[發明專利]音頻解碼器裝置及音頻編碼器裝置

有效

• 申請號: 202110649437.8
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN113724719B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·多拉;吉約姆·福克斯;伯恩哈特·格里爾;馬庫斯·繆特拉斯;格萊澤格爾茲·皮耶奇克;伊曼紐爾·拉維利;馬庫斯·施奈爾
• 申請（專利權）人: 弗勞恩霍夫應用研究促進協會
• 主分類號: G10L19/24
• 分類號: G10L19/24;G10L19/04;G10L19/16;G10L19/22;G10L19/20;G10L19/18;G10L19/26;G10L19/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

對比特流進行解碼的音頻解碼器裝置包括：預測性解碼器，用于從比特流產生解碼的音頻幀，其中預測性解碼器包括從比特流產生音頻幀的音頻參數的參數解碼器、以及通過合成音頻幀的音頻參數而產生音頻幀的合成濾波器裝置；存儲器裝置，包括存儲音頻幀的存儲器狀態的一個或多個存儲器，存儲器狀態被合成濾波器裝置用來合成音頻參數；以及存儲器狀態再取樣裝置，用于通過針對存儲器再取樣合成用于先前解碼的音頻幀的音頻參數的先前存儲器狀態，為存儲器確定用來合成用于解碼的音頻幀的音頻參數的存儲器狀態，解碼的音頻幀具有取樣率，先前解碼的音頻幀具有與解碼的音頻幀的取樣率不同的先前取樣率，并將用于存儲器的存儲器狀態存儲于各個存儲器中。

本申請是申請人為弗勞恩霍夫應用研究促進協會、申請日為“2015年8月14日”、申請號為“201580044544.0”、發明名稱為“音頻解碼器裝置及音頻編碼器裝置”的分案申請。

技術領域

本發明涉及語音及音頻編碼，尤其涉及用于處理音頻信號(對于其，輸入和輸出取樣率從先前幀變化至當前幀)的音頻編碼裝置以及音頻解碼裝置。本發明還涉及操作此類裝置的方法以及執行此方法的計算機程序。

背景技術

語音及音頻編碼能夠得到具有多節奏(multi-cadence)的輸入及輸出的好處，并且得到能夠立即地且無縫地將一個取樣率切換至另一取樣率。傳統的語音及音頻編碼器對于確定的輸出比特率使用單取樣率并且在不徹底重設系統時無法對其進行改變。這隨后在通信中以及在解碼信號中造成不連續。

另一方面，通過選擇通常取決于源和信道條件的多個優化參數，適應性取樣率以及比特率允許較高質量。隨后，重要的是當改變輸入/輸出信號的取樣率時實現無縫過渡。

此外，重要的是對于此過渡限制復雜度增加。現代語音及音頻編解碼器，如將至的跨LTE網絡的3GPP?EVS，將需要能夠開發此功能。

高效的語音及音頻編碼器需要能夠從時域至另一者改變其取樣率以更好地適合于源與信道條件。取樣率的改變對于連續線性濾波器尤其是個問題，其僅可以在它們的過去狀態顯示與當前時間區間相同的取樣率用以濾波時應用。

更特別地，預測性編碼隨著時間和幀在編碼器及解碼器處維持不同的存儲器狀態。在碼激勵線性預測(CELP，code-excited?linear?prediction)中，這些存儲器通常是線性預測編碼(LPC)合成濾波器存儲器、去加重濾波器存儲器以及適應性碼本。直接的方案是當取樣率改變發生時重設全部存儲器。這在解碼信號中造成非常惱人的不連續。恢復可能是非常久且非常明顯的。

圖1示出根據現有技術的第一音頻解碼器裝置。使用此音頻解碼器裝置，當來源于非預測性編碼方案時，無縫地切換至預測性編碼是可能的。此可以通過對用于維持預測性編碼器所需的濾波器狀態的非預測性編碼器的解碼輸出的反向濾波來進行。例如，在AMR-WB+及USAC中進行，用于從基于變換的編碼器、TCX切換至語音編碼器、ACELP。然而，在此兩種編碼器中，取樣率是相同的。反向濾波可直接用在TCX的解碼的音頻信號上。此外，在USAC及AMR-WB+中的TCX傳送并利用也被反向濾波所需的LPC系數。LPC解碼的系數在反向濾波計算中被簡單地再使用。值得注意的是，如果使用相同的濾波器和相同的取樣率在兩個預測性編碼器之間切換，則不需要反向濾波。

圖2示出根據現有技術的第二音頻解碼器裝置。在兩個編碼器具有不同取樣率的情況下，或在相同的預測性編碼器中但使用不同取樣率切換的情況下，如圖1所示的先前音頻幀的反向濾波不再足夠。直接的方案是將過去解碼的輸出再取樣為新的取樣率并且然后通過反向濾波計算存儲器狀態。如果一些濾波器系數是取樣率依賴的，如針對LPC合成濾波器的情況，則需要進行再取樣的過去信號的額外分析。為了以新的取樣率fs_2得到LPC系數，重新計算自相關函數且對再取樣的過去解碼的樣本使用列文遜-杜賓算法(Levinson-Durbin?algorithm)。此方案是計算苛刻的并且難以在實際實施中使用。

發明內容

待解決的問題在于提供用于在音頻處理裝置處切換取樣率的改進概念。