使用带宽扩展技术对音频信号编码和解码的方法和设备的制作方法

专利名称：使用带宽扩展技术对音频信号编码和解码的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对音频信号编码和解码的方法和设备，更具体地讲， 涉及一种使用带宽扩展技术对音频信号编码和解码的方法和设备。
背景技术：
当对音频信号编码或解码时，需要通过使用有限的比特率使得音频信号 的质量最佳化。在低比特率时可用的比特量较小，因而必须通过减小音频信 号的频率带宽对音频信号编码或解码。因此，音频信号的质量可能劣化。通常，对于人们识别音频信号来说，低频分量比高频分量更重要。因此， 需要一种通过增加分配给用于对低频分量编码的比特量并减小分配给用于对 高频分量编码的比特量来改善音频信号的质量的方法。发明内容本发明提供了一种对音频信号编码的方法和设备，其中，以有限的比特 率高效地对高频分量编码，从而改善了音频信号的质量。本发明还提供了 一种以有限的比特率从编码的比特流高效地对高频分量 解码的方法和设备。才艮据本发明的一方面，提供了一种对音频信号编码的方法，所述方法包括以下步骤(a)将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；(b)将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域；(c)对转换的低频带信 号执行量化和基于上下文的位平面编码；(d)通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的特性的带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息编码；(e)将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输 出。才艮据本发明的另一方面，提供了 一种其上记录有用于执行对音频信号编 码的方法的计算机程序的计算机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；(b)将低频带信号和高频带信
号中的每一个从时域转换到频域；(c)对转换的低频带信号执行量化和基于 上下文的位平面编码；(d)通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的特性的带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息编码；(e)将编码的 位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。根据本发明的另一方面，提供了一种对音频信号编码的方法，所述方法 包括以下步骤(a)将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；(b)通过 对低频带信号执行修正的离散余弦变换(MDCT),将低频带信号从时域转换 到频域；(c)对执行了 MDCT的低频带信号执行量化和基于上下文的位平面 编码；(d)将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域或时/频 域；(e)通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的特性的 带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息编码；(f)将编码的位平面和编码的带 宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。根据本发明的另一方面，提供了一种其上记录有用于执行对音频信号编 码的方法的计算枳4呈序的计算机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；(b)通过对低频带信号执行修 正的离散余弦变换(MDCT),将低频带信号从时域转换到频域；(c)对执行 了 MDCT的低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码；(d)将低频带 信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域或时/频域；(e)通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的特性的带宽扩展信息并对所 述带宽扩展信息编码；(f)将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入 信号的编码结果输出。根据本发明的另一方面，提供了一种对音频信号编码的方法，所述方法 包括以下步骤(a)将输入信号从时域转换到频域；(b)将转换的输入信号 分离为低频带信号和高频带信号；(c)对低频带信号执行量化和基于上下文 的位平面编码；(d)通过使用低频带信号产生表示高频带信号的特性的带宽 扩展信息并对所述带宽扩展信息编码；(e)将编码的位平面和编码的带宽扩 展信息作为输入信号的编码结果输出。根据本发明的另一方面，提供了一种其上记录有用于执行对音频信号编 码的方法的计算机程序的计算机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 将输入信号从时域转换到频域；(b)将转换的输入信号分离为低频带信号和 高频带信号；(c)对低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码；(d)
通过使用低频带信号产生表示高频带信号的特性的带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息编码；(e)将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。根据本发明的另一方面，提供了一种对音频信号解码的方法，所述方法包括以下步骤(a)接收编码的音频信号；(b)通过对包括在编码的音频信 号中的编码的位平面执行基于上下文的解码和逆量化，产生低频带信号；(c) 对包括在编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使用解码的 带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；(d)通过对低频带信号和高频 带信号中的每一个执行逆修正的离散余弦变换(MDCT)，将低频带信号和高 频带信号中的每一个从频域转换到时域；(e)将转换的低频带信号和转换的 高频带信号组合。根据本发明的另 一方面，提供了 一种其上记录有用于执行对音频信号解 码的方法的计算机程序的计算机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 接收编码的音频信号；(b)通过对包括在编码的音频信号中的编码的位平面 执行基于上下文的解码和逆量化，产生低频带信号；(c)对包括在编码的音 频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使用解码的带宽扩展信息从低 频带信号产生高频带信号(MDCT); (d)通过对低频带信号和高频带信号中 的每一个执行逆修正的离散余弦变换，将低频带信号和高频带信号中的每一 个从频域转换到时域；(e)将转换的低频带信号和转换的高频带信号组合。根据本发明的另一方面，提供了一种对音频信号解码的方法，所述方法 包括以下步骤(a)接收编码的音频信号；(b)通过对包括在编码的音频信 号中的编码的位平面执行基于上下文的解码和逆量化，产生低频带信号；(c) 通过对低频带信号执行逆修正的离散余弦变换(MDCT),将低频带信号从频 域转换到时域；(d)将执行了逆MDCT的低频带信号从时域转换到频域或时 /频域；(e)对包括在编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过 使用解码的带宽扩展信息从转换到频域或时/频域的低频带信号产生高频带 信号；(f)将高频带信号逆转换到时域；(g)将转换的低频带信号和逆转换 的高频带信号组合。根据本发明的另 一方面，提供了 一种其上记录有用于执行对音频信号解 码的方法的计算机程序的计算机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 接收编码的音频信号；(b)通过对包括在编码的音频信号中的编码的位平面
执行基于上下文的解码和逆量化，产生低频带信号；(c)通过对低频带信号 执行逆修正的离散余弦变换(MDCT)，将低频带信号从频域转换到时域；(d) 将执行了逆MDCT的低频带信号从时域转换到频域或时/频域；(e )对包括在 编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过^f吏用解码的带宽扩展 信息从转换到频域或时/频域的低频带信号产生高频带信号；(f)将高频带信 号逆转换到时域；(g)将转换的低频带信号和逆转换的高频带信号组合。根据本发明的另一方面，提供了一种对音频信号解码的方法，所述方法 包括以下步骤(a)接收编码的音频信号；(b)通过对包括在编码的音频信 号中的编码的位平面执行基于上下文的解码和逆量化，产生低频带信号；(c) 对包括在编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使用解码的 带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；(d)将低频带信号和高频带信 号组合；(e)通过对组合的信号执行逆修正的离散余弦变换(MDCT)，将组 合的信号从频域转换到时域。冲艮据本发明的另 一方面，提供了 一种其上记录有用于执行对音频信号解 码的方法的计算机程序的计算机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 接收编码的音频信号；(b)通过对包括在编码的音频信号中的编码的位平面 执行基于上下文的解码和逆量化，产生低频带信号；(c)对包括在编码的音 频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使用解码的带宽扩展信息从低 频带信号产生高频带信号；(d)将低频带信号和高频带信号组合；(e)通过 对组合的信号执行逆修正的离散余弦变换(MDCT)，将组合的信号从频域转 换到时域。根据本发明的另一方面，提供了一种用于对音频信号编码的设备，所述 设备包括频带分离单元，将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；转 换单元，将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域；低频带 编码单元，对转换的低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码；频带 扩展编码单元，通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的 特性的带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息编码。根据本发明的另一方面，提供了一种用于对音频信号编码的设备，所述 设备包括频带分离单元，将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；修 正的离散余弦变换(MDCT)应用单元，通过对低频带信号执行MDCT,将 低频带信号从时域转换到频域；低频带编码单元，对执行了MDCT的低频带
信号执行量化和基于上下文的位平面编码；转换单元，将低频带信号和高频 带信号中的每一个从时域转换到频域或时/频域；带宽扩展编码单元，通过使 用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的特性的带宽扩展信息并 对所述带宽扩展信息编码。根据本发明的另一方面，提供了一种用于对音频信号编码的设备，所述 设备包括转换单元，将输入信号从时域转换到频域；频带分离单元，将转 换的输入信号分离为低频带信号和高频带信号；低频带编码单元，对低频带 信号执行量化和基于上下文的位平面编码；带宽扩展编码单元，通过使用低 频带信号产生表示高频带信号的特性的带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息 编码。根据本发明的另一方面，提供了一种用于对音频信号解码的设备，所述 设备包括低频带解码单元，通过对编码的位平面执行基于上下文的解码和 逆量化，产生低频带信号；带宽扩展解码单元，对编码的带宽扩展信息解码， 并通过使用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；逆修正的离 散余弦变换(MDCT)应用单元，通过对低频带信号和高频带信号中的每一 个执行逆MDCT,将低频带信号和高频带信号中的每一个从频域转换到时域； 频带组合单元，将转换的低频带信号和转换的高频带信号组合。根据本发明的另一方面，提供了一种用于对音频信号解码的设备，所述 设备包括低频带解码单元，通过对编码的位平面执行基于上下文的解码和 逆量化，产生低频带信号；逆修正的离散余弦变换(MDCT)应用单元，通 过对低频带信号执行逆MDCT，将低频带信号从频域转换到时域；转换单元， 将执行了逆MDCT的#^贞带信号从时域转换到频域或时/频域；带宽扩展解码 单元，对编码的带宽扩展信息解码，并通过使用解码的带宽扩展信息从转换 到频域或时/频域的低频带信号产生高频带信号；逆转换单元，将高频带信号 逆转换到时域；频带组合单元，将转换的低频带信号和逆转换的高频带信号 组合。根据本发明的另一方面，提供了一种用于对音频信号解码的设备，所述 设备包括低频带解码单元，通过对编码的位平面执行基于上下文的解码和 逆量化，产生低频带信号；带宽扩展解码单元，对编码的带宽扩展信息解码， 并通过使用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；频带组合单 元，将低频带信号和高频带信号组合；逆修正的离散余弦变换(MDCT)应
用单元，通过对组合的信号执行逆MDCT，将组合的信号从频域转换到时域。


通过下面参照附图对示例性实施例的详细描述，本发明的上述和其他特点和优点将变得更明显，其中图1是根据本发明实施例的对音频信号进行编码的设备的框图； 图2是根据本发明另一实施例的对音频信号进行编码的设备的框图； 图3是根据本发明另一实施例的对音频信号进行编码的设备的框图； 图4是根据本发明另一实施例的对音频信号进行编码的设备的框图； 图5是根据本发明另一实施例的对音频信号进行编码的设备的框图； 图6是4艮据本发明另一实施例的对音频信号进4亍编码的i殳备的框图； 图7是根据本发明实施例的对音频信号进行解码的设备的框图； 图8是4艮据本发明另一实施例的对音频信号进^f亍解码的i殳备的框图； 图9是根据本发明另 一实施例的对音频信号进行解码的设备的框图； 图10是根据本发明另 一实施例的对音频信号进行解码的设备的框图； 图11是根据本发明另一实施例的对音频信号进行解码的设备的框图； 图12是根据本发明另 一实施例的对音频信号进行解码的设备的框图； 图13是根据本发明实施例的对音频信号进行编码的方法的流程图； 图14是根据本发明另 一 实施例的对音频信号进行编码的方法的流程图； 图15是根据本发明另一实施例的对音频信号进行编码的方法的流程图； 图16是根据本发明实施例的对音频信号进行解码的方法的流程图； 图17是根据本发明另 一 实施例的对音频信号进行解码的方法的流程图； 图18是4艮据本发明另 一实施例的对音频信号进行解码的方法的流程图。
具体实施方式
由于提供结构或功能描迷以描述本发明的示例性实施例，所以本发明可 以以许多不同的形式实施，而不应被解释为限于这里所阐述的实施例。现在，将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性 实施例。这些示例性实施例应该被认为是仅出于描述性目的，而非限制性目 的，范围内的所有不同都将被解释为包含在本发明中。附图中的相同标号表 示相同的部件。
除非另外定义，否则描述中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术 语)都具有本领域普通技术人员通常理解的含义。常用字典中定义的术语应 该被解释为具有与相关技术背景中的术语的含义相同的含义，并且除非在描 述中定义，否则所述术语不能被理想化地或极端地解释为具有形式化含义。以下，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。附图中的相同标号 表示相同部件，因此将省略重复的描述。图1是根据本发明实施例的对音频信号进行编码的设备的框图。参照图1,该设备包括频带分离单元100、第一修正的离散余弦变换(MDCT)应用单元110、频率线性预测执行单元120、多分辨分解 (multi-resolution analysis )单元130、量化单元140、后量化直角坐标极坐标 立体声编码(post-quantization square polar stereo coding) ( PQ-SPSC )模块 150、基于上下文的位平面(context-dependent bitplane)编码单元160、第二 MDCT应用单元170、带宽扩展编码单元180和复用单元190。频带分离单元100将输入信号IN分离为低频带信号LB和高频带信号 HB。这里，输入信号IN可以是其中模拟语音或音频信号被调制为数字信号 的脉沖编码调制(PCM)信号，低频带信号LB可以是低于预定阈值的频率 信号，高频带信号HB可以是高于所述预定阈值的频率信号。第一MDCT应用单元110对由频带分离单元100分离出的低频带信号 LB执行MDCT，从而将低频带信号LB从时域转换到频域。频率线性预测执行单元120对被第一MDCT应用单元110转换到频域的 低频带信号LB执行频率线性预测。这里，频率线性预测将当前频率信号近 似为先前频率信号的线性组合。更详细地讲，频率线性预测^l行单元120计 算线性预测滤波器的系数以使预测误差(线性预测的信号和当前频率信号之 差)最小，并根据计算出的系数对被转换到频域的低频带信号LB执行线性 预测滤波。这里，频率线性预测执行单元120可通过对线性预测滤波器的系 数的相应值执行矢量量化(vector quantization)以便用矢量索引(vector index ) 表示相应值，来提高编码效率。更详细地，如果被第一 MDCT应用单元110转换到频域的低频带信号 LB是语音或基音(pitched)信号，则频率线性预测纟丸行单元120可对该语音 信号或基音信号执行频率线性预测。即，频率线性预测执行单元120可通过 根据接收的信号的特性执行频率线性预测来提高编码效率。
多分辨分解单元130接收被第一MDCT应用单元IIO转换到频域的低频 带信号LB或者从频率线性预测执行单元120输出的结果，并对瞬时变化的 接收到的信号的音频频谱(audio spectrum)系数执行多分辨分解。更详细地 讲，多分辨分解单元130可通过根据音频频语变化的强度将纟皮频率线性预测 执行单元120滤波的音频频谱划分为两种类型(如，稳定类型和短类型)，来 对该音频频谱执行多分辨分解。更详细地讲，如果被第一MDCT应用单元110转换到频域的低频带信号 LB或者从频率线性预测执行单元120输出的结果是瞬态信号，则多分辨分解 单元130可对该瞬态信号执行多分辨分解。即，多分辨分解单元130可通过 根据接收的信号的特性执行多分辨分解来提高编码效率。量化单元140对^^人频率线性预测执行单元120或多分辨分解单元130输 出的结果进行量化。PQ-SPSC模块150对从量化单元140输出的结果的频谱执行边极坐标 (side-polar coordination)立体声编码。基于上下文的位平面编码单元160对从PQ-SPSC模块150输出的结果执 行基于上下文的位平面编码。这里，基于上下文的位平面编码单元160可使 用Huffman编码方法来执行所述基于上下文的位平面编码。频率线性预测执行单元120、多分辨分解单元130、量化单元140、 PQ-SPSC模块150和基于上下文的位平面编码单元160对从第一MDCT应用 单元110输出的低频带信号LB进行编码，因此可被共同称为低频带编码单 元。第二MDCT应用单元170对被频带分离单元100分离出的高频带信号 HB执行MDCT，从而将高频带信号HB从时域转换到频域。带宽扩展编码单元180使用被第一MDCT应用单元110转换到频域的低 频带信号LB产生带宽扩展信息并对该信息进行编码，所述带宽扩展信息表 示被第二MDCT应用单元170转换到频域的高频带信号HB的特性。带宽扩 展信息可包括高频带信号HB的多种信息，如能量级和包络。更详细地讲， 带宽扩展编码单元180可基于低频带信号LB和高频带信号HB之间存在强相 关性的事实，使用低频带信号LB产生带宽扩展信息。复用单元190通过对频率线性预测执行单元120、 PQ-SPSC模块150、 基于上下文的位平面编码单元160和带宽扩展编码单元180的编码结果进行
复用来产生比特流，从而将该比特流作为输出信号OUT输出。图2是根据本发明另 一实施例的对音频信号进行编码的设备的框图。参照图2，该设备包括频带分离单元200、 MDCT应用单元210、频率线 性预测执行单元220、多分辨分解单元230、量化单元240、PQ-SPSC模块250、 基于上下文的位平面编码单元260、低频带转换单元270、高频带转换单元 275、带宽扩展编码单元280和复用单元290。频带分离单元200将输入信号IN分离为低频带信号LB和高频带信号 HB。这里，输入信号IN可以是其中模拟语音或音频信号被调制为数字信号 的PCM信号，低频带信号LB可以是低于预定阈值的频率信号，高频带信号 HB可以是高于所述预定阈值的频率信号。MDCT应用单元210对由频带分离单元200分离出的低频带信号LB执 行MDCT，从而将低频带信号LB从时域转换到频域。频率线性预测执行单元220对被MDCT应用单元210转换到频域的低频 带信号LB执行频率线性预测。这里，频率线性预测将当前频率信号近似为 先前频率信号的线性组合。更详细地讲，频率线性预测执行单元220计算线 性预测滤波器的系数以使预测误差(线性预测的信号和当前频率信号之差) 最小，并根据计算出的系数对被转换到频域的低频带信号LB执行线性预测 滤波。这里，频率线性预测执行单元220可通过对线性预测滤波器的系数的 相应值执行矢量量化以1更用矢量索引表示相应值，来提高编码效率。更详细地讲，如果被MDCT应用单元210转换到频域的低频带信号LB 是语音或基音信号，则频率线性预测执行单元220可对该语音信号或基音信 号执行频率线性预测。即，频率线性预测执行单元220可通过才艮据接收的信 号的特性执行频率线性预测来提高编码效率。多分辨分解单元230接收从频率线性预测执行单元220输出的结果，并 对瞬时变化的接收到的信号的音频频谱系数执行多分辨分解。更详细地讲， 多分辨分解单元230可通过根据音频频谱变化的强度将^f皮频率线性预测执行 单元220滤波的音频频谱划分为两种类型(如，稳定类型和短类型)，来对该 音频频谱执行多分辨分解。更详细地讲，如果被MDCT应用单元210转换到频域的低频带信号LB 或者从频率线性预测执行单元220输出的结果是瞬态信号，则多分辨分解单 元230可对该瞬态信号执行多分辨分解。即，多分辨分解单元230可通过根
据接收的信号的特性执行多分辨分解来提高编码效率。量化单元240对从频率线性预测执行单元220或多分辨分解单元230输 出的结果进行量化。PQ-SPSC模块250对从量化单元240输出的结果的频谱执行边极坐标立 体声编码。基于上下文的位平面编码单元260对从PQ-SPSC模块250输出的结果执 行基于上下文的位平面编码。这里，基于上下文的位平面编码单元260可使 用Huffman编码方法来执行所述基于上下文的位平面编码。频率线性预测执行单元220、多分辨分解单元230、量化单元240、 PQ-SPSC模块250和基于上下文的位平面编码单元260对从MDCT应用单元 210输出的低频带信号LB进行编码，因此可被共同称为低频带编码单元。低频带转换单元270使用除了 MDCT方法之外的转换方法，将由频带分 离单元200分离出的低频带信号LB从时域转换到频域或时/频域。例如，低 频带转换单元270可使用修正的离散正弦变换(MDST)方法、快速傅立叶 变换(FFT)方法或正交镜像滤波器(QMF)方法来将低频带信号LB从时域 转换到频域或时/频域。高频带转换单元275使用除了 MDCT方法之外的转换方法，将由频带分 离单元200分离出的高频带信号HB从时域转换到频域或时/频域。这里，高 频带转换单元275和低频带转换单元270使用相同的转换方法。例如，高频 带转换单元275可<吏用MDST方法、FFT方法或QMF方法。带宽扩展编码单元280使用被低频带转换单元270转换到频域的低频带 信号LB产生带宽扩展信息并对该信息进行编码，所述带宽扩展信息表示被 高频带转换单元275转换到频域的高频带信号HB的特性。带宽扩展信息可 包括高频带信号HB的多种信息，如高频带信号HB的能量级和包络。更详 细地讲，带宽扩展编码单元280可基于低频带信号LB和高频带信号HB之间 存在强相关性的事实，使用低频带信号LB产生带宽扩展信息。复用单元290通过对频率线性预测执行单元220、 PQ-SPSC模块250、 基于上下文的位平面编码单元260和带宽扩展编码单元280的编码结果进行 复用来产生比特流，从而将该比特流作为输出信号OUT输出。图3是根据本发明另一实施例的对音频信号进行编码的设备的框图。参照图3，该设备包括MDCT应用单元300、频带分离单元310、频率
线性预测执行单元320、多分辨分解单元330、量化单元340、 PQ-SPSC模块 350、基于上下文的位平面编码单元360、带宽扩展编码单元370和复用单元 380。MDCT应用单元300对输入信号IN执行MDCT，以将输入信号IN从时 域转换到频域。这里，输入信号可以是其中模拟语音或音频信号被调制为数 字信号的PCM信号。频带分离单元310将被MDCT应用单元300转换到频域的输入信号IN 分离为低频带信号LB和高频带信号HB。这里，低频带信号LB可以是低于 预定阈值的频率信号，高频带信号HB可以是高于所述预定阔值的频率信号。频率线性预测执行单元320对由频带分离单元310分离出的低频带信号 LB执行频率线性预测。这里，频率线性预测将当前频率信号近似为先前频率 信号的线性组合。更详细地讲，频率线性预测执行单元320计算线性预测滤 波器的系数以使预测误差(线性预测的信号和当前频率信号之差)最小，并 根据计算出的系数对被转换到频域的低频带信号LB执行线性预测滤波。这 里，频率线性预测执行单元320可通过对线性预测滤波器的系数的相应值执 行矢量量化以便用矢量索引表示相应值，来提高编码效率。更详细地讲，如果由频带分离单元310分离出的低频带信号LB是语音 或基音信号，则频率线性预测执行单元320可对该语音信号或基音信号执行 频率线性预测。即，频率线性预测执行单元320可通过根据接收的信号的特 性执行频率线性预测来提高编码效率。多分辨分解单元330接收从频率线性预测执行单元320输出的结果，并 对瞬时变化的接收到的信号的音频频谱系数执行多分辨分解。更详细地讲， 多分辨分解单元330可通过根据音频频谱变化的强度将^皮频率线性预测执行 单元320滤波的音频频谱划分为两种类型(如，稳定类型和短类型)，来对该 音频频谱^l行多分辨分解。更详细地讲，如果由频带分离单元310分离出的低频带信号LB或者从 频率线性预测执行单元320输出的结果是瞬态信号，则多分辨分解单元330 可对该瞬态信号执行多分辨分解。即，多分辨分解单元330可通过根据接收 的信号的特性执行多分辨分解来提高编码效率。量化单元340对从频率线性预测执行单元320或多分辨分解单元330输 出的结果进行量化。 PQ-SPSC模块350对从量化单元340输出的结果的频谱执行边极坐标立 体声编码。基于上下文的位平面编码单元360对从PQ-SPSC模块350输出的结果执 行基于上下文的位平面编码。这里，基于上下文的位平面编码单元360可使 用Huffman编码方法来执行所述基于上下文的位平面编码。频率线性预测执行单元320、多分辨分解单元330、量化单元340、 PQ-SPSC模块350和基于上下文的位平面编码单元360对从频带分离单元310 输出的低频带信号LB进行编码，因此可被共同称为低频带编码单元。带宽扩展编码单元370使用由频带分离单元310分离出的低频带信号LB 产生带宽扩展信息并对该信息进行编码，所述带宽扩展信息表示由频带分离 单元310分离出的高频带信号HB的特性。带宽扩展信息可包括高频带信号 HB的多种信息，如能量级和包络。更详细地讲，带宽扩展编码单元370可基 于低频带信号LB和高频带信号HB之间存在强相关性的事实，使用低频带信 号LB产生带宽扩展信息。复用单元380通过对频率线性预测执行单元320、 PQ-SPSC模块350、 基于上下文的位平面编码单元360和带宽扩展编码单元370的编码结果进行 复用来产生比特流，,人而将该比特流作为输出信号OUT输出。图4是根据本发明另 一实施例的对音频信号进行编码的设备的框图。参照图4,该设备包括频带分离单元400、第一 MDCT应用单元410、 频率线性预测执行单元420、多分辨分解单元430、量化单元440、基于上下 文的位平面编码单元450、第二MDCT应用单元460、带宽扩展编码单元470 和复用单元480。频带分离单元400将输入信号IN分离为低频带信号LB和高频带信号 HB。这里，输入信号IN可以是其中模拟语音或音频信号被调制为数字信号 的PCM信号，低频带信号LB可以是低于预定阈值的频率信号，高频带信号 HB可以是高于所述预定阈值的频率信号。第一 MDCT应用单元410对由频带分离单元400分离出的低频带信号 LB执行MDCT，从而将低频带信号LB从时域转换到频域。这里，时域表示 输入信号IN的幅度(如能量或声压)随时间的变化，而频域表示输入信号IN 的幅度随频率的变化。频率线性预测执行单元420对被第一 MDCT应用单元410转换到频域的
低频带信号LB执行频率线性预测。这里，频率线性预测将当前频率信号近似为先前频率信号的线性组合。更详细地讲，频率线性预测执行单元420计算线性预测滤波器的系数以使预测误差(线性预测的信号和当前频率信号之差)最小，并4艮据计算出的系数对被转换到频域的低频带信号LB执行线性 预测滤波。这里，频率线性预测执行单元420可通过对线性预测滤波器的系 数的相应值执行矢量量化以便用矢量索引表示相应值，来提高编码效率。更详细地讲，如果被第一 MDCT应用单元410转换到频域的低频带信号 LB是语音或基音信号，则频率线性预测执行单元420可对该语音信号或基音 信号执行频率线性预测。即，频率线性预测执行单元420可通过根据接收的 信号的特性执行频率线性预测来提高编码效率。对瞬时变化的接收到的信号的音频频谱系数执行多分辨分解。更详细地讲， 多分辨分解单元430可通过根据音频频谱变化的强度将被频率线性预测执行 单元420滤波的音频频谱划分为两种类型(如，稳定类型和短类型)，来对该 音频频谱执行多分辨分解。更详细地讲，如果被第一 MDCT应用单元410转换到频域的低频带信号 LB或者从频率线性预测执行单元420输出的结果是瞬态信号，则多分辨分解 单元430可对该瞬态信号执行多分辨分解。即，多分辨分解单元430可通过 根据接收的信号的特性执行多分辨分解来提高编码效率。量化单元440对从频率线性预测执行单元420或多分辨分解单元430输 出的结果进行量化。基于上下文的位平面编码单元450对从量化单元440输出的结果执行基 于上下文的位平面编码。这里，基于上下文的位平面编码单元450可使用 Huffman编码方法来执行所述基于上下文的位平面编码。频率线性预测执行单元420、多分辨分解单元430、量化单元440和基于 上下文的位平面编码单元450对从第一 MDCT应用单元410输出的低频带信 号LB进行编码，因此可被共同称为低频带编码单元。第二 MDCT应用单元460对被频带分离单元400分离出的高频带信号 HB执行MDCT,从而将高频带信号HB从时域转换到频域。带宽扩展编码单元470使用被第一 MDCT应用单元410转换到频域的低 频带信号LB产生带宽扩展信息并对该信息进行编码，所述带宽扩展信息表 示被第二 MDCT应用单元460转换到频域的高频带信号HB的特性。带宽扩 展信息可包括高频带信号HB的各种信息，如能量级和包络。更详细地讲， 带宽扩展编码单元470可基于低频带信号LB和高频带信号HB之间存在强相 关性的事实，使用低频带信号LB产生带宽扩展信息。复用单元480通过对频率线性预测执行单元420、基于上下文的位平面 编码单元450和带宽扩展编码单元470的编码结果进行复用来产生比特流， 从而将该比特流作为输出信号OUT输出。图5是根据本发明另 一实施例的对音频信号进行编码的设备的框图。参照图5，该设备包括频带分离单元500、 MDCT应用单元510、频率线 性预测执行单元520、多分辨分解单元530、量化单元540、基于上下文的位 平面编码单元550、低频带转换单元560、高频带转换单元570、带宽扩展编 码单元580和复用单元5卯。频带分离单元500将输入信号IN分离为低频带信号LB和高频带信号 HB。这里，输入信号IN可以是其中模拟语音或音频信号被调制为数字信号 的PCM信号，低频带信号LB可以是低于预定阈值的频率信号，高频带信号 HB可以是高于所述预定阈值的频率信号。MDCT应用单元510对由频带分离单元500分离出的低频带信号LB执 行MDCT,从而将低频带信号LB从时域转换到频域。频率线性预测执行单元520对被MDCT应用单元510转换到频域的低频 带信号LB执行频率线性预测。这里，频率线性预测将当前频率信号近似为 先前频率信号的线性组合。更详细地讲，频率线性预测执行单元520计算线 性预测滤波器的系数以使预测误差(线性预测的信号和当前频率信号之差) 最小，并根据计算出的系数对被转换到频域的低频带信号LB执行线性预测 滤波。这里，频率线性预测执行单元520可通过对线性预测滤波器的系数的 相应值执行矢量量化以便用矢量索引表示相应值，来提高编码效率。更详细地讲，如果被MDCT应用单元510转换到频域的低频带信号LB 是语音或基音信号，则频率线性预测执行单元520可对该语音信号或基音信 号执行频率线性预测。即，频率线性预测执行单元520可通过根据接收的信 号的特性执行频率线性预测来提高编码效率。多分辨分解单元530接收vMv频率线性预测执行单元520输出的结果，并 对瞬时变化的接收到的信号的音频频谱系数执行多分辨分解。更详细地讲，
多分辨分解单元530可通过根据音频频谱变化的强度将被频率线性预测执行单元520滤波的音频频谱划分为两种类型(如，稳定类型和短类型)，来对该 音频频谱执行多分辨分解。更详细地讲，如果被MDCT应用单元510转换到频域的低频带信号LB 或者从频率线性预测执行单元520输出的结果是瞬态信号，则多分辨分解单 元530可对该瞬态信号执行多分辨分解。即，多分辨分解单元530可通过根 据接收的信号的特性执行多分辨分解来提高编码效率。出的结果进行量化。基于上下文的位平面编码单元550对从量化单元540输出的结果执行基 于上下文的位平面编码。这里，基于上下文的位平面编码单元560可使用 Huffman编码方法来执行所述基于上下文的位平面编码。频率线性预测执行单元520、多分辨分解单元530、量化单元540、和基LB进行编码，因此可被共同称为低频带编码单元。低频带转换单元560使用除了 MDCT方法之外的转换方法，将由频带分 离单元500分离出的低频带信号LB从时域转换到频域或时/频域。例如，低 频带转换单元560可<吏用MDST方法、FFT方法或QMF方法来将低频带信 号LB从时域转换到频域或时/频域。这里，时域表示低频带信号LB的幅度 (如能量或声压)随时间的变化，频域表示低频带信号LB的幅度随频率的 变化，而时/频域表示低频带信号LB的幅度随时间和频率的变化。高频带转换单元570使用除了 MDCT方法之外的转换方法，将由频带分 离单元500分离出的高频带信号HB从时域转换到频域或时/频域。这里，高 频带转换单元570和低频带转换单元560使用相同的转换方法。例如，高频 带转换单元570可使用MDST方法、FFT方法或QMF方法。带宽扩展编码单元580使用被低频带转换单元560转换到频域的低频带 信号LB产生带宽扩展信息并对该信息进行编码，所述带宽扩展信息表示被 高频带转换单元570转换到频域的高频带信号HB的特性。带宽扩展信息可 包括高频带信号HB的多种信息，如能量级和包络。更详细地讲，带宽扩展 编码单元580可基于低频带信号LB和高频带信号HB之间存在强相关性的事 实，使用低频带信号LB产生带宽扩展信息。
复用单元590通过对频率线性预测执行单元520、基于上下文的位平面 编码单元550和带宽扩展编码单元580的编码结果进行复用来产生比特流， 从而将该比特流作为输出信号OUT输出。图6是根据本发明另 一实施例的对音频信号进行编码的设备的框图。参照图6，该设备包括MDCT应用单元600、频带分离单元610、频率 线性预测执行单元620、多分辨分解单元630、量化单元640、基于上下文的 位平面编码单元650、带宽扩展编码单元660和复用单元670。MDCT应用单元600对输入信号IN执行MDCT,以将输入信号IN从时 域转换到频域。这里，输入信号可以是其中模拟语音或音频信号被调制为数 字信号的PCM信号。频带分离单元610将被MDCT应用单元600转换到频域的输入信号IN 分离为低频带信号LB和高频带信号HB。这里，低频带信号LB可以是低于 预定阈值的频率信号，高频带信号HB可以是高于所述预定阈值的频率信号。频率线性预测执行单元620对由频带分离单元610分离出的低频带信号 LB执行频率线性预测。这里，频率线性预测将当前频率信号近似为先前频率 信号的线性组合。更详细地讲，频率线性预测执行单元620计算线性预测滤 波器的系数以使预测误差(线性预测的信号和当前频率信号之差)最小，并 根据计算出的系数对被转换到频域的低频带信号LB执行线性预测滤波。这 里，频率线性预测执行单元620可通过对线性预测滤波器的系数的相应值执 行矢量量化以便用矢量索引表示相应值，来提高编码效率。更详细地讲，如果由频带分离单元610分离出的低频带信号LB是语音 或基音信号，则频率线性预测执行单元620可对该语音信号或基音信号执行 频率线性预测。即，频率线性预测执行单元620可通过根据接收的信号的特 性执行频率线性预测来提高编码效率。对瞬时变化的接收到的信号的音频频谱系数执行多分辨分解。更详细地讲， 多分辨分解单元630可通过根据音频频语变化的强度将被频率线性预测执行 单元620滤波的音频频谱划分为两种类型(如，稳定类型和短类型)，来对该 音频频谱执行多分辨分解。
可对该瞬态信号执行多分辨分解。即，多分辨分解单元630可通过根据接收 的信号的特性执行多分辨分解来提高编码效率。量化单元640对从频率线性预测执行单元620或多分辨分解单元630输 出的结果进行量化。基于上下文的位平面编码单元650对从量化单元640输出的结果执行基 于上下文的位平面编码。这里，基于上下文的位平面编码单元650可使用 Huffman编码方法来执行所述基于上下文的位平面编码。频率线性预测执行单元620、多分辨分解单元630、量化单元640和基于 上下文的位平面编码单元650对从频带分离单元610输出的低频带信号LB 进行编码，因此可被共同称为低频带编码单元。带宽扩展编码单元660使用由频带分离单元610分离出的低频带信号LB 产生带宽扩展信息并对该信息进行编码，所述带宽扩展信息表示由频带分离 单元610分离出的高频带信号HB的特性。带宽扩展信息可包括高频带信号 HB的多种信息，如高频带信号HB的能量级和包络。更详细地讲，带宽扩展 编码单元660可基于低频带信号LB和高频带信号HB之间存在强相关性的事 实，使用低频带信号LB产生带宽扩展信息。复用单元670通过对频率线性预测执行单元620、基于上下文的位平面 编码单元650和带宽扩展编码单元660的编码结果进行复用来产生比特流， 从而将该比特流作为输出信号OUT输出。图7是根据本发明实施例的对音频信号进行解码的设备的框图。参照图7，该设备包括解复用单元700、基于上下文的位平面解码单元 710、 PQ-SPSC模块720、逆量化单元730、多分辨合成单元740、逆频率线 性预测执行单元750、第一逆MDCT应用单元760、带宽扩展解码单元770、 第二逆MDCT应用单元780和频带组合单元790。解复用单元700接收从编码端输出的比特流并对该比特流进行解复用。 更详细地讲，解复用单元700将该比特流分离为与多种数据电平(datalevel) 对应的彩:据块(datapiece),并针对数据块分解并输出比特流的信息。这里， 从解复用单元700输出的信息包括关于将由PQ-SPSC模块720使用的音频 频谱的分解信息、量化值和其它重构信息、量化频谱的重构信息、关于基于 上下文的位平面解码的信息、关于量化宽才及坐标(wide-polar coordination)立 体声解码的信息、信号类型信息、关于频率线性预测和矢量量化的信息以及
编码的带宽扩展信息。基于上下文的位平面解码单元710对编码的位平面执行基于上下文的解码。这里，基于上下文的位平面解码单元710接收从解复用单元700输出的 信息，并使用Huffinan编码方法重构频谱、编码频带模式信息和比例因子 (scale factor)。基于上下文的位平面解码单元710接收有损编码(prejudice coding)频带模式信息、有损编码的比例因子以及有损编码的频谱，并输出 编码频带模式值、比例因子的解码装饰指示(cosmetic indication)以及频谱 的量化值。PQ-SPSC模块720接收从基于上下文的位平面解码单元710输出的结 果，并对该结果的频谱执行边极坐标立体声解码。这里，PQ-SPSC模块720 通过接收频谱和边极坐标立体声信号之间的耦合信息(coupling information) 来执行边极坐标立体声解码，然后输出量化频谱。逆量化单元730对从PQ-SPSC模块720输出的结果进行逆量化。多分辨合成单元740接收从逆量化单元730输出的结果，并对瞬时变化 的接收到的信号的音频频谱系数执行多分辨合成。更详细地，如果已经对从 编码端接收的音频信号进行了多分辨分解，则多分辨合成单元740可通过对 从逆量化单元730输出的结果执行多分辨合成来提高解码效率。这里，多分 辨合成单元740接收逆量化频谱/差分频i普，并输出重构频谱/差分频谱。逆频率线性预测执行单元750将从逆量化单元730或多分辨合成单元 740输出的结果与从解复用单元700接收的编码端的频率线性预测结果相组 合。更详细地，如果已经对从编码端接收的音频信号进行了频率线性预测， 则逆频率线性预测执行单元750可通过将频率线性预测结果与从逆量化单元 730或多分辨合成单元740输出的结果相组合来提高解码效率。这里，逆频 率线性预测执行单元750通过采用频域预测技术和预测系数的矢量量化技术 有效地提高了解码效率。逆频率线性预测执行单元750接收差分频谱系数和 矢量索引，并输出MDCT频谱系数。基于上下文的位平面解码单元710、 PQ-SPSC模块720、逆量化单元730、 多分辨合成单元740和逆频率线性预测执行单元750对编码的低频带信号进 行解码，因此可被共同称为低频带解码单元。第一逆MDCT应用单元760执行由编码端执行的转换的逆操作。第一逆 MDCT应用单元760对从多分辨合成单元740和逆频率线性预测执行单元750 输出的低频带信号执行逆MDCT，以将低频带信号从频域转换到时域。这里， 第一逆MDCT应用单元760接收从多分辨合成单元740或逆频率线性预测执 行单元750的逆量化结果获得的频谱系数，并输出对应于低频带的重构的音 频数据。带宽扩展解码单元770对编码的带宽扩展信息进行解码，并使用解码的 带宽扩展信息从多分辨合成单元740或逆频率线性预测执行单元750所输出 的低频带信号产生高频带信号。这里，带宽扩展解码单元770基于低频带信 号和高频带信号之间存在强相关性的事实，通过将解码的带宽扩展信息应用 于低频带信号来产生高频带信号。这里，带宽扩展信息表示高频带信号的特 性，包括高频带信号的多种信息，如能量级和包络。第二逆MDCT应用单元780对由带宽扩展解码单元770解码的高频带信 号执行逆MDCT,以将高频带信号从频域转换到时域。频带组合单元790将被第 一逆MDCT应用单元760转换到时域的低频带 信号和被第二逆MDCT应用单元780转换到时域的高频带信号相组合，以将 结果作为输出信号OUT输出。图8是根据本发明另一实施例的对音频信号进行解码的设备的框图。参照图8，该i殳备包括解复用单元800、基于上下文的位平面解码单元 810、 PQ-SPSC模块820、逆量化单元830、多分辨合成单元840、逆频率线 性预测执行单元850、逆MDCT应用单元860、转换单元865、带宽扩展解码 单元870、逆转换单元880和频带组合单元890。解复用单元800接收从编码端输出的比特流并对该比特流进行解复用。 更详细地讲，解复用单元800将该比特流分离为与多个凝:据电平对应的邀:据 块，并针对数据块分解并输出比特流的信息。这里，从解复用单元800输出 的信息包括关于将由PQ-SPSC模块820使用的音频频谱的分解信息、量化 值和其它重构信息、量化频谱的重构信息、关于基于上下文的位平面解码的 信息、关于量化宽极坐标立体声解码的信息、信号类型信息、关于频率线性 预测和矢量量化的信息以及编码的带宽扩展信息。基于上下文的位平面解码单元810对编码的位平面执行基于上下文的解 码。这里，基于上下文的位平面解码单元810接收从解复用单元800输出的 信息，并使用Huffinan编码方法重构频谙、编码频带模式信息和比例因子。 基于上下文的位平面解码单元810接收有损编码频带^f莫式信息、有损编码的
比例因子以及有损编码的频谱，并输出编码频带模式值、比例因子的解码装 饰指示以及频谱的量化值。PQ-SPSC模块820接收从基于上下文的位平面解码单元810输出的结 果，并对该结果的频语执行边极坐标立体声解码。这里，PQ-SPSC模块820 通过接收频谱和边极坐标立体声信号之间的耦合信息来执行边极坐标立体声 解码，然后输出量化频谱。逆量化单元830对从PQ-SPSC模块820输出的结果进行逆量化。多分辨合成单元840接收从逆量化单元830输出的结果，并对瞬时变化 的接收到的信号的音频频语系数执行多分辨合成。更详细地，如果已经对从 编码端接收的音频信号进行了多分辨分解，则多分辨合成单元840可通过对 从逆量化单元830输出的结果执行多分辨合成来提高解码效率。这里，多分 辨合成单元840接收逆量化频谱/差分频谱，并输出重构频谱/差分频谱。逆频率线性预测执行单元850将从逆量化单元830或多分辨合成单元 840输出的结果与从解复用单元800接收的编码端的频率线性预测结果相组 合，并对组合的结果执行逆矢量量化。更详细地，如果已经对从编码端接收 的音频信号进行了频率线性预测，则逆频率线性预测^M于单元850可通过将 频率线性预测结果与从逆量化单元830或多分辨合成单元840输出的结果相 组合来提高解码效率。这里，逆频率线性预测执行单元850通过釆用频域预 测技术和预测系数的矢量量化技术有效地提高了解码效率。逆频率线性预测 执行单元850接收差分频谱系数和矢量索引，并输出MDCT频谱系数。基于上下文的位平面解码单元810、PQ-SPSC模块820、逆量化单元830、 多分辨合成单元840和逆频率线性预测执行单元850对编码的低频带信号进 行解码，因此可^^皮共同称为低频带解码单元。逆MDCT应用单元860执行由编码端执行的转换的逆操作。逆MDCT的低频带信号执行逆MDCT，以将低频带信号从频域转换到时域。这里，逆 MDCT应用单元860接收从多分辨合成单元840或逆频率线性预测执行单元 850的逆量化结果获得的频谱系数，并输出对应于低频带的重构的音频数据。 转换单元865利用转换方法将被逆MDCT应用单元860转换到时域的低 频带信号从时域转换到频域或时/频域。例如，转换单元865可使用MDST方 法、FFT方法或QMF方法转换低频带信号。这里，也可使用MDCT方法。
然而，如果使用MDCT方法，则前面的图7中的实施例比当前实施例更有效。 带宽扩展解码单元870对编码的带宽扩展信息进行解码，并使用解码的 带宽扩展信息从转换单元865所输出的低频带信号产生高频带信号。这里， 带宽扩展解码单元870基于低频带信号和高频带信号之间存在强相关性的事 实，通过将解码的带宽扩展信息应用于低频带信号来产生高频带信号。这里， 带宽扩展信息表示高频带信号的特性，包括高频带信号的多种信息，如能量 级和包络。逆转换单元880使用除了 MDCT方法之外的转换方法将被带宽扩展解码 单元870解码的高频带信号从频域或时/频域逆转换到时域。这里，转换单元 865和逆转换单元880使用相同的转换方法。例如，逆转换单元880可使用 MDST方法、FFT方法或QMF方法。频带组合单元890将被逆MDCT应用单元860转换到时域的低频带信号 和被逆转换单元880转换到时域的高频带信号相组合，以将结果作为输出信 号OUT输出。图9是根据本发明另一实施例的对音频信号解码的设备的框图。 参照图9，所述设备包括解复用单元900、基于上下文的位平面解码单元 910、 PQ-SPSC模块920、逆量化单元930、多分辨合成单元940、逆频率线 性预测执行单元950、带宽扩展解码单元960、频带组合单元970和逆MDCT 应用单元980。解复用单元900接收从编码端输出的比特流并对该比特流进行解复用。 更详细地讲，解复用单元900将比特流分离为与多个数据电平相应的数据块， 并针对所述数据块分解和输出比特流的信息。这里，从解复用单元900输出 的信息包括关于将由PQ-SPSC模块920使用的音频频谱的分解信息、量化值 和其他重构信息、量化频谱的重构信息、关于基于上下文的位平面解码的信 息、关于量化宽极坐标立体声解码的信息、信号类型信息、关于频率线性预 测和矢量量化的信息以及编码的带宽扩展信息。基于上下文的位平面解码单元910对编码的位平面执行基于上下文的解 码。这里，基于上下文的位平面解码单元910接收从解复用单元900输出的 信息，并通过使用Huffman编码方法来重构频谱、编码频带模式信息和比例 因子。基于上下文的位平面解码单元910接收有损编码频带模式信息、有损 编码的比例因子和有损编码的频谱，并输出编码频带模式值、比例因子的解
码装饰指示和频谱的量化值。PQ-SPSC模块920接收从基于上下文的位平面解码单元910输出的结 果，并对结果的频i普执行边极坐标立体声解码。这里，PQ-SPSC模块920通 过接收频谱和边极坐标立体声信号之间的耦合信息来执行边极坐标立体声解 码，然后输出量化频谱。逆量化单元930对从PQ-SPSC模块920输出的结果进行逆量化。多分辨合成单元940接收从逆量化单元930输出的结果，并对瞬时变化 的接收到的信号的音频频谱系数执行多分辨合成。更详细地讲，如果已经对 从编码端接收的音频信号执行了多分辨分解，则多分辨合成单元940可通过 对从逆量化单元930输出的结果执行多分辨合成来4是高解码效率。这里，多 分辨合成单元940接收逆量化频谱/差分频谱并输出重构频谱/差分频谱。逆频率线性预测执行单元950组合从多分辨合成单元940输出的结果和 从解复用单元900接收到的通过编码端执行的频率线性预测的结果，并对组 合的结果执行逆矢量量化。更详细地讲，如果已经对从编码端接收到的音频 信号执行了频率线性预测，则逆频率线性预测执行单元950可通过组合频率 线性预测结果和从逆量化单元930或多分辨合成单元940输出的结果来提高 解码效率。这里，逆频率线性预测执行单元950通过利用频域预测技术和预 测系数的矢量量化技术而有效地提高了解码效率。逆频率线性预测执行单元 950接收差分频谱系数和矢量索引，并输出MDCT频谱系数。基于上下文的位平面解码单元910、 PQ-SPSC模块920、逆量化单元930、 多分辨合成单元940和逆频率线性预测执行单元950对编码的低频带信号进 行解码，从而可被共同称作低频带解码单元。带宽扩展解码单元960对编码的带宽扩展信息进行解码，并通过使用解 码的带宽扩展信息来从多分辨合成单元940或逆频率线性预测执行单元950 所输出的低频带信号产生高频带信号。这里，基于低频带信号和高频带信号 之间存在强相关性的事实，带宽扩展解码单元960通过将解码的带宽扩展信 息应用到低频带信号来产生高频带信号。这里，带宽扩展信息表示高频带信 号的特性，它包括高频带信号的多种信息(比如能量级和包络)。频带组合单元970组合从多分辨合成单元940或逆频率线性预测执行单 元950输出的低频带信号和通过带宽扩展解码单元960解码的高频带信号。
出的结果进行逆转换，以便于将该结果作为输出信号OUT输出。这里，逆 MDCT应用单元980接收从逆频率线性预测执行单元950的逆量化结果获得 的频语系数，并输出与低频带相应的重构的音频数据。图10是根据本发明另 一实施例的对音频信号解码的设备的框图。参照图10，所述设备包括解复用单元1000、基于上下文的位平面解码单 元1010、逆量化单元1020、多分辨合成单元1030、逆频率线性预测才丸行单 元1040、带宽扩展解码单元1050、第一逆MDCT应用单元1060、第二逆 MDCT应用单元1070和频带组合单元1080。解复用单元IOOO接收从编码端输出的比特流并对其进行解复用。更详细 地讲，解复用单元1000将比特流分离为与多个朝:据电平相应的数据块，并针 对所述数据块分解和输出比特流的信息。这里，从解复用单元1000输出的信 息包括关于音频频谱的分解信息、量化值和其他重构信息、量化频语的重构 信息、关于基于上下文的位平面解码的信息、信号类型信息、关于频率线性 预测和矢量量化的信息以及编码的带宽扩展信息。基于上下文的位平面解码单元1010对编码的位平面执行基于上下文的 解码。这里，基于上下文的位平面解码单元1010接收从解复用单元1000输 出的信息，并通过使用Huffman编码方法来重构频谱、编码频带模式信息和 比例因子。基于上下文的位平面解码单元1010接收有损编码频带模式信息、 有损编码的比例因子和有损编码的频谱，并输出编码频带模式值、比例因子 的解码装饰指示和频语的量化值。逆量化单元1020对从基于上下文的位平面解码单元1010输出的结果进 行逆量化。多分辨合成单元1030接收从逆量化单元1020输出的结果，并对瞬时变 化的接收到的信号的音频频谱系数执行多分辨合成。更详细地讲，如果已经 对从编码端接收的音频信号执行了多分辨分解，则多分辨合成单元1030可通 过对从逆量化单元1020输出的结果执行多分辨合成来提高解码效率。这里， 多分辨合成单元1030接收逆量化频谱/差分频谱并输出重构频谱/差分频谱。逆频率线性预测4丸行单元1040组合从多分辨合成单元1030输出的结果 和从解复用单元IOOO接收到的通过编码端执行的频率线性预测的结果。更详 >细地讲，如果已经对从编码端接收到的音频信号执行了频率线性预测，则逆 频率线性预测执行单元1040可通过组合频率线性预测结果和从逆量化单元1020或多分辨合成单元1030输出的结果来提高解码效率。这里，逆频率线 性预测执行单元1040通过利用频域预测技术和预测系数的矢量量化纟支术而 有效地提高了解码效率。逆频率线性预测执行单元1040接收差分频谱系数和 矢量索引，并输出MDCT频谱系数。基于上下文的位平面解码单元1010、逆量化单元1020、多分辨合成单元 1030和逆频率线性预测执行单元1040对编码的低频带信号进行解码，从而 共同可被称作低频带解码单元。带宽扩展解码单元1050对编码的带宽扩展信息进行解码并通过使用解 码的带宽扩展信息来从多分辨合成单元1030或逆频率线性预测执行单元 1040所输出的低频带信号产生高频带信号。这里，基于低频带信号和高频带 信号之间存在强相关性的事实，带宽扩展解码单元1050通过将解码的带宽扩 展信息应用到低频带信号来产生高频带信号。这里，带宽扩展信息表示高频 带信号的特性，它包括高频带信号的多种信息(比如能量级和包络)。第一逆MDCT应用单元1060执行由编码端执行的转换的逆操作。第一 逆MDCT应用单元1060对从多分辨合成单元1030和逆频率线性预测执行单 元1040输出的低频带信号执行逆MDCT，以便于将低频带信号从频域转换到 时域。这里，第一逆MDCT应用单元1060接收从多分辨合成单元1030或逆 频率线性预测执行单元1040的逆量化的结果获得的频谱系数，并输出与低频 带相应的重构的音频凄史据。第二逆MDCT应用单元1070对通过带宽扩展解码单元1050解码的高频 带信号执行逆MDCT，以便于将高频带信号从频域转换到时域。频带组合单元1080组合通过第一逆MDCT应用单元1060被转换到时域 的低频带信号和通过第二逆MDCT应用单元1070 ^L转换到时域的高频带信 号，以便于将结果作为输出信号OUT输出。图11是根据本发明另一实施例的对音频信号解码的设备的框图。参照图11,所述设备包括解复用单元1100、基于上下文的位平面解码单 元lllO、逆量化单元1120、多分辨合成单元1130、逆频率线性预测执行单元 1140、逆MDCT应用单元1150、转换单元1160、带宽扩展解码单元1170、 逆转换单元1180和频带组合单元1190。解复用单元1100 4矣收从编码端输出的比特流并对该比特流进行解复用。 更详细地讲，解复用单元1100将比特流分离为与多个数据电平相应的数据 块，并针对所述数据块分解和输出比特流的信息。这里，从解复用单元1100输出的信息包括关于将音频频谱的分解信息、量化值和其他重构信息、量化 频谱的重构信息、关于基于上下文的位平面解码的信息、信号类型信息、关 于频率线性预测和矢量量化的信息以及编码的带宽扩展信息。基于上下文的位平面解码单元1110对编码的位平面执4亍基于上下文的 解码。这里，基于上下文的位平面解码单元1110接收从解复用单元1100输 出的信息，并通过使用Huffinan编码方法来重构频谱、编码频带模式信息和 比例因子。基于上下文的位平面解码单元1110接收有损编码频带模式信息、 有损编码的比例因子和有损编码的频谱，并输出编码频带模式值、比例因子 的解码装饰指示和频语的量化值。逆量化单元1120对从基于上下文的位平面解码单元1110输出的结果进 ;f于逆量化。多分辨合成单元1130接收从逆量化单元1120输出的结果，并对瞬时变 化的接收到的信号的音频频语系数执行多分辨合成。更详细地讲，如果已经 对从编码端接收的音频信号执行了多分辨分解，则多分辨合成单元1130可通 过对从逆量化单元1120输出的结果执行多分辨合成来提高解码效率。这里， 多分辨合成单元1130接收逆量化频语/差分频谱并输出重构频语/差分频谱。逆频率线性预测执行单元1140组合从多分辨合成单元1130输出的结果 和从解复用单元IIO(U妄收到的通过编码端执行的频率线性预测的结果，并对 组合的结果执行逆矢量量化。更详细地讲，如果已经对从编码端接收到的音 频信号执行了频率线性预测，则逆频率线性预测执行单元1140可通过组合频 率线性预测结果和从逆量化单元1120或多分辨合成单元1130输出的结果来 提高解码效率。这里，逆频率线性预测执行单元1140通过利用频域预测技术 和预测系数的矢量量化技术而有效地提高了解码效率。逆频率线性预测执行 单元1140接收差分频谱系数和矢量索引，并输出MDCT频谱系数。基于上下文的位平面解码单元1110、逆量化单元1120、多分辨合成单元 1130和逆频率线性预测执行单元1140对编码的低频带信号进行解码，从而可 被共同称作低频带解码单元。逆MDCT应用单元1150执行由编码端执行的转换的逆操作。逆MDCT出的低频带信号4丸行逆MDCT，以便于将低频带信号从频域转换到时域。这 里，逆MDCT应用单元1150接收从多分辨合成单元1130或逆频率线性预测 执行单元1140的逆量化的结果获得的频谱系数，并输出与低频带相应的重构 的音频数据。域的低频带信号从时域转换到频域或时/频域。例如，转换单元1160可通过 使用MDST方法、FFT方法或QMF方法来转换^f氐频带信号。这里，还可使 用MDCT方法。然而，如果使用MDCT方法，则前面的图10的实施例比当 前的实施例有效。带宽扩展解码单元1170对编码的带宽扩展信息进行解码并通过使用解 码的带宽扩展信息从转换单元1160所输出的低频带信号产生高频带信号。这 里，基于低频带信号和高频带信号之间存在强相关性的事实，带宽扩展解码 单元1170通过将解码的带宽扩展信息应用到低频带信号来产生高频带信号。 这里，带宽扩展信息表示高频带信号的特性，它包括高频带信号的多种信息 (比如能量级和包络)。逆转换单元1180通过使用除了 MDCT方法之外的转换方法来将带宽扩 展解码单元1170解码的高频带信号从频域或者时/频域逆转换到时域。这里 转换单元1160和逆转换单元1180使用相同的转换方法。例如，逆转换单元 1180可使用MDST方法、FFT方法或者QMF方法。频带组合单元1190组合由逆MDCT应用单元1150转换到时域的低频带 信号和由逆转换单元1180转换到时域的高频带信号，以便于将结果作为输出 信号OUT输出。图12是根据本发明另 一实施例的对音频信号解码的设备的框图。 参照图12,所述设备包括解复用单元1200、基于上下文的位平面解码单 元1210、逆量化单元1220、多分辨合成单元1230、逆频率线性预测执行单 元1240、带宽扩展解码单元1250、频带组合单元1260和逆MDCT应用单元 1270。解复用单元1200 4妄收^v编码端输出的比特流并对该比特流进行解复用。 更详细地讲，解复用单元1200将比特流分离为与多个数据电平相应的数据 块，并针对所述数据块分解和输出比特流的信息。这里，从解复用单元1200 输出的信息包括关于将音频频镨的分解信息、量化值和其他重构信息、量化 频谱的重构信息、关于基于上下文的位平面解码的信息、信号类型信息、关
于频率线性预测和矢量量化的信息以及编码的带宽扩展信息。基于上下文的位平面解码单元1210对编码的位平面执行基于上下文的解码。这里，基于上下文的位平面解码单元1210接收从解复用单元1200输 出的信息，并通过使用Huffman编码方法来重构频谦、编码频带模式信息和 比例因子。基于上下文的位平面解码单元1210接收有损编码频带模式信息、 有损编码的比例因子和有损编码的频谱，并输出编码频带模式值、比例因子 的解码装饰指示和频镨的量化值。逆量化单元1220对从基于上下文的位平面解码单元1210输出的结果进 行逆量化。多分辨合成单元1230接收从逆量化单元1220输出的结果，并对瞬时变 化的接收到的信号的音频频谱系数执行多分辨合成。更详细地讲，如果已经 对从编码端接收的音频信号执行了多分辨分解，则多分辨合成单元1230可通 过对从逆量化单元1220输出的结果执行多分辨合成来提高解码效率。这里， 多分辨合成单元1230接收逆量化频镨/差分频谱并输出重构频谱/差分频谱。逆频率线性预测执行单元1240组合从多分辨合成单元1230输出的结果 和从解复用单元1200接收到的通过编码端执行的频率线性预测的结果，并对 组合的结果执行逆矢量量化。更详细地讲，如果已经对从编码端接收到的音 频信号执行了频率线性预测，则逆频率线性预测执行单元1240可通过组合频 率线性预测结果和从逆量化单元1220或多分辨合成单元1230输出的结果来 提高解码效率。这里，逆频率线性预测执行单元1240通过利用频域预测技术 和预测系数的矢量量化技术而有效地提高了解码效率。逆频率线性预测执行 单元1240接收差分频谱系数和矢量索引，并输出MDCT频谱系数。基于上下文的位平面解码单元1210、逆量化单元1220、多分辨合成单元 1230和逆频率线性预测执行单元1240对编码的低频带信号进行解码，从而 可被共同称作低频带解码单元。带宽扩展解码单元1250对编码的带宽扩展信息进行解码，并通过使用解 码的带宽扩展信息来从多分辨合成单元1230或逆频率线性预测执行单元 1240所输出的低频带信号产生高频带信号。这里，基于低频带信号和高频带 信号之间存在强相关性的事实，带宽扩展解码单元1250通过将解码的带宽扩 展信息应用到低频带信号来产生高频带信号。这里，带宽扩展信息表示高频 带信号的特性，它包括高频带信号的多种信息(比如能量级和包络)。
频带组合单元1260组合由多分辨合成单元1230或逆频率线性预测执行 单元1240输出的低频带信号和由带宽扩展解码单元1250解码的高频带信号。逆MDCT应用单元1270通过执行逆MDCT来对从频带组合单元1260 输出的结果执行逆转换，从而将结果作为输出信号OUT输出。这里，逆MDCT 应用单元1270接收从逆频率线性预测执行单元1240的逆量化结果获得的频 语系数，并输出与低频带相应的重构的音频数据。图13是#4居本发明实施例的对音频信号编码的方法的流程图。根据当前实施例的方法对应于图4所示的设备的顺序处理。因此，将结 合图4来描述该方法，并且将省略重复的描述。参照图13，在操作1300，频带分离单元400将输入信号分离为低频带信 号和高频带信号。在操作1310,第一MDCT应用单元410和第二MDCT应用单元460分 别将低频带信号和高频带信号从时域转换到频域。在操作1320，低频带编码单元对转换的低频带信号执行量化和基于上下 文的位平面编码。这里，低频带编码单元可包括频率线性预测执行单元420、 多分辨分解单元430、量化单元440和基于上下文的位平面编码单元450。更 详细地讲，频率线性预测执行单元420通过根据低频带信号的特性执行频率 线性预测来对转换的低频带信号进行滤波。多分辨分解单元430对根据低频 带信号的特性而转换的或滤波的低频带信号执行多分辨分解。量化单元440 对已经对其4丸行了多分辨分解的低频带信号进行量化，基于上下文的位平面 编码单元450对量化的低频带信号执行基于上下文的位平面编码。在操作1330,带宽扩展编码单元470使用转换的低频带信号产生表示转 换的高频带信号的特性的带宽扩展信息并对其进行编码。在操作1340，复用单元480将编码的位平面和编码的带宽扩展信息进行 复用，并将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输 出。图14是根据本发明另 一实施例的对音频信号编码的方法的流程图。 根据当前实施例的方法对应于图5所示的设备的顺序处理。因此，将结合图5来描述该方法，并且将省略重复的描述。参照图14,在操作1400，频带分离单元500将输入信号分离为低频带信号和高频带信号。 在操作1410， MDCT应用单元510对低频带信号执行MDCT以便于将 低频带信号从时域转换到频域。在操作1420，低频带编码单元对已经对其执行了 MDCT的低频带信号 执行量化和基于上下文的位平面编码。这里，低频带编码单元可包括频率线 性预测执行单元520、多分辨分解单元530、量化单元540和基于上下文的位 平面编码单元550。更详细地讲，频率线性预测执行单元520通过根据低频解单元530对根据低频带信号的特性而转换的或滤波的低频带信号执行多分 辨分解。量化单元540对已经对其执行了多分辨分解的低频带信号进行量化， 基于上下文的位平面编码单元550对量化的低频带信号执行基于上下文的位 平面编/码。在操作1430,低频带转换单元560和高频带转换单元570分别将低频带 信号和高频带信号从时域转换到频域或时/频域。在操作1440，带宽扩展编码单元580通过使用转换的低频带信号产生表 示转换的高频带信号的特性的带宽扩展信息并对其进行编码。在操作1450，复用单元590将编码的位平面和编码的带宽扩展信息复用 并将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。图15是根据本发明另一实施例的对音频信号编码的方法的流程图。根据当前实施例的方法对应于图6中所示的设备的顺序处理。因此，将 结合图6来描述该方法，并省略重复的描述。参照图15，在操作1500， MDCT应用单元600将输入信号从时域转换 到频域。在操作1510,频带分离单元610将转换的输入信号分离为低频带信号和 高频带信号。在操作1520，低频带编码单元对低频带信号执行量化和基于上下文的位 平面编码。这里，低频带编码单元可包括频率线性预测执行单元620、多分 辨分解单元630、量化单元640和基于上下文的位平面编码单元650。更详细 地讲，频率线性预测执行单元620通过根据低频带信号的特性执行频率线性 预测来对转换的低频带信号进行滤波。多分辨分解单元630对根据低频带信 号的特性而转换的或滤波的低频带信号执行多分辨分解。量化单元640对已 经对其执行了多分辨分解的低频带信号进行量化，基于上下文的位平面编码
单元650对量化的低频带信号执行基于上下文的位平面编码。在操作1530，带宽扩展编码单元660通过使用低频带信号产生带宽扩展 信息并对其进行编码，所述带宽扩展信息表示高频带信号的特性。在操作1540，复用单元670将编码的位平面和编码的带宽扩展信息复用， 并将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。图16是才艮据本发明实施例的对音频信号解码的方法的流程图。根据当前实施例的方法对应于图IO示出的设备的顺序处理。因此，可结 合图IO来描述该方法，并且将省略重复的描述。在操作1600，解复用单元1000接收编码的音频信号。这里，编码的音 频信号包括编码的位平面和编码的低频带的带宽扩展信息。在操作1610,低频带解码单元对编码的位平面执行基于上下文的解码和 逆量化，以便于产生低频带信号。这里，低频带解码单元可包括基于上下文 的位平面解码单元1010、逆量化单元1020、多分辨合成单元1030、和逆频 率线性预测执行单元1040。更详细地讲，基于上下文的位平面解码单元1010 对编码的位平面执行基于上下文的解码。逆量化单元1020对解码的位平面执 行逆量化。如果已经对由解复用单元IOOO接收的编码的音频信号执行了多分 辨分解，则多分辨合成单元1030对逆量化的位平面执行多分辨合成。如果对 解复用单元IOOO接收的编码的音频信号执行了频率线性预测，则逆频率线性 预测执行单元1040通过使用矢量索引来组合频率线性预测结果和逆量化的 位平面或者已经对其执行了多分辨合成的位平面，以便于产生低频带信号。在操作1620,带宽扩展解码单元1050对编码的带宽扩展信息进行解码， 并通过使用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号。在操作1630,第一逆MDCT应用单元1060和第二逆MDCT应用单元 1070分别对低频带信号和高频带信号执行逆MDCT，以便于将低频带信号和 高频带信号从频域转换到时域。在操作1640，频带组合单元1080組合转换的低频带信号和转换的高频 带信号。图17是根据本发明另 一 实施例的对音频信号解码的方法的流程图。 根据当前实施例的方法对应于图11示出的设备的顺序处理。因此，可结 合图11来描述该方法，并且将省略重复的描述。在操作1700,解复用单元1100接收编码的音频信号。这里，编码的音
频信号包括编码的位平面和编码的低频带的带宽扩展信息。在操作1710,低频带解码单元对编码的位平面执行基于上下文的解码和 逆量化，以便于产生低频带信号。这里，低频带解码单元可包括基于上下文的位平面解码单元1110、逆量化单元1120、多分辨合成单元1130、和逆频率 线性预测执行单元1140。更详细地讲，基于上下文的位平面解码单元1110 对编码的位平面执行基于上下文的解码。逆量化单元1120对解码的位平面执 行逆量化。如果已经对由解复用单元IIOO接收的编码的音频信号执行了多分 辨分解，则多分辨合成单元1130对逆量化的位平面执行多分辨合成。如果对 解复用单元IIOO接收的编码的音频信号执行了频率线性预测，则逆频率线性 预测执行单元1140通过使用矢量索引来组合频率线性预测结果和逆量化的 位平面或者已经对其执行了多分辨合成的位平面，以便于产生低频带信号。在操作1720，逆MDCT应用单元1150对低频带信号执行逆MDCT,以 便于将低频带信号从频域转换到时域。在操作1730,转换单元1160将已经对其执行了逆MDCT的低频带信号 从时域转换到频域或者时/频域。在操作1740，带宽扩展解码单元1170对编码的带宽扩展信息进行解码 并通过使用解码的带宽扩展信息从被转换到频域或时/频域的低频带信号产 生高频带信号。在操作1750,逆转换单元1180将高频带信号逆转换到时域。 在操作1760，频带组合单元1190组合转换的低频带信号和逆转换的高 频带信号。图18是根据本发明另一实施例的对音频信号解码的方法的流程图。根据当前实施例的方法对应于图12示出的设备的顺序处理。因此，可结 合图12来描述该方法，并且将省略重复的描述。在操作1800，解复用单元1200接收编码的音频信号。这里，编码的音 频信号包括编码的位平面和编码的低频带的带宽扩展信息。在操作1810，低频带解码单元对编码的位平面执行基于上下文的解码和 逆量化，以便于产生低频带信号。这里，低频带解码单元可包括基于上下文 的位平面解码单元1210、逆量化单元1220、多分辨合成单元1230、和逆频 率线性预测执行单元1240。更详细地讲，基于上下文的位平面解码单元1210 对编码的位平面执行基于上下文的解码。逆量化单元1220对解码的位平面执
行逆量化。如果已经对由解复用单元1200接收的编码的音频信号执行了多分 辨分解，则多分辨合成单元1230对逆量化的位平面执行多分辨合成。如果已 经对解复用单元1200接收的编码的音频信号执行了频率线性预测，则逆频率 线性预测执行单元1240通过使用矢量索引来组合频率线性预测结果和逆量 化的位平面或者已经对其执行了多分辨分解的位平面，以便于产生低频带信在操作1820，带宽扩展解码单元1250对编码的带宽扩展信息进行解码 并通过使用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号。在操作1830,频带组合单元1260组合低频带信号和高频带信号。在操作1840，逆MDCT应用单元1270对组合的信号执行逆MDCT,以 便于将组合的信号从频域转换到时域。本发明还可被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够存储其后可由计算机系统读出的数据的任何 数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机 存取存储器(RAM)、 CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置和载波(比 如通过互联网的数据传输)。计算机可读记录介质还可分布在联网的计算机系 统上，从而以分布式方式来存储和执行计算机可读代码。如上所述，才艮据本发明，通过将输入信号分离为低频带信号和高频带信 号，将低频带信号和高频带信号的每个从时域转换到频域，对转换的低频带 信号执行量化和基于上下文的位平面编码，产生表示转换的高频带信号的特 性的带宽扩展信息并对其进行编码，将编码的位平面和编码的带宽扩展信息 作为输入信号的编码结果输出，可以以有限的比特率对高频分量进行有效编 码，从而提高音频信号的质量。此外，通过接收编码的音频信号，对包括在编码的音频信号中的编码的 位平面执行基于上下文的解码和逆量化以便于产生低频带信号，对包括在编 码的音频信号中的带宽扩展信息进行解码，通过使用解码的带宽扩展信息从 低频带信号产生高频带信号，对低频带信号和高频带信号执行逆MDCT以便 于将低频带信号和高频带信号从频域转换到时域，并组合转换的低频带信号 和转换的高频带信号，可从以有限的比特率编码的比特流有效地对高频分量 进行解码。尽管参照本发明示例性实施例显示并描述了本发明，但是本领域的普通
技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况 下，可以在形式和细节上进行各种改变。示例性实施例应该被理解为只是为 描述意义而不作为限制目的。因此，本发明的范围不由本发明的详细描述限 定，而由权利要求所限定，在所述范围内的所有不同应该被理解为包括在本 发明中。
权利要求
1、一种对音频信号编码的方法，所述方法包括以下步骤(a)将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；(b)将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域；(c)对转换的低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码；(d)通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的特性的带宽扩展信息，并对所述带宽扩展信息编码；(e)将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。
2、 如权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)包括通过对低频带信 号和高频带信号中的每一个执行修正的离散余弦变换，将低频带信号和高频 带信号中的每一个从时域转换到频域。
3、 如权利要求l所述的方法，还包括以下至少一个步骤(f) 通过对转换的低频带信号执行频率线性预测，对转换的低频带信号 进行滤波；(g) 对转换的低频带信号执行多分辨分解，其中，步骤(c)包括对滤波的低频带信号或执行了多分辨分解的低频 带信号执行量化和基于上下文的位平面编码。
4、 如权利要求3所述的方法，其中，步骤(f)包括通过对转换的低 频带信号执行频率线性预测来计算线性预测滤波器的系数，并通过使用矢量 索引来表示系数的相应值，其中，步骤(e)包括将编码的位平面、编码的带宽扩展信息和矢量索 引作为输入信号的编码结果输出。
5、 一种其上记录有用于执行对音频信号编码的方法的计算机程序的计算 机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a)将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；(b )将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域；(c) 对转换的低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码；(d) 通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的特性的带宽扩展信息，并对所述带宽扩展信息编码；(e)将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。
6、 一种对音频信号编码的方法，所述方法包括以下步骤(a) 将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；(b) 通过对低频带信号执行修正的离散余弦变换，将低频带信号从时域 转换到频域；(c )对执行了修正的离散余弦变换的低频带信号执行量化和基于上下文 的位平面编》马；(d) 将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域或时/频域；(e) 通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的特性的 带宽扩展信息，并对所述带宽扩展信息编码；(f) 将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。
7、 如权利要求6所述的方法，还包括以下至少一个步骤(g) 通过对低频带信号执行频率线性预测，对执行了修正的离散余弦变 换的低频带信号进行滤波；(h) 对执行了修正的离散余弦变换的低频带信号执行多分辨分解， 其中，步骤(c)包括对滤波的低频带信号或执行了多分辨分解的低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码。
8、 如权利要求7所述的方法，其中，步骤(g)包括通过对转换的低频 带信号执行频率线性预测来计算线性预测滤波器的系数，并通过使用矢量索 引来表示系数的相应值，其中，步骤(f)包括将编码的位平面、编码的带宽扩展信息和矢量索 引作为输入信号的编码结果输出。
9、 一种其上记录有用于执行对音频信号编码的方法的计算机程序的计算 机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；(b) 通过对低频带信号执行修正的离散余弦变换，将低频带信号从时域 转换到频域；(c )对执行了修正的离散余弦变换的低频带信号执行量化和基于上下文 的4立平面编石马；(d )将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域或时/频域；(e) 通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频带信号的特性的 带宽扩展信息，并对所述带宽扩展信息编码；(f) 将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。
10、 一种对音频信号编码的方法，所述方法包括以下步骤(a) 将输入信号从时域转换到频域；(b) 将转换的输入信号分离为低频带信号和高频带信号；(c) 对低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码；(d) 通过使用低频带信号产生表示高频带信号的特性的带宽扩展信息， 并对所述带宽扩展信息编码；(e) 将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。
11、 如权利要求10所述的方法，其中，步骤(b)包括通过对输入信 号执行修正的离散余弦变换，将输入信号从时域转换到频域。
12、 如权利要求IO所述的方法，还包括以下至少一个步骤(f) 通过对低频带信号执行频率线性预测，对低频带信号进行滤波；(g) 对低频带信号执行多分辨分解，其中，步骤(c)包括对滤波的低频带信号或执行了多分辨分解的低频 带信号执行量化和基于上下文的位平面编码。
13、 如权利要求12所述的方法，其中，步骤(f)包括通过对低频带 信号执行频率线性预测来计算线性预测滤波器的系数，并通过使用矢量索引 来表示系数的相应值，其中，步骤(e)包括将编码的位平面、编码的带宽扩展信息和矢量索引作为输入信号的编码结果输出。
14、 一种其上记录有用于执行对音频信号编码的方法的计算机程序的计算机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 将输入信号从时域转换到频域；(b) 将转换的输入信号分离为低频带信号和高频带信号； (c )对低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码；(d) 通过使用低频带信号产生表示高频带信号的特性的带宽扩展信息并 对所述带宽扩展信息编码；(e )将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出。
15、 一种对音频信号解码的方法，所述方法包括以下步骤 (a)接收编码的音频信号；(b )通过对包括在编码的音频信号中的编码的位平面执行基于上下文的 解码和逆量化，产生低频带信号；(c )对包括在编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使 用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；(d )通过对低频带信号和高频带信号中的每一个执行逆修正的离散余弦 变换，将低频带信号和高频带信号中的每一个从频域转换到时域；(e) 将转换的低频带信号和转换的高频带信号组合。
16、 如权利要求15所述的方法，其中，步骤(b)还包括以下至少一个步骤对逆量化的位平面执行多分辨合成；通过使用包括在编码的音频信号中的矢量索引，将通过编码端进行的频 率线性预测的结果和逆量化的位平面组合。
17、 一种其上记录有用于执行对音频信号解码的方法的计算机程序的计 算^L可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a)接收编码的音频信号；(b )通过对包括在编码的音频信号中的编码的位平面执行基于上下文的 解码和逆量化，产生低频带信号；(c)对包括在编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使 用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；(d )通过对低频带信号和高频带信号中的每一个执行逆修正的离散余弦 变换，将低频带信号和高频带信号中的每一个从频域转换到时域；(e)将转换的低频带信号和转换的高频带信号组合。
18、 一种对音频信号解码的方法，所述方法包括以下步骤 (a)接收编码的音频信号；(b )通过对包括在编码的音频信号中的编码的位平面执行基于上下文的 解码和逆量化，产生低频带信号；(c )通过对低频带信号执行逆修正的离散余弦变换，将低频带信号从频 域转换到时域；(d )将执行了逆修正的离散余弦变换的低频带信号从时域转换到频域或 时/频i或；(e) 对包括在编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使 用解码的带宽扩展信息从转换到频域或时/频域的低频带信号产生高频带信(f) 将高频带信号逆转换到时域；(g) 将转换的低频带信号和逆转换的高频带信号组合。
19、 如权利要求18所述的方法，其中，步骤(b)还包括以下至少一个步骤对逆量化的位平面执行多分辨合成；通过4吏用包括在编码的音频信号中的矢量索引，将通过编码端进行的频 率线性预测的结果和逆量化的位平面组合。
20、 一种其上记录有用于执行对音频信号解码的方法的计算机程序的计 算机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 接收编码的音频信号；(b) 通过对包括在编码的音频信号中的编码的位平面4丸行基于上下文的 解码和逆量化，产生低频带信号；(c) 通过对低频带信号执行逆修正的离散余弦变换，将低频带信号从频 域转换到时域；(d )将执行了逆修正的离散余弦变换的低频带信号从时域转换到频域或 时/频域；(e) 对包括在编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使 用解码的带宽扩展信息从转换到频域或时/频域的低频带信号产生高频带信—弓_ (f) 将高频带信号逆转换到时域；(g) 将转换的低频带信号和逆转换的高频带信号组合。
21、 一种对音频信号解码的方法，所述方法包括以下步骤 (a) 接收编码的音频信号；(b) 通过对包括在编码的音频信号中的编码的位平面执行基于上下文的 解码和逆量化，产生低频带信号；(c) 对包括在编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使 用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；(d) 将低频带信号和高频带信号组合；(e) 通过对组合的信号执行逆修正的离散余弦变换，将组合的信号从频 域转换到时域。
22、 如权利要求21所述的方法，其中，步骤(b)还包括以下至少一个 步骤对逆量化的位平面执行多分辨合成；通过^f吏用包括在编码的音频信号中的矢量索引，将通过编码端进行的频 率线性预测的结果和逆量化的位平面组合。
23、 一种其上记录有用于执行对音频信号解码的方法的计算机程序的计 算机可读记录介质，所述方法包括以下步骤(a) 接收编码的音频信号；(b) 通过对包括在编码的音频信号中的编码的位平面执行基于上下文的 解码和逆量化，产生低频带信号；(c) 对包括在编码的音频信号中的编码的带宽扩展信息解码，并通过使 用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；(d) 将低频带信号和高频带信号组合；(e) 通过对组合的信号执行逆修正的离散余弦变换，将组合的信号从频 域转换到时域。
24、 一种用于对音频信号编码的设备，所述设备包括 频带分离单元，将输入信号分离为低频带信号和高频带信号； 转换单元，将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域； 低频带编码单元，对转换的低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码；频带扩展编码单元，通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频 带信号的特性的带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息编码。
25、 如权利要求24所述的设备，其中，转换单元包括 第一修正的离散余弦变换应用单元，通过对低频带信号执行修正的离散余弦变换，将低频带信号从时域转换到频域；第二修正的离散余弦变换应用单元，通过对高频带信号执行修正的离散 余弦变换，将高频带信号从时域转换到频域。
26、 如权利要求24所述的设备，其中，低频带编码单元包括以下至少一 个单元频率线性预测执行单元，通过对转换的低频带信号执行频率线性预测，对转换的低频带信号进行滤波；多分辨分解单元，对转换的低频带信号执行多分辨分解，其中，对滤波的低频带信号或执行了多分辨分解的低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码。
27、 如权利要求26所述的设备，其中，频率线性预测执行单元通过对转 换的低频带信号执行频率线性预测来计算线性预测滤波器的系数，并通过使 用矢量索引来表示系数的相应值。
28、 如权利要求27所述的设备，还包括复用单元，将编码的位平面、 编码的带宽扩展信息和矢量索引复用。
29、 一种用于对音频信号编码的设备，所述设备包括 频带分离单元，将输入信号分离为低频带信号和高频带信号；修正的离散余弦变换应用单元，通过对低频带信号执行修正的离散余弦 变换，将低频带信号从时域转换到频域；低频带编码单元，对执行了修正的离散余弦变换的低频带信号执行量化 和基于上下文的位平面编码；转换单元，将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域或 时/频i或；带宽扩展编码单元，通过使用转换的低频带信号，产生表示转换的高频 带信号的特性的带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息编码。
30、 如权利要求29所述的设备，其中，低频带编码单元包括以下至少一 个单元频率线性预测执行单元，通过对执行了修正的离散余弦变换的低频带信 号执行频率线性预测，对执行了修正的离散余弦变换的低频带信号进行滤波； 多分辨分解单元，对执行了修正的离散余弦变换的低频带信号执行多分 辨分解，其中，对滤波的低频带信号或执行了多分辨分解的低频带信号执行量化 和基于上下文的位平面编码。
31、 如权利要求30所述的设备，其中，频率线性预测执行单元通过对执 行了修正的离散余弦变换的低频带信号执行频率线性预测来计算线性预测滤 波器的系数，并通过使用矢量索引来表示系数的相应值。
32、 如权利要求31所述的设备，还包括复用单元，将编码的位平面、 编码的带宽扩展信息和矢量索引复用。
33、 一种用于对音频信号编码的设备，所述设备包括 转换单元，将输入信号从时域转换到频域；频带分离单元，将转换的输入信号分离为低频带信号和高频带信号； 低频带编码单元，对低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码； 带宽扩展编码单元，通过使用低频带信号产生表示高频带信号的特性的 带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息编码。
34、 如权利要求33所述的设备，其中，转换单元通过对输入信号执行修 正的离散余弦变换，将输入信号从时域转换到频域。
35、 如权利要求33所述的设备，其中，低频带编码单元包括以下至少一 个单元频率线性预测^l行单元，通过对低频带信号执行频率线性预测，对低频 带信号进行滤波；多分辨分解单元，对低频带信号执行多分辨分解，其中，对滤波的低频带信号或执行了多分辨分解的低频带信号执行量化 和基于上下文的位平面编码。
36、 如权利要求35所述的设备，其中，频率线性预测执行单元通过对低 频带信号执行频率线性预测来计算线性预测滤波器的系数，并通过使用矢量 索引来表示系数的相应值。
37、 如权利要求36所述的设备，还包括复用单元，将编码的位平面、 编码的带宽扩展信息和矢量索引复用。
38、 一种用于对音频信号解码的设备，所述设备包括 低频带解码单元，通过对编码的位平面执行基于上下文的解码和逆量化，产生低频带信号； 带宽扩展解码单元，对编码的带宽扩展信息解码，并通过使用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；逆修正的离散余弦变换应用单元，通过对低频带信号和高频带信号中的 每一个执行逆修正的离散余弦变换，将低频带信号和高频带信号中的每一个从频域转换到时域；频带组合单元，将转换的低频带信号和转换的高频带信号组合。
39、 如权利要求38所述的设备，其中，低频带解码单元包括以下至少一 个单元多分辨合成单元，对逆量化的位平面执行多分辨合成； 逆频率线性预测执行单元，通过使用矢量索引，将通过编码端进行的频 率线性预测的结果和逆量化的位平面组合。
40、 一种用于对音频信号解码的设备，所述设备包括 低频带解码单元，通过对编码的位平面执行基于上下文的解码和逆量化，产生低频带信号；逆修正的离散余弦变换应用单元，通过对低频带信号执行逆修正的离散 余弦变换，将低频带信号从频域转换到时域；转换单元，将执行了逆修正的离散余弦变换的低频带信号从时域转换到 频i或或时/频i或；带宽扩展解码单元，对编码的带宽扩展信息解码，并通过使用解码的带 宽扩展信息从转换到频域或时/频域的低频带信号产生高频带信号； 逆转换单元，将高频带信号逆转换到时域； 频带组合单元，将转换的低频带信号和逆转换的高频带信号组合。
41、 如权利要求40所述的设备，其中，低频带解码单元包括以下至少一 个单元多分辨合成单元，对逆量化的位平面执行多分辨合成； 逆频率线性预测执行单元，通过使用矢量索引，将通过编码端进行的频 率线性预测的结果和逆量化的位平面组合。
42、 一种用于对音频信号解码的设备，所述设备包括 低频带解码单元，通过对编码的位平面执行基于上下文的解码和逆量化，产生低频带信号；带宽扩展解码单元，对编码的带宽扩展信息解码，并通过使用解码的带宽扩展信息从低频带信号产生高频带信号；频带组合单元，将低频带信号和高频带信号组合；逆修正的离散余弦变换应用单元，通过对组合的信号执行逆修正的离散 余弦变换，将组合的信号从频域转换到时域。
43、如权利要求42所述的设备，其中，低频带解码单元包括以下至少一 个单元多分辨合成单元，对逆量化的位平面执行多分辨合成； 逆频率线性预测执行单元，通过使用矢量索引，将通过编码端进行的频 率线性预测的结果和逆量化的位平面组合。
全文摘要
提供了一种对音频信号编码和解码的方法和设备。根据本发明，通过将输入信号分离为低频带信号和高频带信号，将低频带信号和高频带信号中的每一个从时域转换到频域，对转换的低频带信号执行量化和基于上下文的位平面编码，产生表示转换的高频带信号的特性的带宽扩展信息并对所述带宽扩展信息编码，以及将编码的位平面和编码的带宽扩展信息作为输入信号的编码结果输出，可以以有限的比特率高效地对高频分量编码，从而改善音频信号的质量。
文档编号G10L19/00GK101162584SQ20071015336
公开日2008年4月16日 申请日期2007年9月18日 优先权日2006年9月18日
发明者吴殷美, 朱基岘, 磊 苗 申请人:三星电子株式会社