音频信号编解码方法和设备技术

本发明专利技术实施例提供一种音频信号编解码方法和设备。该编码方法包括：将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子；根据量化后的子带归一化因子，或者根据量化后的子带归一化因子和码率信息，确定比特分配的信号带宽；对所确定的信号带宽内的子带分配比特；根据每个子带分配的比特，对音频信号的频谱系数进行编码。本发明专利技术实施例在编解码过程中，根据量化后的子带归一化因子或码率信息，确定比特分配的信号带宽，从而能够集中比特数对所确定的信号带宽进行有效编解码，提高音频质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及音频编解码
，并且更具体地，涉及音频信号编解码方法和设备。
技术介绍
目前的通信传输越来越重视音频的质量，所以要求编解码时在保证语音质量的前提下要尽可能地提高音乐质量。由于音乐信号信息量极为丰富，不能采用传统语音的 CELP (Code Excited Linear Prediction，码激励线性预测)编码模式，通常是利用变换编码的方法，在频域来处理音乐信号，提升音乐信号的编码质量。但如何有效地用有限的编码比特高效率的编码信息成为目前音频编码的主要研究课题。目前的音频编码技术通常采用FFTpast Fourier Transform，快速傅立叶变换) 或MDCT (Modified Discrete Cosine Transform，改进离散余弦变换)将时域信号转换到频域，然后对频域信号进行编码。由于在低比特率下有限的量化比特不能满足量化所有的音频信号，所以一般还要采用BWE(BandWidth Extension频带扩展)技术和频谱填充技术。在编码端，首先将输入的时域信号变换到频域，在频域提取子带归一化因子，即频谱的包络信息。然后用量化后的子带归一化因子对频谱进行归一化，得到归一化的频谱信息。然后确定各子带的比特分配，对归一化的频谱进行量化，这样音频信号就被编码为量化的包络信息和归一化的频谱信息，输出比特率流。解码端是编码端的逆过程。低速率编码时编码端不能编码所有频带，在解码端需要用带宽扩展技术来恢复编码端没有编码的频带。同时编码的子带由于量化器的限制也会出现较多的零频点，需要噪声填充模块来提升性能。最后用解码后的子带归一化因子应用到解码后的归一化频谱系数得到重建频谱系数，然后进行反变换得到输出的时域音频信号。但是，在编码过程中，高频谐波会分到一些零散的比特进行编码，但在时间轴上分布并不连续，使得解码时重建的高频谐波时断时续，会引入过多噪声，重建音频质量差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种音频信号编解码方法和设备，能够提高音频质量。一方面，提供了一种音频信号编码方法，包括将音频信号的频带分为多个子带， 量化每个子带的子带归一化因子；根据量化后的子带归一化因子，或者根据量化后的子带归一化因子和码率信息，确定比特分配的信号带宽；对所确定的信号带宽内的子带分配比特；根据每个子带分配的比特，对音频信号的频谱系数进行编码。另一方面，提供了一种音频信号解码方法，包括获取量化后的子带归一化因子； 根据量化后的子带归一化因子，或者根据量化后的子带归一化因子和码率信息，确定比特分配的信号带宽；对所确定的信号带宽内的子带分配比特；根据每个子带分配的比特，对归一化频谱进行解码；对解码后的归一化频谱进行噪声填充和带宽扩展，得到归一化的全频带频谱；根据归一化的全频带频谱和子带归一化因子，获得音频信号的频谱系数。另一方面，提供了一种音频信号编码设备，包括量化单元，用于将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子；第一确定单元，用于根据量化单元量化的子带归一化因子，或者根据量化后的子带归一化因子和码率信息，确定比特分配的信号带宽；第一分配单元，用于对第一确定单元确定的信号带宽内的子带分配比特；编码单元， 用于根据分配单元为每个子带分配的比特，对音频信号的频谱系数进行编码。另一方面，提供了一种音频信号解码设备，包括获取单元，用于获取量化后的子带归一化因子；第二确定单元，用于根据获取单元获取的量化后的子带归一化因子，或者根据量化后的子带归一化因子和码率信息，确定比特分配的信号带宽；第二分配单元，用于对第二确定单元确定的信号带宽内的子带分配比特；解码单元，用于根据第二分配单元为每个子带分配的比特，对归一化频谱进行解码；扩展单元，用于对解码后的归一化频谱进行噪声填充和带宽扩展，得到归一化的全频带频谱；恢复单元，用于根据归一化的全频带频谱和子带归一化因子，获得音频信号的频谱系数。本专利技术实施例在编解码过程中，根据量化后的子带归一化因子或码率信息，确定比特分配的信号带宽，从而能够集中比特数对所确定的信号带宽进行有效编解码，提高音频质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施例的音频信号编码方法的流程图。图2是本专利技术一个实施例的音频信号解码方法的流程图。图3是本专利技术一个实施例的音频信号编码设备的框图。图4是本专利技术另一实施例的音频信号编码设备的框图。图5是本专利技术一个实施例的音频信号解码设备的框图。图6是本专利技术另一实施例的音频信号解码设备的框图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术一个实施例的音频信号编码方法的流程图。101，将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子。下面以MDCT变换为例进行描述。首先对输入的音频信号进行MDCT变换，得到频域系数。这里的MDCT变换可包括加窗、时域混叠和离散DCT变换几个过程。例如对输入时域信号χ (η)加正弦窗权利要求1.一种音频信号编码方法，其特征在于，包括将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子； 根据量化后的子带归一化因子，或者根据量化后的子带归一化因子和码率信息，确定比特分配的信号带宽；对所确定的信号带宽内的子带分配比特；根据每个子带分配的比特，对音频信号的频谱系数进行编码。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定比特分配的信号带宽，包括 将所述比特分配的信号带宽限定为所述音频信号的部分带宽。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述比特分配的信号带宽限定为所述音频信号的部分带宽包括根据所述码率信息确定比率因子，所述比率因子大于0且小于或等于1 ； 根据所述比率因子和量化后的子带归一化因子，确定所述部分带宽。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述比特分配的信号带宽限定为所述音频信号的部分带宽包括根据所述子带归一化因子获取所述音频信号的谐波等级或噪声水平； 根据所述谐波等级或噪声水平确定比率因子，所述比率因子大于0且小于或等于1 ； 根据所述比率因子和量化后的子带归一化因子，确定所述部分带宽。5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据所述比率因子和量化后的子带归一化因子，确定所述部分带宽包括根据所述量化后的子带归一化因子，获取每个子带内的频谱能量； 从低频向高频累加每个子带内的频谱能量，直至累加的频谱能量大于所有子带的总频谱能量与所述比率因子的乘积，将当前子带以下的带宽作为所述部分带宽。6.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，在将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子之前，所述方法还包括确定所述音频信号的帧属于谐波类型或非谐波类型； 如果所述音频信号的帧属于谐波类型，则继续执行所述方法。7.如权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种音频信号编码方法，其特征在于，包括：将音频信号的频带分为多个子带，量化每个子带的子带归一化因子；根据量化后的子带归一化因子，或者根据量化后的子带归一化因子和码率信息，确定比特分配的信号带宽；对所确定的信号带宽内的子带分配比特；根据每个子带分配的比特，对音频信号的频谱系数进行编码。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐峰岩，刘泽新，苗磊，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94