[發明專利]帶寬擴展編碼和解碼中高頻弦信號生成的方法和裝置

有效

• 申請號: 201710699719.2
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107545900B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 王磊;閆建新
• 申請（專利權）人: 廣州廣晟數碼技術有限公司
• 主分類號: G10L19/02
• 分類號: G10L19/02;G10L19/18;G10L19/22
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 李琴

本發明涉及帶寬擴展編碼和解碼中高頻弦信號生成的方法和裝置。所述帶寬擴展編碼中高頻弦信號生成的方法，包括：S1、對輸入音頻信號進行CQMF分析，得到多個等帶寬的子帶；S2、判斷多個子帶中的高頻子帶是否需要加弦，獲得高頻加弦子帶的序號；S3、計算高頻加弦子帶加弦的頻率和相位；S4、確定加弦起始塊以及弦的平均幅度；S5、復用編碼參數，輸出編碼碼流，所述編碼參數包括高頻加弦子帶的序號、高頻加弦子帶加弦的頻率和相位以及加弦起始塊和平均幅度。本發明能夠反映每個高頻子帶弦的真實頻率和相位，且加弦的頻率更加準確，不會帶來頻率漂移。

技術領域

本發明涉及數字音頻編解碼技術，更具體地說，涉及一種帶寬擴展編碼和解碼中高頻生成的方法和裝置。

背景技術

數字音頻信號的帶寬擴展(BandWidth Extension，簡稱BWE)編碼技術有很多，性能也參差不齊，例如ISO/IEC 14496-3MPEG-4中描述的頻譜帶復制(Spectral BandwidthReplication，簡稱SBR)編碼和3GPP AMR-WB+編碼方法中的帶寬擴展技術BWE等。

已經公開且用于國際標準中的帶寬擴展編碼技術主要是SBR編碼算法。圖1示出了SBR編碼的具體原理框圖。SBR是頻域處理的算法，其編碼原理為：每幀信號通過64子帶的正交鏡像濾波器組(Quadrature Mirror Filter，簡稱QMF)獲得64個均勻的子頻帶，每個子頻帶包含32個樣點，根據當前信號的瞬態特性劃分一個合理的時頻柵格，每個柵格計算一個能量信息并進行huffman編碼。該算法同時包括音調性檢查并傳輸個別的單個正弦信號參數信息。圖2示出了SBR解碼的具體原理框圖。SBR解碼原理為：經過核心解碼器(AAC)輸出的解碼脈沖編碼調制(Pulse Code Modulation，簡稱PCM)信號通過32子帶的QMF獲得32個均勻的子頻帶，每個子頻帶包含32個樣點，根據SBR解復用輸出的控制參數進行高頻生成，然后根據控制參數以及包絡數據對高頻進行調整，然后將低頻32子帶QMF的輸出以及經調整后高頻子帶QMF的輸出一起進入到64帶QMF合成，最后輸出全頻帶PCM音頻信號。

SBR技術中高頻弦生成如圖3所示，其中實線對應實部高頻弦生成，虛線對應虛部高頻弦生成。在SBR中，高頻弦生成的公式為：

其中，和f_IndexSine(i)定義如下：

f_IndexSine(i)＝(index+i)mod(4)

其中，Index是上一幀中最后的f_IndexSine值。

由此可知，SBR技術在高頻生成時存在以下主要問題：(1)所有子帶生成的弦頻率是固定的，不能真實地反映每個子帶弦的頻率；(2)所有子帶的相位都是固定的，不能真實地反映每個子帶弦的相位；(3)SBR每個尺度因子帶加一個弦，如果一個尺度因子帶有3個QMF帶，則把弦加在中間那個QMF帶上，如果真實的弦是在上邊或者下邊的QMF帶上，則這種方法會帶來頻率漂移。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種帶寬擴展編碼和解碼中高頻弦信號生成的方法和裝置，能夠反映每個高頻子帶弦真實的頻率和相位。

本發明為解決其技術問題在第一方面提出一種帶寬擴展編碼中高頻弦信號生成的方法，包括如下步驟：

S1、對輸入音頻信號進行復正交鏡像濾波分析，得到多個等帶寬的子帶；

S2、判斷所述多個子帶中的高頻子帶是否需要加弦，獲得高頻加弦子帶的序號；

S3、計算所述高頻加弦子帶加弦的頻率和相位；