嵌入式教程_教学实验箱实验操作_音频处理：3-2 mp3音频编码实验

1、实验目的

本次视频教程是基于创龙教仪TL6748-PlusTEB教学实验箱完成的。

本此教程的目的是了解MP3音频格式，掌握MP3音频编码的原理，并实现基于SYSBIOS系统，将PCM格式的音频编码为MP3格式。

2、实验原理

音频编解码的主要对象是音乐和语音，音频的编解码格式可分为无压缩的格式、无损压缩格式、有损音乐压缩格式、有损语音压缩格式和合成算法。本实验中使用的MP3格式属于有损音乐压缩格式。音频编解码的目的是减少传输的信息量和减少储存的信息。

MP3是一种音频压缩技术，能够在音质丢失很小的情况下把文件压缩到更小的程度，而且还非常好的保持了原来的音质。描述信源的数据是信息和数据冗余之和，将音频作为一个信源，音频编码的实质是减少音频中的冗余。通常情况下，我们采用的是脉冲代码调制编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字信号。

MP3编码一般会使用libmp3lame库，这是一个开源的MP3编码库。使用lame库只需要包含lame.h头文件即可。通过lame库实现MP3编码的流程是初始化编码参数、设置编码参数、初始化编码器、编码PCM数据、结束编码，最后销毁编码器。

我们来详细了解下lame库提供的各种参数设置的接口。首先看下初始化编码参数的接口lame_init，这个接口可以用来设置参数。

然后看下编码参数设置的相关接口。

第一个是设置设置被输入编码器的原始数据的采样率

第二个是设置最终MP3编码输出的声音的采样率，如果不设置则和输入采样率一样

第三个是设置被输入编码器的原始数据的声道数

第四个是设置最终MP3编码输出的声道模式，如果不设置则和输入声道数一样。

第五个是设置比特率控制模式，默认是CBR，但是通常我们都会设置VBR

第六个是设置CBR的比特率，只有在CBR模式下才生效

第七个是设置VBR的比特率，只有在VBR模式下才生效

接着看一下初始化编码器的接口，根据设置好的参数建立编码器

然后调用接口将PCM数据送入编码器，获取编码出的MP3数据。本实验中的双声道数据是交错在一起输入的，所以使用lame_encode_buffer_interleaved接口。

编码结束前需要刷新编码器缓冲，获取残留在编码器缓冲里的数据。

最后，编码结束后要销毁编码器释放资源。

本实验中的MP3音频编码是基于SYSBIOS系统下完成的。SYS/BIOS 是一个可扩展的实时的操作系统，具有非常快速的响应时间，可以最大限度地减少对内存和CPU的要求，并且能够实现系统的模块化并可裁剪。

静态创建任务的方法是通过在cfg Script脚本语言中添加相应的配置语句实现的，通过调用 Task_create（）创建任务。

var Task  = xdc.useModule('ti.sysbios.knl.Task');

var task0Params = new Task.Params();

task0Params.instance.name = "task0";

Program.global.task0= Task.create("&taskMain", task0Params);

3、操作现象

硬件接口

本实验使用的硬件接口为SD卡座，所需硬件为实验板、仿真器、电源、SD卡和读卡器。

硬件连接

• 将工程目录下的song.pcm文件拷贝到SD卡后，把SD卡插入卡槽内。
• 连接仿真器和电脑的USB接口。
• 将拨码开关拨到DEBUG模式01111，连接实验箱电源，拨动电源开关上电

实验现象

导入工程，选择Demo文件夹下的对应工程

编译工程，生成可执行文件

将CCS连接开发板并加载程序

点击运行程序

运行程序后，Console 窗口会持续打印信息，本次实验每次处理9045字节的数据。

大概等待1分钟，编码完成。

实验箱断电后，取下 SD 卡

通过读卡器将SD卡插入电脑可查看 SD 卡目录下的内容，程序把 SD卡目录下的 song.pcm 文件编码并生成 song.mp3 文件。

打开并播放 MP3 文件，