技术领域 本实用新型涉及一种编解码设备，尤其涉及一种频率子带信号编解码 设备，用于主观感觉音频编码系统中。 背景技术 一直以来，人们在研究一种编码数字音频信号的形式，这种形式对传 送信道的信息容量要求低，但储存介质仍能够以一种高水平的主观品质传 送编码音频信号。主观感觉音频编码系统通过使用音频信号中多数频谱分 量掩盖不可听合成量化噪声的方法编码和量化音频信号，试图来达到这些 相互矛盾的目标。总的来说，主观感觉音频编码系统对处于编码信号心理 声学掩盖阈值之下的量化噪声频谱的形状和幅值控制具有优势。 一种主观感觉编码方法可以通过一种所谓的分割频带编码器执行，这 种编码器对音频信号应用一排分析滤波器来获得与人类听觉系统临界频 带宽度相对应的子带信号，通过对子带信号应用一种主观感觉模式或者其 它一些音频信号频谱范围度量来估计音频信号掩盖阈值，并建立量阶宽度 量化子带信号，其子带信号足够小以致合成量化噪声处于估计音频信号掩 盖阈值之下，根据所建立的量阶宽度量化子带信号，并合成为表示量化子 带信号的一种多元码编码信号。一种辅助性主观感觉解码过程可以通过一 种所谓的分割频带解码器来执行，解码器从编码信号中提取码元，并还原 量化子带信号，获得量化子带信号的逆向量化表示和对逆向量化表示应用 一排合成滤波器生成一种音频信号，理想情况下，这种音频信号与原始的 音频信号在主观感觉上没有区别。 在上述编码系统中的编码处理经常应用定长码表示在每个子带信号 中的量化信号元素或者分量。然而，定长码的应用要求超过必需的高信息 容量，因此，通过应用表示在每个子带信号中量化分量的变长码能够减少 需求的信息容量。一种提供变长码的技术是量化子带信号分量的霍夫曼编 码。一般而言霍夫曼编码表在实际应用中已经被选择用来表示编码信号的 “训练信号”。如果训练信号的平均概率密度函数(PDF)相当接近要编 码的实际信号的平均概率密度函数(PDF)，并且这个PDF不是均匀的， 霍夫曼编码能够提供非常好的编码增益。如果被编码的实际信号PDF不 是接近训练信号的平均PDF，霍夫曼编码则不能实现编码增益，而是会 引起编码损失，增加了对编码信号信息容量的需求。通过使用对应于不同 信号PDF的多个电码本，上文的问题可以避免到最低程度；但是，需要 附加的存储空间来存储电码本，并根据每个电码本进行附加的编码信号处 理，然后从中选择能够提供最好结果的一个。因此就需要一种编码技术， 应用每个子带中的变长码表示量化子带信号分量的子带信号块。 发明内容 本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种信号编解码设备，应用 变长码表示在一个分割频带编码系统中各个频率子带信号分量的量化信 号分量。 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种信号编解码设备，其中， 一种对信号进行编码的设备包括：分析滤波器排、分析量化器、格式器， 其中，所述分析滤波器排有接收输入信号的输入端和一个输出端，从输出 端输出一个表示输入信号频率子带的子带信号分量的子带信号块，所述分 析量化器级联在分析滤波器排之后，它对所述子带信号块中子带信号分量 进行处理，所述格式器级联在分析量化器之后，将表示量化子带信号分量 的变长码和用于传送子带信号分量分类的控制信息合并成为一个编码信 号。 其中，所述分析量化器包括：子带信号块分析器、增益单元、第一量 化器，其中，所述子带信号块分析器将所述子带信号块中子带信号分量的 幅值与一个阈值进行比较，根据子带信号分量的幅值将每个分量放置到两 级或多级中的一级，并获得一个增益因子，所述增益单元级联在子带信号 块分析器之后，它对放置在其中一级中的子带信号分量利用增益因子修正 其幅值，所述第一量化器级联在增益单元之后，它对根据增益因子修正幅 值的子带信号块中的分量进行量化。其中，进一步包括，第二量化器级联 在增益单元之后，它根据一个分割间隔量化函数量化放置在其中一级中的 子带信号分量，且格式器级联在第二量化器之后。 其中，所述子带信号块用比例块的形式表示，其中，子带信号块中的 分量利用比例因子按比例缩放。 其中，所述分析滤波器排通过块转换器来实现，所述子带信号块通过 转换系数来生成。 其中，所述格式器进一步包括，将控制信息和幅值没有根据增益因子 修正的量化子带信号分量合成为编码信号。 其中，一种对编码信号进行解码的设备包括：逆向格式器、逆向量化 合成器、合成滤波器排，其中，所述逆向格式器接收编码信号并从该编码 信号中获得控制信息与变长码，并从变长码中获得量化子带信号分量，所 述逆向量化合成器级联在逆向格式器之后，它对所述量化子带信号分量进 行修正合成处理，所述合成滤波器排级联在逆向量化合成器之后，它有一 个级联在逆向量化合成器后的输入端和提供输出信号的输出端，对上述修 正合成后得到的子带信号块进行处理。 其中，所述逆向量化合成器包括：第一逆向量化器、增益单元、合成 器，其中，所述第一逆向量化器根据控制信息逆向量化块中的子带信号分 量，以获得第一逆向量化分量，所述增益单元级联在第一逆向量化器之后， 它根据控制信息利用一个增益因子修正子带信号块中的第一逆向量化分 量的幅值，所述合成器级联在增益单元之后，它将经增益修正后的逆向量 化分量进行合并，得到子带信号块。其中，进一步包括，第二逆向量化器 级联在逆向格式器之后，它根据与分割间隔量化函数互补的逆向量化函数 逆向量化其它子带信号分量以获得第二逆向量化分量，且合成滤波器的输 入端级联在第二逆向量化器后。 其中，所述逆向格式器进一步包括，从幅值没有根据增益因子修正的 量化子带信号分量的编码信号中获得控制信息。 本实用新型所述的设备，通过对频率子带信号的编解码提高了表示诸 如音频信息的量化信息的效率。 附图说明 图1是根据本实用新型实施例所述的一种对信号进行编码的设备结 构示意图； 图2是根据本实用新型实施例所述的应用主观感觉模式自适应分配 位的方法； 图3是根据本实用新型实施例所述的一种对编码信号进行解码的设 备结构示意图。 具体实施方式 下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。 参考图1，为本实用新型实施例所述的一种对信号进行编码的设备结 构示意图，具体包括：分析滤波器排、分析量化器、格式器。 分析滤波器排，用于从输出端输出一个表示输入信号频率子带的子带 信号块的子带信号分量。 分析量化器，用于对所述子带信号块中子带信号分量进行处理。 格式器，用于将表示量化子带信号分量的变长码和用于传送子带信号 分量分类的控制信息合并成为一个编码信号。 其中，所述分析量化器包括：子带信号块分析器、增益单元、第一量 化器。 子带信号块分析器，用于将所述子带信号块中子带信号分量的幅值与 一个阈值进行比较，根据子带信号分量的幅值将每个分量放置到两级或多 级中的一级，并获得一个增益因子。 增益单元，用于对放置在其中一级中的子带信号分量利用增益因子修 正其幅值。 第一量化器，用于对根据增益因子修正幅值的子带信号块中的分量进 行量化。 其中，进一步包括第二量化器，用于根据一个分割间隔量化函数量化 放置在其中一级中的子带信号分量。 分析滤波器排12从路径11接收到一个输入信号，将这个输入信号分 割为表示输入信号频率子带的子带信号，沿路径13和23传送子带信号。 这里要说明的是，在本实用新型实施例中仅阐述两个子带的分量，然 而，对于在一个主观感觉编码系统中的频率子带信号编解码设备，通常处 理与人类听觉系统临界频带宽度对应的多个子带信号。分析滤波器排12 可以通过各种方法完成滤波，包括：多相滤波器，晶格滤波器，积分反射 滤波器(QMF)，各种时域到频域块转换包括：傅立叶类型、余弦调制 滤波排、小波转换。在优选实施例中，通过应用一个分解窗口函数加权或 调制数字音频抽样的叠加块，并在加权窗口块中应用一个具体的修正离散 余弦转侧(MDCT)来实现滤波排。引用的MDTC是在声学、语音、信 号处理国际会议论文集中Princen，Johnson，Bradly“基于时域混淆抵消应 用滤波排设计的子带编码转换”，1987年5月，第2161页至2164页公 开的内容，在这里作为时域混淆抵消(TDAC)转换。 沿路径13和23传送的每个子带信号包括在块中排列的子带信号分 量，每个子带信息块都用比例块的形式表示，其中分量用比例因子按比例 缩放，例如使用一个浮点块(BFP)形式。 如果分析滤波器排12通过一个块转换器完成，子带信号通过一个转 换系数块来生成，这个转换系数块通过对输入信号采样应用转换器生成， 接着分类一个或多个接近的转换系数形成子带信号块，子带信号块中的子 带信号分量是转换系数。如果分析滤波器排12通过另一种类型的数字滤 波器比如QMF来实现，子带信号通过对一系列输入信号采样应用滤波器 生成对每个频率子带的一系列子带信号采样，接着分类子带信号采样到块 中，子带信号块中的子带信号分量是子带信号采样。 对于第一频率子带的子带信号块，沿路径13传送到子带信号分析器 14，该子带信号分析器将每个块中的子带信号分量的幅值与一个阈值进 行比较，根据分量的幅值放置每个分量到两级中的一级，其幅值小于或等 于阈值的分量被放置在第一级，并将分量分类的控制信息传送到格式器 19。子带信号分析器14还获得一个下一级频带使用的增益因子，增益 因子值与阈值大小相关，阈值可以表达为只是增益因子的函数，也可以表 达为增益因子和其它因素的函数。 放置在第一级的子带信号分量传送到增益单元15，增益单元对第一 级中的每一个分量应用通过子带信号分析器14获得的增益因子进行增益 修正，接着经增益修正的分量被传送到量化器17。量化器17根据第一 量阶宽度量化经增益修正后的分量，并将最终的量化分量传送到格式器 19。所述第一量阶宽度根据一个主观感觉模式和子带信号分析器14所 使用的阈值来进行设置。 没有放置在第一级的子带信号分量沿路径16传送到量化器18，量 化器18根据第二量阶宽度量化这些分量。第二量阶宽度可以与第一量阶 宽度相等，在本实用新型的实施例中，第二量阶宽度小于第一量阶宽度。 对于第二频率子带的子带信号块，沿路径23传送，并用与上文描述 的有关第一频率子带的同样方式由子带信号分析器24、增益单元25、 量化器27和28进行处理，每个频率子带的阈值都是自适应的，与其他 频率子带的阈值无关。 对所述提到的量阶宽度：在主观感觉编码系统中，编码设备为了量化 每个子带信号要使用一个主观感觉模式为其建立各自的量阶宽度，如图2 所示，具体步骤如下： 步骤210：建立所需要的噪声频谱。 对表示输入信号特征的信息应用主观感觉模式，建立所需要的量化噪 声频谱。在本实施例中，量化噪声频谱中的噪声水平与输入信号估计的心 理声学的掩盖阈值对应。 步骤220：初始拟订量阶宽度。对量化子带信号块中的分量建立初始 的拟定量阶宽度。 步骤230：确定位数。确定对所有子带分量要求获得的拟定量阶宽度 的位分配。由于对编码信号进行解码所使用的分割频带解码设备中的合成 过滤器排具有噪声传播效果，因而留出了余量。美国专利5,623,577及 发明人ubale于1999年4月12日提出申请的名为“具有合成滤波器噪 声补偿功能的主观感觉音频编码器中的量化”的美国专利申请系列号No. 09/289,865中公开了留出这种余量的方法。 步骤240：分配判定。判定总的分配需求与总的可用量化位是否有很 大出入，若是，进入步骤250，若否，进入步骤260。 步骤250：修正拟订量阶宽度，并返回到步骤230。如果总的分配太 高，则增加拟定的量阶宽度.如果总的分配太低，则减小拟定的量阶宽度。 步骤260：量化。根据建立的量阶宽度对子带信号分量进行量化。 参考图3，为本实用新型实施例所述的一种对编码信号进行解码的设 备结构示意图，具体包括：逆向格式器、逆向量化合成器、合成滤波器排。 逆向格式器，用于接收编码信号并从该编码信号中获得控制信息与变 长码，并从变长码中获得量化子带信号分量。 逆向量化合成器，用于对所述量化子带信号分量进行修正合成处理。 合成滤波器排，用于对上述修正合成后得到的子带信号块进行处理。 其中，所述逆向量化合成器包括：第一逆向量化器、增益单元、合成 器。 第一逆向量化器，用于根据控制信息逆向量化块中的子带信号分量， 以获得第一逆向量化分量。 增益单元，用于根据控制信息利用一个增益因子修正子带信号块中的 第一逆向量化分量的幅值。 合成器，用于将经增益修正后的逆向量化分量进行合并，得到子带信 号块。 其中，进一步包括第二量化器，用于根据与分割间隔量化函数互补的 逆向量化函数逆向量化其它子带信号分量以获得第二逆向量化分量。 逆向格式器32从路径31接收到一个编码信号，并从该编码信号获 得表示量化子带信号分量的码元和用于传送分量分类的控制信息，应用解 码处理从码元中导出量化分量，经增益修正的分量放置在第一级。逆向格 式器32还获得任何主观感觉模式和位分配处理所必需的信息。 逆向量化器33接收放置在第一级中的子带信号块的分量，根据第一 量阶宽度将其逆向量化，并将结果传送到增益单元35，其中所述第一量 阶宽度，根据一种主观感觉模式和用于分类子带信号分量的阈值进行设 置。增益单元35应用一个增益因子对来自逆向量化器33的分量进行增 益修正，并将经增益修正的分量传送到合成器37，其中，所述增益因子 与用于分类子带信号分量的阈值相关。 对于没有放置在第一级的子带信号分量首先传送到逆向量化器34， 逆向量化器34根据第二量阶宽度逆向量化这些分量，并将结果传送到合 成器37，第二量阶宽度可以与第一量阶宽度相等，在本实用新型的实施 例中，第二量阶宽度小于第一量阶宽度。合成器37将从增益单元35接收 的经增益修正的逆向量化分量与从逆向量化器36接收的逆向量化分量合 成，形成一个子带信号块，并沿路径38将最终的子带信号块传送到合成 滤波器排39。 第二频率子带的子带信号块中的量化分量，以上述关于第一频率子带 的同样方式，由逆向量化器43和44，增益单元45和合成器47处理，并 沿路径48将最终的子带信号块传送到合成滤波器排39。此合成滤波器排 39可以通过各种方法实现，具体方法见信号编码设备中所述。沿路径40 生成一个与从路径38和48接收的子带信号分量的子带信号块对应的输出 信号，从而实现了对编码信号的解码。