專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于faac及faad2的單聲道固定比特率的音頻實(shí)時(shí)編解碼糾錯(cuò)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于FAAC及FAAD2的單聲道固定比特率的音頻實(shí)時(shí)編解碼糾錯(cuò) 方法，其糾錯(cuò)方法對(duì)AAC數(shù)據(jù)幀具有糾錯(cuò)能力，屬于通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
先進(jìn)音頻編碼(Advanced Audio Coding，簡(jiǎn)稱(chēng)AAC)是在MP3基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新 一代感知音頻壓縮編解碼技術(shù)，該技術(shù)綜合了多種主流音頻編解碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有信號(hào) 壓縮比高，重建音質(zhì)好，編解碼過(guò)程高度模塊化和聲道配置靈活等特點(diǎn)。在實(shí)時(shí)編解碼系統(tǒng)中，AAC數(shù)據(jù)幀在傳輸過(guò)程中，不可以避免地出現(xiàn)誤碼，采用循 環(huán)冗余校驗(yàn)碼進(jìn)行檢錯(cuò)，如果發(fā)生誤碼，AAC編碼器必須重傳誤碼數(shù)據(jù)幀才能保證解碼輸出 音頻的不間斷性，但采用此方法會(huì)導(dǎo)致傳輸控制機(jī)制復(fù)雜、系統(tǒng)資源增加、魯棒性差。實(shí)際 上，在保證硬件平臺(tái)可靠性的前提下，數(shù)據(jù)在傳輸鏈路中誤碼率很低，因此可采取在AAC碼 流中添加糾錯(cuò)校驗(yàn)信息，保證數(shù)據(jù)誤碼后能夠進(jìn)行糾錯(cuò)，得到正確的數(shù)據(jù)幀，使得解碼輸出 音頻不中斷，且傳輸控制機(jī)制不受影響、不增加系統(tǒng)資源、魯棒性高。

發(fā)明內(nèi)容
為了保證AAC數(shù)據(jù)幀的正確性，本發(fā)明提供了一種基于FAAC及FAAD2的單聲道固 定比特率的音頻實(shí)時(shí)編解碼糾錯(cuò)方法。該糾錯(cuò)方法主要包括編碼器對(duì)固定及可變幀頭分 別進(jìn)行海明編碼，將ID_SCE、SCETAG、全局比例因子及ID_END歸為一組進(jìn)行海明編碼，邊信 息海明編碼，數(shù)據(jù)區(qū)根據(jù)填充數(shù)據(jù)區(qū)的大小進(jìn)行分組，對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行海明編碼；從各海明 碼中分離出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，依次存入填充數(shù)據(jù)區(qū)；解碼器從填充數(shù)據(jù)區(qū)獲取校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，對(duì)相 應(yīng)的數(shù)據(jù)位進(jìn)行海明碼查錯(cuò)與糾錯(cuò)。本發(fā)明在保證AAC幀結(jié)構(gòu)完整性的前提下，對(duì)AAC數(shù) 據(jù)幀具有糾錯(cuò)能力。具體步驟如下步驟一編碼器對(duì)固定及可變幀頭分別進(jìn)行海明編碼；步驟二編碼器將ID_SCE、SCETAG、全局比例因子及ID_END歸為一組進(jìn)行海明編 碼；步驟三編碼器對(duì)邊信息進(jìn)行海明編碼；步驟四編碼器將數(shù)據(jù)區(qū)根據(jù)填充數(shù)據(jù)區(qū)的大小進(jìn)行分組，對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行海明編 碼；步驟五編碼器從各海明碼中分離出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，依次存入填充數(shù)據(jù)區(qū)；步驟六解碼器從填充數(shù)據(jù)區(qū)獲取校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)位進(jìn)行海明碼查錯(cuò)與 糾錯(cuò)。其中，所述的步驟一中AAC編碼器完成對(duì)一幀脈沖編碼調(diào)制(Pulse Code Modulation，簡(jiǎn)稱(chēng)PCM)數(shù)據(jù)編碼后，再對(duì)固定及可變幀頭分別進(jìn)行海明編碼，在本發(fā)明中 AAC數(shù)據(jù)幀格式為音頻數(shù)據(jù)傳輸流格式。
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其中，所述的步驟四中本發(fā)明的固定比特率為128kbps，AAC編碼器對(duì)不同類(lèi)型 音頻信號(hào)進(jìn)行編碼所需的比特?cái)?shù)不固定，填充數(shù)據(jù)區(qū)的大小也不固定，因此需要根據(jù)填充 數(shù)據(jù)區(qū)的大小對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行合理分組，之后應(yīng)用海明編碼，將校驗(yàn)位數(shù)據(jù)存入填 充數(shù)據(jù)區(qū)，保證AAC幀結(jié)構(gòu)的完整性，在沒(méi)有相應(yīng)海明碼查錯(cuò)與糾錯(cuò)的AAC解碼器平臺(tái)上也 可以進(jìn)行正常解碼。其中，所述的步驟五中校驗(yàn)位數(shù)據(jù)依次存入填充數(shù)據(jù)區(qū)指一組數(shù)據(jù)完成海明編 碼后，分離出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)存入填充數(shù)據(jù)區(qū)，覆蓋相應(yīng)比特?cái)?shù)的填充數(shù)據(jù)，接著處理一組數(shù) 據(jù)。其中，所述的步驟六中AAC解碼器接收到AAC數(shù)據(jù)幀后，首先進(jìn)行正常解碼，如解 碼出錯(cuò)，則從出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀的填充數(shù)據(jù)區(qū)取出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行海明碼查錯(cuò)與糾錯(cuò)，然后對(duì)糾 錯(cuò)后的數(shù)據(jù)幀再進(jìn)行解碼，因此要求AAC解碼器的運(yùn)行速度至少是實(shí)時(shí)解碼的2倍。本發(fā)明的原理在AAC數(shù)據(jù)幀的填充數(shù)據(jù)區(qū)添加海明碼糾錯(cuò)校驗(yàn)信息，在保證AAC 幀結(jié)構(gòu)完整性的前提下，對(duì)AAC數(shù)據(jù)幀具有糾錯(cuò)能力。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于1、不破壞AAC的幀結(jié)構(gòu)；2、傳輸控制機(jī)制不受影響、不增加系統(tǒng)資源、魯棒性高。


圖1是本發(fā)明提出的糾錯(cuò)方法整體示意圖；圖2是本發(fā)明的編碼流程圖；圖3是本發(fā)明的填充數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)1 ；圖4是本發(fā)明的填充數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)2 ；圖5是本發(fā)明的填充數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)3 ；圖6是本發(fā)明的解碼流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明提供了一種基于FAAC及FAAD2的單聲道固定比特率的音頻實(shí)時(shí)編解碼糾 錯(cuò)方法。參見(jiàn)附圖1，該糾錯(cuò)方法主要包括編碼器對(duì)固定(101)及可變(102)幀頭分別進(jìn) 行海明編碼(110)，將 ID_SCE(103)、SCETAG(104)、全局比例因子(105)及 ID_END(109)歸 為一組進(jìn)行海明編碼，邊信息(106)海明編碼，數(shù)據(jù)區(qū)(107)根據(jù)填充數(shù)據(jù)區(qū)(108)的大小 進(jìn)行分組，對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行海明編碼；從各海明碼中分離出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，依次存入填充數(shù)據(jù) 區(qū)(108)；解碼器從填充數(shù)據(jù)區(qū)獲取校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)位進(jìn)行海明碼查錯(cuò)與糾錯(cuò) (111)。本發(fā)明在保證AAC幀結(jié)構(gòu)完整性的前提下，對(duì)AAC數(shù)據(jù)幀具有糾錯(cuò)能力。編碼程序的處理流程參見(jiàn)附圖2，AAC編碼器首先完成正常的編碼(201)；接著判 斷填充數(shù)據(jù)是否大于等于15(202)；如果小于15，則無(wú)法對(duì)此幀數(shù)據(jù)進(jìn)行海明編碼(203)； 否則，繼續(xù)判斷填充數(shù)據(jù)是否大于等于25(204)；如果小于25，則對(duì)此幀數(shù)據(jù)采用填充數(shù)據(jù) 幀結(jié)構(gòu)1進(jìn)行海明編碼(205)；否則，繼續(xù)判斷填充數(shù)據(jù)是否大于等于39(206)；如果小于 39，則對(duì)此幀數(shù)據(jù)采用填充數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)2進(jìn)行海明編碼(207)；否則，對(duì)此幀數(shù)據(jù)采用填充數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)3進(jìn)行海明編碼(208)。填充數(shù)據(jù)大于等于15且小于25時(shí)，采用填充數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)1進(jìn)行海明編碼，參見(jiàn)附 圖3，首先設(shè)置3bit校驗(yàn)標(biāo)志(301) = 100;接著，對(duì)28bit固定幀頭使用6bit校驗(yàn)位進(jìn)行 海明編碼，之后將6bit校驗(yàn)位存入校驗(yàn)信息1 (302)；然后，對(duì)28bit可變幀頭使用6bit校 驗(yàn)位進(jìn)行海明編碼，最后將6bit校驗(yàn)位存入校驗(yàn)信息2(303)。填充數(shù)據(jù)大于等于25且小于39時(shí)，采用填充數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)2進(jìn)行海明編碼，參見(jiàn)附 圖4，首先設(shè)置3bit校驗(yàn)標(biāo)志(401) = 110;接著，對(duì)28bit固定幀頭使用6bit校驗(yàn)位進(jìn)行 海明編碼，之后將6bit校驗(yàn)位存入校驗(yàn)信息1 (402)；其次，對(duì)28bit可變幀頭使用6bit校 驗(yàn)位進(jìn)行海明編碼；之后將6bit校驗(yàn)位存入校驗(yàn)信息2(403)；然后，將ID_SCE、SCETAG、全 局比例因子及ID_END歸為一組，使用5bit校驗(yàn)位進(jìn)行海明編碼；之后將5bit校驗(yàn)位存入 校驗(yàn)信息3 (404)；最后，對(duì)邊信息使用5bit校驗(yàn)位進(jìn)行海明編碼，完成后將5bit校驗(yàn)位存 入校驗(yàn)信息4 (405)。填充數(shù)據(jù)大于等于39時(shí)，采用填充數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)3進(jìn)行海明編碼，參見(jiàn)附圖4，首 先設(shè)置3bit校驗(yàn)標(biāo)志(501) = 111 ；設(shè)置6bit校驗(yàn)組數(shù)，校驗(yàn)組數(shù)的計(jì)算方法下文介紹； 設(shè)置2bit分組信息，分組信息的計(jì)算方法下文介紹；接著，對(duì)28bit固定幀頭使用6bit校 驗(yàn)位進(jìn)行海明編碼，之后將6bit校驗(yàn)位存入校驗(yàn)信息1(504)；其次，對(duì)28bit可變幀頭使 用6bit校驗(yàn)位進(jìn)行海明編碼；之后將6bit校驗(yàn)位存入校驗(yàn)信息2(505)；然后，將ID_SCE、 SCETAG、全局比例因子及ID_END歸為一組，使用5bit校驗(yàn)位進(jìn)行海明編碼；之后將5bit校 驗(yàn)位存入校驗(yàn)信息3(506)；下一步，對(duì)邊信息使用5bit校驗(yàn)位進(jìn)行海明編碼，之后將5bit 校驗(yàn)位存入校驗(yàn)信息4 (507)；最后，數(shù)據(jù)區(qū)分組進(jìn)行海明編碼，完成后將校驗(yàn)位存入剩余 緩沖區(qū)(508)。分組信息與校驗(yàn)組數(shù)的計(jì)算方法如下a)可用于數(shù)據(jù)區(qū)海明編碼的比特?cái)?shù)=填 充數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)_3bit校驗(yàn)信息_6bit校驗(yàn)組數(shù)_2bit分組信息_6bit校驗(yàn)信息l_6bit校驗(yàn) 信息2-5bit校驗(yàn)信息3-5bit校驗(yàn)信息4 ；b)2bit分組信息，表示數(shù)據(jù)區(qū)分組共4類(lèi)，00代 表每組為57bit，需要6比特校驗(yàn)位，01代表每組為120bit，需要7比特校驗(yàn)位，10代表每 組為247bit，需要8比特校驗(yàn)位，11代表每組為502bit，需要9比特校驗(yàn)位，并且當(dāng)分組后 最后一組數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)不足，則補(bǔ)零；c)根據(jù)可用于數(shù)據(jù)區(qū)海明編碼的比特?cái)?shù)對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行 分組，分組原則是首先分組最多；其次對(duì)數(shù)據(jù)校驗(yàn)最多。例如，可用于數(shù)據(jù)區(qū)海明編碼的比 特?cái)?shù)=16，則00、01及10類(lèi)型分組，分組數(shù)都為2，但是10類(lèi)型分組，可以對(duì)2*247bit進(jìn) 行校驗(yàn)，所以2bit分組信息=10，數(shù)據(jù)區(qū)有2組數(shù)據(jù)需要進(jìn)行海明編碼，當(dāng)前數(shù)據(jù)幀共有6 組數(shù)據(jù)需要進(jìn)行海明編碼，所以6bi t校驗(yàn)組數(shù)=000110。AAC編碼器完成編碼后，將數(shù)據(jù)發(fā)送至傳輸鏈路，AAC解碼器中傳輸鏈路中獲取 AAC數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解碼，處理流程參見(jiàn)附圖6。AAC解碼器獲取AAC數(shù)據(jù)幀后，首先進(jìn)行解碼 (601)；接著判斷是否正確解碼(602)；如果正確解碼則結(jié)束，否則利用填充數(shù)據(jù)區(qū)中的校 驗(yàn)信息進(jìn)行查錯(cuò)與糾錯(cuò)(603)；再次進(jìn)行解碼(604)。說(shuō)明書(shū)附圖中出現(xiàn)的英文縮寫(xiě)，其含義如下CRC 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼；ID_SCE 單聲道身份標(biāo)識(shí)符；SCETAG 單聲道標(biāo)簽；
ID_END 結(jié)束標(biāo)識(shí)符。
權(quán)利要求
一種基于FAAC及FAAD2的單聲道固定比特率的音頻實(shí)時(shí)編解碼糾錯(cuò)方法，其特征在于該方法具體包括以下步驟(1)編碼器對(duì)固定及可變幀頭分別進(jìn)行海明編碼；(2)編碼器將ID_SCE、SCETAG、全局比例因子及ID_END歸為一組進(jìn)行海明編碼；(3)編碼器對(duì)邊信息進(jìn)行海明編碼；(4)編碼器將數(shù)據(jù)區(qū)根據(jù)填充數(shù)據(jù)區(qū)的大小進(jìn)行分組，對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行海明編碼；(5)編碼器從各海明碼中分離出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，依次存入填充數(shù)據(jù)區(qū)；(6)解碼器從填充數(shù)據(jù)區(qū)獲取校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)位進(jìn)行海明碼查錯(cuò)與糾錯(cuò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAAC及FAAD2的單聲道固定比特率的音頻實(shí)時(shí)編 解碼糾錯(cuò)方法，其特征在于所述的步驟(1)中AAC編碼器完成對(duì)一幀PCM數(shù)據(jù)編碼后， 再對(duì)固定及可變幀頭分別進(jìn)行海明編碼，在本發(fā)明中AAC數(shù)據(jù)幀格式為音頻數(shù)據(jù)傳輸流格 式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAAC及FAAD2的單聲道固定比特率的音頻實(shí)時(shí)編 解碼糾錯(cuò)方法，其特征在于所述的步驟⑷中本發(fā)明的固定比特率為128kbps，AAC編碼 器對(duì)不同類(lèi)型音頻信號(hào)進(jìn)行編碼所需的比特?cái)?shù)不固定，填充數(shù)據(jù)區(qū)的大小也不固定，因此 需要根據(jù)填充數(shù)據(jù)區(qū)的大小對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行合理分組，之后應(yīng)用海明編碼，將校驗(yàn) 位數(shù)據(jù)存入填充數(shù)據(jù)區(qū)，保證AAC幀結(jié)構(gòu)的完整性，在沒(méi)有相應(yīng)海明碼查錯(cuò)與糾錯(cuò)的AAC解 碼器平臺(tái)上也可以進(jìn)行正常解碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAAC及FAAD2的單聲道固定比特率的音頻實(shí)時(shí)編 解碼糾錯(cuò)方法，其特征在于所述的步驟(5)中校驗(yàn)位數(shù)據(jù)依次存入填充數(shù)據(jù)區(qū)指一組數(shù) 據(jù)完成海明編碼后，分離出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)存入填充數(shù)據(jù)區(qū)，覆蓋相應(yīng)比特?cái)?shù)的填充數(shù)據(jù)，接著 處理一組數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAAC及FAAD2的單聲道固定比特率的音頻實(shí)時(shí)編 解碼糾錯(cuò)方法，其特征在于所述的步驟(6)中AAC解碼器接收到AAC數(shù)據(jù)幀后，首先進(jìn)行 正常解碼，如解碼出錯(cuò)，則從出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀的填充數(shù)據(jù)區(qū)取出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)進(jìn)行海明碼查錯(cuò)與 糾錯(cuò)，然后對(duì)糾錯(cuò)后的數(shù)據(jù)幀再進(jìn)行解碼，因此要求AAC解碼器的運(yùn)行速度至少是實(shí)時(shí)解 碼的2倍。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于FAAC及FAAD2的單聲道固定比特率的音頻實(shí)時(shí)編解碼糾錯(cuò)方法。該糾錯(cuò)方法主要包括編碼器對(duì)固定及可變幀頭分別進(jìn)行海明編碼，將ID_SCE、SCETAG、全局比例因子及ID_END歸為一組進(jìn)行海明編碼，邊信息海明編碼，數(shù)據(jù)區(qū)根據(jù)填充數(shù)據(jù)區(qū)的大小進(jìn)行分組，對(duì)每組數(shù)據(jù)進(jìn)行海明編碼；從各海明碼中分離出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，依次存入填充數(shù)據(jù)區(qū)；解碼器從填充數(shù)據(jù)區(qū)獲取校驗(yàn)位數(shù)據(jù)，對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)位進(jìn)行海明碼查錯(cuò)與糾錯(cuò)。本發(fā)明在保證AAC幀結(jié)構(gòu)完整性的前提下，對(duì)AAC數(shù)據(jù)幀具有糾錯(cuò)能力。
文檔編號(hào)G10L19/00GK101968962SQ20101028774
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者毛峽, 邵偉國(guó) 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)