矢量量化的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例涉及编码，特别是涉及语音和音频编码。
【背景技术】
[0002] 针对语音和音频编码的低复杂度算法构成了例如针对基于移动终端的通信的非 常相关的资产。
[0003] 由于低存储和低复杂度，因此尽管保持编码效率，但是在若干现有技术的语音和 音频编解码器中可W优选结构化码书，如例如在第H代合作伙伴计划（3GP巧内将被标准 化的增强语音服务巧V巧编解码器。
[0004] 在该些语音和音频编解码器内使用的码书可W例如基于格形（lattice)结构，女口 在由 A. Vasilache, B. Dumitrescu 和 I.T油US,在 Si即al Processing, 2002,卷.82,页码 563-586, Elsevier 的参考文献"Multiple-scale leader-lattice VQ with application to LSF quantization"中描述的，通过引用将该参考文献整体并入本申请。
[0005] 能够将格形码书定义为领袖集（leader classes)的并集，领袖集的并集中的每个 领袖集W领袖矢量为特点。领袖矢量是n维矢量（其中n表示整数），它的（例如正）成分 被（例如，降序地）排序。对应于领袖矢量的领袖集于是由该领袖矢量和通过该领袖矢量 的所有有符号排列获得的所有矢量组成。还能够的是，一个、一些或所有领袖集分别与一个 或多个伸缩（scale)相关联，W及于是将格形码书形成为伸缩的和/或未伸缩的领袖集的 并集。
[0006] 通过在码书中找到最邻近的码矢量，即相对于输入矢量而言具有最小距离的码矢 量，例如可W对该输入矢量进行编码（例如在量化中）。该个码矢量的标识符（例如，被分 配给该个码矢量的索引）于是可W用作该输入矢量的编码表示。
[0007] 例如，语音或音频编码可W应用于不同的编码模式。作为一个示例，量化可W应用 于信号的语音的、非语音的、一般的、过渡或舒适噪声生成（CNG)部分。一般地，CNG部分使 用较少的部分，W及因此，较少的比特用于量化。然而，针对较低的比特率，基于格形的码书 不是非常高效。
【发明内容】
[0008] 尽管结构化码书的使用已经降低了针对编码输入矢量所要求的存储器的数量和 计算复杂度，但是存储器需求和/或计算复杂度和/或增强的量化质量的进一步降低是期 望的，例如相对于不同的编码模式，特别是针对包括语音的、非语音的、一般的、过渡或CNG 部分的音频信号。
[0009] 根据本发明的第一方面的第一示例实施例，公开了一种方法，所述方法包括；确定 输入矢量的第一量化表示，W及基于取决于所述第一量化表示的码书来确定所述输入矢量 的第二量化表示。
[0010] 根据本发明的第一方面的第二示例实施例，公开了一种装置，所述装置被配置为 执行根据本发明的第一方面的所述方法，或所述装置包括：用于确定输入矢量的第一量化 表示的构件，W及用于基于取决于所述第一量化表示的码书来确定所述输入矢量的第二量 化表示的构件。
[0011] 根据本发明的第一方面的第H示例实施例，公开了一种装置，所述装置包括至少 一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机 程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少执行根据本发明的第一方 面的所述方法。被包含在所述存储器中的所述计算机程序代码可W例如至少部分地表示用 于所述处理器的软件和/或固件。所述存储器的非限制性示例是由所述处理器能够访问的 随机存取存储器（RAM)或只读存储器（ROM)。
[0012] 根据本发明的第一方面的第四示例实施例，公开了一种计算机程序，所述计算机 程序包括程序代码，当在处理器上运行所述程序代码时，所述程序代码用于执行根据本发 明的第一方面的所述方法。例如，可W经由诸如例如互联网的网络来分发所述计算机程序。 所述计算机程序可W例如被存储或编码在计算机可读介质中。所述计算机程序可W例如至 少部分地表示所述处理器的软件和/或固件。
[0013] 根据本发明的第一方面的第五示例实施例，公开了一种计算机可读介质，所述计 算机可读介质具有存储在其上的根据本发明的第一方面的计算机程序。所述计算机可读介 质可W例如被具体化为电、磁、电磁、光或其它存储介质，W及可W是可移动介质或被固定 地安装在装置或设备中的介质。此类计算机可读介质的非限制性示例是RAM或ROM。所述 计算机可读介质可W例如是有形介质，例如有形的存储介质。计算机可读介质被理解为能 够由计算机（诸如例如处理器）读取。
[0014] 在W下，将简要概述与本发明的所有该些上述方面相关的特征和实施例。
[0015] 作为非限制性示例，输入矢量可W表示包括输入信号的线谱频率（LSF)的矢量， 其中该个输入信号可W表W至少一部分音频信号，诸如一部分语音信号或一部分非语音信 号，其中该个音频信号可W包括语音的和/或非语音的和/或一般的和/或过渡和/或CNG 部分。例如，将被量化的输入信号可W表示将被编码的音频信号的残差数据。
[0016] 作为示例，可W借助于基于多个码矢量来执行第一量化阶段，来确定第一量化表 示。第一量化阶段的该多个码矢量可W表示第一阶段码书。
[0017] 例如，第一量化表示可W表示从多个码矢量选择的用于量化输入矢量的码矢量。 作为另一个示例，第一量化表示可W表示所选择的码矢量的标识符，其中该个标识符可W 表示码矢量索引。因此，例如，如果第一量化表示可W包括n个比特，则第一阶段码书可W 包括最大2"个码矢量。
[0018] 于是，基于取决于第一量化表示的码书来确定输入矢量的第二量化表示。
[0019] 例如，可W假设，借助于第二量化阶段来执行该个第二量化表示。该个第二量化阶 段可W基于多个码书来执行量化，其中该多个码书中的每个码书包括至少一个码矢量。
[0020] 在第二阶段中用于输入矢量的量化的码书取决于第一量化表示。因此，作为示例， 可W基于输入矢量的第一量化表示从第二阶段的多个码书来选择在第二阶段中使用的码 书。
[0021] 例如，在第一阶段的多个码矢量中的码矢量与第二阶段的多个码书中的码书之间 可W存在定义的映射。因此，可W针对第一阶段的多个码矢量中的每个码矢量和第二阶段 的多个码书中的各自码书来定义此类映射。因此，基于输入矢量的第一量化表示，其中该第 一量化表示可W表示在第一阶段中选择的码矢量或可W表示在第一阶段中选择的码矢量 的指示符，可W从第二阶段的多个码书选择针对在第二阶段中执行量化的码书。
[0022] 例如，第二阶段的码书可W表示格形码书。
[0023] 作为示例，输入矢量的第一量化表示可W表示码矢量索引，该码矢量索引指示在 第一阶段中选择的码矢量。于是，例如，选择多个码书中的码书，该码书与第一量化表示的 码矢量索引相关联。例如，第一阶段的每个码矢量索引可W与第二阶段的多个码书中的对 应码书相关联。
[0024] 于是，基于所选择的码书，可W例如基于失真度量来确定所选择的码书的码矢量。 例如，可W确定所选择的码书的码矢量，该码矢量用于量化输入矢量，该码矢量具有相对于 输入矢量的最低失真，其中基于失真度量来确定该失真。作为示例，失真度量可W表示码矢 量和输入矢量之间的距离。例如，可W使用海明距离或欧式距离或任何其它距离。
[0025] 可W基于所应用的失真度量来确定多个码矢量中的码矢量，其中该确定可W例如 包括计算针对多个码矢量中的至少一个码矢量的失真，其中选择该至少一个码矢量中的码 矢量W用于量化，依照所确定的失真度量，该码矢量具有最低的失真。例如，所述至少一个 码矢量可W表示所选择的码书的多个码矢量中的所有码矢量，或所选择的码书的多个码矢 量中的码矢量的子集。
[0026] 根据本发明的第一方面的示例实施例，所述确定输入矢量的第二量化表示包括基 于第一量化表示来选择多个码书中的码书。
[0027] 该可W示出如下优点：可W针对第二阶段定义特定码书，其中每个特定码书适应 于在第一阶段中执行的量化。因此，第二阶段的多个码书中的至少一个码书可W表示针对 与该个码书相关联的将被编码的特定残差数据所调节的特定码书，该特定码书可W改进编 码效率。
[0028] 根据本发明的第一方面的示例实施例，在确定所述输入矢量的所述第二量化表示 之前，基于所述第一量化表示对所述输入矢量进行正规化。
[0029] 例如，所述正规化可W包括；使所述输入矢量的矢量成分与正规化系数相乘，W便 获得所述输入矢量的正规化表示，其中所述正规化系数取决于所述输入矢量的所述第一量 化表示。
[0030] 基于所述第一量化表示来执行所述正规化。例如，可W存在定义的多个正规化系 数集合，每个正规化系数集合包括：将用于正规化所述输入矢量的至少一个正规化系数，其 中基于所述输入矢量的第一量化表示，从所述多个正规化系数集合来选择一个正规化系数 集合。
[0031] 例如，在所述第一阶段的多个码矢量中的码矢量与多个正规化系数集合中的正规 化系数集合之间，可W存在定义的映射。因此，可W针对所述第一阶段的所述多个码矢量中 的每个码矢量和所述多个正规化系数中的各自正规化系数集合，定义此类映射。因此，基于 所述输入矢量的所述第一量化表示，其中该个第一量化表示可W表示在第一阶段中选择的 码矢量或可W表示在第一阶段中选择的码矢量的指示符，可W从所述多个正规化系数集合 来选择用于执行对所述输入矢量进行正规化的正规化系数集合。
[0032] 作为示例，如果所述输入矢量包括n个矢量系数，则正规化系数集合可W包括n个 正规化系数。于是，可w通过使所述输入矢量的多个矢量成分中的矢量成分与所选择的正 规化系数集