[發明專利]加窗信號MDCT域的能量及相位調整方法及其裝置

有效

• 申請號: 200910062028.7
• 申請日: 2009-05-12
• 公開（公告）號: CN101552006A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 胡瑞敏;陳水仙;陳琪;陳冰;劉雨田;陳文琴
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00;G10L19/02
• 代理公司: 武漢天力專利事務所
• 代理人: 嚴 彥;馮衛平

1.一種用于空間音頻編碼的加窗音頻信號MDCT域的能量及相位調整方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1，對輸入音頻信號進行MDCT加窗得到加窗音頻信號，以MDCT加窗變換所用的窗函數為共軛窗函數構造MDST變換的窗函數，具體構造方法如下，

將MDCT變換的窗函數w_c(n)分解為兩個N點窗函數w₀(n)和w₁(n)的銜接：

取MDST變換的窗函數w_s(n)為MDCT變換的窗函數w_c(n)的共軛窗函數，則w_s(n)滿足如下條件：

步驟2，根據MDCT變換的窗函數得到加窗音頻信號MDCT變換的形式化表達，根據該形式化表達對加窗音頻信號進行MDCT變換，得到加窗音頻信號的MDCT譜；由MDST變換的窗函數得到加窗音頻信號MDST變換的形式化表達；

所述加窗音頻信號MDCT變換的形式化表達如下：

所述加窗音頻信號MDST變換的形式化表達如下：

其中，?分別為第i幀加窗音頻信號的MDCT譜和MDST譜，x_i(n)為輸入音頻信號x(n)的第i幀信號，其中n表示第n個采樣點；<，>表示向量內積，c_k(n)、s_k(n)分別為MDCT變換基和MDST變換基，w_c(n)為MDCT變換的窗函數，w_s(n)為MDST變換的窗函數；

步驟3，由加窗音頻信號的MDCT譜和加窗音頻信號MDST變換的形式化表達構造加窗音頻信號的MDST譜，包括以下四個步驟，

步驟3.1，針對當前幀，從加窗音頻信號的MDCT譜內提取并保留前一幀及后一幀譜線?及?并做譜線運算，得到的運算后譜線分別記為?和?具體譜線運算方式如下

步驟3.2，根據加窗音頻信號MDCT變換和加窗音頻信號MDST變換的形式化表達，提取MDCT譜至MDST譜的轉換矩陣，包括和矩陣A及差矩陣B；提取具體方式如下，

首先，對于2N維的MDCT變換基c_k和MDST變換基s_k，分別分解為N維列向量，即

從而得到以下四個N×N矩陣形式的子向量C₀、C₁、S₀、S₁：

和矩陣A及差矩陣B根據以上子向量得到，?

其中，k＝0，1，...，N-1，上標“T”表示轉置，上標“0”和“1”分別用于標示變換基前半部分和后半部分的子向量；

步驟3.3，稀疏化近似步驟3.2所得和矩陣A，得到近似和矩陣A_m；

所述稀疏化具體方式為，保留和矩陣A中絕對值最大的2m個元素值，其它元素均置為0值；其中m取小于N×N/2的任意自然數；

步驟3.4，根據步驟3.3所得近似和矩陣A_m和步驟3.2所得差矩陣B對步驟3.1所得運算后譜線?和?進行轉換，實現MDCT譜到MDST譜的轉換，得到加窗音頻信號的MDST譜；轉換公式如下

其中?和?分別為步驟3.1中所得運算后譜線，B為步驟3.2中所得差矩陣，A_m為步驟3.3中所得近似和矩陣；

步驟4，依據步驟2中所得加窗音頻信號的MDCT譜和步驟3中所得加窗音頻信號的MDST譜，構造加窗音頻信號的CMCLT譜；所述CMCLT譜是共軛調制復重疊變換譜，是以變換時所用窗函數為共軛窗函數的MDCT譜和MDST譜分別作為實部和虛部，從而定義MDCT的一種復數化擴展形式，構造的CMCLT譜如下式所示

其中，?分別為第i幀加窗音頻信號的MDCT譜和MDST譜，xⁱ為輸入音頻信號的第i幀信號，c_k、s_k分別為MDCT變換基和MDST變換基，W_c和W_s分別為MDCT變換和MDST變換的窗函數矩陣表示，即?

其中W₀＝diag{w₀(n)}，W₁＝diag{w₁(n)}，w₀(n)和w₁(n)分別為步驟1中窗函數w_c(n)分解后的兩個N點窗函數；

步驟5，根據加窗音頻信號的CMCLT譜，提取加窗音頻信號在CMCLT域的能量信息和相位信息；

步驟6，根據步驟5所得能量信息及相位信息，在MDCT域上提取空間參數。