对音频信号进行编码及解码的装置和方法制造方法及图纸

时间离散音频信号被处理（５２），以提供一个带有量化频谱值的量化块。此外，使用整数变换算法（５６），从时间离散音频信号产生一种整数频谱表示。使用心理声学模型（５４）产生的量化块被反向量化并取整（５８），以随后在整数频谱值和反向量化取整频谱值之间形成差值。在解码这后，这个量化块单独提供一种有损的心理声学编码／解码音频信号；而在解码中，这个量化块和结合模块一起提供一个无损或者几乎无损的编码和再次解码音频信号。通过在频域内产生差分信号，形成了一个简单的编码器／解码器结构。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及音频编码/解码，尤其是涉及可扩展(scalable)的编码/解码算法，这种算法包含了一个心理声学的第一扩展层和一个包括用于无损解码的辅助音频数据的第二扩展层。
技术介绍
现代音频编码方法，如MPEG Layer3(MP3)或者MPEG ACC，使用如所谓的修正离散余弦变换(MDCT)的变换来获得对音频信号的数据块式的频率表示。这样的音频编码器通常获得时间离散的音频采样的一个数据流。音频采样的数据流被窗口化(windowed)用以获取例如1024或者2048个窗口化的音频采样的窗口数据块。为了进行窗口化使用了多种窗口函数，例如正弦窗口等。随后，窗口化的时间离散音频采样通过滤波器组被转换为频谱表示。原则上，傅立叶变换，或者用于特殊原因的多种傅立叶变换，如FFT，或者前面阐述的MDCT，都可以用于此。然后，在滤波器组输出端处的音频频谱值的数据块可以根据要求做进一步处理。在上面引用的音频编码器中，随后是音频频谱的量化，其中典型选择量化级，以使被量化引入的量化噪声在心理声学掩盖阈值之下，也就是说被“掩盖”住了。量化是一种有损编码。为了获得进一步的数据量缩减，量化的频谱值被熵编本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对时间离散的音频信号进行编码以得到编码后的音频数据的装置，包括：　　　　用于使用心理声学模型（５４）来提供被量化的时间离散的音频信号的量化块的装置（５２）；　　　　用于反向量化这个量化块，并对反向量化的频谱值取整，以获得被取整的反向量化的频谱值的取整块的装置（５８）；　　　　用于利用整数变换算法生成整数频谱值的整数块的装置（５６），所述整数变换算法用于从整数时间离散采样模块来生成频谱值的整数块；　　　　用于根据取整块和整数块之间频谱值的差形成差分块的结合装置（５８），以获得具有差分频谱值的差分块；以及　　　　用于处理量化块和差分块的装置（６０），以产生包含量化块的信息和差分块的信息的编码的...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2002-4-18 10217297.81.用于对时间离散的音频信号进行编码以得到编码后的音频数据的装置，包括用于使用心理声学模型(54)来提供被量化的时间离散的音频信号的量化块的装置(52)；用于反向量化这个量化块，并对反向量化的频谱值取整，以获得被取整的反向量化的频谱值的取整块的装置(58)；用于利用整数变换算法生成整数频谱值的整数块的装置(56)，所述整数变换算法用于从整数时间离散采样模块来生成频谱值的整数块；用于根据取整块和整数块之间频谱值的差形成差分块的结合装置(58)，以获得具有差分频谱值的差分块；以及用于处理量化块和差分块的装置(60)，以产生包含量化块的信息和差分块的信息的编码的音频数据。2.如权利要求1所述的装置，其中用于提供的装置(52)通过一个MDCT，从时间音频信号值的时间块产生一个MDCT频谱值的MDCT模块，并且用心理声学模型来量化这个MDCT模块，以产生包含量化的MDCT频谱值的量化块。3.如权利要求2所述的装置，其中用于产生整数块的装置(56)在时间块上执行一个IntMDCT，以产生包含IntMDCT频谱值的整数块。4.如前面任一权利要求所述的装置，其中用于提供的装置(52)用浮点转换算法计算量化块。5.如权利要求1至3中的任一项所述的装置，其中用于提供的装置(52)用通过用于生成的装置(56)产生的整数块来计算量化块。6.如前面任一权利要求所述的装置，其中用于处理的装置(60)对量化块进行熵编码(60a)，以获得熵编码的量化块；对取整块进行熵编码(60b)，以获得熵编码的取整块；并且将熵编码的量化块转换为表示编码音频数据的扩展数据流的第一扩展层，并将熵编码取整块转换为扩展数据流的第二扩展层。7.如权利要求6所述的装置，其中用于处理的装置(60)还根据量化的频谱值，使用多个码表中的一个，对量化块进行熵编码，并且其中用于处理的装置(60)还根据量化中可用的量化器的属性，选择多个码表中的一个，以产生用于对差分块进行熵编码的量化块。8.如前面任一权利要求所述的装置，其中用于提供的装置(52)根据音频信号的属性，选择多个窗口中的一个，以对音频信号值的时间块进行窗口化；并且其中用于生成的装置(56)为整数转换算法进行相同的窗口选择。9.如权利要求1至8的任一项所述的装置，其中用于生成的装置使用了一个整数转换算法，包括用长度对应于2N个时间离散的采样的窗口(w)对时间离散的采样进行窗口化，以提供窗口化的时间离散采样，通过能够从N个输入值产生N个输出值的变换，将时间离散的采样变换为频谱表示，其中窗口化过程包含下面的子步骤从窗口的四分之一部分选择(16)一个时间离散的采样，并且从该窗口的另外四分之一部分选择一个时间离散的采样，以得到时间离散采样的矢量；应用一个旋转方阵，其维数与矢量到矢量的维数相匹配，其中旋转矩阵可以用多个提升矩阵来表示，其中一个提升矩阵根据窗口(w)只包含一个元素，并且不等于1或者0，其中应用子步骤包含下面的子步骤用提升矩阵与矢量相乘(18)，得到第一个结果矢量；用把实数映射为整数的取整函数(r)来取整第一个结果矢量的分量，得到取整的第一个结果矢量；并且随后执行与另外一个提升矩阵相乘(22)并取整(24)的步骤，直到所有的提升矩阵都被处理完毕，得到一个旋转矢量，它包含来自窗口的四分之一部分的整数窗口化采样和来自该窗口的另外四分之一部分的整数窗口化采样，并且执行对于窗口的剩余的四分之一部分的所有时间离散采样进行窗口化的步骤，得到2N个滤波后的整数值；并且对于通过窗口的第二和第三个四分之一部分的滤波后的整数采样值，通过整数DCT，把N个窗口化的整数采样变换(14)为频谱表示，得到N个整数频谱值。10.如前面任一权利要求所述的装置，其中提供量化块的装置(52)在量化步骤(52b)之前，用一个预测滤波器实现对于频率上频谱值的预测，以得到表示在量化之后的量化块的预测残留频谱值；其中还提供了一个预测装置，它对整数块的整数频谱值在频率上进行预测，其中还提供了取整装置，以对由于表示取整块的整数频谱值得到的预测残留频谱值进行取整。11.如前面任一权利要求所述的装置，其中时间离散音频信号包括至少两个信道其中用于提供的装置(52)用时间离散音频信号的频谱值来执行中心/边缘编码，以在中心/边缘频谱值的量化之后得到量化块，并且其中用于生成整数块的装置(56)也执行对应于用于提供的装置(52)的中心/边缘编码的中心/边缘编码。12.如前面任一权利要求所述的装置，其中用于处理的装置(60)产生一个MPEG-2 ACC数据流，其中在一个区域中引入了用于整数变换算法的辅助数据辅助信息。13.如前面任一权利要求所述的装置，其中用于处理的装置(60)输出经过编码的音频数据，作为带有多个扩展层的数据流。14.如权利要求13所述的装置，其中用于处理的装置(60)在第一扩展层(81)中插入了关于量化块的信息，并且在第二扩展层(82)中插入了关于差分块的信息。15.如权利要求13所述的装置，其中用于处理的装置(60)在第一扩展层中插入了关于量化块的信息，并且至少在第二和第三扩展层中插入了关于差分块的信息。16.如权利要求15所述的装置，其中在第二扩展层中包含带有被减小的精度的差分频谱值，在高一级或者更高级可扩展层中包含差分频谱值的残留部分。17.如权利要求15或16所述的装置，其中关于差分块的信息包含二进制编码差分频谱值；其中用于差分频谱值的第二扩展层中包含从差分频谱值的最高有效位(MS...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫盖格，托马斯思博尔，卡尔海因兹勃兰登堡，朱尔根赫尔，朱尔根科洛尔，乔吉姆德格拉，
申请(专利权)人：弗兰霍菲尔运输应用研究公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]