专利名称：一种量化编解码方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种量化编解码方法和装置。
背景技术：
量化编码技术是语音/音频编码领域中一种非常广泛应用的技术，无论是 AMR(Adaptive Multi Rate，自适应多速率)语音编码器、联合超宽带编码器，还是音频编码 领域广泛使用的 MPEG (Moving Picture Experts Group，活动图像专家组)AAC (Advanced Audio Coding，高级音频编码)编码器，量化编码技术都是不可或缺的关键技术，量化编码 技术的好坏将直接影响整个编码器的性能。量化技术的分类方法较多，其中一种分类方法是将量化技术分成标量量化与矢量 量化。矢量量化由于可以很好的消除帧内相关和统计冗余，因此得到了更加长远的发展。编码速率、量化信噪比、计算复杂度和存储量是评价一个矢量量化器好坏的重要 指标。矢量量化的方法很多，其主要的发展方向是追求在更低的编码速率下获得更高的量 化信噪比，同时保持较低的计算复杂度和存储量。其中，预测矢量量化是为了在消除帧内相关和统计冗余的同时，能够进一步消除 帧间相关及帧间冗余而提出的一种广泛应用于量化编码领域的技术。此项技术提出的主要 目的是为了提高量化效率，用更低的编码比特数获得同样的量化效果。闭环预测量化是一种比较常用的帧间预测量化技术，其主要原理为先根据过去 帧的量化信号得到当前帧的预测信号，再用当前帧的原始信号减去预测信号得到当前帧的 预测残差，最后量化该残差。在此基础上改进后的开环预测量化是另一种比较常用的帧间 预测量化技术，其主要原理为先根据过去帧的量化预测残差信号得到当前帧的预测信号， 再用当前帧的原始信号减去预测信号得到当前帧的预测残差，最后量化该残差。再一种方 法是转换预测多级矢量量化技术，其主要原理是采用多级矢量量化的思想，在每一级矢量 量化的过程中从预先存储的多组预测系数中选择一组使得预测误差最小的预测系数进行 预测矢量量化，然后将量化误差作为下一级矢量量化的目标矢量，继续进行预测矢量量化。发明人在实现本发明的过程中发现，上述方法没有考虑编码方法对错误的鲁棒 性，会产生错误传递，抗丢包特性较差。
发明内容
本发明的实施例提供一种量化编解码方法和装置，在合理去除帧间相关性、提高 量化效率的同时，能够提高对错误的鲁棒性，具有较好的抗丢包性。本发明实施例提供一种量化编码方法，包括对当前帧进行非帧间预测量化，得到所述当前帧的非帧间预测量化结果；对非帧间预测量化过程中分配的非帧间预测量化索引值进行编码，将编码后的所 述非帧间预测量化索引值向解码端输出；根据所述当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，得到预测系数；
对所述预测系数进行量化，将所述量化过程中分配的系数量化索引值进行编码， 将编码后的所述系数量化索引值向解码端输出。本发明实施例提供一种量化解码方法，包括正常解码方法和异常解码方法，所述正常解码方法包括接收来自编码端的当前帧的编码后的非帧间预测量化索引值和编码后的系数量 化索引值；对所述编码后的非帧间预测量化索引值和编码后的系数量化索引值进行解码，得 到非帧间预测量化索引值和系数量化索引值；根据所述非帧间预测量化索引值，得到所述当前帧的非帧间预测量化结果；根据所述系数量化索引值，得到量化后的预测系数；根据所述量化后的预测系数和所述当前帧的非帧间预测量化结果以及过去至少 一帧的非帧间预测量化结果，得到所述当前帧的精细化量化结果；对所述当前帧的精细化量化结果进行反量化，得到重构的所述当前帧；所述异常解码方法包括接收来自编码端的当前帧的编码后的非帧间预测量化索引值；对所述编码后的非帧间预测量化索引值进行解码，得到非帧间预测量化索引值；根据所述非帧间预测量化索引值，得到所述当前帧的非帧间预测量化结果；对所述当前帧的非帧间预测量化结果进行反量化，得到重构的所述当前帧。本发明实施例还提供一种编码装置，包括非帧间预测量化单元，用于对当前帧进行非帧间预测量化，得到所述当前帧的非 帧间预测量化结果；编码单元，用于对所述非帧间预测量化单元处理过程中分配的非帧间预测量化索 引值进行编码；输出单元，用于将所述编码单元输出的编码后的所述非帧间预测量化索引值向解 码端输出；预测系数获取单元，用于根据所述非帧间预测量化单元获得的所述当前帧及过去 至少一帧的非帧间预测量化结果，得到预测系数；系数量化单元，用于对所述预测系数获取单元获取的所述预测系数进行量化；所述编码单元，还用于对所述系数量化单元处理过程中分配的系数量化索引值进 行编码；所述输出单元，还用于将所述编码单元输出的所述系数量化索引值向解码端输
出ο本发明实施例还提供一种解码装置，包括接收单元，用于接收来自编码端的当前帧的编码后的非帧间预测量化索引值和编 码后的系数量化索引值；解码单元，用于对所述接收单元接收的所述编码后的非帧间预测量化索引值和编 码后的系数量化索引值进行解码，得到非帧间预测量化索引值和系数量化索引值；非帧间预测量化结果获取单元，用于根据所述解码单元得到的所述非帧间预测量 化索引值，得到所述当前帧的非帧间预测量化结果；
量化系数获取单元，用于根据所述解码单元得到的所述系数量化索引值，得到量 化后的预测系数；精细化量化结果获取单元，用于根据所述量化系数获取单元得到的所述量化后的 预测系数，和所述非帧间预测量化结果获取单元得到的所述当前帧以及过去至少一帧的非 帧间预测量化结果，得到所述当前帧的精细化量化结果；反量化单元，用于对所述精细化量化结果获取单元得到的所述当前帧的精细化量 化结果进行反量化，得到重构的所述当前帧；或者，对所述非帧间预测量化结果获取单元得 到的所述当前帧的非帧间预测量化结果进行反量化，得到重构的所述当前帧。本发明实施例提供的量化编解码方法和装置，在编码端，首先对当前帧进行非帧 间预测量化，得到当前帧的非帧间预测量化结果，将量化过程中分配的非帧间预测量化索 引值进行编码并向解码端输出；再根据当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，得 到使当前帧和精细化量化结果之间误差最小的预测系数，然后对该预测系数进行量化，将 量化过程中分配的系数量化索引值进行编码并向解码端输出。由于编码端的第一级量化， 采用了非帧间预测量化，没有用到过去帧的信息，所以在合理去除帧间相关性、提高量化效 率的同时，可以有效避免丢失帧引起的错误传递，进而提高了对错误的鲁棒性，具有较好的 抗丢包性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的量化编码方法的流程框图；图2为本发明实施例提供的正常情况下的量化解码方法流程框图；图3为本发明实施例提供的异常情况下的量化解码方法流程框图；图4为本发明实施例提供的针对谱包络参数矢量的量化编码方法的流程框图；图5为本发明实施例提供的针对谱包络参数矢量的在正常情况下的量化解码方 法的流程框图；图6为本发明实施例提供的针对谱包络参数矢量的在异常情况下的量化解码方 法的流程框图；图7为本发明实施例提供的针对10阶线性预测系数的量化编码方法的流程框 图；图8为本发明实施例提供的针对10阶线性预测系数的在正常情况下的量化解码 方法的流程框图；图9为本发明实施例提供的针对8维矢量的量化编码方法的流程框图；图10为本发明实施例提供的编码装置的结构框图；图11为本发明实施例提供的解码装置的结构框图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供的量化编码方法，如图1所示，该方法步骤包括S101、对当前帧进行非帧间预测量化，得到该当前帧的非帧间预测量化结果。在此，对当前帧进行非帧间预测量化，可以是对当前帧利用其自身的信息进行量 化。即只用当前帧自身信息，不利用过去一帧或多帧的信息对当前帧进行量化。另外，非帧 间预测量化，可以是非帧间预测直接量化、非帧间预测切换量化中的一种。其中，非帧间预 测切换量化为，当帧序号满足一定条件时，用该条件对应的量化方法进行量化。既可以是两 种量化方法间的切换，也可以是多种量化方法之间的切换。例如，若当前帧的帧序号满足第 一条件时，用第一量化方法，满足第二条件时，用第二量化方法……满足第N+1条件时，用第 N+1量化方法等。S102、对非帧间预测量化过程中分配的非帧间预测量化索引值进行编码，将编码 后的非帧间预测量化索引值向解码端输出。S103、根据当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，得到预测系数。在此，根据当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，可以是得到使当前帧 和精细化量化结果之间误差最小的预测系数，例如均方差值最小等；其中，该精细化量化结 果为对当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果进行帧间预测量化所得到的量化结果。S104、对预测系数进行量化，将该量化过程中分配的系数量化索引值进行编码，将 编码后的系数量化索引值向解码端输出。本发明实施例提供的量化编码方法，在对当前帧的第一级量化过程中，采用的是 非帧间预测量化，没有用到过去帧的信息，所以在合理去除帧间相关性、提高量化效率的同 时，可以有效避免丢失帧引起的错误传递，进而提高了对错误的鲁棒性，具有较好的抗丢包 性。具体解码过程在后述进行说明。本发明实施例提供的量化解码方法，包括正常解码方法和出现丢帧的异常解码方 法。如图2所示，正常解码方法的步骤包括S201、接收来自编码端的当前帧的编码后的非帧间预测量化索引值和编码后的系
数量化索引值。S202、对编码后的非帧间预测量化索引值和编码后的系数量化索引值进行解码， 得到非帧间预测量化索引值和系数量化索引值。S203、根据非帧间预测量化索引值，得到当前帧的非帧间预测量化结果。S204、根据系数量化索引值，得到量化后的预测系数。S205、根据量化后的预测系数和当前帧的非帧间预测量化结果以及过去至少一帧 的非帧间预测量化结果，得到当前帧的精细化量化结果。S206、对当前帧的精细化量化结果进行反量化，得到重构的所述当前帧。出现丢帧的异常解码方法，如图3所示，该方法步骤包括S301、接收来自编码端的当前帧的编码后的非帧间预测量化索引值。
S302、对编码后的非帧间预测量化索引值进行解码，得到非帧间预测量化索引值。S303、根据非帧间预测量化索引值，得到当前帧的非帧间预测量化结果。S304、对当前帧的非帧间预测量化结果进行反量化，得到重构的当前帧。本发明实施例提供的量化编解码方法，在编码端，首先对当前帧进行非帧间预测 量化，得到当前帧的非帧间预测量化结果，将量化过程中分配的非帧间预测量化索引值进 行编码并向解码端输出；再根据当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，得到使当 前帧和精细化量化结果之间误差最小的预测系数，然后对该预测系数进行量化，将量化过 程中分配的系数量化索引值进行编码并向解码端输出。由于编码端的第一级量化，采用了 非帧间预测量化，没有用到过去帧的信息，所以对应的解码端，可以在正常情况下和丢帧的 异常情况下均能够进行解码。在解码端，在没有丢帧的正常情况下解码得到非帧间预测量 化索引值和系数量化索引值，根据非帧间预测量化索引值得到当前帧的非帧间预测量化结 果，根据系数量化索引值得到量化后的预测系数，在利用量化后的预测系数、当前帧及过去 至少一帧的非帧间预测量化结果，得到精细化量化结果，对其进行反量化重构当前帧。在丢 帧的异常情况下可以只对当前帧非帧间预测量化结果进行反量化，重构该当前帧，无需再 利用过去帧的非帧间预测量化结果。这样，由于编码端的第一级量化采用了非帧间预测量 化，没有用到过去帧的信息，所以在解码端，一旦出现丢帧，可以采用上述异常方法处理，不 会将错误传递下去，这样，在合理去除帧间相关性、提高量化效率的同时，可以有效避免丢 失帧引起的错误传递，进而提高了对错误的鲁棒性，具有较好的抗丢包性。另外，在本发明实施例中，编码端和解码端之间传递的是编码后的非帧间预测量 化索引值和编码后的系数量化索引值，可以用很少的比特进行量化编码，因而，还可以节省 网络资源。本发明实施例提供量化编解码方法，以一种超宽带编解码器的谱包络参数量化 为例进行说明。假设每一帧的谱包络参数是一个16维矢量χ (η)，χ (η) = {χ0 (η) X1 (η)-χ15 (η)}。在编码端一侧的步骤如下在对当前帧进行量化之前，可以先利用现有技术对其进行一些处理，以减少量化 值的动态范围，针对本实施例，可以对当前帧x(n)进行去均值和计算半径的处理，如图4的 步骤S401和S402。S401、计算当前帧的谱包络参数矢量x(n)的均值m(n)，对该均值进行标量量化， 将量化过程中分配的均值标量量化索引值进行编码，传输到解码端，并得到去均值后的谱 包络参数矢量y (η)。在此，均值m(n) = ;^|;Xl(n)，对均值进行4比特标量量化，得到量化后的均
Io t=o
值，记作 (η)。那么去均值后的谱包络参数矢量y(n):=X(n)-iii(n),其中矢量中的元素 Yi(Ii)= Xi(Ii)-A(Ii) ’ i = 0,1, ...,15。进一步地，在计算均值矢量前，还可以先对信号进行修正，为后面根据谱包络参数 量化结果进行比特分配提供更好的依据。S402、计算去均值后的谱包络参数矢量y (η)的半径参数r (η)，对该半径参数r (η) 进行标量量化，将量化过程中分配的半径参数标量量化索引值进行编码，传输到解码端，并得到归一化后的谱包络参数矢量ζ (η)。该ζ (η)即为本发明实施例的待量化的当前帧信号。在此，半径参数r(n)= |>,( )2 ,对半径参数进行5比特标量量化，得到量化后的
权利要求
1.一种量化编码方法，其特征在于，包括对当前帧进行非帧间预测量化，得到所述当前帧的非帧间预测量化结果； 对非帧间预测量化过程中分配的非帧间预测量化索引值进行编码，将编码后的所述非 帧间预测量化索引值向解码端输出；根据所述当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，得到预测系数； 对所述预测系数进行量化，将所述量化过程中分配的系数量化索引值进行编码，将编 码后的所述系数量化索引值向解码端输出。
2.根据权利要求1所述的量化编码方法，其特征在于，所述对当前帧进行非帧间预测 量化，包括对所述当前帧利用其自身的信息进行量化。
3.根据权利要求1所述的量化编码方法，其特征在于，所述非帧间预测量化，包括非 帧间预测直接量化、非帧间预测切换量化中的一种；其中，所述非帧间预测切换量化为当帧序号满足一定条件时，用所述条件对应的量化 方法进行量化。
4.根据权利要求1所述的量化编码方法，其特征在于，所述根据所述当前帧及过去至 少一帧的非帧间预测量化结果，得到预测系数包括根据所述当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，得到使所述当前帧和精细化 量化结果之间误差最小的预测系数；其中，所述精细化量化结果为对所述当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果进 行帧间预测量化所得到的量化结果。
5.一种量化解码方法，包括正常解码方法和出现丢帧时的异常解码方法，其特征在于， 所述正常解码方法包括接收来自编码端的当前帧的编码后的非帧间预测量化索引值和编码后的系数量化索 引值；对所述编码后的非帧间预测量化索引值和编码后的系数量化索引值进行解码，得到非 帧间预测量化索引值和系数量化索引值；根据所述非帧间预测量化索引值，得到所述当前帧的非帧间预测量化结果； 根据所述系数量化索引值，得到量化后的预测系数；根据所述量化后的预测系数和所述当前帧的非帧间预测量化结果以及过去至少一帧 的非帧间预测量化结果，得到所述当前帧的精细化量化结果；对所述当前帧的精细化量化结果进行反量化，得到重构的所述当前帧； 所述异常解码方法包括接收来自编码端的当前帧的编码后的非帧间预测量化索引值； 对所述编码后的非帧间预测量化索引值进行解码，得到非帧间预测量化索引值； 根据所述非帧间预测量化索引值，得到所述当前帧的非帧间预测量化结果； 对所述当前帧的非帧间预测量化结果进行反量化，得到重构的所述当前帧。
6.一种编码装置，其特征在于，包括非帧间预测量化单元，用于对当前帧进行非帧间预测量化，得到所述当前帧的非帧间 预测量化结果；编码单元，用于对所述非帧间预测量化单元处理过程中分配的非帧间预测量化索引值进行编码；输出单元，用于将所述编码单元输出的编码后的所述非帧间预测量化索引值向解码端 输出；预测系数获取单元，用于根据所述非帧间预测量化单元获得的所述当前帧及过去至少 一帧的非帧间预测量化结果，得到预测系数；系数量化单元，用于对所述预测系数获取单元获取的所述预测系数进行量化；所述编码单元，还用于对所述系数量化单元处理过程中分配的系数量化索引值进行编码；所述输出单元，还用于将所述编码单元输出的所述系数量化索引值向解码端输出。
7.根据权利要求6所述的编码装置，其特征在于，所述非帧间预测量化单元对当前帧 进行的非帧间预测量化，包括对所述当前帧利用其自身的信息进行量化。
8.根据权利要求6所述的编码装置，其特征在于，所述非帧间预测量化单元进行的非 帧间预测量化，包括非帧间预测直接量化、非帧间预测切换量化中的一种；其中，所述非 帧间预测切换量化为当帧序号满足一定条件时，用所述条件对应的量化方法进行量化。
9.根据权利要求6所述的编码装置，其特征在于，所述预测系数获取单元根据所述当 前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，得到预测系数包括根据所述当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，得到使所述当前帧和精细化 量化结果之间误差最小的预测系数；其中，所述精细化量化结果为对所述当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果进 行帧间预测量化所得到的量化结果。
10.一种解码装置，其特征在于，包括接收单元，用于接收来自编码端的当前帧的编码后的非帧间预测量化索引值和编码后 的系数量化索引值；解码单元，用于对所述接收单元接收的所述编码后的非帧间预测量化索引值和编码后 的系数量化索引值进行解码，得到非帧间预测量化索引值和系数量化索引值；非帧间预测量化结果获取单元，用于根据所述解码单元得到的所述非帧间预测量化索 引值，得到所述当前帧的非帧间预测量化结果；量化系数获取单元，用于根据所述解码单元得到的所述系数量化索引值，得到量化后 的预测系数；精细化量化结果获取单元，用于根据所述量化系数获取单元得到的所述量化后的预测 系数，和所述非帧间预测量化结果获取单元得到的所述当前帧以及过去至少一帧的非帧间 预测量化结果，得到所述当前帧的精细化量化结果；反量化单元，用于对所述精细化量化结果获取单元得到的所述当前帧的精细化量化结 果进行反量化，得到重构的所述当前帧；或者，对所述非帧间预测量化结果获取单元得到的 所述当前帧的非帧间预测量化结果进行反量化，得到重构的所述当前帧。
全文摘要
本发明实施例提供一种量化编解码方法和装置，涉及通信领域，在合理去除帧间相关性、提高量化效率的同时，可以有效避免丢失帧引起的错误传递，进而提高了对错误的鲁棒性，具有较好的抗丢包性。本发明实施例提供的方法为对当前帧进行非帧间预测量化，得到当前帧的非帧间预测量化结果；对非帧间预测量化过程中分配的非帧间预测量化索引值进行编码，将编码后的非帧间预测量化索引值向解码端输出；根据当前帧及过去至少一帧的非帧间预测量化结果，得到预测系数；对预测系数进行量化，将量化过程中分配的系数量化索引值进行编码，将编码后的系数量化索引值向解码端输出。
文档编号H03M7/30GK102098057SQ20091026052
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者张德明, 本特·凯瑟, 李海婷, 皮特·瓦里, 马格纳斯·斯卡弗 申请人:华为技术有限公司