一种针对被舍弃的子空间分量的补偿编解码装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种针对被舍弃的子空间分量的补偿编解码装置及方法，其中，补偿编码装置包括基础补偿矢量生成模块、基础补偿集合生成模块、补偿编码参数编码模块以及码流复用模块，并提供了相应的补偿编码执行步骤；补偿解码装置包括基础补偿矢量生成模块、基础补偿集合生成模块、码流解复用模块、补偿编码参数解码模块以及子空间分量补偿模块，并提供了相应的补偿解码执行步骤。该补偿编解码装置及方法能够对被舍弃的子空间分量进行有效补偿，有效提高信号重建质量，且重建后的音频能量也与原始能量相近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种补偿编解码装置及方法，尤其是针对被舍弃的子空间分量的补偿编解码装置及方法。
技术介绍
随着科技的发展，出现了多种对声音信号的编码技术，上述声音通常指的是语音、音乐、自然声音和人工合成声音等人耳可感知的信号在内的数字声音。目前，很多声音编码技术已经成为工业标准被大量应用，融入人们的日常生活中，常用的声音编码技术有杜比实验室的AC-3、数字影院系统公司的DTS、移动图像专家组(MPEG)组织的MP3和AAC、微软公司的WMA，以及索尼公司的ATRAC。为了重现立体声的声音效果，现在多采用多个声道将多声道声音信号播放给用户，多声道声音信号的编码方法也从以AC-3和MP3为代表的和差立体声(M/S Stereo)和强度立体声(Intensity Stereo)等波形编码技术，演进到以MP3Pro、ITU EAAC+、MPEG Surround、Dolby DD+为代表的参数立体声(Parametric Stereo)和参数环绕声(Parametric Surround)技术。但是，无论是传统的PS技术还是MPEG Surround技术，都过分依赖了双耳的心理声学特性，而忽略了多声道声音信号本身的统计特性。例如，传统的PS技术和MPEG Surround技术都没有利用声道对之间的统计冗余信息。而且，MPEG Surround采用残差信息编码时，和声道信号和残差声道信号间仍然存在统计冗余，从而无法兼顾编码效率和编码信号的质量。专利申请201410395806.5、201410404895.5中提出了基于子空间映射(主成分分析(principal components analysis,PCA)、独立成分分析(Independent components analysis,ICA)等方法)的多声道音频编解码的方法，通过子空间映射有效去除冗余，兼顾多声道声音信号的统计特性和心理声学特性，提高了编码效率。该方法通过选择映射后子空间分量(数量为K)中重要的若干项进行感知编码，比如对若干主成分分量(数量为p)进行编码，其余的子空间分量(数量为K-p)则被舍弃，达到了降维的效果。这种降维处理有时会造成多声道音频间重建质量的差异，若某一通道音频与被舍弃的子空间分量(未进行感知编码的子空间分量)关联度高，则该通道的重建质量会显著变差，重建音频的能量也显著低于原始能量。如何能够在通过子空间映射进行降维处理时保证各通道的重建质量都不会显著降低，成为了一个关键问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是在采用舍弃法降维处理后信号重建质量变差，重建后的音频
能量显著低于原始能量。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种针对被舍弃的子空间分量的补偿编码装置，包括如下模块：基础补偿矢量生成模块，用于根据已感知编码的信号模型生成固定补偿矢量作为基础补偿矢量，或者根据当前帧中已编码的主成分分量拷贝生成自适应补偿矢量作为基础补偿矢量；基础补偿集合生成模块，用于将各个基础补偿矢量放置于基础补偿矢量集合中，并为各个基础补偿矢量生成一一对应的序号或特征参数；补偿编码参数编码模块，用于根据补偿需要选出用于补偿的基础补偿矢量，并将这些基础补偿矢量的序号或特征参数作为补偿编码参数进行量化编码，获得补偿编码码流。采用基础补偿矢量生成模块生成用于补偿的基础补偿矢量，该基础补偿矢量可以用作对被舍弃的子空间分量进行替代补偿，有效提高信号重建质量，重建后的音频能量也与原始能量相近；采用基础补偿集合生成模块将基础补偿矢量放置于基础补偿矢量集合中，并为各个基础补偿矢量生成对应的序号或特征参数，能够方便调用基础补偿矢量集合中的基础补偿矢量；采用补偿编码参数编码模块对补偿编码参数进行量化编码，方便将补偿编码参数进行存储或转发。作为本专利技术编码装置的进一步改进方案，还包括如下模块：码流复用模块，用于将补偿编码码流存储为码流文件或直接发送到通信通道上。采用码流复用模块能够将补偿编码码流存储为码流文件或直接发送到通信通道上，方便解码装置读取或接受，从而实时复用补偿编码参数。作为本专利技术编码装置的进一步限定方案，基础补偿矢量集合包括固定基础补偿矢量集合和/或自适应基础补偿矢量集合；固定补偿矢量放置于固定基础补偿矢量集合中；自适应补偿矢量放置于自适应基础补偿矢量集合中。采用将固定补偿矢量和自适应补偿矢量分别放置于固定基础补偿矢量集合和自适应基础补偿矢量集合中，方便分别且快速地调用固定补偿矢量和自适应补偿矢量，提高了补偿效率。作为本专利技术编码装置的进一步限定方案，固定补偿矢量根据正弦信号模型、随机噪声信号模型以及HILN信号模型中的一种或几种生成，且不跟随每帧编码数据的变化而变化；自适应补偿矢量跟随每帧编码数据的变化而变化。采用已知的信号模型生成固定不变的固定补偿矢量，不会随着帧编码数据的变化而变化，具有较高的可靠性；采用自适应补偿矢量能够实时地跟随每帧编码数据的变化而变化，具有较高的实时性。本专利技术还提供了一种针对被舍弃的子空间分量的补偿编码方法，包括如下步骤：步骤1，根据已感知编码的信号模型生成固定补偿矢量作为基础补偿矢量，或者根据当前帧中已编码的主成分分量拷贝生成自适应补偿矢量作为基础补偿矢量；步骤2，将各个基础补偿矢量放置于基础补偿矢量集合中，并为各个基础补偿矢量生成一一对应的序号或特征参数；步骤3，根据补偿需要选出用于补偿的基础补偿矢量，并将这些补偿矢量的序号或特征参数作为补偿编码参数进行量化编码，获得补偿编码码流。作为本专利技术补偿编码方法的进一步限定方案，还包括如下步骤：步骤4，将补偿编码码流存储为码流文件或直接发送到通信通道上。作为本专利技术补偿编码方法的进一步限定方案，基础补偿矢量集合包括固定基础补偿矢量集合和/或自适应基础补偿矢量集合；固定补偿矢量放置于固定基础补偿矢量集合中；自适应补偿矢量放置于自适应基础补偿矢量集合中。作为本专利技术补偿编码方法的进一步限定方案，固定补偿矢量根据正弦信号模型、随机噪声信号模型以及HILN信号模型中的一种或几种生成，且不跟随每帧编码数据的变化而变化；自适应补偿矢量跟随每帧编码数据的变化而变化。本专利技术还提供了一种针对被舍弃的子空间分量的补偿解码装置，包括如下模块：基础补偿矢量生成模块，用于根据已感知解码的信号模型生成固定补偿矢量作为基础补偿矢量，或者根据当前帧中已解码的主成分分量拷贝生成自适应补偿矢量作为基础补偿矢量；基础补偿集合生成模块，用于将各个基础补偿矢量放置于基础补偿矢量集合中，并为各个基础补偿矢量生成一一对应的序号或特征参数；码流解复用模块，用于读取码流文件或从通信通道上直接读取补偿编码码流；补偿编码参数解码模块，用于对补偿编码码流进行解码，获得用于补偿的各个基础补偿矢量的序号或特征参数；子空间分量补偿模块，用于根据序号或特征参数在基础补偿矢量集合中选出相对应的基础补偿矢量，再将选出的基础补偿矢量替代被舍弃的子空间分量。采用基础补偿矢量生成模块生成用于补偿的基础补偿矢量，该基础补偿矢量用于对被舍弃的子空间分量进行替代补偿，有效提高信号重建质量，重建后的音频能量也与原始能量相近；采用基础补偿集合生成模块将基础补偿矢量放置于基础补偿矢量集合中，并为各个基础补偿矢量生成对应的序号或特征参数，能够方便调用基础补偿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对被舍弃的子空间分量的补偿编码装置，其特征在于，包括如下模块：基础补偿矢量生成模块，用于根据已感知编码的信号模型生成固定补偿矢量作为基础补偿矢量，或者根据当前帧中已编码的主成分分量拷贝生成自适应补偿矢量作为基础补偿矢量；基础补偿集合生成模块，用于将各个基础补偿矢量放置于基础补偿矢量集合中，并为各个基础补偿矢量生成一一对应的序号或特征参数；补偿编码参数编码模块，用于根据补偿需要选出用于补偿的基础补偿矢量，并将这些基础补偿矢量的序号或特征参数作为补偿编码参数进行量化编码，获得补偿编码码流。

【技术特征摘要】
1.一种针对被舍弃的子空间分量的补偿编码装置，其特征在于，包括如下模块：基础补偿矢量生成模块，用于根据已感知编码的信号模型生成固定补偿矢量作为基础补偿矢量，或者根据当前帧中已编码的主成分分量拷贝生成自适应补偿矢量作为基础补偿矢量；基础补偿集合生成模块，用于将各个基础补偿矢量放置于基础补偿矢量集合中，并为各个基础补偿矢量生成一一对应的序号或特征参数；补偿编码参数编码模块，用于根据补偿需要选出用于补偿的基础补偿矢量，并将这些基础补偿矢量的序号或特征参数作为补偿编码参数进行量化编码，获得补偿编码码流。2.根据权利要求1所述的针对被舍弃的子空间分量的补偿编码装置，其特征在于，还包括如下模块：码流复用模块，用于将补偿编码码流存储为码流文件或直接发送到通信通道上。3.根据权利要求1或2所述的针对被舍弃的子空间分量的补偿编码装置，其特征在于，所述基础补偿矢量集合包括固定基础补偿矢量集合和/或自适应基础补偿矢量集合；所述固定补偿矢量放置于固定基础补偿矢量集合中；所述自适应补偿矢量放置于自适应基础补偿矢量集合中。4.根据权利要求1或2所述的针对被舍弃的子空间分量的补偿编码装置，其特征在于，所述固定补偿矢量根据正弦信号模型、随机噪声信号模型以及HILN信号模型中的一种或几种生成，且不跟随每帧编码数据的变化而变化；所述自适应补偿矢量跟随每帧编码数据的变化而变化。5.一种针对被舍弃的子空间分量的补偿编码方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据已感知编码的信号模型生成固定补偿矢量作为基础补偿矢量，或者根据当前帧中已编码的主成分分量拷贝生成自适应补偿矢量作为基础补偿矢量；步骤2，将各个基础补偿矢量放置于基础补偿矢量集合中，并为各个基础补偿矢量生成一一对应的序号或特征参数；步骤3，根据补偿需要选出用于补偿的基础补偿矢量，并将这些基础补偿矢量的序号或特征参数作为补偿编码参数进行量化编码，获得补偿编码码流。6.根据权利要求5所述的针对被舍弃的子空间分量的补偿编码方法，其特征在于，还包括如下步骤：步骤4，将补偿编码码流存储为码流文件或直接发送到通信通道上。7.根据权利要求5或6所述的针对被舍弃的子空间分量的补偿编码方法，其特征在于，所述基础补偿矢量集合包括固定基础补偿矢量集合和/或自适应基础补偿矢量集合；所述固定补偿
\t矢量放置于固定基础补偿矢量集合中；所述自适应补偿矢量放置于自适应基础补偿矢量集合中。8.根据权利要求5或6所述的针对被舍弃的子空间分量的补偿编码方法，其特征在于，所述固定补偿矢量根据正弦信号模型、随机噪声信号模型以及HILN信号模型中的一种或几种生成，且不跟随每帧编码数据的变化而变化；所述自适应补偿矢量跟随每帧编码数据的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈笑天，吴朝刚，潘兴德，张小新，李靓，
申请(专利权)人：南京青衿信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32