CN1471318A - 支持不同帧尺寸的整数编码方法和实现该方法的编解码器 - Google Patents

Abstract

提供一种支持不同帧尺寸的整数编码方法和实现该方法的编解码器(CODEC)。该方法包括：从多个具有不同样本数的帧中检测最大样本值；基于最大帧的最大样本值、使所检测的最大样本值正规化；从正规化的样本值中检测最大样本值；和基于所检测的最大样本值、根据每个帧的尺寸确定倍数，用该倍数乘以每个帧的样本值，以产生整数代码。

Description

支持不同帧尺寸的整数编码方法和实现该方法的编解码器

本申请要求在韩国知识产权局2002年6月5日提出的韩国专利申请第2002-31606号的优先权，本文以参考的形式全部包括了该申请。

技术领域

本发明涉及数字信号处理(DSP)领域，具体来说，涉及的是一种支持不同帧尺寸的整数编码方法和实现该方法的编解码器(CODEC)。

背景技术

现在，产品中使用数字信号处理(DSP)的编解码器(CODEC)用于提供多媒体内容，以执行数字信号的算术操作。

在DSP算法中非常频繁地使用浮点运算。另外，当DSP算法用于提高速度或应用到平台中时，浮点运算被转换成整数运算。这里，整数编码意味着有关CODEC的浮点运算被转换成定点运算。

以包括视频和音频的大部分多媒体形式使用的DSP CODEC，通过采用离散余弦变换(DCT)或离散傅立叶变换(DFT)，使用频率域的特性。这里，DCT和DFT对于高速运算使用快速傅立叶变换(FFT)。在FFT的算法中，使用乘法运算。因此，在整数编码运算期间，FFT的结果对输入参数非常敏感。

图1是表示传统的采用离散傅立叶逆变换(IDFT)的整数编码方法的流程图。

在步骤110中，将以帧为单位的、以可变长度代码(VLC)形式输入的样本被逆量化，以产生具有实数值的样本。随后，在步骤120中，根据最大样本值和有效位、用2ⁿ乘以逆量化的样本。这里，最大样本值是在所有样本值当中具有最大绝对值的样本值。如图2所示，通过合并符号位区域S、整数位区域220、小数位区域230获得有效位区域210。并且，通过从有效位区域210中减去最大值位，确定n。

随后，在步骤130中，对乘以2ⁿ的样本执行IDFT运算。

如图1所示的传统整数编码方法中，当对其执行IDFT运算的帧具有不同数量的样本时，根据最大样本值和最大帧的有效位确定由样本乘以的倍数。另外，该倍数固定施加给比最大帧具有较少样本的帧。因此，在传统的整数编码方法中，当执行具有相对少的样本的帧的整数运算时，小数位区域230是固定的。因此，不能利用整数位区域220的其余部分，降低了整数编码操作的准确度。

发明内容

本发明提供一种用于对整数进行编码的方法，在该方法中，根据帧中的样本数，将要进行离散傅立叶逆变换(IDFT)的样本乘以不同的倍数，以便提高整数编码的准确度。

本发明也提供一种采用整数编码方法的编解码器(CODEC)。

根据本发明的一个实施例，提供一种用于对视频和/或音频信号进行编码/解码的数字信号处理(DSP)编解码器(CODEC)的整数编码方法。该方法包括：从多个具有不同样本数的帧中检测最大样本值；基于最大帧的最大样本值、使所检测的最大样本值正规化；从正规化的样本值中检测最大样本值，并基于所检测的最大样本值、根据每个帧的尺寸、确定倍数；用该倍数乘以每个帧的样本值，以产生整数码。

根据本发明的另一个实施例，提供一种用于对以帧为单位的视频和/音频数据进行编码/解码的编解码器(CODEC)。CODEC包括：逆量化单元，对以可变长度码(VLC)形式的样本进行逆量化，并产生具有实数值的样本；整数编码单元，基于最大样本值和以帧为单位的由逆量化单元逆量化后的样本的有效位、根据帧的尺寸确定倍数，并用该倍数乘以以帧为单位的逆量化后的样本，以执行样本的整数运算；和整数逆变换单元，对由整数编码单元进行乘法变成整数的样本执行傅立叶逆变换运算。

附图说明

通过参考附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是表示传统的整数编码方法的流程图；

图2是浮点表示方法的概念图；

图3是采用根据本发明的整数编码方法的信号解码器的一个实施例的方框图；和

图4是表示根据本发明的整数编码方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施例。

图3是采用根据本发明的整数编码方法的信号解码器的一个实施例的方框图。参考图3，发送终端压缩视频或音频信号，并按帧为单位以可变长度码(VLC)形式发送视频或音频信号。帧包括首标和数据，在首标中记录帧中的有关样本数的信息。

逆量化单元310将来自发送终端传送的VLC逆量化，以产生具有实数值的样本。

整数编码单元320包括倍数确定单元322和整数产生单元324。即，倍数确定单元322使用通过逆量化单元310逆量化后的、以帧为单位的样本，获得有效位、最大样本值和帧的尺寸，并基于有效位、最大样本值和帧的尺寸，确定倍数。整数产生单元324将由倍数确定单元322所确定的倍数乘以具有实数值的逆量化后的样本，以产生整数。

整数拟变换单元330应用作为一个实施例的离散傅立叶逆变换(IDFT)或快速傅立叶逆变换(IFFT)，并使用由整数编码单元320所产生的整数，执行傅立叶逆变换运算。

图4是表示根据本发明的整数编码方法的一个实施例的流程图。

在步骤410中，逆量化以VLC形式输入的、以帧为单位的样本，因此产生具有实数值的样本。

之后，在步骤420中，如果以帧为单位的输入的样本值是2^m到2ⁿ(m＜n)，查询在每帧的首标中所记录的每帧的最大样本值。这里，输入的最大样本值与帧的尺寸有密切的关系。即，如果帧的尺寸是2048，最大样本值是m，当帧的尺寸是1024时，最大样本值是m/2，当帧的尺寸是512时，最大样本值是m/4，当帧的尺寸是256时，最大样本值是m/8。例如，如果顺序输入“具有样本数512的帧”、“具有样本数1024的帧”、“具有样本数256的帧”、“具有样本数1024的帧”、“具有样本数256的帧”、“具有样本数1024的帧”，可以提取出每帧的最大样本值是“400”、“790”、“201”、“810”、“198”、和“805”。

之后，在步骤422中，基于每帧的最大样本值中的最大帧的最大样本值，执行正规化运算。例如，在输入帧中“具有样本数1024的帧”的情况下，810*1＝810，在“具有样本数512的帧”的情况下，400*2＝800，在“具有样本数256的帧”的情况下，201*2²＝804。

之后，在步骤430中，从正规化后的值中检测最大样本值。

如果正规化后的最大值是Max_i，可以通过等式1获得整个帧中的最大样本值。Max_total＝Max{max_m*2^(n-m)，max_m+1*2^(n-m-1)，max_m+2*2^(n-m-2)，...，max_n*2^(n-n)}(1)

例如，在正规化的值810、800和804中Max_total是810。之后，在步骤440中，根据最大样本值和所获得的整个帧的有效位及每个帧中的样本数，确定不同的倍数。如果由平台提供的有效位数是Bit_platform，Max_total的标志部分和整数部分的位数都是Bit_max，当样本数是2ⁱ时，可以用等式2获得帧每个样本最后所乘以的倍数。这里，通过合并符号位、整数位和小数位来获得有效位。 $Q_i=2^{{\mathrm{Bit}}_{\mathrm{platform}}-\mathrm{Bi}{t}_{\max }+(n-i)}---\left(2\right)$

这里，2ⁿ是最大帧中的样本数，2ⁱ是当前要被计算的帧中的样本数。因此，Bit_platform-Bit_max+(n-i)成为小数区域。

例如，通过等式2获得“具有样本数1024的帧”的倍数、“具有样本数512的帧”的倍数、“具有样本数256的帧”的倍数。

之后，在步骤450中，如上所述，用通过每个帧尺寸的学习步骤所获得的倍数乘以逆量化后的样本。

例如，如果帧具有样本数2048，用2⁵乘以样本，如果帧具有样本数1024，用26乘以样本，如果帧具有样本数512，用2⁷乘以样本，如果帧具有样本数256，用2⁸乘以样本。因此，小数位根据输入帧中的样本数而变化，因而，提高了整数运算的准确度。

最后，在步骤460中，对其中用Q_i乘以帧中的样本的值进行傅立叶逆变换运算。

如上所述，根据本发明，根据CODEC中帧的尺寸应用了不同的倍数，以便改变小数位区域，提高了整数编码的准确度。

本发明能够用于控制视频流的缓冲中。本发明并不限于上述描述的实施例，显然，本领域的技术人员在不超出本发明的实质和范围内能够在形式和细节上做出各种不同的改变。

Claims (6)

1.一种用于对视频和/或音频信号进行编码/解码的数字信号处理(DSP)编解码器的整数编码方法，该方法包括：

从多个具有不同样本数的帧中检测最大样本值；

基于最大帧的最大样本值、使所检测的最大样本值正规化；

从正规化的样本值中检测最大样本值；和

基于所检测的最大样本值、根据每个帧的尺寸确定倍数，用该倍数乘以每个帧的样本值，以产生整数代码。

2.根据权利要求1所述的方法，其中用 $Q_i=2^{{\mathrm{Bit}}_{\mathrm{platform}}-\mathrm{Bi}{t}_{\max }+(n-i)}$ 确定倍数，其中，2ⁿ是最大帧中的样本数，2ⁱ是相应帧中的样本数，Bit_platform是有效位数(其中，通过合并符号位、整数位、小数位获得有效位)，Bit_max是整个帧中最大样本值的标志部分和整数部分的位数。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：根据每帧中的样本数、对乘以了不同倍数的样本值执行傅立叶逆变换运算，并将样本值转换成整数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中当按照整数代码产生逆量化的样本值时，应用所确定的倍数。

5.一种用于对以帧为单位的视频和/音频数据进行编码/解码的编解码器(CODEC)，该CODEC包括：

逆量化单元，对以可变长度码(VLC)形式的样本进行逆量化，并产生具有实数值的样本；

整数编码单元，基于最大样本值和以帧为单位的由逆量化单元逆量化后的样本的有效位、根据帧的尺寸确定倍数，并用该倍数乘以以帧为单位的逆量化后的样本，以执行样本的整数运算；和

整数逆变换单元，对由整数编码单元进行乘法变成整数的样本执行傅立叶逆变换运算。

6.根据权利要求5所述的CODEC，其中整数编码单元包括：

倍数确定单元，使用以帧为单位的由逆量化单元逆量化后的样本，获得帧的有效位、最大样本值和尺寸，并基于帧的有效位、最大样本值和尺寸确定倍数；和

整数产生单元，通过将由逆量化单元逆量化后的样本乘以由倍数确定单元确定的倍数，产生整数代码。

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