一种ＭＰ３编码中的量化方法及装置；方法包括：Ａ．设置缩放因子ｎ↓［ｉ］为０；Ｂ．使用量化步长ＱＳ量化ｘｒ（ｉ）得到ｉｘｒ（ｉ）（公式如右所示）；根据ｉｘｒ（ｉ）统计量化之后得到的编码长度ＣＬ，如果ＣＬ大于ＣＬ＿ｌｉｍｉｔ，则增大量化步长ＱＳ，重新量化ｘｒ（ｉ），直到ＣＬ小于或等于ＣＬ＿ｌｉｍｉｔ时，保存量化结果，进入步骤Ｃ；Ｃ．检查量化结果，如果没有量化子带的量化噪声能量大于掩蔽阈值，则当前颗粒的量化完成；否则将ｎ↓［ｉ］加上ｍ↓［ｉ］，得到新的ｎ↓［ｉ］，然后返回步骤Ｂ；其中，ｍ↓［ｉ］为整数，由外循环中改变ｘｒ（ｉ）时，ｘｒ（ｉ）所要乘以的系数＊得到ｍ↓［ｉ］。本发明专利技术能减少运算量，提高量化效率，降低实现复杂度，并且满足动态范围和精度的需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及音频编码领域，尤其涉及一种MP3编码中的量化方法及装
技术介绍
目前，MP3的量化公式为(参见ISO 11172-3 ANNEX C)的)="、丄:(+2L/)。." -0.0946) 等式1在等式1中，xr为输入到量化过程的MDCT ( Modified Discrete Cosine Transform,改良离散余弦滤波)系数。MP3的量化以granule (颗粒)为单 位，每个granule包括576个MDCT系数，因此0《i《575。量化步长为 QS=qquant+quantanf，其中quantanf是一个计算得出的初始量化步长。qquant 的初始值为O,量化过程通过不断增大qquant来增加量化步长，从而减小ix 的值，得到一个较小的码长CL， ^f吏CL满足CL《CL—limit。 CL—limit为由 外部码率控制得出的当前granule的最大编码长度。函数nint(x)的作用是找出离x最近的整数。MP3量化由外循环和内循环来控制。内循环的作用是量化MDCT系数 xr,并且统计量化之后得到的编码长度CL。如果CL大于CL—limit,则增大 量化步长，直到CL小于或等于CL—limit。外循环的作用是检查内循环的量 化结果如果某个量化子带(scale-factor band)的量化噪声能量大于由心理声 学模型(Psychoacoustics Model)计算得出的掩蔽阈值，则放大该量化子带的 MDCT系数xr,再次调用内循环。等式1所示的量化计算在量化过程完成 之前要计算多次，可能达到几十次。在嵌入式平台中实现MP3编码往往只能使用定点运算；如果此MP3编 码器想要达到比较好的音质(比如HiFi音质)，就需要在量化过程中达到6高的精度；而要保证等式1的计算有相当的精度，定点化过程必须保证MDCT系数xr的精度。xr可以^皮表示为一个Qnl形式的整数，即 nr(O = m7^(xr(/) x 2"1) 等式 1例如在32位的系统中，取111=15,则rxr(i)可以是Q15的整数，其最低 的15位表示小数位，其余包括16位整数位和1位符号位。由于大多数DSP和嵌入式CPU中实现定点除法需要的计算量远比定点 乘法的运算量大，等式1中的除法可以用定点的乘法来实现，即^^=lx"/)|x_^_ 等式2由于^ "。"加/在(0， i)区间内，而且QS:qquant+quantanf为在0 到255之间的整数，包括0和255，可以用一张表(包括256个元素)来表 示;的值。;可以被表示为Qn2整数的形式，为了提高精度，n2应该尽可能得大。比如在32位系统中，可以取n2-31。但是当QS非常大时，比如QS-200， J^是一个非常小的数，即使用Qn2的整数来表示也只能达到V^-很低的精度。当运算^ ^丄:(:)丄吣完成之后要计算x的0.75次方。根据实现的不同， 求xG75的定点算法相比乘法操作需要比较大的运算量或者存储量。而求x075 的运算是等式1中必须使用到的计算，经常要被多次调用。另外，在外循环中，当某个子带的需要被放大时，由于MDCT系数全 部被表示为Qnl形式的整数，放大计算有可能得到超出Qnl整数所能表示 的范围。可见，由于在嵌入式CPU比如ARM或一些DSP都采用32位或者24 位的字长，这种字长的限制导致了 一个整数单元不能满足数据动态范围和精 度两方面的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种MP3编码中的量化方法及装置，, 乂能减少运算量，提高量化效率，降低实现复杂度，并且满足动态范围和精度 的需要。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种MP3编码时的量化方法，包括A、 设置缩放因子w,为0;B、 使用量化步长QS量化xr(i)得到ixr(i):根据ixr(i)统计量化之后得到的编码长度CL,如果CL大于CL一limit, 则增大量化步长QS,重新量化xr(i),直到CL小于或等于CL—limit时，保 存量化结果，进入步骤C;C、 检查量化结果，如果没有量化子带的量化噪声能量大于掩蔽阁值， 则当前颗粒的量化完成；否则将rii加上mi，得到新的ni,然后返回步骤B; 其中，mi为整数，由外循环中改变xr(i)时，xr(i)所要乘以的系数VT^s得到进一步地，所述步骤A还包括计算=1 w(O T5并且保存结果；步骤B中使用量化步长QS量化xr(i)得到ixr(i)时hr(/) = wint-0SxO.75进一步地，所述步骤A中计算戸KO的步骤具体包括:0.75"p31、保存i的0.75次方与2T的乘积TP(i):0.75"/ 7T5(/) = "int(,75 x = 1,2,...2￡i为1到2L之间的各整数，包括1和2L; L为8到12之间的值，包括8 和12;22、如果lxrl等于O,则pxr(i"O;否则令top二2、 "p,= -np， scale=l;如果!xrj大于top，贝'将top乘以16 得到新的top， "a加上16得到新的"a, scale乘以16得到新的scale,直到lxr卜J、于或等于top;当lxrl小于或等于top时，得到pxr(i) = TP(dn)十(TP(dn+l)-TP(dn》x rec/scale; 其中，dn = floor(|xr|/scale)， rec = |xr|-dn x scale, floor(X)表示求小 于或等于数X的最大整数；步骤B中，使用量化步长QS量化xr(i)得到ixr(i)时,(0 、进一步地，步骤B中，使用量化步长QS量化xr(i)得到ixr(i)的步骤具 体包括41、 计算TQ(i)的值并保存-0.75(i+l)r0(/) = 2^^x2ei; i为0到15之间的各整数，包括0和.15;42、 求Ti和Ri的值'—1(15-0%16),Q<O 及=|77離股—1)/I6)x3,e,>0 '—U ooK(Q-l)/16)x(-3),Q^0其中，2,=05 —43、 计算ixr(i): ^(!〕=((戸"( 7^(7;) + 2,化—i))x2-(e"《))。 进一步地，步骤42具体包括求出各Qi所对应的Ti和Ri并保存； 根据Qi查询获得该Qi所对应的Tj和Ri。本专利技术还提供了一种MP3编码中的量化装置，包括初始化模块、量 化模块、编码长度检查模块和量化结果检查模块；所述初始化模块用于设置缩放因子n,为0;所述量化模块用于使用量化步长QS量化xr(i)得到ixr(i):<formula>formula see original document page 9</formula>所述编码长度检查模块用于根据ixr(i)统计量化模块量化之后得到的编码长度CL，如果CL大于CL—limit,则增大量化步长QS，指示量化模块重 新量化xr(i);如果CL小于或等于CL—limit,则将量化结果发送给所述量化 结果检查模块；所述量化结果检查模块用于检查量化结果，如果没有量化子带的量化噪 声能量大于掩蔽阈值，则当前颗粒的量化完成，输出量化结果；否则将A 加上mi,得到新的rii，然后指示量化模块重新量化xr(i);其中mi为整数， 由外循环中改变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＭＰ３编码时的量化方法，包括： Ａ、设置缩放因子ｎｉ为０； Ｂ、使用量化步长ＱＳ量化ｘｒ（ｉ）得到ｉｘｒ（ｉ）： ｉｘｒ（ｉ）＝ｎｉｎｔ（｜ｘｒ（ｉ）｜↑［０．７５］／＊↑［ＱＳ－ｎ↓［ｉ］）×０．７５］） 根据 ｉｘｒ（ｉ）统计量化之后得到的编码长度ＣＬ，如果ＣＬ大于ＣＬ＿ｌｉｍｉｔ，则增大量化步长ＱＳ，重新量化ｘｒ（ｉ），直到ＣＬ小于或等于ＣＬ＿ｌｉｍｉｔ时，保存量化结果，进入步骤Ｃ； Ｃ、检查量化结果，如果没有量化子带的量化噪声能量大于掩 蔽阈值，则当前颗粒的量化完成；否则将ｎ↓［ｉ］加上ｍ↓［ｉ］，得到新的ｎ↓［ｉ］，然后返回步骤Ｂ；其中，ｍ↓［ｉ］为整数，由外循环中改变ｘｒ（ｉ）时，ｘｒ（ｉ）所要乘以的系数＊↑［ｍｉ×０．７５］得到ｍ↓［ｉ］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林中松，侯培新，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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