[发明专利]一种用于音频处理框架中的编码和解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理中的编、解码技术，特别是一种用于音频处理框架中的编码和解码方法。

背景技术

音频编解码技术主要包括可以很好利用心理声学模型的T/F(时/频)转换的方法，和对音频信号模型参数提取的方法。现有的音频处理框架中，AAC(Advance Audio Coding，高级音频编码)框架利用的是T/F转换的方法，而AMR-WB+(Extended Adaptive Multi-rate wideband Codec，多码率可调宽带扩展编解码)框架则同时利用了这两种方法从而对不同信号进行不同处理。

该AMR-WB+框架包括预处理，TCX/ACELP复合激励编解码，立体声处理，带宽扩展4个部分。其中，该TCX/ACELP复合激励编码方法流程如图1所示：预处理后的低频信号将将继续进行模式选择，该模式选择是对各TCX(Transform coded excitation，变换编码激励)模式和ACELP(Algebraic Code Excited Linear Prediction，线性预测及代数码本激励)模式的选择；然后再对信号进行LPC(linear prediction coding，线性预测编码)分析，然后依据上述模式选择的结果进行TCX80、TCX40、TCX20、ACELP中某一种模式进行编码流程后将编码码流输出。该TCX20、TCX40、TCX80三种模式均依次包括加权滤波、T/F转换、参数量化步骤。再请参阅图2，它是对应于上述编码方法的解码方法。如图所示：该方法依次包括码流解析、TCX和ACELP模式选择、TCX80或TCX40或TCX20或ACELP解码流程后输出低频码流；其中，TCX80、TCX40、TCX20解码流程进一步包括F/T转换和LPC综合等步骤。

在上述AMR-WB+采用的TCX/ACELP复合激励编解码方法中，TCX所采用变换编码激励方法主要适合较高码率的音频编解码，可以在大于24kbps的情况对宽带音频获得较好的输出。而AMR-WB+的比特率范围是6kbps到48kbps，这样在极低码率的情况下，TCX方法对信号频谱直接量化，将会使得较大的量化误差存在于信号的整个频谱范围内，因此使得最终解码输出的主观质量降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于音频处理框架中的编码和解码方法，主要解决上述现有技术中所存在的技术问题，它基于信号的产生机理出发，对信号的产生模型进行模拟，使用模型参数来对信号信息进行提取，以此减少所需量化的参数，提高各参数的量化比特数；同时可以依据各模型参数的重要性不同来进行比特分配，进一步保证对信号中重要信息的保留，提高压缩信号的主观质量。

为解决上述问题，本发明是这样实现的：

一种用于音频处理框架中的编码方法，其特征是该方法步骤为：

A经过预处理后的低频段信号首先通过PCX(Parametric Codedexcitation，模型参数编码激励)/ACELP模式选择，然后对信号进行LPC分析；

B依据模式选择的结果，进入ACELP或PCX其中一种模式进行编码；对于PCX模式，首先对输入低频信号进行LPC综合及感知加权处理，获取LPC残差；然后对LPC残差进行模型参数提取，最后将LPC系数及模型参数一起进行量化编码。

所述的用于音频处理框架中的编码方法，其特征是所述步骤B中的模型参数提取步骤为：

B1对信号进行正弦模型参数提取，提取参数包括正弦频率及其对应幅度、相位；

B2结合B1中提取的参数对正弦残差进行编码。

所述的用于音频处理框架中的编码方法，其特征是所述步骤B2进一步包括：

B21对提取的正弦分量进行合成，合成过程中，要充分考虑前后帧的频率分量的连续性，并对前后帧相应幅度，相位做相应插值平滑；LPC残差和正弦合成信号之差包含了信号中的暂态及噪声分量即正弦残差；

B22正弦残差经过暂态信号处理提取暂态分量；

B23暂态提取后的残差，即信号的噪声分量，提取频谱LPC残差频谱对应的BARK BAND能量作为噪声分量参数。

所述的用于音频处理框架中的编码方法，其特征是所述步骤B22进一步包括：

B221将正弦残差经过T/F变换转换到频域；

B222对残差信号频谱进行LPC线性预测分析，从而达到对信号时域包络的提取。