编码设备、编码方法和程序技术

本公开涉及编码设备、编码方法和程序。该编码设备包括：噪声检测器，其被配置为按照音频信号检测特定带中包括的噪声；增益控制器，其被配置为在通过噪声检测器检测到噪声时，对音频信号执行增益控制，使得音频信号在特定带中的成分衰减；比特分配计算单元，其被配置为按照经历了通过增益控制器执行的增益控制的音频信号的频谱，计算要被分配给频谱的比特数；以及量化单元，其被配置为按照比特数，对经历了增益控制的音频信号的频谱进行量化。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及编码设备、编码方法和程序，特别地涉及能够对在特定带中包括噪声的音频信号精确地进行编码的编码设备、编码方法和程序。
技术介绍
一般地，用于对音频信号进行编码的方法的示例包括用于对通过对音频信号执行时间频率变换得到的频谱执行规范化和量化的方法(例如，参考日本未审查专利公开第 2006-11170 号)。图1是图示了以这种编码方法执行编码的音频编码设备的配置的框图。图1中所示的音频编码设备10包括时间频率变换单元11、规范化单元12、比特分配计算单元13、量化单元14和码串编码单元15。音频编码设备10对作为时间序列信号输入的音频信号进行编码并且输出码串。具体地，音频编码设备10中包括的时间频率变换单元11对作为时间序列信号输入的音频信号执行时间频率变换，并且生产频谱mdspec。例如，时间频率变换单元11使用诸如MDCT (修正离散余弦变换)的正交变换，对2N个采样的时间序列信号执行时间频率变换，并且将作为时间频率变换的结果得到的N个MDCT系数输出为频谱mdspec。规范化单元12针对每个预定的处理单位，对从时间频率变换单元11提供的频谱 mdspec,使用按照频谱mdspec的幅度得到的规范化系数执行规范化。规范化单元12输出规范化信息idsf和规范化频谱nspec，规范化信息idsf是关于与规范化系数相对应的整数的信息，规范化频谱nspec是通过对频谱mdspec进行规范化得到的。比特分配计算单元13执行比特分配计算，使得针对每个预定的处理单位按照从规范化单元12提供的规范化信息idsf计算要被分配给规范化频谱nspec的比特数，以便输出表示比特数的量化信息idwl。此外，比特分配计算单元13输出从规范化单元12提供的规范化信息idsf。量化单元14按照从比特分配计算单元13提供的量化信息idwl，对从规范化单元 12提供的规范化频谱nspec进行量化。具体地，量化单元14针对每个预定的处理单位，使用与量化信息idwl相对应的量化系数，对规范化频谱nspec进行量化。量化单元14输出作为量化结果的量化频谱qspec。码串编码单元15对从比特分配计算单元13提供的规范化信息idsf和量化信息 idwl以及从量化单元14提供的频谱qspec进行编码，并且输出作为编码结果得到的码串。 所输出的码串可以传送到另一设备或者可以记录在特定记录介质中。此外，近年来，通过音频编码设备处理的音频信号从频率44. IkHz且PCM(脉冲码调制)字长16比特的PCM信号和频率48kHz且PCM字长16比特的PCM信号扩展到了具有高品质多比特的PCM信号(诸如频率96kHz且PCM字长M比特的PCM信号和频率192kHz 且PCM字长24比特的PCM信号)。这样的高品质多比特PCM信号不是从一开始就作为多比特PCM信号生成的，而是4在很多情况下使用诸如DSD (直接流数字)信号的PDM(脉冲密度调制)信号作为来源生成的。这是因为，在用来将模拟音频信号转换为数字音频信号的A/D (模数)转换器领域中，用德尔塔-西格玛A/D转换器代替逐次逼近A/D转换器发展迅速。更具体地，一般的逐次逼近A/D转换器可以直接生成多比特PCM信号，但是转换精度很大程度上被元件精度所限制。因此，当PCM字长等于或大于M比特时，难以确保A/D 转换的线性。另一方面，在德尔塔-西格玛A/D转换器中，易于使用单个阈值以高精度执行 A/D转换。鉴于该背景，作为A/D转换器，已经广泛使用了德尔塔-西格玛A/D转换器而非一般的逐次逼近A/D转换器。图2是图示了 1比特德尔塔-西格玛A/D转换器的输入信号和输出信号的图。如图2中所示，在1比特德尔塔-西格玛A/D转换器中，用作输入信号的模拟音频信号被转换为具有由+1的时间密度表示的幅度并且用作输出信号的1比特PDM信号。图3是图示了德尔塔-西格玛A/D转换器中的量化噪声的图。如图3中所示，首先，在德尔塔-西格玛A/D转换器中，通过执行超采样来将音频带(在图3中所示的示例中是0至fs/2)中包括的量化噪声分散到宽的带(图3中所示的示例中是0至nfs/2)中。接下来，通过执行噪声整形将量化噪声转移出音频带。因此，德尔塔-西格玛A/D转换器可以在音频带中实现高的S/N(信/噪)比。如上所述，当高品质多比特PCM信号的来源是通过德尔塔-西格玛A/D转换器得到的PDM信号时，通过对PDM信号执行LPF (低通滤波)处理来生成多比特PCM信号。如上所述得到的多比特PCM信号被表示为如图4中所示的德尔塔-西格玛类型A。 该量化噪声对于多比特PCM信号是不想要的噪声。
技术实现思路
然而，在图1中所示的音频编码设备10中，因为按照输入音频信号的规范化信息 idsf执行比特分配计算，所以在输入多比特PCM信号时，大量比特被分配给包括不想要的量化噪声的、在音频带之外的规范化频谱nspec。因此，减少了可以分配给在听觉感知方面重要的音频带中的规范化频谱nspec的比特数，并且劣化了编码精度。作为结果，即使要经历编码的音频信号是高品质多比特PCM 信号，也有可能没有记录并传送具有高品质的音频信号。想要的是对在特定带中包括噪声的音频信号精确地进行编码。根据本公开的实施例，提供了一种编码设备，其包括噪声检测器，其被配置为按照音频信号检测特定带中包括的噪声；增益控制器，其被配置为在通过噪声检测器检测到噪声时，对音频信号执行增益控制，使得音频信号在特定带中的成分衰减；比特分配计算单元，其被配置为按照经历了通过增益控制器执行的增益控制的音频信号的频谱，计算要被分配给该频谱的比特数；以及量化单元，其被配置为按照比特数，对经历了增益控制的音频信号的频谱进行量化。根据本公开的另一实施例，提供了与本公开的实施例的编码设备相对应的编码方法和程序。根据本公开的又一实施例，按照音频信号检测特定带中包括的噪声；在检测到噪声时，对音频信号执行增益控制，使得音频信号在特定带中的成分衰减；按照经历了增益控制的音频信号的频谱，计算要被分配给频谱的比特数；并且按照比特数，对经历了增益控制的音频信号的频谱进行量化。根据本公开的实施例的编码设备可以独立地提供，或者可以被配置为设备的内部模块。因此，在特定带中包括噪声的音频信号可以以高精度进行编码。 附图说明图1是图示了一般的音频编码设备的配置的框图；图2是图示了 1比特德尔塔-西格玛A/D转换器的输入信号和输出信号的图；图3是图示了德尔塔-西格玛A/D转换器中的量化噪声的图；图4是图示了多比特PCM信号的图；图5是图示了根据本公开的第一实施例的音频编码设备的配置的框图；图6是详细图示了噪声检测器和增益控制器的配置的框图；图7是图示了规范化信息和规范化系数之间的关系的图；图8是图示了通过图5中所示的音频编码设备执行的编码处理的流程图；图9是图示了图8中所示的降噪处理的流程图；图10是详细图示了图5中所示的噪声检测器和增益控制器的另一配置的图；图11是图示了频谱的图；图12是图示了对频谱执行的第一噪声检测处理的图；图13是图示了对频谱执行的第二噪声检测处理的图；图14是图示了对频谱执行的第三噪声检测处理的图；图15是图示了对频谱执行的第一增益控制的图；图16是图示了对频谱执行的第二增益控制的图；图17是图示了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：松村祐树，铃木志朗，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：