[发明专利]空间参数逐级精细的比特分配方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间参数逐级精细的比特分配方法及其装置，更具体地， 涉及空间音频编码系统中空间参数逐级精细的比特分配方法及其装置。

背景技术

空间音频编码技术是针对传统音频编码中声道数随码率成线性增长而发展 起来的一种高效的编码方法，它通过将立体声下混为单声道并提取表征空间信 息的空间参数来降低编码码率。空间参数主要描述信号的方位信息和声像宽度。 心理声学研究结果表明，声源定位最重要的依据是两耳之间声音信号的差别， 通常用耳间时间差(Interaural Time Difference，ITD)和耳间声级差(Interaural Level Difference，ILD)两个参数来描述两耳之间声音信号的差别；另一个描述人 耳接收声音信号特性的是双耳接听信号的相似度，用耳间相关性(Interaural Coherence，IC)来表示，主要反应了人耳对听觉事件声场宽度的感知。其他的一 些空间参数还包括确定声源远近的距离信息和确定声源垂直位置的高度角线索 等。

空间信息是通过空间参数来表征的，也就是说，通过度量空间参数的信息 来表达信号的空间信息量。信号的能量能反应信号所含信息量的大小，空间参 数的能量也反应了其表达的空间信息量大小。空间感知熵(Spatial Perceptual Entropy，SPE)也用来度量空间音场中人耳可感知的空间信息量的大小。人耳 对不同频带空间参数的感知存在着掩蔽效应，SPE去除了人耳不可感知部分的 信息量，反映了接近透明音质的下限码率，是音频压缩研究努力的方向。

音频压缩的目标是用尽可能少的比特来表示音频信号，同时又能保证重建 的音频信号质量几乎和原始信号相同。基于心理声学模型的感知音频编码算法 是现在应用最为广泛的一种音频压缩编码算法，它利用信号的感知不相干性和 统计冗余进行有损压缩，从而降低参与编码的数据量。比特分配是音频压缩编 码技术中一种有效的量化方法，它是将总量有限的比特数按需分配给一系列量 化单元，并按失真最小准则使音频质量最高。

当前音频编码技术中比特分配的基本原则是对幅度较大或变化比较快的信 号分配更多的比特数，而对幅度较小或变化比较慢的信号则减少比特数的分配， 从而实现编码的高效性。由于人耳存在着频率掩蔽效应和空间参数的频率依赖 特性，而当前的空间音频编码系统中采用的比特分配方法没有考虑空间参数的 频率特性来对空间参数进行精细量化，存在着空间参数编码冗余，制约了有限 码率下立体声或多声道音频编码的应用。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提出空间参数逐级精细的比特分配 方法及其装置，以在保证透明音质的前提下有效提高编码效率。

本发明提供的比特分配方法技术方案为包含以下步骤：

步骤1，对输入信号进行分帧处理和频带划分处理；

步骤2，进行比特分配模式选取，即选取帧间比特分配时、帧内比特分配时 和频带内比特分配时分别采用的比特分配模式；

步骤3，选取每帧输入信号的编码类型，

若选用可变码率编码，则根据步骤2得到的比特分配模式，对每帧输入信 号进行帧间比特分配，然后对帧内各频带进行帧内比特分配，得到帧内各频带 分配结果；若选用固定码率编码，则根据步骤2得到的比特分配模式，运用相 应模式下的比特分配标准对帧内各频带进行帧内比特分配，得到帧内各频带分 配结果；

步骤4，根据步骤2得到的比特分配模式选取关注频带，其具体方式为，

若为能量比特分配模式，则将每帧内各频带的能量与能量门限进行对比， 超出门限值则判为关注频带，对关注频带中各空间参数按能量比特分配模式进 行频带内比特分配，输出各空间参数比特分配结果码流；反之则判为非关注频 带，输出帧内各频带分配结果码流；

若为空间感知熵比特分配模式，则将每帧内各频带的空间感知熵与空间感 知熵门限进行对比，超出门限值则判为关注频带，对关注频带中各空间参数按 空间感知熵比特分配模式进行频带内比特分配，输出各空间参数比特分配结果 码流；反之则判为非关注频带，输出帧内各频带分配结果码流。