脉冲编解码方法及脉冲编解码器的制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了脉冲编解码方法及脉冲编解码器。本发明实施例通过将两个以上的轨道联合进行编码，使得在单个轨道编码的情况下空闲的码书空间能够在联合编码时合并，成为可以被节省的编码比特，此外，对各个轨道上需要进行编码的脉冲按照位置进行合并，分别对有脉冲位置的数目、有脉冲位置在轨道上的分布和各个有脉冲位置上的脉冲数目进行编码，避免了对同一位置的多个脉冲进行分别编码，使得编码比特更加节省。
【专利说明】脉冲编解码方法及脉冲编解码器
【技术领域】
[0001]本发明涉及脉冲编解码方法及脉冲编解码器。
【背景技术】
[0002]在矢量编码技术中，常常使用代数码书对自适应滤波后的残差信号进行量化编码。当经过搜索获得轨道上最佳代数码书脉冲的位置和符号信息后，通过编码计算得到相应的索引值，使得解码端能够根据该索引值重建脉冲序列。在保证无损重建的前提下，尽量减少编码索引值所需要的比特，是代数码书脉冲编码方法研究与发展的主要目标之一。
[0003]下面以语音编码中一种较优的编码方法——宽带自适应多码率(AMR_WB +:Adaptive Mult1-Rate Wideband)编码方法为例,说明现有代数码书脉冲所采用的一种具体编码方法。根据编码码率的不同，在每个轨道上可以编码I~N个脉冲，假定每个轨道有M = 2m个位置，AMR_WB +中每个轨道上编码I~6个脉冲的过程分别描述如下:
[0004]①每个轨道编码I个脉冲
[0005]由于每个轨道有2m个位置，因此，每个轨道上脉冲的位置索引需要用m个比特进行编码，脉冲的符号索引需要用I比特编码。编码I个带符号脉冲的索引值为:
[0006]Ilp (m) = P + s X 2m
[0007]其中P e [0,2m -1]为脉冲的位置索引；s为脉冲的符号索弓丨，当脉冲符号为正时，s设置为O,当脉冲符号为负时，s设置为I ;Ilp e [0,2m+1 — I]。
[0008]每个轨道编 码I个脉冲所需的比特数为:m + I。
[0009]②每个轨道编码2个脉冲
[0010]根据①的结果，每个轨道编码I个脉冲需要m + I个比特，对另一个脉冲的位置索引进行编码需要m个比特，由于对脉冲顺序没有特别要求，可通过排列脉冲位置索引获得的大小关系来表不另一个脉冲的符号。编码2个脉冲的索引值为:
[0011]I2p (m) = pi + Ilp0 X 2m = pi + pOX2m + sX22m
[0012]其中p0、pl e [0,2m — I]分别为2个脉冲的位置索引；s为p0脉冲的符号索引；pl脉冲符号的具体表不规则为:p0〈pl表不2个脉冲符号相同，p0>pl表不2个脉冲符号相
反；I2p e [O, 22m+1 — I]。
[0013]每个轨道编码2个脉冲所需的比特数为:2m + I。
[0014]③每个轨道编码3个脉冲
[0015]将每个轨道分为两个部分:Section A和Section B,每个部分各包含21°4个位置。某个部分中至少包含2个脉冲，根据②的结果，编码该部分需要2X (m — I) + I = 2m — I个比特；另一个脉冲则在整个轨道上搜索，根据①的结果，需要m + I个比特；此外，还需要用I个比特来指示包含2个脉冲的部分。编码3个脉冲的索引值为:
[0016]I3p(Hi) = I2p(m — I) + kX22m^ + Ilp (m) X22m
[0017]其中k 为 Section 的索引；I3p e [0，23ηι+1 — I]。
[0018]每个轨道编码3个脉冲所需的比特数为:3m + I。[0019]④每个轨道编码4个脉冲
[0020]将每个轨道分为两个部分:Section A和Section B,每个部分各包含21°4个位置。各部分中包含脉冲个数的组合情况如下表所示:
[0021]
【权利要求】
1.一种脉冲编码方法，其特征在于，包括: 获取T个轨道上需要编码的脉冲，T是大于等于2的整数； 分别对各个轨道上需要编码的脉冲按照位置进行统计，获得各个轨道上有脉冲位置的数目Nt、有脉冲位置在轨道上的分布和各个有脉冲位置上的脉冲数目，其中下标t表示第t个轨道，t ∈[O, T-1]； 按照各个轨道上有脉冲位置的数目{N0，N1...，NT-1]确定第一索引I1，所述第一索引对应于其所代表的有脉冲位置的数目下，各个轨道上有脉冲位置全部可能的分布情况； 分别按照各个轨道上有脉冲位置的分布确定各个轨道的第二索引I2t，所述第二索引从所述第一索引对应的全部可能的分布情况中，指示相应轨道上与当前有脉冲位置的分布对应的分布情况； 分别按照各个轨道上各个有脉冲位置上的脉冲数目确定各个轨道的第三索引I3t ； 生成编码索引Ind，所述编码索引包括第一索引和各个轨道的第二、三索引的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述分别对各个轨道上需要编码的脉冲按照位置进行统计时，还按照各个轨道上各个有脉冲位置的脉冲符号的正或负的特性，获得各个轨道的各个有脉冲位置的脉冲符号信息； 所述编码索引还包括各个轨道的与各个有脉冲位置对应的符号索引的信息，所述符号索引指示与该索引对应的有脉冲位置的脉冲符号信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于: 一个第一索引与一个{N0，N1...，NT-1]组合对应，或者， 至少有一个第一索引与两个以上的{N0，N1...，NT-1}组合对应，对于存在与第一索引对应的Nt值不唯一的轨道，除了确定该轨道的第二、三索引，还确定与该轨道上当前有脉冲位置的数目对应的附加索引，所述附加索引对应于其所代表的有脉冲位置的数目下，该轨道上有脉冲位置全部可能的分布情况，所述编码索引中还包括所述附加索引的信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述编码索引Ind采用如下方式生成:
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述生成编码索引的步骤之后还包括: 比较所述编码索引Ind和调整门限值THR，其中，
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，第一索引与{凡，&，...，&_]组合的对应关系采用如下方式确定:统计{凡，&，...，&_]组合的出现概率，使出现概率越高的组合对应的第一索引越小。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分别按照各个轨道上各个有脉冲位置上的脉冲数目确定各个轨道的第三索引的步骤包括: 对于第t个轨道，将在Nt个有脉冲位置上有九个脉冲的情况，映射为在Nt个位置上有爾-Nt个脉冲的情况，其中 凡表示第t个轨道上需要编码的脉冲总数， 按照设定的顺序，对外-NtI脉冲在Nt个位置上全部可能的分布情况进行排列，以排列的序号作为指示有脉冲位置上的脉冲数目的第三索引I3t。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，各个轨道的第三索引I3t的计算公式为:
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，各个轨道的第二索引I2t的计算公式为:
10.一种脉冲编码方法，其特征在于，包括: 获取T个轨道上需要编码的脉冲，T是大于等于2的整数；分别对各个轨道上需要编码的脉冲按照位置进行统计，获得各个轨道上有脉冲位置的数目Nt、有脉冲位置在轨道上的分布和各个有脉冲位置上的脉冲数目，其中下标t表示第t个轨道，t ∈ [O, T-1]； 分别按照各个轨道上有脉冲位置的数目确定各个轨道的第一索引Ilt，所述第一索引对应于其所代表的有脉冲位置的数目下，该轨道上有脉冲位置全部可能的分布情况； 分别按照各个轨道上有脉冲位置的分布确定各个轨道的第二索引I2t，所述第二索引从所述第一索引对应的全部可能的分布情况中，指示该轨道上与当前有脉冲位置的分布对应的分布情况； 分别按照各个轨道上各个有脉冲位置上的脉冲数目确定各个轨道的第三索引I3t ； 生成编码索引Ind，所述编码索引包括各个轨道的第一、二、三索引的信息。
11.一种脉冲解码方法，其特征在于，包括: 获取编码索引Ind，从所述编码索引中提取出第一索引，按照第一索引确定T个轨道的各个轨道上有脉冲位置的数目^N1，…，NT_J，其中Nt的下标t表示第t个轨道，t e [O，T-l]，T是大于等于2的整数； 从所述编码索引中提取出各个轨道的第二索引I2t和第三索引I3t ； 分别对于各个轨道，按照第二索引确定，在所述第一索引对应的有脉冲位置的数目下，有脉冲位置在轨道上的分布； 分别对于各个轨道，按照第三索引确定各个有脉冲位置上的脉冲数目； 分别对于各个轨道，按照有脉冲位置在轨道上的分布和各个有脉冲位置上的脉冲数目，重建轨道上的脉冲序列。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述从编码索引中提取出第一索引采用:从设定的若干个独立的取值范围中，判断所述编码索引所属的取值范围，按照该所属的取值范围对应的起始值确定所述第一索引。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于: 一个第一索引与一个{N0，N1，...，Ni-1]组合对应，或者， 至少有一个第一索引与两个以上的{N0，N1，...，Ni-1}组合对应，对于存在与第一索引对应的Nt值不唯一的轨道，除了提取该轨道的第二、三索引，还提取与该轨道上当前有脉冲位置的数目对应的附加索引，所述附加索引对应于其所代表的有脉冲位置的数目下，该轨道上有脉冲位置全部可能的分布情况。
14.根据权利要求11-13任意一项所述的方法，其特征在于，所述获取编码索引Ind的步骤包括: 从编码码流中提取第一数量的编码比特； 若所述第一数量的编码比特解码后的值小于调整门限值THR，以所述第一数量的编码比特解码后的值作为编码索引Ind ； 否则，增加提取的编码比特的数量至第二数量，以所述第二数量的编码比特解码后的值减去偏移值THR0作为编码索引Ind。
15.—种脉冲解码方法,其特征在于,包括: 获取编码索引Ind，从所述编码索引中提取出各个轨道的第一索引Ilt，分别对于各个轨道，按照第一索引确定有脉冲位置的数目Nt，其中下标t表示第t个轨道，t ∈ [Ο,Τ-1],T是大于等于2的整数； 从所述编码索引中提取出各个轨道的第二索引I2t和第三索引I3t ； 分别对于各个轨道，按照第二索引确定，在所述第一索引对应的有脉冲位置的数目下，有脉冲位置在轨道上的分布； 分别对于各个轨道，按照第三索引确定各个有脉冲位置上的脉冲数目； 分别对于各个轨道，按照有脉冲位置在轨道上的分布和各个有脉冲位置上的脉冲数目，重建轨道上的脉冲序列。
16.一种脉冲编码器，其特征在于，包括: 脉冲统计单元，用于获取T个轨道上需要编码的脉冲，T是大于等于2的整数，分别对各个轨道上需要编码的脉冲按照位置进行统计，获得各个轨道上有脉冲位置的数目Nt、有脉冲位置在轨道上的分布和各个有脉冲位置上的脉冲数目，其中下标t表示第t个轨道，t e [O，T-1]； 索引计算单元，所述索引计算单元包括:第一索引单元，用于按照各个轨道上有脉冲位置的数目{&，&，...，&_]输出第一索引II，所述第一索引对应于其所代表的有脉冲位置的数目下，各个轨道上有脉冲位置全部可能的分布情况；第二索引单元，用于分别按照各个轨道上有脉冲位置的分布输出各个轨道的第二索引I2t，所述第二索引从所述第一索引对应的全部可能的分布情况中，指示相应轨道上与当前有脉冲位置的分布对应的分布情况；第三索引单元，用于分别按照各个轨道上各个有脉冲位置上的脉冲数目输出各个轨道的第三索引I3t ； 索引组合单元，用于组合所述第一索引和各个轨道的第二、三索引的信息生成编码索引 IncL
17.根据权利要求16所述的编码器，其特征在于:至少有一个第一索引与两个以上的{N0, N1,…，NT_J组合对应， 所述索引计算单元还包括附加索引单元，用于对于存在与第一索引对应的Nt值不唯一的轨道，确定与该轨道上当前有脉冲位置的数目对应的附加索引，所述附加索引对应于其所代表的有脉冲位置的数目下，该轨道上有脉冲位置全部可能的分布情况； 所述索引组合单元还将所述附加索引的信息组合到所述编码索引中。
18.根据权利要求16或17所述的编码器，其特征在于，还包括:编码比特调整单元，用于在所述索引组合单元生成编码索引后，比较所述编码索引Ind和调整门限值THR，其中，
THR ^ 2Bmax — Imax(T),Ifflax(T)表示Ind的上限值，Bmax表示用来对编码索引进行编码的比特数量的上限值，若Ind小于THR，采用第一数量的编码比特对Ind进行编码，否则采用第二数量的编码比特对加上偏移值THRtl的Ind进行编码，THR ( THR0 ( 2Bmax — Imax (T)，所述第一数量少于所述第二数量，所述第二数量小于等于Bmax，所述第一数量和所述第二数量均为正整数。
19.一种脉冲解码器，其特征在于，包括: 第一提取单元，用于获取编码索引Ind，从所述编码索引中提取出第一索引，按照第一索引确定T个轨道的各个轨道上有脉冲位置的数目{%，N1,…，NT_J，其中Nt的下标t表示第t个轨道，t e [O, T-1]，T是大于等于2的整数； 第二提取单元，用于从所述编码索引 中提取出各个轨道的第二索引I2t和第三索引I3t; 第一解码单元，用于分别对于各个轨道，按照第二索引确定，在所述第一索引对应的有脉冲位置的数目下，有脉冲位置在轨道上的分布； 第二解码单元，用于分别对于各个轨道，按照第三索引确定各个有脉冲位置上的脉冲数目； 脉冲重建单元，用于分别对于各个轨道，按照有脉冲位置在轨道上的分布和各个有脉冲位置上的脉冲数目，重建轨道上的脉冲序列。
20.根据权利要求19所述的解码器，其特征在于，至少有一个第一索引与两个以上的{N0, N1,…，NT_J组合对应，所述解码器还包括: 附加提取单元，用于对于存在与第一索引对应的Nt值不唯一的轨道，提取与该轨道上当前有脉冲位置的数目对应的附加索引，所述附加索引对应于其所代表的有脉冲位置的数目下，该轨道上有脉冲位置全部可能的分布情况； 所述第二提取单元是根据所述附加提取单元提取的附加索引确定的相应轨道上当前有脉冲位置的数目，提取 出该轨道的第二索引I2t和第三索引I3t。
21.根据权利要求19或20所述的解码器，其特征在于，还包括:解码比特调整单元，用于从编码码流中提取第一数量的编码比特，若所述第一数量的编码比特解码后的值小于调整门限值THR，以所述第一数量的编码比特解码后的值作为编码索引Ind输出，否则，增加提取的编码比特的数量至第二数量，以所述第二数量的编码比特解码后的值减去偏移值THRtl作为编码索引Ind输出。
【文档编号】G10L19/008GK103886862SQ201410118069
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2010年6月24日 优先权日:2010年6月24日
【发明者】马付伟, 张德军 申请人:华为技术有限公司