武汉大学优秀博士学位论文文库：基于双耳线索的移动音频编码研究 [Research on Binaural Cues of Spatial Audio Coding in Mobile Application] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈水仙 著

图书标签:

• 武汉大学
• 博士论文
• 音频编码
• 空间音频
• 双耳线索
• 移动应用
• 信号处理
• 声学
• 信息技术
• 通信工程

出版社： 武汉大学出版社

ISBN：9787307123182

版次：1

商品编码：11421017

包装：平装

丛书名： 武汉大学优秀博士学位论文文库

外文名称：Research on Binaural Cues of Spatial Audio Coding in Mobile Application

开本：16开

出版时间：2014-01-01

内容简介

　　飞速发展的移动市场对高品质音频业务的需求日益迫切，移动环境下音频带宽不足，终端资源有限，传统音频理论和技术面临新的挑战。近年来，MPEG、ITU和AVS等国内外标准化组织积极推动移动音频理论和技术研究。基于双耳线索的音频编码因其在低码率下的音质优势而备受关注，然而，为适应移动环境苛刻的应用需求，仍需克服空间参数模型的理论缺陷，突破实变换域双耳线索表示的技术瓶颈，解决空间参数码率难以下降、系统复杂度偏高等问题。陈水仙编著的这本《基于双耳线索的移动音频编码研究》开展基于双耳线索的移动音频编码研究，在双耳线索感知机理分析、空间感知信息度量、MDCT域双耳线索表示和空间音频编码系统结构设计这四个方向上取得了创新性成果。
　　在双耳线索感知机理分析方向，《武汉大学优秀博士学位论文文库：基于双耳线索的移动音频编码研究》针对现有系统只能去除声道间数据客观冗余的不足，以巴克频带为感知分析单元，开展了对双耳线索临界感知JND的分析研究，提出基于感知的双耳线索参数表示模型，有效去除了声道问数据的主观冗余信息，下降4.28％～11.78％的空间参数码率，主观测试MUSHRA得分平均提高2.6分，客观测试ODG得分平均提高1.1分。
　　在空间感知信息度量方向，本书针对建立在单耳听音模型上的感知熵理论无法度量双耳空间感知信息量的问题，结合双耳线索的感知机理，建立了基于双耳线索生理感知的BCPPM模型来模拟双耳对空间信息的感知过程，提出基于模型的空间感知熵SPE的计算方法，解决了双耳空间感知信息量的度量问题，丰富和发展了空间音频编码技术的理论和实践。
　　在MDCT域双耳线索表示方向，本书针对MDCT实变换的相位信息缺失及能量抖动造成双耳线索表示不准确的问题，采用基函数“和分离”技术，提出了基于共轭窗函数的MDCT频谱复数化扩展方法，并针对新方法引入MDST带来复杂度增加的问题，提出了基于转换矩阵稀疏性的MDCT-MDST快速转换算法，同时利用转换矩阵的正交性和循环性，将复杂度从O（N*2）下降到O（N），主观测试MUSHRA得分平均提高2.07分，客观ODG得分平均提高0.4281分。
　　在空间音频编码系统结构设计方向，本书针对空间信息和下混信息分离处理模式导致的系统复杂度高和延时长的问题，采用滤波复用和并行处理的技术，提出并行滤波共享的分析综合ABS编码结构，去除了空间参数编码与下混声道编码中的冗余操作，缩短了5％的系统延时，减少了38％～86％的运算复杂度。
　　本书在基础理论和关键技术方面的研究成果可望成为国内移动音频标准的支撑技术，增强我国在高速成长的全球移动音频产业中的核心竞争力，为全面参与移动音频编解码领域的国际竞争和标准化工作奠定坚实的研究基础。

作者简介

　　陈水仙，女，2011年毕业于武汉大学计算机学院计算机应用技术专业，获博士学位。论文获湖北省优秀博士学位论文奖。现在中国科学院信息工程研究所工作。

目录

第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 冗余信息去除技术
1.2.2 感知信息度量方法
1.3 面临的关键问题
1.3.1 空间参数主观冗余难以去除
1.3.2 MDCT域空间参数分析困难
1.4 主要工作和全文组织结构
1.4.1 主要工作
1.4.2 全文组织结构

第2章 双耳线索的特征分析与表示
2.1 引言
2.2 双耳线索的特征分析实验系统
2.2.1 特征分析实验系统设计
2.2.2 双耳线索临界感知的频率依赖性
2.2.3 双耳线索的统计分布特性
2.3 编码系统中的双耳线索编码实现
2.3.1 基于频率感知的参数集选取
2.3.2 基于频率感知的参数量化和熵编码
2.4 实验与性能分析
2.4.1 参数码率分析与比较
2.4.2 主观性能分析与比较
2.4.3 客观性能分析与比较
2.5 本章小结

第3章 双耳线索感知信息的度量
3.1 引言
3.2 基于双耳听音的生理感知模型构建
3.2.1 空间信息的物理层表示
3.2.2 空间信息的生理感知
3.2.3 双耳线索生理感知模型BCPPM
3.3 基于BCPPM模型的空间感知熵计算
3.3.1 空间感知熵的定义
3.3.2 临界频带滤波单元
3.3.3 双耳线索计算单元
3.3.4 有效感知量计算单元
3.4 实验与性能分析
3.4.1 立体声序列的信息量估算方法对比
3.4.2 不同序列SPE数值的差异分析
3.4.3 同一序列SPE随时间的变化分析
3.5 本章小结

第4章 MDCT域双耳线索的分析与合成
4.1 引言
4.2 基于共轭窗函数的MDcT复数化扩展
4.2.1 双耳线索的形成机理
4.2.2 MDCT频谱对双耳线索的影响：
4.2.3 基于共轭窗函数的MDCT复数化扩展
4.2.4 实验与性能分析
4.3 基于C2S转换的双耳线索分析
4.3.1 MDCT-MDST快速转换
4.3.2 C2S转换矩阵的稀疏化近似
4.3.3 CMCLT域的双耳线索表示
4.4 实验与性能分析
4.4.1 主观性能分析与比较
4.4.2 客观性能分析与比较
4.5 本章小结

第5章 基于合成分析的空间音频编码结构
5.1 引言
5.2 空间音频编码系统的基础操作模块
5.2.1 声源分离模块
5.2.2 下混／上混模块
5.2.3 空间参数分析模块
5.2.4 系统结构的优缺点
5.3 并行滤波共享的ABS编码结构
5.3.1 频带划分对空间信息分析的影响
5.3.2 ABS编码结构设计
5.3.3 并行结构下的滤波共享
5.4 实验与性能分析
5.4.1 系统延时分析
5.4.2 计算复杂度分析
5.4.3 系统性能分析
5.5 本章小结

第6章 总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
附录

前言/序言

武汉大学优秀博士学位论文文库：基于双耳线索的移动音频编码研究 内容简介 本书精选武汉大学历年优秀博士学位论文，聚焦于“基于双耳线索的移动音频编码研究”这一前沿且极具应用价值的课题。在移动通信技术日新月异、智能终端普及率居高不下的当下，用户对沉浸式、高品质音频体验的需求日益增长，尤其是在移动场景下。传统的音频编码技术虽在压缩效率上取得了显著成就，但往往忽略了人类听觉系统感知声音空间特性的重要维度——双耳线索。本书深入探讨如何将双耳线索这一关键要素融入移动音频编码过程，旨在突破现有技术的局限，为实现更自然、更具空间感的移动音频体验提供坚实的理论基础和创新的技术方案。 全书围绕“双耳线索”与“移动音频编码”两大核心概念展开，系统性地梳理了相关的理论背景、技术挑战、研究方法以及创新性成果。作者以严谨的学术态度和深刻的洞察力，层层递进地剖析了双耳线索在声音空间感知中的作用机制，包括双耳时间差（Interaural Time Difference, ITD）和双耳强度差（Interaural Intensity Difference, IID）等关键要素，以及它们如何协同作用，帮助听者定位声源、感知声场。同时，本书也充分考量了移动应用场景下的特殊性，如有限的计算资源、低功耗需求、不稳定的网络环境以及多样的终端设备等，这些因素都对音频编码技术的实现提出了更为严苛的要求。 本书的学术价值首先体现在其对双耳线索理论的深入挖掘。作者不仅详细阐述了双耳线索的生理学基础和心理声学模型，还通过大量的实验研究和数据分析，验证了这些线索在不同声学环境和听音条件下的表现。在此基础上，本书着重探讨了如何将这些精细的听觉信息量化并有效地应用于音频编码。这涉及到如何从原始音频信号中提取、建模和编码双耳线索，以及如何在接收端根据这些编码信息重构具有空间特性的音频信号。 其次，本书在移动音频编码技术创新方面展现了卓越的贡献。作者没有停留在理论层面，而是将目光投向了实际应用。针对移动设备的资源限制，本书提出了一系列高效的双耳线索提取和编码算法，力求在保持高编码效率的同时，最大程度地保留重要的空间听觉信息。这可能包括但不限于： 轻量化的双耳线索特征提取技术： 研发能够在移动端低功耗、低计算复杂度下准确提取ITD、IID等关键双耳线索的算法。例如，利用频域和时域的联合分析，或者基于机器学习的特征提取方法，以平衡精度与效率。 参数化双耳编码框架： 提出一种新的编码框架，将双耳线索信息以参数化的形式进行编码，而非直接编码复杂的波形。这种参数化编码能够显著降低比特率，同时保留重构空间感所需的核心信息。例如，可以编码声源方向、距离、混响特性等与双耳线索紧密相关的参数。 面向移动设备的解码重构算法： 设计能够在不同移动终端上高效解码并重构空间音频的算法。这可能涉及到基于滤波器组的合成技术，或者利用虚拟声学模型来模拟空间传播效果，确保重构后的音频在各种移动设备上都能呈现良好的空间听感。 适应性编码策略： 针对移动网络环境的不稳定性，提出自适应的编码策略，根据网络状况动态调整双耳线索的编码精度或采用的编码比特率，以在保证可用性的前提下提供最佳的听觉体验。 此外，本书还可能涵盖了以下几个关键的研究方向： 多声道与双耳线索的结合： 探索如何在有限的声道数（例如，立体声或少量环绕声声道）下，更有效地利用双耳线索来模拟更丰富、更具空间感的听音体验，这对于在智能手机、耳机等设备上实现高效空间音频至关重要。 主观评价与客观度量： 深入研究用于评估空间音频编码质量的主观听觉测试方法和客观评价指标。作者通过大量的主观听音实验，收集用户对不同编码方案的空间感、清晰度、自然度等方面的评价，并将这些结果与客观指标进行对比分析，以验证所提出算法的有效性。 实际应用场景的探索： 结合具体的移动应用场景，如移动游戏、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、移动视频通话、音乐欣赏等，探讨基于双耳线索的移动音频编码技术的应用前景和潜在挑战。例如，在VR/AR场景中，如何实现更加精准的声源定位和空间感知，以增强用户的沉浸感；在视频通话中，如何让通话双方的语音更具空间感，如同身处同一空间。 本书的写作风格严谨而清晰，逻辑性强，结构完整。从理论基础的铺垫，到核心问题的深入探讨，再到创新性方法的提出和验证，每个环节都环环相扣。作者不仅引用了国内外相关领域的最新研究成果，还在此基础上提出了独到的见解和创新的解决方案。在技术细节的阐述上，作者力求详尽，并辅以必要的数学推导和图示说明，使得读者能够清晰地理解其研究思路和技术细节。 对于研究者而言，本书提供了一个关于双耳线索在移动音频编码领域进行深入研究的宝贵参考。它不仅能够帮助研究者快速掌握该领域的最新进展和关键技术，还能激发新的研究思路和创新灵感。对于移动音频开发者、音频工程师以及对高品质移动音频体验感兴趣的技术人员来说，本书提供了实用的技术指导和前瞻性的技术视野，能够帮助他们更好地理解和实现下一代移动音频技术。 总而言之，《武汉大学优秀博士学位论文文库：基于双耳线索的移动音频编码研究》是一部集理论深度、技术创新和应用价值于一体的优秀学术专著。它系统性地解决了在移动应用场景下，如何通过充分利用人类听觉系统的双耳线索来提升音频编码质量和空间感知能力的关键问题，为推动移动音频技术向更具沉浸感、更自然、更人性化的方向发展提供了重要的理论支撑和技术动力。本书的出版，将为相关领域的研究者和实践者带来深刻的启示和有益的借鉴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题，"武汉大学优秀博士学位论文文库：基于双耳线索的移动音频编码研究"，让我联想到了一场关于声音的“隐秘艺术”的揭示。作为一个非专业人士，我平时接触到的音频编码，大多只关注音质的清晰度或者文件大小的优化。然而，“双耳线索”这个词汇，瞬间点燃了我对声音背后更深层次奥秘的探求欲望。它是否揭示了我们大脑是如何解读声音在空间中的位置、距离和动态的？而将这一研究应用于“移动音频编码”，更是让我看到了这项理论研究在现实世界中的巨大潜力。想象一下，如果我们能够通过更智能的编码技术，让移动设备输出的声音，能够模拟出真实世界的声音场景，比如在你的手机里听演唱会，仿佛置身于现场的观众席，或者在玩游戏时，能清晰地辨别出敌人来自哪个方向，这种体验的提升将是颠覆性的。我迫切地想要了解，作者是如何通过严谨的学术研究，将抽象的双耳线索转化为可实现的音频编码技术，从而为移动设备上的音频体验带来质的飞跃。这本书，或许就是连接我们对沉浸式听觉体验的渴望与前沿技术实现之间的一座桥梁，让我对未来声音的感知方式充满无限遐想。

评分☆☆☆☆☆

"武汉大学优秀博士学位论文文库：基于双耳线索的移动音频编码研究"，这个书名本身就勾勒出一种对声音世界深层奥秘的探索。作为一个对声音充满好奇，但又并非专业声学工程师的读者，我会被“双耳线索”这个词汇深深吸引。它似乎暗示着一种比传统音频编码更精细、更符合人类自然听觉习惯的技术。我想象着，这项研究是不是关于如何模拟人耳感知声音的立体感、方向感以及空间感，从而让声音的体验更加真实，更加身临其境？而“移动音频编码”的应用方向，则让我立刻联想到我们每天不离手的手机、平板等设备。如果这项研究能够让这些设备发出的声音，具备更强的空间表现力，那么无论是听音乐、看电影，还是玩游戏，甚至进行视频通话，都将带来前所未有的沉浸式体验。我非常渴望知道，这本书中是如何将抽象的声学原理，转化为切实可行的音频编码技术，从而让我们的移动设备在声音的表现上，迈上一个新的台阶。它对我而言，不仅仅是一部学术著作，更是一本关于如何让声音“活起来”的启示录，让我对未来声音的感知方式充满了无限的期待。

评分☆☆☆☆☆

"武汉大学优秀博士学位论文文库：基于双耳线索的移动音频编码研究"，仅仅是这个书名，就足以勾起我内心深处对于“声音的魔力”的好奇。我常常在想，为什么有些音乐或者电影的音效，能够如此轻易地将我带入到另一个情境中？为什么在某些场合，我能清晰地分辨出声音是从哪个方向传来的？“双耳线索”这个概念，听起来就充满了科学的严谨，它是不是揭示了人类听觉系统在感知空间声音方面的独特机制？而将其应用于“移动音频编码”，则让我看到了这项研究的实用价值。在如今这个移动设备几乎渗透到生活方方面面的时代，如果能够利用更先进的音频编码技术，让手机、耳机等设备发出的声音具备更强的空间感和真实感，那将极大地提升我们的娱乐体验，甚至在远程协作、虚拟现实等领域带来革命性的变化。我非常期待了解这本书中，作者是如何从理论层面深入剖析双耳线索的原理，又是如何将其转化为实际的编码算法，最终为移动设备带来更具沉浸感的听觉享受。它就像是一本揭示声音秘密的宝典，让我渴望深入其中，一探究竟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题，"武汉大学优秀博士学位论文文库：基于双耳线索的移动音频编码研究"，光是读起来就透出一股学术的严谨和前沿的探索精神。作为一名对声音技术和沉浸式体验有着浓厚兴趣的普通读者，我首先会被“双耳线索”和“移动音频编码”这两个概念所吸引。我能想象，这不仅仅是关于如何压缩音频文件的技术讲解，更深入地触及了我们如何感知和体验声音的本质。双耳线索，顾名思义，一定与人耳接收声音的方式息息相关，或许涉及到了声源定位、空间感、环绕声等我们日常生活中感受到的听觉现象。而“移动音频编码”则将这个研究落到了实处，暗示了这项技术有望在我们的手机、平板电脑等移动设备上得到应用，这无疑极大地拓展了它的实用性和吸引力。我对于作者如何将复杂的声学原理、心理学感知以及信息技术相结合，以实现更逼真、更具沉浸感的移动音频体验感到非常好奇。这是否意味着未来我们在看电影、玩游戏，甚至只是听音乐时，都能感受到声音从四面八方传来，仿佛置身于现场的奇妙体验？这本书的出现，无疑为我打开了一个探索声音世界新维度的大门，让我对移动音频技术的未来充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题，"武汉大学优秀博士学位论文文库：基于双耳线索的移动音频编码研究"，读起来就带着一种探索未知领域的庄重感。作为一名对科技发展抱有极大热情，但非专业背景的读者，我会被“双耳线索”这个词汇所吸引，它让我好奇这是否与我们如何感知声音的立体感和方向感有关。人类的耳朵是如此精妙的接收器，而研究如何利用这些“线索”来“编码”音频，听起来就充满了前沿的挑战与无限的可能。特别是“移动音频编码”这一方向，直接关联到我们日常生活中最常用的设备——手机、平板等。我非常期待了解，这项研究是否能够让我在通勤路上听播客时，仿佛置身于一个安静的房间；或者在用手机观看一场虚拟演唱会时，能感受到来自不同方位的乐器声，获得身临其境的体验。这本书，对我来说，不仅仅是一本关于技术的研究，更像是一扇窗户，让我窥探到未来音频技术如何改变我们的生活，让声音变得更加鲜活、更具表现力。我很好奇作者是如何将复杂的声学理论与实际的编码技术相结合，从而在移动设备上实现更逼真、更沉浸的听觉体验。