ГОСТ Р 54713-2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Звуковое вещание цифровое

КОДИРОВАНИЕ СИГНАЛОВ ЗВУКОВОГО ВЕЩАНИЯ С СОКРАЩЕНИЕМ ИЗБЫТОЧНОСТИ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ПО ЦИФРОВЫМ КАНАЛАМ СВЯЗИ.
MPEG-2, ЧАСТЬ VII: УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ КОДИРОВАНИЕ ЗВУКА (MPEG-2 AAC)

Sound broadcasting digital. Coding of signals of a sound broadcasting with reduction of redundancy for transfer on digital communication channels. MPEG-2, part VII: Advanced Audio Coding (MPEG-2 AAC)

ОКС 33.170

Дата введения 2012-12-01

     
Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004  "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Санкт-Петербургским филиалом Центрального научно-исследовательского института связи "Ленинградское отделение" (ФГУП ЛО ЦНИИС)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 480 "Связь"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 874-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта ИСО/МЭК 13818-7:2006* Информационные технологии -Универсальное кодирование движущихся изображений и сопутствующего звука - Часть 7: Усовершенствованное кодирование звука (ААС) (ISO/IEC 13818-7:2006 Information technology - Generic coding of moving pictures and associated audio information - Part 7: Advanced Audio Coding (AAC) [1]

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

     1 Область применения

     1.1 Цель разработки стандарта

Настоящий стандарт позволяет получить более высокое качество многоканального звучания. С его помощью достигается "неразличимое" с оригиналом качество по шкале ITU-R согласно [2] на скоростях передачи данных 320 Кбит/с для пяти звуковых сигналов с полной пропускной способностью.

Действие настоящего стандарта распространяется на услуги местной, внутризоновой, междугородной и международной сети звукового вещания, независимо от используемой сетевой технологии, что способствует обеспечению целостности сетей звукового вещания, устойчивости работы сети, выполнению норм на основные электрические параметры при разработке и проектированию каналообразующей аппаратуры звукового вещания (ГОСТ Р 52742 и ГОСТ Р 53537).

Показатели, определенные настоящим стандартом, являются базовыми для профессиональной и бытовой аппаратуры - проигрывателей компакт-дисков, усилителей сигналов звуковой частоты и другого оборудования класса Hi-Fi.

Универсальная и совместимая многоканальная аудиосистема применима для спутникового и наземного телевизионного вещания, цифрового звукового вещания (наземного и спутникового), так же как и для других носителей, например:

CATV - кабельное телевидение;

CDAD - кабельное цифровое звуковое вещание;

DAB - широковещательная передача цифрового звукового сигнала;

DVD - цифровой универсальный диск;

ENG - электронные новости (включая новости по спутнику);

HDTV - телевидение высокой четкости;

IPC - межличностное общение (видеоконференция, видеотелефон и т.д.);

ISM - интерактивные носители (оптические диски и т.д.).

Вход кодера и выход декодера совместимы со стандартами импульснокодовой модуляции (ИКМ), такими как ГОСТ 28376, ГОСТ 27667 и др.

     1.2 Условия применения стандарта

1.2.1 Спецификация инструментов MPEG-2 ААС

В процессе декодирования ААС используется ряд необходимых и опциональных инструментов. В таблице 1 перечислены инструменты и их статус (необходимые или опциональные). Необходимые инструменты обязательны в любом возможном профиле. Опциональные инструменты могут не использоваться в некоторых профилях.

Таблица 1 - Перечень инструментов декодера ААС

1.2.2 Назначение инструментов декодирования

Общая структура системы MPEG-2 ААС приведена на рисунках 1 и 2. В соответствии с таблицей 1 структура декодера состоит из необходимых и опциональных инструментов. Направление потока данных в этой схеме слева направо, сверху вниз. В задачи декодера входят обнаружение описания квантованных спектральных значений в потоке битов, декодирование квантованных значений и другой информации для восстановления, восстановление квантованных спектральных значений, обработка восстановленных спектральных значений соответствующими инструментами, активными для данного потока битов, с целью достигнуть исходного спектра входного звукового сигнала, и, наконец, преобразование спектральных значений во временные отсчеты, с (или без) дополнительного инструмента регулирования усиления. После начального восстановления и масштабирования восстановленных спектральных значений может применяться множество дополнительных инструментов, используемых для обеспечения более эффективного кодирования. Для каждого из дополнительных инструментов, которые работают в спектральном пространстве, предусмотрена опция отключения, и во всех случаях, когда обработка в спектральном пространстве не используется, входные спектральные значения поступают непосредственно на выход инструмента без изменений.

     
Рисунок 1 - Блок-схема кодера MPEG-2 ААС

      
Рисунок 2 - Блок-схема декодера MPEG-2 ААС

1.2.3 Вход и выход инструментов демультиплексирования

На вход инструмента демультиплексирования поступает поток битов MPEG-2 ААС. Демультиплексор разделяет поток данных MPEG-AAC на части, предзначенные для каждого инструмента, и предоставляет для каждого из инструментов информацию о потоке битов, относящуюся к этому инструменту.

На выходе инструмента демультиплексирования потока битов содержится:

- информация о разделении для прозрачного кодирования;

- прозрачно-кодированные спектральные значения;

- информация о M/S (опционально);

- информация о состоянии предсказывающего устройства (опционально);

- информация для управления intensity stereo и информация для управления спаренным каналом (опциональные);

- информация о временном формировании шума (TNS) (опционально);

- информация для управления банком фильтров;

- информация о регулировании усиления (опционально).

1.2.4 Инструмент прозрачного декодирования

Информация потока битов с демультиплексора поступает на инструмент прозрачного декодирования, который анализирует ее, декодирует коды Хаффмана и восстанавливает квантованные спектральные значения, а также кодированные с помощью кодов Хаффмана и ДИКМ масштабные коэффициенты.

На вход инструмента прозрачного декодирования поступают информация о разделении для прозрачного кодирования и прозрачно-кодированные спектральные значения.

Выход инструмента прозрачного декодирования содержит декодированное целочисленное представление масштабных коэффициентов и квантованные спектральные значения.

1.2.5 Инструмент деквантования

Квантованные спектральные сигналы поступают на вход инструмента деквантования, который преобразует целочисленные значения в восстановленные деквантованные спектральные значения. Этот деквантователь является неоднородным.

1.2.6 Инструмент перемасштабирования

Инструмент перемасштабирования преобразует целочисленное представление масштабных коэффициентов в их фактические значения и умножает восстановленные, деквантованные спектральные значения на соответствующие масштабные коэффициенты.

На вход инструмента перемасштабирования поступает декодированное целочисленное представление масштабных коэффициентов и восстановленные, деквантованные спектральные значения.

На выходе инструмента перемасштабирования содержатся масштабированные, деквантованные спектральные значения.

1.2.7 Инструмент M/S

На вход инструмента поступает информация о M/S (середина/сторона) и масштабированные, деквантованные спектральные значения, относящиеся к парам каналов. Инструмент M/S преобразует пары спектральных значений из M/S в L/R под управлением информации о M/S с целью улучшения кодирования.

На выходе инструмента M/S присутствуют масштабированные, деквантованные спектральные значения сигналов, относящиеся к парам каналов после декодирования M/S.

Следует учитывать, что масштабированные, деквантованные спектральные значения индивидуально кодированных каналов не обрабатываются блоком M/S и передаются непосредственно на выход инструмента M/S без изменений. Если инструмент M/S не является активным, все спектральные значения проходят через этот блок без изменений.

1.2.8 Инструмент предсказания

Этот инструмент обращает процесс предсказания, выполненный в кодере. Обратный процесс предсказания добавляет избыточность, которая была устранена инструментом предсказания в кодере, под управлением информации о состоянии предсказывающего устройства. Данный инструмент представляет собой обратное адаптивное предсказывающее устройство второго порядка. На вход инструмента предсказания поступают информация о состоянии предсказывающего устройства и масштабированные, деквантованные спектральные значения. На выходе инструмента предсказания - масштабированные, деквантованные спектральные значения после предсказания.

Если предсказание не используется, масштабированные, деквантованные спектральные значения поступают непосредственно на выход блока без изменений.

1.2.9 Инструмент intensity stereo