專利名稱：編碼裝置、解碼裝置、編碼方法及解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對語音信號、音頻信號等進(jìn)行編碼/解碼的編碼裝置、解碼裝置、編碼方法及解碼方法。
背景技術(shù)：
為有效利用移動通信系統(tǒng)的電波資源等，需要用低比特率來壓縮語音信號。另一方面用戶卻希望提高通話語音的質(zhì)量及實(shí)現(xiàn)較高臨場感的通話服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)該目的，除需提高語音信號的質(zhì)量以外，還需對語音以外的頻帶更寬的音頻信號等信號進(jìn)行高質(zhì)量的編碼。對于這樣互相矛盾的需求，將多個編碼技術(shù)結(jié)合起來的提案比較具有前景。具體來說，采用將第一編碼單元和第二編碼單元分層組合的結(jié)構(gòu)，所述第一編碼單元，以適合語音信號的模式用低比特率對輸入信號進(jìn)行編碼，所述第二編碼單元，以適合語音以外的信號的模式對輸入信號與第一層解碼信號的殘差信號進(jìn)行編碼。具有這種分層結(jié)構(gòu)的編碼方式，由于通過編碼單元得到的比特流具有擴(kuò)展性(通過比特流的一部分信息也能夠得出解碼信號)，因此被稱為擴(kuò)展性編碼。擴(kuò)展性編碼基于其特性，可以靈活地對應(yīng)比特率不同的網(wǎng)絡(luò)之間的通信?？梢哉f該特征適用于通過IP協(xié)議將多種網(wǎng)絡(luò)合并的將來的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。以往的擴(kuò)展性編碼例如有非專利文獻(xiàn)1記載的擴(kuò)展性編碼。該文獻(xiàn)中，記述了關(guān)于使用基于MPEG-4 (Moving Picture Experts Group phase-4，流動圖像專家組)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)來構(gòu)成擴(kuò)展性編碼的方法。具體來說，在第一層單元(基本層單元)中，使用CELP(Code Excited Linear Prediction，碼本激勵線性預(yù)測)對語音信號即原信號進(jìn)行編碼，在第二層單元(擴(kuò)展層單元)，使用諸如AAC (Advanced Audio Coder，高級音頻編碼器)或者 TwinVQ (Transform Domain Weighted Interleave Vector Quantization,傳輸域力口權(quán)交織向量量化)的變換編碼來對殘差信號進(jìn)行編碼。在此，殘差信號為從原信號中減去對第一層單元中得到的編碼代碼進(jìn)行解碼的結(jié)果(第一層解碼信號)而得到的信號。非專利文獻(xiàn)三木弼一編著、“MPEG-4 O全 ”、初版、(株)工業(yè)調(diào)查會、1998年9 月 30 日、P. 126-12
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明需要解決的問題然而，上述以往的技術(shù)中，第二層單元中的變換編碼是針對從原信號中減去第一層解碼信號所得的殘差信號來進(jìn)行的。因此，包含在原信號中的一部分主要信息，由于通過第一層單元而可能被去除。這種情況下，殘差信號的特性就變成接近噪音序列的特性。由此，在第二層單元使用諸如AAC或TwinVQ的被設(shè)計(jì)成有效地對音樂信號進(jìn)行編碼的變換編碼時，要通過對具有上述特性的殘差信號進(jìn)行編碼來達(dá)到提高解碼信號的質(zhì)量的目的，就需要分配較多的比特。其結(jié)果是具有比特率變大的問題。本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種即使在第二層單元或更高的層單元中進(jìn)行低比特率的編碼也能夠得到高質(zhì)量的解碼信號的編碼裝置、解碼裝置、編碼方法及解碼方法。解決該問題的方案本發(fā)明的編碼裝置為根據(jù)原信號生成低頻帶的編碼信息及高頻帶的編碼信息的編碼裝置，其采用具有第一頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；第二頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述原信號，計(jì)算第二頻譜；第一參數(shù)計(jì)算單元，計(jì)算表示所述第一頻譜與所述第二頻譜的高頻帶部分的類似程度的第一參數(shù)；第二參數(shù)計(jì)算單元，計(jì)算表示所述第一頻譜與所述第二頻譜的高頻帶部分的變動分量的第二參數(shù)；以及編碼單元，將算出的第一參數(shù)和第二參數(shù)作為所述高頻帶的編碼信息來進(jìn)行編碼的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的編碼裝置為根據(jù)原信號生成低頻帶的編碼信息及高頻帶的編碼信息的編碼裝置，其采用具有第一頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；第二頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述原信號，計(jì)算第二頻譜；參數(shù)計(jì)算單元， 計(jì)算表示所述第一頻譜與所述第二頻譜的高頻帶部分的類似程度的參數(shù)；參數(shù)編碼單元， 將算出的參數(shù)作為所述高頻帶的編碼信息來進(jìn)行編碼；以及殘差分量編碼單元，對所述第一頻譜和所述第二頻譜的低頻帶部分的殘差分量進(jìn)行編碼，其中，所述參數(shù)計(jì)算單元，使用由所述殘差分量編碼單元編碼的殘差分量提高所述第一頻譜的質(zhì)量后，計(jì)算所述參數(shù)的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的解碼裝置采用具有頻譜獲取單元，獲取對應(yīng)于低頻帶的第一頻譜；參數(shù)獲取單元，分別獲取作為高頻帶的編碼信息被編碼的第一參數(shù)，該第一參數(shù)表示所述第一頻譜與對應(yīng)于原信號的第二頻譜的高頻帶部分的類似程度，和作為高頻帶的編碼信息被編碼的第二參數(shù)，該第二參數(shù)表示所述第一頻譜與所述第二頻譜的高頻帶部分的變動分量；以及解碼單元，使用獲取的第一參數(shù)和第二參數(shù)對所述第二頻譜進(jìn)行解碼的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的編碼方法為根據(jù)原信號生成低頻帶的編碼信息及高頻帶的編碼信息的編碼方法，其具有第一頻譜計(jì)算步驟，根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；第二頻譜計(jì)算步驟，根據(jù)所述原信號，計(jì)算第二頻譜；第一參數(shù)計(jì)算步驟， 計(jì)算表示所述第一頻譜與所述第二頻譜的高頻帶部分的類似程度的第一參數(shù)；第二參數(shù)計(jì)算步驟，計(jì)算表示所述第一頻譜與所述第二頻譜的高頻帶部分的變動分量的第二參數(shù)；以及編碼步驟，將算出的第一參數(shù)和第二參數(shù)作為所述高頻帶的編碼信息來進(jìn)行編碼。本發(fā)明的解碼方法具有頻譜獲取步驟，獲取對應(yīng)與低頻帶的第一頻譜；參數(shù)獲取步驟，分別獲取作為高頻帶的編碼信息被編碼的第一參數(shù)，該第一參數(shù)表示所述第一頻譜與對應(yīng)于原信號的第二頻譜的高頻帶部分的類似程度，和作為高頻帶的編碼信息被編碼的第二參數(shù)，該第二參數(shù)表示所述第一頻譜與所述第二頻譜的高頻帶部分的變動分量；以及解碼步驟，使用獲取的第一參數(shù)和第二參數(shù)對所述第二頻譜進(jìn)行解碼。本發(fā)明的編碼裝置為根據(jù)原信號生成低頻帶的編碼信息及高頻帶的編碼信息的編碼裝置，其采用具有第一頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；第二頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述原信號，計(jì)算第二頻譜；估計(jì)單元，將所述第二頻譜的高頻帶部分分割為多個頻帶，使用所述第一頻譜分別估計(jì)各個頻帶中所包含的所述第二頻譜；以及第一誤差分量編碼單元，對所述第二頻譜的高頻帶部分與所述估計(jì)頻譜之間的第一誤差分量進(jìn)行編碼的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的解碼裝置采用具有編碼信息獲取單元，獲取低頻帶的編碼信息以及高頻帶的編碼信息；頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；參數(shù)獲取單元，分別獲取作為高頻帶的編碼信息被編碼的第一參數(shù)和作為高頻帶的編碼信息被編碼的第二參數(shù)，該第一參數(shù)是表示估計(jì)頻譜的參數(shù)，所述估計(jì)頻譜是將與對應(yīng)于原信號的第二頻譜的高頻帶部分分割為多個頻帶，使用所述第一頻譜估計(jì)各個頻帶中包含的、與所述第二頻譜最類似的頻譜，該第二參數(shù)表示所述估計(jì)頻譜與所述高頻帶部分之間的誤差分量；以及解碼單元，使用獲取的所述第一參數(shù)和所述第二參數(shù)對所述第二頻譜進(jìn)行解碼的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的編碼方法為根據(jù)原信號生成低頻帶的編碼信息及高頻帶的編碼信息的編碼方法，其具有以下步驟根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；根據(jù)所述原信號，計(jì)算第二頻譜；將所述第二頻譜的高頻帶部分分割為多個頻帶，使用所述第一頻譜分別估計(jì)各個頻帶中所包含的所述第二頻譜；以及對所述第二頻譜的高頻帶部分與所述估計(jì)頻譜之間的第一誤差分量進(jìn)行編碼。本發(fā)明的解碼方法具有以下步驟獲取低頻帶的編碼信息以及高頻帶的編碼信息；根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；分別獲取作為高頻帶的編碼信息被編碼的第一參數(shù)和作為高頻帶的編碼信息被編碼的第二參數(shù)，該第一參數(shù)是表示估計(jì)頻譜的參數(shù)，所述估計(jì)頻譜是將與對應(yīng)于原信號的第二頻譜的高頻帶部分分割為多個頻帶，使用所述第一頻譜估計(jì)各個頻帶中包含的、與所述第二頻譜最類似的頻譜，該第二參數(shù)表示所述估計(jì)頻譜與所述高頻帶部分之間的誤差分量；以及使用獲取的所述第一參數(shù)和所述第二參數(shù)對所述第二頻譜進(jìn)行解碼。發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，即使在第二層單元或更高的層單元中進(jìn)行低比特率的編碼也能夠得到高質(zhì)量的解碼信號。


圖1是示意本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的編碼裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是示意本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的第二層編碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是示意本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的擴(kuò)展頻帶編碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖4是示意本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的擴(kuò)展頻帶編碼單元的濾波單元處理的生成頻譜緩存的模式圖；圖5是示意本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的編碼裝置的復(fù)用單元輸出的比特流的內(nèi)容的模式圖；圖6是示意本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的解碼裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7是示意本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的第二層解碼單元的結(jié)構(gòu)的方框8是示意本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的擴(kuò)展頻帶解碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖9是示意本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的第二層編碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖10是示意本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的第一頻譜編碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖11是示意本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的第二層解碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖12是示意本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的第一頻譜解碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖13是示意本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的擴(kuò)展頻帶編碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖14是示意本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的擴(kuò)展頻帶解碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖15是示意本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的第二層編碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖16是示意本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的第二頻譜編碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖17是示意本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的第二頻譜編碼單元的結(jié)構(gòu)的變形例的方框圖；圖18是示意本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的第二層解碼單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖19是示意本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的第二頻譜解碼單元的結(jié)構(gòu)的變形例的方框圖；圖20是示意本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的第二層編碼單元的結(jié)構(gòu)的變形例的方框圖；以及圖21是示意本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的第二層解碼單元的結(jié)構(gòu)的變形例的方框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及適用于擴(kuò)展性編碼的較高層的變換編碼，特別是該變換編碼中頻譜的有效編碼方法。其主要特征之一為，使用具有將通過對第一層解碼信號進(jìn)行頻率分析而得到的頻譜(第一層解碼頻譜)作為內(nèi)部狀態(tài)(濾波器狀態(tài))的濾波器進(jìn)行濾波處理，并將該輸出信號當(dāng)作原頻譜的高頻域部分的估計(jì)值。在此，原頻譜是指，對經(jīng)過延遲調(diào)整的原信號進(jìn)行頻率分析而得到的頻譜。接著，對生成與原頻譜的高頻域部分最為類似的輸出信號時的濾波信息進(jìn)行編碼，再傳送給解碼單元。由于只對濾波信息進(jìn)行編碼，而能夠達(dá)到低比特率化的目的。在本發(fā)明的某一實(shí)施方式中，使用記錄有多個頻譜殘差候選的頻譜殘差形狀碼本，向所述濾波器提供頻譜殘差并進(jìn)行濾波處理。另外，在其它的實(shí)施方式中，在將第一層解碼頻譜存儲在濾波器的內(nèi)部狀態(tài)之前，對第一層解碼頻譜的誤差分量進(jìn)行編碼，在提高了第一層解碼頻譜的質(zhì)量之后，通過濾波處理進(jìn)行原頻譜的高頻域部分的估計(jì)。再者，在其它的實(shí)施方式中，在對第一層解碼頻譜的誤差分量進(jìn)行編碼時，編碼第一層解碼頻譜的誤差分量以使第一層解碼頻譜的編碼性能和使用了第一層解碼頻譜的高頻域頻譜的估計(jì)性能都提高。下面，針對本發(fā)明的實(shí)施方式參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，在各實(shí)施方式中，進(jìn)行具有由多個層構(gòu)成的分層結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展性編碼。另外，在各實(shí)施方式中作為一個示例，(1) 假設(shè)擴(kuò)展性編碼的分層結(jié)構(gòu)為，第一層(基本層或低層)和比第一層高的第二層(擴(kuò)展層或高層)的兩層結(jié)構(gòu)，(2)在第二層的編碼中，在頻率區(qū)域進(jìn)行編碼(變換編碼)，C3)第二層的編碼使用MDCT (ModifiedDiscrete Cosine ^Transform，修正的離散余弦變換)變換方式，(4)在第二層的編碼中，將全頻帶分割成多個子帶的情況下，以Bark定標(biāo)等間隔地分割全頻帶，讓各個子帶與各個臨界頻帶對應(yīng)，( 假設(shè)第一層的輸入信號的采樣率(Fl)與第二層的輸入信號的采樣率(F2)之間的關(guān)系為F2大于等于Fl (F1 ( F2)。(實(shí)施方式1)圖1是示意形成例如語音編碼裝置等的編碼裝置100的結(jié)構(gòu)的方框圖。編碼裝置 100具有下采樣單元101、第一層編碼單元102、第一層解碼單元103、復(fù)用單元104、第二層編碼單元105及延遲單元106。圖1中，采樣率為F2的語音信號或音頻信號(原信號)被提供給下采樣單元101， 在下采樣單元101中進(jìn)行采樣變換處理，生成采樣率為Fl的信號，并提供給第一層編碼單元102。第一層編碼單元102，將對采樣率為Fl的信號進(jìn)行編碼而得到的編碼代碼輸出給第一層解碼單元103及復(fù)用單元104。第一層解碼單元103，根據(jù)從第一層編碼單元102輸出的編碼代碼生成第一層解碼信號，并輸出給第二層編碼單元105。延遲單元106，對原信號賦予預(yù)定長度的延遲，并輸出給第二層編碼單元105。該延遲用于調(diào)整由下采樣單元101、第一層編碼單元102及第一層解碼單元103產(chǎn)生的時間延遲的。第二層編碼單元105，用從第一層解碼單元103輸出的第一層解碼信號，對從延遲單元106輸出的原信號進(jìn)行編碼。接著，將通過該編碼單元得到的編碼代碼輸出給復(fù)用單元 104。復(fù)用單元104，將從第一層編碼單元102輸出的編碼代碼與從第二層編碼單元105 輸出的編碼代碼復(fù)用，作為比特流輸出。接下來，對第二層編碼單元105進(jìn)行更詳細(xì)的說明。第二層編碼單元105的結(jié)構(gòu)如圖2所示。第二層編碼單元105具有頻域變換單元201，擴(kuò)展頻帶編碼單元202，頻域變換單元203及聽覺掩蔽計(jì)算單元204。在圖2中，頻域變換單元201，對從第一層解碼單元103輸出的第一層解碼信號通過MDCT變換進(jìn)行頻率分析，計(jì)算MDCT系數(shù)(第一層解碼頻譜)。接著，將第一層解碼頻譜輸出給擴(kuò)展頻帶編碼單元202。頻域變換單元203，對從延遲單元106輸出的原信號通過MDCT變換進(jìn)行頻率分析， 計(jì)算MDCT系數(shù)(原頻譜)。接著，將原頻譜輸出給擴(kuò)展頻帶編碼單元202。聽覺掩蔽計(jì)算單元204，用從延遲單元106輸出的原信號，計(jì)算每個頻帶的聽覺掩蔽，并將該聽覺掩蔽通知給擴(kuò)展頻帶編碼單元202。在此，人的聽覺特性具有當(dāng)聽見某個信號時，與該信號的頻率接近的聲音即使傳入耳朵中也很難聽見該聲音的特性，這種特性被稱為聽覺掩蔽特性。上述聽覺掩蔽用于實(shí)現(xiàn)有效的頻譜編碼。該頻譜編碼中，利用人的聽覺掩蔽特性將聽覺上容許的量化失真定量化，并適用對應(yīng)于該容許量化失真的編碼方法。擴(kuò)展頻帶編碼單元202，如圖3所示具有振幅調(diào)整單元301、濾波器狀態(tài)設(shè)定單元 302、濾波單元303、延遲量(Lag)設(shè)定單元304、頻譜殘差形狀碼本305、搜索單元306、頻譜殘差增益碼本307、乘法器308、擴(kuò)展頻譜解碼單元309及定標(biāo)因子(scale factor)編碼單元 310。
振幅調(diào)整單元301，被提供來自頻域變換單元201的第一層解碼頻譜{Sl(k)； 0 ^ k < Nn}、來自頻域變換單元203的原頻譜{S2 (k) ；0彡k < Nw}。在此，假設(shè)第一層解碼頻譜的頻譜點(diǎn)數(shù)為Nn，原頻譜的頻譜點(diǎn)數(shù)為漸，且Nn <漸。振幅調(diào)整單元301，進(jìn)行振幅調(diào)整以使第一層解碼頻譜{Si (k) ；0彡k < Nn}的最大振幅頻譜與最小振幅頻譜的比(動態(tài)范圍)，接近原頻譜的高頻域部分{S2(k) ；Nn ^k <Nw}的動態(tài)范圍。具體來說，如式(1)所示，求振幅頻譜的冪次。Sl' (k) = sign(Sl(k)) · |Sl(k) I γ ...(1)在此，signO為顛倒正號/負(fù)號的函數(shù)，Y表示0彡γ彡1范圍內(nèi)的實(shí)數(shù)。振幅調(diào)整單元301，從事先準(zhǔn)備好的多個候選中選擇，振幅調(diào)整后的第一層解碼頻譜的動態(tài)范圍最接近原頻譜的高頻域部分{S2(k) ；Nn彡的動態(tài)范圍時的Y (振幅調(diào)整系數(shù))， 并將其編碼代碼輸出給復(fù)用單元104。濾波器狀態(tài)設(shè)定單元302，將振幅調(diào)整后的第一層解碼頻譜{S1' (k) ；O^k <Nn}設(shè)成后述的音調(diào)濾波器的內(nèi)部狀態(tài)。具體來說，將振幅調(diào)整后的第一層解碼頻譜 {S1' (k) ；0<k<Nn}代入生成頻譜緩存{S(k) ；0<k<Nn}，并輸出給濾波單元303。 在此，生成頻譜緩存S(k)為在0彡k彡漸范圍內(nèi)定義的排列變量。通過后述的濾波處理生成(漸-Nn)點(diǎn)的原頻譜的估計(jì)值(以下稱為“估計(jì)原頻譜”候選。延遲量設(shè)定單元304，按照來自搜索單元306的指示，在事先設(shè)定的搜索范圍 TMIN TMAX中，漸進(jìn)地讓延遲量T 一點(diǎn)點(diǎn)地變化，同時順次地輸出給濾波單元303。頻譜殘差形狀碼本305，存儲多個頻譜殘差形狀向量的候選。另外，按照搜索單元 306的指示，從所有的候選中或事先限定的候選中，順次地輸出頻譜殘差形狀向量。同樣的，頻譜殘差增益碼本307，存儲多個頻譜殘差增益的候選。另外，按照搜索單元306的指示，從所有的候選中或事先限定的候選中，順次地輸出頻譜殘差增益。乘法器308，將頻譜殘差形狀碼本305輸出的頻譜殘差形狀向量與頻譜殘差增益碼本307輸出的頻譜殘差增益相乘，并對頻譜殘差形狀向量進(jìn)行增益調(diào)整。接著，將增益調(diào)整后的頻譜殘差形狀向量輸出給濾波單元303。濾波單元303，使用由濾波器狀態(tài)設(shè)定單元302設(shè)定的音調(diào)濾波器的內(nèi)部狀態(tài)、由延遲量設(shè)定單元304輸出的延遲量T及增益調(diào)整后的頻譜殘差形狀向量來進(jìn)行濾波處理， 并計(jì)算估計(jì)原頻譜。在此，音調(diào)濾波器的傳遞函數(shù)由式( 表示。另外，該濾波處理由式 (3)表示。P(Z) = -i^... (2)
I-ZS(k) = S(k-T) +g(j) · C(i, k)Nn ^ k < Nw ... (3)在此，C(i，k)表示第i個頻譜殘差形狀向量，g(j)表示第j個頻譜殘差形狀增益。 將范圍Nn彡k <漸所包含的生成頻譜緩存S (k)作為濾波單元303的輸出信號(即，估計(jì)原頻譜)輸出給搜索單元306。圖4示意生成頻譜緩存、振幅調(diào)整后的第一層解碼頻譜及濾波單元303的輸出信號之間的相互關(guān)系。搜索單元306，分別向延遲量設(shè)定單元304、頻譜殘差形狀碼本305及頻譜殘差增益碼本307，指示延遲量、頻譜殘差形狀及頻譜殘差增益的輸出。另外，搜索單元306，計(jì)算原頻譜的高頻域部分{S2(k) ；Nn ^ k < Nw}與濾波單元303的輸出信號{S(k) ；Nn ^ k < Nw}之間的失真E。接著，通過基于合成的分析方法(AbS Analysis by Synthesis)，決定失真為最小時的延遲量、頻譜殘差形狀向量及頻譜殘差增益的組合。此時，利用聽覺掩蔽計(jì)算單元204輸出的聽覺掩蔽，選擇聽覺上失真最小的組合。假設(shè)該失真為E，那么失真E用例如由聽覺掩蔽決定的權(quán)重函數(shù)W(k)就可以由式⑷ 來表示。在此，權(quán)重函數(shù)W(k)對聽覺掩蔽較大(很難聽到失真)的頻率取較小的值，對聽覺掩蔽較小(容易聽到失真)的頻率取較大的值。
權(quán)利要求
1.一種編碼裝置，根據(jù)原信號生成低頻帶的編碼信息及高頻帶的編碼信息，該編碼裝置具有第一頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；第二頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述原信號，計(jì)算第二頻譜；估計(jì)單元，將所述第二頻譜的高頻帶部分分割為多個頻帶，使用所述第一頻譜分別估計(jì)各個頻帶中所包含的所述第二頻譜；以及第一誤差分量編碼單元，對所述第二頻譜的高頻帶部分與所述估計(jì)頻譜之間的第一誤差分量進(jìn)行編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其中，所述估計(jì)單元對表示各個頻帶中所包含的、與所述第二頻譜最類似的所述第一頻譜的位置的參數(shù)進(jìn)行編碼，表示所述位置的參數(shù)在預(yù)先決定的范圍中一點(diǎn)點(diǎn)地變化而決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其中，所述第一頻譜計(jì)算單元調(diào)整所述解碼信號的頻譜的動態(tài)范圍以生成所述第一頻譜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼裝置，還具有第二誤差分量編碼單元，對所述第一頻譜與所述第二頻譜的低頻帶部分之間的第二誤差分量進(jìn)行編碼，所述第一誤差分量編碼單元在使用由所述第二誤差分量編碼單元編碼的所述第二誤差分量提高了所述第一頻譜的質(zhì)量后，對所述參數(shù)進(jìn)行編碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼裝置，其中，所述第一誤差分量編碼單元在使用由所述第二誤差分量編碼單元編碼的所述第二誤差分量提高了所述第一頻譜的質(zhì)量后，對所述參數(shù)以及所述第一誤差分量進(jìn)行編碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的編碼裝置，其中，所述第二誤差分量編碼單元提高所述第一頻譜的低頻帶部分的質(zhì)量和解碼頻譜的高頻帶部分的質(zhì)量的雙方，所述解碼頻譜是根據(jù)由所述估計(jì)單元編碼的參數(shù)及第一誤差分量得到的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼裝置，還具有構(gòu)成單元，構(gòu)成按所述參數(shù)、以及所述第一誤差分量的順序被配置的比特流。
8.一種解碼裝置，具有編碼信息獲取單元，獲取低頻帶的編碼信息以及高頻帶的編碼信息；頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；參數(shù)獲取單元，分別獲取作為高頻帶的編碼信息被編碼的第一參數(shù)和作為高頻帶的編碼信息被編碼的第二參數(shù)，該第一參數(shù)是表示估計(jì)頻譜的參數(shù)，所述估計(jì)頻譜是將與對應(yīng)于原信號的第二頻譜的高頻帶部分分割為多個頻帶，使用所述第一頻譜估計(jì)各個頻帶中包含的、與所述第二頻譜最類似的頻譜，該第二參數(shù)表示所述估計(jì)頻譜與所述高頻帶部分之間的誤差分量；以及解碼單元，使用獲取的所述第一參數(shù)和所述第二參數(shù)對所述第二頻譜進(jìn)行解碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的解碼裝置，其中，所述頻譜計(jì)算單元調(diào)整所述解碼信號的頻譜的動態(tài)范圍以生成所述第一頻譜。
10.一種編碼方法，根據(jù)原信號生成低頻帶的編碼信息及高頻帶的編碼信息，該編碼方法具有以下步驟根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；根據(jù)所述原信號，計(jì)算第二頻譜；將所述第二頻譜的高頻帶部分分割為多個頻帶，使用所述第一頻譜分別估計(jì)各個頻帶中所包含的所述第二頻譜；以及對所述第二頻譜的高頻帶部分與所述估計(jì)頻譜之間的第一誤差分量進(jìn)行編碼。
11.一種解碼方法，具有以下步驟獲取低頻帶的編碼信息以及高頻帶的編碼信息；根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；分別獲取作為高頻帶的編碼信息被編碼的第一參數(shù)和作為高頻帶的編碼信息被編碼的第二參數(shù)，該第一參數(shù)是表示估計(jì)頻譜的參數(shù)，所述估計(jì)頻譜是將與對應(yīng)于原信號的第二頻譜的高頻帶部分分割為多個頻帶，使用所述第一頻譜估計(jì)各個頻帶中包含的、與所述第二頻譜最類似的頻譜，該第二參數(shù)表示所述估計(jì)頻譜與所述高頻帶部分之間的誤差分量；以及使用獲取的所述第一參數(shù)和所述第二參數(shù)對所述第二頻譜進(jìn)行解碼。
全文摘要
公開了編碼裝置、解碼裝置、編碼方法及解碼方法。本發(fā)明的編碼裝置，根據(jù)原信號生成低頻帶的編碼信息及高頻帶的編碼信息，該編碼裝置具有第一頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述低頻帶的編碼信息的解碼信號，計(jì)算低頻帶的第一頻譜；第二頻譜計(jì)算單元，根據(jù)所述原信號，計(jì)算第二頻譜；估計(jì)單元，將所述第二頻譜的高頻帶部分分割為多個頻帶，使用所述第一頻譜分別估計(jì)各個頻帶中所包含的所述第二頻譜；以及第一誤差分量編碼單元，對所述第二頻譜的高頻帶部分與所述估計(jì)頻譜之間的第一誤差分量進(jìn)行編碼。
文檔編號G10L21/02GK102201242SQ201110150379
公開日2011年9月28日 申請日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者吉田幸司, 押切正浩, 江原宏幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社