脈沖編解碼方法及脈沖編解碼器的制造方法
【專利摘要】本發明實施例公開了脈沖編解碼方法及脈沖編解碼器。本發明實施例通過將兩個以上的軌道聯合進行編碼，使得在單個軌道編碼的情況下空閑的碼書空間能夠在聯合編碼時合并，成為可以被節省的編碼比特，此外，對各個軌道上需要進行編碼的脈沖按照位置進行合并，分別對有脈沖位置的數目、有脈沖位置在軌道上的分布和各個有脈沖位置上的脈沖數目進行編碼，避免了對同一位置的多個脈沖進行分別編碼，使得編碼比特更加節省。
【專利說明】脈沖編解碼方法及脈沖編解碼器
【技術領域】
[0001]本發明涉及脈沖編解碼方法及脈沖編解碼器。
【背景技術】
[0002]在矢量編碼技術中，常常使用代數碼書對自適應濾波后的殘差信號進行量化編碼。當經過搜索獲得軌道上最佳代數碼書脈沖的位置和符號信息后，通過編碼計算得到相應的索引值，使得解碼端能夠根據該索引值重建脈沖序列。在保證無損重建的前提下，盡量減少編碼索引值所需要的比特，是代數碼書脈沖編碼方法研究與發展的主要目標之一。
[0003]下面以語音編碼中一種較優的編碼方法——寬帶自適應多碼率(AMR_WB +:Adaptive Mult1-Rate Wideband)編碼方法為例,說明現有代數碼書脈沖所采用的一種具體編碼方法。根據編碼碼率的不同，在每個軌道上可以編碼I~N個脈沖，假定每個軌道有M = 2m個位置，AMR_WB +中每個軌道上編碼I~6個脈沖的過程分別描述如下:
[0004]①每個軌道編碼I個脈沖
[0005]由于每個軌道有2m個位置，因此，每個軌道上脈沖的位置索引需要用m個比特進行編碼，脈沖的符號索引需要用I比特編碼。編碼I個帶符號脈沖的索引值為:
[0006]Ilp (m) = P + s X 2m
[0007]其中P e [0,2m -1]為脈沖的位置索引；s為脈沖的符號索弓丨，當脈沖符號為正時，s設置為O,當脈沖符號為負時，s設置為I ;Ilp e [0,2m+1 — I]。
[0008]每個軌道編 碼I個脈沖所需的比特數為:m + I。
[0009]②每個軌道編碼2個脈沖
[0010]根據①的結果，每個軌道編碼I個脈沖需要m + I個比特，對另一個脈沖的位置索引進行編碼需要m個比特，由于對脈沖順序沒有特別要求，可通過排列脈沖位置索引獲得的大小關系來表不另一個脈沖的符號。編碼2個脈沖的索引值為:
[0011]I2p (m) = pi + Ilp0 X 2m = pi + pOX2m + sX22m
[0012]其中p0、pl e [0,2m — I]分別為2個脈沖的位置索引；s為p0脈沖的符號索引；pl脈沖符號的具體表不規則為:p0〈pl表不2個脈沖符號相同，p0>pl表不2個脈沖符號相
反；I2p e [O, 22m+1 — I]。
[0013]每個軌道編碼2個脈沖所需的比特數為:2m + I。
[0014]③每個軌道編碼3個脈沖
[0015]將每個軌道分為兩個部分:Section A和Section B,每個部分各包含21°4個位置。某個部分中至少包含2個脈沖，根據②的結果，編碼該部分需要2X (m — I) + I = 2m — I個比特；另一個脈沖則在整個軌道上搜索，根據①的結果，需要m + I個比特；此外，還需要用I個比特來指示包含2個脈沖的部分。編碼3個脈沖的索引值為:
[0016]I3p(Hi) = I2p(m — I) + kX22m^ + Ilp (m) X22m
[0017]其中k 為 Section 的索引；I3p e [0，23ηι+1 — I]。
[0018]每個軌道編碼3個脈沖所需的比特數為:3m + I。[0019]④每個軌道編碼4個脈沖
[0020]將每個軌道分為兩個部分:Section A和Section B,每個部分各包含21°4個位置。各部分中包含脈沖個數的組合情況如下表所示:
[0021]
【權利要求】
1.一種脈沖編碼方法，其特征在于，包括: 獲取T個軌道上需要編碼的脈沖，T是大于等于2的整數； 分別對各個軌道上需要編碼的脈沖按照位置進行統計，獲得各個軌道上有脈沖位置的數目Nt、有脈沖位置在軌道上的分布和各個有脈沖位置上的脈沖數目，其中下標t表示第t個軌道，t ∈[O, T-1]； 按照各個軌道上有脈沖位置的數目{N0，N1...，NT-1]確定第一索引I1，所述第一索引對應于其所代表的有脈沖位置的數目下，各個軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況； 分別按照各個軌道上有脈沖位置的分布確定各個軌道的第二索引I2t，所述第二索引從所述第一索引對應的全部可能的分布情況中，指示相應軌道上與當前有脈沖位置的分布對應的分布情況； 分別按照各個軌道上各個有脈沖位置上的脈沖數目確定各個軌道的第三索引I3t ； 生成編碼索引Ind，所述編碼索引包括第一索引和各個軌道的第二、三索引的信息。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于: 所述分別對各個軌道上需要編碼的脈沖按照位置進行統計時，還按照各個軌道上各個有脈沖位置的脈沖符號的正或負的特性，獲得各個軌道的各個有脈沖位置的脈沖符號信息； 所述編碼索引還包括各個軌道的與各個有脈沖位置對應的符號索引的信息，所述符號索引指示與該索引對應的有脈沖位置的脈沖符號信息。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于: 一個第一索引與一個{N0，N1...，NT-1]組合對應，或者， 至少有一個第一索引與兩個以上的{N0，N1...，NT-1}組合對應，對于存在與第一索引對應的Nt值不唯一的軌道，除了確定該軌道的第二、三索引，還確定與該軌道上當前有脈沖位置的數目對應的附加索引，所述附加索引對應于其所代表的有脈沖位置的數目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況，所述編碼索引中還包括所述附加索引的信息。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述編碼索引Ind采用如下方式生成:
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述生成編碼索引的步驟之后還包括: 比較所述編碼索引Ind和調整門限值THR，其中，
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，第一索引與{凡，&，...，&_]組合的對應關系采用如下方式確定:統計{凡，&，...，&_]組合的出現概率，使出現概率越高的組合對應的第一索引越小。
7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分別按照各個軌道上各個有脈沖位置上的脈沖數目確定各個軌道的第三索引的步驟包括: 對于第t個軌道，將在Nt個有脈沖位置上有九個脈沖的情況，映射為在Nt個位置上有爾-Nt個脈沖的情況，其中 凡表示第t個軌道上需要編碼的脈沖總數， 按照設定的順序，對外-NtI脈沖在Nt個位置上全部可能的分布情況進行排列，以排列的序號作為指示有脈沖位置上的脈沖數目的第三索引I3t。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，各個軌道的第三索引I3t的計算公式為:
9.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，各個軌道的第二索引I2t的計算公式為:
10.一種脈沖編碼方法，其特征在于，包括: 獲取T個軌道上需要編碼的脈沖，T是大于等于2的整數；分別對各個軌道上需要編碼的脈沖按照位置進行統計，獲得各個軌道上有脈沖位置的數目Nt、有脈沖位置在軌道上的分布和各個有脈沖位置上的脈沖數目，其中下標t表示第t個軌道，t ∈ [O, T-1]； 分別按照各個軌道上有脈沖位置的數目確定各個軌道的第一索引Ilt，所述第一索引對應于其所代表的有脈沖位置的數目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況； 分別按照各個軌道上有脈沖位置的分布確定各個軌道的第二索引I2t，所述第二索引從所述第一索引對應的全部可能的分布情況中，指示該軌道上與當前有脈沖位置的分布對應的分布情況； 分別按照各個軌道上各個有脈沖位置上的脈沖數目確定各個軌道的第三索引I3t ； 生成編碼索引Ind，所述編碼索引包括各個軌道的第一、二、三索引的信息。
11.一種脈沖解碼方法，其特征在于，包括: 獲取編碼索引Ind，從所述編碼索引中提取出第一索引，按照第一索引確定T個軌道的各個軌道上有脈沖位置的數目^N1，…，NT_J，其中Nt的下標t表示第t個軌道，t e [O，T-l]，T是大于等于2的整數； 從所述編碼索引中提取出各個軌道的第二索引I2t和第三索引I3t ； 分別對于各個軌道，按照第二索引確定，在所述第一索引對應的有脈沖位置的數目下，有脈沖位置在軌道上的分布； 分別對于各個軌道，按照第三索引確定各個有脈沖位置上的脈沖數目； 分別對于各個軌道，按照有脈沖位置在軌道上的分布和各個有脈沖位置上的脈沖數目，重建軌道上的脈沖序列。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述從編碼索引中提取出第一索引采用:從設定的若干個獨立的取值范圍中，判斷所述編碼索引所屬的取值范圍，按照該所屬的取值范圍對應的起始值確定所述第一索引。
13.根據權利要求11所述的方法，其特征在于: 一個第一索引與一個{N0，N1，...，Ni-1]組合對應，或者， 至少有一個第一索引與兩個以上的{N0，N1，...，Ni-1}組合對應，對于存在與第一索引對應的Nt值不唯一的軌道，除了提取該軌道的第二、三索引，還提取與該軌道上當前有脈沖位置的數目對應的附加索引，所述附加索引對應于其所代表的有脈沖位置的數目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況。
14.根據權利要求11-13任意一項所述的方法，其特征在于，所述獲取編碼索引Ind的步驟包括: 從編碼碼流中提取第一數量的編碼比特； 若所述第一數量的編碼比特解碼后的值小于調整門限值THR，以所述第一數量的編碼比特解碼后的值作為編碼索引Ind ； 否則，增加提取的編碼比特的數量至第二數量，以所述第二數量的編碼比特解碼后的值減去偏移值THR0作為編碼索引Ind。
15.—種脈沖解碼方法,其特征在于,包括: 獲取編碼索引Ind，從所述編碼索引中提取出各個軌道的第一索引Ilt，分別對于各個軌道，按照第一索引確定有脈沖位置的數目Nt，其中下標t表示第t個軌道，t ∈ [Ο,Τ-1],T是大于等于2的整數； 從所述編碼索引中提取出各個軌道的第二索引I2t和第三索引I3t ； 分別對于各個軌道，按照第二索引確定，在所述第一索引對應的有脈沖位置的數目下，有脈沖位置在軌道上的分布； 分別對于各個軌道，按照第三索引確定各個有脈沖位置上的脈沖數目； 分別對于各個軌道，按照有脈沖位置在軌道上的分布和各個有脈沖位置上的脈沖數目，重建軌道上的脈沖序列。
16.一種脈沖編碼器，其特征在于，包括: 脈沖統計單元，用于獲取T個軌道上需要編碼的脈沖，T是大于等于2的整數，分別對各個軌道上需要編碼的脈沖按照位置進行統計，獲得各個軌道上有脈沖位置的數目Nt、有脈沖位置在軌道上的分布和各個有脈沖位置上的脈沖數目，其中下標t表示第t個軌道，t e [O，T-1]； 索引計算單元，所述索引計算單元包括:第一索引單元，用于按照各個軌道上有脈沖位置的數目{&，&，...，&_]輸出第一索引II，所述第一索引對應于其所代表的有脈沖位置的數目下，各個軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況；第二索引單元，用于分別按照各個軌道上有脈沖位置的分布輸出各個軌道的第二索引I2t，所述第二索引從所述第一索引對應的全部可能的分布情況中，指示相應軌道上與當前有脈沖位置的分布對應的分布情況；第三索引單元，用于分別按照各個軌道上各個有脈沖位置上的脈沖數目輸出各個軌道的第三索引I3t ； 索引組合單元，用于組合所述第一索引和各個軌道的第二、三索引的信息生成編碼索引 IncL
17.根據權利要求16所述的編碼器，其特征在于:至少有一個第一索引與兩個以上的{N0, N1,…，NT_J組合對應， 所述索引計算單元還包括附加索引單元，用于對于存在與第一索引對應的Nt值不唯一的軌道，確定與該軌道上當前有脈沖位置的數目對應的附加索引，所述附加索引對應于其所代表的有脈沖位置的數目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況； 所述索引組合單元還將所述附加索引的信息組合到所述編碼索引中。
18.根據權利要求16或17所述的編碼器，其特征在于，還包括:編碼比特調整單元，用于在所述索引組合單元生成編碼索引后，比較所述編碼索引Ind和調整門限值THR，其中，
THR ^ 2Bmax — Imax(T),Ifflax(T)表示Ind的上限值，Bmax表示用來對編碼索引進行編碼的比特數量的上限值，若Ind小于THR，采用第一數量的編碼比特對Ind進行編碼，否則采用第二數量的編碼比特對加上偏移值THRtl的Ind進行編碼，THR ( THR0 ( 2Bmax — Imax (T)，所述第一數量少于所述第二數量，所述第二數量小于等于Bmax，所述第一數量和所述第二數量均為正整數。
19.一種脈沖解碼器，其特征在于，包括: 第一提取單元，用于獲取編碼索引Ind，從所述編碼索引中提取出第一索引，按照第一索引確定T個軌道的各個軌道上有脈沖位置的數目{%，N1,…，NT_J，其中Nt的下標t表示第t個軌道，t e [O, T-1]，T是大于等于2的整數； 第二提取單元，用于從所述編碼索引 中提取出各個軌道的第二索引I2t和第三索引I3t; 第一解碼單元，用于分別對于各個軌道，按照第二索引確定，在所述第一索引對應的有脈沖位置的數目下，有脈沖位置在軌道上的分布； 第二解碼單元，用于分別對于各個軌道，按照第三索引確定各個有脈沖位置上的脈沖數目； 脈沖重建單元，用于分別對于各個軌道，按照有脈沖位置在軌道上的分布和各個有脈沖位置上的脈沖數目，重建軌道上的脈沖序列。
20.根據權利要求19所述的解碼器，其特征在于，至少有一個第一索引與兩個以上的{N0, N1,…，NT_J組合對應，所述解碼器還包括: 附加提取單元，用于對于存在與第一索引對應的Nt值不唯一的軌道，提取與該軌道上當前有脈沖位置的數目對應的附加索引，所述附加索引對應于其所代表的有脈沖位置的數目下，該軌道上有脈沖位置全部可能的分布情況； 所述第二提取單元是根據所述附加提取單元提取的附加索引確定的相應軌道上當前有脈沖位置的數目，提取 出該軌道的第二索引I2t和第三索引I3t。
21.根據權利要求19或20所述的解碼器，其特征在于，還包括:解碼比特調整單元，用于從編碼碼流中提取第一數量的編碼比特，若所述第一數量的編碼比特解碼后的值小于調整門限值THR，以所述第一數量的編碼比特解碼后的值作為編碼索引Ind輸出，否則，增加提取的編碼比特的數量至第二數量，以所述第二數量的編碼比特解碼后的值減去偏移值THRtl作為編碼索引Ind輸出。
【文檔編號】G10L19/008GK103886862SQ201410118069
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2010年6月24日 優先權日:2010年6月24日
【發明者】馬付偉, 張德軍 申請人:華為技術有限公司