專利名稱：一種音頻編碼的比特分配及量化方法及音頻編碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音頻編碼技術(shù)，尤其涉及一種音頻編碼的比特分配及量化方 法及音頻編碼裝置。
背景技術(shù)：
目前，音頻編碼裝置通常由四個(gè)主要部分組成，包括濾波器組、心理 聲學(xué)模型、比特分配量化模塊以及比特流格式化模塊。參見圖1，圖l示出
了現(xiàn)有技術(shù)中音頻編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，濾波器組用于進(jìn)行時(shí)頻域映射，將輸入的音頻信號(hào)由時(shí)域信號(hào)映 射為頻域信號(hào)，并將所映射的頻域信號(hào)輸出給比特分配量化模塊。其中，頻 域或者說變換域泛指各種為了信號(hào)處理的方便采用的變換方法得到的信號(hào) 表示結(jié)果，這些變換方法包括傅立葉變換(FFT),修正離散余弦變換 (MDCT)和小波變換(wavelet)等。
心理聲學(xué)模型，用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分析，根據(jù)人耳的聽覺模型確定輸 入信號(hào)中哪些分量可以不進(jìn)行編碼，哪些分量可以用比較低的精度進(jìn)行編碼 等，并生成控制信號(hào)輸出給比特分配量化模塊。
比特分配量化模塊，用于根據(jù)來自心理聲學(xué)模型的控制信號(hào)中的掩噪比 及感知熵PE ( perceptual entropy )等信息，對(duì)所接收的濾波器組輸出的頻域 信號(hào)的每個(gè)尺度因子帶進(jìn)行比特分配及量化，將量化后的音頻樣本輸出給比 特流格式化模塊。
比特流格式化模塊，用于將比特分配量化模塊輸出的音頻樣本生成符合 規(guī)范的碼流。
其中，比特分配量化模塊對(duì)每幀信號(hào)的尺度因子帶進(jìn)行比特分配及量化
時(shí)，為了在給定碼率限制下達(dá)到較好的編碼質(zhì)量，以及考慮總體碼率的平滑 性等，需要進(jìn)行多次的量化和編碼嘗試來決定每個(gè)尺度因子帶合適的量化步
長(zhǎng)和/或尺度因子等參數(shù)。即比特分配量化模塊對(duì)每個(gè)尺度因子帶進(jìn)行比 特分配及量化，將量化后的音頻樣本輸出給比特流格式化模塊具體為首先 將對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需的量化步長(zhǎng)和/或尺度因子等參數(shù) 進(jìn)行初始化復(fù)位，使用缺省值作為初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化 循環(huán)，找到滿足當(dāng)前幀編碼要求的量化步長(zhǎng)和/或尺度因子等參數(shù)，將利用 該滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)進(jìn)行比特分配及量化得到的音頻樣本輸出給 比特流格式化模塊。
其中，比特分配及量化循環(huán)可以為二層循環(huán)，也可以為其它循環(huán)，現(xiàn)以 二層循環(huán)的情況為例，在二層循環(huán)中，內(nèi)循環(huán)主要負(fù)責(zé)對(duì)碼率進(jìn)行控制，外 循環(huán)主要負(fù)責(zé)對(duì)失真進(jìn)行控制。在內(nèi)循環(huán)中先對(duì)頻域信號(hào)按照尺度因子和/ 或量化步長(zhǎng)等參數(shù)進(jìn)行量化，選擇碼本，計(jì)算熵編碼需要的比特?cái)?shù)，如果熵 編碼需要的比特?cái)?shù)小于系統(tǒng)可用的比特?cái)?shù)，則退出內(nèi)循環(huán)，進(jìn)入外循環(huán)；否 則，調(diào)整量化步長(zhǎng)和/或尺度因子進(jìn)行下次內(nèi)循環(huán)。內(nèi)循環(huán)結(jié)束后，外循環(huán) 根據(jù)內(nèi)部循環(huán)得到的尺度因子計(jì)算每個(gè)尺度因子帶的失真并判斷是否所有 的尺度因子帶都符合失真要求，若滿足要求，則循環(huán)結(jié)束，將利用滿足要求 的量化步長(zhǎng)和/或尺度因子參數(shù)進(jìn)行比特分配及量化后的音頻樣本輸出；否 則，調(diào)整量化步長(zhǎng)和/或尺度因子進(jìn)行下一次內(nèi)循環(huán)。
可見，上述過程中，在對(duì)每幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化時(shí)，進(jìn)行循環(huán)所 使用的量化步長(zhǎng)和/或尺度因子均為相同的缺省初始值，即每幀信號(hào)與每幀 信號(hào)之間進(jìn)行比特分配及量化的過程都是獨(dú)立的，而實(shí)際應(yīng)用中，相鄰兩幀 信號(hào)之間通常有很大的相關(guān)性，現(xiàn)有技術(shù)中由于沒有利用該相關(guān)性，致使循 環(huán)過程中存在很大的循環(huán)運(yùn)算量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例中一方面提供一種音頻編碼的比特分配及量化
方法，另一方面提供一種音頻編碼裝置，以便降低循環(huán)運(yùn)算量。
本發(fā)明實(shí)施例中所提供的音頻編碼的比特分配及量化方法，包括
A、 根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得 到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值；
B、 利用所述初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循環(huán)，找到滿足 當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)，將利用所述滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)進(jìn)行比特分 配及量化得到的音頻樣本輸出。
其中，所述參數(shù)包括量化步長(zhǎng)和/或尺度因子。
其中，所述步驟A為將前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足要求 的參數(shù)，作為當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值；
或者為將前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足要求的參數(shù)乘以參 數(shù)調(diào)整因子，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需量化步長(zhǎng)的初始值。
其中，所述參數(shù)調(diào)整因子包括 =^^和/或％=1,其中，戶&為當(dāng)
p l I,
前幀的感知熵，i^^為前一幀的感知熵，J^為當(dāng)前幀的可用比特?cái)?shù)，萬n為前
一幀的可用比特?cái)?shù)。
較佳地，步驟A之前進(jìn)一步包括判斷當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型是否與前一 幀信號(hào)的信號(hào)類型一致，如果一致，則執(zhí)行所述步驟A。
較佳地，該方法進(jìn)一步包括若當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型與前一幀信號(hào)的 信號(hào)類型不一致，則將當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)進(jìn)行初始化 復(fù)位，將缺省值作為當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，之 后執(zhí)行步驟B。
本發(fā)明實(shí)施例中所提供的音頻編碼裝置，包括心理聲學(xué)模塊、比特分 配量化模塊，其特征在于，該裝置還包括初始參數(shù)提供模塊，用于根據(jù)前 一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào) 進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將得到的所述初始值提供給比特分 配量化模塊；
比特分配量化模塊，利用所述初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循 環(huán)，找到滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)，將利用所述滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù) 進(jìn)行比特分配及量化得到的音頻樣本輸出，并將所述滿足當(dāng)前幀編碼要求的參 數(shù)輸出給初始參數(shù)提供模塊。
較佳地，該裝置進(jìn)一步包括信號(hào)類型檢測(cè)模塊，用于對(duì)當(dāng)前巾貞信號(hào)的信
號(hào)類型進(jìn)行檢測(cè)，并判斷當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型是否與前一幀信號(hào)的信號(hào)類型
一致，如果一致，則向初始參數(shù)提供模塊發(fā)送參數(shù)提供指示；否則，向比特分 配量化模塊發(fā)送參數(shù)初始化指示；
所述初始參數(shù)提供模塊，根據(jù)來自信號(hào)類型檢測(cè)模塊的所述參數(shù)提供指示， 執(zhí)行所述根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得 到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將得到的所述初始值提 供給比特分配量化模塊的操作。
所述比特分配量化模塊進(jìn)一步地，還根據(jù)來自信號(hào)類型檢測(cè)模塊的所述參 數(shù)初始化指示，將當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)進(jìn)行初始化復(fù)位， 利用缺省值作為初始值執(zhí)行所述對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循環(huán)的操 作。
其中，所述初始參數(shù)提供模塊包括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)比特分配量化模 塊輸出的滿足編碼要求的參數(shù)；
參數(shù)提供模塊，用于從所述存儲(chǔ)模塊中獲取前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量 化所用的所述滿足編碼要求的參數(shù)，將獲取的所述參數(shù)作為當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比 特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將所述初始值提供給比特分配量化模塊。
或者，所述初始參數(shù)提供模塊包括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)比特分配量化模 塊輸出的滿足編碼要求的參數(shù)，以及存儲(chǔ)來自比特分配量化模塊的可用的比特 數(shù)和/或來自心理聲學(xué)模塊的感知熵；
參數(shù)提供模塊，用于從所迷存儲(chǔ)模塊中獲取前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及 量化所用的所述滿足編碼要求的參數(shù)，以及前一幀和當(dāng)前幀的可用比特?cái)?shù)和 /或前一 幀和當(dāng)前幀的感知熵，利用獲取的所述參數(shù)及所述可用的比特?cái)?shù)和/
或感知熵，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將得到 的所述初始值提供給比特分配量化模塊。
從上述方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例中根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及 量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需 參數(shù)的初始值，并利用所述初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循環(huán)， 找到滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)，利用了相鄰兩幀信號(hào)之間能量和頻率分量 的相關(guān)性，利用前一幀中進(jìn)行比特分配及量化所用的參數(shù)，得到當(dāng)前幀進(jìn)行 比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，使該初始值較接近當(dāng)前幀進(jìn)行比特分配 及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，從而減少了循環(huán)的次數(shù)，降低了循環(huán)的 運(yùn)算量。
進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例中在得到當(dāng)前幀進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù) 的初始值之前，增加了對(duì)當(dāng)前幀的信號(hào)類型進(jìn)行^f僉測(cè)的環(huán)節(jié)，并在當(dāng)前幀的 信號(hào)類型與前一幀的信號(hào)類型一致時(shí)，執(zhí)行上述利用前一幀中進(jìn)行比特分配 及量化所用的參數(shù)，得到當(dāng)前幀進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值的操
作；否則，可仍按照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行處理，即對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行比特分配及量化所 需的參數(shù)進(jìn)行初始化復(fù)位，利用缺省值作為初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分 配及量化循環(huán)等操作。使得應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例中的方案可適應(yīng)信號(hào)的變化， 在信號(hào)發(fā)生突變時(shí)，采用初始化復(fù)位處理，在信號(hào)緩變時(shí)，利于相鄰兩幀的 相關(guān)性，采用前一幀中進(jìn)行比特分配及量化所用的參數(shù)，得到當(dāng)前幀進(jìn)行比 特分配及量化所需參數(shù)的初始值，提高了比特分配及量化的效率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中音頻編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例中音頻編碼的比特分配及量化方法的流程圖3為本發(fā)明實(shí)施例中音頻編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的基本思想是根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足 編碼要求的參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值； 利用所述初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循環(huán)，找到滿足當(dāng)前幀編 碼要求的參數(shù)，將利用所述滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)進(jìn)行比特分配及量化 得到的音頻樣本輸出。其中，參數(shù)可包括量化步長(zhǎng)和/或尺度因子等。
進(jìn)一步地，可首先對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型進(jìn)行判斷，并在判斷該幀信 號(hào)的信號(hào)類型與前一幀信號(hào)的信號(hào)類型一致時(shí)，根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分 配及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化 所需參數(shù)的初始值；否則，可仍按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行處理，即對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行 比特分配及量化所需參數(shù)進(jìn)行初始化復(fù)位，將缺省值作為初始值。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參見圖2,圖2為本發(fā)明實(shí)施例中音頻編碼的比特分配及量化方法的流 程圖。如圖2所示，該流程包括如下步驟
步驟201,對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型進(jìn)行檢測(cè)。
其中，對(duì)信號(hào)類型進(jìn)行檢測(cè)的方法現(xiàn)有技術(shù)中有很多種，如常用的一種 是采用感知熵PE進(jìn)行判斷的方法。實(shí)際應(yīng)用中，使用PE進(jìn)行判斷時(shí)，還 需要結(jié)合具體的感知模型，或者以及結(jié)合濾波器組的結(jié)果等進(jìn)行分析判斷。
利用感知熵進(jìn)行判斷時(shí)，首先需要估算感知熵的取值，如感知熵的估算
可采用計(jì)算公式/^ <formula>formula see original document page 10</formula>
其中，N為頻率分量的個(gè)數(shù)，,和/u為頻率的上下邊界，如取0Hz和 20000Hz。 Wg"a/(/)為頻率分量/的幅度，Am /wW(/)為估算出對(duì)應(yīng)于頻率分 量/的閾值。當(dāng)PE大于預(yù)設(shè)的某個(gè)閾值時(shí)，認(rèn)為信號(hào)是快變信號(hào)，否則為 緩變信號(hào)。
此外，信號(hào)類型檢測(cè)還可以采用任何已知的瞬態(tài)檢測(cè)方法等，此處不在 贅述。
步驟202,判斷當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型是否為緩變信號(hào)且與前一幀信號(hào) 的信號(hào)類型一致，如果是，則執(zhí)行步驟203;否則，執(zhí)行步驟204。
其中，若當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型為緩變信號(hào)，且上一幀信號(hào)的信號(hào)類型 也為緩變信號(hào)，則相鄰兩幀信號(hào)的信號(hào)類型一致，執(zhí)行步驟203;若當(dāng)前幀 信號(hào)的信號(hào)類型為快變信號(hào)，而上一幀信號(hào)的信號(hào)類型為緩變信號(hào)，則相鄰 兩幀信號(hào)的信號(hào)類型不一致，執(zhí)行步驟204;若相鄰兩幀信號(hào)均為快變信號(hào)， 但是由于兩幀快變信號(hào)的特性不一定接近，所以仍然執(zhí)行步驟204;若上一 幀信號(hào)為快變信號(hào)，而當(dāng)前幀為緩變信號(hào)時(shí)，則執(zhí)行步驟204。依次類推。
:步驟203,根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足編碼要求的 參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值。之后執(zhí)行步 驟205。
其中，根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足編碼要求的參 數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值可以為將前一 幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足要求的參數(shù)，作為當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比 特分配及量化所需參數(shù)的初始值?；蛘邽閷⑶耙粠盘?hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足要求的參數(shù)乘以 參數(shù)調(diào)整因子，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需量化步長(zhǎng)的初始
值。其中，參數(shù)調(diào)整因子可包括 =^~和/或^=1等。其中，P&為當(dāng)
前幀的感知熵，P&一,為前一幀的感知熵，^為當(dāng)前幀的可用比特?cái)?shù)，5^為
前一幀的可用比特?cái)?shù)。
上述參數(shù)可以包括量化步長(zhǎng)和/或尺度因子等。
例如假設(shè)上述參數(shù)包括量化步長(zhǎng)，且假設(shè)&一為前一幀信號(hào)進(jìn)行比特 分配及量化所用的滿足要求的量化步長(zhǎng)，則當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化
所需的量化步長(zhǎng)的初始值S旭可以為S浴-5^,或者也可以為6^- .cv^^，
1,ft=，，或者還可以為&s-".&一，其中，《= =^^,或者
步驟204,對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)進(jìn)行初始化復(fù)位， 將缺省值作為當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值。之后執(zhí)行 步驟205。
本步驟中，實(shí)現(xiàn)過程可與現(xiàn)有技術(shù)中一致。
步驟205,利用步驟203或步驟204中的初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特 分配及量化循環(huán)，找到滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)，將利用該滿足當(dāng)前幀編
碼要求的參數(shù)進(jìn)行比特分配及量化得到的音頻樣本輸出。
本步驟中，對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循環(huán)的過程可與現(xiàn)有技術(shù) 中的處理一致。如采用二層循環(huán)時(shí)，二層循環(huán)中的內(nèi)循環(huán)主要負(fù)責(zé)對(duì)碼率 進(jìn)行控制，外循環(huán)主要負(fù)責(zé)對(duì)失真進(jìn)行控制。在內(nèi)循環(huán)中先對(duì)頻域信號(hào)按照 尺度因子和/或量化步長(zhǎng)等參數(shù)進(jìn)行量化，選擇碼本，計(jì)算熵編碼需要的比 特?cái)?shù)，如果熵編碼需要的比特?cái)?shù)小于系統(tǒng)可用的比特?cái)?shù)，則退出內(nèi)循環(huán)，進(jìn) 入外循環(huán)；否則，調(diào)整量化步長(zhǎng)和/或尺度因子進(jìn)行下次內(nèi)循環(huán)。內(nèi)循環(huán)結(jié) 束后，外循環(huán)根據(jù)內(nèi)部循環(huán)得到的尺度因子計(jì)算每個(gè)尺度因子帶的失真并判 斷是否所有的尺度因子帶都符合失真要求，若滿足要求，則循環(huán)結(jié)束，將利 用滿足要求的量化步長(zhǎng)和/或尺度因子參數(shù)進(jìn)行比特分配及量化后的音頻樣 本輸出；否則，調(diào)整量化步長(zhǎng)和/或尺度因子進(jìn)行下一次內(nèi)循環(huán)。
上述流程中包括對(duì)當(dāng)前幀的信號(hào)類型進(jìn)行檢測(cè)及判斷相鄰兩幀信號(hào)類 型是否一致的步驟。實(shí)際應(yīng)用中，也可以不包括該步驟，而只包括步驟203 和步驟205。
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的音頻編碼的比特分配及量化方法進(jìn)行了詳細(xì) 描述，下面再對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的音頻編碼裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
參見圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例中音頻編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3
所示，該裝置包括濾波器組、心理聲學(xué)模型、比特分配量化模塊、比特流 格式化模塊以及初始參數(shù)提供模塊。
其中，濾波器組用于進(jìn)行時(shí)頻域映射，將輸入的音頻信號(hào)由時(shí)域信號(hào)映 射為頻域信號(hào)，并將所映射的頻域信號(hào)輸出給比特分配量化模塊。
心理聲學(xué)模型，用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分析，根據(jù)人耳的聽覺模型確定輸 入信號(hào)中哪些分量可以不進(jìn)行編碼，哪些分量可以用比較低的精度進(jìn)行編碼 等,'并生成控制信號(hào)發(fā)送給比特分配量化模塊。
初始參數(shù)提供模塊，用于根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿
足編碼要求的參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始 值，將得到的所述初始值提供給比特分配量化模塊。
比特分配量化模塊，用于根據(jù)來自心理聲學(xué)模型的控制信號(hào)中的掩噪比
及感知熵PE ( perceptual entropy)等信息，對(duì)所接收的濾波器組輸出的頻域 信號(hào)的每個(gè)尺度因子帶進(jìn)行比特分配及量化，將量化后的音頻樣本輸出給比 特流格式化模塊。其中，對(duì)所接收的濾波器組輸出的頻域信號(hào)的每個(gè)尺度因 子帶進(jìn)行比特分配及量化，將量化后的音頻樣本輸出給比特流格式化模塊具 體為利用初始參數(shù)提供模塊提供的初始值對(duì)所接收的當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特 分配及量化循環(huán)，找到滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)，將利用所述滿足當(dāng)前幀 編碼要求的參數(shù)進(jìn)行比特分配及量化得到的音頻樣本輸出給比特流格式化 模塊，并將所述滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)輸出給初始參數(shù)提供模塊，以便 初始參數(shù)提供模塊對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)，用于對(duì)下一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所 需參數(shù)的初始值進(jìn)行估計(jì)。其中，循環(huán)的過程與現(xiàn)有技術(shù)中一致。
比特流格式化模塊，用于將比特分配量化模塊輸出的音頻樣本生成符合 規(guī)范的碼流。
其中，初始參數(shù)提供模塊根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿 足編碼要求的參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值 的方法可以有多種，例如至少可以有圖2所示步驟203中描述的兩種。
具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，初始參數(shù)提供模塊可具體包括存儲(chǔ)模塊和參數(shù)提供模塊。
當(dāng)采用圖2所示步驟203中描述的第一種方法時(shí)，存儲(chǔ)模塊和參數(shù)提供模塊
的具體功能及連接關(guān)系如下
存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)比特分配量化模塊輸出的滿足編碼要求的參數(shù)。 參數(shù)提供模塊，用于從所述存儲(chǔ)模塊中獲取前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及
量化所用的所述滿足編碼要求的參數(shù)，將荻取的所述參數(shù)作為當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)
行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將所述初始值提供給比特分配量化模塊。
其中，存儲(chǔ)模塊在對(duì)參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，可以將每次接收到的參數(shù)都進(jìn)行 存儲(chǔ)，也可以只存儲(chǔ)前一幀的和當(dāng)前幀的相應(yīng)參數(shù)，如在接收到第n幀的 相應(yīng)參數(shù)時(shí)，可丟棄第n-2幀的參數(shù)，依次類推。
當(dāng)采用圖2所示步驟203中描述的第二種方法時(shí)，存儲(chǔ)模塊和參數(shù)提供 模塊的具體功能及連接關(guān)系如下
存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)比特分配量化模塊輸出的滿足編碼要求的參數(shù)，以 及存儲(chǔ)來自比特分配量化模塊的可用的比特?cái)?shù)和/或來自心理聲學(xué)模塊的感 知熵。
參數(shù)提供模塊，用于從所述存儲(chǔ)模塊中獲取前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及 量化所用的所述滿足編碼要求的參數(shù)，以及前 一 幀和當(dāng)前幀的可用比特?cái)?shù)和 /或前一巾貞和當(dāng)前幀的感知熵，利用獲取的所述參數(shù)及所迷可用的比特?cái)?shù)和/ 或感知熵，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將得到 的所述初始值提供給比特分配量化模塊。
其中，若參數(shù)調(diào)整因子包括a。-!L和a^i時(shí)，則對(duì)前一幀進(jìn)行編
碼時(shí)，心理聲學(xué)模塊將前一幀的感知熵提供給存儲(chǔ)模塊，比特分配量化模塊 將系統(tǒng)確定的前一幀的可用比特?cái)?shù)提供給存儲(chǔ)模塊，比特分配量化模塊在比 特分配量化后，將前一幀的滿足編碼要求的參數(shù)輸出給存儲(chǔ)模塊。當(dāng)開始對(duì) 當(dāng)前幀進(jìn)行編碼時(shí)，比特分配量化模塊又將系統(tǒng)確定的當(dāng)前幀的可用比特?cái)?shù) 輸出給存儲(chǔ)模塊，心理聲學(xué)模塊將當(dāng)前幀的感知熵提供給存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)模
塊對(duì)所接收的上述參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
參數(shù)提供模塊從存儲(chǔ)模塊中獲取前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用 的所述滿足編碼要求的參數(shù)，以及前一幀和當(dāng)前幀的可用比特?cái)?shù)和前一幀和 當(dāng)前幀的感知熵，利用獲取的參數(shù)C^(,)， 0〈<參數(shù)總數(shù)，及可用的比特?cái)?shù) 和感知熵，按照公式C，^cv^.Cw,,得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量
化所需參數(shù)的初始值c,),將得到的所述初始值提供給比特分配量化模塊。
若參數(shù)調(diào)整因子只包括 =^~,則對(duì)前一幀進(jìn)行編碼時(shí)，比特分配量
化模塊將系統(tǒng)確定的前一幀的可用比特?cái)?shù)提供給存儲(chǔ)模塊，比特分配量化模 塊在比特分配量化后，將前一幀的滿足編碼要求的參數(shù)輸出給存儲(chǔ)模塊。當(dāng) 開始對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行編碼時(shí)，心理聲學(xué)模塊將當(dāng)前幀的感知熵提供給存儲(chǔ)模 塊，存儲(chǔ)模塊對(duì)所接收的上述參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
參數(shù)提供模塊從存儲(chǔ)模塊中獲取前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用 的所述滿足編碼要求的參數(shù)，以及前一幀和當(dāng)前幀的感知熵，利用獲取的參
數(shù)Cw,及感知熵，按照公式C卿)-cvQ—明，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配 及量化所需參數(shù)的初始值c,.)，將得到的所述初始值提供給比特分配量化模塊。
若參數(shù)調(diào)整因子只包括a^i，則對(duì)前一幀進(jìn)行編碼時(shí)，心理聲學(xué)模
-l
塊將前一幀的感知熵提供給存儲(chǔ)模塊，比特分配量化模塊在比特分配量化 后，將前一幀的滿足編碼要求的參數(shù)輸出給存儲(chǔ)模塊。當(dāng)開始對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行 編碼時(shí)，比特分配量化模塊又將系統(tǒng)確定的當(dāng)前幀的可用比特?cái)?shù)輸出給存儲(chǔ) 模塊，存儲(chǔ)模塊對(duì)所接收的上述參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
參數(shù)提供模塊從存儲(chǔ)模塊中獲取前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用 的所述滿足編碼要求的參數(shù)，以及前一幀和當(dāng)前幀的可用的比特?cái)?shù)，利用獲
取的參數(shù)Q—^及可用的比特?cái)?shù)，按照公式c怖(,)-A.c^(,),得到當(dāng)前幀信號(hào) 進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值c卿)，將得到的所述初始值提供給比
特分配量化模塊。
其中，存儲(chǔ)模塊在對(duì)參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，可以將每次接收到的參數(shù)及可用 比特?cái)?shù)和/或感知熵都進(jìn)行存儲(chǔ)，也可以只存儲(chǔ)前 一 幀的和當(dāng)前幀的相應(yīng)參
數(shù)，如在接收到第n幀的相應(yīng)參數(shù)時(shí)，可丟棄第n-2幀的參數(shù)，依次類推。 進(jìn)一步地，如圖3中的虛線所示，該裝置還可包括信號(hào)類型檢測(cè)模塊， 用于對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型進(jìn)行檢測(cè)，并判斷當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型是否 與前一幀信號(hào)的信號(hào)類型一致，如果一致，則向初始參數(shù)提供模塊發(fā)送參數(shù) 提供指示；否則，向比特分配量化模塊發(fā)送參數(shù)初始化指示。
則初始參數(shù)提供模塊，根據(jù)來自信號(hào)類型檢測(cè)模塊的所述參數(shù)提供指示， 執(zhí)行上述根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得 到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將得到的所述初始值提 供給比特分配量化模塊的操作。
比特分配量化模塊進(jìn)一步地，還根據(jù)來自信號(hào)類型檢測(cè)模塊的所述參數(shù) 初始化指示，將當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)進(jìn)行初始化復(fù)位， 利用缺省值作為初始值執(zhí)行上述對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循環(huán)等 操作。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了 進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已， 并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任 何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種音頻編碼的比特分配及量化方法，其特征在于，該方法包括A、根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值；B、利用所述初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循環(huán)，找到滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)，將利用所述滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)進(jìn)行比特分配及量化得到的音頻樣本輸出。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)包括量化步長(zhǎng)和/ 或尺度因子。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A為將前一幀信 號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足要求的參數(shù)，作為當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配 及量化所需參數(shù)的初始值；或者為將前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足要求的參數(shù)乘以參 數(shù)調(diào)整因子，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需量化步長(zhǎng)的初始值。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)調(diào)整因子包括a =^^和/或"=i，其中，尸&為當(dāng)前幀的感知熵，P&,為前一幀的感知熵，^為當(dāng)前幀的可用比特?cái)?shù)，^-,為前一幀的可用比特?cái)?shù)。
5、 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟A之前進(jìn) 一步包括判斷當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型是否與前一幀信號(hào)的信號(hào)類型一致，如 果一致，則執(zhí)行所述步驟A。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括若當(dāng)前幀 信號(hào)的信號(hào)類型與前一幀信號(hào)的信號(hào)類型不一致，則將當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分 配及量化所需參數(shù)進(jìn)行初始化復(fù)位，將缺省值作為當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及 量化所需參數(shù)的初始值，之后執(zhí)行步驟B。
7、 一種音頻編碼裝置，包括心理聲學(xué)模塊、比特分配量化模塊，其特征 在于，該裝置還包括初始參數(shù)提供模塊，用于根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配 及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需 參數(shù)的初始值，將得到的所述初始值提供給比特分配量化模塊；比特分配量化模塊，利用所述初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循 環(huán)，找到滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)，將利用所述滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù) 進(jìn)行比特分配及量化得到的音頻樣本輸出，并將所述滿足當(dāng)前幀編碼要求的參 數(shù)輸出給初始參數(shù)提供模塊。
8、 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括信號(hào)類型 檢測(cè)模塊，用于對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào)類型進(jìn)行檢測(cè)，并判斷當(dāng)前幀信號(hào)的信號(hào) 類型是否與前一幀信號(hào)的信號(hào)類型一致，如果一致，則向初始參數(shù)提供模塊發(fā) 送參數(shù)提供指示；否則，向比特分配量化模塊發(fā)送參數(shù)初始化指示；所述初始參數(shù)提供模塊，根據(jù)來自信號(hào)類型檢測(cè)模塊的所述參數(shù)提供指示， 執(zhí)行所述根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得 到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將得到的所述初始值提 供給比特分配量化模塊的操作。所述比特分配量化模塊進(jìn)一步地，還根據(jù)來自信號(hào)類型檢測(cè)模塊的所述參 數(shù)初始化指示，將當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)進(jìn)行初始化復(fù)位， 利用缺省值作為初始值執(zhí)行所述對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循環(huán)的操 作。
9、 如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述初始參數(shù)提供模塊包 括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)比特分配量化模塊輸出的滿足編碼要求的參數(shù)；參數(shù)提供模塊，用于從所述存儲(chǔ)模塊中獲取前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量 化所用的所述滿足編碼要求的參數(shù)，將獲取的所述參數(shù)作為當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比 特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將所述初始值提供給比特分配量化模塊。
10、 如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述初始參數(shù)提供模塊 包括存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)比特分配量化模塊輸出的滿足編碼要求的參數(shù)，以 及存儲(chǔ)來自比特分配量化模塊的可用的比特?cái)?shù)和/或來自心理聲學(xué)模塊的感知 熵； 參數(shù)提供模塊，用于從所述存儲(chǔ)模塊中獲取前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量 化所用的所述滿足編碼要求的參數(shù)，以及前一幀和當(dāng)前幀的可用比特?cái)?shù)和/或前 一幀和當(dāng)前巾貞的感知熵，利用獲取的所述參數(shù)及所述可用的比特?cái)?shù)和/或感知 熵，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值，將得到的所述初 始值提供給比特分配量化模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種音頻編碼的比特分配及量化方法，包括A.根據(jù)前一幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所用的滿足編碼要求的參數(shù)，得到當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化所需參數(shù)的初始值；B.利用所述初始值對(duì)當(dāng)前幀信號(hào)進(jìn)行比特分配及量化循環(huán)，找到滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)，將利用所述滿足當(dāng)前幀編碼要求的參數(shù)進(jìn)行比特分配及量化得到的音頻樣本輸出。此外，本發(fā)明還公開了一種音頻編碼裝置。本發(fā)明所公開的音頻編碼的比特分配及量化方法及音頻編碼裝置，利用了相鄰兩幀信號(hào)之間能量和頻率分量的相關(guān)性，能夠減少循環(huán)的次數(shù)，降低循環(huán)的運(yùn)算量。
文檔編號(hào)G10L19/00GK101101755SQ20071011850
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者王簫程, 昊 鄧 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司