[发明专利]一种编码方法、解码方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种编码方法、解码方法、装置和系统。

背景技术

基于心理声学模型音频编解码器指的是采用心理声学模型对音频数据进行压缩的编码器和解码器；它可以充分利用人耳听觉系统的两个感知特性：听觉阈度和掩蔽效应，去掉了原始数据中人耳无法听到的信号细节，实现了较低码率下的宽频语音或音频信号的编码。其中，听觉阈度指的是人耳对声音在频率和响度上所能感知的范围，而掩蔽效应则指的是一种频率的声音阻碍听觉系统感知另一种频率的声音的现象；两个声音的频率越接近，相互的掩蔽效应越明显；对于被掩蔽的信号可以不参与编码，以降低码率。经过心理声学模型处理方法压缩的音频信号虽然存在失真，但是这些失真人耳是听不到的，所以不会影响听觉效果。以动态专家组4高级音频编码(MPEG-4 AAC，MovingPictures Experts Group-4 Advanced Audio Coding)音频编码算法为例，以下将对现有的编码和解码方法进行简略说明。

现有主要采用子带编码的方式进行编码，即将信号在频域划分成N个比例因子带，每个比例因子带内包含若干条谱线，同一个比例因子带内的各条谱线，采用相同的量化步长(即相同的比例因子，由比例因子可以计算出量化步长)进行量化。比例因子带的量化误差等于子带内各条谱线量化误差的和。在对谱线进行量化编码时，只要比例因子带的量化误差小于允许失真，量化噪声就不会人耳察觉，所以，在编码时，首先需要根据人耳的听觉特性计算出各个比例因子带的允许失真；在将音频时域信号经过时频变换得到频域谱系数后，根据允许失真、频域谱系数和目标码率对可用比特进行分配，计算出各个子带所需的比例因子，并对谱线进行量化和霍夫曼(Huffman)编码，最后将编码码字及相关边信息按照高级音频编码(AAC，Advanced Audio Coding)的码流格式写入码流。

解码为编码的逆过程：首先，根据AAC的码流格式从码流中得到Huffman码字和Huffman码表ID，并根据Huffman码字和Huffman码表ID得到边信息(比如比例因子)以及量化值，其次，根据比例因子得到量化步长，并根据量化步长和量化值反量化得到谱线值；最后，将谱线值变换到时域，即得到相应的声音信号。

在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现，在一些应用场景中，常常出现需要对声音进行多次的编码和解码的情况，由于多数音频编解码器都是采用有损的压缩方式，特别是对于基于心理声学模型音频编解码器来说，由于每次编码都需要根据掩蔽效应重新计算量化步长，所以声音在经过多次编码和解码后，损伤便会累积，导致音频质量明显下降。

发明内容

本发明实施例提供一种编码方法、解码方法、装置和系统，可以在与现有的基于心理声学模型音频编解码器同等码率条件下，提高多次编码和解码时的编解码效果，以提高音频质量。

需说明的是，为了描述方便，在以下的说明中，基于心理声学模型音频编码器均简称为编码器，基于心理声学模型音频解码器均简称为解码器。

一种编码方法，包括：

获取比例因子带；

利用心理声学模型计算比例因子带的允许失真值；

当所述允许失真值小于比例因子带的能量时，采用固定比例重新计算该比例因子带的允许失真值；

根据重新计算得到的允许失真值对比例因子带进行量化编码。

一种解码方法，包括：

获取码流中的谱线的量化值和量化步长；

当所述码流中的谱线的量化值为零时，按照概率分布规律，为所述谱线分配一个0至量化步长之间的随机值作为反量化后的谱线值。

一种编码器，包括：

编码获取单元，用于获取比例因子带；

第一运算单元，用于利用心理声学模型计算编码获取单元获取到的比例因子带的允许失真值；

第二运算单元，用于当第一运算单元得到的允许失真值小于比例因子带的能量时，采用固定比例重新计算该比例因子带的允许失真值；

量化编码单元，用于根据第二运算单元重新计算得到的允许失真值对比例因子带进行量化编码。

一种解码器，包括：

解码获取单元，用于获取码流中的谱线的量化值和量化步长；

分配单元，用于当解码获取单元获取到的谱线的量化值为零时，按照概率分布规律，为所述谱线分配一个0至量化步长之间的随机值作为反量化后的谱线值。

一种编解码系统，包括本发明实施例提供的任一种编码器和任一种解码器。