[发明专利]一种用于DRA的ABR码率控制方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种ABR码率控制方法及系统，更具体地，涉及一种用于DRA数字音频编码算法的ABR码率控制技术。

背景技术

如图1A-1B所示，作为中国音频编码电子行业标准的DRA音频编、解码技术近年来已为业内所熟知。有关DRA(Digital RiseAudio)音频编解码技术更详细的内容可参见信息产业部2007年1月4日发布的、标准序号SJ/T 11368-2006的行业标准，该标准的全部内容在此以引用的方式并入本文。另外，为了叙述方便，下文中将该标准简称为“DRA标准”，并将与DRA标准相应的DRA音频编解码技术简称为“DRA技术”。

目前流行的感知编码器在比特率控制中一般采用两种方法。一种是CBR，即恒定比特率，比如AC3，MPEG1中的层1和层2，还有应用到CMMB(中国移动多媒体广播)中的DRA技术。CBR的优点是延迟固定，在解码端不会产生上溢和下溢，同时编码端的比特控制算法简单；其缺点是由于音频信号的非平稳特性造成编码信号的质量不稳定。另一种是ABR，即平均比特率，比如MPEG1中的层3(即目前在互联网上广泛流行的mp3)，还有MPEG中的AAC。ABR的优点是可以使编码质量平稳；其缺点是增大了延迟，需要在编码端精心设计比特控制算法以便在解码端不产生上溢和下溢。

众所周知，ABR比特控制的原理是对容易编码的帧用较少的比特(少于平均比特)进行编码，并将剩余的比特存入比特池；对很难编码的帧用较多的比特(多于平均比特)进行编码，所需的额外比特从比特池中提取。提高ABR比特控制的效率的关键在于：在综合考虑比特率、比特池状态、音频内容和允许比特变化的范围等因素的情况下，预测出当前帧所需的比特数。

在AAC的算法中，实现ABR的基本原理是通过感知熵来进行比特池控制。在标准ISO/IEC 13818-7中实现比特控制算法步骤为：

步骤1：通过心理声学模型计算感知熵pe；其中心理声学模型可以是MPEG提供的模型1和模型2；或者通过J.D.Johnston的文章“estimation of perceptual entropy using noise masking criteria”，IEEE，1988得到；

步骤2：利用公式(1)计算平均比特mean_bits；

mean_bits=bit_rate·1024sampling_rate---(1)]]>

其中：bit_rate为编码比特率；sampling_rate为信号的采样频率。

步骤3：根据感知熵利用公式(2)计算比特分配；

bit_allocation＝pew1*PE+pew2*sqrt(PE)          (2)

其中PE为步骤(1)得出的感知熵；pew1在缓变信号中为0.3，快变信号中为0.6；pew2在缓变信号中为0.6，快变信号中为24.最后将bit_allocation限制为0到3000。

步骤4：利用上述步骤得出的变量根据公式(3)计算该帧所要增加的比特more_bits；

more_bits＝bit_allocation-(mean_bits-side_info_bits)        (3)

其中；side_info_bits为边信息所用的比特数。

步骤5：利用公式(4)计算该帧可用的比特数

ifmore_bits＞0：

    available_bits＝mean_bits+min(more_bits，bit_reservoir_state[frame])

ifmore_bits＜0：

    available_bits＝mean_bits+max(more_bits，bit_reservoir_state[frame]-