音频信号的比特分配的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种音频信号的比特分配的方法和装置。其中，音频信号的比特分配的方法包括：将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子；将该多个子带划分为多个组，获取每个组的组参数，其中该组参数用于表征对应组的音频信号的信号特点和能量属性；根据每个组的组参数，为至少一个组分配编码比特，其中该至少一个组分配的编码比特数之和为该音频信号的编码比特数；依据至少一个组中的每个组的每个子带的子带归一化因子，将分配到该至少一个组的编码比特分配到该至少一个组中的每个组的每个子带。本发明专利技术实施例可以在中低比特率时，通过分组保证前后帧分配比较稳定，减少全局对局部不连续的影响。

Method and apparatus for bit allocation of an audio signal

The embodiment of the invention provides a method and a device for bit allocation of an audio signal. Among them, including the method of bit allocation of the audio signal, the audio signal frequency band is divided into several sub bands, each subband quantization subband normalization factor; the subband is divided into a plurality of groups for each group parameters, wherein the set of parameters for signal characteristics and audio signal corresponding to the energy property characterization group; each group according to the parameters, for at least one group assignment encoding bits, wherein the at least one group assigned encoding bit numbers and the number of encoding bits of the audio signal for each sub group; each at least one group of the subband normalization factor, will be assigned to the at least one set of encoding bit allocation to the at least each of each group in a group with. The embodiment of the invention can ensure that the distribution of the prior and the posterior frames is stable through grouping, and the influence of the global partial discontinuity is reduced when the medium bit rate is low.

【技术实现步骤摘要】
音频信号的比特分配的方法和装置
本专利技术实施例涉及音频
，并且更具体地，涉及音频信号的比特分配的方法和装置。
技术介绍
目前的通信传输越来越重视音频的质量，所以要求编解码时在保证语音质量的前提下要尽可能地提高音乐质量。由于音乐信号信息量极为丰富，不能采用传统语音的CELP(CodeExcitedLinearPrediction，码激励线性预测)编码模式，通常是利用变换编码的方法，在频域来处理音乐信号，提升音乐信号的编码质量。但如何有效地用有限的编码比特高效率的编码信息成为目前音频编码的主要研究课题。目前的音频编码技术通常采用FFT(FastFourierTransform，快速傅立叶变换)或MDCT(ModifiedDiscreteCosineTransform，改进离散余弦变换)将时域信号转换到频域，然后对频域信号进行编码。变换编码通常需要把频域系数进行分带，求得每个带的归一化能量，并对带内系数能量归一化，然后进行比特分配，最后根据每个带分到的比特对带内系数进行量化，其中比特分配是极为关键的一部。比特分配指在量化频谱系数的过程中，根据频谱的子带特性将音频信号用于量化频谱系数的比特分配在各个子带上，即将音频信号能使用的编码资源分配到各个子带上，一般编码资源由比特表征。具体而言，现有的比特分配的过程包括：对频谱信号进行分带，例如根据临界频带理论从低频到高频逐渐增加带宽；频谱分带，求出每个子带的归一化能量norm，并量化得到子带归一化因子wnorm；将各子带按子带归一化因子wnorm的值从大到小降序排列；比特分配，例如根据子带归一化因子wnorm的值迭代循环分配每个子带的比特数。其中，迭代循环分配比特又可以细化为以下步骤：步骤1，初始化每个子带的比特数和迭代因子fac；步骤2，找出最大的子带归一化因子wnorm所对应的带；步骤3，将此带分配的比特数累加带宽值，并将子带归一化因子wnorm的值减去迭代因子fac；步骤4，迭代步骤2和步骤3，直至比特分配完毕。可见，在现有技术中，每次分配的比特单位最小是带宽值，而量化时所需的最低比特数要小于带宽值，这就使得这种整数的比特分配在低比特率下效率较低，好多带分配不到比特，而其它的带又分得太多。由于是全频带循环迭代分配比特，对不同的带宽的子带，循环迭代参数都是一样的，会使分配结果很随机，量化比较分散，前后帧不连续。由此可知，在低比特率下，比特分配对性能影响较大。通常的比特分配主要是根据每个子带归一化能量的高低在全频带进行分配，在比特率不足的情况下，这种分配很随机，也比较分散，会在时域上产生量化不连续的现象。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种音频信号的比特分配的方法和装置，能够解决中低比特率的情况下，现有比特分配方法导致分配随机且分散，从而在时域上产生量化不连续的问题。一方面，提供了一种音频信号的比特分配的方法，包括：将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子；将所述多个子带划分为多个组，所述多个组中的一个组包含一个或多个子带，获取每个组的组参数，其中所述组参数用于表征对应组的音频信号的信号特点和能量属性；根据所述每个组的组参数，为至少一个组分配编码比特，其中该至少一个组分配的编码比特数之和为所述音频信号的编码比特数；依据所述至少一个组中的每个组的每个子带的子带归一化因子，将分配到所述至少一个组的编码比特分配到所述至少一个组中的每个组的每个子带。另一方面，提供了一种音频信号的比特分配的装置，包括：分带量化单元，用于将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子；分组单元，用于将所述多个子带划分为多个组，所述多个组中的一个组包含一个或多个子带，获取每个组的组参数，其中所述组参数用于表征对应组的音频信号的信号特点和能量属性；第一分配单元，用于根据所述每个组的组参数，为至少一个组分配编码比特，其中该至少一个组分配的编码比特数之和为所述音频信号的编码比特数；第二分配单元，用于依据所述至少一个组中的每个组的每个子带的子带归一化因子，将分配到所述至少一个组的编码比特分配到所述至少一个组中的每个组的每个子带。本专利技术实施例可以在中低比特率时，通过分组保证前后帧分配比较稳定，减少全局对局部不连续的影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的音频信号的比特分配的方法的流程图。图2是根据本专利技术实施例的音频信号的比特分配的装置的结构示意图。图3是根据本专利技术另一个实施例的音频信号的比特分配的装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。编码技术方案和解码技术方案，广泛应用于各种电子设备中，例如：移动电话，无线装置，个人数据助理(PDA)，手持式或便携式计算机，GPS接收机/导航器，照相机，音频/视频播放器，摄像机，录像机，监控设备等。通常，这类电子设备中包括音频编码器或音频解码器，音频编码器或者解码器可以直接由数字电路或芯片例如DSP(digitalsignalprocessor)实现，或者由软件代码驱动处理器执行软件代码中的流程而实现。作为示例，在一种音频编码技术方案中，首先将音频时域信号变换为频域信号，再将编码比特分配给音频频域信号进行编码，将编码后的信号通过通信系统传输给解码端，解码端对编码后的信号解码恢复。本专利技术根据分组的理论和信号的特点进行比特分配。首先对带进行分组，再根据每组的特点，对组内能量进行加权，根据加权后的能量对各组进行比特分配，再根据组内的信号特点将比特分配到每个带。因为先对整组进行分配，避免了分配不连续的现象，从而提升不同信号的编码质量。而在组内分配时又考虑了信号的特点，使得有限的比特能分配到影响感知的重要的音频带中。图1是本专利技术一个实施例的音频信号的比特分配的方法的流程图。101，将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子。下面以MDCT变换为例进行描述。首先对输入的音频信号进行MDCT变换，得到频域系数。这里的MDCT变换可包括加窗、时域混叠和离散DCT变换几个过程。例如对输入时域信号x(n)加正弦窗得到加窗后的信号为：然后进行时域混叠操作：这里的IL/2和JL/2分别表示为阶数为L/2的对角矩阵：对时域混叠信号做离散DCT变换，最终得到频域的MDCT系数：然后从MDCT系数中提取频域包络并量化。将整个频带分成一些不同频域分辨率的子带，提取每个子带的归一化因子，并量化子带归一化因子。例如对于32kHz采样的音频信号，对应16kHz带宽的频带，如帧长为20ms(640样点)，则可以分为如下44个子带：8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,16,16,16,16,16,16,16,16,24,24,24,24,24,2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频信号的比特分配的方法，其特征在于，包括：将音频信号的频带分为多个子带；量化所述多个子带中每个子带的子带归一化因子；将所述多个子带划分为多个组，所述多个组中的一个组包含一个或多个子带；获取所述多个组中每个组的组参数，所述组参数包括组内子带归一化因子的平均值，所述组内子带归一化因子的平均值是所述组内所有子带的子带归一化因子的平均值；根据所述每个组的组参数，为所述多个组中的至少一个组分配编码比特，其中为该至少一个组分配的编码比特数之和为所述音频信号的编码比特数；依据所述至少一个组中的每个组的每个子带的子带归一化因子，将分配到所述至少一个组的编码比特分配到所述至少一个组中的至少一个子带。

【技术特征摘要】
1.一种音频信号的比特分配的方法，其特征在于，包括：将音频信号的频带分为多个子带；量化所述多个子带中每个子带的子带归一化因子；将所述多个子带划分为多个组，所述多个组中的一个组包含一个或多个子带；获取所述多个组中每个组的组参数，所述组参数包括组内子带归一化因子的平均值，所述组内子带归一化因子的平均值是所述组内所有子带的子带归一化因子的平均值；根据所述每个组的组参数，为所述多个组中的至少一个组分配编码比特，其中为该至少一个组分配的编码比特数之和为所述音频信号的编码比特数；依据所述至少一个组中的每个组的每个子带的子带归一化因子，将分配到所述至少一个组的编码比特分配到所述至少一个组中的至少一个子带。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述至少一个组中的每个组的每个子带的子带归一化因子，将分配到所述至少一个组的编码比特分配到所述至少一个组中的至少一个子带包括：确定所述组内进行比特分配的子带数；根据所述组内的子带归一化因子，将分配到所述组的音频信号的编码比特分配到所述组内进行比特分配的子带中，其中所述组内进行比特分配的子带的个数等于所述组内进行比特分配的子带数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述组内进行比特分配的子带数包括：根据所述组比特数以及第三阈值，确定组内初始比特分配的子带数，其中所述第三阈值表示用于量化一个归一化后的频谱系数的最小比特数；根据所述组内初始比特分配的子带数以及所述组内的总子带数，确定所述组内进行比特分配的子带数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述组内初始比特分配的子带数以及所述组内的总子带数，确定所述组内进行比特分配的子带数包括：以所述组内初始比特分配的子带数以及所述组内的总子带数中的较小值确定为所述组内进行比特分配的子带数。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述组内的子带归一化因子，将分配到所述组的音频信号的编码比特分配到所述组内进行比特分配的子带中包括：从该组全部子带中选取子带归一化因子最大的前N个子带作为待分配子带，其中N为组内进行比特分配的子带数；依据所述N个子带的子带归一化因子，依次为所述N个子带分配比特数。6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述多个组中的每个组中的子带是相邻的。7.一种音频信号的比特分配的装置，其特征在于，包括：分带量化单元，用于将音频信...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐峰岩，苗磊，刘泽新，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44