[发明专利]球面矢量量化编解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及量化编码技术领域，更具体地，涉及针对高斯分布数据的球面矢量量化编解码方法。

背景技术

在量化编码中，矢量量化方法在相同的编码比特数下能获得比标量量化方法更低的量化失真。格型矢量量化器是以空间网格中的格点作为矢量量化器来对信号进行量化。它具有低存储空间、低运算复杂度、高量化精度等优点，因此已成为当前移动音频编解码领域广泛采用的技术。有学者理论上证明，格型矢量量化配合基于概率的熵编码可以获得最佳的矢量量化器，因此，2003年至今，基于概率模型的格型矢量量化成为研究的热点。

将概率模型应用于格型矢量量化的一种常见方法是，使用某种映射对输入待量化数据进行处理，使其符合某种特定的分布，然后使用符合这种分布的格型矢量量化器进行量化。其中，高斯分布是常见的一种分布，通常采用球型矢量量化器。然而，由于满足高斯分布的数据中，小能量矢量占了绝大多数，而球型量化采用均匀的格，在量化小能量矢量时相对误差较大。因此对于满足高斯分布的数据，传统的格型矢量量化器性能仍有待提高。

发明内容

本发明针对现有量化方法的不足，提出一种适合高斯分布数据的球面矢量量化技术方案，目的是通过提高占绝大多数的小能量矢量的量化性能，实现整体量化性能是提高。

本发明提供的球面矢量量化编码方法技术方案采用球面量化码本参与量化，所述球面量化码本从D维空间的格型矢量量化码本中进行球面截断得到，包括由D维空间中的某个超球面或球面上以及附近的空间格点组成的外围球层，外围球层内部包含中空区域，其中D大于或等于2，当D等于2时球面退化成环；编码过程包括以下步骤，

步骤1.1、对D维的输入待量化矢量进行压扩，得到在球面量化码本范围内的压扩后矢量和对应的压扩参数；

步骤1.2、对步骤1.1中所得压扩参数进行量化，得到压扩参数的量化索引；

步骤1.3、对步骤1.1中所得压扩后矢量，使用球面量化码本对其进行量化，得到压扩后矢量的量化索引；

步骤1.4、将步骤1.2所得压扩后矢量的量化索引，以及步骤1.3所得对应的压扩参数的量化索引写入码流。

而且，所述球面量化码本在超球面或球面的中心设置中心球，外围球层和中心球之间是中空区域。

本发明提供的相应球面矢量量化解码方法技术方案采用球面量化码本参与反量化，所述球面量化码本从D维空间的格型矢量量化码本中进行球面截断得到，包括由D维空间中的某个超球面或球面上以及附近的空间格点组成的外围球层，外围球层内部包含中空区域，其中D大于或等于2，当D等于2时球面退化成环；解码过程包括以下步骤，

步骤2.1、从码流中提取压扩后矢量的量化索引，以及对应的压扩参数的量化索引；

步骤2.2、根据步骤2.1所得压扩后矢量的量化索引，通过查找球面量化码本得出对应的量化后的压扩后矢量；

步骤2.3、根据步骤2.1所得压扩参数的量化索引，通过查找压扩参数量化码本得到量化后的压扩参数；

步骤2.4、根据步骤2.3所得量化后的压扩参数，对步骤2.2所得量化后的压扩后矢量，通过逆压扩重建量化后的待量化矢量，量化后的待量化矢量为D维。

而且，所述球面量化码本在超球面或球面的中心设置中心球，外围球层和中心球之间是中空区域。

本发明的技术方案对满足高斯分布的矢量数据采用球面矢量量化方案进行量化，提高了量化质量和效率，并提供了相应反量化方案，实用简便。

附图说明

图1为本发明的球面量化码本示意图；

图2为本发明实施例的球面矢量量化装置工作示意图；

图3为本发明实施例的球面矢量逆量化装置工作示意图。

具体实施方式

本发明提供了针对高斯分布数据的球面矢量量化编码方法，以及相应的球面矢量量化解码方法。具体实施时，可以由本领域技术人员采用计算机软件手段根据所提供技术方案实现自动化量化编解码。由于在编解码应用中，往往还将编解码软件方法固化形成编解码装置，本发明也提供了相应的球面矢量量化装置和球面矢量逆量化装置。

以下结合附图和实施例做详细说明。

实施例在本发明方法前提下进行实施，给出了详细的实施方式与具体的操作过程，但本发明的实现不限于该实施例。