實現介于兩種長時預測模型之間最優編碼的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種根據來自通過使用根據第一格式編碼獲得的信息項的第二格式編碼的方法。尤其是對于語音信號編碼，所述第一和第二格式利用通過搜索包含備選參數的庫對ＬＴＰ長時預測參數的搜索。該方法包括以下步驟：ａ）定義（２５ｂ）第二編碼格式使用的庫（２５）的分級；ｂ）恢復（２３）在確定在根據第一格式的編碼過程中的ＬＴＰ參數的之后得到的先驗信息用于選擇（２６）所述庫的分級；ｃ）將選擇的分級應用（２７）到所述庫中的備選者上以選擇（２９）有限量的第一備選者；以及ｄ）為了實施第二編碼，只在所述有限量的備選者中執行ＬＴＰ搜索（３０）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】實現介于兩種長時預測模型之間最優編碼的方法和裝置本專利技術涉及數字音頻信號的壓縮編/解碼，尤其涉及語音信號和/或多媒體信號傳輸或者存儲應用。本專利技術的目的在于基于至少一個第一長時預測(Long Term Prediction, LTP)模型的參數有效地確定第二長時預測模型的參數。壓縮編碼器使用數字音頻信號的特性，例如在短時預測濾波器中利用的數 字音頻信號的局部平穩性(Local Stationarity)，以及在LTP長時預測濾波器 中利用的數字音頻信號的諧振結構(harmonic structure)。尤其是，語音信號 中的濁音(例如元音)，由于聲帶的震動，具有長時相關性。長時相關性的模 型用LTP濾波器P(z)表示，使用如下類型的合成濾波器可以獲取諧振結構ir 1 —尸(z)最簡單形式的長時預測濾波器是濾波器具有單一系數)S (也稱增益)和整 數延遲T，從而P(z)^z—t。延遲T也稱為基音周期，或者簡單地稱為基 音)。目前，更為精細的模型針對- 使用多個系數(稱為多抽頭(multitap))建模f<formula>formula see original document page 8</formula>- 或者使用多個延遲建模<formula>formula see original document page 8</formula>-或者使用分數延遲，該分數延遲利用內插濾波器/^) = ^|^力>--'M吏用過,=0抽樣和欠抽樣，其中，對于具有分辨率(resolution)為1/D的延遲(T+l/D)， 系數S(/)由戶力hUZ)-l),02Bi)-l給出，/w,是長度為2ID+1的內插濾波器。濾波器的參數(延遲和增益)隨著被編碼的信號的變化而變化并且對于同 一個信號隨著時間而修正。例如，在語音編碼中，尋找基音周期的范圍(span) 以覆蓋人的聲音的基本頻率的范圍(從低音到高音)。對于同一個說話的人而 言，該頻率也會暫時發生變化。同樣地，濾波器的系數也對于編碼，P(Z)的參數通過開環分析、或者閉環分析、或者二者結合進行 測定。開環分析是通過使要被建模的信號中的預測錯誤最小而執行的。閉環分 析(稱為綜合分析)是使要被建模的語音信號和合成信號之間通常加權后 的均方誤差最小。通常，先用開環搜索測定基音的第一估計值，稱為開環基音。然后，在這個錨定值(anchoring value)周圍有限的范圍內進行基于綜 合分析的搜索，以便得到基音的更精確的值。這些分析在抽樣的區塊(blocksof samples)上實現。開環分析的樣本塊長度和閉環分析的抽樣的區塊長度不需 要相等。通常，針對多個閉環分析執行單個開環分析。對于任一個LTP模型(單抽頭(monotap)或者多抽頭)，在計算復雜度方 面，測定LTP參數的開銷非常大。通常包含跟在抽樣的幾個子區域(也稱為 子幀)上的多個閉環之后的抽樣的大的區塊上的一個開環。尤其對于編碼，對 于諧振滯后(harmonic lag)的開環搜索是開銷非常大的操作。通常，需要計 算大量值的信號的(實際上是在延遲變化的范圍上)自相關函數。在根據UIT-T G.723.1標準的編碼器中，延遲的這個范圍包含125個整數延遲(從18到142)， 并且開環延遲每15ms進行估計(也就是針對120個抽樣值的區塊)。UIT-T G.729標準中的8k比特/秒編碼器，每10ms執行一次開環分析(在每一個具 有80個抽樣值的區塊上)，并且探測(explore) 124個整數延遲的范圍(從 20到143)。這個操作占該類型編碼LTP分析的復雜度的近70。/。。即使閉環針對開環中產生的延遲，它的計算和資源開銷也非常大。它需要 生成自適應激勵(adptive excitation)以及它們的濾波。例如，在G.723.1編碼 中，使用多抽頭LTP模型，閉環分析通過探測多個候選基音值的增益矢量庫， 聯合測定每一個子幀的矢量增益(i3/)和滯后A (假設侯選基音的情況下)。 這個分析將近占用5.3k比特/秒G.723.1編碼器一半的復雜度。當多個編碼必須由同一個處理單元執行時，例如負責并行管理眾多通信的 網關，或者發布眾多多媒體內容的服務器，LTP分析的復雜度特別重要。在網 絡上運行的壓縮格式的多樣性會使復雜度的問題顯得更為突出。需要面對 (envisage)多個或者級聯(或者代碼轉換)，或者并行(多格式編碼或 者多模式編碼)的編碼。在傳輸鏈中，當編碼器發送的壓縮信號幀不能用該格 式繼續傳送時，典型的方式是采用代碼轉換。代碼轉換可將幀轉換為與其余的 傳輸鏈兼容的另外一種格式。最基本的解決方案(并且目前最普通)是相鄰地連接一個解碼器和一個編碼器。第一種格式的壓縮幀到達后解壓縮。解壓縮后 的信號重新壓縮為能夠被其余的傳輸鏈接受的第二種格式。一個解碼器和一個編碼器的級聯稱為串聯(tandem)。然而，這種解決方案，從復雜度(特別是 由于重新編碼)來看，開銷非常大，并且降低了質量，第二次編碼基于解碼后 的信號完成，解碼后的信號是原始信號的衰減版本(degraded version)。另外， 幀在到達目的地之前，可能遇到多個串聯的解碼器和編碼器，因此會進一步增 加計算的成本，并且進一步增加質量的損耗。再進一步講，與各串聯操作相關 的延遲累積，并且對通信的交互性有害。對于多格式壓縮系統而言，同一內容需要壓縮成幾種格式(尤其是為了適 應接入條件，網絡，各種各樣終端用戶的終端，使用不同的格式廣播同一內容 的內容服務器的情形下)，隨著需求的格式數量的增加，多編碼操作變得極其 復雜，并且可能使系統的資源很快飽和。另一種并行多編碼的情形是具有后驗 決定(posteriori decision)的多模式壓縮，根據后驗決定，在每一個要被編碼 的信號段，執行多種壓縮模式，選擇能夠最優化給定準則或者得到最好吞吐量 /失真折衷的壓縮方式。這里，每一種壓縮模式的復雜度限制了它們的數量和/ 或導致嚴格受限數量的模式能夠被選擇先驗(priori)。目前，絕大多數的多編碼操作沒有充分考慮編碼格式之間的相似性，然而 這可以減少復雜度和計算延遲，同時限制引入的退化。對于同一編碼格式的參 數，編碼器之間的區別在于模型，程序和/或計算的頻率，或者是量化。通常，現有的技術方案，努力通過使用第一格式選擇的參數限制針對第二 LTP模型的參數所探測的值的數量，來減少針對第二格式的LTP搜索的復雜 度。兩個單抽頭LTP模型之間的代碼轉換是最簡單的情形。目前提出的絕大 程序關于延遲之間的代碼轉換，當兩個模型是相同的(相同的延遲庫和相同的 子幀長度)在實際信號級(一種說法為局部串聯)執行LTP增益的代碼 轉換，將延遲的二進制字段從一個比特流簡單地復制到另外一個比特流已經足 夠了。當庫因它們的分辨率(整數或者分數1/3， 1/6等)，和/或它們的值的 范圍而不同時，使用可能的變換(transformation)，代碼轉換到二進制或者參 數域。變換可能是量化，截斷(truncation)，加倍(doubling)或者分裂(spliting)。 當兩種格式的子幀的長度不同，可能提供延遲的內插。例如，內插重疊輸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種編碼方法，該方法在通過實施根據第一格式編碼的至少一步驟獲得的信息的基礎上根據第二格式進行編碼，尤其是對于語音信號編碼，所述第一和第二格式通過試探包含備選參數的至少一個庫實施搜索ＬＴＰ長時預測參數的步驟，為了更精細地搜索ＬＴＰ參數，第一和第二編碼格式至少之一使用具有多系數的濾波，其特征在于，包括以下步驟：　　　　ａ）定義第二編碼格式使用的至少一個庫的分級；　　　　ｂ）恢復在確定在根據第一格式編碼的過程中的ＬＴＰ參數的之后得到的先驗信息以選擇所述庫的至少一個分級；　　　　ｃ）將選擇分級應用到所述庫中的備選者上以選擇有限量的第一備選者；和　　　　ｄ）為了實施第二編碼，只在所述有限量的備選者中執行ＬＴＰ搜索。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】FR 2005-1-11 05002721、 一種編碼方法，該方法在通過實施根據第一格式編碼的至少一步驟獲 得的信息的基礎上根據第二格式進行編碼，尤其是對于語音信號編碼，所述第一和第二格式通過試探包含備選參數的至少一個庫實施搜索LTP長時預測參 數的步驟，為了更精細地搜索LTP參數，第一和第二編碼格式至少之一使用具有多系數的濾波，其特征在于，包括以下步驟a) 定義第二編碼格式使用的至少一個庫的分級；b) 恢復在確定在根據第一格式編碼的過程中的LTP參數的之后得到的先驗信 息以選擇所述庫的至少一個分級；c) 將選擇分級應用到所述庫中的備選者上以選擇有限量的第一備選者；和d) 為了實施第二編碼，只在所述有限量的備選者中執行LTP搜索。2、 根據權利要求1所述的方法，其中，第一編碼格式使用第一庫，其特 征在于，所述先驗信息是第一庫的劃分的信息，該信息涉及該劃分的類，其中 在根據第一格式編碼過程中獲得的LTP參數屬于該類。3、 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，第一庫的基本劃分包括最 初擬定在大小為1的N個不相交的類中的N個元素。4、 根據權利要求2所述的方法，其中，第一編碼格式使用第一庫，并且 第二編碼格式使用第二庫，其特征在于，擬定在不相交的類中的第一庫的劃分， 從而同一元素與第二庫中的一個以上分級相關聯。5、 根據權利要求2至4中任意一項所述的方法，其中，第一編碼格式使 用第一庫，第二編碼格式使用第二庫，其特征在于，擬定相似的分級形成一組， 從而動態地修正第一庫的初始劃分，以及第二庫中分級的數量。6、 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，進一步包括，擬定另一個 操作，在于一旦第二庫的分級在一起形成組，則連續地重新計算第二庫的分級， 并且動態地修正第一庫的初始劃分和/或已經這樣形成組的分級。7、 根據權利要求2至6任意一項所述的方法，其中，第一編碼格式使用 第一庫，第二編碼格式使用第二庫，其特征在于，對于第二庫的每個分級，選 擇第二庫保留的最大元素數量，作為第一庫的類的函數和/或第二庫的分級， 從而減少存儲第二庫的分級的存儲器資源。8、 根據上述任一權利要求所述的方法，其特征在于，選擇所述有限量的 備選者，作為第二編碼的質量和復雜度之間的折衷的函數。9、 根據權利要求8所述的方法，其中，要被編碼的輸入信號按數據塊進 行處理，其特征在于，所述折衷對于要處理的各數據塊是動態地確定的，作為 第一編碼格式的參數的函數和/或要被編碼的信號的特征的函數。10、 根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述折衷是動態地確定的， 作為每個數據塊包含的LTP子幀的函數。11、 根據上述任一權利要求所述的方法，其特征在于，包括初始步驟，該 步驟包括形成統計和/或分析研究，作為根據第一編碼格式的LTP參數的連續 序列的函數，從而測定第二編碼格式使用的庫中分級的數量和適當的分級。12、 根據權利要求2至11中任意一項所述的方法，要被編碼的輸入信號 按數據塊進行處理，每個數據塊包括第一編碼格式的第一 LTP子幀，以及第 二編碼格式的第二 LTP子幀，其特征在于，對于相同持續吋間的第一和第二 子幀，每一個第二編碼格式的當前子幀對應第一編碼格式的單個子幀，并且其 中-第一編碼格式為當前子幀選擇第一LTP參數序列； -在按與第一格式的LTP參數之一相關聯的庫的類的劃分，通過選擇與所 述第一序列的元素的類相關聯的分級，選擇第二格式的庫的試探的分級；和 -依據選擇的分級，試探第二格式的庫中有限量的第一備選者。13、 根據權利要求2至11中任意一項所述的方法，其中，要被編碼的輸 入信號按數據塊進行處理，每個數據塊包括第一編碼格式的第一 LTP子幀， 以及第二編碼格式的第二 LTP子幀，其特征在于，對于不同持續時間的第一 和第二子幀-第一編碼格式為基本上對應當第二當前子幀的第一子幀選擇多個LTP 參數序列；-在按照與第一格式LTP參數之一相關聯的庫的類的劃分的基礎上，通過 選擇與所述LTP參數序列的元素的類相關聯的分級，預先選擇第二格式的庫 的試探的分級；-在所述預選擇的分級的基礎上，測定至少一個首選的分級；和-依據首選的分級，試探第二格式的所述庫，試探限于它的第一元素。14、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，首選的分級是從為第二 子幀預選擇的分級中選擇出的最佳預選擇分級。15、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，首選的分級是與最多地重疊第二格式當前子幀的第一格式子幀相對應的分級。16、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，根據下述步驟保留第二格式的庫的多個分級的組合，從而獲得第二格式的庫的N個元素的動態分級: -預選擇K個分級；-檢測K個分級中的每一個分級的第一個元素，同時消除冗余，以獲得Kj個元素，其中Ki《K;-加入從包含K個分級的第二元素的集中選擇K2個元素，同時消除冗 余，其中，K2《K，并且K2《N-Kp重復這些步驟，直到獲得所述N個元素。17、 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，按照以下步驟保留第二 格式的庫的多個分級的組合，從而獲得第二格式的庫的N個元素的動態分級-通過預選擇每個等級Ci中的第一Ni元素構造等級的K個子集，其中Nj 《N，下標i在1和K之間；-選擇Ni個...

【專利技術屬性】
技術研發人員：穆罕默德格那尼亞，克勞德拉姆林，
申請(專利權)人：法國電信公司，
類型：發明
國別省市：FR[法國]