[发明专利]一种ISF系数矢量量化的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及音频编解码技术领域，尤其涉及音频编解码技术中ISF系数矢量量化方法与装置。

背景技术

现有当前全球移动通信已全面进入3G、B3G时代，3G技术的发展使得终端接入网络的带宽进一步提升，庞大的移动通信客户群和3G移动通信网的开通，驱动移动通信业进入新一轮增长高峰，各种基于高速网络的增值业务层出不穷，其中又以移动多媒体点播、多媒体短信、手机音乐等为代表的移动多媒体业务最具发展前景。然而，移动网络的应用环境不同于固定网络环境：移动网络的带宽资源较有线网络大大减少、移动设备的电池供电时间较短，内存容量较小，资源相对有限，同时由于目前多声道编码效率不高，导致目前移动环境下难以给用户满意的听觉享受，制约了移动音频相关业务的普遍应用。作为移动通信核心技术的语音编码压缩中，通常用线性预测编码(Linear Predictive Coding，LPC)系数表征语音的短时谱包络，对其高效量化是语音编码中一个关键性的问题。

量化是有损数据压缩中的关键技术之一。量化方法一般可以分为两种：一种是标量量化，另一种是矢量量化。对于一组数据，标量量化方法的思路是对这一组数据中的每一个值分别进行考察，采用同一个量化器进行量化，输入一个值，从规定的值中找到一个对应的值输出。在这个过程中，没有考虑这一组数据中数据间的相关性，每个数据都是相对独立的。而矢量量化则不同，它将这一组数据分成若干个小的单元，这个小单元被称作为矢量，小单元中数据的个数，称为这个矢量的维数，“规定的值”被称作为码本。矢量量化的过程是将输入的每个矢量根据一定的原则进行选择，在码本中找到最接近的那个值。标量量化每个数据都是独立的，而矢量量化利用了矢量中各个分量的相关性来消除冗余度，所以从这个角度来讲，矢量量化方法总是优于标量量化方法的。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种ISF系数矢量量化方法与装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种ISF系数矢量量化的方法，包括以下步骤：

S1：将输入的一组待量化的16阶的导谱频率ISF[16]系数转化成16阶的线性预测系数LPC_s[16]，并且将训练好的多区域码表中的ISF系数转化为LPC系数，通过最近邻搜索法则，采用欧氏距离测度选择出欧氏距离最近的6个区域，然后按顺序选择第一个区域对应的码本，并将该区域的索引值Choosen_cluster(i)，用4bit表示输出，其中i＝0,1,2,3，...，15；

S2：在步骤S1中输出的索引Choosen_cluster(i)对应的已经训练好的一张16*64*16的码表中，根据最近邻法则，采用欧式距离测度进行搜索，搜索出一组与待量化的ISF[16]系数残差最小的一组码本，得到第一级矢量量化VQ对应的索引VQ(j)，用6bit表示，j＝0,1,2,3,…,63，然后将计算出来的残差Re[16]化分为5组，5组的长度分别为3,3,3,3,4，在第一级矢量量化VQ输出的索引中对应的3个3*64码表，1个3*128码表和1个4*128码表中通过最近邻法则，按照欧式距离测度，分别搜索出与5组残差中残差最小的一组码本，得到第二级分裂矢量量化索引SVQ[5]，分别用6bit，6bit，6bit，7bit，7bit表示；最后通过区域索引Choosen_cluster(i)、第一级矢量量化VQ的索引VQ(j)和第二级分裂矢量量化SVQ的索引SVQ[5]对待量化的ISF[16]系数进行量化，得到量化后的ISF_q[16]；

S3：将步骤S2中得到的当前帧量化后的ISF_q[16]系数和前一帧保留的量化后的ISF_q_old[16]系数通过LPC和ISF之间的关系进行换算，得到当前帧量化后的LPC_q[16]，并且将前一帧量化后的所保存的ISF_q_old[16]系数进行更新，把当前帧量化后的ISF_q[16]系数保存到ISF_q_old[16]系数中，以便下一帧使用；

S4：将原始的LPC[16]系数通过功率谱计算公式得到对应的功率谱pf[128]；