[發(fā)明專利]一種音頻信號編碼、解碼方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610119282.2
• 申請日: 2006-12-07
• 公開（公告）號: CN101197576A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周毅;歐陽合;鄒艷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海杰得微電子有限公司
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30;G10L19/02
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 丁紀(jì)鐵;李雋松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及音頻信號處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種音頻信號編碼、解碼方法。

背景技術(shù)

目前音頻編碼的方式可大致分為參數(shù)編碼和基于子帶的頻譜編碼。基于參數(shù)編碼主要用于低碼率情況，而基于子帶的頻譜編碼則主要用于中等或者較高碼率情況。參數(shù)編碼雖然能使用較低碼率進(jìn)行編碼，但編/解碼后音質(zhì)損失明顯。子帶頻譜編碼方法能編出較高音質(zhì)的碼流，但需要占用較高的碼率。由于在寬帶編碼過程中，頻譜編碼所產(chǎn)生的比特(bit)數(shù)所占的比重是最大的，因此為了能明顯降低編碼bit占用，降低頻譜編碼部分編碼占用率是最有可能的，也是效果最顯著的。傳統(tǒng)減少頻譜編碼bit占用的方法主要是采用降低截止頻率的方法。通過降低截止頻率，需要編碼的頻譜點(diǎn)個(gè)數(shù)相應(yīng)會(huì)減少，從而達(dá)到減少編碼bit的目的。這種降低截止頻率的做法在中高碼率的情況下是可行的，這是因?yàn)槿硕鷮Φ皖l信號更加敏感而對高頻段則相對不太敏感。但是如果在低碼率(如10kbps以下)情況下，通常采用子帶編碼方法進(jìn)行編碼的時(shí)候截止頻率已經(jīng)很低(如3Khz或者更低)，如果仍然采用降低截止頻率的方法，會(huì)嚴(yán)重影響編碼后聽覺感受，也就直接影響到最終編碼后的音質(zhì)。因此如何在低碼率情況下，在顯著降低編碼bit數(shù)的同時(shí)能獲得比較好的效果的編碼技術(shù)成為業(yè)界探索的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種音頻信號編碼、解碼方法，可以廣泛應(yīng)用于寬帶編碼，特別在低碼率情況下，在顯著降低編碼bit數(shù)的同時(shí)能獲得明顯優(yōu)于參數(shù)編碼的效果。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種音頻信號編碼、解碼方法，包括：編碼步驟，包括：(a)輸入音頻信號；(b)通過正常時(shí)域到頻域的變換得到在截止頻率以下的頻譜；(c)進(jìn)行高頻段頻域信號的降采樣，即根據(jù)步驟b所得頻譜，調(diào)整在截止頻率內(nèi)高頻段各頻率子帶的分辨率并形成新的頻譜；(d)然后進(jìn)行混合頻率分辨率頻譜的編碼；(e)最后將步驟d編碼所得的比特流編入碼流；其中步驟c包括：(1)選擇一個(gè)高頻段的頻率分割點(diǎn)，所有高于該頻率的頻率子帶部分為高頻段；(2)在高頻段范圍內(nèi)，從低頻往高頻依次選取相同個(gè)數(shù)的多個(gè)頻率子帶的頻譜值形成一個(gè)新的頻譜值；(3)依次重復(fù)步驟2一直到截止頻率結(jié)束。解碼步驟，包括：(f)輸入步驟e所得的碼流；(g)解析碼流得到混合分辨率頻譜；(h)進(jìn)行解碼后高頻段的升采樣，即根據(jù)步驟g所得混合分辨率頻譜重構(gòu)正常分辨率的頻譜，并與步驟c對應(yīng)；(i)通過正常頻域到時(shí)域的變換，重構(gòu)獲得解碼音頻幀信號。前述步驟c降采樣不限于降低一倍的降采樣方法，且其降采樣方法包括：直接取均值的方法或采用濾波器的方法；同樣前述步驟h升采樣不限于升高一倍的升采樣方法，還包括所有與編碼部分步驟c相適應(yīng)的升采樣倍數(shù)，且其升采樣的方法包括：直接取均值的方法或采用濾波器的方法。

本發(fā)明由于僅對音頻信號相對的高頻部分進(jìn)行降低頻率分辨率的處理，能在降低編碼bit需求的前提下最大限度地保證了編碼音質(zhì)，進(jìn)而能得到比通常參數(shù)編碼所難以到達(dá)的音質(zhì)效果。此外，由于本發(fā)明方法能在不改變編/解碼體系結(jié)構(gòu)的情況下得到完整應(yīng)用，故本發(fā)明的方法具有最廣泛的普遍適用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明編碼方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明解碼方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

在寬帶編碼過程中，其中頻譜編碼所產(chǎn)生的bit數(shù)所占的比重是最大的。如前所述，為了能明顯降低編碼bit占用，降低頻譜編碼部分編碼占用率是最有可能的，也是效果最顯著的。與常規(guī)傳統(tǒng)降低截止頻率的方法不同，本發(fā)明采用了完全不相同的方法，本發(fā)明考慮到在低碼率情況下人耳對低頻部分的信號很敏感，所以本發(fā)明僅對相對的高頻部分進(jìn)行了特殊處理，即調(diào)整高頻段頻率分辨率來達(dá)到降低編碼bit數(shù)的目的。

如圖1、圖2所示，分別是本發(fā)明編碼方法和解碼方法的流程示意圖。

圖1編碼方法包括：首先通過時(shí)域到頻域的變換得到在截止頻率以下的頻譜101，根據(jù)該頻譜，調(diào)整在截止頻率內(nèi)高頻段各頻率子帶的分辨率并形成新的頻譜102，然后進(jìn)行頻譜的編碼103，最后將編碼所得的bit流編入最終的碼流104；其中時(shí)域轉(zhuǎn)頻域的變換過程101采用與一般的編碼器完全一樣的變換方法；截止頻率的選擇也是完全一樣。

下面對上述的編碼各步驟詳細(xì)講述。