[发明专利]音频信号音轨脉冲位置的编码与译码

说明书

技术领域

本发明是有关于音频处理及音频编码领域，更明确言之，是有关于音频信号中音轨脉冲位置的编码与译码。

背景技术

音频处理及/或音频编码已经按照许多方式进展。在音频编码中，线性预测编码器扮演重要角色。当编码音频信号（例如包含语音的音频信号）时，线性预测编码器信道通常编码音频信号的频谱包络的表示型态。为了达成该目的，线性预测编码器可决定预测滤波器系数来以编码形式表示该声音的频谱包络。然后，滤波器系数可由线性预测译码器用来通过使用这些线性预测编码器产生合成音频信号而译码该编码音频信号。

线性预测编码器的重要实例为ACELP编码器（ACELP=代数代码激励线性预测编码器）。ACELP编码器广为人使用，例如用于USAC（USAC=统一语音与音频编码）且可具有额外应用领域，例如用于LD-USAC（低延迟统一语音与音频编码）。

ACELP编码器信道是通过决定预测滤波器系数而编码音频信号。为了达成更佳编码，ACELP编码器基于欲编码的音频信号，及基于已经决定的预测滤波器系数而决定残差信号（又称目标信号）。残差信号例如可以是差信号，表示欲编码的音频信号与按照预测滤波器系数及可能地按照音准（pitch）分析所得的适应性滤波器系数编码的该信号部分之间的差值。然后ACELP编码器针对编码该残差信号。为了达成该目的，编码器编码代数码本参数，这些代数码本参数是用来表示该残差信号。

为了编码该残差信号，使用代数码本。通常代数码本包含多个音轨，例如四个音轨各自包含16音轨位置。于此种配置中，藉个别代数码本可表示共计4×16=64样本位置，相对应于欲编码的音频信号的一子帧的样本数目。

码本的这些音轨可以交插，使得码本的音轨0可表示该子帧的样本0、4、8、…、60，使得码本的音轨1可表示该子帧的样本1、5、9、…、61，使得码本的音轨2可表示该子帧的样本2、6、10、…、62，及使得码本的音轨3可表示该子帧的样本3、7、11、…、63。各个音轨可有固定数目的脉冲。或者每个音轨的脉冲数目可改变，例如取决于其它状况而改变。脉冲例如可以是正或负，例如可以+1（正脉冲）或0（负脉冲）表示。

为了编码该残差信号，当编码时，码本配置可经选择使得最佳表示该残差信号的其余信号。为了达成该目的，可用脉冲可位于最佳地反映出欲编码的信号位置的适当音轨位置。此外，可指定相对应脉冲为正或为负。

在译码器侧，ACELP译码器将首先解码代数码本参数。ACELP译码器也可解码适应性码本参数。为了决定代数码本参数，ACELP译码器可针对代数码本的各个音轨决定多个脉冲位置。此外，ACELP译码器也可译码在一音轨位置的脉冲是正或负脉冲。再者，ACELP译码器也可解码适应性码本参数。基于此项信息，ACELP译码器通常产生激励信号。然后，ACELP译码器施加这些预测滤波器系数于该激励信号来产生合成音频信号而获得译码音频信号。

在ACELP中，音轨上的脉冲通常是编码如下。若该音轨具有长度16，及若此一音轨上的脉冲数目为1，则可通过其位置（4位）及符号（1位）共计5位编码脉冲位置。若该音轨具有长度16及脉冲数目为2，则第一脉冲是通过其位置（4位）及符号（1位）编码。至于第二脉冲，则只需编码位置（4位），原因在于若该第二脉冲是在第一脉冲左方则可选择第二脉冲的符号为正，若是在第一脉冲右方则可选择第二脉冲的符号为正，及若是在第一脉冲的相同位置则可选择第二脉冲为与第一脉冲相同符号。因此，总计共需9位来编码两个脉冲。比起分开地各通过5位编码脉冲位置，因而针对每一对脉冲节省1位。

编码比2更大的脉冲数目，可成对地编码脉冲，及若脉冲数为奇数，则分开地编码最末脉冲。如此则例如针对5脉冲的音轨，需要9+9+5=23位。若有4音轨，则要求4×23=92位来编码具有4音轨及每个音轨5脉冲的长度64的子帧。但若位数可以更进一步减少则更有价值。

若能提供具有改良编码或译码构思的编码装置及相应的译码装置将极有价值，该装置具有针对脉冲信息表示型态使用较少位而以改良方式来编码或译码脉冲信息的手段，如此将例如减低传输各自编码地音频信号的传输速率，及再者，如此将例如减少储存各自编码地音频信号需要的储存空间。

发明内容

因此本发明的一目的是提供音频信号的音轨脉冲的编码及译码的改良构思。本发明的目的可通过根据权利要求1的译码装置、根据权利要求9的编码装置、根据权利要求13的解码方法、根据权利要求14的编码方法、及根据权利要求15的计算机程序达成。