Đồ án tốt nghiệp nén âm thanh file WAV theo chuẩn MPEG
Mục lục................................................................................................................. 1
Lời nói đầu ........................................................................................................... 3
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 vị 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 định ........................................................................................... 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. Định lý lấy mẫu Shannon ....................................................................... 30
II. PHÉP BIẾN ĐỔI FOURIER RỜI RẠC ....................................................... 30
1. Chuỗi Fourier rời rạc của tín hiệu rời rạc tuần hồn ............................ 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. Aâm 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
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 định 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 định nghĩa dùng trong truy xuất dữ liệu ........................................ 68
2.Các định nghĩa dùng trong tính tốn FFT............................................... 68
3.Các định nghĩa dùng trong định dạng dòng dữ liệu .............................. 68
4.Các định nghĩa dùng trong bộ mã hố Huffman ..................................... 68
5.Các định nghĩa dùng trong phân tích dữ liệu ........................................ 69
6.Các định nghĩa dùng trong mô hình âm tâm lý ..................................... 69
7.Các định nghĩa dùng trong truy xuất nhập dữ liệu ............................... 69
8.Các định nghĩa 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
Lời nói đầu
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.
Sự tồn tại của chuẩn JPEG (Joint Photographic Experts Group) chỉ để
giảm tốc độ bit và chủ yếu phục vụ cho hình ảnh, rõ ràng là không đủ đáp ứng
cho hình ảnh động có kèm âm thanh. Để đáp ứng nhu cầu của thị trường, một
nhóm các chuyên gia về hình ảnh động (Moving Picture Experts Group), gọi tắt
là MPEG, được thành lập để nghiên cứu đưa ra những lược đồ mã hóa phù hợp
cho việc truyền hình ảnh động và ghi lại chúng theo tiêu chuẩn trong các thiết bị
lưu trữ số như CD-ROM, Video CD..
Phần trình bày của luận văn chỉ nằm trong khuôn khổ "Aâm thanh". Do đó
mọi vấn đề liên quan tới hình ảnh sẽ không được đề cập tới, dù chuẩn MPEG là
dùng cho cả âm thanh và hình ảnh.
Mục tiêu của đề tài chủ yếu chỉ để tìm hiểu về các phương pháp mã hố và
nén âm thanh theo chuẩn Mpeg, từ đó dựa trên một số source code (viết bằng C)
đã có trên mạng Internet viết lại bằng ngôn ngữ Visual C++, nhằm hiểu sâu hơn
về giải thuật, đồng thời tạo ra một giao diện thân thiện hơn.
Do trình độ và kiến thức có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót, em
kính mong thầy tham gia và giúp đỡ em để em hồn thành được tốt hơn.
Em xin chân thành Thank thầy đã tạo điều kiện thuân lợi nhất giúp em
hồn thành báo cáo này.
Link download cho anh em:
You must be registered for see links
Xem thêm
Tìm hiểu về các phương pháp mã hoá và nén âm thanh theo chuẩn Mpeg