[发明专利]音频信号编码和解码

说明书

一种音频编解码器，适用于以低延迟，仍以中比特速率进行的高质量音频的可靠无线传输。编码和解码方法基于ADPCM，并且除编码的输出位APM之外，输出数据块中还包括附加数据QB，即表示ADPCM编码算法的自适应量化ADQ的内部值的数据QB，尤其是编码和截短例如为8比特的比例因子。此外，输出数据块优选地包括表示ADPCM编码算法的预测器PR的内部值的数据CFB，尤其是表示可以被截短为例如8比特的格型预测FIR滤波器的系数的数据CFB，其可以被顺序地包括在输出数据块中。可以在编码器侧使用关于ADPCM编码算法的内部值的这些附加数据QB、CFB，以提高抵抗无线传输中数据块丢失的鲁棒性。特别地，解码算法可以包括：比较对应于从编码器接收到的内部值QB、CFB的其当前内部ADPCM解码值，并且在存在差异的情况下，解码器可以将该内部值适应或重写为接收到的QB、CFB。这有助于确保在丢失数据块之后快速恢复，从而确保抵抗重构信号中的伪像(例如音频情况中的咔哒声)的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及音频传输和音频编解码器的领域。特别地，本发明涉及具有低时延和高抗丢包性的高质量数字音频信号的无线传输的领域，例如用于现场表演中来自麦克风和乐器的音频信号。

背景技术

诸如耳机、麦克风和监听扬声器的实时双向音频应用通常需要具有最小时延的通信系统。当期望具有有限比特速率的数字传输，例如用于无线传输时，对音频编码方案的限制是严格的。对于此类应用，基于自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)的抽样编码方案可提供显著的低延迟。然而，无线传输系统容易遭受传输错误和数据丢失。音频编码方案必须以适当的方式处理此类事件，并尽可能将干扰最小化。

当前，通常的做法是通过使用的压缩算法来接受更长的时延。通过使用较少的压缩(即每个抽样具有更多的比特位)，，会获得相对差的质量(即在给定比特速率下的SNR较小)，，并且承受由丢包引起的更多伪像。

发明内容

因此，根据以上描述，本发明的目的是提供一种用于对输入信号进行编码的方法，该方法既对诸如无线传输之类的不完美传输具有可靠性，又具有低延迟。

在第一方面，本发明提供了一种用于对数字输入信号进行编码的方法，该方法包括

-将自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)编码算法应用于数字输入信号的时间块，该ADPCM编码算法涉及根据量化器的自适应量化和根据预测器的预测，并相应地生成ADPCM数据位，

-生成表示自适应量化的内部值的至少一个数据位，以及

-生成包括表示自适应量化的内部值的所述至少一个数据位和ADPCM数据位的数字数据块。

这种方法允许例如数字音频信号的低时延压缩，并且本方法在处理与无线传输有关的数据块丢失方面，同时具有鲁棒性，例如以在传输错误或数据块丢失的情况下获得最小的听觉伪像。由于包括在数据块中的附加数据，该方法允许将相应的内部自适应量化值适应为在解码器侧的数据块中表示的值，从而允许在传输错误或处理听觉伪像最少的数据块完全丢失之后更快地进行适配。可以在每个数据块中使用最少的额外比特位来获得这种效果，例如包括在ADPCM数据块中作为报头，因此可以有效地提高例如进行现场表演的无线麦克风或无线乐器发射机的性能。

在进一步改进的实施例中，可以以表示ADPCM编码的预测部分的内部值的数据的形式(例如，通过包括预测滤波器系数)，将附加信息添加到数据块，解码器可以在传输错误之后更快地适应并防止滤波器不稳定问题和/或允许使用泄漏较少的预测滤波器。

在下文中，将描述本发明的优选特征和实施例。

表示自适应量化的内部值的至少一个数据位可以特别地表示自适应量化的内部值的对数编码形式，例如，自适应量化内部值的log2编码。特别地，至少一个数据位可以表示自适应量化的内部值的对数编码形式的截短的形式，诸如形成自适应量化的一部分的比例因子。例如，与自适应量化的包络估计器有关的比例因子。