[发明专利]一种无损音频压缩编码方法及其解码方法

权利要求书

1.一种无损音频压缩编码方法，该方法是基于改进的离散余弦变换和整系数线性预测实现的，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用自适应分帧技术对原始PCM音频信号进行分帧得到分帧信息和分帧信号，把分帧信息纳入边信息；

S2：对每一帧信号进行改进的离散余弦变换得到残余频谱和变换信号；

S3：对每一帧变换信号进行声道去相关；

S4：利用线性预测参数对进行声道去相关后的每一帧进行线性预测得到残差信号；

S5：将残差信号和残余频谱一起进行熵编码得到熵编码的码本，并将其转换成压缩的比特流输出；

S6：将S4中线性预测用到的线性预测参数和S5中得到的熵编码的码本纳入S1中的边信息中。

2.根据权利要求1所述的无损音频压缩编码方法，其特征在于，所述步骤S1中的自适应分帧方法如下：

首先以最小帧长为单位，计算当前帧与前一帧的相关系数，如果此系数小于预设的阈值，则标记该帧与前一帧为不相关帧，单独成一帧，如果此系数大于预设的阈值，则认为当前帧与前一帧相关，将相邻的相关帧依次合并，但最大帧长不超过设定的最大帧长允许值，当合并帧的长度超过设定的最大帧长时重起一帧。

3.根据权利要求1所述的无损音频压缩频编码方法，其特征在于，所述步骤S2中改进的离散余弦变换是基于模变换的整数型改进的离散余弦变换。

4.根据权利要求3所述的无损音频压缩频编码方法，其特征在于，所述的模变换是利用勾股数三元组代替三角函数，对吉文斯旋转变换进行整数型近似。

5.根据权利要求1所述的无损音频压缩频编码方法，其特征在于，所述步骤S4中的线性预测是利用整系数预测方式，其优化方式是通过取最后2种预测结果的加权平均来取代初始预测值。

6.根据权利要求1所述的无损音频压缩频编码方法，其特征在于，所述步骤S5中的熵编码是哥伦布-莱斯编码，其过程如下：

S21：将残差信号负数映射到正数，映射公式如下：

r[n]=2r[n]r[n]≥0-2r[n]-1r[n]<0]]>

r[n]是输入的残差信号，n＝0,1,2，······；

S22：确定哥伦布-莱斯参数s进行编码：

s＝[log₂μ+0.97]

μ是r[n]的绝对值平均值。

7.根据权利要求6所述的无损音频压缩频编码方法，其特征在于，所述的哥伦布-莱斯参数s作为边信息与残差信号一起传输。

8.一种对权利要求7所述的无损音频压缩频编码方法进行编码的信号解码的方法，其特征在于，该方法包括如下流程：

对边信息进行解码，从中分离出熵编码的码本、线性预测参数、分帧信息；对码本信息进行熵解码得到熵编码前的残余频谱和残差信号，利用线性预测参数对熵解码得到熵编码前的残差信号进行线性预测重构，利用熵解码得到熵编码前的残余频谱进行整数型改进的离散余弦变换的逆变换，将进行线性预测重构后的信号和进行整数型改进的离散余弦变换的逆变换后的信号整合得到原始的每帧信号，最后根据分帧信息将各帧顺次连接起来得到原始音频文件。