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随着先进电子科学技术的发展，消费类电子、通信网络、广播、计算机技术日益紧密地结合起来，世界进入了数字化网络化的高科技信息化时代。在计算机、通信网络、娱乐相互融合的背景下，数字多媒体技术得到迅速发展，数字音视频在各方面影响人们传统的生活方式。其中数字音频处理技术是一项重要的技术，音频处理关键模块的算法与优化成为重要的研究内容。主要的研究工作主要包括分析滤波器组、MDCT变换、量化模块、Huffman模块、音频采样率转换（SRC）。分析滤波器组有几种算法：多相滤波器算法，基本快速算法，shine和张芷燕采用的算法和FCT算法，经过比较FCT算法效率最高，所以本文重点介绍了FCT算法在分析滤波器组中的应用。MDCT变换即是离散余弦变换是将音频信号从时域变为频域内，在时域内相邻的音频信号存在相关性，通过MDCT变换可以消除音频信号的相关性。本文是对MDCT变换进行了优化，一方面是对MDCT的算法进行了改进，减少乘法和加法的次数；另一方面是对汇编语言进行指令调度，减少指令执行周期数。量化是对MDCT变换输出的数据进行比特分配，目的是用更少的比特进行编码，量化是有损的过程。本文对量化模块的优化是一方面是改变量化步长的初始值，另一方面是改变量化步长的变化幅度。Huffman模块，本课题将音频解码过程对Huffman模块进行了合理的软硬划分，实行软硬件协同设计的方法将运算量大的部分交由硬件来完成，软件实现控制运算量较少的部分。音频信号采样率不是音频播放的标准时，需要转化为播放标准。音频采样率转换是将原始信号进行插值后得到的信号，再与滤波器的系数进行卷积运算，最后进行抽取得到音频播放标准采样率的信号。本文通过对音频处理关键模块算法方面的研究与优化，使音频处理的效率大大提高，音频处理的功能更加完善。