專利名稱：給mpeg聲頻數(shù)據(jù)分配最佳比特量的快速方法
一般地說，本發(fā)明涉及對(duì)電影專家組(以下稱為MPEG)聲頻數(shù)據(jù)的比特量分配，較具體地說，涉及一種給MPEG聲頻數(shù)據(jù)分配最佳比特量的快速方法，其中以次頻帶為單位通過執(zhí)行最少的運(yùn)算來確定一個(gè)在有限的MPEG聲頻幀比特范圍內(nèi)的比特分配量，該比特量分配在一個(gè)多通道系統(tǒng)中高效率地執(zhí)行。
通常的MPEG聲頻數(shù)據(jù)比特量分配方法含有一個(gè)令信號(hào)遮掩比(SMR)的增加量或減小量為1的重復(fù)循環(huán)，并根據(jù)其結(jié)果值來調(diào)整遮掩的大小，這種循環(huán)式的重復(fù)降低了MEPG聲頻數(shù)據(jù)比特分配的速度。
另一方面，日本專利公開平成5-248972號(hào)給出了一種高效地執(zhí)行比特分配的聲頻信號(hào)處理方法。該聲頻信號(hào)處理方法用來把一個(gè)聲頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)頻率信號(hào)，并對(duì)該轉(zhuǎn)換的頻率信號(hào)執(zhí)行比特分配以對(duì)它編碼。使用了一個(gè)遮掩閥值來減小由遮掩效應(yīng)所造成的聽覺噪聲。該遮掩閥值是根據(jù)當(dāng)前幀和前一幀的信號(hào)譜分布來確定的。采用基于聽覺特性的遮掩閥值使數(shù)據(jù)編碼能更高效地執(zhí)行。這種更高效的數(shù)據(jù)編碼造成數(shù)據(jù)壓縮率的增大。然而，上述方法與本發(fā)明在實(shí)施方面是不同的，并且它與本發(fā)明相比效果較差。
因此，本發(fā)明是針對(duì)上述問題提出的，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種給MPEG聲頻數(shù)據(jù)分配最佳比特量的快速方法，其中通過一次除法運(yùn)算即可得到以次頻帶為單位的比特分配量和遮掩大小，而不必令信號(hào)遮掩比增加或減小1。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的和其他目的可以通過提供一種給MPEG聲頻數(shù)據(jù)分配最佳比特量的快速方法而達(dá)到，該方法包括第一個(gè)步驟，把由心理聲學(xué)模型得到的信號(hào)遮掩比除以6，把所得商值的整數(shù)部分定義為一個(gè)陣列指針，并根據(jù)該所定義的陣列指針快速地獲得一個(gè)有效的比特分配量；以及第二個(gè)步驟，把第一個(gè)步驟中得到的有效比特分配量與一個(gè)固定的比特分配量進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果獲得一個(gè)最佳的比特分配量。
附圖的簡單說明本發(fā)明的上述目的和其他目的以及特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將通過下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說明而得到更清楚的了解，在附圖中

圖1說明根據(jù)本發(fā)明的快速比特分配操作的流程圖；以及圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的最佳比特分配操作的流程圖。
在MPEGII中，一個(gè)多通道系統(tǒng)根據(jù)一個(gè)比特串工作。為了在一個(gè)有限的幀比特量范圍之內(nèi)給多個(gè)通道進(jìn)行比特分配，必須再對(duì)每個(gè)通道分配一個(gè)最小的和最佳的比特量。比特分配量的最小化意味著不損害聲音質(zhì)量范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)壓縮。
根據(jù)本發(fā)明，最小化的和最佳的比特分配量是通過執(zhí)行一個(gè)除法操作來獲得的，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，當(dāng)MPEG聲頻數(shù)據(jù)的比特分配量增加或減少1比特時(shí)，信噪比(SNR)就增加或減少6dB。本發(fā)明的基本原則就是根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)證明而通過把該數(shù)字值6作為除數(shù)來獲得比特分配量。也就是說，把通過心理聲學(xué)模型所得到的信號(hào)遮掩比(SMR)除以6，利用所得的商值而獲得近似的比特分配量，因?yàn)樵贛PEG聲頻數(shù)據(jù)中不存在準(zhǔn)確的6dB變動(dòng)寬度，所以對(duì)每個(gè)信號(hào)遮掩比都加以權(quán)重1.01。例如，對(duì)于量化級(jí)數(shù)為3和5的情形，通過把它們各自的信號(hào)遮掩比除以6將得到相同的商值1。在此情形下，盡管商值相同，但比特分配量將是不同的，由于這個(gè)原因，對(duì)各個(gè)信號(hào)遮掩比加以權(quán)重，使得陣列指針不再相同，這里，各個(gè)陣列指針由相對(duì)應(yīng)的商值來定義。
后面的表1示出一個(gè)比特分配表或者一個(gè)參考表，其中關(guān)于比特分配的指針是用上述方法獲得的。表1表示出了MPEG層II的一個(gè)例子。所定義的陣列指針N是通過把按心理聲學(xué)模型所得的信號(hào)遮掩比除以6而得到的商值。陣列指針N指明一個(gè)次頻帶的比特分配量、一個(gè)信噪比(SNR)、一個(gè)遮掩噪聲比(MNR)、以及一個(gè)比特分配指標(biāo)值。組指針指明MPEG比特分配表中同一分配步驟的各個(gè)次頻帶組。次頻帶組按照發(fā)射率分成4組。
現(xiàn)在，將在上述原則和表1的基礎(chǔ)上說明根據(jù)本發(fā)明的給MPEG聲頻數(shù)據(jù)分配最佳的比特量的快速方法。
參考圖1，那里示出了說明根據(jù)本發(fā)明的快速比特分配操作的流程圖。為了進(jìn)行快速比特分配操作，由除法運(yùn)算得到的商值被定義為一個(gè)指明信噪比的陣列指針，從由陣列指針?biāo)该鞯男旁氡戎袦p去信號(hào)遮掩比，判斷上述差值是負(fù)數(shù)還是正數(shù)。根據(jù)判斷的結(jié)果，確定是否需要在比特分配量上加1個(gè)比特。
為了對(duì)每個(gè)次頻帶都得到一個(gè)比特分配量，本快速比特分配操作總共只需要做三種運(yùn)算除法、減法、和條件判斷。因此，本快速比特分配操作是簡單的。
下面將參考圖1更詳細(xì)地說明本快速比特分配操作。
在第一步驟T1中，通過在借助于心理聲學(xué)模型所得到的當(dāng)前信號(hào)遮掩比上加以權(quán)重1.01，得到一個(gè)新的信號(hào)遮掩比，也即SMR＝SMR+1.01。在步驟T2中，檢驗(yàn)第一步驟T1中所得到的新信號(hào)遮掩比是否大于零。如果第二步驟T2的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第一步驟T1所得到的新信號(hào)遮掩比小于零，則再檢驗(yàn)下一個(gè)次頻帶的值。
如果第二步驟T2的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第一步驟T1所得到的新信號(hào)遮掩比大于零，則在第三步驟T3中把它除以6，并把所得商值的整數(shù)部分(int)定義為一個(gè)陣列指針，然后，在第三步驟T3中通過從由所定義的陣列指針N所指明的信噪比中減去第一步驟T1所得到的新信號(hào)遮掩比，獲得一個(gè)遮掩噪聲比，即，MNR＝SNR[N]-SMR。
在第四步驟T4中，檢驗(yàn)第三步驟T3所得到的遮掩噪聲比是否大于零。如果第四步驟T4的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第三步驟T3得到的遮掩噪聲比大于零，則本快速比特分配操作前進(jìn)到第六步驟T6。
如果第四步驟T4的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第三步驟T3所得到的遮掩噪聲比小于零，則在第五步驟T5中通過在第三步驟T3所定義的陣列指針N上加1而獲得一個(gè)新的陣列指針N，也即，N＝N+1。然后，在第五步驟T5中通過從由所得的新陣列指針N所指明的信號(hào)噪聲比中減去第一步驟T1所得到的新信號(hào)遮掩比，獲得一個(gè)遮掩噪聲比，即，MNR＝SNR[N]-SMR。
在執(zhí)行了第五步驟T5之后，或者如果第四步驟T4的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)第三步驟T3所得到的遮掩噪聲比大于零，則在第六步驟T6中把由第三步驟T3所定義的陣列指針N所指明的比特分配量，或者把第五步驟T5所得到的比特分配量確定為有效的比特分配量。
如上所述，本快速比特分配操作不需要循環(huán)重復(fù)。因此，能夠以非常高的速度獲得比特分配量。
另一方面，對(duì)于待分配的比特量是固定的情形，由圖1所示的快速比特分配操作所得到的有效比特分配量必須要處理得最接近于最大分配比特量。下面將參考圖2詳細(xì)地說明這種最佳比特分配操作。
參見圖2，那里示出了一個(gè)說明根據(jù)本發(fā)明的最佳比特分配操作的流程圖。在第一步驟U1中，檢驗(yàn)通過圖1所示快速比特分配操作所得到的有效比特分配量是否和固定的比特分配量相同，如果第一步驟U1的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通過圖1所示快速比特分配操作所得到的有效比特分配量和固定比特分配量相同，也即，如果該有效比特分配量是最佳的，則最佳比特分配操作結(jié)束。
如果第一步驟U1的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過圖1所示快速比特分配操作所得到的有效比特分配量大于固定比特分配量，則在第二步驟U2中找出一個(gè)對(duì)應(yīng)于最大遮掩噪聲比的陣列指針。然后在第二步驟U2中通過從找到的陣列指針中減去1而得到一個(gè)新陣列指針，即N＝N-1并把由該得到的新陣列指針?biāo)该鞯谋忍胤峙淞考拥焦潭ū忍胤峙淞可?，第二步驟U2還從這樣得到的比特分配量中減去由上述找到的陣列指針?biāo)该鞯谋忍胤峙淞?。總之，這里的最佳比特分配量是這樣得到的BITS＝BITS+bits[N]-bits[N+1]如果第一步驟U1的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過圖1所示快速比特分配操作所得到的有效比特分配量小于固定比特分配量，則在第三步驟U3中找出一個(gè)對(duì)應(yīng)于最小遮掩噪聲比的陣列指針，然后在第三步驟U3中，通過從找到的陣列指針中加上1而得到一個(gè)新陣列指針，即N＝N+1并把由該得到的新陣列指針?biāo)该鞯谋忍胤峙淞考拥焦潭ū忍胤峙淞可?。第三步驟U3還從這樣得到的比特分配量中減去由上述找到的陣列指針?biāo)该鞯谋忍胤峙淞??？傊?，這里的最佳比特分配最是這樣得到的。
BITS＝BITS+bits[N]-bits[N-1]在第四步驟U4中，通過從由對(duì)應(yīng)于在第二或第三步驟U2或U3中所得到的最佳比特分配量的陣列指針?biāo)该鞯男旁肼暠戎袦p去通過心理聲學(xué)模型所得到的信號(hào)遮掩比，而得到一個(gè)遮掩噪聲比，即，MNR＝SNR(N)-SMR。然后在第四步驟U4中，本最佳比特分配操作返回到第一步驟U1以重復(fù)執(zhí)行上述各步驟。
根據(jù)上面的說明，很明顯地可以看出，根據(jù)本發(fā)明可以快速地獲得給MPEG聲頻數(shù)據(jù)的最佳比特分配量，而不需要利用通過心理聲學(xué)模型所得到的信號(hào)遮掩比來進(jìn)行循環(huán)重復(fù)。如果有效比特分配量不同于固定比特分配量，則將通過恰當(dāng)?shù)靥幚碛行П忍胤峙淞慷沟盟罱咏谧畲罂煞峙涞谋忍亓?，因此，多通道系統(tǒng)中各通道之間的比特分配邊緣變得比較大了，其效果是可以更有效地進(jìn)行給聲頻數(shù)據(jù)的比特分配，再有，本發(fā)明可以應(yīng)用于采用MPEG聲頻信號(hào)壓縮算法的編碼系統(tǒng)和其他相關(guān)系統(tǒng)。
盡管這里所公開的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例是為了說明本發(fā)明，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人們將可看到，在不偏離所附權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的范疇和精神的情形下，有可能做出各種修改、增補(bǔ)和更替。
表權(quán)利要求
1.一種給MPEG聲頻數(shù)據(jù)分配最佳比特量的快速方法，它包括下述步驟(a)把通過心理聲學(xué)模型所得到的信號(hào)遮掩比除以6，把所得商值的整數(shù)部分定義為一個(gè)陣列指針，并根據(jù)所定義的陣列指針快速地獲得一個(gè)有效比特分配量；以及(b)把上述步驟(a)中所得到的有效比特分配量與一個(gè)固定的比特分配量進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果獲得一個(gè)最佳比特分配量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的給MPEG聲頻數(shù)據(jù)分配最佳比特量的快速方法，其中獲得有效比特分配量的上述步驟(a)包括給由通過心理聲學(xué)模型所得到的信號(hào)遮掩比加以權(quán)利重1.01以獲得一個(gè)新信號(hào)遮掩比的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的給MPEG聲頻數(shù)據(jù)分配最佳比特量的快速方法，其中獲得有效比特分配量的上述步驟(a)包括以下步驟(a-1)給由通過心理聲學(xué)模型所得到的信號(hào)遮掩比加以權(quán)重1.01以獲得一個(gè)新信號(hào)遮掩比；(a-2)檢驗(yàn)在上述步驟(a-1)中所得到的新信號(hào)遮掩比是否大于零，并當(dāng)該在上述步驟(a-1)中所得到的新信號(hào)遮掩比小于零時(shí)，檢驗(yàn)下一個(gè)次頻帶的值；(a-3)當(dāng)上述步驟(a-2)的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在上述步驟(a-1)中所得到的新信號(hào)遮掩比大于零時(shí)，把在上述步驟(a-1)中所得到的新信號(hào)遮掩比除以6，把所得到的商值的整數(shù)部分定義為陣列指針，并從由所定義的陣列指針的指明的信噪比中減去在上述步驟(a-1)中所得到的新信號(hào)遮掩比，以獲得一個(gè)遮掩噪聲比；(a-4)檢驗(yàn)在上述步驟(a-3)中所得到的遮掩噪聲比是否大于零；(a-5)當(dāng)上述步驟(a-4)的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在上述步驟(a-3)中所得到的遮掩噪聲比小于零時(shí)，則在上述步驟(a-3)中所定義的陣列指針上加1，以獲得一個(gè)新陣列指針，并從由所得到的新陣列指針?biāo)该鞯男旁氡戎袦p去在上述步驟(a-1)中所得到的新信號(hào)遮掩比，以獲得一個(gè)遮掩噪聲比；以及(a-6)獲得有效比特分配量，它是由在上述步驟(a-3)中所定義的陣列指針?biāo)该鞯谋忍胤峙淞?，或者是在?zhí)行了上述步驟(a-5)之后在上述步驟(a-5)中所得到的指針?biāo)该鞯谋忍胤峙淞?，或者是?dāng)上述步驟(a-4)的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在上述步驟(a-3)中所得到的遮掩噪聲比大于零時(shí)相應(yīng)的比特分配量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的給MPEG聲頻數(shù)據(jù)分配最佳比特量的快速方法，其中獲得最佳比特分配量的上述步驟(b)包括以下步驟(b-1)檢驗(yàn)在上述步驟(a)中所得到的有效比特分配量是否與固定比特分配量相同，并且當(dāng)在上述步驟(a)中所得到的有效比特分配量與固定比特分配量相同時(shí)，結(jié)束操作；(b-2)當(dāng)上述步驟(b-1)的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在上述步驟(a)中所得到的有效比特分配量大于固定比特分配量時(shí)，找出一個(gè)對(duì)應(yīng)于最大遮掩噪聲比的陣列指針，從所找到的陣列指針中減去1，以獲得一個(gè)新陣列指針，把由所得到的新陣列指針指明的比特分配量加到固定比特分配量上，并從所得到的相加結(jié)果比特分配量中減去由所找到的陣列指針?biāo)该鞯谋忍胤峙淞?，以獲得最佳比特分配量；(b-3)當(dāng)上述步驟(b-1)的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在上述步驟(a)中所得到的比特分配量小于固定比特分配量時(shí)，找出一個(gè)對(duì)應(yīng)于最小遮掩噪聲比的陣列指針，在所找到的陣列指針上加1，以獲得一個(gè)新陣列指針，把由所得到的新陣列指針?biāo)该鞯谋忍胤峙淞考拥焦潭ū忍胤峙淞可希乃玫降南嗉咏Y(jié)果比特分配量中減去由所找到的陣列指針?biāo)该鞯谋忍胤峙淞?，以獲得最佳比特分配量；以及(b-4)從由一個(gè)對(duì)應(yīng)于在上述步驟(b-2)或(b-3)中所得到的最佳比特分配量的陣列指針?biāo)该鞯男旁氡戎袦p去通過心理聲學(xué)模型所得到的信號(hào)遮掩噪聲比，以獲得一個(gè)遮掩噪聲比，并返回到上述步驟(b-1)。
全文摘要
一種給MPEG聲頻數(shù)據(jù)分配最佳比特量的快速方法，把通過心理聲學(xué)模型所得到的信號(hào)遮掩比除以6，并把所得到的商值的整數(shù)部分定義為一個(gè)陣列指針，根據(jù)所定義的陣列指針快速地獲得一個(gè)有效比特分配量，把所得到的有效比特分配量與一個(gè)固定的比特分配量進(jìn)行比較。根據(jù)比較結(jié)果獲得一個(gè)最佳比特分配量。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠快速地獲得給MPEG聲頻數(shù)據(jù)的最佳比特分配量，而不必要采用通過心理聲學(xué)模型所得到的信號(hào)遮掩比來進(jìn)行循環(huán)重復(fù)。
文檔編號(hào)G10L19/00GK1151638SQ9512118
公開日1997年6月11日 申請(qǐng)日期1995年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月30日
發(fā)明者李明洙 申請(qǐng)人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社