专利名称：预测残差信号的量化编码方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种预测残差信号的量化编码方法及装置。
背景技术：
在各种采用声道间预测算法的立体声编码器中，为了增强立体声的声场效果，常常需要对预测残差信号进行量化编码处理，其中，为了实现立体声编码器的可扩展性，预测残差信号一般会在增强层中进行量化编码。参见图1，为现有技术预测残差信号的量化编码示意图。其中，L表示左声道信号， R表示右声道信号，首先，通过对左右声道信号下混处理得到单声道信号(m0n0)M和边带信号S，具体地，M= (L+R)/2，S= (L-R)/2;通过单声道信号M对边带信号S进行预测得到预测信号F，边带信号S与预测信号F之间的差为残差信号R ；最后，对残差信号R进行编码传输。本发明人在研究过程中发现，预测残差信号对量化的精度要求较高，尤其在低频部分，如果比特数不足，对残差信号的量化失真会使得重建的立体声声场不稳定。所以目前的立体声编码器中对预测残差信号进行量化编码时，一般需要较多的比特数，或者仅对预测残差信号的高频部分进行量化编码。这种做法在某种程度上限制了基于预测的立体声编码器通过量化残差信号来提升重建质量的能力。
发明内容
本发明提供一种预测残差信号的量化编码方法及装置，以得到较好的立体声重建质量。为此，本发明实施例采用如下技术方案—种预测残差信号的量化编码方法，包括根据左右声道信号获取两路信号，并分别将两路信号变换到频域，计算频域内的左右声道信号的特征参数，并由一路信号预测另一路信号，得到预测残差信号；将所述特征参数与设定的阈值比较，根据比较结果选择不同的量化算法对预测残差信号进行量化编码。一种预测残差信号的量化编码装置，包括信号获取单元，用于根据左右声道信号获取两路信号；频域变换单元，用于分别将两路信号变换到频域；预测残差信号获取单元， 用于利用一路信号预测另一路信号，得到预测残差信号；特征参数计算单元，用于计算频域内的左右声道信号的特征参数；判决单元，用于将所述特征参数与设定的阈值进行比较； 量化编码执行单元，根据所述判决单元的比较结果，采取不同的量化算法对预测残差信号进行量化编码。可见，本发明实施例依据左右声道信号的特征参数，判断立体声信号的特性，动态的选取量化算法对预测残差信号进行量化编码，由此，使得重建的立体声信号可以在声场的稳定性和增强的频谱范围之间做出比较好的折中，而获得较好的立体声重建质量。
图1为现有技术预测残差信号量化编码示意图；图2为本发明实施例预测残差信号的量化编码方法流程图；图3为本发明实施例预测残差信号的量化编码示意图；图4为本发明实施例预测残差信号的量化编码实例1示意图；图5为本发明实施例预测残差信号的量化编码实例2示意图；图6为本发明实施例预测残差信号的量化编码实例3示意图；图7为本发明实施例预测残差信号的量化编码实例4示意图；图8为本发明实施例预测残差信号的量化编码装置结构示意图。
具体实施例方式基于上述分析，本发明实施例提出一种预测残差信号的量化编码方法，参见图2， 包括以下步骤S201 根据左右声道信号获取两路信号，并分别将两路信号变换到频域，计算频域内的左右声道的特征参数，并由一路信号预测另一路信号，得到预测残差信号；S202:将所述特征参数与设定的阈值进行比较，根据比较结果选择不同的量化算法对预测残差信号进行量化编码。参见图3，为本发明实施例预测残差信号的量化编码示意图，首先，根据左右声道信号获取两路信号第一路信号特指单声道信号，第二路信号可以是边带信号、左声道信号或右声道信号，随后，将两路信号分别进行时频变换，变换到频域；再然后，通过预测算法， 用第一路信号预测第二路信号，得到预测信号，继而，第二路信号与预测信号的差为预测残差信号，同时，根据两路信号计算频域内的左右声道信号的特征参数或者直接根据左右声道信号计算出频域内的左右声道信号的特征参数；最后，依据左右声道信号的特征参数，判断立体声信号的特性，动态的选择采用高速率或高精度量化算法(例如SQ (标量量化算法， Scalar Quantization)))或是低速率或低精度量化算法(例如，VQ(矢量量化算法，Vector Quantization)对预测残差信号进行量化编码，由此，使得重建的立体声信号可以在声场的稳定性和增强的频谱范围之间做出比较好的折中，而获得较好的立体声重建质量。在本发明实施例中，左右声道信号的特征参数具体形式不限，只要能表征立体声的信号特性即可，比较典型的例子是，左右声道信号的声道电平差，或者，左右声道信号的相关值，具体地，当左右声道信号的声道电平差的绝对值大于或等于所述设定的阈值时，采用高速率或高精度量化算法对所述预测残差信号进行量化编码，当左右声道信号的声道电平差的绝对值小于所述设定的阈值时，采用低速率或低精度量化算法对所述预测残差信号进行量化编码。下面以这两种情况对本发明实施例的具体实例进行详细介绍实例1和实例2是根据左右声道信号的声道电平差对预测残差信号进行量化编码的方案，实例3和实例4是根据左右声道信号的相关值对预测残差信号进行量化编码的方案。实例1 参见图4，为本发明实施例预测残差信号的量化编码实例1示意图。其实现过程介绍如下(1)对左声道信号L和右声道信号R进行下混处理，得到两路信号，分别是单声道信号M和边带信号S:M = (L+R) /2 ；S = (L-R) /2(2)单声道信号M通过单声道编码器后在本地进行解码，解码后的M信号通过 MDCT (Modified Discrete Cosine Transform，改进离散余弦变换)变换到频域；边带信号 S通过延时之后，同样进行MDCT变换到频域。(3)根据信号M和信号S计算频域内的左右声道信号的声道电平差，具体又包括以下子步骤(3. 1)根据信号M和信号S的频谱系数，计算左声道信号能量以及右声道信号能量例如，采用如下公式1、2分别计算左声道信号能量和右声道信号能量。
k=N{band+\)左声道信号能量
权利要求
1.一种预测残差信号的量化编码方法，其特征在于，包括根据左右声道信号获取两路信号，并分别将两路信号变换到频域，计算频域内的左右声道信号的特征参数，并由一路信号预测另一路信号，得到预测残差信号；将所述特征参数与设定的阈值比较，根据比较结果选择不同的量化编码方式对所述预测残差信号进行量化编码。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述左右声道信号的特征参数包括左右声道信号的声道电平差。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述根据比较结果选择不同的量化算法对预测残差信号进行量化编码包括当左右声道信号的声道电平差的绝对值大于或等于所述设定的阈值时，采用高速率或高精度量化算法对所述预测残差信号进行量化编码，当左右声道信号的声道电平差的绝对值小于所述设定的阈值时，采用低速率或低精度量化算法对所述预测残差信号进行量化编码。
4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述左右声道信号的声道电平差如下获得 采用所述两路信号的频谱系数，计算左声道信号能量以及右声道信号能量；根据所述左声道信号能量和右声道信号能量获得所述左右声道信号的声道电平差。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述左右声道信号的特征参数包括左右声道信号的相关值。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述根据比较结果选择不同的量化算法对预测残差信号进行量化编码包括当左右声道信号的相关值的绝对值小于或等于阈值时，采用高速率或高精度量化算法对所述预测残差信号进行量化编码，当左右声道信号的相关值的绝对值大于阈值时，采用低速率或低精度量化算法对所述预测残差信号进行量化编码。
7.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述左右声道信号的相关值如下获得 采用所述两路信号的频谱系数，计算左声道信号与右声道信号的相关值。
8.根据权利要求1至7任一项所述方法，其特征在于，所述两路信号中的一路信号为左右声道下混生成的单声道信号，另一路信号为边带信号、左声道信号或者右声道信号。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述由一路信号预测另一路信号，得到预测残差信号包括由单声道信号预测边带信号、左声道信号或者右声道信号，得到预测信号； 由边带信号、左声道信号或者右声道信号与预测信号之间的差得到预测残差信号。
10.一种预测残差信号的量化编码装置，其特征在于，包括 信号获取单元，用于根据左右声道信号获取两路信号； 频域变换单元，用于分别将两路信号变换到频域；预测残差信号获取单元，用于利用一路信号预测另一路信号，得到预测残差信号； 特征参数计算单元，用于计算频域内的左右声道信号的特征参数； 判决单元，用于将所述特征参数与设定的阈值进行比较；量化编码执行单元，根据所述判决单元的比较结果，采取不同的量化算法对预测残差信号进行量化编码。
11.根据权利要求10所述装置，其特征在于，所述特征参数计算单元计算的左右声道信号的特征参数是指左右声道信号的声道电平差或者是左右声道信号的相关值。
12.根据权利要求10所述装置，其特征在于，所述量化编码执行单元，当左右声道信号的声道电平差的绝对值大于等于阈值或者左右声道信号的相关值的绝对值小于等于阈值时，采用高速率或高精度量化算法对所述预测残差信号进行量化编码，当左右声道信号的声道电平差的绝对值小于阈值或者左右声道信号的相关值的绝对值大于阈值时，采用低速率或低精度量化算法对所述预测残差信号进行量化编码。
13.根据权利要求10、11或12所述装置，其特征在于，所述信号获取单元获取的两路信号中的一路信号为单声道信号，另一路信号为边带信号、左声道信号或者右声道信号。
全文摘要
本发明公开了一种预测残差信号的量化编码方法及装置，其中的方法包括以下步骤根据左右声道信号获取两路信号，并分别将两路信号变换到频域，采用频域的两路信号进行预测残差编码，得到预测残差信号；根据所述两路信号计算频域内的左右声道信号的特征参数；将所述特征参数与设定的阈值比较，根据比较结果选择不同的量化算法对预测残差信号进行量化编码。本发明实施例使得重建的立体声信号可以在声场的稳定性和增强的频谱范围之间做出比较好的折中，而获得较好的立体声重建质量。
文档编号G10L19/04GK102243876SQ20101017571
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者吴文海, 苗磊, 郎玥 申请人:华为技术有限公司