[发明专利]数字音信数据编码方法

说明书

本申请公开一种数字音信数据编码方法，包含以下步骤：存储量化音信数据中的所有频率的多个初始量化值的正负号；将量化音信资料中各初始量化值取绝对值，以分别形成多个量化值；依据多个量化值中的上一笔量化值，预测多个量化值中的目前量化值的比特长度以产生比特长度预测值，直到由高频至低频依序预测完所有多个量化值的比特长度；以及判断目前量化值的比特长度是否大于比特长度预测值，若否，直接存储目前量化值，不进行编码，若是，将目前量化值进行编码。

技术领域

本申请涉及音信数据，特别是涉及一种数字音信数据编码方法。

背景技术

数字音信数据通常以一帧帧(frame)方式压缩后经由有线或无线网络传送到接收端解压缩后播放，一般采用有损(lossy)压缩的方法把人耳无法辨别的声音细微差异移除，以提升压缩效率。

如图1示出典型的音信数据编码流程的步骤801至807。原始音信数据PCM先经过时域对频域变换(Time Domain to Frequency Domain Transform)，将声音信号的能量集中到中低频。改进的离散余弦变换(MDCT,Modified Discrete Cosine Transform)是常用的音信压缩格式如AAC，MP3，采用的变换。变换的输出经过心理声学模型(PsychoacousticModel)的评估，去除一些被屏蔽(Mask)的频率，再经过量化(Quantization)减小输出值。然后再用熵编码(entropy encoding)如霍夫曼编码(Huffman coding)或算术编码(Arithmetic coding)进行无损压缩(lossless compression)，最后打包成一帧数据输出。

如图2示出音信压缩数据的译码流程的步骤809至813。压缩数据先进行无损解压缩得到量化后的数值，然后再乘以增益值得到接近原始MDCT的输出，最后再执行MDCT逆变换(Inverse MDCT)即到接近编码前的原始音信数据。

量化主要是将MDCT输出值除以增益值(Gain)的结果取整数，由图3所示，可观察到较大的数值主要集中在低频和中频，这就是MDCT变换的效果。而量化后MDCT的输出值大幅降低，很多高频部分都接近0，有利于后续熵编码的压缩率。值得注意的是若增益值越大则量化后数值越小，压缩后的数据长度也越小，但增益值越大相对的音信数据失真的程度也越高，因此以相同的增益如何获得较佳的压缩率就是音信编码器的重要课题。

发明内容

本申请针对现有技术的不足提供一种数字音信数据编码方法，包含以下步骤：(a)将原始音信数据进行改进的离散余弦变换，以将原始音信数据的音信信号的波形从时域转频域，以形成一转换音信数据；(b)将转换音信数据除以增益值的取得的数值撷取整数值，以量化转换音信数据，以形成量化音信数据；(c)存储量化音信数据中所有频率的多个初始量化值的正负号；(d)将量化音信资料中各初始量化值取绝对值，以分别形成多个量化值；(e)依据量化音信资料中的多个量化值中的上一笔量化值，以预测目前量化值的比特长度以产生比特长度预测值，直到由高频至低频依序预测完所有多个量化值的比特长度；以及(f)将目前量化值的比特长度小于等于比特长度预测值的部分比特，称为余数直接存储，不进行编码，大于比特长度预测值的部分比特称为商数，后续进行编码，若目前量化值的比特长度小于等于比特长度预测值，则其商数为0，反复执行步骤(f)直到处理完量化音信数据中的所有多个量化值。

在一实施方案中，所述的数字音信数据编码方法还包含以下步骤：(g)对所有商数进行第一次编码：判断商数是否小于2，若是，编码字符即为商数，若否，则编码字符为2；(h)对大于等于2的商数进行第双步编码：判断商数是否大于3，若否，依据商数值，据以加入0个至3个字符“1”至编码字符串，最后加入字符“0”表示商数编码完成，不执行后续步骤，若是，则执行后续步骤(i)至(l)；(i)将字符“2”加入编码字符串；(j)将商数值的最低二个比特依序加入编码字符串；(k)商数值往右移二个比特；(l)判断商数值是否大于3，若是，再次执行步骤(i)至(k)，若否，依据商数值，据以加入0个至3个字符“1”至编码字符串，最后加入字符“0”表示商数编码完成。