一种基于先进音频编码器的量化器码率失真控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于先进音频编码器的量化器码率失真控制方法，包含如下处理过程：Ａ．由待编码的码流获得子带可分配比特数的预测值，根据子带可分配比特数的预测值计算子带平均采样可分配比特数；Ｂ．由上述子带平均采样可分配比特数通过预定原则确定谷带量化阶选取系数；由待编码的码流的改进离散余弦变换谱和谷带量化阶选取系数计算得到谷带量化阶；Ｃ．以上述谷带量化阶为参数进行码率失真控制，得到最终参考比特消耗数。本发明专利技术有效地降低了码率失真控制的复杂度，并因此降低了量化编码时的运算量，从而提高了编码器的编码质量和效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于先进音频编码(Advanced Audio Coding, AAC) 的量化器码率失真控制方法。
技术介绍
AAC是变换域编码的一种，它的目标是在一定的比特约束之下将失真的 某种度量最优化。失真是由量化过程引起的，在量化过程中，码率失真控 制为量化编码器的参数赋值，以获得准确的比特消耗数，从而能够将量化 失真控制在感知容忍的范围内，以便保证编码的质量和效率。AAC编码使用了非均匀的量化器和变长编码，这使得量化算法的设计变 得非常困难。首先，非均匀量化器无法根据感知容忍噪声来制定编码器参 数，并且，因为变长编码的原因，比特消耗数只能通过量化结果计算获得。 为控制量化失真和比特消耗，需要恰当地选择量化器的量化阶 (scalefactor)等参数以保证码率失真控制有效i也控制量化失真和码率。双循环嵌套搜索(TLS)算法是目前使用得比较广泛的R-D控制算法， 它是AAC标准推荐的算法，但这种算法在进行强制搜索最优解时会带来算 法的不可实现性，它的复杂度为0((6(T u广)(60种量化阶的可能性，11个码 书，49个独立的子带)。为了降低R-D算法的复杂度，数种修正方法被提 出，其中有设置最大循环次数，縮小量化阶搜索范围，使用统计线性模型 预测比特消耗，使用上一帧的参数作为当前帧的初始值等等，但均未取得 良好效果。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于先进音频 编码的量化器码率失真控制方法，该方法可以降低5马率失真控制的复杂度， 提高编码器的编码质量和效率。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下，包含如下处理 过程A、 由待编码的码流获得子带可分配比特数的预测值，根据子带可分配 比特数的预测值计算子带平均采样可分配比特数；B、 由上述子带平均采样可分配比特数通过预定原则确定谷带量化阶选 取系数；由待编码的码流的改进离散余弦变换谱和谷带量化阶选取系数计算 得到谷带量化阶；C、以上述谷带量化阶为参数进行码率失真控制，得到最终参考比特消 耗数。所述步骤B中的由待编码的码流的改进离散余弦变换谱和谷带量化阶选取系数计算得到谷带量化阶通过下式实现假设量化公式用如下函数表述c = G(x(vv)，D ) ， x(w)为待编码的码流 的改进离散余弦变换谱，D为量阶，c为量化值。令c = v"/fe^^e， G"()为 量化函数e()的逆函数，则求得的量阶D就是谷带量化阶，表达式为 va〃e_y = g-1 (x(w), va〃ey6a化)，特别的，如果在AAC中，表达式为max(lx(w)卜)其中，v。/—为谷带量化阶，x(vv)为待编码的码流的改进离散余弦变换谱，^//^^化为谷带量化阶选取系数。所述步骤B中确定谷带量化阶选取系数的预定原则为 若to尸enSW，/ep < 1.5 ， v"//^yZ ase = 1;若1.5 S toPenS薩j7/ < 2.5 ， = 2 ;若2.5 S 6zYPenS謹p/ep < 3.5 ， v"〃^y6a化=4 ;若3.5 S to尸enS扁/ /^ < 4.7 ， va/一6"化=7 ;若4.7 S 6"尸en&，/ep < 6 ， va/fej^ose = 12 ;若6 ^ 6"尸eriSfl，/ ，v"〃^Z os^ = 15; 其中，w/一^e为谷带量化阶选取系数，toPeWamp 为子带平均采样可分 配比特数。所述子带平均采样可分配比特数通过下式计算得到6腐—p = sfbAvailableW +。.l5,其中，toi^&邵、为子带平均采样可分配比特数，sfbAvailable("为当前子带可分配比特数，bw""为当前子带带宽。所述当前子带可分配比特数通过下式计算得到sfbAvailable(" = sfbAvailable(A: -1) - sfbCost(A: — 1) + 0.7sfbBits(A0 sfbAvailable(A:5 = max (0.95sfb6its(i), sfbAvailable〖A:》 ，其中，sfbAvailable(fc)为当前子带可分配比特数，sfbBits("为所述步骤A中 得到的子带可分配比特数的预测值，sfbCost(ll)为上一子带的参考比特消 耗数，所述参考比特消耗数通过谷带量化阶按预定方式计算得到。所述预定方式是利用谷带量化阶对子带进行量化，得到整数量化谱， 并以整数量化谱为索引检索霍夫曼码书。所述的量化器码率失真控制方法，步骤C中还包括对谷带量化阶的修 正处理71)通过下式计算得到量化阶修正幅度因子y^ctorC7 a"ge = int+ 0.5其中> T^cfo厂c^a"gg为:、 0.19 ,化阶修正幅度因子，int为取整运算符，to&nfomp 为子带平均采样可分 配比特数，toPen&附^/、,为子带平均采样参考比特消耗数，由下式计算得到=￡^^ ，其中，sfbbit("为当前子带参考比特消耗数，bw彿("为当前子带带宽；72)利用量化阶修正幅度因子按预定原则对谷带量化阶进行修正。 所述步骤72)中谷带量化阶修正的预定原则为-若量化阶修正幅度因子^cC^"ge小于-4，且谷带量化阶选取系数为1，放弃当前子带信息，不进行编码；若量化阶修正幅度因子/"cC^"ge大于等于-4，小于0，且谷带量化 阶选取系数为l，子带带宽大于4，将谷带量化阶增加l内c^C^"ge卜若量化阶修正幅度因子/""orCA朋ge大于等于0，小于等于1，或者量 化阶修正幅度因子力ctoK^朋ge小于0且子带带宽为4，谷带量化阶不变；若量化阶修正幅度因子/actorC/^"ge大于1 ，或者/actorC/ 朋ge小于0且子带带宽大于4，进行窗口搜索，选择子带内加权量化误差最小的谷带量化阶作为当前子带的谷带量化阶。当量化阶修正采用窗口搜索方式时，包括如下步骤 91)确定窗口范围以作为量化阶搜索的窗口范围，其中，=max (化arc/ziS啤，va〃^y —附ox5te/ +1)<formula>formula see original document page 9</formula>，式中，iW^y为谷带量化阶，x(w)为待编码的码流的改进离散余弦变换谱， w/^6c^为谷带量化阶选取系数，/actorOz朋ge为量化阶修正幅度因子， bw("为子带k的带宽；92)计算子带内加权量化误差-sfbhigh(A)Error—(&)= 艺 rate(w)(0.06416aO)4 +0.5948a( 3 +1.775a(w)2》其中，Error^W为子带内加权量化误差，w是谱序号，sfblow(^ ， sfbhigh^)分别为子带A的上界和下界，ot(w)为相对取整误差，由下式计算得到-mt16'saclefactor(A)—x(w)卩x216'saclefactor(&)x(w) 4 x2其中lx(w)l:x2—f ,是量化后未取整的谱，saclefactorW为子带k进行窗口搜索时的候选量化阶；rate(w)为加权系数，由下式计算得到 x(w)2 x(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于先进音频编码器的量化器码率失真控制方法，其特征在于，包含如下处理过程：Ａ、由待编码的码流获得子带可分配比特数的预测值，根据子带可分配比特数的预测值计算子带平均采样可分配比特数；Ｂ、由上述子带平均采样可分配比特数通过预定原则确定谷带量化阶选取系数；由待编码的码流的改进离散余弦变换谱和谷带量化阶选取系数计算得到谷带量化阶；Ｃ、以上述谷带量化阶为参数进行码率失真控制，得到最终参考比特消耗数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴晟，邱小军，黎家力，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]