Способ кодирования/декодирования звука и система векторного квантования решетчатого типа

Способ кодирования/декодирования звука и система векторного квантования решетчатого типа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к технологии кодирования/декодирования звука и, в частности, к способу кодирования/декодирования звука и системе векторного квантования решетчатого типа.

Уровень техники

Технология кодирования/декодирования звука служит сердцевиной таких прикладных мультимедийных технологий, как цифровое звуковое вещание, музыкальной вещание, звуковые телекоммуникации в Интернете и т.д., которые получили бы значительную выгоду от усовершенствования основных характеристик звуковых кодеров. Использующий особенности восприятия звука кодер, представляющий один из видов кодирования в домене преобразования с потерями, служит основным современным звуковым кодером. Существующие кодеки, такие как кодек ААС Экспертной группы по кинематографии (MPEG) 4 и так далее, выполняют кодирование звука в домене преобразования и декодирование с использованием способа неравномерного скалярного квантования, который характеризуется высокой сложностью выполняемых вычислений и невысокой способностью к сжатию информации. Обычный статистический векторный квантователь (например, имеющийся векторный квантователь с алгоритмом LBG, где обозначение LBG соответствует предложенному Linde, Buzo и Gray способу векторного квантования) обладает значительной способностью к сжатию, и поэтому он широко используется в области сжатия звуковой и видеоинформации. Однако вычислительная сложность такого векторного квантователя экспоненциально увеличивается с увеличением объема информации, и кодовая книга, полученная путем выполнения обучающей последовательности с использованием алгоритма кластеризации, обычно не обладает общей оптимальностью. Недавно предложен новый кодирующий и декодирующий векторный квантователь звука, то есть решетчатый векторный квантователь, обеспечивающий дискретизацию сигналов с использованием узлов, входящих в его пространственную решетку. Так как узлы пространственной решетки обладают регулярной структурой, то кодовая книга может создаваться алгебраическим способом и занимать небольшое место при хранении, а решетчатое векторное квантование обладает преимуществом низкой сложности вычислений и высокой точности дискретизации. Однако из-за того, что в существующем основанном на использовании решетчатого векторного квантования звуковом кодеке (таком как G.719, и т.д.) используется сферическая решетка, учитывающая при кодировании и декодировании кодовую книгу, то округление в кодовой книге может применяться только к информационным источникам со стандартным и гауссовским распределением, а это не очень хорошо влияет на голос, представляющий собой информационный источник с распределением Лапласа. При этом битовая длина этапа существующего решетчатого векторного квантователя (такого как G.719) при кодировании равна целому числу битов (например, одному биту), поэтому используемая длина этапа слишком велика в случае распределения малого количества битов, что приводит к очень концентрированному распределению битов и невозможности более эффективного использования ограниченного их количества; кроме того, решетчатая кодовая книга одиночного битового кодека занимает слишком много места при хранении.

Сущность изобретения

Решаемая в настоящем изобретении техническая проблема заключается в создании способа кодирования звука и системы решетчатого векторного квантования для получения хорошего качества кодирования источника голосовой информации.

Для решения указанной выше технической проблемы в настоящем изобретении предлагается способ кодирования звука с использованием решетчатого векторного квантования, включающий:

разделение коэффициентов звукового сигнала в частотном домене, для которого в множестве поддиапазонов кодирования выполняется модифицированное дискретное косинусное преобразование (МДКП), квантование и кодирование значения огибающей амплитуды сигнала в каждом поддиапазоне кодирования для получения кодированных битовых значений этих амплитуд;

распределение битов в каждый поддиапазон кодирования, осуществление нормализации, квантования и кодирования соответственно векторов в поддиапазоне кодирования малых битовых значений с пирамидальным решетчатым квантованием и векторов в поддиапазоне кодирования больших битовых значений со сферическим решетчатым квантованием с целью получения кодированных битовых значений коэффициентов частотного домена, причем поддиапазон кодирования малых битовых значений представляет собой поддиапазон кодирования, в котором количество битов, распределенных одному коэффициенту частотного домена, меньше предварительно установленного порогового значения, а поддиапазон кодирования больших битовых значений представляет собой поддиапазон кодирования, в котором количество битов. распределенных одному коэффициенту частотного домена, больше предварительно установленного порогового значения или равно ему; и

мультиплексирование и упаковку кодированных битовых значений амплитуд и кодированных битовых значений коэффициентов частотного домена в каждом поддиапазоне кодирования и затем их передачу на сторону декодирования.

Предпочтительно, чтобы при выполнении разделения на поддиапазоны кодирования после выполнения преобразования МДКП осуществлялось разделение коэффициентов частотного домена на несколько поддиапазонов кодирования с однородными интервалами, или их разделение на несколько поддиапазонов кодирования с неоднородными интервалами в соответствии с характеристиками слухового восприятия.

Предпочтительно, чтобы перед этапом выполнения распределения битов в каждый поддиапазон кодирования данный способ дополнительно включал: вычисление исходного значения важности каждого поддиапазона кодирования в соответствии со значением огибающей амплитуды в каждом поддиапазоне кодирования;

на этапе выполнения распределения битов в каждый поддиапазон кодирования это распределение битов выполнялось для каждого коэффициента частотного домена в каждом поддиапазоне кодирования в соответствии с важностью каждого поддиапазона кодирования, причем во время распределения битов могла изменяться длина этапа распределения битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов.

Предпочтительно, чтобы исходное значение важности вычислялось в соответствии с выбранным оптимальным битовым значением и коэффициентом масштабирования согласно особенностям слухового восприятия при условии получения максимального отношения квантованного сигнала к шуму, или показателя степени квантования Th_q(j) или значения µ×log₂[Th(j)]+ν в каждом поддиапазоне кодирования, где µ>0, а µ и ν представляют собой действительные числа.

Предпочтительно, чтобы процесс распределения битов в каждый поддиапазон кодирования включал:

вычисление среднего количества используемых битов для одного коэффициента частотного домена;

вычисление оптимального битового значения при условии получения максимального отношения квантованного сигнала к шуму в соответствии с теорией передачи информации;

вычисление исходного значения важности каждого поддиапазона кодирования при распределении ему битов;

выполнение распределения битов в каждый поддиапазон кодирования в соответствии с важностью каждого поддиапазона кодирования: увеличение количества кодированных битов для каждого коэффициента частотного домена в поддиапазоне кодирования с максимальной важностью и уменьшение важности поддиапазона кодирования до тех пор, пока сумма количества битов, используемых для всех поддиапазонов кодирования, не будет соответствовать установленному максимальному значению при условии ограничения количества битов.

Предпочтительно, чтобы длина этапа распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов поддиапазону кодирования малых битовых значений были меньше длины этапа распределенных битов и длины этапа уменьшения важности распределения битов после распределения битов поддиапазону кодирования нулевого бита и поддиапазону кодирования больших битовых значений.

Предпочтительно, чтобы длина этапа распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов поддиапазону кодирования малых битовых значений были равны 0,5 (бита); а длина этапа распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов поддиапазону кодирования нулевого бита и поддиапазону кодирования больших битовых значений были равны 1 (биту).

Предпочтительно, чтобы этап выполнения нормализации и квантования в поддиапазоне кодирования малых битовых значений с пирамидальным решетчатым квантованием включал:

выполнение нормализационной обработки всех коэффициентов частотного домена в поддиапазоне кодирования с использованием квантованного значения огибающей амплитуды в данном поддиапазоне кодирования и группирования с образованием множества подлежащих многомерному квантованию векторов; выполнение операции квантования каждого подлежащего квантованию вектора; причем этап выполнения операции квантования каждого подлежащего квантованию вектора включает:

осуществление регулирования энергии 8-мерного подлежащего квантованию вектора в поддиапазоне кодирования, квантование энергетически отрегулированного 8-мерного подлежащего квантованию вектора для его отображения на узел решетки D₈, и

сравнение энергии полученного квантованием узла решетки D₈ с закодированным в кодовой книге максимальным пирамидальным поверхностным энергетическим радиусом, и если энергия узла решетки D₈ меньше максимального пирамидального поверхностного энергетического радиуса или равна ему, вычисление в кодовой книге индекса квантования узла решетки D₈; если энергия узла решетки D₈ больше максимального пирамидального поверхностного энергетического радиуса, выполнение усечения энергии для отрегулированного в поддиапазоне кодирования до тех пор, пока энергия квантованного узла решетки энергетически связанного подлежащего квантованию вектора не станет больше максимального пирамидального поверхностного энергетического радиуса, и одновременного постоянного добавления энергии энергетически связанному подлежащему квантованию вектору до тех пор, пока энергия узла решетки D₈, до которой квантуется энергетически связанный подлежащий квантованию вектор, не станет больше максимального пирамидального поверхностного энергетического радиуса, и затем определение последнего узла решетки D₈, чья энергия не больше максимального пирамидального поверхностного энергетического радиуса, как узла решетки векторного квантования, и вычисление индекса квантования узла решетки векторного квантования в кодовой книге;

и/или

этап выполнения нормализации и квантования в поддиапазоне кодирования больших битовых значений в сферическом решетчатом векторном квантовании включает:

выполнение нормализационной обработки всех коэффициентов частотного домена в поддиапазоне кодирования с использованием квантованного значения огибающей амплитуды в данном поддиапазоне кодирования и группирование их с целью образования множества многомерных подлежащих квантованию векторов; выполнение операции квантования каждого подлежащего квантованию вектора; причем этап выполнения операции квантования каждого подлежащего квантованию вектора включает:

осуществление регулирования энергии 8-мерного подлежащего квантованию вектора в поддиапазоне кодирования, квантование энергетически отрегулированного 8-мерного подлежащего квантованию вектора для его отображения на узел решетки D₈;

деление полученного квантованием значения узла решетки D₈ на 2 в степени количества распределенных битов 2^{region_bit(j)} и затем повторное выполнение квантования для отображения на узел решетки D₈, вынесение решение о том, является ли полученное повторным квантованием значение узла решетки D₈ нулевым вектором, и в случае положительного решения определение соответствия нулевому векторному состоянию, а в случае отрицательного решения определение несоответствия нулевому векторному состоянию, причем region_bit(j) представляет собой количество битов, распределенных одному коэффициенту частотного домена в j-том поддиапазоне кодирования;

при соответствии нулевому векторному состоянию вычисление индексного вектора узла решетки D₈; и

при несоответствии нулевому векторному состоянию выполнение усечения значения энергии подлежащего квантованию вектора до достижения соответствия нулевому векторному состоянию, сохранение множественного значения w самого подлежащего квантованию вектора, добавление множественного значения w к энергетически связанному подлежащему квантованию вектору, затем квантование для его отображения на узел решетки D₈, вынесение решения о соответствии нулевому векторному состоянию, в случае отрицательного решения вычисление нового индексного вектора k для узла решетки D₈, соответствующего нулевому векторному состоянию, в случае положительного решения постоянное добавление множественного значения w к подлежащему квантованию вектору и затем выполнение квантования для отображения на узел решетки D₈ до тех пор, пока не будет получено соответствие нулевому векторному состоянию.

Предпочтительно, чтобы в этапе осуществления регулирования энергии 8-мерного подлежащего квантованию вектора сначала в приводимой ниже таблице выполнялся поиск содержащихся в кодовой книге последовательного номера index и коэффициента масштабирования энергии scale в соответствии с количеством битов region_bit(j), распределенных одному коэффициенту частотного домена в поддиапазоне кодирования j, где располагается 8-мерный подлежащий квантованию вектор; и затем выполнение регулирования энергии подлежащего квантованию вектора в соответствии со следующим уравнением:

где представляет собой m-ый нормализованный 8-мерный подлежащий квантованию вектор в поддиапазоне кодирования j, представляет собой 8-мерный подлежащий квантованию вектор после осуществления регулирования энергии , a=(2^-6, 2^-6, 2^-6, 2^-6, 2^-6, 2^-6, 2^-6, 2^-6);

Количество битов	Последовательный номер в кодовой книге	Коэффициент масштабирования энергии	Максимальный пирамидальный поверхностный
Region_bit	Index	Scale	энергетический радиус LargeK
1	0	0,5	2
1,5	1	0,65	4
2	2	0,85	6
2,5	3	1,2	10
3	4	1,6	14
3,5	5	2,25	22
4	6	3,05	30
4,5	7	4,64	44

на этапе квантования энергетически отрегулированного 8-мерного подлежащего квантованию вектора для его отображения на узел решетки D₈ выполнялось квантование энергетически отрегулированного 8-мерного вектора для его отображения на узел решетки D₈ с помощью следующего уравнения:

где ƒ_D8(•) представляет собой оператор квантования для отображения определенного 8-мерного вектора на узел решетки D₈.

Этап вычисления индекса квантования узла решетки D₈ в кодовой книге включает:

этап 1, разметка узлов решетки на каждой пирамидальной поверхности в соответствии с амплитудой энергии на пирамидальной поверхности;

в котором для целочисленной узловой решетчатой сети Z^L с размером L пирамидальная поверхность с энергетическим радиусом K определяется как:

где N(L,K) обозначает количество узлов решетки в S(L,K), и для определения N(L,К) в целочисленной сети Z^L используются следующие рекурентные формулы:

N(L,0)=1 (L≥0), N(0,K)=0 (K≥1)

N(L,K)=N(L-1, K)+N(L-1, K-1)+N(L, K-1) (L≥1, K≥1);

для идентификации целочисленного узла решетки Y=(y₁,y₂,…,y_L)∈Z^L на пирамидальной поверхности с энергетическим радиусом К используется число b из последовательности [0,1,…,N(L,K)-1], которое называется меткой узла решетки, и для определения метки b выполняются следующие этапы:

этап 1.1, задается 6=0, i=1, k=K, l=L, вычисляется N(m,n), (m<=L, n<=К) в соответствии с приведенными рекурсивными формулами, и определяется:

этап 1.2, если y_i=0, тогда b=b+0;

если |y_i|=1, тогда ;

если [y_i|>1, тогда

этап 1.3, k=k-|y_i|, l=l-1, i=i+1, если теперь k=0, прекращение поиска, b(j, m)=b, который представляет собой метку Y, в противном случае продолжение выполнения этапа 1.2;

этап 2, выполнение стандартной разметки узла решетки на всех пирамидальных поверхностях;

в котором вычисляется стандартная метка узла решетки на всех пирамидальных поверхностях в соответствии с количеством узлов решетки на каждой пирамидальной поверхности и меткой узла решетки на собственной пирамидальной поверхности,

где kk представляет собой четное число, b(j,m) представляет собой метку узла решетки D₈ на той пирамидальной поверхности, на которой располагается узел решетки D₈ , a index_h(j,m) представляет собой индекс квантования узла решетки D₈ в кодовой книге.

Предпочтительно

этап кодирования в поддиапазоне кодирования малых битовых значений при пирамидальном узловом векторном квантовании включает:

осуществление кодирования по способу Хаффмана индексов квантования всех поддиапазонов кодирования малых битовых значений; и

если общее количество расходуемых битов для кодированных по способу Хаффмана индексов квантования всех поддиапазонов кодирования малых битовых значений меньше общего количества битов, требуемого для натурального кодирования индексов квантования всех поддиапазонов кодирования малых битовых значений, тогда осуществление кодирования по способу Хаффмана и установка в 1 (или в истинное состояние) флажка кодирования по способу Хаффмана для коэффициента частотного домена, использование сохраняемых при кодировании по способу Хаффмана битов для изменения количества распределяемых битов в поддиапазоне кодирования и повторное осуществление векторного квантования и кодирования в поддиапазоне кодирования, для которого было произведено изменение количества распределенных битов; а если общее количество расходуемых битов для кодированных по способу Хаффмана индексов квантования всех поддиапазонов кодирования малых битовых значений больше или равно общему количеству битов, требуемому для натурального кодирования индексов квантования всех поддиапазонов кодирования малых битовых значений, тогда осуществление повторного натурального кодирования индекса квантования и установка в 0 (или в ложное состояние) флажка кодирования по способу Хаффмана для коэффициента частотного домена.

Предпочтительно, этап использования сохраняемых при кодировании по способу Хаффмана битов для изменения количества распределяемых битов в поддиапазоне кодирования включая:

вычисление количества битов, сохраняемых при кодировании по способу Хаффмана;

определение во всех поддиапазонах кодирования поддиапазона кодирования с максимальной важностью в том случае, если количество распределенных данному поддиапазону кодирования битов достигло максимального значения, которое может распределяться поддиапазону кодирования, регулировка важности наименее важного поддиапазона кодирования и дальнейшее отсутствие изменения количества распределенных битов для поддиапазона кодирования в том случае, если количество распределенных данному поддиапазону кодирования битов не достигло максимального значения, которое может распределяться поддиапазону кодирования, и затем выполнение изменения распределения битов для поддиапазона кодирования с максимальной важностью; и

в процессе изменения распределения битов распределение 1 бита поддиапазону кодирования с количеством распределенных битов 0 и уменьшение важности на 1 после распределения битов; распределение 0,5 бита поддиапазону кодирования с количеством распределенных битов больше 0 и меньше 5 и уменьшение важности на 0,5 после распределения битов; распределение 1 бита поддиапазону кодирования с количеством распределенных битов больше 5, и уменьшение важности на 1 после распределения битов.

Предпочтительно, чтобы после каждого случая изменения количества распределенных битов, т.е. увеличения на 1 отсчета итераций изменения количества распределенных битов, если значение отсчета итераций изменения количества распределенных битов достигает предустановленной верхней границы или если количество битов, которое может использоваться, меньше количества битов, требуемого для изменения количества распределенных битов, происходило окончание процесса изменения количества распределенных битов.

Предпочтительно, чтобы последовательность мультиплексирования и упаковки закодированных битов была следующей: флажок кодирования по способу Хаффмана огибающей амплитуды, флажок кодирования по способу Хаффмана коэффициента частотного домена, количество итераций изменения распределения битов, кодированные биты огибающей амплитуды, кодированные биты коэффициента частотного домена.

Предпочтительно, чтобы при осуществлении кодирования по способу Хаффмана индексов квантования всех поддиапазонов кодирования малых битовых значений, для кодирования индекса векторного квантования в поддиапазоне кодирования использовались различные кодовые книги в зависимости от количества битов, распределенных одному коэффициенту частотного домена в поддиапазоне кодирования.

Для решения указанной выше технической проблемы в настоящем изобретении дополнительно предусматривается способ декодирования звука с решетчатым векторным квантованием, включающий:

декодирование закодированных битов каждой огибающей амплитуды в подлежащем декодированию двоичном потоке с целью получения индекса квантования огибающей амплитуды для каждого поддиапазона кодирования;

выполнение распределения битов в каждый поддиапазон кодирования и осуществление декодирования, инверсного квантования и инверсной нормализации пирамидального решетчатого векторного квантования в поддиапазоне кодирования малых битовых значений с целью получения в частотном домене коэффициентов для поддиапазона кодирования малых битовых значений, и осуществление декодирования, инверсного квантования и инверсной нормализации сферического решетчатого векторного квантования в поддиапазоне кодирования больших битовых значений с целью получения в частотном домене коэффициентов для поддиапазона кодирования больших битовых значений; причем поддиапазон кодирования малых битовых значений представляет собой поддиапазон кодирования, в котором количество битов, распределенных одному коэффициенту частотного домена, меньше предварительно установленного порогового значения, а поддиапазон кодирования больших битовых значений представляет собой поддиапазон кодирования, в котором количество битов, распределенных одному коэффициенту частотного домена, больше предварительно установленного порогового значения или равно ему; и

выполнение обратного модифицированного дискретного косинусного преобразования (ОМДКП) в частотном домене коэффициентов, для которых с целью получения конечного звукового сигнала выполнялось шумовое заполнение.

Предпочтительно, чтобы перед этапом выполнения распределения битов в каждый поддиапазон кодирования данный способ дополнительно включал: вычисление исходного значения важности каждого поддиапазона кодирования в соответствии со значением огибающей амплитуды в каждом поддиапазоне кодирования;

на этапе выполнения распределения битов в каждый поддиапазон кодирования распределение битов выполнялось для каждого коэффициента частотного домена в каждом поддиапазоне кодирования в соответствии с важностью каждого поддиапазона кодирования, причем во время распределения битов могли изменяться длина этапа распределения битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов.

Предпочтительно, чтобы после выполнения распределения битов и перед осуществлением декодирования, в соответствии со значением отсчета итераций изменения количества распределенных битов и важностью каждого поддиапазона кодирования на стороне кодирования, снова с соответствующим отсчетом осуществлялось изменение количества распределенных битов для поддиапазона кодирования.

Предпочтительно, чтобы при осуществлении распределения битов длина этапа распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов поддиапазону кодирования малых битовых значений были меньше длины этапа распределенных битов и длины этапа уменьшения важности распределения битов после распределения битов поддиапазону кодирования нулевого бита и поддиапазону кодирования больших битовых значений;

при изменении распределения битов длина этапа изменения распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после изменения битов в поддиапазоне кодирования малых битовых значений должны быть меньше длины этапа изменения распределенных битов и длины этапа уменьшения важности после изменения битов в поддиапазоне кодирования нулевого бита и поддиапазоне кодирования больших битовых значений.

Предпочтительно, чтобы длина этапа распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов поддиапазону кодирования малых битовых значений были равны 0,5 (бита); а длина этапа распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов поддиапазону кодирования пулевого бита и поддиапазону кодирования больших битовых значений были равны 1 (биту).

Предпочтительно, чтобы в этапе осуществления декодирования, инверсного квантования и инверсной нормализации пирамидального решетчатого векторного квантования в поддиапазоне кодирования малых битовых значений получение индекса векторного квантования в поддиапазоне кодирования малых битовых значений производилось путем осуществления кодирования по способу Хаффмана или прямого декодирования в поддиапазоне кодирования малых битовых значений в соответствии с флажком кодирования по способу Хаффмана коэффициента частотного домена на стороне кодирования, а инверсное квантование и инверсная нормализация пирамидального решетчатого векторного квантования осуществлялись для всех индексов векторного квантования с целью получения коэффициента частотного домена в поддиапазоне кодирования малых битовых значений; в этапе осуществления декодирования, инверсного квантования и инверсной нормализации сферического решетчатого векторного квантования в поддиапазоне кодирования больших битовых значений для получения индекса векторного квантования в поддиапазоне кодирования больших битовых значений прямо использовалось натуральное декодирование, а инверсное квантование и инверсная нормализация сферического решетчатого векторного квантования осуществлялись для всех индексов векторного квантования с целью получения коэффициента частотного домена в поддиапазоне кодирования больших битовых значений.

Для решения указанной выше технической проблемы в настоящем изобретении дополнительно предусматривается наличие системы кодирования звука с решетчатым векторным квантованием, включающей: узел модифицированного дискретного косинусного преобразования (узел МДКП), узел вычисления огибающей амплитуды, узел квантования и кодирования огибающей амплитуды, узел распределения битов, узел нормализационной обработки, узел классификационного решетчатого векторного квантования и кодирования и мультиплексор битового потока; причем

узел МДКП предназначен для выполнения модифицированного дискретного косинусного преобразования звукового сигнала с получением коэффициентов частотного домена;

узел вычисления огибающей амплитуды соединяется с узлом МДКП и предназначается для разделения полученных узлом МДКП в множестве поддиапазонов кодирования коэффициентов частотного домена, и вычисления значения огибающей амплитуды в каждом поддиапазоне кодирования;

узел квантования и кодирования огибающей амплитуды соединяется с узлом вычисления огибающей амплитуды и предназначен для квантования и кодирования значения огибающей амплитуды в каждом поддиапазоне кодирования с целью получения кодированных битов огибающей амплитуды в каждом поддиапазоне кодирования;

узел распределения битов соединяется с узлом квантования и кодирования огибающей амплитуды и предназначается для выполнения распределения битов с целью получения количества кодированных битов, распределенных каждому коэффициенту частотного домена в каждом поддиапазоне кодирования;

узел нормализационной обработки соединяется с узлом МДКП и предназначается для использования при осуществлении квантования значения огибающей амплитуды в поддиапазоне кодирования с целью выполнения нормализационной обработки всех коэффициентов частотного домена в каждом поддиапазоне кодирования;

узел классификационного решетчатого векторного квантования и кодирования соединяется с узлом нормализационной обработки и узлом распределения битов и предназначен для выполнения квантования и кодирования нормализованных подлежащих квантованию векторов в поддиапазоне кодирования малых битовых значений и поддиапазоне кодирования больших битовых значений с пирамидальным решетчатым векторным квантованием и сферическим решетчатым векторным квантованием соответственно с целью получения кодированных битов коэффициентов частотного домена; где поддиапазон кодирования малых битовых значений представляет собой поддиапазон кодирования, в котором количество битов, распределенных одному коэффициенту частотного домена, меньше предварительно установленного порогового значения, а поддиапазон кодирования больших битовых значений представляет собой поддиапазон кодирования, в котором количество битов, распределенных одному коэффициенту частотного домена, больше предварительно установленного порогового значения или равно ему;

мультиплексор битового потока соединяется с узлом квантования и кодирования огибающей амплитуды и узлом классификационного решетчатого векторного квантования и кодирования и предназначен для мультиплексирования кодированных битов в каждом поддиапазоне кодирования и кодированных битов коэффициентов частотного домена для их передачи на сторону декодирования.

Предпочтительно, чтобы при выполнении разделения на поддиапазоны кодирования узел вычисления огибающей амплитуды осуществлял разделение коэффициентов частотного домена после выполнения модифицированного дискретного косинусного преобразования на несколько поддиапазонов кодирования с однородными интервалами, или их разделение на несколько поддиапазонов кодирования с неоднородными интервалами в соответствии с характеристиками слухового восприятия.

Предпочтительно, чтобы узел распределения битов включал соединенные друг с другом модуль вычисления важности и модуль распределения битов, причем

модуль вычисления важности предназначен для вычисления исходного значения важности каждого поддиапазона кодирования в соответствии со значением огибающей амплитуды в поддиапазоне кодирования;

модуль распределения битов предназначен для выполнения распределения битов каждому коэффициенту частотного домена в каждом поддиапазоне кодирования в соответствии с важностью каждого поддиапазона кодирования, причем во время распределения битов может изменяться длина этапа распределения битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов.

Предпочтительно, чтобы исходное значение важности вычислялось согласно выбранному оптимальному битовому значению и коэффициенту масштабирования в соответствии с характеристиками слухового восприятия при условии получения максимального отношения квантованного сигнала к шуму, или показателя степени квантования Th_q(j) или значения [µ×lig₂[Th(j)]+ν] в каждом поддиапазоне кодирования огибающей амплитуды, где µ>0, а (и (представляют собой действительные числа.

Предпочтительно, чтобы при вычислении исходного значения важности модуль вычисления важности сначала вычислял среднее количество расходуемых битов для одного коэффициента частотного домена; и затем вычислял оптимальное битовое значение при условии получения максимального отношения квантованного сигнала к шуму в соответствии с теорией передачи информации; после чего вычислял исходное значение важности каждого поддиапазона кодирования при распределении битов в соответствии со средним количеством используемых битов и оптимальной битовой величиной;

модуль вычисления важности при выполнении распределения битов в каждый поддиапазон кодирования в соответствии с важностью каждого поддиапазона кодирования должен обеспечивать: увеличение количества кодированных битов каждого коэффициента частотного домена в поддиапазоне кодирования с максимальной важностью, и уменьшение важности поддиапазона кодирования до тех пор, пока сумма количества битов, используемых всеми поддиапазонами кодирования, не будет соответствовать установленному максимальному значению при условии ограничения количества битов.

Предпочтительно, чтобы при выполнении распределения битов модулем распределения битов длина этапа распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов поддиапазону кодирования малых битовых значений были меньше длины этапа распределенных битов и длины этапа уменьшения важности распределения битов после распределения битов поддиапазону кодирования нулевого бита и поддиапазону кодирования больших битовых значений.

Предпочтительно, чтобы при выполнении распределения битов модулем распределения битов длина этапа распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов поддиапазону кодирования малых битовых значений были равны 0,5 (бита); а длина этапа распределенных битов и длина этапа уменьшения важности после распределения битов поддиапазону кодирования нулевого бита и поддиапазону кодирования больших битовых значений были равны 1 (биту).

Предпочтительно, чтобы узел классификационного решетчатого векторного квантования и кодирования включал классификационный обрабатывающий модуль и модуль пирамидального решетчатого векторного квантования, причем

классификационный обрабатывающий модуль соединяется с узлом нормализационной обработки и предназначается для группирования нормализованных коэффициентов частотного домена создания многомерного подлежащего квантованию вектора и передачи нормализованного подлежащего квантованию вектора из поддиапазона кодирования малых битовых значений в модуль пирамидального решетчатого векторного квантования;

модуль пирамидального решетчатого векторного квантования соединяется с классификационным обрабатывающим модулем и предназначается для выполнения пирамидального решетчатого векторног