[发明专利]一种基于小波变换的音频信号压缩编/解码方法

摘要

本发明涉及一种基于小波变换的音频信号压缩编/解码方法。根据小波和小波包变换的时频局域化和多分辨率分析性质，本发明采用小波技术取代传统的滤波器组，结合人耳的听觉特性，实现高增益、高质量的音频编码，并解决了小波技术应用中的滤波及提高预算速度等几项核心问题，使得对宽带音频信号的音乐进行处理时，在同样采用心理声学模型的情况下，无失真压缩率(相对意义上)比通常MPEG有明显的提高，而且克服了小波应用中的瓶颈问题。

主权项

1、一种基于小波变换的音频信号压缩编/解码方法，该方法通过由低通滤波器、模数和数模转换器、数字信号处理器、单片机组成的装置执行对音频数据的压缩编/解码，其特征在于进行以下步骤的操作：编码过程：(1)从麦克风或其它输入线路采入音频信号；(2)经低通滤波器滤除高频信号；(3)经模拟数字转换器转换后成为数字信号PCM流；(4)数字信号进入数字信号处理器，移入128点新样本于缓冲池，同时从缓冲池中移出128点最旧的样本；(5)将该缓冲池中的序列分别与16个小波分析滤波器卷积，并进行临界再采样，获16个分解序列对应16个频带，由于子带的非均匀性，各子带的再采样率是不一样的，具体如下：子带1～4抽样各为1个样本，子带5～6各为2个样本，子带7～13各为8个样本，子带14～15各为16个样本，子带16为32个样本；(6)以3*128点为一个群，这样各子带中的样本数为原来的三倍，即子带1～4中各有3个样本，子带5～6各有6个样本，子带7～13各有24个样本，子带14～15各有48个样本，子带16有96个样本；分别找出各子带的尺度因子，将各子带归一化；(7)同时该3*128点的频谱信息，代入心理声学模型，求得各子带的量化位数；(8)根据(7)获得的量化位数量化各子带中的样本，量化方法如下：设：每子带的量化位数为a，该子带的样本数为Num，则各样本的量化后结果为b：b＝a＞＞(16-Num)(9)无失真编码；(10)打包，编码输出；(11)单片机读入压缩码流，写入存储介质；解码过程：(12)单片机从存储介质或PC上读入压缩码流；(13)将压缩码流传入数字信号处理器；(14)输入编码序列，以与编码过程相反的顺序解包，还原为16个子带上的样本，推入16个缓冲池；(15)将各子带上的样本反量化，同时除于尺度因子；(16)相应于编码过程(5)中的再采样，将各子带上的样本间插零值，具体个数为：子带1～4中2个样本间插入127个零，子带5～6中2个样本间插入63个零，子带7～13中2个样本间插入15个零，子带14～15中2个样本间插入7个零，子带16中2个样本间插入3个零；(17)将16个缓冲池中的序列与合成滤波器组分别卷积各得128个数据，将16个128点对应相加的一128点序列，该序列即为输出值；(18)输出该序列，形成PCM流；(19)PCM流经数字模拟转换器转换后形成模拟信号；(20)模拟信号通过低通滤波器滤去高频信号；(21)滤去高频信号的模拟信号经耳机或扬声器播出。