[發明專利]音頻編碼方法和裝置

有效

• 申請號: 201911085012.8
• 申請日: 2015-03-13
• 公開（公告）號: CN110808056B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 艾力克·諾維爾;沃洛佳·格蘭恰諾夫
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: G10L19/02
• 分類號: G10L19/02;G10L25/51;G10L19/002;G10L19/18;G10L25/21
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳慧

用于對音頻信號進行編碼的編碼器和其中的方法，其中音頻信號的頻譜被分成第一區域和第二區域，其中至少第二區域包括多個頻帶。此外，通過第一編碼方法對第一區域中的譜峰進行編碼。本文提供的方法包括：針對音頻信號的片段，確定第二區域中的頻帶的能量和第一區域的能量估計之間的關系；確定第二區域的中的頻帶的能量和第二區域中的相鄰頻帶的能量之間的關系；確定可用的比特數量是否足以用于對第一區域的至少一個非峰值片段和第二區域中的頻帶進行編碼。此外，當上述關系滿足各自的預定準則且比特數量足夠時，使用第二編碼方法對第二區域中的頻帶和第一區域的至少一個片段進行編碼。否則，代之為對第二區域中的頻帶進行BWE或噪聲填充。

本申請是國際申請日為2015年3月13日的國際申請PCT/EP2015/055306進入中國國家階段的對應的申請號為201580013802.9的中國發明專利申請“音頻編碼方法和裝置”的分案申請。

技術領域

所提出的技術大體上涉及用于音頻編碼的編碼器和方法。

本文的實施例大體上涉及音頻編碼，其中由于比特率限制，使得部分頻譜無法進行編碼。具體地，實施例涉及帶寬擴展技術，其中使用來自已編碼的感知上較為重要的頻帶的參數表示和近似來重建在感知上不那么重要的頻帶。

背景技術

大多數現有電信系統操作在受限的音頻帶寬上。源于陸線電話系統的限制，大多數語音服務被局限于僅發送頻譜的低端。盡管受限的音頻帶寬對于大多數會話是足夠的，但是仍希望增加音頻帶寬以提高清晰度和存在感。雖然電信網絡的容量持續增加，但是限制每通信信道所需的帶寬仍然具有很大吸引力。在移動網絡中，用于每個呼叫的傳輸帶寬越小，則在移動設備和基站二者中產生的功耗越低。對于移動運營商，這轉化為能量和成本的節約，同時終端用戶將體驗到延長的電池壽命和增加的通話時間。此外，在每用戶消耗帶寬較小的情況下，移動網絡能夠并行地服務于更大數量的用戶。

人類聽覺系統的特性是：知覺與頻率相關。具體而言，我們的聽力對于較高頻率不太精確。這啟發了所謂的帶寬擴展(BWE)技術，其中使用少量傳輸的參數根據低頻帶來重建高頻帶。

傳統的BWE使用高頻帶信號的參數表示(例如頻譜包絡和時間包絡)，并通過使用產生的噪聲或低頻帶信號的修改版本來再現信號的頻譜精細結構。如果高頻帶包絡由濾波器表示，則精細結構信號通常被稱為激勵信號。高頻帶包絡的精確表示在感知上比精細結構更為重要。因此，下述情況是常見的：以比特為單位的可用資源被花費在包絡表示上，而精細結構在沒有額外輔助信息的情況下根據編碼的低頻帶信號來重建。

BWE技術已經被應用于各種音頻編碼系統中。例如，3GPP AMR-WB+使用基于低頻帶編碼器的時域BWE，該低頻帶編碼器在編碼激勵線性預測(CELP)語音編碼和變換編碼的殘差(TCX)編碼之間切換。另一示例是基于音頻編解碼器的3GPP eAAC變換，該音頻編解碼器執行BWE的變換域變體(稱為頻譜帶復制(SBR))。

雖然通常在感知上誘導分割為低頻帶和高頻帶，但是它可能不太適合某些信號類型。作為示例，如果特定信號的高頻帶在感知上比較低頻帶更為重要，則花費在較低頻帶上的大多數比特將被浪費，而較高頻帶將以差的精度表示。通常，如果頻譜的一部分被固定編碼，而其它部分沒被編碼，則可能總是存在不符合先驗假設的信號。最差的情況將是：信號的全部能量被包含在未編碼部分中，這將產生非常差的性能。

發明內容

本申請的目的旨在提供更靈活的音頻編碼方案。通過所提出的技術的實施例來滿足該目的以及其他目的。

所提出的技術涉及增加決策邏輯，其用于將先驗假設不重要的一個或多個頻帶包括進精細結構編碼中。該決策邏輯被設計為：對于針對編碼的BWE區域的邊界的先驗假設為有效的信號，維持其“傳統”行為；同時對于落在該組之外的信號，將先驗假設不重要的BWE區域的部分包括在的編碼區域中。

所提出的技術的優點是：維持基于先驗知識的部分編碼頻帶的有利結構，同時將其擴展用于處理信號的特殊情況。