[发明专利]音频编码方法

说明书

本申请是申请日为2006年11月8日、申请号为200680041592.5、题为“自适应的基于时间/频率的音频编码和解码设备和方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体构思涉及音频编码和解码设备和方法，更具体地讲，涉及这样的自适应的基于时间/频率的音频编码和解码设备和方法，所述设备和方法可通过有效地利用两种编码方法的编码增益来获得高压缩效率，其中，对输入音频数据执行频域变换，从而，对适合于语音压缩的音频数据的频段执行基于时间的编码，并对音频数据的其余频段执行基于频率的编码。

背景技术

传统的语音/音乐压缩算法大致可分为音频编解码算法和语音编解码算法。音频编解码算法(如aacPlus)对频域信号进行压缩，并应用心理声学模型。假设音频编解码和语音编解码对具有相等数据量的语音信号进行压缩，则音频编解码算法输出具有比语音编解码算法明显低许多的质量的声音。具体地讲，从音频编解码算法输出的声音的质量更多地受到攻击信号的不利影响。

语音编解码算法(如，自适应多比率的宽带编解码(AMR-WB))对时域信号进行压缩，并应用语音模型。假设语音编解码和音频编解码对具有相等数据量的语音信号进行压缩，则语音编解码算法输出具有比音频编解码算法明显低许多的质量的声音。

发明内容

技术问题

AMR-WB plus算法考虑了传统的语音/音乐压缩算法的上述特点以有效地执行语音/音乐压缩。在AMR-WB plus算法中，代数码激励线性预测(ACELP)算法用作语音压缩算法，和Tex字符转换(TCX)算法用作音频压缩算法。具体地讲，AMR-WB plus算法确定是否将ACELP算法或TCX算法应用于每个处理单元(例如，时间轴上的每一帧)，然后相应地执行编码。在这种情况下，AMR-WB plus算法在对与语音信号接近的信号进行压缩时是有效的。然而，当AMR-WB plus算法用于对与音频信号接近的信号进行压缩时，由于AMR-WB plus算法以处理单位执行编码，所以音质或压缩率便下降。

技术方案

本发明总体构思提供这样的自适应的基于时间/频率的音频编码和解码设备和方法，所述设备和方法可通过有效地利用两种编码方法的编码增益来获得高压缩效率，其中，对输入音频数据执行频域变换，从而，对适合于语音压缩的音频数据的频段执行基于时间的编码，并对音频数据的其余频段执行基于频率的编码。

本发明总体构思的另外方面将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部分是清楚的，或者通过本发明的实施可以被理解。

通过提供一种自适应的基于时间/频率的音频编码设备来实现本发明总体构思的上述和/或另外方面以及效用。所述编码设备包括：变换与模式确定单元，将输入音频信号划分成多个频域信号，并为各个频域信号选择基于时间的编码模式或基于频率的编码模式；编码单元，以由变换与模式确定单元选择的各个编码模式对每个频域信号进行编码；比特流输出单元，为每个编码的频域信号输出编码的数据、划分信息和编码模式信息。

变换与模式确定单元可包括：频域变换单元，将输入音频信号变换为全频域信号；编码模式确定单元，根据预设标准将全频域信号划分成频域信号，并为每个频域信号确定基于时间的编码模式或基于频率的编码模式。

可基于频谱倾斜、每个频域的信号能量的大小、子帧之间的信号能量的变化、以及语音水平确定中的至少一个，将全频域信号划分成适合于基于时间的编码模式或基于频率的编码模式的频域信号，并相应地为每个频域信号确定各个编码模式。

所述编码单元可包括：基于时间的编码单元，对被确定为以基于时间的编码模式编码的第一频域信号执行逆频域变换，并对已被执行了逆频域变换的第一频域信号执行基于时间的编码；基于频率的编码单元，对被确定为以基于频率的编码模式编码的第二频域信号执行基于频率的编码。

所述基于时间的编码单元可基于线性编码增益、相邻帧的线性预测滤波器之间的频谱变化、预测的音高延迟、以及预测的长期预测增益中的至少一个，为第一输入频域信号选择编码模式，当基于时间的编码单元确定基于时间的编码模式是适合于所述第一频域信号时，基于时间的编码单元继续对所述第一频域信号执行基于时间的编码，当基于时间的编码单元确定基于频率的编码模式适合于所述第一频域信号时，则基于时间的编码单元停止对所述第一频域信号执行基于时间的编码并将模式转换控制信号发送到变换与模式确定单元，变换与模式确定单元可响应于模式转换控制信号将被提供给基于时间的编码单元的所述第一频域信号输出到基于频率的编码单元。