[发明专利]计算、量化、音频编码的装置和方法及程序

说明书

技术领域

本发明涉及计算装置和方法、量化装置和方法、音频编码装置和方法及程序，并且更具体地涉及使得能够更有效地执行计算处理的计算装置和方法、量化装置和方法、音频编码装置和方法及程序。

背景技术

MPEG(运动图像专家组)音频标准是已知的用于对音频信号编码的方案。MPEG音频标准包括多种编码方案，其中，称为“MPEG-2音频标准AAC(高级音频编码)”的编码方案在ISO/IEC(国际标准化组织/国际电工技术委员会)13818-7中被标准化。

称为“MPEG-4音频标准AAC”的另一编码方案也在扩充的ISO/IEC14496-3中被标准化。在下文中，将MPEG-2音频标准AAC和MPEG-4音频标准AAC总称为“AAC标准”。

遵从AAC标准的现有技术的音频编码装置包括心理声学模式保持(psychoacoustic model holding)部件、增益控制部件、频谱处理部件、量化/编码部件以及复用器部件。

心理声学模式保持部件沿着时间轴将输入到音频编码装置中的音频信号划分为多块，并且根据人类听觉特性分析每个划分出的频带的音频信号，以计算每个划分出的频带的可容忍误差强度。

同时，增益控制部件将输入音频信号划分为四个相等间隔的频带，并且对预定频带的音频信号执行增益调节。

频谱处理部件将已经过增益调节的音频信号转换为频域频谱数据，并且基于心理声学模式保持部件计算出的可容忍误差强度对频谱数据执行预定处理。量化/编码部件将经过预定处理的频谱数据(音频信号)转换为码串，复用器部件在该码串上复用各种信息以输出比特流。

上面讨论的频谱处理部件对频域频谱数据执行称为“TNS(瞬时噪声整形”的处理以控制时间轴上的量化噪声波形。

对于TNS处理，具体地，提出了利用能够用比线性预测所使用的参数更少的参数表示复杂波形的FM合成方案来预测频域频谱数据，求得作为与该信号的差分的残差(residual)信号，并且对参数和残差信号编码，这获得了比利用线性预测的处理更高效的编码处理(例如参见日本未实审专利申请公报No.2006-47561)。

发明内容

然而，由于上面讨论的TNS处理使用了诸如反正弦函数和正弦函数之类的非线性函数，因此，其算法可能较复杂并且可能要执行大量周期。

由于安装在上面讨论的音频编码装置中的CPU(中央处理单元)和/或DSP(数字信号处理器)具有比个人计算机的CPU的操作频率低的数百Hz的操作频率，因此，希望避免使用可能要执行大量周期的函数，例如数学库中的函数。

因此，希望使得能够更高效地执行计算处理。

根据本发明第一实施例，提供了一种计算装置，包括：范围计算装置，用于计算可以给出通过使非线性运算的计算结果离散化而获得的预定离散值的输入值的范围；以及离散值输出装置，用于在输入值被输入时，输出与包含已输入的输入值的范围相对应的预定离散值。

计算装置还可以包括范围表制成装置，用于制成使输入值的范围与预定离散值相关联的范围表，并且离散值输出装置基于范围表输出与包含已输入的输入值的范围相对应的预定离散值。

计算装置还可以包括哈希(hash)表制成装置，用于基于范围表制成哈希表，并且离散值输出装置基于哈希表指定针对范围表的初始搜索值，并且基于初始搜索值和范围表输出与包含已输入的输入值的范围相对应的预定离散值。

离散值输出装置可以对包含已输入的输入值的范围执行二进制搜索，并且输出与所搜索的范围相对应的预定离散值。

范围计算装置可以预先计算与预定离散值相对应的输入值的范围。

根据本发明的第一实施例，提供了一种计算方法，包括以下步骤：计算可以给出通过使非线性运算的计算结果离散化而获得的预定离散值的输入值的范围；以及当输入值被输入时，输出与包含已输入的输入值的范围相对应的预定离散值。

根据本发明的第一实施例，提供了一种使计算机执行处理的程序，所述处理包括以下步骤：计算可以给出通过使非线性运算的计算结果离散化而获得的预定离散值的输入值的范围；以及当输入值被输入时，输出与包含已输入的输入值的范围相对应的预定离散值。

根据本发明的第二实施例，提供了一种量化装置，包括：范围计算装置，用于计算可以给出通过量化非线性运算的计算结果而获得的预定量化值的输入值的范围；以及量化值输出装置，用于在输入值被输入时，输出与包含已输入的输入值的范围相对应的预定量化值。