[發明專利]一種格矢量量化編解碼的實現方法及裝置

有效

• 申請號: 200710064350.4
• 申請日: 2007-03-12
• 公開（公告）號: CN101266795A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 王薇;鄒耀;韓毅;劉佩林;李偉;張清;許麗凈;許劍峰;杜正中;胡晨;桑盛虎
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;上海交通大學
• 主分類號: G10L19/04
• 分類號: G10L19/04;H03M7/30
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立明

技術領域

本發明涉及編解碼技術領域，尤其涉及一種格適量量化編解碼的實現方案。

背景技術

隨著多媒體業務的快速發展，不僅需要提高編碼的效率和實時性，同時還需要對針對音頻等業務的編碼帶寬進行擴展。目前，采用的編碼方式主要包括：HEAAC(High-Efficiency?Advance?Audio?Coding，高效高級音頻編碼)，EAAC+(Enhanced?Advance?Audio?Coding?plus，增強的高級音頻編碼)和AMR-WB+(Adaptive?MultiRate?WideBand?plus，自適應多速率寬帶)編碼，其中HEAAC和EAAC+是從高碼率的音頻編碼器擴展而來，而AMR-WB+是通過對低碼率的語音編碼擴展形成混合編碼方式。

通常，在音頻編碼過程中，為了更好的結合人類聽覺系統的一些特性，一般先對采樣值做時頻變換處理，然后根據聽覺特性對頻譜系數進行取舍加權并量化，量化后的頻譜系數再通過熵值編碼傳輸。由于在對各種參數進行量化的過程中可能會產生語音失真，因此，為了適應不同的需求，編碼器需根據指定碼率對量化的質量進行調整。目前，在高碼率(>24kbps)的編碼方案中，可以通過調整較好地解決可能產生的失真問題；但是，在低碼率編碼方案中，則由于比特數的不足，而無法很好地解決所述失真問題。

目前，在編碼過程中，通常采用的量化方式包括標量量化方法和矢量量化方法。其中，標量量化方法是采用標量對量化樣本進行量化處理，這種量化方法的特點是量化的復雜度底，碼字的索引搜索快速；但是，在該量化方法中，當信源的符號等概率出現時比特利用率很低。所述的矢量量化方法則可以提高相應的比特利用率，并在編碼算法中得到了廣泛應用。

由于矢量量化方法對于碼本的搜索和索引計算量較大，因此，為了能夠提高搜索矢量碼本的效率，通常將矢量碼本按照一定的結構進行排列，即采用格型矢量量化技術實現所述矢量量化。所述格型矢量量化主要是先將若干標量數據構成一個多維矢量，然后在格型的矢量空間內進行整體量化，以達到壓縮數據而損失較少信息的目的。所述的格型矢量量化方法在低碼率的情況下已經被廣泛應用。

下面將具體以在AMR-WB+中應用的建立在RE₈上的格型矢量量化方式為例對所述格型矢量量化(簡稱格矢量量化)技術的實現進行說明。

在AMR-WB+音頻編碼算法過程中，相應的TCX(Transform?CodedeXcitation，轉換編碼激發)部分的處理流程如圖1所示，其中，針對經過頻譜預整形后的處理采用的量化方法便是格矢量量化方法。

在該格矢量量化方法中，具體以八個數為一組，根據就近原則將該八個數量化為作為格矢量的RE₈集合上的點。之后，分別為八個數選取相應的基礎碼本，并輸出相應的基礎碼本、基礎碼本索引和擴展碼本的值。

在該編碼算法中，量化選取的RE₈的點集為：RE₈＝2D₈∪{2D₈+(1，Λ，1)}，其中D₈＝{(x₁，x₂，L，x₈)∈Z⁸|x₁+L+x₈為偶數}，D₈的所有點之和為2的倍數，故RE₈集合中所有數據之和是4的倍數。這樣，整個量化方法就演變成先在2D₈集合中找到離原始數據最近的點，再在2D₈+(1，1，1，L，1)集合中尋找距離最近的點，最后在前后找出的兩個點中間比較得出最終結果c_k。

在所述格矢量中得到八位一組整形數據c_k之后，需要確定相應的基礎碼本、基礎碼本索引和擴展碼本數值。首先在基礎碼本Q₀、Q₂、Q₃、Q₄中查找c_k，所述的Q₀、Q₂、Q₃、Q₄是指基礎碼本中包含的數值。如果c_k不在基礎碼本中，則使用Voronoi(即一種特殊的圖結構)擴展技術對所述基礎碼本進行擴展，擴展之后繼續執行量化操作。

如圖2所示，所述的AMR-WB+音頻編碼過程中的格矢量量化實現過程具體包括以下步驟：