使用相關變換的多描述編碼的製作方法

2023-06-12 16:39:41 1

專利名稱：使用相關變換的多描述編碼的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及音頻和視頻編碼，更具體地涉及多描述編碼系統和技術。

背景技術：
多描述(MD)編碼系統和技術編碼信源信號到兩個或更多的部分或者「描述」中，每個描述包含足以允許重構較低質量版本的原始信源信號的信息量。理想情況下，MD編碼系統中的解碼器能夠根據這些描述中一個或更多重構信源信號的適當複製品，但是重構複製品的保真度隨描述數量的增加而增加。
MD編碼系統後面的基本思想是將編碼的信號分割成兩個或更多的描述，以便每個描述表示原始信源信號的適當複製品以及每個描述與其他描述共享一些信息。MD編碼系統中的解碼器從儘可能多的這些描述收集信息，根據包含在所接收的描述中的信息估計任何丟失描述的內容，以及根據接收和估計的描述重構信源信號的複製品。
MD編碼技術在編碼信號的部分可能在傳輸期間被丟失或損壞的各種應用中是具有吸引力的，因為它們能夠在傳輸信道條件變得愈加複雜時提供重構複製品的質量的舒緩退化。這種特性對於在相對有損耗的傳輸信道上操作的無線分組網絡特別具有吸引力。從Goyal的「Multiple description codingcompression meets the network」(IEEESignal Processing Magazine，2001年9月)能夠獲得有關MD編碼系統和技術的其他信息。
許多MD技術已知可以用於將編碼的信息分割成多個部分或描述。一些技術應用相關變換於編碼的信息，該相關變換將所述信息以可逆的或可反轉的方式分配到兩個或更多部分中。每個部分能夠被彙編到單獨的比特流或分組中用於存儲或傳輸。不幸的是，使用相關變換的已知技術可能將量化噪聲引入被分割成多個部分的編碼信息中，這會降低通過解碼器重構的複製品的感知質量。此外，實現相關變換的已知方式計算強度大，其需要相當大的計算資源量來執行所述變換所需的計算。
需要一種應用相關變換於編碼信息的方式，這種方式幾乎不引入量化噪聲並且能夠被有效地實現。


發明內容
根據本發明的一個方面，通過應用相關變換於量化信號元的組以產生相應的變換係數組，對信號進行處理以在多描述編碼系統中使用該信號，其中所述量化信號元的組具有表示信號的信號分量的不同量化解析度，以及所述相關變換允許通過互補的去相關變換根據變換係數精確恢復所述量化信號元。
根據本發明的另一個方面，通過應用Hadamard變換於量化信號元的組以產生值，對信號進行處理以在多編碼系統中使用該信號，其中從所述值推導相應的變換係數組，每組量化信號元比相應的變換係數組較不相關。
根據本發明的再一個方面，通過應用去相關變換於從編碼信號獲得的變換係數組以恢復被輸入到互補的相關變換的量化信號元的組的精確複製品，對編碼的信號進行處理以在多描述編碼系統中使用該信號，其中量化信號元具有不同的量化解析度和表示信號的信號分量。
根據本發明的又一個方面，通過應用逆Hadamard變換於從變換係數組推導的值以產生相應的量化信號元的組，對編碼的信號進行處理以在多描述編碼系統中使用該信號，其中每組變換係數比相應的量化信號元的組更相關。
通過參考以下討論和附圖可以更好地理解本發明各個特徵及其優選實施例，其中在若干附圖中相同的附圖標記指代相同的單元。以下討論和附圖的內容僅僅作為示例被闡述而不應該被理解成表示對本發明範圍的限制。



圖1和圖2是本發明的各個方面可以被包含在其中的編碼系統中的發送機和接收機的示意框圖。
圖3是編碼器的一種實現的示意框圖。
圖4是解碼器的一種實現的示意框圖。
圖5是使用具有同類量化解析度的量化器的相關變換的第一級的示意框圖。
圖6是使用具有同類量化解析度的量化器的去相關變換的最後級的示意框圖。
圖7是使用具有異類量化解析度的量化器的相關變換的第一級的示意框圖。
圖8是使用具有異類量化解析度的量化器的去相關變換的最後級的示意框圖。
圖9是使用具有異類量化解析度的量化器的具有三級的相關變換的示意框圖。
圖10是使用具有異類量化解析度的量化器的具有三級的去相關變換的示意框圖。
圖11是在其輸入端具有映射函數的相關變換的示意框圖。
圖12是在其輸出端具有反映射函數的去相關變換的示意框圖。
圖13是可以用於實現本發明各個方面的設備的示意框圖。

具體實施例方式 A.介紹 1.系統概述 圖1是感知編碼系統中的發送機10的一個實例的示意框圖。在該特定的實例中，發送機10應用分析濾波器組12給信源信號2以產生頻率子頻帶信號13，和應用感知模型14給子頻帶信號13以評估信源信號2的感知掩蔽特性。編碼器16利用根據從感知模型14接收的控制信息15所選擇的量化解析度量化子頻帶信號13的單元以及編碼該量化的子頻帶信號元到多個描述17中，該描述通過格式化器18彙編到編碼信號4中。在優選實現中，編碼器16還提供信源信號2的估計的頻譜輪廓19用以包括在編碼的信號4中。本發明的各個方面可以被包含在編碼器16中以方便產生多個描述17。
圖2是感知編碼系統中的接收機20的一個實例的示意框圖。接收機20使用去格式化器22從編碼的信號4獲得多個描述23以及，在優選實現中，從編碼的信號4獲得信源信號2的估計的頻譜輪廓27。解碼器24從全部或部分的多個描述恢復子頻帶信號25的複製品。通過應用合成濾波器組26給恢復的子頻帶信號25產生輸出信號6，該信號是信源信號2的重構複製品。本發明的各個方面可以被包含在解碼器24中以方便處理多個描述23。
2.濾波器組 分析和合成濾波器組12、26可以以包括分組和小波變換、像正交鏡像濾波器、遞歸濾波器和網格濾波器的數字濾波器的組或級聯的各種方式實現。在以下將更詳細討論的音頻編碼系統的一個特定實現中，分析濾波器組12通過修改離散餘弦變換(MDCT)實現以及合成濾波器組26通過互補逆修改離散餘弦變換(IMDCT)實現，這些內容在Princen等人的「Subb and/Transform Coding Using FilterBank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation」(Proceedings of the 1987 International Conference on Acoustics，Speech and Signal Processing(ICASSP)，1987年5月，第2161-64頁)中描述。根據這種實現，應用分析濾波器組12到信源信號2的重疊段以產生表示信源信號的頻譜分量的MDCT係數塊或信號元，每個段中具有2N個採樣。所述濾波器組在每個塊中產生2N個係數。編碼器16利用改變根據感知模型選擇的量化解析度量化每個塊中一半的MDCT係數，以及彙編表示量化係數的信息到編碼信號4中。應用合成濾波器組26到解碼器24從編碼信號4恢復的MDCT係數塊以產生信號採樣塊，每個塊具有2N個採樣。由於另一半MDCT係數包含冗餘信息，只編碼和輸入每個塊中的一半MDCT係數到解碼器24。以特定的方式即取消時域混淆非自然信號以產生輸出信號16的段合併這些採樣塊，該輸出信號是輸入信源信號2的複製品。
這裡討論的實例參考根據感知模型量化諸如MDCT係數的信號元的感知編碼系統；但是，使用感知編碼並不是關鍵。進一步，可以在不使用濾波器組分離信源信號成子頻帶信號的編碼系統中使用本發明。在使用根據可以期望的任何準則選擇的不同量化解析度量化諸如變換係數或信號採樣的基本上任何類型信號元的編碼系統中可以使用本發明。在以下討論中參考的MDCT係數、頻譜係數或頻譜分量等等僅僅是信號元的實例。
3.編碼器 圖3是編碼器16的一種實現的示意框圖，在該編碼器中為信源信號2的段產生2N個MDCT係數的塊或單元。通過量化器162使用響應於從感知模型14接收的控制信息15所選擇的量化解析度量化每個塊中的一半MDCT係數。應用相關變換164給量化MDCT係數的塊以產生相關變換(CT)係數組。分配器166通過將CT係數分配到包含足夠信息的量化值組中產生信源信號2的多個描述17以允許根據一個或多個組將重構信源信號的不精確複製品但是根據較大數量的組能夠重構更精確的複製品。所述組被彙編到編碼信號4中。在該圖所示的實現中，頻譜輪廓估計器168獲得MDCT係數的方差並提供它們作為信源信號2的估計的頻譜輪廓19。可以熵編碼多個描述17和估計的頻譜輪廓19。
在一個示例性實現中，通過編碼信號4傳送的信息被安排在分組中。在不同的分組中傳送信源信號2段的CT係數。每個分組傳送信源信號2的兩個或更多段的CT係數。這種安排產生時間分集的形式，其增加了編碼系統的延遲但是減小了MDCT係數的任何塊的總損失的可能性。接收機20能夠根據小於全部的CT係數重構MDCT係數的每個塊的可使用信息，這允許即使在傳輸期間部分CT係數被丟失或損壞的情況下也將會重構信源信號2的不精確複製品。
4.解碼器 圖4是解碼器24的一個實現的示意框圖，在該解碼器中逆分配器242使用分配器166執行的分配處理的逆處理從根據編碼信號4獲得的量化值的組收集CT係數。如果任何量化值組丟失或被損壞，一個或多個CT係數也將丟失或被損壞。係數估計器244獲得任何丟失或被損壞CT係數的估計。當在傳輸期間一個或多個分組被丟失或損壞時接收機20可以使用估計的頻譜輪廓27提高重構信號的精度。應用去相關變換246給CT係數組以恢復N個量化MDCT係數的塊。如果沒有信源信號2的特定段的CT係數丟失或被損壞，那麼通過去相關變換246恢復的量化MDCT係數的塊應該與被輸入到相關變換164的量化MDCT係數的塊相同。如果部分CT係數丟失或被損壞，係數估計器244和去相關變換246可以使用各種內插和統計估計技術來根據其他CT係數和估計的頻譜輪廓推導丟失或被損壞CT係數的估計以儘可能少錯誤地產生量化MDCT係數。在Goyal等人的「Generalized Multiple Descriptions with Correlating Transforms」(IEEE Trans.on Information Theory，vol.47，no.6，2001年9月，第2199-2224頁)中討論這些統計技術的實例。如果信源信號2的特定段的所有CT係數丟失或被損壞，可以使用諸如重複前一段的信息的其他形式的錯誤減輕。
5.相關變換 相關變換164可以通過相互級聯的線性2×2變換的等級或級實現，其中每個2×2變換在輸入值對上進行操作以產生輸出值對。一種已知的可以用於實現相關變換164的線性2×2變換能夠如下表示: 其中yn，t＝恰在總共T級的變換級t之前的N係數塊中的量化MDCT係數n；和 α＝相關參數。
在方程1中表示的變換能夠通過電腦程式中的兩個「for」循環實現，其中特定級或等級t中的2×2變換在進行到下一級之前在塊中的所有N個係數上操作。這種相關變換能夠被解釋為根據參數α混合低頻MDCT係數的值與高頻MDCT係數值的變換。對於大值α輸出值受低頻係數值的支配以及對於小值α所述輸出值受高頻係數值的支配。隨著T的值增加更多次地執行相關變換164。通過這種相關變換產生的輸出值構成一組CT係數，其可以表示為{yn，T}，0≤n≤N-1。由於存在已知的能夠估計被丟失或損壞的CT係數的最佳方法，在方程1中表示的變換是在許多實際的編碼系統中具有吸引力的選擇。例如，參見以上引用的Goyal等人的文獻(IEEE Trans.on Info.Theory，vol.47，no.6，2001年9月)。
儘管T可以被設置成任何值，設置T＝log2(N)使得每個CT係數將依賴於每個MDCT係數。結果，如果任何附加錯誤減輕使用值T>log2(N)提供很少的益處。在許多實際音頻編碼系統中，N通常大於或等於512。在具有T>log2(N)的這種系統中需要實現相關變換的計算資源可能無法接受的大；所以，可能必須為T選擇小於log2(N)的值，諸如1，2，3或4。進一步，由於CT係數被分割成不同的描述，T的值還可以規定極限為能夠被使用的不同描述的數量。對於在方程1中表示的相關變換，設置描述D的數量等於2T。
6.去相關變換 通過去相關變換從CT係數能夠恢復MDCT係數。互補的去相關變換246可以被表示為: 這種變換能夠通過電腦程式中的兩個「for」循環實現，其中t具有等於T的初始值並且減小到1。
7.分配器 分配器166將所述組CT係數分組成相互排斥的CT係數子集。每個子集構成信源信號2的多個描述17中一個。所述分配器構造描述以便每個描述包含有關信源的足夠信息以允許恢復信源的低質量版本。優選地，如果所有的描述可獲得，所述描述被如此構造以便解碼器能夠恢復編碼信源信號的精確複製品。如果任何描述被丟失或損壞，在解碼器可獲得的描述中係數之間的相關性能夠被用於估計丟失或被損壞的信息。
在一個實現中，分配器166通過將每個第D個CT係數彙編到各自的描述中構造D個描述。如果分配器166構造例如四個描述，然後CT係數0，4，8，12，...可以被彙編到第一描述中，CT係數1，5，9，13可以被彙編到第二描述中，CT係數2，6，19，14，...可以被彙編到第三描述中，以及CT係數3，7，11和15可以被彙編到第四描述中。分配器166可以以各種方式實現。
分配器166可以以許多方式「多樣化」描述，諸如例如分割在不同時間周期期間用於傳輸的描述(時間多樣化)，分割使用不同載波頻率傳輸的描述(頻率多樣化)，使用不同信道傳輸的描述(信道多樣化)，或通過使用這些和其他多樣化方法的各種組合。作為另一個實例，分配器166可以將來自不同信源的用於傳輸的若干描述進行分組(信源多樣化)。
8.逆分配器 逆分配器242儘可能完整地根據在已編碼信號4中接收的描述形成一組CT係數。可以緩衝和處理該描述中的係數以撤銷諸如以上描述的任何多樣化方案的影響。當已經接收給定信源的所有描述時，或者當在解碼器的任何實時性能約束指示必須繼續進行信源的解碼時，逆分配器242以與分配器166所執行的分配相反的方式安排CT係數。
在使用如上所述的分配器166實現的編碼系統中，逆分配器242可以校對來自可獲得的描述的CT係數。如果例如來自四個描述的第四個描述丟失或被損壞，那麼校對的該組係數將會包括CT係數0，1，2，X，4，5，6，X，8，9，10，X，12，13，14，X，...，這裡符號X表示丟失或被損壞的係數。從解碼器可獲得的所述CT係數可以估計這些丟失或被損壞的係數。在提供編碼信號4中估計的頻譜輪廓的優選實現中，各種輪廓估計技術諸如頻譜內插、頻譜再歸一化和低頻方差估計可以使用這種輪廓來提高估計的精度。
基本上在頻譜輪廓估計器168中能夠使用上述的輪廓估計技術的任何組合。頻譜內插和頻譜再歸一化是眾所周知的技術，這些技術在Lauber等人的「Error Concealment for Compressed Digital Audio」(Audio Eng.Soc.111th Convention，New York，2001年9月)中描述。以下描述低頻方差估計。用於使用頻譜輪廓信息估計丟失係數的統計技術能夠在以上引用的Goyal等人的文獻(IEEE Trans.onInfo.Theory，vol.47，no.6，2001年9月)中找到。
B.本發明的方面 關於根據方程1和2直接實現的相關和去相關變換存在兩個問題。第一個問題是增加的量化噪聲。在典型的編碼系統中，輸入到去相關變換164的MDCT係數通過已經利用根據來自感知模型14的控制信息15選擇的量化解析度被量化的值表示以滿足感知準則和比特率約束。但是，由於參數α的值可以被選擇以滿足編碼系統的需要，從方程1獲得的CT係數是通常不具有相同量化解析度的值。CT係數在彙編到編碼信號4中之前被量化以滿足比特率約束。
由於增加了已經將在通過解碼器24恢復的MDCT係數中存在的噪聲，CT係數的量化不是想要的。這種噪聲增加可以降低編碼信號的感知質量。換言之，CT係數的量化阻止解碼器24恢復輸入到編碼器16的相同MDCT係數。這些係數之間的差可以本身清楚表示為可聽的噪聲。
對於除之外α的所有值存在這個問題。如果α具有該特定的值，由於方程1和2中所有矩陣的幅度是相同的，原始量化的MDCT係數的精確恢復是有可能的。需要執行相關和去相關變換的計算能夠表示為整數算術運算的單一定標。由於整數算術運算是無損的，所以通過方程2的去相關變換能夠精確地恢復輸入到方程1的相關變換的MDCT係數。
在方程1和2中變換直接實現的第二問題是對於甚至最適度的T值這些實現需要相當的計算資源。對於需要廉價實現的接收機20的那些應用來說這個問題對解碼器24中的去相關變換246特別地嚴重。以下描述這兩個變換的有效實現。
1.無噪聲變換 以下在方程3和4中分別地示出了類似於方程1和2中相關和去相關變換的變換。
這裡(V)Q表示通過量化器Q對向量V的單元的量化。
通過圖5中用於八個MDCT係數塊的示意框圖顯示方程3中相關變換的第一等級或級t＝1。音頻和視頻編碼系統通常利用相當更多的係數處理塊但是選擇八個係數的塊用於這裡討論的實例以減小示例的複雜性。圖中的Q塊表示量化器。A#塊表示圖3中所示的三個2×2矩陣中一個。例如，塊A0表示方程右手側上的第三矩陣以及塊A2表示第一矩陣。連接這些塊的線顯示係數如何流動通過相關變換。在該圖左手側上被標記0到7的圓形端子輸入八個量化的MDCT係數(n＝0到7)的塊到所述變換。在所述圖中未示出的變換的下一級t＝2，接收這些CT係數和以類似的方式處理它們。
通過圖6中用於一組八個CT係數的示意框圖顯示方程4中去相關變換的最後等級或級t＝1。圖中的Q塊表示量化器。B#塊表示在方程4中所示的三個2×2矩陣中一個。例如，塊B0表示方程右手側上的第三矩陣以及塊B2表示第一矩陣。連接這些塊的線顯示係數如何流動通過去相關變換。從變換的前一級t＝2接收八個CT係數(n＝0到7)的組並將其輸入到該圖的左右側上被標記0到7的圓形端子。輸出八個量化的MDCT係數(n＝0到7)的塊到該圖右手側上被標記0到7的圓形端子。
如果兩個變換的所有級中的所有量化器Q利用相同的量化解析度量化其輸入以及如果它們遵守特性 Q(p+q)＝p+Q(q) (5a) Q(-p)＝-Q(p) (5b) 這裡p和q是2個向量，那麼方程3中所示的相關變換產生量化的CT係數，不像通過方程1中所示的相關變換產生的CT係數，這些係數不需要進一步量化滿足比特率約束。通過方程4的去相關變換能夠精確地恢復輸入到方程3的相關變換的MDCT係數。不增加任何量化噪聲。
不幸的是，由於對量化器Q施加的限制，在許多實際的編碼系統中方程3和4中所示的變換不是有用的。必須利用相同的量化解析度量化所有MDCT係數以及方程5a和5b中表示的兩個特性隱含僅僅能夠使用均勻的奇對稱量化器。這些限制是不實際的。感知編碼系統利用不同的量化解析度量化MDCT係數以儘可能更多地利用心理聲學掩蔽效應。進一步，許多編碼系統使用非均勻的量化器。使用以下描述的技術能夠消除對於施加在量化器的同類和均勻的量化解析度上的限制。
a)異類均勻的量化解析度 利用使用不同或異類量化解析度的量化器能夠實現無噪聲相關和去相關變換。以下將討論規定在相關和去相關變換中的中間點上將使用哪種量化解析度的算法。根據用於量化輸入的MDCT係數的所述組量化解析度獲得在變換中使用的所有量化解析度。解碼器24必須能夠確定使用哪些量化解析度。如果必須，編碼器16能夠在編碼的信號4中包括解碼器24將會需要的任何信息。
用於量化輸入到2×2矩陣中的一對值中每個值的量化解析度可以相互不同。這樣可能有助於說明如何量化解析度通過相關和去相關變換跟隨所述係數。
上述的算法在下面電腦程式原始碼的片段中表示，所述原始碼含有具有BASIC程式語言的某些語法特徵的語句。這些原始碼片段不代表實際的程序而是被提供用於幫助說明如何規定和使用量化解析度。程序-1的原始碼段描述規定用於相關變換的量化器的算法。程序-2的原始碼段描述規定去相關變換的量化器的算法。程序-3和程序-4的原始碼段描述規定如何分別在相關和去相關變換中使用各種量化器的算法。
原始碼段具有使用以下符號的語句: Q{n}＝用於量化MDCT係數n的量化器，這裡0≤n≤N-1。
Q{n，t}＝用於在變換級t中量化yn，t的量化器，這裡1≤t≤T。
這樣可以有助於指出相關變換中的第一級別或級是級t＝1以及最後一級是t＝T，但是去相關變換中的第一級是t＝T以及最後一級是t＝1。
量化器Q{n}和Q{n，t}遵守以上在方程5a和5b中表示的特性，其可以表示為: Q{n}(p+q)＝p+Q{n}(q)(5c) Q{n}(-p)＝-Q{n}(p) (5d) Q{n，t}(p+q)＝p+Q{n，t}(q) (5e) Q{n，t}(-p)＝-Q{n，t}(p)(5f) 程序-1:規定用於相關變換的量化器 For n＝0 to N-1 //初始化變換級1 Q{n，0}＝Q{n} For t＝1 to T//初始化所有其他階段和級 For n＝0 to 1/2N-1 Q{2n，t}＝Q{n，t-1} Q{2n+1，t}＝Q{1/2N+n，t-1} 程序-2:規定用於去相關變換的量化器 For n＝0 to 1/2N-1//初始化變換級T Q{2n，T}＝Q{n} Q{2n+1，T}＝Q{1/2N+n} For t＝T to 1 step-1//初始化所有其他級 For n＝0 to 1/2N-1 Q{2n，t-1}＝Q{n，t} Q{2n+1，t-1}＝Q{1/2N+n，t} 程序-3:規定如何在相關變換內使用量化器 For t＝1 to T For n＝0 to 1/2N-1 符號(V)Q{a，b，c}，Q{x，y，z}表示通過量化器Q{a，b，c}量化兩單元向量V的第一單元以及通過量化器Q{x，y，z}量化向量V的第二單元。
程序-4:規定如何在去相關變換內使用量化器 For t＝T to 1 step-1 For n＝0 to 1/2N-1 通過圖7中用於8MDCT係數塊的示意框圖顯示在方程6a到6c中相關變換的第一級別或級t＝1。在附圖左手側上標記有Q0到Q7的量化器並不是變換的部分而是表示用於利用改變的量化解析度量化MDCT係數的不同量化器162。例如，標記Q3的方塊表示量化MDCT係數3的量化器162。標記Q#的其他方塊表示在變換級內用於量化各自係數的量化器。用於量化特定係數的量化解析度在整個所述級中是相同的。例如，標記Q3的所有量化器使用相同的量化解析度。A#方塊表示在方程6a到6c中所示的2×2矩陣中一個。例如，方塊A0表示在方程6a中出現的矩陣。連接這些方塊的線顯示係數如何流動通過變換級。利用粗體線顯示係數3流動通過該變換級的路徑。
通過圖8中用於一組8個CT係數的示意框圖顯示方程7a到7c中去相關變換的最後級別或級t＝1。標記Q#的方塊表示在變換級內用於量化各自係數的量化器。用於量化特定係數的量化解析度在整個所述級中是相同的。例如，標記Q3的所有量化器使用相同的量化解析度。B#方塊表示在方程7a到7c的組中所示的2×2矩陣中一個。例如，方塊B2表示在方程7c中出現的矩陣。連接這些方塊的線顯示係數如何流動通過變換級。利用粗體線顯示係數3流動通過該變換級的路徑。
圖9中的示意框示在相關變換中的級t＝1，2和3。該圖中的每個方塊表示所有2×2矩陣以及在變換的一級中用於一對係數的量化器。例如，標記AQ0，Q4的方塊表示具有在圖7頂部所示用於係數0和4的三對量化器Q0、Q4的三個方塊A0、A1和A2。連接這些方塊的線顯示如何係數流動通過三個變換級。利用粗體線顯示係數3流動通過該變換級的路徑。
圖10的示意框示在去相關變換中的級t＝3、2和1。該圖中的每個方塊表示所有2×2矩陣以及在變換的一級中用於一對係數的量化器。例如，標記BQ0，Q4的方塊表示具有在圖8頂部所示用於係數0和4的三對量化器Q0、Q4的三個方塊B0、B1和B2。連接這些方塊的線顯示如何係數流動通過三個變換級。利用粗體線顯示係數3流動通過該變換級的路徑。
b)非均勻量化解析度 方程5a到5f中表示的限制意味著量化器函數必須是均勻的並且是奇對稱的。不幸的是，許多編碼系統使用不遵循這些限制的量化器。通過使用映射函數F及其反函數F-1映射任意量化的MDCT係數到和從適合於變換的中間均勻量化的係數能夠減輕這些限制。相關和去相關變換處理這些中間係數以及映射函數F和F-1將任意量化的MDCT係數轉換成中間係數和再轉換回原來以提供無噪聲系統。
映射函數F和F-1映射一組量化級到另一組量化級和從另一組量化級映射所述組量化級。通過函數F映射的量化級可以是非均勻間隔的但是量化級在映射之後是均勻間隔的。映射函數F和F-1可以以各種方式實現，其中包括封閉形式的分析表示或定義任意間隔的量化級和均勻間隔值之間映射的查詢表。映射函數F的輸出被輸入到相關變換以及去相關變換的輸出被輸入到反映射函數F-1。
可以使用一個或更多映射函數映射方塊中的MDCT係數。例如，如果編碼系統形成MDCT係數組來定義頻率子頻帶，那麼能夠使用映射函數用於每個子頻帶。替換地，如在圖11和12圖示的實例中所示能夠使用不同的映射函數用於每個MDCT係數。如果使用不止一個映射函數，映射域中的特定值可以對應於量化MDCT係數域中的不止一個量化級。例如，可以使用一個映射函數F0及其反函數F0-1映射特定的MDCT係數X0以及可以使用不同的映射函數F1及其反函數F1-1映射不同的MDCT係數X1。不同的映射函數Fn可以映射不同的量化級到相同的映射值。由於相關和去相關變換是無噪聲系統這不導致問題產生，允許通過去相關變換恢復被映射係數的正確值，以及使用正確的反映射函數Fn-1映射恢復的係數值回到其正確的量化級。在表格I中圖示了一個實例。
表格I
參考表格I，MDCT係數X0能夠被量化成級{0，1，2，4，8}集合中的任何級。MDCT係數X1能夠被量化成級{0，1，3，9}的集合中的任何級，以及MDCT係數X2能夠被量化成級{0，2，4，6，8}的集合中的任何級。能夠使用一組映射函數F0、F1和F2映射這些量化的MDCT係數Xn到均勻間隔的值Un以及能夠使用相應的反映射函數F0-1、F1-1和F2-1組映射均勻間隔的值Un回到量化的MDCT係數Xn。在所示的實例中，映射函數F0映射X0的量化級{0，1，2，4，8}到U0的均勻間隔的值{0，1，2，3，4}；映射函數F1映射X1的量化級{0，1，3，9}到U1的均勻間隔的值{0，1，2，3}；以及映射函數F2映射X2的量化級{0，2，4，6，8}到U2的均勻間隔的值{0，1，2，3，4}。相應的函數F0-1、F1-1和F2-1以相反的方向映射這些值和級。
如果MDCT係數被量化為X0＝8，X1＝3和X2＝0，那麼函數F0映射X0＝8到值U0＝4，函數F1映射X1＝3到值U1＝2，以及函數F2映射X2＝0到值U2＝0。通過方程6a到6c以及7a到7c中所示的變換能夠無噪聲地處理映射的值Un。反函數F0-1映射U0＝4到X0＝8，反函數F1-1映射U1＝2到X1＝3，以及反函數F2-1映射U2＝0到X2＝0，從而恢復量化的MDCT係數的正確量化級。
在方程3和4中表示的變換以及在方程6和7中表示的變換可以使用映射函數。在方程3和4中表示的變換還能夠使用映射函數映射具有異類量化解析度的量化MDCT係數到具有同類量化解析度的量化MDCT係數以及從後者映射到前者。編碼器16能夠在編碼信號4中包括解碼器24所需的使用正確的反映射函數的任何控制信息。
2.變換的有效實現 由於這些變換必須在許多對值上一次一對地進行操作，所以以上討論的相關和去相關變換的直接實現計算強度大。需要附加的資源執行在方程3、4、6和7中所表示變換的中間量化操作。在需要接收機20的廉價實現的應用中這種情況非常不想要。以下描述一種更加有效地實現這些變換的方式。
a)快速Hadamard變換 能夠示出當時快速Hadamard變換(FHT)對於通過方程1和2中表示的相關和去相關變換的直接實現獲得的變換能夠產生相同的結果。FHT實現能夠提高效率超出70％，這裡提高的精確數量取決於變換級T的數量以及塊大小N。實驗研究也已經顯示當若干MDCT係數被丟失或損壞時選提供相關變換引入的編碼信號比特率增加和解碼信號的感知質量之間的優良折衷。
在方程1中表示的相關變換可以通過以下實現 以及在方程2中表示的去相關變換可以通過以下實現 其中:T＝變換級的數量，這裡T≥1；N＝塊中MDCT係數的數量；D＝描述的數量，這裡D＝2T；G＝組的數量，這裡以及T是這樣以便G為偶數；xn＝MDCT係數n，這裡0≤n≤N-1；yn，t＝在變換級t的CT係數n，這裡1≤t≤T；以及Hk＝k級Hadamard矩陣。
k級Hadamard矩陣是2k乘以2k的維數並且被定義為: 其中， 實現FHT的有效技術能夠計算Hadamard矩陣Hk，計算複雜度是2klog2(2k)。有關如何能夠實現FHT的附加信息可以從Lee等人的「Fast Hadamard Transform Based on a Simple Matrix Factorization」(IEEE Trans.on Acoust.，Speech and Sig.Proc.，1986，vol.ASSSP-34，no.6，pp.1666-1667)獲得。
在方程8中表示的相關變換將MDCT係數分離成G組D個係數和使用FHT為每個組計算Hadamard矩陣Hk。在方程9中表示的去相關變換類似地操作。
b)異類和非均勻量化解析度 如在方程8和9中所表示變換的實現比如在方程1和2中表示的直接實現更加地有效但是去相關變換恢復MDCT係數精確值的能力仍然遭受較不有效實現所施加的相同約束。MDCT係數的完美恢復是不可能的，除非利用相同的量化解析度均勻地量化MDCT係數。
通過使用如上所述的以及例如在圖11和12中圖示的映射函數能夠避免在MDCT係數量化上施加的限制。能夠使用一個或更多映射函數F映射任意量化的MDCT係數到均勻和異類量化的中間係數，通過方程7和8中表示的變換能夠無噪聲地處理這些係數，或者一個或更多反映射函數F-1能夠映射恢復的中間係數回到原始任意量化的MDCT係數。
3.變型 以上討論的不同實現相互提供優點。在方程6和7中表示的變換實現允許靈活地選擇相關參數α的值以折衷比特率和可以被施加於編碼系統上的聲音質量約束。在方程8和9中表示的變換實現指示相關參數α的值但是它更加的有效。這些兩種實現可以以各種方式一起被使用。
在一種變型中，方程8和9的有效實現用於處理係數塊中的絕大多數MDCT係數以及方程6和7利用相關參數α的更加優化值的靈活實現用於處理對於信號感知質量更加重要的頻譜部分中的MDCT係數。兩種實現之間的頻譜分配可以是固定的或者它可以是自適應的。
在另一種變型中，響應於信號特徵或響應於改變編碼系統的需求自適應地選擇兩種實現。
4.其他考慮 在諸如無線多媒體應用的編碼應用中可以有利地使用本發明的各個方面，在該多媒體應用中編碼信號的部分在傳輸期間可以被丟失或損壞。仿真和實驗研究表明當在解碼器24中實現一種或更多錯誤減輕技術時能夠改善解碼的輸出信號6的感知質量。
被稱為「頻譜再歸一化」的技術調整一個或更多已恢復子頻帶信號25的電平以遵循估計的頻譜輪廓19。在解碼器24必須估計已經被丟失或損壞的頻譜信息的情況下，所產生的輸出信號6的頻譜輪廓可以顯著不同於原信源信號2的頻譜輪廓。頻譜歸一化根據需要調整一個或更多子頻帶信號25的電平以獲得類似於原始頻譜輪廓的頻譜輪廓。優選地，估計的頻譜輪廓19包括具有均勻頻譜帶寬的若干子頻帶中的每個子頻帶的頻譜電平。根據需要可以使用非均勻子頻帶帶寬以滿足各種系統或聲音質量要求。
被稱為「交錯」的技術是單個信源信號2的時間分集的形式。相同信號的不同時間間隔在輸入到編碼器16之前被重新安排以及時間多路復用。正確和相反的處理被應用於解碼器24的輸出。
被稱為「重複最後已知值」的技術估計被估計頻譜輪廓19的丟失或被損壞的信息。如果對於信源信號2的特定段任何輪廓信息丟失或被損壞，它能夠被其最後已知的值所替換。
當其他技術失敗或不能夠使用時，類似於「重複最後已知值」的技術可以被用於減輕錯誤。這種技術利用前一部分替換編碼信號4的丟失或被損壞的部分。例如，如果在分組中安排編碼的信號4，能夠通過前一分組的內容替換丟失分組的內容。
被稱為「低頻率方差估計」的技術是可以在解碼器24中使用以推導低頻頻譜輪廓的估計的統計估計技術。這種技術利用CT係數之間的相關根據在用於較高頻率MDCT係數的編碼信號4中接收的方差信息和根據由解碼器24計算的CT係數的方差估計低頻頻譜輪廓信息。低頻率方差估計能夠通過允許解碼器24依賴於用於僅僅一組有限的較高頻率係數的輪廓信息減小包括在編碼信號4中的頻譜輪廓信息量。
例如，假設存在兩個MDCT係數以及一個變換級從而在方程1中N＝2以及T＝1。那麼相關變換能夠被寫為: 這裡y0，0和y1，0分別＝低頻和高頻MDCT係數，以及y0，1和y1，1＝兩個CT係數。
假設MDCT係數是不相關的，能夠使用表達式11中的方程找到低頻MDCT係數y0，0的方差

的兩個不同的表達式: 這裡討論的解碼器24的實現需要通過兩個MDCT係數y0，0和y1，0的方差

和

表示的頻譜輪廓信息使用頻譜內插、再歸一化和以上描述的丟失係數技術。但是，表達式11提供低頻MDCT係數y0，0的方差信息

的兩個估計。這些估計僅僅取決於高頻MDCT係數y1，0的方差

和CT係數的方差。由於能夠通過解碼器24計算CT係數的方差，在編碼信號4中僅需要提供高頻MDCT係數y1，0的方差給解碼器24。解碼器24可以選擇使用表達式11中的方差，或它可以使用這些表達式的平均或某些其他組合以推導低頻方差

的估計。
在典型編碼系統的實現中，N遠大於2以及MDCT係數的方差和CT係數的方差之間的關係典型並不像以上給出的那樣簡單。而且，編碼信號4中的某些MDCT方差信息，可以被作為以上討論的估計的頻譜輪廓發送，可以在到解碼器的途中被丟失或損壞。在諸如這些的情況下，能夠使用諸如平均的各種技術根據可獲得的MDCT方差信息和可獲得的CT係數估計低頻方差信息。相同方差信息的替換表達式，諸如用於低頻方差信息的表達式11中的兩個方程，使得這些技術成為可能。
C.實現 包含本發明各個方面的裝置可以以各種方式實現，包括由計算機或包括諸如耦合到類似於在通用計算機中找到的那些組件的信號處理器(DSP)電路的更多專門組件的某些其他裝置執行的軟體。圖13是可以用於實現本發明方面的裝置70的示意框圖。處理器72提供計算資源。RAM 73是處理器72進行處理使用的系統隨機存取存儲器(RAM)。ROM 74表示某種形式的永久存儲器，諸如用於存儲操作裝置70所需的程序和可能用於執行本發明各個方面的只讀存儲器(ROM)。I/O(輸入/輸出)控制器75表示通過通信信道76、77的方式接收和發送信號的接口電路。在所示的實施例中，所有主要系統組件連接到總線71，該總線可以表示不止一條物理或邏輯總線；但是，總線體系結構並不需要用於實現本發明。
在由通用計算機系統實現的實施例中，可以包括其他的組件用於接口到諸如鍵盤或滑鼠以及顯示器的裝置，和用於控制具有諸如磁帶或磁碟、或光介質的存儲介質的存儲裝置78。存儲介質可以用於記錄作業系統指令的程序、實用程序和應用程式，以及可以包括實現本發明各個方面的程序。
通過組件以包括分立的邏輯組件、集成電路、一個或更多ASIC和/或程序控制處理器的範圍廣泛的方式能夠執行需要實踐本發明各個方面的功能。實現這些組件的方式對於本發明並不重要。
本發明的軟體實現可以通過諸如在包括從超聲波到紫外線頻率的整個頻譜中的基帶或調製通信通道的各種機器可讀介質，或使用基本上任何記錄技術傳送信息的存儲介質，以及在包括紙的介質上的可檢測標記傳送，這些記錄技術包括磁帶、磁卡或磁碟、光卡或光碟。
權利要求
1.一種在編碼系統中用於信號處理的方法，包括
接收量化信號元的組，每組量化信號元表示信號的相應段，其中該量化信號元是具有不同量化解析度的信號分量的量化表示；
應用相關變換於所述量化信號元的組以產生相應的變換係數組，其中每組量化信號元比相應的變換係數組較不相關，以及當不存在由於用來實現相關和去相關變換的算術計算不夠精確而引起的誤差時，相關變換允許通過互補的去相關變換根據所述變換係數精確恢復所述量化信號元；
根據所述變換係數組推導量化值的組，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；以及
產生傳送表示所述量化值組的信息的一個或更多輸出信號。
2.根據權利要求1所述的方法，其中通過與量化函數交錯的多個變換實現所述相關變換，所述量化函數具有的量化解析度對應於量化信號元的量化解析度。
3.根據權利要求2所述的方法，其中通過可逆的映射函數以及隨後的與量化函數交錯的多個變換實現所述相關變換，該可逆的映射函數將量化信號元映射到根據量化函數Q量化的一組值{x}，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述可逆的映射函數將量化信號元映射到在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值。
5.根據權利要求3所述的方法，其中通過Hadamard變換實現所述多個變換中的每個變換。
6.根據權利要求1所述的方法，其中通過可逆的映射函數以及隨後的與量化函數交錯的多個變換實現所述相關變換，該可逆的映射函數將量化信號元映射到根據量化函數Q量化的一組值{x}，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述可逆的映射函數將量化信號元映射到在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值。
8.根據權利要求6所述的方法，其中通過Hadamard變換實現所述多個變換中的每個變換。
9.一種在編碼系統中用於信號處理的方法，包括
接收量化信號元的組，每組量化信號元表示信號的相應段，其中該量化信號元是信號分量的量化表示；
在量化信號元的組中重新安排量化信號元，並應用Hadamard變換於重新安排的量化信號元的組以產生根據其推導相應的變換係數組的值，其中每組量化信號元比相應的變換係數組較不相關；
根據所述變換係數組推導量化值的組，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，以及其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；以及
產生傳送表示所述量化值組的信息的一個或更多輸出信號。
10.一種在編碼系統中用於信號處理的方法，包括
接收量化值的組，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，以及其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；
根據所述量化值的組推導變換係數的組；
應用去相關變換於所述變換係數的組以產生相應的量化信號元的組，其中每組變換係數比相應的量化信號元的組更相關以及每組量化信號元表示信號的相應段，其中量化信號元是具有不同量化解析度的信號分量的量化表示，以及當不存在由於用來實現相關和去相關變換的算術計算不夠精確而引起的誤差時，所述去相關變換允許根據由互補的相關變換產生的變換係數精確恢復所述量化信號元；以及
產生傳送表示所述量化信號元的組的信息的一個或更多輸出信號。
11.根據權利要求10所述的方法，其中通過與量化函數交錯的多個變換實現所述去相關變換，以及該量化函數具有的量化解析度對應於量化信號元的量化解析度。
12.根據權利要求11所述的方法，其中通過與量化函數交錯的多個變換以及隨後的可逆的映射函數實現所述去相關變換，該可逆的映射函數從根據量化函數Q量化的一組值{x}映射所述量化信號元，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述可逆的映射函數從在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值映射所述量化信號元。
14.根據權利要求12所述的方法，其中通過逆Hadamard變換實現所述多個變換中的每個變換。
15.根據權利要求10所述的方法，其中通過與量化函數交錯的多個變換以及隨後的可逆的映射函數實現所述去相關變換，該可逆的映射函數從根據量化函數Q量化的一組值{x}映射所述量化信號元，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述可逆的映射函數從在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值映射所述量化信號元。
17.根據權利要求15所述的方法，其中通過逆Hadamard變換實現所述多個變換中的每個變換。
18.一種在編碼系統中用於信號處理的方法，包括
接收量化值的組，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，以及其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；
根據所述量化值的組推導變換係數的組；
應用逆Hadamard變換於根據所述變換係數的組推導的值以產生相應的量化信號元的組，並在所述量化信號元的組內重新安排量化信號元，其中每組變換係數比相應的量化信號元的組更相關以及每組量化信號元表示信號的相應段，其中量化信號元是信號分量的量化表示，以及其中去相關變換；和
產生傳送表示所述量化信號元的組的信息的一個或更多輸出信號。
19.一種在編碼系統中用於信號處理的設備，其中該設備包括
用於接收量化信號元的組的裝置，每組量化信號元表示信號的相應段，其中該量化信號元是具有不同量化解析度的信號分量的量化表示；
用於應用相關變換於所述量化信號元的組以產生相應的變換係數組的裝置，其中每組量化信號元比相應的變換係數組較不相關，以及當不存在由於用來實現相關和去相關變換的算術計算不夠精確而引起的誤差時，相關變換允許通過互補的去相關變換根據所述變換係數精確恢復所述量化信號元；
用於根據所述變換係數組推導量化值的組的裝置，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；以及
用於產生傳送表示所述量化值組的信息的一個或更多輸出信號的裝置。
20.根據權利要求19所述的設備，其中所述相關變換通過與量化函數交錯的多個變換實現，所述量化函數具有的量化解析度對應於量化信號元的量化解析度。
21.根據權利要求20所述的設備，其中所述相關變換通過可逆的映射函數以及隨後的與量化函數交錯的多個變換實現，該可逆的映射函數將量化信號元映射到根據量化函數Q量化的一組值{x}，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
22.根據權利要求21所述的設備，其中所述可逆的映射函數將量化信號元映射到在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值。
23.根據權利要求21所述的設備，其中所述多個變換中的每個變換通過Hadamard變換實現。
24.根據權利要求19所述的設備，其中所述相關變換通過可逆的映射函數以及隨後的與量化函數交錯的多個變換實現，該可逆的映射函數將量化信號元映射到根據量化函數Q量化的一組值{x}，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
25.根據權利要求24所述的設備，其中所述可逆的映射函數將量化信號元映射到在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值。
26.根據權利要求24所述的設備，其中所述多個變換中的每個變換通過Hadamard變換實現。
27.一種在編碼系統中用於信號處理的設備，其中該設備包括
用於接收量化信號元的組的裝置，每組量化信號元表示信號的相應段，其中該量化信號元是信號分量的量化表示；
用於在量化信號元的組中重新安排量化信號元，並應用Hadamard變換於重新安排的量化信號元的組以產生根據其推導相應的變換係數組的值的裝置，其中每組量化信號元比相應的變換係數組較不相關；
用於根據所述變換係數組推導量化值的組的裝置，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，以及其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；以及
用於產生傳送表示所述量化值組的信息的一個或更多輸出信號的裝置。
28.一種在編碼系統中用於信號處理的設備，其中該設備包括
用於接收量化值的組的裝置，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，以及其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；
用於根據所述量化值的組推導變換係數的組的裝置；
用於應用去相關變換於所述變換係數的組以產生相應的量化信號元的組的裝置，其中每組變換係數比相應的量化信號元的組更相關以及每組量化信號元表示信號的相應段，其中量化信號元是具有不同量化解析度的信號分量的量化表示，以及當不存在由於用來實現相關和去相關變換的算術計算不夠精確而引起的誤差時，所述去相關變換允許根據由互補的相關變換產生的變換係數精確恢復所述量化信號元；以及
用於產生傳送表示所述量化信號元的組的信息的一個或更多輸出信號的裝置。
29.根據權利要求28所述的設備，其中所述去相關變換通過與量化函數交錯的多個變換實現，以及該量化函數具有的量化解析度對應於量化信號元的量化解析度。
30.根據權利要求29所述的設備，其中所述去相關變換通過與量化函數交錯的多個變換以及隨後的可逆的映射函數實現，該可逆的映射函數從根據量化函數Q量化的一組值{x}映射所述量化信號元，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
31.根據權利要求30所述的設備，其中所述可逆的映射函數從在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值映射所述量化信號元。
32.根據權利要求30所述的設備，其中所述多個變換中的每個變換通過逆Hadamard變換實現。
33.根據權利要求28所述的設備，其中所述去相關變換通過與量化函數交錯的多個變換以及隨後的可逆的映射函數實現，該可逆的映射函數從根據量化函數Q量化的一組值{x}映射所述量化信號元，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
34.根據權利要求33所述的設備，其中所述可逆的映射函數從在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值映射所述量化信號元。
35.根據權利要求33所述的設備，其中所述多個變換中的每個變換通過逆Hadamard變換實現。
36.一種在編碼系統中用於信號處理的設備，其中該設備包括
用於接收量化值的組的裝置，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，以及其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；
用於根據所述量化值的組推導變換係數的組的裝置；
用於應用逆Hadamard變換於根據所述變換係數的組推導的值以產生相應的量化信號元的組以及在所述量化信號元的組內重新安排量化信號元的裝置，其中每組變換係數比相應的量化信號元的組更相關以及每組量化信號元表示信號的相應段，其中量化信號元是信號分量的量化表示，以及其中去相關變換；和
用於產生傳送表示所述量化信號元的組的信息的一個或更多輸出信號的裝置。
37.一種傳送裝置可執行以執行在編碼系統中用於信號處理的方法的指令程序的介質，其中該方法包括
接收量化信號元的組，每組量化信號元表示信號的相應段，其中該量化信號元是具有不同量化解析度的信號分量的量化表示；
應用相關變換於所述量化信號元的組以產生相應的變換係數組，其中每組量化信號元比相應的變換係數組較不相關，以及當不存在由於用來實現相關和去相關變換的算術計算不夠精確而引起的誤差時，相關變換允許通過互補的去相關變換根據所述變換係數精確恢復所述量化信號元；
根據所述變換係數組推導量化值的組，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；以及
產生傳送表示所述量化值組的信息的一個或更多輸出信號。
38.根據權利要求37所述的介質，其中通過與量化函數交錯的多個變換實現所述相關變換，所述量化函數具有的量化解析度對應於量化信號元的量化解析度。
39.根據權利要求38所述的介質，其中通過可逆的映射函數以及隨後的與量化函數交錯的多個變換實現所述相關變換，該可逆的映射函數將量化信號元映射到根據量化函數Q量化的一組值{x}，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
40.根據權利要求39所述的介質，其中所述可逆的映射函數將量化信號元映射到在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值。
41.根據權利要求39所述的介質，其中通過Hadamard變換實現所述多個變換中的每個變換。
42.根據權利要求37所述的介質，其中通過可逆的映射函數以及隨後的與量化函數交錯的多個變換實現所述相關變換，該可逆的映射函數將量化信號元映射到根據量化函數Q量化的一組值{x}，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
43.根據權利要求42所述的介質，其中所述可逆的映射函數將量化信號元映射到在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值。
44.根據權利要求42所述的介質，其中通過Hadamard變換實現所述多個變換中的每個變換。
45.一種傳送裝置可執行以執行在編碼系統中用於信號處理的方法的指令程序的介質，其中該方法包括
接收量化信號元的組，每組量化信號元表示信號的相應段，其中該量化信號元是信號分量的量化表示；
在量化信號元的組中重新安排量化信號元，並應用Hadamard變換於重新安排的量化信號元的組以產生根據其推導相應的變換係數組的值，其中每組量化信號元比相應的變換係數組較不相關；
根據所述變換係數組推導量化值的組，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，以及其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；以及
產生傳送表示所述量化值組的信息的一個或更多輸出信號。
46.一種傳送裝置可執行以執行在編碼系統中用於信號處理的方法的指令程序的介質，其中該方法包括
接收量化值的組，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，以及其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；
根據所述量化值的組推導變換係數的組；
應用去相關變換於所述變換係數的組以產生相應的量化信號元的組，其中每組變換係數比相應的量化信號元的組更相關以及每組量化信號元表示信號的相應段，其中量化信號元是具有不同量化解析度的信號分量的量化表示，以及當不存在由於用來實現相關和去相關變換的算術計算不夠精確而引起的誤差時，所述去相關變換允許根據由互補的相關變換產生的變換係數精確恢復所述量化信號元；以及
產生傳送表示所述量化信號元的組的信息的一個或更多輸出信號。
47.根據權利要求46所述的介質，其中通過與量化函數交錯的多個變換實現所述去相關變換，以及該量化函數具有的量化解析度對應於量化信號元的量化解析度。
48.根據權利要求47所述的介質，其中通過與量化函數交錯的多個變換以及隨後的可逆的映射函數實現所述去相關變換，該可逆的映射函數從根據量化函數Q量化的一組值{x}映射所述量化信號元，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
49.根據權利要求48所述的介質，其中所述可逆的映射函數從在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值映射所述量化信號元。
50.根據權利要求48所述的介質，其中通過逆Hadamard變換實現所述多個變換中的每個變換。
51.根據權利要求46所述的介質，其中通過與量化函數交錯的多個變換以及隨後的可逆的映射函數實現所述去相關變換，該可逆的映射函數從根據量化函數Q量化的一組值{x}映射所述量化信號元，使得對於{x}中的所有x以及為實數的所有y，Q(x+y)＝x+Q(y)和Q(-y)＝-Q(y)。
52.根據權利要求51所述的介質，其中所述可逆的映射函數從在各自的組中具有相同量化解析度的一組或多組均勻量化的值映射所述量化信號元。
53.根據權利要求51所述的介質，其中通過逆Hadamard變換實現所述多個變換中的每個變換。
54.一種傳送裝置可執行以執行在編碼系統中用於信號處理的方法的指令程序的介質，其中該方法包括
接收量化值的組，其中量化值的相應組包含足夠的信息，根據該信息能夠恢復信號的一個或更多段的不精確複製品，以及其中根據數量增加的量化值組能夠恢復所述信號的一個或更多段的愈加精確的複製品；
根據所述量化值的組推導變換係數的組；
應用逆Hadamard變換於根據所述變換係數的組推導的值以產生相應的量化信號元的組以及在所述量化信號元的組內重新安排量化信號元，其中每組變換係數比相應的量化信號元的組更相關以及每組量化信號元表示信號的相應段，其中量化信號元是信號分量的量化表示，以及其中去相關變換；和
產生傳送表示所述量化信號元的組的信息的一個或更多輸出信號。
全文摘要
多描述編碼系統中的發送機和接收機使用相關和去相關變換產生和處理輸入信號元的多個描述。多個描述包括相關變換係數的組，如果在傳輸期間一些相關變換係數被丟失或損壞，允許恢復原始信號的不精確複製品。描述允許利用不同的量化解析度對信號元進行量化的相關和去相關變換的無噪聲實現。描述減少為執行變換所需資源的使用快速Hadamard變換的實現。
文檔編號G10L19/00GK101371294SQ200680052641
公開日2009年2月18日 申請日期2006年11月16日 優先權日2005年12月19日
發明者C·I·程, C·鮑爾 申請人:杜比實驗室特許公司