專利名稱：脈沖編解碼方法及脈沖編解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脈沖編解碼方法及脈沖編解碼器。
背景技術(shù)：
在矢量編碼技術(shù)中，常常使用代數(shù)碼書對(duì)自適應(yīng)濾波后的殘差信號(hào)進(jìn)行量化編碼。當(dāng)經(jīng)過(guò)搜索獲得軌道上最佳代數(shù)碼書脈沖的位置和符號(hào)信息后，通過(guò)編碼計(jì)算得到相應(yīng)的索引值，使得解碼端能夠根據(jù)該索引值重建脈沖序列。在保證無(wú)損重建的前提下，盡量減少編碼索引值所需要的比特，是代數(shù)碼書脈沖編碼方法研究與發(fā)展的主要目標(biāo)之一。下面以語(yǔ)音編碼中一種較優(yōu)的編碼方法——寬帶自適應(yīng)多碼率(AMR WB+: Adaptive Multi-Rate Wideband)編碼方法為例，說(shuō)明現(xiàn)有代數(shù)碼書脈沖所采用的一種具體編碼方法。根據(jù)編碼碼率的不同，在每個(gè)軌道上可以編碼1 N個(gè)脈沖，假定每個(gè)軌道有 M= 2m個(gè)位置，AMR WB+中每個(gè)軌道上編碼1 6個(gè)脈沖的過(guò)程分別描述如下①每個(gè)軌道編碼1個(gè)脈沖由于每個(gè)軌道有2-個(gè)位置，因此，每個(gè)軌道上脈沖的位置索引需要用m個(gè)比特進(jìn)行編碼，脈沖的符號(hào)索引需要用1比特編碼。編碼1個(gè)帶符號(hào)脈沖的索引值為Ilp (m) = p+sX2m其中ρ e
為脈沖的位置索引；s為脈沖的符號(hào)索引，當(dāng)脈沖符號(hào)為正時(shí)， s設(shè)置為0，當(dāng)脈沖符號(hào)為負(fù)時(shí)，s設(shè)置為1 e
。每個(gè)軌道編碼1個(gè)脈沖所需的比特?cái)?shù)為m+l。②每個(gè)軌道編碼2個(gè)脈沖根據(jù)①的結(jié)果，每個(gè)軌道編碼1個(gè)脈沖需要m+1個(gè)比特，對(duì)另一個(gè)脈沖的位置索引進(jìn)行編碼需要m個(gè)比特，由于對(duì)脈沖順序沒(méi)有特別要求，可通過(guò)排列脈沖位置索引獲得的大小關(guān)系來(lái)表示另一個(gè)脈沖的符號(hào)。編碼2個(gè)脈沖的索引值為I2p (m) = pl+Ilp0X2m = pl+pO X 2m+s X 22m其中p0、pl e
分別為2個(gè)脈沖的位置索引；8為？0脈沖的符號(hào)索引；pi 脈沖符號(hào)的具體表示規(guī)則為P0 < Pl表示2個(gè)脈沖符號(hào)相同，PO > Pl表示2個(gè)脈沖符號(hào)相反山pe W，22m+1-1]。每個(gè)軌道編碼2個(gè)脈沖所需的比特?cái)?shù)為2m+l。③每個(gè)軌道編碼3個(gè)脈沖將每個(gè)軌道分為兩個(gè)部分=Section A和Action B，每個(gè)部分各包含2°"1個(gè)位置。 某個(gè)部分中至少包含2個(gè)脈沖，根據(jù)②的結(jié)果，編碼該部分需要2X (m-l)+l = 2m-l個(gè)比特；另一個(gè)脈沖則在整個(gè)軌道上搜索，根據(jù)①的結(jié)果，需要m+1個(gè)比特；此外，還需要用1個(gè)比特來(lái)指示包含2個(gè)脈沖的部分。編碼3個(gè)脈沖的索引值為I3p (m) = I2p(m-l)+kX22m_1+Ilp(m) X22m其中k Section 的索引；、e
。每個(gè)軌道編碼3個(gè)脈沖所需的比特?cái)?shù)為3m+l。
④每個(gè)軌道編碼4個(gè)脈沖將每個(gè)軌道分為兩個(gè)部分Section A和Action B,每個(gè)部分各包含2m_l個(gè)位置。各部分中包含脈沖個(gè)數(shù)的組合情況如下表所示
權(quán)利要求
1.一種脈沖編碼方法，其特征在于，包括獲取T個(gè)軌道上需要編碼的脈沖，T是大于等于2的整數(shù)；分別對(duì)各個(gè)軌道上需要編碼的脈沖按照位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得各個(gè)軌道上有脈沖位置的數(shù)目Nt、有脈沖位置在軌道上的分布和各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目，其中下標(biāo)t表示第t 個(gè)軌道，t e
；按照各個(gè)軌道上有脈沖位置的數(shù)目{隊(duì)，N1,…，NT_J確定第一索引II，所述第一索引對(duì)應(yīng)于其所代表的有脈沖位置的數(shù)目下，各個(gè)軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況；分別按照各個(gè)軌道上有脈沖位置的分布確定各個(gè)軌道的第二索引I2t，所述第二索引從所述第一索引對(duì)應(yīng)的全部可能的分布情況中，指示相應(yīng)軌道上與當(dāng)前有脈沖位置的分布對(duì)應(yīng)的分布情況；分別按照各個(gè)軌道上各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目確定各個(gè)軌道的第三索引I3t ； 生成編碼索引hd，所述編碼索引包括第一索引和各個(gè)軌道的第二、三索引的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述分別對(duì)各個(gè)軌道上需要編碼的脈沖按照位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，還按照各個(gè)軌道上各個(gè)有脈沖位置的脈沖符號(hào)的正或負(fù)的特性，獲得各個(gè)軌道的各個(gè)有脈沖位置的脈沖符號(hào)信息；所述編碼索引還包括各個(gè)軌道的與各個(gè)有脈沖位置對(duì)應(yīng)的符號(hào)索引的信息，所述符號(hào)索引指示與該索引對(duì)應(yīng)的有脈沖位置的脈沖符號(hào)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于 一個(gè)第一索引與一個(gè){Ν。，^，-,NtJ組合對(duì)應(yīng)，或者，至少有一個(gè)第一索引與兩個(gè)以上的{隊(duì)，&，-,Nt^1I組合對(duì)應(yīng)，對(duì)于存在與第一索引對(duì)應(yīng)的Nt值不唯一的軌道，除了確定該軌道的第二、三索引，還確定與該軌道上當(dāng)前有脈沖位置的數(shù)目對(duì)應(yīng)的附加索引，所述附加索引對(duì)應(yīng)于其所代表的有脈沖位置的數(shù)目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況，所述編碼索引中還包括所述附加索引的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述編碼索引Ind采用如下方式生成
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述生成編碼索引的步驟之后還包括比較所述編碼索引Ind和調(diào)整門限值THR，其中，THR< 2Bmax-Imax ⑴，Ifflax(T)表示hd的上限值，Bmax表示用來(lái)對(duì)編碼索引進(jìn)行編碼的比特?cái)?shù)量的上限值，若Ind小于THR，采用第一數(shù)量的編碼比特對(duì)Ind進(jìn)行編碼，否則采用第二數(shù)量的編碼比特對(duì)加上偏移值THRtl的hd進(jìn)行編碼，THR彡THR0彡2Bmax_Imax⑴，所述第一數(shù)量少于所述第二數(shù)量，所述第二數(shù)量小于等于Bmax，所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量均為正整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，第一索引與{NyN”-,Nt^1I組合的對(duì)應(yīng)關(guān)系采用如下方式確定統(tǒng)計(jì){隊(duì)，&，-,Nt^1I組合的出現(xiàn)概率，使出現(xiàn)概率越高的組合對(duì)應(yīng)的第一索引越小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述分別按照各個(gè)軌道上各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目確定各個(gè)軌道的第三索引1 的步驟包括對(duì)于第t個(gè)軌道，將在Nt個(gè)有脈沖位置上有浙個(gè)脈沖的情況，映射為在Nt個(gè)位置上有 W-Nt個(gè)脈沖的情況，其中外表示第t個(gè)軌道上需要編碼的脈沖總數(shù)，按照設(shè)定的順序，對(duì)外-Nt個(gè)脈沖在Nt個(gè)位置上全部可能的分布情況進(jìn)行排列，以排列的序號(hào)作為指示有脈沖位置上的脈沖數(shù)目的第三索引I3t。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，各個(gè)軌道的第三索引1 的計(jì)算公式為
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，各個(gè)軌道的第二索引1 的計(jì)算公式為
10.一種脈沖編碼方法，其特征在于，包括獲取T個(gè)軌道上需要編碼的脈沖，T是大于等于2的整數(shù)；分別對(duì)各個(gè)軌道上需要編碼的脈沖按照位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得各個(gè)軌道上有脈沖位置的數(shù)目Nt、有脈沖位置在軌道上的分布和各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目，其中下標(biāo)t表示第t 個(gè)軌道，t e [O, T-1]；分別按照各個(gè)軌道上有脈沖位置的數(shù)目確定各個(gè)軌道的第一索引Ilt，所述第一索引對(duì)應(yīng)于其所代表的有脈沖位置的數(shù)目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況；分別按照各個(gè)軌道上有脈沖位置的分布確定各個(gè)軌道的第二索引I2t，所述第二索引從所述第一索引對(duì)應(yīng)的全部可能的分布情況中，指示該軌道上與當(dāng)前有脈沖位置的分布對(duì)應(yīng)的分布情況；分別按照各個(gè)軌道上各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目確定各個(gè)軌道的第三索引I3t ； 生成編碼索引hd，所述編碼索引包括各個(gè)軌道的第一、二、三索引的信息。
11.一種脈沖解碼方法，其特征在于，包括獲取編碼索引hd，從所述編碼索引中提取出第一索引，按照第一索引確定T個(gè)軌道的各個(gè)軌道上有脈沖位置的數(shù)目{N0,N1,…，NT_J，其中Nt的下標(biāo)t表示第t個(gè)軌道，t e
，T是大于等于2的整數(shù)；從所述編碼索引中提取出各個(gè)軌道的第二索引1 和第三索引1 ； 分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照第二索引確定，在所述第一索引對(duì)應(yīng)的有脈沖位置的數(shù)目下， 有脈沖位置在軌道上的分布；分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照第三索引確定各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目； 分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照有脈沖位置在軌道上的分布和各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目，重建軌道上的脈沖序列。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述從編碼索引中提取出第一索引采用從設(shè)定的若干個(gè)獨(dú)立的取值范圍中，判斷所述編碼索引所屬的取值范圍，按照該所屬的取值范圍對(duì)應(yīng)的起始值確定所述第一索引。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于 一個(gè)第一索引與一個(gè){Να,Νρ -,NtJ組合對(duì)應(yīng)，或者，至少有一個(gè)第一索引與兩個(gè)以上的{隊(duì)，&，-,Nt^1I組合對(duì)應(yīng)，對(duì)于存在與第一索引對(duì)應(yīng)的Nt值不唯一的軌道，除了提取該軌道的第二、三索引，還提取與該軌道上當(dāng)前有脈沖位置的數(shù)目對(duì)應(yīng)的附加索引，所述附加索引對(duì)應(yīng)于其所代表的有脈沖位置的數(shù)目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述獲取編碼索引^id的步驟包括從編碼碼流中提取第一數(shù)量的編碼比特；若所述第一數(shù)量的編碼比特解碼后的值小于調(diào)整門限值THR，以所述第一數(shù)量的編碼比特解碼后的值作為編碼索引hd ；否則，增加提取的編碼比特的數(shù)量至第二數(shù)量，以所述第二數(shù)量的編碼比特解碼后的值減去偏移值THR0作為編碼索引^kL
15.一種脈沖解碼方法，其特征在于，包括獲取編碼索引hd，從所述編碼索引中提取出各個(gè)軌道的第一索引Ilt，分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照第一索引確定有脈沖位置的數(shù)目Nt，其中下標(biāo)t表示第t個(gè)軌道，t e
, T是大于等于2的整數(shù)；從所述編碼索引中提取出各個(gè)軌道的第二索引1 和第三索引1 ； 分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照第二索引確定，在所述第一索引對(duì)應(yīng)的有脈沖位置的數(shù)目下， 有脈沖位置在軌道上的分布；分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照第三索引確定各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目；分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照有脈沖位置在軌道上的分布和各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目，重建軌道上的脈沖序列。
16.一種脈沖編碼器，其特征在于，包括脈沖統(tǒng)計(jì)單元，用于獲取τ個(gè)軌道上需要編碼的脈沖，T是大于等于2的整數(shù)，分別對(duì)各個(gè)軌道上需要編碼的脈沖按照位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲得各個(gè)軌道上有脈沖位置的數(shù)目Nt、有脈沖位置在軌道上的分布和各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目，其中下標(biāo)t表示第t個(gè)軌道， t e
；索引計(jì)算單元，所述索引計(jì)算單元包括第一索引單元，用于按照各個(gè)軌道上有脈沖位置的數(shù)目{隊(duì)，N1,…，NT_J輸出第一索引II，所述第一索引對(duì)應(yīng)于其所代表的有脈沖位置的數(shù)目下，各個(gè)軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況；第二索引單元，用于分別按照各個(gè)軌道上有脈沖位置的分布輸出各個(gè)軌道的第二索引I2t，所述第二索引從所述第一索引對(duì)應(yīng)的全部可能的分布情況中，指示相應(yīng)軌道上與當(dāng)前有脈沖位置的分布對(duì)應(yīng)的分布情況; 第三索引單元，用于分別按照各個(gè)軌道上各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目輸出各個(gè)軌道的第三索引1 ;索引組合單元，用于組合所述第一索引和各個(gè)軌道的第二、三索引的信息生成編碼索引Md。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的編碼器，其特征在于至少有一個(gè)第一索引與兩個(gè)以上的 {N0, N1,…，NT_J組合對(duì)應(yīng)，所述索引計(jì)算單元還包括附加索引單元，用于對(duì)于存在與第一索引對(duì)應(yīng)的Nt值不唯一的軌道，確定與該軌道上當(dāng)前有脈沖位置的數(shù)目對(duì)應(yīng)的附加索引，所述附加索引對(duì)應(yīng)于其所代表的有脈沖位置的數(shù)目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況；所述索引組合單元還將所述附加索引的信息組合到所述編碼索引中。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的編碼器，其特征在于，還包括編碼比特調(diào)整單元，用于在所述索引組合單元生成編碼索引后，比較所述編碼索引Ind和調(diào)整門限值THR，其中，THR< 2Bmax-Imax ⑴，Ifflax(T)表示hd的上限值，Bmax表示用來(lái)對(duì)編碼索引進(jìn)行編碼的比特?cái)?shù)量的上限值，若Ind小于THR，采用第一數(shù)量的編碼比特對(duì)Ind進(jìn)行編碼，否則采用第二數(shù)量的編碼比特對(duì)加上偏移值THRtl的hd進(jìn)行編碼，THR彡THR0彡2Bmax_Imax⑴，所述第一數(shù)量少于所述第二數(shù)量，所述第二數(shù)量小于等于Bmax，所述第一數(shù)量和所述第二數(shù)量均為正整數(shù)。
19.一種脈沖解碼器，其特征在于，包括第一提取單元，用于獲取編碼索引hd，從所述編碼索引中提取出第一索引，按照第一索引確定T個(gè)軌道的各個(gè)軌道上有脈沖位置的數(shù)目{隊(duì)，&，…，NT_J，其中Nt的下標(biāo)t表示第t個(gè)軌道，t e
，T是大于等于2的整數(shù)；第二提取單元，用于從所述編碼索引中提取出各個(gè)軌道的第二索引1 和第三索引I3t；第一解碼單元，用于分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照第二索引確定，在所述第一索引對(duì)應(yīng)的有脈沖位置的數(shù)目下，有脈沖位置在軌道上的分布；第二解碼單元，用于分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照第三索引確定各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目；脈沖重建單元，用于分別對(duì)于各個(gè)軌道，按照有脈沖位置在軌道上的分布和各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目，重建軌道上的脈沖序列。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的解碼器，其特征在于，至少有一個(gè)第一索引與兩個(gè)以上的 {N0, N1, ...,Nt-J組合對(duì)應(yīng)，所述解碼器還包括附加提取單元，用于對(duì)于存在與第一索引對(duì)應(yīng)的Nt值不唯一的軌道，提取與該軌道上當(dāng)前有脈沖位置的數(shù)目對(duì)應(yīng)的附加索引，所述附加索引對(duì)應(yīng)于其所代表的有脈沖位置的數(shù)目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況；所述第二提取單元是根據(jù)所述附加提取單元提取的附加索引確定的相應(yīng)軌道上當(dāng)前有脈沖位置的數(shù)目，提取出該軌道的第二索引I2t和第三索引I3t。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的解碼器，其特征在于，還包括解碼比特調(diào)整單元， 用于從編碼碼流中提取第一數(shù)量的編碼比特，若所述第一數(shù)量的編碼比特解碼后的值小于調(diào)整門限值THR，以所述第一數(shù)量的編碼比特解碼后的值作為編碼索引Ind輸出，否則，增加提取的編碼比特的數(shù)量至第二數(shù)量，以所述第二數(shù)量的編碼比特解碼后的值減去偏移值 THRtl作為編碼索引Ind輸出。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了脈沖編解碼方法及脈沖編解碼器。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)將兩個(gè)以上的軌道聯(lián)合進(jìn)行編碼，使得在單個(gè)軌道編碼的情況下空閑的碼書空間能夠在聯(lián)合編碼時(shí)合并，成為可以被節(jié)省的編碼比特，此外，對(duì)各個(gè)軌道上需要進(jìn)行編碼的脈沖按照位置進(jìn)行合并，分別對(duì)有脈沖位置的數(shù)目、有脈沖位置在軌道上的分布和各個(gè)有脈沖位置上的脈沖數(shù)目進(jìn)行編碼，避免了對(duì)同一位置的多個(gè)脈沖進(jìn)行分別編碼，使得編碼比特更加節(jié)省。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102299760SQ20101021345
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者張德軍, 馬付偉 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司