[发明专利]用以使用混叠切换方案将音频信号编码/解码的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及音频编码，更特别地，涉及低比特率音频编码方案。

背景技术

在现有技术中，已知频域编码方案，诸如MP3或AAC。这些频域编码器基于时域/频域变换；随后是量化级，其中使用来自心理声学模块的信息控制量化误差；及编码级，其中使用码表对该已量化的频谱系数及相对应辅助信息进行熵编码。

另一方面，存在极为适合用于语音处理的编码器，诸如AMR-WB+，在3GPP TS 26.290对此进行了说明。这种语音编码方案执行时域信号的线性预测滤波。这种LP滤波是由该输入的时域信号的线性预测分析所导出。然后，所得的LP滤波系数经量化/编码，并作为辅助信息传输。该方法称作为线性预测编码(LPC)。在滤波器的输出端，使用ACELP编码器的合成-分析级，或另外地，使用变换编码器，对预测残留信号或预测误差信号(也称作为激励信号)进行编码，该变换编码器使用具有重叠的傅立叶变换。ACELP编码与变换编码激励编码(也称作为TCX编码)间的判定是使用闭环或开环算法进行的。

组合AAC编码方案及频带复制技术的频域音频编码方案(诸如高效率-AAC编码方案)也可与借助于术语“MPEG环绕”一词而已知的联合立体声编码工具或多声道编码工具组合。

另一方面，语音编码器(诸如AMR-WB+)也有高频加强级及立体声功能。

频域编码方案的优点在于，其对于音乐信号，以低比特率显示高质量，但问题在于低比特率的语音信号的质量。

语音编码方案即使以低比特率也对语音信号显示高质量，但对音乐信号，以低比特率显示的质量不佳。

频域编码方案经常使用所谓的MDCT(MDCT＝修改型离散余弦变换)。MDCT最初在J.Princen，A.Bradley的“Analysis/Synthesis Filter Bank Design Based on Time Domain Aliasing Cancellation(基于时域混叠抵消的分析/合成滤波器组设计)”，IEEE Trans.ASSP，ASSP-34(5)：1153-1161，1986中进行了说明。MDCT或MDCT滤波器组广泛用于近代且有效的音频编码器。这种信号处理提供下列优点：

各处理块间的平滑交叉衰减：即使各个处理块的信号有不同变化(例如由于频谱系数的量化)，但由于窗口化重叠/加法操作，故不会因块之间的突然转换，造成遮蔽伪像。

临界采样：滤波器组的输出端的频谱值的数目等于其输入端的时域输入值与必须传输的额外开销值的数目。

MDCT滤波器组提供高频率选择性及编码增益。

利用时域混叠抵消技术，可实现这些重大性质。时域混叠抵消是通过对两相邻已窗口化信号进行重叠相加而在合成时进行的。如果在MDCT的分析级与合成级间未施加量化，则获得原始信号的完美重建。但该MDCT是用于特别适合音乐信号的编码方案的。如前文所述，这些频域编码方案对于语音信号在低比特率下具有较低的质量，而特别适配的语音编码器与频域编码方案相比，在相似的比特率下具有较高质量，甚至对于相同质量具有显著更低的比特率。

语音编码技术(诸如定义于“Extended Adaptive Multi-Rate-Wideband(AMR-WB+)codec(延伸的适应性多速率-宽带(AMR-WB+)编码解码器)，3GPP TS 26.290 V6.3.0，2005-06，技术规范”的所谓的AMR-WB+编码解码器)并未应用MDCT，因此无法由MDCT的优异性质获得任何优势，特别地，MDCT一方面仰赖临界采样处理，而另一方面仰赖由一个块至另一个块的跨越。因此，通过MDCT所得的由一个块至另一个块的跨越就比特率而言不会有任何牺牲，因此尚未在语音编码器中获得MDCT的临界采样性质。

当将语音编码器及音频编码器组合于单一混合编码方案中时，仍然存在以下问题：如何以低比特率及高质量获得由一种编码模式至另一种编码模式的切换。

发明内容

本发明的目的是提供一种改良式编码/解码构想。

本目的是通过如权利要求1的用于编码音频信号的装置、如权利要求8的用于解码已编码音频信号的装置、如权利要求14的已编码音频信号、如权利要求15的用于编码音频信号的方法、如权利要求16的用于解码已编码音频信号的方法、或如权利要求17的计算机程序达成。