划分的增益形状向量编码的制作方法
【技术领域】
[0001] 本文公开的本发明大体上设及增益形状向量编码和解码，具体地，设及划分的增 益形状向量量化。
【背景技术】
[0002] 针对例如音频和/或视频的编码方法通常包括对信号分段的某种类型的量化。已 知无约束向量量化(VQ)对于具有特定长度的分组样本(即，向量)是有用的量化方法。但是， 存储器和捜索复杂度限制导致了结构化向量量化器的发展。不同的结构在捜索复杂度和存 储器要求方面具有不同的折中。一种针对结构化向量量化的传统方法是增益形状向量量 化，其中使用形状向量r和增益G来表示目标向量X:
[0004] 增益形状向量量化的构思是对增益和形状分量对Ir, G}进行量化，而不是直接对 目标向量进行量化。然后，使用形状量化器(针对归一化的(norma 1 i Z ed)形状输入对其进行 调谐）和增益量化器(其处理信号的动态性)来对增益和形状分量进行编码。由于划分成动 态性和形状(还表示为精细结构)非常符合感知听觉模型，所W该结构常用于音频编码。
[0005] 此外，许多音频编解码器（比如IETF化USW及口U-T G.719)使用增益形状向量量 化来对目标音频信号的频谱系数进行编码。运两种编解码器都使用固定的频带结构来将频 谱分成多个分段，并且频带结构不存在对目标向量的任何改变的自适应。
[0006] 增益形状量化的一个问题是找到合适的向量长度。较长的向量引起向量内的较大 变化，从而形状量化器需要处理信号的动态性。较短的向量降低向量内的动态性，但可能会 受到W下事实的影响:形状VQ的较低维度利用样本修正的能力较差。此外，增益编码的开销 会随着分割数量的增加而增加，运使得留给形状编码的比特更少。
【发明内容】
[0007] 期望实现高效的增益形状向量编码和解码。
[000引根据第一方面，提供了一种用于支持划分的增益形状向量编码的方法。将由媒体 编码器执行所述方法，其中，对每个向量分段的编码受到与允许用于对向量分段进行编码 的最大比特数量Bmax相关的限制。所述方法包括：确定针对目标向量X的分段的初始数量 ^_init; W及基于向量比特预算和化_init，进一步确定平均每分段比特数量BaVG。所述方法还 包括:基于Np_init个分段的能量W及Bmax和Bavc之差，确定将在增益形状向量编码中针对向量 X使用的分段的最终数量。
[0009]根据第二方面，提供了一种用于支持划分的增益形状向量解码的方法。将由媒体 解码器执行所述方法，其中，增益形状向量X的每个向量分段的表示受到与允许用于对向量 分段进行编码的最大比特数量Bmax相关的限制。所述方法包括:针对将被重构的向量Xq,确 定分段的初始数量。所述方法还包括:从媒体编码器接收对是否针对向量Xq应用了增加数 量的分段的指示。所述方法还包括:基于所接收的指示，确定用于向量Xq的解码的分段的最 终数量。
[0010] 根据第=方面，提供了一种媒体编码器，该媒体编码器能够操作W执行划分的增 益形状向量编码，其中，对每个向量分段的编码受到与允许用于对向量分段进行编码的最 大比特数量Bmax相关的限制。所述媒体编码器被配置为:确定针对目标向量X的分段的初始 数量化_init; W及基于向量比特预算和化_init，确定针对向量X的平均每分段比特数量BaVG。 所述媒体编码器还被配置为:基于化_init个分段的能量W及Bmax和Bavg之差，确定将在增益形 状向量编码中使用的分段的最终数量。
[0011] 根据第四方面，提供了一种媒体解码器，该媒体解码器能够操作W执行增益形状 向量解码，其中，增益形状向量X的每个向量分段的表示受到与允许用于对向量分段进行编 码的最大比特数量Bmax相关的限制。所述媒体解码器被配置为:针对将被重构的向量Xq，确 定分段的初始数量化W及进一步从媒体编码器接收对是否针对向量Xq应用了增加数 量的分段的指示。所述媒体解码器还被配置为:基于所接收的指示，确定用于向量Xq的解码 的分段的最终数量。
[0012] 根据第五方面，提供了一种无线设备，该无线设备包括根据第=方面的媒体编码 器。
[0013] 根据第六方面，提供了一种无线设备，该无线设备包括根据第四方面的媒体解码 器。
[0014] 根据第屯方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，所述指令当在至 少一个处理器上执行时使所述至少一个处理器执行根据第一和/或第二方面的方法。
[0015] 根据第八方面，提供了一种载体，该载体包含第屯方面的计算机程序。
【附图说明】
[0016] 根据W下对附图中示出的实施例更具体的描述，本文公开的技术的W上和其他目 的、特征和优点将显而易见。附图不必按比例绘制，相反重点在于说明本文公开的技术的原 理。
[0017] 图1-2是示出了根据示例实施例由编码器执行的方法的流程图。
[0018] 图3a示出了针对多个向量分段的Eavg和每分段平均能量。
[0019] 图3b示出了针对多个向量分段的Bmax和Bavg。
[0020]图4是示出了根据示例实施例由编码器执行的方法的流程图。
[0021 ]图5-6是示出了根据示例实施例由解码器执行的方法的流程图。
[0022] 图7是示出了形状方差随划分数量的总体下降。
[0023] 图8示出了目标向量(上图）和针对3个划分（中图）和4个划分(下图）的相应能量的 示例。注意的是，具有4个划分的模型更接近地符合目标向量中的能量动态性。
[0024] 图9是示出了在针对增益形状量化对目标向量进行划分中的折中的图。较低数量 的划分不能足够好地归一化形状向量。较高数量的划分需要较大的比特开销来发送增益， 结果为形状编码留下数量不足的比特。
[0025] 图10示出了目标向量和针对2路和3路划分的相应分段能量的示例。
[0026] 图11是示出了分段能量的方差随着图10中的目标向量被划分成的分段的数量的 变化的图。
[0027] 图12a-14示出了根据示例实施例的编码器和/或解码器的不同实现。
【具体实施方式】
[0028] 本文描述的实施例的构思用于在给定特定尺寸的目标向量的情况下分析形状和 确定分成子向量的合适分辨率(resolution)。在音频编解码器的情况下，运可W减少量化 误差并增加感知质量。此外，本文描述的一些实施例的目的在于，找到切片（section)的优 化数量，即目标向量的划分的数量。
[0029] 本文的实施例设及一种用于支持划分的增益形状向量编码的方法。在对每个向量 分段的编码受到与最大比特数量Bmax相关的限制的情况下，旨在由媒体编码器执行所述方 法。也就是说，在允许用于对向量分段进行编码的最大比特数是Bmax的情况中。运一限制可 能是由于媒体编码器的例如处理能力和/或存储容量导致的。下文将参考图1描述根据示例 实施例的方法。图1中所示的方法包括:针对目标向量X，确定（101)针对目标向量X的分段的 初始数量Np_init。可W基于例如Bmax和比特预算（即分配用于对整个向量X进行编码的比特数 量)确定数量化_init。所述方法还包括:基于向量比特预算和化_init，确定（102)每分段的平 均比特数Bavg。注意到，在运一阶段，无需实际对向量X进行划分，即使已经确定了分段的初 始数量和可用于初始向量分段的平均比特数量也是如此。所述方法还包括:基于化_init个分 段的能量W及Bmax和Bavc之差，确定将在增益形状向量编码中使用的分段的最终数量化。通 过基于运些参数确定分段的最终数量，能够在目标向量上高效地分配比特预算的比特，运 将在下文中进一步详细描述。对分段数量的确定可W备选地被表达为确定划分数量，运是 因为分段的数量和划分的数量是紧密相关的。备选地，术语"划分"可W用来表示分段。
[0030] 然后，可W向媒体解码器指示所确定的分段的最终数量化，W便使得媒体解码器 能够充分地对经编码的增益形状向量进行解码。应该注意的是，不必指示分段的实际数量， 而是指示与所确定的分段的初始数量相比的改变。关于对化_init的确定，可W将分段的运一 初始数量提供给编码器和解码器。在运种情况中，术语"确定"将是指例如为了使用确立 化_1。：11；,或类似。
[0031] 在如图2所示的一个实施例中，对分段的最终数量的确定包括：当化_init个分段的 能量与Bmax和Bav込差之间的关系满足标准时，增加（204)分段(和划分）的数量。运里，"增 加 "分段的数量的意思是相比于分段的初始数量化_init而增加。例如，可W增加一个划分(和 分段），导致分段的最终数量化=然后，可W通过合适的方式向媒体解码器指示 (205)分段数量的增加。有利地，使用尽可能少的比特来向解码器指示分段的最终数量。当 增加预定数量的分段(或划分）（例如一个）时，可W使用单个比特向媒体解码器指示分段 (或划分)的最终增加后的数量，该单个比特通常被称为标志(flag)。例如，当应用了增加后 的数量的分段时，所述比特可W被设置为"r或"真(true)"，当将使用初始数量的分段时， 所述比特可W被设置为"0"或"伪(false)"。也就是说，对分段的最终数量的确定还可W包 括：当个分段的能量与Bmax和Bavg之差之间的关系不满足所述标准时或当没有满足相 应的标准时，确定（206 )应该使用分段的初始数量化_init，即化=^_init。运在图2中被示为 动作206。
[0032] 对分段的最终数量化的确定可W包括：当目标向量分段能量与针对目标向量X的 平均每分段能量值Eavg的最大偏差大于基于Bmax和Bavg之差的阔值时，针对目标向量X，相比 于初始数量增加