[發(fā)明專利]一種可分級(jí)矢量量化編解碼方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910063171.8
• 申請(qǐng)日: 2009-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN101599273A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡瑞敏;楊玉紅;劉元元;謝昭;周成;杜希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G10L19/00
• 分類號(hào): G10L19/00
• 代理公司: 武漢天力專利事務(wù)所
• 代理人: 嚴(yán) 彥;馮衛(wèi)平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及音頻信號(hào)編解碼技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可分級(jí)矢量量化編 解碼方法。

背景技術(shù)

音頻編碼技術(shù)涉及矢量量化技術(shù)，目前較為常用的量化技術(shù)是格型矢量量 化技術(shù)，在低碼率的情況下用得相當(dāng)普及。

在3GPP(第三代合作伙伴)組織推薦的AMR-WB+(自適應(yīng)多速率寬帶) 音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中TCX(變換碼激勵(lì)編碼)部分所運(yùn)用的量化技術(shù)就是建立在8 維高斯格點(diǎn)上的多位率格型矢量量化技術(shù)。它作用于預(yù)整形后的頻譜數(shù)據(jù)，以 八個(gè)數(shù)為一組，根據(jù)就近原則將這八個(gè)數(shù)量化為8維格集合上的點(diǎn)。之后選取 不同的碼本，輸出對(duì)應(yīng)的基本碼本標(biāo)識(shí)位，基本碼本索引和擴(kuò)展碼本的值。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有及技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，美國(guó)專利US?2005/0285764《Method?and system?for?multi-rate?lattice?vector?quantization?of?a?signal》(多碼率格型矢量量化 方法和裝置)中提出的Voronoi擴(kuò)展(最近鄰擴(kuò)展)方法已經(jīng)在AMR-WB+標(biāo)準(zhǔn) 總采用，即編碼器通過(guò)Voronoi擴(kuò)展裝置來(lái)量化大值的矢量，即在矢量量化中遇 到較大矢量值的時(shí)候，使用Voronoi擴(kuò)展裝置將基礎(chǔ)碼本按指數(shù)擴(kuò)大，直到碼本 達(dá)到能將大矢量值包含進(jìn)來(lái)。求Voronoi擴(kuò)展碼本值時(shí)，需要首先對(duì)輸入的樣點(diǎn) 和生成矩陣做乘法運(yùn)算得到矢量v，然后再通過(guò)公式y(tǒng)＝mc+v(其中y為待量化 矢量，c為其對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)碼本中的碼字，m為基礎(chǔ)碼本的放大倍數(shù)，v為其對(duì)應(yīng) 的Voronoi碼本的碼字)球的擴(kuò)展后的碼本c，并判斷c是否位于基礎(chǔ)碼本中。 但這種方法大量使用了乘法和加法操作，從而導(dǎo)致計(jì)算復(fù)雜度大增。

檢索中還發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利200810038192.x《基于變長(zhǎng)分裂表的矢量量化高 階碼本擴(kuò)展編碼及解碼系統(tǒng)》采用的是變長(zhǎng)分裂表實(shí)現(xiàn)高階碼本擴(kuò)展編碼和解 碼。該系統(tǒng)采用將大值分裂為低階核心值和高階分裂量之和的策略，低階核心 值采用格型矢量量化，高階分裂量采用了基于變長(zhǎng)分裂表的兩級(jí)擴(kuò)展方法，該 方法避免了大量乘法運(yùn)算。但隨著擴(kuò)展級(jí)數(shù)的增加，擴(kuò)展分裂表的存儲(chǔ)量也將 隨之成指數(shù)增加，將較大程度上消耗存儲(chǔ)空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種可分級(jí)矢量量化編解碼方法。

本發(fā)明的編碼技術(shù)方案包括以下步驟：

步驟1.1，提取表示源信號(hào)的幀的點(diǎn)陣矢量X；

步驟1.2，對(duì)點(diǎn)陣矢量X進(jìn)行點(diǎn)陣壓縮得到格點(diǎn)矢量Y；

步驟1.3，判斷目標(biāo)矢量Y是否包括在基礎(chǔ)碼本C中；

如果目標(biāo)矢量Y包括在基礎(chǔ)碼本C中，對(duì)目標(biāo)矢量Y在基礎(chǔ)碼本C中進(jìn)行 矢量量化索引查找，得到基礎(chǔ)碼本量化索引I并編碼輸出；

如果目標(biāo)矢量Y不包括在基礎(chǔ)碼本C中，分裂目標(biāo)矢量Y得到基礎(chǔ)部分矢 量base_Y和擴(kuò)展部分矢量extend_Y，所述擴(kuò)展部分矢量extend_Y按照擴(kuò)展層 數(shù)n分裂為各層擴(kuò)展部份矢量extend_Y_i，1≤i≤n；對(duì)基礎(chǔ)部分矢量base_Y在 基礎(chǔ)碼本C中進(jìn)行矢量量化索引查找，得到基礎(chǔ)碼本量化索引I，對(duì)各層擴(kuò)展部 份矢量extend_Y_i分別在擴(kuò)展碼本E中進(jìn)行矢量量化索引查找，得到相應(yīng)各層擴(kuò) 展量化索引extend_I_i，1≤i≤n；最后將所得基礎(chǔ)碼本量化索引I、各層擴(kuò)展量 化索引extend_I_i和擴(kuò)展層數(shù)n編碼輸出；

所述擴(kuò)展部分矢量extend_Y按照擴(kuò)展層數(shù)n分裂為各層擴(kuò)展部份矢量 extend_Y_i，具體方式如下，

(1)計(jì)算擴(kuò)展部分矢量extend_Y的擴(kuò)展層數(shù)n：

其中，表示上限取整，R為基礎(chǔ)碼本球殼半徑，Z為擴(kuò)展碼本球殼半徑， extend_y₁表示擴(kuò)展部分矢量extend_Y的第k維元素，k取1～K，K為總維數(shù)；

(2)根據(jù)擴(kuò)展層數(shù)n計(jì)算得到每層擴(kuò)展部份矢量

{extend_Y₁，extend_Y₂，...，extend_Y_n}

其中，第一層的擴(kuò)展部份矢量extend_Y₁計(jì)算如下，

extend_Y₁＝mod((extend_Y/R)，Z)