對線性預測編碼系數進行量化的設備、聲音編碼設備、對線性預測編碼系數進行反量化的 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種量化設備，包括：量化路徑確定器，在輸入信號的量化之前，基于標準從包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑確定路徑作為輸入信號的量化路徑；第一量化器，如果第一路徑被確定為輸入信號的量化路徑，則對輸入信號進行量化；第二量化器，如果第二路徑被確定為輸入信號的量化路徑，則對輸入信號進行量化。
【專利說明】對線性預測編碼系數進行量化的設備、聲音編碼設備、對線性預測編碼系數進行反量化的設備、聲音解碼設備及其電子裝置
【技術領域】
[0001]與本公開一致的設備、裝置和產品涉及線性預測編碼系數的量化和反量化，更具體地講，涉及用于以低復雜度有效地對線性預測編碼系數進行量化的設備、采用所述量化設備的聲音編碼設備、用于對線性預測編碼系數進行反量化的設備、采用所述反量化設備的聲音解碼設備及其電子裝置。
【背景技術】
[0002]在用于對聲音(諸如，語音或音頻)進行編碼的系統(tǒng)中，線性預測編碼(LPC)系數用于表示聲音的短時頻率特性。以按照幀為單位劃分輸入聲音并按照幀使預測誤差的能量最小化的樣式，獲得LPC系數。然而，由于LPC系數具有大的動態(tài)范圍并且所使用的LPC濾波器的特性對于LPC系數的量化誤差非常敏感，因此LPC濾波器的穩(wěn)定性沒有保證。
[0003]因此，通過將LPC系數轉換為具有以下特性的其他系數來執(zhí)行量化:易于檢查濾波器的穩(wěn)定性，有益于進行插值，并具有好的量化特性。主要首選的是通過將LPC系數轉換為線譜頻率(LSF)系數或導抗譜頻率(ISF)系數來執(zhí)行量化。具體地講，對LPC系數進行量化的方法可通過使用頻域和時域中的LSF系數的高幀間相關性來增加量化增益。
[0004]LSF系數指示短時聲音的頻率特性，并且對于輸入聲音的頻率特性快速變化的幀，所述幀的LSF系數也快速變化。然而，對于使用LSF系數的高幀間相關性的量化器，由于無法針對快速變化的幀執(zhí)行適當的預測，因此量化器的量化性能降低。

【發(fā)明內容】

[0005]技術問題
[0006]一方面在于提供一種用于以低復雜度有效地對線性預測編碼(LPC)系數進行量化的設備、采用該量化設備的聲音編碼設備、用于對LPC系數進行反量化的設備、采用反量化設備的聲音解碼設備及其電子裝置。
[0007]根據一個或更多個示例性實施例的方面，提供一種量化設備，包括:量化路徑確定單元，在輸入信號的量化之前，基于標準將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一確定為輸入信號的量化路徑；第一量化單元，如果第一路徑被確定為輸入信號的量化路徑，則對輸入信號進行量化；第二量化單元，如果第二路徑被確定為輸入信號的量化路徑，則對輸入信號進行量化。
[0008]根據一個或更多個示例性實施例的另一方面，提供一種編碼設備，包括:編碼模式確定單元，確定輸入信號的編碼模式；量化單元，在輸入信號的量化之前，基于標準將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一確定為輸入信號的量化路徑，并通過根據確定的量化路徑使用第一量化方案和第二量化方案之一來對輸入信號進行量化；變量模式編碼單元，在編碼模式下對量化的輸入信號進行編碼；參數編碼單元，產生包括以下項的比特流:在第一量化單元中量化的結果和在第二量化單元中量化的結果之一、輸入信號的編碼模式和與輸入信號的量化相關的路徑信息。
[0009]根據一個或更多個示例性實施例的另一方面，提供一種反量化設備，包括:反量化路徑確定單元，基于包括在比特流中的量化路徑信息將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一確定為線性預測編碼(LPC)參數的反量化路徑；第一反量化單元，如果第一路徑被確定為LPC參數的反量化路徑，則對LPC參數進行反量化；第二反量化單元，如果第二路徑被選擇為LPC參數的反量化路徑，則對LPC參數進行反量化，其中，在編碼端，在輸入信號的量化之前，量化路徑信息基于標準被確定。
[0010]根據一個或更多個示例性實施例的另一方面，提供一種解碼設備，包括:參數解碼單元，對包括在比特流中的線性預測編碼(LPC)參數和編碼模式進行解碼；反量化單元，通過基于包括在比特流中的量化路徑信息使用不使用幀間預測的第一反量化方案和使用幀間預測的第二反量化方案之一，來對解碼的LPC參數進行反量化；變量模式解碼單元，在解碼的編碼模式下，對反量化的LPC參數進行解碼，其中，在編碼端，在輸入信號的量化之前，量化路徑信息基于標準被確定。
[0011]根據一個或更多個示例性實施例的另一方面，提供一種電子裝置，包括:通信單兀，接收聲音信號和編碼的比特流中的至少一個，或發(fā)送編碼的聲音信號和恢復的聲音中的至少一個；編碼模塊，在接收的聲音信號的量化之前，基于標準將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一選作接收的聲音信號的量化路徑，通過根據選擇的量化路徑使用第一量化方案和第二量化方案之一對接收的聲音信號進行量化，在編碼模式下對量化的聲音信號進行編碼。
[0012]根據一個或更多個示例性實施例的另一方面，提供一種電子裝置，包括:通信單兀，接收聲音信號和編碼的比特流中的至少一個，或發(fā)送編碼的聲音信號和恢復的聲音中的至少一個；解碼模塊，對包括在比特流中的線性預測編碼(LPC)參數和編碼模式進行解碼，通過基于包括在比特流中的路徑信息使用不使用幀間預測的第一反量化方案和使用幀間預測的第二反量化方案之一來對解碼的LPC參數進行反量化，在解碼的編碼模式下對反量化的LPC參數進行解碼，其中，在編碼端，在聲音信號的量化之前，路徑信息基于標準被確定。
[0013]根據一個或更多個示例性實施例的另一方面，提供一種電子裝置，包括:通信單兀，接收聲音信號和編碼的比特流中的至少一個，或發(fā)送編碼的聲音信號和恢復的聲音中的至少一個；編碼模塊，在接收的聲音信號的量化之前，基于標準將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一選作接收的聲音信號的量化路徑，通過根據選擇的量化路徑使用第一量化方案和第二量化方案之一對接收的聲音信號進行量化，在編碼模式下對量化的聲音信號進行編碼；解碼模塊，對包括在比特流中的線性預測編碼(LPC)參數和編碼模式進行解碼，通過基于包括在比特流中的路徑信息使用不使用幀間預測的第一反量化方案和使用幀間預測的第二反量化方案之一來對解碼的LPC參數進行反量化，在解碼的編碼模式下對反量化的LPC參數進行解碼。
[0014]有益效果
[0015]根據本發(fā)明構思，為了有效地對音頻信號或語音信號進行量化，通過應用根據音頻信號或語音信號的特性的多個編碼模式，并根據應用于編碼模式中的每個的壓縮率來將各種數量的比特分配給音頻信號或語音信號，可在編碼模式中的每個選擇具有低復雜度的
最佳量化器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過參照附圖詳細描述示例性實施例，上述和其他方面將會變得更加清楚，其中:
[0017]圖1是根據示例性實施例的聲音編碼設備的框圖；
[0018]圖2A至圖2D是圖1的聲音編碼設備的編碼模式選擇器能夠選擇的各種編碼模式的示例；
[0019]圖3是根據示例性實施例的線性預測編碼(LPC)系數量化器的框圖；
[0020]圖4是根據示例性實施例的加權函數確定器的框圖；
[0021]圖5是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0022]圖6是根據示例性實施例的量化路徑選擇器的框圖；
[0023]圖7A和圖7B是示出根據示例性實施例的圖6的量化路徑選擇器的操作的流程圖；
[0024]圖8是根據另一示例性實施例的量化路徑選擇器的框圖；
[0025]圖9示出在編解碼器服務被提供時在網絡端能夠發(fā)送的關于信道狀態(tài)的信息；
[0026]圖10是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0027]圖11是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0028]圖12是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0029]圖13是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0030]圖14是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0031]圖15是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0032]圖16A和圖16B是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0033]圖17A至圖17C是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0034]圖18是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0035]圖19是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0036]圖20是根據另一示例性實施例的LPC系數量化器的框圖；
[0037]圖21是根據示例性實施例的量化器類型選擇器的框圖；
[0038]圖22是示出根據示例性實施例的量化器類型選擇方法的操作的流程圖；
[0039]圖23是根據示例性實施例的聲音解碼設備的框圖；
[0040]圖24是根據示例性實施例的LPC系數反量化器的框圖；
[0041]圖25是根據另一示例性實施例的LPC系數反量化器的框圖；
[0042]圖26是根據示例性實施例的圖25的LPC系數反量化器中的第一反量化方案和第二反量化方案的示例的框圖；
[0043]圖27是示出根據示例性實施例的量化方法的流程圖；
[0044]圖28是示出根據示例性實施例的反量化方法的流程圖；
[0045]圖29是根據示例性實施例的包括編碼模塊的電子裝置的框圖；
[0046]圖30是根據示例性實施例的包括解碼模塊的電子裝置的框圖；[0047]圖31是根據示例性實施例的包括編碼模塊和解碼模塊的電子裝置的框圖。【具體實施方式】
[0048]本發(fā)明構思可允許各種類型的改變或修改和形式上的各種改變，并且將在附圖中示出具體的示例性實施例，并在說明書中對其進行詳細描述。然而，應理解具體示例性實施例沒有將本發(fā)明構思限制為具體公開的形式，而是包括在本發(fā)明構思的精神和技術范圍內的每個修改的、等同的或替代的實施例。在以下描述中，由于公知的功能或構造以不必要的細節(jié)使本發(fā)明不清楚，因此不對公知的功能或構造進行詳細描述。
[0049]雖然諸如“第一”和“第二”的術語可用于描述各種元件，但所述元件不能被所述術語限制。所述術語可用于使特定元件與另一元件區(qū)分開。
[0050]在本申請中使用的術語僅用于描述具體示例性實施例，并不具有任何限制本發(fā)明構思的意圖。雖然在考慮本發(fā)明構思的功能時將當前盡可能廣泛使用的一般術語選作本發(fā)明構思中使用的術語，但它們可根據本領域的普通技術人員的意圖、先前使用或新技術的出現而變化。另外，在具體情況下，可使用由 申請人:有意地選擇的術語，在這種情況下，將在相應的描述中公開所述術語的意義。因此，在本發(fā)明構思中使用的術語不應由術語的簡單名稱限定而應由術語的意義和本發(fā)明構思的內容來限定。
[0051]除非在上下文中單數的表達和復數的表達清楚地彼此不同，否則單數的表達包括復數的表達。在本申請中，應理解，諸如“包括”和“具有”的術語用于指示應用的特征、數量、步驟、操作、元件、部件或它們的組合的存在，而不預先排除一個或更多個其他特征、數量、步驟、操作、元件、部件或它們的組合的存在或添加的可能性。
[0052]現將參照示出本發(fā)明的示例性實施例的附圖更全面地描述本發(fā)明構思。附圖中的相同的標號表示相同的元件，因此將省略它們的重復描述。
[0053]當諸如“…中的至少一個”的表述位于一列元件之后時，其修飾整列元件而不是修飾列表中的單個元件。
[0054]圖1是根據示例性實施例的聲音編碼設備100的框圖。
[0055]圖1中示出的聲音編碼設備100可包括預處理器(例如，中央處理單元(CPU))111、頻譜和線性預測(LP)分析器113、編碼模式選擇器115、線性預測編碼(LPC)系數量化器117、變量模式編碼器119和參數編碼器121。聲音編碼設備100的組件中的每個可通過被集成到至少一個模塊中通過至少一個處理器(例如，中央處理單元(CPU))來實現。應注意，聲音可指示音頻、語音或其組合。為便于描述，以下描述將聲音稱作語音。然而，將理解可對任何聲音進行處理。
[0056]參照圖1，預處理器111可對輸入的語音信號進行預處理。在預處理處理中，可從語音信號去除非期望的頻率分量，或者可將語音信號的頻率特性調整為有益于編碼。詳細地，預處理器111可執(zhí)行高通濾波、預加重、或采樣轉換。
[0057]頻譜和LP分析器113可通過分析頻域的特性或對經過預處理的語音信號執(zhí)行LP分析來提取LPC系數。雖然通常對每一幀執(zhí)行一次LP分析，但可對每一幀執(zhí)行兩次或更多次LP分析以用于額外的聲音質量提高。在這種情況下，一個LP分析是如同傳統(tǒng)的LP分析一樣執(zhí)行的對于幀尾的LP,其他可以是用于聲音質量提高的中間子幀(mid-subframe)的LP0在這種情況下，當前幀的幀尾指示形成當前幀的子幀中的最終的子幀，先前幀的幀尾指示形成先前幀的子幀中的最終的子幀。例如，一個幀可由4個子幀組成。
[0058]中間子幀指示在作為先前幀的幀尾的最終的子幀與作為當前幀的幀尾的最終的子幀之間存在的子幀中的一個或更多個子幀。因此，頻譜和LP分析器113可提取總共兩個或更多個LPC系數的集合。當輸入信號是窄帶時，LPC系數可使用10階，當輸入信號是寬帶時，LPC系數可使用16至20階。然而，LPC系數的維數不限于此。
[0059]編碼模式選擇器115可選擇與多速率一致的多個編碼模式中一個。另外，編碼模式選擇器115可通過使用語音信號的特性選擇多個編碼模式中的一個，其中，從頻域的頻帶信息、基頻信息或分析信息獲得所述特性。另外，編碼模式選擇器115可通過使用語音信號的特性和多速率來選擇多個編碼模式中的一個。
[0060]LPC系數量化器117可對由頻譜和LP分析器113提取的LPC系數進行量化。LPC系數量化器117可通過將LPC系數轉換為適合于量化的其他系數來執(zhí)行量化。LPC系數量化器117可在語音信號的量化之前基于第一標準選擇包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑中的一個作為語音信號的量化路徑，并根據選擇的量化路徑通過使用第一量化方案和第二量化方案中的一個來對語音信號進行量化?？蛇x擇地，LPC系數量化器117可針對用于不使用幀間預測的第一量化方案的第一路徑和使用幀間預測的第二量化方案的第二路徑兩者對LPC系數進行量化，并基于第二標準選擇第一路徑和第二路徑中的一個的量化結果。第一標準和第二標準可以彼此相同或彼此不同。
[0061]變量模式編碼器119可通過對由LPC系數量化器117量化的LPC系數進行編碼來產生比特流。變量模式編碼器119可在由編碼模式選擇器115選擇的編碼模式下對量化的LPC系數進行編碼。變量模式編碼器119可以以幀或子幀為單位對LPC系數的激勵信號進行編碼。
[0062]變量模式編碼器119中使用的編碼算法的示例可以是代碼激勵線性預測(CELP)或代數CELP (ACELP)0可根據編碼模式額外地使用變換編碼算法。用于在CELP算法中對LPC系數進行編碼的代表參數是自適應碼本索引、自適應碼本增益、固定碼本索引和固定碼本增益。由變量模式編碼器119編碼的當前幀可被存儲用于對隨后的幀進行編碼。
[0063]參數編碼器121可對將由用于解碼的解碼端使用的參數進行編碼以將其包括在比特流中。如果與編碼模式相應的參數被編碼，則這是有益的。由參數編碼器121產生的比特流可被存儲或發(fā)送。
[0064]圖2A至圖2D是由圖1的聲音編碼設備100的編碼模式選擇器115能夠選擇的各種編碼模式的示例。圖2A和圖2C是在分配用于量化的比特的數量為大的情況(B卩，高比特率的情況)下分類的編碼模式的示例，圖2B和圖2D是在分配用于量化的比特的數量為小的情況(即，低比特率的情況)下分類的編碼模式的示例。
[0065]首先，在高比特率的情況下，如圖2A所示，可將語音信號分類為用于簡單結構的通用編碼(GC)模式和過渡編碼(TC)模式。在這種情況下，GC模式包括清音編碼(UC)模式和池音編碼(VC)模式。在高比特率的情況下，如圖2C所示，可進一步包括不活躍的編碼(Inactive Coding (IC))模式和音頻編碼(AC)模式。
[0066]另外，在低比特率的情況下，如圖2B所示，可將語音信號分類為GC模式、UC模式、VC模式和TC模式。另外，在低比特率的情況下，如圖2D所示，可進一步包括IC模式和AC模式。[0067]在圖2A和圖2C中，當語音信號是清音(unvoiced sound)或具有與清音類似的特性的噪聲時，可選擇UC模式。當語音信號是池音(voiced sound)時,可選擇VC模式。TC模式可用于對語音信號的特性快速變化的變換間隔的信號進行編碼。GC模式可用于對其他信號進行編碼。UC模式、VC模式、TC模式和GC模式基于ITU-T G.718中公開的定義和分類標準，但不限于此。
[0068]在圖2B和圖2D中，IC模式可被選擇用于沉默的聲音(silent sound)，并且在語音信號的特性接近于音頻時，AC模式可被選擇。
[0069]可根據語音信號的頻帶進一步對編碼模式進行分類。語音信號的頻帶可被分類為例如窄帶(NB)、寬帶(WB)、超寬帶(SWB)和全頻帶(FB)。NB可具有約300Hz到約3400Hz的頻帶或約50Hz到約4000Hz的頻帶，WB可具有約50Hz到約7000Hz的頻帶或約50Hz到約8000Hz的頻帶，SWB可具有約50Hz到約14000Hz的頻帶或約50Hz到約16000Hz的頻帶，FB可具有達到約20000Hz的頻帶。這里，為了方便設置了與帶寬相關的數值，所述數值不限于此。另外，頻帶的分類可被設置得比以上描述簡單或比以上描述復雜。
[0070]圖1的變量模式編碼器119可通過使用與圖2A至圖2D中示出的編碼模式相應的不同的編碼算法對LPC系數進行編碼。當編碼模式的類型和編碼模式的數量被確定時，碼本會需要通過使用與確定的編碼模式相應的語音信號來再次被訓練。
[0071]表1示出在4種編碼模式的情況下的量化方案和結構的示例。這里，不使用幀間預測的量化方法可被稱為安全網方案，并且使用幀間預測的量化方法可被稱為預測方案。另外，VQ表示矢量量化器，BC-TCQ表示塊約束(block-constrained)網格編碼量化器。
[0072]表1
[0073][表 I]
[0074]
編碼校式_暈化方案I結構`
UC, NB/WB_
VC, NB/WB安全_VQ+BC-TCQ 幀_預測
__M_+BC-TCQ幀內預測
GC, NB/WB安全_VQ+BC-TCQ 幀_預測
__mm_+BC-TCQ幀內預測
TC, NB/WB:+安全MIVQ+BC-TCQ
[0075]
[0076]編碼模式可根據應用的比特率而改變。如上所述，為了使用兩種編碼模式以高比特率對LPC系數進行量化，在GC模式下每幀可使用40比特或41比特，在TC模式下每幀可使用46比特。
[0077]圖3是根據示例性實施例的LPC系數量化器300的框圖。
[0078]圖3中示出的LPC系數量化器300可包括第一系數轉換器311、加權函數確定器313、導抗譜頻率(ISF)/線譜頻率(LSF)量化器315和第二系數轉換器317。LPC系數量化器300的組件中的每個可通過至少一個處理器(例如，中央處理單元(CPU))通過將其集成到至少一個模塊中來實現。
[0079]參照圖3，第一系數轉換器311可將通過對語音信號的當前幀或先前幀的幀尾執(zhí)行LP分析而提取的LPC系數轉換為另一格式的系數。例如，第一系數轉換器311可將當前幀或先前幀的幀尾的LPC系數轉換為LSF系數和ISF系數中的任意一種格式。在這種情況下，ISF系數或LSF系數指示LPC系數可容易地被量化的格式的示例。
[0080]加權函數確定器313可通過使用從LPC系數轉換的ISF系數或LSF系數來確定與關于當前幀的幀尾和先前幀的幀尾的LPC系數的重要性相關的加權函數。可在選擇量化路徑或搜索在量化中加權誤差被最小化的碼本索引的處理中使用的確定的加權函數。例如，加權函數確定器313可確定按照幅度的加權函數和按照頻率的加權函數。
[0081]另外，加權函數確定器313可通過考慮頻帶、編碼模式和頻譜分析信息中的至少一個來確定加權函數。例如，加權函數確定器313可導出對于編碼模式的最優(yōu)加權函數。另夕卜，加權函數確定器313可導出對于頻帶的最優(yōu)加權函數。另外，加權函數確定器313可基于語音信號的頻率分析信息導出最優(yōu)加權函數。頻率分析信息可包括頻譜傾斜信息。以下將更詳細地描述加權函數確定器313。
[0082]ISF/LSF量化器315可對從當前幀的幀尾的LPC系數轉換的ISF系數或LSF系數進行量化。ISF/LSF量化器315可獲得在輸入的編碼模式下的最優(yōu)量化索引。ISF/LSF量化器315可通過使用由加權函數確定器313確定的加權函數來對ISF系數或LSF系數進行量化。ISF/LSF量化器315可在使用由加權函數確定器313確定的加權函數時通過選擇多個量化路徑之一，來對ISF系數或LSF系數進行量化。作為量化的結果，可獲得關于當前幀的幀尾的ISF系數或LSF系數的量化索引以及量化的ISF (QISF)系數或量化的LSF (QLSF)系數。
[0083]第二系數轉換器317可將QISF系數或QLSF系數轉換為量化的LPC (QLPC)系數。
[0084]現將描述LPC系數的矢量量化和加權函數之間的關系。
[0085]矢量量化指示考慮矢量中的所有項具有相同的重要性，通過使用平方誤差距離測量，來選擇具有最小誤差的碼本索引的處理。然而，由于重要性在LPC系數中的每個中不同，因此，如果重要的系數的誤差減小，則最終合成的信號的感知質量會增加。因此，當LSF系數被量化時，解碼設備可通過將表示LSF系數中的每個的重要性的加權函數應用到平方誤差距離測量并選擇最佳碼本索引，來增加合成信號的性能。
[0086]根據示例性實施例，可基于ISF系數或LSF系數中的每個實際影響頻譜包絡通過使用ISF系數或LSF系數的頻率信息和實際的頻譜幅度來確定按照幅度的加權函數。根據示例性實施例，可通過考慮感知特性和頻域的共振峰分布將按照幅度的加權函數和按照頻率的加權函數進行組合來獲得額外的量化效率。根據示例性實施例，由于使用了頻域的實際的幅度，因此可充分地反映所有頻率的包絡信息，并可正確地導出ISF系數或LSF系數中的每個的權重。
[0087]根據示例性實施例，當從LPC系數轉換的ISF系數或LSF系數的矢量量化被執(zhí)行時，如果每個系數的重要性不同，則指示矢量中的哪一項相對更重要的加權函數可被確定。另外，能夠通過分析將被編碼的幀的頻譜來對高能部分加權更多的加權函數可被確定，以提高編碼的準確度。高頻譜能量指示時域中的高相關性。
[0088]描述將這樣的加權函數應用到誤差函數的示例。[0089]首先，如果輸入信號的變化大，則當在不使用幀間預測的情況下執(zhí)行量化時，用于通過QISF系數來搜索碼本索引的誤差函數可由下面的等式I來表示。否則，如果輸入信號的變化小時，則當使用幀間預測執(zhí)行量化時，用于通過QISF系數搜索碼本索引的誤差函數可由等式2來表示。碼本索引指示用于使相應的誤差函數最小化的值。
【權利要求】
1.一種量化設備，包括:
量化路徑確定單元，在輸入信號的量化之前，基于標準將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一確定為輸入信號的量化路徑； 第一量化單元，如果第一路徑被確定為輸入信號的量化路徑，則對輸入信號進行量化； 第二量化單元，如果第二路徑被確定為輸入信號的量化路徑，則對輸入信號進行量化。
2.如權利要求1所述的量化設備，其中，第一量化單元包括第一量化器和第二量化器，其中，第一量化器用于粗略地對輸入信號進行量化，第二量化器用于精確地對輸入信號和第一量化器的輸出信號之間的量化誤差信號進行量化。
3.如權利要求1所述的量化設備，其中，第一量化單元包括多級矢量量化器(MSVQ)和格多級矢量量化器(LVQ)，其中，MSVQ用于對輸入信號進行量化，LVQ用于對指示在輸入信號和MSVQ的輸出信號之間確定的誤差的誤差信號進行量化。
4.如權利要求1所述的量化設備，其中，第二量化單元包括幀間預測器和具有幀內預測器的塊約束網格編碼量化器(BC-TCQ)，其中，幀間預測器執(zhí)行輸入信號的幀間預測，BC-TCQ對預測誤差進行量化。
5.如權利要求4所述的量化設備，其中，BC-TCQ通過使用加權失真來確定量化索引。
6.如權利要求1所述的量化設備，其中，所述標準根據輸入信號的特性包括預測模式和預測誤差中的至少一個。
7.如權利要求6所述的量化設備，其中，所述標準還包括傳輸信道狀態(tài)。
8.如權利要求6所述的量化設備，其中，所述標準還包括編碼比特率、輸入信號的帶寬和內部采樣頻率中的至少一個。
9.如權利要求6所述的量化設備，其中，通過使用當前幀的信號、先前幀的信號和與輸入信號的重要性相關的加權函數，來獲得預測誤差。
10.如權利要求9所述的量化設備，其中，通過使用輸入信號的頻帶、編碼模式和頻譜分析信息中的至少一個來確定加權函數。
11.如權利要求6所述的量化設備，其中，當輸入信號非平穩(wěn)時，第一路徑被選擇。
12.如權利要求6所述的量化設備，其中，當輸入信號平穩(wěn)時，第一路徑和第二路徑之一基于預測誤差被選擇。
13.如權利要求1所述的量化設備，其中，量化路徑確定單元執(zhí)行以下功能: 確定輸入信號的預測模式； 通過使用輸入信號的預測模式將第一路徑或第二路徑選作輸入信號的量化路徑； 如果沒有通過使用輸入信號的預測模式確定輸入信號的量化路徑，則對從當前幀和先前幀獲得的第一預測誤差與第一閾值進行比較； 如果第一預測誤差大于或等于第一閾值，則將第一路徑選作輸入信號的量化路徑， 如果第一預測誤差不大于且不等于第一閾值，則將第二路徑選作輸入信號的量化路徑。
14.如權利要求13所述的量化設備，其中，量化路徑確定單元還執(zhí)行以下功能: 如果在先前幀中發(fā)生誤差，則對從當前幀和先前幀獲得的第二預測誤差與第二閾值進行比較；如果第二預測誤差大于或等于第二閾值，則將第一路徑選作輸入信號的量化路徑，如果第二預測誤差不大于且不等于第二閾值，則將第二路徑選作輸入信號的量化路徑。
15.—種量化設備,包括: 量化路徑確定單元，在線性預測編碼(LPC)系數的量化之前，基于標準將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一確定為LPC系數的量化路徑; 第一量化單元，如果第一路徑被確定為LPC系數的量化路徑，則對LPC系數進行量化； 第二量化單元，如果第二路徑被確定為LPC系數的量化路徑，則對LPC系數進行量化； 其中，第一量化單元包括多級矢量量化器(MSVQ)和格多級矢量量化器(LVQ)，其中，MSVQ用于對LPC系數進行量化，LVQ用于對在LPC系數和MSVQ的輸出之間的誤差進行量化， 第二量化單元包括幀間預測器和具有幀內預測器的塊約束網格編碼量化器(BC-TCQ)，其中，幀間預測器用于執(zhí)行LPC系數的幀間預測，BC-TCQ用于對預測誤差進行量化。
16.—種反量化設備,包括: 反量化路徑確定單元，基于包括在比特流中的量化路徑信息將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一確定為線性預測編碼(LPC)參數的反量化路徑； 第一反量化單元，如果第一路徑被確定為LPC參數的反量化路徑，則對LPC參數進行反量化； 第二反量化單元，如果第二路徑被選擇為LPC參數的反量化路徑，則對LPC參數進行反量化； 其中，在編碼端，在輸入信號的量化之前，量化路徑信息基于標準被確定。
17.如權利要求16所述的反量化設備，其中，第一反量化單元包括粗略地對LPC參數進行反量化的第一反量化器以及精確地對LPC參數進行反量化的第二反量化器。
18.—種反量化設備,包括: 反量化路徑確定單元，基于包括在比特流中的量化路徑信息將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一確定為線性預測編碼(LPC)參數的反量化路徑； 第一反量化單元，如果第一路徑被確定為LPC參數的反量化路徑，則對LPC參數進行反量化； 第二反量化單元，如果第二路徑被選擇為LPC參數的反量化路徑，則對LPC參數進行反量化； 其中，第一反量化單元包括多級矢量量化器(MSVQ)和格多級矢量量化器(LVQ)，其中，MSVQ通過使用第一碼本索引對LPC參數進行反量化，LVQ通過使用第二碼本索引對LPC參數進行反量化， 第二反量化單元包括具有幀內預測器的塊約束網格編碼量化器(BC-TCQ)和幀間預測器，其中，BC-TCQ通過使用第三碼本索引對LPC參數進行反量化。
19.一種編碼設備,包括: 編碼模式確定單元，確定輸入信號的編碼模式；量化單元，在輸入信號的量化之前，基于標準將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一確定為輸入信號的量化路徑，并通過根據確定的量化路徑使用第一量化方案和第二量化方案之一來對輸入信號進行量化； 變量模式編碼單元，在編碼模式下對量化的輸入信號進行編碼； 參數編碼單元，產生包括以下項的比特流:在第一量化單元中量化的結果和在第二量化單元中量化的結果之一、輸入信號的編碼模式和與輸入信號的量化相關的路徑信息。
20.—種解碼設備,包括: 參數解碼單元，對包括在比特流中的線性預測編碼(LPC)參數和編碼模式進行解碼；反量化單元，通過基于包括在比特流中的量化路徑信息使用不使用幀間預測的第一反量化方案和使用幀間預測的第二反量化方案之一，來對解碼的LPC參數進行反量化；變量模式解碼單元，在解碼的編碼模式下，對反量化的LPC參數進行解碼， 其中，在編碼端，在輸入信號的量化之前，量化路徑信息基于標準被確定。
21.如權利要求20所述的解碼設備，其中，第一反量化單元包括多級矢量量化器(MSVQ)和格多級矢量量化器(LVQ)，其中，MSVQ通過使用第一碼本索引對LPC參數進行反量化，LVQ通過使用第二碼本索引對LPC參數進行反量化。
22.如權利要求20所述的解碼設備，其中，第二反量化單元包括具有幀內預測器的塊約束網格編碼量化器(BC-TCQ)和幀間預測器，其中，BC-TCQ通過使用第三碼本索引對LPC參數進行反量化。
23.—種解碼設備,包括: 參數解碼單元，對包括在比特流中的線性預測編碼(LPC)參數和編碼模式進行解碼；反量化單元，通過基于包括在比特流中的量化路徑信息使用不使用幀間預測的第一反量化方案和使用幀間預測的第二`反量化方案之一，來對解碼的LPC參數進行反量化；變量模式解碼單元，在解碼的編碼模式下，對反量化的LPC參數進行解碼， 其中，第一反量化方案包括多級矢量量化器(MSVQ)和格多級矢量量化器(LVQ)，其中，MSVQ通過使用第一碼本索引對LPC參數進行反量化，LVQ通過使用第二碼本索引對LPC參數進行反量化， 第二反量化方案包括具有幀內預測器的塊約束網格編碼量化器(BC-TCQ)和幀間預測器，其中，BC-TCQ通過使用第三碼本索引對LPC參數進行反量化。
24.—種量化設備,包括: 第一量化單元，通過使用不使用幀間預測的第一量化方案對輸入信號進行量化； 第二量化單元，通過使用使用幀間預測的第二量化方案對輸入信號進行量化； 量化路徑確定單元，通過使用由第一量化方案獲得的量化的失真和由第二量化方案獲得的量化的失真，來選擇第一量化方案和第二量化方案的輸出之一， 其中，第一量化方案包括多級矢量量化器(MSVQ)和格多級矢量量化器(LVQ)，其中，MSVQ對輸入信號進行量化，LVQ對在輸入信號和MSVQ的輸出信號之間的誤差信號進行量化， 第二量化方案包括幀間預測器和具有幀內預測器的塊約束網格編碼量化器(BC-TCQ)，其中，幀間預測器執(zhí)行輸入信號的幀間預測，BC-TCQ對預測誤差進行量化。
25.一種電子裝置，包括:通信單元，接收聲音信號和編碼的比特流中的至少一個，或發(fā)送編碼的聲音信號和恢復的聲音中的至少一個； 編碼模塊，在接收的聲音信號的量化之前，基于標準將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一選作接收的聲音信號的量化路徑，通過根據選擇的量化路徑使用第一量化方案和第二量化方案之一對接收的聲音信號進行量化，在編碼模式下對量化的聲音信號進行編碼。
26.如權利要求25所述的電子裝置，其中，第一量化方案包括第一量化器和第二量化器，其中，第一量化器用于粗略地對接收的聲音信號進行量化，第二量化器用于精確地對接收的聲音信號和第一量化器的輸出信號之間的量化誤差信號進行量化。
27.如權利要求25所述的電子裝置，其中，第一量化方案包括多級矢量量化器(MSVQ)和格多級矢量量化器(LVQ)，其中，MSVQ對接收的聲音信號進行量化，LVQ對接收的聲音信號和MSVQ的輸出信號之間的誤差信號進行量化。
28.如權利要求25所述的電子裝置，其中，第二量化方案包括幀間預測器和具有幀內預測器的塊約束網格編碼量化器(BC-TCQ)，其中，幀間預測器執(zhí)行接收的聲音信號的幀間預測，BC-TCQ對預測誤差進行量化。
29.一種電子裝置，包括: 通信單元，接收聲音信號和編碼的比特流中的至少一個，或發(fā)送編碼的聲音信號和恢復的聲音中的至少一個； 解碼模塊，對包括在比特流中的線性預測編碼(LPC)參數和編碼模式進行解碼，通過基于包括在比特流中的路徑信息使用不使用幀間預測的第一反量化方案和使用幀間預測的第二反量化方案之一來對解 碼的LPC參數進行反量化，在解碼的編碼模式下對反量化的LPC參數進行解碼， 其中，在編碼端在聲音信號的量化之前，路徑信息基于標準被確定。
30.如權利要求29所述的電子裝置，其中，第一反量化方案包括第一反量化器和第二反量化器，第一反量化器粗略地對LPC參數進行反量化，第二反量化器精確地對LPC參數進行反量化。
31.如權利要求29所述的電子裝置，其中，第一反量化方案包括多級矢量量化器(MSVQ)和格多級矢量量化器(LVQ)，其中，MSVQ通過使用第一碼本索引對LPC參數進行反量化，LVQ通過使用第二碼本索引對LPC參數進行反量化。
32.如權利要求29所述的電子裝置，其中，第二反量化方案包括具有幀內預測器的塊約束網格編碼量化器(BC-TCQ)和幀間預測器，其中，BC-TCQ通過使用第三碼本索引對LPC參數進行反量化。
33.一種電子裝置，包括: 通信單元，接收聲音信號和編碼的比特流中的至少一個，或發(fā)送編碼的聲音信號和恢復的聲音中的至少一個； 編碼模塊，在接收的聲音信號的量化之前，基于標準將包括不使用幀間預測的第一路徑和使用幀間預測的第二路徑的多個路徑之一選作接收的聲音信號的量化路徑，通過根據選擇的量化路徑使用第一量化方案和第二量化方案之一對接收的聲音信號進行量化，在編碼模式下對量化的聲音信號進行編碼；解碼模塊，對包括在比特流中的線性預測編碼(LPC)參數和編碼模式進行解碼，通過基于包括在比特流中的路徑信息使用不使用幀間預測的第一反量化方案和使用幀間預測的第二反量化方案之一來對解碼的LPC參數進行反量化，在解碼的編碼模式下對反量化的LPC參數進行解碼。
34.如權利要求33所述的電子裝置，其中，第一量化方案包括第一量化器和第二量化器，其中，第一量化器用于粗略地對接收的聲音信號進行量化，第二量化器用于精確地對接收的聲音信號和第一量化器的輸出信號之間的量化誤差信號進行量化。
35.一種電子裝置，包括: 通信單元，接收聲音信號和編碼的比特流中的至少一個，或發(fā)送編碼的聲音信號和恢復的聲音中的至少一個； 編碼模塊，通過根據考慮預測模式、預測誤差和傳輸信道狀態(tài)中的至少一個而確定的路徑信息，選擇不使用幀間預測的第一量化方案和使用幀間預測的第二量化方案之一來對接收的聲音信號進行量化，并在編碼模式下，對量化的聲音信號進行編碼。
36.如權利要求35所述的電子裝置，其中，第一量化方案包括第一量化器和第二量化器，其中，第一量化器用于粗略地對接收的聲音信號進行量化，第二量化器用于精確地對接收的聲音信號和第一量化器的輸出信號之間的量化誤差信號進行量化。
37.一種電子裝置，包括 通信單元，接收聲音 信號和編碼的比特流中的至少一個，或發(fā)送編碼的聲音信號和恢復的聲音中的至少一個； 解碼模塊，對包括在比特流中的線性預測編碼(LPC)參數和編碼模式進行解碼，通過基于包括在比特流中的路徑信息使用不使用幀間預測的第一反量化方案和使用幀間預測的第二反量化方案之一來對解碼的LPC參數進行反量化，在解碼的編碼模式下對反量化的LPC參數進行解碼， 其中，在編碼端，路徑信息通過考慮預測模式、預測誤差和傳輸信道狀態(tài)中的至少一個被確定。
38.如權利要求37所述的電子裝置，其中，第一反量化方案包括第一反量化器和第二反量化器，其中，第一反量化器粗略地LPC參數進行反量化，第二反量化器用于精確地LPC參數進行反量化。
39.一種電子裝置包括: 通信單元，接收聲音信號和編碼的比特流中的至少一個，或發(fā)送編碼的聲音信號和恢復的聲音中的至少一個； 編碼模塊，通過根據考慮預測模式、預測誤差和傳輸信道狀態(tài)中的至少一個而確定的路徑信息，選擇不使用幀間預測的第一量化方案和使用幀間預測的第二量化方案之一來對接收的聲音信號進行量化，并在編碼模式下，對量化的聲音信號進行編碼； 解碼模塊，對包括在比特流中的線性預測編碼(LPC)參數和編碼模式進行解碼，通過基于包括在比特流中的路徑信息使用不使用幀間預測的第一反量化方案和使用幀間預測的第二反量化方案之一來對解碼的LPC參數進行反量化，在解碼的編碼模式下對反量化的LPC參數進行解碼。
40.如權利要求39所述的電子裝置，其中，第一量化方案包括第一量化器和第二量化.器，其中，第一量化器粗略地對接收的聲音信號進行量化，第二量化器用于精確地對接收的聲音信號和第一量化器的輸出信號之間的量化誤差信號進行量化。
【文檔編號】G10L19/06GK103620675SQ201280030913
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年4月23日 優(yōu)先權日:2011年4月21日
【發(fā)明者】成昊相, 吳殷美 申請人:三星電子株式會社