[发明专利]用于重构源信号的方法和解码器

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理的领域，尤其是涉及多描述编码(MDC)。

背景技术

对于现代数据通信，可部署多种实现无线网络或固话网络的网络技术。此类网络可能在一些情况下为不可靠的，以至于在传输期间丢失数据或信息。对于多媒体内容，在传输期间发生此类信息丢失的情况时适度的质量降级尚可接受。为此，多描述编码(MDC)旨在通过产生对单个信号源的多个可相互完善的描述来实现可接受的质量降级。这些描述通常彼此独立地从编码器传输到解码器。所述描述具有基本上所述描述的任何子集均可实现重构源信号的特性。具体地说，解码器可得到的描述越多，重构就能越好。因而，MDC依据不可靠的通信网络的传输信道的状态来促进形成多个质量级别。

在常规的MDC解码器中，可基于任何可能的描述子集来重构源信号。对源信号进行估计可基于对均方误差(MSE)的最小化。然而，重构质量取决于传输描述的比特率，其中重构质量随比特率增加而增加。只有在低失真下或等效地在高比特率下才可基于感知激发MSE的使用。因此，对于较低比特率，使用MSE所获得的经重构信号的感知质量可能是不足的。

此外，信号源的统计属性可能在使用基于均方误差的方案来重构之后发生丢失或改变。这将对重构信号的质量产生进一步的负面影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的用于重构通过多个描述编码的源信号的方案。

此目的通过独立权利要求项的特征来实现。可从附属权利要求项、描述内容和图式中容易了解另外的实施方案。

本发明是基于以下发现：源信号可用一组描述来编码，所述组描述是例如经由通信网络来传输的。所述描述可用编码源信号的MDC编码器来产生，所述源信号包含第一概率密度，所述第一概率密度部分或者全部为解码器侧所知，或者为部分或全部在解码侧进行估计的。所述组描述的子集可在解码器处用以重构经重构信号，所述经重构信号包含第二概率密度。通过处理所述经重构信号，获得经处理的经重构信号，其包含第三概率密度。通过在统计上处理所述经重构信号，可修正所述第三概率密度以使得所述第三概率密度等于或类似于源信号的第一概率密度。选择所述处理以使得不管所述重构期间的操作比特率如何，均分别维持或实现第三概率密度与第一概率密度之间的最小相似性。因此，所述经处理的经重构信号的统计属性(尤其是第三概率密度与第一概率密度的相似性)能在所有操作比特率(尤其低操作比特率)下改善处理后的经过重构的信号的质量。

根据第一方面，本发明涉及一种用于重构经过一组至少两个描述编码的源信号的方法，所述源信号具有第一概率密度，其中所述第一概率密度包含第一统计矩和第二统计矩，所述方法包含：接收所述组描述的子集；基于所述描述子集以一组操作比特率中的某一操作比特率重构出经重构信号，所述经重构信号具有第二概率密度，其中所述第二概率密度包含第一统计矩和第二统计矩；以及处理所述经重构信号以便获得经处理的经重构信号，所述经处理的经重构信号具有第三概率密度，其中所述第三概率密度包含第一统计矩和第二统计矩，其中处理所述经重构信号以使得至少所述第三概率密度的所述第一统计矩和所述第二统计矩比所述第二概率密度的所述第一统计矩和所述第二统计矩更类似于所述源信号的所述第一统计矩和所述第二统计矩，且其中进一步处理所述经重构信号以使得不管所述操作比特率如何，均维持所述第三概率密度的所述第一统计矩与所述第一概率密度的所述第一统计矩之间以及所述第三概率密度的所述第二统计矩与所述第一概率密度的所述第二统计矩之间的预定最小相似性。

操作比特率可为分布在所述描述间的总比特率，例如编码或解码过程中所使用的量化器可获得的比特率。比特率可在描述之间任意地分布。根据第一方面的一些实施方案，所述描述间的比特率分派为对称的，使得所有描述经分派有相同比特率。然而，每一描述可与不同比特率相关联，使得总可用比特率分布在所述描述间。

术语“量化器”表示从待量化的信号值(例如，样本)(其可从连续集合中推测地获取)到量化指数(其从离散指数集合中获取)的映射。相应地，术语“解量化器”表示从自离散指数集合获取的量化指数或从自离散指数集合获取的指数子集到重构值的映射。

各种概率密度的第一统计矩为与所述概率密度相关的均值。各种概率密度的第二统计矩可为与所述概率密度的方差。统计矩之间的相似性可定义为相应统计矩之间的绝对差值，例如概率密度的均值之间或概率密度的方差之间的绝对差值。根据第一方面的一些实施方案，所述相似性可定义为标准化绝对差值，其可为相对于第一概率密度的相应矩来进行标准化的统计矩的绝对差值。