[发明专利]用于并行操作音频编码器的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及音频编码，尤其涉及并行地应用两个或更多的音频编码过程到音频信息流的段来编码音频信息的方法和系统。

背景技术

音频编码系统经常被用来减少充分表达源信号所需的信息量。通过降低信息容量需求，信号表达可以在具有较低带宽的信道上被传输或使用更少的空间存储在媒体上。感知音频编码通过消除信号中的冗余成分或非相关成分可以降低源音频信号的信息容量需求。这种类型的编码经常使用滤波器组通过使用一组基本的频谱成分对源信号进行去相关来减少冗余，以及通过根据心理感知标准对频谱成分的自适应量化来减少非相关性。

上述滤波器组可以通过许多方式来实施，包括各种变换，比如离散傅立叶变换(DFT)或离散余弦变换(DCT)。代表源音频信号的频谱内容的一组变换系数或频谱成分可以通过对代表源音频信号的时间间隔的时域采样块施加变换来获得。在1987年5月出版的1987年声学、语音和信号处理国际会议(ICASSP)论文集pp.2161-64中，Princen等人的“使用基于时域混叠消除的滤波器组设计的子带/变换编码”(“Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Basedon Time Domain Aliasing Cancellation”)中所描述的具体的修改离散余弦变换(MDCT)被广泛使用，因为它具有多种对音频编码来说是非常有吸引力的属性，包括在提供临界采样的同时允许相邻源信号块互相重叠的能力。对MDCT滤波器组的正确操作需要使用交迭的源信号块和满足特定标准的窗函数。使用MDCT滤波器组的两个编码系统的例子是符合高级音频编码器(AAC)标准的系统，其被描述在1997年10月的J.Audio Eng.Soc.的45卷10号的Bosi等人的“ISO/IEC MPEG-2高级音频编码”中，以及符合杜比数字编码比特流标准的系统。该编码标准，有时也叫做AC-3，被描述在2001年8月20日公开的标题为“Revision A to Digital Audio Compression(AC-3)Standard”的高级电视系统委员会(ATSC)A/52A文件中。这两个参考文件都以引用的方式被包含在本文中。

调整量化分辨率的编码过程能够减少信号非相关性，但其也会将可听见水平的量化差错或“量化噪声”带到信号中。感知编码系统尝试控制量化分辨率以使得量化噪声被“掩盖”或在渲染时由于信号的频谱内容而察觉不到。这些系统通常使用感知模型来预测可被源信号掩盖的量化噪声的水平，并且它们通常通过分配变化数量的比特来表示每个量化的频谱成分来控制量化分辨率，以使得总的比特分配符合某种分配限制。

感知编码系统可以通过多种方式被实施，包括专用硬件、数字信号处理(DSP)计算机和通用计算机。使用在许多编码系统中的滤波器组和比特分配过程需要相当大的计算资源。结果由现在可普遍获得的传统DSP和通用计算机所实施的编码器通常不能比“实时”快得多地对源音频信号进行编码，这也就意味着编码源音频信号所需的时间通常等于甚至大于呈现或“播放”该源音频信号所需的时间。尽管DSP和通用计算机的处理速度在提高，但是在编码过程中因复杂度增加所产生的需求抵消掉了在硬件处理器速度方面所取得的收益。结果，无论是用DSP还是用通用计算机实施的编码器都不太可能比实时快得多地对源音频信号进行编码。

AC-3编码系统的一个应用是对用于DVD上的电影音轨的编码。用于典型电影的音轨长度在两小时左右。如果编码过程由DSP或通用计算机来实施，那么编码也将几乎占用两小时。减少编码时间的一种方法是在不同的处理器或计算机上执行编码过程的不同部分。然而，这种方法并不吸引人，因为这需要为多处理器上的操作重新设计编码过程，为在可变数量的处理器上的有效操作设计编码过程，即使不是不可能的也是很困难的，并且这种重新设计的编码过程即使对于长度较短的源信号也需要多个计算机。

所需要的是一种能够减少编码时间的方法，其使用任意数量的传统音频编码过程。

发明内容

本发明提供了一种使用传统音频编码过程的多个实例，减少对源音频信号进行编码所需要的时间的方法。