[发明专利]可分级音频编码、解码的方法和装置以及编解码系统

说明书

技术领域

本发明涉及信源编码和信号处理技术领域，特别涉及可分级音频编码、解 码的方法和装置以及编解码系统。

背景技术

可分级音频编码的方法能够在编码端对音频信号进行高码率压缩，得到音 频码流，并且在解码端能够根据具体的用户使用环境、内容需求、设备性能(例 如带宽)等从音频码流中恢复不同的保真度。另外，可分级音频编码的方法不用 分别保存相应的音频文件，能够减少存储量，此外，对分级后的音频码流加以 不对等保护，从而能够在带宽不断变化的网络中提供不间断的音频服务。基于 上述优点可分级音频编码的方法已被广泛的应用于音频压缩编码。

现有技术提供了以下两种可分级音频编码的方法，包括：

第一种，包括有核和无核两种模式。在有核模式下，先采用AAC(Advanced Audio Coding，高级音频编码)核心编码器对音频信号进行压缩编码，得到基 本层码流，同时经过残差映射得到每个变换系数的残差；在无核模式下，每个 变换系数的残差即为原始信号的频谱。对以上两种模式下的每个变换系数的残 差做比特切割，得到位平面，其中，该位平面由子带的位平面组成，根据每个 子带的JND(just noticeable distortion，临界可闻失真)计算每个子带的位平面移位 量，并根据每个子带的位平面移位量，对每个子带的位平面向上平移，得到平 移后的位平面，然后对位平面进行编码得到增强层码流，对基本层码流和增强 层码流进行封装，得到编码后的音频码流。

第二种，采用AAC核心编码器对音频信号进行高码率压缩，得到每个变换 系数的量化值，对每个变换系数的量化值做比特切割得到各频带的位平面，将 全频带划分为若干编码带，从低频编码带开始，在各编码带内按从低频到高频、 从最高比特位向最低比特位对位平面进行编码。其中，为保证基本层音质，在 编码时定义了基本层的频谱范围；为提高效率，编码时采用了基于上下文的位 平面编码。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术存在如下的问题：

上述第一种技术，在有核模式下，在对增强层进行编码时，没有同时考虑 实际量化噪声对音质的影响，即不能优先编码最能改善音质的子带，增强层编 码不满足人耳听觉特性，不满足音频业务质量可分级的要求；在对增强层进行 编码时，还需要记录每个子带的位平面移位量，如此，增加系统额外码率开销。

上述第二种技术，在编码时，按照频带进行分级，没有考虑到人耳对不同 子带的主观音质的感受不同，即没有优先考虑对主观音质影响较大的子带，编 码器不满足人耳听觉特性，不能满足音频业务质量可分级的要求。

发明内容

为了能够减少系统额外码率开销，提高有限码率下解码后的音频信号的音 质，本发明实施例提供了可分级音频编码、解码的方法和装置以及编解码系统。 所述技术方案如下：

一种可分级音频编码的方法，所述方法包括：

通过对音频信号压缩编码，获得基本层码流和每个子带的噪声遮蔽比NMR (Noise to Mask Ratio，噪声遮蔽比)；

获得所述音频信号的增强层位平面，所述增强层位平面由各子带的位平面 组成；

根据每个子带的NMR获取每个子带的位平面移位量；

根据每个子带的位平面移位量，将每个子带的位平面向低比特位平移，得 到每个子带的位平面优先级；

根据每个子带的位平面优先级，对每个子带的位平面进行编码，得到增强 层码流；

对所述基本层码流和所述增强层码流进行封装，得到编码后的音频码流。

所述获得所述音频信号的增强层位平面，具体包括：

根据所述音频信号的每个变换系数和其所在子带的比例因子，计算每个变 换系数的归一化残差；

对每个变换系数的归一化残差做预设数值比特的量化，得到所述增强层位 平面。

所述根据每个子带的NMR获取每个子带的位平面移位量，具体包括：

从所有子带的NMR中，查找最大的NMR；

将每个子带的NMR与所述最大的NMR进行比较，得到每个子带的NMR 差值；

确定每个子带的NMR差值所在的NMR差值范围；

根据每个子带的NMR差值范围，从位平面移位量与NMR差值范围的对应 关系中查找每个子带的位平面移位量。