[发明专利]具有改进的编码器和解码器的传输系统

说明书

本发明与一种包括一个发射机和一个接收机的传输系统有关，其中：所述发射机包括一个将一个表示音频信号的输入信号编码成一个编码音频信号的音频编码器和一个将所述编码音频信号通过传输媒体发送给所述接收机的发送装置，所述音频编码器包括一个从所述输入信号得出至少一些第一信号段和一些比所述第一信号段短的第二信号段的分段装置和一个从所述第一和第二信号段得出所述编码音频信号的装置，而所述接收机包括一个从传输媒体接收所述编码音频信号的接受装置和一个从所述编码音频信号得出一个解码音频信号的音频解码器。

本发明还涉及一种发射机、编码器、编码方法、载有执行一种编码方法的计算机程序的有形媒体和载有执行一种编码方法的计算机程序的信号。

按照权利要求1的引言所述的传输系统从美国专利No.5,886,276中可以看到。

这样的传输系统和音频编码器用于音频信号必须通过传输容量有限的传输媒体发送或必须存储在存储容量有限的存储媒体上的一些应用。这样的应用的例子有：通过互联网传输音频信号，将音频信号从移动电话机传输给基站和从基站传输给移动电话机，以及将音频信号存储在CD-ROM、固态存储器或硬盘驱动器上。

已经有不同的音频编码器工作方法试图以适度的比特率获得良好的音频质量。在其中的一种工作方法中，将一个需发送的音频信号分为多个通常具有10-20ms的固定长度的段。在每个所述段中，音频信号用多个信号分量表示，这些信号分量可以是一些正弦波，由它们的振幅、频率可能还有相位明确表示。

发射机向接收机发送这些信号分量的振幅和频率表示。发射机执行的操作可以包括信道编码、交织和调制。

接收装置从传输信道接收到表示音频信号的信号后，执行象解调、解交织和信道解码这样的一些操作。解码器从接收装置得到音频信号的表示后通过产生多个如由编码信号所揭示的正弦波再将它们合并成一个输出信号从中得出一个重建的音频信号。

这些音频编码器的一个问题是为这些信号段选择一个适当的长度(以时间为单位的)。如果信号段长，确定信号分量的频率分辨率可以很高，但是由于时间分辨率有限，可能出现一种称为前回声的现象。前回声是在一个诸如音频信号突然发响之类的事件实际出现前就已经听得到这个事件出现的现象。如果信号段短，就没有出现前回声的问题，但是严重地降低了确定低频信号分量的频率分辨率。

为了改善这种情况，在以上的美国专利中，将输入信号用一个子频带滤波器分离成若干个子频带，对于不同的子频带选用不同长度的信号段。信号段的长度选择成与相应子频带的频率范围成反比。

这样处理的问题是对于处在子频带滤波器的过渡频带附近的信号分量的编码质量不及对于其他信号分量的编码质量。

本发明的一个目的是提供一种可以解决上述问题的如前面所述的传输系统。

为了达到这个目的，本发明的传输系统的特征是其中的编码装置包括一个防止在编码音频信号中出现单个信号分量多重表示的预防装置。

本发明是在认识到在现有技术的系统中子频带滤波器的过渡频带內的一些频率是导致输入信号的同一个信号分量的多重表示的原因的基础上作出的。在用心理声学模型确定需发送的信号分量时不希望有这些多重表示。此外，很难重组一个在编码信号內表示了两次的信号分量。多重表示还导致比特率比信号分量没有多重表示的情况下大。

利用防止或抑制单个信号分量多重表示的预防装置，还消除了这些相关的问题。

在本发明的一个实施例中，预防装置包括一个从编码音频信号中表示所述第一信号段的部分得出一个合成音频信号的合成装置和一个通过从一个表示输入信号的信号中减去所述合成音频信号得出第二信号段的减法装置。由于是通过从一个表示音频信号的信号中减去一个表示第一信号段的合成音频信号得到第二信号段，因此可以理解，从所述表示音频信号的信号中除去了根据第一信号段确定的那些信号分量。所以，这些信号分量在第二信号段內不会出现或者受到很强的衰减。这样就避免了所述单个信号分量的多重表示。

在本发明的另一个实施例中，分段装置配置成从输入信号中得出一些比第一信号段长的更长信号段，音频编码器配置成还根据更长信号段得出编码音频信号，而音频编码器还包括另一个从编码音频信号中表示所述更长信号段的部分得出另一个合成音频信号的合成装置和另一个通过从一个表示输入信号的信号中减去所述另一个合成音频信号得出第一信号段的减法装置。实验已经表明，采用具有至少三种不同长度的相继段是有利的，因为在一个段內的周期数也许不太多，但是也不会太少。