ES2655832T3 - Método y dispositivo de codificación y descodificación de señal - Google Patents

Método y dispositivo de codificación y descodificación de señal Download PDF

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Abstract

Un método de codificación de señal de audio, en donde el método comprende: obtener (110) una señal de dominio de la frecuencia según una señal de audio de entrada; asignar (120) bits predeterminados a la señal de dominio de la frecuencia según una norma de asignación predeterminada, en donde la mayoría de bits en los bits predeterminados se asignan a una señal de banda de baja frecuencia en la señal de dominio de la frecuencia; ajustar (130) la asignación de bits para la señal de dominio de la frecuencia cuando la frecuencia más alta de la señal de dominio de la frecuencia a la cual se asignan bits es mayor que un valor predeterminado; y codificar (140) la señal de dominio de la frecuencia según la asignación de bits para la señal de dominio de la frecuencia; en donde la etapa de ajustar (130) la asignación de bits para la señal de dominio de la frecuencia comprende: reducir el número de bits asignados a una banda de frecuencia a la cual una mayoría de bits se asignan en la señal de dominio de la frecuencia, y aumentar el número de bits asignados a la frecuencia más alta a la cual se asignan los bits y a una señal de dominio de la frecuencia cercana a la frecuencia más alta, en donde la frecuencia más alta de la señal de dominio de la frecuencia a la cual se asignan los bits es una frecuencia f2, la banda de frecuencia a la cual una mayoría de bits se asignan se encuentra en un rango de 0 kHz para una frecuencia f1, y la señal de dominio de la frecuencia cercana a la frecuencia más alta se encuentra en un rango de f1 a f2.

Description

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salida, la señal residual f_res del dominio de la frecuencia se usa directamente como la señal de diferencia f_dif, es decir, la señal de dominio de la frecuencia.
Después de obtener la señal de dominio de la frecuencia, la señal de dominio de la frecuencia se codifica mediante el uso de 220, 230 y 240 que son iguales a 120, 130 y 140 en la Figura 1, para obtener una señal de dominio de la frecuencia codificada.
250: codificar la segunda señal de dominio temporal. A modo de ejemplo, 260 se lleva a cabo al mismo tiempo cuando se codifica la señal de dominio de la frecuencia. La señal de dominio temporal puede codificarse mediante el uso de cualquier método de codificación de dominio temporal (como, por ejemplo, codificación de predicción o codificación de modulación por codificación de pulsos (PCM, por sus siglas en inglés), y un método de codificación de dominio temporal usado no constituye una limitación a la presente invención. Cuando la contribución del libro de códigos adaptativo contribuye a la señal de salida, la contribución del libro de códigos adaptativo necesita obtenerse en un extremo de descodificación y, por lo tanto, la contribución del libro de códigos adaptativo exc_pit en la segunda señal de dominio temporal se codifica, de modo que se transmite como un tren de bits a un extremo de recepción. Sin embargo, si la contribución del libro de códigos adaptativo no contribuye a la señal de salida, es decir, una salida en el extremo de descodificación no requiere la contribución del libro de códigos adaptativo, dicha parte de la codificación de dominio temporal no se requiere, y se mejora la eficacia de la codificación. Que la contribución del libro de códigos adaptativo contribuye a la señal de salida significa que una señal de salida de alta calidad no puede obtenerse en el extremo de descodificación solamente según la señal de dominio de la frecuencia codificada.
260: multiplexar la señal de dominio de la frecuencia codificada y la segunda señal de dominio temporal codificada en el tren de bits.
Debe notarse que, además de incluir la señal de diferencia f_dif, la señal de dominio de la frecuencia en la cual necesita llevarse a cabo la codificación de dominio de la frecuencia puede además incluir otra señal como, por ejemplo, una bandera (bandera) que indica si la contribución del libro de códigos adaptativo contribuye a la señal de salida. De manera similar, además de incluir la contribución del libro de códigos adaptativo exc_pit, la segunda señal de dominio temporal en la cual necesita llevarse a cabo la codificación de dominio temporal puede además incluir otra información requerida para la descodificación.
En la anterior codificación conjunta de tiempo-frecuencia que se describe con referencia a la Figura 2, la asignación de bits para una señal de dominio de la frecuencia se ajusta según la frecuencia más alta de la señal de dominio de la frecuencia a la cual se asignan bits, que se combina con la codificación de dominio temporal, de modo que se logra un mejor efecto de codificación.
La Figura 3 muestra un método de descodificación de señal 300 según un ejemplo ilustrativo. El método 300 incluye:
310: obtener, de un tren de bits recibido, una señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación. Cuando solo se usa la codificación de dominio de la frecuencia, mediante el uso de un método de descodificación de dominio de la frecuencia correspondiente a un método de codificación de dominio de la frecuencia, la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación se obtiene del tren de bits recibido. En el caso de codificación conjunta de tiempo-frecuencia, la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación se obtiene del tren de bits recibido llevando a cabo las siguientes funciones: llevar a cabo la descodificación de dominio de la frecuencia en la información de dominio de la frecuencia en el tren de bits para obtener una primera señal de dominio de la frecuencia; determinar, según la primera señal de dominio de la frecuencia, si una señal de codificación de dominio temporal que contribuye a una señal de salida existe en el tren de bits; cuando se determina que una señal de codificación de dominio temporal que contribuye a la señal de salida existe en el tren de bits, llevar a cabo la descodificación de dominio temporal y la transformación de dominio de la frecuencia en la señal de codificación de dominio temporal para obtener una segunda señal de dominio de la frecuencia, y sintetizar la primera señal de dominio de la frecuencia y la segunda señal de dominio de la frecuencia para obtener la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación. Esto se describe más abajo en detalle con referencia a la Figura 4.
320: cuando la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación cumple con una condición predeterminada, predecir, según la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación, una señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación. A modo de ejemplo, que la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación cumple con una condición predeterminada incluye al menos una de las siguientes: la frecuencia más alta de la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación es mayor que un valor predeterminado, y la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación incluye una señal de codificación de dominio temporal en la cual se lleva a cabo la transformación de dominio de la frecuencia y que contribuye a una señal de salida. Debe notarse que, en la práctica, una condición determinante de que la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación incluye una señal de codificación de dominio temporal en la cual se lleva a cabo la transformación de dominio de la frecuencia y que contribuye a una señal de salida puede aplicarse primero, y luego una condición determinante de que la frecuencia más alta de la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación es mayor que un valor predeterminado se aplica; o se usa una secuencia inversa, o solo una de las dos puede usarse.
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Como se describe más arriba con referencia a 130 en la Figura 1, el valor predeterminado se determina según el número tot_bit de bits predeterminados usados para la codificación de dominio de la frecuencia y una resolución de la señal de dominio de la frecuencia. Según un requisito de la práctica, el valor predeterminado puede establecerse en un valor de frecuencia que es cierta frecuencia menor que un valor de la frecuencia más alta de la señal de dominio de la frecuencia. Cuando la señal de dominio de la frecuencia se divide en subbandas, el valor predeterminado puede ser un número de índice de una subbanda, y la frecuencia más alta de la señal de dominio de la frecuencia a la cual se asignan bits se representa también mediante el uso de un número de índice de una subbanda en la cual se ubica el dominio de la frecuencia más alta. Un valor del valor predeterminado en un extremo de descodificación puede ser igual a o puede ser diferente de un valor del valor predeterminado en un extremo de codificación.
En el caso de la codificación conjunta de tiempo-frecuencia, la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación, que se obtiene mediante la descodificación del tren de bits en 310, posiblemente incluye la señal de codificación de dominio temporal en la cual la transformación de dominio de la frecuencia se lleva a cabo y que contribuye a la señal de salida, y la señal de codificación de dominio temporal en la cual la transformación de dominio de la frecuencia se lleva a cabo y que contribuye a la señal de salida, por ejemplo, es una señal que se obtiene llevando a cabo la descodificación de dominio temporal y la transformación de dominio de la frecuencia en la información de codificación de dominio temporal incluida en el tren de bits como, por ejemplo, una contribución del libro de códigos adaptativo. Según los diferentes tipos de señales codificadas y cuando un método de análisis de dominio temporal usado durante la codificación no es un análisis LPC, la señal de codificación de dominio temporal en la cual la transformación de dominio de la frecuencia se lleva a cabo y que contribuye a la señal de salida puede también ser otra señal excepto por la contribución del libro de códigos adaptativo.
Cuando la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación incluye la contribución del libro de códigos adaptativo, puede aprenderse, según una bandera (bandera) que indica si la anterior contribución del libro de códigos adaptativo contribuye a la señal de salida, si la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación incluye la señal de codificación de dominio temporal en la cual la transformación de dominio de la frecuencia se lleva a cabo y que contribuye a la señal de salida. La señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación incluye la señal de codificación de dominio temporal en la cual la transformación de dominio de la frecuencia se lleva a cabo y que contribuye a la señal de salida, que indica que una salida de alta calidad es difícil de obtenerse solamente dependiendo de la descodificación de dominio de la frecuencia, y según una característica de una señal de voz/audio, en el presente caso, simplemente estableciendo la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación para el ruido deteriora la calidad de la señal de salida, de modo que la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación necesita predecirse.
A modo de ejemplo de predicción, según la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación, de la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación, una señal de dominio de la frecuencia de una banda de frecuencia puede seleccionarse de la frecuencia más alta de la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación para una frecuencia baja, y la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación puede predecirse según la señal de dominio de la frecuencia seleccionada. Por ejemplo, para una señal cuya longitud de trama es de 20 ms y la velocidad de muestreo es de
12.8 kHz, hay 256 coeficientes de dominio de la frecuencia, y un ancho de banda es de 6.4 kHz; cuando una velocidad de código es de 7.6 kbps, una subbanda para cada 16 coeficientes, hay 16 subbandas en total, y el valor predeterminado se establece en 10 (4 kHz); y cuando la banda de frecuencia más alta de la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación es mayor que 10, un coeficiente de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación en un rango de 4 a 6.4 kHz se obtiene a través de la predicción mediante el uso de un coeficiente de dominio de la frecuencia que se obtiene mediante la descodificación en un rango de 1.6 a 4 kHz. A modo de ejemplo de implementación de la predicción, la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación puede predecirse llevando a cabo el procesamiento de normalización, procesamiento de envolvente y similares en la señal de dominio de la frecuencia seleccionada. La implementación del procesamiento de normalización y procesamiento de envolvente es un medio que es conocido para una persona con experiencia en la técnica, y no se describe en detalle en la presente memoria. Además, según un tipo de la señal de salida, una persona con experiencia en la técnica puede predecir, mediante la selección de otra manera, la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación, por ejemplo, puede también predecir, según una señal de dominio de la frecuencia en una banda de frecuencia fija en la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación, la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación.
Debe notarse que, después de que la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación se obtiene según la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación, un coeficiente de dominio de la frecuencia previsto que no se obtiene mediante la descodificación puede corregirse usando un parámetro ISF o un parámetro LSF del extremo de codificación, para evitar que la señal de dominio de la frecuencia prevista incluya un número de canal de frecuencia con energía excesiva. Por ejemplo, una ubicación del pico resonante se calcula usando el parámetro LSF o el parámetro ISF; y, en cada ubicación de pico resonante calculada, un coeficiente de dominio de la frecuencia con una mayor amplitud se escala. A modo de ejemplo, cuando una amplitud de un coeficiente de dominio de la frecuencia previsto cercano a la ubicación del pico resonante es
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mayor que un umbral (el umbral puede establecerse según una característica de un análisis de dominio temporal en el extremo de codificación), la amplitud del coeficiente de dominio de la frecuencia previsto cercano a la ubicación del pico resonante se reduce.
Además, cuando la señal de dominio de la frecuencia no cumple con la condición predeterminada, la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación se predice usando el ruido.
330: obtener, según la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación y la señal de dominio de la frecuencia prevista, una señal de dominio temporal que finalmente se produce. La señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación se obtiene mediante la descodificación y la señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación se predice, para obtener señales de dominio de la frecuencia en toda una banda de frecuencia, una señal de salida en un dominio temporal se obtiene llevando a cabo el procesamiento de, por ejemplo, la transformación inversa de dominio de la frecuencia, por ejemplo, la transformada inversa rápida de Fourier (IFFT, por sus siglas en inglés). A modo de ejemplo, en el caso de la codificación conjunta de tiempo-frecuencia, un coeficiente LPC se obtiene llevando a cabo la transformación en el parámetro ISF o parámetro LSF, se lleva a cabo la síntesis de dominio temporal, mediante el uso del coeficiente LPC, en una señal obtenida después de la transformación inversa de dominio de la frecuencia, para obtener una señal de dominio temporal que finalmente se produce. En la práctica, un persona técnica en ingeniería en la técnica conoce una solución sobre cómo obtener la señal de salida en el dominio temporal según la señal de dominio de la frecuencia, que no se describe en detalle en la presente memoria.
En el anterior método de descodificación de señal, que se describe con referencia a la Figura 3, una señal de dominio de la frecuencia que no se obtiene mediante la descodificación se establece bajo la guía de una señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación, para lograr un mejor efecto de una señal de salida.
Con el fin de explicar mejor dicho ejemplo ilustrativo a una persona con experiencia en la técnica, a continuación se describe, con referencia a la Figura 4, una aplicación del método de descodificación en una solución de descodificación conjunta de tiempo-frecuencia. En la solución de descodificación conjunta de tiempo-frecuencia, excepto la etapa de obtención, de un tren de bits recibido, de una señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación (310), las funciones subsiguientes son iguales a 320 y 330 descritas con referencia a la Figura 3. Por lo tanto, a continuación solo se describe cómo obtener, en un método de descodificación conjunta de tiempo-frecuencia, la señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación.
La Figura 4 muestra un método 410 para obtener, de un tren de bits recibido, una señal de dominio de la frecuencia obtenida mediante la descodificación en un método de descodificación conjunta de tiempo-frecuencia. El método 410 incluye:
411: demultiplexar un tren de bits en un primer grupo de bits y un segundo grupo de bits. Durante la descodificación en un extremo de recepción, cuando se recibe el tren de bits, el tren de bits se demultiplexa en el primer grupo de bits y el segundo grupo de bits mediante el uso de una tecnología de demultiplexación correspondiente a una tecnología de multiplexación en 260 en la Figura 2. El primer grupo de bits incluye información de dominio de la frecuencia en la cual la siguiente descodificación de dominio de la frecuencia necesita llevarse a cabo, y el segundo grupo de bits incluye una señal de codificación de dominio temporal en la cual la siguiente descodificación de dominio temporal necesita llevarse a cabo y que contribuye a una señal de salida.
Para la descodificación conjunta de dominio temporal de una señal de audio, el primer grupo de bits, por ejemplo, incluye una señal de diferencia f_dif, una bandera (bandera) que indica si una contribución del libro de códigos adaptativo contribuye a una señal de salida, y similares. El segundo grupo de bits, por ejemplo, incluye la contribución del libro de códigos adaptativo cuando la contribución del libro de códigos adaptativo contribuye a la señal de salida. Debe notarse que, cuando se codifica el primer grupo de bits y segundo grupo de bits y señal, otra señal puede además codificarse por consiguiente.
412: llevar a cabo la descodificación de dominio de la frecuencia en el primer grupo de bits para obtener una primera señal de dominio de la frecuencia y determinar, según la primera señal de dominio de la frecuencia, si una señal de codificación de dominio temporal que contribuye a la señal de salida existe en el tren de bits. El primer grupo de bits se descodifica mediante el uso de un método de descodificación correspondiente a un método de codificación de dominio de la frecuencia en un extremo de codificación, para obtener la primera señal de dominio de la frecuencia. La primera señal de dominio de la frecuencia, por ejemplo, incluye una señal de diferencia descodificada f_dif, y la bandera (bandera) que indica si la contribución del libro de códigos adaptativo contribuye a la señal de salida.
413: llevar a cabo la descodificación de dominio temporal en el segundo grupo de bits. El segundo grupo de bits se descodifica mediante el uso de un método de descodificación correspondiente a un método de codificación de dominio temporal en el extremo de codificación, para obtener una señal de dominio temporal descodificada. De manera específica, cuando se determina que una señal de codificación de dominio temporal que contribuye a la señal de salida existe en el tren de bits, la descodificación de dominio temporal se lleva a cabo en la señal de codificación de dominio temporal en el segundo grupo de bits.
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Además, las unidades funcionales en las realizaciones de la presente invención se pueden integrar en una unidad de procesamiento, o cada una de las unidades puede existir sola físicamente, o dos o más unidades pueden integrarse en una unidad.
Cuando las funciones se implementan en forma de una unidad funcional de software y se venden o usan como un
5 producto independiente, las funciones se pueden almacenar en un medio de almacenamiento legible por ordenador. Según dicho entendimiento, las soluciones técnicas de la presente invención esencialmente, o la parte que contribuye a la técnica anterior, o una parte de las soluciones técnicas, se pueden implementar en forma de un producto de software. El producto de software de ordenador se almacena en un medio de almacenamiento e incluye varias instrucciones para ordenar a un dispositivo informático (que puede ser un ordenador personal, un servidor, un
10 dispositivo de red, o similares) que lleve a cabo todas o una parte de las etapas de los métodos descritos en las realizaciones de la presente invención. El anterior medio de almacenamiento incluye: cualquier medio que pueda almacenar un código de programa como, por ejemplo, una memoria USB, un disco duro removible, una memoria de solo lectura (ROM, por sus siglas en inglés), una memoria de acceso aleatorio (RAM, por sus siglas en inglés), un disco magnético, o un disco óptico.
15 Las anteriores descripciones son meramente maneras específicas de implementación de la presente invención, pero no pretenden limitar la presente invención.
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Claims (1)

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ES12873219.5T 2012-03-29 2012-05-23 Método y dispositivo de codificación y descodificación de señal Active ES2655832T3 (es)

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PCT/CN2012/075924 WO2013143221A1 (zh) 2012-03-29 2012-05-23 信号编码和解码的方法和设备

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