專利名稱：編碼器、解碼器、用于編碼/解碼的方法、計算機可讀介質(zhì)和計算機程序元件的制作方法
編碼器、解碼器、用于編碼/解碼的方法、 計算機可讀介質(zhì)和計算*^呈序元件本發(fā)明涉及一種編碼器、 一種解碼器、 一種用于編碼的方法、 一種用 于解碼的方法、計算機可讀介質(zhì)和計算M序元件。無損的音頻編碼器是一種音頻編碼器，其從原始的音頻信號產(chǎn)生編碼 的音頻信號以使得相應(yīng)的音頻解碼器能夠從該編碼的音頻信號產(chǎn)生原始 音頻信號的精確拷貝。在MPEG-4標準化形成過程中，產(chǎn)生了針對音頻無損編碼(ALS )的標 準。無損音頻編碼器典型地包括兩部分線性預(yù)報器，其通過減小包含于 原始音頻信號中的音頻采樣的相關(guān)性來從原始音頻信號產(chǎn)生殘留信號；和 熵編碼器，其編碼殘留信號以形成編碼的音頻信號。在產(chǎn)生殘留信號的過 程中，預(yù)報器將相關(guān)性減小得越多，就可以得到對原始音頻信號的壓縮越 多，即所編碼的音頻信號相對于原始音頻信號的壓縮比越高。如果原始音頻信號是立體聲的信號，即包括針對第一通道和第二通道 的音頻采樣，那么具有通道內(nèi)的相關(guān)性，即相同通道的音頻釆樣之間的相 關(guān)性，以及通道間的相關(guān)性，即不同通道的音頻采樣之間的相關(guān)性。在[1]和[2]中，公開了使用級聯(lián)預(yù)報器減小通道內(nèi)的相關(guān)性。在[3] 中，通過顛倒相關(guān)性矩陣來計算最佳的維納濾波器權(quán)數(shù)來考慮減小通道間 和通道內(nèi)的相關(guān)性的問題。本發(fā)明的目的是為了提供一種用于編碼包括針對多于一個通道的音 頻采樣的數(shù)字音頻信號的改進方法。該目的通過根據(jù)獨立權(quán)利要求所述的編碼器、解碼器、用于編碼的方 法、用于解碼的方法、計算機可編程介質(zhì)以及帶有這些特征的計算機程序 元件來實現(xiàn)。提供了用于編碼代表第 一通道的第 一數(shù)字信號和代表第二通道的第 二數(shù)字信號的編碼器，編碼器包括處理第一數(shù)字信號，從而提，對第一 通道的第一殘留信號的第一通道內(nèi)的預(yù)凈艮元件；以及處理第二數(shù)字信號， 從而提,對第二通道的第一殘留信號的第二通道內(nèi)的預(yù)報元件。編碼器
進一步包括通過線性地組合針對第 一通道的第 一殘留信號和針對第二通 道的第一殘留信號，處理針對第一通道的第一殘留信號和針對第二通道的 第一殘留信號，從而提,對第一通道的第二殘留信號和針對第二通道的 第二殘留信號的通道間預(yù)才艮元件。此外，4^供了與上面所描述的編碼器相應(yīng)的編碼方法、解碼器、用于 解碼的方法、計算機可編程介質(zhì)和計算M序元件。作為例證地，第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號通過包括通道內(nèi)預(yù)報器元 件和通道間預(yù)報器元件的預(yù)報器級聯(lián)被處理。通道內(nèi)預(yù)報器元件基于通道 內(nèi)的相關(guān)性，即僅使用來自各自的數(shù)字信號的信息，分別計算針對第一數(shù) 字信號和第二數(shù)字信號的預(yù)報。通道間的預(yù)報器元件基于通道間的相關(guān) 性，即使用來自第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號這兩者的信息，計算針對第 一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的預(yù)報。這樣，可以達到第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的高壓縮。本發(fā)明優(yōu)選的實施例出現(xiàn)在從屬權(quán)利要求。在編碼器環(huán)境下描述的實 施例對于編碼、解碼器、用于解碼的方法、計算機可編程介質(zhì)和計算;^ 序元件也類似地有效。優(yōu)選地，編碼器進一步包括第三通道內(nèi)的預(yù)報元件，其處理針對第一 通道的第二殘留信號，從而提皿對第一通道的第三殘留信號；和第四通 道內(nèi)的預(yù)報元件，其處理針對第二通道的第二殘留信號，從而提,對第 二通道的第三殘留信號。進一步優(yōu)選地，第一通道內(nèi)的預(yù)報元件進一步提,對第一通道的第 一預(yù)^L信號，第二通道內(nèi)的預(yù)miL件進一步提，對第二通道的第一預(yù)報 信號，通道間的預(yù)^Ut件進一步拔^供針對第 一通道的第二預(yù)報信號和針對 第二通道的第二預(yù)報信號，第三通道內(nèi)的預(yù)報元件進一步提,對第一通 道的第三預(yù)報信號，以及第四通道內(nèi)的預(yù)報元件進一步提，對第二通道 的第三預(yù)報信號。進一步優(yōu)選地，編碼器進一步包括通道內(nèi)預(yù)報元件的第一級聯(lián)，其中 通道內(nèi)預(yù)報元件的第 一級聯(lián)的第 一通道內(nèi)預(yù)才艮元件通過處理針對第 一通 道的第三殘留信號來提供針對第一通道的進一步的殘留信號和針對第一 通道的進一步的預(yù)報信號，以及通道內(nèi)預(yù)報元件的第 一級聯(lián)的每個其他通 道內(nèi)預(yù)報元件通過處理由通道內(nèi)預(yù)報元件的第 一級聯(lián)的在先通道內(nèi)預(yù)報 元件所提供的針對第一通道的進一步的殘留信號來提供針對第一通道的
進一步的殘留信號和針對第一通道的進一步的預(yù)報信號。類似地，優(yōu)選地，編碼器進一步包括通道內(nèi)預(yù)報元件的第二級聯(lián)，其 中通道內(nèi)預(yù)報元件的第二級聯(lián)的第 一通道內(nèi)預(yù)報元件通過處理針對第二 通道的第三殘留信號來提供針對第二通道的進一步的殘留信號和針對第 二通道的進一步的預(yù)報信號，以及通道內(nèi)預(yù)報元件的第二M的每個其他 通道內(nèi)預(yù)報元件通過處理由通道內(nèi)預(yù)報元件的第二級聯(lián)的在先通道內(nèi)預(yù) 報元件所提供的針對第二通道的進一步的殘留信號來提供針對第二通道 的進一步的殘留信號和針對第二通道的進一步的預(yù)報信號。作為例證地，針對第一通道的第三殘留信號和針對第二通道的第三殘留信號通過進一步的通道內(nèi)預(yù)^L件而被處理，以使得通過使用通道內(nèi)的 相關(guān)性來達到更高的壓縮。進一步優(yōu)選地，編碼器進一步包括第一線性組合器，其線性地組合針 對第一通道的第一殘留信號、針對第一通道的第二殘留信號、針對第一通 道的第三殘留信號和針對第一通道的進一步的殘留信號中的至少兩個，從而提皿對第 一通道的最終預(yù)^L信號。優(yōu)選地，編碼器還包括第一減法單元，其從第一數(shù)字信號減去針對第 一通道的量化的最終預(yù)^l信號。進一步優(yōu)選地，第一線性組合器將所述針對第一通道的第一殘留信 號、針對第一通道的第二殘留信號、針對第一通道的第三殘留信號和針對 第一通道的進一步的殘留信號中的至少兩個乘以第一線性組合器權(quán)數(shù)，并 將結(jié)果相加以形成針對第 一通道的最終預(yù)報信號。類似地，進一步優(yōu)選地，編碼器進一步包括第二線性組合器，其線性 地組合針對第二通道的第一殘留信號、針對第二通道的第二殘留信號、針 對第二通道的第三殘留信號和針對第二通道的進一步的殘留信號中的至 少兩個，從而提,對第二通道的最終預(yù)報信號。優(yōu)選地，編碼器進一步包括第二減法單元，其從第二數(shù)字信號減去針 對第二通道的量化的最終預(yù)報信號。進一步優(yōu)選地，第二線性組合器將所述針對第二通道的第一殘留信 號、針對第二通道的第二殘留信號、針對第二通道的第三殘留信號和針對 第二通道的進一步的殘留信號中的至少兩個乘以第二線性組合器權(quán)數(shù)，并 將結(jié)^目加以形成針對第二通道的最終預(yù)報信號。作為例證地，來自通道內(nèi)預(yù)才艮和通道間預(yù)報的結(jié)果通過第一線性組合
器和第二線性組合器以有效的方式被組合。優(yōu)選地，第一線性組合器和/或第二線性組合器設(shè)置為使得在編碼過程期間，根據(jù)Sign-Sign LMS算法，分別調(diào)整第一線性組合器權(quán)數(shù)和第二 線性組合器權(quán)數(shù)。優(yōu)選地，第一通道內(nèi)預(yù)mit件和/或第二通道內(nèi)預(yù)才Mt件包括FIR濾 波器單元，例如DPCM (差分脈沖編碼調(diào)制)濾波器單元。優(yōu)選地，通道間預(yù)報元件包括多個自適應(yīng)FIR濾波器單元，例如RLS (遞歸最小平方)濾波器單元。作為例證地，使用多個自適應(yīng)FIR濾波器，例如RLS濾波器來執(zhí)行針 對第一通道的第一殘留信號和針對第二通道的第一殘留信號的線性組合 步驟。RLS濾波器是自適應(yīng)橫向濾波器。RLS算法因其快速收斂而聞名。進一步優(yōu)選地，第三通道內(nèi)預(yù)報元件和/或第四通道內(nèi)預(yù)報元件和/ 或通道內(nèi)預(yù)才Mt件的第一M的通道內(nèi)預(yù)才gX件和/或通道內(nèi)預(yù)才ML件的 第二^的通道內(nèi)預(yù)報元件包括自適應(yīng)FIR濾波器單元，例如NLMS(歸一 化最小均方)濾波器單元。優(yōu)選地，第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號是數(shù)字化的音頻信號。作為例證地，第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號一起形成立體聲音頻信號。在一個實施例內(nèi)，編碼器適合來進一步編碼代表第三或者更多通道的 第三或更多的數(shù)字信號。作為例證地，編碼器可以進一步包括類似于以上描述的單元以使得另 外的數(shù)字信號能夠類似于第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號而被編碼，特別 地，以使得多個通道間的通道間相關(guān)性能夠被利用來達到壓縮.下面參考


本發(fā)明作為例證的實施例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的編碼器。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的預(yù)報器。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的預(yù)報器級。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的聯(lián)合立體聲預(yù)報器。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的編碼器100。編碼器IOO接收原始音頻信號101作為輸入。 原始音頻信號101是數(shù)字音頻信號，并且例如是通過以某采樣率(例 如48kHz， 96kHz或192kHz)來釆樣模擬音頻信號而產(chǎn)生的，其中每個樣 品具有某分辨率(例如8比特，16比特，20比特或24比特)。音頻信號包括音頻信息，即針對第一音頻通道(在下面被指示為"左 通道")和針對第二音頻通道(在下面被指示為"右通道")的音頻采樣。編碼器100的目的是編碼原始音頻信號101以產(chǎn)生無損地編碼的編碼 音頻信號102，即對應(yīng)于編碼器100的解碼器可以祁^據(jù)編碼音頻信號102 重構(gòu)原始音頻信號101的準確拷貝。原始音頻信號101通過預(yù)報器103處理，所述預(yù)報器103由原始音頻 信號101產(chǎn)生殘留信號104。預(yù)報器103的功能性將在下面詳細說明。原始音頻信號104然后通過熵編碼器105被熵編碼。熵編碼器105 能夠例如執(zhí)行Rice編碼或BGMC (塊式Gilbert-Moore編碼)編碼。所編碼的殘留信號、描述由熵編碼器105執(zhí)行的殘留信號104的編碼 的編碼指數(shù)、和任選地其他信息通過多路復(fù)用器106被多路復(fù)用，以使得 編碼音頻信號102被形成。編碼音頻信號102持有無損地編碼的原始音頻 信號101和把它解碼的信息。下面，參考圖2、圖3和圖4說明預(yù)報器103的功能性。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的預(yù)報器200。如上所述，假設(shè)原始音頻信號101包括針對第一(左)通道和第二(右) 通道的音頻采樣。針對左通道的音頻采樣用x,(i)表示，并且針對右通道 的音頻采樣用xji)表示(其中i是在所有音頻采樣上應(yīng)用的指數(shù))。針對 左通道的音頻采樣Xl (i)對應(yīng)于帶有相同指數(shù)的針對右通道的音頻采樣 xR(i)(意思是它是應(yīng)該在同一時間被播放的音頻信號)。假設(shè)在原始音頻 信號101中，xJi)先于XR(i)。因此原始音頻信號101可以被寫作音頻采 樣流…，xL(i-l)， Xr(卜1)， xL(i)， xR(i)， xL(i+l)， x"i+l),…針對左通道的音頻采樣被l^輸入到第一 DPCM預(yù)報器201。由預(yù)報 器200對于針對左通道的音頻信號的處理作為針對左通道的第n個音頻采 樣xjn)的例子而被說明。類似地，針對右通道的音頻采樣I^被輸入到第二DPCM預(yù)報器202。 作為例子，針對右通道的第n個音頻采樣xa (n)被考慮。第一 DPCM預(yù)報器201和第二 DPCM預(yù)報器202被形成為如圖3所示。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的預(yù)報器級300。信號值的序列輸入到預(yù)報器級300。作為例子，第n個信號值x(n) 被考慮。第n個信號值x(n)被輸入到延遲單元301。延遲單元301輸出在 第n個信號值x(n)之前的信號值。例如，當預(yù)報器級300是階次k時， 延遲單元301輸出信號值x (n-k)，…，x (n-l)。在第n個信號值x(n)之前的信號值被輸入到FIR濾波器單元302。FIR 濾波器單元302實現(xiàn)FIR (有限輸入響應(yīng))濾波器。在第一DPCM預(yù)報器 201和第二 DPCM預(yù)報器202的情況下，F(xiàn)IR濾波器單元302實現(xiàn)DPCM濾 波器。從先于第n個信號值x (n)的信號值，F(xiàn)IR濾波器單元302計算針對 第n個信號值x (n)的預(yù)報，其由y (n)表示。預(yù)報信號值y (n)通過減法單元303被從第n個信號值x (n)中減去。 減法單元303的輸出被稱為第n個殘留值e (n)，其和預(yù)報信號值y (n) —起 是預(yù)報器級300的輸出。所預(yù)報的信號值y (n)是通過線性地組合過去的信號值所產(chǎn)生的第n 個信號值x (n)的近似值，即通過組合先于第n個信號值x (n)的信號值。在第一 DPCM預(yù)報器201的情況下，輸入到預(yù)報器級300的第n個信 號值x (n)是針對左通道的第n個音頻采樣Xl (n)，輸出殘留值e (n)用(n) 表示，預(yù)報信號值y (n)用yL, i (n)表示(見圖2 )。 eL， i (n)被輸入到聯(lián)合立 體聲預(yù)報器203。類似地，第二 DPCM預(yù)報器202根據(jù)針對右通道的第n個信號值xR (n) 和針對右通道的預(yù)損/ft號值yM (n)產(chǎn)生殘留值(n) 。 eiu (n)也被輸入 到聯(lián)合立體聲預(yù)報器203。下面參考圖4說明聯(lián)合立體聲預(yù)報器203的功能性。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的聯(lián)合立體聲預(yù)報器400。聯(lián)合立體聲預(yù)報器400接收針對左通道的信號值& (n)和針對右通道 的信號值xR (n)作為輸入，其中針對左通道的信號值xl (n)是來自圖2 的殘留值eu (n)(并且不與來自圖2的針對左通道的第n個音頻采樣Xl (n) 混合)，而針對右通道的信號值xR (n)是來自圖2的殘留值eM (n)(并且 不與來自圖2的針對右通道的第n個音頻采樣Xr (n)混合)。針對左通道的信號值xl (n)被輸入到第一延遲單元401。針對右通道 的信號值xR (n)被輸入到第二延遲單元402并且輸入到第三延遲單元403。如上所述，當信號值輸入時，延遲單元401、 402、 403輸出先于輸入信號 值的信號值。因此，第一延遲單元401輸出先于信號值x"n)的信號值，并且這些 信號值被輸入到第一 FIR濾波器單元404。針對左通道，先于信號值的信號值的數(shù)目依賴于通過第一 FIR濾波器 單元404實現(xiàn)的FIR濾波器的階次。例如，通過第一FIR濾波器單元404 所實現(xiàn)的FIR濾波器具有階次k。因此，當針對左通道的信號值XL(n)(其 如上所述對應(yīng)于圖2中的eu(n))被輸入到第一延遲單元401時，先于針 對左通道的信號值x"n)的信號值XL(n-k)，…，XL(n-l)被輸入到第一 FIR 濾波器級404。(作為例證地，延遲單元存儲輸入信號值并且稍候輸出它。) 信號值Xl (n-k)，…，Xl (n-l)對應(yīng)于殘留值(n-k)，…，(n-k)。類似地，第二延遲單元402輸出先于針對右通道的信號值xR(n)的信 號值，其輸入到第二FIR濾波器單元405，并且第三延遲單元403輸出先 于針對右通道的信號值xR (n)的信號值，其輸入到第四FIR濾波器單元(數(shù) 目如上所述依賴于所實現(xiàn)的FIR濾波器的階次)。針對左通道的信號值 xL (n)被直接地，即無延i^輸入到第三FIR濾波器單元406。第一 FIR濾波器單元404和第二FIR濾波器單元405的輸出通過第一 加法單元408被相加，其產(chǎn)生針對左通道的預(yù)報yL(n)作為結(jié)果。第三FIR濾波器單元406的輸出和第四FIR濾波器單元407的輸出通 過第二加法單元409 ^L相加，其產(chǎn)生針對右通道的預(yù)報yR(n)作為結(jié)果。針對左通道的預(yù)報化(n)通過第一減法單元410從針對左通道的信號 值w (n)被減去。第一減法單元410的輸出是針對左通道& (n)的殘留值。針對右通道的預(yù)報yR (n)通過第二減法單元411從針對右通道的信號 值x"n)被減去。第二減法單元411的輸出是針對右通道的殘留值eR(n)。作為例證地，對于針對左通道的信號值& (n)，針對左通道的預(yù)才艮化(n) 通過線性地組合針對左通道和右通道的過去的信號值被產(chǎn)生。對于針對右 通道的信號值xR (n)，預(yù)報yR (n)通過線性地組合來自左通道和右通道的 過去信號值以及來自針對左通道的當前信號值XL(n)來被產(chǎn)生。第一濾波器單元404、第二濾波器單元405、第三濾波器單元406和 第四濾波器單元407是自適應(yīng)濾波器，濾波器的權(quán)fcl^l據(jù)RLS算法(其 他算法的使用，例如，LMS算法也是可能的)來被自適應(yīng)地調(diào)整。在另一 實施例中，第一濾波器單元404、第二濾波器單元405、第三濾波器單元 406和第四濾波器單元407具有確定的，例如預(yù)先計算的濾波器權(quán)數(shù)。聯(lián)合立體聲預(yù)報器400的輸出是針對左通道的殘留值eL (n)，在圖2 中用e^(n)表示，針對右通道的殘留值ea(n)，在圖2中用eR,2(n)表示， 針對左通道的預(yù)報L (n)，在圖2中用yL, 2(n)表示，針對右通道的預(yù)才艮 yR(n)，在圖2中用yR, 2(n)表示。eL,2(n)通過包括用i=3，…，k編號的K-2個NLMS預(yù)報器的第一多個 NLMS預(yù)報器204(給定值i=l對應(yīng)于第一 DPCM預(yù)報器201并且給定值i=2 對應(yīng)于聯(lián)合立體聲預(yù)報器203,見圖2)被處理。第 一多個NLMS預(yù)報器2 04的每個NLMS預(yù)報器被如圖3所示進行調(diào)整。 其中FIR濾波器單元302在這種情況下根據(jù)NLMS (歸一化最小均方)算 法實現(xiàn)FIR濾波器。多個NLMS預(yù)報器204的每個NLMS預(yù)報器輸出預(yù)報值， 其針對第一多個NLMS預(yù)報器204中帶有指數(shù)i的NLMS預(yù)報器用yL.i (n) 表示；以及殘留值，其針對多個NLMS預(yù)報器204中帶有指數(shù)i的NLMS 預(yù)報器用eL,i(n)表示。類似地，eR，2(n)通過第二多個NLMS預(yù)報器205被處理，多個NLMS預(yù) 報器205的每個NLMS預(yù)報器輸出殘留值(類似于上面用eR,i(n)， i-3，…，K 表示的)和預(yù)^Mi (類似于上面用yM (n) ，i=3，…，K表示的)。所有的預(yù)報值化，i (n) (i-l，…，K)通過第一線性組合器206被處理。第 一線性組合器206用權(quán)數(shù)cL， i乘以每個預(yù)報值yL,! (n)。在編碼過程期間， 第一線性組合器206的權(quán)數(shù)cM (i=l，…，K)根據(jù)Sign-Sign LMS算法被自 適應(yīng)地調(diào)整。Sign-Sign LMS因為它的簡單被用來調(diào)整線性組合器權(quán)數(shù) c^(i=l,…，K)。在實踐中，它表現(xiàn)出很好的性能。然而，其他類型的自 適應(yīng)算法也可以被使用。同樣， 一些線性組合器權(quán)數(shù)cui(i4,…，K)可被 設(shè)置為常數(shù)。在實驗中發(fā)現(xiàn)，設(shè)定頭兩個線性組合器權(quán)數(shù)為1. O會得到最 好的總結(jié)果。由第一線性組合器206所執(zhí)行的所有這些乘法的結(jié)果通過第一線性 組合器206相加以形成預(yù)損/逸yL(n)，該預(yù)報值yi (n)通過第一量化器207 被量化并且從針對左通道的音頻采樣Xl (n)被減去以產(chǎn)生針對左通道的殘留值S丄(")，類似地，第二線性組合器208產(chǎn)生針對右通道的預(yù)才艮值yjn)，其通 過第二量化器209被量化并且從針對右通道的音頻采樣xR(n)中被減去，
以使得產(chǎn)生針對右通道的殘留值&(")。第一量化器207和第二量化器209執(zhí)行量化以得到整數(shù)值。針對左通 道的殘留值和針對右通道的殘留值是整數(shù)。當編碼音頻信號102如參考圖1所說明的那樣已經(jīng)被產(chǎn)生時，可以將 編碼音頻信號102傳輸?shù)綄?yīng)于編碼器100的解碼器，以解碼該編碼音頻 信號102和無損重構(gòu)原始音頻信號101。解碼器類似于編碼器IOO被形成。 特別地，解碼器包括類似于預(yù)報器200的預(yù)報器。主要差異是，因為解碼 器的預(yù)報器接收殘留值作為輸入，所以相應(yīng)的預(yù)報值由已經(jīng)重構(gòu)的原始音 頻信號101的信號值來計算，并且被加到殘留值以形成對應(yīng)于殘留值的重 構(gòu)信號值。在一個實施例中，使用浮點C，根據(jù)圖2所示的聯(lián)合立體聲預(yù)報被集 成到MPEG-4 ALS RM8 (僅音頻無損編碼參考模塊8 )音頻編碼器中。在這 個實施例中，無損壓縮比相對于普通的MPEG-4 ALS RM8可以被提高到 1. 56%，其是一個重要的改善。另夕卜，在這個實施例中，關(guān)于OFR(最佳FROG) 音頻編碼器可以實現(xiàn)0.194的提高。為了容易說明，以上所述的實施例涉及兩通道的情況。本專利所介紹 的技術(shù)可以直接被擴展到多通道的情況。在帶有N個通道(以;M目應(yīng)的數(shù) 字信號)的多通道情況下，針對通道(即代表通道的數(shù)字信號)的通道間 預(yù)報是通道間預(yù)報(由其他N-l通道產(chǎn)生)和通道內(nèi)預(yù)報(由該通道產(chǎn)生) 的總和。在該文件中，引用了下列出版物[1〗RongshanYu， Chi Chung Ko "Lossless Compression of Digital Audio Using Cascaded RLS-LMS Prediction" ， IEEE TRANSACTIONS ON SPEECH AND AUDIO PROCESSING, VOL. 11， No. 6, pp. 532-537 November 2003[2] Gerald D. T. Schuller， et al. "Perceptual Audio Coding Using Adaptive Pre—and Post—Filters and Lossless Compression"， IEEE TRANSACTION ON SPEECH AND AUDIO PROCESSING, VOL. 10， NO. 6， pp. 379—390， September 2002[3] Florin Ghido "An Asymptotically Optimal Predictor for Stereo Lossless Audio Compression" ， PROCEEDINGS OF THE DATA COMPRESSION CONFERENCE, 2003參考標號101原始的音頻信號 102編碼音頻信號 103預(yù)報器 104殘留信號 105熵編碼器 106多路復(fù)用器200預(yù)報器201， 202 DPCM預(yù)報器 203聯(lián)合立體聲預(yù)報器 204， 205 NLMS預(yù)報器 206線性組合器 207量化器 208線性組合器 209量化器300預(yù)報級 301延遲單元 302 FIR濾波器單元 303減法單元400聯(lián)合立體聲預(yù)報器 401-403延遲單元 404-407 FIR濾波器單元 408, 409加法單元 410， 411減法單元
權(quán)利要求
1. 一種用于編碼代表第一通道的第一數(shù)字信號和代表第二通道的第二數(shù)字信號的編碼器，所述編碼器包括第一通道內(nèi)預(yù)報元件，其處理所述第一數(shù)字信號，從而提,對所述 第一通道的第一殘留信號；第二通道內(nèi)預(yù)才艮元件，其處理所述第二數(shù)字信號從而提,對所述第 二通道的第一殘留信號；通道間預(yù)報元件，其通過線性地組^4f"對所述第一通道的第一殘留信 號和針對所述第二通道的第 一殘留信號來處理針對所述第 一通道的第一 殘留信號和針對所述第二通道的第一殘留信號，從而4^##對所述第一通 道的第二殘留信號和針對所述第二通道的第二殘留信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼器，進一步包括第三通道內(nèi)預(yù)才PUt件，其處理針對所述第一通道的第二殘留信號，從 而拔JW對所述第一通道的第三殘留信號；第四通道內(nèi)預(yù)報元件，其處理針對所述第二通道的第二殘留信號，從 而提，對所述第二通道的笫三殘留信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的編碼器，其中所述第一通道內(nèi)預(yù)報元 件進一步提##對所述第一通道的第一預(yù)報信號，所述第二通道內(nèi)預(yù)損尤 件進一步提^W對所述第二通道的第一預(yù)報信號，通道間預(yù)mit件進一步 提供針對所述第 一通道的第二預(yù)報信號和針對所述第二通道的第二預(yù)報 信號，第三通道內(nèi)預(yù)才艮元件進一步提供針對所述第 一通道的第三預(yù)報信 號，并且所述第四通道內(nèi)預(yù)報元件進一步提供針對所述第二通道的第三預(yù) 報信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任何一個所述的編碼器，進一步包括通 道內(nèi)預(yù)m^件的第一M，其中通道內(nèi)預(yù)mit件的所述第一^的第一通 道內(nèi)預(yù)才艮元件通過處理針對所述第 一通道的第三殘留信號來提供針對所 述第一通道的進一步的殘留信號和針對所述第一通道的進一步的預(yù)才艮信 號，通道內(nèi)預(yù)報元件的所述第一級聯(lián)的每個其他通道內(nèi)預(yù)報元件通過處理 由通道內(nèi)預(yù)報元件的所述第 一級聯(lián)的在先通道內(nèi)預(yù)才艮元件所提供的針對 所述第一通道的所述進一步的殘留信號，來提,對所述第一通道的進一 步的預(yù)報信號和針對所述第一通道的進一步的預(yù)報信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任何一項所述的編碼器，進一步包括通 道內(nèi)預(yù)^UL件的第二級聯(lián)，其中通道內(nèi)預(yù)^Lit件的所述第二級聯(lián)的第一通 道內(nèi)預(yù)報元件通過處理針對所述第二通道的第三殘留信號來提供針對所 述第二通道的進一步的殘留信號和針對所述第二通道的進一步的預(yù)報信 號，并且通道內(nèi)預(yù)報元件的所述第二級聯(lián)的每個其他通道內(nèi)預(yù)才plit件通過 處理由通道內(nèi)預(yù)報元件的所述第二級聯(lián)的在先通道內(nèi)預(yù)報元件所提供的 針對所述第二通道的所述進一步的殘留信號，來提，對所述第二通道的 進一步的殘留信號和針對所述第二通道的進一步的預(yù)報信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任何一項所述的編碼器，進一步包括第 一線性組合器，其線性地組合針對所述第一通道的第一殘留信號、針對所 述第 一通道的第二殘留信號、針對所述第 一通道的第三殘留信號和針對所 述第一通道的所述進一步的殘留信號中的至少兩個，從而提##對所述第 一通道的最終預(yù)才艮信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的編碼器，進一步包括第一減法單元，其從 所述第 一數(shù)字信號減去針對所述第 一通道的量化的最終預(yù)報信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的編碼器，其中所述第一線性組合器將 針對所述第一通道的第一殘留信號、針對所述第一通道的笫二殘留信號、 針對所述第一通道的第三殘留信號和針對所述第一通道的進一步的殘留 信號中的至少兩個乘以第 一線性組合器權(quán)數(shù)，并且將結(jié)^目加以形成針對 所述第 一通道的最終預(yù)報信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的編碼器，其中所述第一線性組合器被調(diào)整， 以使得在編碼過程期間所述第一線性組合器權(quán)數(shù)根據(jù)Sign-Sign LMS算法 被調(diào)整。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9的任何一項所述的編碼器，進一步包括第二 線性組合器，其線性地組M對所述第二通道的第一殘留信號、針對所述 第二通道的第二殘留信號、針對所述第二通道的第三殘留信號和針對所述 第二通道的進一步的殘留信號中的至少兩個，從而提供計對所述第二通道 的最終預(yù)報信號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的編碼器，進一步包括第二減法單元，其 從所述第二數(shù)字信號中減去針對所述第二通道的量化的最終預(yù)^L信號。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的編碼器，其中所述第二線性組合器 將針對所述第二通道的第一殘留信號、針對所述第二通道的第二殘留信號、針對所述第二通道的第三殘留信號和針對所述第二通道的進一步的殘留信號中的至少兩個乘以第二線性組合器權(quán)數(shù)，并且將結(jié)^N加以形成針 對所述第二通道的最終預(yù)報信號。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的編碼器，其中所述第二線性組合器被調(diào) 整，以使得在編碼過程期間所述第二線性組合器權(quán)數(shù)根據(jù)Sign-Sign LMS 算法被調(diào)整。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13的任何一項所述的編碼器，其中所述第一 通道內(nèi)預(yù)報元件和/或所述第二通道內(nèi)預(yù)報元件包括FIR濾波器單元。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14的任何一項所述的編碼器，其中所述通道 間預(yù)報元件包括多個自適應(yīng)的FIR濾波器單元。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15的任何一項所述的編碼器，其中所述第三 通道內(nèi)預(yù)報元件和/或所述笫四通道內(nèi)預(yù)報元件和/或通道內(nèi)預(yù)報元件的 所述第 一級聯(lián)的通道內(nèi)預(yù)^it件和/或通道內(nèi)預(yù)^it件的所述第二級聯(lián)的 通道內(nèi)預(yù)才fliL件包括自適應(yīng)的FIR濾波器單元。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1至16的任何一項所述的編碼器，其中所述第一 數(shù)字信號和所述第二數(shù)字信號是數(shù)字化的音頻信號。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1至17的任何一項所述的編碼器，適于進一步編 碼代表第三或更多通道的第三或更多的數(shù)字信號。
19. 一種用于編碼代表第一通道的第一數(shù)字信號和代表笫二通道的第 二數(shù)字信號的方法，包括以下步驟處理所述第一數(shù)字信號，從而提供針對所述第一通道的第一殘留信號；處理所述第二數(shù)字信號，從而提供針對所述第二通道的第一殘留信號；通過線性地組合針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所述第二 通道的第 一殘留信號，來處理針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所 述第二通道的第一殘留信號，從而提，對所述第一通道的第二殘留信號 和針對所述第二通道的第二殘留信號。
20. —種用于解碼代表第一通道的編碼第一數(shù)字信號和代表第二通道 的編碼第二數(shù)字信號的解碼器，所述解碼器包括第一通道內(nèi)預(yù)報元件，其處理所述編碼第一數(shù)字信號，從而提供針對所述第 一通道的第 一殘留信號；第二通道內(nèi)預(yù)報元件，其處理所述編碼第二數(shù)字信號，從而提皿對 所述第二通道的第 一殘留信號；通道間預(yù)寺艮元件，其通過線性地組^4t對所述第 一通道的第一殘留信 號和針對所述第二通道的第一殘留信號，來處理針對所述第 一通道的第一 殘留信號和針對所述第二通道的第一殘留信號，從而提,對所述第一通 道的第二殘留信號和針對所述第二通道的第二殘留信號。
21. —種用于解碼代表第一通道的第一數(shù)字信號和代表第二通道的第 二數(shù)字信號的方法，包括以下步驟處理所述編碼第一數(shù)字信號，從而提，對所述第一通道的第一殘留 信號；處理所述編碼第二數(shù)字信號，從而提,對所述第二通道的第一殘留 信號；通過線性地組合針對所述第一通道的第一殘留信號和針對所述第二 通道的第 一殘留信號，來處理針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所 述第二通道的第一殘留信號，從而提,對所述第一通道的第二殘留信號 和針對所述第二通道的第二殘留信號。
22. —種在其上記錄有程序的計算機可讀介質(zhì)，其中所述程序適用于使計算機執(zhí)行用于編碼代表第一通道的第一數(shù)字信號和代表第二通道的 第二數(shù)字信號的一種方法，該方法包括以下步驟處理所述第一數(shù)字信號，從而提供針對所述第一通道的第一殘留信號；處理所述第二數(shù)字信號，從而提供針對所述第二通道的第一殘留信號；通過線性地組合針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所述第二 通道的第 一殘留信號，來處理針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所 述第二通道的第一殘留信號，從而提，對所述第一通道的第二殘留信號 和針對所述第二通道的第二殘留信號。
23. —種在其上記錄有程序的計算機可讀介質(zhì)，其中所述程序適用于 使計算機執(zhí)行用于解碼代表第 一通道的第 一數(shù)字信號和代表第二通道的 第二數(shù)字信號的一種方法，該方法包括以下步驟處理所述編碼第一數(shù)字信號，從而提，對所述第一通道的第一殘留信號；處理所述編碼第二數(shù)字信號，從而提，對所述第二通道的第一殘留 信號；通過線性地組合針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所述第二 通道的第 一殘留信號，來處理針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所 述第二通道的第一殘留信號，從而提,對所述第一通道的第二殘留信號 和針對所述第二通道的第二殘留信號。
24. —種計算;^序元件，其當由計算機執(zhí)行時，使得計算機執(zhí)行用 于編碼代表第 一通道的第 一數(shù)字信號和代表第二通道的第二數(shù)字信號的 一種方法，該方法包括以下步驟處理所述第一數(shù)字信號，從而提供針對所述第一通道的第一殘留信號；處理所述第二數(shù)字信號，從而提供針對所述第二通道的第一殘留信號；通過線性地組合針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所述第二 通道的第 一殘留信號，來處理針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所 述第二通道的第一殘留信號，從而提，對所述第一通道的第二殘留信號 和針對所述第二通道的第二殘留信號。
25. —種計算棘序元件，其當由計算機執(zhí)行時，使得計算機執(zhí)行用 于解碼代表第 一通道的第 一數(shù)字信號和代表第二通道的第二數(shù)字信號的 一種方法，該方法包括以下步驟處理所述編碼第一數(shù)字信號，從而提，對所述第一通道的第一殘留信號；處理所述編碼第二數(shù)字信號，從而提^4f對所述第二通道的第一殘留信號；通過線性地組合針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所述第二 通道的第 一殘留信號，來處理針對所述第 一通道的第 一殘留信號和針對所 述第二通道的第一殘留信號，從而提，對所述第一通道的第二殘留信號 和針對所述第二通道的第二殘留信號。
全文摘要
描述了一種用于編碼代表第一通道的第一數(shù)字信號和代表第二通道的第二數(shù)字信號的編碼器。編碼器包括用于基于通道內(nèi)相關(guān)性壓縮第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的級聯(lián)通道內(nèi)預(yù)報元件；和用于基于通道間的相關(guān)性壓縮第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的通道間預(yù)報元件。
文檔編號G10L19/04GK101124727SQ200680003165
公開日2008年2月13日 申請日期2006年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月11日
發(fā)明者S·拉哈爾賈, 俞容山, 朱偉文, 曉 林, 黃東延, 黃海濱 申請人:新加坡科技研究局