[發明專利]信號處理方法及系統

有效

• 申請號: 201010187426.4
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN102263558A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 李旻岳;亞努什克雷薩;威廉巴斯蒂安克萊恩
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H03M7/00
• 分類號: H03M7/00
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 彭愿潔;李文紅

技術領域

本發明涉及數字信號處理技術，具體涉及信號處理方法及系統。

背景技術

在數字信號處理中，量化起著重要的作用。量化就是將取值連續的信號離散化，以便于數字設備處理。在量化過程中，通常需要輸出信號與源信號有盡量高的近似程度，然而，這一近似程度會受到存儲容量，計算能力或傳輸帶寬的限制。傳統的量化方法是選定一個失真度量，并在限定的編碼長度的條件下，最小化這個失真度量，其中，碼率和失真度量是在多次量化實現的平均意義下的。

當碼率較高時，最小化失真度量可以使輸出信號與源信號有較高的近似程度，但是隨著碼率的降低，一些傳統的量化器(如均勻量化器和非均勻量化器等)輸出的輸出信號的取值被限定在少數幾個固定數值上，因而給人的直觀感覺是輸出信號的質量很差，并且碼率越低，輸出信號的質量越差。為了解決傳統的量化器輸出的輸出信號的質量隨著碼率的降低而變差的問題，現有的量化方式有抖動量化和基于隨機重建的分布保持量化等。

如下介紹現有的抖動量化方式，由于傳統量化器在低碼率時的劣質輸出歸咎于輸入信號與量化噪聲的統計非獨立性，而抖動量化可以保證兩者獨立，因此抖動量化可以在一定程度上解決該問題。現有的一種抖動量化的流程如下：

(1)在量化前，先對源信號X加上一個抖動信號D，得到X′。抖動信號D是一個隨機信號，例如可以是在(-Δ/2，Δ/2)范圍內均勻分布的隨機信號，Δ為D分布區間的大小；

(2)然后將信號X′輸入量化器進行量化，得到信號

(3)在恢復信號的時候，將減去D，就得到了重建新號

在對抖動量化的研究中，發明人發現：使用抖動量化并不能完全解決低碼率下傳統量化方法的問題，在低碼率的情況下，輸出信號與源信號在統計特性(概率分布)以及數值上都有很大的不同，因此在低碼率的情況下，使用抖動量化后的輸出信號與源信號仍然有較大失真。

發明內容

本發明實施例提供了信號處理方法及系統，可以降低輸出信號的失真。

本發明實施例提供了一種信號處理方法，包括：獲得需要進行量化的源信號；對所述源信號進行量化，獲得數值分布在一個連續區間的量化后的信號；根據所述源信號的概率分布對量化后的信號進行變換獲得輸出信號，所述輸出信號的概率分布與所述源信號的概率分布相同。

本發明實施例提供了一種信號處理系統，包括：獲取單元，用于獲得需要進行量化的源信號；量化單元，用于對所述獲取單元獲取的源信號進行量化，獲得數值分布在一個連續區間的量化后的信號；變換單元，用于根據所述源信號的概率分布對所述量化單元獲得的量化后的信號進行變換，獲得輸出信號，所述輸出信號的概率分布與所述源信號的概率分布相同。

從本發明實施例提供的以上技術方案可以看出，本發明實施例在對源信號進行量化后可以獲得數值分布在一個連續區間的量化后的信號，并且可以對量化后的信號進行變換獲得概率分布與源信號的概率分布相同的輸出信號，從而使輸出信號保持了源信號的統計特性，可以降低輸出信號的失真，尤其在低碼率情況下可以降低輸出信號的失真。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例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明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明一個實施例提供的信號處理方法的流程圖；

圖2為本發明另一個實施例提供的信號處理方法中信號的變化示意圖；

圖3為本發明另一個實施例提供的信號處理方法中信號的變化示意圖；

圖4為本發明另一個實施例提供的信號處理方法中信號的變化示意圖；

圖5為本發明一個實施例提供的信號處理系統的結構圖；

圖6A為本發明在不同碼率下對于均勻分布的輸入信號處理輸出的概率分布示意圖；

圖6B為抖動量化方式下在不同碼率下對于均勻分布的輸入信號處理輸出的概率分布示意圖；

圖6C為均勻量化方式下在不同碼率下對于均勻分布的輸入信號處理輸出的概率分布示意圖；

圖6D為基于隨機重建的分布保持量化在不同碼率下對于均勻分布的輸入信號量化輸出的概率分布示意圖；

圖7為四種量化方式對于均勻分布的輸入信號量化的碼率和均方誤差曲線示意圖；

圖8A為本發明在不同碼率下對于高斯分布的輸入信號處理輸出的概率分布示意圖；