[發(fā)明專利]語音信號帶寬擴展的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310284770.9
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103413557B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設計）人: 劉飛祥;高偉標;何文輝
• 申請（專利權）人: 深圳TCL新技術有限公司
• 主分類號: G10L21/038
• 分類號: G10L21/038
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產(chǎn)權代理事務所44287
• 代理人: 胡海國

1.一種語音信號帶寬擴展的方法，其特征在于，包括步驟：

將接收到的語音信號進行采樣率轉換處理，并經(jīng)濾波后得到高頻信號和低頻信號；

對所述高頻信號進行能量估計，獲得所述高頻信號的能量值；

當所述高頻信號的能量值大于預設的能量閾值時，判定所述語音信號為寬帶語音信號，對所述高頻信號進行增益或衰減調(diào)整，并將所述低頻信號與調(diào)整后的高頻信號疊加，輸出疊加后的語音信號；

當所述高頻信號的能量值小于或等于預設的能量閾值時，判定所述語音信號為窄帶語音信號，對所述低頻信號進行帶寬擴展，獲得帶寬擴展高頻分量，并將所述低頻信號與帶寬擴展高頻分量疊加，輸出疊加后的語音信號。

2.根據(jù)權利要求1所述的語音信號帶寬擴展的方法，其特征在于，所述對低頻信號進行帶寬擴展，獲得帶寬擴展高頻分量的步驟具體包括：

對所述低頻信號進行線性預測編碼和線譜對計算，獲得窄帶特征矢量；

對所述窄帶特征矢量進行碼本映射處理，獲得寬帶特征矢量；

對所述寬帶信號特征矢量進行譜包絡估計，獲得寬帶譜包絡；

對所述低頻信號進行寬帶激勵估計，獲得寬帶激勵信號；

將所述寬帶譜包絡合成到所述寬帶激勵信號中，生成帶寬擴展信號；

對所述帶寬擴展信號進行高通濾波處理，獲得所述帶寬擴展高頻分量。

3.根據(jù)權利要求2所述的語音信號帶寬擴展的方法，其特征在于，所述對窄帶特征矢量進行碼本映射處理，獲得寬帶特征矢量的步驟具體包括：

在預先訓練好的窄帶碼本中查找與所述窄帶特征矢量之間誤差距離最小的窄帶碼本矢量；

判斷所述誤差距離最小的窄帶碼本矢量與所述窄帶特征矢量之間誤差距離是否小于預設的誤差閾值；

如果是，則將所述誤差距離最小的窄帶碼本矢量映射到預先訓練好的寬帶碼本中，獲得寬帶碼本矢量，作為所述寬帶特征矢量；

如果否，則對所述窄帶特征矢量進行加權的碼本映射處理，獲得寬帶特征矢量。

4.根據(jù)權利要求3所述的語音信號帶寬擴展的方法，其特征在于，所述對窄帶特征矢量進行加權的碼本映射處理，獲得寬帶特征矢量的步驟具體包括：

從所述窄帶碼本中獲取N+1個窄帶碼本矢量a₀、a₁、a₂、…、a_N，每個所述窄帶碼本矢量的長度均為N，與所述窄帶特征矢量x=[x₁，x₂，…，x_N]共同組成矩陣方程組：

a1-a0a2-a0...aN-a0z1z2...zN=x]]>；

當所述矩陣方程組有解時，獲得所述矩陣方程組的解z₁、z₂、z₃、……、z_N；

當所述矩陣方程組無解時，從所述窄帶碼本中獲取一個新的窄帶碼本矢量，替換所述N+1個窄帶碼本矢量中的一個窄帶碼本矢量，重新組成新的矩陣方程組；

根據(jù)所述矩陣方程組的解，確定加權系數(shù)：

[ω0,ω1,ω2,...,ωN]=[-Σi=1Nzi,z1,z2,...,zN]]]>；

將獲取的所述窄帶碼本矢量a₀、a₁、a₂、…、a_N映射到預先訓練好的寬帶碼本中，獲得寬帶碼本矢量b₀、b₁、b₂、…、b_N，每個所述寬帶碼本矢量的長度均為L；

根據(jù)所述加權系數(shù)和寬帶碼本矢量，確定所述寬帶特征矢量：

y=[y1,y2,...,yL]=Σi=0Nωibi]]>。