用于產(chǎn)生濾波器系數(shù)并配置濾波器的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于產(chǎn)生反饋（IIR）濾波器系數(shù)集合的選盤并使用該選盤來配置（例如，自適應(yīng)地更新）包括反饋濾波器的預(yù)測濾波器的方法、以及用于執(zhí)行這些方法中的任何一種方法的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)的示例包括編碼器和解碼器，所述編碼器包括預(yù)測濾波器并且被配置為對指示波形信號（例如，音頻信號的采樣）的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。在一些實(shí)施例中，預(yù)測濾波器包括在可操作為產(chǎn)生（并且向解碼器斷言）包括濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)的編碼器中，所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)指示在產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)期間用其配置預(yù)測濾波器的選定IIR系數(shù)集合。在一些實(shí)施例中，預(yù)測濾波器配置的自適應(yīng)更新發(fā)生或者被允許發(fā)生的定時受約束（例如，以優(yōu)化預(yù)測編碼的效率）。
【專利說明】用于產(chǎn)生濾波器系數(shù)并配置濾波器的方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年2月16日提交的美國臨時專利申請N0.61/443，360的優(yōu)先權(quán)，該專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于配置(包括自適應(yīng)地更新)預(yù)測濾波器(例如，音頻數(shù)據(jù)編碼器或解碼器中的預(yù)測濾波器)的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的典型實(shí)施例是用于產(chǎn)生反饋濾波器系數(shù)的選盤(palette)并使用該選盤來配置(例如，自適應(yīng)地更新)反饋濾波器的方法和系統(tǒng)，該反饋濾波器是預(yù)測濾波器(例如，音頻數(shù)據(jù)編碼器或解碼器中的預(yù)測濾波器)(或預(yù)測濾波器的元件)。
【背景技術(shù)】
[0004]在整個此公開內(nèi)容(包括權(quán)利要求)中，“對”信號或數(shù)據(jù)執(zhí)行操作(例如，濾波或變換)的表述廣義地用于表示直接對這些信號或數(shù)據(jù)執(zhí)行該操作、或者對這些信號或數(shù)據(jù)的經(jīng)過處理的版本(例如，這些信號的在對其執(zhí)行該操作之前已經(jīng)過初步濾波的版本)執(zhí)行該操作。
[0005]在整個此公開內(nèi)容(包括權(quán)利要求)中，表述“系統(tǒng)”廣義地用于表示裝置、系統(tǒng)或子系統(tǒng)。例如，預(yù)測采樣序列中的下一個采樣的子系統(tǒng)可被稱為預(yù)測系統(tǒng)(或預(yù)測器)，并且包括這樣的子系統(tǒng)的系統(tǒng)(例如，包括預(yù)測采樣序列中的下一個采樣的預(yù)測器和用于使用經(jīng)預(yù)測的采樣來執(zhí)行編碼或其他濾波的部件的處理器)也可被稱為預(yù)測系統(tǒng)或預(yù)測器。
[0006]在整個此公開內(nèi)容(包括權(quán)利要求)中，動詞“包括”廣義地用于表示“是或包括”，并且動詞“包括”的其他形式被同樣廣義地使用。例如，本文中的表述“其包括反饋濾波器的預(yù)測濾波器”(或者表述“包括反饋濾波器的預(yù)測濾波器”)表示作為反饋濾波器的預(yù)測濾波器(即，不包括前饋濾波器)、或者包括反饋濾波器(以及至少一個其他濾波器，例如，前饋濾波器)的預(yù)測濾波器。
[0007]預(yù)測器是信號處理元件(例如，級)，該信號處理元件用于從一些其他信號(例如，輸入采樣流中除當(dāng)前采樣之外的采樣)得出輸入信號(例如，輸入采樣流的當(dāng)前采樣)的估計，并且可選地還使用該估計來對輸入信號進(jìn)行濾波。預(yù)測器常常被實(shí)現(xiàn)為一般具有響應(yīng)于信號統(tǒng)計變化的時變系數(shù)的濾波器。典型地，預(yù)測器的輸出指示估計信號與原始信號之間的差異的某一度量。
[0008]數(shù)字信號處理(DSP)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的常用預(yù)測器配置使用目標(biāo)信號(輸入到預(yù)測器的信號)的采樣的序列來按順序估計或預(yù)測下一個采樣。意圖通常是通過從目標(biāo)信號的對應(yīng)采樣減去每個預(yù)測分量來減小目標(biāo)信號的振幅(從而產(chǎn)生殘差序列)，并且典型地還對所得的殘差序列進(jìn)行編碼。這在數(shù)據(jù)率壓縮編解碼系統(tǒng)中是希望的，因?yàn)樗璧臄?shù)據(jù)率通常隨信號水平降低而減小。解碼器通過下述方式來從傳輸?shù)臍埐?可以是經(jīng)過編碼的殘差)恢復(fù)原始信號:對該殘差執(zhí)行任何必要的初步解碼，然后復(fù)制編碼器使用的預(yù)測濾波，并將每個預(yù)測值/估計值添加到該殘差中對應(yīng)的一個殘差。
[0009]在整個此公開內(nèi)容(包括權(quán)利要求)中，表述“預(yù)測濾波器”表示預(yù)測器中的濾波器或者被實(shí)現(xiàn)為濾波器的預(yù)測器。
[0010]任何DSP濾波器(包括預(yù)測器中使用的那些DSP濾波器)可至少在數(shù)學(xué)上分為前饋濾波器(也被稱為有限脈沖響應(yīng)或“FIR”濾波器)或反饋濾波器(也被稱為無限脈沖響應(yīng)或“IIR”濾波器)或IIR濾波器和FIR濾波器的組合。每種類型的濾波器(IIR和FIR)具有可使得它可更順應(yīng)一個或另一個應(yīng)用或信號狀況的特性。
[0011]預(yù)測濾波器的系數(shù)在必要時必須響應(yīng)于信號動態(tài)被更新，以便提供精確的估計。在實(shí)踐中，這強(qiáng)加了能夠快速和簡單地從輸入信號計算可接受的(或最佳的)濾波器系數(shù)的需要。存在用于前饋預(yù)測濾波器的合適算法(比如，萊文遜-德賓遞歸法)，但是不存在等同的用于反饋預(yù)測器的算法。由于這個原因，即使當(dāng)信號狀況可能有利于反饋布置的使用時，大多數(shù)實(shí)踐中的預(yù)測器實(shí)施例也僅利用前饋架構(gòu)。
[0012]于2003年12月16日發(fā)布并且被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利6，664，913描述了編碼器和用于對該編碼器的輸出進(jìn)行解碼的解碼器。該編碼器和解碼器均包括預(yù)測濾波器。在一類實(shí)施例(例如，本公開內(nèi)容的圖2中所示的實(shí)施例)中，預(yù)測濾波器包括IIR濾波器和FIR濾波器兩者，并且被設(shè)計用于對指示波形信號(例如，音頻或視頻信號)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。在圖2中所示的實(shí)施例中，預(yù)測濾波器包括FIR濾波器57 (被連接在圖2中所示的反饋配置中)和FIR濾波器59，F(xiàn)IR濾波器57和FIR濾波器59的輸出通過減法級56被組合。從級56輸出的差值在量化級60中被量化。級60的輸出在求和級61中與輸入采樣(“S”)求和。在操作中，圖2的預(yù)測器可斷言(作為級61的輸出的)殘差值(在圖2中被標(biāo)識為殘差“R”)，每個殘差值指示輸入采樣(“S”)和這樣的采樣的量化的預(yù)測版本的總和(其中，采樣的這樣的預(yù)測版本由濾波器57和59的輸出之間的差值確定)。
[0013]市售的包含由Dolby Laboratories Licensing Corporation 開發(fā)的體現(xiàn)“DolbyTrueHD"技術(shù)的編碼器和解碼器利用美國專利6，664，913中描述的類型的編碼和解碼方法。包含Dolby TrueHD技術(shù)的編碼器是無損數(shù)字音頻編碼器，意味著經(jīng)過解碼的輸出(在兼容解碼器的輸出處生成)必須與編碼器的輸入精確地逐位匹配。本質(zhì)上，編碼器和解碼器共享用于以更緊湊的形式表達(dá)某些類的信號的共同協(xié)議，使得傳輸數(shù)據(jù)率降低，但是解碼器可恢復(fù)原始信號。
[0014]美國專利6，664，913建議濾波器57和59 (以及類似的預(yù)測濾波器)可被配置為通過下述方式來最小化編碼數(shù)據(jù)率(輸出“R”的數(shù)據(jù)率):嘗試小的可能濾波器系數(shù)選擇的集合中的每一個(通過使用每個試驗(yàn)集合來對輸入波形進(jìn)行編碼)，選擇在(響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)塊而產(chǎn)生的)輸出數(shù)據(jù)塊中實(shí)現(xiàn)最小平均輸出信號水平或最小峰值水平的集合，并用所選擇的系數(shù)集合來配置濾波器。該專利進(jìn)一步建議可將所選擇的系數(shù)集合傳輸?shù)浇獯a器并加載到解碼器中的預(yù)測濾波器中來配置該預(yù)測濾波器。
[0015]于2010年7月13日發(fā)布的美國專利7，756，498公開了在接收信號的同時以可變速度移動的移動通信終端。該終端包括包含一階IIR濾波器的預(yù)測器，并且預(yù)定的多對IIR濾波器系數(shù)的列表被提供給預(yù)測器。在終端操作期間(在它以特定速度移動時)，從候選濾波器列表選擇一對預(yù)定IIR濾波器系數(shù)以用于配置濾波器(該選擇基于預(yù)測結(jié)果與其中不出現(xiàn)噪聲的結(jié)果的比較)。該選擇可隨著終端的速度變化而被更新，但是沒有關(guān)于解決面對濾波器系數(shù)改變時的信號連續(xù)性問題的建議。除了該列表中的每對作為實(shí)驗(yàn)(未被描述)的結(jié)果被確定為適合于當(dāng)終端以不同速度移動時配置濾波器的狀態(tài)之外，該參考文獻(xiàn)沒有教導(dǎo)如何產(chǎn)生候選濾波器列表。
[0016]盡管已經(jīng)提出了自適應(yīng)地更新預(yù)測濾波器的IIR濾波器(例如，圖2系統(tǒng)中的濾波器57)(例如，以最小化每時每刻的輸出信號能量)，但是在本發(fā)明以前，還不知道如何有效地、快速地、高效地這樣做(例如，快速地、有效地優(yōu)化IIR濾波器和/或包括IIR濾波器的預(yù)測濾波器以便在可隨時間變化的相關(guān)信號狀況下使用)。也不知道如何以在濾波器系數(shù)變化的狀況下解決信號連續(xù)性問題的方式這樣做。
[0017]美國專利6，664，913還建議確定第一組可能預(yù)測濾波器系數(shù)集合(從其可選擇所希望的集合的少量集合)，以包括確定與典型預(yù)期的波形頻譜匹配的大不相同的濾波器的集合。然后，可執(zhí)行第二系數(shù)選擇步驟(在第一組集合中的最好的一個集合被選擇之后)以從小的第二組可能預(yù)測濾波器系數(shù)集合精選最好的濾波器系數(shù)集合，其中，第二組中的所有集合確定與第一步驟期間選擇的濾波器相似的濾波器。這個處理可被迭代，每次使用比前一次迭代中使用的一組可能預(yù)測濾波器更相似的一組可能預(yù)測濾波器。
[0018]盡管已經(jīng)提出了產(chǎn)生一個或多個小的可能預(yù)測濾波器系數(shù)集合的組(從其可選擇所希望的系數(shù)集合來配置預(yù)測濾波器)，但是在本發(fā)明以前，還不知道如何有效地、高效地確定這樣的小組，以使得該組中的每個集合對于優(yōu)化(或自適應(yīng)地更新)IIR濾波器(或包括IIR濾波器的預(yù)測濾波器)以便在相關(guān)信號狀況下使用是有用的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]在一類實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于使用預(yù)定的IIR (反饋)濾波器系數(shù)集合選盤來配置(例如，自適應(yīng)地更新)作為預(yù)測濾波器(或預(yù)測濾波器的元件)的IIR濾波器的方法。典型地，預(yù)測濾波器被包括在音頻數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)(編碼器)或音頻數(shù)據(jù)解碼系統(tǒng)(解碼器)中。在典型的實(shí)施例中，所述方法使用預(yù)定的IIR濾波器系數(shù)集合(“IIR系數(shù)集合”)選盤來配置包括IIR濾波器和FIR (前饋)濾波器兩者的預(yù)測濾波器，并且所述方法包括以下步驟:對于選盤中的每個IIR系數(shù)集合產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)，所述配置數(shù)據(jù)指示通過將用所述每個IIR系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并識別IIR系數(shù)集合中的一個IIR系數(shù)集合(作為選定IIR系數(shù)集合)，所述一個IIR系數(shù)集合將IIR濾波器配置為產(chǎn)生具有最低水平(例如，最低RMS水平)的數(shù)據(jù)，或者將IIR濾波器配置為滿足準(zhǔn)則(包括配置數(shù)據(jù)具有最低水平的準(zhǔn)則)的最佳組合；然后通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作(例如，萊文遜-德賓遞歸)來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在IIR濾波器用選定IIR系數(shù)集合配置的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出(典型地，預(yù)定的FIR濾波器系數(shù)集合被用作遞歸的初始候選FIR系數(shù)集合，并且在遞歸操作的連續(xù)迭代中利用其他候選FIR濾波器系數(shù)聚合，直到遞歸收斂到確定了最佳FIR濾波器系數(shù)集合為止);并且用最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器并用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器，從而配置預(yù)測濾波器。
[0020]當(dāng)預(yù)測濾波器被包括在編碼器中并且已被配置時，編碼器可被操作為通過對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)(其中，預(yù)測濾波器典型地產(chǎn)生被用于產(chǎn)生該編碼的輸出數(shù)據(jù)的殘差值)，并且編碼的輸出數(shù)據(jù)可被用指示選定IIR系數(shù)集合(在產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)期間用該選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器)的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)斷言(例如，被斷言到解碼器或到儲存介質(zhì)以便隨后提供給解碼器)。濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)典型地是選定IIR系數(shù)集合本身，但是可替換地，可以是指示選定IIR系數(shù)集合的數(shù)據(jù)(例如，選盤或查找表的索引)。
[0021]在一些實(shí)施例中，選定IIR系數(shù)集合(選盤中的被選擇用以配置IIR濾波器的系數(shù)集合)被識別為選盤中的將IIR濾波器配置為(響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù))產(chǎn)生具有最低A+B值的輸出數(shù)據(jù)的IIR系數(shù)集合，其中，“A”是輸出數(shù)據(jù)的水平(例如，RMS水平)，并且“B”是識別IIR系數(shù)集合所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量(例如，必須傳輸給解碼器以使得解碼器能夠識別IIR系數(shù)集合的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量)，并且可選地還有對已使用由該IIR系數(shù)集合配置的預(yù)測濾波器編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼所需的任何其他側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量。這個準(zhǔn)則在一些實(shí)施例中是合適的，因?yàn)檫x盤中的一些IIR系數(shù)集合可包括比其他IIR系數(shù)集合更長的(更精確的)系數(shù)，使得選擇通過短系數(shù)確定的有效性較低的IIR濾波器(僅考慮輸出數(shù)據(jù)的RMS)而不是通過較長系數(shù)確定的有效性稍高的IIR濾波器。
[0022]在一些實(shí)施例中，預(yù)測濾波器(包括IIR濾波器或IIR濾波器和FIR濾波器)的配置的自適應(yīng)更新發(fā)生或者被允許發(fā)生的定時(例如，頻率)是受約束的(例如，以便優(yōu)化預(yù)測編碼的效率)。例如，每當(dāng)(根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例)重新配置典型的無損編碼器的預(yù)測濾波器時，在編碼器中存在狀態(tài)變化，其可能要求指示新狀態(tài)的開銷數(shù)據(jù)(側(cè)鏈數(shù)據(jù))被傳輸以允許解碼器在解碼期間考慮每次狀態(tài)變化。然而，如果編碼器狀態(tài)變化由于不是預(yù)測濾波器重新配置的某一原因而發(fā)生(例如，當(dāng)開始處理新的采樣塊(例如，宏塊)時狀態(tài)變化發(fā)生)，則指示新狀態(tài)的開銷數(shù)據(jù)也必須被傳輸給解碼器，使得此時可執(zhí)行預(yù)測濾波器重新配置，而不增加(或者不顯著地或可容忍地增加)必須傳輸?shù)拈_銷量。在本發(fā)明的編碼方法和系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，執(zhí)行連續(xù)性確定操作以確定何時存在編碼器狀態(tài)變化，并且相應(yīng)地控制預(yù)測濾波器重新配置操作的定時(例如，延緩預(yù)測濾波器重新配置，直到狀態(tài)變化事件發(fā)生為止)。
[0023]在另一類實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于產(chǎn)生預(yù)定的IIR濾波器系數(shù)選盤的方法，該IIR濾波器系數(shù)選盤可用于配置(例如，自適應(yīng)地更新)IIR (“反饋”)預(yù)測濾波器(即，作為預(yù)測濾波器或預(yù)測濾波器的元件的IIR濾波器)。該選盤包括至少兩個IIR濾波器系數(shù)集合(典型地，少量集合)，每個集合由足以配置IIR濾波器的系數(shù)構(gòu)成。在一類實(shí)施例中，通過根據(jù)至少一個約束對輸入信號集合(“訓(xùn)練集合”)執(zhí)行非線性優(yōu)化來產(chǎn)生選盤中的每個系數(shù)集合。典型地，根據(jù)多個約束來執(zhí)行優(yōu)化，所述多個約束包括以下約束中的至少兩個:最佳預(yù)測、最大濾波器Q、振鈴、濾波器系數(shù)的允許的或所需的數(shù)值精度(例如，集合中的每個系數(shù)必須由不多于X的位組成的要求，其中，X可等于例如14位)、傳輸開銷和濾波器穩(wěn)定性約束。至少一個非線性優(yōu)化算法(例如，牛頓(Newtonian)優(yōu)化和/或單純形(Simplex)優(yōu)化)應(yīng)用于訓(xùn)練集合中的每個信號的每個塊，以得出用于該信號的候選最佳濾波器系數(shù)集合。如果由此確定的IIR濾波器滿足每個約束，則將候選最佳集合添加到選盤，但是如果IIR濾波器違背至少一個約束(例如，如果IIR濾波器不穩(wěn)定)，則拒絕該候選最佳集合(并且不將該候選最佳集合添加到選盤)。如果候選最佳集合被拒絕，則如果(通過對相同信號的相同優(yōu)化而確定的)同樣良好的(或次好的(nextbest))候選集合滿足每個約束，則可將該同樣良好的(或次好的)候選集合添加到選盤，并且該處理迭代，直到(從所述信號確定的)系數(shù)集合已被添加到選盤為止。選盤可包括使用不同的約束優(yōu)化算法確定的濾波器系數(shù)集合(例如，可分別執(zhí)行受約束的牛頓優(yōu)化和受約束的單純形優(yōu)化，并且每一個的最佳解被挑選以包括在選盤中)。如果約束優(yōu)化得到不可接受的大的初始選盤，則基于直方圖累積和初始選盤中的每個系數(shù)集合對訓(xùn)練集合中的信號提供的最終改進(jìn)(net improvement)的組合，利用修剪處理(pruning process)來減小選盤的大小(通過從初始選盤刪除至少一個集合)。
[0024]優(yōu)選地，確定IIR濾波器系數(shù)集合選盤，以使得它包括將最佳地配置與具有預(yù)期范圍內(nèi)的特性的任何輸入信號一起使用的IIR預(yù)測濾波器的系數(shù)集合。
[0025]本發(fā)明的方面包括被配置為(例如，被編程為)執(zhí)行本發(fā)明方法的任何實(shí)施例的系統(tǒng)(例如，編碼器、解碼器、或者包括編碼器和解碼器兩者的系統(tǒng))、以及儲存用于將處理器或其他系統(tǒng)編程為執(zhí)行本發(fā)明方法的任何實(shí)施例的代碼的計算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，盤)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是包括預(yù)測濾波器的編碼器的框圖，該預(yù)測濾波器包括IIR濾波器(7)和FIR濾波器(9)。該預(yù)測濾波器根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例通過使用預(yù)定的IIR系數(shù)集合選盤(8)被配置(以及自適應(yīng)地更新)。
[0027]圖2是常規(guī)編碼器中利用的類型的包括IIR濾波器和FIR濾波器的預(yù)測濾波器的框圖。
[0028]圖3是被配置為對已被圖1的編碼器編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的解碼器的框圖。圖3的解碼器包括IIR濾波器，該IIR濾波器根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例被配置(以及自適應(yīng)地更新)。
[0029]圖4是其上儲存用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的實(shí)施例的代碼的計算機(jī)可讀光學(xué)盤的正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明的許多實(shí)施例在技術(shù)上是可能的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從本公開內(nèi)容將明白如何實(shí)現(xiàn)它們。將參照圖1、3和4來描述本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和介質(zhì)的實(shí)施例。
[0031]在典型的實(shí)施例中，圖1的系統(tǒng)和圖3的系統(tǒng)均被實(shí)現(xiàn)為其架構(gòu)適合于處理預(yù)期的輸入數(shù)據(jù)(例如，音頻采樣)以及被用合適的固件和/或軟件配置為(例如，編程為)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的實(shí)施例的數(shù)字信號處理器(DSP)。DSP可被實(shí)現(xiàn)為集成電路(或芯片集)，并且將包括可由其處理器訪問的程序和數(shù)據(jù)存儲器。該存儲器將包括足以儲存濾波器系數(shù)選盤、程序數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)將被執(zhí)行的本發(fā)明方法的每個實(shí)施例所需的其他數(shù)據(jù)的非易失性存儲器。可替換地，圖1和圖3的系統(tǒng)中的一個或兩者(或本發(fā)明的另一實(shí)施例)被實(shí)現(xiàn)為被用合適軟件編程為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的實(shí)施例的通用處理器，或者在適當(dāng)配置的硬件中實(shí)現(xiàn)。
[0032]通常，多個信道的輸入數(shù)據(jù)采樣被斷言到(圖1的)編碼器I的輸入。每個信道典型地包括輸入音頻采樣流，并且可對應(yīng)于多信道音頻節(jié)目的不同信道。在每個信道中，編碼器I典型地接收相對小的輸入音頻采樣塊(“微塊”)。每個微塊可由48個采樣組成。
[0033]編碼器I被配置為執(zhí)行以下功能:再矩陣化(rematrixing)操作(由圖1的再矩陣化級3表示)、由預(yù)測器5表示的預(yù)測操作(包括預(yù)測采樣的產(chǎn)生和從這些預(yù)測采樣產(chǎn)生殘差)、塊浮點(diǎn)表示編碼操作(由級11表示)、霍夫曼編碼操作(由霍夫曼編碼級13表示)、以及封包操作(由封包級15表示)。在一些實(shí)現(xiàn)中，編碼器I是被編程為以及被以其他方式配置為用軟件執(zhí)行這些功能(以及可選地附加功能)的數(shù)字信號處理器(DSP)。
[0034]再矩陣化級3對輸入音頻采樣進(jìn)行編碼(以可逆的方式減小它們的大小/水平)，從而產(chǎn)生譯碼采樣(coded samples)。在其中多個信道的輸入采樣被輸入到再矩陣化級3(例如，每個對應(yīng)于多信道音頻節(jié)目的一個信道)的典型實(shí)現(xiàn)中，級3確定是否產(chǎn)生至少一對輸入信道中的各輸入信道對的樣本的總和或差值，并輸出該總和及差值(例如，每個這樣的總和或差值的加權(quán)版本)或輸入樣本本身，并且側(cè)鏈數(shù)據(jù)指示是正輸出該總和及差值還是正輸出輸入樣本本身。典型地,從級3輸出的總和及差值是樣本的加權(quán)的總和及差值，并且側(cè)鏈數(shù)據(jù)包括總和/差值系數(shù)。在級3中執(zhí)行的再矩陣化處理形成輸入信道信號的總和及差值以取消重復(fù)信號分量。例如，兩個相同的16位信道可(在級3中)被譯碼為17位的總和信號及無聲差值信號(a difference signal of silence),以實(shí)現(xiàn)每一米樣可節(jié)省15位，在解碼器中執(zhí)行再矩陣化的逆操作所需的任何側(cè)鏈信息較少。
[0035]為了方便起見，以下對在編碼器I中執(zhí)行的后續(xù)操作的描述涉及由級3的輸出表示的信道中的單個信道中的采樣(以及這些采樣的編碼)而言的。將理解，對所有信道中的采樣(在圖1中被標(biāo)識為采樣“Sx”)執(zhí)行所描述的編碼。
[0036]預(yù)測器5執(zhí)行以下操作:減法(由減法級4和減法級6表示)、IIR濾波(由IIR濾波器7表示)、FIR濾波(由FIR濾波器9表示)、量化(由量化級10表示)、IIR濾波器7的配置(以實(shí)現(xiàn)從IIR系數(shù)選盤8選擇的IIR系數(shù)集合)、FIR濾波器9的配置、以及濾波器7和9的配置的自適應(yīng)更新。響應(yīng)于在級3中產(chǎn)生的譯碼的(再矩陣化的)采樣的序列，預(yù)測器5預(yù)測該序列中的每個“下一個”譯碼采樣。濾波器7和9被實(shí)現(xiàn)為使得它們的組合輸出(響應(yīng)于來自級3的譯碼采樣序列)指示該序列中的預(yù)測的下一個譯碼采樣。預(yù)測的下一個譯碼采樣(在級6中通過從濾波器9的輸出減去濾波器7的輸出而產(chǎn)生)在級10中被量化。具體地講，在量化級10中，對在級6中產(chǎn)生的每個預(yù)測的下一個譯碼采樣執(zhí)行取整操作(例如，取整為最近的整數(shù))。
[0037]在級4中，預(yù)測器5從來自級3的譯碼采樣序列的每個當(dāng)前值減去濾波器7和9的量化的組合輸出Pn的當(dāng)前值，以產(chǎn)生殘余值(殘差)序列。殘余值指示來自級3的每個譯碼采樣與這樣的譯碼采樣的預(yù)測版本之間的差值。在級4中產(chǎn)生的殘余值被斷言到塊浮點(diǎn)表示級11。
[0038]更具體地講，在級4中，濾波器7和9的量化的組合輸出Pn (響應(yīng)于來自級3的譯碼采樣序列的先前的采樣(包括第“(η-1)”個譯碼采樣)和來自級4的殘余值序列)被從該序列的第“(η)”個譯碼采樣減去，以產(chǎn)生第“(η)”個殘差，其中，Pn是差值Yn-Xn的量化版本，其中，Xn是在濾波器7的輸出處響應(yīng)于先前殘余值被斷言的當(dāng)前值，Yn是在濾波器9的輸出處響應(yīng)于該序列中的先前譯碼采樣被斷言的當(dāng)前值，Yn-Xn是該序列中的預(yù)測的第η個譯碼采樣。
[0039]在IIR濾波器7和FIR濾波器9對在級3中產(chǎn)生的譯碼采樣進(jìn)行濾波的操作之前，預(yù)測器5根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例執(zhí)行IIR系數(shù)選擇操作(下面將描述)以從預(yù)存在IIR系數(shù)選盤8中的那些預(yù)定集合選擇IIR濾波器系數(shù)集合，并將IIR濾波器7配置為實(shí)現(xiàn)本文的選定IIR系數(shù)集合。預(yù)測器5還確定用于配置FIR濾波器9以便與如此配置的IIR濾波器7一起操作的FIR濾波器系數(shù)。濾波器7和9的配置以將描述的方式被自適應(yīng)地更新。預(yù)測器5還將指示當(dāng)前(從選盤8)選擇的IIR濾波器系數(shù)集合(以及可選地還指示當(dāng)前FIR濾波器系數(shù)集合)的“濾波器系數(shù)”數(shù)據(jù)斷言到封包級15。在一些實(shí)現(xiàn)中，“濾波器系數(shù)”數(shù)據(jù)是當(dāng)前選擇的IIR濾波器系數(shù)集合(以及可選地還是對應(yīng)的當(dāng)前的FIR濾波器系數(shù)集合)。可替換地，濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)指示當(dāng)前選擇的IIR (或FIR和IIR)系數(shù)集合。選盤8可被實(shí)現(xiàn)為若干個不同的預(yù)定IIR濾波器系數(shù)集合已被預(yù)加載到其中的編碼器I的存儲器或者編碼器I的存儲器中的儲存位置(以便可供預(yù)測器5訪問以配置濾波器7以及更新濾波器7的配置)。
[0040]與濾波器7和9的配置的自適應(yīng)更新相結(jié)合，預(yù)測器5優(yōu)選地可操作為確定有多少個譯碼采樣微塊(在級3中產(chǎn)生的)要進(jìn)一步使用各確定的濾波器7和9的配置來進(jìn)行編碼。實(shí)際上，預(yù)測器5確定將使用各確定的濾波器7和9的配置被編碼的譯碼采樣“宏塊”的大小(在該配置被更新之前)。例如，預(yù)測器5的優(yōu)選實(shí)施例可確定將使用各確定的濾波器7和9的配置被編碼的宏塊的數(shù)量N (其中，N在范圍I < NS 128內(nèi))。下面將更詳細(xì)地描述濾波器7和9的配置(以及自適應(yīng)更新)。
[0041]塊浮點(diǎn)表示級11對在預(yù)測級5中產(chǎn)生的量化殘差以及也在預(yù)測級5中產(chǎn)生的側(cè)鏈字(“MSB數(shù)據(jù)”)進(jìn)行操作。MSB數(shù)據(jù)指示與在預(yù)測級5中確定的量化殘差對應(yīng)的譯碼采樣的最高有效位(MSB)。各量化殘差本身僅指示譯碼采樣中的不同的一個譯碼采樣的最低有效位。MSB數(shù)據(jù)可指示與在預(yù)測級5中確定的每個宏塊中的第一量化殘差對應(yīng)的譯碼采樣的最高有效位(MSB)。
[0042]在塊浮點(diǎn)表示級11中，進(jìn)一步對在預(yù)測器5中產(chǎn)生的量化殘差和MSB數(shù)據(jù)的塊進(jìn)行編碼。具體地講，級11產(chǎn)生這樣的數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)指示每個塊的主指數(shù)和每個塊中的各個量化殘差的各個尾數(shù)。
[0043]在圖1的編碼器I中使用四個關(guān)鍵的譯碼處理:再矩陣化、預(yù)測、霍夫曼譯碼和塊浮點(diǎn)表示。塊浮點(diǎn)表示處理(由級11實(shí)現(xiàn))優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為利用安靜信號可比響亮信號被更緊湊地傳送的事實(shí)。指示最大水平(full level) 16位信號的塊(例如，輸入到級11的塊)可能需要每個采樣的全部16位都被傳送(即，從級11輸出)。然而，指示水平低48dB的信號的值的塊(被斷言到級11的輸入)將僅需要每一采樣的8位連同側(cè)鏈字一起從級11輸出，所述側(cè)鏈字指示每個采樣的高8位未被運(yùn)用并且被抑制(并且需要被解碼器恢復(fù))。
[0044]在圖1系統(tǒng)中，再矩陣化(在級3中)和預(yù)測編碼(在預(yù)測器5中)的目標(biāo)是以可逆的方式盡可能多地降低信號水平，以從級11中的塊浮點(diǎn)譯碼得到最大益處。
[0045]在級11期間產(chǎn)生的譯碼值在霍夫曼譯碼器級13中經(jīng)受霍夫曼譯碼，以進(jìn)一步以可逆的方式減小它們的大小/水平。所得的霍夫曼譯碼值在封包級15中被(與側(cè)鏈數(shù)據(jù)一起)封包以用于從編碼器I輸出?；舴蚵g碼器級13優(yōu)選地通過下述方式來減小各個通常出現(xiàn)的采樣的水平，即，用來自查找表的較短的碼字來替代各通常出現(xiàn)的采樣(在圖3系統(tǒng)的霍夫曼解碼器25中實(shí)現(xiàn)其逆操作)，從而允許通過圖3的解碼器中的逆序表查詢來恢復(fù)原始采樣。
[0046]在封包級15中，通過將經(jīng)過霍夫曼譯碼的值(來自譯碼器13)、側(cè)鏈字(從編碼器I的在其中產(chǎn)生側(cè)鏈字的每個級接收)、以及確定IIR濾波器7的當(dāng)前配置(并且典型地還確定FIR濾波器9的當(dāng)前配置)的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)(來自預(yù)測器5)封包在一起來產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)流。輸出數(shù)據(jù)流是作為壓縮數(shù)據(jù)的編碼數(shù)據(jù)(指示輸入音頻采樣)(因?yàn)樵诰幋a器I中執(zhí)行的編碼是無損壓縮)。在解碼器(例如，圖3的解碼器21)中，輸出數(shù)據(jù)流可被解碼以便以無損的方式恢復(fù)原始輸入音頻采樣。
[0047]在替代實(shí)施例中，預(yù)測器級5的預(yù)測濾波器被實(shí)現(xiàn)為具有除圖1中所示的結(jié)構(gòu)之外的結(jié)構(gòu)(例如，在以上引用的美國專利6，664，913中描述的任一實(shí)施例的結(jié)構(gòu))，但是可根據(jù)本發(fā)明使用預(yù)定的IIR系數(shù)選盤被配置(例如，可被自適應(yīng)地更新)。預(yù)測器級5的預(yù)測濾波器可被以常規(guī)的方式(例如，如以上引用的美國專利6，664，913中所述)實(shí)現(xiàn)(被實(shí)現(xiàn)為具有圖1中所示的結(jié)構(gòu))，只是該常規(guī)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例被修改為使得預(yù)測濾波器可根據(jù)本發(fā)明使用預(yù)定的IIR系數(shù)選盤(選盤8)被配置(以及被自適應(yīng)地更新)。在這樣的更新期間，IIR濾波器系數(shù)集合(來自選盤8中包括的那些IIR濾波器系數(shù)集合)被選擇并且被用于配置IIR濾波器7，并且FIR濾波器9被配置為可接受地(或最佳地)與如此配置的濾波器7 —起操作。FIR濾波器9可與圖2的FIR濾波器59相同，只是從濾波器9的這樣的實(shí)現(xiàn)輸出的每個值是將響應(yīng)于相同輸入從濾波器59輸出的值的加性逆元(additiveinverse),(圖1的預(yù)測器5的)減法級6可取代圖2的減法級56，(圖1的預(yù)測器5的)減法級4可取代圖2的求和級61，(圖1的預(yù)測器5的)量化級10可與圖2的量化級60相同，并且(圖1的預(yù)測器5的)IIR濾波器7可與圖2的FIR濾波器57 (被連接在圖2中所示的反饋配置中)相同，只是從濾波器7的這樣的實(shí)現(xiàn)輸出的每個值是將響應(yīng)于相同輸入從濾波器57輸出的值的加性逆元。
[0048]接下來描述圖3的解碼器21。
[0049]典型地，多個信道的譯碼輸入數(shù)據(jù)采樣被斷言到解碼器21的輸入。每個信道典型地包括譯碼輸入音頻采樣流，并且可對應(yīng)于多信道音頻節(jié)目的不同信道(或者通過在編碼器中進(jìn)行再矩陣化而確定的信道的混合)。
[0050]解碼器21被配置為執(zhí)行以下功能:拆包操作(由圖3的拆包級23表示)、霍夫曼解碼操作(由霍夫曼解碼級25表示)、塊浮點(diǎn)表示解碼操作(由級27表示)、由級29表示的預(yù)測操作(包括預(yù)測采樣的產(chǎn)生和從預(yù)測采樣產(chǎn)生解碼采樣)、以及再矩陣化操作(由再矩陣化級41表示)。在一些實(shí)現(xiàn)中，解碼器21是被編程為以及被以其他方式配置為用軟件執(zhí)行這些功能(以及可選地附加功能)的數(shù)字信號處理器(DSP)。
[0051]解碼器21如下操作:
[0052]拆包級23對經(jīng)霍夫曼譯碼的值(來自編碼器I的譯碼器13)、所有側(cè)鏈字(來自編碼器I的各級)和濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)(來自編碼器I的預(yù)測器5)進(jìn)行拆包，并適當(dāng)?shù)靥峁┯糜谠诨舴蚵獯a器25中進(jìn)行處理的拆包的譯碼值、用于在預(yù)測器29中進(jìn)行處理的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)、以及用于在解碼器21的各級中進(jìn)行處理的側(cè)鏈字子集。級23可對確定所接收的經(jīng)霍夫曼譯碼的值的每個宏塊的大小(例如，微塊的數(shù)量)的值進(jìn)行拆包(每個宏塊的大小將確定應(yīng)按其重新配置(解碼器21的預(yù)測器29的)IIR濾波器31和FIR濾波器33的間隔)。
[0053]在霍夫曼解碼級25中，(通過執(zhí)行在編碼器I中執(zhí)行的霍夫曼譯碼操作的逆操作)對經(jīng)霍夫曼譯碼的值進(jìn)行解碼，并且將所得的霍夫曼解碼值提供給塊浮點(diǎn)表示解碼級27。
[0054]在塊浮點(diǎn)表示解碼級27中，(對霍夫曼解碼值的塊)執(zhí)行在編碼器I的級11中執(zhí)行的編碼操作的逆操作以恢復(fù)譯碼值\。每個值Vx等于由編碼器的預(yù)測器產(chǎn)生的量化殘差(每個量化殘差對應(yīng)于在編碼器I的再矩陣化級3中產(chǎn)生的譯碼采樣Sx)和譯碼采樣Sx的MSB的總和。量化殘差的值為Sx-Px，其中，Px是在編碼器I的預(yù)測器5中產(chǎn)生的Sx的預(yù)測值。譯碼值Vx被提供給預(yù)測器級29。實(shí)際上，由編碼器I的塊浮點(diǎn)級11的輸出確定的每個指數(shù)被添加回(也由級11的輸出確定的)相關(guān)塊的尾數(shù)。預(yù)測器29對此操作的結(jié)果進(jìn)行操作。
[0055]在預(yù)測器29中，F(xiàn)IR濾波器33典型地與圖1的編碼器I的IIR濾波器7相同，只是FIR濾波器33被連接在預(yù)測器29中的前饋配置中(而濾波器7被連接在編碼器I的預(yù)測器5中的反饋配置中)，并且IIR濾波器31典型地與圖1的編碼器I的FIR濾波器9相同，只是IIR濾波器31被連接在預(yù)測器29中的反饋配置中(而濾波器9被連接在編碼器I的預(yù)測器5中的前饋配置中)。在這樣的典型實(shí)施例中，濾波器7、9、31和33均被通過FIR濾波器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)(并且均可被認(rèn)為是FIR濾波器)，但是濾波器7和31中的每一個在本文中在被連接在反饋配置中時均被稱為“IIR”濾波器。
[0056]預(yù)測器29執(zhí)行以下操作:減法(由減法級30表示)、求和(由求和級34表示)、IIR濾波(由IIR濾波器31表示)、FIR濾波(由FIR濾波器33表示)、量化(由量化級32表示)、IIR濾波器31和FIR濾波器33的配置、以及濾波器31和33的配置的更新。響應(yīng)于濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)(來自編碼器的預(yù)測器5，在級23中被拆包)，預(yù)測器29用IIR系數(shù)選盤8的IIR系數(shù)集合中的選定的一個IIR系數(shù)集合配置FIR濾波器33 (這個系數(shù)集合典型地與在編碼器I中用于配置IIR濾波器7的系數(shù)集合相同)，并且典型地還用濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)中包括的(或者通過濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)以其他方式確定的)系數(shù)(這些系數(shù)典型地與在編碼器I中用于配置FIR濾波器9的系數(shù)相同)配置IIR濾波器31。如果濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)確定(而不是包括)將用于配置濾波器33的當(dāng)前IIR系數(shù)集合，則將當(dāng)前IIR系數(shù)集合從(圖3中的)預(yù)測器29的選盤8加載到濾波器33中(在這種情況下，圖3的選盤8與圖1中的預(yù)測器5的相同編號的選盤相同)。
[0057]如果濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)包括(而不是確定)將用于配置濾波器33的當(dāng)前IIR系數(shù)集合，則從解碼器21省略選盤8 (B卩，在解碼器21中不預(yù)存IIR系數(shù)選盤)，并且濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)本身用于配置濾波器33。如所指出的，在其中濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)確定(選盤8中的)IIR系數(shù)集合中的將用于配置濾波器33的一個IIR系數(shù)集合的替代實(shí)施例中，可從選盤8 (已被預(yù)存在解碼器21中)選擇這個IIR系數(shù)集合，并且可使用這個IIR系數(shù)集合來配置濾波器33。在任一情況下，F(xiàn)IR濾波器33 (在用于對已在具有濾波器7的預(yù)測器5中使用特定IIR系數(shù)集合被編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼時)被用相同的IIR系數(shù)集合配置。類似地，當(dāng)濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)包括已被用于配置(圖1的)預(yù)測器5的FIR濾波器9的FIR系數(shù)集合時，用這個FIR系數(shù)集合配置IIR濾波器31 (以供濾波器31用于對已在具有濾波器9的預(yù)測器5中使用相同的FIR系數(shù)被編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼)。FIR濾波器33 (和IIR濾波器31)的配置典型地響應(yīng)于每個新的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)集合被更新。
[0058]在可替代的解碼器實(shí)現(xiàn)(其中圖3的選盤8典型地與圖1的選盤8不相同，但是其中圖3的選盤8不包括用于配置濾波器31的預(yù)定IIR系數(shù)集合)中，預(yù)測器29可在配置模式(例如，與編碼器I的預(yù)測器5可操作執(zhí)行的配置模式相同類型的配置模式)下操作，以(根據(jù)本發(fā)明方法的任一實(shí)施例)從預(yù)定IIR系數(shù)選盤8選擇IIR系數(shù)集合中的一個IIR系數(shù)集合，并且用該選定的一個集合配置IIR濾波器31，并且典型地還相應(yīng)地配置FIR濾波器33 (例如，根據(jù)本發(fā)明方法的任一實(shí)施例)。在一些這樣的實(shí)現(xiàn)中，預(yù)測器29可操作為自適應(yīng)地更新濾波器31和33 (例如，根據(jù)本發(fā)明方法的任一實(shí)施例)。這個段落中描述的可替代的實(shí)現(xiàn)將不適合于無損地重構(gòu)已在無損編碼器中編碼的數(shù)據(jù)，除非它們可配置濾波器31和33以使得預(yù)測器29的配置與其在編碼器中的對應(yīng)部分的配置匹配以用于對被編碼器的這樣的配置中的預(yù)測器譯碼的采樣進(jìn)行解碼。
[0059]在包括IIR濾波器31和FIR濾波器33兩者的本發(fā)明的解碼器的任一實(shí)施例中，每次IIR濾波器31和FIR濾波器33中的一個的配置被確定(或更新)時，濾波器31和33中的另一個的配置就被確定(或更新)。在典型的情況下，這通過用(已被從編碼器接收并且在級23中被拆包)當(dāng)前濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)集合中包括的系數(shù)配置濾波器31和33兩者來進(jìn)行。在這些情況下，編碼器將所有需要的FIR和IIR系數(shù)傳輸給解碼器，使得解碼器不必執(zhí)行任何計算，并且不需要知道編碼器使用的IIR選盤(該IIR選盤可在任何時間改變，而不需要改變現(xiàn)有解碼器)。在這些情況下，(從編碼器到解碼器的)系數(shù)傳輸?shù)男枰湫偷貙Ξa(chǎn)生在編碼器中利用的IIR系數(shù)選盤的處理造成約束，因?yàn)榈湫偷卮嬖诳杀话l(fā)送給解碼器的IIR+FIR系數(shù)的最大數(shù)量，(編碼器的預(yù)測器和解碼器的預(yù)測器中)可使用的濾波器級的最大總數(shù)、以及可用于傳輸?shù)南禂?shù)的位的最大總數(shù)。
[0060]再次參照圖3的解碼器21，濾波器31和33被實(shí)現(xiàn)和配置為使得它們的響應(yīng)于(在級27中產(chǎn)生的)譯碼值Vx序列的組合輸出指示該序列中的預(yù)測的下一個譯碼值Vx。在級30中，預(yù)測器29從濾波器31的輸出的當(dāng)前值減去濾波器33的輸出的各當(dāng)前值，以產(chǎn)生預(yù)測值序列。在量化級32中，預(yù)測器29通過對在級30中產(chǎn)生的每個預(yù)測值執(zhí)行取整操作(例如，取整到最近整數(shù))來產(chǎn)生量化值序列。
[0061]在級34中，預(yù)測器29將濾波器31和33的組合輸出的各量化當(dāng)前值(從級32輸出的預(yù)測的下一個譯碼值Vx)添加到譯碼值Vx序列的各當(dāng)前值，以產(chǎn)生譯碼值Sx序列。
[0062]在級34中產(chǎn)生的每個譯碼值Sx是在編碼器的再矩陣化級3中產(chǎn)生(然后在編碼器I的預(yù)測器級5中經(jīng)受預(yù)測編碼)的譯碼的音頻采樣Sx中的對應(yīng)一個音頻采樣Sx的精確恢復(fù)版本。在預(yù)測器級29中產(chǎn)生的每個量化值Sx序列與在編碼器I的再矩陣化級3中產(chǎn)生的對應(yīng)的譯碼值Sx序列相同。
[0063]在預(yù)測器級29中產(chǎn)生的量化值Sx在再矩陣化級41中經(jīng)受再矩陣化。在再矩陣化級41中，對值Sx執(zhí)行已在編碼器I的級3中執(zhí)行的再矩陣化編碼的逆操作，以恢復(fù)最初被斷言到編碼器I的原始輸入音頻采樣。在圖3中被標(biāo)記為“輸出音頻采樣”的這些恢復(fù)采樣典型地包括多個信道的音頻采樣。
[0064]圖1系統(tǒng)的每個編碼級典型地產(chǎn)生它自己的側(cè)鏈數(shù)據(jù)。再矩陣化級3產(chǎn)生再矩陣化系數(shù)，預(yù)測器5產(chǎn)生更新的IIR濾波器系數(shù)集合，霍夫曼譯碼器13產(chǎn)生特定霍夫曼查找表的索引(以由應(yīng)該實(shí)現(xiàn)相同的查找表的解碼器21使用)，并且塊浮點(diǎn)表示級11產(chǎn)生每個采樣塊的主指數(shù)加上各個采樣尾數(shù)。封包級15實(shí)現(xiàn)從所有的編碼級獲取所有的側(cè)鏈數(shù)據(jù)并將它們?nèi)糠獍谝黄鸬闹鞣獍?。圖3解碼器中的拆包級23執(zhí)行逆操作(拆包操作)。
[0065]解碼器21的預(yù)測器級29將編碼器I實(shí)現(xiàn)的相同預(yù)測器應(yīng)用于(從級27)輸入到該預(yù)測器的值序列以預(yù)測該序列中的下一個值。在預(yù)測器級29的典型實(shí)現(xiàn)中，每個預(yù)測值被添加到從級27接收的對應(yīng)值，以重構(gòu)從編碼器I的再矩陣化級3輸出的譯碼采樣。解碼器21還執(zhí)行(在編碼器I中執(zhí)行的)霍夫曼譯碼和再矩陣化操作的逆操作以恢復(fù)被斷言到編碼器I的原始輸入采樣。[0066]圖1的系統(tǒng)優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為無損數(shù)字音頻譯碼器，并且解碼的輸出(在圖3的解碼器的兼容實(shí)現(xiàn)的輸出處生成)必須精確地逐位地與圖1系統(tǒng)的輸入匹配。本發(fā)明的編碼器和解碼器的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)(例如，圖1編碼器和圖3解碼器)共享用于以更緊湊的形式表達(dá)某些類的信號的共用協(xié)議，使得從編碼器輸出的譯碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率降低，但是解碼器可恢復(fù)輸入到編碼器的原始信號。
[0067]圖1系統(tǒng)的預(yù)測器5使用IIR濾波器和FIR濾波器(FIR濾波器9和IIR濾波器7)的組合。通過一起工作，濾波器基于先前的采樣來產(chǎn)生下一個音頻采樣的估計。從實(shí)際采樣減去該估計(在級6中)，導(dǎo)致被量化并且被斷言到級11以用于進(jìn)一步編碼的、振幅減小的殘差采樣。使用包括反饋濾波器和前饋濾波器(例如，IIR濾波器7和FIR濾波器9)兩者的預(yù)測濾波器的優(yōu)點(diǎn)是反饋濾波器和前饋濾波器中的每一個均可以在它最合適的信號狀況下是有效的。例如，F(xiàn)IR濾波器9可用比IIR濾波器7少的系數(shù)來補(bǔ)償信號譜中的峰值，而相反適用于信號譜中的突降?？商鎿Q地，本發(fā)明的預(yù)測濾波器(以及其中實(shí)現(xiàn)該預(yù)測濾波器的編碼器或解碼器)的一些實(shí)施例僅包括反饋(IIR)濾波器。
[0068]為了有效地起作用，本發(fā)明的預(yù)測器的實(shí)施例中的FIR濾波器和IIR濾波器的系數(shù)應(yīng)被選擇為匹配預(yù)測器的輸入信號的特性。存在用于在信號塊給定的情況下設(shè)計FIR濾波器的高效的標(biāo)準(zhǔn)例程(例如，萊文遜-德賓遞歸法)，但是不存在這樣的與FIR濾波器獨(dú)立的或合作地配置IIR濾波器的算法存在。為了允許根據(jù)本發(fā)明的一類實(shí)施例高效地選擇IIR濾波器系數(shù)(以配置預(yù)測器的IIR濾波器)，使用受約束的非線性優(yōu)化(例如，受約束的牛頓法和受約束的單純形方法中的一個或兩者)來產(chǎn)生限定IIR濾波器集合的預(yù)先計算的IIR濾波器系數(shù)集合的選盤。這個處理可能是耗時的，因?yàn)樗趯?shí)際使用選盤配置預(yù)測濾波器之前執(zhí)行。包括IIR濾波器系數(shù)集合(每個集合限定IIR濾波器)的選盤被使得可供實(shí)現(xiàn)將被配置的預(yù)測濾波器的系統(tǒng)(例如，編碼器)使用。典型地，選盤被儲存在系統(tǒng)(例如，編碼器)中，但是可替換地，它可被儲存在系統(tǒng)外部并且在需要時被訪問。選盤被儲存在其中的存儲器在本文中有時為了方便起見而被稱為選盤本身(例如，預(yù)測器5的選盤8是儲存已根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的選盤的存儲器)。選盤優(yōu)選地足夠小(充分短)，以至于編碼器可快速地嘗試通過選盤中的系數(shù)集合確定的每個IIR濾波器，并選擇工作得最好的一個IIR濾波器。在嘗試每個候選IIR濾波器之后，編碼器(其實(shí)現(xiàn)包括FIR濾波器以及該IIR濾波器的預(yù)測濾波器)可對(使用被用選定系數(shù)集合配置的IIR濾波器確定的)IIR殘差輸出執(zhí)行高效的萊文遜-德賓遞歸，以確定最佳的FIR濾波器系數(shù)集合。FIR濾波器和IIR濾波器被根據(jù)所確定的IIR配置和FIR配置的最好組合進(jìn)行配置，并且被用于生成預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)(例如，從圖1的預(yù)測級5傳送到級11的殘差的序列)。在可替代的編碼器實(shí)施例中，由所配置的預(yù)測濾波器生成的預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)(例如，由所配置的級5響應(yīng)于輸入到級5的每個采樣塊而生成的殘差)連同用于產(chǎn)生該數(shù)據(jù)的選定IIR濾波器系數(shù)(或者與識別選定IIR系數(shù)的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù))一起被傳輸?shù)浇獯a器，而不被進(jìn)一步編碼。
[0069]在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的編碼器(例如，圖1的編碼器I)被實(shí)現(xiàn)為以在以下意義上可變的采樣塊大小操作。例如，如以上結(jié)合濾波器7和9的配置的自適應(yīng)更新所指出的，編碼器I優(yōu)選地可操作為確定(在級3中產(chǎn)生的)譯碼采樣的多少個微塊要進(jìn)一步使用各確定的濾波器7和9的配置進(jìn)行編碼。在這樣的優(yōu)選實(shí)施例中，編碼器I有效地確定將使用各確定的濾波器7和9的配置被編碼的(在級3中產(chǎn)生的)譯碼采樣的“宏塊”的大小(而不更新配置)。例如，編碼器I的預(yù)測器5的優(yōu)選實(shí)施例可將要使用各確定的濾波器7和9的配置被編碼的(在級3中產(chǎn)生的)譯碼樣本的每個宏塊的大小確定為宏塊的數(shù)量N (其中，N在范圍I < N < 128內(nèi))。為了確定最佳數(shù)量N,預(yù)測器5可操作為:每一個米樣微塊(例如，由48個采樣組成)更新濾波器7和9 一次并對微塊序列中的每一個進(jìn)行濾波，然后每一 X個微塊的序列更新濾波器7和9 (例如，以本文描述的任一種方式)一次并對每一這樣的微塊組的序列進(jìn)行濾波，然后每一更大的微塊組更新濾波器7和9 一次并對這樣的更大的微塊組的序列中的每一個進(jìn)行濾波，在序列中依此類推(例如，直到一組128個微塊)，并且從所得的數(shù)據(jù)確定最佳的宏塊大小(每一宏塊的微塊的最佳數(shù)量N)。例如，最佳宏塊大小可以是這樣的微塊的最大數(shù)量:這些微塊可被分組在一起以在不會不可接受地增大由預(yù)測器5產(chǎn)生的殘差的RMS水平(或者由編碼器I產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)流(包括所有開銷數(shù)據(jù))的RMS水平)的情況下形成為各宏塊。
[0070]在一些實(shí)施例中，IIR濾波器7和FIR濾波器9的自適應(yīng)更新對于每一宏塊執(zhí)行一次(或Z次，其中，Z是某一確定數(shù))(例如，每將被編碼器I編碼的128個采樣微塊執(zhí)行一次)，但是不大于每將被編碼器I編碼的米樣微塊一次。在一些實(shí)施例中，對每個宏塊中的前X (例如，x=8)個采樣禁用編碼器I的編碼操作(可在編碼操作被禁用的時間段期間更新IIR濾波器7和FIR濾波器9)。每一宏塊的X個未被編碼的采樣被傳遞到解碼器。
[0071]例如為了優(yōu)化編碼效率，編碼器I的一些實(shí)施例限制預(yù)測濾波器配置的自適應(yīng)更新的事件之間的間隔(例如，允許濾波器7和9的更新發(fā)生的最大頻率)。每當(dāng)編碼器I (被實(shí)現(xiàn)為無損編碼器)中的IIR濾波器7被根據(jù)本發(fā)明重新配置時，在編碼器中就存在狀態(tài)變化，該狀態(tài)變化需要指示新狀態(tài)的開銷數(shù)據(jù)(側(cè)鏈數(shù)據(jù))被傳輸以允許解碼器21在解碼期間考慮每一狀態(tài)變化。然而，如果編碼器狀態(tài)變化由于不是IIR濾波器重新配置的某一原因而發(fā)生(例如，在開始處理新的采樣宏塊時發(fā)生的狀態(tài)變化)，則必須也將指示新狀態(tài)的開銷數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇獯a器21，使得此時可執(zhí)行濾波器7和9的重新配置，而不增加(或者不顯著地或可忍受地增加)必須傳輸?shù)拈_銷的量。因此，編碼器I的一些實(shí)施例被配置為:執(zhí)行連續(xù)性確定操作來確定何時存在編碼器狀態(tài)變化，并相應(yīng)地控制重新配置濾波器7和9的操作的定時(例如，使得濾波器7和9的重新配置被延緩，直到在新宏塊開始時發(fā)生狀態(tài)變化事件為止)。
[0072]接下來描述本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的優(yōu)選軟件實(shí)施例的四個方面。前兩個方面是用于產(chǎn)生將提供給編碼器以用于配置編碼器的預(yù)測濾波器(其中，預(yù)測濾波器包括IIR濾波器，并且可選地還包括FIR濾波器)的IIR濾波器系數(shù)的選盤的優(yōu)選方法(以及被編程為執(zhí)行該方法的系統(tǒng))。后兩個方面是用于使用該選盤來配置編碼器的預(yù)測濾波器的優(yōu)選方法(以及被編程為執(zhí)行該方法的系統(tǒng))，其中，預(yù)測濾波器包括IIR濾波器，并且可選地還包括FIR濾波器。
[0073]典型地，處理器(根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用固件或軟件適當(dāng)?shù)鼐幊?被操作為產(chǎn)生將提供給編碼器的IIR濾波器系數(shù)的主選盤。如上所述，可通過根據(jù)至少一個約束對輸入信號(例如，音頻數(shù)據(jù)采樣)的集合(“訓(xùn)練集合”)執(zhí)行非線性優(yōu)化來產(chǎn)生主選盤中的每個系數(shù)集合。因?yàn)檫@個處理可能得到不可接受的大的主選盤，所以可基于直方圖累計和由每個候選IIR濾波器對訓(xùn)練集合提供的最終改進(jìn)的某一組合來對主選盤執(zhí)行修剪處理(以從中挑選IIR系數(shù)集合，從而產(chǎn)生較小的最終的IIR系數(shù)集合選盤)。[0074]在典型的實(shí)施例中，如下地修剪主IIR系數(shù)選盤以得出最終選盤。對于(可能不同的)信號訓(xùn)練集合(可能不同于用于產(chǎn)生主選盤的訓(xùn)練集合)中的每個信號的每個信號采樣塊，對于主選盤中的每個候選IIR濾波器，使用萊文遜-德賓遞歸來計算對應(yīng)的FIR濾波器。對通過組合的候選IIR濾波器和FIR濾波器產(chǎn)生的殘差進(jìn)行評估，并且選擇這樣的IIR系數(shù)包括在最終選盤中，該IIR系數(shù)確定生成具有最低RMS水平的殘差信號的IIR濾波器和FIR濾波器的組合中的IIR濾波器(該選擇可以IIR/FIR濾波器組合的最大Q和所需精度為條件)?？衫鄯e每個濾波器的總使用率和最終改進(jìn)的直方圖。在處理了訓(xùn)練集合之后，從選盤剪除有效性最低的濾波器?？芍貜?fù)訓(xùn)練過程，直到取得所需大小的選盤為止。
[0075]在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明方法產(chǎn)生IIR濾波器系數(shù)的選盤，以使得通過選盤中的每個系數(shù)集合確定的每個IIR濾波器具有可從若干個不同的可能的階次選擇的階次。例如，考慮這樣的選盤中的IIR系數(shù)集合中的一個集合(“第一”集合)。第一集合對于配置在以下意義上具有可選的階次的IIR濾波器可以是有用的:(第一集合中的系數(shù)的)第一子集確定IIR濾波器的選定一階實(shí)現(xiàn)，并且(第一集合中的系數(shù)的)至少一個其他子集確定IIR濾波器的選定N階實(shí)現(xiàn)(其中，N為大于I的整數(shù)，例如，N=4以實(shí)現(xiàn)四階IIR濾波器)。在優(yōu)選實(shí)施例中，將使用選盤配置的預(yù)測濾波器(例如，由編碼器I的級5實(shí)現(xiàn)的預(yù)測濾波器的優(yōu)選實(shí)現(xiàn))包括IIR濾波器和FIR濾波器，并且在使用選盤配置預(yù)測濾波器期間，可根據(jù)以下約束來選擇這些濾波器的階次=IIR濾波器的階次在從O至X (包括X)(例如，X=4)的范圍內(nèi)，F(xiàn)IR濾波器的階次在從O至Y (例如，Y=12)的范圍內(nèi)，并且IIR濾波器和FIR濾波器的選定階次的總和最大可為Z (例如，Ζ=12)0
[0076]如所指出的，可通過根據(jù)至少一個約束對輸入信號(例如，音頻數(shù)據(jù)采樣)的集合(“訓(xùn)練集合”)執(zhí)行非線性優(yōu)化來產(chǎn)生選盤中的每個系數(shù)集合。在一些實(shí)施例中，這如下進(jìn)行(假設(shè)將使用選盤配置的預(yù)測濾波器將應(yīng)用FIR濾波器和IIR濾波器兩者來產(chǎn)生殘差)。對于每個采樣塊的每個優(yōu)化器遞歸的每個試驗(yàn)IIR系數(shù)集合，執(zhí)行萊文遜-德賓FIR設(shè)計例程來得出與通過該試驗(yàn)集合確定的IIR預(yù)測濾波器對應(yīng)的最佳FIR預(yù)測濾波器系數(shù)。IIR/FIR濾波器階次和IIR(以及對應(yīng)的FIR)系數(shù)值的最佳組合基于最小預(yù)測殘差來確定，受關(guān)于傳輸開銷、最大濾波器Q、數(shù)值系數(shù)精度和穩(wěn)定性的限制制約。對于試驗(yàn)集合中的每個信號，通過優(yōu)化確定的“最佳” IIR/FIR組合中包括的試驗(yàn)IIR系數(shù)集合被包括在主選盤中(如果不是已經(jīng)存在的話)。所述處理繼續(xù)對于整個訓(xùn)練集合中的每個信號將IIR系數(shù)集合累積在主選盤中。
[0077]用于使用根據(jù)本發(fā)明確定的IIR系數(shù)選盤來配置編碼器的預(yù)測濾波器(其中預(yù)測濾波器包括IIR濾波器和FIR濾波器)的優(yōu)選方法(以及被編程為執(zhí)行該方法的系統(tǒng))包括以下步驟:對于輸入數(shù)據(jù)集合的每個塊，應(yīng)用通過選盤中的系數(shù)集合確定的每個IIR濾波器來產(chǎn)生第一殘差；通過將萊文遜-德賓遞歸法應(yīng)用于第一殘差來確定每個IIR濾波器的最佳FIR濾波器配置(例如，以確定這樣的FIR配置，該FIR配置在被應(yīng)用于第一殘差時導(dǎo)致具有最低水平(例如，最低RMS水平)的預(yù)測殘差集合)，包括以下步驟:考慮系數(shù)傳輸開銷(例如，包括需要與每個預(yù)測殘差集合一起傳輸?shù)拈_銷，并且選擇最小化包括該開銷的預(yù)測殘差的水平的FIR配置);并用所確定的最佳的IIR系數(shù)和FIR系數(shù)的組合來配置預(yù)測濾波器。
[0078]用于使用根據(jù)本發(fā)明確定的IIR系數(shù)選盤來配置編碼器的預(yù)測濾波器(其中預(yù)測濾波器包括IIR濾波器和FIR濾波器)的優(yōu)選方法(以及被編程為執(zhí)行該方法的系統(tǒng))包括以下步驟:使用該選盤來確定IIR系數(shù)和FIR系數(shù)的最佳組合(根據(jù)本發(fā)明的任一實(shí)施例)；并且以(例如，通過使用最小二乘法優(yōu)化)考慮(優(yōu)選地以便最大化)輸出信號連續(xù)性的方式，使用所確定的IIR系數(shù)和FIR系數(shù)的最佳組合來設(shè)置預(yù)測濾波器的狀態(tài)。例如，如果用新近確定的IIR系數(shù)和FIR系數(shù)集合重新配置預(yù)測濾波器將需要進(jìn)行不可接受的開銷數(shù)據(jù)的傳輸(例如，向解碼器指示由重新配置而導(dǎo)致的狀態(tài)變化)，則可以不這樣做，或者可在與將被預(yù)測編碼的新的采樣宏塊的開始時的狀態(tài)變化一致的時間用新確定的IIR系數(shù)和FIR系數(shù)集合來重新配置預(yù)測濾波器。
[0079]為了使得能夠?qū)嶋H使用反饋預(yù)測器(包括預(yù)測濾波器的預(yù)測器，該預(yù)測濾波器包括反饋濾波器，增加或不增加前饋預(yù)測)，包括該預(yù)測器的編碼器被提供根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例預(yù)先計算的反饋濾波器系數(shù)的列表(“選盤”)。當(dāng)新的濾波器將被選擇時，編碼器僅需(對于輸入數(shù)據(jù)值集合，例如，音頻數(shù)據(jù)采樣塊)嘗試通過該選盤確定的每個反饋(I IR)濾波器以確定最佳選擇，如果選盤不太大，這通常是快速計算。例如，預(yù)測器的最佳系數(shù)集合可通過下述方式來確定，即，嘗試選盤中的每個系數(shù)集合，并且選擇導(dǎo)致具有最低RMS水平的殘差信號的系數(shù)集合作為“最佳”系數(shù)集合(其中，對于每個系數(shù)集合，通過將用所述集合配置的預(yù)測濾波器應(yīng)用于輸入信號(例如，將被編碼的輸入信號或者具有與將被編碼的輸入信號類似的特性的另一信號)來產(chǎn)生殘差信號)。典型地，最好是最小化殘差的RMS水平，因?yàn)檫@將允許塊浮點(diǎn)處理器(或其他編碼級)最小化由此產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)的位。
[0080]在一些實(shí)施例中，用于選擇用于多級編碼器中的預(yù)測編碼器的FIR/IIR濾波器配置的最佳組合(或最佳IIR濾波器配置)的方法(其中，該多級編碼器包括其他編碼級(例如，塊浮點(diǎn)和霍夫曼譯碼級)以及預(yù)測編碼器)考慮將所有的編碼級(包括預(yù)測器)應(yīng)用于輸入信號的結(jié)果(其中，預(yù)測編碼器被用通過選盤確定的每個候選IIR系數(shù)集合配置)。選定的FIR/IIR濾波器系數(shù)組合(或最佳IIR系數(shù)集合)可以是導(dǎo)致來自多級編碼器的被完全編碼的輸出的最終數(shù)據(jù)率最低的一個組合。然而，因?yàn)檫@樣的計算可能耗時，所以僅預(yù)測編碼級的輸出的RMS水平(也考慮了側(cè)鏈開銷)可用作用于確定用于這樣的多級編碼器的預(yù)測編碼器級的最佳FIR/IIR濾波器系數(shù)組合(或最佳IIR系數(shù)集合)的準(zhǔn)則。
[0081]此外，因?yàn)榫幋a器中的預(yù)測濾波器的重新配置(以實(shí)現(xiàn)新的IIR濾波器系數(shù)集合或IIR和FIR濾波器系數(shù)集合)可能引入將提高編碼器的輸出的數(shù)據(jù)率的短暫的瞬態(tài)，所以在確定預(yù)測濾波器的預(yù)計重新配置的定時時，有時優(yōu)選的是考慮與每個這樣的瞬態(tài)相關(guān)聯(lián)的開銷。
[0082]如以上所指出的，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中遞歸方法(例如，萊文遜-德賓遞歸)用于確定用于配置預(yù)測濾波器的FIR濾波器的FIR濾波器系數(shù)集合，其中，預(yù)測濾波器包括FIR濾波器和IIR濾波器兩者，并且IIR濾波器系數(shù)集合(用于配置IIR濾波器)已經(jīng)被確定(例如，通過使用本發(fā)明方法的任一實(shí)施例)。在這個背景下，F(xiàn)IR濾波器可以是N階前饋預(yù)測濾波器，并且遞歸方法可將采樣(例如，通過將用所確定的IIR濾波器系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的采樣)的塊取作輸入，并使用遞歸計算來確定用于FIR濾波器的最佳FIR濾波器系數(shù)集合。這些系數(shù)從它們最小化殘差信號的均方誤差的意義上來講可以是最佳的。遞歸期間(在它收斂到確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合之前)的每次迭代典型地采用不同的FIR濾波器系數(shù)集合(本文中有時被稱為“候選” FIR濾波器系數(shù)“集合”)。在一些情況下，遞歸可以以找到最佳的I階預(yù)測器系數(shù)開始，然后使用這些I階預(yù)測器系數(shù)來找到最佳的2階預(yù)測器系數(shù)，然后使用這些2階預(yù)測器系數(shù)來找到最佳的3階預(yù)測器系數(shù)，依此類推，直到用于N階前饋預(yù)測器濾波器的最佳濾波器系數(shù)集合被確定為止。
[0083]在典型的實(shí)施例中，本發(fā)明系統(tǒng)包括被用軟件(或固件)編程為和/或被以其他方式配置為執(zhí)行本發(fā)明方法的實(shí)施例的通用或?qū)Ｓ锰幚砥?。適合于處理預(yù)期的輸入數(shù)據(jù)(例如，音頻采樣)的數(shù)字信號處理器(DSP)對于許多應(yīng)用將是優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明系統(tǒng)是通用處理器，該通用處理器被耦合以接收指示波形信號采樣(例如，音頻采樣)的輸入數(shù)據(jù)，并且被(用合適的軟件)編程為通過執(zhí)行本發(fā)明方法的實(shí)施例來響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)(例如，產(chǎn)生IIR濾波器系數(shù)選盤，和/或?qū)?shù)據(jù)采樣執(zhí)行預(yù)測濾波操作并且自適應(yīng)地更新用于執(zhí)行濾波的預(yù)測濾波器的IIR濾波器和FIR濾波器的配置)。在一些實(shí)現(xiàn)中，本發(fā)明系統(tǒng)是編碼器(被實(shí)現(xiàn)為DSP)、解碼器(被實(shí)現(xiàn)為DSP)、或者被編程為和/或被以其他方式配置為對指示波形信號采樣(例如，音頻采樣)的數(shù)據(jù)執(zhí)行本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一 DSP。
[0084]圖4是計算機(jī)可讀光學(xué)盤50的正視圖，在該計算機(jī)可讀光學(xué)盤50上儲存有用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的實(shí)施例(例如，用于產(chǎn)生IIR濾波器系數(shù)選盤和/或?qū)?shù)據(jù)采樣執(zhí)行預(yù)測濾波操作并自適應(yīng)地更新用于執(zhí)行濾波的預(yù)測濾波器的IIR濾波器和FIR濾波器的配置)的代碼。例如，所述代碼可被處理器執(zhí)行以產(chǎn)生IIR濾波器系數(shù)選盤(例如，選盤8)。或者，所述代碼可被加載到編碼器I的實(shí)施例中以將編碼器I編程為對數(shù)據(jù)采樣執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的預(yù)測濾波操作(在預(yù)測器5中)，以及根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例自適應(yīng)地更新IIR濾波器7和FIR濾波器9的配置，或者可被加載到解碼器21的實(shí)施例中以將解碼器21編程為對數(shù)據(jù)采樣執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的預(yù)測濾波操作(在預(yù)測器29中)，以及根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例自適應(yīng)地更新IIR濾波器31和FIR濾波器33的配置。
[0085]盡管本文已描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例和本發(fā)明的應(yīng)用，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白，在不脫離本文描述和要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍的情況下，可對本文描述的實(shí)施例和應(yīng)用進(jìn)行許多改變。應(yīng)該理解，盡管已示出并描述了本發(fā)明的某些形式，但是本發(fā)明不限于所描述和所示出的具體實(shí)施例或者所描述的具體方法。
【權(quán)利要求】
1.一種用于使用預(yù)定的IIR系數(shù)集合選盤來配置包括IIR濾波器和FIR濾波器的預(yù)測濾波器的方法，所述方法包括以下步驟: (a)對于該選盤中的IIR系數(shù)集合中的每一個IIR系數(shù)集合產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)，所述配置數(shù)據(jù)指示通過將用所述每一個IIR系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生滿足預(yù)定準(zhǔn)則的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合； (b)通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在IIR濾波器被用所述選定IIR系數(shù)集合配置的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出；和 (c)用所述最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器并用所述選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器，從而配置預(yù)測濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(a)包括以下步驟:將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生具有最低水平的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)
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3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(a)包括以下步驟:將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為滿足準(zhǔn)則的最佳組合的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合，其中，所述準(zhǔn)則之一是具有最低水平的配置數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器被包括在能夠操作為通過對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)的編碼器中，所述方法還包括以下步驟: 操作所述編碼器以在至少一個輸出處用指示所述選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)來斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)是所述選定IIR系數(shù)集合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(a)包括以下步驟:將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生A+B具有最低值的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合，其中，A指示配置數(shù)據(jù)的水平，B是識別IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(a)包括以下步驟:將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生A+B具有最低值的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合，其中，A指示配置數(shù)據(jù)的水平，B是識別IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量加上對已使用由IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合配置的預(yù)測濾波器被編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器被包括在能夠操作為通過對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)的無損編碼器中，并且包括解碼器預(yù)測濾波器的無損解碼器能夠操作為對編碼的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以恢復(fù)輸入數(shù)據(jù)，其中，所述解碼器預(yù)測濾波器包括IIR濾波器和FIR濾波器，所述方法還包括以下步驟: 操作所述編碼器以在至少一個輸出處用指示選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)；和 響應(yīng)于濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)來配置無損解碼器的解碼器預(yù)測濾波器，包括用選定IIR系數(shù)集合配置所述解碼器預(yù)測濾波器的IIR濾波器和FIR濾波器中的一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器被包括在能夠操作為通過對輸入音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來產(chǎn)生編碼的輸出音頻數(shù)據(jù)的無損音頻數(shù)據(jù)編碼器中，所述方法還包括以下步驟: 操作無損音頻數(shù)據(jù)編碼器以在至少一個輸出處用指示選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)。
10.一種用于使用預(yù)定的IIR濾波器系數(shù)集合選盤來配置包括IIR濾波器的預(yù)測濾波器的方法，所述方法包括以下步驟: (a)對于選盤中的IIR系數(shù)集合中的每一個IIR系數(shù)集合產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)，所述配置數(shù)據(jù)指示通過將用所述每一個IIR系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生A+B具有最低值的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合，其中，A指示配置數(shù)據(jù)的水平，B是作為用IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器的結(jié)果必須產(chǎn)生的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量；和 (b)用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，B是識別IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器還包括FIR濾波器，所述方法還包括以下步驟: (c)在步驟(a)之后，通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在IIR濾波器被用所述選定IIR系數(shù)集合配置的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并且其中， 步驟(b)包括以下步驟:用所述最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器并用所述選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器，從而配置預(yù)測濾波器。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，B是識別IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量加上對已使用由IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合配置的預(yù)測濾波器被編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器還包括FIR濾波器，所述方法還包括以下步驟: (c)在步驟(a)之后，通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在IIR濾波器被用所述選定IIR系數(shù)集合配置的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并且其中， 步驟(b)包括以下步驟:用所述最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器并用所述選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器，從而配置預(yù)測濾波器。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器被包括在能夠操作為通過對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)的編碼器中，所述方法還包括以下步驟: 操作所述編碼器以在至少一個輸出處用指示所述選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)來斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)是所述選定IIR系數(shù)集合。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器被包括在能夠操作為通過對輸入音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來產(chǎn)生編碼的輸出音頻數(shù)據(jù)的無損音頻數(shù)據(jù)編碼器中，所述方法還包括以下步驟: 操作無損音頻數(shù)據(jù)編碼器以在至少一個輸出處用指示選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)來斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)。
18.一種用于使用預(yù)定的IIR濾波器系數(shù)集合選盤來配置包括IIR濾波器的預(yù)測濾波器的方法，所述方法包括以下步驟: (a)對于該選盤中的IIR系數(shù)集合中的每一個IIR系數(shù)集合產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)，所述配置數(shù)據(jù)指示通過將用所述每一個IIR系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生滿足預(yù)定準(zhǔn)則的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合； (b)用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器；和 (c)根據(jù)至少一個定時約束每次以更新的輸入數(shù)據(jù)來重復(fù)步驟(a)和(b)，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)所述至少一個定時約束的預(yù)測濾波器的配置的自適應(yīng)更新。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器被包括在能夠操作為通過對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)的無損編碼器中，并且其中，步驟(C)包括以下步驟:執(zhí)行連續(xù)性確定操作以確定編碼器何時經(jīng)歷狀態(tài)變化，并響應(yīng)于連續(xù)性確定操作的結(jié)果來控制IIR濾波器的重新配置的定時。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器包括FIR濾波器，所述方法還包括以下步驟: (d)在步驟(a)之后，通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在IIR濾`波器被用所述選定IIR系數(shù)集合配置的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并且其中， 步驟(b)包括以下步驟:用所述最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器并用所述選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器，從而配置預(yù)測濾波器。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器包括FIR濾波器，所述方法還包括以下步驟: (d)在步驟(a)之后，通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在IIR濾波器被用所述選定IIR系數(shù)集合配置的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并且其中， 步驟(b)包括以下步驟:用所述最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器并用所述選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器，從而配置預(yù)測濾波器。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器被包括在能夠操作為通過對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)的編碼器中，所述方法還包括以下步驟: 操作所述編碼器以在至少一個輸出處用指示所述選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)來斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)是所述選定IIR系數(shù)集口 ο
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述預(yù)測濾波器被包括在能夠操作為通過對輸入音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來產(chǎn)生編碼的輸出音頻數(shù)據(jù)的無損音頻數(shù)據(jù)編碼器中，所述方法還包括以下步驟: 操作無損音頻數(shù)據(jù)編碼器以在至少一個輸出處用指示選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)來斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)。
25.一種用于對輸入信號的訓(xùn)練集合執(zhí)行非線性優(yōu)化以產(chǎn)生用于配置IIR預(yù)測濾波器的IIR濾波器系數(shù)選盤的方法，其中，所述選盤包括至少兩個IIR濾波器系數(shù)集合，每個集合由足以確定IIR預(yù)測濾波器的系數(shù)組成，所述方法包括以下步驟: (a)通過根據(jù)至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個IIR濾波器系數(shù)集合；和 (b)通過根據(jù)所述至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的另一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個其他IIR濾波器系數(shù)集合。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，步驟(a)包括以下步驟:通過根據(jù)至少兩個約束執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的所述至少一個IIR濾波器系數(shù)集合，并且其中，步驟(b)包括以下步驟:通過根據(jù)所述至少兩個約束執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的所述至少一個其他IIR濾波器系數(shù)集合。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述約束包括以下中的至少兩個:最佳預(yù)測、最大濾波器Q、振鈴、數(shù)值系數(shù)精度、傳輸開銷和濾波器穩(wěn)定性約束。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，步驟(a)包括以下步驟:通過根據(jù)所述至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的所述一個輸入信號執(zhí)行牛頓優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)聚合中的所述至少一個IIR濾波器系數(shù)集合。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述 的方法，其中，步驟(a)包括以下步驟:通過根據(jù)所述至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的所述一個輸入信號執(zhí)行單純形優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的所述至少一個IIR濾波器系數(shù)集合。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，步驟(a)包括以下步驟:通過根據(jù)所述至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的所述一個輸入信號執(zhí)行牛頓優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的一個IIR濾波器系數(shù)集合，并且通過根據(jù)所述至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的所述一個輸入信號執(zhí)行單純形優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的另一個IIR濾波器系數(shù)集合。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，其中，所述至少一個約束是選盤中的每個IIR濾波器系數(shù)必須由不多于X位組成的要求。
32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，包括以下步驟: (c)確定包括IIR濾波器系數(shù)集合的初始選盤，其中，初始選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合是IIR濾波器系數(shù)候選集合，并且每個候選集合足以確定候選IIR濾波器；和 (d)執(zhí)行從初始選盤挑選IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個的修剪處理，從而確定所述選盤， 其中，步驟(d)包括以下步驟: 對于信號集合中的每個信號的多個采樣塊中的每個塊，對于每個候選集合，使用遞歸來確定與通過所述每個候選集合確定的候選IIR濾波器對應(yīng)的FIR濾波器；和 對通過包括候選IIR濾波器中的一個候選IIR濾波器和與所述一個候選IIR濾波器對應(yīng)的FIR濾波器的每個濾波器組合產(chǎn)生的殘差進(jìn)行評估，并選擇用于包括在選盤中的每個候選集合，所述用于包括在選盤中的每個候選集合確定產(chǎn)生滿足預(yù)定準(zhǔn)則的殘差的一個所述濾波器組合的候選IIR濾波器。
33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，通過選盤中的對應(yīng)IIR濾波器系數(shù)集合確定的至少一個所述IIR預(yù)測濾波器具有可選階次，所述IIR濾波器系數(shù)集合中的第一 IIR濾波器系數(shù)子集確定IIR預(yù)測濾波器的選定一階實(shí)現(xiàn)，并且所述IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個其他IIR濾波器系數(shù)子集確定IIR預(yù)測濾波器的選定N階實(shí)現(xiàn)，其中，N是大于I的整數(shù)。
34.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述IIR預(yù)測濾波器包括FIR濾波器和IIR濾波器兩者，并且被配置為響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生殘差，并且其中，步驟(a)包括以下步驟: 對于訓(xùn)練集合中的每個信號的多個采樣塊中的每個塊，以及對于所述塊的優(yōu)化遞歸的每個試驗(yàn)IIR系數(shù)集合，執(zhí)行遞歸操作來得出與通過所述試驗(yàn)集合確定的候選IIR濾波器對應(yīng)的最佳FIR濾波器系數(shù)；和 對通過將包括一個所述候選IIR濾波器和與該一個所述候選IIR濾波器對應(yīng)的最佳FIR濾波器的每個濾波器組合應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而確定的殘差進(jìn)行評估，并選擇用于包括在選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合，所述用于包括在選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合確定產(chǎn)生殘差的該一個所述濾波器組合的候選IIR濾波器滿足預(yù)定準(zhǔn)則。
35.一種編碼器,包括: 預(yù)測濾波器，所述預(yù)測濾波器包括IIR濾波器和FIR濾波器，其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)；和 子系統(tǒng)，所述子系統(tǒng)與預(yù)測濾波器耦合，并且被配置為響應(yīng)于經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)，` 其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠在配置模式下操作，在所述配置模式下，預(yù)測濾波器使用預(yù)定的IIR系數(shù)集合選盤來配置IIR濾波器和FIR濾波器，包括以下步驟: 對于該選盤中的IIR系數(shù)集合中的每一個IIR系數(shù)集合產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)，所述配置數(shù)據(jù)指示通過將用所述每一個IIR系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生滿足預(yù)定準(zhǔn)則的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合； 通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在IIR濾波器被用所述選定IIR系數(shù)集合配置的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出；和 用所述最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器并用所述選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器，從而配置預(yù)測濾波器。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的編碼器，其中，所述子系統(tǒng)被配置為在至少一個輸出處用指示選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的編碼器，其中，所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)是選定IIR系數(shù)集合。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的編碼器，其中，所述編碼器是無損編碼器，并且所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于音頻數(shù)據(jù)采樣來產(chǎn)生經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的編碼器，其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠在所述配置模式下操作，以將IIR系數(shù)集合中將IIR濾波器配置為產(chǎn)生A+B具有最低值的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合，其中，A指示配置數(shù)據(jù)的水平，B是識別IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的編碼器，其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠在所述配置模式下操作，以將IIR系數(shù)集合中將IIR濾波器配置為產(chǎn)生A+B具有最低值的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合，其中，A指示配置數(shù)據(jù)的水平，B是識別IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量加上對已使用用IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合配置的預(yù)測濾波器編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量。
41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的編碼器，其中，所述IIR濾波器系數(shù)集合選盤包括至少兩個IIR濾波器系數(shù)集合，每個集合由足以確定IIR預(yù)測濾波器的系數(shù)組成，并且所述選盤已通過對輸入信號訓(xùn)練集合執(zhí)行非線性優(yōu)化而被預(yù)先確定，包括以下步驟: (a)通過根據(jù)至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個IIR濾波器系數(shù)集合；和 (b)通過根據(jù)所述至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的另一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個其他IIR濾波器系數(shù)集合。
42.一種編碼器,包括: 預(yù)測濾波器，所述預(yù)測濾波器包括IIR濾波器，其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)；和 子系統(tǒng)，所述子系統(tǒng)與預(yù)測濾波器耦合，并且被配置為響應(yīng)于經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)， 其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠在配置模式下操作，在所述配置模式下，預(yù)測濾波器使用預(yù)定的IIR系數(shù)集合選 盤來配置IIR濾波器，包括以下步驟: 對于選盤中的每個IIR系數(shù)集合產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)，所述配置數(shù)據(jù)指示通過將用所述每個IIR系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生A+B具有最低值的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合，其中，A指示配置數(shù)據(jù)的水平，B是作為用IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器的結(jié)果必須產(chǎn)生的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量；和 用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的編碼器，其中，所述預(yù)測濾波器還包括FIR濾波器，并且所述預(yù)測濾波器被配置為能夠在所述配置模式下操作，以通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并且用最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器以及用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器，從而配置預(yù)測濾波器。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的編碼器，其中，B是識別IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量。
45.根據(jù)權(quán)利要求42所述的編碼器，其中，B是識別IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量加上對已使用用IIR系數(shù)集合中的所述一個IIR系數(shù)集合配置的預(yù)測濾波器編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼所需的側(cè)鏈數(shù)據(jù)的量。
46.根據(jù)權(quán)利要求42所述的編碼器，其中，所述子系統(tǒng)被配置為在至少一個輸出處用指示選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的編碼器，其中，所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)是選定IIR系數(shù)集合。
48.根據(jù)權(quán)利要求42所述的編碼器，其中，所述編碼器是無損編碼器，并且所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于音頻數(shù)據(jù)采樣來產(chǎn)生經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)。
49.根據(jù)權(quán)利要求42所述的編碼器，其中，所述IIR濾波器系數(shù)集合選盤包括至少兩個IIR濾波器系數(shù)集合，每個集合由足以確定IIR濾波器的系數(shù)組成，并且所述選盤已通過對輸入信號訓(xùn)練集合執(zhí)行非線性優(yōu)化而被預(yù)先確定，包括以下步驟: (a)通過根據(jù)至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個IIR濾波器系數(shù)集合；和 (b)通過根據(jù)所述至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的另一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個其他IIR濾波器系數(shù)集合。
50.—種編碼器,包括: 預(yù)測濾波器，所述預(yù)測濾波器包括IIR濾波器，其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)；和 子系統(tǒng)，所述子系統(tǒng)與預(yù)測濾波器耦合，并且被配置為響應(yīng)于經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生編碼的輸出數(shù)據(jù)， 其中，所述預(yù)測濾波器被配置為通過使用預(yù)定的IIR系數(shù)集合選盤來自適應(yīng)地更新IIR濾波器，包括以下步驟: (a)對于該選盤中的IIR系數(shù)集合中的每一個IIR系數(shù)集合產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)，所述配置數(shù)據(jù)指示通過將用所述每一個IIR系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生滿足預(yù)定準(zhǔn)則的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合； (b)用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器；和 (c)根據(jù)至少一個定時約束每次以更新的數(shù)據(jù)來重復(fù)步驟(a)和(b)，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)所述至少一個定時約束的預(yù)測濾波器的自適應(yīng)更新。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的編碼器，其中，所述編碼器是無損編碼器，并且所述預(yù)測濾波器被配置為:執(zhí)行連續(xù)性確定操作以確定編碼器何時經(jīng)歷狀態(tài)變化，并響應(yīng)于連續(xù)性確定操作的結(jié)果來控制IIR濾波器的重新配置的定時。
52.根據(jù)權(quán)利要求50所述的編碼器，其中，所述預(yù)測濾波器還包括FIR濾波器，并且所述預(yù)測濾波器被配置為自適應(yīng)地更新IIR濾波器，包括以下步驟: 在步驟(a)之后，通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并且其中， 步驟(b)包括以下步驟:用最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器，并用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器，從而配置預(yù)測濾波器。
53.根據(jù)權(quán)利要求50所述的編碼器，其中，所述子系統(tǒng)被配置為在至少一個輸出處用指示選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)斷言編碼的輸出數(shù)據(jù)。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的編碼器，其中，所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)是選定IIR系數(shù)集合。
55.根據(jù) 權(quán)利要求50所述的編碼器，其中，所述編碼器是無損編碼器，并且所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于音頻數(shù)據(jù)采樣來產(chǎn)生經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)。
56.根據(jù)權(quán)利要求50所述的編碼器，其中，所述IIR濾波器系數(shù)集合選盤包括至少兩個IIR濾波器系數(shù)集合，每個集合由足以確定IIR濾波器的系數(shù)組成，并且所述選盤已通過對輸入信號訓(xùn)練集合執(zhí)行非線性優(yōu)化而被預(yù)先確定，包括以下步驟: (a)通過根據(jù)至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個IIR濾波器系數(shù)集合；和 (b)通過根據(jù)所述至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的另一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個其他IIR濾波器系數(shù)集合。
57.一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)儲存用于將處理器編程為對輸入信號訓(xùn)練集合執(zhí)行非線性優(yōu)化以產(chǎn)生用于配置IIR預(yù)測濾波器的IIR濾波器系數(shù)選盤的代碼，其中，所述選盤包括至少兩個IIR濾波器系數(shù)集合，每個集合由足以確定IIR預(yù)測濾波器的系數(shù)組成，包括以下步驟: (a)通過根據(jù)至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個IIR濾波器系數(shù)集合；和 (b)通過根據(jù)所述至少一個約束對訓(xùn)練集合中的輸入信號中的另一個輸入信號執(zhí)行非線性優(yōu)化來確定選盤中的IIR濾波器系數(shù)集合中的至少一個其他IIR濾波器系數(shù)集合。
58.一種解碼器，所述解碼器被耦合以接收指示選定IIR系數(shù)集合的濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)，其中，所述選定IIR系數(shù)集合已由編碼器從IIR系數(shù)集合選盤選擇，所述解碼器還被耦合以接收編碼的數(shù)據(jù)，并且所述解碼器包括: 解碼子系統(tǒng)，所述解碼子系統(tǒng)被配置為響應(yīng)于所述編碼的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生部分解碼的數(shù)據(jù)；和` 預(yù)測濾波器，所述預(yù)測濾波器與所述子系統(tǒng)耦合，并且包括IIR濾波器和FIR濾波器，其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于所述部分解碼的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)，并且所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)來用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器和FIR濾波器中的一個。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的解碼器，其中，所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)是選定IIR系數(shù)集合。
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的解碼器，其中，所述預(yù)測濾波器的IIR濾波器是反饋配置中的有限脈沖響應(yīng)濾波器，所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)也指示FIR系數(shù)集合，并且所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為用所述FIR系數(shù)集合配置IIR濾波器并且響應(yīng)于所述濾波器系數(shù)數(shù)據(jù)來用選定IIR系數(shù)集合配置FIR濾波器。
61.根據(jù)權(quán)利要求58所述的解碼器，其中，所述解碼器是無損解碼設(shè)備。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的解碼器，其中，所述子系統(tǒng)被配置為能夠操作為響應(yīng)于音頻數(shù)據(jù)采樣來產(chǎn)生所述部分解碼的數(shù)據(jù)。
63.一種解碼器，包括: 解碼子系統(tǒng)，所述解碼子系統(tǒng)被配置為響應(yīng)于編碼的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生部分解碼的數(shù)據(jù)；和 預(yù)測濾波器，所述預(yù)測濾波器與所述子系統(tǒng)耦合，并且包括IIR濾波器和FIR濾波器，其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于所述部分解碼的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)，并且所述預(yù)測濾波器被配置為能夠在配置模式下操作，在所述配置模式下，所述預(yù)測濾波器使用預(yù)定的IIR系數(shù)集合選盤來配置所述IIR濾波器和所述FIR濾波器，包括以下步驟:(a)對于選盤中的IIR系數(shù)集合中的每一個IIR系數(shù)集合產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)，所述配置數(shù)據(jù)指示通過將用所述每一個IIR系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生滿足預(yù)定準(zhǔn)則的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合； (b)通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出；和 (c)用最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器，并用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的解碼器，其中，所述解碼器是無損解碼設(shè)備。
65.根據(jù)權(quán)利要求63所述的解碼器，其中，所述子系統(tǒng)被配置為能夠操作為響應(yīng)于音頻數(shù)據(jù)采樣來產(chǎn)生所述部分解碼的數(shù)據(jù)。
66.—種解碼器,包括: 解碼子系統(tǒng)，所述解碼子系統(tǒng)被配置為響應(yīng)于編碼的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生部分解碼的數(shù)據(jù)；和 預(yù)測濾波器，所述預(yù)測濾波器與所述子系統(tǒng)耦合，并且包括IIR濾波器，其中，所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為響應(yīng)于所述部分解碼的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生經(jīng)預(yù)測濾波的數(shù)據(jù)，并且所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為使用預(yù)定的IIR系數(shù)集合選盤來配置所述IIR濾波器，包括以下步驟: (a)對于選盤中的IIR系 數(shù)集合中的每一個IIR系數(shù)集合產(chǎn)生配置數(shù)據(jù)，所述配置數(shù)據(jù)指示通過將用所述每一個IIR系數(shù)集合配置的IIR濾波器應(yīng)用于輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并將IIR系數(shù)集合中的將IIR濾波器配置為產(chǎn)生滿足預(yù)定準(zhǔn)則的配置數(shù)據(jù)的一個IIR系數(shù)集合識別為選定IIR系數(shù)集合； (b)用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器；和 (c)根據(jù)至少一個定時約束每次以更新的輸入數(shù)據(jù)來重復(fù)步驟(a)和(b)，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)所述至少一個定時約束的預(yù)測濾波器的配置的自適應(yīng)更新。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的解碼器，其中，所述預(yù)測濾波器還包括FIR濾波器，并且所述預(yù)測濾波器被配置為能夠操作為: 通過對測試數(shù)據(jù)執(zhí)行遞歸操作來確定最佳FIR濾波器系數(shù)集合，所述測試數(shù)據(jù)指示通過在用選定IIR系數(shù)集合配置IIR濾波器的情況下將預(yù)測濾波器應(yīng)用于數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的輸出，并且 用最佳FIR系數(shù)集合配置FIR濾波器。
68.根據(jù)權(quán)利要求66所述的解碼器，其中，所述解碼器是無損解碼設(shè)備。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的解碼器，其中，所述子系統(tǒng)被配置為能夠操作為響應(yīng)于音頻數(shù)據(jù)采樣來產(chǎn)生部分解碼的數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G10L19/00GK103534752SQ201280007778
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月16日
【發(fā)明者】馬克·F·戴維斯 申請人:杜比實(shí)驗(yàn)室特許公司