The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Fixed-point Processing Optimization of MPEG Psychoacoustic Model-II Algorithm for ASIC Implementation

MPEG 심리음향 모델-ll 알고리듬의 ASIC 구현을 위한 고정 소수점 연산 최적화

  • 이근섭 (연세대학교 전기전자공학과 미디어 통신 신호처리 연구실) ;
  • 박영철 (연세대학교 정보기술학부) ;
  • 윤대희 (연세대학교 전기전자공학과 미디어 통신 신호처리 연구실)
  • Published : 2004.11.01
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Abstract

The psychoacoustic model in MPEG audio layer-III (MP3) encoder is optimized for the fixed-point processing. The optimization process consists of determining the data word length of arithmetic unit and the algorithm for transcendental functions that are often used in the psychoacoustic model. In order to determine the data word length, we defined a statistical model expressing the relation between the fixed-point operation errors of the psychoacoustic model and the probability of alteration of the allocated bits doe to these errors. Based on the simulations using this model, we chose a 24-bit data path and constructed a 24-bit fixed-point MP3 encoder. Sound quality tests using the constructed fixed-point encoder showed a mean degradation of -0.2 on ITU-R 5-point audio impairment scale.

구현하기 위하여 고정 소수점 연산기에 적합하도록 최적화를 수행하였다. 최적화 과정은 크게 부호화기의 음질을 고려하여 프로세서의 데이터 워드 길이를 결정하는 과정과 자주 사용되는 초월 함수를 고정 소수점 연산을 통해 구현하는 것으로 구성된다. 데이터 워드 길이를 결정하기 위하여 심리음향 모델 과정의 고정 소수점 연산 오차와 이 오차가 비트 할당 과정에 영향을 미칠 확률 사이의 관계를 통계적 모델로 정의하였다. 여기서 정의된 모델을 사용하여 고정 소수점 연산 오차에 의한 영향이 1% 이내가 되도록 24비트의 데이터 워드를 선택하였다. 최적화된 고정 소수점 심리음향 모델을 사용한 MP3 부호화기의 음질은 부동 소수점 부호화기에 비해 W-R의 음질평가 점수를 기준으로 평균 -0.2 이내의 구분하기 힘든 수준의 음질 저하를 보였다

Keywords

References

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