[發明專利]在一頻譜域中用以處理已解碼音頻信號的裝置及方法

有效

• 申請號: 201280015997.7
• 申請日: 2012-02-10
• 公開（公告）號: CN103503061A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 紀堯姆·福奇斯;拉爾夫·蓋爾;馬庫斯·施內爾;埃曼努埃爾·拉維利;斯特凡·多赫拉
• 申請（專利權）人: 弗蘭霍菲爾運輸應用研究公司
• 主分類號: G10L19/012
• 分類號: G10L19/012
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明涉及音頻處理，更明確言之，涉及用于質量提升的已解碼音頻信號的處理。

背景技術

近年來，已經達成有關切換式音頻編解碼器的進一步發展。高質量及低位率的切換式音頻編解碼器乃統一語音與音頻編碼構思（USAC構思）。常見的前處理/后處理包含：MPEG環繞（MPEG）功能單元，其處置立體聲或多聲道處理，及加強SBR（eSBR）單元，其處理于輸入信號中較高音頻的參數表示型態。接著存在二分支，一個分支包含高階音頻編碼（AAC）工具路徑，并且另一個分支包含以線性預測編碼（LP或LPC定義域）為基礎的路徑，其又轉而成為LPC殘差的頻域表示型態或時域表示型態。在量化及算術編碼后，AAC及LPC二者的全部傳輸頻譜表示在MDCT定義域。時域表示型態使用ACELP激勵編碼方案。編碼器及解碼器的框圖在ISO/IEC?CD23003-3的圖1.1和圖1.2給出。

切換式音頻編解碼器的一額外實例為如3GPP?TS26.290V10.0.0（2011-3）描述的擴充式適應多速率寬帶（AMR-WB+）編解碼器。AMR-WB+音頻編解碼器處理輸入幀等于以內部取樣頻率F_s為2048樣本。內部取樣頻率系限于12800至38400Hz的范圍。2048樣本幀分成兩個臨界取樣的相等頻率頻帶。如此導致相對應于低頻（LF）頻帶及高頻（HF）頻帶的兩個1024樣本的超幀。各個超幀被劃分為四個256樣本幀。于內部取樣率取樣系經由使用可變取樣轉換方案獲得，該方案重新取樣輸入信號。然后，低頻信號及高頻信號使用兩個不同辦法編碼：低頻信號使用「核心」編碼器/解碼器基于切換式ACELP及轉換編碼激勵（TCX）編碼與解碼。在ACELP模式中，使用標準AMR-WB編解碼器。高頻信號系利用頻寬延長（BWE）方法以相當少的位（每個幀16位）編碼。AMR-WB編碼器包括前處理功能、LPC分析、開放回路搜尋功能、適應性碼簿搜尋功能、創新性碼簿搜尋功能、及內存更新。ACELP解碼器包含數項功能，諸如解碼適應性碼簿、解碼增益、解碼創新性碼簿、解碼ISP、長期預測濾波器（LTP濾波器）、組成性激勵功能、四個子幀的ISP的內插、后處理、合成濾波器、解除強調及升頻取樣框來最終獲得語音輸出的低頻帶部分。語音輸出的高頻帶部分通過使用HB增益指數、VAD旗標、及16kHz隨機激勵而產生。此外，HB合成濾波器的使用系接著帶通濾波器。進一步細節請參考G.722.2的圖3。

此一方案在AMR-WB+已通過執行單聲道低帶信號的后處理而提高。參考示出了AMR-WB+中的功能的圖7、圖8及圖9。圖7示出了音準加強器700、低通濾波器702、高通濾波器704、音準追蹤階段706及加法器708。這些框連接如圖7所示及由解碼信號饋送。

在低頻音準加強中，使用二頻帶分解，及適應性濾波只應用至低頻帶。如此導致整個后處理，大部分鎖定目標在接近該合成語音信號的第一諧波之頻率。圖7示出了二頻帶音準加強器的框圖。在較高分支中，解碼信號通過高通濾波器704濾波來產生較高頻帶信號s_H。在較低分支中，解碼信號首先通過音準加強器700處理，及然后經由低通濾波器702濾波來獲得較低頻帶后處理信號（s_LEE）。后處理解碼信號經由該較低頻帶后處理信號與該較高頻帶信號相加獲得。音準加強器的目的是減低在該解碼信號中的諧波間噪聲，該目的通過圖9第一行指示的具有轉移函式H_E的時變線性濾波器達成，及由圖9第二行的方程式描述。α是控制諧波間衰減的系數。T為輸入信號的音準周期，及s_LE（n）為音準加強器的輸出信號。參數T及α隨著時間改變，且通過音準追蹤級706以數值α=1給定，由圖9第二行的方程式描述的濾波器增益在頻率1/（2T）、3/（2T）、5/（2T）等也即在DC（0Hz）與諧波頻率1/T、3/T、5/T等的中點恰為零。當α趨近于零時，如圖9第二行定義的由濾波器所產生的諧波間的衰減減少。當α為零時，濾波器無效用，且為全通。為了將后處理限于低頻區，加強信號s_LE經低通濾波來產生信號s_LEF，該信號加至高通濾波信號s_H來獲得后處理合成信號s_E。