Reducción de la tasa de bits

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Este artículo es sobre el esquema de compresión utilizado en el SPC-700. Para otros métodos de reducción de tasa de bits, consulte compresión de datos.

Reducción de la tasa de bits, o BRR, también llamado Tasa de bits reducido, es un nombre dado a un compresión de audio método utilizado en el SPC700 coprocesador de sonido utilizado en los SNES, así como los procesadores de audio de la Philips CD-yo y SONY PlayStation. El método es una forma de ADPCM.

BRR comprime cada secuencia consecutiva de dieciséis 16-bit PCM muestras en un bloque de 9 bytes. De más a menos importante, el primer byte de cada bloque consta de cuatro bits que indica la gama del bloque (véase abajo), dos bits que indica la filtro (véase abajo) y dos bits de información de control para el SPC700. Los restantes ocho bytes constan de 16 firmados mordiscos de 4 bits que corresponden a las 16 muestras, envasadas en un Big-endian manera. Medida 32 bytes de entrada 9 bytes de salida, el algoritmo BRR produce una relación de compresión 3.56:1.

Algoritmo de descompresión

Un mordisco n en un bloque con filtro f y gama r debe ser decodificada en una muestra PCM st usando el segundo orden siguiente predicción lineal ecuación:

st = 2 r n + k 1 s t -1 - k 2 s t -2

Aquí, st -1 y st -2 son las muestras de la salida de último y próximo-a-última salida PCM, respectivamente. El tipo de filtro f se traduce en IIR coeficientes de predicción k usando la siguiente tabla:

Filtro f k1 k2
0 0 0
1 15/16 0
2 61/32 15/16
3 115/64 13/16

Todos estos cálculos se realizan en 16,16 firmado aritmética de punto fijo.

O en palabras:

  • Filtro 0 linealmente decodifica la versión r bit downquantized de las muestras.
  • Filtro 1 añade una versión r poco downquantized de las muestras en una entrada anterior bajada (paquete delta o codificación diferencial).
  • Versión de downquantized bit filtros de 2 y 3 añadir una r de las muestras para la extrapolación lineal de las dos últimas muestras (2 º orden diferencial codificación).

El SONY PlayStation APU y el Philips CD-yo CDIC añadir otro conjunto de coeficientes a la anterior y los reordena cinco únicos del total 8 filtros (éstos provienen de la Libro verde (CD interactivo estándar) y Libro amarillo (extensión CD-XA) ):

Filtro f k1 k2
0 0 0
1 15/16 0
2 115/64 13/16
3 49/32 55/64
4 61/32 15/16

Todos estos cálculos se realizan en 16,16 firmado aritmética de punto fijo.

Referencias

  • SPC 700 documentación
  • NOS 4.685.115 de patente [principios de sistema que se convirtió en BRR]
  • NOS 4.783.792 de patente [perfeccionamiento hacia BRR]
  • Patente de los E.E.U.U. 4.797.902 [BRR; coeficientes de ejemplo pueden verse en la página 21]
  • Patente de los E.E.U.U. 4.829.522 [BRR con interpolación consciente de corrección de error para la lectura de un medio de disco como un MiniDisc; la implementación final de MiniDisc no utilizó BRR]
  • NOS 5.041.830 de patente [desplazamiento BRR, cuantización]
  • Patente de los E.E.U.U. 5.070.515 [forma de codificación/ruido BRR; coeficientes de ejemplo pueden verse en la página 23]
  • NOS 5.086.475 de patente [BRR Looping, detección de tono/frecuencia para codificación]
  • Patente de los E.E.U.U. 5.111.530 [algo patente específico sobre el funcionamiento de la DSP en la SNES y PlayStation APU]
  • NOS 5.128.963 patente [una tarde patentes en el sistema que se convirtió en BRR]
  • NOS 5.166.981 de patente [análisis utilizando LPC para ayudar en la codificación BRR]
  • Patente de los E.E.U.U. 5.303.374 [generador de error predictivo para ayudar en la codificación BRR; coeficientes pueden verse en la página 6]
  • NOS 5.430.241 de patente [BRR Looping, detección de tono/frecuencia para la codificación similar a 5.086.475]
  • NOS 5.519.166 de patente [BRR Looping, detección de tono/frecuencia para la codificación, continuación de 5.430.241]
  • NOS 5.978.492 de patente [BRR en el contexto del CD-XA en SONY PlayStation ]

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