[发明专利]基于IntMDCT的无损音频编码方法、解码方法

权利要求书

1.一种基于IntMDCT的无损音频编码方法，其特征在于，该编码方法包括以下步骤：

(1)将音频时域信号x(k)进行分帧，读取得到单帧时域信号x(k),k＝0,...,N-1，N为帧长；

(2)对时域信号进行IntMDCT变换，得到频域信号X(m),m＝0,...,N-1；

(3)对频域信号进行Rice编码得到编码码流；

其中，对频域信号进行Rice编码时，采用带阈值的点自适应Rice编码方法，包括步骤：

(31)对输入的数据x，编码参数为s，令商q和余数r分别为：r＝x-q·2^s；

(32)写符号位：若x≥0，则为“0”，反之，则为“1”；对r编码：用s位进行二进制表示；对q编码：采用TH-Rice对q进行阈值处理，TH-Rice为带阈值的Rice编码方法，若q>TH，经过TH-Rice后得到的高阶比特位MSBs＝TH+2·O，若q≤TH，经过TH-Rice后得到的高阶比特位MSBs＝q+1，其中TH为一个事先设定好的常量，O表示q-TH所得值的二进制位数；

(33)对r编码得到的比特位数定为低阶比特位LSBs，且LSBs＝s；然后将符号位、低阶比特位LSBs、高阶比特位MSBs组合在一起，即完成数据x的编码。

2.根据权利要求1所述的无损音频编码方法，其特征在于，所述对时域信号进行IntMDCT变换的方法包括步骤：

(21)对时域信号进行窗运算/时域混叠消除；

(22)对前步骤处理后的数据进行DCT-IV变换，所述DCT-IV变换为第四类型的离散余弦变换。

3.根据权利要求2所述的无损音频编码方法，其特征在于，步骤(21)中窗运算使用的窗函数w(k)为正弦窗，则对时域信号进行窗运算的公式为：

其中，

利用该公式进行相邻两次窗运算，前一次窗运算的输出序列为x'(0),...,x'(N-1)，当前帧窗运算的输出序列为x'(N),...,x'(2N-1)，则组合前一次窗运算的后半段输出序列和当前次窗运算的前半段输出序列，然后将此组合的N点序列乘以-1并反序，得到新序列：然后再对此新序列进行DCT-IV变换；同时，当前窗运算输出的后半段需要存储起来供下次DCT-IV变换使用。

4.根据权利要求3所述的无损音频编码方法，其特征在于，将半块N/2个“0”值样点和第一块的前半块N/2个样点组合成N点，将最后一块的后半块N/2个样点和半块N/2个“0”值样点组合成N点。

5.根据权利要求2所述的无损音频编码方法，其特征在于，DCT-IV变换的公式为：

6.根据权利要求5所述的无损音频编码方法，其特征在于，在IntMDCT中，所有运算都首先被分解为Givens旋转，然后对Givens旋转进行一系列的提升，且每次提升后都有一次取整操作以保证变换的可逆性，其中，DCT-IV变换的提升公式为：式中，为DCT-IV变换核；该式中，其中代表变换长度为N/2的DCT-IV矩阵，

7.根据权利要求1所述的无损音频编码方法，其特征在于，编码参数为s的计算公式：其中，BN(x_i)代表x_i的二进制位数，HI为一个事先设定好的常量。

8.根据权利要求7所述的无损音频编码方法，其特征在于，所述HI＝19，所述TH＝3。

9.一种基于IntMDCT的无损音频解码方法，其特征在于，该解码方法是如权利要求1所述的编码方法的逆过程，首先对输入的码流文件进行Rice解码，得到频域信号X(m),m＝0,...,N-1，然后再进行IntMDCT的逆变换恢复出时域信号x(k),k＝0,...,N-1。