專(zhuān)利名稱(chēng)：一種信號(hào)變換控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信號(hào)編、解碼領(lǐng)域，尤其涉及一種信號(hào)變換控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
信號(hào)傳輸系統(tǒng)一般包括一個(gè)發(fā)送器和一個(gè)接收器，發(fā)送器有一個(gè)子帶編碼系統(tǒng)，接收器有一個(gè)相應(yīng)的子帶解碼系統(tǒng)。對(duì)于一個(gè)具有固定釆樣率Fs的數(shù)字 信號(hào)，例如一個(gè)數(shù)字音頻信號(hào)，被分成連續(xù)的幀，每個(gè)幀包含一些信息包，每 個(gè)信息包有N (NM)比特，每個(gè)幀至少要包含同步信息。發(fā)送器接收這些連續(xù) 的被分成幀的數(shù)字信號(hào)，編碼成一定的格式，然后通過(guò)一個(gè)傳輸媒介發(fā)送到接 收器，接收器接收到信號(hào)后經(jīng)過(guò)解碼生成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。在上述傳輸系統(tǒng)中，音頻信號(hào)被分成一些子帶，這些子帶的寬度和人耳聽(tīng) 覺(jué)的關(guān)鍵頻段近似上一致。這樣劃分是因?yàn)楦鶕?jù)心理聲學(xué)試驗(yàn)，如果允許利用 人耳的噪聲屏蔽曲線，這樣劃分的子帶量化噪聲可以更好地被信號(hào)屏蔽。然后， 這些子帶被加窗，加了窗的時(shí)域數(shù)字信號(hào)被變換到相應(yīng)的頻域，經(jīng)過(guò)變換后的 信號(hào)被量化編碼成某種格式的信號(hào)，通過(guò)傳輸媒介，例如廣播、衛(wèi)星、存儲(chǔ)設(shè) 備等進(jìn)行傳輸。接收端接收到信號(hào)后經(jīng)過(guò)反向變換、解碼和反量化，得到相應(yīng) 的數(shù)字信號(hào)。常見(jiàn)的信號(hào)變換方法有改進(jìn)離散余弦變換(Modified Discrete Cosine Transform, MDCT),快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform, FFT)以及小波變 換等。不同的變換方法有其適合范圍，例如MDCT適合于變化平緩的信號(hào)，小 波變換對(duì)于變換劇烈的信號(hào)效果較佳，釆用不同的變換方法其效果顯然是不相 同的。在現(xiàn)有技術(shù)中，信號(hào)變換時(shí)或者采用固定變換方案，或者采用統(tǒng)計(jì)方法根據(jù)信號(hào)特征來(lái)選擇變換方法。對(duì)于采用固定變換方法的方案，由于不同的變換 方法適合不同特點(diǎn)的信號(hào)，而信號(hào)不可能是一成不變的，顯然不能做到最優(yōu)變 換。利用信號(hào)的特征來(lái)選擇變換方法時(shí)，主要依據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，雖然在一些情況 下可以做到最優(yōu)變換，但是不能保證所有情形下都是最優(yōu)變換，而且信號(hào)的編 解碼造成誤差的不只是變換部分，還包括量化部分造成的誤差，這兩種誤差雖 然不是無(wú)關(guān)的，具有一定的相關(guān)性，但也不是完全相關(guān)，所以有可能根據(jù)信號(hào) 特征的選擇變換方法使變換的誤差減小了，但是量化的誤差變大了，從而使得 整個(gè)編解碼的誤差變大了。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種信號(hào)變換控制方法，旨在解決現(xiàn)有的信號(hào)變換 方案難以保證在所有情況下變換最優(yōu)的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種信號(hào)變換控制方法，所述方法包括以下步驟采用多個(gè)備選變換方法分別對(duì)輸入的釆樣信號(hào)進(jìn)行變換和反向變換； 計(jì)算每個(gè)備選變換方法所對(duì)應(yīng)的輸入的釆樣信號(hào)與經(jīng)過(guò)反向變換處理后的信號(hào)之間的誤差；從所有備選變換方法中選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換方法作為最優(yōu)變換方法，輸出與所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種信號(hào)變換控制裝置，所述裝置包括 多個(gè)變換模塊，用于分別釆用對(duì)應(yīng)的備選變換方法對(duì)輸入的采樣信號(hào)進(jìn)行變換；多個(gè)反向變換模塊，用于對(duì)變換后的信號(hào)分別進(jìn)行對(duì)應(yīng)的反向變換； 多個(gè)誤差計(jì)算模塊，用于計(jì)算對(duì)應(yīng)的備選變換方法所對(duì)應(yīng)的輸入的釆樣信 號(hào)與經(jīng)過(guò)反向變換處理后的信號(hào)之間的誤差；最小誤差選擇模塊，用于從所有備選變換方法中選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換方法作為最優(yōu)變換方法；以及控制信號(hào)輸出模塊，用于輸出與所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)。 本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種信號(hào)發(fā)送方法，所述方法包括下述步驟將信號(hào)在分析窗中重組；利用從備選變換方法中選擇的變換誤差最小的變換方法作為最優(yōu)變換方 法，對(duì)重組后的信號(hào)進(jìn)行變換； 對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理；對(duì)量化處理后的信號(hào)以及所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)進(jìn)行編碼 處理，并將編碼后的信號(hào)輸出給^^妻收端。本發(fā)明實(shí)施例的另 一 目的在于提供一種信號(hào)發(fā)送器，所述信號(hào)發(fā)送器包括 分析窗單元，用于將信號(hào)在分析窗中重組；變換選擇單元，用于從備選變換方法中選擇的變換誤差最小的變換方法作 為最優(yōu)變換方法，輸出變換選擇信號(hào)；變換單元，用于4艮據(jù)所述最優(yōu)變換方法對(duì)重組后的信號(hào)進(jìn)行變換；量化單元，用于對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理；以及編碼單元，用于對(duì)量化處理后的信號(hào)以及所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選 擇信號(hào)進(jìn)行編碼處理，并將編碼后的信號(hào)輸出給"t妻收端。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種信號(hào)接收方法，所述方法包括下述 步驟對(duì)接收到的信號(hào)解碼，獲取解碼后的信號(hào)和變換選擇信號(hào)； 對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行反量化處理；根據(jù)所述變換選擇信號(hào)，采用對(duì)應(yīng)的變換方法對(duì)反量化后的信號(hào)進(jìn)行反向 變4奐處理；對(duì)反向變換處理后的信號(hào)加綜合窗重組。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種信號(hào)接收器，所述信號(hào)接收器包括:解碼單元，用于對(duì)接收到的信號(hào)解碼，獲取解碼后的信號(hào)和變換選擇信號(hào)； 反量化單元，用于對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行反量化處理； 反向變換單元，用于根據(jù)所述變換選擇信號(hào)，采用對(duì)應(yīng)的變換方法對(duì)反量 化后的信號(hào)進(jìn)行反向變換處理；以及綜合窗單元，用于對(duì)反向變換處理后的信號(hào)加窗重組。本發(fā)明實(shí)施例的另 一 目的在于提供一種音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述裝置包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；分析窗單元，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)中的每個(gè)子帶進(jìn)行加窗處理；疊加單元，用于將相鄰子帶進(jìn)行交疊加；變換選擇器，用于從備選變換方法中選擇的變換誤差最小的變換方法作為 最優(yōu)變換方法，輸出變換選擇信號(hào)；變換單元，用于4艮據(jù)所述變換選擇信號(hào)對(duì)應(yīng)的變換方法，對(duì)經(jīng)過(guò)交疊加的 子帶進(jìn)行變換；量化單元，用于對(duì)所述變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理；編碼單元，用于對(duì)量化處理后的信號(hào)以及所述變換選擇信號(hào)進(jìn)行編碼；以及記錄單元，用于將編碼后的信號(hào)存儲(chǔ)。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種音頻數(shù)據(jù)播放裝置，所述裝置包括 解碼單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，獲取量化信號(hào)和變換選擇信號(hào)； 反量化單元，用于對(duì)所述量化信號(hào)進(jìn)行反量化；反向變換單元，用于根據(jù)所述變換選擇信號(hào)對(duì)應(yīng)的變換方法，對(duì)反量化后的信號(hào)進(jìn)行反向變換；綜合窗單元，用于對(duì)反向變換后的信號(hào)進(jìn)行加窗重組；以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將加窗重組后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例中，在備選變換方法中選擇變換誤差最小的變換方法作為最優(yōu)變換方法，利用選擇的最優(yōu)變換方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換和反向變換處理，可以減小變換的誤差，使得信號(hào)的變換效果最優(yōu)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)變換控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)變換控制裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)送方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)送器的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)接收方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)接收器的結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的音頻信號(hào)播放裝置的結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方法為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí) 施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例中，在備選變換方法中選擇變換誤差最小的變換方法作為最 優(yōu)變換方法，利用選擇的最優(yōu)變換方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換和反向變換處理，可以 減小變換的誤差，使得信號(hào)的變換效果最優(yōu)。在純數(shù)學(xué)上， 一個(gè)信號(hào)經(jīng)變換和反向變換后可以完全重構(gòu)，但是在工程中 卻難以做到，因?yàn)橥耆珱](méi)有失真的變換和反向變換往往需要無(wú)窮的數(shù)據(jù)量和計(jì) 算量。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)在備選變換方法中選擇變換誤差最小的變換方 法作為最優(yōu)變換方法。對(duì)于一個(gè)信號(hào)f，使用不同的變換方法，例如MDCT、 FFT或者小波變換， 將信號(hào)f變換成相應(yīng)的信號(hào)F1、 F2和F3，再利用相應(yīng)的反向變換得到信號(hào)fl、 G、 f3等，由于變換和反向變換不是無(wú)損的，所以信號(hào)fl、 f2和f3和f會(huì)有差別。在本發(fā)明實(shí)施例中，分別計(jì)算反向變換后的信號(hào)fl、 f2和f3相對(duì)于f的誤 差，對(duì)誤差進(jìn)行比較，選擇變換誤差最小的變換方法作為最優(yōu)變換方法。考慮 到量化的誤差，可以在信號(hào)變換后加入量化和反量化過(guò)程，同樣比較輸入信號(hào) 和輸出信號(hào)的誤差，變換誤差最小的變換方法即為最優(yōu)變換方法。在本發(fā)明實(shí)施例中，誤差可以定義為/(")|2 /w或者^(guò)l/w(") —/(")l/w,其中/(")為輸入的某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)，X力為/(力經(jīng)過(guò)變換和反向變換后的結(jié)果，"=0， 7， 2…,7， 7V為某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)。圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)變換控制方法的實(shí)現(xiàn)流程，詳述如下 在步驟S101中，采用多個(gè)備選變換方法分別對(duì)輸入的采樣信號(hào)進(jìn)行變換； 在步驟S102中，對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理，量化的過(guò)程就是將采集到的采樣值編碼成數(shù)字形式，每個(gè)樣值代表一次采樣所獲得的信號(hào)的瞬時(shí)幅度； 在步驟S103中，對(duì)量化處理后的信號(hào)進(jìn)行反量化處理； 在步驟S104中，對(duì)反量化處理后的信號(hào)進(jìn)行反向變換； 在本發(fā)明實(shí)施例中，也可以不對(duì)信號(hào)做量化和反量化處理，直接進(jìn)行反向變換處理。在步驟S105中，計(jì)算每個(gè)變換方法所對(duì)應(yīng)的輸入的采樣信號(hào)和經(jīng)過(guò)反向變 換處理后的信號(hào)之間的誤差；在步驟S106中，判斷是否完成所有備選變換方法的誤差計(jì)算，是則執(zhí)行步 驟S107,否則返回步驟S101;在步驟S107中，從所有備選變換方法中選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換方法，作 為最優(yōu)變換方法；在步驟S108中，輸出與選定的最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)。 以MDCT和小波變換為例，分別使用MDCT和小波變換對(duì)各子帶進(jìn)行變 換，使用MDCT變換得到的值記為Fm,使用小波變換得到的值記為Fw,再利 用IMDCT將Fm變換為fin,利用反向小波變換將Fw變換為fw。 在本發(fā)明實(shí)施例中，將MDCT和IMDCT的誤差定義為<formula>formula see original document page 14</formula>，其中/(")為輸入的某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)，如(")為/(")經(jīng)過(guò)MDCT變換和IMDCT變換后的結(jié)果，n=0, 1， 2...N-1, N為某個(gè)時(shí)間段的信 號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)；而小波變換和反向小波變換的誤差定義為，|*(") - /(")|2y/w ，其中/(")為輸入的某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)，X")為/(力經(jīng)過(guò)小波變換和反向小波變換后的結(jié)果，n=0， 1， 2...N-1, N為某個(gè)時(shí)間段的信號(hào) 的采樣點(diǎn)數(shù)。分別計(jì)算出上述兩個(gè)誤差值，比較兩個(gè)誤差值，選擇較小的誤差值所對(duì)應(yīng) 的變換方法為作為最優(yōu)的變換方法。當(dāng)備選變換方法有多種時(shí)，則分別計(jì)算出 相應(yīng)的誤差值。圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)變換控制裝置的結(jié)構(gòu)，為了便于描述， i"又示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。輸入的采樣信號(hào)經(jīng)過(guò)備選的多個(gè)變換方法分別進(jìn)行變換，具體的變換方法 可以采用已有的所有或者部分變換方法，也可以增加新的變換方法，例如第一 變換模塊211采用MDCT、第二變換模塊212采用FFT等，變換后的信號(hào)分別經(jīng)過(guò)第一量化模塊221、第二量化模塊222.......第n量化模塊22n，以及第一反量化模塊231、第二反量化模塊232.......第n反量化模塊23n進(jìn)行量化和反量化處理。反量化后的信號(hào)輸入與相應(yīng)的變換方法對(duì)應(yīng)的反向變換模塊中進(jìn)行反向變 換處理，例如第一反向變換模塊241采用IMDCT、第二反向變換模塊242采用 IFFT等。當(dāng)然也可以不做量化和反量化處理，直接將變換后的信號(hào)輸入到反向 變換模塊中進(jìn)行反向變換處理。第一誤差計(jì)算模塊251、第二誤差計(jì)算模塊252.......第n誤差計(jì)算模塊25n分別計(jì)算對(duì)應(yīng)的變換方法下采樣信號(hào)和經(jīng)過(guò)反向變換處理后的信號(hào)之間的誤差。備選變換方法的誤差都計(jì)算完成后，最小誤 差選擇模塊26選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換方法作為最優(yōu)變換方法，控制信號(hào)輸出模塊27輸出與選定的最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)，包含每一幀選用相應(yīng) 的變換方式的信息或者每個(gè)子帶選擇相應(yīng)的變換方式的信息等，主要取決于信號(hào)的視編解碼情況，例如mp3中是對(duì)每個(gè)子帶進(jìn)行變換的，而wma是對(duì)整個(gè) 幀進(jìn)行變換的。在本發(fā)明實(shí)施例中，在信號(hào)編碼過(guò)程中將變換選擇信號(hào)也進(jìn)行編碼，在信 號(hào)解碼時(shí)，根據(jù)變換選擇信號(hào)選擇相應(yīng)的變換方法進(jìn)行反向變換，這樣可以使 信號(hào)編解碼造成的變換誤差最小。圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)送方法的實(shí)現(xiàn)流程，詳述如下在步驟S301中，當(dāng)輸入的信號(hào)為模擬信號(hào)時(shí)，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào) 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)會(huì)被分成連續(xù)的幀，每幀包含一些子帶。當(dāng)信號(hào)為 數(shù)字信號(hào)時(shí)，該步驟可以省略。在步驟S302中，將這些子帶在分析窗中重組；在步驟S303中，從備選變換方法中選擇變換誤差最小的變換方法作為最優(yōu) 變換方法；在步驟S304中，根據(jù)選擇的最優(yōu)變換方法對(duì)重組后的信號(hào)進(jìn)行變換； 在步驟S305中，對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理；在本發(fā)明實(shí)施例中，必要時(shí)，在量化前，根據(jù)心理聲學(xué)模型，對(duì)變換后的不同的值進(jìn)行相應(yīng)的增益和衰減，然后將得到的信號(hào)進(jìn)行量化處理。在步驟S306中，對(duì)量化處理后的信號(hào)以及變換選擇信號(hào)進(jìn)行編碼處理； 在步驟S307中，將編碼后的信號(hào)通過(guò)傳輸媒介輸出給接收端。 上述實(shí)施例中，步驟S302與S303的執(zhí)行順序沒(méi)有嚴(yán)格要求，兩者可以同時(shí)進(jìn)行，步驟S302也可以在步驟S303之后或者之前執(zhí)行。圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)送器的結(jié)構(gòu)，為了便于描述，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。如果信號(hào)為模擬信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器41將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)被分成連續(xù)的幀，每幀包含一些子帶，這些子帶在分析窗單元42中被重組，同時(shí)這些數(shù)字信號(hào)被送入變換選擇單元43,變換選擇單元43從備選變換方法 中選擇變換誤差最小的變換方法作為最優(yōu)變換方法，輸出變換選擇信號(hào)。變換 單元44根據(jù)變換選擇單元43選擇的最優(yōu)變換方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換，必要時(shí)再 根據(jù)心理聲學(xué)模型，通過(guò)偽幅值相位重組單元45對(duì)變換后的不同的值進(jìn)行相應(yīng) 的增益和衰減，得到的信號(hào)在量化單元46中經(jīng)過(guò)量化后，與變換選擇信號(hào)一起 在編碼單元47中被編碼，并輸出給接收端。圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)接收方法的實(shí)現(xiàn)流程，詳述如下 在步驟S501中，對(duì)接收到的信號(hào)解碼，獲取解碼后的信號(hào)和變換選擇信號(hào)； 在步驟S502中，對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行反量化處理；在步驟S503中，根據(jù)變換選擇信號(hào)，釆用對(duì)應(yīng)的變換方法對(duì)反量化后的信 號(hào)進(jìn)行反向變換處理；在步驟S504中，對(duì)反向變換處理后的信號(hào)加綜合窗重組；在步驟S505中，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換，將加綜合窗重組后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)， 就可以還原為近似的被傳輸?shù)哪M信號(hào)。圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)接收器的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示 出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。解碼單元61對(duì)接收到的信號(hào)解碼，獲取解碼后的信號(hào)和變換選擇信號(hào),反 量化單元62對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行反量化處理，反向變換單元63根據(jù)變換選擇 信號(hào)，釆用對(duì)應(yīng)的變換方法對(duì)反量化后的信號(hào)進(jìn)行反向變換處理，綜合窗單元 64對(duì)反向變換處理后的信號(hào)進(jìn)行加綜合窗重組，再通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器65對(duì)綜合 窗重組后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，就可以還原為近似的被傳輸?shù)囊纛l信號(hào)。以下以音頻信號(hào)為例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖7所示， 一個(gè)具有致密光碟標(biāo)準(zhǔn)(Compact Disk Stabdard)質(zhì)量的音頻 信號(hào)，首先通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器71將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有16位精度，釆樣頻率為 44.1kHz的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)被分成連續(xù)的幀，每幀包含576個(gè)16bits采樣 值，這576個(gè)采樣值又被分成18個(gè)子帶，每個(gè)子帶包含32個(gè)采樣點(diǎn)。對(duì)每個(gè)子帶在分析窗單元72中進(jìn)行加窗處理，然后將相鄰的子帶在疊加單元73中進(jìn) 行50%的交疊加，以消除加窗所造成混疊效應(yīng)。假設(shè)在MDCT、 FFT和小波變 換中選擇變換方法，同時(shí)在變換選擇器74中對(duì)每個(gè)子帶都進(jìn)行相應(yīng)的三種變 換，每種變換的結(jié)果再經(jīng)過(guò)編碼解碼處理后進(jìn)行反變換，也可以省去編碼解碼的過(guò)程，直接將變換的結(jié)果進(jìn)行反變換，可以以|^|>(")-/(")|2/^為誤差定義，分別計(jì)算使用三種變換方法變換一個(gè)子帶或者一幀的誤差，選用變換誤差最小 的變換方法為該子帶或者該幀的最優(yōu)變換方法，同時(shí)給出變換選擇信號(hào)，變換 選擇信號(hào)包含每一幀選用相應(yīng)的變換方式的信息或者每個(gè)子帶選擇相應(yīng)的變換 方式的4言息。經(jīng)過(guò)交疊加的子帶根據(jù)變換選擇器74輸出的變換選擇信號(hào)在變換單元75 中進(jìn)行最優(yōu)變換。必要時(shí)，經(jīng)過(guò)變換的值4艮據(jù)心理聲學(xué)原理在偽幅值相位重組 單元(Pseudo-amplitude & phase formation) 76中進(jìn)行不同的增益或者裁減，然 后在量化單元77中對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化，得到的信號(hào)和變換選擇信號(hào)一起在編碼單 元78中被編碼，編碼后信號(hào)在記錄單元79中被存儲(chǔ)在光盤(pán)中。如圖8所示，在播放光盤(pán)時(shí)，首先光盤(pán)中的數(shù)據(jù)在解碼單元81中被解碼， 解出量化信號(hào)和變換選擇信號(hào)，然后量化信號(hào)在反量化單元82中被反量化，反 向變換單元83根據(jù)變換選擇信號(hào)選擇相應(yīng)的反變換對(duì)反量化后的信號(hào)進(jìn)行反 變換，其中每一幀中的子帶可以選擇同樣的反變換方法，也可以每個(gè)子帶選用 不同的變換方法，具體要看變換選擇信號(hào)。經(jīng)過(guò)反變換的信號(hào)在綜合窗單元84 中^皮綜合窗重組，然后經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器85進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換就可以得到近似還原的 音頻信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施例中，在備選變換方法中選擇變換誤差最小的變換方法作為最 優(yōu)變換方法，利用選擇的最優(yōu)變換方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換和反向變換處理，可以 減小變換的誤差，使得信號(hào)的變換效果最優(yōu)。本發(fā)明實(shí)施例可以在現(xiàn)有的變換 方法或者新增的變換方法中選擇最優(yōu)變換方法，變換效果好，實(shí)用性強(qiáng)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明 的j呆護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種信號(hào)變換控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟采用多個(gè)備選變換方法分別對(duì)輸入的采樣信號(hào)進(jìn)行變換和反向變換；計(jì)算每個(gè)備選變換方法所對(duì)應(yīng)的輸入的采樣信號(hào)與經(jīng)過(guò)反向變換處理后的信號(hào)之間的誤差；從所有備選變換方法中選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換方法作為最優(yōu)變換方法，輸出與所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述輸入的采樣信號(hào)與經(jīng)過(guò)反 向變換處理后的信號(hào)之間的誤差通過(guò)下式計(jì)算H如(")-/(")「/w， /(力為輸入的某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)，/w(")為/(")經(jīng)過(guò)變換和反向變換后的結(jié)果，w=0， /， 2..U， iV為某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)。
3、如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述輸入的采樣信號(hào)與經(jīng)過(guò)反 向變換處理后的信號(hào)之間的誤差通過(guò)下式計(jì)算gl/M(n) —/(")l/v，其中/(")為輸入的某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)，/m(n)為/(")經(jīng)過(guò)變換和反向變換后的結(jié)果，w=0， 7， 2..U， 7V為某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)。
4、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于，在對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn) 行反向變換之前，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理； 對(duì)量化處理后的信號(hào)進(jìn)行反量化處理。
5、 一種信號(hào)變換控制裝置，其特征在于，所述裝置包括 多個(gè)變換模塊，用于分別采用對(duì)應(yīng)的備選變換方法對(duì)輸入的采樣信號(hào)進(jìn)行變換；多個(gè)反向變換模塊，用于對(duì)變換后的信號(hào)分別進(jìn)行對(duì)應(yīng)的反向變換； 多個(gè)誤差計(jì)算模塊，用于計(jì)算對(duì)應(yīng)的備選變換方法所對(duì)應(yīng)的輸入的采樣信 號(hào)與經(jīng)過(guò)反向變換處理后的信號(hào)之間的誤差；最小誤差選擇模塊，用于從所有備選變換方法中選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換方法作為最優(yōu)變換方法；以及控制信號(hào)輸出模塊，用于輸出與所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)。
6、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述輸入的采樣信號(hào)與經(jīng)過(guò)反 向變換處理后的信號(hào)之間的誤差通過(guò)下式計(jì)算<formula>formula see original document page 3</formula>為輸入的某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)，如(力為/(力經(jīng)過(guò)變換和反向變換后的結(jié)果，"=0， 7， 2..U， 7V為某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)。
7、 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述輸入的采樣信號(hào)與經(jīng)過(guò)反 向變換處理后的信號(hào)之間的誤差通過(guò)下式計(jì)算<formula>formula see original document page 3</formula> 其中/0)為輸入的某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)，/—")為/(")經(jīng)過(guò)變 1=0 /換和反向變換后的結(jié)果，w=0， 7， 2..JV-7， 7V為某個(gè)時(shí)間段的信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)。
8、 如權(quán)利要求5、 6或7所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括 多個(gè)量化模塊，分別用于對(duì)采用每個(gè)備選變換方法變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理；以及多個(gè)反量化模塊，分別用于對(duì)量化處理后的信號(hào)進(jìn)行反量化處理。
9、 一種信號(hào)發(fā)送方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟 將信號(hào)在分析窗中重組；利用從備選變換方法中選擇的變換誤差最小的變換方法作為最優(yōu)變換方 法，對(duì)重組后的信號(hào)進(jìn)行變換；對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理；對(duì)量化處理后的信號(hào)以及所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)進(jìn)行編碼 處理，并將編碼后的信號(hào)輸出給接收端。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述利用從備選變換方法中 選擇的變換誤差最小的變換方法作為最優(yōu)變換方法的步驟進(jìn)一步包括采用多個(gè)備選變換方法分別對(duì)輸入的采樣信號(hào)進(jìn)行變換和反向變換；計(jì)算每個(gè)備選變換方法所對(duì)應(yīng)的輸入的釆樣信號(hào)與經(jīng)過(guò)反向變換處理后的信號(hào)之間的誤差；從所有備選變換方法中選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換方法作為最優(yōu)變換方法， 輸出與所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)。
11、 如權(quán)利要求9或IO所述的方法，其特征在于，在對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行 量化處理前，所述方法進(jìn)一步包括下述步驟根據(jù)心理聲學(xué)模型，對(duì)變換后的不同的值進(jìn)行相應(yīng)的增益和衰減。
12、 如權(quán)利要求9或IO所述的方法，其特征在于，當(dāng)輸入信號(hào)為模擬信號(hào) 時(shí)，在所述將信號(hào)在分析窗中重組的步驟前，所述方法進(jìn)一步包括將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
13、 一種信號(hào)發(fā)送器，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)送器包括 分析窗單元，用于將信號(hào)在分析窗中重組；變換選擇單元，用于從備選變換方法中選擇的變換誤差最小的變換方法作 為最優(yōu)變換方法，輸出變換選擇信號(hào)；變換單元，用于才艮據(jù)所述最優(yōu)變換方法對(duì)重組后的信號(hào)進(jìn)行變換；量化單元，用于對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理；以及編碼單元，用于對(duì)量化處理后的信號(hào)以及所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選 擇信號(hào)進(jìn)行編碼處理，并將編碼后的信號(hào)輸出給接收端。
14、 如權(quán)利要求13所述的信號(hào)發(fā)送器，其特征在于，所述變換選擇單元包括多個(gè)變換模塊，用于分別采用對(duì)應(yīng)的備選變換方法對(duì)輸入的采樣信號(hào)進(jìn)行 變換；多個(gè)反向變換模塊，用于對(duì)變換后的信號(hào)分別進(jìn)行對(duì)應(yīng)的反向變換； 多個(gè)誤差計(jì)算模塊，用于計(jì)算對(duì)應(yīng)的備選變換方法所對(duì)應(yīng)的輸入的采樣信 號(hào)與經(jīng)過(guò)反向變換處理后的信號(hào)之間的誤差；最小誤差選擇模塊，用于從所有備選變換方法中選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換方法作為最優(yōu)變換方法；以及控制信號(hào)輸出模塊，用于輸出與所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)。
15、 如權(quán)利要求13或14所述的信號(hào)發(fā)送器，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)送 器進(jìn)一步包括偽幅值相位重組單元，用于根據(jù)心理聲學(xué)模型，對(duì)變換后的不同的值進(jìn)行 相應(yīng)的增益和衰減。
16、 如權(quán)利要求13或14所述的信號(hào)發(fā)送器，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)送 器進(jìn)一步包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
17、 一種信號(hào)接收方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟 對(duì)接收到的信號(hào)解碼，獲取解碼后的信號(hào)和變換選擇信號(hào)； 對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行反量化處理；根據(jù)所述變換選擇信號(hào)，采用對(duì)應(yīng)的變換方法對(duì)反量化后的信號(hào)進(jìn)行反向 變4灸處理；對(duì)反向變換處理后的信號(hào)加綜合窗重組。
18、 如權(quán)利要求17所述的信號(hào)接收方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括將綜合窗重組后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
19、 一種信號(hào)接收器，其特征在于，所述信號(hào)接收器包括解碼單元，用于對(duì)接收到的信號(hào)解碼，獲取解碼后的信號(hào)和變換選擇信號(hào)； 反量化單元，用于對(duì)解碼后的信號(hào)進(jìn)行反量化處理； 反向變換單元，用于根據(jù)所述變換選擇信號(hào)，采用對(duì)應(yīng)的變換方法對(duì)反量 化后的信號(hào)進(jìn)行反向變換處理；以及綜合窗單元，用于對(duì)反向變換處理后的信號(hào)加窗重組。
20、 如權(quán)利要求19所述的信號(hào)接收器，其特征在于，所述信號(hào)接收器進(jìn)一 步包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將加窗重組后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
21、 一種音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，其特征在于，所述裝置包括 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 分析窗單元，用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)中的每個(gè)子帶進(jìn)行加窗處理； 疊加單元，用于將相鄰子帶進(jìn)行交疊加；變換選擇器，用于從備選變換方法中選擇的變換誤差最小的變換方法作為 最優(yōu)變換方法，輸出變換選擇信號(hào)；變換單元，用于根據(jù)所述變換選擇信號(hào)對(duì)應(yīng)的變換方法，對(duì)經(jīng)過(guò)交疊加的 子帶進(jìn)行變換；量化單元，用于對(duì)所述變換后的信號(hào)進(jìn)行量化處理；編碼單元，用于對(duì)量化處理后的信號(hào)以及所述變換選擇信號(hào)進(jìn)行編碼；以及記錄單元，用于將編碼后的信號(hào)存儲(chǔ)。
22、 如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述變換選擇器包括多個(gè)變換模塊，用于分別釆用對(duì)應(yīng)的備選變換方法對(duì)輸入的采樣信號(hào)進(jìn)行 變換；多個(gè)反向變換模塊，用于對(duì)變換后的信號(hào)分別進(jìn)行對(duì)應(yīng)的反向變換；多個(gè)誤差計(jì)算模塊，用于計(jì)算對(duì)應(yīng)的備選變換方法所對(duì)應(yīng)的輸入的采樣信 號(hào)與經(jīng)過(guò)反向變換處理后的信號(hào)之間的誤差；最小誤差選擇模塊，用于從所有備選變換方法中選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換 方法作為最優(yōu)變換方法；以及控制信號(hào)輸出模塊，用于輸出與所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)。
23、 一種音頻數(shù)據(jù)播放裝置，其特征在于，所述裝置包括 解碼單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，獲取量化信號(hào)和變換選擇信號(hào)； 反量化單元，用于對(duì)所述量化信號(hào)進(jìn)行反量化；反向變換單元，用于根據(jù)所述變換選擇信號(hào)對(duì)應(yīng)的變換方法，對(duì)反量化后的信號(hào)進(jìn)行反向變換；綜合窗單元，用于對(duì)反向變換后的信號(hào)進(jìn)行加窗重組；以及 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將加窗重組后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為音頻信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明適用于信號(hào)編碼領(lǐng)域，提供了一種信號(hào)變換控制方法及裝置，所述方法包括以下步驟采用多個(gè)備選變換方法分別對(duì)輸入的采樣信號(hào)進(jìn)行變換和反向變換；計(jì)算每個(gè)備選變換方法所對(duì)應(yīng)的輸入的采樣信號(hào)與經(jīng)過(guò)反向變換處理后的信號(hào)之間的誤差；從所有備選變換方法中選擇最小誤差對(duì)應(yīng)的變換方法作為最優(yōu)變換方法，輸出與所述最優(yōu)變換方法對(duì)應(yīng)的變換選擇信號(hào)。本發(fā)明在備選變換方法中選擇變換誤差最小的變換方法作為最優(yōu)變換方法，利用選擇的最優(yōu)變換方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換和反向變換處理，可以減小變換的誤差，使得信號(hào)的變換效果最優(yōu)。
文檔編號(hào)H04L1/00GK101232354SQ200810065138
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者孫大鵬 申請(qǐng)人:炬才微電子(深圳)有限公司