[發明專利]解碼具有基本層和增強層的音頻信號的方法

有效

• 申請號: 201010263977.4
• 申請日: 2010-08-25
• 公開（公告）號: CN102013255A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 彼得·杰克斯;斯文·科登
• 申請（專利權）人: 湯姆森許可貿易公司
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 楊靜

技術領域

本發明涉及一種用于對具有基本層和增強層的音頻信號進行解碼的方法。

背景技術

音頻信號可以具有基本層和增強層，共同被稱作雙層，其中，基本層表示編碼音頻內容的有限質量版本，增強層表示用于增強音頻內容的質量的編碼附加信息。例如，比特流可以由諸如mp3(MPEG-1層III)比特流之類的低比特率層加附加層組成，附加層將基本質量擴展為增強質量。原則上，還可以使用多于一個附加層，據此最高層甚至可以實現原始PCM(脈沖碼調制的)采樣的比特精度(bit-exact)表不。

這種雙層信號的編碼通常可以通過編碼基本層來執行，從而省略與輸入信號有關的特定信息，然后部分地重構編碼層信號來獲得預測信號。此外，確定和編碼預測信號與全質量輸入信號之間的差信號。編碼的差信號然后用作增強層。

圖1示出了嵌入式無損壓縮音頻編解碼器的編碼器。在上部的信號路徑中，輸入信號用于編碼基本層比特流。例如，基本層編碼器可以符合mp3。基本層編解碼器應用用于時間-頻率分解的濾波器組11，該濾波器器11與在擴展層信號路徑中應用的MDCT濾波器組13不同。在mp3的示例情況下，基本層濾波器組11是由32-頻帶多相濾波器組組成的混合濾波器組，隨后是每個子帶的獨立MDCT分析模塊。在第二信號路徑中，將輸入信號饋送到整數MDCT模塊13中，整數MDCT模塊13實現信號的理想可逆MDCT分解。整數值MDCT頻率段(frequencybin)是用于擴展層信息的無損編碼的基礎。

由于混合基本層濾波器組11與增強層的整數MDCT濾波器組12不同，因此，需要用于獲得預測信號的映射操作。為此，通過部分解碼來恢復16基本層頻率段(在混合濾波器組11的域中)，并然后將其映射到MDCT域。映射17可以以例如EP?2064700A1中描述的高效方式來執行。然后從整數值MDCT系數中減去14映射的基本層信息。將剩余的系數s14饋送到熵編碼器15中，以便使傳輸無損擴展層所需的比特率最小化。

這種雙層信號的解碼通常使用如圖2所示的過程。在上部信號路徑中，對基本層信息進行部分解碼21，以便恢復頻率段信息。在此時不執行至時域的合成濾波，這是由于這僅需要對基本層信號進行解碼。然后精確地進行與在編碼器中的操作相同的操作，即，恢復(解碼)22基本層信息的頻率段，并且執行到MDCT域的恢復頻率段的映射23。并行地，下部信號路徑解碼擴展比特流。如編碼器的減法模塊14中所計算的，熵解碼器24的輸出s24等同于MDCT域中的基本層的誤差殘差s14。將誤差殘差s24與從基本層信息映射的系數s23相加，然后將和饋送到逆整數MDCT模塊26中。優選地，逆整數MDCT的輸出信號等于(以比特精度)被饋送到編碼器中的原始輸入信號。

在圖4中給出了R.Geiger、J.Herre、J.Koller和K.-H.Brandenburg的“IntMDCT-A?Link?Between?Perceptual?and?Lossless?Audio?Coding”，2002，IEEE的類似示例。

通常在較小的便攜式和電池驅動設備內實現音頻解碼器。因此，通常期望以節省功率的方式執行編碼音頻信號的解碼。在基于處理器的解碼器實現中，這與減少處理器必須執行的處理周期數目是等同的。

發明內容

本發明提供了一種用于降低解碼雙層音頻信號所需的功率的高效解決方案。

根據本發明的一個總體方面，提供了一種用于對具有基本層信號部分和增強層信號部分的音頻信號進行解碼的方法，其中，使用濾波器組域映射根據基本層信號部分來預測增強層信號部分，所述方法包括以下步驟：對編碼基本層部分進行部分解碼；根據所述濾波器組域映射的簡化逆(simplified?reversal)對增強層部分進行逆映射；將逆映射的增強層部分與部分解碼的基本層部分相加；以及使用逆基本層濾波器組對所述加法的輸出信號進行合成濾波。

根據本發明的另一總體方面，提供了一種用于對具有基本層信號部分和增強層信號部分的音頻信號進行解碼的解碼器，其中，使用濾波器組域映射根據基本層信號部分預測增強層信號部分，所述解碼器包括：部分解碼器，用于對編碼基本層部分進行部分解碼；第一映射器，用于根據所述濾波器組域映射的簡化逆對增強層部分進行逆映射；第一加法器，用于將逆映射的增強層部分與部分解碼的基本層部分相加；以及第一合成濾波器，用于對所述加法的輸出信號進行合成濾波，其中，第一合成濾波器作為逆基本層濾波器組進行操作。