[发明专利]一种用于音频解码的定点修正离散余弦反变换的方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机技术领域，涉及一种用于音频解码的定点修正离散余弦反变换的方法。

背景技术

修正离散余弦反变换(IMDCT)在音视频信号编码中已得到广泛地应用，但其计算量很大，因此其快速算法在实时编码系统中显得尤为重要。在MP3，WMA，AAC(MP4)等主流音频解码方案中，修正离散余弦反变换(IMDCT)模块也是一种普遍使用的模块。对于其具体的软硬件实现，除了简单按照其原始公式来运算外，通常还有相应的快速算法。为了保证最终音频解码输出的PCM值的精度(通常为16位比特)，IMDCT的输入输出及其中间结果一般都使用更高的比特数来存储。譬如将目前较常用的纯24位或者纯32位比特数作为数据的存储位宽，如图1和图2所示。

图1中，输入数据xr[N]经过IMDCT处理后，再与修正数据overlap_in[N]经加窗及叠加处理，最后输出数据sample[N]和更新的修正数据overlap_out[N]。在整个运算过程中，所有的数据的存储位宽均为纯24位比特数。

图2中，输入数据xr[N]经过IMDCT处理后，再与修正数据overlap_in[N]经加窗及叠加处理，最后输出数据sample[N]和更新的修正数据overlap_out[N]。在整个运算过程中，所有的数据的存储位宽均为纯32位比特数。

事实上对于很多软件解码实现来说，由于主流CPU或者DSP的处理单元通常为16位或者32位而没有特别的24位处理单元，为了保证16位精度的PCM输出正常，IMDCT通常以32位进行计算和数据存储。典型的例子如著名的MP3开源软件LIBMAD，即如图2所示。无论是以24位还是32位来存储，现有IMDCT的计算和数据存储方法的一个特点是：其输入、输出以及中间结果都使用统一的比特数，即要么全部是24位，要么全部是32位。其存在的缺陷是：不能灵活利用存储资源，计算量大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于音频解码的定点修正离散余弦反变换的方法，该方法能在确保最终PCM输出的高精度的同时降低存储资源的消耗。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种用于音频解码的定点修正离散余弦反变换的方法，包括以下步骤：

步骤一，对L bit的输入数据xr[N]做IMDCT处理；

步骤二，利用P bit的修正数据overlap_in[N]对经IMDCT处理后的数据进行加窗及叠加处理，最后输出L bit的数据sample[N]和L bit的更新的修正数据overlap_out[N]，其中L与P均为正整数，且L＞P；

步骤三，测得所述L bit的更新的修正数据overlap_out[N]的N个值中的最大溢出位为K，其中K＜P；

步骤四，将L bit overlap_out[N]按照K缩减为P位存储，定点存储格式为(1+K).(P-K-1)；

步骤五，将当前帧的更新的修正数据overlap_out[N]作为下一帧的修正数据overlap_in[N]，重复步骤一；所述K为当前帧的更新的修正数据overlap_out[N]中N个数里最大的溢出比特数；K的取值随帧的变化而变化。

作为本发明的一种优选方案，当K大于等于0小于等于M时，所述定点存储格式在1.(P-1)～(1+M).(P-M-1)范围内动态变化，其中M＜P。

作为本发明的另一种优选方案，所述L的值为32，P的值为16，K大于等于0小于等于3，overlap_out的定点化格式在1.15～4.12范围内动态变化。

作为本发明的再一种优选方案，所述L的值为24，P的值为16，K大于等于0小于等于3，overlap_out的定点化格式在1.15～4.12范围内动态变化。

作为本发明的再一种优选方案，所述L的值为16，P的值为8，K大于等于0小于等于3，overlap_out的定点化格式在1.7～4.4范围内动态变化。

作为本发明的再一种优选方案，所述L的值为24，P的值为8，K大于等于0小于等于3，overlap_out的定点化格式在1.7～4.4范围内动态变化。

本发明的有益效果在于：本发明所述方法通过将overlap数据由高位宽改为低位宽存储，有效降低了存储要求；并通过检测overlap的最大溢出比特数，让低位宽存储的overlap能够动态使用，尽可能最大的定点化精度，保证了最终PCM输出的高精度。

附图说明

图1为现有的纯24位IMDCT的计算和数据存储的方法流程图；