1.一种空间参数逐级精细的比特分配方法,其特征在于:包含以下步骤,

步骤1,对输入信号进行分帧处理和频带划分处理;

步骤2,进行比特分配模式选取,即选取帧间比特分配时、帧内比特分配时和频带内比特分配时分别采用的比特分配模式;

步骤3,选取每帧输入信号的编码类型,

若选用可变码率编码,则根据步骤2得到的比特分配模式,对每帧输入信号进行帧间比特分配,然后对帧内各频带进行帧内比特分配,得到帧内各频带分配结果;若选用固定码率编码,则根据步骤2得到的比特分配模式,运用相应模式下的比特分配标准对帧内各频带进行帧内比特分配,得到帧内各频带分配结果;

步骤4,根据步骤2得到的比特分配模式选取关注频带,其具体方式为,

若为能量比特分配模式,则将每帧内各频带的能量与能量门限进行对比,超出门限值则判为关注频带,对关注频带中各空间参数按能量比特分配模式进行频带内比特分配,输出各空间参数比特分配结果码流;反之则判为非关注频带,输出帧内各频带分配结果码流;

若为空间感知熵比特分配模式,则将每帧内各频带的空间感知熵与空间感知熵门限进行对比,超出门限值则判为关注频带,对关注频带中各空间参数按空间感知熵比特分配模式进行频带内比特分配,输出各空间参数比特分配结果码流;反之则判为非关注频带,输出帧内各频带分配结果码流。

2.根据权利要求1所述的比特分配方法,其特征在于:步骤2中,根据输入信号的能量、空间感知熵和波动度自动选取比特分配模式,即采用能量比特分配模式或空间感知熵比特分配模式;所述能量比特分配模式是指比特分配时以能量为基础,估算比特分配权重,进行比特分配;所述空间感知熵比特分配模式是指比特分配时以空间感知熵为基础,估算比特分配权重,进行比特分配;

所述波动度包括能量波动度和熵波动度;所述输入信号的能量通过依次求取频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的能量得到,根据频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的能量分别取得频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的能量波动度;所述输入信号的空间感知熵通过依次求取频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的空间感知熵得到,根据频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的空间感知熵分别取得频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的熵波动度;

具体选取实现方式如下,

若每帧的能量波动度大于熵波动度,在帧间比特分配时,采用能量比特分配模式;若每帧的能量波动度小于等于熵波动度,采用空间感知熵比特分配模式;

若帧内各频带的能量波动度大于熵波动度,在帧内比特分配时,采用能量比特分配模式;若每帧的能量波动度小于等于熵波动度,采用空间感知熵比特分配模式;

若频带内各空间参数的能量波动度大于熵波动度,在频带内比特分配时,采用能量比特分配模式;若每帧的能量波动度小于等于熵波动度,采用空间感知熵比特分配模式。

3.根据权利要求2所述的比特分配方法,其特征在于:

所述频带内各空间参数的能量取得方式为,先求取空间参数的值,然后计算频带内各空间参数所包含的能量;即其计算公式为:

ep=δp2 (1)

其中ep为频带b中各空间参数包含的能量,δp表示空间参数在频带b的值;

所述帧内各频带的能量是指每个频带所包含的能量,取得方式为求频带内所有空间参数的能量和;即其计算公式为:

eb=∑ep (2)

其中ep为频带b中各空间参数包含的能量;p取所有的空间参数;

所述每帧的能量是指每帧内所有频带的能量和;即其计算公式为:

其中eb为频带b包含的能量,f取{1,2,…,n},n为帧数,m为划分的频带数。

4.根据权利要求3所述的比特分配方法,其特征在于:求取频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的能量波动度时采用以下公式

其中x分别取频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的能量。

5.根据权利要求3所述的比特分配方法,其特征在于:

(a)步骤2中所选取帧间比特分配时采用的比特分配模式为能量比特分配模式时,对每帧输入信号进行帧间比特分配的具体实现方式为,

首先,对比每帧信号的能量ef,计算每帧能量所占权重wef,计算公式:

然后,根据权重计算每帧应分配的比特数Bef,进行帧间比特分配,计算公式:

Bef=wef×B (9)

其中B为输入信号的总比特数,f取{1,2,…,n},n为帧数;

(b)步骤2中所选取帧内比特分配时采用的比特分配模式为能量比特分配模式时,对帧内各频带进行帧内比特分配的具体实现方式为,

首先,对比帧内各频带信号的能量eb,计算每个频带能量所占权重web,计算公式:

然后,根据权重计算帧内各频带应分配的比特数Beb,进行帧内比特分配,计算公式:

Beb=web×Bef (11)

其中Bef为频带所在帧的比特数,m为划分的频带数,f取{1,2,…,n},n为帧数;

(c)步骤2中所选取频带内比特分配时采用的比特分配模式为能量比特分配模式时,对关注频带中各空间参数进行频带内比特分配的具体实现方式为,

首先,对比频带内各空间参数信号的能量ep,计算每个空间参数能量所占权重wep,计算公式:

wep=ep/∑ep (12)

然后,根据权重计算每个空间参数分配的比特数Bep,进行频带内比特分配,计算公式:

Bep=wep×Beb (13)

其中Beb为频带b的比特数,p取所有空间参数。

6.根据权利要求2所述的比特分配方法,其特征在于:

所述频带内各空间参数的空间感知熵sp取得方式为,先计算各空间参数值,最后得到各空间参数所包含的空间信息量;即计算公式为:

其中sp为空间参数的空间感知熵值,δp表示空间参数在频带b的值,Δξ(b)表示空间参数在频带b的有限分辨率,α反映听觉感知的幅度压缩,N为时频变换的帧长,log以任何自然数为底,p取所有空间参数;

所述帧内各频带的空间感知熵sb,是指每个频带中所有空间参数的空间感知熵之和;即其计算公式为:

sb=∑sp (5)

其中sp为空间参数的空间感知熵值,可由公式(4)计算;p取所有空间参数;

所述每帧的空间感知熵sf,是指一帧包括的所有频带SPE之和;即其计算公式为:

其中sb为频带b的空间感知熵,可由公式(5)计算;m为划分的频带数,f取{1,2,…,n},n为帧数。

7.根据权利要求6所述的比特分配方法,其特征在于:求取频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的熵波动度时采用以下公式

其中x分别取频带内各空间参数、帧内各频带以及每帧的空间感知熵,即sp、sb、Sf。

8.根据权利要求6所述的比特分配方法,其特征在于:

(A)步骤2中所选取帧间比特分配时采用的比特分配模式为空间感知熵比特分配模式时,对每帧输入信号进行帧间比特分配的具体实现方式为,

首先,对比每帧信号的空间感知熵sf,计算每帧空间感知熵所占权重wsf,计算公式:

然后,根据权重计算每帧应分配的比特数Bsf,进行帧间比特分配,计算公式:

Bsf=wsf×B (15)

其中B代表输入信号的总比特数,f取{1,2,…,n},n为帧数;

(B)步骤2中所选取帧内比特分配时采用的比特分配模式为空间感知熵比特分配模式时,对帧内各频带进行帧内比特分配的具体实现方式为,

首先,对比帧内各频带的空间感知熵sb,计算帧内各频带能量所占权重wsb,计算公式:

然后,根据权重计算帧内各频带应分配的比特数Bsb,进行帧内比特分配,计算公式:

Bsb=wsb×Bsf (17)

其中m为划分的频带数,Bsf为频带所在帧的比特数;

(C)步骤2中所选取频带内比特分配时采用的比特分配模式为空间感知熵比特分配模式时,对关注频带中各空间参数进行频带内比特分配的具体实现方式为,

首先,对比频带内空间参数的sp,计算频带内空间参数的空间感知熵所占权重wsp,计算公式:

wsp=sp/∑sp (18)

然后,根据权重计算频带内各空间参数分配的比特数Bsp,进行频带内比特分配,计算公式:

Bsp=wsp×Bsb (19)

其中Bsb为频带b的比特数,p取所有空间参数。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的比特分配方法,其特征在于:预设能量权重门限值

和空间感知熵权重门限值β;

在步骤4中,若步骤2中所选取频带内比特分配时采用的比特分配模式为能量比特分配模式,通过比较每个频带的能量权重web与能量权重门限值

的大小关系,实现将每帧内各频带的能量与能量门限进行对比;若步骤2中所选取频带内比特分配时采用的比特分配模式为空间感知熵比特分配模式,通过比较每个频带的空间感知熵权重wsb与预设空间感知熵权重门限值β的大小关系,实现将每帧内各频带的空间感知熵与空间感知熵门限进行对比。

10.一种用于权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述比特分配方法的比特分配装置,其特征在于:包括以下部分,

预处理模块,用于对输入信号进行分帧处理和频带划分处理;

码率模式选择模块,用于选取每帧输入信号的编码类型;

帧间比特分配模块,用于对每帧输入信号进行比特分配;

帧内比特分配模块,用于对帧内各频带进行比特分配;

频带内比特分配模块,用于对关注频带中各空间参数进行比特分配;

关注频带选取模块,用于选取每帧信号中的关注频带;

比特分配模式选取模块,用于选取不同的比特分配模式;

码流成型模块,用于以码流形式输出各空间参数比特分配结果或帧内各频带分配结果;

其中,比特分配模式选取模块分别与预处理模块、帧间比特分配模块以及频带内比特分配模块相连;码率模式选择模块分别与帧间比特分配模块、帧内比特分配模块以及比特分配模式选取模块相连;帧间比特分配模块与帧内比特分配模块相连;关注频带选取模块分别与帧内比特分配模块、频带内比特分配模块和码流成型模块相连,频带内比特分配模块分别与码流成型模块相连。

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