[发明专利]MDCT域信号能量与相位补偿方法及其装置

摘要

本发明提出了MDCT域信号能量与相位补偿方法及其装置，通过分析MDCT变换基和MDST变换基之间的关系，利用稀疏化近似矩阵，提取并简化MDCT至MDST的转换矩阵；利用转换矩阵实现MDCT谱至MDST谱的转换，并联合两者构造具有恒定能量及线性相位的MDFT谱；依据MDFT谱提取空间参数。本发明有效解决了信号在MDCT域的能量抖动及相位缺失问题，实现了在空间音频编码系统中低复杂度的MDCT域空间参数提取合成。

主权项

1.一种MDCT域信号能量与相位补偿方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，对输入信号进行MDCT变换，获得每一帧信号的MDCT谱Xⁱ、前一帧MDCT谱X^i-1，以及后一帧MDCT谱Xⁱ⁺¹；步骤2，利用步骤1所得的前一帧MDCT谱X^i-1和后一帧MDCT谱Xⁱ⁺¹，计算差矩阵系数及矩阵系数X-i=(Xi+1-Xi-1)/2,]]>X+i=(Xi+1+Xi-1)/2;]]>利用MDCT和MDST的变换基特性以及相互关系，从MDCT和MDST的矩阵定义式出发，得到MDCT到MDST的转换矩阵，所述转换矩阵包括和矩阵T₊及差矩阵T_-，T+=1N(S1TC0+S0TC1),]]>T-=1N(S1TC0-S0TC1),]]>其中C₀、C₁分别为MDCT的变换基的前半部分和后半部分的子向量，S₀、S₁分别为MDST的变换基的前半部分和后半部分的子向量，MDCT和MDST的变换基为2N×N的矩阵，MDCT和MDST分别的前半部分和后半部分的子向量均为N×N的矩阵；对和矩阵T₊进行稀疏近似化，得到近似化和矩阵T_m；步骤3，结合差矩阵系数、和矩阵系数差矩阵T_-和近似化和矩阵T_m，合成当前帧的MDST谱Yⁱ，Yi=T-X-i+TmX+i;]]>步骤4，由信号的MDCT谱和MDST谱，构造MDFT谱，MDFT谱的构造方式为将MDCT谱作为实部，MDST谱作为虚部，即Z(k)＝X(k)-jY(k)其中X(k)为输入信号的MDCT谱，Y(k)为输入信号的MDST谱，Z(k)为输入信号的MDFT谱；j表示虚部；k＝0，1，...，N-1；步骤5，利用步骤4所获输入信号的MDFT谱Z(k)，在MDCT域上提取能量信息，提取方式为依据如下公式求取信号MDFT谱能量E_mEt=1NEm=1NΣk=0N-1|Z(k)|2]]>其中E_t表示输入信号的时域信号能量E_t；利用步骤4所获输入信号的MDFT谱Z(k)，在MDCT域上提取相位信息，提取方式为将MDFT谱延时d个采样点，得到线性相位即∂=exp(-jπNd(k+12))]]>其中k＝0，1，...，N-1，exp表示指数运算，j表示虚部；步骤6，结合步骤5所提取的能量信息和相位信息，在MDCT域上提取空间参数。2.根据权利要求书1所述的MDCT域能量与相位补偿方法，其特征在于：步骤2中，将MDCT的变换基c_k和MDST的变换基s_k分解为N维列向量表示，即(ck)T=(ck0)T(ck1)T]]>(sk)T=(sk0)T(sk1)T]]>其中，ck=cos(πN(n+12+N2)(k+12)),]]>sk=sin(πN(n+12+N2)(k+12)),]]>k＝0，1，...，N-1，n＝0，1，...，2N-1，上标“T”表示转置，上标“0”和“1”分别用于标识变换基的前半部分和后半部分的子向量；从而得到以下四个N×N矩阵形式的子向量C0=c00c10···cN-10]]>C1=c01c11···cN-11]]>S0=S00S10···SN-10]]>S1=S01S11···SN-11]]>所述提取MDCT到MDST的转换矩阵，包括和矩阵T₊和差矩阵T_-，通过将上述四个子向量带入下列公式求得T+=1N(S1TC0+S0TC1)]]>T-=1N(S1TC0-S0TC1).]]>