发明名称 音讯编码装置及方法
摘要 一种音讯编码方法,包含以下步骤:(A)以心理声学模型对音讯帧进行分析,以得到相对应的遮蔽曲线及视窗资讯,(B)根据视窗资讯将时域的音讯帧转换成频域,以得到频谱,且将频谱分成复数频率子带,(C)估测每一频率子带的增益系数,(D)对频率子带量化,(E)对已量化的频率子带编码,(F)将已编码的所有频率子带及一边缘资讯整合成音讯流。其中,步:骤(C)是根据缓冲单元目前所使用的总位元数,及前一张音讯帧于编码时使用的位元数,还有位于频率子带上所有讯号强度的平均值及频率子带的位置,调整一可容许量化之音讯强度,并据此估测增益系数。
申请公布号 TWI271703 申请公布日期 2007.01.21
申请号 TW094124914 申请日期 2005.07.22
申请人 原相科技股份有限公司 发明人 林志新;陈信嘉;蔡彰哲;赵子毅
分类号 G10L19/00(2006.01) 主分类号 G10L19/00(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种音讯编码装置,适用于将一音讯帧编码成一 音讯流,该音讯编码装置包含: 一心理声学模组,接收该音讯帧,且以一心理声学 模型对该音讯帧进行分析,以得到相对应的遮蔽曲 线及视窗资讯; 一转换模组,与该心理声学模组连接,且接收其传 来的视窗资讯并也接收该音讯帧,并根据该视窗资 讯将时域的该音讯帧转换成频域,以得到该音讯帧 的频谱,且将该频谱分成复数频率子带; 一编码模组,包括: 一编码单元,分别对已量化后的频率子带进行编码 ;及 一缓冲单元,储存该编码单元于编码时,累积到目 前所使用的总位元数及最新一张音讯帧于编码时 所使用的位元数;一量化模组,包括: 一增益系数估测单元,与该转换模组及该缓冲单元 连接,能根据一预定原则直接估测出一增益系数; 及 一量化单元,与该增益系数估测单元及该编码单元 连接,并根据该增益系数估测单元求出的每一频率 子带增益系数对该频率子带进行量化,且将量化后 的频率子带传送至该该编码单元;及 一整合模组,与该编码单元连接,并将已编码后的 所有频率子带及一边缘资讯整合成该音讯流。 2.依据申请专利范围第1项所述之音讯编码装置,其 中,该增益系数估测单元所使用的该预定原则是根 据该缓冲单元所记录的总位元数及该音讯帧之前 一张音讯帧于编码时所使用的位元数,调整目前音 讯帧之每一频率子带的可容许量化之音讯强度,且 根据位于该目前音讯帧之频率子带上的所有讯号 强度的平均値、该目前音讯帧之频率子带位于该 频谱上的位置,继续调整该可容许量化之音讯强度 ,且根据最后调整出的该可容许量化之音讯强度估 测出一增益系数。 3.依据申请专利范围第2项所述之音讯编码装置,其 中,该增益系数估测单元调整该可容许量化之音讯 强度的方式如下:当该缓冲单元使用的总位元数多 于一预定数目,且前一张音讯帧于编码时所用的位 元数高于平均单一音讯帧可使用的位元数时,该增 益系数估测单元将调低该可容许量化之音讯强度, 以减少位元使用量;而当该缓冲单元使用的总位元 数多于一预定数目,但前一张音讯帧于编码时所用 的位元数低于平均单一音讯帧可使用的位元数,则 该增益系数估测单元将不调整可容许量化之音讯 强度。 4.依据申请专利范围第2项所述之音讯编码装置,其 中,该增益系数估测单元调整该可容许量化之音讯 强度的方式如下:当该缓冲单元使用的总位元数少 于一预定数目,且前一张音讯帧于编码时所用的位 元数低于平均单一音讯帧可使用的位元数,则该增 益系数估测单元将调高可容许量化之音讯强度,以 增加位元使用量;而当该缓冲单元使用的总位元数 少于一预定数目,但前一张音讯帧于编码时所用的 位元数高于平均单一音讯帧可使用的位元数,则该 增益系数估测单元将不调整该可容许量化之音讯 强度。 5.依据申请专利范围第2项所述之音讯编码装置,其 中,该增益系数估测单元调整该可容许量化之音讯 强度的方式如下:在频率子带上的所有讯号强度的 平均値越大时,该增益系数估测单元会调大该可容 许量化之音讯强度;反之,调小该可容许量化之音 讯强度。 6.依据申请专利范围第2项所述之音讯编码装置,其 中,该增益系数估测单元调整该可容许量化之音讯 强度的方式如下:若该频率子带是位于频谱上越前 面的位置,即该频率子带是属于较低频的信号,则 调大该可容许量化之音讯强度;反之,则调小该可 容许量化之音讯强度。 7.依据申请专利范围第2项所述之音讯编码装置,其 中,该增益系数估测单元是根据下式估测该增益系 数: 其中,式中的Xmax为该可容许量化之音讯强度,C1、C2 为固定参数,而X为一向量,代表该频率子带中各个 信号的强度,且X'为该频率子带中各个信号强度之 绝对値的3/4次方中的最大者。 8.依据申请专利范围第2项所述之音讯编码装置,其 中,该增益系数估测单元是根据下式估测该增益系 数: 其中,式中的Xmax为该可容许量化之音讯强度,C1、C2 为固定参数,而X为一向量,代表该频率子带中各个 信号的强度,且X'为该频率子带中各个信号强度之 绝对値的3/4次方后的平均値。 9.依据申请专利范围第2项所述之音讯编码装置,其 中,该增益系数估测单元调整该可容许量化之音讯 强度的方式如下: 当该缓冲单元使用的总位元数多于一预定数目,且 前一张音讯帧于编码时所用的位元数高于平均单 一音讯帧可使用的位元数时,该增益系数估测单元 将调低该可容许量化之音讯强度,以减少位元使用 量;而当该缓冲单元使用的总位元数多于一预定数 目,但前一张音讯帧于编码时所用的位元数低于平 均单一音讯帧可使用的位元数,则该增益系数估测 单元将不调整可容许量化之音讯强度; 当该缓冲单元使用的总位元数少于一预定数目,且 前一张音讯帧于编码时所用的位元数低于平均单 一音讯帧可使用的位元数,则该增益系数估测单元 将调高可容许量化之音讯强度,以增加位元使用量 ;而当该缓冲单元使用的总位元数少于一预定数目 ,但前一张音讯帧于编码时所用的位元数高于平均 单一音讯帧可使用的位元数,则该增益系数估测单 元将不调整该可容许量化之音讯强度; 在频率子带上的所有讯号强度的平均値越大时,该 增益系数估测单元会调大该可容许量化之音讯强 度;反之,调小该可容许量化之音讯强度; 若该频率子带是位于频谱上越前面的位置,即该频 率子带是属于较低频的信号,则调大该可容许量化 之音讯强度;反之,则调小该可容许量化之音讯强 度。 10.依据申请专利范围第9项所述之音讯编码装置, 其中,该增益系数估测单元是根据下式估测该增益 系数: 其中,式中的Xmax为该可容许量化之音讯强度,C1、C2 为固定参数,而X为一向量,代表该频率子带中各个 信号的强度,且X'为该频率子带中各个信号强度之 绝对値的3/4次方中的最大者。 11.依据申请专利范围第9项所述之音讯编码装置, 其中,该增益系数估测单元是根据下式估测该增益 系数: 其中,式中的Xmax为该可容许量化之音讯强度,C1、C2 为固定参数,而X为一向量,代表该频率子带中各个 信号的强度,且X'为该频率子带中各个信号强度之 绝对値的3/4次方后的平均値。 12.依据申请专利范围第1项所述之音讯编码装置, 其中,该转换模组所使用的转换方法为修正余弦转 换。 13.一种音讯编码方法,适用于将一音讯帧编码成一 音讯流,该方法包含以下步骤: 以一心理声学模型对该音讯帧进行分析,以得到相 对应的遮蔽曲线及视窗资讯; 根据该视窗资讯将时域的该音讯帧转换成频域,以 得到该音讯帧的频谱,且将该频谱分成复数频率子 带; 根据一预定原则直接估测该音讯帧之每一频率子 带的增益系数; 根据每一频率子带的增益系数对该频率子带进行 量化; 分别对已量化后的频率子带进行编码;及 将已编码后的所有频率子带及一边缘资讯整合成 该音讯流。 14.依据申请专利范围第13项所述之音讯编码方法, 其中,根据该预定原则估测该音讯帧之每一频率子 带之增益系数的步骤包含以下子步骤: 根据一位于编码端的缓冲单元其累积到目前所使 用的总位元数,及该音讯帧之前一张音讯帧于编码 时所使用的位元数,调整一可容许量化之音讯强度 ; 根据位于该目前音讯帧之频率子带上的所有讯号 强度的平均値,调整该可容许量化之音讯强度; 根据该目前音讯帧之频率子带位于该频谱上的位 置,调整该可容许量化之音讯强度;及 根据最后调整出的该可容许量化之音讯强度估测 该增益系数。 15.依据申请专利范围第14项所述之音讯编码方法, 其中,当该缓冲单元使用的总位元数多于一预定数 目,且前一张音讯帧于编码时所用的位元数高于平 均单一音讯帧可使用的位元数时,将调低该可容许 量化之音讯强度,以减少位元使用量;而当该缓冲 单元使用的总位元数多于一预定数目,但前一张音 讯帧于编码时所用的位元数低于平均单一音讯帧 可使用的位元数,则不调整该可容许量化之音讯强 度。 16.依据申请专利范围第14项所述之音讯编码方法, 其中,当该缓冲单元使用的总位元数少于一预定数 目,且前一张音讯帧于编码时所用的位元数低于平 均单一音讯帧可使用的位元数,则调高可容许量化 之音讯强度,以增加位元使用量;而当该缓冲单元 使用的总位元数少于一预定数目,但前一张音讯帧 于编码时所用的位元数高于平均单一音讯帧可使 用的位元数,则不调整该可容许量化之音讯强度。 17.依据申请专利范围第14项所述之音讯编码方法, 其中,在频率子带上的所有讯号强度的平均値越大 时,则调大该可容许量化之音讯强度;反之,调小该 可容许量化之音讯强度。 18.依据申请专利范围第14项所述之音讯编码方法, 其中,若该频率子带是位于频谱上越前面的位置, 即该频率子带是属于较低频的信号,则调大该可容 许量化之音讯强度;反之,则调小该可容许量化之 音讯强度。 19.依据申请专利范围第14项所述之音讯编码方法, 其中,是根据下式估测该增益系数: 其中,式中的Xmax为该可容许量化之音讯强度,C1、C2 为固定参数,而X为一向量,代表该频率子带中各个 信号的强度,且X'为该频率子带中各个信号强度之 绝对値的3/4次方中的最大者。 20.依据申请专利范围第14项所述之音讯编码方法, 其中,是根据下式估测该增益系数: 其中,式中的Xmax为该可容许量化之音讯强度,C1、C2 为固定参数,而X为一向量,代表该频率子带中各个 信号的强度,且X'为该频率子带中各个信号强度之 绝对値的3/4次方后的平均値。 21.依据申请专利范围第14项所述之音讯编码方法, 其中: 当该缓冲单元使用的总位元数多于一预定数目,且 前一张音讯帧于编码时所用的位元数高于平均单 一音讯帧可使用的位元数时,则调低该可容许量化 之音讯强度,以减少位元使用量;而当缓冲单元使 用的总位元数多于一预定数目,但前一张音讯帧于 编码时所用的位元数低于平均单一音讯帧可使用 的位元数,则不调整可容许量化之音讯强度; 当该缓冲单元使用的总位元数少于一预定数目,且 前一张音讯帧于编码时所用的位元数低于平均单 一音讯帧可使用的位元数,则调高可容许量化之音 讯强度,以增加位元使用量;而当该缓冲单元使用 的总位元数少于一预定数目,但前一张音讯帧于编 码时所用的位元数高于平均单一音讯帧可使用的 位元数,则不调整该可容许量化之音讯强度; 在频率子带上的所有讯号强度的平均値越大时,则 调大该可容许量化之音讯强度;反之,调小该可容 许量化之音讯强度; 若该频率子带是位于频谱上越前面的位置,即该频 率子带是属于较低频的信号,则调大该可容许量化 之音讯强度;反之,则调小该可容许量化之音讯强 度。 22.依据申请专利范围第21项所述之音讯编码方法, 其中,是根据下式估测该增益系数: 其中,式中的Xmax为该可容许量化之音讯强度,C1、C2 为固定参数,而X为一向量,代表该频率子带中各个 信号的强度,且X'为该频率子带中各个信号强度之 绝对値的3/4次方中的最大者。 23.依据申请专利范围第21项所述之音讯编码方法, 其中,是根据下式估测该增益系数: 其中,式中的Xmax为该可容许量化之音讯强度,C1、C2 为固定参数,而X为一向量,代表该频率子带中各个 信号的强度,且X'为该频率子带中各个信号强度之 绝对値的3/4次方后的平均値。 24.依据申请专利范围第13项所述之音讯编码方法, 其中,是使用修正余弦转换将时域的该音讯帧转换 成频域。 图式简单说明: 图1是习知一音讯编码系统的方块图; 图2是习知该音讯编码系统所使用的位元分派流程 ; 图3是习知另一种位元分派流程的方法; 图4是本发明音讯编码装置之较佳实施例的系统方 块图; 图5是本发明音讯编码方法之较佳实施例的流程图 ;及 图6是一流程图,说明该较佳实施例之位元分派程 序;及 图7是一流程图,说明该较佳实施例之增益系数估 测方法。
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