專利名稱：編碼裝置、解碼裝置及編碼和解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用自適應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)多聲道信號(hào)的高效率編碼的編碼裝置、解碼裝置及編碼和解碼方法。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為了有效利用電波資源等，要求將聲音信號(hào)壓縮為低比特率后進(jìn)行傳輸。另一方面，還期望提高通話語(yǔ)音的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)臨場(chǎng)感豐富的通話業(yè)務(wù)，為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，希望不僅對(duì)單聲道信號(hào)而且對(duì)多聲道音響信號(hào)，特別是立體聲音響信號(hào)，高質(zhì)量地進(jìn)行編碼。為了以低比特率對(duì)立體聲音響信號(hào)(兩聲道音響信號(hào))或者多聲道音響信號(hào)進(jìn)行編碼，利用聲道間的相關(guān)性的方法較有效。作為利用聲道間的相關(guān)性的方法，已知利用自適應(yīng)濾波器根據(jù)某個(gè)聲道的信號(hào)向后自適應(yīng)預(yù)測(cè)其他聲道的信號(hào)的方法(參照非專利文獻(xiàn)1 以及專利文獻(xiàn)1)。該方法使用自適應(yīng)濾波器估計(jì)信號(hào)從音源到達(dá)左話筒與右話筒時(shí)的、音源-左話筒間以及音源-右話筒間的音響特性。作為自適應(yīng)濾波器，使用FIR(Finite Impulse Response，有限沖激響應(yīng))濾波器。以下，以估計(jì)立體聲音響信號(hào)的音響特性的情況為例，說(shuō)明使用了自適應(yīng)濾波器的估計(jì)方法。在

圖1中，HJz)表示從音源到左話筒的音響特性，He(z)表示從音源到右話筒的音響特性。假設(shè)，在使用自適應(yīng)濾波器根據(jù)左信號(hào)估計(jì)右信號(hào)的情況下，對(duì)于H(Z)以及 Hk(Z)，使自適應(yīng)濾波器的傳遞函數(shù)G(Z)滿足式(1)的關(guān)系。G(z) =…(1)
Hl (ζ)并且，使用具有滿足式(1)的傳遞函數(shù)G(Z)的自適應(yīng)濾波器，根據(jù)左信號(hào)預(yù)測(cè)右信號(hào)，將其估計(jì)誤差進(jìn)行量化。這樣，通過(guò)使用自適應(yīng)濾波器去除左信號(hào)和右信號(hào)的相關(guān)， 能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的編碼。自適應(yīng)濾波器的傳遞函數(shù)G(Z)如式⑵所示。
N-IG(z) = Y4gk(U)-Z-…(2)
M=O在式O)中，gk(n)表示時(shí)刻k的自適應(yīng)濾波器的第η個(gè)(濾波器系數(shù)次數(shù)η)的濾波器系數(shù)，ζ表示ζ變換變量，N表示自適應(yīng)濾波器的濾波次數(shù)(濾波器系數(shù)次數(shù)η的最大值)。自適應(yīng)濾波器以樣本處理單位逐次更新濾波器系數(shù)，并且估計(jì)音響特性。在自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)的更新時(shí)使用學(xué)習(xí)識(shí)別法(NLMS(normalized least-mean-square, 歸一化最小均方)算法)的情況下，自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)&(η)按照式C3)進(jìn)行更新。
權(quán)利要求
1.編碼裝置，包括第一編碼單元，對(duì)第一聲道信號(hào)進(jìn)行編碼而生成第一編碼信息； 第一解碼單元，對(duì)所述第一編碼信息進(jìn)行解碼而生成第一解碼信號(hào)； 自適應(yīng)濾波器，對(duì)所述第一解碼信號(hào)進(jìn)行濾波處理而生成第二聲道信號(hào)的預(yù)測(cè)信號(hào)； 誤差信號(hào)生成單元，通過(guò)求所述第二聲道信號(hào)和所述預(yù)測(cè)信號(hào)的誤差而生成誤差信號(hào)；第二編碼單元，對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行編碼而生成第二編碼信息；以及第二解碼單元，對(duì)所述第二編碼信息進(jìn)行解碼而生成解碼誤差信號(hào)， 所述編碼裝置還包括決定單元，決定所述濾波處理中使用的濾波器系數(shù)中的、更新的濾波器系數(shù)的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍作為更新次數(shù)范圍，所述自適應(yīng)濾波器使用所述第一解碼信號(hào)以及所述解碼誤差信號(hào)，將所述更新次數(shù)范圍中包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的所述濾波器系數(shù)進(jìn)行更新。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，所述決定單元基于所述第一聲道信號(hào)和所述第二聲道信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)，決定所述更新次數(shù)范圍。
3.如權(quán)利要求2所述的編碼裝置，所述決定單元將從所述第一聲道信號(hào)和所述第二聲道信號(hào)的時(shí)間差表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)開(kāi)始、至比表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)大規(guī)定時(shí)間差的點(diǎn)為止所包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍決定為所述更新次數(shù)范圍。
4.如權(quán)利要求2所述的編碼裝置，所述決定單元將從比所述第一聲道信號(hào)和所述第二聲道信號(hào)的時(shí)間差表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)小第一規(guī)定時(shí)間差的點(diǎn)開(kāi)始、至比表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)大第二規(guī)定時(shí)間差的點(diǎn)為止所包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍決定為所述更新次數(shù)范圍，所述第二規(guī)定時(shí)間差大于所述第一規(guī)定時(shí)間差。
5.如權(quán)利要求2所述的編碼裝置，所述決定單元將包含有所述第一聲道信號(hào)和所述第二聲道信號(hào)的時(shí)間差表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)且所述互相關(guān)函數(shù)的值大于規(guī)定的閾值的范圍內(nèi)所包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍決定為所述更新次數(shù)范圍。
6.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，還包括加法單元，將所述解碼誤差信號(hào)和所述預(yù)測(cè)信號(hào)相加而生成第二解碼信號(hào)， 所述決定單元基于規(guī)定的時(shí)間長(zhǎng)度的所述第一解碼信號(hào)和所述第二解碼信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)決定所述更新次數(shù)范圍。
7.如權(quán)利要求6所述的編碼裝置，所述決定單元將從所述第一解碼信號(hào)和所述第二解碼信號(hào)的時(shí)間差表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)開(kāi)始、至比表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)大規(guī)定時(shí)間差的點(diǎn)為止所包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍決定為所述更新次數(shù)范圍。
8.如權(quán)利要求6所述的編碼裝置，所述決定單元將從比所述第一解碼信號(hào)和所述第二解碼信號(hào)的時(shí)間差表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)小第一規(guī)定時(shí)間差的點(diǎn)開(kāi)始、至比表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)大第二規(guī)定時(shí)間差的點(diǎn)為止所包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍決定為所述更新次數(shù)范圍，所述第二規(guī)定時(shí)間差大于所述第一規(guī)定時(shí)間差。
9.如權(quán)利要求6所述的編碼裝置，所述決定單元將包含有所述第一解碼信號(hào)和所述第二解碼信號(hào)的時(shí)間差表示所述互相關(guān)函數(shù)的最大值的點(diǎn)且所述互相關(guān)函數(shù)的值大于規(guī)定的閾值的范圍內(nèi)所包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍決定為所述更新次數(shù)范圍。
10.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，所述決定單元基于所述濾波處理中使用的濾波器系數(shù)的能量決定所述更新次數(shù)范圍。
11.如權(quán)利要求10所述的編碼裝置，所述決定單元將從表示所述能量的最大值的濾波器系數(shù)次數(shù)、至比表示所述能量的最大值的濾波器系數(shù)次數(shù)大規(guī)定數(shù)的濾波器系數(shù)次數(shù)為止的范圍決定為所述更新次數(shù)范圍。
12.如權(quán)利要求10所述的編碼裝置，所述決定單元將從比表示所述能量的最大值的濾波器系數(shù)次數(shù)小第一規(guī)定數(shù)的濾波器系數(shù)次數(shù)、至比表示所述能量的最大值的濾波器系數(shù)次數(shù)大第二規(guī)定數(shù)的濾波器系數(shù)次數(shù)為止的范圍決定為所述更新次數(shù)范圍，所述第二規(guī)定數(shù)大于所述第一規(guī)定數(shù)。
13.如權(quán)利要求10所述的編碼裝置，所述決定單元將包含有表示所述能量的最大值的濾波器系數(shù)次數(shù)且所述能量的值大于規(guī)定的閾值的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍決定為所述更新次數(shù)范圍。
14.通信終端裝置，具有權(quán)利要求1所述的編碼裝置。
15.基站裝置，具有權(quán)利要求1所述的編碼裝置。
16.解碼裝置，包括第一解碼單元，對(duì)與第一聲道信號(hào)有關(guān)的第一編碼信息進(jìn)行解碼而生成第一解碼信號(hào)；自適應(yīng)濾波器，對(duì)所述第一解碼信號(hào)進(jìn)行濾波處理而生成所述預(yù)測(cè)信號(hào)；第二解碼單元，對(duì)與第二聲道信號(hào)有關(guān)的第二編碼信息進(jìn)行解碼而生成解碼誤差信號(hào)；以及加法單元，將所述解碼誤差信號(hào)和所述預(yù)測(cè)信號(hào)相加而生成第二解碼信號(hào)，所述自適應(yīng)濾波器使用所述第一解碼信號(hào)以及所述解碼誤差信號(hào)，將所述濾波處理中使用的濾波器系數(shù)中的、輸入的濾波器系數(shù)次數(shù)的更新次數(shù)范圍中包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的所述濾波器系數(shù)進(jìn)行更新。
17.如權(quán)利要求16所述的解碼裝置，所述自適應(yīng)濾波器基于從通信路徑接收到的信號(hào)中包含的所述更新次數(shù)范圍，將所述濾波器系數(shù)進(jìn)行更新。
18.如權(quán)利要求16所述的解碼裝置，還包括決定單元，基于規(guī)定的時(shí)間長(zhǎng)度的所述第一解碼信號(hào)和所述第二解碼信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)決定所述更新次數(shù)范圍，所述自適應(yīng)濾波器基于從所述決定單元輸入的所述更新次數(shù)范圍，將所述濾波器系數(shù)進(jìn)行更新。
19.如權(quán)利要求16所述的解碼裝置，還包括決定單元，基于所述濾波器系數(shù)的能量決定所述更新次數(shù)范圍， 所述自適應(yīng)濾波器基于從所述決定單元輸入的所述更新次數(shù)范圍，將所述濾波器系數(shù)進(jìn)行更新。
20.通信終端裝置，具有權(quán)利要求16所述的解碼裝置。
21.基站裝置，具有權(quán)利要求16所述的解碼裝置。
22.編碼方法，包括第一編碼步驟，對(duì)第一聲道信號(hào)進(jìn)行編碼而生成第一編碼信息； 第一解碼步驟，對(duì)所述第一編碼信息進(jìn)行解碼而生成解碼信號(hào)； 濾波步驟，對(duì)所述解碼信號(hào)進(jìn)行濾波處理而生成第二聲道信號(hào)的預(yù)測(cè)信號(hào)； 誤差信號(hào)生成步驟，通過(guò)求所述第二聲道信號(hào)和所述預(yù)測(cè)信號(hào)的誤差而生成誤差信號(hào)；第二編碼步驟，對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行編碼而生成第二編碼信息； 第二解碼步驟，對(duì)所述第二編碼信息進(jìn)行解碼而生成解碼誤差信號(hào)； 決定步驟，決定所述濾波處理中使用的濾波器系數(shù)中的、更新的濾波器系數(shù)的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍作為更新次數(shù)范圍；以及更新步驟，使用所述解碼信號(hào)以及所述解碼誤差信號(hào)，將所述更新次數(shù)范圍中包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的所述濾波器系數(shù)進(jìn)行更新。
23.解碼方法，包括第一解碼步驟，對(duì)與第一聲道信號(hào)有關(guān)的第一編碼信息進(jìn)行解碼而生成第一解碼信號(hào)；濾波步驟，對(duì)所述第一解碼信號(hào)進(jìn)行濾波處理而生成所述預(yù)測(cè)信號(hào)；第二解碼步驟，對(duì)與第二聲道信號(hào)有關(guān)的第二編碼信息進(jìn)行解碼而生成解碼誤差信號(hào)；加法步驟，將所述解碼誤差信號(hào)和所述預(yù)測(cè)信號(hào)相加而生成第二解碼信號(hào)；以及更新步驟，使用所述第一解碼信號(hào)以及所述解碼誤差信號(hào)，將所述濾波處理中使用的濾波器系數(shù)中的、指定的濾波器系數(shù)次數(shù)的更新次數(shù)范圍中包含的濾波器系數(shù)次數(shù)的所述濾波器系數(shù)進(jìn)行更新。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了在使用自適應(yīng)濾波器對(duì)多聲道信號(hào)進(jìn)行高效率編碼的情況下，削減自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)的更新運(yùn)算量的編碼裝置、解碼裝置及編碼和解碼方法。更新范圍決定單元(170)基于輸入L信號(hào)與輸入R信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)，決定自適應(yīng)濾波器(130)的濾波器系數(shù)gk(n)中的、更新的濾波器系數(shù)的濾波器系數(shù)次數(shù)的范圍(更新次數(shù)范圍)，自適應(yīng)濾波器(130)使用解碼L信號(hào)以及解碼誤差R信號(hào)，將要更新的濾波器系數(shù)次數(shù)n的濾波器系數(shù)gk(n)進(jìn)行更新。
文檔編號(hào)G10L19/00GK102422347SQ20108001991
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者押切正浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社