專利名稱：壓縮編碼和解碼的方法、編碼器和解碼器以及編碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實施例涉及信號編碼解碼領(lǐng)域，尤其涉及一種信號壓縮技術(shù)，具 體為壓縮編碼和壓縮解碼的方法、壓縮編碼器和壓縮解碼器以及壓縮編
碼裝置。
背景技術(shù)：
為節(jié)省語音與音頻信號傳輸和存儲的帶寬，相應(yīng)的語音與音頻編碼技術(shù) 得到了廣泛的應(yīng)用，目前主要分為有損編碼和無損編碼，有損編碼的重建信 號與原始信號并不能保持完全一致，但可以根據(jù)聲源特點及人的感知特點最 大程度上減少信號的冗余信息，傳很少的編碼信息，重建較高的語音與音頻 質(zhì)量。而對于無損編碼則必須保證重建信號與原始信號完全一致，這樣就可 以使得最后的解碼質(zhì)量沒有任何損傷， 一般來講有損編碼壓縮率比較高，但 重建語音質(zhì)量沒有保證，無損編碼由于可以無失真的重建信號，可以保證語
音質(zhì)量，但壓縮率較低。常見的無損壓縮編碼器是由短時線性預(yù)測器(LPC, linear prediction coding)， 長時予貞觀寸器(LTP, Long Term Prediction) 和熵編碼器構(gòu)成，其中LPC預(yù)測是為了去除語音信號的短時相關(guān)性，LTP是 為了去除語音信號的長時相關(guān)性，從而提高壓縮效率。
然而現(xiàn)有的傳統(tǒng)預(yù)測方法并不能適用于所有輸入信號，對于某些信號用 這些通常的預(yù)測手段并不能取得任何壓縮增益，例如時域上表現(xiàn)為動態(tài)范圍 較大且變化較快，頻鐠上表現(xiàn)為類白噪聲語的輸入信號，很難被預(yù)測壓縮， 嚴(yán)重影響了語音頻信號的壓縮效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供 一 種壓縮編碼的方法和裝置、壓縮解碼方法以及壓 縮編碼設(shè)備，提升語音頻信號的壓縮效率。
本發(fā)明實施例提供了一種編碼方法，包括提取輸入信號的符號信息得 到輸入信號的絕對值信號；采用預(yù)測系數(shù)獲得所述絕對值信號的殘差信號， 所述預(yù)測系數(shù)根據(jù)所述輸入信號的絕對值信號的信號特性進(jìn)行預(yù)測分析獲 得；復(fù)用分別編碼后的所述殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)，輸出編 碼碼流。
本發(fā)明實施例提供了一種壓縮編碼器，包括符號提取單元，用于提取 輸入信號的符號信息；預(yù)測單元、用于根據(jù)所述輸入信號提取符號信息后的 絕對值信號的信號特性進(jìn)行預(yù)測分析獲取預(yù)測系數(shù)；殘差計算單元，用于根 據(jù)所述預(yù)測系數(shù)獲得進(jìn)行熵編碼的絕對值信號的殘差信號；編碼單元，用于 分別編碼所述殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)。
本發(fā)明實施例還提供一種壓縮編碼裝置，包括上述壓縮編碼器，還包括 信號接收器，用于接收輸入信號；碼流復(fù)用器，用于對分別編碼后的輸入信 號的符號信息、殘差信號以及壓縮編碼器所述編碼參數(shù)進(jìn)行復(fù)用形成編碼碼
流o
因此，通過引入本發(fā)明實施例，采用提取輸入信號的符號信息得到輸入 信號的絕對值信號，4艮據(jù)所述輸入信號的絕對值信號的信號特性進(jìn)行預(yù)測分 析獲取預(yù)測系數(shù)，采用所述預(yù)測系數(shù)獲得所述絕對值信號的殘差信號，復(fù)用 熵編碼后的所述殘差信號、量化后的所述符號信息以及編碼所需參數(shù)，輸出 編碼碼流的技術(shù)手段，使得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮，取 得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對 實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地， 下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的 一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的 附圖。
圖1為壓縮編碼方法實施例一的示意圖2為壓縮編碼方法實施例二的示意圖3為壓縮編碼方法實施例三的示意圖4為壓縮編碼方法實施例中輸入信號的映射示意圖5為壓縮編碼方法實施例四的示意圖6為壓縮編碼方法實施例五的示意圖7為壓縮編碼方法一實施例的示意圖8為壓縮解碼方法實施例一的示意圖9為壓縮解碼方法實施例二的示意圖IO為壓縮編碼器實施例一的示意圖11為壓縮編碼器實施例二的示意圖12為又一壓縮編碼器實施例的示意圖13為壓縮解碼器實施例一的示意圖14為壓縮解碼器實施例二的示意圖15為壓縮編碼裝置一實施例的示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn) 行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒 有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的 范圍。
通常傳統(tǒng)的預(yù)測方法并不對所有輸入信號都適用，對于某些信號采用直 接預(yù)測并不能取得較好的壓縮增益，本發(fā)明實施例通過對輸入信號進(jìn)行去符 號處理，尤其是對預(yù)測增益不明顯的信號更加有效，對去符號后信號根據(jù)其 信號特點進(jìn)行預(yù)測濾波，提高了最終的壓縮效率。
壓縮編碼的方法實施例一
圖1為壓縮編碼方法實施一的示意圖，包括
步驟101:提取輸入信號的符號信息得到輸入信號的絕對值信號。
作為待編碼的語音頻輸入信號包括兩部分信息， 一為信號中的符號信息， 一為輸入信號去掉符號信息后的絕對值信號，對提取的輸入信號的符號信息 進(jìn)行量化得到量化后的符號信息。
步驟102:采用預(yù)測系數(shù)獲得所述絕對值信號的殘差信號，所述預(yù)測系 數(shù)根據(jù)所述輸入信號的絕對值信號的信號特性進(jìn)行預(yù)測分析獲得。
采用量化后的預(yù)測系數(shù)進(jìn)行預(yù)測得到殘差信號，對殘差信號進(jìn)行熵編碼。 該步驟中采用得預(yù)測系數(shù)可以預(yù)先設(shè)定，即根據(jù)輸入信號去掉符號信息后的 絕對值信號的信號特性確定預(yù)測模式，并對該預(yù)測模式進(jìn)行預(yù)測分析得到預(yù) 測系數(shù)，或者在步驟101后，步驟102之前獲得。
步驟103:復(fù)用分別編碼后的所述殘差信號、量化后的所述符號信息以 及編碼所需參數(shù)，輸出編碼碼流。
該步驟中復(fù)用生成的編碼碼流包括進(jìn)行熵編碼得到的殘差信號、進(jìn)行量 化得到的符號信息，還包括編碼后的編碼端所需的編碼參數(shù)，所述編碼參數(shù) 用于解碼端解碼，編碼參數(shù)包括但不限于映射系數(shù)、量化參數(shù)、預(yù)測系數(shù) 或邊信息，邊信息包括編碼模式標(biāo)識前綴碼。通過引入本實施例，使得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮， 取得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
壓縮編碼的方法實施例二
圖2為壓縮編碼方法實施例二的示意圖，包括
步驟201:提取輸入信號中每個樣點的符號，得到輸入信號的符號信息 以及絕對值信號。
語音頻輸入信號包括表征幅度的符號信息和表征信號幀值的絕對值信 號，通常情況下采用二進(jìn)制表示符號信號，即0和1,當(dāng)然也可以在可實現(xiàn) 的范圍內(nèi)根據(jù)編碼端設(shè)備靈活設(shè)置。當(dāng)輸入信號某樣點為負(fù)值時，該樣點的 符號信息為0，反之為1，輸入信號的符號信息表示為一二進(jìn)制序列，對某一 樣點，其符號信息可表示為sign(n)，其中n為小于N的自然數(shù)，N為輸入信 號的樣點數(shù)。和符號信息同時得到的還有輸入信號的絕對值信號z,去掉符 號信息的輸入信號為絕對值信號，以輸入信號用y表示為例，當(dāng)某樣點y(n) 為負(fù)值，其絕對值信號z (n) = - y (n);為正值，其絕對值信號z (n) = y (n)， 則絕對值信號可統(tǒng)一表示為z(n) = ly(n) I。
步驟202:對提取的輸入信號的符號信息進(jìn)行量化編碼得到量化后的符 號信息。
當(dāng)輸入信號的符號信息采用二進(jìn)制表示時，可以采用二值編碼對符號信 息進(jìn)行量化得到量化后的符號，二值編碼包括0/1 二值編碼、游程二值編碼 或其它二值編碼。以0/1 二值編碼為例，0/1 二值編碼將表示正負(fù)的0/1符 號信息直接寫入編碼比特流中。如果y (n)的符號值的變化頻率較低，即連續(xù) 出現(xiàn)正值或負(fù)值的情況較多時，可以采用游程二值編碼的方法，以下將對游 程二值編碼的方法進(jìn)行說明
首先分析游程編碼信息，例如，幀長N-40,樣點值的出現(xiàn)順序為連續(xù) 10個正值，連續(xù)8個負(fù)值，連續(xù)18個正值，連續(xù)4個負(fù)值，則游程信息可以表示為((0， 10) ， (1, 8) , (0， 18) , (0， 4)),然后編碼游程 信息，由于只有二個值，所以在編碼這些信息時可以進(jìn)行一些優(yōu)化，如可以 僅編碼第一個組的符號信息，其它的編碼連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)即可，上例需要編 碼的游程信息即為((0， 10) , (8) ， (18) ， (4))。
步驟203: ;f艮據(jù)得到的所述絕對值信號的信號特性確定對所述輸入信號 的絕對值信號進(jìn)行預(yù)測分析采用的預(yù)測模式。
絕對值信號的信號特性包括頻鐠能量特性、頻譜分布特性、頻語類型等 體現(xiàn)語音頻信號特征的特點，在進(jìn)行預(yù)測模式選擇時，除了依據(jù)信號特性外， 還可以根據(jù)環(huán)境參數(shù)，例如預(yù)測復(fù)雜度以及傳輸預(yù)測系數(shù)所需比特數(shù)的估算 來確定。本實施例以從短時LPC預(yù)測模式和固定系數(shù)預(yù)測模式中進(jìn)行選擇為 例，通過頻語分析，若絕對值信號頻鐠變化大且不集中于某個頻段，另外預(yù)測 復(fù)雜度較高，這時可以優(yōu)先選擇短時LPC預(yù)測。若根據(jù)絕對值信號的特性， 其能量主要集中在某個或者某幾個頻段，而其它頻段為類噪聲譜，并且方案 要求預(yù)測復(fù)雜度相對較低，傳輸預(yù)測系數(shù)所需的比特數(shù)較低，那么可以優(yōu)先 采用固定系數(shù)預(yù)測，更進(jìn)一步的若絕對值信號的大部分能量集中在低頻，則 需選擇類似于高通濾波效果的預(yù)測器。當(dāng)然，上述對預(yù)測模式進(jìn)行選擇的標(biāo) 準(zhǔn)不限于上述的幾種，也可以采用其他本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其他標(biāo)準(zhǔn)，并 且各標(biāo)準(zhǔn)可以合并采納或者選擇性的釆納。
步驟204:對確定的預(yù)測模式進(jìn)行預(yù)測分析得到所述絕對值信號的預(yù)測 系數(shù)。
沿用步驟203中的描述，如確定采用短時LPC預(yù)測，則可以對絕對值信 號采用Levinson-Durbin算法得到相應(yīng)的p階短時LPC預(yù)測系數(shù)a(i),
l-fa(z')z-'
i-l,...，p， p通常情況下取值范圍在1 16， 相應(yīng)的預(yù)測器為'=i 。 如確定采用固定系數(shù)預(yù)測，考慮到去符號后的絕對值信號，增加了樣點的相 關(guān)性，信號的主要能量集中在低頻，則可以設(shè)計一個起高通濾波效果的預(yù)測器，并且進(jìn)一步考慮到壓縮效率和復(fù)雜度以及定點無損實現(xiàn)，例如可以設(shè)計
為如下系列的預(yù)測器
-l + z-1;
-l + O^Z^+Z-2);
-l + O^Z" +Z-2 +Z-3 +Z-4);
'■=i 2m ,其中m=0, l,..，L, L < (N-l)。 也可以用如下的預(yù)測值的形式來表述上面的預(yù)測器 z， (n) = z (n-1) j z，(n) = 0. 5*(z(n-l)+ z(n-2));
z，(n) = 0. 25*(z(n-l) + z (n-2) + z (n-3) + z(n-4));
z，(n)= f_Lz( _0，這里z，(n)表示信號的預(yù)測值，為了有利于定點的
hi Z
無損實現(xiàn)，預(yù)測系數(shù)設(shè)計為l/2m ，這里m可以等于2，得到如下的表達(dá)式 z，(n) = 0. 25*(z(n-1) + z (n-2) + z (n-3) + z(n-4))， 其中z，(n)為信號的預(yù)測值，預(yù)測系數(shù)為0.25，這樣的系數(shù)有利于定點 的無損實現(xiàn)。濾波器的設(shè)計4艮據(jù)適用于無損還是有損語音頻編解碼還可以進(jìn) 行其他的變形以保證得到根據(jù)確定預(yù)測模式進(jìn)行預(yù)測分析的預(yù)測系數(shù)。
采用固定系凄史可以有兩種不同的實現(xiàn)，^f又用一組固定系凄史和用至少兩組 固定系數(shù)進(jìn)行切換，如果僅用一套固定系數(shù)則不需要量化傳輸任何信息編解 碼都用同一套預(yù)測系數(shù)，如果采用一套以上的固定系數(shù)進(jìn)行切換時，則需要 對候選的幾套不同的固定系數(shù)進(jìn)行選擇，選擇的標(biāo)準(zhǔn)是看哪一套固定系數(shù)使 最后的編碼比特數(shù)最少，例如，候選的固定預(yù)測系數(shù)為上述預(yù)測器的前兩組 固定預(yù)測系數(shù)，首先分別用這兩組固定預(yù)測系數(shù)對z(n)進(jìn)行預(yù)測，得到殘差信號，分別得到出量化殘差信號所需的比特數(shù)，選擇所需比特數(shù)少的那組系 數(shù)，也可以通過選擇使殘差信號能量或絕對值和小的原則來確定采用哪組預(yù) 測系凄史。
步驟205:根據(jù)預(yù)測系數(shù)判定是否對所述預(yù)測系數(shù)進(jìn)行量化，量化判定 為是的預(yù)測系數(shù)得到量化后的預(yù)測系數(shù)。
當(dāng)進(jìn)行短時LPC預(yù)測分析時，對獲得的預(yù)測系數(shù)"(0量化，得到量化后的
預(yù)測系數(shù)雄)，當(dāng)進(jìn)行固定系數(shù)預(yù)測分析得到固定預(yù)測系數(shù)時，因固定預(yù)測系 數(shù)進(jìn)行預(yù)測兩種實現(xiàn)，僅用 一組固定預(yù)測系數(shù)和用至少兩組固定預(yù)測系數(shù)進(jìn) 行切換。如果僅用一組固定預(yù)測系數(shù)則不需要量化輸出任何信息，編解碼端 都用同一組固定預(yù)測系數(shù)，如果采用一組以上的固定預(yù)測系數(shù)進(jìn)行切換時， 則需要對候選的幾組不同的固定預(yù)測系數(shù)進(jìn)行選擇，然后將選擇的固定預(yù)測 系數(shù)的編號進(jìn)行編碼量化。
步驟206:根據(jù)預(yù)測系數(shù)計算絕對值信號的殘差信號。
對于短時LPC預(yù)測，每個樣點的殘差信號"")通過量化后的預(yù)測系數(shù)雄) 以及該樣點的絕對值信號和前p個樣點的絕對值信號得到，具體實現(xiàn)時可以 采用如下方式
= — Z鄰)Z(M — Z〕
對于固定預(yù)測根據(jù)步驟204描述的預(yù)測系數(shù)切換確定的預(yù)測系數(shù)可以獲 得殘差信號e(n),通過步驟204確定的預(yù)測系數(shù)和預(yù)測器，每個樣點的殘差 信號e (n)通過固定預(yù)測系數(shù)以及該樣點的絕對值信號和前2W個樣點的絕對 值信號得到e(n) = z，(n) - z (n)，例如具體實現(xiàn)時可采用如下的方式
2(") + |^4^("-/)，其中m=0, l,.. ，L, L< (N-l), 如111=2，則具體實現(xiàn)時可采用如下的方式= z(w) w < 4
= 0.25*(z("-l) + z(w-2) + z(w-3) + z(m-4》-4 " < iV。
本步驟中釆用的預(yù)測系數(shù)除通過步驟203和步驟204獲得外，也可以預(yù) 先設(shè)定，預(yù)定的方法同步驟203和步驟204,不同的是，將預(yù)先設(shè)定的預(yù)測 系數(shù)直接用于步驟206對殘差信號的計算，即預(yù)測系數(shù)的獲得可以在步驟202 之后，也可以在步驟201之前。
步驟207:對殘差信號進(jìn)行熵編碼。
熵編碼可以采用rice編碼，huffman編碼，算術(shù)編碼等熵編碼模式。 步驟208:復(fù)用熵編碼后的所述殘差信號、量化后的所述符號信息以及
編碼后的編碼參數(shù)，輸出編碼碼流。
復(fù)用的數(shù)據(jù)包括熵編碼后的殘差信號，量化后的符號信息，另外還包括
用于指示解碼端進(jìn)行正確解碼的編碼后的編碼參數(shù)，編碼參數(shù)根據(jù)編碼端采
用的不同技術(shù)手段會有所不同，通常情況下編碼參數(shù)包括映射系數(shù)，預(yù)測 系數(shù)，量化參數(shù)或邊信息等，邊信息包括編碼模式標(biāo)識前綴碼，所述信息通 過標(biāo)識、符號或數(shù)據(jù)通過比特流傳輸，以固定預(yù)測系數(shù)為例，步驟205中編 碼量化的固定預(yù)測系數(shù)的編碼作為編碼參數(shù)可以用lbit進(jìn)行編碼復(fù)用輸出 到解碼端。
本實施例不但可以用在語音與音頻信號的無損編碼中，也可以用到有損 編碼或其它數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)中。
通過引入本實施例，使得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮， 取得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
壓縮編碼的方法實施例三
之所以能對實施例二中的輸入信號執(zhí)行步驟201-208基于所述輸入信號 為零均值信號，與實施例二不同在于，本實施中在實施例二的各步驟前需要 對輸入信號進(jìn)行識別對該輸入信號是否是零均值信號進(jìn)行判別。圖3為壓縮編碼方法實施例三的示意圖，包括
步驟300:判別輸入信號是否零均值信號，若所述輸入信號為零均值信號， 順序執(zhí)行步驟301，否則對所述輸入信號進(jìn)行映射得到零均值信號。
對輸入信號進(jìn)行映射得到零均值信號包括根據(jù)輸入信號的樣點分布選取 輸入信號的均值作為映射系數(shù)，將所述輸入信號和所述映射系數(shù)進(jìn)行映射運 算得到零均值信號。具體可以為，根據(jù)輸入信號x(n)的分布選取映射系數(shù)K, 使得輸入信號對稱分布于K值兩側(cè)，其中映射系數(shù)K的選擇可以為輸入信號
1 W-l
K
X(n)的均值，如下表示， ，其中Ke[min(x(w))，max(x("))]]，通過加
上或減去K值，得到映射信號y(n),所述y(n)為零均值信號，如果K為負(fù)數(shù) y(n) = x(n)+K;如果K為正數(shù)y(n) = x(n)-K。
為了得到零均值信號還可以是其它的一些特殊映射，例如輸入信號是 g711碼流的A律或u律信號，由于碼流信號本身值的大小并不是與它代表的 實際語音信號值的大小相對應(yīng)，需要進(jìn)行一個映射轉(zhuǎn)換，以[O, 255]的輸入 信號的u - law映射為例，通過本實施例的操作將其映射在[-128, 127]之間 形成零均值信號，見圖4所示。這種映射可以不傳輸映射系數(shù)，解碼端只要 遵循編碼端的映射規(guī)則進(jìn)行逆映射即可。
步驟301-步驟308同實施例二中步驟201-步驟208。
通過引入本實施例，采用零均值信號進(jìn)行上述步驟，在較小影響操作復(fù) 雜度的基礎(chǔ)上，使得映射判別以及映射后去符號后的輸入信號都能有效的實 施壓縮，取得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
壓縮編碼的方法實施例四
結(jié)合編碼方法實施例二，在編碼方法實施例二的步驟201前或結(jié)合編碼 方法實施例三，在編碼方法實施例三的步驟300前還包括本實施例的步驟 400，對輸入信號的幀特性進(jìn)行是否滿足預(yù)設(shè)條件的判定。圖5為壓縮編碼方法實施例四的示意圖，包括 步驟400:識別所述輸入信號的幀特性滿足預(yù)設(shè)的條件。 輸入信號具有不同的幀信號特性，不同的信號特性適用于不同的壓縮編 碼方案，設(shè)置預(yù)設(shè)的條件，判斷輸入信號的幀特性是否滿足預(yù)設(shè)的條件以確 定后續(xù)的操作。預(yù)設(shè)的條件可以為輸入信號動態(tài)范圍的大小和/或變化的快 慢，如下例，如果是信號的動態(tài)范圍較大且變化較快，大部分樣點分布在極 正/負(fù)值兩端，則識別出所述輸入信號的幀特性滿足預(yù)設(shè)的條件，執(zhí)行后續(xù)步 驟401。例如可以設(shè)輸入信號極正/負(fù)值兩端各一個閾值，如Kl=37和
K2=165，如果輸入樣點值"")e
則表示它處于極負(fù)一端；如果輸入樣點 值x(")e[lM，D]則表示它處于極正一端；如果處于這兩端的樣點數(shù)大于整幀
總樣點數(shù)的70%，則識別所述輸入信號的幀特性滿足預(yù)設(shè)的條件執(zhí)行后續(xù)步 驟。
本實施例步驟401-步驟408同編碼方法實施例二步驟201-208，也可以 在步驟400和步驟401之間執(zhí)行壓縮編碼方法實施例三中步驟300,對不是 零均值的輸入信號進(jìn)行映射得到零均值信號。
通過引入本實施例，在實施映射或映射去符號的步驟前進(jìn)行識別以使更 多適用于本發(fā)明的輸入信號能有效的進(jìn)行壓縮，取得明顯的壓縮增益，提升 了語音頻信號的壓縮效率。
壓縮編碼的方法實施例五
結(jié)合編碼方法實施例二，在編碼方法實施例二的步驟201前或結(jié)合編碼 方法實施例三，在編碼方法實施例三的步驟300前還包括本實施例的步驟 500，識別至少一種其它一般編碼模式對所述輸入信號編碼取得的壓縮增益小 于等于預(yù)設(shè)的閾值。
圖6為壓縮編碼方法實施例五的示意圖，包括
步驟500:識別至少一種其它一般編碼模式對所述輸入信號編碼取得的壓縮增益小于等于預(yù)設(shè)的閾值。
判斷采用其它一般編碼模式對輸入信號是否取得壓縮增益，如沒有壓縮
增益產(chǎn)生則執(zhí)行步驟501。其中，是否取得壓縮增益根據(jù)編碼所需字節(jié)數(shù)是 否小于原始數(shù)據(jù)的大小來判斷，以幀長N-40為例，如果其它一般編碼模式所 需編碼字節(jié)數(shù)小于40則說明取得壓縮增益，所述其它一般編碼模式可以是多 種編碼模式中最優(yōu)的一種，或其中任意一種，最優(yōu)編碼模式根據(jù)不同的應(yīng)用 場景進(jìn)行設(shè)置，如最優(yōu)編碼模式即編碼所需比特數(shù)/字節(jié)數(shù)最少時采用的編碼 模式。壓縮編碼的關(guān)鍵之一是壓縮增益，通過對不同編碼模式下增益的識別 以進(jìn)行編碼^^式的選擇可以有效的提升編碼的效率。
本實施例步驟501-步驟508同編碼方法實施例二步驟201-208,進(jìn)一步 的，本實施例還包括步驟509:進(jìn)一步可以對編碼步驟501-步驟508所產(chǎn)生 的殘差信號和符號等編碼信息所需比特數(shù)是否小于原始輸入數(shù)據(jù)的大小進(jìn)行 判斷，如是則輸出殘差信號和符號等編碼信息的編碼比特流和此模式信息， 如否則采用直接編碼，直接將原始輸入數(shù)據(jù)輸出。
也可以在步驟500和步驟501之間執(zhí)行壓縮編碼方法實施例三中步驟 300,對不是零均值的輸入信號進(jìn)行映射得到零均值信號。本實施也可以和編 碼方法實施例四并行，當(dāng)同時滿足步驟400和步驟500時執(zhí)行后續(xù)步驟，或 者設(shè)定優(yōu)先判別條件，如先對步驟400進(jìn)行判斷，成立時執(zhí)行后續(xù)操作，不 再進(jìn)行步驟500的判斷，見圖7所示，本實施例還包括步驟509。
通過引入本實施例，在實施映射或映射去符號的步驟前進(jìn)行識別以使更 多適用于本發(fā)明的輸入信號能有效的進(jìn)行壓縮，取得明顯的壓縮增益，提升 了語音頻信號的壓縮效率。
通過壓縮編碼方法實施例一至實施例五，乂人編碼端輸出編碼碼流，所述 編碼碼流進(jìn)入解碼端，解碼端根據(jù)接收的編碼碼流對信號進(jìn)行解碼得到輸出 信號，所述輸出信號為原始信號。解碼端的進(jìn)行的壓縮解碼方法為壓縮編碼方法的逆過程，解碼端需要通過碼流中的數(shù)據(jù)解壓縮真實還原出原始信號。 壓縮解碼的方法實施例一
圖8為壓縮解碼方法實施例一的示意圖，包括 步驟601:對編碼碼流解復(fù)用得到符號信息、殘差信號和編碼參數(shù)。 編碼參數(shù)可以包括映射系數(shù)，預(yù)測系數(shù)、量化參數(shù)或邊信息，根據(jù)不同 的壓縮編碼實施方案編碼參數(shù)也不相同，所述編碼參數(shù)用于支持壓縮解碼方
法中對解析后的編碼碼流的準(zhǔn)確解壓縮。
步驟602:采用熵解碼后的所述殘差信號合成絕對值信號。
步驟603:根據(jù)解碼后的所述編碼參數(shù)對所述符號信息進(jìn)行反量化得到
符號信號。
步驟604:合成所述絕對值信號以及所述符號信號得到輸出信號。 通過引入本實施例，使得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮， 取得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
壓縮解碼的方法實施例二
圖9為壓縮解碼方法實施例二的示意圖，包括
步驟701:對編碼碼流解復(fù)用得到符號信息、殘差信號和編碼參數(shù)。
根據(jù)上述不同的壓縮編碼實施例，解復(fù)用后的編碼參數(shù)進(jìn)行解碼得到解 碼后的編碼參數(shù)，所述編碼參數(shù)可以包括量化參數(shù)、預(yù)測系數(shù)或固定預(yù)測 量化參數(shù)、映射系數(shù)、邊信息中任意一種或多種，上述編碼參數(shù)通過符號、 標(biāo)識或者數(shù)據(jù)置于編碼碼流中傳送到解碼端。不同的方案包括不同編碼參數(shù)， 例如，若壓縮編碼方法中采用的一組固定預(yù)測系數(shù)的預(yù)測，則無預(yù)測參數(shù)需 要編碼傳輸，若壓縮編碼方法中采用一組以上的固定預(yù)測系數(shù)切換，則此時 的編碼參數(shù)中體現(xiàn)預(yù)測信息的參數(shù)包括固定預(yù)測量化參數(shù)，即可以體現(xiàn)固定 預(yù)測系數(shù)編號的標(biāo)識信息，若壓縮編碼方法中采用短時LPC預(yù)測，則編碼參 數(shù)中體現(xiàn)預(yù)測信息的參數(shù)包括預(yù)測系數(shù)。步驟702:根據(jù)解碼后的所述編碼參數(shù)對所述殘差信號進(jìn)行熵解碼合成 絕對值信號。
對解復(fù)用后的殘差信號進(jìn)行熵解碼，#4居編碼參數(shù)中的預(yù)測系數(shù)將各樣 點的殘差信號合成絕對值信號。
例如，對短時LPC預(yù)測，絕對值信號z(n)的過程為壓縮編碼方法求殘
對于固定預(yù)測系數(shù)預(yù)測，絕對值信號z(n)的過程為壓縮編碼方法求殘差
信號<")=-2( )+|;4^( -0的逆過程，因此，通過殘差信號合成絕對值信號
'■=1 2
可以通過如下方式
z(") = fc4rz("-!') — e(")，若上式中m=2,貝'J jz(w) = " < 4
lz(w) = 0.25*(z("-l) + z(w-2) + z(w-3) + z(n-4))-e(") 4 " < W ，其中Q 25 為其預(yù)測系數(shù)。
步驟703:根據(jù)解碼后的所述編碼參數(shù)對所述符號信息進(jìn)行反量化得到 符號信號。
根據(jù)編碼參數(shù)中的量化參數(shù)對符號信息進(jìn)行和壓縮編碼方法相逆的反量 化得到反量化后的符號信號。
步驟704:合成所述絕對值信號以及所述符號信號得到輸出信號。 步驟705:采用解碼后的編碼參數(shù)中的映射系數(shù)對所述輸出信號進(jìn)行反 映射。
當(dāng)編碼參數(shù)中包括映射系數(shù)時，根據(jù)編碼參數(shù)中的映射系數(shù)采用和壓縮
的逆過程，因此，通過殘差信號合成絕對值
信號可以通過下述方式:編碼方法相逆的反映射還原出原始語音頻信號，所述壓縮解碼方法結(jié)束。
當(dāng)編碼時釆用的是其它的一些特殊映射，可以不需要傳輸映射系數(shù)，直 接采用和壓縮編碼方法相逆的反映射還原出原始語音頻信號，所述壓縮解碼 方法結(jié)束。
進(jìn)一步的，本實施例中編碼參數(shù)還可以包括邊信息，用于標(biāo)識在壓縮編 碼各實施例中對輸入信號釆用不同實施手段下的信息，壓縮解碼方法的其他 實施例和上述的壓縮編碼方法的各實施例可對應(yīng)實施，區(qū)別在于，各壓縮解 碼實施例是對應(yīng)壓縮編碼實施例的逆過程，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言都是 可實施例并且通過壓縮編碼方法可獲得的方案。
通過引入本實施例，4吏得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮， 取得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
壓縮編碼器實施例一
圖IO為壓縮編碼器實施例一的示意圖，包括
本實施例的壓縮編碼器包括符號提取單元ll、預(yù)測單元12、殘差計算單 元13和編碼單元14，其中符號提取單元11用于提取輸入信號的符號信息， 預(yù)測單元12、用于根據(jù)所述輸入信號提取符號信息后的的絕對值信號的信號 特性進(jìn)行預(yù)測分析獲取預(yù)測系數(shù)，殘差計算單元13，用于根據(jù)所述預(yù)測系數(shù) 獲得進(jìn)行熵編碼的絕對值信號的殘差信號，編碼單元14,用于分別編碼所述 殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)。
本實施例中壓縮編碼器的符號提取單元11對輸入信號的符號信息進(jìn)行 提取，對輸入信號處理，可以分別得到輸入信號的符號信息和絕對值信號， 符號提取單元11將提取符號信息后的絕對值信號發(fā)送給預(yù)測單元12，預(yù)測 單元12對絕對值信號的信號特性進(jìn)行分析，確定預(yù)測編碼;f莫式，才艮據(jù)確定的 預(yù)測編碼模式進(jìn)行預(yù)測分析得到預(yù)測系數(shù)，將所述預(yù)測系數(shù)發(fā)送給殘差計算 單元13，殘差計算單元13采用所述預(yù)測系數(shù)對應(yīng)的預(yù)測器對絕對值信號按樣點進(jìn)行預(yù)測得到絕對值信號各樣點的殘差信號，編碼單元14用于編碼所述 殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)，壓縮編碼器將編碼后的符號信息和 殘差信號輸出。
進(jìn)一步的，所述預(yù)測單元包括模式單元121，用于根據(jù)輸入信號的絕對 值信號的信號特性確定預(yù)測模式，所述信號特性包括所述絕對值信號頻譜的 能量特性、噪聲特性、進(jìn)行預(yù)測的復(fù)雜度或傳輸所述預(yù)測系數(shù)需要的比特數(shù)； 預(yù)測系數(shù)獲取單元122，用于對確定的預(yù)測模式進(jìn)行預(yù)測分析獲得預(yù)測系數(shù)。 所述編碼單元包括對殘差信號進(jìn)行熵編碼，對符號信息進(jìn)行量化以及對編碼 參數(shù)的編碼。
本實施例還可以和壓縮編碼方法實施例二對應(yīng)實施。 通過引入本實施例，使得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮， 取得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
壓縮編碼器實施例二
圖11為壓縮編碼器實施例二的示意圖，包括
本實施例在壓縮編碼器實施例一的&出上還包括映射單元15，用于對所 述輸入信號進(jìn)行映射得到零均值信號。壓縮編碼器實施例中的輸入信號為零 均值信號，對于輸入信號，當(dāng)無法得知其是否為零均值信號時，壓縮編碼器 還包括映射單元15，所述映射單元15包括系數(shù)單元151，用于根據(jù)輸入信號 的樣點分布選取輸入信號的均值作為映射系數(shù)，運算單元152，用于將所述 輸入信號和所述映射系數(shù)進(jìn)行映射運算得到零均值信號，將所述零均值信號 發(fā)送給符號提取單元11，進(jìn)一步的所述映射單元15還可以包括信號判斷單 元153，用于判斷所述輸入信號是否為零均值信號，當(dāng)所述輸入信號為零均 值信號時，發(fā)送信號判斷結(jié)果到系數(shù)單元151,本實施例還可以和壓縮編碼 方法實施例三乂于應(yīng)實施。
在另一壓縮編碼器實施例三中，所述壓縮編碼器還包括第一前處理單元16，所述第一前處理單元16用于識別所述輸入信號的幀特性滿足預(yù)設(shè)的條 件，將識別結(jié)果發(fā)送給所述符號提取單元11或映射單元15，本實施例還可 以和壓縮編碼方法實施例四對應(yīng)實施。
在另一壓縮編碼器實施例四中，所述壓縮編碼器還包括第二前處理單元 17,所述第二前處理單元17用于識別至少一種其它一^:編碼-漠式對所述輸入 信號編碼取得的壓縮增益小于等于預(yù)設(shè)的閾值，將所述識別結(jié)果發(fā)送給所述 符號提取單元11或映射單元15,本實施例還可以和壓縮編碼方法實施例五 對應(yīng)實施，也可將壓縮編碼器實施例三和實施例四結(jié)合實施，見圖12所示。
通過引入本實施例，使得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮， 取得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
在編碼端，采集的語音頻信號進(jìn)入壓縮編碼器，通過壓縮編碼器壓縮編 碼后的數(shù)據(jù)經(jīng)過再處理形成編碼碼流發(fā)送到解碼端，解碼端對接收到的編碼 碼流進(jìn)行解析得到待解碼數(shù)據(jù)，通過下述壓縮解碼器的各實施例進(jìn)行解壓縮 還原出原始信號。
壓縮解碼器實施例一
圖13為壓縮解碼器實施例一的示意圖，包括
本實施例的壓縮解碼器包括解碼單元23、合成單元22以及輸出信號單 元21,壓縮解碼器采用和壓縮編碼器相逆的過程對解析后的編碼碼流進(jìn)行解 壓縮，包括所述解碼單元23對解復(fù)用后的符號信息、殘差信號和編碼參數(shù)分 別進(jìn)行解碼得到解碼后的符號信號、殘差信號和編碼參數(shù)，合成單元22根據(jù) 解碼后的編碼參數(shù)采用殘差信號合成得到絕對值信號，輸出信號單元21合成 解碼后的所述符號信號以及所述絕對值信號得到輸出信號。
通過引入本實施例，使得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮， 取得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。壓縮解碼器實施例二
圖14為壓縮解碼器實施例二的示意圖，包括
本實施例的壓縮解碼器包括解碼單元23、合成單元22以及輸出信號單 元21，壓縮解碼器采用和壓縮編碼器相逆的過程對解析后的編碼碼流進(jìn)行解 壓縮，包括所述解碼單元23對解復(fù)用后的符號信息、殘差信號和編碼參數(shù)分 別進(jìn)行解碼得到解碼后的符號信號、殘差信號和編碼參數(shù)，合成單元22根據(jù) 解碼后的編碼參數(shù)采用殘差信號合成得到絕對值信號，輸出信號單元21用于 合成所述符號信號以及所述絕對值信號得到輸出信號。所述壓縮解碼器還可 以包括反映射單元25。
解碼單元23接收編碼碼流解復(fù)用后的編碼參數(shù)、符號信息和殘差信號，
對編碼參數(shù)進(jìn)行解碼，提取解碼后的編碼參數(shù)中的量化參數(shù)對所述解復(fù)用后
的符號信息進(jìn)行反量化，得到反量化后的符號信號，對解復(fù)用后的殘差信號 進(jìn)行熵解碼得到熵解碼后的殘差信號，合成單元22接收進(jìn)行熵解碼后的殘差
信號，根據(jù)解碼后的編碼參數(shù)中的預(yù)測系數(shù)或者固定預(yù)測量化參數(shù)，對每個 樣點的殘差信號進(jìn)行合成得到絕對值信號，例如，對短時LPC預(yù)測，絕對值
信號z(n)的過程為壓縮編碼方法求殘差信號 "i 的逆
過程，因此，通過殘差信號合成絕對值信號可以通過下述方式
= + Z鄰)z(w - /)
對于固定預(yù)測系教:預(yù)測，絕對值信號z (n)的過程為壓縮編碼方法求殘差 信號<")=-2(")+￡4^("-0的逆過程為，因此，通過殘差信號合成絕對值信 號可以通過如下方式
z(") = t4rz(" —! ) —e(")，若上式中m=2，貝'J{z(w) = w < 4
z(") = 0.25*(z("-1) + z(m-2) + z("-3) + z(m-4))-4"<W,其中q 25
為其預(yù)測系數(shù)。
輸出信號單元21對解碼單元23輸出的反量化后的符號信號和合成單元 22輸出的絕對值信號進(jìn)行合成得到輸出信號，映射單元25若提取到編碼碼 流解復(fù)用后的編碼參數(shù)中的映射系數(shù)，則對信號單元21的輸出信號進(jìn)行反映 射得到輸入編碼端的原始信號。不同的壓縮編碼實施例，所述編碼參數(shù)可以 包括量化參數(shù)、預(yù)測系數(shù)或固定預(yù)測量化參數(shù)、映射系數(shù)和邊信息中任意 一種或多種，上述編碼參數(shù)通過符號、標(biāo)識或者數(shù)據(jù)置于編碼碼流中傳送到 解碼端。
除本實施例外，壓縮解碼器的其他實施例可通過上述各壓縮編碼方法實 施例可逆的方法采用其他壓縮編碼器實現(xiàn)。
通過引入本實施例，使得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮， 取得明顯的壓縮增益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
編碼端的壓縮編碼裝置進(jìn)行對采集的語音頻信號進(jìn)行壓縮編碼處理，接 收采集的語音頻信號送入壓縮編碼器，通過壓縮編碼輸出編碼數(shù)據(jù)，對各編 碼數(shù)據(jù)以及編碼參數(shù)進(jìn)行復(fù)用即可獲得編碼碼流，從壓縮編碼裝置產(chǎn)生的編 碼碼流被送往解碼端進(jìn)行解壓縮還原出原始信號。
壓縮編碼裝置實施例一
圖15為壓縮解碼裝置一實施例的示意圖，包括
本實施例中所述壓縮編碼裝置包括信號接收器1、壓縮編碼器2以及碼 流復(fù)用器3,信號接收器1用于接收輸入信號，壓縮編碼器2用于提取輸入 信號的符號信息得到輸入信號的絕對值信號，采用預(yù)測系數(shù)獲得所述絕對值 信號的殘差信號，所述預(yù)測系凄M艮據(jù)所述輸入信號的絕對值信號的信號特性 進(jìn)行預(yù)測分析獲得，編碼所述符號信息、殘差信號和編碼參數(shù)，碼流復(fù)用器3用于對編碼量化后的符號信息、熵編碼后的殘差信號以及編碼后的所述壓
縮編碼器所述編碼參數(shù)進(jìn)行復(fù)用形成編碼碼流輸出到解碼端。
本實施例的壓縮編碼器2包括符號提取單元11、預(yù)測單元12、殘差計算 單元13和編碼單元14,其中符號提取單元11用于提取輸入信號的符號信息， 預(yù)測單元12、用于根據(jù)所述輸入信號提取符號信息后的的絕對值信號的信號 特性進(jìn)行預(yù)測分析獲取預(yù)測系數(shù)，殘差計算單元13，用于才艮據(jù)所述預(yù)測系數(shù) 獲得進(jìn)行熵編碼的絕對值信號的殘差信號，編碼單元14,用于分別編碼所述 殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)。
本實施例中壓縮編碼器的符號提取單元11對輸入信號的符號信息進(jìn)行 提取，對輸入信號處理，可以分別得到輸入信號的符號信息和絕對值信號， 符號提取單元11將提取符號信息后的絕對值信號發(fā)送給預(yù)測單元12，預(yù)測 單元12對絕對值信號的信號特性進(jìn)行分析，確定預(yù)測編碼模式，根據(jù)確定的 預(yù)測編碼模式進(jìn)行預(yù)測分析得到預(yù)測系數(shù)，將所述預(yù)測系數(shù)發(fā)送給殘差計算 單14元，殘差計算單元14采用所述預(yù)測系數(shù)對應(yīng)的預(yù)測器對絕對值信號按 樣點進(jìn)行預(yù)測得到絕對值信號各樣點的殘差信號，編碼單元14用于編碼所述 殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)，壓縮編碼器2將編碼后的符號信息 和殘差信號輸出，所述殘差信息經(jīng)過熵編碼和所述量化后的符號信息進(jìn)行復(fù) 用。
本實施例中壓縮編碼器可通過壓縮編碼器實施例一至壓縮編碼器實施四 采用壓縮編碼方法實施例一至壓縮編碼方法實施例五進(jìn)行實施。
通過引入本實施例，使得對不同特點的輸入信號都能有效的實施壓縮， 特別對用傳統(tǒng)預(yù)測方法不能有效壓縮的信號進(jìn)行壓縮可以取得明顯的壓縮增 益，提升了語音頻信號的壓縮效率。
上述各實施例可以用于語音與音頻無損編碼中，也可以用到有損編碼或 其它數(shù)據(jù)壓縮應(yīng)用。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分 流程，是可以通過計算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存 儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法 的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶
體(Read-Only Memory, ROM)或隨才幾存儲^己憶體(Random Access Memory, RAM)等。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案而非 對其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明實施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進(jìn)行 修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫 離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種對輸入信號進(jìn)行壓縮編碼的方法，其特征在于提取輸入信號的符號信息得到輸入信號的絕對值信號；采用預(yù)測系數(shù)獲得所述絕對值信號的殘差信號，所述預(yù)測系數(shù)根據(jù)所述輸入信號的絕對值信號的信號特性進(jìn)行預(yù)測分析獲得；復(fù)用分別編碼后的所述殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)，輸出編碼碼流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述提取輸入信號的符號 信息得到輸入信號的絕對值信號前包括識別所述輸入信號的幀特性滿足預(yù)設(shè) 的條件和/或識別至少一種其它一般編碼模式對所述輸入信號編碼取得的壓 縮增益小于等于預(yù)設(shè)的閾值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l-2任一所述的方法，其特征在于，所述輸入信號為零 均值信號，所述提取輸入信號的符號信息得到輸入信號的絕對值信號前還包 括對所述輸入信號進(jìn)行映射得到零均值信號。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對所述輸入信號進(jìn)行 映射得到零均值信號包括根據(jù)輸入信號的樣點分布選取輸入信號的均值作為映射系數(shù)； 將所述輸入信號和所述映射系數(shù)進(jìn)行映射運算得到零均值信號。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)測系數(shù)根據(jù)所述輸 入信號的絕對值信號的信號特性進(jìn)行預(yù)測分析獲得包括根據(jù)輸入信號的絕對值信號的信號特性，還可以根據(jù)環(huán)境參數(shù)確定預(yù)測 模式，所述信號特性以及環(huán)境參數(shù)包括所述絕對值信號的頻譜能量特性、噪 聲特性、進(jìn)行預(yù)測的復(fù)雜度或傳輸所述預(yù)測系數(shù)需要的比特數(shù)；對確定的預(yù)測模式進(jìn)行預(yù)測分析獲得預(yù)測系數(shù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述復(fù)用分別編碼后的所 述殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)前包括熵編碼所述殘差信號；量化所述符號信息；編碼所述編碼參凄史，所述編碼參數(shù)包括映射系數(shù)、預(yù)測系數(shù)、量化系數(shù)或邊信息。
7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述預(yù)測模式包括短時 LPC預(yù)測或固定系數(shù)預(yù)測，采用固定系數(shù)預(yù)測的預(yù)測器可以如下設(shè)計 -1 + z-1;<formula>formula see original document page 2</formula>tT2m,其中oH)，l，…L， L < (N-1), N為輸入信號長度; 或用預(yù)測值表示 z， (n) = z (n-l) j<formula>formula see original document page 2</formula>z，(n) = 其中z，(n)為信號的預(yù)測值，預(yù)測系數(shù)為1/2,或z，(n) = 0. 25*(z(n-l) + z (n-2) + z (n-3) + z(n-4))，其中z，(n)為信 號的預(yù)測值，預(yù)測系數(shù)為0， 25。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述對輸入信號進(jìn)行壓縮編碼方法的一種壓縮解碼方 法，其特征在于對編碼碼流解復(fù)用得到符號信息、殘差信號和編碼參數(shù)；采用熵解碼后的所述殘差信號合成絕對值信號；根據(jù)解碼后的所述編碼參數(shù)對所述符號信息進(jìn)行反量化得到符號信號；合成所述絕對值信號以及所述符號信號得到輸出信號。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述編碼參數(shù)包括映射系 數(shù)，預(yù)測系數(shù)、量化參數(shù)或邊信息。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述合成所述絕對值信 號以及所述符號信號得到輸出信號后，采用映射系數(shù)對所述輸出信號的絕對 值信號進(jìn)行反映射。
11、 一種壓縮編碼器，其特征在于，所述壓縮編碼器包括 符號提取單元，用于提取輸入信號的符號信息；預(yù)測單元、用于根據(jù)所述輸入信號提取符號信息后的絕對值信號的信號 特性進(jìn)行預(yù)測分析獲取預(yù)測系數(shù)；殘差計算單元，用于根據(jù)所述預(yù)測系數(shù)獲得進(jìn)行熵編碼的絕對值信號的 殘差信號；編碼單元，用于分別編碼所述殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓縮編碼器，其特征在于，所述壓縮編碼器 還包括第一前處理單元和/或第二前處理單元，所述第一前處理單元用于識別 所述輸入信號的幀特性滿足預(yù)設(shè)的條件，將識別結(jié)果發(fā)送給所述符號提取單 元，所述第二前處理單元用于識別至少一種其它一般編碼沖莫式對所述輸入信 號編碼取得的壓縮增益小于等于預(yù)設(shè)的閾值，將所述識別結(jié)果發(fā)送給所述符 號提取單元。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓縮編碼器，其特征在于，所述壓縮編碼器 還包括映射單元，用于對所述輸入信號進(jìn)行映射得到零均值信號。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的壓縮編碼器，其特征在于，所述映射單元包括..系數(shù)單元，用于根據(jù)輸入信號的樣點分布選取輸入信號的均值作為映射 系數(shù)；運算單元，用于將所述輸入信號和所述映射系數(shù)進(jìn)行映射運算得到零均值信號，將所述零均值信號發(fā)送給符號提取單元和/或預(yù)測單元。
15、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓縮編碼器，其特征在于，所述預(yù)測單元包括模式單元，用于根據(jù)輸入信號的絕對值信號的信號特性確定預(yù)測模式， 所述信號特性包括所述絕對值信號的能量特性、噪聲特性、進(jìn)行預(yù)測的復(fù)雜 度或傳輸所述預(yù)測系數(shù)需要的比特數(shù)；預(yù)測系數(shù)獲取單元，對確定的預(yù)測模式進(jìn)行預(yù)測分析獲得預(yù)測系數(shù)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的壓縮編碼器，其特征在于，若用固定系數(shù)預(yù)測模式，則預(yù)測器可以如下設(shè)計 -l + z-1;-l + O^Z-'+Z-2);-l + 0.25(z-' +z-2 +z-3 +z");2ra 1 1 + y 丄 Z一i_ +^2mZ ，其中m-o, l,..丄，L < (N-1), N為輸入信號長度;或用預(yù)測值表示z， (n) = z (n-l) 5z，(n) = 0. 5*(z(n-l)+ z(n-2));z，(n) = 0. 25*(z(n—l) + z (n—2) + z (n-3) + z(n-4));z，(n) = f;丄z(w"),其總z，(n)為信號的預(yù)測值，預(yù)測系數(shù)為1/2、 或z，(n) = 0.25*(z(n-l) + z(n-2) + z (n-3) + z(n-4)),其中z，(n)為信 號的預(yù)測值，預(yù)測系數(shù)為0. 25。
17、根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓縮編碼器，其特征在于，所述編碼單元包括熵編碼單元，用于對所述殘差信號進(jìn)行熵編碼； 量化單元，用于對所述符號信息進(jìn)行量化編碼； 參數(shù)編碼單元，用于編碼所述編碼參數(shù)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求11所述壓縮編碼器的一種壓縮解碼器，其特征在于， 所述壓縮解碼器包括解碼單元，用于對解復(fù)用后的符號信息、殘差信號和編碼參數(shù)分別進(jìn)行 解碼；合成單元、用于根據(jù)解碼后的編碼參數(shù)采用殘差信號合成得到絕對值信號；輸出信號單元、用于合成解碼后的所述符號信號以及所述絕對值信號得 到輸出信號。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的壓縮解碼器，其特征在于，所述壓縮解碼器 還包括反映射單元，用于對所述輸入信號進(jìn)行反映射得到輸出信號。
20、 一種壓縮編碼裝置，其特征在于包括權(quán)利要求12-17任一壓縮編 碼器，還包括信號接收器，用于接收輸入信號；碼流復(fù)用器，用于對分別編 碼后的輸入信號的符號信息、殘差信號以及壓縮編碼器所述編碼參數(shù)進(jìn)行復(fù) 用形成編碼碼流。
全文摘要
本發(fā)明實施例涉及壓縮編碼和解碼的方法、編碼器和解碼器以及編碼裝置，其中壓縮編碼方法包括提取輸入信號的符號信息得到輸入信號的絕對值信號，采用預(yù)測系數(shù)獲得所述絕對值信號的殘差信號，所述預(yù)測系數(shù)根據(jù)所述輸入信號的絕對值信號的信號特性進(jìn)行預(yù)測分析獲得，復(fù)用分別編碼后的所述殘差信號、所述符號信息以及編碼參數(shù)，輸出編碼碼流以提升語音頻信號的壓縮效率。
文檔編號G10L19/08GK101609680SQ20091014982
公開日2009年12月23日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者清 張, 磊 苗, 齊峰巖 申請人:華為技術(shù)有限公司