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摘要 关键词 Abstract 目录 摘要 I Abstract I 1 绪论 1 1.1 论文选题的目的和意义 1 1.2 国内外研究现状 1 1.3 论文的主要内容和章节安排 2 2 Linux开发环境及嵌入式系统搭建 3 2.1 开发环境搭建 3 2.2 U-boot移植 3 2.3 Linux内核移植 10 2.4 嵌入式文件系统 10 3 MP3解码分析 11 3.1 成像环境的相对变化 11 3.2 提取图像最大内切圆 11 3.3 对数极坐标变换 11 3.4 傅立叶变换 12 3.5 金字塔分层算法 12 3.6 去均值归一化互相关算法 13 4 算法的实现和实验结果 13 4.1 实验过程设计 13 4.2 算法的实现 13 4.3 实验结果 14 5 总结与展望 14 5.1 本文工作总结 14 5.2 后续工作展望 15 致谢 16 参考文献 17 1绪论 1.1背景 随着微处理器的速度越来越快，成本越来越低，在数据的存储、传输方面数字音频的压缩越来越重要。在许多应用中，如GSM手机语音的发送，多种格式的音乐的存储方面都要进行数字音频的压缩。 通常我们采用无损压缩来压缩文本、代码等数据，例如游程编码、熵编码、字典压缩等都是常规的无损压缩方法。不过在压缩音频信号时这些方法的压缩效果与特定的声音密切相关。 在压缩语音、音乐等音频信号时，让输入信号完全还原输入信号并不重要，重要的是输出信号与输入信号相对于人的听觉系统一致。感知编码就是为了获得感知上的同一性而放弃了物理上的同一性，认为人的感觉系统分辨不出差别的信号内容上是同一的，于是就大大减少了用来表示音频信号的数据量，使音频信号被有效的压缩。在感知编码所采用的心理声学模型中，利用时域掩蔽与频域掩蔽，将人的听觉系统不可听的部分精度降低或者是完全去除。在处理器速度提高之后，利用基于感知编码的有损压缩算法压缩音乐、语音等数字音频信号效率会更高。 感知编码利用心理声学模型，去除音频信号的不相干部分及统计冗余部分，但人耳却感觉不到编码信号质量的下降。在ISO 11172-3音频部分的标准中，定义了三种压缩算法，即三层来压缩语音、音乐等数字音频，从第I层到第III层，复杂度越来越高，同时压缩效果也越来越高。MPEG-1的第III层算法基于感知编码，是目前压缩CD音质的音乐的通用方法，已经成功的应用在VCD、CD-ROM、ISDN、视频游戏及数字音频广播中，支持每声道比特速率约为32~224kbs的32KHz，44.1KHz和48KHz的PCM数据。而对于立体声，每个声道进行44.1KHz、16位的取样时，音频数据率为2X44100X16=141120bits/s。利用MPEG-1的算法压缩后，每个音频通道的压缩流的速率只能是32~224kb/s之间的规定的速率之一。因而压缩效果显著，同时人耳却几乎听不到任何差别。MP3播放器有近似完美的音乐效果和丰富的歌曲资源，普遍受到音乐爱好者的欢迎。本文主要设计MP3播放器。 ARM9是ARM公司的16/32位RISC处理器，是适用于普通设备的一种高性价比的微控制器。本文设计采用的MCU是三星公司推出的ARM9芯片S3C2440，具有低成本、低功耗、高性能、超小体积等特点，主要适用于中端场合，目前在嵌入式系统中正得到日益广泛的应用。S3C2440主频最高达533MHz，片上集成了丰富的资源：如IIS(Inter-IC sound)总线接口与DMA控制器，为与模数转换器(DAC)的连接提供了一种理想的解决方案。 MP3播放器的设计比较复杂且对处理器的要求较高，因而MP3播放器必须仔细设计以降低成本。本文分析MP3的解码算法，并在ARM9平台上设计、实现一个MP3播放器。 1.2研究目的 MP3标准对数字音频的压缩效率极高，而且MP3标准是一个国际通用的标准，因而MP3播放器在商用市场上发展非常成功。 MP3播放器有硬件解压与软件解压两种。硬件解压主要是利用解压芯片(如MAS 3507D芯片)将MP3格式的数据流解压成PCM数字音频数据，再通过音频总线(如IIS总线)传输数模转换芯片(如UDA1324TS)中可获得模拟音频数据，接入耳机即可接听。同硬件解压相比，软件解压虽占用大量的CPU时间，但降低了硬件成本，出来灵活。ARM9处理器的主频最高可配置为533MHz，为软件解压提供了足够的出来速度。 目前市场上