CN1119375A

CN1119375A - 音频信号的高速比特分配方法

Info

Publication number: CN1119375A
Application number: CN94107617A
Authority: CN
Inventors: 李明洙
Original assignee: Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-03-27
Also published as: US5696876A; KR950022321A

Abstract

一种音频信号的高速比特分配方法，用于采用编码和解码的各种系统，通过使用最大可能的比特，能在使用心理声学模型的压缩方法中减少比特分配时间、增加比特分配率和便于高速处理。

Description

音频信号的高速比特分配方法

本发明涉及一种音频信号的高速比特分配方法，特别涉及一种用于使用编码和解码的各种系统的音频信号的高速比特分配方法，通过使用最大可能的比特，能够在使用一种心理声学模型的压缩方法中减少比特分配的时间，增加比特分配率，并且便于高速处理。

按照惯例，由于一种用于广播站发送已编码的音频信号的发送系统和接收与解码音频信号的接收系统的音频信号比特分配方法是通过把多个比特分配到响应于每个信道的同一加权执行的，大量比特被分配到仅需要少量比特的信道，反之，少量的比特被分配到需要大量比特的信道，以致因对掩蔽噪声(mask-to-noise)比MNR和多个重复循环及计算的重复计算，则不可能获得同一音质和使用可能的总比特数，因此，也就不可能获得高速处理。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于使用编码和解码的各种系统的音频信号的高速比特分配方法，通过使用最大可能的比特，能够在使用一种心理声学模型的压缩方法中减少比特分配时间、增加比特分配率，并且便于高速处理。

本发明的另一目的是提供一种能使用计算分配比特数的计算方法的音频信号的高速比特分配方法，能够通过按一个没有以此划分该信道的信道识别整个分频带来获得每个掩蔽噪声比，以致在每分频带上加权被增加，并且对于需要较多比特的频带能获得较多的比特，由此防止了由该循环产生的时间延迟，该循环与传统上获得一个分频带的分配比特数的每个信道的分频带数一样多。

本发明的又一目的是提供一种能增加比特分配效率的音频信号的高速比特分配方法，并且，当使用可变长度的支持数据时，能够保证用于一帧的比特流的100％的总比特数。

为了实现本发明的目的，它包括；第一步，使用心理声学模型的信噪比，得到可适用于每个信道的比特分配的总分配可能的比特数和得到对响应于多信道的分频带的一个信道的分频带分配总分配可能的比特数的有效分配比特数；第二步，把第一步获得的总的分配可能比特数与有效分配比特数相比较；第三步，当第一步的有效分配比特数大于总的分配可能的比特数，获得第二有效分配比特数。

图1表示根据本发明用于获得有效分配比特数的有效分配的特数处理的流程图。

图2表示当图1中所示的有效分配比特数小于总的分配可能的比特数时，执行的较少分配比特数处理的流程图。

图3表示当图1中所示的有效分配比特数大于总的分配可能的比特数时，执行的较多分配比特数处理的流程图。

参照图1，本发明包括：第一步ST1，用于通过心理声学模型输出信号掩蔽比；第二步ST2，用于设置可变长度支持数据区以便有效地使用总的比特而没有减少支持数据的原始作用；第三步ST3，用于使用由第一步ST1得到的信号掩蔽比的输出值和以前设置的可变支持数据区计算总的分配可能的比特数；第四步ST4，用于在该总的分配可能比特数以后，在响应于各种类型的多信道方式的每个信道的分频带中，通过虚拟地相加相同分频带的一信道的分频带限制执行数；第五步ST5，用于使用信噪比SNR获得掩蔽噪声比；第六步ST6，用于检查掩蔽噪声比是否大于零；第七步ST7，用于当第六步中掩蔽噪声比小于零时，通过增加相对于分配到一个分频带的比特数的信息的索引比特重复执行第四步以后的步骤；第八步ST8，用于当第六步ST6中掩蔽噪声比大于零时，比较和检查具有相对于分配到一个分频带的比特数的信息的索引比特是否为零；第九步ST9，用于当检查的结果索引比特为零时，通过增加虚拟分频带数N重复执行第四步ST4以后的步骤：第十步ST10，用于当比较和检查的结果索引比特不为零时，计算有效的分配比特数eadb；第十一步ST11，用于当由第十步ST10得到的相对于有效分配比特数的虚拟分频带数N小于27时执行第九步ST9；第十二步ST12，用于当虚拟分频带数N大于27时检查总的分配可能的比特数是否大于或/和等于有效分配比特数；第一有效分配比特数操作步骤ST101，用于当按第十二步ST12的结果有效分配比特数小于总分配可能的比特数时，在获得具有总的虚拟噪声比的分频带以后，获得一新的具有分频带的比特信息的有效分配比特数；和第二有效分配比特数操作步骤ST102，用于当按第十二步ST12的结果有效分配比特数大于总分配可能的比特数时，在总的虚拟分频带中获得具有最大掩蔽噪声比的分频带以后使用分频带的比特信息得到一新的有效分配比特数。

参照图2，第一有效分配比特数操作步骤ST101包括：第一步ST20用于从具有一总的虚拟噪声比的分频带获得最小掩蔽噪声比；第二步ST21用于检查具有相对于分配到一个分频带的比特数的信息的索引比特，也就是最小掩蔽噪声比是否为最大；第三步ST22用于当最小掩蔽噪声为最大时在除去该虚拟分频带之后执行第一步ST20；第四步ST23用于当掩蔽噪声比不是最大时获得相对于分频带的一新的掩蔽噪声比；和第五步ST24用于通过使用由第四步ST23的掩蔽噪声比获得一新的有效分配比特数来重复地执行图1的第十二步ST12。

参照图3，第二有效分配比特数操作步骤ST102包括：第一步ST30用于获得在总的虚拟分频带中具有最大的掩蔽噪声比的一分频带，第二步ST31用于检查具有相对于分配到分频带的比特数的信息的索引比特是否为最小比特数；第三步ST32用于当满足第二步ST31项时，通过除去虚拟分频带N来执行第一步ST30；第四步ST33用于获得当第二步ST31的项不满足时相对于分频段的新掩蔽噪声比；和第五步ST34用于通过使用由第四步的掩蔽噪声比获得新的有效分配比特数执行图1的第十二步ST12。

本发明的操作将参照图1到3进行解释。

首先，使用心理声学模型从下列公式获得总分配可能的比特数adb：

总分配可能的比特数adb＝总比特数cd－标题比特bhdr＋误差校正比特bcrc＋表示比特分配信息的比特bda1……公式1。

在上面公式1中总的分配可能的比特数adb根据比特率和帧尺寸改变。

图1中表示了用于获得有效分配比特数的流程图。

当通过心理声学模型所得的信号掩蔽比的输出值在第一步ST1中被获得时，可变长度支持数据区被加到那里，以便有效地使用总比特而没有减少支持数据的原始作用。

经过第三步ST3，使用由心理声学模型的信号掩蔽比和预定的可变长度支持数据组来获得该总的分配可能的比特数以及在多信道方式中通过集合每个信道的相同分频带的每个信道分频带数来限制执行的次数。

此后，使用信噪比SNR获得掩蔽噪声比，并转到第六步ST6检查掩蔽噪声比是否大于零。

当掩蔽噪声比小于零时，增加一个具有相对于分配到分频带的比特数的信息的索引比特，并重复地执行在第四步ST4以后的步骤。

当在第六步ST6中掩蔽噪声比大于零时，转到第八步ST8，检查具有相对于分配到一个分频带的比特数的信息的索引比特是否为零。

当具有相对于分配到一个分频带的信息的索引比特是零时，转到第九步ST9，对虚拟分频带数N加上1执行第四步ST4以后的步骤。

当在第八步ST8的索引比特不是零时，到第十步ST10计算有效分配比特数eadb并在那里检查虚拟分频带数N是否小于27。

当分频带数N小于27时，到第九步ST9增加分频带数N，并且当分频带数大于27时，转到第十二步ST12检查该总分配可能的比特数是否大于或/和等于有效分配比特数。

当满足第十二步ST12的条件如图2所示时，通过第一有效可能的比特数操作处理ST101获得该第一有效可能的比特数，和如图3所示当第十二步ST12的条件不满足时，通过第二有效可能的比特操作处理ST102获得该第二有效可能的比特数。

转到第五步ST5，通过公式：掩蔽噪声比MNR＝信噪比SNR－信号掩蔽比SMR，获得掩蔽噪声比，其中当掩蔽噪声比大于0时，得到掩蔽作用，以执行比特分配，以便根据本发明在第一分频带循环处该掩蔽噪声比可以0以上。另外，每个取样可分配到最大16比特和最小2比特。

通过公式：有效分配比特数eadb＝每次取样分配比特数＋已计算的计数＋每个频带规格化计数分配信息比特，来计算该有效分配比特数eadb。

根据每频带规格化计数分配比特，规格化计数是从6比特分配到18比特的比特数。这里，当每次取样的比特分配总数超过2时，则可以采用，而当比特分配总数是零时，每频带规格化计数分配信息比特和规格化的计数比特不被分配。

图2表示当有效分配比特数小于总分配可能比特数时，较小分配比特数处理的流程图。

经过步骤ST20和ST21，检查在获得具有总的虚拟噪声比MNR的分频带之后的具有相对于分配到一个分频带的比特数的信息的索引比特是否等于最大的16比特。

当步骤ST21的结果的条件被满足时，步骤ST20除去虚拟分频带N被执行。

此外，当步骤ST21的结果的条件没有满足时，可获得相对于分频带的新的掩蔽噪声比。

当上述步骤完成时，转到步骤ST24获得具有已改变的分频带的比特定信息的一新有效分配比特数，并执行图1所示的步骤ST12。

此外，图3表示当有效分配比特数大于第二有效分配比特数时，获得第二有效分配比特数的较大分配比特数的流程图。

这里，在获得具有较大掩蔽噪声比MNR的分频带之后，到步骤ST30和ST31检查具有相对于分配到一个分频带的的比特数的信息的索引比特与最小比特MIN是否相互地相等。

当比特分配数为零时，在由虚拟分频带N除去1减少比特分配总数以后，执行步骤ST30。

此外，当到步骤ST30不满足该条件时，转到步骤ST33相对于当时的分频第获得一新的掩蔽噪声比。

当上述步骤完成时，用该分频带的比特信息获得一新的有效分配比特数，并执行图1的步骤ST12。

当增加高效率的比特分配时和在使用可变长度的支持数据区的情况下，产生一个帧的比特流需要的100％总比特数是可达到的，以便保证高速处理，因此，音频信号的高速比特分配方法就能保证用于采用编码和解码的各种系统。

Claims

1.一种音频信号的高速比特分配方法，其步骤包括：

第一步，使用心理声学模型的信噪比，获得可适用于每个信道的比特分配的总分配可能的比特数和获得把总分配可能的比特数分配到响应于多信道的一分频带的一个信道的分频带的有效分配比特数；

第二步，将由第一步的总分配可能的比特数与有效分配比特数相比较；和

第三步，当由第一步的有效分配比特数大于总分配可能的比特数时，获得第二有效分配比特数；

2.根据权利要求1的方法，其中所述的第一步包括：

第一步，通过把可变长度数据区加到由心理声学模型所得的信噪比，获得总分配可能的比特数；

第二步，在总分配可能的比特数操作之后，通过集合每个信道的相同分频带的分频带数来限制执行次数；

第三步，通过使用信噪比获得掩蔽噪声比并检查掩蔽噪声的值是否大于零；

第四步，当掩蔽噪声比小于零时，通过对具有相对于分配到一个分频带的比特数的信息的索引比特加1重复在第二步以后的步骤；

第五步，当掩蔽噪声比大于零时，检查具有相对于分配到一个分频带的信息的索引比特是否为零；

第七步，当一虚拟分频带数小于预定值时，通过计算当第五步的项不等于零时的有效分配比特数来询问虚拟分频带是否小于预定值，启动执行第六步；和

第八步，当在第七步中该虚拟频带数大于27时，检查总分配可能的比特是否大于或/和等于有效分配比特数。

3.根据权利要求1的方法，其中所述的第二步包括：

第一步，在具有最小掩蔽噪声比的分频带之后，询问具有相对于分配到一个分频带的比特数的信息的该索引是否为最大的16比特；

第二步，当第一步的项满足时，执行除去虚拟分频带的第一步；

第三步，当第一步不满足时，获得一个相对于当时分频带的新掩蔽噪声比；和

第四步，用前面步骤完成时改变的分频带的比特信息和执行最后步骤时获得的有效分配比特数来获得一新的掩蔽噪声比。

4.根据权利要求1的方法，其中所述的第三步包括：第一步，获得一个包含一最大掩蔽噪声比的分频带和询问具有相对于分配到分频带的信息的索引比特是否为最小比特数；

第二步，减小1个比特分配，也就是，在比特分配为零时，除去虚拟分频带并执行第一步；

第三步，当第一步不满足时，获得相对于当时分频带的一新的分频带；和

第四步，用前面步骤完成时改变的分频带的比特信息和执行最后步骤获得的有效分配数来获得一新的有效分配比特数。

5.根据权利要求2的方法，其中所述的掩蔽噪声是通过从信噪比中减去信号掩蔽比获得的。

6.根据权利要求2的方法，其中所述有效分配比特数通过下列公式获得的：

一有效分配比特数＝每次取样分配比特数＋规格化的计数＋每频带规格化计数分配信息比特。

7.根据权利要求2的方法，其中所述的虚拟分频带数包括预定值为27。

8.根据权利要求6的方法，其中所述的规格化计数是响应于每个频带的规格化计数分配信息从6比特分配到18比特。