本申請是向中國知識產(chǎn)權(quán)局提交的申請日為2012年10月22日的標題為“能量無損編碼方法和設(shè)備、音頻編碼方法和設(shè)備、能量無損解碼方法和設(shè)備、以及音頻解碼方法和設(shè)備”的第201280063986.6號申請的分案申請。

本公開涉及音頻編碼和解碼，更具體地講，涉及一種能量無損編碼方法和設(shè)備、音頻編碼方法和設(shè)備、能量無損解碼方法和設(shè)備、音頻解碼方法和設(shè)備、以及利用這些方法和設(shè)備的多媒體裝置，通過所述能量無損編碼方法和設(shè)備，在不提高重構(gòu)音頻的復雜度或降低重構(gòu)音頻的質(zhì)量的情況下，可通過在有限比特范圍內(nèi)減少對音頻頻譜的能量信息進行編碼所需的比特數(shù)量來增加對實際頻譜分量進行編碼所需的比特數(shù)量。

背景技術(shù)：

當對音頻信號進行編碼時，除了實際頻譜分量之外，還可將諸如能量的副(side)信息包括在比特流中。在這種情況下，通過減少被分配以最少損失對副信息進行編碼的比特數(shù)量，可增加被分配對實際頻譜分量進行編碼的比特數(shù)量。

也就是說，當對音頻信號進行編碼或解碼時，需要通過高效率地以特別低的比特率使用有限比特數(shù)量來在相應(yīng)的比特范圍中恢復具有最佳音頻質(zhì)量的音頻信號。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

一方面是提供一種能量無損編碼方法、音頻編碼方法、能量無損解碼方法以及音頻解碼方法，通過所述能量無損編碼方法，可以在不提高恢復音頻的復雜度或降低恢復音頻的質(zhì)量的情況下，在有限比特范圍內(nèi)減少對音頻頻譜的能量信息進行編碼所需的比特數(shù)量的同時，增加對實際頻譜分量進行編碼所需的比特數(shù)量。

另一方面是提供一種能量無損編碼設(shè)備、音頻編碼設(shè)備、能量無損解碼設(shè)備以及音頻解碼設(shè)備，通過所述能量無損編碼設(shè)備，可以在不提高恢復音頻的復雜度或降低恢復音頻的質(zhì)量的情況下，通過在有限比特范圍內(nèi)減少對音頻頻譜的能量信息進行編碼所需的比特數(shù)量來增加對實際頻譜分量進行編碼所需的比特數(shù)量。

另一方面是提供一種計算機可讀記錄介質(zhì)，該計算機可讀記錄介質(zhì)存儲用于執(zhí)行能量無損編碼方法、音頻編碼方法、能量無損解碼方法以及音頻解碼方法的計算機可讀程序。

另一方面是提供一種采用能量無損編碼方法、音頻編碼方法、能量無損解碼方法或音頻解碼方法的多媒體裝置。

技術(shù)解決方案

根據(jù)一個或多個示例性實施例的一方面，提供一種無損編碼方法，該無損編碼方法包括：將量化系數(shù)的無損編碼模式確定為無限范圍無損編碼模式和有限范圍無損編碼模式之一；在與無損編碼模式確定的結(jié)果相對應(yīng)的無限范圍無損編碼模式下對量化系數(shù)進行編碼；并且在與無損編碼模式確定的結(jié)果相對應(yīng)的有限范圍無損編碼模式下對量化系數(shù)進行編碼。

根據(jù)一個或多個示例性實施例的另一方面，提供一種音頻編碼方法，該音頻編碼方法包括：對從頻譜系數(shù)以頻帶為單位獲得的能量進行量化，所述頻譜系數(shù)從時域中的音頻信號產(chǎn)生；通過考慮表示能量量化系數(shù)的比特數(shù)量以及作為在無限范圍無損編碼模式和有限范圍無損編碼模式下對能量量化系數(shù)進行編碼的結(jié)果而產(chǎn)生的比特數(shù)量，使用無限范圍無損編碼模式和有限范圍無損編碼模式之一來對能量量化系數(shù)進行無損編碼；通過使用能量量化系數(shù)來分配將用于以頻帶為單位進行編碼的比特；并且基于所分配的比特來對頻譜系數(shù)進行量化和無損編碼。

根據(jù)一個或多個示例性實施例的另一方面，提供一種無損解碼方法，該無損解碼方法包括：確定比特流中所包括的量化系數(shù)的無損編碼模式；在與無損編碼模式確定的結(jié)果相對應(yīng)的無限范圍無損解碼模式下對量化系數(shù)進行解碼；并且在與無損編碼模式確定的結(jié)果相對應(yīng)的有限范圍無損解碼模式下對量化系數(shù)進行解碼。

根據(jù)一個或多個示例性實施例的另一方面，提供一種音頻解碼方法，該音頻解碼方法包括：確定比特流中所包括的能量量化系數(shù)的無損編碼模式，并在與無損編碼模式確定的結(jié)果相對應(yīng)的無限范圍無損解碼模式或有限范圍無損解碼模式下對能量量化系數(shù)進行解碼；對無損解碼的能量量化系數(shù)進行去量化，并通過使用能量去量化系數(shù)來分配將用于以頻帶為單位進行編碼的比特；對從所述比特流獲得的頻譜系數(shù)進行無損解碼；并且基于所分配的比特來對無損解碼的頻譜系數(shù)進行去量化。

有益效果

通過使得不僅可用fpc方法而且還可用哈夫曼編碼方法對無限范圍能量量化系數(shù)進行編碼，可減少用于對無限范圍能量量化系數(shù)進行編碼的比特數(shù)量，因此，可將更多數(shù)量的比特分配給頻譜編碼。

附圖說明

圖1是根據(jù)示例性實施例的音頻編碼設(shè)備的框圖；

圖2是根據(jù)示例性實施例的音頻解碼設(shè)備的框圖；

圖3是根據(jù)示例性實施例的能量無損編碼設(shè)備的框圖；

圖4是根據(jù)示例性實施例的圖3的能量無損編碼設(shè)備的第二無損編碼器的框圖；

圖5是示出根據(jù)示例性實施例的能量無損編碼方法的流程圖；

圖6是根據(jù)示例性實施例的能量無損解碼設(shè)備的框圖；

圖7是根據(jù)示例性實施例的圖6的能量無損解碼設(shè)備的第二無損解碼器的框圖；

圖8是用于描述有限范圍的能量量化系數(shù)的示圖；

圖9是根據(jù)示例性實施例的多媒體裝置的框圖；

圖10是根據(jù)另一示例性實施例的多媒體裝置的框圖；和

圖11是根據(jù)另一示例性實施例的多媒體裝置的框圖。

具體實施方式

本發(fā)明構(gòu)思可以允許各種類型的改變或修改以及形式上的各種改變，并且在附圖中將示出特定的示例性實施例，并且在本說明書中將詳細描述這些示例性實施例。然而，應(yīng)當理解，這些特定的示例性實施例不使本發(fā)明構(gòu)思限于特定形式，而是包括在本發(fā)明構(gòu)思的精神和技術(shù)范圍內(nèi)的每一種修改形式、等同形式或替換形式。在下面的描述中，因為公知的功能或構(gòu)造將在不必要的細節(jié)上模糊本發(fā)明構(gòu)思，所以不詳細描述這些公知的功能或構(gòu)造。

盡管諸如“第一”和“第二”的術(shù)語可用于描述各種元件，但是這些元件不能受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語可用于區(qū)分某一元件與另一元件。

本申請中所使用的術(shù)語僅用于描述特定的示例性實施例，而不具有限制本發(fā)明構(gòu)思的任何意圖。盡管在考慮本發(fā)明構(gòu)思中的功能時，將目前盡可能廣泛地使用的通用術(shù)語選擇為本發(fā)明構(gòu)思中所使用的術(shù)語，但是這些通用術(shù)語可根據(jù)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的意圖、司法判例或新技術(shù)的出現(xiàn)而變化。另外，在特定的情況下，可使用申請人有意選擇的術(shù)語，在這種情況下，將在本發(fā)明構(gòu)思的相應(yīng)描述中公開這些術(shù)語的含義。因此，本公開中所使用的術(shù)語不應(yīng)由這些術(shù)語的簡單名稱定義，而應(yīng)由這些術(shù)語的含義以及整個本發(fā)明構(gòu)思的內(nèi)容來限定。

單數(shù)表達包括復數(shù)表達，除非它們在上下文下彼此明顯不同。在本申請中，應(yīng)理解，諸如“包括”和“具有”的術(shù)語用于指示所實現(xiàn)的特征、數(shù)量、步驟、操作、元件、部件或它們的組合的存在，但不預(yù)先排除一個或多個其他特征、數(shù)量、步驟、操作、元件、部件或它們的組合的存在或添加的可能性。

現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本發(fā)明構(gòu)思，在附圖中，示出了示例性實施例。附圖中的相似的標號表示相似的元件，因此，將省略它們的重復描述。

圖1是根據(jù)示例性實施例的音頻編碼設(shè)備的框圖。

圖1中所示的音頻編碼設(shè)備100可包括變換器110、能量量化器120、能量無損編碼器130、比特分配器140、頻譜量化器150、頻譜無損編碼器160以及復用器170?？蛇x地可包括復用器170，并且可用用于執(zhí)行比特打包功能的另一組件取代復用器170?？商鎿Q地，無損編碼的能量數(shù)據(jù)和無損編碼的頻譜數(shù)據(jù)可形成將被存儲或發(fā)送的單獨的比特流。在頻譜量化處理之后或之前，還可包括用于使用能量值執(zhí)行歸一化的歸一化器。這些組件可集成在至少一個模塊中并且用至少一個處理器(未示出)實現(xiàn)。音頻信號可指示媒體信號(諸如聲音)、或者音樂和語音的混合信號，媒體信號指示音樂、語音。然而，以下，為了方便描述，使用音頻信號。輸入到音頻編碼設(shè)備100的時域中的音頻信號可具有各種采樣率，并且將用于對頻譜進行量化的能量的帶配置可基于采樣率而變化。因此，對其執(zhí)行無損編碼的量化能量的數(shù)量可變化。采樣率例如為8khz、16khz、32khz、48khz等，但不限于此。可將對其確定采樣率和目標比特率的時域中的音頻信號提供給變換器110。

參照圖1，變換器110可通過將時域中的音頻信號(例如，脈沖編碼調(diào)制(pcm)信號)變換為頻域中的音頻頻譜來產(chǎn)生音頻頻譜?？赏ㄟ^使用各種公知的方法(諸如修改的離散余弦變換(mdct))來執(zhí)行時域/頻域變換?？蓪⒂勺儞Q器110獲得的變換系數(shù)(例如，mdct系數(shù))提供給能量量化器120和頻譜量化器150。

能量量化器120可從變換系數(shù)獲取以頻帶為單位的能量值，這些變換系統(tǒng)從變換器110提供。頻帶是對音頻頻譜的采樣進行分組的單位，并且可通過反映臨界帶而具有一致的或不一致的長度。在不一致的情況下，可以對一個幀設(shè)置頻帶，使得每個頻帶中所包括的采樣的數(shù)量從起始采樣到最后一個采樣增加。當支持多個比特率時，可以針對不同的比特率設(shè)置頻帶，使得每個頻帶中所包括的采樣的數(shù)量相同?？深A(yù)先定義一個幀中所包括的頻帶的數(shù)量或每個頻帶中所包括的采樣的數(shù)量。能量值可指示每個頻帶中所包括的變換系數(shù)的包絡(luò)，該包絡(luò)可指示平均振幅、平均能量、功率值或規(guī)范值。頻帶可指示參數(shù)帶或尺度因子帶。

可通過例如等式1來獲取第k頻帶的能量e(k)。

在等式1中，s(l)表示頻譜，“start”和“end”分別表示當前頻帶的起始采樣和最后一個采樣。

能量量化器120可通過使用量化步長大小對所獲取的能量進行量化來產(chǎn)生能量量化系數(shù)。詳細地講，可通過將第k頻帶的能量e(k)除以量化步長大小并且將除法結(jié)果上舍入為整數(shù)來獲得能量量化系數(shù)。在這種情況下，能量量化器120可執(zhí)行量化，使得能量量化系數(shù)具有不具有能量量化邊界的無限范圍。能量量化系數(shù)可被表示為能量量化索引。例如，如果假定原始能量值為20.2并且量化步長大小為2，則量化的值為20，并且能量量化系數(shù)和能量量化索引可被表示為10。根據(jù)示例性實施例，對于當前頻帶，當前頻帶的能量量化系數(shù)與前一頻帶的能量量化系數(shù)之間的差值，即，量化增量值可被無損編碼。在這種情況下，當應(yīng)用無限范圍無損編碼時，能量量化系數(shù)或差值(即，量化增量值)可用作無限范圍無損編碼的輸入。當應(yīng)用有限范圍無損編碼時，能量量化系數(shù)的量化增量值用作有限范圍無損編碼的輸入，其中，通過使用通過將特定值加到輸入值而獲得的值來對能量量化系數(shù)進行無損編碼。在這種情況下，因為第一頻帶的前一頻帶不存在，所以不將量化增量值應(yīng)用于第一頻帶的值，并且可通過從第一頻帶的值減去另一個值，而不是加上特定值來產(chǎn)生有限范圍無損編碼的輸入信號。

能量無損編碼器130可對從能量量化器120提供的能量量化系數(shù)進行無損編碼。根據(jù)示例性實施例，可以以幀為基礎(chǔ)選擇第一無損編碼模式和第二無損編碼模式中用于無限范圍的能量量化系數(shù)的一種無損編碼模式。在第一無損編碼模式下，可使用對無限范圍的能量量化系數(shù)進行無損編碼的算法，在第二無損編碼模式下，可使用對有限范圍的能量量化系數(shù)進行無損編碼的算法。根據(jù)另一示例性實施例，可對從能量量化器120提供的每個頻帶的能量量化系數(shù)獲得頻帶之間的量化增量值，并且可對量化增量值進行無損編碼。作為無損編碼的結(jié)果而獲得的能量數(shù)據(jù)可與指示第一或第二無損編碼模式的信息一起包括在比特流中，并且可被存儲或發(fā)送。

比特分配器140可通過對從能量量化器120提供的能量量化系數(shù)進行去量化來獲取能量去量化系數(shù)。比特分配器140可對與目標比特率相應(yīng)的比特總數(shù)以頻帶為基礎(chǔ)使用能量去量化系數(shù)來計算掩蔽閾值，并使用該掩蔽閾值來以整數(shù)或小數(shù)點為單位確定每個頻帶的感知編碼所需的所分配的比特數(shù)量。詳細地講，比特分配器140可通過使用以頻帶為基礎(chǔ)獲得的能量去量化系數(shù)估計容許比特數(shù)量來分配比特，并限制所分配的比特數(shù)量不超過容許比特數(shù)量。在這種情況下，可從具有更高能量值的頻帶順序地分配比特數(shù)量。另外，通過根據(jù)每個頻帶的感知重要性對每個頻帶的能量值進行加權(quán)，可進行調(diào)整，使得更多數(shù)量的比特被分配給感知上更重要的頻帶?？赏ㄟ^如itu-tg.719中的心理聲學加權(quán)來確定感知重要性。

頻譜量化器150可通過使用以頻帶為基礎(chǔ)確定的所分配的比特數(shù)量來對從變換器110提供的變換系數(shù)進行量化，并以頻帶為基礎(chǔ)產(chǎn)生頻譜量化系數(shù)。

頻譜無損編碼器160可對從頻譜量化器150提供的頻譜量化系數(shù)進行無損編碼。作為無損編碼算法的示例，可使用階乘脈沖編碼(fpc)。根據(jù)fpc，可在所分配的比特數(shù)量內(nèi)用階乘格式表示諸如脈沖位置、脈沖幅度和脈沖符號等信息。作為fpc的結(jié)果而獲得的fpc數(shù)據(jù)可包括在比特流中并且被存儲或發(fā)送。

復用器170可從從能量無損編碼器130提供的能量數(shù)據(jù)和從頻譜無損編碼器160提供的頻譜數(shù)據(jù)產(chǎn)生比特流。

圖2是根據(jù)示例性實施例的音頻解碼設(shè)備的框圖。

圖2中所示的音頻解碼設(shè)備200可包括解復用器210、能量無損解碼器220、能量去量化器230、比特分配器240、頻譜無損解碼器250、頻譜去量化器260以及逆變換器270。這些組件可集成在至少一個模塊中并且用至少一個處理器(未示出)實現(xiàn)。如音頻編碼設(shè)備100中那樣，可選地可包括解復用器210，并且可用用于執(zhí)行比特拆包功能的另一組件取代解復用器210。在頻譜去量化處理之后或之前，還可包括使用能量值執(zhí)行去歸一化的去歸一化器(未示出)。

參照圖2，解復用器210可對比特流進行解析，并分別將編碼的能量數(shù)據(jù)和編碼的頻譜數(shù)據(jù)提供給能量無損解碼器220和頻譜無損解碼器250。

能量無損解碼器220可通過對編碼的能量數(shù)據(jù)進行無損解碼來產(chǎn)生能量量化系數(shù)。

能量去量化器230可通過使用量化步長大小對從能量無損解碼器220提供的能量量化系數(shù)進行去量化來產(chǎn)生能量去量化系數(shù)。詳細地講，能量去量化器230可通過將能量量化系數(shù)乘以量化步長大小來獲得能量去量化系數(shù)。

比特分配器240可使用從能量去量化器230提供的能量去量化系數(shù)來以頻帶為基礎(chǔ)以整數(shù)或小數(shù)點為單位分配比特。詳細地講，從具有更高能量值的頻帶順序地分配每一采樣的比特。也就是說，首先將每一采樣的比特分配給具有最高能量值的頻帶，并通過減小相應(yīng)頻帶的能量值來改變優(yōu)先級以將比特分配給其他頻帶。重復該處理，直到給定幀中的所有可用比特都被分配為止。比特分配器240的操作基本上與音頻編碼設(shè)備100的比特分配器140的操作相同。

頻譜無損解碼器250可通過對編碼的頻譜數(shù)據(jù)進行無損解碼來產(chǎn)生頻譜量化系數(shù)。

頻譜去量化器260可通過使用以頻帶為基礎(chǔ)確定的所分配的比特數(shù)量對從頻譜無損解碼器250提供的頻譜量化系數(shù)進行去量化來產(chǎn)生頻譜去量化系數(shù)。

逆變換器270可通過對從頻譜去量化器260提供的頻譜去量化系數(shù)進行逆變換來重構(gòu)時域中的音頻信號。

圖3是根據(jù)示例性實施例的能量無損編碼設(shè)備的框圖。

圖3中所示的能量無損編碼設(shè)備300可包括模式確定器310、第一無損編碼器330和第二無損編碼器350。第二無損編碼器350可包括高位比特編碼器351和低位比特編碼器353。這些組件可集成在至少一個模塊中并且用至少一個處理器(未示出)實現(xiàn)。

參照圖3，模式確定器310可將能量量化系數(shù)的編碼模式確定為第一無損編碼模式和第二無損編碼模式之一。當?shù)谝粺o損編碼模式被確定為編碼模式時，可將能量量化系數(shù)提供給第一無損編碼器330。否則，當?shù)诙o損編碼模式被確定為編碼模式時，可將能量量化系數(shù)提供給第二無損編碼器350。模式確定器310可確定對于一個幀中的所有頻帶，能量量化系數(shù)是否可被表示為特定數(shù)量的比特，例如，n個比特(n是等于或大于2的自然數(shù))。如果對于至少一個頻帶，能量量化系數(shù)不能被表示為特定數(shù)量的比特，則模式確定器310可將能量量化系數(shù)的編碼模式確定為使用無限范圍無損編碼算法的第一無損編碼模式。否則，如果對于所有頻帶，能量量化系數(shù)可被表示為特定數(shù)量的比特，則模式確定器310可將能量量化系數(shù)的編碼模式確定為第一無損編碼模式和第二無損編碼模式之一，在第一無損編碼模式下，使用無限范圍無損編碼算法，在第二無損編碼模式下，使用有限范圍無損編碼算法。詳細地講，模式確定器310可對于當前幀中的所有頻帶，在第二無損編碼模式的多種模式下對高位比特能量量化系數(shù)進行編碼，將作為編碼的結(jié)果而使用的最少數(shù)量的比特與作為在第一無損編碼模式下編碼的結(jié)果而使用的比特進行比較，并且作為該比較的結(jié)果，確定第一無損編碼模式和第二無損編碼模式之一。響應(yīng)于模式確定的結(jié)果，可產(chǎn)生指示能量量化系數(shù)的編碼模式的1比特的第一附加信息d0，并將該第一附加信息d0包括在比特流中。當編碼模式被確定為第二無損編碼模式時，模式確定器310可將n個比特的能量量化系數(shù)劃分為n0個高位比特和n1個低位比特，并將n0個高位比特和n1個低位比特提供給第二無損編碼器350。在這種情況下，n0可被表示為n-n1，n1可被表示為n-n0。根據(jù)示例性實施例，n、n0和n1可分別被設(shè)置為6、5和1。

第一無損編碼器330可執(zhí)行能量量化系數(shù)的fpc。當應(yīng)用增量編碼時，fpc可將頻帶的能量量化系數(shù)之間的差值中的每個劃分為符號和絕對值，如果絕對值不為0，則發(fā)送符號，并通過將絕對值表示為堆疊脈沖(即，以頻帶為基礎(chǔ)有多少個脈沖堆疊)來發(fā)送絕對值。

第二無損編碼器350可將能量量化系數(shù)劃分為高位比特和低位比特，并通過將哈夫曼編碼方法或比特打包方法應(yīng)用于高位比特并且將比特打包方法應(yīng)用于低位比特來對能量量化系數(shù)進行無損編碼。

詳細地講，高位比特編碼器351可為表示為n0個比特的高位比特數(shù)據(jù)準備2ⁿ⁰個符號，并用哈夫曼編碼方法和比特打包方法之中需要較少比特數(shù)量的方法來對這2ⁿ⁰個符號進行編碼。高位比特編碼器351可具有m種編碼模式，詳細地講，(m-1)種哈夫曼編碼模式和1比特打包模式。例如，當m為4時，可產(chǎn)生指示高位比特的編碼模式的2比特的第二附加信息d1，并且可將該第二附加信息d1與第一附加信息d0一起包括在比特流中。

低位比特編碼器353可通過應(yīng)用比特打包方法來對表示為n1個比特的低位比特數(shù)據(jù)進行編碼。當一個幀包括nb個頻帶時，可使用n1×nb個比特作為總比特數(shù)量來對低位比特數(shù)據(jù)進行編碼。

圖4是根據(jù)示例性實施例的圖3的第二無損編碼器的詳細框圖。

圖4中所示的第二無損編碼器400可包括高位比特編碼器410和第二比特打包單元430。高位比特編碼器410可包括多個哈夫曼編碼器(例如，第一至第三哈夫曼編碼器411、413和415)以及第一比特打包單元417。盡管根據(jù)各種哈夫曼編碼方法，包括第一至第三哈夫曼編碼器411、413和415，但是多個哈夫曼編碼器不限于此，并且可通過考慮用于編碼的容許比特數(shù)量來在設(shè)計中改變多個哈夫曼編碼器。

參照圖4，當增量編碼用于存在于一個幀中的所有頻帶時，只有當當前頻帶與前一頻帶的能量量化系數(shù)之間的差值被表示為特定數(shù)量的比特(例如，6個比特)時，第二無損編碼器400才可操作。例如，當?shù)谝活l帶的能量量化系數(shù)差值不屬于可用6個比特表示的64個種類時，無損編碼可由第一無損編碼器330執(zhí)行。

高位比特編碼器410可將模式確定器310已經(jīng)確定的使用最少數(shù)量的比特的哈夫曼編碼模式照原樣應(yīng)用于第一至第三哈夫曼編碼器411、413和415以及第一比特打包單元417之中對于所有頻帶的高位比特編碼。在這種情況下，可將相同的無損編碼模式應(yīng)用于一個幀中的所有頻帶，因此，例如，可將與能量的無損編碼模式相關(guān)的相同的比特值包括在每個幀的頭中。

第一至第三哈夫曼編碼器411、413和415可通過使用上下文或者不使用上下文來執(zhí)行哈夫曼編碼。例如，第一哈夫曼編碼器411可被實現(xiàn)為不使用上下文執(zhí)行哈夫曼編碼。第二哈夫曼編碼器413可被實現(xiàn)為通過使用上下文來執(zhí)行哈夫曼編碼。當使用上下文時，根據(jù)示例性實施例，可使用用于前一頻帶的量化增量值作為上下文來對當前頻帶執(zhí)行量化增量值的哈夫曼編碼。根據(jù)另一示例性實施例，可使用高位比特(例如，用用于前一頻帶的量化增量值的5個比特表示的值)作為上下文。第三哈夫曼編碼器415可以不使用上下文，而是與第一哈夫曼編碼器411相比，用較少數(shù)量的符號來構(gòu)建哈夫曼表。第一比特打包單元417可照原樣對高位比特數(shù)據(jù)進行編碼，并且輸出例如5比特數(shù)據(jù)。

不管在第一或第二無損編碼模式的確定中已經(jīng)確定的高位比特的編碼模式如何，高位比特編碼器410都還可包括比較器(未示出)，該比較器對于高位比特數(shù)據(jù)將第一至第三哈夫曼編碼器411、413和415以及第一比特打包單元417的編碼結(jié)果彼此進行比較，并且選擇并輸出需要最少數(shù)量的比特的編碼模式?？蓪⒌诙o損編碼模式應(yīng)用于一個幀中的所有頻帶，并且可同時將不同的哈夫曼編碼模式應(yīng)用于高位比特編碼。

圖5是示出根據(jù)示例性實施例的能量無損編碼方法的流程圖，其中，能量無損編碼方法可由至少一個處理裝置執(zhí)行。另外，可以以幀為基礎(chǔ)執(zhí)行圖5的能量無損編碼方法。為了方便描述，假定m＝4，即，用于高位比特數(shù)據(jù)的哈夫曼編碼模式的數(shù)量為4個。另外，假定通過第一至第三哈夫曼編碼器411、413和415以及第一比特打包單元417獲得4種哈夫曼編碼模式。

參照圖5，在操作510中，可對輸入的能量量化系數(shù)執(zhí)行作為無限范圍無損編碼算法的fpc，并計算fpc中所使用的比特(即，e個比特)。操作510可在操作580之前執(zhí)行。

在操作520中，可檢查被輸入用于能量無損編碼的能量量化系數(shù)之間的差值來選擇第一無損編碼模式和第二無損編碼模式之一。也就是說，當能量量化系數(shù)之間的差值中的每個用特定數(shù)量的比特表示時，在一個幀中的所有頻帶中，可選擇與第二無損編碼模式相應(yīng)的哈夫曼編碼。然而，當能量量化系數(shù)之間的差值不用特定數(shù)量的比特表示時，在一個幀中的至少一個頻帶中，可選擇與第一無損編碼模式相應(yīng)的fpc。也就是說，如果確定不能執(zhí)行哈夫曼編碼，則在操作580中，可通過將與指示能量量化系數(shù)的無損編碼模式的第一附加信息d0相應(yīng)的1個比特加到fpc中用于相應(yīng)幀的e個比特來產(chǎn)生第一無損編碼結(jié)果。

否則，如果確定可執(zhí)行哈夫曼編碼，則在操作530中，可在m種哈夫曼編碼模式下對高位比特數(shù)據(jù)進行編碼，并且可計算這m種哈夫曼編碼模式下所使用的比特，即，h0至h(m-1)個比特。h0個比特是當應(yīng)用第一種哈夫曼編碼模式時所使用的比特，h(m-1)個比特是當應(yīng)用第m種哈夫曼編碼模式時所使用的比特。

在操作540中，可通過將h0至h(m-1)個比特彼此進行比較來選擇使用最少數(shù)量的比特的哈夫曼編碼模式，并且可通過添加表示指示所選編碼模式的第二附加信息d1的2個比特來計算用于高位比特的無損編碼比特，即，h個比特。

在操作550中，可通過將低位比特的無損編碼中所使用的比特(即，l個比特)加到高位比特的無損編碼中所使用的比特(即，h個比特)來計算哈夫曼編碼中所使用的全部比特，即，t個比特。如果低位比特的數(shù)量為1個，并且一個幀中的頻帶的數(shù)量為20個，則l比特的數(shù)量為20個。

在操作560中，可將在操作550中計算的全部比特的哈夫曼編碼中所使用的t個比特與在操作510中計算的fpc中所使用的e個比特進行比較。也就是說，如果在哈夫曼編碼中所使用的t個比特的數(shù)量少于在fpc中所使用的e個比特的數(shù)量，則可確定對高位比特執(zhí)行第二無損編碼，即，哈夫曼編碼。

如果在操作560中確定對高位比特執(zhí)行第二無損編碼(即，哈夫曼編碼)，則在操作570中，可通過將與指示能量量化系數(shù)的無損編碼模式的第一附加信息d0相應(yīng)的1個比特加到哈夫曼編碼中所使用的t個比特來產(chǎn)生第二無損編碼結(jié)果。

如果在操作520中確定不能對能量量化系數(shù)執(zhí)行哈夫曼編碼或者在操作560中確定對高位比特執(zhí)行第一無損編碼(即，fpc)，則在操作580中，可通過將與指示能量量化系數(shù)的無損編碼模式的第一附加信息d0相應(yīng)的1個比特加到fpc中所使用的e個比特來產(chǎn)生第一無損編碼結(jié)果。

圖6是根據(jù)示例性實施例的能量無損解碼設(shè)備的框圖。

圖6中所示的能量無損解碼設(shè)備600可包括模式確定器610、第一無損解碼器630和第二無損解碼器650。第二無損解碼器650可包括高位比特解碼器651和低位比特解碼器653。這些組件可集成在至少一個模塊中并且用至少一個處理器(未示出)實現(xiàn)。

參照圖6，模式確定器610可對比特流進行解析，并從第一附加信息d0和第二附加信息d1確定能量數(shù)據(jù)和高位比特數(shù)據(jù)的無損編碼模式。首先，檢查第一附加信息d0，并且在第一無損編碼模式的情況下，模式確定器610可將能量數(shù)據(jù)提供給第一無損解碼器630，在第二無損編碼模式的情況下，模式確定器610可將能量數(shù)據(jù)提供給第二無損解碼器650。

第一無損解碼器630可通過使用fpc來對從模式確定器610提供的能量數(shù)據(jù)進行無損解碼。

在第二無損解碼器650中，高位比特解碼器651可通過檢查第二附加信息d1來對從模式確定器610提供的能量數(shù)據(jù)的高位比特數(shù)據(jù)進行無損解碼。低位比特解碼器653可對從模式確定器610提供的能量數(shù)據(jù)的低位比特數(shù)據(jù)進行無損解碼。

圖7是根據(jù)示例性實施例的圖6的第二無損解碼器650的詳細框圖。

圖7中所示的第二無損解碼器700可包括高位比特解碼器710和第二比特拆包單元730。高位比特解碼器710可包括多個哈夫曼解碼器(例如，第一至第三哈夫曼解碼器711、713和715)以及第一比特拆包單元717。第一至第三哈夫曼解碼器711、713和715以及第一比特拆包單元717可分別以與第一至第三哈夫曼編碼器411、413和415以及第一比特打包單元417相同的方式實現(xiàn)。

參照圖7，高位比特解碼器710的第一至第三哈夫曼解碼器711、713和715以及第一比特拆包單元717可根據(jù)第二附加信息d1來對從模式確定器610提供的能量數(shù)據(jù)的高位比特數(shù)據(jù)進行無損解碼。例如，可通過下述方式來執(zhí)行使用哈夫曼表的無損解碼：當d1＝00時，將高位比特數(shù)據(jù)提供給第一哈夫曼解碼器711，當d1＝01時，將高位比特數(shù)據(jù)提供給第二哈夫曼解碼器713，當d1＝10時，將高位比特數(shù)據(jù)提供給第三哈夫曼解碼器715。當d1＝11時，可通過將高位比特數(shù)據(jù)提供給第一比特拆包單元717來執(zhí)行高位比特數(shù)據(jù)的比特拆包。

第二比特拆包單元719可接收能量數(shù)據(jù)的低位比特數(shù)據(jù)并且執(zhí)行該低位比特數(shù)據(jù)的比特拆包。

圖8是用于描述可被表示為有限范圍(即，特定數(shù)量的比特)的能量量化系數(shù)的示圖，其中，作為例子，n為6，n0為5，n1為1。參照圖8，可用哈夫曼編碼方法對5個高位比特進行編碼，并且可用比特打包方法對1個低位比特進行編碼。

圖9是根據(jù)示例性實施例的包括編碼模塊930的多媒體裝置的框圖。

圖9中所示的多媒體裝置900可包括通信單元910和編碼模塊930。另外，根據(jù)作為編碼結(jié)果而獲得的音頻比特流的使用，多媒體裝置900還可包括用于存儲該音頻比特流的存儲單元950。另外，多媒體裝置900還可包括麥克風970。也就是說，存儲單元950和麥克風970是可選的。另外，多媒體裝置900還可包括任意的解碼模塊(未示出)，例如，用于執(zhí)行一般解碼功能的解碼模塊或根據(jù)示例性實施例的解碼模塊。編碼模塊930可與多媒體裝置900中所包括的其他組件(未示出)組合在一個實體中，并且被實現(xiàn)為至少一個處理器(未示出)。

參照圖9，通信單元910可接收從外部提供的音頻和編碼的比特流中的至少一個，或者發(fā)送作為編碼結(jié)果而獲得的重構(gòu)的音頻和音頻比特流中的至少一個。

通信單元910可被構(gòu)造為經(jīng)由下列網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到外部多媒體裝置并且從外部多媒體裝置接收數(shù)據(jù)：無線網(wǎng)絡(luò)，諸如無線互聯(lián)網(wǎng)、無線內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、無線電話網(wǎng)、無線局域網(wǎng)(wlan)、wi-fi、wi-fi直連(wfd)、第三代(3g)、第四代(4g)、藍牙、紅外線數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(irda)、射頻標識(rfid)、超寬帶(uwb)、zigbee；或近場通信(nfc)；或有線網(wǎng)絡(luò)，諸如有線電話網(wǎng)絡(luò)或有線互聯(lián)網(wǎng)。

根據(jù)示例性實施例，編碼模塊930可將通過通信單元910或麥克風970提供的時域中的音頻信號變換為頻域中的音頻頻譜，將從頻域中的音頻頻譜獲得的能量量化系數(shù)的無損編碼模式確定為無限范圍無損編碼模式和有限范圍無損編碼模式之一，并根據(jù)無損編碼模式確定的結(jié)果，在無限范圍無損編碼模式或有限范圍無損編碼模式下對能量量化系數(shù)進行編碼。另外，當增量編碼應(yīng)用于無損編碼模式確定時，根據(jù)當前幀中的所有頻帶的能量量化系數(shù)之間的差值是否被表示為預(yù)定數(shù)量的比特，可確定無限范圍無損編碼模式和有限范圍無損編碼模式之一。即使當前幀中的所有頻帶的能量量化系數(shù)之間的差值被表示為預(yù)定數(shù)量的比特，根據(jù)在無限范圍無損編碼模式和有限范圍無損編碼模式下對能量量化系數(shù)進行編碼的結(jié)果，也可確定無限范圍無損編碼模式和有限范圍無損編碼模式之一?？僧a(chǎn)生指示對于能量量化系數(shù)確定的無損編碼模式的附加信息。無限范圍無損編碼模式可通過fpc執(zhí)行，有限范圍無損編碼模式可通過哈夫曼編碼執(zhí)行。另外，在有限范圍無損編碼模式下，可將能量量化系數(shù)劃分為高位比特和低位比特，并且對該能量量化系數(shù)進行編碼。使用多個哈夫曼表或者通過比特打包來對高位比特進行編碼，并且可產(chǎn)生指示高位比特的編碼模式的附加信息。通過比特打包來對低位比特進行編碼。

存儲單元950可存儲由編碼模塊930產(chǎn)生的編碼的比特流。另外，存儲單元950可存儲操作多媒體裝置900所需的各種程序。

麥克風970可將用戶或外部的音頻信號提供給編碼模塊930。

圖10是根據(jù)另一示例性實施例的包括解碼模塊的多媒體裝置的框圖。

圖10中所示的多媒體裝置1000可包括通信單元1010和解碼模塊1030。另外，根據(jù)作為解碼結(jié)果而獲得的重構(gòu)的音頻信號的使用，多媒體裝置1000還可包括用于存儲該重構(gòu)的音頻信號的存儲單元1050。另外，多媒體裝置1000還可包括揚聲器1070。也就是說，存儲單元1050和揚聲器1070是可選的。另外，多媒體裝置1000還可包括任意的編碼模塊(未示出)，例如，用于執(zhí)行一般編碼功能的編碼模塊或者根據(jù)示例性實施例的編碼模塊。解碼模塊1030可與多媒體裝置1000中所包括的其他組件(未示出)組合在一個實體中，并且被實現(xiàn)為至少一個處理器(未示出)。

參照圖10，通信單元1010可接收從外部提供的編碼的比特流和音頻信號中的至少一個，或者可發(fā)送作為解碼結(jié)果而獲得的重構(gòu)的音頻和音頻比特流中的至少一個。通信單元1010可被實現(xiàn)為基本上類似于圖9的通信單元910。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，解碼模塊1030可通過通信單元1010接收比特流，確定該比特流中所包括的能量量化系數(shù)的無損編碼模式，并在與無損編碼模式確定的結(jié)果相對應(yīng)的無限范圍無損解碼模式或有限范圍無損解碼模式下對能量量化系數(shù)進行解碼。無限范圍無損解碼模式可通過fpc執(zhí)行，有限范圍無損解碼模式可通過哈夫曼解碼執(zhí)行。另外，在有限范圍無損解碼模式下，可將能量量化系數(shù)劃分為高位比特和低位比特，并且對該能量量化系數(shù)進行解碼，其中，使用多個哈夫曼表或者通過比特拆包來對高位比特進行解碼，并且可通過比特拆包來對低位比特進行解碼。

存儲單元1050可存儲由解碼模塊1030產(chǎn)生的恢復的音頻信號。另外，存儲單元1050可存儲操作多媒體裝置1000所需的各種程序。

揚聲器1070可將由解碼模塊1030產(chǎn)生的重構(gòu)的音頻信號輸出到外部。

圖11是根據(jù)另一示例性實施例的包括編碼模塊和解碼模塊的多媒體裝置的框圖。

圖11中所示的多媒體裝置1100可包括通信單元1110、編碼模塊1120和解碼模塊1130。另外，根據(jù)作為編碼結(jié)果或解碼結(jié)果而獲得的音頻比特流或恢復的音頻信號的使用，多媒體裝置1100還可包括用于存儲該音頻比特流或重構(gòu)的音頻信號的存儲單元1040。另外，多媒體裝置1100還可包括麥克風1150或揚聲器1160。編碼模塊1120或解碼模塊1130可與多媒體裝置1100中所包括的其他組件(未示出)組合在一個實體中，并且被實現(xiàn)為至少一個處理器(未示出)。

因為圖11中所示的組件與圖9中所示的多媒體裝置900的組件或者圖10中所示的多媒體裝置1000的組件相同，所以省略其詳細描述。

多媒體裝置900、1000和1100的每個還可包括語音通信專用終端(包括電話、移動電話等)、廣播或音樂專用裝置(包括tv、mp3播放器等)、或者語音通信專用終端和廣播或音樂專用裝置的復合終端裝置，但不限于此。另外，多媒體裝置900、1000和1100的每個可用作客戶端、服務(wù)器、或者設(shè)置在客戶端與服務(wù)器之間的轉(zhuǎn)換裝置。

當多媒體裝置900、1000或1100例如為移動電話時，盡管未示出，但是移動電話還可包括諸如鍵盤的用戶輸入單元、用于顯示被該移動電話處理的信息的用戶界面或顯示單元、以及用于控制移動電話的一般功能的處理器。另外，移動電話還可包括具有圖像捕捉功能的照相機單元、以及用于執(zhí)行移動電話所需的功能的至少一個組件。

當多媒體裝置900、1000或1100例如為tv時，盡管未示出，但是tv還可包括諸如鍵盤的用戶輸入單元、用于顯示所接收的廣播信息的顯示單元、以及用于控制tv的一般功能的處理器。另外，tv還可包括用于執(zhí)行tv所需的功能的至少一個組件。

根據(jù)實施例的方法可被編寫為計算機程序，并且可在使用計算機可讀記錄介質(zhì)執(zhí)行程序的通用數(shù)字計算機中實現(xiàn)。另外，在本發(fā)明的實施例中可使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序指令或數(shù)據(jù)文件可以以各種方式記錄在計算機可讀記錄介質(zhì)中。計算機可讀記錄介質(zhì)是可存儲其后可被計算機系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可讀記錄介質(zhì)的示例包括：磁性記錄介質(zhì)，諸如硬盤、軟盤和磁帶；光學記錄介質(zhì)，諸如cd-rom和dvd；磁光介質(zhì)，諸如軟盤；以及被專門構(gòu)造為存儲并執(zhí)行程序指令的硬件裝置，諸如只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)和閃存。另外，計算機可讀記錄介質(zhì)可以是用于傳輸指示程序指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等的信號的傳輸介質(zhì)。程序指令的示例可包括由編譯器產(chǎn)生的機器語言代碼、以及可被計算機使用解釋器執(zhí)行的高級語言代碼。

盡管已經(jīng)參照本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例具體示出并描述了本發(fā)明構(gòu)思，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，在不脫離由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可以在這些示例性實施例中進行形式和細節(jié)上的各種改變。