通过不同子带域之间通道进行数据处理的方法技术

本发明专利技术涉及通过第一数目Ｌ到第二数目Ｍ的子带分量的不同子带域之间的通道进行数据处理。在确定第三数目Ｋ，即第一数目Ｌ和第二数目Ｍ之间的最小公倍数以后，ａ）如果Ｋ不同于Ｌ，输入矢量Ｘ（ｚ）通过串／并转换进行区块排列以得到ｐ↓［２］个多相分量矢量（ｐ２＝Ｋ／Ｌ）；ｂ）将Ｋ×Ｋ维方阵滤波Ｔ（ｚ）应用到所述ｐ↓［２］多相分量矢量以得到ｐ↓［１］多相分量矢量，用于形成输出矢量Ｙ（ｚ），其中ｐ↓［１］＝Ｋ／Ｍ，以及如果第三数目Ｋ不同于第二数目Ｍ，通过并／串转换进行区块排列来得到所述输出矢量Ｙ（ｚ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过不同子带域之间转换的数据处理，具体来说，但不以任何方式排外，涉及一种两种类型的压缩编码/解码之间的代码转换。
技术介绍
目前用于多媒体信号的数字编码格式的发展允许高的压缩率。此外，传输和访问网络的容量的增加保证每天由公众使用大量的数字多媒体内容(语音、音频、图像、视频等等)。该内容的消费在各种类型的终端上(计算机、移动终端、个人助理(PDA)、电视解码终端(“机顶盒”)等等)并通过各种类型的网络(IP、ADSL、DVB、UMTS等等)实现。这种由用户对多媒体内容的访问在这些各种终端上并经过这些网络必须以透明的方式完成。然后有人提出“universal access to multimedia content(多媒体内容的通用接入)”或表示“Universal Multimedia Access(通用多媒体接入)”的“UMA”，其示意图如图1所示。由于终端的不同引起的主要问题之一涉及它们能够解释的编码格式的多样性。一种可能的解决方案将会是在以兼容的格式传输内容之前恢复终端的容量。根据考虑(下载、流或广播)的多媒体内容的传输的任务，该解决方案可以证实是更有效或有效性更低。在某些情况下其变得不适用，例如对于多播模式的广播或流。代码转换(或改变编码格式)的概念因此被证明很重要。该操作可能在传输链的各层发生。其可能在服务器层发生用于在存储至例如数据库中之前改变内容的格式，或者在网络的网关中发生，等等。代码转换直接和惯用的方法包括解码内容并且重新编码以得到新的编码格式的表示。这种方法一般具有使用大量计算机能量、由于处理增加算法延迟以及有时增加多媒体信号的感观质量的辅助下降的缺点。这些参数在多媒体应用中非常重要。其改进(减少复杂性和延迟并保持质量)是这些应用成功的重要因素。该因素有时成为实现的重要条件。以改进这些参数为目的，所谓的“智能”代码转换的原则已经形成。这类代码转换包括执行初始编码格式的最小可能的部分解码，来提取允许重建新编码格式的参数。因此通过该方法减少算法复杂性和算法延迟以及保持或者甚至增加感观质量的能力评估这种方法的成功。在图像和视频编码中，已经完成了许多有关代码转换的工作。我们引用示例，如图片大小从CIF到QCIF，或者MPEG-2到MPEG-4格式的改变。对于语音信号的代码转换，典型的在电话中，正在进行解决关于编码格式问题的工作。另一方面，很少或者几乎没有工作解决音频信号处理。现有的工作保持限制在一个和相同格式之中减少比特率或当在非常类似的结构的某些编码格式之间转换时减少比特率的情况。主要原因在于最广泛使用的音频编码器是变换(或子带)类型，并且一般来说，这些编码器使用不同的变换或滤波器组。这样，可以理解在涉及音频领域的智能代码转换的任何其他问题能够攻克之前，用于在这些变换域或滤波器组中的信号的表示之间转换的系统实现因此是要克服的第一困难。下面在简要提示感观音频子带编码的原理之后，给出音频代码转换的定义和其引起的主要问题。现有专为各种类型的应用和广泛的比特率以及质量而设计的大量类型的语音编码。这些编码可以称为构造器(或“专用”)，或者由国际组织确定的其它标准。此外，这些都具有共同的基本结构并且依靠同样的原理。感观频率音频编码的基本原理包括通过利用人类听觉系统的特性减少信息的比特率。音频信号的非相关分量被除去。该操作利用所谓的“掩蔽”的现象。由于这种掩蔽效果的说明主要在频域实现，信号的表示在频域实现。具体的，编码和解码系统的基本示意图如图2a和2b所示。参照图2a，数字音频输入信号Se首先由一组分析滤波器20分解。得到的频谱分量之后由模块22量化然后编码。该量化采用感观模块24的结果从而来自该处理的噪音听不到了。最后，由模块26执行各种编码参数的多路复用并且从而构建了一个音频帧Sc。参照图2b，以双重方式执行解码。由模块21进行音频帧的解复用，各种参数被解码然后信号的频谱分量由模块23解量化。最后，通过一组合成滤波器25重构暂时音频信号。因此任何感观音频编码系统的第一部分包括一组分析滤波器20，用于时间/频率变换。大量的滤波器组和变换已经被开发并用于音频编码器。可以建议利用伪QMF(正交镜像滤波器)滤波器组、混合滤波器组、MDCT(修正离散余弦变换)变换器组。在本文中MDCT变换目前证明是最有效的。这是最新最有效的音频编码算法的基础，例如那些在来自法国电信的UIT-T标准G.722.1的TDAC编码器/解码器(“时域混叠消除”的标准)中，用于MPEG-4AAC，TwinVQ和BSAC，Dolby AC-3标准的那些算法。虽然已经分别开发这些各种变换，可以通过类似的通用数学方法以及从各种观点说明这些变换调制余弦滤波器组、重叠正交变换(或“LOT”)以及更一般的对于具有最大抽取的滤波器组，也就是说用临界采样。滤波器组的临界采样的特性在于子采样/过采样因子等于子带的数目。图3a和3b分别示出了在根据第一编码格式的编码器CO1和根据第二编码格式的解码器DEC2之间，传统代码转换和智能代码转换在通信链中的示意图。在传统代码转换的情况下，由根据第一格式(图3a)的解码器模块DEC1执行完整的解码操作，接着由根据第二格式的编码器模块CO2的再编码，从而最终以第二编码格式结束。在图3b的示例中，图3a的两个模块DEC1和CO2在另一方面以一个集成后的模块31代替，该集成后的模块31被称为“智能”代码转换模块。图4表示的是合并入智能代码转换的实现的操作的详细情况。这主要包括在模块31中集成了传统代码转换的合成滤波器组BS1和分析滤波器组BA2的功能模块从而最后在一个系统中子带域之间直接转换。各种类型滤波器组(不同的大小，尤其是按照子带的数目，以及不同的结构)的编码器的使用是主要和首先要克服的问题。因此这涉及一帧的整组采样从初始滤波器组的域到目标滤波器组的域的转换。这种转换是在任何智能音频代码转换系统中完成的第一步操作。下面的表1总结了关于在众所周知的基于转换的音频编码器中使用的滤波器组的类型，以及其特性。可以看到，除了最广泛采用的MDCT(修正离散余弦变换)变换以外，还有伪QMF(正交镜像滤波器)组。此外，他们都形成最大抽取和调制余弦组的族的一部分，其正好或几乎满足完全重构的特性。表1在音频编码中应用最广泛的滤波器组及其特性 表1显示出AAC和AC-3格式之间的转换目前引起大量兴趣。下面的表2重复说明表1中的某些类型的子带编码，详细说明其一些应用。表2用于音频信号和语音信号的子带编码器的示例及其主要应用的一些示例。 在现有技术的音频代码转换中，文献US-6,134,523介绍了对于由MPEG-1层I或层II编码的音频信号在编码域减少比特率的处理。即使该处理类似于音频代码转换处理，但是其在编码器格式之间不能实施任何改变并且子带的信号改变保留为一个并且相同变换域的表示，即伪QMF滤波器组的表示。这里，所述信号根据新的比特分配非常简单的重新量化。此外，在文献US-2003/0149559中，建议在代码转换操作期间减少心理声学模型的复杂性。这样，从而在代码转换期间不必采取计算掩蔽阈值的操作，该新系统使用存储在失真模板数据库中的值。即使该过程处理代码转换的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由计算机资源实现通过在不同子带域之间转换来处理数据的方法，在于在同一处理中紧缩包括：将含有第一数目Ｌ个单独的子带分量的第一矢量（Ｘ（ｚ））应用到合成滤波器组，然后应用到分析滤波器组，以获得含有第二数目Ｍ个单独的子带分量的第二矢量（Ｙ（ｚ）），其特征在于，所述方法包括以下步骤，在确定第三数目Ｋ，即第一数目Ｌ和第二数目Ｍ的最小公倍数以后：ａ）如果第三数目Ｋ不同于第一数目Ｌ，通过第一矢量的串／并转换进行区块排列以得到ｐ↓［２］个多相分量矢量，其中ｐ↓［２］＝Ｋ／Ｌ，ｂ）选择的涉及Ｋ×Ｋ维方阵Ｔ（ｚ）的矩阵滤波应用到所述ｐ↓［２］个多相分量矢量以获得第二矢量的ｐ↓［１］个多相分量矢量，其中ｐ↓［１］＝Ｋ／Ｍ，以及ｃ）如果第三数目Ｋ不同于第二数目Ｍ，通过并／串转换进行区块排列以得到所述第二矢量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2004-9-16 04098201.一种由计算机资源实现通过在不同子带域之间转换来处理数据的方法，在于在同一处理中紧缩包括将含有第一数目L个单独的子带分量的第一矢量(X(z))应用到合成滤波器组，然后应用到分析滤波器组，以获得含有第二数目M个单独的子带分量的第二矢量(Y(z))，其特征在于，所述方法包括以下步骤，在确定第三数目K，即第一数目L和第二数目M的最小公倍数以后a)如果第三数目K不同于第一数目L，通过第一矢量的串/并转换进行区块排列以得到p2个多相分量矢量，其中p2＝K/L，b)选择的涉及K×K维方阵T(z)的矩阵滤波应用到所述p2个多相分量矢量以获得第二矢量的p1个多相分量矢量，其中p1＝K/M，以及c)如果第三数目K不同于第二数目M，通过并/串转换进行区块排列以得到所述第二矢量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)的串/并转换相当于对第一矢量(X(z))应用超前zp2-1，接下来是一组以因子p2子采样的延迟，以获得所述p2个多相分量矢量，对应第一矢量(X(z))的p2阶的分解。3.根据权利要求1和2之一所述的方法，其特征在于，所述步骤c)中的并/串转换包括施加给p1个多相分量矢量的按照因子p1的过采样，对应于p1阶的分解，所述分量用于形成第二矢量(Y(z))。4.根据权利要求1至3中之一所述的方法，其特征在于，所述方阵T(z)是通过对由p1×p2个各自由zlM-jLg(z)表示的子矩阵进行按照因子K的抽取产生的，其中-zX根据X的符号表示超前或延迟，-i在0和p1-1之间，-j在0和p2-1之间，并且-g(z)是M×L维矩阵，该矩阵是由h(z).fT(z)的乘积产生的，其中h(z)和f(z)是分别与分析滤波器组和合成滤波器组关联的传递函数的矢量，符号MT表示矩阵M的转置矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，超前zM-1也应用到所有p1×p2子矩阵，来获得所述矩阵T(z)的元素，所述元素各自对应因果滤波器并且一起定义具有最小算法延迟的转换系统。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述矩阵T(z)的元素表示为由Gnk(z)＝Hn(z)Fk(z)给出的乘积滤波器Gnk(z)的K阶的多相分量的函数，其中-n在0和M-1之间而k在0和L-1之间，并且-Hn(z)和Fk(z)，分别与分析滤波器组和合成滤波器组关联的传递函数的矢量的第n和第k分量。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，分析滤波器组和合成滤波器组之间，还提供了一个补充滤波器S(z)，矩阵T(z)的元素表示为由Gnk(z)＝Hn(z)S(z)Fk(z)给出的乘积滤波器Gnk(z)的K阶的多相分量的函数，其中-n在0和M-1之间而k在0和L-1之间，并且-Hn(z)和Fk(z)，分别与分析滤波器组和合成滤波器组关联的传递函数的矢量的第n和第k分量。8.根据权利要求6和7之一所述的方法，其特征在于，矩阵T(z)的元素滤波器Tml(z)由下式表示 其中eij＝(M-1)+(iM-iL)，并且-在符号Gnkx(z)中，x对应多相分量数，由乘积滤波器Gnk(z)的K阶分解产生，-i对应比值m/M的整数部分，-j对应比值l/L的整数部分，-数字n由n＝m-iM给定，而-数字k由k＝l-jL给定。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果第二数目M是第一数目L的倍数，矩阵T(z)的元素滤波器Tml(z)表示为Tml(z)=Gmj(p-k)L-1(z),]]>m和l在0和M-1之间，并且其中-p＝M/L，-k是l/L的整数部分，并且-数字j由j＝l-kL给定。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果第一数目L是第二数目M的倍数，矩阵T(z)的元素滤波器Tml(z)表示为Tml(z)=Gil(k+1)M-1(z),]]>m和l在0和L-1之间，并且其中-k是m/M的整数部分，并且-数字i由i＝m-kM给定。11.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，采用线性周期时变型的转换系统，并且周期T由T＝K·Ts定义，其中Ts＝Ts1/L＝Ts2/M，其中Ts1和Ts2是在合成滤波器组和分析滤波器组的域中在临界采样下各自的采样周期。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，采用p1线性周期时变子系统，各周期为p2·Ts1，并且以周期p1·Ts2周期性地选择连续子系统的输出。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，整个转换系统的输入的比特率是1/Ts1，而其输出比特率是1/Ts2，用于飞速处理输入数据。14.根据权利要求12和13之一所述的方法，结合权利要求8，其特征在于，标号i在0和p1-1之间的各子系统包括p2个传递矩阵Aij(z)，j在0和p2-1之间，所述传递矩阵的元素是滤波器Aij，nk(z)，其中n在0和M-1之间而k在0和L-1之间，从而如果0≤eij≤K-1，Aij,nk(z)=Gnkeij(z),]]>并且如果eij＜0，Aij,nk(z)=z-1GnkK+eij(z).]]>15.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，合成滤波器组和分析滤波器组的滤波器具有有限冲激响应，所述选择的矩阵滤波表示为由NK×K维的矩阵P的叠加变换，从而P=P0P1···PN-1]]>子矩阵Pn是K×K维并且矩阵T(z)满足如下关系T(z)=Σn=0N-1Pnz-n]]>其中N对应T(z)的元素滤波器的最大长度。16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述T(z)的元素滤波器的长度的最大值N由下面表达式确定 其中-r0由关系式r0＝(N1+N2-2)mod K确定，-N1和N2是合成滤波器组和分析滤波器组各自的长度，-符号mod n表示对数字n的模，-符号 表示实数x的整数部分。17.根据权利要求15和16之一所述的方法，其特征在于，包括以下步骤，用于子带域之间的转换-在p2个第一连续矢量X[k]的基础上，在合成滤波器组的子带域中构造矢量U[n]，-对矢量U[n]应用变换后的转换矩阵P，以获得矢量W[n]＝P·U[n]，-对N个连续矢量W[n-N+1]，W[n-N+2]，...，W[n-1]，W[n]进行叠加，以形成矢量V[n]，-串行排列矢量V[n]的连续子矢量，这些子矢量各自的维数对应第二数目M，以形成所述第二矢量(Y[r])。18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，包括以下步骤-在合成滤波器组的子带域中表示的第一矢量 应用到包括变换矩阵Bij的子系统，其中i在0和p1-1之间并且j＝k mod p2，-对于范围在从0到p1-1各个固定i*对矢量X[k]应用矩阵Bij的变换，j＝k mod p2，各矩阵Bij表示如下Bij=Bij,0TBij,1T···Bij,N-1TT,]]>其中对于在0和N-1之间的任意n，元素Bij，n使得Aij(z)=Σn=0N-1Bij,nz-n]]>且Pn=[Bij,n]0≤i≤p1-10≤j≤p2-1;]]>*对于j＝0，...，p2-1，变换所产生的所有矢量进行求和；*对求和产生的矢量进行叠加，以在标号为i的子系统的输出构建矢量Yi[n]，-在整个转换系...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿卜杜勒拉蒂夫本杰罗恩图伊米，
申请(专利权)人：法国电信公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]