[发明专利]音频信号的编码方法和系统与解码方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体信号处理和信源编码领域，特别涉及一种音频信号的编码方法和系统与解码方法和系统。

背景技术

立体声信号有两个主要来源，一个是采用双麦克风或多麦克自然录音，另一个是音频工作室人工混音。前者各通道音频来自同一个音频场景，除了由于麦克风摆位造成的时间差、强度差等不同，他们记录音频信息基本一致，因此有很强的相关性。后者在大多数情况下力求营造具有真实感的音频场景，因此声道间也具有很强的相关性。

利用这种相关性降低立体声编码的码率是音频编码领域一个重要的研究课题。较早提出的是和差立体声(Sum-difference Stereo)。该方法将原始立体声信号中的左声道L与右声道R在频域对应频率处进行相加和相减处理，分别得到和声道S与差声道D。在理想的情况下，L等于R，那么D就为0。通常L与R有明显的相关但不会严格一致，因此多数情况下D的能量非0但明显小于R，可以用较小的比特率进行编码。由于仍需要对变换后的两个声道S与D独立编码，码率下降有限。该方法用于MP3(MPEG-1 Layer III)和AAC(Advanced Audio Coding)立体声编码。

为了使码率进一步下降，需要引入心理声学以去除声道间的主观冗余。人的听觉可以用一个非均匀带宽的滤波器组描述，每个滤波器组通道被称为一个子带，它是最小的听觉单位，空间感主要来自左右声道对应子带信号的整体特性，如强度差、延时、相关度，而对子带信号的细节不敏感。基于上面的心理声学原理，MP3和AAC中还采用了强度立体声(IntensityStereo)。该方法在每个子带，只将其中一个声道的信号，以及另一个声道与之的能量比传送给解码器。解码器根据和信号与能量比，恢复出和原始立体声信号能量相等但有细节差异的立体声信号。该方法使码率有明显下降，但由于不能重建频谱细节，它也带来一定的音质损失，因此主要用于人耳不敏感的较高频率子带。

发明内容

为了进一步降低立体声编码的码率，本发明提供了一种音频信号的编解码方法和系统。所述技术方案如下：

一种音频信号的编码方法，所述方法包括：

步骤A：对左右声道的音频信号以极大相关度旋转角为旋转角进行正交旋转变换；

步骤B：对经过所述正交旋转变换的左右声道的音频信号进行编码，形成码流数据。

所述步骤A具体包括：

步骤A1：对左右声道的时域音频信号进行时频变换输出左右声道的频域音频信号；

步骤A2：提取所述左右声道的频域音频信号的极大相关度旋转角；

步骤A3：对所述左右声道的频域音频信号以极大相关度旋转角为旋转角进行正交旋转变换。

所述步骤B具体包括：

步骤B1：对经过所述正交旋转变换的左右声道的音频信号进行和差立体声编码，形成和差音频码流；

步骤B2：对旋转角进行量化熵编码，形成参数码流；

步骤B3：对所述和差音频码流进行量化和熵编码；

步骤B4：将经过量化和熵编码的所述和差音频码流和参数码流组合成编码码流。

所述步骤B具体包括：

步骤B1：对经过所述正交旋转变换的左右声道的音频信号进行强度立体声编码，形成强度音频码流；

步骤B2：对旋转角进行量化熵编码，形成参数码流；

步骤B3：对所述强度音频码流进行量化和熵编码；

步骤B4：将经过量化和熵编码的所述强度音频码流和参数码流组合成编码码流。

所述步骤A1具体为：

对左右声道的时域音频信号进行多相滤波器组变换输出左右声道的频域音频信号。

所述步骤A1具体为：

对左右声道的时域音频信号进行快速傅里叶变换输出左右声道的频域音频信号。

所述步骤A具体包括：

步骤A1：对左右声道的时域音频信号进行时频变换输出左右声道的频域音频信号；

步骤A2：将所述左右声道的频域音频信号划分为连续无重叠的子带信号；

步骤A3：提取所述左右声道的子带信号的极大相关度旋转角；

步骤A4：对所述左右声道的频域音频信号以极大相关度旋转角为旋转角进行正交旋转变换。

所述步骤B具体包括：

步骤B1：将所述经过正交旋转变换的两路音频信号下混为一路下混声道的音频信号；

步骤B2：对下混声道的音频信号进行编码，形成编码码流。

所述步骤A1具体为：

对左右声道的时域音频信号进行多相滤波器组变换输出左右声道的频域音频信号；

所述步骤A2具体为：