有的許多特性。這些特性包括適用于消費(fèi)類音頻回放系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍壓縮特性(DynamicRangeCompression、對(duì)話歸一(DialogNormalization以及縮混特性(Downmixing,縮混特性可以將多聲道音頻進(jìn)行轉(zhuǎn)換為特定數(shù)目的聲道輸出。動(dòng)態(tài)范圍控制(DynamicRangeControl的控制字是嵌入在AC-3比特流內(nèi),并被解碼器應(yīng)用,可以使同一個(gè)比特流源在不同模式下進(jìn)行還音。3.解碼器的實(shí)現(xiàn)策略圖4表明了AC-3基本的解碼過(guò)程。為了使解碼器的資源及反應(yīng)時(shí)間的需求達(dá)到最低,每個(gè)AC-3的幀都是通過(guò)一系列的循環(huán)嵌套結(jié)構(gòu)來(lái)解碼。第一個(gè)步驟是建立幀的排列結(jié)構(gòu)。這階段包括查找AC-3的同步字,其次是確認(rèn)偵錯(cuò)的CRC校驗(yàn)字表示無(wú)錯(cuò)誤發(fā)生。一旦發(fā)現(xiàn)幀的同步字,解碼器就會(huì)將BSI域的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓縮釋放,也就確認(rèn)了諸如編碼的聲道數(shù)目之類的重要信息。其次的步驟就是將6個(gè)聲音塊分別解壓縮釋放。為了使PCM輸出的緩沖區(qū)的容量要求達(dá)到最小值,所有的聲音塊都遵循每個(gè)時(shí)間段僅對(duì)一個(gè)聲音塊解碼的原則。當(dāng)每個(gè)聲音塊的解碼結(jié)束語(yǔ)時(shí),所得到的PCM結(jié)果將會(huì)拷貝至輸出緩沖區(qū)。通常情況下,它擁有雙倍的容量為系統(tǒng)的數(shù)/模(D/A轉(zhuǎn)換器提供直接中斷存取手段。AC-3framealignment/CRCcheckUnpackBSIdataForBlock=1to6{UnpackfixeddataForchan=1to#codedchannels{UnpackexponentsForband=1to#bands{ComputebitallocationUnpackmantissasScalemantissas/undocouplingDenormalizemantissasbyexponents}ComputepartialinversetransformDownmixtoappropriateoutputchannel(s}Forchan=1to#outputchannels{Window/overlap-addwithdelaybufferStoresamplesinPCMoutputbufferCopydownmixbuffervaluestodelaybuffer}}圖<4>:AC-3解碼器偽代碼3.1解碼器的同步時(shí)間圖5表示了AC-3解碼器同步的時(shí)間過(guò)程。按照設(shè)計(jì)要求,所有的AC-3編碼器應(yīng)確保最初兩個(gè)聲音塊包含在AC-3幀的第一個(gè)5/8長(zhǎng)度段內(nèi)。同樣,第一個(gè)CRC校驗(yàn)字僅針對(duì)AC-3幀的第一個(gè)5/8段的內(nèi)容進(jìn)行糾錯(cuò)校驗(yàn)。這個(gè)措施有助于減少解碼器所需的工作時(shí)間。因?yàn)榻獯a器可以在整個(gè)AC-3幀被完全接收之前就能開(kāi)始對(duì)最初的兩個(gè)聲音塊進(jìn)行解壓縮及處理。一旦最初2/3長(zhǎng)度的AC-3幀被接收,解碼器就開(kāi)始檢查第一個(gè)CRC校驗(yàn)字。如果沒(méi)有錯(cuò)誤發(fā)生,解碼器將對(duì)聲音塊0進(jìn)行解碼并且將重構(gòu)的PCM樣本拷貝至輸出緩沖區(qū)。在每個(gè)聲音塊處理的結(jié)束階段(對(duì)于48kHz采樣頻率的系統(tǒng)為5.33毫秒,輸出中斷操作將開(kāi)始向數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC傳輸聲音塊0的樣本,并著手處理聲音塊1的解碼工作。在聲音塊1解碼的結(jié)束階段,解碼器將完成接收整個(gè)AC-3幀的過(guò)程并且檢驗(yàn)第二個(gè)CRC校驗(yàn)字。可以看到,這種方案使得整個(gè)解碼器所需的工作時(shí)間相當(dāng)于處理一個(gè)聲音塊的時(shí)間加上接收2/3長(zhǎng)度的AC-3幀所需的時(shí)間(在連續(xù)輸入的48kHz采樣系統(tǒng)中為27毫秒。圖<5>:AC-3解碼器同步周期3.2解碼器的輸入處理聲音塊處理的過(guò)程可以明顯的分為兩個(gè)階段,這里所談及的是輸入和輸出階段。輸入階段包括所有的比特流的解壓縮過(guò)程和編碼聲道的處理。輸出階段主要是指MDCT逆變換的窗口和正交疊加階段。有這種區(qū)別是因?yàn)锳C-3解碼器的輸出聲道的數(shù)目并不需要與比特流的已編碼的聲道數(shù)目相吻合。通過(guò)使用一種叫縮混(Downmixing的技術(shù),解碼器就可以接收任意的編碼聲道數(shù)目的比特流并且產(chǎn)timeOutputBlock0OutputBlock1OutputBlock2OutputBlock3OutputBlock4OutputBlock5生任意數(shù)目的聲道輸出。輸入過(guò)程是基于每個(gè)已編碼聲道進(jìn)行處理,然而輸出過(guò)程是基于每個(gè)輸出聲道進(jìn)行處理。輸入過(guò)程由解碼器對(duì)固定的聲音塊數(shù)據(jù)解壓縮的階段開(kāi)始,其功能是對(duì)位于聲音塊起始處的各個(gè)參數(shù)及標(biāo)志進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。固定數(shù)據(jù)包括諸如塊切換標(biāo)志、耦合標(biāo)志、指數(shù)及位分配參數(shù)等信息。術(shù)語(yǔ)“固定數(shù)據(jù)”(FixedData指的是這些比特流元素實(shí)際的字長(zhǎng)是預(yù)先知道的,并且無(wú)需進(jìn)行位分配的工作。指數(shù)區(qū)域在固定數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)占有最大的單體空間,這是由于它們包括由所有編碼聲道而來(lái)的信息。因?yàn)榫幋a模式的不同會(huì)導(dǎo)致指數(shù)對(duì)于尾數(shù)個(gè)數(shù)的不同,,可能是一個(gè)指數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)尾數(shù),直到每個(gè)聲道對(duì)應(yīng)253個(gè)尾數(shù)。實(shí)際上其并未將所有解壓縮后的指數(shù)存入相應(yīng)本地存儲(chǔ)單元,而是在普遍的情況下僅存儲(chǔ)指示相應(yīng)指數(shù)區(qū)域的指示器,并且僅在需要的時(shí)候進(jìn)行解壓縮——每次一個(gè)聲道。一旦“固定數(shù)據(jù)”(FixedData被解壓縮后,解碼器開(kāi)始處理每個(gè)編碼聲道(詳見(jiàn)圖6。首先,輸入幀(InputFrame的給定聲道的指數(shù)部分進(jìn)行解壓縮。然后是位分配的計(jì)算,其作用是將指數(shù)和位分配參數(shù)分離出來(lái)并且計(jì)算每一個(gè)壓縮的尾數(shù)的字長(zhǎng)。然后,尾數(shù)從輸入幀(InputFrame中被解壓縮釋放。尾數(shù)部分按照比例提供合適的動(dòng)態(tài)范圍控制(如有需要,會(huì)忽略耦合操作,并由指數(shù)來(lái)指導(dǎo)去規(guī)格化。最終,進(jìn)行局部逆變換,其結(jié)果被縮混(Downmix到適當(dāng)?shù)目s混緩沖區(qū)用于接下來(lái)的輸出處理。圖<6>:解碼器輸入處理首先在實(shí)施這些步驟之前,每個(gè)聲道各自的指數(shù)部分被解壓縮到具有256字符稱為“MDCTBuffer”的緩沖器。這些指數(shù)被重新構(gòu)成為多達(dá)50個(gè)頻帶以便進(jìn)行位分配。在每個(gè)頻帶中指數(shù)數(shù)值會(huì)隨著聲音頻率的升高而增長(zhǎng),大致上符合模仿心理聲學(xué)的重要頻帶的對(duì)數(shù)算法(logarithmicDivision。對(duì)于每個(gè)位分配頻帶來(lái)說(shuō),指數(shù)部分與位分配參數(shù)組合起來(lái)產(chǎn)生此頻帶內(nèi)的每個(gè)尾數(shù)的尾數(shù)字長(zhǎng)。這些字長(zhǎng)值存放在一個(gè)24位字符的緩沖區(qū)內(nèi)(最大的位分配的頻帶可由24位兩進(jìn)制頻率組成。一旦計(jì)算出字符長(zhǎng)度的數(shù)值,相對(duì)應(yīng)的尾數(shù)就從輸入幀(InputFrame中被解壓縮并且存入頻帶緩沖區(qū)的適當(dāng)位置。最后這些尾數(shù)被標(biāo)定后,由相對(duì)應(yīng)的指數(shù)執(zhí)行去規(guī)格化,并且將其重新寫入MDCT緩沖區(qū)的相應(yīng)區(qū)域。當(dāng)所有的頻帶處理完成,所有的尾數(shù)完成解壓縮,應(yīng)該對(duì)在MDCT緩沖區(qū)內(nèi)的所有剩余的區(qū)域進(jìn)行清零。這時(shí),在MDCT緩沖區(qū)內(nèi)進(jìn)行局部的逆變換。局部逆變換的實(shí)現(xiàn)包括一個(gè)128位的復(fù)雜的預(yù)乘過(guò)程,一個(gè)128位的復(fù)雜快速傅里葉(FFT逆變換階段,以及一個(gè)128位復(fù)雜的后乘過(guò)程。此過(guò)程的結(jié)果輸出結(jié)果將縮混到相應(yīng)的縮混緩沖區(qū)。請(qǐng)注意如果不采用塊切換，縮混處理完全可以先于局部逆變換在頻域中完成。在采用塊切換的變換中，使用的是不同的局部逆變換進(jìn)程，并且這兩種不同變換的結(jié)果不能直接聯(lián)合直到進(jìn)行到窗口函數(shù)轉(zhuǎn)換階段。如同本文后面所敘述的，輸入處理階段使用相對(duì)較少的系統(tǒng)內(nèi)存，因?yàn)樗哂性谕粫r(shí)間段內(nèi)處理一個(gè)聲道的輸入碼流的能力，甚至于處理一個(gè)頻帶。在另一方面，此階段是在整個(gè)解碼階段信息處理量MIPS（每秒處理百萬(wàn)條指令）最大的部分，因?yàn)槲环峙浼敖鈮嚎s進(jìn)程的計(jì)算量通常為整個(gè)解碼復(fù)雜度的一半。3.3解碼器的輸出處理一旦輸入處理階段完成并且縮混緩沖區(qū)完全產(chǎn)生，解碼器就可以進(jìn)入輸出處理階段（詳見(jiàn)圖7）。對(duì)于每個(gè)輸出聲道，縮混緩沖區(qū)及其相應(yīng)的128位字符長(zhǎng)，占半個(gè)數(shù)據(jù)塊時(shí)間的延時(shí)緩沖區(qū)被調(diào)入窗口一起產(chǎn)生一個(gè)256位的PCM輸出取樣。然后，這些取樣根據(jù)精度的大小排列并且拷貝到輸出緩沖區(qū)。當(dāng)這個(gè)階段完成后，縮混緩沖區(qū)的一半數(shù)據(jù)被拷貝至相應(yīng)的延時(shí)緩沖區(qū)，為下一個(gè)聲音塊的重新整合提供必要的50%迭交信息。DelayBufferDownmixBufferWindowOverlap/AddPCMBuffer圖<7>:解碼器輸出處理與輸入處理階段相比，解碼器的輸出處理階段所需要的的內(nèi)存。對(duì)于每個(gè)輸出聲道，解碼器需要高達(dá)256位字符區(qū)，另外還有一個(gè)512位字符的輸出緩沖區(qū)（假定屬于雙字符寬度來(lái)保持優(yōu)良的寬帶信噪比使之符合專業(yè)音頻的標(biāo)時(shí)緩沖區(qū)至少應(yīng)為18位，而且縮混緩沖區(qū)及MDCT緩沖，緩沖區(qū)的字符寬度相應(yīng)的增加。MIPS相對(duì)少得多，然而卻使用了相對(duì)大的縮混緩沖區(qū)以及一個(gè)128位字符的延時(shí)緩沖輸出）。另外，這些緩沖區(qū)需要足夠準(zhǔn)。比如16位精度的PCM輸出，相應(yīng)區(qū)至少應(yīng)為20位。對(duì)于精度更高的PCM得緩大的輸多沖的延出3.4解碼器內(nèi)存及MIPS（每秒處理百萬(wàn)條指令的能力）總結(jié)在圖8的表格中總結(jié)了一個(gè)AC-3解碼器內(nèi)存及MIPS的要求。內(nèi)存分為RAM和ROM。在這些表格中，參數(shù)K指的是輸入比特流所包含的編碼聲道數(shù)目，參數(shù)N為輸出的聲道數(shù)目。這些表格同時(shí)假定輸入幀為單緩沖器，而PCM輸出緩沖器是雙緩沖器，按照HDTV的規(guī)范配置，AC-3比特流是采樣頻率為48kHz、碼率為384kbps的六個(gè)聲道的編碼節(jié)目。RAM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)InputAC-3Frame(AC-3輸入幀Audioblockfixeddata（聲音塊固定數(shù)據(jù)）MDCTBuffer(MDCT緩沖區(qū)字768=384256位1616≥20DownmixBuffers（縮混緩沖區(qū)）DelayBuffers（延時(shí)緩沖區(qū)）PCMBuffers（PCM緩沖區(qū)）ROM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Transformlookuptables(變換查詢表Otherlookuptables（其它查詢表）Programcode(程序代碼進(jìn)程任務(wù)Framealignment/CRCcheck(幀排列/CRC校驗(yàn)UnpackBSI（BSI解壓縮）Unpackfixeddata(固定數(shù)據(jù)解壓縮Unpackexponents（指數(shù)解壓縮）Computebitallocation（位分配計(jì)算）Unpackmantissas(尾數(shù)解壓縮Scalemantissas&denormalize(尾數(shù)衡量&去規(guī)整Partialinversetransform（局部逆變換）Downmixing(縮混Window/overlap-add（窗口/正交疊加）N*256N*128N*512字768=1250=3500MIPS1.30.20.9K*0.5K*1.6K*1.1K*0.3K*0.9K*0.1N*0.2≥20≥18≥16位≥201632%ofTotal5%1%3%9%30%20%6%20%2%4%6(5.1聲道解碼器：6.6KRAM,5.4KROM,27.3MIPS2聲道解碼器：3.1KRAM,5.4KROM,26.5MIPS圖8：解碼器內(nèi)存/MIPS總結(jié)從有關(guān)內(nèi)存表格中，我們可以清楚地看到兩聲道解碼器（將任何數(shù)量的輸入聲道縮混為兩聲道輸需的RAM資源比6個(gè)聲道解碼器要少很多。由于RAM的費(fèi)用占有整個(gè)芯片相當(dāng)可觀的份額，了兩聲道解碼器的生產(chǎn)成本比全性能解碼器的成本要低得多。兩聲道解碼器提供了跨越到多聲道低成本解決方案，因?yàn)橛脩糸_(kāi)始可以欣賞6聲道節(jié)目源的縮混信號(hào)，將來(lái)可以再升級(jí)到完全分離道回放。對(duì)于MIPS，兩聲道的解碼器與6聲道的解碼器在計(jì)算的復(fù)雜度上大致相等。這就表明了在處理器內(nèi)核不做出很大修改的情況下，兩聲道的解碼器芯片設(shè)計(jì)就可以擴(kuò)展到完全的6聲道的產(chǎn)品。所有有關(guān)MIPS的數(shù)目及固化源代碼ROM的大小是參照Z(yǔ)oranZR38001DSP處理器的指令集定義的，此款芯片是通用型處理器，除了通用的DSP特性之外，它還包括了一個(gè)單循環(huán)的柱狀移位寄存器（barrelshifter）和一個(gè)四重循環(huán)的蝶型FFT處理。出這音的）指頻多所出的聲4.關(guān)于編碼器設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考與解碼不同，AC-3的編碼并不是一個(gè)固定的過(guò)程，它更要求精細(xì)的方案分析以期達(dá)到最理想的性能。幾乎所有的通過(guò)比特流方式傳遞給解碼器的參數(shù)必須是由編碼器根據(jù)信號(hào)的特征有選擇地決定。例如，使用暫態(tài)檢測(cè)程序來(lái)決定是否對(duì)MDCT變換的尺寸進(jìn)行塊切換。其下一步是檢查頻域指數(shù)及其他固定數(shù)據(jù)來(lái)決定是否在每個(gè)聲音塊中重復(fù)傳遞不同的數(shù)據(jù)，還是在聲音塊之間分享通用數(shù)據(jù)。最終，采納某個(gè)精益求精的位分配模型來(lái)確認(rèn)位分配參數(shù)以求達(dá)到最佳的主觀聽(tīng)音質(zhì)量。由于上述原因，我們無(wú)法詳細(xì)說(shuō)明AC-3編碼器的復(fù)雜度上限。雖然如此，仍可以在幾乎所有的AC-3編碼器設(shè)計(jì)中采納以下幾點(diǎn)意見(jiàn)。在通常情況下，編碼器（設(shè)計(jì)）必須考慮到同一個(gè)幀(Frame內(nèi)在所有聲音塊中包含所有聲道極端情況，來(lái)決定最佳的位分配參數(shù)以及固定數(shù)據(jù)重新利用的策略。盡管解碼器能夠在同一時(shí)間段內(nèi)每次一個(gè)聲道的實(shí)施逆變換（以及在同一時(shí)間段內(nèi)每次一個(gè)聲音塊），編碼器通常會(huì)在任何編碼開(kāi)始之前將6個(gè)聲音塊中的所有聲道完成所有變換。其結(jié)果是，編碼器的系統(tǒng)內(nèi)存要求將比解碼器多出好幾倍。另外，編碼器的位分配的程序通常是一個(gè)交互式的過(guò)程，這是因?yàn)榫幋a器需要在不超出允許碼率的情況下盡可能多得（對(duì)信息）分配數(shù)位。最終，編碼器的任務(wù)還包括產(chǎn)生某些能被解碼器簡(jiǎn)單應(yīng)用的控制字，比如耦合參數(shù)和動(dòng)態(tài)范圍(Dynamicrange壓縮控制字。要提供編碼的策略分析是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，編碼器所要求的MIPS的性能比解碼器相關(guān)要求高出很多?，F(xiàn)今的編碼器設(shè)計(jì)根據(jù)其精細(xì)程度的不同，要求其MIPS的性能是它們相應(yīng)解碼器的2至6倍。值得注意的是，如果2聲道的碼率設(shè)置超過(guò)192kbps，或者將6聲道的碼率設(shè)置超過(guò)384kbps，為達(dá)到幾近透?jìng)饕纛l性能，僅需要中等復(fù)雜度的編碼。最后，由于編碼器的字符長(zhǎng)度影響會(huì)到解碼器的動(dòng)態(tài)范圍，在進(jìn)行進(jìn)一步變換前應(yīng)仔細(xì)計(jì)算。為保證PCM的精確度至少達(dá)到18位以上，當(dāng)今的編碼器采用浮點(diǎn)計(jì)算或者是24位固定數(shù)位處理器。5.推論以上介