[发明专利]一种用于音频信号的矢量量化编解码方法及装置

说明书

本发明涉及一种用于音频信号的矢量量化编解码方法及装置，所述编码方法包括：对音频信号的变换域谱进行音频感知分析，根据分析结果对音频信号的变换域谱进行幅度调整，得到待量化的加权谱；对所述待量化的加权谱进行组织，得到多个待量化的矢量；以及对所述多个待量化的矢量进行量化编码，得到矢量量化编码数据。本发明提出了一种用于音频信号的矢量量化编解码方案，该方案参考音频感知特性对变换域信号进行幅度调整，可消除感知冗余，提高编码效率；通过信号特性分析，对音频的时频平面进行合理的划分，并将其组织成待量化矢量；可选择使得编码增益最大的时频平面划分和矢量组织方式，有利于对信号进行高效的量化编码。

技术领域

本发明涉及一种用于音频信号的矢量量化编解码方法及装置。

背景技术

在目前通用的各音频编码标准中，对变换域的音频信号多采用标量量化的方案进行量化编码，比如在MPEG-1Layer3(MP3)、MPEG2/4AAC、AVS等标准中，对MDCT数据采用标量量化的方式进行量化，然后采用Huffman编码来进行熵编码；而在AC-3编码方案中，则将MDCT数据分解为指数和尾数，对尾数部分按照比特分配模型进行比特数可变的量化编码。由于标量量化方案无法有效地利用变换域信号相邻数据间存在的冗余，因此很难获得理想的编码效果。矢量量化是解决此问题的一个合理的方式，变换域加权交叉矢量量化（TWINVQ）方案是一种应用了矢量量化技术的音频编码方法，该方法在对信号进行MDCT变换后，通过交叉选择信号谱参数构造待量化的矢量，然后采用高效率的矢量量化获得了较优的音频编码质量，但TWINVQ中没有有效利用音频感知特性来控制量化噪声,而且TWINVQ中没有充分利用信号特性来指导矢量的组织,因此需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服上述缺陷的用于音频信号的矢量量化编解码方法及装置。

在第一方面，本发明提供了一种用于音频信号的矢量量化编码方法，包括：对音频信号的变换域谱进行音频感知分析，根据分析结果对音频信号的变换域谱进行幅度调整（幅度调整后的变换域谱称作加权谱），得到待量化的加权谱；对所述待量化的加权谱进行组织，得到多个待量化的矢量；以及对所述多个待量化的矢量进行量化编码，得到矢量量化编码数据。

优选地，所述对所述待量化的加权谱进行组织的步骤包括：构造所述待量化的加权谱的时频平面；根据所述音频信号的类型及其音调性对所述时频平面进行划分，并且根据划分结果将所述加权谱组织成多个待量化的矢量。

优选地，所述根据所述音频信号的类型及其音调性对所述时频平面进行划分，并且根据划分结果将所述加权谱组织成多个待量化的矢量的步骤包括：基于频率抽取进行划分和组织，其具体为根据所述类型及音调性判断出所述音频信号是具有谐波结构的平稳信号，然后按照时间方向对所述时频平面进行划分，以谐波为单位对所述加权谱进行频率抽取，将所述加权谱组织成多个待量化的矢量；或者按时间方向进行划分和组织，其具体为根据所述类型和音调性判断出所述音频信号是平稳信号，然后按照时间方向对所述时频平面进行划分，根据划分结果将所述加权谱组织成多个待量化的矢量；或者按频率方向进行划分和组织，其具体为根据所述类型和音调性判断出所述音频信号在时域具有快变特性，然后按照频率方向对所述时频平面进行划分，根据划分结果将所述加权谱组织成多个待量化的矢量；或者按时频区域进行划分和组织，其具体为根据所述音调性和类型判断出所述音频信号为复杂信号，然后将所述时频平面划分为多个时频区域，根据划分结果将所述加权谱组织成多个待量化的矢量。

优选地，所述根据所述音频信号的类型及其音调性对所述时频平面进行划分，并且根据划分结果将所述加权谱组织成多个待量化的矢量的步骤还包括：按照使得编码增益最大的规则从所述基于频率抽取进行划分和组织、所述按时间方向进行划分和组织、所述按频率方向进行划分和组织、所述按时频区域进行划分和组织中选择编码增益最大的一种或几种方式的组合进行所述划分和组织。

优选地，所述对所述多个待量化的矢量进行量化编码的步骤包括：对所述多个待量化的矢量进行矢量量化编码；或者对所述多个待量化的矢量进行标量量化再进行熵编码。