CN103534752A - 用于产生滤波器系数并配置滤波器的方法和系统 - Google Patents

用于产生滤波器系数并配置滤波器的方法和系统 Download PDF

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Abstract

用于产生反馈（IIR）滤波器系数集合的选盘并使用该选盘来配置（例如，自适应地更新）包括反馈滤波器的预测滤波器的方法、以及用于执行这些方法中的任何一种方法的系统。所述系统的示例包括编码器和解码器，所述编码器包括预测滤波器并且被配置为对指示波形信号（例如，音频信号的采样）的数据进行编码。在一些实施例中，预测滤波器包括在可操作为产生（并且向解码器断言）包括滤波器系数数据的编码数据的编码器中，所述滤波器系数数据指示在产生编码数据期间用其配置预测滤波器的选定IIR系数集合。在一些实施例中，预测滤波器配置的自适应更新发生或者被允许发生的定时受约束（例如，以优化预测编码的效率）。

Description

用于产生滤波器系数并配置滤波器的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年2月16日提交的美国临时专利申请No.61/443,360的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入此。
技术领域
本发明涉及用于配置（包括自适应地更新）预测滤波器（例如，音频数据编码器或解码器中的预测滤波器）的方法和系统。本发明的典型实施例是用于产生反馈滤波器系数的选盘（palette）并使用该选盘来配置（例如，自适应地更新）反馈滤波器的方法和系统，该反馈滤波器是预测滤波器（例如，音频数据编码器或解码器中的预测滤波器）（或预测滤波器的元件）。
背景技术
在整个此公开内容（包括权利要求）中，“对”信号或数据执行操作（例如，滤波或变换）的表述广义地用于表示直接对这些信号或数据执行该操作、或者对这些信号或数据的经过处理的版本（例如，这些信号的在对其执行该操作之前已经过初步滤波的版本）执行该操作。
在整个此公开内容（包括权利要求）中，表述“系统”广义地用于表示装置、系统或子系统。例如，预测采样序列中的下一个采样的子系统可被称为预测系统（或预测器），并且包括这样的子系统的系统（例如，包括预测采样序列中的下一个采样的预测器和用于使用经预测的采样来执行编码或其他滤波的部件的处理器）也可被称为预测系统或预测器。
在整个此公开内容（包括权利要求）中，动词“包括”广义地用于表示“是或包括”，并且动词“包括”的其他形式被同样广义地使用。例如，本文中的表述“其包括反馈滤波器的预测滤波器”（或者表述“包括反馈滤波器的预测滤波器”）表示作为反馈滤波器的预测滤波器（即，不包括前馈滤波器）、或者包括反馈滤波器（以及至少一个其他滤波器，例如，前馈滤波器）的预测滤波器。
预测器是信号处理元件（例如，级），该信号处理元件用于从一些其他信号（例如，输入采样流中除当前采样之外的采样）得出输入信号（例如，输入采样流的当前采样）的估计，并且可选地还使用该估计来对输入信号进行滤波。预测器常常被实现为一般具有响应于信号统计变化的时变系数的滤波器。典型地，预测器的输出指示估计信号与原始信号之间的差异的某一度量。
数字信号处理（DSP）系统中发现的常用预测器配置使用目标信号（输入到预测器的信号）的采样的序列来按顺序估计或预测下一个采样。意图通常是通过从目标信号的对应采样减去每个预测分量来减小目标信号的振幅（从而产生残差序列），并且典型地还对所得的残差序列进行编码。这在数据率压缩编解码系统中是希望的，因为所需的数据率通常随信号水平降低而减小。解码器通过下述方式来从传输的残差（可以是经过编码的残差）恢复原始信号：对该残差执行任何必要的初步解码，然后复制编码器使用的预测滤波，并将每个预测值/估计值添加到该残差中对应的一个残差。
在整个此公开内容（包括权利要求）中，表述“预测滤波器”表示预测器中的滤波器或者被实现为滤波器的预测器。
任何DSP滤波器（包括预测器中使用的那些DSP滤波器）可至少在数学上分为前馈滤波器（也被称为有限脉冲响应或“FIR”滤波器）或反馈滤波器（也被称为无限脉冲响应或“IIR”滤波器）或IIR滤波器和FIR滤波器的组合。每种类型的滤波器（IIR和FIR）具有可使得它可更顺应一个或另一个应用或信号状况的特性。
预测滤波器的系数在必要时必须响应于信号动态被更新，以便提供精确的估计。在实践中，这强加了能够快速和简单地从输入信号计算可接受的（或最佳的）滤波器系数的需要。存在用于前馈预测滤波器的合适算法（比如，莱文逊-德宾递归法），但是不存在等同的用于反馈预测器的算法。由于这个原因，即使当信号状况可能有利于反馈布置的使用时，大多数实践中的预测器实施例也仅利用前馈架构。
于2003年12月16日发布并且被转让给本发明的受让人的美国专利6,664,913描述了编码器和用于对该编码器的输出进行解码的解码器。该编码器和解码器均包括预测滤波器。在一类实施例（例如，本公开内容的图2中所示的实施例）中，预测滤波器包括IIR滤波器和FIR滤波器两者，并且被设计用于对指示波形信号（例如，音频或视频信号）的数据进行编码。在图2中所示的实施例中，预测滤波器包括FIR滤波器57（被连接在图2中所示的反馈配置中）和FIR滤波器59，FIR滤波器57和FIR滤波器59的输出通过减法级56被组合。从级56输出的差值在量化级60中被量化。级60的输出在求和级61中与输入采样（“S”）求和。在操作中，图2的预测器可断言（作为级61的输出的）残差值（在图2中被标识为残差“R”），每个残差值指示输入采样（“S”）和这样的采样的量化的预测版本的总和（其中，采样的这样的预测版本由滤波器57和59的输出之间的差值确定）。
市售的包含由Dolby Laboratories Licensing Corporation开发的体现“Dolby TrueHD”技术的编码器和解码器利用美国专利6,664,913中描述的类型的编码和解码方法。包含Dolby TrueHD技术的编码器是无损数字音频编码器，意味着经过解码的输出（在兼容解码器的输出处生成）必须与编码器的输入精确地逐位匹配。本质上，编码器和解码器共享用于以更紧凑的形式表达某些类的信号的共同协议，使得传输数据率降低，但是解码器可恢复原始信号。
美国专利6,664,913建议滤波器57和59（以及类似的预测滤波器）可被配置为通过下述方式来最小化编码数据率（输出“R”的数据率）：尝试小的可能滤波器系数选择的集合中的每一个（通过使用每个试验集合来对输入波形进行编码），选择在（响应于输入数据块而产生的）输出数据块中实现最小平均输出信号水平或最小峰值水平的集合，并用所选择的系数集合来配置滤波器。该专利进一步建议可将所选择的系数集合传输到解码器并加载到解码器中的预测滤波器中来配置该预测滤波器。
于2010年7月13日发布的美国专利7,756,498公开了在接收信号的同时以可变速度移动的移动通信终端。该终端包括包含一阶IIR滤波器的预测器，并且预定的多对IIR滤波器系数的列表被提供给预测器。在终端操作期间（在它以特定速度移动时），从候选滤波器列表选择一对预定IIR滤波器系数以用于配置滤波器（该选择基于预测结果与其中不出现噪声的结果的比较）。该选择可随着终端的速度变化而被更新，但是没有关于解决面对滤波器系数改变时的信号连续性问题的建议。除了该列表中的每对作为实验（未被描述）的结果被确定为适合于当终端以不同速度移动时配置滤波器的状态之外，该参考文献没有教导如何产生候选滤波器列表。
尽管已经提出了自适应地更新预测滤波器的IIR滤波器（例如，图2系统中的滤波器57）（例如，以最小化每时每刻的输出信号能量），但是在本发明以前，还不知道如何有效地、快速地、高效地这样做（例如，快速地、有效地优化IIR滤波器和/或包括IIR滤波器的预测滤波器以便在可随时间变化的相关信号状况下使用）。也不知道如何以在滤波器系数变化的状况下解决信号连续性问题的方式这样做。
美国专利6,664,913还建议确定第一组可能预测滤波器系数集合（从其可选择所希望的集合的少量集合），以包括确定与典型预期的波形频谱匹配的大不相同的滤波器的集合。然后，可执行第二系数选择步骤（在第一组集合中的最好的一个集合被选择之后）以从小的第二组可能预测滤波器系数集合精选最好的滤波器系数集合，其中，第二组中的所有集合确定与第一步骤期间选择的滤波器相似的滤波器。这个处理可被迭代，每次使用比前一次迭代中使用的一组可能预测滤波器更相似的一组可能预测滤波器。
尽管已经提出了产生一个或多个小的可能预测滤波器系数集合的组（从其可选择所希望的系数集合来配置预测滤波器），但是在本发明以前，还不知道如何有效地、高效地确定这样的小组，以使得该组中的每个集合对于优化（或自适应地更新）IIR滤波器（或包括IIR滤波器的预测滤波器）以便在相关信号状况下使用是有用的。
发明内容
在一类实施例中，本发明是一种用于使用预定的IIR（反馈）滤波器系数集合选盘来配置（例如，自适应地更新）作为预测滤波器（或预测滤波器的元件）的IIR滤波器的方法。典型地，预测滤波器被包括在音频数据编码系统（编码器）或音频数据解码系统（解码器）中。在典型的实施例中，所述方法使用预定的IIR滤波器系数集合（“IIR系数集合”）选盘来配置包括IIR滤波器和FIR（前馈）滤波器两者的预测滤波器，并且所述方法包括以下步骤：对于选盘中的每个IIR系数集合产生配置数据，所述配置数据指示通过将用所述每个IIR系数集合配置的IIR滤波器应用于输入数据而产生的输出，并识别IIR系数集合中的一个IIR系数集合（作为选定IIR系数集合），所述一个IIR系数集合将IIR滤波器配置为产生具有最低水平（例如，最低RMS水平）的数据，或者将IIR滤波器配置为满足准则（包括配置数据具有最低水平的准则）的最佳组合；然后通过对测试数据执行递归操作（例如，莱文逊-德宾递归）来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在IIR滤波器用选定IIR系数集合配置的情况下将预测滤波器应用于输入数据而产生的输出（典型地，预定的FIR滤波器系数集合被用作递归的初始候选FIR系数集合，并且在递归操作的连续迭代中利用其他候选FIR滤波器系数聚合，直到递归收敛到确定了最佳FIR滤波器系数集合为止）；并且用最佳FIR系数集合配置FIR滤波器并用选定IIR系数集合配置IIR滤波器，从而配置预测滤波器。
当预测滤波器被包括在编码器中并且已被配置时，编码器可被操作为通过对输入数据进行编码来产生编码的输出数据（其中，预测滤波器典型地产生被用于产生该编码的输出数据的残差值），并且编码的输出数据可被用指示选定IIR系数集合（在产生编码的输出数据期间用该选定IIR系数集合配置IIR滤波器）的滤波器系数数据断言（例如，被断言到解码器或到储存介质以便随后提供给解码器）。滤波器系数数据典型地是选定IIR系数集合本身，但是可替换地，可以是指示选定IIR系数集合的数据（例如，选盘或查找表的索引）。
在一些实施例中，选定IIR系数集合（选盘中的被选择用以配置IIR滤波器的系数集合）被识别为选盘中的将IIR滤波器配置为（响应于输入数据）产生具有最低A+B值的输出数据的IIR系数集合，其中，“A”是输出数据的水平（例如，RMS水平），并且“B”是识别IIR系数集合所需的侧链数据的量（例如，必须传输给解码器以使得解码器能够识别IIR系数集合的侧链数据的量），并且可选地还有对已使用由该IIR系数集合配置的预测滤波器编码的数据进行解码所需的任何其他侧链数据的量。这个准则在一些实施例中是合适的，因为选盘中的一些IIR系数集合可包括比其他IIR系数集合更长的（更精确的）系数，使得选择通过短系数确定的有效性较低的IIR滤波器（仅考虑输出数据的RMS）而不是通过较长系数确定的有效性稍高的IIR滤波器。
在一些实施例中，预测滤波器（包括IIR滤波器或IIR滤波器和FIR滤波器）的配置的自适应更新发生或者被允许发生的定时（例如，频率）是受约束的（例如，以便优化预测编码的效率）。例如，每当（根据本发明的实施例）重新配置典型的无损编码器的预测滤波器时，在编码器中存在状态变化，其可能要求指示新状态的开销数据（侧链数据）被传输以允许解码器在解码期间考虑每次状态变化。然而，如果编码器状态变化由于不是预测滤波器重新配置的某一原因而发生（例如，当开始处理新的采样块（例如，宏块）时状态变化发生），则指示新状态的开销数据也必须被传输给解码器，使得此时可执行预测滤波器重新配置，而不增加（或者不显著地或可容忍地增加）必须传输的开销量。在本发明的编码方法和系统的一些实施例中，执行连续性确定操作以确定何时存在编码器状态变化，并且相应地控制预测滤波器重新配置操作的定时（例如，延缓预测滤波器重新配置，直到状态变化事件发生为止）。
在另一类实施例中，本发明是一种用于产生预定的IIR滤波器系数选盘的方法，该IIR滤波器系数选盘可用于配置（例如，自适应地更新）IIR（“反馈”）预测滤波器（即，作为预测滤波器或预测滤波器的元件的IIR滤波器）。该选盘包括至少两个IIR滤波器系数集合（典型地，少量集合），每个集合由足以配置IIR滤波器的系数构成。在一类实施例中，通过根据至少一个约束对输入信号集合（“训练集合”）执行非线性优化来产生选盘中的每个系数集合。典型地，根据多个约束来执行优化，所述多个约束包括以下约束中的至少两个：最佳预测、最大滤波器Q、振铃、滤波器系数的允许的或所需的数值精度（例如，集合中的每个系数必须由不多于X的位组成的要求，其中，X可等于例如14位）、传输开销和滤波器稳定性约束。至少一个非线性优化算法（例如，牛顿（Newtonian）优化和/或单纯形（Simplex）优化）应用于训练集合中的每个信号的每个块，以得出用于该信号的候选最佳滤波器系数集合。如果由此确定的IIR滤波器满足每个约束，则将候选最佳集合添加到选盘，但是如果IIR滤波器违背至少一个约束（例如，如果IIR滤波器不稳定），则拒绝该候选最佳集合（并且不将该候选最佳集合添加到选盘）。如果候选最佳集合被拒绝，则如果（通过对相同信号的相同优化而确定的）同样良好的（或次好的（nextbest））候选集合满足每个约束，则可将该同样良好的（或次好的）候选集合添加到选盘，并且该处理迭代，直到（从所述信号确定的）系数集合已被添加到选盘为止。选盘可包括使用不同的约束优化算法确定的滤波器系数集合（例如，可分别执行受约束的牛顿优化和受约束的单纯形优化，并且每一个的最佳解被挑选以包括在选盘中）。如果约束优化得到不可接受的大的初始选盘，则基于直方图累积和初始选盘中的每个系数集合对训练集合中的信号提供的最终改进（netimprovement）的组合，利用修剪处理（pruning process）来减小选盘的大小（通过从初始选盘删除至少一个集合）。
优选地，确定IIR滤波器系数集合选盘，以使得它包括将最佳地配置与具有预期范围内的特性的任何输入信号一起使用的IIR预测滤波器的系数集合。
本发明的方面包括被配置为（例如，被编程为）执行本发明方法的任何实施例的系统（例如，编码器、解码器、或者包括编码器和解码器两者的系统）、以及储存用于将处理器或其他系统编程为执行本发明方法的任何实施例的代码的计算机可读介质（例如，盘）。
附图说明
图1是包括预测滤波器的编码器的框图，该预测滤波器包括IIR滤波器（7）和FIR滤波器（9）。该预测滤波器根据本发明的实施例通过使用预定的IIR系数集合选盘（8）被配置（以及自适应地更新）。
图2是常规编码器中利用的类型的包括IIR滤波器和FIR滤波器的预测滤波器的框图。
图3是被配置为对已被图1的编码器编码的数据进行解码的解码器的框图。图3的解码器包括IIR滤波器，该IIR滤波器根据本发明的实施例被配置（以及自适应地更新）。
图4是其上储存用于实现本发明方法的实施例的代码的计算机可读光学盘的正视图。
具体实施方式
本发明的许多实施例在技术上是可能的。本领域的普通技术人员从本公开内容将明白如何实现它们。将参照图1、3和4来描述本发明的系统、方法和介质的实施例。
在典型的实施例中，图1的系统和图3的系统均被实现为其架构适合于处理预期的输入数据（例如，音频采样）以及被用合适的固件和/或软件配置为（例如，编程为）实现本发明方法的实施例的数字信号处理器（DSP）。DSP可被实现为集成电路（或芯片集），并且将包括可由其处理器访问的程序和数据存储器。该存储器将包括足以储存滤波器系数选盘、程序数据和实现将被执行的本发明方法的每个实施例所需的其他数据的非易失性存储器。可替换地，图1和图3的系统中的一个或两者（或本发明的另一实施例）被实现为被用合适软件编程为实现本发明方法的实施例的通用处理器，或者在适当配置的硬件中实现。
通常，多个信道的输入数据采样被断言到（图1的）编码器1的输入。每个信道典型地包括输入音频采样流，并且可对应于多信道音频节目的不同信道。在每个信道中，编码器1典型地接收相对小的输入音频采样块（“微块”）。每个微块可由48个采样组成。
编码器1被配置为执行以下功能：再矩阵化（rematrixing）操作（由图1的再矩阵化级3表示）、由预测器5表示的预测操作（包括预测采样的产生和从这些预测采样产生残差）、块浮点表示编码操作（由级11表示）、霍夫曼编码操作（由霍夫曼编码级13表示）、以及封包操作（由封包级15表示）。在一些实现中，编码器1是被编程为以及被以其他方式配置为用软件执行这些功能（以及可选地附加功能）的数字信号处理器（DSP）。
再矩阵化级3对输入音频采样进行编码（以可逆的方式减小它们的大小/水平），从而产生译码采样（coded samples）。在其中多个信道的输入采样被输入到再矩阵化级3（例如，每个对应于多信道音频节目的一个信道）的典型实现中，级3确定是否产生至少一对输入信道中的各输入信道对的样本的总和或差值，并输出该总和及差值（例如，每个这样的总和或差值的加权版本）或输入样本本身，并且侧链数据指示是正输出该总和及差值还是正输出输入样本本身。典型地，从级3输出的总和及差值是样本的加权的总和及差值，并且侧链数据包括总和/差值系数。在级3中执行的再矩阵化处理形成输入信道信号的总和及差值以取消重复信号分量。例如，两个相同的16位信道可（在级3中）被译码为17位的总和信号及无声差值信号（a difference signalof silence），以实现每一采样可节省15位，在解码器中执行再矩阵化的逆操作所需的任何侧链信息较少。
为了方便起见，以下对在编码器1中执行的后续操作的描述涉及由级3的输出表示的信道中的单个信道中的采样（以及这些采样的编码）而言的。将理解，对所有信道中的采样（在图1中被标识为采样“Sx”）执行所描述的编码。
预测器5执行以下操作：减法（由减法级4和减法级6表示）、IIR滤波（由IIR滤波器7表示）、FIR滤波（由FIR滤波器9表示）、量化（由量化级10表示）、IIR滤波器7的配置（以实现从IIR系数选盘8选择的IIR系数集合）、FIR滤波器9的配置、以及滤波器7和9的配置的自适应更新。响应于在级3中产生的译码的（再矩阵化的）采样的序列，预测器5预测该序列中的每个“下一个”译码采样。滤波器7和9被实现为使得它们的组合输出（响应于来自级3的译码采样序列）指示该序列中的预测的下一个译码采样。预测的下一个译码采样（在级6中通过从滤波器9的输出减去滤波器7的输出而产生）在级10中被量化。具体地讲，在量化级10中，对在级6中产生的每个预测的下一个译码采样执行取整操作（例如，取整为最近的整数）。
在级4中，预测器5从来自级3的译码采样序列的每个当前值减去滤波器7和9的量化的组合输出Pn的当前值，以产生残余值（残差）序列。残余值指示来自级3的每个译码采样与这样的译码采样的预测版本之间的差值。在级4中产生的残余值被断言到块浮点表示级11。
更具体地讲，在级4中，滤波器7和9的量化的组合输出Pn（响应于来自级3的译码采样序列的先前的采样（包括第“（n-1）”个译码采样）和来自级4的残余值序列）被从该序列的第“（n）”个译码采样减去，以产生第“（n）”个残差，其中，Pn是差值Yn-Xn的量化版本，其中，Xn是在滤波器7的输出处响应于先前残余值被断言的当前值，Yn是在滤波器9的输出处响应于该序列中的先前译码采样被断言的当前值，Yn-Xn是该序列中的预测的第n个译码采样。
在IIR滤波器7和FIR滤波器9对在级3中产生的译码采样进行滤波的操作之前，预测器5根据本发明的实施例执行IIR系数选择操作（下面将描述）以从预存在IIR系数选盘8中的那些预定集合选择IIR滤波器系数集合，并将IIR滤波器7配置为实现本文的选定IIR系数集合。预测器5还确定用于配置FIR滤波器9以便与如此配置的IIR滤波器7一起操作的FIR滤波器系数。滤波器7和9的配置以将描述的方式被自适应地更新。预测器5还将指示当前（从选盘8）选择的IIR滤波器系数集合（以及可选地还指示当前FIR滤波器系数集合）的“滤波器系数”数据断言到封包级15。在一些实现中，“滤波器系数”数据是当前选择的IIR滤波器系数集合（以及可选地还是对应的当前的FIR滤波器系数集合）。可替换地，滤波器系数数据指示当前选择的IIR（或FIR和IIR）系数集合。选盘8可被实现为若干个不同的预定IIR滤波器系数集合已被预加载到其中的编码器1的存储器或者编码器1的存储器中的储存位置（以便可供预测器5访问以配置滤波器7以及更新滤波器7的配置）。
与滤波器7和9的配置的自适应更新相结合，预测器5优选地可操作为确定有多少个译码采样微块（在级3中产生的）要进一步使用各确定的滤波器7和9的配置来进行编码。实际上，预测器5确定将使用各确定的滤波器7和9的配置被编码的译码采样“宏块”的大小（在该配置被更新之前）。例如，预测器5的优选实施例可确定将使用各确定的滤波器7和9的配置被编码的宏块的数量N（其中，N在范围1≤N≤128内）。下面将更详细地描述滤波器7和9的配置（以及自适应更新）。
块浮点表示级11对在预测级5中产生的量化残差以及也在预测级5中产生的侧链字（“MSB数据”）进行操作。MSB数据指示与在预测级5中确定的量化残差对应的译码采样的最高有效位（MSB）。各量化残差本身仅指示译码采样中的不同的一个译码采样的最低有效位。MSB数据可指示与在预测级5中确定的每个宏块中的第一量化残差对应的译码采样的最高有效位（MSB）。
在块浮点表示级11中，进一步对在预测器5中产生的量化残差和MSB数据的块进行编码。具体地讲，级11产生这样的数据，该数据指示每个块的主指数和每个块中的各个量化残差的各个尾数。
在图1的编码器1中使用四个关键的译码处理：再矩阵化、预测、霍夫曼译码和块浮点表示。块浮点表示处理（由级11实现）优选地被实现为利用安静信号可比响亮信号被更紧凑地传送的事实。指示最大水平（full level）16位信号的块（例如，输入到级11的块）可能需要每个采样的全部16位都被传送（即，从级11输出）。然而，指示水平低48dB的信号的值的块（被断言到级11的输入）将仅需要每一采样的8位连同侧链字一起从级11输出，所述侧链字指示每个采样的高8位未被运用并且被抑制（并且需要被解码器恢复）。
在图1系统中，再矩阵化（在级3中）和预测编码（在预测器5中）的目标是以可逆的方式尽可能多地降低信号水平，以从级11中的块浮点译码得到最大益处。
在级11期间产生的译码值在霍夫曼译码器级13中经受霍夫曼译码，以进一步以可逆的方式减小它们的大小/水平。所得的霍夫曼译码值在封包级15中被（与侧链数据一起）封包以用于从编码器1输出。霍夫曼译码器级13优选地通过下述方式来减小各个通常出现的采样的水平，即，用来自查找表的较短的码字来替代各通常出现的采样（在图3系统的霍夫曼解码器25中实现其逆操作），从而允许通过图3的解码器中的逆序表查询来恢复原始采样。
在封包级15中，通过将经过霍夫曼译码的值（来自译码器13）、侧链字（从编码器1的在其中产生侧链字的每个级接收）、以及确定IIR滤波器7的当前配置（并且典型地还确定FIR滤波器9的当前配置）的滤波器系数数据（来自预测器5）封包在一起来产生输出数据流。输出数据流是作为压缩数据的编码数据（指示输入音频采样）（因为在编码器1中执行的编码是无损压缩）。在解码器（例如，图3的解码器21）中，输出数据流可被解码以便以无损的方式恢复原始输入音频采样。
在替代实施例中，预测器级5的预测滤波器被实现为具有除图1中所示的结构之外的结构（例如，在以上引用的美国专利6,664,913中描述的任一实施例的结构），但是可根据本发明使用预定的IIR系数选盘被配置（例如，可被自适应地更新）。预测器级5的预测滤波器可被以常规的方式（例如，如以上引用的美国专利6,664,913中所述）实现（被实现为具有图1中所示的结构），只是该常规实现根据本发明的实施例被修改为使得预测滤波器可根据本发明使用预定的IIR系数选盘（选盘8）被配置（以及被自适应地更新）。在这样的更新期间，IIR滤波器系数集合（来自选盘8中包括的那些IIR滤波器系数集合）被选择并且被用于配置IIR滤波器7，并且FIR滤波器9被配置为可接受地（或最佳地）与如此配置的滤波器7一起操作。FIR滤波器9可与图2的FIR滤波器59相同，只是从滤波器9的这样的实现输出的每个值是将响应于相同输入从滤波器59输出的值的加性逆元（additive inverse），（图1的预测器5的）减法级6可取代图2的减法级56，（图1的预测器5的）减法级4可取代图2的求和级61，（图1的预测器5的）量化级10可与图2的量化级60相同，并且（图1的预测器5的）IIR滤波器7可与图2的FIR滤波器57（被连接在图2中所示的反馈配置中）相同，只是从滤波器7的这样的实现输出的每个值是将响应于相同输入从滤波器57输出的值的加性逆元。
接下来描述图3的解码器21。
典型地，多个信道的译码输入数据采样被断言到解码器21的输入。每个信道典型地包括译码输入音频采样流，并且可对应于多信道音频节目的不同信道（或者通过在编码器中进行再矩阵化而确定的信道的混合）。
解码器21被配置为执行以下功能：拆包操作（由图3的拆包级23表示）、霍夫曼解码操作（由霍夫曼解码级25表示）、块浮点表示解码操作（由级27表示）、由级29表示的预测操作（包括预测采样的产生和从预测采样产生解码采样）、以及再矩阵化操作（由再矩阵化级41表示）。在一些实现中，解码器21是被编程为以及被以其他方式配置为用软件执行这些功能（以及可选地附加功能）的数字信号处理器（DSP）。
解码器21如下操作：
拆包级23对经霍夫曼译码的值（来自编码器1的译码器13）、所有侧链字（来自编码器1的各级）和滤波器系数数据（来自编码器1的预测器5）进行拆包，并适当地提供用于在霍夫曼解码器25中进行处理的拆包的译码值、用于在预测器29中进行处理的滤波器系数数据、以及用于在解码器21的各级中进行处理的侧链字子集。级23可对确定所接收的经霍夫曼译码的值的每个宏块的大小（例如，微块的数量）的值进行拆包（每个宏块的大小将确定应按其重新配置（解码器21的预测器29的）IIR滤波器31和FIR滤波器33的间隔）。
在霍夫曼解码级25中，（通过执行在编码器1中执行的霍夫曼译码操作的逆操作）对经霍夫曼译码的值进行解码，并且将所得的霍夫曼解码值提供给块浮点表示解码级27。
在块浮点表示解码级27中，（对霍夫曼解码值的块）执行在编码器1的级11中执行的编码操作的逆操作以恢复译码值Vx。每个值Vx等于由编码器的预测器产生的量化残差（每个量化残差对应于在编码器1的再矩阵化级3中产生的译码采样Sx）和译码采样Sx的MSB的总和。量化残差的值为Sx-Px，其中，Px是在编码器1的预测器5中产生的Sx的预测值。译码值Vx被提供给预测器级29。实际上，由编码器1的块浮点级11的输出确定的每个指数被添加回（也由级11的输出确定的）相关块的尾数。预测器29对此操作的结果进行操作。
在预测器29中，FIR滤波器33典型地与图1的编码器1的IIR滤波器7相同，只是FIR滤波器33被连接在预测器29中的前馈配置中（而滤波器7被连接在编码器1的预测器5中的反馈配置中），并且IIR滤波器31典型地与图1的编码器1的FIR滤波器9相同，只是IIR滤波器31被连接在预测器29中的反馈配置中（而滤波器9被连接在编码器1的预测器5中的前馈配置中）。在这样的典型实施例中，滤波器7、9、31和33均被通过FIR滤波器结构实现（并且均可被认为是FIR滤波器），但是滤波器7和31中的每一个在本文中在被连接在反馈配置中时均被称为“IIR”滤波器。
预测器29执行以下操作：减法（由减法级30表示）、求和（由求和级34表示）、IIR滤波（由IIR滤波器31表示）、FIR滤波（由FIR滤波器33表示）、量化（由量化级32表示）、IIR滤波器31和FIR滤波器33的配置、以及滤波器31和33的配置的更新。响应于滤波器系数数据（来自编码器的预测器5，在级23中被拆包），预测器29用IIR系数选盘8的IIR系数集合中的选定的一个IIR系数集合配置FIR滤波器33（这个系数集合典型地与在编码器1中用于配置IIR滤波器7的系数集合相同），并且典型地还用滤波器系数数据中包括的（或者通过滤波器系数数据以其他方式确定的）系数（这些系数典型地与在编码器1中用于配置FIR滤波器9的系数相同）配置IIR滤波器31。如果滤波器系数数据确定（而不是包括）将用于配置滤波器33的当前IIR系数集合，则将当前IIR系数集合从（图3中的）预测器29的选盘8加载到滤波器33中（在这种情况下，图3的选盘8与图1中的预测器5的相同编号的选盘相同）。
如果滤波器系数数据包括（而不是确定）将用于配置滤波器33的当前IIR系数集合，则从解码器21省略选盘8（即，在解码器21中不预存IIR系数选盘），并且滤波器系数数据本身用于配置滤波器33。如所指出的，在其中滤波器系数数据确定（选盘8中的）IIR系数集合中的将用于配置滤波器33的一个IIR系数集合的替代实施例中，可从选盘8（已被预存在解码器21中）选择这个IIR系数集合，并且可使用这个IIR系数集合来配置滤波器33。在任一情况下，FIR滤波器33（在用于对已在具有滤波器7的预测器5中使用特定IIR系数集合被编码的数据进行解码时）被用相同的IIR系数集合配置。类似地，当滤波器系数数据包括已被用于配置（图1的）预测器5的FIR滤波器9的FIR系数集合时，用这个FIR系数集合配置IIR滤波器31（以供滤波器31用于对已在具有滤波器9的预测器5中使用相同的FIR系数被编码的数据进行解码）。FIR滤波器33（和IIR滤波器31）的配置典型地响应于每个新的滤波器系数数据集合被更新。
在可替代的解码器实现（其中图3的选盘8典型地与图1的选盘8不相同，但是其中图3的选盘8不包括用于配置滤波器31的预定IIR系数集合）中，预测器29可在配置模式（例如，与编码器1的预测器5可操作执行的配置模式相同类型的配置模式）下操作，以（根据本发明方法的任一实施例）从预定IIR系数选盘8选择IIR系数集合中的一个IIR系数集合，并且用该选定的一个集合配置IIR滤波器31，并且典型地还相应地配置FIR滤波器33（例如，根据本发明方法的任一实施例）。在一些这样的实现中，预测器29可操作为自适应地更新滤波器31和33（例如，根据本发明方法的任一实施例）。这个段落中描述的可替代的实现将不适合于无损地重构已在无损编码器中编码的数据，除非它们可配置滤波器31和33以使得预测器29的配置与其在编码器中的对应部分的配置匹配以用于对被编码器的这样的配置中的预测器译码的采样进行解码。
在包括IIR滤波器31和FIR滤波器33两者的本发明的解码器的任一实施例中，每次IIR滤波器31和FIR滤波器33中的一个的配置被确定（或更新）时，滤波器31和33中的另一个的配置就被确定（或更新）。在典型的情况下，这通过用（已被从编码器接收并且在级23中被拆包）当前滤波器系数数据集合中包括的系数配置滤波器31和33两者来进行。在这些情况下，编码器将所有需要的FIR和IIR系数传输给解码器，使得解码器不必执行任何计算，并且不需要知道编码器使用的IIR选盘（该IIR选盘可在任何时间改变，而不需要改变现有解码器）。在这些情况下，（从编码器到解码器的）系数传输的需要典型地对产生在编码器中利用的IIR系数选盘的处理造成约束，因为典型地存在可被发送给解码器的IIR+FIR系数的最大数量，（编码器的预测器和解码器的预测器中）可使用的滤波器级的最大总数、以及可用于传输的系数的位的最大总数。
再次参照图3的解码器21，滤波器31和33被实现和配置为使得它们的响应于（在级27中产生的）译码值Vx序列的组合输出指示该序列中的预测的下一个译码值Vx。在级30中，预测器29从滤波器31的输出的当前值减去滤波器33的输出的各当前值，以产生预测值序列。在量化级32中，预测器29通过对在级30中产生的每个预测值执行取整操作（例如，取整到最近整数）来产生量化值序列。
在级34中，预测器29将滤波器31和33的组合输出的各量化当前值（从级32输出的预测的下一个译码值Vx）添加到译码值Vx序列的各当前值，以产生译码值Sx序列。
在级34中产生的每个译码值Sx是在编码器的再矩阵化级3中产生（然后在编码器1的预测器级5中经受预测编码）的译码的音频采样Sx中的对应一个音频采样Sx的精确恢复版本。在预测器级29中产生的每个量化值Sx序列与在编码器1的再矩阵化级3中产生的对应的译码值Sx序列相同。
在预测器级29中产生的量化值Sx在再矩阵化级41中经受再矩阵化。在再矩阵化级41中，对值Sx执行已在编码器1的级3中执行的再矩阵化编码的逆操作，以恢复最初被断言到编码器1的原始输入音频采样。在图3中被标记为“输出音频采样”的这些恢复采样典型地包括多个信道的音频采样。
图1系统的每个编码级典型地产生它自己的侧链数据。再矩阵化级3产生再矩阵化系数，预测器5产生更新的IIR滤波器系数集合，霍夫曼译码器13产生特定霍夫曼查找表的索引（以由应该实现相同的查找表的解码器21使用），并且块浮点表示级11产生每个采样块的主指数加上各个采样尾数。封包级15实现从所有的编码级获取所有的侧链数据并将它们全部封包在一起的主封包例程。图3解码器中的拆包级23执行逆操作（拆包操作）。
解码器21的预测器级29将编码器1实现的相同预测器应用于（从级27）输入到该预测器的值序列以预测该序列中的下一个值。在预测器级29的典型实现中，每个预测值被添加到从级27接收的对应值，以重构从编码器1的再矩阵化级3输出的译码采样。解码器21还执行（在编码器1中执行的）霍夫曼译码和再矩阵化操作的逆操作以恢复被断言到编码器1的原始输入采样。
图1的系统优选地被实现为无损数字音频译码器，并且解码的输出（在图3的解码器的兼容实现的输出处生成）必须精确地逐位地与图1系统的输入匹配。本发明的编码器和解码器的优选实现（例如，图1编码器和图3解码器）共享用于以更紧凑的形式表达某些类的信号的共用协议，使得从编码器输出的译码数据的数据率降低，但是解码器可恢复输入到编码器的原始信号。
图1系统的预测器5使用IIR滤波器和FIR滤波器（FIR滤波器9和IIR滤波器7）的组合。通过一起工作，滤波器基于先前的采样来产生下一个音频采样的估计。从实际采样减去该估计（在级6中），导致被量化并且被断言到级11以用于进一步编码的、振幅减小的残差采样。使用包括反馈滤波器和前馈滤波器（例如，IIR滤波器7和FIR滤波器9）两者的预测滤波器的优点是反馈滤波器和前馈滤波器中的每一个均可以在它最合适的信号状况下是有效的。例如，FIR滤波器9可用比IIR滤波器7少的系数来补偿信号谱中的峰值，而相反适用于信号谱中的突降。可替换地，本发明的预测滤波器（以及其中实现该预测滤波器的编码器或解码器）的一些实施例仅包括反馈（IIR）滤波器。
为了有效地起作用，本发明的预测器的实施例中的FIR滤波器和IIR滤波器的系数应被选择为匹配预测器的输入信号的特性。存在用于在信号块给定的情况下设计FIR滤波器的高效的标准例程（例如，莱文逊-德宾递归法），但是不存在这样的与FIR滤波器独立的或合作地配置IIR滤波器的算法存在。为了允许根据本发明的一类实施例高效地选择IIR滤波器系数（以配置预测器的IIR滤波器），使用受约束的非线性优化（例如，受约束的牛顿法和受约束的单纯形方法中的一个或两者）来产生限定IIR滤波器集合的预先计算的IIR滤波器系数集合的选盘。这个处理可能是耗时的，因为它在实际使用选盘配置预测滤波器之前执行。包括IIR滤波器系数集合（每个集合限定IIR滤波器）的选盘被使得可供实现将被配置的预测滤波器的系统（例如，编码器）使用。典型地，选盘被储存在系统（例如，编码器）中，但是可替换地，它可被储存在系统外部并且在需要时被访问。选盘被储存在其中的存储器在本文中有时为了方便起见而被称为选盘本身（例如，预测器5的选盘8是储存已根据本发明产生的选盘的存储器）。选盘优选地足够小（充分短），以至于编码器可快速地尝试通过选盘中的系数集合确定的每个IIR滤波器，并选择工作得最好的一个IIR滤波器。在尝试每个候选IIR滤波器之后，编码器（其实现包括FIR滤波器以及该IIR滤波器的预测滤波器）可对（使用被用选定系数集合配置的IIR滤波器确定的）IIR残差输出执行高效的莱文逊-德宾递归，以确定最佳的FIR滤波器系数集合。FIR滤波器和IIR滤波器被根据所确定的IIR配置和FIR配置的最好组合进行配置，并且被用于生成预测滤波的数据（例如，从图1的预测级5传送到级11的残差的序列）。在可替代的编码器实施例中，由所配置的预测滤波器生成的预测滤波的数据（例如，由所配置的级5响应于输入到级5的每个采样块而生成的残差）连同用于产生该数据的选定IIR滤波器系数（或者与识别选定IIR系数的滤波器系数数据）一起被传输到解码器，而不被进一步编码。
在优选实施例中，本发明的编码器（例如，图1的编码器1）被实现为以在以下意义上可变的采样块大小操作。例如，如以上结合滤波器7和9的配置的自适应更新所指出的，编码器1优选地可操作为确定（在级3中产生的）译码采样的多少个微块要进一步使用各确定的滤波器7和9的配置进行编码。在这样的优选实施例中，编码器1有效地确定将使用各确定的滤波器7和9的配置被编码的（在级3中产生的）译码采样的“宏块”的大小（而不更新配置）。例如，编码器1的预测器5的优选实施例可将要使用各确定的滤波器7和9的配置被编码的（在级3中产生的）译码样本的每个宏块的大小确定为宏块的数量N（其中，N在范围1≤N≤128内）。为了确定最佳数量N，预测器5可操作为：每一个采样微块（例如，由48个采样组成）更新滤波器7和9一次并对微块序列中的每一个进行滤波，然后每一X个微块的序列更新滤波器7和9（例如，以本文描述的任一种方式）一次并对每一这样的微块组的序列进行滤波，然后每一更大的微块组更新滤波器7和9一次并对这样的更大的微块组的序列中的每一个进行滤波，在序列中依此类推（例如，直到一组128个微块），并且从所得的数据确定最佳的宏块大小（每一宏块的微块的最佳数量N）。例如，最佳宏块大小可以是这样的微块的最大数量：这些微块可被分组在一起以在不会不可接受地增大由预测器5产生的残差的RMS水平（或者由编码器1产生的输出数据流（包括所有开销数据）的RMS水平）的情况下形成为各宏块。
在一些实施例中，IIR滤波器7和FIR滤波器9的自适应更新对于每一宏块执行一次（或Z次，其中，Z是某一确定数）（例如，每将被编码器1编码的128个采样微块执行一次），但是不大于每将被编码器1编码的采样微块一次。在一些实施例中，对每个宏块中的前X（例如，X=8）个采样禁用编码器1的编码操作（可在编码操作被禁用的时间段期间更新IIR滤波器7和FIR滤波器9）。每一宏块的X个未被编码的采样被传递到解码器。
例如为了优化编码效率，编码器1的一些实施例限制预测滤波器配置的自适应更新的事件之间的间隔（例如，允许滤波器7和9的更新发生的最大频率）。每当编码器1（被实现为无损编码器）中的IIR滤波器7被根据本发明重新配置时，在编码器中就存在状态变化，该状态变化需要指示新状态的开销数据（侧链数据）被传输以允许解码器21在解码期间考虑每一状态变化。然而，如果编码器状态变化由于不是IIR滤波器重新配置的某一原因而发生（例如，在开始处理新的采样宏块时发生的状态变化），则必须也将指示新状态的开销数据传输到解码器21，使得此时可执行滤波器7和9的重新配置，而不增加（或者不显著地或可忍受地增加）必须传输的开销的量。因此，编码器1的一些实施例被配置为：执行连续性确定操作来确定何时存在编码器状态变化，并相应地控制重新配置滤波器7和9的操作的定时（例如，使得滤波器7和9的重新配置被延缓，直到在新宏块开始时发生状态变化事件为止）。
接下来描述本发明的方法和系统的优选软件实施例的四个方面。前两个方面是用于产生将提供给编码器以用于配置编码器的预测滤波器（其中，预测滤波器包括IIR滤波器，并且可选地还包括FIR滤波器）的IIR滤波器系数的选盘的优选方法（以及被编程为执行该方法的系统）。后两个方面是用于使用该选盘来配置编码器的预测滤波器的优选方法（以及被编程为执行该方法的系统），其中，预测滤波器包括IIR滤波器，并且可选地还包括FIR滤波器。
典型地，处理器（根据本发明的实施例用固件或软件适当地编程）被操作为产生将提供给编码器的IIR滤波器系数的主选盘。如上所述，可通过根据至少一个约束对输入信号（例如，音频数据采样）的集合（“训练集合”）执行非线性优化来产生主选盘中的每个系数集合。因为这个处理可能得到不可接受的大的主选盘，所以可基于直方图累计和由每个候选IIR滤波器对训练集合提供的最终改进的某一组合来对主选盘执行修剪处理（以从中挑选IIR系数集合，从而产生较小的最终的IIR系数集合选盘）。
在典型的实施例中，如下地修剪主IIR系数选盘以得出最终选盘。对于（可能不同的）信号训练集合（可能不同于用于产生主选盘的训练集合）中的每个信号的每个信号采样块，对于主选盘中的每个候选IIR滤波器，使用莱文逊-德宾递归来计算对应的FIR滤波器。对通过组合的候选IIR滤波器和FIR滤波器产生的残差进行评估，并且选择这样的IIR系数包括在最终选盘中，该IIR系数确定生成具有最低RMS水平的残差信号的IIR滤波器和FIR滤波器的组合中的IIR滤波器（该选择可以IIR/FIR滤波器组合的最大Q和所需精度为条件）。可累积每个滤波器的总使用率和最终改进的直方图。在处理了训练集合之后，从选盘剪除有效性最低的滤波器。可重复训练过程，直到取得所需大小的选盘为止。
在优选实施例中，本发明方法产生IIR滤波器系数的选盘，以使得通过选盘中的每个系数集合确定的每个IIR滤波器具有可从若干个不同的可能的阶次选择的阶次。例如，考虑这样的选盘中的IIR系数集合中的一个集合（“第一”集合）。第一集合对于配置在以下意义上具有可选的阶次的IIR滤波器可以是有用的：（第一集合中的系数的）第一子集确定IIR滤波器的选定一阶实现，并且（第一集合中的系数的）至少一个其他子集确定IIR滤波器的选定N阶实现（其中，N为大于1的整数，例如，N=4以实现四阶IIR滤波器）。在优选实施例中，将使用选盘配置的预测滤波器（例如，由编码器1的级5实现的预测滤波器的优选实现）包括IIR滤波器和FIR滤波器，并且在使用选盘配置预测滤波器期间，可根据以下约束来选择这些滤波器的阶次：IIR滤波器的阶次在从0至X（包括X）（例如，X=4）的范围内，FIR滤波器的阶次在从0至Y（例如，Y=12）的范围内，并且IIR滤波器和FIR滤波器的选定阶次的总和最大可为Z（例如，Z=12）。
如所指出的，可通过根据至少一个约束对输入信号（例如，音频数据采样）的集合（“训练集合”）执行非线性优化来产生选盘中的每个系数集合。在一些实施例中，这如下进行（假设将使用选盘配置的预测滤波器将应用FIR滤波器和IIR滤波器两者来产生残差）。对于每个采样块的每个优化器递归的每个试验IIR系数集合，执行莱文逊-德宾FIR设计例程来得出与通过该试验集合确定的IIR预测滤波器对应的最佳FIR预测滤波器系数。IIR/FIR滤波器阶次和IIR（以及对应的FIR）系数值的最佳组合基于最小预测残差来确定，受关于传输开销、最大滤波器Q、数值系数精度和稳定性的限制制约。对于试验集合中的每个信号，通过优化确定的“最佳”IIR/FIR组合中包括的试验IIR系数集合被包括在主选盘中（如果不是已经存在的话）。所述处理继续对于整个训练集合中的每个信号将IIR系数集合累积在主选盘中。
用于使用根据本发明确定的IIR系数选盘来配置编码器的预测滤波器（其中预测滤波器包括IIR滤波器和FIR滤波器）的优选方法（以及被编程为执行该方法的系统）包括以下步骤：对于输入数据集合的每个块，应用通过选盘中的系数集合确定的每个IIR滤波器来产生第一残差；通过将莱文逊-德宾递归法应用于第一残差来确定每个IIR滤波器的最佳FIR滤波器配置（例如，以确定这样的FIR配置，该FIR配置在被应用于第一残差时导致具有最低水平（例如，最低RMS水平）的预测残差集合），包括以下步骤：考虑系数传输开销（例如，包括需要与每个预测残差集合一起传输的开销，并且选择最小化包括该开销的预测残差的水平的FIR配置）；并用所确定的最佳的IIR系数和FIR系数的组合来配置预测滤波器。
用于使用根据本发明确定的IIR系数选盘来配置编码器的预测滤波器（其中预测滤波器包括IIR滤波器和FIR滤波器）的优选方法（以及被编程为执行该方法的系统）包括以下步骤：使用该选盘来确定IIR系数和FIR系数的最佳组合（根据本发明的任一实施例）；并且以（例如，通过使用最小二乘法优化）考虑（优选地以便最大化）输出信号连续性的方式，使用所确定的IIR系数和FIR系数的最佳组合来设置预测滤波器的状态。例如，如果用新近确定的IIR系数和FIR系数集合重新配置预测滤波器将需要进行不可接受的开销数据的传输（例如，向解码器指示由重新配置而导致的状态变化），则可以不这样做，或者可在与将被预测编码的新的采样宏块的开始时的状态变化一致的时间用新确定的IIR系数和FIR系数集合来重新配置预测滤波器。
为了使得能够实际使用反馈预测器（包括预测滤波器的预测器，该预测滤波器包括反馈滤波器，增加或不增加前馈预测），包括该预测器的编码器被提供根据本发明的一些实施例预先计算的反馈滤波器系数的列表（“选盘”）。当新的滤波器将被选择时，编码器仅需（对于输入数据值集合，例如，音频数据采样块）尝试通过该选盘确定的每个反馈（IIR）滤波器以确定最佳选择，如果选盘不太大，这通常是快速计算。例如，预测器的最佳系数集合可通过下述方式来确定，即，尝试选盘中的每个系数集合，并且选择导致具有最低RMS水平的残差信号的系数集合作为“最佳”系数集合（其中，对于每个系数集合，通过将用所述集合配置的预测滤波器应用于输入信号（例如，将被编码的输入信号或者具有与将被编码的输入信号类似的特性的另一信号）来产生残差信号）。典型地，最好是最小化残差的RMS水平，因为这将允许块浮点处理器（或其他编码级）最小化由此产生的编码数据的位。
在一些实施例中，用于选择用于多级编码器中的预测编码器的FIR/IIR滤波器配置的最佳组合（或最佳IIR滤波器配置）的方法（其中，该多级编码器包括其他编码级（例如，块浮点和霍夫曼译码级）以及预测编码器）考虑将所有的编码级（包括预测器）应用于输入信号的结果（其中，预测编码器被用通过选盘确定的每个候选IIR系数集合配置）。选定的FIR/IIR滤波器系数组合（或最佳IIR系数集合）可以是导致来自多级编码器的被完全编码的输出的最终数据率最低的一个组合。然而，因为这样的计算可能耗时，所以仅预测编码级的输出的RMS水平（也考虑了侧链开销）可用作用于确定用于这样的多级编码器的预测编码器级的最佳FIR/IIR滤波器系数组合（或最佳IIR系数集合）的准则。
此外，因为编码器中的预测滤波器的重新配置（以实现新的IIR滤波器系数集合或IIR和FIR滤波器系数集合）可能引入将提高编码器的输出的数据率的短暂的瞬态，所以在确定预测滤波器的预计重新配置的定时时，有时优选的是考虑与每个这样的瞬态相关联的开销。
如以上所指出的，在本发明的一些实施例中递归方法（例如，莱文逊-德宾递归）用于确定用于配置预测滤波器的FIR滤波器的FIR滤波器系数集合，其中，预测滤波器包括FIR滤波器和IIR滤波器两者，并且IIR滤波器系数集合（用于配置IIR滤波器）已经被确定（例如，通过使用本发明方法的任一实施例）。在这个背景下，FIR滤波器可以是N阶前馈预测滤波器，并且递归方法可将采样（例如，通过将用所确定的IIR滤波器系数集合配置的IIR滤波器应用于数据而产生的采样）的块取作输入，并使用递归计算来确定用于FIR滤波器的最佳FIR滤波器系数集合。这些系数从它们最小化残差信号的均方误差的意义上来讲可以是最佳的。递归期间（在它收敛到确定最佳FIR滤波器系数集合之前）的每次迭代典型地采用不同的FIR滤波器系数集合（本文中有时被称为“候选”FIR滤波器系数“集合”）。在一些情况下，递归可以以找到最佳的1阶预测器系数开始，然后使用这些1阶预测器系数来找到最佳的2阶预测器系数，然后使用这些2阶预测器系数来找到最佳的3阶预测器系数，依此类推，直到用于N阶前馈预测器滤波器的最佳滤波器系数集合被确定为止。
在典型的实施例中，本发明系统包括被用软件（或固件）编程为和/或被以其他方式配置为执行本发明方法的实施例的通用或专用处理器。适合于处理预期的输入数据（例如，音频采样）的数字信号处理器（DSP）对于许多应用将是优选的实现。在一些实施例中，本发明系统是通用处理器，该通用处理器被耦合以接收指示波形信号采样（例如，音频采样）的输入数据，并且被（用合适的软件）编程为通过执行本发明方法的实施例来响应于输入数据产生输出数据（例如，产生IIR滤波器系数选盘，和/或对数据采样执行预测滤波操作并且自适应地更新用于执行滤波的预测滤波器的IIR滤波器和FIR滤波器的配置）。在一些实现中，本发明系统是编码器（被实现为DSP）、解码器（被实现为DSP）、或者被编程为和/或被以其他方式配置为对指示波形信号采样（例如，音频采样）的数据执行本发明方法的实施例的另一DSP。
图4是计算机可读光学盘50的正视图，在该计算机可读光学盘50上储存有用于实现本发明方法的实施例（例如，用于产生IIR滤波器系数选盘和/或对数据采样执行预测滤波操作并自适应地更新用于执行滤波的预测滤波器的IIR滤波器和FIR滤波器的配置）的代码。例如，所述代码可被处理器执行以产生IIR滤波器系数选盘（例如，选盘8）。或者，所述代码可被加载到编码器1的实施例中以将编码器1编程为对数据采样执行根据本发明的实施例的预测滤波操作（在预测器5中），以及根据本发明的实施例自适应地更新IIR滤波器7和FIR滤波器9的配置，或者可被加载到解码器21的实施例中以将解码器21编程为对数据采样执行根据本发明的实施例的预测滤波操作（在预测器29中），以及根据本发明的实施例自适应地更新IIR滤波器31和FIR滤波器33的配置。
尽管本文已描述了本发明的具体实施例和本发明的应用，但是本领域的普通技术人员将明白，在不脱离本文描述和要求保护的本发明的范围的情况下，可对本文描述的实施例和应用进行许多改变。应该理解，尽管已示出并描述了本发明的某些形式，但是本发明不限于所描述和所示出的具体实施例或者所描述的具体方法。

Claims (69)

1.一种用于使用预定的IIR系数集合选盘来配置包括IIR滤波器和FIR滤波器的预测滤波器的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)对于该选盘中的IIR系数集合中的每一个IIR系数集合产生配置数据，所述配置数据指示通过将用所述每一个IIR系数集合配置的IIR滤波器应用于输入数据而产生的输出，并将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生满足预定准则的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合；
(b)通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在IIR滤波器被用所述选定IIR系数集合配置的情况下将预测滤波器应用于输入数据而产生的输出；和
(c)用所述最佳FIR系数集合配置FIR滤波器并用所述选定IIR系数集合配置IIR滤波器，从而配置预测滤波器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生具有最低水平的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为满足准则的最佳组合的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合，其中，所述准则之一是具有最低水平的配置数据的产生。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预测滤波器被包括在能够操作为通过对输入数据进行编码来产生编码的输出数据的编码器中，所述方法还包括以下步骤：
操作所述编码器以在至少一个输出处用指示所述选定IIR系数集合的滤波器系数数据来断言编码的输出数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述滤波器系数数据是所述选定IIR系数集合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生A+B具有最低值的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合，其中，A指示配置数据的水平，B是识别IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合所需的侧链数据的量。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生A+B具有最低值的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合，其中，A指示配置数据的水平，B是识别IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合所需的侧链数据的量加上对已使用由IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合配置的预测滤波器被编码的数据进行解码所需的侧链数据的量。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预测滤波器被包括在能够操作为通过对输入数据进行编码来产生编码的输出数据的无损编码器中，并且包括解码器预测滤波器的无损解码器能够操作为对编码的输出数据进行解码以恢复输入数据，其中，所述解码器预测滤波器包括IIR滤波器和FIR滤波器，所述方法还包括以下步骤：
操作所述编码器以在至少一个输出处用指示选定IIR系数集合的滤波器系数数据断言编码的输出数据；和
响应于滤波器系数数据来配置无损解码器的解码器预测滤波器，包括用选定IIR系数集合配置所述解码器预测滤波器的IIR滤波器和FIR滤波器中的一个。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预测滤波器被包括在能够操作为通过对输入音频数据进行编码来产生编码的输出音频数据的无损音频数据编码器中，所述方法还包括以下步骤：
操作无损音频数据编码器以在至少一个输出处用指示选定IIR系数集合的滤波器系数数据断言编码的输出数据。
10.一种用于使用预定的IIR滤波器系数集合选盘来配置包括IIR滤波器的预测滤波器的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)对于选盘中的IIR系数集合中的每一个IIR系数集合产生配置数据，所述配置数据指示通过将用所述每一个IIR系数集合配置的IIR滤波器应用于输入数据而产生的输出，并将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生A+B具有最低值的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合，其中，A指示配置数据的水平，B是作为用IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合配置IIR滤波器的结果必须产生的侧链数据的量；和
(b)用选定IIR系数集合配置IIR滤波器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，B是识别IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合所需的侧链数据的量。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述预测滤波器还包括FIR滤波器，所述方法还包括以下步骤：
(c)在步骤(a)之后，通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在IIR滤波器被用所述选定IIR系数集合配置的情况下将预测滤波器应用于输入数据而产生的输出，并且其中，
步骤(b)包括以下步骤：用所述最佳FIR系数集合配置FIR滤波器并用所述选定IIR系数集合配置IIR滤波器，从而配置预测滤波器。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，B是识别IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合所需的侧链数据的量加上对已使用由IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合配置的预测滤波器被编码的数据进行解码所需的侧链数据的量。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预测滤波器还包括FIR滤波器，所述方法还包括以下步骤：
(c)在步骤(a)之后，通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在IIR滤波器被用所述选定IIR系数集合配置的情况下将预测滤波器应用于输入数据而产生的输出，并且其中，
步骤(b)包括以下步骤：用所述最佳FIR系数集合配置FIR滤波器并用所述选定IIR系数集合配置IIR滤波器，从而配置预测滤波器。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预测滤波器被包括在能够操作为通过对输入数据进行编码来产生编码的输出数据的编码器中，所述方法还包括以下步骤：
操作所述编码器以在至少一个输出处用指示所述选定IIR系数集合的滤波器系数数据来断言编码的输出数据。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述滤波器系数数据是所述选定IIR系数集合。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预测滤波器被包括在能够操作为通过对输入音频数据进行编码来产生编码的输出音频数据的无损音频数据编码器中，所述方法还包括以下步骤：
操作无损音频数据编码器以在至少一个输出处用指示选定IIR系数集合的滤波器系数数据来断言编码的输出数据。
18.一种用于使用预定的IIR滤波器系数集合选盘来配置包括IIR滤波器的预测滤波器的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)对于该选盘中的IIR系数集合中的每一个IIR系数集合产生配置数据，所述配置数据指示通过将用所述每一个IIR系数集合配置的IIR滤波器应用于输入数据而产生的输出，并将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生满足预定准则的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合；
(b)用选定IIR系数集合配置IIR滤波器；和
(c)根据至少一个定时约束每次以更新的输入数据来重复步骤(a)和(b)，以实现根据所述至少一个定时约束的预测滤波器的配置的自适应更新。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述预测滤波器被包括在能够操作为通过对输入数据进行编码来产生编码的输出数据的无损编码器中，并且其中，步骤(c)包括以下步骤：执行连续性确定操作以确定编码器何时经历状态变化，并响应于连续性确定操作的结果来控制IIR滤波器的重新配置的定时。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述预测滤波器包括FIR滤波器，所述方法还包括以下步骤：
(d)在步骤(a)之后，通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在IIR滤波器被用所述选定IIR系数集合配置的情况下将预测滤波器应用于输入数据而产生的输出，并且其中，
步骤(b)包括以下步骤：用所述最佳FIR系数集合配置FIR滤波器并用所述选定IIR系数集合配置IIR滤波器，从而配置预测滤波器。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述预测滤波器包括FIR滤波器，所述方法还包括以下步骤：
(d)在步骤(a)之后，通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在IIR滤波器被用所述选定IIR系数集合配置的情况下将预测滤波器应用于输入数据而产生的输出，并且其中，
步骤(b)包括以下步骤：用所述最佳FIR系数集合配置FIR滤波器并用所述选定IIR系数集合配置IIR滤波器，从而配置预测滤波器。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述预测滤波器被包括在能够操作为通过对输入数据进行编码来产生编码的输出数据的编码器中，所述方法还包括以下步骤：
操作所述编码器以在至少一个输出处用指示所述选定IIR系数集合的滤波器系数数据来断言编码的输出数据。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述滤波器系数数据是所述选定IIR系数集合。
24.根据权利要求18所述的方法，其中，所述预测滤波器被包括在能够操作为通过对输入音频数据进行编码来产生编码的输出音频数据的无损音频数据编码器中，所述方法还包括以下步骤：
操作无损音频数据编码器以在至少一个输出处用指示选定IIR系数集合的滤波器系数数据来断言编码的输出数据。
25.一种用于对输入信号的训练集合执行非线性优化以产生用于配置IIR预测滤波器的IIR滤波器系数选盘的方法，其中，所述选盘包括至少两个IIR滤波器系数集合，每个集合由足以确定IIR预测滤波器的系数组成，所述方法包括以下步骤：
(a)通过根据至少一个约束对训练集合中的输入信号中的一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个IIR滤波器系数集合；和
(b)通过根据所述至少一个约束对训练集合中的输入信号中的另一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个其他IIR滤波器系数集合。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：通过根据至少两个约束执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的所述至少一个IIR滤波器系数集合，并且其中，步骤(b)包括以下步骤：通过根据所述至少两个约束执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的所述至少一个其他IIR滤波器系数集合。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述约束包括以下中的至少两个：最佳预测、最大滤波器Q、振铃、数值系数精度、传输开销和滤波器稳定性约束。
28.根据权利要求25所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：通过根据所述至少一个约束对训练集合中的输入信号中的所述一个输入信号执行牛顿优化来确定选盘中的IIR滤波器系数聚合中的所述至少一个IIR滤波器系数集合。
29.根据权利要求25所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：通过根据所述至少一个约束对训练集合中的输入信号中的所述一个输入信号执行单纯形优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的所述至少一个IIR滤波器系数集合。
30.根据权利要求25所述的方法，其中，步骤(a)包括以下步骤：通过根据所述至少一个约束对训练集合中的输入信号中的所述一个输入信号执行牛顿优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的一个IIR滤波器系数集合，并且通过根据所述至少一个约束对训练集合中的输入信号中的所述一个输入信号执行单纯形优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的另一个IIR滤波器系数集合。
31.根据权利要求25所述的方法，其中，其中，所述至少一个约束是选盘中的每个IIR滤波器系数必须由不多于X位组成的要求。
32.根据权利要求25所述的方法，包括以下步骤：
(c)确定包括IIR滤波器系数集合的初始选盘，其中，初始选盘中的IIR滤波器系数集合是IIR滤波器系数候选集合，并且每个候选集合足以确定候选IIR滤波器；和
(d)执行从初始选盘挑选IIR滤波器系数集合中的至少一个的修剪处理，从而确定所述选盘，
其中，步骤（d）包括以下步骤：
对于信号集合中的每个信号的多个采样块中的每个块，对于每个候选集合，使用递归来确定与通过所述每个候选集合确定的候选IIR滤波器对应的FIR滤波器；和
对通过包括候选IIR滤波器中的一个候选IIR滤波器和与所述一个候选IIR滤波器对应的FIR滤波器的每个滤波器组合产生的残差进行评估，并选择用于包括在选盘中的每个候选集合，所述用于包括在选盘中的每个候选集合确定产生满足预定准则的残差的一个所述滤波器组合的候选IIR滤波器。
33.根据权利要求25所述的方法，其中，通过选盘中的对应IIR滤波器系数集合确定的至少一个所述IIR预测滤波器具有可选阶次，所述IIR滤波器系数集合中的第一IIR滤波器系数子集确定IIR预测滤波器的选定一阶实现，并且所述IIR滤波器系数集合中的至少一个其他IIR滤波器系数子集确定IIR预测滤波器的选定N阶实现，其中，N是大于1的整数。
34.根据权利要求25所述的方法，其中，所述IIR预测滤波器包括FIR滤波器和IIR滤波器两者，并且被配置为响应于输入数据来产生残差，并且其中，步骤(a)包括以下步骤：
对于训练集合中的每个信号的多个采样块中的每个块，以及对于所述块的优化递归的每个试验IIR系数集合，执行递归操作来得出与通过所述试验集合确定的候选IIR滤波器对应的最佳FIR滤波器系数；和
对通过将包括一个所述候选IIR滤波器和与该一个所述候选IIR滤波器对应的最佳FIR滤波器的每个滤波器组合应用于输入数据而确定的残差进行评估，并选择用于包括在选盘中的IIR滤波器系数集合，所述用于包括在选盘中的IIR滤波器系数集合确定产生残差的该一个所述滤波器组合的候选IIR滤波器满足预定准则。
35.一种编码器，包括：
预测滤波器，所述预测滤波器包括IIR滤波器和FIR滤波器，其中，所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于输入数据来产生经预测滤波的数据；和
子系统，所述子系统与预测滤波器耦合，并且被配置为响应于经预测滤波的数据来产生编码的输出数据，
其中，所述预测滤波器被配置为能够在配置模式下操作，在所述配置模式下，预测滤波器使用预定的IIR系数集合选盘来配置IIR滤波器和FIR滤波器，包括以下步骤：
对于该选盘中的IIR系数集合中的每一个IIR系数集合产生配置数据，所述配置数据指示通过将用所述每一个IIR系数集合配置的IIR滤波器应用于数据而产生的输出，并将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生满足预定准则的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合；
通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在IIR滤波器被用所述选定IIR系数集合配置的情况下将预测滤波器应用于数据而产生的输出；和
用所述最佳FIR系数集合配置FIR滤波器并用所述选定IIR系数集合配置IIR滤波器，从而配置预测滤波器。
36.根据权利要求35所述的编码器，其中，所述子系统被配置为在至少一个输出处用指示选定IIR系数集合的滤波器系数数据断言编码的输出数据。
37.根据权利要求36所述的编码器，其中，所述滤波器系数数据是选定IIR系数集合。
38.根据权利要求36所述的编码器，其中，所述编码器是无损编码器，并且所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于音频数据采样来产生经预测滤波的数据。
39.根据权利要求36所述的编码器，其中，所述预测滤波器被配置为能够在所述配置模式下操作，以将IIR系数集合中将IIR滤波器配置为产生A+B具有最低值的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合，其中，A指示配置数据的水平，B是识别IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合所需的侧链数据的量。
40.根据权利要求36所述的编码器，其中，所述预测滤波器被配置为能够在所述配置模式下操作，以将IIR系数集合中将IIR滤波器配置为产生A+B具有最低值的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合，其中，A指示配置数据的水平，B是识别IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合所需的侧链数据的量加上对已使用用IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合配置的预测滤波器编码的数据进行解码所需的侧链数据的量。
41.根据权利要求35所述的编码器，其中，所述IIR滤波器系数集合选盘包括至少两个IIR滤波器系数集合，每个集合由足以确定IIR预测滤波器的系数组成，并且所述选盘已通过对输入信号训练集合执行非线性优化而被预先确定，包括以下步骤：
(a)通过根据至少一个约束对训练集合中的输入信号中的一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个IIR滤波器系数集合；和
(b)通过根据所述至少一个约束对训练集合中的输入信号中的另一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个其他IIR滤波器系数集合。
42.一种编码器，包括：
预测滤波器，所述预测滤波器包括IIR滤波器，其中，所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于输入数据来产生经预测滤波的数据；和
子系统，所述子系统与预测滤波器耦合，并且被配置为响应于经预测滤波的数据来产生编码的输出数据，
其中，所述预测滤波器被配置为能够在配置模式下操作，在所述配置模式下，预测滤波器使用预定的IIR系数集合选盘来配置IIR滤波器，包括以下步骤：
对于选盘中的每个IIR系数集合产生配置数据，所述配置数据指示通过将用所述每个IIR系数集合配置的IIR滤波器应用于数据而产生的输出，并将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生A+B具有最低值的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合，其中，A指示配置数据的水平，B是作为用IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合配置IIR滤波器的结果必须产生的侧链数据的量；和
用选定IIR系数集合配置IIR滤波器。
43.根据权利要求42所述的编码器，其中，所述预测滤波器还包括FIR滤波器，并且所述预测滤波器被配置为能够在所述配置模式下操作，以通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在用选定IIR系数集合配置IIR滤波器的情况下将预测滤波器应用于输入数据而产生的输出，并且用最佳FIR系数集合配置FIR滤波器以及用选定IIR系数集合配置IIR滤波器，从而配置预测滤波器。
44.根据权利要求42所述的编码器，其中，B是识别IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合所需的侧链数据的量。
45.根据权利要求42所述的编码器，其中，B是识别IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合所需的侧链数据的量加上对已使用用IIR系数集合中的所述一个IIR系数集合配置的预测滤波器编码的数据进行解码所需的侧链数据的量。
46.根据权利要求42所述的编码器，其中，所述子系统被配置为在至少一个输出处用指示选定IIR系数集合的滤波器系数数据断言编码的输出数据。
47.根据权利要求46所述的编码器，其中，所述滤波器系数数据是选定IIR系数集合。
48.根据权利要求42所述的编码器，其中，所述编码器是无损编码器，并且所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于音频数据采样来产生经预测滤波的数据。
49.根据权利要求42所述的编码器，其中，所述IIR滤波器系数集合选盘包括至少两个IIR滤波器系数集合，每个集合由足以确定IIR滤波器的系数组成，并且所述选盘已通过对输入信号训练集合执行非线性优化而被预先确定，包括以下步骤：
(a)通过根据至少一个约束对训练集合中的输入信号中的一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个IIR滤波器系数集合；和
(b)通过根据所述至少一个约束对训练集合中的输入信号中的另一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个其他IIR滤波器系数集合。
50.一种编码器，包括：
预测滤波器，所述预测滤波器包括IIR滤波器，其中，所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于输入数据来产生经预测滤波的数据；和
子系统，所述子系统与预测滤波器耦合，并且被配置为响应于经预测滤波的数据来产生编码的输出数据，
其中，所述预测滤波器被配置为通过使用预定的IIR系数集合选盘来自适应地更新IIR滤波器，包括以下步骤：
(a)对于该选盘中的IIR系数集合中的每一个IIR系数集合产生配置数据，所述配置数据指示通过将用所述每一个IIR系数集合配置的IIR滤波器应用于数据而产生的输出，并将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生满足预定准则的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合；
(b)用选定IIR系数集合配置IIR滤波器；和
(c)根据至少一个定时约束每次以更新的数据来重复步骤(a)和(b)，以实现根据所述至少一个定时约束的预测滤波器的自适应更新。
51.根据权利要求50所述的编码器，其中，所述编码器是无损编码器，并且所述预测滤波器被配置为：执行连续性确定操作以确定编码器何时经历状态变化，并响应于连续性确定操作的结果来控制IIR滤波器的重新配置的定时。
52.根据权利要求50所述的编码器，其中，所述预测滤波器还包括FIR滤波器，并且所述预测滤波器被配置为自适应地更新IIR滤波器，包括以下步骤：
在步骤(a)之后，通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在用选定IIR系数集合配置IIR滤波器的情况下将预测滤波器应用于数据而产生的输出，并且其中，
步骤(b)包括以下步骤：用最佳FIR系数集合配置FIR滤波器，并用选定IIR系数集合配置IIR滤波器，从而配置预测滤波器。
53.根据权利要求50所述的编码器，其中，所述子系统被配置为在至少一个输出处用指示选定IIR系数集合的滤波器系数数据断言编码的输出数据。
54.根据权利要求53所述的编码器，其中，所述滤波器系数数据是选定IIR系数集合。
55.根据权利要求50所述的编码器，其中，所述编码器是无损编码器，并且所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于音频数据采样来产生经预测滤波的数据。
56.根据权利要求50所述的编码器，其中，所述IIR滤波器系数集合选盘包括至少两个IIR滤波器系数集合，每个集合由足以确定IIR滤波器的系数组成，并且所述选盘已通过对输入信号训练集合执行非线性优化而被预先确定，包括以下步骤：
(a)通过根据至少一个约束对训练集合中的输入信号中的一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个IIR滤波器系数集合；和
(b)通过根据所述至少一个约束对训练集合中的输入信号中的另一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个其他IIR滤波器系数集合。
57.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质储存用于将处理器编程为对输入信号训练集合执行非线性优化以产生用于配置IIR预测滤波器的IIR滤波器系数选盘的代码，其中，所述选盘包括至少两个IIR滤波器系数集合，每个集合由足以确定IIR预测滤波器的系数组成，包括以下步骤：
(a)通过根据至少一个约束对训练集合中的输入信号中的一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个IIR滤波器系数集合；和
(b)通过根据所述至少一个约束对训练集合中的输入信号中的另一个输入信号执行非线性优化来确定选盘中的IIR滤波器系数集合中的至少一个其他IIR滤波器系数集合。
58.一种解码器，所述解码器被耦合以接收指示选定IIR系数集合的滤波器系数数据，其中，所述选定IIR系数集合已由编码器从IIR系数集合选盘选择，所述解码器还被耦合以接收编码的数据，并且所述解码器包括：
解码子系统，所述解码子系统被配置为响应于所述编码的数据来产生部分解码的数据；和
预测滤波器，所述预测滤波器与所述子系统耦合，并且包括IIR滤波器和FIR滤波器，其中，所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于所述部分解码的数据来产生经预测滤波的数据，并且所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于所述滤波器系数数据来用选定IIR系数集合配置IIR滤波器和FIR滤波器中的一个。
59.根据权利要求58所述的解码器，其中，所述滤波器系数数据是选定IIR系数集合。
60.根据权利要求58所述的解码器，其中，所述预测滤波器的IIR滤波器是反馈配置中的有限脉冲响应滤波器，所述滤波器系数数据也指示FIR系数集合，并且所述预测滤波器被配置为能够操作为用所述FIR系数集合配置IIR滤波器并且响应于所述滤波器系数数据来用选定IIR系数集合配置FIR滤波器。
61.根据权利要求58所述的解码器，其中，所述解码器是无损解码设备。
62.根据权利要求61所述的解码器，其中，所述子系统被配置为能够操作为响应于音频数据采样来产生所述部分解码的数据。
63.一种解码器，包括：
解码子系统，所述解码子系统被配置为响应于编码的数据来产生部分解码的数据；和
预测滤波器，所述预测滤波器与所述子系统耦合，并且包括IIR滤波器和FIR滤波器，其中，所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于所述部分解码的数据来产生经预测滤波的数据，并且所述预测滤波器被配置为能够在配置模式下操作，在所述配置模式下，所述预测滤波器使用预定的IIR系数集合选盘来配置所述IIR滤波器和所述FIR滤波器，包括以下步骤：
(a)对于选盘中的IIR系数集合中的每一个IIR系数集合产生配置数据，所述配置数据指示通过将用所述每一个IIR系数集合配置的IIR滤波器应用于输入数据而产生的输出，并将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生满足预定准则的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合；
(b)通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在用选定IIR系数集合配置IIR滤波器的情况下将预测滤波器应用于输入数据而产生的输出；和
(c)用最佳FIR系数集合配置FIR滤波器，并用选定IIR系数集合配置IIR滤波器。
64.根据权利要求63所述的解码器，其中，所述解码器是无损解码设备。
65.根据权利要求63所述的解码器，其中，所述子系统被配置为能够操作为响应于音频数据采样来产生所述部分解码的数据。
66.一种解码器，包括：
解码子系统，所述解码子系统被配置为响应于编码的数据来产生部分解码的数据；和
预测滤波器，所述预测滤波器与所述子系统耦合，并且包括IIR滤波器，其中，所述预测滤波器被配置为能够操作为响应于所述部分解码的数据来产生经预测滤波的数据，并且所述预测滤波器被配置为能够操作为使用预定的IIR系数集合选盘来配置所述IIR滤波器，包括以下步骤：
(a)对于选盘中的IIR系数集合中的每一个IIR系数集合产生配置数据，所述配置数据指示通过将用所述每一个IIR系数集合配置的IIR滤波器应用于输入数据而产生的输出，并将IIR系数集合中的将IIR滤波器配置为产生满足预定准则的配置数据的一个IIR系数集合识别为选定IIR系数集合；
(b)用选定IIR系数集合配置IIR滤波器；和
(c)根据至少一个定时约束每次以更新的输入数据来重复步骤(a)和(b)，以实现根据所述至少一个定时约束的预测滤波器的配置的自适应更新。
67.根据权利要求66所述的解码器，其中，所述预测滤波器还包括FIR滤波器，并且所述预测滤波器被配置为能够操作为：
通过对测试数据执行递归操作来确定最佳FIR滤波器系数集合，所述测试数据指示通过在用选定IIR系数集合配置IIR滤波器的情况下将预测滤波器应用于数据而产生的输出，并且
用最佳FIR系数集合配置FIR滤波器。
68.根据权利要求66所述的解码器，其中，所述解码器是无损解码设备。
69.根据权利要求68所述的解码器，其中，所述子系统被配置为能够操作为响应于音频数据采样来产生部分解码的数据。
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