編碼器和解碼器的製作方法

2023-07-02 14:31:06

專利名稱：編碼器和解碼器的製作方法
技術領域：
本發明涉及G. 711編碼器和解碼器，並更具體地，涉及為了降低G. 711編解碼器中的量化誤差的一種編碼和解碼增強層的方法。
背景技術：
由於相對高比特率，所以難以向具有有限帶寬的應用直接應用採樣模擬語音信號並將採樣的模擬語音信號變換為數位訊號的技木。例如，按照SKHz採樣並量化為16比特每樣本的話音信號將導致128，000比特每秒(bps)的比特率。為了在大多數通信網絡中按照低比特率傳輸話音信號，使用用於對話音信號進行壓縮和解壓縮的編解碼器設備。用於對話音信號進行壓縮和解壓縮的方法的示例包括脈衝編碼調製(PCM)和碼激勵線性預測(CELP)。PCM是用於將相應語音樣本壓縮為預定數目比特的方法，而CELP是用於將話音信號組幀為塊並基於話音產生模型來壓縮話音信號的方法。在大範圍領域中，各種編解碼器已被開發和標準化。最廣泛使用的編解碼器之ー是在公共交換電話網(PSTN)、網際網路電話等上採用的對數PCM編解碼器。對數PCM編解碼器取決於輸入信號的大小而改變量化步長。即，當輸入信號的電平低時，對數PCM編解碼器使用小量化步長，而當輸入信號的電平高時，對數PCM編解碼器使用大量化步長。對數PCM編解碼器可將具有16比特每樣本的數字樣本壓縮為具有8比特每樣本的碼字。因此，如果以8KHz來採樣信號，則使用對數PCM編解碼器來獲得64，OOObps的比特率。存在兩種主要編碼律，A律和μ律。相應的律被表達為Cル
Ioglo (I + Li) I + IoSifi (.41 .t |), I
-for|.ij> —
I + Iog10 (.4)/IC_4(| Λ |) ^ ■
-- for I.% |￡ —
I1bも(1:1!⑴其中X是輸入樣本，μ和A是用於相應編碼律的常數，CO是由每一編碼律壓縮的樣本值，而11是絕對值運算。自從1972年以來，A律和μ律已被標準化為ITU-T (國際電信聯盟-電信部門)推薦標準G. 711。G. 711中的μ和A的值分別是255(μ)和87. 56(A)。G. 711編解碼器實際上使用浮點量化方法，而不是直接計算等式I。在每樣本的可用比特(例如，對於G. 711的8比持)中，使用ー些比特來確定量化步長，並使用剰餘比特來表達量化步長中的位置。前面的比特是指數比特，而後面的比特是尾數比持。在G. 711的A律中，使用3比特用於指數，使用4比特用於尾數，並使用剰餘I比特用於表達樣本的符號。

G. 711提供了用於窄帶話音的大約4M0S(平均意見得分)的高質量，而具有較小計算複雜性和存儲需求。然而，與原始話音信號相比，仍存在由量化誤差引起的質量降級。


圖I是G. 711編解碼器中用於話音質量改善的編碼器和解碼器的框圖；圖2是圖示了傳統G. 711編解碼器的對數脈衝編碼調製(PCM)編解碼器所應用到的編碼器的輸入樣本和輸出比特流的示意圖；圖3是圖示了根據本發明的增強層編碼所應用到的編碼器的輸入樣本和輸出比特流的不意圖；圖4Α和4Β圖示了根據本發明實施例的用於取決於輸入信號的大小來動態計算幀中每ー樣本的附加尾數信息的比特數目的指數圖；圖5是圖示了根據本發明實施例的用於生成比特分配表的方法的流程圖；圖6是根據本發明實施例的增強層編碼器的框圖；圖7是根據本發明實施例的增強層解碼器的框圖；圖8是根據本發明另一實施例的增強層編碼器的框圖；圖9是圖示了根據本發明實施例的用於編碼增強層的方法的流程圖；圖10是根據本發明另一實施例的增強層解碼器的框圖；和圖11是圖示了根據本發明實施例的用於解碼增強層的方法的流程圖。

發明內容
技術問題本發明提供了一種可通過向每一 G. 711編碼的樣本添加額外比特而降低G. 711編解碼器中的量化誤差的用於編碼和解碼增強層的設備和方法。本發明還提供了一種可降低G. 711編解碼器中的量化誤差的增強層編碼器和解碼器。技術方案根據本發明的ー個方面，提供了一種用於編碼增強層的方法，該方法包括基於幀中每ー樣本的指數信息，來計算每一祥本的附加尾數信息的指數索引；重複向具有當前指數索引的所有樣本分配I比特的處理，所述當前指數索引在每一重複中從最大值開始遞減I，直到向這些樣本分配的比特總數等於該幀中的可用比特總數為止；和從幀中的每ー樣本的附加尾數信息中提取和向每ー樣本分配的(多個)比特數目一祥多的(多個)最高有效位。根據本發明的另一方面，提供了一種增強層編碼器，包括指數圖生成単元，用於生成作為矩陣的指數圖，該指數圖包括從每一祥本的指數值導出的附加尾數信息的指數索引、和幀中每一祥本的樣本索引；比特分配表生成単元，用於按照以下方式來生成包括通過參考指數圖向每一祥本分配的比特數目的比特分配表，即，重複向具有相應指數索引的每ー樣本分配I比特的處理，所述相應指數索引在每一重複中從最大值開始遞減1，直到向所述樣本分配的比特總數等於該幀中的可用比特總數為止；和比特輸出単元，用於通過參考該比特分配表而從每一祥本的附加尾數信息輸出和向每ー樣本分配的(多個)比特數目一祥多的(多個)最高有效位。根據本發明的另一方面，提供了一種編碼器，包括G. 711編碼單元，用於對輸入幀進行編碼；增強層編碼單元，用於按照基於從該G. 711編碼單元獲得的每ー樣本的指數信息向該輸入幀中的每ー樣本動態分配用於附加尾數信息的比特數目的方式，來對該輸入幀進行編碼；和多路復用単元，用於對該G. 711編碼單元的比特流和該增強層編碼単元的比特流進行多路復用。根據本發明的另一方面，提供了一種用於解碼增強層的方法，該方法包括基於每一祥本的指數信息來計算幀中每ー樣本的附加尾數信息的指數索引；重複向具有當前指數 索引的每ー樣本分配I比特的處理，所述當前指數索引在每一重複中從最大值開始遞減1，直到向樣本分配的比特總數等於該幀中的可用比特總數為止；和從增強比特流中提取和向每ー樣本分配的比特數目一祥多的(多個)附加尾數比特，並對所提取的(多個)附加尾數比特進行解碼。根據本發明的另一方面，提供了一種增強層解碼器，包括指數圖生成単元，用於生成作為矩陣的指數圖，該指數圖包括從每一祥本的指數值導出的附加尾數信息的指數索引、和幀中每一祥本的樣本索引；比特分配表生成単元，用於按照以下方式生成包括通過參考指數圖向每一祥本分配的比特數目的比特分配表，即，重複向具有相應指數索引的每一祥本分配I比特的處理，所述相應指數索引在每一重複中從最大值開始遞減1，直到向所述樣本分配的比特總數等於該幀中的可用比特總數為止；和附加尾數解碼單元，用於通過參考該比特分配表從增強比特流中提取與向每ー樣本分配的(多個)比特數目一祥多的(多個)附加尾數比持，並對所述附加尾數比特進行解碼。根據本發明的另一方面，提供了一種解碼器，包括解多路復用単元，用於將接收的幀解多路復用為G. 711比特流和增強比特流；G. 711解碼單元，用於對該G. 711比特流進行解碼；增強層解碼單元，用於使用從該G. 711解碼單元獲得的每ー樣本的指數值，來計算向每ー樣本分配的附加尾數信息的比特數目，從增強比特流中提取和向每ー樣本分配的比特數目一祥多的(多個)附加尾數比持，並對提取的(多個)附加尾數比特進行解碼；和信號合成単元，用於組合該G. 711解碼單元的輸出信號和該增強層解碼単元的輸出信號，以輸出合成後的信號。根據本發明的另一方面，提供了一種在與包括樣本的指數信息和尾數信息的基礎層組合的分級編碼中編碼增強層的方法，該方法包括計算對於附加尾數信息分配的比特的數目，以擴展該尾數信息；和根據所分配的比特的數目，來對該附加尾數信息進行編碼，其中通過參考在預定長度間隔中存在的樣本的指數信息，來適應性地執行所述計算分配的比特的數目的步驟。根據本發明的另一方面，提供了一種用於對分級編碼的比特流中的增強層信號進行解碼的方法，該分級編碼的比特流包括含有樣本的指數信息和尾數信息的基礎層比特流以及含有樣本的附加尾數信息的增強層比特流，該方法包括基於從該基礎層比特流提取的指數信息，來計算向每ー樣本分配的用於附加尾數信息的比特數目；和從增強層比特流中提取所計算的向每ー樣本分配的比特數目的附加尾數信息。有利效果
如上所述，根據本發明，由於通過使用從例如傳統G. 711編解碼器的傳統對數PCM編解碼器獲得的指數信息來向每ー樣本動態分配用於尾數信息的附加比特，所以可降低由對數PCM編解碼器引起的量化誤差，並可改善話音質量。而且，由於本發明不改變傳統對數PCM編解碼器，所以可實現與採用現有對數PCM編解碼器的網絡的兼容性。最佳模式根據本發明的ー個方面，提供了一種用於編碼增強層的方法，該方法包括基於幀中每ー樣本的指數信息，來計算每一祥本的附加尾數信息的指數索引；重複向具有當前指數索引的每ー樣本分配I比特的處理，所述當前指數索引在每一重複中從最大值開始遞減1，直到向樣本分配的比特總數等於該幀中的可用比特總數為止；和從該幀中的每ー樣本的附加尾數信息提取和向每ー樣本分配的(多個)比特數目一祥多的(多個)最高有效位。根據本發明的另一方面，提供了一種增強層編碼器，包括指數圖生成単元，用於生成作為矩陣的指數圖，該指數圖包括從每一祥本的指數值導出的附加尾數信息的指數索引、和幀中每一祥本的樣本索引；比特分配表生成単元，用於按照以下方式來生成包括通過參考指數圖向每一祥本分配的比特數目的比特分配表，即，重複向具有相應指數索引的每ー樣本分配I比特的處理，所述相應指數索引在每一重複中從最大值開始遞減1，直到向所述樣本分配的比特總數等於該幀中的可用比特總數為止；和比特輸出単元，用於通過參考該比特分配表從每一祥本的附加尾數信息輸出和向每ー樣本分配的(多個)比特數目一樣多的(多個)最高有效位。根據本發明的另一方面，提供了一種編碼器，包括G. 711編碼單元，用於對輸入幀進行編碼；增強層編碼單元，用於按照基於從該G. 711編碼單元獲得的每ー樣本的指數信息而向該輸入幀中的每ー樣本動態分配用於附加尾數信息的比特數目的方式，來對該輸入幀進行編碼；和多路復用単元，用於對該G. 711編碼單元的比特流和該增強層編碼単元的比特流進行多路復用。根據本發明的另一方面，提供了一種用於解碼增強層的方法，該方法包括基於每一祥本的指數信息來計算幀中每ー樣本的附加尾數信息的指數索引；重複向具有當前指數索引的每ー樣本分配I比特的處理，所述當前指數索引在每一重複中從最大值開始遞減1，直到向所述樣本分配的比特總數等於幀中的可用比特總數為止；和從增強比特流中提取和向每ー樣本分配的比特數目一祥多的(多個)附加尾數比特，並對所提取的(多個)附加尾數比特進行解碼。根據本發明的另一方面，提供了一種增強層解碼器，包括指數圖生成単元，用於生成作為矩陣的指數圖，該指數圖包括從每一祥本的指數值導出的附加尾數信息的指數索引、和幀中每一祥本的樣本索引；比特分配表生成単元，用於按照以下方式生成包括通過參考指數圖向每一祥本分配的比特數目的比特分配表，即，重複向具有相應指數索引的每一祥本分配I比特的處理，所述相應指數索引在每一重複中從最大值開始遞減1，直到向所述樣本分配的比特總數等於該幀中的可用比特總數為止；和附加尾數解碼單元，用於通過參考該比特分配表從增強比特流中提取與向每ー樣本分配的(多個)比特數目一祥多的(多個)附加尾數比持，並對所述附加尾數比特進行解碼。根據本發明的另一方面，提供了一種解碼器，包括解多路復用単元，用於將接收的幀解多路復用為G. 711比特流和增強比特流；G. 711解碼單元，用於對該G. 711比特流進行解碼；增強層解碼單元，用於使用從該G. 711解碼單元獲得的每ー樣本的指數值，來計算向每ー樣本分配的附加尾數信息的比特數目，從增強比特流中提取與向每ー樣本分配的比特數目一祥多的(多個)附加尾數比持，並對提取的(多個)附加尾數比特進行解碼；和信號合成単元，用於組合該G. 711解碼單元的輸出信號和該增強層解碼単元的輸出信號，以輸出合成後的信號。
根據本發明的另一方面，提供了一種在與包括樣本的指數信息和尾數信息的基礎層組合的分級編碼中編碼增強層的方法，該方法包括計算對於附加尾數信息分配的比特的數目，以擴展該尾數信息；和根據所分配的比特的數目，來對該附加尾數信息進行編碼，其中通過參考在預定長度間隔中存在的樣本的指數信息，來適應性地執行所述計算分配的比特的數目的步驟。根據本發明的另一方面，提供了一種用於對分級編碼的比特流中的增強層信號進行解碼的方法，該分級編碼的比特流包括含有樣本的指數信息和尾數信息的基礎層比特流以及含有樣本的附加尾數信息的增強層比特流，該方法包括基於從該基礎層比特流提取的指數信息，來計算向每ー樣本分配的用於附加尾數信息的比特數目；和從增強層比特流中提取所計算的向每ー樣本分配的比特數目的附加尾數信息。
具體實施例方式現在將參考其中示出了本發明的示範實施例的附圖，來更全面地描述根據本發明的用於編碼和解碼增強層的方法和設備以及增強層編碼器和解碼器。圖I是G. 711編解碼器中用於改善話音質量的編碼器100和解碼器150的框圖。參考圖1，編碼器100包括輸入緩衝器105、G. 711編碼單元110、增強層編碼單元115、和多路復用單元120。解碼器150包括解多路復用單元155、G. 711解碼單元160、增強層解碼単元165、信號合成単元170、和輸出緩衝器175。編碼器100通過通信信道140與解碼器150相連。首先將解釋編碼器100。輸入緩衝器105存儲具有預定尺寸的輸出樣本塊，以便逐塊地對輸入信號進行處理。例如，當輸入信號按照8KHz採樣並每隔5ms幀來處理時，輸入緩衝器105存儲40個樣本(=8KHz*5ms)。G. 711編碼單元110使用傳統G. 711編解碼器對輸入緩衝器105中存儲的幀進行編碼，並輸出G. 711比特流。由於G. 711是ITU-T標準化的公知編解碼器，所以這裡將不給出其詳細解釋。增強層編碼單元115使用附加比特對該G. 711編碼單元110沒有表現的量化誤差進行編碼，並輸出增強比特流。多路復用単元120對G. 711編碼單元110的G. 711比特流和增強層編碼單元115的增強比特流進行多路復用。將多路復用後的比特流通過通信信道140傳送到解碼器150。現在將解釋解碼器150。解多路復用単元155將通過通信信道140從編碼器100接收的多路復用後的比特流解多路復用為G. 711比特流和增強比特流。G. 711解碼單元160通過使用G. 711編解碼器來解碼G. 711比特流並輸出G. 711解碼後的信號。增強層解碼單元165對增強比特流進行解碼，並輸出增強層解碼後的信號。信號合成単元170組合來自G. 711解碼單元160的G. 711解碼後的信號和來自增強層解碼単元165的增強層解碼後的信號，並輸出合成後的信號。輸出緩衝器175存儲來自信號合成単元170的合成後的信號，並逐幀輸出所存儲的信號。圖2是圖示了傳統G. 711編解碼器的對數PCM編解碼器所應用到的編碼器的輸入樣本和輸出比特流的示意圖。圖3是圖示了根據本發明的增強層編碼所應用到的編碼器的輸入樣本和輸出比特流的示意圖。參考圖2，傳統G. 711編碼器將16比特輸入樣本200壓縮為8比特樣本250。8比特樣本250包括I比特符號信息260、3比特指數信息270、和4比特尾數信息280。指數信息270指示壓縮擴展器段，而尾數信息280指示該指數信息270所指示的段中的位置。
參考圖3，當使用根據本發明的增強層編碼時，編碼後的樣本包括附加尾數信息390以及8比特的G. 711編碼後的樣本。附加尾數信息390在指數信息370所指示的段中對尾數信息380所指示的特定位置進行細分，由此降低由G. 711編解碼器導致的量化誤差。當增強層的比特率是16K比特/秒並且增強層在5ms幀上工作吋，每幀的增強層可用比特的總數是80比持。即，當幀中的樣本數目是40樣本時，可平均分配每樣本附加2比持。由於G. 711編解碼器中的量化誤差取決於輸入信號的大小，所以優選的是，根據每ー樣本的大小來動態分配用於每一祥本的附加尾數信息的比特數目，而不是分配用於每一祥本的附加尾數信息的相同比特數目。在向附加尾數信息分配每樣本3比特以便進ー步降低量化誤差的情況下，幀中所有樣本的比特總數(即，120比特(40樣本*3比持))超出可用80比持。在這方面，基於每一祥本的指數值來向附加尾數信息分配從O到3範圍內的比持。當然，取決於本發明的實施例，用於附加尾數信息的每樣本的最大比特數目可被設置為3或更多或更少。圖4A和4B圖不了根據本發明實施例的用於取決於輸入樣本的大小向巾貞中的姆ー樣本動態分配附加尾數信息的比特數目的指數圖。參考圖4A，指數圖是這樣的矩陣，其中行索引是從每一祥本的指數值導出的附加尾數信息的指數索引，而列索引是代表每ー樣本的樣本索引。例如，當向40個樣本的幀中的每ー樣本分配用於附加尾數信息的O到3比特時，指數圖是10X40矩陣。詳細來說，每ー樣本的指數索引與每ー樣本的指數值成比例、是連續的，並且指數索引的數目與附加尾數信息的比特數目相同。即，通過遞增每ー樣本的指數值來獲得指數索引。例如，當樣本的指數值為ニ進位的「 000」時，與該樣本對應的指數索引為O (指數值+0)、1(指數值+1)、和2(指數值+2)。作為另ー示例，當指數值是7( ニ進位「 111」)時，指數索引是7 (指數值+0)、8 (指數值+1)、和9 (指數值+2)。因此，用於附加尾數信息的每ー樣本的指數索引可在從O到9的範圍內。指數圖中的所有元素被初始化為-1，而與樣本的指數索引對應的元素存儲樣本索弓I。即，(指數索弓丨，樣本索引)=樣本索引。例如，當幀中的第二樣本的指數值是「oil」時，樣本的可能指數索引是3、4和5。據此，與指數索引3、4、5對應的元素(即，(3，2)、(4，2), (5,2))被分別設置為2。並且樣本索引的列中的剰餘元素保持原封不動。
通過對於幀中的所有樣本重複將樣本索引設置為對應元素的過程，建立該指數圖。基於該指數圖來創建指示向每ー樣本分配的附加比特數目的比特分配表。即，I比特被分配給與從最大值(即9)開始遞減I的當前指數索引對應的每ー樣本。執行比特分配，直到向這些樣本分配的比特總數等於幀中的可用比特為止。稍後將參考圖5來詳細解釋該比特分配表的生成。參考圖4B，指數圖是這樣的矩陣，其中行索引是從每一祥本的指數值導出的附加尾數信息的指數索引，而列索引是指示具有相同指數索引的樣本數目的次序索引。指數圖的每一元素代表具有指數索引的樣本索引。例如，在附加尾數信息的最大比特數目為3並且在幀中存在40個樣本的情況下，指數圖將為10X40矩陣，因為幀中的所有樣本可具有共同指數索引。現在將解釋對於第η樣本生成指數圖的方法。首先，基於其指數值獲得第η樣本的附加尾數信息的指數索引。即，第η樣本的指數索引是(其指數值+j)，其中j = O、I和2。一旦獲得第η樣本的三個指數索引，就將第η樣本的索引存儲在與指數索引和代表具有指數索引的樣本的當前數目的次序索引分別對應的元素中。即，(指數索引，具有指數索引的樣本的當前數目)=第η樣本的索引。具有指數索引的樣本的當前數目分別增加
Io例如，當幀中第O樣本的指數值為ニ進位「 110」時，對應指數索引是6、7和8。與指數索引6、7和8對應的元素(B卩，(6,0), (7,0), (8,0))被設置為樣本索引0，而具有指數索引6、7和8的樣本的當前數目被分別設置為I。接下來，當第I樣本的指數值為ニ進位「100」時，對應指數索引是4、5和6。與指數索引4、5和6對應的元素(即，(4，0)、(5，0)、(6,1))被設置為樣本索引I。第(6，I)元素被設置為I的原因在於具有指數索引6的樣本數目在前一祥本中已是I。因此，與指數索引4、5、6、7和8對應的樣本數目分別是1、1、2、I和I。當對於所有樣本以這種方式完全生成指數圖時，可獲得與每一指數索引對應的樣本數目和樣本索引。圖5是圖示了根據本發明實施例的用於生成比特分配表的方法的流程圖。參考圖5，當假設每樣本附加比特的最大數目是3而每幀可用比特的總數是80吋，增強層編碼器基於每一祥本的指數值向每一祥本輸出附加尾數信息。詳細來說，在操作S500中，增強層編碼器將比特分配表的所有元素初始化為0，將當前可用比特設置為當前幀中的可用比特總數，並將指數索引的最大值設置為當前指數索弓I。在操作S510中，增強層編碼器通過參考圖4Α和4Β中圖示的指數圖來計算與每一指數索引對應的樣本數目。例如，在圖4Α中圖示的指數圖中存在與指數索引8對應的其樣本索引為O和39的兩個樣本。在操作S520中，增強層編碼器比較與當前指數索引對應的樣本數目和當前可用比特，並然後將這兩個數中的較小數設置為有用(usable)比特的數目。在操作S530中，向與當前指數索引對應的每ー樣本分配I比特，直到耗盡有用比特的數目為止。在操作S540 中，增強層編碼器將從當前可用比特中減去有用比特的數目所得的值設置為當前可用比特的新數目。在操作S550中，檢查當前可用比特是否是O。如果當前可用比特是0，則對於該幀的比特分配表的生成結束。如果當前可用比特不是O，則增強層前進到操作S560。在操作S560中，增強層編碼器通過將當前指數索引遞減I來更新當前指數索引，並返回到操作S520。然後，增強層編碼器重複從S520到S550的操作。圖6是根據本發明實施例的增強層編碼器的框圖。參考圖6，增強層編碼器包括指數圖生成単元600、比特分配表生成単元610、和比特輸出単元620。增強層編碼器對應於圖I中圖示的增強層編碼單元115。指數圖生成単元60 0基於每一祥本的指數值來計算每樣本附加尾數信息的指數索引，並然後生成包括每ー樣本的指數索引的指數圖。可從圖I中圖示的G. 711編碼單元110中提取每一祥本的指數值。由於圖4A和4B中圖示了該指數圖，所以這裡將不給出其詳細描述。參考指數圖，比特分配表生成単元610恢復與每一指數索引對應的樣本，並通過將指數索引從最大值依次遞減I而向恢復的樣本分配I比持。當對於所有指數索引完成該比特分配過程吋，比特分配表生成単元610生成包括向每ー樣本分配的比特數目的比特分配表。圖5中圖示了生成比特分配表的方法。比特輸出單元620輸出與通過使用比特分配表向輸入幀中的每ー樣本分配的比特數目一祥多的附加尾數信息的最高有效位。即，比特輸出単元620輸出[附加尾數信息]/(2~ [附加尾數信息的比特數目-分配的比特數目])。圖7是根據本發明實施例的增強層解碼器的框圖。參考圖7，增強層解碼器包括指數圖生成単元700、比特分配表生成単元710、和附加尾數解碼單元720。指數圖生成単元700和比特分配表生成単元710與圖6中圖示的指數圖生成単元600和比特分配表生成単元610相同，並由此這裡將不給出其詳細解釋。附加尾數解碼單元720基於向每ー樣本分配的附加尾數信息的比特數目來從增強比特流中提取每一祥本的附加尾數信息並進行解碼。圖8是根據本發明另一實施例的增強層編碼器的框圖。參考圖8，增強層編碼器包括附加尾數提取單元800、比特分配単元810、和比特輸出單元820。附加尾數提取單元800基於從對於輸入幀執行的G. 711編碼所獲得的指數值，來從輸入幀中提取附加尾數信息。即，附加尾數提取單元800基於從對於輸入幀執行的G. 711編碼所獲得的指數值，來提取由尾數信息(即，4比特的G. 711尾數信息)跟隨的一些比特作為附加尾數信息。儘管尾數信息所跟隨的所有比特可以是附加尾數信息，但是在圖8中假設附加尾數信息的最大比特數目在當前實施例中是3。在該情況下，附加尾數提取單元800的偽代碼如下。
for(i=0; i<L; i++)
{
ext_bits[i]=exp[i]+3;ext_mantissa[i]=x[i] & (2ext-blts[ll-1);
}
其中L是巾貞中的樣本數目，exp[i]是第i樣本的指數值，ext_bits[i]是第i樣本的附加尾數信息的比特數目，eXt_mantissa[i]是第i樣本的附加尾數信息，x [i]是第i樣本，而「&」是逐比特的與運算。例如，假設輸入樣本是二進位「0000000110101001」。輸入樣本按照G. 711A律來編碼，其是符號位「I」、指數位「001」、和尾數位「1010」的組合。而且，在假設附加尾數信息的最大比特數目是3的情況下，得到的附加尾數信息是「100」 。
比特分配單元810通過使用每一樣本的可用比特的總數和指數值來計算向每一樣本分配的比特數目。例如，如果增強層的比特率是16K比特/秒並且幀尺寸是5ms，則每幀可用比特的總數是80比特。比特分配單元810利用使得每一幀中的量化誤差最小化的標準，基於每一樣本的附加尾數信息的優先級，來動態計算每一樣本的附加尾數信息的比特數目。例如，可從意味著G. 711編解碼器中的量化步長的每一樣本的指數值來確定該優先級。換言之，由於具有相對較大指數值的樣本導致更多量化誤差，所以其優先級更高，使得向該樣本分配更多附加比特。具有相對較小指數值的樣本具有較低優先級，使得向該樣本分配較少附加比特，因為其量化誤差較小。比特輸出單元820輸出與該比特分配單元810所計算的向每一樣本分配的比特數目一樣多的附加尾數信息。比特輸出單元820的偽代碼如下。
權利要求
1.一種編碼器，包括 G. 711編碼單元，用於對輸入幀進行編碼； 增強層編碼單元，用於按照基於從該G. 711編碼單元獲得的每ー樣本的指數信息向該輸入幀中的每ー樣本動態分配用於附加尾數信息的比特數目的方式，來對該輸入幀進行編石馬;和 多路復用単元，用於對該G. 711編碼單元的比特流和該增強層編碼単元的比特流進行多路復用。
2.根據權利要求I的編碼器，其中該增強層編碼単元使用每ー樣本的指數值來計算每一祥本的附加尾數信息的指數索引，重複向具有當前指數索引的每ー樣本分配I比特的處理，所述當前指數索引在每一重複中從最大值開始遞減I，直到向樣本分配的比特總數等於幀中的可用比特總數為止，並從幀中的每ー樣本的附加尾數信息輸出和向每ー樣本分配的(多個)比特數目一祥多的(多個)最高有效位。
3.一種解碼器，包括 解多路復用単元，用於將接收的幀解多路復用為G. 711比特流和增強比特流； G. 711解碼單元，用於對該G. 711比特流進行解碼； 增強層解碼單元，用於使用從該G. 711解碼單元獲得的每ー樣本的指數值，來計算向每ー樣本分配的附加尾數信息的比特數目，從增強比特流中提取向樣本分配的比特數目的附加尾數比持，並對提取的附加尾數比特進行解碼；和 信號合成単元，用於組合該G. 711解碼單元的輸出信號和該增強層解碼単元的輸出信號，以輸出合成後的信號。
4.根據權利要求3的解碼器，其中使用每ー樣本的指數值來計算每ー樣本的附加尾數信息的指數索引，井向具有當前指數索引的每ー樣本分別分配I比特，所述當前指數索引在每一重複中從指數索引的最大值開始遞減1，直到向這些樣本分配的比特總數等於該幀中的可用比特總數為止，井隨後從增強比特流中提取向每ー樣本分配的比特數目的附加尾數信息。
全文摘要
提供了一種編碼器和解碼器。該編碼器包括G.711編碼單元，用於對輸入幀進行編碼；增強層編碼單元，用於按照基於從該G.711編碼單元獲得的每一樣本的指數信息向該輸入幀中的每一樣本動態分配用於附加尾數信息的比特數目的方式，來對該輸入幀進行編碼；和多路復用單元，用於對該G.711編碼單元的比特流和該增強層編碼單元的比特流進行多路復用。
文檔編號G10L19/00GK102664020SQ201210132209
公開日2012年9月12日 申請日期2008年8月18日 優先權日2007年8月16日
發明者成鐘模, 金度泳 申請人:韓國電子通信研究院