一种可分层音频编码、解码方法及系统的制作方法

专利名称：一种可分层音频编码、解码方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可分层音频编码、解码方法及系统。
背景技术：
可分层音频编码是指以分层的方式组织音频编码的码流，一般分成一个核心层和 若干个扩展层，解码器可以在没有高层(譬如扩展层)编码码流的情况下实现只对低层 (譬如核心层)编码码流进行解码，解码的层数越多，音质提高得越大。可分层编码技术对于通信网络有非常重要的实用价值。一方面，数据的传输可以 由不同信道共同合作完成，而每个信道的丢包率都有可能不同，这时候往往需要对数据进 行可分层处理，将数据中重要的部分放在丢包率相对较低的稳定信道中传输，而将数据中 次要的部分放在丢包率相对较高的非稳定信道中传输，从而保证当非稳定信道丢包时只会 产生相对的音质下降，而不会出现一帧数据完全无法解码的情况。另一方面，某些通信网络 (比如因特网)的带宽很不稳定，不同用户之间的带宽各不相同，不能采用一个固定的码率 来兼顾不同带宽用户的需求，而采用可分层的编码方案就可以使得不同用户在各自所拥有 的带宽条件下获得最佳的音质享受。传统的可分层音频编码方案，比如ITU(International TelecommunicationUnion,国际电信联合会)的标准G. 729. 1和G. VBR，所采用的方式为核 心层使用语音编码，扩展层采用时域或者变换域编码。核心层与扩展层之间的编码方式相 互独立，这样就会造成编码效率低，同时在中低码率的传输条件下对音乐信号编码质量有 影响。另外一些可分层方案，如MPEG4 (MovingPicture Experts Group 4，运动图像专家 组-4)所采用的BSAC (Bit-SliceArithmetic Code,比特时间片算术编码)可变码率(或者 可伸缩)的编码方案，仅从数据本身的大小出发进行比特分配和可分层操作，没有考虑到 整个信号本身的残差感知分布特性，不能利用核心层已有的信息帮助扩展层的编码，使得 编码效率不高。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种高效的可分层音 频编码、解码方法及系统。为了解决上述技术问题，本发明提供一种可分层音频编码方法，该方法包括将音频信号经过修正离散余弦变换MDCT变换后的频域系数，划分为核心层频域 系数和扩展层频域系数，将所述频域系数划分成多个编码子带，并对所述编码子带的幅值 包络值进行量化和编码；根据核心层各编码子带幅值包络值对核心层各编码子带进行比特分配，然后对核 心层频域系数进行量化和编码得到核心层频域系数的编码比特；根据核心层各编码子带幅值包络值和比特分配数计算核心层残差信号各编码子 带的幅值包络值；
根据由核心层残差信号和扩展层频域系数构成的扩展层编码信号和由所述扩展 层编码信号构成的各编码子带的幅值包络值对扩展层各编码子带进行比特分配，然后对扩 展层编码信号进行量化和编码得到扩展层编码信号的编码比特；将核心层和扩展层频域系数构成的各编码子带的幅值包络编码比特、核心层频域 系数编码比特和扩展层编码信号的编码比特复用打包后，传送给解码端。此外，将MDCT变换后的系数分成多个等间隔编码子带，或者按照听觉感知特性划 分成多个非均勻编码子带；将低频编码子带划分为核心层编码子带，将高频编码子带划分 到扩展层。此外，根据编码子带幅值包络值对各编码子带进行变步长比特分配；在比特分配过程中，对比特分配数为0的编码子带分配比特的步长是1个比特，比 特分配后重要性降低的步长为1，对比特分配数大于0且小于分类阈值的编码子带追加分 配比特时的比特分配步长为0. 5个比特，比特分配后重要性降低的步长为0. 5，对比特分配 数大于等于所述分类阈值的编码子带追加分配比特时的比特分配步长为1，比特分配后重 要性降低的步长为1 ；比特分配数是一个编码子带中单个频域系数所分配到的比特数。此外，在对核心层各个编码子带的频域系数和扩展层各个编码子带的编码信号进 行量化和编码的过程中，对比特分配数小于分类阈值的编码子带的待量化矢量采用塔型格 型矢量量化方法进行量化和编码，对比特分配数大于所述分类阈值的编码子带的待量化矢 量采用球型格型矢量量化方法进行量化和编码；比特分配数是一个编码子带中单个频域系数所分配到的比特数。此外，采用如下方法计算核心层残差信号各编码子带的幅值包络值对核心层频域系数的量化值进行反量化，并与核心层频域系数进行差计算，得到 核心层残差信号；将核心层残差信号按核心层频域系数相同的方法划分成编码子带，根据核心层各 编码子带幅值包络值和比特分配数推算出核心层残差信号各编码子带的幅值包络值。此外，采用如下方法推算出核心层残差信号各编码子带的幅值包络值计算核心 层各编码子带的幅值包络量化指数，并与对应编码子带的量化指数修正值进行差计算，得 到核心层残差信号各编码子带的幅值包络量化指数；各编码子带的量化指数修正值大于等于0，且当核心层对应编码子带的比特分配 数增加时不减小；当核心层的某个编码子带的比特分配数为0时，量化指数修正值为0，当某个编码 子带的比特分配数为所限定的最大比特分配数时，残差信号在该子带的幅值包络值为零。此外，编码子带的量化指数修正值是根据核心层比特分配数得到的，当核心层编 码子带的比特分配数分别为0、1、1. 5、2、2. 5、3、3. 5、4、4. 5、5、6、7或8时，该编码子带所对 应的量化指数修正值分别取0、1、2、3、4、5、5、6、7、7、9、10或12 ；此外，得到核心层频域系数编码比特的方法为计算核心层各编码子带的幅值包络量化指数，对核心层各编码子带进行比特分 配；根据核心层各编码子带的幅值包络量化指数重建的核心层各编码子带的量化幅值包络值对各编码子带的频域系数进行归一化，根据编码子带的比特分配数分别使用塔型 格型矢量量化方法和球型格型矢量量化方法进行量化和编码，得到核心层频域系数的编码 比特；得到扩展层编码信号编码比特的方法为用核心层残差信号和扩展层频域系数构成扩展层编码信号；根据扩展层编码信号各编码子带的幅值包络量化指数，对扩展层各编码子带进行 比特分配；根据扩展层各编码子带的幅值包络量化指数重建的扩展层各编码子带的量化幅 值包络值对各编码子带的编码信号进行归一化，根据编码子带的比特分配数分别使用塔型 格型矢量量化方法和球型格型矢量量化方法进行量化和编码，得到扩展层编码信号的编码 比特。此外，按照如下码流格式进行复用打包首先将核心层的边信息比特写入码流的帧头后面，将核心层的编码子带幅值包络 编码比特写入比特流复用器MUX，然后将核心层频域系数的编码比特写入MUX;然后将扩展层的边信息比特写入MUX，然后将扩展层频域系数编码子带的幅值包 络编码比特写入MUX，然后将扩展层编码信号的编码比特写入MUX ；根据所要求的码率，将满足码率要求的比特数传送到解码端。此外，将扩展层编码信号编码比特按照各编码子带重要性的初始值从大到小排序 的顺序写入码流，传送到解码端。此外，核心层的边信息包括MDCT系数构成的编码子带幅值包络的霍夫曼编码标 志位比特，核心层频域系数的霍夫曼编码标志位比特和迭代次数比特；扩展层的边信息包括扩展层编码信号的霍夫曼编码标志位比特和迭代次数比特。此外，采用如下编码码率分层方法将满足码率要求的比特数传送到解码端按照所定最大编码码率的比特数在整个所需编码的频带范围内，对核心层和扩展 层编码，使得在编码频带范围内达到最大编码码率；在核心层编码比特之后，将扩展层编码信号的编码比特按照各编码子带重要性初 始值从大到小的顺序写入比特流复用器；根据各个分层的码率设计要求，把比特流复用器后部不必要的比特舍去，即按照 将编码子带重要性初始值小的编码子带的编码比特先舍去的原则，将满足码率要求的比特 数传送到解码端；将核心层对应的码率记为LO层，根据扩展层舍去比特数的多少将扩展层对应的 各个码率分别记为L1J层、Lj层、直至L1J层，其中L1J层的码率就是所要求的最大码率。此外，编码频带范围为0 13. 6kHz，最大编码码率为641ibpS时，采用如下编码码 率分层方法将满足码率要求的比特数传送到解码端将编码频带范围0 13. 6kHz中0 6. 4kHz内的MDCT频域系数划分成核心层， 核心层所对应的最大码率是321cbpS，记为LO层；扩展层的编码频带范围为0 13. 6kHz，其 最大码率为64kbps，记为Ll_5层；在送到解码端之前，根据舍去比特数的多少将码率划分为L1J层，对应361ApS，U_2 层，对应 40kbps, Ll3 层，对应 48kbps，Ll4 层，对应 56kbps，及 层，对应 64kbps。此外，将音频信号经过修正离散余弦变换MDCT变换后的频域系数，划分为核心层 频域系数和扩展层频域系数之后，还包含如下步骤把扩展层的频域系数按照频率从小到 大的顺序分成M个部分，它们分别是扩展层1到扩展层M的频域系数，其中扩展层1中频域 系数的频率最小，扩展层M中频域系数的频率最大；对核心层频域系数进行量化之后，还包含如下步骤对核心层频域系数的量化值 进行反量化，并与核心层频域系数进行差计算，得到核心层残差信号；将残差信号按核心层 相同的方法划分成编码子带，根据核心层各编码子带幅值包络值和比特分配数推算出核心 层残差信号各编码子带的幅值包络值；用核心层残差信号和扩展层1的频域系数构成扩展 层1的编码信号，根据扩展层1的编码信号各编码子带的幅值包络量化指数，对扩展层1各 编码子带进行比特分配；根据扩展层1的各编码子带的比特分配数对扩展层1的编码信号 进行量化和编码。此外，对扩展层1的编码信号进行量化之后，还包含如下步骤对扩展层i的编码信号的量化值进行反量化，并与扩展层i的编码信号进行差计 算，得到扩展层i的残差信号；将扩展层i的残差信号按扩展层i相同的方法划分成编码子带，根据扩展层i的 各编码子带幅值包络值和比特分配数推算出扩展层i的残差信号各子带的幅值包络值；根据扩展层i的残差信号和扩展层i+Ι的频域系数构成扩展层i+Ι的编码信号， 根据扩展层i+Ι的编码信号各编码子带的幅值包络量化指数，对扩展层i+Ι的各编码子带 进行比特分配；根据扩展层i+Ι各编码子带的幅值包络量化指数重建的扩展层i+Ι各编码子带的 量化幅值包络值和编码比特数对扩展层i+ι各编码子带的编码信号进行归一化、矢量量化 和编码，得到扩展层i+ι的编码信号的编码比特；所述i = 1，· · · · N-1。此外，按照如下码流格式进行复用打包在核心层的编码比特之后，根据扩展层编号的大小，将编号小的扩展层的比特先 写入比特流复用器MUX，然后将编号大的扩展层的比特再写入比特流复用器MUX，即先写入 扩展层i的比特再将扩展层i+Ι的比特写入MUX ；在同一个扩展层中，先将该扩展层的边信息比特写入MUX，然后将该扩展层频域系 数编码子带的幅值包络编码比特写入MUX，然后将该扩展层编码信号的编码比特写入MUX;根据所要求的码率，将满足码率要求的比特数传送到解码端。此外，采用如下编码码率分层方法将满足码率要求的比特数传送到解码端按照所定最大编码码率的比特数在整个所需编码的频带范围内，对核心层和扩展 层1到扩展层M进行编码，使得在编码频带范围内达到所定最大编码码率；在核心层编码比特之后，将编号小的扩展层的比特优先写入比特流复用器，在同 一个扩展层中将编码子带重要性初始值大的编码子带的编码比特优先写入比特流复用 器；对于每一个扩展层，根据各个分层的码率设计要求，把比特流复用器后部不必要 的比特舍去，既按照将编码子带重要性初始值小的编码子带的编码比特先舍去的原则，将满足码率要求的比特数传送到解码端；将核心层对应的码率记为LO层，根据所定传送码率的要求将各个扩展层对应的 最大码率分别记为L1Ji1层、L2_K2层、直至LM_KM层，其中LM_KM层的码率就是编码器所要求 的最大码率；在扩展层i和扩展层i+Ι之间，根据舍去比特数的多少进一步将码率层细化，即在 LiJii层和Li+1_Ki+1层之间根据舍去比特数的多少，划分出Li+1_l层，Lw_2层，直至Li+1_Ki+1 层。此外，编码频带范围为0 20kHz，最大编码码率为961ibpS时，采用如下编码码率 分层方法将满足码率要求的比特数传送到解码端将编码频带范围0 20kHz中0 6. 4kHz内的MDCT频域系数划分成核心层，核 心层所对应的最大码率是321cbpS，记为LO层；扩展层1的编码频带范围为0 13. 6kHz，其最大码率为641cbpS，记为层；扩 展层2的编码频带范围为0 20kHz，其最大码率为961cbpS，记为L2_2层；在送到解码端之前，根据舍去比特数的多少可以将Li_5层和L2_2层之间进一步划 分为L2_l层，对应80kbps，及L2_2层，对应96kbps。本发明还提供一种可分层音频解码方法，该方法包括对编码端传送过来的比特流进行解复用，对核心层的频域系数幅值包络编码比特 解码，得到各编码子带的幅值包络值；根据核心层编码子带的幅值包络值，对核心层各编码子带进行比特分配，并由此 推算核心层残差信号的幅值包络值，对扩展层的频域系数幅值包络编码比特解码，得到扩 展层频域系数幅值包络值，根据核心层残差信号的幅值包络值和扩展层频域系数幅值包络 值对扩展层各编码子带进行比特分配；根据核心层和扩展层的比特分配数，分别对核心层频域系数编码比特和扩展层编 码信号的编码比特解码，得到核心层频域系数和扩展层编码信号，将扩展层编码信号按照 频带顺序重新排列，并和核心层频域系数相加，得到全体带宽的频域系数，对全体带宽的频 域系数进行修正离散余弦逆变换IMDCT变换，得到输出的音频信号。此外，推算残差信号的幅值包络值的方法为计算核心层各编码子带的幅值包络量化指数，并与对应编码子带的量化指数修正 值进行差计算，得到核心层残差信号各编码子带的幅值包络量化指数；根据扩展层i的各编码子带幅值包络和比特分配数推算出扩展层i的残差信号各 子带的幅值包络值；各编码子带的量化指数修正值大于等于0，且当核心层对应编码子带的比特分配 数增加时不减小；当核心层的编码子带的比特分配数为0时，量化指数修正值为0，当编码子带的比 特分配数为所限定的最大比特分配数时，残差信号在该编码子带的幅值包络值为零。此外，编码子带的量化指数修正值是根据核心层比特分配数得到的，当核心层编 码子带的比特分配数分别为0、1、1. 5、2、2. 5、3、3. 5、4、4. 5、5、6、7或8时，该编码子带所对 应的量化指数修正值分别取0、1、2、3、4、5、5、6、7、7、9、10或12 ；此外，得到核心层频域系数和扩展层编码信号的方法为
根据核心层各编码子带的比特分配数、量化幅值包络值和边信息对核心层频域系 数编码比特进行解码、反量化及反归一化处理，得到核心层的频域系数；根据各扩展层各编码子带的比特分配数，编码信号的量化幅值包络值和边信息对 该扩展层编码信号的编码比特进行解码、反量化及反归一化处理，得到扩展层的编码信号。此外，采用如下顺序对扩展层编码信号的编码比特进行解码在不同的扩展层中，各层解码的顺序是先对扩展层编号小的低扩展层的幅值包络 和各编码子带的编码比特进行解码，然后再对扩展层编号大的高扩展层的幅值包络和各编 码子带的编码信号进行解码，解码过程中计算已解码的比特数，当已解码的比特数满足总 比特数要求时停止解码；在同一个扩展层中，各编码子带解码的顺序是根据各个编码子带重要性的初始值 决定的，重要性大的编码子带优先解码，如果有两个编码子带具有相同的重要性，则低频编 码子带优先解码，解码过程中计算已解码的比特数，当已解码的比特数满足总比特数要求 时停止解码。此外，当从编码端送往解码端的码率为641cbpS时，在解码端截取不同的比特数进 行解码，可以到36kbps，40kbps，48kbps，56kbps或64kbps的解码码率。当从编码端送往解码端的码率为961cbpS时，在解码端截取不同的比特数进行解 码，可以到801ibps或961ibps的解码码率。本发明还提供一种可分层音频编码系统，该系统包括修正离散余弦变换MDCT单 元、幅值包络计算单元、幅值包络量化和编码单元、核心层比特分配单元、核心层频域系数 矢量量化和编码单元以及比特流复用器；其特征在于，该系统还包括扩展层编码信号生 成单元、残差信号幅值包络生成单元、扩展层比特分配单元以及扩展层编码信号矢量量化 和编码单元；其中所述MDCT单元用于对输入的音频信号进行修正离散余弦变换，生成核心层频域 系数和扩展层频域系数；所述幅值包络计算单元用于将所述频域系数中待编码的部分划分为核心层频域 系数编码子带和扩展层频域系数编码子带，并计算各编码子带的幅值包络值；所述幅值包络量化和编码单元用于将所述核心层频域系数编码子带和扩展层频 域系数编码子带的幅值包络值进行量化和编码，生成核心层频域系数和扩展层频域系数各 编码子带的幅值包络量化指数和幅值包络的编码比特；所述核心层比特分配单元用于进行核心层的比特分配，得到核心层各编码子带的 比特分配数；所述核心层频域系数矢量量化和编码单元用于使用根据核心层各编码子带的量 化指数重建的核心层各编码子带的量化幅值包络值和比特分配数对核心层各编码子带的 频域系数进行归一化、矢量量化和编码，得到核心层频域系数的编码比特；所述扩展层编码信号生成单元用于生成残差信号，得到由残差信号和扩展层频域 系数构成的扩展层编码信号；所述残差信号幅值包络生成单元用于根据核心层各编码子带的幅值包络量化指 数与对应编码子带的比特分配数，得到残差信号相同编码子带的幅值包络量化指数；所述扩展层比特分配单元用于根据残差信号编码子带幅值包络量化指数和扩展层频域系数子带幅值包络量化指数进行扩展层的比特分配，得到扩展层编码信号各编码子 带的比特分配数；所述扩展层编码信号矢量量化和编码单元用于使用根据扩展层各编码子带的幅 值包络量化指数重建的扩展层各编码子带的量化幅值包络值和编码比特数对扩展层各编 码子带的编码信号进行归一化、矢量量化和编码，得到扩展层编码信号矢量量化值的编码 比特；所述比特流复用器用于将核心层边信息比特、核心层各编码子带的幅值包络的编 码比特、核心层频域系数的编码比特、扩展层边信息比特，扩展层频域系数各幅值包络的编 码比特和扩展层编码信号的编码比特进行打包。此外，所述扩展层编码信号生成单元还包括残差信号生成单元和扩展层编码信号 合成单元；所述残差信号生成单元用于对核心层频域系数的量化值进行反量化，并与核心层 频域系数进行差计算，得到核心层残差信号；所述扩展层编码信号合成单元用于将核心层残差信号和扩展层的频域系数按频 带的顺序合成，得到扩展层的编码信号。此外，所述残差信号幅值包络生成单元还包含量化指数修正值获取单元和残差信 号幅值包络量化指数计算单元；所述量化指数修正值获取单元用于根据核心层各编码子带比特分配数推算残差 信号各子带的量化指数修正值，各编码子带的量化指数修正值大于等于0，且当核心层对应 编码子带的编码比特数增加时不减，如果核心层的编码子带的比特分配数为0，则量化指数 修正值为0，如果子带的比特分配数为所限定的最大比特分配数，则残差信号在该子带的幅 值包络值为零；所述残差信号幅值包络量化指数计算单元用于将核心层各编码子带的幅值包络 量化指数与对应编码子带的量化指数修正值进行差计算，得到核心层残差信号各编码子带 的幅值包络量化指数。此外，所述比特流复用器将扩展层编码信号编码比特按照各编码子带重要性的初 始值从大到小的顺序写入码流，对于具有相同重要性的编码子带，低频编码子带的编码比 特优先写入码流。本发明还提供一种可分层音频解码系统，该系统包括比特流解复用器、核心层幅 值包络解码单元、核心层比特分配单元、核心层解码和反量化单元；其特征在于，该系统还 包括扩展层幅值包络解码单元、残差信号幅值包络生成单元、扩展层比特分配单元、扩展 层编码信号解码和反量化单元、频域系数生成单元、噪声填充单元和IMDCT单元；其中所述核心层幅值包络解码单元用于对所述比特流解复用器输出的核心层子带幅 值包络编码比特进行解码，得到核心层各编码子带的幅值包络量化指数；所述核心层比特分配单元用于进行核心层的比特分配，得到核心层各编码子带的 比特分配数；所述核心层解码和反量化单元用于根据核心层各编码子带的幅值包络量化指数 计算得到核心层各编码子带的量化幅值包络值，使用核心层各编码子带的比特分配数和量 化幅值包络值对所述比特流解复用器输出的核心层频域系数编码比特进行解码、反量化及反归一化处理，得到核心层的频域系数；所述扩展层幅值包络解码单元用于对比特流解复用器输出的扩展层频域系数子 带幅值包络编码比特进行解码，得到扩展层频域系数各编码子带的幅值包络量化指数；所述核心层残差信号幅值包络生成单元用于根据核心层各编码子带的幅值包络 量化指数与对应编码子带的比特分配数计算得到残差信号相同编码子带的幅值包络量化 指数；所述扩展层比特分配单元用于根据残差信号子带幅值包络量化指数和扩展层频 域系数子带幅值包络量化指数进行扩展层的比特分配，得到扩展层编码信号各编码子带的 比特分配数；所述扩展层编码信号解码和反量化单元用于使用扩展层各编码子带的幅值包络 量化指数计算得到扩展层各编码子带的量化幅值包络值，使用扩展层各编码子带的编码比 特数和量化幅值包络值对所述比特流解复用器输出的扩展层编码信号的编码比特进行解 码、反量化及反归一化处理，得到扩展层编码信号；所述频域系数生成单元用于根据频带顺序对所述扩展层编码信号解码和反量化 单元输出的扩展层的编码信号进行重新排序，然后与所述核心层解码和反量化单元输出的 核心层频域系数做和计算，得到频域系数输出值；所述噪声填充单元用于对编码过程中未分配编码比特的子带进行噪声填充；IMDCT单元用于对进行了噪声填充后的全体频域系数进行IMDCT，得到输出的音
频信号。此外，所述残差信号幅值包络生成单元还包含量化指数修正值获取单元和残差信 号幅值包络量化指数计算单元；所述量化指数修正值获取单元用于根据核心层各子带比特分配数推算残差信号 各子带的量化指数修正值，并根据对应编码子带频域系数的绝对值进行调整，其特征在于， 各编码子带的量化指数修正值大于等于0，且当核心层对应编码子带的编码比特数增加时 不减小，如果核心层的某个编码子带的比特分配数为0，则量化指数修正值为0，如果某个 子带的比特分配数为所限定的最大比特分配数，则残差信号在该子带的幅值包络值为零；所述残差信号幅值包络量化指数计算单元用于将核心层各编码子带的幅值包络 量化指数与对应编码子带的量化指数修正值进行差计算，得到核心层残差信号各编码子带 的幅值包络量化指数。此外，所述扩展层编码信号解码和反量化单元对扩展层编码信号的各编码子带解 码的顺序是根据各个编码子带重要性的初始值决定的，重要性大的编码子带优先解码，如 果有两个编码子带具有相同的重要性，则低频编码子带优先解码，解码过程中计算已解码 的比特数，当已解码的比特数满足总比特数要求时停止解码。综上所述，本发明通过在核心层和扩展层中采用相同的子带划分和比特分配方 法，并根据核心层幅值包络信息计算出扩展层幅值包络信息，在核心层与扩展层比特分配 中都充分考虑信号本身的分布特性，使得核心层与扩展层之间紧密相连，并且在扩展层码 流中不包括残差信号幅值包络信息，提高了可分层音频编解码的效率，同时也提高了代码 利用率。


图1是本发明第一实施例增强型可分层音频编码方法的流程图；图2是本发明实施例在矢量量化后进行比特分配修正的方法流程图；图3是本发明第一实施例增强型可分层音频编码系统的结构示意图；图3a是本发明第一实施例可分层编码码流的示意图；图4是本发明第一实施例增强型可分层音频解码方法的流程图；图5是本发明第一实施例增强型可分层音频解码系统的结构示意图；图6是本发明第二实施例扩展型可分层音频编码方法的流程图；图6a是本发明第二实施例可分层编码码流的示意图；图7是本发明第二实施例扩展型可分层音频编码系统的结构示意图；图8是本发明第二实施例扩展型可分层音频解码方法的流程图；图9是本发明第二实施例扩展型可分层音频解码系统的结构示意图；图10是本发明中采用在频带范围分层和根据码率分层的关系示意图。
具体实施例方式本发明的核心思想是，对核心层的量化噪声进行补偿，在核心层和扩展层中采用 相同的子带划分方法、和比特分配方法，并根据核心层幅值包络信息计算出核心层的残差 信号的幅值包络信息，因此可以提高核心层的音质质量而在扩展层码流中不传送残差信号 幅值包络信息。下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。第一实施例图1是本发明第一实施例增强型可分层音频编码方法的流程图。本实施例中以帧 长为20ms，采样率为32kHz的音频流为例具体说明本发明的可分层音频编码方法。在其它 帧长和采样率条件下，本发明的方法同样适用。如图1所示，该方法包括101 对帧长为20ms、采样率为32kHz的音频流实施MDCT (ModifiedDiscrete Cosine Transform，修正离散余弦变换)得到N个频域采样点上的频域系数。本步骤的具体实现方式可以是将当前帧的N点时域采样信号χ (η)与上一帧的N点时域采样信号x。ld(η)组成2Ν 点时域采样信号Rn)，2Ν点的时域采样信号可由下式表示
「…-，、J χο Λη) = 0,1,.··,TV-Iχ(η) = <(1)对实施MDCT，得到如下频域系数
2Ν-\ι -κτιx(n)w(n)cos [-( + - + —)(k + -)] k = 0,---,N-l (2)
=oN 2 2 2其中，w(n)表示正弦窗函数，表达式为
π 1w( )=sin[ {η + —)] =0,·.·,2ΛΜ(3)此外，当帧长为20ms，采样率为32kHz时，N = 640 (其他帧长及采样率可同样算出 相应的N)。
102:将N点频域系数分成若干个子带，所述子带可以是均勻划分，也可以是非均 勻划分，在本实施例中采用非均勻子带划分，计算各个子带的频域幅值包络(简称幅值包 络)。本步骤可以采用如下子步骤实现102a:将所需编码的频带范围内的频域系数分成L个子带(可以称为编码子带)；本实施例中，所需编码的频带范围是0 13. 6kHz，可以按照人耳感知特性进行非 均勻子带划分，表1给出了一个具体的划分方式。在表1中将0 13. 6kHz频带范围内的频域系数划分成28个编码子带，也就是L =28 ；并将13. 6kHz以上的频域系数置为0。在本实施例中，还划分出核心层的频域范围。选择表1中的0 15号子带作为核 心层的子带，共有L_C0re = 16个子带。核心层的频带范围是0 6. 4kHz。
权利要求
1.一种可分层音频编码方法，其特征在于，该方法包括将音频信号经过修正离散余弦变换MDCT变换后的频域系数，划分为核心层频域系数 和扩展层频域系数，将所述频域系数划分成多个编码子带，并对所述编码子带的幅值包络 值进行量化和编码；根据核心层各编码子带幅值包络值对核心层各编码子带进行比特分配，然后对核心层 频域系数进行量化和编码得到核心层频域系数的编码比特；根据核心层各编码子带幅值包络值和比特分配数计算核心层残差信号各编码子带的 幅值包络值；根据由核心层残差信号和扩展层频域系数构成的扩展层编码信号和由所述扩展层编 码信号构成的各编码子带的幅值包络值对扩展层各编码子带进行比特分配，然后对扩展层 编码信号进行量化和编码得到扩展层编码信号的编码比特；将核心层和扩展层频域系数构成的各编码子带的幅值包络编码比特、核心层频域系数 编码比特和扩展层编码信号的编码比特复用打包后，传送给解码端。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将MDCT变换后的系数分成多个等间隔编码子带，或者按照听觉感知特性划分成多个 非均勻编码子带；将低频编码子带划分为核心层编码子带，将高频编码子带划分到扩展层。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据编码子带幅值包络值对各编码子带进行变步长比特分配；在比特分配过程中，对比特分配数为0的编码子带分配比特的步长是1个比特，比特分 配后重要性降低的步长为1，对比特分配数大于0且小于分类阈值的编码子带追加分配比 特时的比特分配步长为0. 5个比特，比特分配后重要性降低的步长为0. 5，对比特分配数大 于等于所述分类阈值的编码子带追加分配比特时的比特分配步长为1，比特分配后重要性 降低的步长为1 ；比特分配数是一个编码子带中单个频域系数所分配到的比特数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在对核心层各个编码子带的频域系数和扩展层各个编码子带的编码信号进行量化和 编码的过程中，对比特分配数小于分类阈值的编码子带的待量化矢量采用塔型格型矢量量 化方法进行量化和编码，对比特分配数大于所述分类阈值的编码子带的待量化矢量采用球 型格型矢量量化方法进行量化和编码；比特分配数是一个编码子带中单个频域系数所分配到的比特数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用如下方法计算核心层残差信号各编码子带的幅值包络值对核心层频域系数的量化值进行反量化，并与核心层频域系数进行差计算，得到核心 层残差信号；将核心层残差信号按核心层频域系数相同的方法划分成编码子带，根据核心层各编码 子带幅值包络值和比特分配数推算出核心层残差信号各编码子带的幅值包络值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，采用如下方法推算出核心层残差信号各编码子带的幅值包络值计算核心层各编码子 带的幅值包络量化指数，并与对应编码子带的量化指数修正值进行差计算，得到核心层残差信号各编码子带的幅值包络量化指数；各编码子带的量化指数修正值大于等于0，且当核心层对应编码子带的比特分配数增 加时不减小；当核心层的某个编码子带的比特分配数为0时，量化指数修正值为0，当某个编码子带 的比特分配数为所限定的最大比特分配数时，残差信号在该子带的幅值包络值为零。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，编码子带的量化指数修正值是根据核心层比特分配数得到的，当核心层编码子带的比 特分配数分别为0、1、1. 5、2、2. 5、3、3. 5、4、4. 5、5、6、7或8时，该编码子带所对应的量化指 数修正值分别取 0、1、2、3、4、5、5、6、7、7、9、10 或 12 ；
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于， 得到核心层频域系数编码比特的方法为计算核心层各编码子带的幅值包络量化指数，对核心层各编码子带进行比特分配； 根据核心层各编码子带的幅值包络量化指数重建的核心层各编码子带的量化幅值包 络值对各编码子带的频域系数进行归一化，根据编码子带的比特分配数分别使用塔型格型 矢量量化方法和球型格型矢量量化方法进行量化和编码，得到核心层频域系数的编码比 特；得到扩展层编码信号编码比特的方法为用核心层残差信号和扩展层频域系数构成扩展层编码信号；根据扩展层编码信号各编码子带的幅值包络量化指数，对扩展层各编码子带进行比特 分配；根据扩展层各编码子带的幅值包络量化指数重建的扩展层各编码子带的量化幅值包 络值对各编码子带的编码信号进行归一化，根据编码子带的比特分配数分别使用塔型格型 矢量量化方法和球型格型矢量量化方法进行量化和编码，得到扩展层编码信号的编码比 特。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于， 按照如下码流格式进行复用打包首先将核心层的边信息比特写入码流的帧头后面，将核心层的编码子带幅值包络编码 比特写入比特流复用器MUX，然后将核心层频域系数的编码比特写入MUX;然后将扩展层的边信息比特写入MUX，然后将扩展层频域系数编码子带的幅值包络编 码比特写入MUX，然后将扩展层编码信号的编码比特写入MUX ； 根据所要求的码率，将满足码率要求的比特数传送到解码端。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，将扩展层编码信号编码比特按照各编码子带重要性的初始值从大到小排序的顺序写 入码流，传送到解码端。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，核心层的边信息包括MDCT系数构成的编码子带幅值包络的霍夫曼编码标志位比特， 核心层频域系数的霍夫曼编码标志位比特和迭代次数比特；扩展层的边信息包括扩展层编码信号的霍夫曼编码标志位比特和迭代次数比特。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，采用如下编码码率分层方法将满足码率要求的比特数传送到解码端 按照所定最大编码码率的比特数在整个所需编码的频带范围内，对核心层和扩展层编 码，使得在编码频带范围内达到最大编码码率；在核心层编码比特之后，将扩展层编码信号的编码比特按照各编码子带重要性初始值 从大到小的顺序写入比特流复用器；根据各个分层的码率设计要求，把比特流复用器后部不必要的比特舍去，即按照将编 码子带重要性初始值小的编码子带的编码比特先舍去的原则，将满足码率要求的比特数传 送到解码端；将核心层对应的码率记为LO层，根据扩展层舍去比特数的多少将扩展层对应的各个 码率分别记为L1J层、Li_2层、直至L1J层，其中L1J层的码率就是所要求的最大码率。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，编码频带范围为0 13. 6kHz，最大编码码率为641cbpS时，采用如下编码码率分层方法 将满足码率要求的比特数传送到解码端将编码频带范围0 13. 6kHz中0 6. 4kHz内的MDCT频域系数划分成核心层，核心 层所对应的最大码率是321cbpS，记为LO层；扩展层的编码频带范围为0 13. 6kHz，其最大 码率为64kbps，记为“5层;在送到解码端之前，根据舍去比特数的多少将码率划分为L1J层，对应361ApS，U_2 层，对应 40kbps, Ll3 层，对应 48kbps，Ll4 层，对应 56kbps，及 层，对应 64kbps。
14.如权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于，将音频信号经过修正离散余弦变换MDCT变换后的频域系数，划分为核心层频域系数 和扩展层频域系数之后，还包含如下步骤把扩展层的频域系数按照频率从小到大的顺序 分成M个部分，它们分别是扩展层1到扩展层M的频域系数，其中扩展层1中频域系数的频 率最小，扩展层M中频域系数的频率最大；对核心层频域系数进行量化之后，还包含如下步骤对核心层频域系数的量化值进行 反量化，并与核心层频域系数进行差计算，得到核心层残差信号；将残差信号按核心层相同 的方法划分成编码子带，根据核心层各编码子带幅值包络值和比特分配数推算出核心层残 差信号各编码子带的幅值包络值；用核心层残差信号和扩展层1的频域系数构成扩展层1 的编码信号，根据扩展层1的编码信号各编码子带的幅值包络量化指数，对扩展层1各编码 子带进行比特分配；根据扩展层1的各编码子带的比特分配数对扩展层1的编码信号进行 量化和编码。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，对扩展层1的编码信号进行量化之后，还包含如下步骤对扩展层i的编码信号的量化值进行反量化，并与扩展层i的编码信号进行差计算，得 到扩展层i的残差信号；将扩展层i的残差信号按扩展层i相同的方法划分成编码子带，根据扩展层i的各编 码子带幅值包络值和比特分配数推算出扩展层i的残差信号各子带的幅值包络值；根据扩展层i的残差信号和扩展层i+Ι的频域系数构成扩展层i+Ι的编码信号，根据 扩展层i+Ι的编码信号各编码子带的幅值包络量化指数，对扩展层i+Ι的各编码子带进行 比特分配；根据扩展层i+Ι各编码子带的幅值包络量化指数重建的扩展层i+Ι各编码子带的量化 幅值包络值和编码比特数对扩展层i+Ι各编码子带的编码信号进行归一化、矢量量化和编 码，得到扩展层i+Ι的编码信号的编码比特； 所述 i = 1，. . . .N-I0
16.如权利要求1或9所述的方法，其特征在于， 按照如下码流格式进行复用打包在核心层的编码比特之后，根据扩展层编号的大小，将编号小的扩展层的比特先写入 比特流复用器MUX，然后将编号大的扩展层的比特再写入比特流复用器MUX，即先写入扩展 层i的比特再将扩展层i+Ι的比特写入MUX ；在同一个扩展层中，先将该扩展层的边信息比特写入MUX，然后将该扩展层频域系数编 码子带的幅值包络编码比特写入MUX，然后将该扩展层编码信号的编码比特写入MUX; 根据所要求的码率，将满足码率要求的比特数传送到解码端。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，采用如下编码码率分层方法将满足码率要求的比特数传送到解码端 按照所定最大编码码率的比特数在整个所需编码的频带范围内，对核心层和扩展层1 到扩展层M进行编码，使得在编码频带范围内达到所定最大编码码率；在核心层编码比特之后，将编号小的扩展层的比特优先写入比特流复用器，在同一个 扩展层中将编码子带重要性初始值大的编码子带的编码比特优先写入比特流复用器；对于每一个扩展层，根据各个分层的码率设计要求，把比特流复用器后部不必要的比 特舍去，既按照将编码子带重要性初始值小的编码子带的编码比特先舍去的原则，将满足 码率要求的比特数传送到解码端；将核心层对应的码率记为LO层，根据所定传送码率的要求将各个扩展层对应的最大 码率分别记为L1Ji1层、L2_K2层、直至LM_KM层，其中LM_KM层的码率就是编码器所要求的最 大码率；在扩展层i和扩展层i+Ι之间，根据舍去比特数的多少进一步将码率层细化，即在k Ki层和Li+1_Ki+1层之间根据舍去比特数的多少，划分出Li+1_l层，Li+1_2层，直至Li+1_Ki+1层。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，编码频带范围为0 20kHz，最大编码码率为961cbpS时，采用如下编码码率分层方法将 满足码率要求的比特数传送到解码端将编码频带范围0 20kHz中0 6. 4kHz内的MDCT频域系数划分成核心层，核心层 所对应的最大码率是321cbpS，记为LO层；扩展层1的编码频带范围为0 13. 6kHz，其最大码率为641cbpS，记为Lj层；扩展层 2的编码频带范围为0 20kHz，其最大码率为961cbpS，记为L2_2层；在送到解码端之前，根据舍去比特数的多少可以将Li_5层和L2_2层之间进一步划分为 L2_l 层，对应 80kbps，及 L2_2 层，对应 96kbps。
19.一种可分层音频解码方法，其特征在于，该方法包括对编码端传送过来的比特流进行解复用，对核心层的频域系数幅值包络编码比特解 码，得到各编码子带的幅值包络值；根据核心层编码子带的幅值包络值，对核心层各编码子带进行比特分配，并由此推算核心层残差信号的幅值包络值，对扩展层的频域系数幅值包络编码比特解码，得到扩展层 频域系数幅值包络值，根据核心层残差信号的幅值包络值和扩展层频域系数幅值包络值对 扩展层各编码子带进行比特分配；根据核心层和扩展层的比特分配数，分别对核心层频域系数编码比特和扩展层编码信 号的编码比特解码，得到核心层频域系数和扩展层编码信号，将扩展层编码信号按照频带 顺序重新排列，并和核心层频域系数相加，得到全体带宽的频域系数，对全体带宽的频域系 数进行修正离散余弦逆变换IMDCT变换，得到输出的音频信号。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，推算残差信号的幅值包络值的方法为计算核心层各编码子带的幅值包络量化指数，并与对应编码子带的量化指数修正值进 行差计算，得到核心层残差信号各编码子带的幅值包络量化指数；根据扩展层i的各编码子带幅值包络和比特分配数推算出扩展层i的残差信号各子带 的幅值包络值；各编码子带的量化指数修正值大于等于0，且当核心层对应编码子带的比特分配数增 加时不减小；当核心层的编码子带的比特分配数为0时，量化指数修正值为0，当编码子带的比特分 配数为所限定的最大比特分配数时，残差信号在该编码子带的幅值包络值为零。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，编码子带的量化指数修正值是根据核心层比特分配数得到的，当核心层编码子带的比 特分配数分别为0、1、1. 5、2、2. 5、3、3. 5、4、4. 5、5、6、7或8时，该编码子带所对应的量化指 数修正值分别取 0、1、2、3、4、5、5、6、7、7、9、10 或 12 ；
22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，得到核心层频域系数和扩展层编码信号的方法为根据核心层各编码子带的比特分配数、量化幅值包络值和边信息对核心层频域系数编 码比特进行解码、反量化及反归一化处理，得到核心层的频域系数；根据各扩展层各编码子带的比特分配数，编码信号的量化幅值包络值和边信息对该扩 展层编码信号的编码比特进行解码、反量化及反归一化处理，得到扩展层的编码信号。
23.如权利要求19或22所述的方法，其特征在于，采用如下顺序对扩展层编码信号的编码比特进行解码在不同的扩展层中，各层解码的顺序是先对扩展层编号小的低扩展层的幅值包络和各 编码子带的编码比特进行解码，然后再对扩展层编号大的高扩展层的幅值包络和各编码子 带的编码信号进行解码，解码过程中计算已解码的比特数，当已解码的比特数满足总比特 数要求时停止解码；在同一个扩展层中，各编码子带解码的顺序是根据各个编码子带重要性的初始值决定 的，重要性大的编码子带优先解码，如果有两个编码子带具有相同的重要性，则低频编码子 带优先解码，解码过程中计算已解码的比特数，当已解码的比特数满足总比特数要求时停 止解码。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，当从编码端送往解码端的码率为641cbpS时，在解码端截取不同的比特数进行解码，可以到 36kbps，40kbps，48kbps，56kbps 或 64kbps 的解码码率。当从编码端送往解码端的码率为961cbpS时，在解码端截取不同的比特数进行解码，可 以到801ibps或961ibps的解码码率。
25.一种可分层音频编码系统，该系统包括修正离散余弦变换MDCT单元、幅值包络 计算单元、幅值包络量化和编码单元、核心层比特分配单元、核心层频域系数矢量量化和编 码单元以及比特流复用器；其特征在于，该系统还包括扩展层编码信号生成单元、残差信 号幅值包络生成单元、扩展层比特分配单元以及扩展层编码信号矢量量化和编码单元；其 中所述MDCT单元用于对输入的音频信号进行修正离散余弦变换，生成核心层频域系数 和扩展层频域系数；所述幅值包络计算单元用于将所述频域系数中待编码的部分划分为核心层频域系数 编码子带和扩展层频域系数编码子带，并计算各编码子带的幅值包络值；所述幅值包络量化和编码单元用于将所述核心层频域系数编码子带和扩展层频域系 数编码子带的幅值包络值进行量化和编码，生成核心层频域系数和扩展层频域系数各编码 子带的幅值包络量化指数和幅值包络的编码比特；所述核心层比特分配单元用于进行核心层的比特分配，得到核心层各编码子带的比特 分配数；所述核心层频域系数矢量量化和编码单元用于使用根据核心层各编码子带的量化指 数重建的核心层各编码子带的量化幅值包络值和比特分配数对核心层各编码子带的频域 系数进行归一化、矢量量化和编码，得到核心层频域系数的编码比特；所述扩展层编码信号生成单元用于生成残差信号，得到由残差信号和扩展层频域系数 构成的扩展层编码信号；所述残差信号幅值包络生成单元用于根据核心层各编码子带的幅值包络量化指数与 对应编码子带的比特分配数，得到残差信号相同编码子带的幅值包络量化指数；所述扩展层比特分配单元用于根据残差信号编码子带幅值包络量化指数和扩展层频 域系数子带幅值包络量化指数进行扩展层的比特分配，得到扩展层编码信号各编码子带的 比特分配数；所述扩展层编码信号矢量量化和编码单元用于使用根据扩展层各编码子带的幅值 包络量化指数重建的扩展层各编码子带的量化幅值包络值和编码比特数对扩展层各编码 子带的编码信号进行归一化、矢量量化和编码，得到扩展层编码信号矢量量化值的编码比 特；所述比特流复用器用于将核心层边信息比特、核心层各编码子带的幅值包络的编码比 特、核心层频域系数的编码比特、扩展层边信息比特，扩展层频域系数各幅值包络的编码比 特和扩展层编码信号的编码比特进行打包。
26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述扩展层编码信号生成单元还包括残差信号生成单元和扩展层编码信号合成单元；所述残差信号生成单元用于对核心层频域系数的量化值进行反量化，并与核心层频域 系数进行差计算，得到核心层残差信号；所述扩展层编码信号合成单元用于将核心层残差信号和扩展层的频域系数按频带的 顺序合成，得到扩展层的编码信号。
27.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述残差信号幅值包络生成单元还包含量化指数修正值获取单元和残差信号幅值包 络量化指数计算单元；所述量化指数修正值获取单元用于根据核心层各编码子带比特分配数推算残差信号 各子带的量化指数修正值，各编码子带的量化指数修正值大于等于0，且当核心层对应编码 子带的编码比特数增加时不减，如果核心层的编码子带的比特分配数为0，则量化指数修正 值为0，如果子带的比特分配数为所限定的最大比特分配数，则残差信号在该子带的幅值包 络值为零；所述残差信号幅值包络量化指数计算单元用于将核心层各编码子带的幅值包络量化 指数与对应编码子带的量化指数修正值进行差计算，得到核心层残差信号各编码子带的幅 值包络量化指数。
28.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述比特流复用器将扩展层编码信号编码比特按照各编码子带重要性的初始值从大 到小的顺序写入码流，对于具有相同重要性的编码子带，低频编码子带的编码比特优先写 入码流。
29.一种可分层音频解码系统，该系统包括比特流解复用器、核心层幅值包络解码单 元、核心层比特分配单元、核心层解码和反量化单元；其特征在于，该系统还包括扩展层 幅值包络解码单元、残差信号幅值包络生成单元、扩展层比特分配单元、扩展层编码信号解 码和反量化单元、频域系数生成单元、噪声填充单元和IMDCT单元；其中所述核心层幅值包络解码单元用于对所述比特流解复用器输出的核心层子带幅值包 络编码比特进行解码，得到核心层各编码子带的幅值包络量化指数；所述核心层比特分配单元用于进行核心层的比特分配，得到核心层各编码子带的比特 分配数；所述核心层解码和反量化单元用于根据核心层各编码子带的幅值包络量化指数计算 得到核心层各编码子带的量化幅值包络值，使用核心层各编码子带的比特分配数和量化幅 值包络值对所述比特流解复用器输出的核心层频域系数编码比特进行解码、反量化及反归 一化处理，得到核心层的频域系数；所述扩展层幅值包络解码单元用于对比特流解复用器输出的扩展层频域系数子带幅 值包络编码比特进行解码，得到扩展层频域系数各编码子带的幅值包络量化指数；所述核心层残差信号幅值包络生成单元用于根据核心层各编码子带的幅值包络量 化指数与对应编码子带的比特分配数计算得到残差信号相同编码子带的幅值包络量化指 数；所述扩展层比特分配单元用于根据残差信号子带幅值包络量化指数和扩展层频域系 数子带幅值包络量化指数进行扩展层的比特分配，得到扩展层编码信号各编码子带的比特 分配数；所述扩展层编码信号解码和反量化单元用于使用扩展层各编码子带的幅值包络量化 指数计算得到扩展层各编码子带的量化幅值包络值，使用扩展层各编码子带的编码比特数和量化幅值包络值对所述比特流解复用器输出的扩展层编码信号的编码比特进行解码、反 量化及反归一化处理，得到扩展层编码信号；所述频域系数生成单元用于根据频带顺序对所述扩展层编码信号解码和反量化单元 输出的扩展层的编码信号进行重新排序，然后与所述核心层解码和反量化单元输出的核心 层频域系数做和计算，得到频域系数输出值；所述噪声填充单元用于对编码过程中未分配编码比特的子带进行噪声填充； IMDCT单元用于对进行了噪声填充后的全体频域系数进行IMDCT，得到输出的音频信号。
30.如权利要求四所述的系统，其特征在于，所述残差信号幅值包络生成单元还包含量化指数修正值获取单元和残差信号幅值包 络量化指数计算单元；所述量化指数修正值获取单元用于根据核心层各子带比特分配数推算残差信号各子 带的量化指数修正值，并根据对应编码子带频域系数的绝对值进行调整，其特征在于，各编 码子带的量化指数修正值大于等于0，且当核心层对应编码子带的编码比特数增加时不减 小，如果核心层的某个编码子带的比特分配数为0，则量化指数修正值为0，如果某个子带 的比特分配数为所限定的最大比特分配数，则残差信号在该子带的幅值包络值为零；所述残差信号幅值包络量化指数计算单元用于将核心层各编码子带的幅值包络量化 指数与对应编码子带的量化指数修正值进行差计算，得到核心层残差信号各编码子带的幅 值包络量化指数。
31.如权利要求四所述的系统，其特征在于，所述扩展层编码信号解码和反量化单元对扩展层编码信号的各编码子带解码的顺序 是根据各个编码子带重要性的初始值决定的，重要性大的编码子带优先解码，如果有两个 编码子带具有相同的重要性，则低频编码子带优先解码，解码过程中计算已解码的比特数， 当已解码的比特数满足总比特数要求时停止解码。
全文摘要
本发明公开了一种可分层音频编码、解码方法及系统，将音频信号经过MDCT变换后的频域系数划分为核心层和扩展层频域系数，并划分成多个编码子带；对编码子带的幅值包络值进行量化和编码；对核心层编码子带进行比特分配；对核心层频域系数进行量化和编码；计算核心层残差信号各编码子带的幅值包络值；根据由核心层残差信号和扩展层频域系数构成的扩展层编码信号和由扩展层编码信号构成的各编码子带的幅值包络值对扩展层各编码子带进行比特分配，对扩展层编码信号进行量化和编码得到扩展层编码信号的编码比特；将核心层和扩展层频域系数构成的编码子带的幅值包络编码比特、核心层频域系数编码比特和扩展层编码信号的编码比特传送给解码端。
文档编号G10L19/00GK102081927SQ20091024985
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者刘开文, 卢晶, 彭科, 林志斌, 袁浩, 邓峥, 邱小军, 陈国明, 黎家力 申请人:中兴通讯股份有限公司