專利名稱：用于對音頻信號進(jìn)行編碼和解碼的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
示例實(shí)施例涉及一種對音頻信號或語音信號進(jìn)行編碼和解碼的方法以及用于完成所述方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
音頻信號通常在頻域中執(zhí)行編碼和解碼，例如，高級音頻編碼(AAC)。例如，AAC編解碼器執(zhí)行改進(jìn)離散余弦變換(MDCT)以變換到頻域，并使用心理聲學(xué)技術(shù)方面的信號掩蔽級(signal masking level)來執(zhí)行頻譜量化。無損編碼被應(yīng)用于對量化結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的壓縮。AAC使用霍夫曼編碼進(jìn)行無損編碼。應(yīng)用算術(shù)編碼的位片算術(shù)編碼(BSAC)編解碼也可被用于代替霍夫曼編碼以進(jìn)行無損編碼。通常在時域?qū)φZ音信號進(jìn)行編碼和解碼。通常，在時域執(zhí)行編碼的語音編解碼器是碼激勵線性預(yù)測(CELP)類型。所述CELP是指語音編碼技術(shù)?，F(xiàn)在，G. 729、AMR-NB、 AMR-WB、iLBC EVRC等通常被用作基于CELP的語音編碼設(shè)備。在可通過線性預(yù)測(LP)獲得語音信號的假定下開發(fā)編碼方法。當(dāng)對語音信號進(jìn)行編碼時，LP系數(shù)和激勵信號是必要的。通常，可使用線譜對(LSP)對LP系數(shù)進(jìn)行編碼，同時可使用若干碼本(codebook)對激勵信號進(jìn)行編碼?；贑ELP的編碼方法包括代數(shù)CELP (ACELP)，共軛結(jié)構(gòu)(CS) -CELP等。在傳輸率和心理聲學(xué)的限制方面，低頻帶和高頻帶在靈敏度上有差別。低頻帶對語音頻率/聲音頻率上的精細(xì)結(jié)構(gòu)敏感。與低頻帶相比，高頻帶對所述精細(xì)結(jié)構(gòu)較不敏感。 基于該理論，低頻帶分配有大量的比特以對所述精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)編碼，而高頻帶分配有比低頻帶少的比特并執(zhí)行編碼。根據(jù)這樣的技術(shù)(諸如頻帶復(fù)制)，在低頻帶，使用諸如AAC 的編解碼器來對精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)編碼，在高頻帶，通過能量信息和監(jiān)管(regulatory)信息來表現(xiàn)所述精細(xì)結(jié)構(gòu)。SBR復(fù)制正交鏡像濾波器(QMF)域中的低頻信號，從而產(chǎn)生高頻信號。比特減少方法也被應(yīng)用于立體聲信號。更具體地，立體聲信號被變換為單聲道信號，并且表現(xiàn)立體聲信息的參數(shù)被提取。接下來，立體聲參數(shù)和單聲道信號壓縮數(shù)據(jù)被發(fā)送。因此，解碼設(shè)備可使用發(fā)送的參數(shù)對立體聲信號進(jìn)行解碼。對于立體聲信息的壓縮，可使用參量立體聲(PQ。另外，運(yùn)動圖像專家組環(huán)繞(MPEGQ技術(shù)可被用于提取和發(fā)送多聲道信號的參數(shù)。將更詳細(xì)地描述無損編碼的對象。可通過將量化的頻譜的量化索引視為一個符號來執(zhí)行無損編碼。另外，可通過將量化的頻譜索引映射到比特平面并收集比特來執(zhí)行編碼。當(dāng)基于上下文的無損編碼被執(zhí)行時，先前幀的信息可被使用。當(dāng)解碼設(shè)備不具有關(guān)于先前幀的信息時，無損解碼設(shè)備可能執(zhí)行錯誤的解碼，或在更壞的情況下，系統(tǒng)可能停止。例如，在應(yīng)用音頻編碼和解碼設(shè)備的數(shù)字音頻廣播中，聽眾可隨時打開無線電并開始收聽。在對音頻流的隨機(jī)訪問期間，解碼設(shè)備需要關(guān)于先前幀的信息以進(jìn)行精確解碼。然而， 由于缺少先前幀的信息，使得再現(xiàn)困難。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的示例實(shí)施例提供了一種語音音頻編碼設(shè)備，所述語音音頻編碼設(shè)備通過在低頻帶選擇頻域編碼或線性預(yù)測域(LPD)編碼之一，使用用于LPD編碼的代數(shù)碼激勵線性預(yù)測 (ACELP)或變換碼激勵(TCX)，并通過高頻帶的增強(qiáng)型頻帶復(fù)制(eSBR)，來對輸入的信號進(jìn)行編碼。有益效果根據(jù)一方面，當(dāng)對音頻信號或語音信號進(jìn)行編碼時，用于解碼的冗余比特信息可被減少。根據(jù)另一方面，在對音頻信號或語音信號進(jìn)行解碼的開始時，通過參照用于解碼的特定比特信息，解碼設(shè)備的計(jì)算可被減少。另外，根據(jù)另一方面，不管隨機(jī)訪問音頻信號還是語音信號，解碼都是可用的。


圖1示出根據(jù)示例實(shí)施例的用于音頻信號或語音信號的編碼設(shè)備的框圖；圖2示出根據(jù)示例實(shí)施例的由用于音頻信號或語音信號的編碼設(shè)備執(zhí)行的示例編碼方法的流程圖；圖3示出根據(jù)示例實(shí)施例的用于音頻信號或語音信號的解碼設(shè)備的框圖；圖4示出根據(jù)示例實(shí)施例的由用于音頻信號或語音信號的解碼設(shè)備執(zhí)行的解碼方法的示例的流程圖；圖5示出根據(jù)其他示例實(shí)施例的用于解釋解碼方法的，已編碼的音頻信號或語音信號的比特流的示例的示圖；圖6示出根據(jù)其他示例實(shí)施例的用于已編碼的音頻信號或語音信號的解碼方法的流程圖；圖7示出通過在頻域解碼與線性預(yù)測域(LPD)解碼之間確定解碼模式的，由根據(jù)示例實(shí)施例的解碼設(shè)備執(zhí)行的解碼方法的流程圖；圖8示出根據(jù)示例實(shí)施例的由解碼設(shè)備執(zhí)行的核心解碼方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)示例實(shí)施例，用于音頻信號或語音信號的編碼方法和解碼方法可通過將由 3GPP標(biāo)準(zhǔn)化的增強(qiáng)高級音頻編碼(EAAC)脈沖編解碼器與AMR-WB+編解碼器的工具部分地結(jié)合來實(shí)現(xiàn)編解碼。圖1示出根據(jù)示例實(shí)施例的用于音頻信號或語音信號的編碼設(shè)備的框圖?；贏CC編解碼器、頻帶復(fù)制(SBR)以及參量立體聲(PQ技術(shù)來標(biāo)準(zhǔn)化EAAC+。 這里，AMR-WB+應(yīng)用碼激勵線性預(yù)測(CELP)編解碼器和變換碼激勵(TCX)方案來對低頻帶進(jìn)行編碼，并應(yīng)用帶寬擴(kuò)展(BWE)方案對高頻帶進(jìn)行編碼。另外，基于線性預(yù)測(LP)的立體聲技術(shù)可被應(yīng)用。在圖1中示出的編碼設(shè)備中，由核心編碼設(shè)備對低頻帶的信號進(jìn)行編碼，而由增強(qiáng)型SBR(eSBR) 103對高頻帶的信號進(jìn)行編碼?？捎蛇\(yùn)動圖像專家組環(huán)繞(MPEGS) 102對立體聲頻段的信號進(jìn)行編碼。對低頻域信號進(jìn)行編碼的核心編碼設(shè)備可在兩種編碼模式下進(jìn)行操作，S卩，頻域 (FD)編碼模式和LP域(LPD)編碼模式。用于對低頻帶信號進(jìn)行編碼的核心編碼設(shè)備102和103可根據(jù)通過信號分類器 101的信號，選擇是使用頻域編碼設(shè)備110還是使用LPD編碼設(shè)備105。例如，核心編碼設(shè)備可進(jìn)行切換，從而由頻域編碼設(shè)備110對諸如音樂信號的音頻信號進(jìn)行編碼，并且由LPD 編碼設(shè)備105對語音信號進(jìn)行編碼。通過切換確定的編碼模式信息被存儲在比特流中。當(dāng)編碼模式被切換到頻域編碼設(shè)備110時，通過頻域編碼設(shè)備110執(zhí)行編碼。可通過如下的語法來表現(xiàn)核心編碼設(shè)備的操作。
權(quán)利要求
1.一種用于音頻信號或語音信號的編碼方法，包括根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，將輸入信號切換到線性預(yù)測域(LPD)編碼模式和頻域編碼模式中的任意一種；當(dāng)輸入信號被切換到LPD編碼模式時，選擇在一個超幀中包括的多個幀的LP編碼模式；僅在LP編碼模式中的至少一個為代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(ACELP)時，控制將ACELP比特分配信息包括在比特流中。
2.一種用于音頻信號或語音信號的解碼方法，包括分析比特流中包括的線性預(yù)測(LP)編碼模式(IpcLmode)；作為分析的結(jié)果，當(dāng)通過變換碼激勵(TCX)對在超幀中包括的多個幀進(jìn)行編碼時，針對所述超幀執(zhí)行TCX解碼，并在通過代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(ACELP)對所述超幀的至少一部分進(jìn)行編碼時，通過進(jìn)一步地讀取ACELP比特分配信息來執(zhí)行ACELP解碼。
3.一種用于音頻信號或語音信號的解碼方法，包括通過分析在比特流中包括的核心模式信息(corejiiode)，切換到頻域解碼模式或線性預(yù)測域(LPD)解碼模式；在頻域解碼模式下讀取關(guān)于幀的上下文重設(shè)信息(arith_reset_flag)，從而在上下文重設(shè)信息被設(shè)置時，執(zhí)行頻域解碼；在LPD解碼模式下分析超幀的LP解碼模式(IpcLmode)，并在通過代數(shù)碼激勵線性預(yù)測 (ACELP)對在所述超幀中包括的對象幀進(jìn)行編碼時，執(zhí)行ACELP解碼。
4.如權(quán)利要求3所述的解碼方法，還包括當(dāng)LP編碼模式是變換碼激勵(TCX)時，讀取對象幀的上下文重設(shè)信息(arith_reSet_ flag)；當(dāng)上下文重設(shè)信息被設(shè)置時，執(zhí)行TCX解碼。
5.如權(quán)利要求3所述的解碼方法，其中，所述頻域解碼是統(tǒng)一語音和音頻編解碼器 (USAC)的頻域解碼。
6.一種用于音頻信號或語音信號的編碼方法，包括根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，將輸入信號切換到線性預(yù)測域(LPD)編碼模式和頻域編碼模式中的任意一種；通過LPD編碼模式或頻域編碼模式對輸入信號進(jìn)行編碼，從而包括與已編碼的超幀的多個幀相關(guān)的隨機(jī)訪問可用性信息(randonuaccess)。
7.如權(quán)利要求6所述的編碼方法，其中，隨機(jī)訪問可用性信息被分配給所述多個幀中的每一幀。
8.如權(quán)利要求6所述的編碼方法，其中，隨機(jī)訪問可用性信息被包括在凈荷中。
9.如權(quán)利要求6所述的編碼方法，其中，在可隨機(jī)訪問的幀中，上下文重設(shè)信息 (arith_reset_flag)被設(shè)置為 1。
10.如權(quán)利要求6所述的編碼方法，其中，當(dāng)幀是可隨機(jī)訪問的時，所述幀的窗口類型 f言肩、(window—sequence)為 3 比牛寺。
11.一種用于音頻信號或語音信號的解碼方法，包括通過分析在比特流中包括的隨機(jī)訪問可用性信息(randonuaccess)，確定在超幀中包括的幀是否是可隨機(jī)訪問的；當(dāng)所述幀不可隨機(jī)訪問時，繼續(xù)確定下一幀的隨機(jī)訪問性，當(dāng)所述幀是可隨機(jī)訪問的時，通過分析核心模式信息(corejiiode)來切換到頻域解碼模式或線性預(yù)測域(LPD)解碼模式，并執(zhí)行頻域解碼或LPD解碼。
12.一種用于音頻信號或語音信號的解碼方法，包括分析在比特流中包括的線性預(yù)測(LP)編碼模式(IpcLmode)； 作為分析的結(jié)果，當(dāng)通過代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(ACELP)第一次對在超幀中包括的至少一幀中的幀進(jìn)行編碼時，通過讀取ACELP比特分配信息來執(zhí)行ACELP解碼。
13.一種用于音頻信號或語音信號的解碼方法，包括分析在比特流中包括的線性預(yù)測(LP)編碼模式(IpcLmode)； 作為分析的結(jié)果，在通過代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(ACELP)對在超幀中包括的至少一幀進(jìn)行編碼的情況下，使用在第一 ACELP幀的解碼期間讀取的ACELP比特分配信息，在第二 ACELP幀中執(zhí)行對ACELP比特分配信息的ACELP解碼。
14.一種用于音頻信號或語音信號的解碼方法，包括分析在比特流中包括的線性預(yù)測(LP)編碼模式(IpcLmode)； 作為分析的結(jié)果，在通過代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(ACELP)對在超幀中包括的至少一幀進(jìn)行編碼的情況下，使用在第一 ACELP幀的解碼期間讀取的ACELP比特分配信息，在第二 ACELP幀中執(zhí)行對ACELP比特分配信息的ACELP解碼。
15.一種用于音頻信號或語音信號的解碼方法，包括分析按編碼方法的順序重構(gòu)的新的線性預(yù)測(LP)編碼模式(neW_lpd_mode)； 根據(jù)所述新的LP編碼模式的值來確定是否讀取代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(ACELP)編碼模式；讀取ACELP編碼模式；根據(jù)ACELP編碼模式和所述新的LP編碼模式來執(zhí)行解碼。
16.一種用于音頻信號或語音信號的解碼方法，包括在代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(ACELP)編碼模式下，通過分配具有高可用性的從屬的新的線性預(yù)測(LP)編碼模式(new_lpd_mode)，分析重構(gòu)的時間核心模(temp0ral_C0re_ mode)；根據(jù)時間核心模式來確定ACELP編碼模式和從屬的新的LP編碼模式(new_lpd_ mode)；根據(jù)ACELP編碼模式和從屬的新的LP編碼模式(new_lpd_mode)來執(zhí)行解碼。
17.一種用于音頻信號或語音信號的解碼方法，包括分析用于分配新的線性預(yù)測(LP)編碼模式(neW_lpd_mode)的從屬組的幀模式 (frame_mode)；確定從屬的新的LP編碼模式(new_lpd_mode)和與所述幀模式(framejiiode)對應(yīng)的代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(ACELP)編碼模式；使用讀取的ACELP編碼模式和從屬的新的LP編碼模式(new_lpd_mode)，確定ACELP編碼模式和從屬的新的LP編碼模式(new_lpd_mode)；根據(jù)ACELP編碼模式和從屬的新的LP編碼模式(new_lpd_mode)來執(zhí)行解碼。
全文摘要
提供了一種用于對音頻信號或語音信號進(jìn)行編碼和解碼的方法及采用所述方法的設(shè)備。
文檔編號H03M13/00GK102460570SQ201080014179
公開日2012年5月16日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月28日
發(fā)明者吳殷美, 成昊相, 朱基峴, 金重會 申請人:三星電子株式會社