[发明专利]一种音频信号编码、解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号处理技术领域，尤其涉及一种音频信号编码、解码方法。

背景技术

目前音频编码的方式可大致分为参数编码和基于子带的频谱编码。基于参数编码主要用于低码率情况，而基于子带的频谱编码则主要用于中等或者较高码率情况。参数编码虽然能使用较低码率进行编码，但编/解码后音质损失明显。子带频谱编码方法能编出较高音质的码流，但需要占用较高的码率。由于在宽带编码过程中，频谱编码所产生的比特(bit)数所占的比重是最大的，因此为了能明显降低编码bit占用，降低频谱编码部分编码占用率是最有可能的，也是效果最显著的。传统减少频谱编码bit占用的方法主要是采用降低截止频率的方法。通过降低截止频率，需要编码的频谱点个数相应会减少，从而达到减少编码bit的目的。这种降低截止频率的做法在中高码率的情况下是可行的，这是因为人耳对低频信号更加敏感而对高频段则相对不太敏感。但是如果在低码率(如10kbps以下)情况下，通常采用子带编码方法进行编码的时候截止频率已经很低(如3Khz或者更低)，如果仍然采用降低截止频率的方法，会严重影响编码后听觉感受，也就直接影响到最终编码后的音质。因此如何在低码率情况下，在显著降低编码bit数的同时能获得比较好的效果的编码技术成为业界探索的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种音频信号编码、解码方法，可以广泛应用于宽带编码，特别在低码率情况下，在显著降低编码bit数的同时能获得明显优于参数编码的效果。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种音频信号编码、解码方法，包括：编码步骤，包括：(a)输入音频信号；(b)通过正常时域到频域的变换得到在截止频率以下的频谱；(c)进行高频段频域信号的降采样，即根据步骤b所得频谱，调整在截止频率内高频段各频率子带的分辨率并形成新的频谱；(d)然后进行混合频率分辨率频谱的编码；(e)最后将步骤d编码所得的比特流编入码流；其中步骤c包括：(1)选择一个高频段的频率分割点，所有高于该频率的频率子带部分为高频段；(2)在高频段范围内，从低频往高频依次选取相同个数的多个频率子带的频谱值形成一个新的频谱值；(3)依次重复步骤2一直到截止频率结束。解码步骤，包括：(f)输入步骤e所得的码流；(g)解析码流得到混合分辨率频谱；(h)进行解码后高频段的升采样，即根据步骤g所得混合分辨率频谱重构正常分辨率的频谱，并与步骤c对应；(i)通过正常频域到时域的变换，重构获得解码音频帧信号。前述步骤c降采样不限于降低一倍的降采样方法，且其降采样方法包括：直接取均值的方法或采用滤波器的方法；同样前述步骤h升采样不限于升高一倍的升采样方法，还包括所有与编码部分步骤c相适应的升采样倍数，且其升采样的方法包括：直接取均值的方法或采用滤波器的方法。

本发明由于仅对音频信号相对的高频部分进行降低频率分辨率的处理，能在降低编码bit需求的前提下最大限度地保证了编码音质，进而能得到比通常参数编码所难以到达的音质效果。此外，由于本发明方法能在不改变编/解码体系结构的情况下得到完整应用，故本发明的方法具有最广泛的普遍适用性。

附图说明

图1是本发明编码方法的流程示意图；

图2是本发明解码方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

在宽带编码过程中，其中频谱编码所产生的bit数所占的比重是最大的。如前所述，为了能明显降低编码bit占用，降低频谱编码部分编码占用率是最有可能的，也是效果最显著的。与常规传统降低截止频率的方法不同，本发明采用了完全不相同的方法，本发明考虑到在低码率情况下人耳对低频部分的信号很敏感，所以本发明仅对相对的高频部分进行了特殊处理，即调整高频段频率分辨率来达到降低编码bit数的目的。

如图1、图2所示，分别是本发明编码方法和解码方法的流程示意图。

图1编码方法包括：首先通过时域到频域的变换得到在截止频率以下的频谱101，根据该频谱，调整在截止频率内高频段各频率子带的分辨率并形成新的频谱102，然后进行频谱的编码103，最后将编码所得的bit流编入最终的码流104；其中时域转频域的变换过程101采用与一般的编码器完全一样的变换方法；截止频率的选择也是完全一样。

下面对上述的编码各步骤详细讲述。