[发明专利]使用变换域对数压缩扩展来进行信号处理的方法和装置

说明书

本专利申请要求2008年9月26日提交的、标题为“Transform-Domain Log Companding”的临时申请No.61/100,645(律师签号No.082855P1)以及2008年9月29日提交的、标题为“Transform-Domain Log Companding”的临时申请No.61/101,070(律师签号No.082855P2)的优先权。每个前述申请已转让给本申请的受让人，并由此通过引用被明确地并入本文。

技术领域

本公开一般地涉及通信，更具体而言，涉及使用谱域(spectral domain)对数压缩扩展(compand)的信号压缩。

背景技术

通过数字技术进行的音频(例如话音和音乐)传输变得普遍，特别是在长距离电话、分组交换电话(例如互联网协议语音(VoIP))以及数字无线电电话(例如蜂窝电话)中。音频传输的激增产生了对于减少用在传输信道上传输话音通信使用的信息量同时维持对重建语音的感知质量的兴趣。例如，最佳地利用可用无线系统带宽是合乎需要的。有效地使用系统带宽的一种方法是使用信号压缩技术。对于传送语音(speech)信号的无线系统而言，语音压缩(或“语音编码”)技术通常用于此目的。本文所述的技术适用于其它信号，例如用于健康护理和保健应用的生物医学信号。

配置为通过提取与人类语音生成的模型有关的参数来压缩语音的设备常常被称为“话音编码器”、“声码器”、“音频编码器”、“语音编码器”或“编解码器(codecs)”。编解码器通常包括编码器和解码器。编码器一般将进入的语音信号(表示音频信息的数字信号)划分成称作“帧”的时间段，分析每个帧以提取某些相关参数，并将参数进行量化为编码的帧。经编码的帧通过传输信道(即，有线或无线网络连接)发送到包括解码器的接收机。解码器接收并处理编码帧，解量化这些帧以产生参数，并使用解量化的参数来重新产生语音帧。

传统的音频/语音压缩方法依赖于复杂的心理声学模型来实现显著的压缩，同时维持高水平的质量。传统音频压缩方法，例如MPEG-1音频层3(MP3)和高级音频编码(AAC)方案，一般基于依赖人类听觉系统的相关信息的心理声学模型。这些方案能够实现明显的压缩(例如，原始信号的大约1/10的比特率)，同时维持的再生质量的水平接近于原始未压缩内容的质量水平。然而，虽然获得了这些大的压缩率，这些方法复杂，以消耗高功率的压缩/解压缩电路、相当多的等待时间为代价出现，且通常不是非常适合于低功率、低等待时间的应用/设备。随着现代设备中带宽的增加，以低复杂性编码/解码方案进行互换，对于重型压缩的要求可以得以降低。

具有免提操作的无线耳机(headset)在移动电话中变得日益常见。体域网(BAN)的背景下的短距离无线电技术的趋势在于：以较低功率损耗提供较高的数据率。BAN无线电的演进趋势涉及仅使用数毫瓦(mW)的功率消耗来实现数兆比特/秒的吞吐量的低功率无线电。在BAN的背景下，对于可佩带的设备，增加电池寿命、缩小形状因子并减少成本是合乎需要的。

在传统服务的背景下，随着3G网络中宽带编解码器(例如AMR-WB和EVRC-WB)的发展，存在提高话音质量并减少BAN中较低功率的需要。类似地，对于音频流服务，存在使用无线耳机保持电线质量的需要以便不损害用户体验。

因此，需要处理一个或多个上述缺点。

发明内容

下文提供了一个或多个方面的简单概要，以便提供对这样的方面的基本理解。该概要不是所有设想方面的详尽概述，且既不旨在标识所有方面的关键或重要元件，也不旨在描述任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化形式提供一个或多个方面的一些概念，作为以后提供的更详细描述的序言。

在本公开的一个方面中，公开了用于编码的方法。该方法包括接收数据信号，执行对数据信号的转换以提供至少两个系数，以及执行对所述至少两个系数的对数压缩扩展以提供经压缩的数据信号。

在本公开的另一方面中，公开了用于解码的方法。该方法包括接收经压缩的数据信号，通过对经压缩的数据信号的逆对数压缩扩展来执行扩展，以获取至少两个系数，以及对所述至少两个系数执行逆转换以提供数据信号。

在本公开的又一方面中，公开了用于编码的装置。该装置包括：接收机，用于接收数据信号；转换电路，用于分解(decompose)数据信号以提供至少两个系数；以及，对数压缩扩展电路，用于对所述至少两个系数进行编码以提供经压缩的数据信号。