MPEG-1第三部分及MPEG-2第三部分均是音频压缩编码标准。在MPEG音频压缩编码标准中，规定了3个不同层次的编码方案，即层次（1ayer）Ⅰ、层次Ⅱ及层次Ⅲ。其中层次Ⅰ及Ⅱ采用的是欧洲的MUSICAM（掩蔽型自适应通用子带综合编码和复用）算法，压缩比可达6倍以上，已被用于DAB、DVB及CD的音频编码。层次Ⅲ以MUSICAM算法为基础，综合ASPEC（音频频谱听觉熵编码）算法的优点，算法最复杂，但提供了最强的压缩能力，即使工作在54kbit/s（即压缩比达12∶1时）的传输码率，仍能保证高品质的音响效果。MPEG-2的音频压缩编码标准除了兼容MPEG-1外，主要服务于多声道、多语种，以及将MPEG-1音频的采样频率向下扩展（16kHz、22.05kHz及24kHz），以降低数据率。
MPEG标准强调人的听觉心理声学模型的利用。它可以利用估计听觉掩蔽阈值、量化精度、尺度化等各种压缩手段进行压缩编码。
MPEG规定了不同的编码层次以满足不同的编码系统要求。层次越高性能越好，但编码器也越复杂。MPEG-1音频压缩编码的应用和主要参数如表1-4所示。
表1-4 MPEG-1音频压缩编码的应用和主要参数
1.层次Ⅰ
将数字音频输入分解成32个子带的映射变换，将数据按一定格式分组的固定分割，确定自适应比特分配的心理声学模型（该模型称为模型1），定义了子带系数的量化精度（4bit）及尺度因子（6bit）。单声道码率为192kbit/s，立体声时为384kbit/s。具有相对简单的编码解码器。
音频帧是MPEG音频序列的基本访问单元，它主要由4部分组成，即32位帧头、16位的CRC纠错校验位、可变长度的音频数据及可变长度的附加位。
图1-36为MPEG音频层次Ⅰ的简化帧格式。它共有384个音频PCM样元。帧周期在32kHz时为12ms，44.1kHz时为8.7ms，48kHz时为8ms。
图1-36 MPEG音频层次Ⅰ的简化帧格式
2.层次Ⅱ
提供对比特分配、尺度因子和采样的附加编码，在同等音频质量时，层次Ⅱ仅要求层次Ⅰ负担30%～50%的码率，但增加了编码器和解码器的复杂性。码率是固定的，每条信道从32～192kbit/s，高保真度质量时每条信道从128kbit/s开始（立体声为256kbit/s）。心理声学模型和层次Ⅰ相同，但帧宽度是层次Ⅰ的3倍。为了减少码率，子带系数的量化精度随频串升高而减少，低频带为4bit，中间频带为3bit，高频带为2bit。
层次Ⅱ帧格式如图1-37所示。该帧由12个小组组成，每一个表示96（3×32）个PCM音频样元，故共有1152个音频样元。帧周期为层次Ⅰ的3倍，32kHz时为36ms，44.1kHz时为26.1ms，48kHz时为24ms。
层次Ⅰ、Ⅱ音频编码器框图如图1-38所示，层次Ⅰ、Ⅱ音频解码器框图如图1-39所示。(www.xing528.com)
图1-37 MPEG音频层次Ⅱ的简化帧格式
图1-38 层次Ⅰ、Ⅱ音频编码器框图
图1-39 层次Ⅰ、Ⅱ音频解码器框图
3.层次Ⅲ
MPEG层次Ⅲ是综合MUSICAM算法及ASPEC算法的优点后提出的新的掩蔽型编码算法。它采用混合带通滤波器来提高频率分辨率，它还增加了非均匀量化，自适应分段和量化值熵编码技术，从而提高了编码效率。层次Ⅲ采用霍夫曼编码及基于DCT的信号分析代替了使用在层次Ⅰ及Ⅱ中的子带编码。在相同的声音质量下层次Ⅲ的压缩率是层次Ⅱ的2倍，但编解码器更为复杂。高保真度质量时每条通道只要64kbit/s的码率（立体声为128kbit/s）。层次Ⅲ主要应用在低比特率的媒体中（如ISDN中），一般不用在数字电视中。但层次Ⅲ的解码器应能解层次Ⅰ及Ⅱ的音频码流。
在数字视频广播DVB标准中，采用MPEG-1层次Ⅰ及层次Ⅱ，共有4种主要的工作模式：立体声、联立立体声（为了减少码率利用左路和右路信道的冗余度）、双声道、单声道。
层次Ⅲ音频编码器框图如图1-40所示，层次Ⅲ音频解码器框图如图1-41所示。
图1-40 层次Ⅲ音频编码器框图
图1-41 层次Ⅲ音频解码器框图
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
