23. Mpeg1,2 Layer 2.

Упрощенная схема кодера и структура кадра, формируемого на его выходе — на рисунке. По сравнению с уровнем Layer 1 в схеме кодера появились блок объединения и кодирования коэффициентов масштабирования, блок формирования гранул на выходе блока квантования и кодер данных о распределении бит, а в структуре кад­ра — массив данных о коэффициентах масштабирования (SCFST). Други­ми изменениями, которые на схеме не отразились, являются увеличение количества отсчетов, содержащихся в одном кадре — теперь их стало 1152, а не 384, и точность время-частотного преобразования, которое здесь осуществляется психоакустическим процессором путем выполнения про­цедуры БПФ по 1024 точкам, а не по 512, как было на уровне Layer 1. Это позволяет получить более высокое разрешение по частоте. Рассмотрим процесс кодирования на уровне Layer 2 более детально.

Несмотря на некоторое усложнение схемы кодера, основные блоки в нем остались теми же самыми, что и в кодере Layer 1. Блок форми­рования частотных поддиапазонов точно так же делит весь диапазон частот на 32 равные части (по 750 Гц). Более того, массив данных из 1152 отсчетов после разделения на частотные поддиапазоны делится на три блока по 384 отсчета таким образом, чтобы для их обработки можно было использовать те же структурные единицы, что и в кодере уровня Layer 1. Разрешение в 2 дБ, соответствующее одному шагу квантования коэффициентов масштабирования, справедливо и для уров­ня Layer 2.

ОТЛИЧИЯ. Если в кодере Layer 1 передаче подлежали все коэффициенты масштабирования, то в кодере Layer 2 это чаще всего не так. Передаваться могут и все три коэффициента, и два, и один.

Другое усложнение процедуры кодирования на уровне Layer 2 касает­ся точности квантования отсчетов. Все субполосные сигналы, получен­ные в частотных поддиапазонах, делятся на три категории: низкочастот­ные, среднечастотные и высокочастотные, и сигналы каждой из категорий квантуются с разной степенью точности. Выше уже отмечалось, что деление всей полосы частот на одинаковые поддиапазоны не согласует­ся со свойствами человеческого слуха – для низкочастотной части эти поддиапазоны слишком широки, а для высокочастотной – слишком узки. Чтобы компенсировать такое несоответствие, низкочастотные отсчеты квантуются более точно, и код отсчета здесь может иметь длину до 15 разрядов. Среднечастотные отсчеты, находящиеся в переходной зоне, квантуются менее точно, и код отсчета может иметь длину до семи раз­рядов. Высокочастотные отсчеты квантуются наиболее грубо – кода­ми длиной всего до трех разрядов.

В соответствии с разной точностью квантования отсчетов разных частотных категорий, разным числом бит будут кодироваться и данные о распределении этих разрядов. Для максимально возможной точности длина кодов, характеризующих распределение разрядов, будет соответ­ствовать четырем, трем и двум битам. Кроме того, для каждой катего­рии предусмотрена, по крайней мере, одна дополнительная комбинация бит, которая указывает на то, что в данной полосе никакой информации не передается.

Очевидно, что описанный алгоритм квантования также сокращает ко­личество информации, которую необходимо передавать декодеру.

Наконец, дополнительному кодированию подвергаются отсчеты и дан­ные о распределении бит. Для этого отсчеты одного поддиапазона и с одинаковым числом уровней квантования объединяются в «тройки» (на­боры из трех отсчетов) и кодируются одним кодовым словом, которое называется «гранулой».