編碼方法、解碼方法、編碼裝置和解碼裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種編碼方法、解碼方法、編碼裝置、解碼裝置、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和通信系統(tǒng)。所述編碼方法包括：將待編碼的時(shí)域信號(hào)劃分為低頻帶信號(hào)和高頻帶信號(hào)；對(duì)低頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得低頻編碼參數(shù)；對(duì)所述高頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得高頻編碼參數(shù)，并根據(jù)所述低頻編碼參數(shù)和所述高頻編碼參數(shù)來獲得合成高頻帶信號(hào)；對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理而得到短時(shí)濾波信號(hào)，該短時(shí)濾波信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀與所述合成高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀相比更接近所述高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀；基于所述高頻帶信號(hào)和所述短時(shí)濾波信號(hào)來計(jì)算高頻增益。在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的技術(shù)方案，能夠改善編碼和/或解碼效果。
【專利說明】編碼方法、解碼方法、編碼裝置和解碼裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及領(lǐng)域通信【技術(shù)領(lǐng)域】，并且更具體地，涉及一種編碼方法、解碼方法、編碼裝置、解碼裝置、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，用戶對(duì)話音質(zhì)量的需求越來越高。通常，通過提高話音質(zhì)量的帶寬來提高話音質(zhì)量。如果采用傳統(tǒng)的編碼方式來對(duì)帶寬已增加的信息進(jìn)行編碼，則會(huì)大大提高碼率，并因此拘囿于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制條件而難以實(shí)現(xiàn)。因此，要在碼率不變或者碼率變化不大的情況下對(duì)帶寬更寬的信號(hào)進(jìn)行編碼，針對(duì)這個(gè)課題提出的解決方案就是采用頻帶擴(kuò)展技術(shù)。頻帶擴(kuò)展技術(shù)可以在時(shí)域或者頻域完成。
[0003]在時(shí)域進(jìn)行頻帶擴(kuò)展的基本原理為對(duì)低頻帶信號(hào)和高頻帶信號(hào)采取兩種不同的處理方法完成。對(duì)于原始信號(hào)中的低頻帶信號(hào)，在編碼端中根據(jù)需要利用各種編碼器進(jìn)行編碼；在解碼端中利用與編碼端的編碼器對(duì)應(yīng)的解碼器來解碼并恢復(fù)低頻帶信號(hào)。對(duì)于高頻帶信號(hào)，在編碼端中，利用用于低頻帶信號(hào)的編碼器獲得的低頻編碼參數(shù)來預(yù)測高頻帶激勵(lì)信號(hào)，對(duì)原始信號(hào)的高頻帶信號(hào)進(jìn)行處理而得到高頻編碼參數(shù)，基于該高頻編碼參數(shù)和高頻帶激勵(lì)信號(hào)來獲得合成高頻帶信號(hào)，然后通過比較所述合成高頻帶信號(hào)和原始信號(hào)中的高頻帶信號(hào)而獲得用于調(diào)整高頻帶信號(hào)的增益的高頻增益，所述高頻增益和高頻編碼參數(shù)被傳送到解碼端來恢復(fù)高頻帶信號(hào)；在解碼端，利用在低頻帶信號(hào)的解碼時(shí)提取的低頻編碼參數(shù)來恢復(fù)所述高頻帶激勵(lì)信號(hào)，基于高頻帶激勵(lì)信號(hào)和通過高頻帶信號(hào)的解碼提取的高頻編碼參數(shù)來獲得合成高頻帶信號(hào)，然后該合成高頻帶信號(hào)經(jīng)過高頻增益調(diào)整而獲得最終的高頻帶信號(hào)，合并高頻帶信號(hào)和低頻帶信號(hào)得到最終的輸出信號(hào)。
[0004]上述的在時(shí)域進(jìn)行頻帶擴(kuò)展的技術(shù)中，在一定速率條件下恢復(fù)出了高頻帶信號(hào)，但是性能指標(biāo)還不夠完善。通過對(duì)比通過解碼恢復(fù)的語音信號(hào)的頻譜與原始語音信號(hào)的頻譜可知，所恢復(fù)的語音信號(hào)聽起來有沙沙的感覺，聲音不夠清亮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種編碼方法、解碼方法、編碼裝置、解碼裝置、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和通信系統(tǒng)，其能夠提高恢復(fù)的信號(hào)的清晰度，從而提高編碼和解碼性能。
[0006]第一方面，提供了編碼方法，包括:將待編碼的時(shí)域信號(hào)劃分為低頻帶信號(hào)和高頻帶信號(hào)；對(duì)低頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得低頻編碼參數(shù)；對(duì)所述高頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得高頻編碼參數(shù)，并根據(jù)所述低頻編碼參數(shù)和所述高頻編碼參數(shù)來獲得合成高頻帶信號(hào)；對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理而得到短時(shí)濾波信號(hào)，該短時(shí)濾波信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀與所述合成高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀相比更接近所述高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀；基于所述高頻帶信號(hào)和所述短時(shí)濾波信號(hào)來計(jì)算高頻增益。
[0007]結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理可包括:基于所述高頻編碼參數(shù)來設(shè)置極零后濾波器的系數(shù)；利用所述極零后濾波器對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理。
[0008]結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的另一實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理還可包括:在利用所述極零后濾波器對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理之后，利用ζ域傳遞函數(shù)為Ht(Z) = 1-μ Z-1的一階濾波器對(duì)經(jīng)所述極零后濾波器處理后的合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理，其中所述μ為預(yù)設(shè)常數(shù)或者為根據(jù)高頻編碼參數(shù)和合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)計(jì)算而得到的數(shù)值。
[0009]結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的另一實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)所述高頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得高頻編碼參數(shù)包括利用線性預(yù)測編碼LPC技術(shù)對(duì)所述高頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得LPC系數(shù)作為高頻編碼參數(shù)，所述極零后濾波器的ζ域傳遞函數(shù)可為如下的公式:
【權(quán)利要求】
1.一種編碼方法，其特征在于，包括: 將待編碼的時(shí)域信號(hào)劃分為低頻帶信號(hào)和高頻帶信號(hào)； 對(duì)低頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得低頻編碼參數(shù)； 對(duì)所述高頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得高頻編碼參數(shù)，并根據(jù)所述低頻編碼參數(shù)和所述高頻編碼參數(shù)來獲得合成高頻帶信號(hào)； 對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理而得到短時(shí)濾波信號(hào)，該短時(shí)濾波信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀與所述合成高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀相比更接近所述高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀； 基于所述高頻帶信號(hào)和所述短時(shí)濾波信號(hào)來計(jì)算高頻增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的編碼方法，其特征在于，所述對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理包括: 基于所述高頻編碼參數(shù)來設(shè)置極零后濾波器的系數(shù)； 利用所述極零后濾波器對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的編碼方法，其特征在于，所述對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理還包括: 在利用所述極零后濾波器對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理之后，利用z域傳遞函數(shù)為Ht (Z) = 1-μ z—1的一階濾波器對(duì)經(jīng)所述極零后濾波器處理后的合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理， 其中所述μ為預(yù)設(shè)常數(shù)或者為根據(jù)高頻編碼參數(shù)和合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)計(jì)算而得到的數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的編碼方法，其特征在于，所述對(duì)所述高頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得高頻編碼參數(shù)包括:利用線性預(yù)測編碼LPC技術(shù)對(duì)所述高頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得LPC系數(shù)作為所述高頻編碼參數(shù)， 所述極零后濾波器的ζ域傳遞函數(shù)為如下的公式:
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)的編碼方法，其特征在于，所述編碼方法還包括: 根據(jù)所述低頻編碼參數(shù)、所述高頻編碼參數(shù)和所述高頻增益來生成編碼碼流。
6.一種解碼方法，其特征在于，包括: 從已編碼信息中區(qū)分出低頻編碼參數(shù)、高頻編碼參數(shù)、和高頻增益； 對(duì)所述低頻編碼參數(shù)進(jìn)行解碼而獲得低頻帶信號(hào)； 根據(jù)所述低頻編碼參數(shù)和所述高頻編碼參數(shù)來獲得合成高頻帶信號(hào)； 對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理而得到短時(shí)濾波信號(hào)，該短時(shí)濾波信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀與所述合成高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀相比更接近所述高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀； 利用所述高頻增益調(diào)整所述短時(shí)濾波信號(hào)而獲得高頻帶信號(hào)； 合并所述低頻帶信號(hào)和所述高頻帶信號(hào)而得到最終的解碼信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的解碼方法，其特征在于，所述對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理包括: 基于所述高頻編碼參數(shù)來設(shè)置極零后濾波器的系數(shù)； 利用所述極零后濾波器對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的解碼方法，其特征在于，所述對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理還包括: 在利用所述極零后濾波器對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理之后，利用z域傳遞函數(shù)為Ht (Z) = 1-μ z—1的一階濾波器對(duì)經(jīng)所述極零后濾波器處理后的合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理， 其中所述μ為預(yù)設(shè)常數(shù)、或者為根據(jù)高頻編碼參數(shù)和合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)計(jì)算而得到的數(shù)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的解碼方法，其特征在于，所述高頻編碼參數(shù)包括利用線性預(yù)測編碼LPC技術(shù)進(jìn)行編碼得到的LPC系數(shù)，所述極零后濾波器的ζ域傳遞函數(shù)為如下的公式:
10.一種編碼裝置，其特征在于，包括: 劃分單元，用于將待編碼的時(shí)域信號(hào)劃分為低頻帶信號(hào)和高頻帶信號(hào)； 低頻編碼單元，用于對(duì)低頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得低頻編碼參數(shù)； 高頻編碼單元，用于對(duì)所述高頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼而獲得高頻編碼參數(shù)； 合成單元，用于所述低頻編碼參數(shù)和所述高頻編碼參數(shù)來獲得合成高頻帶信號(hào)； 濾波單元，用于對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理而得到短時(shí)濾波信號(hào)，該短時(shí)濾波信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀與所述合成高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀相比更接近所述高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀； 計(jì)算單元，用于基于所述高頻帶信號(hào)和所述短時(shí)濾波信號(hào)來計(jì)算高頻增益。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的編碼裝置，其特征在于，所述濾波單元包括: 極零后濾波器，用于對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理， 其中，所述極零后濾波器的系數(shù)基于所述高頻編碼參數(shù)來設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的編碼裝置，其特征在于，所述濾波單元還包括: 一階濾波器，位于所述極零后濾波器之后，其ζ域傳遞函數(shù)為Ht(Z) = 1-μ z—1，用于對(duì)經(jīng)所述極零后濾波器處理后的合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理， 其中，所述μ為預(yù)設(shè)常數(shù)或者為根據(jù)高頻編碼參數(shù)和合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)計(jì)算而得到的數(shù)值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的編碼裝置，其特征在于，所述高頻編碼單元利用線性預(yù)測編碼LPC技術(shù)對(duì)所述高頻帶信號(hào)進(jìn)行編碼得到LPC系數(shù)作為所述高頻編碼參數(shù)，所述極零后濾波器的Z域傳遞函數(shù)為如下的公式:
14.根據(jù)權(quán)利要求10到13中任一項(xiàng)的編碼裝置，其特征在于，該編碼裝置還包括: 碼流生成單元，用于根據(jù)所述低頻編碼參數(shù)、所述高頻編碼參數(shù)和所述高頻增益來生成編碼碼流。
15.一種解碼裝置，其特征在于，包括: 區(qū)分單元，用于從已編碼信息中區(qū)分出低頻編碼參數(shù)、高頻編碼參數(shù)、和高頻增益； 低頻解碼單元，用于對(duì)所述低頻編碼參數(shù)進(jìn)行解碼而獲得低頻帶信號(hào)； 合成單元，用于所述低頻編碼參數(shù)和所述高頻編碼參數(shù)來獲得合成高頻帶信號(hào)； 濾波單元，用于對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行短時(shí)后濾波處理而得到短時(shí)濾波信號(hào)，該短時(shí)濾波信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀與所述合成高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀相比更接近所述高頻帶信號(hào)的頻譜包絡(luò)的形狀； 高頻解碼單元，用于利用所述高頻增益調(diào)整所述短時(shí)濾波信號(hào)而獲得高頻帶信號(hào)； 合并單元，用于合并所述低頻帶信號(hào)和所述高頻帶信號(hào)而得到最終的解碼信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的解碼裝置，其特征在于，所述濾波單元包括: 極零后濾波器，用于對(duì)所述合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理， 其中，所述極零后濾波器的系數(shù)基于所述高頻編碼參數(shù)來設(shè)置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的解碼裝置，其特征在于，所述濾波單元還包括: 一階濾波器，位于所述極零后濾波器之后，其ζ域傳遞函數(shù)為Ht(Z)=1-U ζ—1，用于對(duì)經(jīng)所述極零后濾波器處理后的合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行濾波處理， 其中，所述μ為預(yù)設(shè)常數(shù)或者為根據(jù)高頻編碼參數(shù)和合成高頻帶信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)計(jì)算而得到的數(shù)值。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的解碼裝置，其特征在于，所述高頻編碼參數(shù)是利用線性預(yù)測編碼LPC技術(shù)獲得的LPC系數(shù)，所述極零后濾波器的ζ域傳遞函數(shù)為如下的公式:

19.一種發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括: 如權(quán)利要求10所述的編碼裝置； 發(fā)射單元，用于為所述編碼裝置產(chǎn)生的高頻編碼參數(shù)和低頻編碼參數(shù)分配比特以生成比特流，并發(fā)射該比特流。
20.一種接收機(jī)，其特征在于，包括: 接收單元，用于接收比特流，并從所述比特流中提取已編碼信息； 如權(quán)利要求15所述的解碼裝置。
21.一種通信系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求17所述的發(fā)射機(jī)或如權(quán)利要求20所述的接收機(jī)。
【文檔編號(hào)】G10L19/02GK103928031SQ201310014342
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月15日
【發(fā)明者】王賓, 劉澤新, 苗磊 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司