專利名稱：頻帶擴(kuò)展編碼方法及裝置和解碼方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寬帶聲音的編碼、解碼和聲音合成領(lǐng)域，特別涉及頻帶擴(kuò)展編碼方法及裝置和解碼方法及裝置。
背景技術(shù)：
經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)發(fā)展，數(shù)字聲音編碼技術(shù)已經(jīng)非常成熟，目前，很多聲音編碼技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)被大量應(yīng)用，融入人們的日常生活中。這些技術(shù)如Dolby實(shí)驗(yàn)室的AC-3、數(shù)字影院系統(tǒng)公司的數(shù)字家庭影院系統(tǒng)(DigitalTheater Systems，DTS)、移動(dòng)圖象專家組(Moving Picture Experts Group，MPEG)組織的MP3和高級(jí)音頻編碼(Advanced Audio Coding，AAC)、微軟公司的視窗媒體音頻(Windows Media Audio，WMA)、索尼公司的ATRAC、國(guó)際電聯(lián)(International Telecommunication Union，ITU)的G.723和G.729等，是數(shù)字聲音編碼技術(shù)在不同階段發(fā)展的結(jié)果。
由于聲音產(chǎn)生的復(fù)雜性，廣義的聲音，包括語(yǔ)音、音樂(lè)、自然聲音和人工合成聲音等人耳可感知的信號(hào)等，通常無(wú)法采用簡(jiǎn)單有效的參數(shù)模型，如傳統(tǒng)的語(yǔ)音編碼技術(shù)普遍采用“預(yù)測(cè)+激勵(lì)”模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，而常采用以波形編碼為基礎(chǔ)的“波形-參數(shù)”編碼方案。其中，最典型的例子是被第三代合作伙伴項(xiàng)目(Three Generation Partnership Project，3GPP)采納的擴(kuò)展的寬帶自適應(yīng)多速率(Extended Adaptive Multi-Rate-Wideband，AMR-WB+)編解碼方案。在AMR-WB+方案中，在傳統(tǒng)語(yǔ)音編碼的“預(yù)測(cè)+激勵(lì)”編碼框架即代數(shù)碼本激勵(lì)預(yù)測(cè)編碼(Algebraic Code Enhance Excited LinearPredictive，ACELP)中，增加了預(yù)測(cè)殘差的變換波形編碼(Transform CodedExcitation，TCX)和簡(jiǎn)單的高頻擴(kuò)展編碼(Band Width Extension，BWE)技術(shù)，其中殘差實(shí)際就是語(yǔ)音編碼中的激勵(lì)信號(hào)。
圖1所示為AMR WB+編碼器結(jié)構(gòu)框圖。首先，輸入的模擬聲音信號(hào)被預(yù)處理及分析濾波器組101分解為兩個(gè)子帶，第一個(gè)子帶為低頻(LowFrequency，LF)信號(hào)，經(jīng)臨界采樣，其采樣頻率為Fs/2，其中Fs是經(jīng)AMRWB+編碼器的重采樣模塊所獲得信號(hào)的采樣頻率；第二個(gè)子帶為高頻(HighFrequency，HF)信號(hào)，同樣被臨界采樣，使其采樣頻率為Fs/2。此后，LF信號(hào)和HF信號(hào)采用不同的方法編碼即LF信號(hào)采用ACELP/TCX編碼器102進(jìn)行編碼，所述ACELP/TCX編碼器102所使用的編碼方法可以在ACELP或TCX這兩種編碼方法中進(jìn)行切換；高頻編碼器103采用一種帶寬擴(kuò)展方法(BWE)對(duì)HF信號(hào)進(jìn)行編碼，以有效降低編碼所需要的比特?cái)?shù)。最后，比特流復(fù)用器104將編碼方法選擇信息即模式信息、LF參數(shù)和HF參數(shù)復(fù)用為數(shù)字音頻信號(hào)比特流輸出。
圖2是AMR WB+解碼器結(jié)構(gòu)框圖。其中，解復(fù)用模塊201將所收到的數(shù)字音頻信號(hào)比特流解復(fù)用成LF參數(shù)、HF參數(shù)以及模式信息，這兩部分信號(hào)再分別通過(guò)ACELP/TCX解碼器202和高頻解碼模塊203進(jìn)行解碼，解碼后通過(guò)綜合濾波器組204組合成全頻帶的數(shù)字音頻信號(hào)。
由于波形和參數(shù)相結(jié)合的編碼技術(shù)可以有效的提高編碼效率，因此，AMR WB+技術(shù)適合于很低碼率的聲音編碼應(yīng)用，并且AMR WB+與目前已有的其他低碼率聲音編碼技術(shù)相比，更適合語(yǔ)音信號(hào)的編碼、以及語(yǔ)音和音樂(lè)混合信號(hào)的編碼。
AMR WB+技術(shù)實(shí)際上是ACELP技術(shù)針對(duì)音樂(lè)信號(hào)的一個(gè)改進(jìn)方案，其典型的特征包括采用了激勵(lì)信號(hào)的變換編碼，以及高頻信號(hào)擴(kuò)展技術(shù)。下面重點(diǎn)介紹AMR WB+的高頻信號(hào)擴(kuò)展技術(shù)。
圖1所示采用BWE方法對(duì)HF信號(hào)進(jìn)行處理的高頻編碼器103，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中，原始高頻信號(hào)SHF(n)的分析帶寬為Fs/4，可視為臨界采樣之前的高頻信號(hào)的折疊。由線性預(yù)測(cè)分析編碼(Linear PredictiveCode，LPC)、量化與插值模塊305對(duì)原始高頻信號(hào)SHF(n)做LPC，獲得一組8階的線性預(yù)測(cè)器系數(shù)(LP系數(shù))作為信號(hào)SHF(n)譜的包絡(luò)參數(shù)。將這些LP系數(shù)變換成線譜對(duì)(Linear Spectrum Pair，LSP)系數(shù)并量化編碼；再由估計(jì)增益計(jì)算模塊306根據(jù)線性預(yù)測(cè)分析獲得的預(yù)測(cè)器系數(shù)及其插值與低頻激勵(lì)信號(hào)估計(jì)一組增益，簡(jiǎn)稱“估計(jì)增益”；另一方面，高頻合成濾波器301將低頻激勵(lì)信號(hào)拷貝為高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，并由子幀能量計(jì)算模塊302計(jì)算高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)的能量，再由子幀能量計(jì)算模塊303計(jì)算原始高頻信號(hào)的能量，真實(shí)增益計(jì)算模塊304將所得兩種子幀能量進(jìn)行比較，確定高頻增益，簡(jiǎn)稱“真實(shí)增益”，高頻增益以64個(gè)時(shí)域樣值為一個(gè)子幀(subframe)進(jìn)行計(jì)算；最后，由增益差值處理模塊模塊將真實(shí)增益減去估計(jì)增益，對(duì)獲得的增益差值，每4個(gè)一組進(jìn)行矢量量化得到并輸出增益因子，從而降低量化代價(jià)，即量化所需的比特?cái)?shù)。
圖2所示的采用BWE方法對(duì)HF信號(hào)進(jìn)行處理的高頻解碼模塊202，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。其中，子幀時(shí)域增益調(diào)整模塊401接收來(lái)自低頻解碼器的低頻激勵(lì)信號(hào)拷貝到特定的高頻頻段并進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，得到高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)；由于時(shí)域增益調(diào)整以N個(gè)樣值為一個(gè)子幀(subframe)進(jìn)行，為了去除由此引起的塊噪聲，需要由噪聲處理模塊402進(jìn)行去噪聲(Buzziness)處理二最后，由高頻綜合預(yù)測(cè)器403對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行濾波，獲得高頻時(shí)域信號(hào) 。
AMR WB+的編碼和解碼詳細(xì)細(xì)節(jié)參見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)文本《(3GPP TS26.290V6.3.0(2005-06)Technical Specification)》。
現(xiàn)有的AMR WB+的頻帶擴(kuò)展技術(shù)是一個(gè)時(shí)域的實(shí)現(xiàn)方法，不能對(duì)低頻激勵(lì)信號(hào)拷貝獲得的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行有效的頻譜結(jié)構(gòu)調(diào)整，特別是在局部頻率區(qū)域內(nèi)的音調(diào)性。而音樂(lè)信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)豐富，往往低頻譜結(jié)構(gòu)和高頻譜結(jié)構(gòu)的差異很大，這些結(jié)構(gòu)特征包括顯著影響聲音質(zhì)量的音調(diào)、音色的頻譜包絡(luò)形狀信息。因此，AMR WB+的頻帶擴(kuò)展技術(shù)有相當(dāng)大的局限性，編碼后生成的聲音質(zhì)量較低，特別是對(duì)一些音樂(lè)信號(hào)的編碼聲音會(huì)出現(xiàn)較大失真。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提出一種頻帶擴(kuò)展編碼方法和解碼方法，能夠有效地提高編碼聲音信號(hào)的質(zhì)量。
頻帶擴(kuò)展編碼方法包括如下步驟A、將低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜；根據(jù)原始高頻時(shí)域信號(hào)獲得原始高頻激勵(lì)信號(hào)，并將原始高頻激勵(lì)信號(hào)作離散傅立葉變換DFT得到原始高頻激勵(lì)譜；根據(jù)原始高頻激勵(lì)譜對(duì)高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整，得到譜調(diào)整參數(shù)以及調(diào)整之后的高頻拷貝激勵(lì)譜；對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行逆離散傅立葉變換IDFT得到調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)；B、對(duì)所述調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并根據(jù)所述重建高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益與原始高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)；輸出包括步驟A所得調(diào)整參數(shù)以及所述時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)在內(nèi)的高頻參數(shù)。
所述低頻激勵(lì)譜為變換激勵(lì)編碼TCX模式生成的TCX幀的低頻激勵(lì)譜，或代數(shù)碼本激勵(lì)預(yù)測(cè)編碼ACELP模式形成ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)經(jīng)DFT變換得到的ACELP幀的低頻激勵(lì)譜。
較佳地，預(yù)設(shè)兩種高頻編碼模式，步驟A之前進(jìn)一步包括對(duì)預(yù)設(shè)的高頻編碼模式進(jìn)行判斷，若為模式1，則依次執(zhí)行步驟A和步驟B；若為模式2，則進(jìn)一步判斷低頻激勵(lì)譜的編碼模式，若為T(mén)CX模式，則依次執(zhí)行步驟A和步驟B，若為ACELP模式，則轉(zhuǎn)至步驟CC、對(duì)ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并根據(jù)所述重建高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益與原始高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)；將所述時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)作為高頻參數(shù)輸出，并結(jié)束本方法流程。
其中，步驟A所述根據(jù)原始高頻時(shí)域信號(hào)獲得原始高頻激勵(lì)信號(hào)包括A1、對(duì)一個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析，并根據(jù)得到的信號(hào)類型信息將所述一個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)劃分成一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀；A2、對(duì)所劃分的每一個(gè)預(yù)測(cè)幀進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，獲得每個(gè)預(yù)測(cè)幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)，然后再把各個(gè)預(yù)測(cè)幀組合生成一個(gè)超幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)。
步驟A1所述信號(hào)類型分析為判斷所述原始高頻時(shí)域信號(hào)的類型是緩變信號(hào)還是快變信號(hào)，若是快變信號(hào)則進(jìn)一步分析快變點(diǎn)發(fā)生的位置；所述信號(hào)類型信息包括信號(hào)類型；若信號(hào)類型為快變信號(hào)，則進(jìn)一步包括快變點(diǎn)發(fā)生的位置信息。
所述譜調(diào)整參數(shù)包括調(diào)性調(diào)整參數(shù)和頻域增益調(diào)整參數(shù)，步驟A所述調(diào)整包括A3、計(jì)算所述原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性，根據(jù)所得原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，得到調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜和調(diào)性調(diào)整參數(shù)；A4、根據(jù)所述原始高頻激勵(lì)譜，對(duì)所述調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行頻域增益調(diào)整，得到頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜和頻域增益調(diào)整參數(shù)。
步驟A3所述調(diào)性調(diào)整包括A31、將原始高頻激勵(lì)譜以及所述高頻拷貝激勵(lì)譜按照相同的劃分方式分別劃分為一個(gè)以上的頻段，并計(jì)算每個(gè)頻段的原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性Tref以及相應(yīng)頻段的高頻拷貝激勵(lì)譜的調(diào)性Test，判斷高頻拷貝激勵(lì)譜的調(diào)性Test與原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性Tref的大小，若Test＜Tref-T0，則執(zhí)行步驟A32；若Tref-T0≤Test≤Tref+T1，則調(diào)整類型設(shè)置為不進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，將調(diào)整類型作為調(diào)性調(diào)整參數(shù)并轉(zhuǎn)至步驟A4；若Test＞Tref+T1，則執(zhí)行步驟A33；其中T0、T1為預(yù)先設(shè)置的常數(shù)；
A32、調(diào)整類型設(shè)置為加弦調(diào)整，將p^=Tref-Test1+Test]]>和調(diào)整類型作為調(diào)性調(diào)整參數(shù)，用加弦能量ΔET=Eest·(Tref-Test)1+Test]]>對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行加弦調(diào)整并轉(zhuǎn)至步驟A4；A33、調(diào)整類型設(shè)置為加噪調(diào)整，將p^=Tref-TestTref·(1+Test)]]>和調(diào)整類型作為調(diào)性調(diào)整參數(shù)，用加噪能量ΔEN=Eest·(Test-Tref)Tref·(1+Test)]]>對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行加噪調(diào)整并轉(zhuǎn)至步驟A4。
步驟B所述對(duì)原始高頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)包括B1、對(duì)一個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析，并根據(jù)分析結(jié)果將一個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)劃分成一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀；B2、對(duì)所述每一個(gè)預(yù)測(cè)幀，得到該預(yù)測(cè)幀內(nèi)一組線譜頻率，并做矢量量化，將所得量化后的線譜頻率轉(zhuǎn)化為量化后的線性預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)，并由所得的這些系數(shù)構(gòu)成線性預(yù)測(cè)綜合濾波器；B3、將所述原始高頻激勵(lì)信號(hào)通過(guò)所述線性預(yù)測(cè)綜合濾波器的濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)。
步驟B所述提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)包括根據(jù)所述對(duì)原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析的分析結(jié)果，將所得的每個(gè)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的子幀；計(jì)算每個(gè)子幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)的能量平均值和該子幀對(duì)應(yīng)的原始高頻時(shí)域信號(hào)的能量平均值的比值，將所述比值的平方根作為調(diào)整該子幀時(shí)域增益的參數(shù)。
頻帶擴(kuò)展解碼方法包括如下步驟a、將低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜；b、讀取譜調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)譜調(diào)整參數(shù)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整；對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)；c、對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，得到調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，再對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到并輸出重建高頻時(shí)域信號(hào)。
所述低頻激勵(lì)譜為采用TCX解碼模式得到的TCX幀低頻激勵(lì)譜，或ACELP解碼模式得到的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到的ACELP幀低頻激勵(lì)譜。
較佳地，該方法還可以預(yù)設(shè)兩種高頻解碼模式，所述步驟a之前進(jìn)一步包括對(duì)預(yù)設(shè)的高頻解碼模式進(jìn)行判斷，若為模式1，則執(zhí)行步驟a；若為模式2，則進(jìn)一步判斷低頻解碼模式信息，若為T(mén)CX模式，則執(zhí)行步驟a；若為ACELP模式，則對(duì)來(lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并根據(jù)時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)所得重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，輸出所得調(diào)整后的重建高頻時(shí)域信號(hào)并結(jié)束本流程。
步驟b所述調(diào)整參數(shù)包括調(diào)性調(diào)整參數(shù)和頻域增益調(diào)整參數(shù)，所述調(diào)整包括調(diào)性調(diào)整和頻域增益調(diào)整。
所述調(diào)性調(diào)整參數(shù)包括調(diào)整類型和調(diào)整參數(shù) 則所述調(diào)性調(diào)整包括b1、將高頻拷貝激勵(lì)譜劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的頻帶，并分別計(jì)算每個(gè)頻帶的能量Eest；b2、對(duì)于每一個(gè)頻帶判斷調(diào)整類型，若調(diào)整類型為不調(diào)整，則對(duì)該頻帶不作處理；若調(diào)整類型為加弦處理，則在該頻帶的正中位置加弦，所加弦的能量為ΔET=Eest·P^,]]>并使所加弦的相位與前一幀對(duì)應(yīng)相位連續(xù)；若調(diào)整類型為加噪調(diào)整，則在該頻帶加隨機(jī)噪聲，加噪能量為ΔEN=Eest·P^;]]>處理完畢所有頻帶后則結(jié)束調(diào)性調(diào)整。
所述頻域增益調(diào)整包括b3、將高頻拷貝激勵(lì)譜劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的頻帶；
b4、對(duì)于任一個(gè)頻帶，用該頻帶對(duì)應(yīng)的增益調(diào)整參數(shù)乘以該頻帶內(nèi)的每根譜線，得到該頻帶的頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜，將所有頻帶組合起來(lái)即為頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜。
步驟c所述綜合濾波包括c1、讀取信號(hào)類型信息，并根據(jù)所讀取的信號(hào)類型信息將一個(gè)超幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)劃分成一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀；c2、對(duì)所述每一個(gè)預(yù)測(cè)幀，讀取量化后的線譜頻率構(gòu)成線性預(yù)測(cè)綜合濾波器；c3、由所述線性預(yù)測(cè)綜合濾波器對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)。
步驟c所述時(shí)域增益調(diào)整包括c4、將高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的子幀；c5、讀取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，將每個(gè)子幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)分別乘以相應(yīng)的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，得到時(shí)域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)。
頻帶擴(kuò)展解碼方法還可以采用如下替代方案a、將低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜；b、讀取調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)調(diào)整參數(shù)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整；對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)；c、對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，再對(duì)所得重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，得到并輸出時(shí)域增益調(diào)整后的重建高頻時(shí)域信號(hào)。
本發(fā)明的目的還在于，提出一種頻帶擴(kuò)展編碼裝置和解碼裝置，能夠有效地提高編碼聲音信號(hào)的質(zhì)量。
其中，頻帶擴(kuò)展編碼裝置位于擴(kuò)展的寬帶自適應(yīng)多速率AMR-WB+編碼器中，用于接收來(lái)自預(yù)處理與分析濾波器組的高頻時(shí)域信號(hào)以及來(lái)自低頻編碼器的低頻激勵(lì)譜，輸出高頻參數(shù)至比特流復(fù)用器。該裝置包括如下部分
譜參數(shù)編碼模塊，用于接收低頻激勵(lì)譜，將所接收的低頻激勵(lì)譜轉(zhuǎn)換為高頻拷貝激勵(lì)譜；根據(jù)來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊的原始高頻激勵(lì)信號(hào)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整，將調(diào)整參數(shù)輸出至比特流復(fù)用器，將調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜轉(zhuǎn)換為高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)并輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊；時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊，用于接收原始高頻時(shí)域信號(hào)，對(duì)所接收的高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，獲得每個(gè)預(yù)測(cè)幀的時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)和原始高頻激勵(lì)信號(hào)；將時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊；將所生成的原始高頻激勵(lì)信號(hào)輸出到譜參數(shù)編碼模塊；時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊，用于對(duì)所收到的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并將所得重建高頻時(shí)域信號(hào)輸出至?xí)r域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊；時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊，接收原始高頻時(shí)域信號(hào)以及來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊的重建高頻時(shí)域信號(hào)，將所接收的原始高頻時(shí)域信號(hào)與重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行比較得到時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，并將所述時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)輸出至比特流復(fù)用器。
所述譜參數(shù)編碼模塊進(jìn)一步包括譜拷貝器，用于接收來(lái)自低頻編碼器的低頻激勵(lì)譜，將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段得到高頻拷貝激勵(lì)譜，并將所得高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器以及頻域調(diào)整和參數(shù)提取器；DFT變換器，用于將所接收的原始高頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到原始高頻激勵(lì)譜，并將所得原始高頻激勵(lì)譜輸出至調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器以及頻域調(diào)整和參數(shù)提取器；調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器，用于根據(jù)來(lái)自DFT變換器的原始高頻激勵(lì)譜，對(duì)來(lái)自譜拷貝模塊的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，并將得到的調(diào)性調(diào)整的參數(shù)輸出到比特流復(fù)用器，調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器；頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器，根據(jù)來(lái)自DFT變換器的原始高頻激勵(lì)譜，對(duì)來(lái)自調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行頻域增益調(diào)整，并將頻域增益調(diào)整參數(shù)輸出至比特流復(fù)用器，頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至IDFT變換器；IDFT變換器，用于對(duì)來(lái)自頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到調(diào)整后的原始高頻激勵(lì)信號(hào)，并將所得原始高頻激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊。
較佳地，該裝置還可以進(jìn)一步包括信號(hào)類型分析模塊，用于接收原始高頻時(shí)域信號(hào)，對(duì)所接收的每個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析，判斷該超幀高頻時(shí)域信號(hào)是快變信號(hào)還是緩變信號(hào)，若是快變信號(hào)則進(jìn)一步分析快變點(diǎn)發(fā)生的位置，并將分析結(jié)果作為信號(hào)類型信息發(fā)送至?xí)r變預(yù)測(cè)分析模塊、時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊，以及時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊；所述分析結(jié)果包括信號(hào)類型，若信號(hào)類型為快變類型，則進(jìn)一步包括快變點(diǎn)發(fā)生的位置信息。
所述時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊進(jìn)一步包括線性預(yù)測(cè)分析器，用于接收原始高頻時(shí)域信號(hào)，并對(duì)所接收的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，將所得到的預(yù)測(cè)系數(shù)輸出至轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器，用于將來(lái)自線性預(yù)測(cè)分析器的預(yù)測(cè)系數(shù)轉(zhuǎn)換為線譜頻率，并將所得線譜頻率輸出至矢量量化器；矢量量化器，用于將所接收的線譜頻率進(jìn)行矢量量化得到矢量量化索引，將矢量量化索引輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊和比特流復(fù)用器；并根據(jù)所得矢量量化索引得到量化后的線譜頻率，將所得量化后的線譜頻率輸出至逆轉(zhuǎn)換器；逆轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所接收的量化后的線譜頻率得到量化后的預(yù)測(cè)系數(shù)，并根據(jù)預(yù)測(cè)系數(shù)生成線性預(yù)測(cè)濾波器；線性預(yù)測(cè)濾波器，用于接收原始高頻時(shí)域信號(hào)，并將所接收的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行濾波，將濾波后所得原始高頻激勵(lì)信號(hào)輸出至譜參數(shù)編碼模塊；
所述時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊進(jìn)一步包括逆矢量量化器，用于將所接收的線譜頻率矢量量化索引進(jìn)行解量化得到量化的線譜頻率，并將所得量化的線譜頻率輸出至轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器，用于將量化的線譜頻率轉(zhuǎn)換為量化后的線性預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)，并將所述量化后的線性預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)構(gòu)成線性預(yù)測(cè)綜合濾波器；線性預(yù)測(cè)綜合濾波器，用于接收來(lái)自譜參數(shù)編碼模塊的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，并對(duì)所接收的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行濾波得到重建的高頻時(shí)域信號(hào)，將所得高頻時(shí)域信號(hào)輸出至?xí)r域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊。
所述時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊進(jìn)一步包括子幀劃分模塊，用于根據(jù)來(lái)自信號(hào)類型分析模塊的信號(hào)類型信息，將來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊的每個(gè)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上子幀，并將所述各個(gè)子幀發(fā)送至參數(shù)提取模塊；參數(shù)提取模塊，用于接收每一個(gè)子幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)，計(jì)算其時(shí)域增益，并計(jì)算所接收的原始高頻時(shí)域信號(hào)對(duì)應(yīng)子幀的時(shí)域增益，將所述兩種時(shí)域增益進(jìn)行比較，提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，并將該參數(shù)輸出到比特流復(fù)用器。
該裝置還可以進(jìn)一步包括DFT變換模塊，用于接收來(lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)，并對(duì)所接收的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到低頻激勵(lì)譜，并將所得低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)編碼模塊。
較佳地，該裝置進(jìn)一步包括高頻編碼模式選擇模塊，用于接收來(lái)自低頻編碼器的低頻編碼模式信息，以及低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)或低頻激勵(lì)譜，根據(jù)預(yù)設(shè)的高頻編碼模式進(jìn)行處理若預(yù)設(shè)的高頻編碼模式為模式1，則將來(lái)自低頻編碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)編碼模塊，或者將來(lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到低頻激勵(lì)譜輸出到譜參數(shù)編碼模塊；若預(yù)設(shè)的高頻編碼模式為模式2，則將來(lái)自低頻編碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)編碼模塊，或者將來(lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊。
頻帶擴(kuò)展解碼裝置位于AMR-WB+解碼器中，用于接收來(lái)自比特流解復(fù)用器的的高頻參數(shù)以及來(lái)自低頻解碼器的低頻激勵(lì)譜，輸出重建高頻時(shí)域信號(hào)至綜合濾波器組和后處理模塊。該裝置包括如下部分譜參數(shù)解碼模塊，用于將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜，同時(shí)根據(jù)從解比特流復(fù)用器得到的譜調(diào)整參數(shù)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT轉(zhuǎn)換為高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)并輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊；時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊，用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器中得到的時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)的矢量量化索引構(gòu)成時(shí)變預(yù)測(cè)綜合濾波器，對(duì)來(lái)自譜參數(shù)解碼模塊的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并將所述重建高頻時(shí)域信號(hào)輸出到自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊；自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊，用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器得到的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊的重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整，將時(shí)域增益調(diào)整后的重建高頻時(shí)域信號(hào)輸出至AMR-WB+解碼器中的綜合濾波器組和后處理器。
所述譜參數(shù)解碼模塊進(jìn)一步包括譜拷貝器，用于將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段得到高頻拷貝激勵(lì)譜，將所得高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至調(diào)性調(diào)整器；調(diào)性調(diào)整器，用于從解比特流復(fù)用器中獲得調(diào)性調(diào)整的調(diào)整類型和調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)調(diào)整類型和調(diào)整參數(shù)對(duì)來(lái)自譜拷貝模塊高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，將調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至頻域增益調(diào)整器；頻域增益調(diào)整器，用于從解比特流復(fù)用器獲得頻域增益調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)所述頻域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)來(lái)自調(diào)性調(diào)整模塊高頻拷激勵(lì)貝譜進(jìn)行頻域增益調(diào)整，將頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出到IDFT變換器；IDFT變換器，用于將來(lái)自頻域增益調(diào)整器高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，并將所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊。
較佳地，該裝置進(jìn)一步包括高頻解碼模式選擇模塊，用于接收來(lái)自低頻解碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜或ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的高頻解碼模式進(jìn)行處理若預(yù)設(shè)的高頻解碼模式為模式1，則將所述TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)解碼模塊，或者將所述ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到ACELP幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)解碼模塊；若預(yù)設(shè)的高頻解碼模式為模式2，則將所述TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)解碼模塊，或者將所述ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻激勵(lì)信號(hào)并輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊。
所述頻帶擴(kuò)展解碼裝置的各個(gè)組成部分還可以采用如下替代方案譜參數(shù)解碼模塊，用于將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜，同時(shí)根據(jù)從解比特流復(fù)用器得到的譜調(diào)整參數(shù)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT轉(zhuǎn)換為高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)并輸出到自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊；自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊，用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器得到的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，對(duì)來(lái)自譜參數(shù)解碼模塊的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，將時(shí)域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊；時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊，用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器中得到的時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)的矢量量化索引構(gòu)成時(shí)變預(yù)測(cè)綜合濾波器，對(duì)來(lái)自自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并將所述重建高頻時(shí)域信號(hào)輸出至AMR-WB+解碼器中的綜合濾波器組和后處理器。
從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的頻帶擴(kuò)展編解碼方案中，除了保留原有的對(duì)高頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整之外，還增加了對(duì)高頻激勵(lì)信號(hào)的調(diào)性和頻域增益調(diào)整，因此，本發(fā)明方案可以更加有效地對(duì)高頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行頻譜結(jié)構(gòu)調(diào)整，使解碼后的聲音信號(hào)的音調(diào)、音色的頻譜包絡(luò)形狀更加接近編碼前的真實(shí)聲音，大大降低聲音失真，提高編碼聲音信號(hào)的質(zhì)量。


圖1為AMR WB+編碼器結(jié)構(gòu)框圖；圖2為AMR WB+解碼器結(jié)構(gòu)框圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)AMR WB+編碼器的高頻編碼器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)AMR WB+解碼器的高頻解碼器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例一的高頻編碼器結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例一的高頻編碼器的譜參數(shù)編碼模塊503的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為高頻參數(shù)編碼-頻譜映射示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例一的高頻編碼器的時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例一的高頻編碼器的時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例一實(shí)現(xiàn)頻帶擴(kuò)展編碼的處理流程圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例二的高頻編碼器結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例三的高頻解碼器結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明實(shí)施例三的高頻解碼器的譜參數(shù)解碼模塊1202的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為本發(fā)明實(shí)施例三實(shí)現(xiàn)頻帶擴(kuò)展解碼的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述。
實(shí)施例一第一類頻帶擴(kuò)展編碼裝置。
本實(shí)施例的頻帶擴(kuò)展編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。本發(fā)明的頻帶擴(kuò)展編碼方法包括時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501、信號(hào)類型分析模塊502、譜參數(shù)編碼模塊503、時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504和時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊505。
時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501，用于接收預(yù)處理及分析濾波器組101輸出的原始高頻時(shí)域信號(hào)，并根據(jù)來(lái)自信號(hào)類型分析模塊502的分析結(jié)果，將所接收的原始高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀，預(yù)測(cè)幀為一組時(shí)域信號(hào)樣本，是線性預(yù)測(cè)分析的單位；所述預(yù)測(cè)幀與低頻編碼中的TCX幀或ACELP幀不一定相同；該模塊還用于對(duì)每個(gè)預(yù)測(cè)幀進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，獲得每個(gè)預(yù)測(cè)幀的時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)和原始高頻激勵(lì)信號(hào)，原始高頻激勵(lì)信號(hào)有時(shí)也被稱為高頻殘差信號(hào)；將時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)變換為線譜頻率(Linear Spectrum Frequency，LSF)系數(shù)并矢量量化后，將LSF系數(shù)矢量量化索引輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504以及比特流復(fù)用器506；并將所有預(yù)測(cè)幀組合生成一個(gè)超幀(Super-Frame)，并將所生成的一個(gè)超幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)輸出到譜參數(shù)編碼模塊503。
信號(hào)類型分析模塊502，用于接收原始高頻時(shí)域信號(hào)，對(duì)所接收的每個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析，判斷該超幀原始高頻時(shí)域信號(hào)是快變信號(hào)還是緩變信號(hào)，若是快變信號(hào)則進(jìn)一步分析快變點(diǎn)發(fā)生的位置，并將分析結(jié)果作為信號(hào)類型信息發(fā)送至?xí)r變預(yù)測(cè)分析模塊501、時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504、時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊505以及比特流復(fù)用器506；所述分析結(jié)果包括信號(hào)類型，若信號(hào)類型為快變類型，則進(jìn)一步包括快變點(diǎn)發(fā)生的位置信息。由信號(hào)類型分析模塊502指向比特流復(fù)用器506的，用于表示信號(hào)類型信息傳遞方向的箭頭并未在圖5中標(biāo)出。
譜參數(shù)編碼模塊503，用于將所接收的TCX/ACELP幀的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜；同時(shí)將從時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501得到的一個(gè)超幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)中，與所述TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜對(duì)應(yīng)的部分作離散傅立葉變換(Discrete Fourier Transform，DFT)得到原始高頻激勵(lì)譜，然后根據(jù)所得原始高頻激勵(lì)譜對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行譜調(diào)整，譜調(diào)整包括調(diào)性調(diào)整和增益調(diào)整；最后將譜調(diào)整參數(shù)輸出到比特流復(fù)用器506，并將譜調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜作逆離散傅立葉變換(IDFT)，得到譜調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504。
譜參數(shù)編碼模塊503的具體結(jié)構(gòu)如圖6所示，進(jìn)一步包括譜拷貝器503a，用于接收來(lái)自低頻編碼器的低頻激勵(lì)譜，將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段生成高頻拷貝激勵(lì)譜，并將所述高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取模塊503b。
其中，若低頻編碼器采用TCX模式，則低頻編碼器輸出的TCX幀的低頻激勵(lì)譜可直接輸入譜拷貝器503a；若低頻編碼器采用ACELP模式，則低頻編碼器輸出ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)，因此需要在低頻編碼器和譜參數(shù)編碼模塊503之間增加一個(gè)DFT變換模塊，用于對(duì)ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換，生成ACELP幀的低頻激勵(lì)譜并輸出至譜拷貝器503a。
DFT變換器503c，用于按照低頻編碼器中的編碼模式(mode)將由所述的時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501輸出的一個(gè)超幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)劃分為一個(gè)或多個(gè)變換幀，每個(gè)變換幀為一組原始高頻激勵(lì)信號(hào)樣本，是DFT變換的單位，變換幀的劃分與TCX幀/ACELP幀相同；并將每個(gè)變換幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)作DFT獲得該變換幀的頻譜，以下稱為原始高頻激勵(lì)譜，并將所得原始高頻激勵(lì)譜輸出至調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器503b以及頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器505；調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器503b，用于根據(jù)DFT變換器503c輸出的變換幀的原始高頻激勵(lì)譜，對(duì)所述的譜拷貝器503a輸出的對(duì)應(yīng)TCX幀/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，并將得到的調(diào)性調(diào)整的參數(shù)輸出到比特流復(fù)用器506，調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器503d；頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器503d，根據(jù)來(lái)自DFT變換器503c的變換幀的原始高頻激勵(lì)譜，對(duì)來(lái)自調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器503b的對(duì)應(yīng)TCX幀/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行頻域增益調(diào)整，并將頻域增益調(diào)整參數(shù)輸出至比特流復(fù)用器506，頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至IDFT變換器503e；IDFT變換器503e，用于對(duì)來(lái)自頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取模塊503d的TCX幀/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到調(diào)整后的TCX幀/ACELP幀高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，并將每個(gè)TCX幀/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)重新組合成一個(gè)超幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，最后該信號(hào)輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504。
時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504，根據(jù)來(lái)自信號(hào)類型分析模塊502分析結(jié)果，將來(lái)自譜參數(shù)編碼模塊503的一個(gè)超幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)重新劃分為一個(gè)或多個(gè)預(yù)測(cè)幀，預(yù)測(cè)幀的劃分與時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501相同；再根據(jù)來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501的LSF系數(shù)的矢量量化索引獲得時(shí)變預(yù)測(cè)綜合濾波器，并對(duì)每個(gè)預(yù)測(cè)幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，該信號(hào)輸出至?xí)r域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊505；時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊505，根據(jù)來(lái)自信號(hào)類型分析模塊502的信號(hào)類型和快變點(diǎn)發(fā)生的位置信息，將來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504的每個(gè)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上子幀，每個(gè)子幀為一組重建高頻時(shí)域信號(hào)樣本，是時(shí)域增益調(diào)整的單位；并根據(jù)每個(gè)子幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益和該子幀對(duì)應(yīng)的原始高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，并將該參數(shù)輸出到比特流復(fù)用器506。所述時(shí)域增益指子幀內(nèi)信號(hào)能量的平均值。
比特流復(fù)用器506可采用現(xiàn)有AMR WB+編碼器的比特流復(fù)用器。
下面對(duì)頻帶擴(kuò)展編碼裝置的組成模塊及其內(nèi)部各組成部分的功能及其實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501根據(jù)信號(hào)類型分析模塊的分析結(jié)果，將一個(gè)超幀的高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或幾個(gè)預(yù)測(cè)幀的方法為如果信號(hào)類型為緩變信號(hào)，一個(gè)超幀只劃分一個(gè)預(yù)測(cè)幀；如果信號(hào)類型為快變信號(hào)，根據(jù)快變點(diǎn)發(fā)生的位置，快變點(diǎn)之前的若干個(gè)256采樣點(diǎn)幀劃分為一個(gè)預(yù)測(cè)幀，包括快點(diǎn)256采樣點(diǎn)幀劃分為一個(gè)預(yù)測(cè)幀，快變點(diǎn)發(fā)生后的若干個(gè)256采樣點(diǎn)幀劃分為一個(gè)預(yù)測(cè)幀。
時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)預(yù)測(cè)幀的高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析的結(jié)構(gòu)如圖8所示，包括線性預(yù)測(cè)分析器501a、轉(zhuǎn)換器501b、矢量量化器501c、線性預(yù)測(cè)濾波器50ld、以及逆轉(zhuǎn)換器501e。首先由線性預(yù)測(cè)分析器501a對(duì)輸入的原始高頻時(shí)域信號(hào)y(n)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，求出預(yù)測(cè)系數(shù)A(z)，然后由轉(zhuǎn)換器50lb將A(z)轉(zhuǎn)換成線譜頻率(LSF)，再將LSF參數(shù)送入矢量量化器501c中進(jìn)行矢量量化并得到矢量量化的索引Index，根據(jù)Index得到量化后的線譜頻率 ，將得到的 經(jīng)過(guò)逆轉(zhuǎn)換器501e求出量化后的預(yù)測(cè)系數(shù)，最后用量化后的預(yù)測(cè)系數(shù)生成線性預(yù)測(cè)濾波器 。由線性預(yù)測(cè)濾波器501d對(duì)原始高頻時(shí)域信號(hào)y(n)進(jìn)行濾波，得到原始高頻激勵(lì)信號(hào)e(n)。最后將每個(gè)預(yù)測(cè)幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)重新組合成一個(gè)超幀，輸出到DFT變換器503c，將量化索引輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504，量化索引做為輔助參數(shù)輸出到比特流復(fù)用器506。由時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊505指向比特流復(fù)用器506的用于表示Index的箭頭并未在圖5中標(biāo)出。
信號(hào)類型分析模塊502對(duì)信號(hào)類型分析有許多種方法，例如，通過(guò)信號(hào)感知熵判斷信號(hào)類型，通過(guò)計(jì)算信號(hào)子幀的能量判斷信號(hào)類型等。本發(fā)明具體實(shí)施例對(duì)通過(guò)計(jì)算信號(hào)子幀能量判斷信號(hào)類型的方法進(jìn)行說(shuō)明。
步驟a、將原始高頻時(shí)域信號(hào)分成若干個(gè)子幀yi(n)，i為自幀的序號(hào)；本方法中，該子幀為256采樣點(diǎn)幀(256-sample frame)；并分別計(jì)算每個(gè)子幀的能量Ei；步驟b、計(jì)算當(dāng)前子幀與前一子幀的能量比，并判斷能量比是否大于預(yù)先得到的閾值Te，若是，則該超幀信號(hào)類型為快變信號(hào)；若所有子幀與前一幀的能量比均小于Te，則該超幀信號(hào)類型為緩變信號(hào)。對(duì)于快變信號(hào)，將能量最大的子幀設(shè)為快變點(diǎn)發(fā)生的位置。
在該方法中，閾值Te可采用一些信號(hào)處理中的常用方法獲得，如統(tǒng)計(jì)已編碼信號(hào)能量的平均比值，并乘以某個(gè)設(shè)定常數(shù)得到Te。當(dāng)信號(hào)類型為緩變信號(hào)時(shí)，信號(hào)類型分析的結(jié)果只包含信號(hào)類型；當(dāng)信號(hào)類型為快變信號(hào)時(shí)，信號(hào)類型分析結(jié)果包含信號(hào)類型和快變點(diǎn)位置。
譜參數(shù)編碼模塊503中包括譜拷貝器503a、調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器503b、DFT變換器503c、頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器503d和IDFT變換器503e。
在低頻編碼器采用TCX編碼模式時(shí)，譜參數(shù)編碼模塊503中的譜拷貝器503a直接接收來(lái)自低頻編碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜；若低頻編碼器采用ACELP模式，則低頻編碼器輸出ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)，因此需要在低頻編碼器和譜參數(shù)編碼模塊503之間增加一個(gè)DFT變換模塊，用于對(duì)ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換，生成ACELP幀的低頻激勵(lì)譜并輸出至譜拷貝器503a。譜拷貝器503a將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，可采用的拷貝方法包括折疊拷貝、線性拷貝、倍頻拷貝等。本發(fā)明具體實(shí)施例對(duì)線性拷貝方法進(jìn)行說(shuō)明。假設(shè)原始信號(hào)的低頻頻譜的范圍為
，其中Fs是經(jīng)AMR WB+編碼器的重采樣模塊所獲得信號(hào)的采樣頻率，高頻頻譜的范圍為[Fs/4，F(xiàn)s/2]，如圖7中的a)所示，則通過(guò)線性拷貝得到的頻譜如圖7中的b)所示。這里僅為對(duì)拷貝方法的一個(gè)舉例，并未對(duì)本發(fā)明方案所采用的拷貝方法進(jìn)行限定?？截惡蟮玫降母哳l拷貝激勵(lì)譜輸出到調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器503b。
DFT變換器503c按照低頻編碼器中的編碼模式(mode)，將由時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501輸出的一個(gè)超幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)按照低頻TCX幀/ACELP幀的劃分相同的方式對(duì)應(yīng)劃分為一個(gè)或多個(gè)變換幀，并將每個(gè)變換幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)作DFT變換，獲得原始高頻激勵(lì)譜，原始高頻激勵(lì)譜輸出到調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器503b和頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器503d；調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器503b首先分別計(jì)算DFT變換器503c輸出的原始高頻激勵(lì)譜和譜拷貝器503a輸出的高頻拷貝激勵(lì)譜的調(diào)性，然后根據(jù)原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性來(lái)調(diào)整高頻拷貝激勵(lì)譜?？刹捎玫恼{(diào)性計(jì)算方法包括但不限于在時(shí)域通過(guò)線性預(yù)測(cè)的方法、譜平坦度的方法和MPEG中心理聲學(xué)模型2利用不可預(yù)測(cè)度得到調(diào)性的方法。本發(fā)明具體實(shí)施例采用了MPEG中心理聲學(xué)模型2(以下簡(jiǎn)稱為模型2)利用不可預(yù)測(cè)度得到調(diào)性的方法。模型2的音調(diào)性是根據(jù)信號(hào)頻譜的幅值和相位，將信號(hào)頻譜分成若干頻段，每個(gè)頻段至少有一個(gè)譜線，計(jì)算譜線的“不可預(yù)測(cè)測(cè)度”獲得的。
設(shè)當(dāng)前幀信號(hào)的幅數(shù)譜為X[k]＝r[k]ejφ[k]，k＝1，...，K(1)其中r[k]為幅值，φ[k]為相位。根據(jù)公式(2)計(jì)算每個(gè)頻段的能量e[b]=Σk=klkhr2[k],---(2)]]>其中kl和kh為每個(gè)k頻段的上下邊界。
每個(gè)譜線的不可預(yù)測(cè)測(cè)度為當(dāng)前值和基于前兩幀的預(yù)測(cè)值的相對(duì)距離。設(shè)預(yù)測(cè)值的幅值和相位為rpred[k]＝rt-1[k]+(t-1[k]-rt-2[k])φpred[k]＝φt-1[k]+(φt-1[k]-φt-2[k])。(3)則不可預(yù)測(cè)測(cè)度c[k]定義為c[k]=disk(X[k],Xpred[k])r[k]+|rpred[k]|=|rejφ[k]-rpredejφpred[k]|r[k]+|rpred[k]|.---(4)]]>則頻段的不可預(yù)測(cè)度為該頻段的譜線能量乘以不可預(yù)測(cè)測(cè)度的總和，即c[b]=Σk=klkhc[k]r2[k],---(5)]]>定義歸一化分區(qū)不可預(yù)測(cè)度為cs[b]=c[b]e[b],---(6)]]>由歸一化不可預(yù)測(cè)度計(jì)算分區(qū)音調(diào)性有t[b]＝-0.299-0.43loge(cs[b])(7)并且限制0≤t[b]≤1，當(dāng)t[b]等于1時(shí)為純弦，當(dāng)t[b]等于0時(shí)為白噪聲。
本實(shí)施方法中，調(diào)性調(diào)整的方法如下所述設(shè)拷貝生成的高頻拷貝激勵(lì)譜的某頻段的調(diào)性為T(mén)est，能量為Eest，原始高頻激勵(lì)譜中對(duì)應(yīng)頻段的調(diào)性Tref。其中Test和Tref可以通過(guò)上述計(jì)算方法得到。對(duì)拷貝后的高頻譜的調(diào)性調(diào)整可以分以下幾種情況處理情況1，當(dāng)拷貝后的得到的高頻拷貝激勵(lì)譜中的某頻段的調(diào)性Test和原始高頻激勵(lì)譜中的對(duì)應(yīng)頻段的調(diào)性Tref大約相等時(shí)，即Tref-T0≤Test≤Tref+T1，調(diào)整類型為不調(diào)整，將調(diào)整類型編碼并輸出到比特流復(fù)用模塊；其中T0、T1為預(yù)先設(shè)置的常數(shù)。
情況2，當(dāng)拷貝后的得到的高頻拷貝激勵(lì)譜中的某頻段的調(diào)性Test和原始高頻激勵(lì)譜中的對(duì)應(yīng)頻段的調(diào)性Tref小一定的值T0時(shí)，即Test＜Tref-T0，則調(diào)整類型為加弦調(diào)整，加弦的位置為當(dāng)前頻段中央。具體需要加弦的能量ΔET計(jì)算如下Tref=Eest·Test1+Test+ΔETEest·11+Test=Eest·Test+ΔET·(1+Test)Eest---(8)]]>整理后得到ΔET=Eest·(Tref-Test)1+Test.]]>將p^=Tref-Test1+Test]]>作為調(diào)整參數(shù)進(jìn)行量化編碼，并同調(diào)整類型的編碼一起輸出到比特流復(fù)用模塊；情況3，當(dāng)拷貝后的得到的高頻拷貝激勵(lì)譜中的某頻段的調(diào)性Test比原始高頻激勵(lì)譜中的對(duì)應(yīng)頻段的調(diào)性Tref大一定的值T1時(shí)，即Test＞Tref+T1，則調(diào)整類型為加噪調(diào)整。具體需要加噪的能量ΔEN計(jì)算如下1Tref=Eest·11+Test+ΔENEest·Test1+Test=Eest+ΔEN·(1+Test)Eest·Test---(9)]]>整理后得到ΔEN=Eest·(Test-Tref)Tref·(1+Test).]]>將p^=Tref-TestTref·(1+Test)]]>作為調(diào)整參數(shù)進(jìn)行量化編碼，并同調(diào)整類型一起輸出到比特流復(fù)用器506編碼。
頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器503d根據(jù)DFT變換器503c輸出的一個(gè)變換幀的原始高頻激勵(lì)譜對(duì)調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器503b輸出的對(duì)應(yīng)TCX幀的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行增益調(diào)整的具體方法可以為將原始高頻激勵(lì)譜和高頻拷貝激勵(lì)譜劃分為若干個(gè)頻帶，所述頻帶類似于MPEG AAC中的尺度因子帶(Scale Factor Band)，分別計(jì)算原始高頻激勵(lì)譜和高頻拷貝激勵(lì)譜中每個(gè)頻帶的能量，計(jì)算能量比的平方根作為增益調(diào)整參數(shù)p，并將高頻拷貝激勵(lì)譜該頻帶中的每根譜線均乘以該參數(shù)p，該參數(shù)經(jīng)標(biāo)量量化后輸出到比特流復(fù)用器506編碼，并將調(diào)整后的原始高頻激勵(lì)譜輸出到IDFT變換器503e；所述標(biāo)量量化的精度可取為0.5dB。
IDFT變換器503e，用于對(duì)來(lái)自頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取模塊503d的TCX幀/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到調(diào)整后的TCX幀/ACELP幀高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，并將每個(gè)TCX幀/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)重新組合成一個(gè)超幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，最后該信號(hào)輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504。
時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504首先根據(jù)信號(hào)類型分析模塊502的分析結(jié)果將來(lái)自IDFT變換器503e的一個(gè)超幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)劃分為一個(gè)或幾個(gè)預(yù)測(cè)幀，預(yù)測(cè)幀的劃分方法與時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊501中所用的幀劃分方法相同；然后對(duì)每個(gè)預(yù)測(cè)幀進(jìn)行預(yù)測(cè)綜合。時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504的結(jié)構(gòu)如圖9所示，包括逆矢量量化器504a、轉(zhuǎn)換器504b和線性預(yù)測(cè)綜合濾波器504c。首先逆矢量量化器504a由線譜頻率的矢量量化索引index解出量化后的線譜頻率 然后通過(guò)轉(zhuǎn)換器504b將 轉(zhuǎn)化為量化后的線性預(yù)測(cè)濾波器系數(shù) 并由這些系數(shù)構(gòu)成線性預(yù)測(cè)綜合濾波器 最后將從IDFT變換器503e輸出的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)通過(guò)線性預(yù)測(cè)綜合濾波器504c得到重建的高頻時(shí)域信號(hào)。該信號(hào)輸出到時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊505。
時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊505根據(jù)來(lái)自信號(hào)類型分析模塊502的信號(hào)類型和快變點(diǎn)發(fā)生的位置信息，將來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504的每個(gè)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或若干個(gè)子幀。所述子幀的劃分方法如下若該256點(diǎn)采樣點(diǎn)幀為快變點(diǎn)發(fā)生點(diǎn)，則將該256點(diǎn)采樣點(diǎn)幀劃分為4個(gè)子幀；否則，將該256點(diǎn)采樣點(diǎn)幀劃分為一個(gè)子幀。根據(jù)每個(gè)子幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益和該子幀對(duì)應(yīng)的原始高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益提取調(diào)整該子幀時(shí)域增益的參數(shù)；所述時(shí)域增益指子幀內(nèi)信號(hào)能量的平均值。本發(fā)明具體實(shí)施例中，調(diào)整時(shí)域增益參數(shù)的計(jì)算方法為首先計(jì)算子幀的時(shí)域增益，然后計(jì)算原始高頻時(shí)域信號(hào)同重建高頻時(shí)域信號(hào)的增益比值的平方根，該平方根作為時(shí)域增益調(diào)整的參數(shù)，并將該參數(shù)經(jīng)標(biāo)量量化輸出到比特流復(fù)用器編碼。所述標(biāo)量量化的精度可取為3dB。
由本實(shí)施例頻帶擴(kuò)展編碼裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行編碼處理的流程如圖10所示，包括如下步驟步驟1001將來(lái)自低頻編碼器的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜；對(duì)原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析，獲得信號(hào)類型信息。
若低頻編碼器采用TCX模式，則所述低頻激勵(lì)譜為低頻編碼器輸出的TCX幀的低頻激勵(lì)譜；若低頻編碼器采用ACELP模式，則所述低頻激勵(lì)譜為低頻編碼器輸出ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)經(jīng)過(guò)DFT變換，生成的ACELP幀的低頻激勵(lì)譜。
所述信號(hào)類型分析為判斷所述原始高頻時(shí)域信號(hào)的類型是緩變信號(hào)還是快變信號(hào)，若是快變信號(hào)則進(jìn)一步分析快變點(diǎn)發(fā)生的位置；所述信號(hào)類型信息包括信號(hào)類型；若信號(hào)類型為快變信號(hào)，則進(jìn)一步包括快變點(diǎn)發(fā)生的位置信息。
步驟1002根據(jù)原始高頻時(shí)域信號(hào)及其信號(hào)類型信息獲得原始高頻時(shí)域信號(hào)的線譜頻率矢量量化索引以及原始高頻激勵(lì)信號(hào)，并將原始高頻激勵(lì)信號(hào)作離散傅立葉變換DFT得到原始高頻激勵(lì)譜。
其中，根據(jù)原始高頻時(shí)域信號(hào)及其信號(hào)類型信息獲得原始高頻時(shí)域信號(hào)的線譜頻率矢量量化索引以及原始高頻激勵(lì)信號(hào)包括
步驟1002a根據(jù)信號(hào)類型信息，將所述一個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)劃分成一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀；步驟1002b對(duì)預(yù)測(cè)幀的高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，求出預(yù)測(cè)系數(shù)；步驟1002c將預(yù)測(cè)系數(shù)轉(zhuǎn)換成線譜頻率，在將線譜頻率進(jìn)行矢量量化得到量化后的線譜頻率以及矢量量化索引；步驟1002d根據(jù)量化后的線譜頻率求出量化后的預(yù)測(cè)系數(shù)，并用量化后的預(yù)測(cè)系數(shù)生成線性預(yù)測(cè)濾波器；步驟1002e由線性預(yù)測(cè)濾波器對(duì)原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行濾波，得到原始高頻激勵(lì)信號(hào)；步驟1002f把各個(gè)預(yù)測(cè)幀組合生成一個(gè)超幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)。
步驟1003根據(jù)原始高頻激勵(lì)譜對(duì)高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整，得到譜調(diào)整參數(shù)以及譜調(diào)整之后的高頻拷貝激勵(lì)譜；所述調(diào)整包括調(diào)性調(diào)整和頻域增益調(diào)整。
其中，調(diào)性調(diào)整包括步驟1003a、將原始高頻激勵(lì)譜以及所述高頻拷貝激勵(lì)譜按照相同的劃分方式分別劃分為一個(gè)以上的頻段，并計(jì)算每個(gè)頻段的原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性Tref以及相應(yīng)頻段的高頻拷貝激勵(lì)譜的調(diào)性Test，判斷高頻拷貝激勵(lì)譜的調(diào)性Test與原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性Tref的大小，若Test＜Tref-T0，則執(zhí)行步驟A32；若Tref-T0≤Test≤Tref+T1，則調(diào)整類型設(shè)置為不進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，將調(diào)整類型作為調(diào)性調(diào)整參數(shù)并轉(zhuǎn)至頻域增益調(diào)整；若Test＞Tref+T1，則執(zhí)行步驟A33；其中T0、T1為預(yù)先設(shè)置的常數(shù)；1003b、調(diào)整類型設(shè)置為加弦調(diào)整，將p^=Tref-Test1+Test]]>和調(diào)整類型作為調(diào)性調(diào)整參數(shù)，用加弦能量ΔET=Eest·(Tref-Test)1+Test]]>對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行加弦調(diào)整并轉(zhuǎn)至頻域增益調(diào)整；
1003c、調(diào)整類型設(shè)置為加噪調(diào)整，將p^=Tref-TestTref·(1+Test)]]>和調(diào)整類型作為調(diào)性調(diào)整參數(shù)，用加噪能量ΔEN=Eest·(Test-Tref)Tref·(1+Test)]]>對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行加噪調(diào)整并轉(zhuǎn)至頻域增益調(diào)整。
所述頻域增益調(diào)整包括1003d、將所述原始高頻激勵(lì)譜和高頻拷貝激勵(lì)譜按照相同的方式分別劃分成一個(gè)以上的頻帶，并分別計(jì)算原始高頻激勵(lì)譜和高頻拷貝激勵(lì)譜中每個(gè)頻帶的能量；1003e、對(duì)于任意一個(gè)頻帶，計(jì)算該頻帶原始高頻激勵(lì)譜和高頻拷貝激勵(lì)譜能量之比的平方根，將所述能量比平方根作為該頻帶的頻域增益調(diào)整參數(shù)；1003f、對(duì)于高頻拷貝激勵(lì)譜的每一個(gè)頻帶，將該頻帶內(nèi)的每根譜線分別乘以與該頻帶對(duì)應(yīng)的頻域增益調(diào)整參數(shù)，得到頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜；并將各個(gè)頻帶的頻域增益調(diào)整參數(shù)的集合作為頻域增益調(diào)整參數(shù)。
步驟1004對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)。
步驟1005根據(jù)信號(hào)類型信息，對(duì)所述調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)；本步驟具體包括步驟1005a根據(jù)信號(hào)類型信息將一個(gè)超幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)劃分成一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀；步驟1005b對(duì)所述每一個(gè)預(yù)測(cè)幀，得到該預(yù)測(cè)幀內(nèi)一組線譜頻率的矢量量化索引，并作逆矢量量化得到矢量量化的線譜頻率，并將所述線譜頻率轉(zhuǎn)化為矢量量化后的線性預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)，并由所得的這些系數(shù)構(gòu)成線性預(yù)測(cè)綜合濾波器；步驟1005c將所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)通過(guò)所述線性預(yù)測(cè)綜合濾波器的濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)。
步驟1006根據(jù)信號(hào)類型信息，以及所述重建高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益與原始高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)。具體做法為根據(jù)所述信號(hào)類型信息，將所得的每個(gè)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的子幀；計(jì)算每個(gè)子幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)的能量平均值和該子幀對(duì)應(yīng)的原始高頻時(shí)域信號(hào)的能量平均值的比值，將所述比值的平方根作為調(diào)整該子幀時(shí)域增益的參數(shù)。
步驟1007輸出包括步驟1001獲得的信號(hào)類型信息、步驟1002獲得的線譜頻率矢量量化索引、步驟1003所得譜調(diào)整參數(shù)以及所述時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)在內(nèi)的高頻參數(shù)。
實(shí)施例二第二類頻帶擴(kuò)展編碼裝置。
本實(shí)施例的頻帶擴(kuò)展編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖11所示，與圖5比較，增加了編碼模式選擇模塊507，而其他各個(gè)模塊與圖5中的同名模塊完全相同。所述編碼模式選擇模塊507用于接收來(lái)自低頻編碼器的低頻編碼模式信息和低頻激勵(lì)信號(hào)或譜，根據(jù)預(yù)設(shè)的高頻編碼模式進(jìn)行處理，預(yù)設(shè)的高頻編碼模式分為模式1和模式2，其中模式1對(duì)于低頻編碼器輸出的TCX幀低頻激勵(lì)譜或ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)都即進(jìn)行頻域調(diào)整也進(jìn)行時(shí)域調(diào)整；而模式2對(duì)TCX幀低頻激勵(lì)譜進(jìn)行頻域調(diào)整和時(shí)域調(diào)整，對(duì)ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)僅進(jìn)行時(shí)域調(diào)整。具體處理過(guò)程如下若預(yù)設(shè)的高頻編碼模式為模式1，則將來(lái)自低頻編碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)編碼模塊503，和/或?qū)?lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到低頻激勵(lì)譜輸出到譜參數(shù)編碼模塊503；若預(yù)設(shè)的高頻編碼模式為模式2，則將來(lái)自低頻編碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)編碼模塊503，和/或?qū)?lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊504。
時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504的線性預(yù)測(cè)綜合濾波器504c對(duì)所收到的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波后，輸出重建高頻時(shí)域信號(hào)。
本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)流程可在圖10所示的實(shí)施例一流程的步驟1001之前增加模式選擇的步驟接收來(lái)自低頻編碼器的低頻編碼模式信息和低頻激勵(lì)信號(hào)或譜，根據(jù)預(yù)設(shè)的高頻編碼模式進(jìn)行處理若預(yù)設(shè)的高頻編碼模式為模式1，則根據(jù)低頻編碼模式信息進(jìn)行處理若為T(mén)CX模式，則直接執(zhí)行步驟1001及后續(xù)步驟；若為ACELP模式，則將ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換生成ACELP幀的低頻激勵(lì)譜，再執(zhí)行步驟1001及后續(xù)步驟；若預(yù)設(shè)的高頻編碼模式為模式2，則根據(jù)低頻編碼模式信息進(jìn)行處理若為T(mén)CX模式，則直接執(zhí)行步驟1001及后續(xù)步驟；若為ACELP模式，則將來(lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并執(zhí)行步驟1006及后續(xù)步驟。
實(shí)施例三第一類頻帶擴(kuò)展解碼裝置。
本實(shí)施例裝置為與實(shí)施例二的編碼裝置相對(duì)應(yīng)的解碼裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖12所示，包括高頻解碼模式選擇模塊1201、譜參數(shù)解碼模塊1202、自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203和時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊1204。
高頻解碼模式選擇模塊1201首先選擇高頻解碼模式，高頻解碼模式與實(shí)施例二的高頻編碼模式相對(duì)應(yīng)，包括模式1和模式2，選擇的方法與編碼端相同。當(dāng)選擇模式1時(shí)，將從TCX解碼器得到的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出到譜參數(shù)解碼模塊1202，或者將從ACELP解碼器得到的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)經(jīng)過(guò)DFT變換得到ACELP幀的低頻激勵(lì)譜，并將所得ACELP幀的低頻激勵(lì)譜輸出到譜參數(shù)解碼模塊1202；當(dāng)選擇模式2時(shí)，將從TCX解碼器得到的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出到譜參數(shù)解碼模塊1202，或者將從ACELP解碼器得到的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)直接輸出到自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203。
譜參數(shù)解碼模塊1202首先將從高頻解碼模式選擇模塊1201得到的TCX/ACELP幀低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到該TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜，同時(shí)根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205得到的譜調(diào)整參數(shù)(包括調(diào)性調(diào)整參數(shù)和增益調(diào)整參數(shù))對(duì)高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和IDFT變換，最后將所得調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)輸出到自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203；自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205得到的信號(hào)類型信息，將來(lái)自譜參數(shù)解碼模塊1202的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)劃分為一個(gè)或多個(gè)子幀；所述信號(hào)類型信息包括信號(hào)類型和快變信號(hào)時(shí)的快變點(diǎn)發(fā)生的位置，子幀的劃分方法與編碼端的時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊505中的劃分方法相同；若高頻解碼模式選擇模塊1201選擇模式1，則自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203還用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205得到的對(duì)應(yīng)子幀的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)每一個(gè)子幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，并將所得到的時(shí)域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊1204；若高頻解碼模式選擇模塊1201選擇模式2，則自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203還用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205得到的對(duì)應(yīng)TCX子幀的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)每一個(gè)TCX子幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，并將所得到的時(shí)域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊1204；或者將來(lái)自高頻解碼模式選擇模塊1201的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)劃分為一個(gè)或多個(gè)子幀(子幀的劃分方法與編碼端相同)，并根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205得到的對(duì)應(yīng)子幀的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)每一個(gè)子幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，并將所得到的時(shí)域增益調(diào)整后的低頻激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊1204；所述時(shí)域增益調(diào)整方法為首先從解比特流復(fù)用器1205中獲得的所要進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整的子幀的量化后的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，解量化該調(diào)整參數(shù)，并將該子幀內(nèi)的激勵(lì)信號(hào)均乘以解量化后的該調(diào)整參數(shù)。所得結(jié)果即為時(shí)域增益調(diào)整后的激勵(lì)信號(hào)。
時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊1204將來(lái)自自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203的一個(gè)或若干個(gè)TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)或/和低頻激勵(lì)信號(hào)根據(jù)其時(shí)間順序組合成一個(gè)超幀的時(shí)域激勵(lì)信號(hào)，并根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205得到的信號(hào)類型信息將該超幀時(shí)域激勵(lì)信號(hào)重新劃分為預(yù)測(cè)幀，預(yù)測(cè)幀的劃分方法與編碼端的時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504中的方法相同；再根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205中得到的線譜頻率矢量量化索引構(gòu)成每個(gè)預(yù)測(cè)幀的時(shí)變預(yù)測(cè)綜合濾波器，并對(duì)對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)幀的時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，綜合濾波的方法與編碼端的時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊504相同；并將所得對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)作為高頻解碼后的數(shù)據(jù)輸出到解碼器中的綜合濾波器組和后處理器(synthsis filter band and post processing)1206，綜合濾波器組和后處理器和AMR WB+解碼器的對(duì)應(yīng)部分相同。
譜參數(shù)解碼模塊1202的結(jié)構(gòu)如圖13所示，包括由譜拷貝器1202a、調(diào)性調(diào)整器1202b、頻域增益調(diào)整器1203c和IDFT變換器1202d。
其中，譜拷貝器1202a將從高頻解碼模式選擇模塊1201得到的TCX/ACELP幀的低頻激勵(lì)頻譜的特定頻段拷貝到高頻譜的特定頻段，得到該TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜，拷貝的規(guī)則同與編碼端譜拷貝器503a的規(guī)則相同；調(diào)性調(diào)整器1202b從解比特流復(fù)用器1205中獲得的調(diào)性調(diào)整的調(diào)整類型和調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)調(diào)整類型和調(diào)整參數(shù)對(duì)所述的譜拷貝器1202a輸出的TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)性調(diào)整；在本發(fā)明實(shí)施方法中，調(diào)性調(diào)整首先將信號(hào)頻譜劃分成頻帶，劃分方法與編碼端譜調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器503b所采用的方法相同；對(duì)于每個(gè)頻帶，計(jì)算能量Eest，根據(jù)調(diào)整類型信息進(jìn)行以下調(diào)整當(dāng)調(diào)整類型為不調(diào)整時(shí)，不做處理；當(dāng)調(diào)整類型為加弦處理時(shí)，解量化調(diào)整參數(shù)得到 在該頻帶的正中位置加弦，加弦的能量為ΔET=Eest·p^,]]>所加弦的相位與前一幀的相位保持連續(xù)；當(dāng)調(diào)整類型為加噪處理時(shí)，解量化調(diào)整參數(shù)得到 在該頻帶的加隨機(jī)噪聲，加噪的能量ΔEN=Eest·p^.]]>
將調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出到頻域增益調(diào)整器1202c；頻域增益調(diào)整器1202c用于從解比特流復(fù)用器1205中獲得頻域增益調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)所述參數(shù)對(duì)調(diào)性調(diào)整器1202b輸出的TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行頻域增益調(diào)整。本實(shí)施方法中，首先將TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜劃分為若干個(gè)頻帶，頻帶的劃分與編碼端的頻域增益調(diào)整與參數(shù)提取器503d中的劃分方法相同；然后對(duì)于每個(gè)頻帶，解量化從解比特流復(fù)用器1205中得到的該頻帶的調(diào)整參數(shù)，并將該頻帶內(nèi)的每根譜線均乘以解量化后的該參數(shù)，最后將頻域增益調(diào)整后的TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出到IDFT變換器1202d；IDFT變換器1202d將頻域增益調(diào)整器1202c輸出的TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，并將該信號(hào)輸出到自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203。
本實(shí)施例的頻帶擴(kuò)展解碼裝置實(shí)現(xiàn)頻帶擴(kuò)展解碼的處理流程如圖14所示，包括如下步驟步驟1401對(duì)預(yù)設(shè)的高頻解碼模式進(jìn)行判斷，若為模式1，則執(zhí)行步驟1403；若為模式2執(zhí)行步驟1402；步驟1402對(duì)低頻解碼模式進(jìn)行判斷，若為T(mén)CX模式，則執(zhí)行步驟1403，若為ACELP模式，則轉(zhuǎn)至步驟1408。
步驟1403將低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜。其中，若低頻解碼器采用TCX解碼模式，則將來(lái)自低頻解碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜；若低頻解碼器采用ACELP方式，則對(duì)來(lái)自低頻解碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)先進(jìn)行DFT變換得到ACELP幀的低頻激勵(lì)譜，再將所述ACELP幀的低頻激勵(lì)譜拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜。
步驟1404讀取調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)所述調(diào)整參數(shù)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整。
所述調(diào)整參數(shù)包括調(diào)性調(diào)整參數(shù)和頻域增益調(diào)整參數(shù)，所述調(diào)整包括調(diào)性調(diào)整和頻域增益調(diào)整。
所述調(diào)性調(diào)整參數(shù)包括調(diào)整類型和調(diào)整參數(shù) 則所述調(diào)性調(diào)整包括步驟1404a將高頻拷貝激勵(lì)譜劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的頻帶，并分別計(jì)算每個(gè)頻帶的能量Eest；步驟1404b對(duì)于每一個(gè)頻帶判斷調(diào)整類型，若調(diào)整類型為不調(diào)整，則對(duì)該頻帶不作處理；若調(diào)整類型為加弦處理，則在該頻帶的正中位置加弦，加弦能量為ΔET=Eest·P^,]]>所加弦的相位與前一幀相位連續(xù)；若調(diào)整類型為加噪調(diào)整，則在該頻帶加隨機(jī)噪聲，加噪能量為ΔEN=Eest·P^;]]>處理完畢所有頻帶后則結(jié)束調(diào)性調(diào)整。
所述頻域增益調(diào)整包括步驟1404c將高頻拷貝激勵(lì)譜劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的頻帶；步驟1404d對(duì)于任一個(gè)頻帶，用該頻帶對(duì)應(yīng)的增益調(diào)整參數(shù)乘以該頻帶內(nèi)的每根譜線，得到該頻帶的頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜，將所有頻帶組合起來(lái)即為頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜。
步驟1405對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)。
步驟1406根據(jù)對(duì)應(yīng)的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)所得高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，并輸出所得調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)。具體做法為先將高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的子幀；再讀取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，將每個(gè)子幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)分別乘以相應(yīng)的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，得到時(shí)域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)。
步驟1407對(duì)所得時(shí)域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并將所得重建高頻時(shí)域信號(hào)輸出至后續(xù)處理模塊。具體包括步驟1407a讀取信號(hào)類型信息，并根據(jù)所讀取的信號(hào)類型信息將一個(gè)超幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)劃分成一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀；步驟1407b對(duì)所述每一個(gè)預(yù)測(cè)幀，讀取量化后的線譜頻率構(gòu)成線性預(yù)測(cè)綜合濾波器；步驟1407c由所述線性預(yù)測(cè)綜合濾波器對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)；則實(shí)現(xiàn)頻帶擴(kuò)展解碼，并繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)處理步驟。
步驟1408根據(jù)對(duì)應(yīng)的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)ACELP解碼模式得到的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，并輸出所得時(shí)域增益調(diào)整后的低頻激勵(lì)信號(hào)；時(shí)域增益調(diào)整的方法與步驟1405所采用的調(diào)整方法相同。
步驟1409對(duì)所得時(shí)域增益調(diào)整后的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并將所得重建高頻時(shí)域信號(hào)；則實(shí)現(xiàn)頻帶擴(kuò)展解碼，并繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)處理步驟。綜合濾波的具體做法與步驟1406相同。
實(shí)施例四第二類頻帶擴(kuò)展解碼裝置。
本實(shí)施例作為實(shí)施例三所述頻帶擴(kuò)展解碼裝置的一種替換方案，可以不進(jìn)行高頻解碼模式選擇，而直接進(jìn)行時(shí)頻域高頻解碼，則裝置中可去掉高頻解碼模式選擇模塊1201。對(duì)于TCX低頻解碼器，則將來(lái)自低頻解碼器的TCX幀低頻時(shí)域激勵(lì)譜直接輸入譜參數(shù)解碼模塊1202；對(duì)于ACELP低頻解碼器，則需要增加在高頻解碼模式選擇模塊1201的位置上增加一個(gè)DFT模塊，用于將來(lái)自低頻解碼器的ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)先進(jìn)行DFT，轉(zhuǎn)換為ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)譜后再輸入譜參數(shù)解碼模塊1202。該替換方案解碼裝置與實(shí)施例一的編碼裝置相對(duì)應(yīng)。
圖14所述流程中去掉步驟1401、步驟1407和步驟1408，即為該替換方案的實(shí)施流程。
實(shí)施例五第三類頻帶擴(kuò)展解碼裝置。
本實(shí)施例的頻帶擴(kuò)展解碼裝置與圖12所示的實(shí)施例三的頻帶擴(kuò)展解碼裝置的不同之處在于，將自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203和時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊1204調(diào)換一下位置，而各個(gè)模塊的功能基本保持不變。本實(shí)施例裝置的各個(gè)模塊功能如下高頻解碼模式選擇模塊1201首先選擇高頻解碼模式，高頻解碼模式與實(shí)施例二的高頻編碼模式相對(duì)應(yīng)，包括模式1和模式2，選擇的方法與編碼端相同。當(dāng)選擇模式1時(shí)，將從TCX解碼器得到的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出到譜參數(shù)解碼模塊1202，或者將從ACELP解碼器得到的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)經(jīng)過(guò)DFT變換得到低頻激勵(lì)譜輸出到譜參數(shù)解碼模塊1202；當(dāng)選擇模式2時(shí)，將從TCX解碼器得到的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出到譜參數(shù)解碼模塊1202，或?qū)腁CELP解碼器得到的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)直接輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊1204；譜參數(shù)解碼模塊1202首先將從高頻解碼模式選擇模塊1201得到的TCX/ACELP幀低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到該TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)譜，同時(shí)根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205得到的譜調(diào)整參數(shù)(包括調(diào)性調(diào)整參數(shù)和增益調(diào)整參數(shù))對(duì)高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和IDFT變換，最后將調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊1204；時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊1204將從高頻解碼模式選擇模塊1201得到的一個(gè)或若干個(gè)ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)和/或從譜參數(shù)解碼模塊1202得到的一個(gè)或若干個(gè)TCX/ACELP幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)根據(jù)其時(shí)間順序組綜合一超幀的時(shí)域激勵(lì)信號(hào)，并根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205得到的信號(hào)類型信息將該超幀時(shí)域激勵(lì)信號(hào)重新劃分為預(yù)測(cè)幀(預(yù)測(cè)幀的劃分方法與編碼端相同)，再根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205中得到的線譜頻率矢量量化索引構(gòu)成每個(gè)預(yù)測(cè)幀的時(shí)變預(yù)測(cè)綜合濾波器，并對(duì)對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)幀的時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)，并將該信號(hào)輸出到自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203；自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊1203根據(jù)從解比特流復(fù)用器1205得到的信號(hào)類型信息將時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊1204輸出的每個(gè)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或多個(gè)子幀(子幀的劃分方法與編碼端相同)，并根據(jù)從解比特流復(fù)用器得到的對(duì)應(yīng)子幀的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)該子幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整，時(shí)域增益調(diào)整后的重建高頻時(shí)域信號(hào)即為高頻解碼后的數(shù)據(jù)輸出到解碼器中的綜合濾波器組和后處理器(synthsis filter band and postprocessing)1206，綜合濾波器組和后處理器和AMR WB+解碼器的對(duì)應(yīng)部分相同。
將本實(shí)施例的裝置與實(shí)施例三的裝置進(jìn)行比較可以看出實(shí)施例三的裝置是先對(duì)時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，再對(duì)調(diào)整后的時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建的高頻時(shí)域信號(hào)；而本實(shí)施例是先對(duì)時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建的高頻時(shí)域信號(hào)，再對(duì)重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，得到調(diào)整后的重建高頻時(shí)域信號(hào)。因此，將圖14所示的流程中步驟1406和步驟1407，以及步驟1408和步驟1409的時(shí)域增益調(diào)整和綜合濾波這兩個(gè)步驟對(duì)調(diào)，即得到本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)流程。
本發(fā)明專利聲明了一種基于AMR-WB+編解碼方案的改進(jìn)頻帶擴(kuò)展方法，用以替換AMR WB+現(xiàn)有的頻帶擴(kuò)展方案。因此，本發(fā)明專利說(shuō)明書(shū)將現(xiàn)有AMR WB+標(biāo)準(zhǔn)文本作為基礎(chǔ)的參考文獻(xiàn)。除了本發(fā)明專利聲明的一個(gè)用于AMR WB+技術(shù)框架的改進(jìn)頻帶擴(kuò)展方法外，AMR WB+技術(shù)框架中的其他技術(shù)仍然適用。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種頻帶擴(kuò)展編碼方法，其特征在于，該方法包括如下步驟A、將低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜；根據(jù)原始高頻時(shí)域信號(hào)獲得原始高頻激勵(lì)信號(hào)，并將原始高頻激勵(lì)信號(hào)作離散傅立葉變換DFT得到原始高頻激勵(lì)譜；根據(jù)原始高頻激勵(lì)譜對(duì)高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整，得到譜調(diào)整參數(shù)以及調(diào)整之后的高頻拷貝激勵(lì)譜；對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行逆離散傅立葉變換IDFT得到調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)；B、對(duì)所述調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并根據(jù)所述重建高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益與原始高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)；輸出包括步驟A所得調(diào)整參數(shù)以及所述時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)在內(nèi)的高頻參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述低頻激勵(lì)譜為變換激勵(lì)編碼TCX模式生成的TCX幀的低頻激勵(lì)譜，或代數(shù)碼本激勵(lì)預(yù)測(cè)編碼ACELP模式形成ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)經(jīng)DFT變換得到的ACELP幀的低頻激勵(lì)譜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)設(shè)兩種高頻編碼模式，步驟A之前進(jìn)一步包括對(duì)預(yù)設(shè)的高頻編碼模式進(jìn)行判斷，若為模式1，則依次執(zhí)行步驟A和步驟B；若為模式2，則進(jìn)一步判斷低頻激勵(lì)譜的編碼模式，若為T(mén)CX模式，則依次執(zhí)行步驟A和步驟B，若為ACELP模式，則轉(zhuǎn)至步驟CC、對(duì)ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并根據(jù)所述重建高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益與原始高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)；將所述時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)作為高頻參數(shù)輸出，并結(jié)束本方法流程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A所述根據(jù)原始高頻時(shí)域信號(hào)獲得原始高頻激勵(lì)信號(hào)包括A1、對(duì)一個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析，并根據(jù)得到的信號(hào)類型信息將所述一個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)劃分成一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀；A2、對(duì)所劃分的每一個(gè)預(yù)測(cè)幀進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，獲得每個(gè)預(yù)測(cè)幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)，然后再把各個(gè)預(yù)測(cè)幀組合生成一個(gè)超幀的原始高頻激勵(lì)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟A1所述信號(hào)類型分析為判斷所述原始高頻時(shí)域信號(hào)的類型是緩變信號(hào)還是快變信號(hào)，若是快變信號(hào)則進(jìn)一步分析快變點(diǎn)發(fā)生的位置；所述信號(hào)類型信息包括信號(hào)類型；若信號(hào)類型為快變信號(hào)，則進(jìn)一步包括快變點(diǎn)發(fā)生的位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述譜調(diào)整參數(shù)包括調(diào)性調(diào)整參數(shù)和頻域增益調(diào)整參數(shù)，步驟A所述調(diào)整包括A3、計(jì)算所述原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性，根據(jù)所得原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，得到調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜和調(diào)性調(diào)整參數(shù)；A4、根據(jù)所述原始高頻激勵(lì)譜，對(duì)所述調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行頻域增益調(diào)整，得到頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜和頻域增益調(diào)整參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟A3所述調(diào)性調(diào)整包括A31、將原始高頻激勵(lì)譜以及所述高頻拷貝激勵(lì)譜按照相同的劃分方式分別劃分為一個(gè)以上的頻段，并計(jì)算每個(gè)頻段的原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性Tref以及相應(yīng)頻段的高頻拷貝激勵(lì)譜的調(diào)性Test，判斷高頻拷貝激勵(lì)譜的調(diào)性Test與原始高頻激勵(lì)譜的調(diào)性Tref的大小，若Test＜Tref-T0，則執(zhí)行步驟A32；若Tref-T0≤Test≤Tref+T1，則調(diào)整類型設(shè)置為不進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，將調(diào)整類型作為調(diào)性調(diào)整參數(shù)并轉(zhuǎn)至步驟A4；若Test＞Tref+T1，則執(zhí)行步驟A33；其中T0、T1為預(yù)先設(shè)置的常數(shù)；A32、調(diào)整類型設(shè)置為加弦調(diào)整，將p^=Tref-Test1+Test]]>和調(diào)整類型作為調(diào)性調(diào)整參數(shù)，用加弦能量ΔET=Eest·(Tref-Test)1+Test]]>對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行加弦調(diào)整并轉(zhuǎn)至步驟A4；A33、調(diào)整類型設(shè)置為加噪調(diào)整，將p^=Tref-TestTref·(1+Test)]]>和調(diào)整類型作為調(diào)性調(diào)整參數(shù)，用加噪能量ΔEN=Eest·(Test-Tref)Tref·(1+Test)]]>對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行加噪調(diào)整并轉(zhuǎn)至步驟A4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟B所述對(duì)原始高頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)包括B1、對(duì)一個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析，并根據(jù)分析結(jié)果將一個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)劃分成一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀；B2、對(duì)所述每一個(gè)預(yù)測(cè)幀，得到該預(yù)測(cè)幀內(nèi)一組線譜頻率，并做矢量量化，將所得量化后的線譜頻率轉(zhuǎn)化為量化后的線性預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)，并由所得的這些系數(shù)構(gòu)成線性預(yù)測(cè)綜合濾波器；B3、將所述原始高頻激勵(lì)信號(hào)通過(guò)所述線性預(yù)測(cè)綜合濾波器的濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟B所述提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)包括根據(jù)所述對(duì)原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析的分析結(jié)果，將所得的每個(gè)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的子幀；計(jì)算每個(gè)子幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)的能量平均值和該子幀對(duì)應(yīng)的原始高頻時(shí)域信號(hào)的能量平均值的比值，將所述比值的平方根作為調(diào)整該子幀時(shí)域增益的參數(shù)。
10.一種頻帶擴(kuò)展解碼方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a、將低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜；b、讀取譜調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)譜調(diào)整參數(shù)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整；對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)；c、對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，得到調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，再對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到并輸出重建高頻時(shí)域信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述低頻激勵(lì)譜為采用TCX解碼模式得到的TCX幀低頻激勵(lì)譜，或ACELP解碼模式得到的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到的ACELP幀低頻激勵(lì)譜。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，預(yù)設(shè)兩種高頻解碼模式，所述步驟a之前進(jìn)一步包括對(duì)預(yù)設(shè)的高頻解碼模式進(jìn)行判斷，若為模式1，則執(zhí)行步驟a；若為模式2，則進(jìn)一步判斷低頻解碼模式信息，若為T(mén)CX模式，則執(zhí)行步驟a；若為ACELP模式，則對(duì)來(lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并根據(jù)時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)所得重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，輸出所得調(diào)整后的重建高頻時(shí)域信號(hào)并結(jié)束本流程。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，步驟b所述調(diào)整參數(shù)包括調(diào)性調(diào)整參數(shù)和頻域增益調(diào)整參數(shù)，所述調(diào)整包括調(diào)性調(diào)整和頻域增益調(diào)整。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述調(diào)性調(diào)整參數(shù)包括調(diào)整類型和調(diào)整參數(shù) 則所述調(diào)性調(diào)整包括b1、將高頻拷貝激勵(lì)譜劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的頻帶，并分別計(jì)算每個(gè)頻帶的能量Eest；b2、對(duì)于每一個(gè)頻帶判斷調(diào)整類型，若調(diào)整類型為不調(diào)整，則對(duì)該頻帶不作處理；若調(diào)整類型為加弦處理，則在該頻帶的正中位置加弦，所加弦的能量為ΔET=Eest·P^,]]>并使所加弦的相位與前一幀對(duì)應(yīng)相位連續(xù)；若調(diào)整類型為加噪調(diào)整，則在該頻帶加隨機(jī)噪聲，加噪能量為ΔEN=Eest·P^;]]>處理完畢所有頻帶后則結(jié)束調(diào)性調(diào)整。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述頻域增益調(diào)整包括b3、將高頻拷貝激勵(lì)譜劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的頻帶；b4、對(duì)于任一個(gè)頻帶，用該頻帶對(duì)應(yīng)的增益調(diào)整參數(shù)乘以該頻帶內(nèi)的每根譜線，得到該頻帶的頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜，將所有頻帶組合起來(lái)即為頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟c所述綜合濾波包括c1、讀取信號(hào)類型信息，并根據(jù)所讀取的信號(hào)類型信息將一個(gè)超幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)劃分成一個(gè)或一個(gè)以上的預(yù)測(cè)幀；c2、對(duì)所述每一個(gè)預(yù)測(cè)幀，讀取量化后的線譜頻率構(gòu)成線性預(yù)測(cè)綜合濾波器；c3、由所述線性預(yù)測(cè)綜合濾波器對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至15任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟c所述時(shí)域增益調(diào)整包括c4、將高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上的子幀；c5、讀取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，將每個(gè)子幀的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)分別乘以相應(yīng)的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，得到時(shí)域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)。
18.一種頻帶擴(kuò)展解碼方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a、將低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜；b、讀取調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)調(diào)整參數(shù)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整；對(duì)調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)；c、對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，再對(duì)所得重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，得到并輸出時(shí)域增益調(diào)整后的重建高頻時(shí)域信號(hào)。
19.一種頻帶擴(kuò)展編碼裝置，位于擴(kuò)展的寬帶自適應(yīng)多速率AMR-WB+編碼器中，用于接收來(lái)自預(yù)處理與分析濾波器組的高頻時(shí)域信號(hào)以及來(lái)自低頻編碼器的低頻激勵(lì)譜，輸出高頻參數(shù)至比特流復(fù)用器，其特征在于，該裝置包括如下部分譜參數(shù)編碼模塊，用于接收低頻激勵(lì)譜，將所接收的低頻激勵(lì)譜轉(zhuǎn)換為高頻拷貝激勵(lì)譜；根據(jù)來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊的原始高頻激勵(lì)信號(hào)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整，將調(diào)整參數(shù)輸出至比特流復(fù)用器，將調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜轉(zhuǎn)換為高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)并輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊；時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊，用于接收原始高頻時(shí)域信號(hào)，對(duì)所接收的高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，獲得每個(gè)預(yù)測(cè)幀的時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)和原始高頻激勵(lì)信號(hào)；將時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊；將所生成的原始高頻激勵(lì)信號(hào)輸出到譜參數(shù)編碼模塊；時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊，用于對(duì)所收到的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并將所得重建高頻時(shí)域信號(hào)輸出至?xí)r域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊；時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊，接收原始高頻時(shí)域信號(hào)以及來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊的重建高頻時(shí)域信號(hào)，將所接收的原始高頻時(shí)域信號(hào)與重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行比較得到時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，并將所述時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)輸出至比特流復(fù)用器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述譜參數(shù)編碼模塊進(jìn)一步包括譜拷貝器，用于接收來(lái)自低頻編碼器的低頻激勵(lì)譜，將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段得到高頻拷貝激勵(lì)譜，并將所得高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器以及頻域調(diào)整和參數(shù)提取器；DFT變換器，用于將所接收的原始高頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到原始高頻激勵(lì)譜，并將所得原始高頻激勵(lì)譜輸出至調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器以及頻域調(diào)整和參數(shù)提取器；調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器，用于根據(jù)來(lái)自DFT變換器的原始高頻激勵(lì)譜，對(duì)來(lái)自譜拷貝模塊的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，并將得到的調(diào)性調(diào)整的參數(shù)輸出到比特流復(fù)用器，調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器；頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器，根據(jù)來(lái)自DFT變換器的原始高頻激勵(lì)譜，對(duì)來(lái)自調(diào)性調(diào)整和參數(shù)提取器的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行頻域增益調(diào)整，并將頻域增益調(diào)整參數(shù)輸出至比特流復(fù)用器，頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至IDFT變換器；IDFT變換器，用于對(duì)來(lái)自頻域增益調(diào)整和參數(shù)提取器的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到調(diào)整后的原始高頻激勵(lì)信號(hào)，并將所得原始高頻激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括信號(hào)類型分析模塊，用于接收原始高頻時(shí)域信號(hào)，對(duì)所接收的每個(gè)超幀的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行信號(hào)類型分析，判斷該超幀高頻時(shí)域信號(hào)是快變信號(hào)還是緩變信號(hào)，若是快變信號(hào)則進(jìn)一步分析快變點(diǎn)發(fā)生的位置，并將分析結(jié)果作為信號(hào)類型信息發(fā)送至?xí)r變預(yù)測(cè)分析模塊、時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊，以及時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊；所述分析結(jié)果包括信號(hào)類型，若信號(hào)類型為快變類型，則進(jìn)一步包括快變點(diǎn)發(fā)生的位置信息。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述時(shí)變預(yù)測(cè)分析模塊進(jìn)一步包括線性預(yù)測(cè)分析器，用于接收原始高頻時(shí)域信號(hào)，并對(duì)所接收的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，將所得到的預(yù)測(cè)系數(shù)輸出至轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器，用于將來(lái)自線性預(yù)測(cè)分析器的預(yù)測(cè)系數(shù)轉(zhuǎn)換為線譜頻率，并將所得線譜頻率輸出至矢量量化器；矢量量化器，用于將所接收的線譜頻率進(jìn)行矢量量化得到矢量量化索引，將矢量量化索引輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊和比特流復(fù)用器；并根據(jù)所得矢量量化索引得到量化后的線譜頻率，將所得量化后的線譜頻率輸出至逆轉(zhuǎn)換器；逆轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所接收的量化后的線譜頻率得到量化后的預(yù)測(cè)系數(shù)，并根據(jù)預(yù)測(cè)系數(shù)生成線性預(yù)測(cè)濾波器；線性預(yù)測(cè)濾波器，用于接收原始高頻時(shí)域信號(hào)，并將所接收的原始高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行濾波，將濾波后所得原始高頻激勵(lì)信號(hào)輸出至譜參數(shù)編碼模塊；所述時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊進(jìn)一步包括逆矢量量化器，用于將所接收的線譜頻率矢量量化索引進(jìn)行解量化得到量化的線譜頻率，并將所得量化的線譜頻率輸出至轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換器，用于將量化的線譜頻率轉(zhuǎn)換為量化后的線性預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)，并將所述量化后的線性預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)構(gòu)成線性預(yù)測(cè)綜合濾波器；線性預(yù)測(cè)綜合濾波器，用于接收來(lái)自譜參數(shù)編碼模塊的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，并對(duì)所接收的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行濾波得到重建的高頻時(shí)域信號(hào)，將所得高頻時(shí)域信號(hào)輸出至?xí)r域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊。所述時(shí)域自適應(yīng)增益調(diào)整參數(shù)提取模塊進(jìn)一步包括子幀劃分模塊，用于根據(jù)來(lái)自信號(hào)類型分析模塊的信號(hào)類型信息，將來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊的每個(gè)預(yù)測(cè)幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)劃分為一個(gè)或一個(gè)以上子幀，并將所述各個(gè)子幀發(fā)送至參數(shù)提取模塊；參數(shù)提取模塊，用于接收每一個(gè)子幀的重建高頻時(shí)域信號(hào)，計(jì)算其時(shí)域增益，并計(jì)算所接收的原始高頻時(shí)域信號(hào)對(duì)應(yīng)子幀的時(shí)域增益，將所述兩種時(shí)域增益進(jìn)行比較，提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，并將該參數(shù)輸出到比特流復(fù)用器。
23.根據(jù)權(quán)利要求19至22任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括DFT變換模塊，用于接收來(lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)，并對(duì)所接收的低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到低頻激勵(lì)譜，并將所得低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)編碼模塊。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至22任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括高頻編碼模式選擇模塊，用于接收來(lái)自低頻編碼器的低頻編碼模式信息，以及低頻時(shí)域激勵(lì)信號(hào)或低頻激勵(lì)譜，根據(jù)預(yù)設(shè)的高頻編碼模式進(jìn)行處理若預(yù)設(shè)的高頻編碼模式為模式1，則將來(lái)自低頻編碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)編碼模塊，或者將來(lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到低頻激勵(lì)譜輸出到譜參數(shù)編碼模塊；若預(yù)設(shè)的高頻編碼模式為模式2，則將來(lái)自低頻編碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)編碼模塊，或者將來(lái)自低頻編碼器的ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊。
25.一種頻帶擴(kuò)展解碼裝置，位于AMR-WB+解碼器中，用于接收來(lái)自比特流解復(fù)用器的的高頻參數(shù)以及來(lái)自低頻解碼器的低頻激勵(lì)譜，輸出重建高頻時(shí)域信號(hào)至綜合濾波器組和后處理模塊，其特征在于，該裝置包括如下部分譜參數(shù)解碼模塊，用于將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜，同時(shí)根據(jù)從解比特流復(fù)用器得到的譜調(diào)整參數(shù)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT轉(zhuǎn)換為高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)并輸出到時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊；時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊，用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器中得到的時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)的矢量量化索引構(gòu)成時(shí)變預(yù)測(cè)綜合濾波器，對(duì)來(lái)自譜參數(shù)解碼模塊的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并將所述重建高頻時(shí)域信號(hào)輸出到自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊；自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊，用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器得到的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)來(lái)自時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊的重建高頻時(shí)域信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)整，將時(shí)域增益調(diào)整后的重建高頻時(shí)域信號(hào)輸出至AMR-WB+解碼器中的綜合濾波器組和后處理器。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述譜參數(shù)解碼模塊進(jìn)一步包括譜拷貝器，用于將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段得到高頻拷貝激勵(lì)譜，將所得高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至調(diào)性調(diào)整器；調(diào)性調(diào)整器，用于從解比特流復(fù)用器中獲得調(diào)性調(diào)整的調(diào)整類型和調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)調(diào)整類型和調(diào)整參數(shù)對(duì)來(lái)自譜拷貝模塊高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)性調(diào)整，將調(diào)性調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出至頻域增益調(diào)整器；頻域增益調(diào)整器，用于從解比特流復(fù)用器獲得頻域增益調(diào)整參數(shù)，并根據(jù)所述頻域增益調(diào)整參數(shù)對(duì)來(lái)自調(diào)性調(diào)整模塊高頻拷激勵(lì)貝譜進(jìn)行頻域增益調(diào)整，將頻域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜輸出到IDFT變換器；IDFT變換器，用于將來(lái)自頻域增益調(diào)整器高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT變換，得到高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)，并將所述高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括高頻解碼模式選擇模塊，用于接收來(lái)自低頻解碼器的TCX幀的低頻激勵(lì)譜或ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的高頻解碼模式進(jìn)行處理若預(yù)設(shè)的高頻解碼模式為模式1，則將所述TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)解碼模塊，或者將所述ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行DFT變換得到ACELP幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)解碼模塊；若預(yù)設(shè)的高頻解碼模式為模式2，則將所述TCX幀的低頻激勵(lì)譜輸出至譜參數(shù)解碼模塊，或者將所述ACELP幀的低頻激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻激勵(lì)信號(hào)并輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊。
28.一種頻帶擴(kuò)展解碼裝置，位于AMR-WB+解碼器中，用于接收來(lái)自比特流解復(fù)用器的高頻參數(shù)以及來(lái)自低頻解碼器的低頻激勵(lì)譜，輸出重建高頻時(shí)域信號(hào)至綜合濾波器組和后處理模塊，其特征在于，該裝置包括如下部分譜參數(shù)解碼模塊，用于將所接收的低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜，同時(shí)根據(jù)從解比特流復(fù)用器得到的譜調(diào)整參數(shù)對(duì)所述高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，將調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行IDFT轉(zhuǎn)換為高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)并輸出到自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊；自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊，用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器得到的時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)，對(duì)來(lái)自譜參數(shù)解碼模塊的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域增益調(diào)整，將時(shí)域增益調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)輸出至?xí)r變預(yù)測(cè)綜合模塊；時(shí)變預(yù)測(cè)綜合模塊，用于根據(jù)從解比特流復(fù)用器中得到的時(shí)變預(yù)測(cè)濾波器系數(shù)的矢量量化索引構(gòu)成時(shí)變預(yù)測(cè)綜合濾波器，對(duì)來(lái)自自適應(yīng)時(shí)域增益解碼模塊的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并將所述重建高頻時(shí)域信號(hào)輸出至AMR-WB+解碼器中的綜合濾波器組和后處理器。
全文摘要
本發(fā)明提出一種頻帶擴(kuò)展編碼方法，包括如下步驟A.將低頻激勵(lì)譜的特定頻段拷貝到高頻的特定頻段，得到高頻拷貝激勵(lì)譜；根據(jù)原始高頻時(shí)域信號(hào)獲得原始高頻激勵(lì)譜；根據(jù)原始高頻激勵(lì)譜對(duì)高頻拷貝激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整，得到譜調(diào)整參數(shù)以及調(diào)整之后的高頻拷貝激勵(lì)譜，再對(duì)其進(jìn)行IDFT變換得到高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)；B.對(duì)所述調(diào)整后的高頻拷貝激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行綜合濾波，得到重建高頻時(shí)域信號(hào)，并根據(jù)所述重建高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益與原始高頻時(shí)域信號(hào)的時(shí)域增益提取時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)；輸出包括步驟A所得調(diào)整參數(shù)以及所述時(shí)域增益調(diào)整參數(shù)在內(nèi)的高頻參數(shù)。本發(fā)明還提出了相應(yīng)的解碼方法以及編解碼裝置。本發(fā)明方案可以有效提高編碼聲音質(zhì)量。
文檔編號(hào)G10L19/00GK101089951SQ20061008709
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者徐光鎖 申請(qǐng)人:徐光鎖