分级无损编码和解码方法及设备和程序技术

分级无损编码和解码技术是对数字信号如音乐信号，音频信号等的。甚至当在编码设备中的处理精度与和在解码设备中的处理精度彼此不同时，使得无损重现信号与输入信号相同，编码设备传送由编码输入信号产生的低比特率编码数据、由无损编码对解码自低比特率编码数据的低比特率解码信号与输入信号之间的差分信号的影响产生的无损编码数据、从低比特率解码信号中提取的校正信息到解码设备各自的输入端。低比特率解码器解码低比特率编码信号。无损解码器解码差分信号。基于校正信息校正器校正低比特率解码信号。加法器把差分信号和校正的低比特率解码信号相加为无损重现信号。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于如音乐数据、音频数据的数字信号的分级无损编码和解码技术。
技术介绍
一种音频信号如音乐信号的无损编码方法是分级无损编码处理。由分级无损编码处理的编码数据的特性在于，它包括低比特率分级非无损编码的数据作为它的一部分。在2001年7月的IEEE Signal ProcessingMagazine pp.21-32中描述分级无损编码方法的概要。下面参考附图1和2简要描述常规的分级无损编码和解码技术，附图分别显示了常规的分级无损编码设备和常规的分级无损解码设备。在图1所示的常规分级无损编码设备中，来自输入端100的输入信号加到到低比特率编码器101和延迟补偿器102。加到低比特率编码器101的输入信号被编码，并输出为低比特率的编码数据到输出端105和低比特率的解码器103。低比特率的解码器103解码加到低比特率的编码数据作为低比特率的解码信号。加到延迟补偿器102的输入信号延迟相当于低比特率的编码和解码过程产生的延迟时间(低比特率编码器101和低比特率的解码器103需要的处理时间)，然后输出作为延迟的输入信号。无损编码器104编码差分信号，差分信号是延迟的输入信号减去低比特率的解码数据产生的，根据无损编码处理，输出无损编码数据到输出端106。在图2所示的常规的无分级损耗的解码设备中，来自输入端200的低比特率编码数据由低比特率解码器201解码作为低比特率解码信号。来自输入端202的无损编码数据由无损解码器203解码为差分信号。低比特率解码信号被输出到输出端204，并加上来自无损解码器203的差分佰号。产生作为无损重现信号输出的和信号到输出端205。无损的重现信号与输入信号是一样的，至于在解码设备中的低比特率解码信号与在编码设备中的低比特率解码信号是一样的。低比特率编码和解码处理可以是变换编码和解码处理或CELP(CodeExcited Linear Prediction)编码和解码处理。下面不对变换编码和解码处理作详细描述，Proceedings on ICASSP，pp.1093-1096，1990年4月，可作为对变换编码和解码处理的详细的参考。下面不对CELP编码和解码处理作详细描述，Proceedings on ICASSP，pp.937-940，1985年3月，可作为对CELP编码和解码处理的详细的参考。下面不对无损编码和解码处理作详细描述，IEEE Signal Processing Magazine pp.21-32，2001年7月可作为对无损编码和解码处理的详细的参考。如果在解码设备中低比特率解码信号不同于在编码设备中低比特率的解码信号，那么无损的重现信号与输入信号是不一样的，在这样的情况中，常规的分级无损编码和解码处理是有问题的。问题主要发生在当编码设备中低比特率解码器的处理精度与解码设备中低比特率解码器的处理精度彼此不同时。例如，如果音频数据编码的国际标准ISO/IEC 13818-7(通常称为MPAG-2 AAC)用作为低比特率编码和解码处理，那么在低比特率解码器中的处理精度允许在那里产生的解码信号关于参考解码信号有最大±1的解码误差的水平。因此，在编码设备和解码设备中各个低比特率解码信号关于参考解码信号可能有最大±1的解码误差，所以在编码设备和解码设备中低比特率解码信号的总误差最大可能达到±2。结果，从低比特率解码信号导出的无损重现信号与输入信号不一样是有可能的。
技术实现思路
本专利技术的目的是，甚至在编码设备中低比特率解码器的处理精度与在解码设备中低比特率解码器的处理精度彼此不同时，也使得无损重现信号与输入信号一样。根据本专利技术，提供一种装置，用于在分级无损编码方法中从低比特率解码信号中提取校正信息为无损的编码信号、差分信号，这是编码输入信号为低比特率编码信号产生的低比特率解码信号与解码低比特率编码的信号之间的差分信号、输入信号。也提供装置，基于校正信息校正低比特率解码信号为在编码分级无损编码数据的分级无损解码方法中的无损重现信号，此分级无损编码数据包括低比特率编码数据和无损编码数据。根据本专利技术，在编码设备中的校正信息提取器考虑到出现在低比特率解码器中的最大值，从低比特率解码信号中提取校正信息，基于校正信息在解码设备中的校正器校正低比特率解码信号。因为使得在编码设备中的低比特率解码信号和在解码设备中低比特率解码信号彼此相同，使得无损重现信号与输入信号是一样的。附图说明图1是常规分级无损编码设备的框图；图2是常规分级无损解码设备的框图；图3是根据本专利技术第一实例的分级无损编码设备的框图；图4是根据本专利技术第一实例的分级无损解码设备的框图；图5是校正器207处理步骤的流程图；图6是根据本专利技术第二实例的分级无损编码设备的框图；图7是根据本专利技术第二实例的分级无损解码设备的框图；图8是根据本专利技术第三实例的分级无损编码设备的框图；图9是根据本专利技术第三实例的分级无损解码设备的框图；图10是校正器208处理步骤的流程图。具体实施例方式下面参考图例详细描述本专利技术的实例。图3是根据本专利技术第一实例的分级无损编码设备的框图，图4是根据本专利技术第一实例的分级无损解码设备的框图。如在图3中所示，分级无损编码设备1包括输入端100，低比特率编码器101，延迟补偿器102，低比特率解码器103，无损编码器104，校正信息提取器107，加法器ADD1，输出端105，106，108和记录介质K1。本专利技术的分级无损编码设备1不同于显示在图1中的常规设备，其在常规设备中加上了校正信息提取器107，输出端108和记录介质K1。记录介质K1包括磁盘、半导体存储器或其它记录介质，存储使计算机运作为分级无损编码设备的1的程序。计算机读程序，程序控制其运行，并在计算机上实现低比特率编码器101、延迟补偿器102、低比特率解码器103、无损编码器104、校正信息提取器107和加法器ADD1。如在图4中所示，分级无损解码设备2包括输入端200，202，206，低比特率解码器201，无损解码器203，校正器207，加法器ADD2，输出端204，205和记录介质K2。本专利技术的分级无损解码设备2不同于显示在图2中的常规设备，其在常规设备中加上校正器207，输入端206和记录介质K2。记录介质K2包括磁盘，半导体存储器或其它记录介质，存储使计算机运作为分级无损解码设备2的程序。计算机读程序，程序控制其运行，并在计算机上实现低比特率解码器201、无损解码器203、校正器207和加法器ADD2。下面描述本专利技术的实施例。在分级无损编码设备1中的校正信息提取器107考虑到低比特率解码器103的最大误差，从已经由低比特率解码器103以此前同样的方式计算的低比特率解码信号中提取校正信息rx，输出校正信息rx到输出端108。校正信息rx可使用由低比特率解码信号的取样值的低位M比特表示的值。如果在编码设备中低比特率解码信号和在解码设备中低比特率解码信号的最大误差的绝对值用E表示，那么M满足以下公式2E+1≤2M…(1)如果低比特率解码信号的取样值的比特宽度是N比特，那么0＜M＜N。虽然在本实例中预置最大误差的绝对值为E，绝对值E可以是依赖于输入信号幅度的变量。如果绝对值E是变量，那么绝对值的设置信息需要通过传送装置或记录介质对解码设备指明。从公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分级无损编码和解码方法，包括步骤：在编码设备中，将输入信号编码为低比特率编码数据并传送低比特率编码数据到解码设备；将由解码低比特率编码数据产生的低比特率解码信号和输入信号之间的差分信号编码为无损编码信号，并传送无 损编码信号到解码设备；从低比特率解码信号中提取校正信息并传送校正信息到解码设备；在解码设备中，将编码设备传送来的低比特率编码信号解码为低比特率解码信号；将编码设备传送来的无损编码信号解码为差分信号；基 于从编码设备传送来的校正信息，校正低比特率解码信号，校正的低比特率解码信号和差分信号相加为无损重现信号。

【技术特征摘要】
JP 2002-3-26 085705/20021.一种分级无损编码和解码方法，包括步骤在编码设备中，将输入信号编码为低比特率编码数据并传送低比特率编码数据到解码设备；将由解码低比特率编码数据产生的低比特率解码信号和输入信号之间的差分信号编码为无损编码信号，并传送无损编码信号到解码设备；从低比特率解码信号中提取校正信息并传送校正信息到解码设备；在解码设备中，将编码设备传送来的低比特率编码信号解码为低比特率解码信号；将编码设备传送来的无损编码信号解码为差分信号；基于从编码设备传送来的校正信息，校正低比特率解码信号，校正的低比特率解码信号和差分信号相加为无损重现信号。2.根据权利要求1所述的分级无损编码和解码方法，其特征在于从低比特率解码信号中提取的校正信息代表低比特率解码信号的低位M比特，校正低比特率解码信号的步骤包括基于校正信息和低比特率解码信号，确定进位或借位是否出现在低比特率解码信号的低位第(M+1)比特；如果出现进位，从低比特率解码信号的低位第(M+1)比特减“1”，并用校正信息代替低位M比特；如果出现借位，在低比特率解码信号的低位第(M+1)比特加“1”，并用校正信息代替低位M比特；如果既无进位出现也无借位出现，用校正信息代替低比特率解码信号的低位M比特。3.一种分级无损编码和解码方法，包括步骤在编码设备中，将输入信号编码为低比特率编码数据并传送低比特率编码数据到解码设备；将由解码低比特率编码数据产生的低比特率解码信号和输入信号之间的差分信号编码为无损编码信号，并传送无损编码信号到解码设备；从输入信号中提取校正信息并传送校正信息到解码设备；在解码设备中，将编码设备传送来的低比特率编码信号解码为低比特率解码信号；将编码设备传送来的无损编码数据解码为差分信号；低比特率解码信号和差分信号相加为无损重现信号；基于校正信息，校正无损重现信号。4.根据权利要求3所述的分级无损编码和解码方法，其特征在于从输入信号中提取的校正信息代表输入信号的低位M比特，校正无损重现信号的步骤包括基于校正信息和无损重现信号，确定进位或借位是否出现在无损重现信号的低位第(M+1)比特；如果出现进位，从无损重现信号的低位第(M+1)比特减“1”，并用校正信息代替低位M比特；如果出现借位，在无损重现信号的低位第(M+1)比特加“1”，并用校正信息代替低位M比特；如果既无进位出现也无借位出现，用校正信息代替无损重现信号的低位M比特。5.一种分级无损编码和解码方法，包括步骤在编码设备中，将输入信号编码为低比特率编码数据并传送低比特率编码数据到解码设备；将低比特率编码数据解码为低比特率解码信号，从低比特率解码信号中提取校正信息并传送校正信息到解码设备；将由校正低比特率解码信号产生的校正的低比特率解码信号与输入信号之间的差分信号编码为无损编码信号，并传送无损编码信号到解码设备；在解码设备中，将编码设备传送来的低比特率编码数据解码为低比特率解码信号；将编码设备传送来的无损编码数据解码为差分信号；基于校正信息，校正低比特率解码信号，校正的低比特率解码信号加到差分信号上。6.根据权利要求5所述的分级无损编码和解码方法，其特征在于从低比特率解码信号中提取的校正信息代表低比特率解码信号的低位M比特，在编码设备中由以下方式校正低比特率解码信号对低位M比特作用0掩码；在解码设备中校正低比特率解码信号的步骤包括基于校正信息和低比特率解码信号，确定是否进位或借位出现在低比特率解码信号的低位第(M+1)比特；如果出现进位，从低比特率解码信号的低位第(M+1)比特减“1”，并设置所有的低位M比特位为“0”；如果出现借位，在低比特率解码信号的低位第(M+1)比特加“1”，并设置所有的低位M比特位为“0”；如果既无进位出现也无借位出现，设置低比特率解码信号的所有的低位M比特位为“0”。7.一种分级无损编码方法，包括步骤输入信号编码为低比特率编码数据；将低比特率编码数据解码为低比特率解码信号；低比特率解码信号与输入信号之间的差分信号编码为无损编码信号；从低比特率解码信号中提取校正信息。8.一种分级无损编码方法，包括步骤将输入信号编码为低比特率编码数据；将低比特率编码数据解码为低比特率解码信号；将低比特率解码信号与输入信号之间的差分信号编码为无损编码信号；从输入信号中提取校正信息。9.一种分级无损编码方法，包括步骤将输入信号编码为低比特率编码数据；将低比特率编码数据解码为低比特率解码信号；从低比特率解码信号中提取校正信息；将校正低比特率解码信号产生的校正的低比特率解码信号与输入信号之间的差分信号编码为无损编码信号。10.一种分级无损解码方法，包括步骤输入分级无损编码数据包括低比特率编码数据、无损编码数据和校正信息；将低比特率编码数据解码为低比特率解码信号；将无损编码数据解码为差分信号；基于校正信息校正低比特率解码信号，然后校正的低比特率解码信号和差分信号相加为无损重现信号。11.一种分级无损解码方法，包括步骤输入分级无损编码数据包括低比特率编码数据，无损编码数据和校正信息；将低比特率编码数据解码为低比特率解码信号；将无损编码数据解码为差分信号；低比特率解码信号和差分信号相加为无损重现信号；基于校正信息校正无损重现信号。12.一种分级无损编码和解码设备，包括编码设备和解码设备，编码设备包括低比特率编码器，用于将输入信号编码为低比特率编码数据并传送低比特率编码数据到解码设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：野村俊之，高见沢雄一郎，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]