主成分分析pca映射模型的编解码方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及音频处理技术领域，尤其涉及主成分分析（PCA，Principal Components Analysis)映射模型的编解码方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着科技的发展，出现了多种对声音信号的编码技术，上述声音通常指的是语音、 音乐、自然声音和人工合成声音等人耳可感知的信号在内的数字声音。其中，在对多声道声 音信号进行编码时，通常会涉及到PCA映射模型的编码。
[0003] 现有技术中，在对多声道声音信号进行编码时，先要对多声道声音信号进行频带 划分，相应地，在对PCA映射模型进行编码时，要对划分后的每个频带对应的映射矩阵进行 量化编码，由于需要编码的映射矩阵数量较多，因此导致PCA映射模型的编码码率过高。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种PCA映射模型的编解码方法及装置，有效降低了 PCA映射模型 的编码码率。
[0005] 为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种PCA映射模型的编码方法，所述方 法包括：
[0006] 对频带划分后的各频带进行频带组合处理，获得各频带组；
[0007] 为所述各频带组中的每个频带组确定第一映射矩阵，所述第一映射矩阵为所述频 带组中的各频带共用的一组PCA映射模型的映射矩阵；
[0008] 对所述第一映射矩阵进行量化编码。
[0009] 第二方面，本发明提供了一种PCA映射模型的解码方法，所述方法包括：
[0010] 确定被编码的映射矩阵中被编码的矢量；
[0011] 对所述矢量中的被编码的系数进行解码获得所述系数的重建值；
[0012] 根据所述系数的重建值重建所述矢量；
[0013] 根据所述矢量重建所述映射矩阵，所述映射矩阵为对频带划分后的各频带进行频 带组合处理，获得各频带组后，为所述各频带组中的每个频带组确定的映射矩阵。
[0014] 第三方面，本发明提供了一种PCA映射模型的编码装置，所述装置包括：
[0015] 频带组合单元，用于对频带划分后的各频带进行频带组合处理，获得各频带组；
[0016] 矩阵确定单元，用于为所述频带组合单元获得的各频带组中的每个频带组确定第 一映射矩阵，所述第一映射矩阵为所述频带组中的各频带共用的一组PCA映射模型的映射 矩阵；
[0017] 编码单元，用于对所述矩阵确定单元确定的第一映射矩阵进行量化编码。
[0018] 第四方面，本发明提供了一种PCA映射模型的解码装置，所述装置包括：
[0019] 矢量确定单元，用于确定被编码的映射矩阵中被编码的矢量；
[0020] 解码单元，用于对所述矢量确定单元确定的矢量中的被编码的系数进行解码获得 所述系数的重建值；
[0021] 矢量重建单元，用于根据所述解码单元获得的系数的重建值重建所述矢量；
[0022] 矩阵重建单元，用于根据所述矢量重建单元重建的矢量重建所述映射矩阵，所述 映射矩阵为对频带划分后的各频带进行频带组合处理，获得各频带组后，为所述各频带组 中的每个频带组确定的映射矩阵。
[0023] 本发明实施例的PCA映射模型的编码方法，先要对频带划分后的各频带进行频带 组合处理，获得各频带组，然后为各频带组中的每个频带组确定第一映射矩阵，第一映射 矩阵为频带组中的各频带共用的一组PCA映射模型的映射矩阵，再对第一映射矩阵进行量 化编码。由上可见，本发明实施例在对PCA映射模型进行编码时，不是对频带划分后的每个 频带对应的映射矩阵进行编码，而是通过频带组合处理，将需要编码的映射矩阵数量由原 来的每个频带对应的映射矩阵减少为每个频带组对应的映射矩阵，从而有效地降低了编码 码率。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明一个实施例中PCA映射模型的编码方法流程图；
[0025] 图2为本发明另一个实施例中PCA映射模型的编码装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0027] 图1为本发明一个实施例中PCA映射模型的编码方法流程图，该实施例中首先对 频带划分后的各频带的映射矩阵进行频带组合处理，然后对选定编码的映射矩阵进行量化 编码，该方法包括：
[0028] 步骤101，对频带划分后的各频带进行频带组合处理，获得各频带组。
[0029] 其中，可以根据频带信号的特点和/或心理声学模型和/或模型参数相似度对频 带划分后的各频带进行频带组合处理，获得各频带组。
[0030] 本发明实施例中，可以具体采用下述任意一种方式或者下述方式的任意组合来进 行频带组合处理：第一种方式，比较相邻两个频带的能量大小，当一个频带的能量低于根 据相邻频带能量计算得出的能量阈值时，对这两个频带进行组合，将这两个频带划分到一 个频带组；第二种方式，根据心理声学模型计算某一频带的掩蔽阈值，当频带的能量低于掩 蔽阈值时，将这一频带与相邻频带进行组合，将这两个频带划分到一个频带组；第三种方 式，计算相邻两个或几个频带的映射矩阵之间的距离，当最大距离小于距离阈值时，将这两 个或几个频带进行组合，将这两个或几个频带划分到一个频带组。
[0031] 步骤102,为所述各频带组中的每个频带组确定第一映射矩阵，所述第一映射矩阵 为所述频带组中的各频带共用的一组PCA映射模型的映射矩阵。
[0032] 其中，为频带组确定第一映射矩阵时，可以在该频带组中的每个频带对应的映射 矩阵中选取一个映射矩阵作为第一映射矩阵，例如，可以选取频带能量最高的频带对应的 映射矩阵作为第一映射矩阵；也可以针对该频带组重新计算获得映射矩阵。本发明实施例 中，可以采取多种方式来为每个频带组确定第一映射矩阵。
[0033] 步骤103,对所述第一映射矩阵进行量化编码。
[0034] 其中，映射矩阵由一系列系数组成，为了进一步降低编码码率，本发明实施例中不 对第一映射矩阵中的所有系数进行量化编码，而是根据PCA映射模型的特点，从中选取部 分系数进行量化编码。
[0035] 具体地，可以根据PCA分析的维度和多声道声音信号进行编码的分组个数，从所 述第一映射矩阵中选择需要进行编码的系数并进行量化编码。
[0036] 进一步地，可以根据PCA分组数和多声道声音信号中被选择进行编码的分组情 况，确定第一映射矩阵中需要被编码的矢量；对矢量中需要编码的系数进行量化编码。
[0037] 下面针对映射矩阵的量化编码进行详细说明。
[0038] 由于映射矩阵由一系列系数组成，本发明实施例中可以根据PCA分析的维度和多 声道声音信号进行编码的分组个数，从映射矩阵中选择需要进行编码的系数并进行量化编 码。根据映射矩阵的系数之间的关系可知，并不是所有的矩阵系数都需要进行量化编码，有 些不需要进行编码，可以根据已经编码的系数值运算得到，有些则只需要编码符号位。通过 对系数进行组织和选择，可以达到降低编码码率的目的。
[0039] 当对两个声道信号进行PCA分析时，映射矩阵W (t，k)是2*2的矩阵，有4个系数， 其中，t为帧（或子帧）序号，k为频率序号。
[0040] W (t, k)可以通过下式来表示：
[0045] 由上可见，只需要对β或其转换形式如cos β或sini3等进行编码。
[0046] 当对四个声道信号进行PCA分析时，映射矩阵W(t，k)是4*4的矩阵，有16个系数， W(t，k)可以通过下式来表示：
[0049] 当只对多声道声音信号中的第一主成分进行编码时，只需要对all、al2、al3、al4 进行编码。因为满足
所以可从all、al2、al3、al4四个系数中选择三个重要 的系数进行量化编码，而第四个系数仅进行符号位编码或不编码，其绝对值由前三个系数 求解得到。选择的依据可以是系数的绝对值大小或位置关系等。比如选择al4仅编码符号 位，而其余系数进