[发明专利]用于避免削波假象的设备、方法和计算机程序

说明书

背景技术

在当前的音频内容制造与传送链中，在数字上可用的主要内容(PCM流)在内容创建网站例如由专业的AAC编码器编码。然后，使所产生的AAC位流可用于例如通过苹果iTunes音乐商店购买。似乎在罕见的情况下，一些解码的PCM样本是“削波”，这意味着两个或多个连续的样本达到可由用于输出波形的均匀量化的固定点表示(PCM)的基本位分辨率(例如，16位)表示的最大电平。这可能导致听觉假象(artifact)(点击或短失真)。由于这发生在解码器侧，所以在内容已被传送之后没有方法解决该问题。在解码器侧上处理该问题的唯一方法是为解码器创建插件，提供防削波功能。在技术上，这意味着子带中的能量分布的修改(然而，仅仅在正向模式上，即，不存在考虑心理声学模型的迭代循环)。假设编码器的输入的音频信号低于削波的阈值，在现代可感知的音频编码器中削波的原因是多方面的。首先，音频编码器对输入波形的频率分解中可获得的传输信号应用量化，以减小传输数据速率。频域中的量化误差导致信号的振幅和相位相对于原始波形产生小偏差。如果振幅或相位误差建设性地相加，那么在时域中所产生的振幅可暂时高于原始波形。其次，参数编码方法(例如，谱带复制SBR)以相当错略的方式将信号功率参数化。忽略了相位信息。因此，接收器侧上的信号仅利用正确的功率再生，而没有波形保留(preservation)。振幅接近全尺度的信号易于削波。

由于在压缩的位流表示中，频率分解的动态范围比典型的16位PCM范围大得多，所以位流可承载更高的信号电平。因此，在解码器的输出信号被转换(及限制)为固定点PCM表示时，仅出现实际的削波。

人们期望通过向解码器提供没有表现削波的编码信号来避免削波在解码器上发生。换言之，如果解码器可执行标准的解码，而不必相对于削波预防来处理信号，那么这是期望的。尤其地，现在已经部署了多种解码器，并且这些解码器为了受益于解码器侧削波预防不得不进行升级。而且，一旦已经发生削波(即，已经按照易于发生削波的方式编码了待要编码的音频信号)，一些信息就不可恢复地丢失，使得即使支持削波预防的编码器可能必须在先前和/或随后的信号部分基础上借助于外插或内插削波信号部分。

发明内容

根据一个实施方式，提供了一种音频编码设备。该音频编码设备包括：编码器、解码器以及削波检测器。编码器适合于编码待编码的输入音频信号的时间段，以获得相应的所编码的信号段。解码器适合于解码所编码的信号段，以获得重新解码的信号段。削波检测器适合于相对于实际的信号削波或可感知的信号削波中的至少一个分析重新解码的信号段。削波检测器还适合于生成相应的削波警报。该编码器进一步被配置为响应于削波警报，利用产生减小的削波概率的至少一个修改的编码参数再次编码音频信号的时间段。

在进一步的实施方式中，提供了一种用于音频编码的方法。该方法包括：编码待编码的输入音频信号的时间段，以获得相应的所编码的信号段。该方法进一步包括解码所编码的信号段以获得重新解码的信号段。相对于实际或可感知的信号削波中的至少一个分析重新解码的信号段。在所分析的重新解码的信号段内检测实际或可感知的信号削波的情况下，生成相应的削波警报。根据削波警报，利用产生减小的削波概率的至少一个修改的编码参数来重复时间段的编码。

进一步的实施方式提供了一种用于在计算机或信号处理器上执行时实现上述方法的计算机程序。

本发明的实施方式基于以下洞察力：相对于潜在的削波问题的每个编码的时间段可几乎立即通过再次解码时间段验证。解码与编码相比显著减少了计算复杂度。因此，由额外解码造成的处理负荷一般是可以接受的。由额外解码引入的延迟通常也是可以接受的，例如，用于流媒体应用程序(例如，互联网广播)。只要时间段的重复编码是没必要的，即，只要在输入音频信号的重新解码的时间段中未检测到任何潜在的削波，该延迟大约为一个时间段，或者略微大于一个时间段。由于在时间段中已经识别了潜在的削波问题，所以在必须再次编码时间段的情况下，该延迟增大。然而，应预期和考虑典型的最大延迟通常还比较短。

附图说明

在下文中描述本发明的优选实施方式，其中：

图1示出了根据本发明的至少一些实施方式的音频编码设备的示意性方框图；

图2示出了根据本发明的进一步实施方式的音频编码设备的示意性方框图；

图3示出了根据本发明的至少一些实施方式的用于音频编码的方法的示意性流程图；

图4示意性示出了在频域中通过修改将最大能量贡献给由解码器输出的整个信号的频率范围进行削波预防的概念；以及