[发明专利]用于编码和低复杂性代码转换的频谱分量转换

说明书

本申请是申请号为200480003666.7、申请日期为2004年1月30 日、发明名称为“用于编码和低复杂性代码转换的频谱分量转换”的 申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及音频编码方法和设备，更具体地，涉及用于编码 和代码转换音频信息的改进方法和设备。

背景技术

A.编码

许多通信系统面临信息传输和记录容量的需求经常超过可用容 量的问题。因此，在广播和记录领域中，非常关注在不降低其感知质 量的情况下，降低发送或记录要由人感知的音频信号所需要的信息量。 同时还关注对于给定带宽或存储容量提高输出信号的感知质量。

传统的用于降低信息容量需要的方法涉及仅发送或记录输入信 号的选定部分。丢弃其余部分。称作感知编码的技术通常将原始的音 频信号转换成频谱分量或频率子带信号，从而能够更容易地识别和丢 弃冗余或不相关的那些信号部分。如果可以根据信号的其它部分再生 某一信号部分，则将该信号部分视为冗余的。如果某一信号部分在感 知上无关紧要或听不到，则将该信号部分视为不相关的。感知解码器 可以根据编码信号重新建立丢弃的冗余部分，但是它不能建立任何并 非冗余的已丢弃的不相关信息。然而，丢弃不相关的信息在许多应用 中是可接受的，这是因为它的缺乏对于解码信号没有可感知的影响。

信号编码技术在感知上是透明的，如果它仅丢弃冗余或在感知上 不相关的那些信号部分的话。一种可以丢弃信号不相关部分的方式是 用较低精确度等级表示频谱分量，这通常称作量化。将原始频谱分量 及其量化表示之间的差值称作量化噪声。较低精确度的表示具有较高 的量化噪声电平。感知编码技术试图控制量化噪声电平，以使其听不 到。

如果感知上透明的技术不能实现充分地降低信息容量要求，则需 要感知上不透明的技术以丢弃非冗余和在感知上相关的附加信号部 分。不可避免的结果是降低了所发送或所记录信号的感知保真度。优 选地，感知上不透明的技术仅丢弃视为具有最低感知重要性的那些信 号部分。

可以使用一种称作“耦合”的编码技术来降低信息容量要求，通常 将该技术视为感知上不透明的技术。根据这种技术，组合在两个或更 多输入音频信号内的频谱分量以形成具有这些频谱分量的复合表示的 耦合声道信号。还生成边信息，它表示在被组合以形成复合表示的每 个输入音频信号内的频谱分量的频谱包络。发送或记录包括耦合声道 信号和边信息的编码信号，用于随后由接收器解码。通过生成耦合声 道信号的复本和使用边信息定标在复制信号内的频谱分量，从而基本 上恢复原始输入信号的频谱包络，接收器生成去耦合信号，它是原始 输入信号的不精确复制品。用于两声道立体声系统的典型耦合技术组 合左右声道信号的高频分量以形成复合高频分量的单个信号，生成表 示在原始的左右声道信号内高频分量的频谱包络的边信息。在先进电 视系统委员会(ATSC)标准文件A/52(1994)的“数字音频压缩(Digital Audio Compression)(AC-3)”(在此称作A/52文件)中描述了耦 合技术的一个例子。