音頻信號的諧波帶寬擴展的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示一種方法，其包括在裝置處將輸入音頻信號分成至少低頻帶信號及高頻帶信號。所述低頻帶信號對應(yīng)于低頻帶頻率范圍且所述高頻帶信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍。所述方法還包括選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)。所述方法進一步包括基于所述低頻帶信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號。所述方法還包括基于所述第一擴展信號、所述高頻帶信號或兩者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)。
【專利說明】音頻信號的諧波帶寬擴展
[0001 ] 優(yōu)先權(quán)主張
[0002]本申請案主張2014年2月13日申請的美國臨時申請案第61/939,585號和2015年2月9日申請的美國非臨時申請案第14/617,524號的優(yōu)先權(quán)，其標題都是“音頻信號的諧波帶寬擴展”，所述申請案的全部內(nèi)容以引用的方式并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明大體上涉及音頻信號的諧波帶寬擴展。
【背景技術(shù)】
[0004]技術(shù)的進步已產(chǎn)生更小且更強大的計算裝置。舉例來說，當(dāng)前存在多種攜帶型個人計算裝置，包括無線計算裝置，例如攜帶型無線電話、個人數(shù)字助理(PDA)及傳呼裝置，其體積小，重量輕且易于由使用者攜帶。更具體而言，攜帶型無線電話(例如，蜂窩式電話及因特網(wǎng)協(xié)議(IP)電話)可經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)傳達語音及數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包。此外，許多此類無線電話包括并入于其中的其它類型的裝置。舉例來說，無線電話還可包括數(shù)字靜態(tài)攝像機、數(shù)字視頻攝像機、數(shù)字記錄器及音頻檔案播放器。
[0005]在傳統(tǒng)電話系統(tǒng)(例如，公眾交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN))中，信號帶寬限于300赫茲(Hz)至3.4千赫茲(kHz)的頻率范圍。在寬帶(WB)應(yīng)用(例如，蜂窩式電話及因特網(wǎng)語音通信協(xié)議(VoIP))中，信號帶寬可橫跨50Hz至7kHz的頻率范圍。超寬帶(SWB)譯碼技術(shù)支持擴展至大約16kHz的帶寬。將信號帶寬自3.4kHz下的窄頻電話擴展至16kHz的SWB電話可改良信號重建構(gòu)的質(zhì)量、可懂度及逼真度。
[0006]SWB譯碼技術(shù)通常涉及編碼及傳輸信號的較低頻率部分(例如，50Hz至7kHz，還稱為“低頻帶”)。舉例來說，可使用濾波器參數(shù)和/或低頻帶激勵信號表示低頻帶。為了改良譯碼效率，可能不完全編碼及傳輸信號的較高頻率部分(例如，7kHz至16kHz，也稱為“高頻帶”)。接收器可利用信號模型化以產(chǎn)生合成高頻帶信號。在一些實施中，可將與高頻帶相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)提供至接收器以協(xié)助高頻帶合成。此類數(shù)據(jù)可被稱作“旁側(cè)信息”，且可包括增益信息、線譜頻率(LSF，也被稱作線譜對(LSP))等?？赏ㄟ^比較高頻帶與源自低頻帶的合成高頻帶信號來產(chǎn)生旁側(cè)信息。舉例來說，合成高頻帶信號可基于低頻帶信號及非線性函數(shù)。單一非線性函數(shù)可用于針對具有相異特性的多個低頻帶信號產(chǎn)生合成高頻帶信號。對具有相異特性的信號應(yīng)用相同的非線性函數(shù)可導(dǎo)致在某些情況下(例如，話音對音樂)產(chǎn)生低質(zhì)量合成高頻帶信號。結(jié)果，合成高頻帶信號可與高頻帶信號弱相關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]揭示用于音頻信號的諧波帶寬擴展的系統(tǒng)和方法。編碼器可使用音頻信號的低頻帶部分產(chǎn)生用于在解碼器處重建構(gòu)音頻信號的高頻帶部分的信息(例如，調(diào)整參數(shù))。舉例來說，編碼器可基于低頻帶部分的特性擴展音頻信號的低頻帶部分。經(jīng)擴展的低頻帶部分可具有大于低頻帶部分的帶寬。編碼器可基于經(jīng)擴展的低頻帶部分及高頻帶部分確定調(diào)整參數(shù)。
[0008]編碼器可使用選定非線性處理函數(shù)產(chǎn)生經(jīng)擴展的低頻帶部分。可基于音頻信號的低頻帶部分的特性自多個非線性處理函數(shù)選擇所述非線性處理函數(shù)。音頻信號可對應(yīng)于特定音頻幀或數(shù)據(jù)包。若低頻帶部分指示音頻信號為強周期性的(例如，具有強諧波分量和/或?qū)?yīng)于話音)，則信號編碼器可選擇較高階非線性函數(shù)。若低頻帶部分指示音頻信號為強噪聲的(例如，對應(yīng)于音樂)，則信號編碼器可選擇較低階非線性函數(shù)。編碼器可基于高頻帶與經(jīng)擴展的低頻帶部分的比較確定調(diào)整參數(shù)。
[0009]解碼器可自編碼器接收低頻帶數(shù)據(jù)及調(diào)整參數(shù)。解碼器可基于低頻帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生合成低頻帶信號。解碼器可基于合成低頻帶信號及選定非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成擴展低頻帶部分。解碼器可基于合成擴展低頻帶部分及調(diào)整參數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶信號?？赏ㄟ^在解碼器處組合合成低頻帶信號及合成高頻帶信號來產(chǎn)生輸出信號。
[0010]在特定實施例中，一種方法包括在裝置處將輸入音頻信號分成至少低頻帶信號及高頻帶信號。低頻帶信號對應(yīng)于低頻帶頻率范圍且高頻帶信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍。所述方法還包括選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)。所述方法進一步包括基于低頻帶信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號。所述方法還包括基于第一擴展信號、高頻帶信號或兩者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)。
[0011]在另一特定實施例中，一種方法包括在裝置處接收對應(yīng)于輸入音頻信號的至少低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)。所述方法也包括解碼低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號。所述方法進一步包括選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)。所述方法還包括基于合成低頻帶音頻信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號。
[0012]在另一特定實施例中，一種裝置包括存儲器及處理器。所述處理器經(jīng)配置以將輸入音頻信號分成至少低頻帶信號及高頻帶信號。低頻帶信號對應(yīng)于低頻帶頻率范圍且高頻帶信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍。所述處理器還經(jīng)配置以選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)。所述處理器經(jīng)進一步配置以基于低頻帶信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號。所述處理器還經(jīng)配置以基于第一擴展信號、高頻帶信號或兩者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)。
[0013]在另一特定實施例中，一種裝置包括存儲器及處理器。所述處理器經(jīng)配置以接收對應(yīng)于輸入音頻信號的至少低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)。所述處理器還經(jīng)配置以解碼低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號。所述處理器經(jīng)進一步配置以選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)。所述處理器還經(jīng)配置以基于合成低頻帶音頻信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號。
[0014]在另一特定實施例中，計算機可讀存儲裝置存儲當(dāng)由處理器執(zhí)行時引起所述處理器執(zhí)行包括將輸入音頻信號分成至少低頻帶信號及高頻帶信號的操作的指令。低頻帶信號對應(yīng)于低頻帶頻率范圍且高頻帶信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍。所述操作還包括選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)。所述操作進一步包括基于低頻帶信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號。所述操作還包括基于第一擴展信號、高頻帶信號或兩者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)。
[0015]在另一特定實施例中，計算機可讀存儲裝置存儲當(dāng)由處理器執(zhí)行時引起所述處理器執(zhí)行包括接收對應(yīng)于輸入音頻信號的至少低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)的操作的指令。所述操作還包括解碼低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號。所述操作進一步包括選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)。所述操作還包括基于合成低頻帶音頻信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號。
[0016]由所揭示的實施例中的至少一者提供的特定優(yōu)點可包括改良輸出信號的合成高頻帶部分的質(zhì)量?？赏ㄟ^使用基于低頻帶部分的音頻特性自多個可用非線性處理函數(shù)選擇的非線性函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶部分來改良輸出信號的質(zhì)量。選定非線性函數(shù)可改良在話音情況及非話音情況(例如，音樂)兩者下編碼器處的輸入信號的高頻帶部分與解碼器處的輸出信號的合成高頻帶部分之間的相關(guān)性。本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點及特征將在審閱包括以下章節(jié)的申請案之后變得顯而易見:【圖式簡單說明】、【實施方式】及【申請專利范圍】。
【附圖說明】
[0017]圖1為說明可操作以執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的編碼器系統(tǒng)的特定實施例的圖；
[0018]圖2為可操作以執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的解碼器系統(tǒng)的另一特定實施例的圖；
[0019]圖3為可操作以執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的系統(tǒng)的另一特定實施例的圖；
[0020]圖4為說明執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的方法的特定實施例的流程圖；
[0021]圖5為說明執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的方法的另一特定實施例的流程圖；及
[0022]圖6為可操作以根據(jù)圖1至5的系統(tǒng)及方法執(zhí)行信號處理操作的無線裝置的框圖。
【具體實施方式】
[0023]參看圖1，展示可操作以執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的編碼器系統(tǒng)的特定實施例的圖，且將所述系統(tǒng)大體上標示為100。在特定實施例中，編碼器系統(tǒng)100可集成至編碼(或解碼)系統(tǒng)或裝置中(例如，無線電話或譯碼器/解碼器(CODEC)中)。在其它實施例中，編碼器系統(tǒng)100可集成至機頂盒、音樂播放器、視訊播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個人數(shù)字助理(PDA)、固定位置數(shù)據(jù)單元或計算機中。
[0024]應(yīng)注意，在以下描述中，由圖1的編碼器系統(tǒng)100執(zhí)行的各種功能經(jīng)描述為由某些組件或模塊執(zhí)行。組件及模塊的此劃分僅為了說明目的且并不被認為是限制性的。在替代實施例中，由特定組件或模塊執(zhí)行的功能可在多個組件或模塊中劃分。此外，在替代實施例中，圖1的兩個或兩個以上組件或模塊可集成為單一組件或模塊?？墒褂糜布?例如，場可編程門陣列(FPGA)裝置、特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、控制器等)、軟件(例如，可由處理器執(zhí)行的指令)或其任何組合實施圖1中所說明的每一組件或模塊。
[0025]編碼器系統(tǒng)100包括耦接至低頻帶編碼器108的分析濾波器組110、諧波性估計器106、信號產(chǎn)生器112及參數(shù)估計器190。信號產(chǎn)生器112耦接至濾波器114及混頻器116。信號產(chǎn)生器112可包括函數(shù)選擇器180。
[0026]在操作期間，分析濾波器組110可接收輸入音頻信號102。舉例來說，輸入音頻信號102可由麥克風(fēng)或其它輸入裝置提供。輸入音頻信號102可包括話音、噪聲、音樂或其組合。輸入音頻信號102可為超寬帶(SWB)信號，其包括在大約50赫茲(Hz)至大約16千赫茲(kHz)的頻率范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。分析濾波器組110可基于頻率將輸入音頻信號102分成多個部分。舉例來說，分析濾波器組110可將輸入音頻信號102分成至少低頻帶信號122及高頻帶信號124。在特定實施例中，分析濾波器組110可包括分析濾波器組的集合。分析濾波器組的所述集合可將輸入音頻信號102分成至少低頻帶信號122及高頻帶信號124。在特定實施例中，分析濾波器組110可產(chǎn)生兩個以上輸出。
[0027]在圖1的實例中，低頻帶信號122及高頻帶信號124占用非重迭頻帶。舉例來說，低頻帶信號122及高頻帶信號124可分別占用50Hz至7kHz及7kHz至16kHz的非重迭頻帶。在替代實施例中，低頻帶信號122及高頻帶信號124可分別占用50Hz至8kHz及8kHz至16kHz的非重迭頻帶。在另一替代實施例中，低頻帶信號122及高頻帶信號124重迭(例如，分別為50Hz至8kHz及7kHz至16kHz)，此情況可使分析濾波器組110的低通濾波器及高通濾波器具有平滑滾落，如此可簡化設(shè)計且降低低通濾波器及高通濾波器的成本。使低頻帶信號122及高頻帶信號124重迭還可允許實現(xiàn)接收器處低頻帶及高頻帶信號的平滑混合，如此可產(chǎn)生較少可聞假影。
[0028]應(yīng)注意，盡管圖1的實例說明SWB信號的處理，但此僅為了說明目的且不應(yīng)被認為是限制性的。在替代實施例中，輸入音頻信號102可為具有大約50Hz至大約8kHz的頻率范圍的寬帶(WB)信號。在此實施例中，低頻帶信號122可對應(yīng)于大約50Hz至大約6.4kHz的頻率范圍且高頻帶信號124可對應(yīng)于大約6.4kHz至大約8kHz的頻率范圍。
[0029]分析濾波器組110可將低頻帶信號122提供至低頻帶編碼器108且可將高頻帶信號124提供至參數(shù)估計器190。如本文中所描述，參數(shù)估計器190可經(jīng)配置以比較第一擴展信號182與高頻帶信號124以產(chǎn)生一或多個調(diào)整參數(shù)178。如本文中所描述，編碼器系統(tǒng)100可基于低頻帶信號122及經(jīng)選定非線性處理函數(shù)以產(chǎn)生第一擴展信號182?；祛l器116可經(jīng)配置以通過使用噪聲信號176調(diào)變第二擴展信號172來產(chǎn)生第一擴展信號182。濾波器114可經(jīng)配置以通過將來自信號產(chǎn)生器112的第三擴展信號174濾波來產(chǎn)生第二擴展信號172。
[0030]低頻帶編碼器108可自分析濾波器組110接收低頻帶信號122且可產(chǎn)生低頻帶參數(shù)168。低頻帶參數(shù)168可指示低頻帶信號122的特性。低頻帶參數(shù)168可包括低頻帶信號122與頻譜傾斜、音調(diào)增益、滯后、話音模式或其組合相關(guān)聯(lián)的值。
[0031]頻譜傾斜可涉及通帶上頻譜包絡(luò)的形狀且可由經(jīng)量化第一反射系數(shù)表示。對于有聲聲音，頻譜能量可隨遞增頻率減少，以使得第一反射系數(shù)為負且可能接近-1。無聲聲音可具有一頻譜，所述頻譜為平坦的以使得第一反射系數(shù)接近零，或在高頻處具有更多能量以使得第一反射系數(shù)為正且可能接近+1。
[0032]話音模式(還稱為發(fā)聲模式)可指示與低頻帶信號122相關(guān)聯(lián)的音頻幀是表示有聲聲音還是無聲聲音。話音模式參數(shù)可具有基于周期性(例如，零交叉、標準化自相關(guān)函數(shù)(NACF)、音調(diào)增益等)和/或音頻幀的語音活動的一或多個測量結(jié)果(例如，此類測量結(jié)果與臨限值之間的關(guān)系)的二進制值。在其它實施中，話音模式參數(shù)可具有一或多個其它狀態(tài)來指示例如靜寂或背景噪聲的模式，或靜寂與有聲話音之間的轉(zhuǎn)變。低頻帶編碼器108可將低頻帶參數(shù)168提供至信號產(chǎn)生器112。
[0033]在特定實施例中，信號產(chǎn)生器112可基于低頻帶參數(shù)168產(chǎn)生低頻帶信號122。舉例來說，信號產(chǎn)生器112可包括本地解碼器(或解碼器仿真器)。本地解碼器可在接收裝置處模擬解碼器的行為。舉例來說，本地解碼器可經(jīng)配置以解碼低頻帶參數(shù)168以產(chǎn)生低頻帶信號122。在替代實施例中，信號產(chǎn)生器112可自分析濾波器組110接收低頻帶信號122。
[0034]函數(shù)選擇器180可選擇多個可用非線性處理函數(shù)118中的非線性處理函數(shù)。所述多個可用非線性處理函數(shù)118可包括絕對值函數(shù)、全波整流函數(shù)、半波整流函數(shù)、平方函數(shù)、立方函數(shù)、四冪函數(shù)(power of four funct1n)、削波函數(shù)或其組合。
[0035]函數(shù)選擇器180可基于低頻帶信號122的特性選擇非線性處理函數(shù)。為了說明，函數(shù)選擇器180可基于低頻帶參數(shù)168或低頻帶信號122確定特性值。噪聲因子可指示對應(yīng)于低頻帶信號122的音頻幀的周期性。舉例來說，噪聲因子可對應(yīng)于與低頻帶信號122相關(guān)聯(lián)的音調(diào)增益、話音模式、頻譜傾斜、NACF、零交叉或其組合。如果噪聲因子滿足第一噪聲臨限值，那么函數(shù)選擇器180可選擇第一非線性處理函數(shù)。舉例來說，若噪聲因子指示低頻帶信號122為強周期性的(例如，對應(yīng)于話音)，則函數(shù)選擇器180可選擇高階冪函數(shù)(例如，四冪函數(shù))。如果噪聲因子滿足第二噪聲臨限值，那么函數(shù)選擇器180可選擇第二非線性處理函數(shù)。舉例來說，如果噪聲因子指示低頻帶信號122并非為極周期性的或為類噪聲的(例如，對應(yīng)于音樂)，那么函數(shù)選擇器180可選擇低階冪函數(shù)(例如，平方函數(shù))。
[0036]在特定實施例中，函數(shù)選擇器180可在逐音頻幀基礎(chǔ)上從多個可用非線性處理函數(shù)118選擇非線性處理函數(shù)。此外，可針對輸入音頻信號102的連續(xù)幀選擇不同的非線性處理函數(shù)。因此，函數(shù)選擇器180可響應(yīng)于確定與第一音頻幀相關(guān)聯(lián)的參數(shù)滿足第一條件而選擇多個非線性處理函數(shù)中的第一非線性處理函數(shù)，且可響應(yīng)于確定與第二音頻幀相關(guān)聯(lián)的參數(shù)滿足第二條件而選擇多個非線性處理函數(shù)中的第二非線性處理函數(shù)。作為說明性實例，可在輸入音頻信號102在電話呼叫期間對應(yīng)于話音時與在輸入音頻信號102在電話呼叫期間對應(yīng)于保持音樂時應(yīng)用不同的非線性處理函數(shù)。在特定實施例中，與幀相關(guān)聯(lián)的參數(shù)為經(jīng)選擇以編碼低頻帶信號的譯碼模式、幀的周期性、幀中非周期性噪聲的量及對應(yīng)于幀的頻譜傾斜中的一者。
[0037]信號產(chǎn)生器112可以諧波方式擴展低頻帶信號122的頻譜以包括較高頻率范圍(例如，對應(yīng)于高頻帶信號124的頻率范圍)。舉例來說，信號產(chǎn)生器112可對低頻帶信號122進行增加取樣。低頻帶信號122可經(jīng)增加取樣以減少應(yīng)用選定非線性處理函數(shù)后的頻疊。在特定實施例中，信號產(chǎn)生器112可按特定因子(例如，8)對低頻帶信號122進行增加取樣。在特定實施例中，增加取樣操作可包括對低頻帶信號122進行補零。信號產(chǎn)生器112可通過將選定非線性處理函數(shù)應(yīng)用于經(jīng)增加取樣信號來產(chǎn)生第三擴展信號174。
[0038]濾波器114可從信號產(chǎn)生器112接收第三擴展信號174。濾波器114可通過對第三擴展信號174進行濾波來產(chǎn)生第二擴展信號172。舉例來說，濾波器114可對第三擴展信號174進行減少取樣以使得第二擴展信號172的頻率范圍(例如，7kHz至16kHz)對應(yīng)于與高頻帶信號124相關(guān)聯(lián)的頻率范圍。為了說明，濾波器114可將帶通(例如，高通)濾波操作應(yīng)用于第三擴展信號174以產(chǎn)生第二擴展信號172。在特定實施例中，濾波器114可將線性變換(例如，離散余弦變換(DCT))應(yīng)用于第三擴展信號174且可選擇對應(yīng)于高頻率范圍(例如，7kHz至16kHz)的變換系數(shù)。濾波器114可將第二擴展信號172提供至混頻器116。
[0039]混頻器116可組合第二擴展信號172及噪聲信號176?；祛l器116可自噪聲產(chǎn)生器(未展示)接收噪聲信號176。噪聲產(chǎn)生器可經(jīng)配置以產(chǎn)生單位方差白色偽隨機噪聲信號。在特定實施例中，噪聲信號176可不為白色且可具有隨頻率變化的功率密度。在特定實施例中，噪聲產(chǎn)生器可經(jīng)配置以將噪聲信號176輸出為確定性函數(shù)，所述函數(shù)可在接收裝置的解碼器處經(jīng)復(fù)制。舉例來說，噪聲產(chǎn)生器可經(jīng)配置以產(chǎn)生噪聲信號176作為低頻帶參數(shù)168的確定性函數(shù)。
[0040]混頻器116可組合第一比例的噪聲信號176及第二比例的第二擴展信號172。舉例來說，混頻器116可產(chǎn)生第一擴展信號182以具有類似于高頻帶信號124的諧波能量與噪聲能量的比率的諧波能量與噪聲能量的比率?；祛l器116可基于諧波性因子170確定第一比例及第二比例。舉例來說，如果諧波性因子170指示高頻帶信號124與無聲聲音(例如，音樂或噪聲)相關(guān)聯(lián)，那么第一比例可高于第二比例。作為另一實例，如果諧波性因子170指示高頻帶信號124與有聲話音相關(guān)聯(lián)，則第二比例可高于第一比例。在特定實施例中，混頻器116可自諧波性因子170確定第一比例(或第二比例)且可根據(jù)例如下式的等式導(dǎo)出第二比例(或第一比例):
[0041](第一比例)2+(第二比例)2= 1，(等式I)。
[0042]替代地，混頻器116可基于諧波性因子170自多個比例對選擇對應(yīng)比例對，其中預(yù)先計算比例對以滿足恒定能量比率，例如等式(I)。第一比例的值的范圍可為0.1至0.7且第二比例的值的范圍可為0.7至1.0。
[0043]諧波性估計器106可基于輸入音頻信號102的特性(例如，周期性)的估計確定諧波性因子170。在特定實施例中，諧波性估計器106可基于高頻帶信號124及低頻帶參數(shù)168中的至少一者產(chǎn)生諧波性因子170。舉例來說，諧波性估計器106可基于由低頻帶參數(shù)168指示的低頻帶信號122的特性(例如，周期性)確定諧波性因子170。為了說明，諧波性估計器106可將與音調(diào)增益成比例的值指派至諧波性因子170。作為另一實例，諧波性估計器106可基于話音模式確定諧波性因子170。為了說明，諧波性因子170可響應(yīng)于指示有聲音頻(例如，話音)的話音模式而具有第一值且可響應(yīng)于指示無聲音頻(例如，音樂)的話音模式而具有第二值。
[0044]作為另一實例，諧波性估計器106可基于高頻帶信號124的特性(例如，周期性)確定諧波性因子170。為了說明，諧波性估計器106可基于高頻帶信號124的自相關(guān)系數(shù)的最大值確定諧波性因子170，其中在包括一個音調(diào)滯后的延遲且不包括零樣本的延遲的搜尋范圍內(nèi)執(zhí)行自相關(guān)。在特定實施例中，諧波性估計器106可產(chǎn)生對應(yīng)于高頻帶信號124的高頻帶濾波器參數(shù)且可基于高頻帶濾波器參數(shù)確定高頻帶信號124的特性。
[0045]在特定實施例中，諧波性估計器106可基于周期性的另一指示符(例如，音調(diào)增益)及臨限值確定諧波性因子170。舉例來說，如果由低頻帶參數(shù)168指示的音調(diào)增益滿足第一臨限值(例如，大于或等于0.5)，那么諧波性估計器106可對高頻帶信號124執(zhí)行自相關(guān)操作。作為另一實例，如果話音模式指示特定狀態(tài)(例如，有聲話音)，那么諧波性估計器106可執(zhí)行自相關(guān)操作。如果音調(diào)增益不滿足第一臨限值和/或若話音模式指示其它狀態(tài)，那么諧波性因子170可具有默認值。
[0046]諧波性估計器106可基于不同于周期性或除周期性之外的特性確定諧波性因子170。舉例來說，諧波性因子針對具有大音調(diào)滯后的話音信號及具有小音調(diào)滯后的話音信號可具有不同值。在特定實施例中，諧波性估計器106可基于在基本頻率的倍數(shù)下對高頻帶信號124的能量的測量相對于在其它頻率分量下對高頻帶信號124的能量的測量來確定諧波性因子170。
[0047]諧波性估計器106可將諧波性因子170提供至混頻器116。如本文中所描述，混頻器116可基于諧波性因子170產(chǎn)生第一擴展信號182。混頻器116可將第一擴展信號182提供至參數(shù)估計器190。
[0048]參數(shù)估計器190可基于高頻帶信號124或第一擴展信號182中的至少一者產(chǎn)生調(diào)整參數(shù)178。舉例來說，參數(shù)估計器190可基于高頻帶信號124與第一擴展信號182之間的關(guān)系(例如，兩個信號的能量之間的差異或比率)產(chǎn)生調(diào)整參數(shù)178。在特定實施例中，調(diào)整參數(shù)178可對應(yīng)于指示兩個信號的能量之間的差異或比率的一或多個增益調(diào)整參數(shù)。在替代實施例中，調(diào)整參數(shù)178可對應(yīng)于增益調(diào)整參數(shù)的經(jīng)量化指數(shù)。在特定實施例中，調(diào)整參數(shù)178可包括指示高頻帶信號124的特性的高頻帶參數(shù)。在特定實施例中，參數(shù)估計器190可基于高頻帶信號124且不基于第一擴展信號182產(chǎn)生調(diào)整參數(shù)178。
[0049]參數(shù)估計器190可提供調(diào)整參數(shù)178且低頻帶編碼器108可將低頻帶參數(shù)168提供至多任務(wù)器(MUX)。MUX可多任務(wù)調(diào)整參數(shù)178及低頻帶參數(shù)168以產(chǎn)生輸出位串流。輸出位串流可表示對應(yīng)于輸入音頻信號102的經(jīng)編碼音頻信號。舉例來說，MUX可經(jīng)配置以將調(diào)整參數(shù)178插入至輸入音頻信號102的經(jīng)編碼版本中以在輸入音頻信號102的再現(xiàn)期間實現(xiàn)增益調(diào)整。輸出位串流可由傳輸器傳輸(例如，經(jīng)由有線、無線或光學(xué)信道)和/或經(jīng)存儲。在接收裝置處，可由解多任務(wù)器(DEMUX)、低頻帶解碼器、高頻帶解碼器及濾波器組執(zhí)行反向操作以產(chǎn)生音頻信號(例如，提供至揚聲器或其它輸出裝置的輸入音頻信號102的重建構(gòu)版本)，如參看圖2所描述。在特定實施例中，諧波性估計器106可將諧波性因子170提供至MUX，且MUX可將諧波性因子170包括在輸出位串流中。
[0050]編碼器系統(tǒng)100在編碼器處使用基于低頻帶信號122的特性選擇的非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶信號(例如，第一擴展信號182)。使用選定非線性處理函數(shù)可增加在有聲狀況及無聲狀況兩者下合成高頻帶信號與高頻帶信號124之間的相關(guān)性。
[0051]參看圖2，展示可操作以執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的解碼器系統(tǒng)的特定實施例，且將所述系統(tǒng)大體上標示為200。編碼器系統(tǒng)100及解碼器系統(tǒng)200可包括在單一裝置或單獨裝置中。
[0052]在特定實施例中，解碼器系統(tǒng)200可集成至編碼(或解碼)系統(tǒng)或裝置中(例如，無線電話或譯碼器/解碼器(CODEC)中)。在其它實施例中，解碼器系統(tǒng)200可集成至機頂盒、音樂播放器、視訊播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個人數(shù)字助理(PDA)、固定位置數(shù)據(jù)單元或計算機中。
[0053]應(yīng)注意，在以下描述中，由圖2的解碼器系統(tǒng)200執(zhí)行的各種功能經(jīng)描述為由某些組件或模塊執(zhí)行。組件及模塊的此劃分僅為了說明目的且并不被認為是限制性的。在一替代實施例中，由特定組件或模塊執(zhí)行的功能可在多個組件或模塊中劃分。此外，在一替代實施例中，圖2的兩個或兩個以上組件或模塊可集成至單一組件或模塊中?？墒褂糜布?例如，場可編程門陣列(FPGA)裝置、特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、控制器等)、軟件(例如，可由處理器執(zhí)行的指令)或其任何組合實施圖2中所說明的每一組件或模塊。
[0054]解碼器系統(tǒng)200包括耦接至信號產(chǎn)生器112的低頻帶解碼器208、濾波器114、混頻器116、高頻帶信號產(chǎn)生器216及合成濾波器組210。
[0055]在操作期間，低頻帶解碼器208可接收低頻帶數(shù)據(jù)268。低頻帶數(shù)據(jù)268可對應(yīng)于由圖1的編碼器系統(tǒng)100產(chǎn)生的輸出位串流。舉例來說，在解碼器系統(tǒng)200處的接收器可接收(例如，經(jīng)由有線、無線或光學(xué)信道)輸入位串流。輸入位串流可對應(yīng)于由編碼器系統(tǒng)100產(chǎn)生的輸出位串流。接收器可將輸入位串流提供至解多任務(wù)器(DEMUX) C3DEMUX可自輸入位串流產(chǎn)生低頻帶數(shù)據(jù)268及調(diào)整參數(shù)。在特定實施例中，DEMUX可自輸入位串流提取諧波性因子。DEMUX可將低頻帶數(shù)據(jù)268提供至低頻帶解碼器208。
[0056]低頻帶解碼器208可自低頻帶數(shù)據(jù)268提取低頻帶參數(shù)。低頻帶參數(shù)可對應(yīng)于圖1的低頻帶參數(shù)168。低頻帶解碼器208可基于所述低頻帶參數(shù)產(chǎn)生合成低頻帶信號222。合成低頻帶信號222可近似于圖1的低頻帶信號122。
[0057]信號產(chǎn)生器112可自低頻帶解碼器208接收合成低頻帶信號222。信號產(chǎn)生器112可基于合成低頻帶信號222產(chǎn)生第三擴展信號274，如參看圖1所描述。舉例來說，函數(shù)選擇器180可基于合成低頻帶信號222自多個可用非線性處理函數(shù)218選擇非線性處理函數(shù)。信號產(chǎn)生器可擴展合成低頻帶信號222且可應(yīng)用所選定非線性處理函數(shù)以產(chǎn)生第三擴展信號274。第三擴展信號274可近似于圖1的第三擴展信號174。在特定實施例中，函數(shù)選擇器180基于所接收的參數(shù)選擇非線性處理函數(shù)。舉例來說，解碼器系統(tǒng)200可接收識別(例如，經(jīng)由指數(shù))特定非線性處理函數(shù)的參數(shù)，所述特定非線性處理函數(shù)由編碼器系統(tǒng)(例如，編碼器系統(tǒng)100)應(yīng)用以編碼特定音頻幀或音頻幀序列?？舍槍γ恳粠虍?dāng)待使用的非線性處理函數(shù)改變時接收此參數(shù)。
[0058]濾波器114可通過對第三擴展信號274進行濾波來產(chǎn)生第二擴展信號272，如參看圖1所描述。第二擴展信號272可近似于圖1的第二擴展信號172。
[0059]混頻器116可經(jīng)由基于諧波性因子270組合噪聲信號276及第二擴展信號272來產(chǎn)生第一擴展信號282，如參看圖2所描述。噪聲信號276可近似于圖1的噪聲信號176且第一擴展信號282可近似于圖1的第一擴展信號182。
[0060]諧波性解碼器206可接收低頻帶數(shù)據(jù)268、調(diào)整參數(shù)178、所接收的諧波性因子(例如，參數(shù))或其組合。舉例來說，諧波性解碼器206可自解碼器系統(tǒng)200的DEMUX接收低頻帶數(shù)據(jù)268、調(diào)整參數(shù)178、所接收的諧波性因子或其組合。諧波性解碼器206可基于低頻帶數(shù)據(jù)268、調(diào)整參數(shù)178、所接收的諧波性因子或其組合產(chǎn)生諧波性因子270。舉例來說，諧波性解碼器206可自低頻帶數(shù)據(jù)268提取低頻帶參數(shù)。作為另一實例，諧波性解碼器206可自調(diào)整參數(shù)178提取高頻帶參數(shù)。諧波性解碼器206可基于低頻帶參數(shù)、高頻帶參數(shù)或兩者產(chǎn)生經(jīng)計算的諧波性因子，如參看圖1所描述。
[0061]諧波性解碼器206可將諧波性因子270設(shè)定為經(jīng)計算的諧波性因子或所接收的諧波性因子。在特定實施例中，諧波性解碼器206可回應(yīng)于偵測到所接收的諧波性因子中的錯誤而將諧波性因子270設(shè)定為經(jīng)計算的諧波性因子。諧波性解碼器206可回應(yīng)于確定所接收的諧波性因子與經(jīng)計算的諧波性因子之間的差異滿足特定臨限值而偵測錯誤。諧波性解碼器206可將諧波性因子270提供至混頻器116。混頻器116可將第一擴展信號282提供至高頻帶信號產(chǎn)生器216。
[0062]高頻帶信號產(chǎn)生器216可基于調(diào)整參數(shù)178及第一擴展信號282中的至少一者產(chǎn)生合成高頻帶信號224。舉例來說，高頻帶信號產(chǎn)生器216可將調(diào)整參數(shù)178應(yīng)用于第一擴展信號282以產(chǎn)生合成高頻帶信號224。為了說明，高頻帶信號產(chǎn)生器216可按與調(diào)整參數(shù)178中的至少一者相關(guān)聯(lián)的因子來按比例縮放第一擴展信號282。在特定實施例中，調(diào)整參數(shù)178中的一或多者可對應(yīng)于增益調(diào)整參數(shù)。高頻帶信號產(chǎn)生器216可將增益調(diào)整參數(shù)應(yīng)用于第一擴展信號282以產(chǎn)生合成高頻帶信號224。合成濾波器組210可接收合成高頻帶信號224及合成低頻帶信號222。輸出音頻信號278可由合成濾波器組210提供至揚聲器(或其它輸出裝置)和/或經(jīng)存儲。
[0063]解碼器系統(tǒng)200可使用基于指示編碼器處接收的輸入信號的低頻帶部分的特性的低頻帶參數(shù)選擇的非線性處理函數(shù)實現(xiàn)在解碼器處產(chǎn)生合成高頻帶信號。使用選定非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶信號可在有聲狀況及無聲狀況兩者下改良合成高頻帶信號與輸入信號的高頻帶部分之間的相關(guān)性。
[0064]參看圖3，展示可操作以執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的系統(tǒng)的特定實施例，且將所述系統(tǒng)大體上標示為300。
[0065]在特定實施例中，系統(tǒng)300(或其部分)可集成至編碼(或解碼)系統(tǒng)或裝置中(例如，無線電話或譯碼器/解碼器(CODEC)中)。在其它實施例中，系統(tǒng)300(或其部分)可集成至機頂盒、音樂播放器、視訊播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個人數(shù)字助理(PDA)、固定位置數(shù)據(jù)單元或計算機中。
[0066]應(yīng)注意，在以下描述中，由圖3的系統(tǒng)300執(zhí)行的各種功能經(jīng)描述為由某些組件或模塊執(zhí)行。組件及模塊的此劃分僅為了說明目的且并不被認為系限制性的。在替代實施例中，由特定組件或模塊執(zhí)行的功能可在多個組件或模塊中劃分。此外，在替代實施例中，圖3的兩個或兩個以上組件或模塊可集成至單一組件或模塊中。可使用硬件(例如，場可編程門陣列(FPGA)裝置、特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、控制器等)、軟件(例如，可由處理器執(zhí)行的指令)或其任何組合實施圖3中所說明的每一組件或模塊。
[0067]系統(tǒng)300包括分析濾波器組110、低頻帶編碼器108、諧波性估計器106、參數(shù)估計器190及解碼器系統(tǒng)200。
[0068]在操作期間，分析濾波器組110可接收輸入音頻信號102。分析濾波器組110可將輸入音頻信號102分成至少低頻帶信號122及高頻帶信號124。
[0069]低頻帶編碼器108可自分析濾波器組110接收低頻帶信號122。低頻帶編碼器108可基于低頻帶信號122確定低頻帶參數(shù)168，如參看圖1所描述。低頻帶編碼器108可將低頻帶參數(shù)168提供至解碼器系統(tǒng)200。
[0070]諧波性估計器106可接收高頻帶信號124且可基于高頻帶信號124產(chǎn)生諧波性因子170。舉例來說，諧波性估計器106可基于指示高頻帶信號124的特性的高頻帶參數(shù)產(chǎn)生諧波性因子170，如參看圖1所描述。諧波性估計器106可將諧波性因子170提供至解碼器系統(tǒng)200。
[0071]參數(shù)估計器190可基于高頻帶信號124產(chǎn)生調(diào)整參數(shù)178。舉例來說，調(diào)整參數(shù)178可對應(yīng)于指示高頻帶信號124的特性的高頻帶參數(shù)。參數(shù)估計器190可將調(diào)整參數(shù)178提供至解碼器系統(tǒng)200。解碼器系統(tǒng)200可基于調(diào)整參數(shù)178、低頻帶參數(shù)168、諧波性因子170或其組合產(chǎn)生合成高頻帶信號224，如參看圖2所描述。
[0072]系統(tǒng)300使用基于合成低頻帶信號的特性而選擇的非線性處理函數(shù)實現(xiàn)在解碼器處產(chǎn)生高頻帶信號。系統(tǒng)300可基于高頻帶信號124且不基于低頻帶信號的擴展版本產(chǎn)生調(diào)整參數(shù)178。在特定實施例中，系統(tǒng)300可通過節(jié)省用于擴展輸入音頻信號102及將擴展信號與噪聲信號混合的處理時間而比編碼器系統(tǒng)100更快地產(chǎn)生調(diào)整參數(shù)178。
[0073]參看圖4，展示執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的方法的特定實施例的流程圖，且將所述方法大體上標示為400?？捎蓤D1的編碼器系統(tǒng)100執(zhí)行方法400。
[0074]方法400可包括在裝置處將輸入音頻信號分成至少低頻帶信號及高頻帶信號(在402處)。低頻帶信號可對應(yīng)于低頻帶頻率范圍且高頻帶信號可對應(yīng)于高頻帶頻率范圍。舉例來說，圖1的分析濾波器組110可將輸入音頻信號102分成至少低頻帶信號122及高頻帶信號124，如參看圖1所描述。低頻帶信號122可對應(yīng)于低頻帶頻率范圍(例如，50赫茲(Hz)至7千赫茲(kHz))且高頻帶信號124可對應(yīng)于高頻帶頻率范圍(例如，7kHz至16kHz)。
[0075]方法400還可包括選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)(在404處)。舉例來說，圖1的函數(shù)選擇器180可選擇多個可用非線性處理函數(shù)118中的特定非線性處理函數(shù)，如參看圖1所描述。
[0076]方法400可進一步包括基于低頻帶信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號(在406處)。舉例來說，圖1的混頻器116可基于低頻帶信號122及選定非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號182，如參看圖1所描述。
[0077]方法400還可包括基于第一擴展信號或高頻帶信號中的至少一者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)(在408處)。舉例來說，參數(shù)調(diào)整器190可基于第一擴展信號182或高頻帶信號124中的至少一者產(chǎn)生調(diào)整參數(shù)178，如參看圖1所描述。
[0078]方法400可使用基于低頻帶信號122的特性選擇的非線性處理函數(shù)實現(xiàn)在編碼器處產(chǎn)生合成高頻帶信號(例如，第一擴展信號182)。使用選定非線性處理函數(shù)可增加在有聲狀況及無聲狀況兩者下合成高頻帶信號與高頻帶信號124之間的相關(guān)性。
[0079]在特定實施例中，圖4的方法400可經(jīng)由處理單元(例如，中央處理單元(CPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)或控制器)的硬件(例如，場可編程門陣列(FPGA)裝置、特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)等)或經(jīng)由固件裝置或其任何組合實施。作為一實例，可由執(zhí)行指令的處理器(如關(guān)于圖6所描述)執(zhí)行圖4的方法400。
[0080]參看圖5，展示執(zhí)行音頻信號的諧波帶寬擴展的方法的特定實施例的流程圖，且將所述方法大體上標示為500?？捎蓤D2的解碼器系統(tǒng)200執(zhí)行方法500。
[0081]方法500可包括在裝置處接收對應(yīng)于輸入音頻信號的至少低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)(在502處)。舉例來說，解碼器系統(tǒng)200的DEMUX可經(jīng)由接收器接收輸入位串流，如參看圖2所描述。作為另一實例，低頻帶解碼器208可接收低頻帶數(shù)據(jù)268，如參看圖2所描述。
[0082]方法500還可包括解碼低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號(在504處)。舉例來說，低頻帶解碼器208可解碼低頻帶數(shù)據(jù)268以產(chǎn)生合成低頻帶信號222，如參看圖2所描述。
[0083]方法500可進一步包括選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)(在506處)。舉例來說，函數(shù)選擇器180可選擇多個可用非線性處理函數(shù)118中的特定非線性處理函數(shù)，如參看圖2所描述。
[0084]方法500還可包括基于合成低頻帶音頻信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號(在508處)。舉例來說，高頻帶信號產(chǎn)生器216可基于合成低頻帶信號222及選定非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶信號224，如參看圖2所描述。
[0085]方法500可使用基于指示在編碼器處接收的輸入信號的低頻帶部分的特性的低頻帶參數(shù)選擇的非線性處理函數(shù)實現(xiàn)在解碼器處產(chǎn)生合成高頻帶信號。使用選定非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶信號可改良在有聲狀況及無聲狀況兩者下合成高頻帶信號與輸入信號的高頻帶部分之間的相關(guān)性。
[0086]在特定實施例中，圖5的方法500可經(jīng)由處理單元(例如，中央處理單元(CPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)或控制器)的硬件(例如，場可編程門陣列(FPGA)裝置、特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)等)或經(jīng)由固件裝置或其任何組合實施。作為一實例，可由執(zhí)行指令的處理器(如關(guān)于圖6所描述)執(zhí)行圖5的方法500。
[0087]參考圖6，描繪無線通信裝置的特定說明性實施例的框圖，且將所述裝置大體上標示為600。裝置600包括耦接至存儲器632的處理器610 (例如，中央處理單元(CPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)等)。存儲器632可包括由處理器610執(zhí)行的指令660。處理器610還可包括譯碼器/解碼器(CODEC) 634，如所展示。CODEC 634可執(zhí)行本文中所揭示的方法及程序，例如圖4的方法400、圖5的方法500或兩者，和/或指令660可由處理器610執(zhí)行以執(zhí)行本文中所揭示的方法及程序，例如圖4的方法400、圖5的方法500或兩者。
[0088]CODEC 634可包括編碼器690及解碼器692。編碼器690可包括分析濾波器組110、諧波性估計器106、低頻帶編碼器108、混頻器116、信號產(chǎn)生器112、濾波器114及參數(shù)估計器190中的一或多者，如所展示。解碼器692可包括合成濾波器組210、諧波性解碼器206、低頻帶解碼器208、高頻帶信號產(chǎn)生器216、混頻器116及濾波器114中的一或多者，如所展示。在替代實施例中，編碼器690及解碼器692可駐留在多個處理器內(nèi)或其部分內(nèi)。舉例來說，裝置600可包括多個處理器(例如，DSP及應(yīng)用程序處理器)，且編碼器690及解碼器692或其組件可包括在多個處理器中的一些或全部中。
[0089]可經(jīng)由專用硬件(例如，電路)、經(jīng)由執(zhí)行指令以執(zhí)行一或多個任務(wù)的處理器或其組合實施分析濾波器組110、諧波性估計器106、低頻帶編碼器108、混頻器116、信號產(chǎn)生器112、濾波器114、參數(shù)估計器190、合成濾波器組210、諧波性解碼器206、低頻帶解碼器208、高頻帶信號產(chǎn)生器216或其組合。作為實例，這些指令可存儲在存儲器裝置中，例如隨機訪問存儲器(RAM)、磁阻式隨機訪問存儲器(MRAM)、自旋力矩轉(zhuǎn)移MRAM(STT-MRAM)、閃存、只讀存儲器(R0M)、可編程只讀存儲器(PROM)、固態(tài)存儲器、可抹除可編程只讀存儲器(EPROM)、電可抹除可編程只讀存儲器(EEPROM)、緩存器、硬盤、可移動磁盤或緊密光盤只讀存儲器(CD-ROM)0
[0090]圖6還展示耦接至處理器610且耦接至顯示器628的顯示控制器626。揚聲器636及麥克風(fēng)638可耦接至裝置600。舉例來說，麥克風(fēng)638可產(chǎn)生圖1的輸入音頻信號102，且裝置600可基于輸入音頻信號102產(chǎn)生用于傳輸至接收器的輸出位串流，如參看圖1所描述。舉例來說，輸出位串流可由傳輸器經(jīng)由處理器610、無線控制器640及天線642傳輸。作為另一實例，揚聲器636可用于輸出由裝置600根據(jù)由接收器接收(例如，經(jīng)由無線控制器640及天線642)的輸入位串流重建構(gòu)的信號，如參看圖2所描述。
[0091]在特定實施例中，處理器610、顯示控制器626、存儲器632及無線控制器640包括在系統(tǒng)級封裝或系統(tǒng)單芯片裝置(例如，行動臺調(diào)制解調(diào)器(MSM))622中。在特定實施例中，輸入裝置630(例如，觸摸屏和/或小鍵盤)及電力供應(yīng)器644耦接至系統(tǒng)單芯片裝置622。此外，在特定實施例中，如圖6所說明，顯示器628、輸入裝置630、揚聲器636、麥克風(fēng)638、天線642及電力供應(yīng)器644在系統(tǒng)單芯片裝置622的外部。顯示器628、輸入裝置630、揚聲器636、麥克風(fēng)638、天線642及電力供應(yīng)器644中的每一者可耦接至系統(tǒng)單芯片裝置622的組件，例如接口或控制器。
[0092]結(jié)合所描述的實施例，第一裝置可包括用于將輸入音頻信號分成至少低頻帶信號及高頻帶信號的裝置，例如分析濾波器組110、經(jīng)配置以分離音頻信號的一或多個其它裝置或電路，或其任何組合。低頻帶信號可對應(yīng)于低頻帶頻率范圍且高頻帶信號可對應(yīng)于高頻帶頻率范圍。所述裝置還可包括用于選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)的裝置，例如函數(shù)選擇器180、經(jīng)配置以自多個非線性處理函數(shù)選擇非線性處理函數(shù)的一或多個其它裝置或電路，或其任何組合。所述裝置可進一步包括用于基于低頻帶信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號的第一裝置，例如混頻器116、經(jīng)配置以基于低頻帶信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生信號的一或多個其它裝置或電路，或其任何組合。所述裝置還可包括用于基于第一擴展信號、高頻帶信號或兩者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)的第二裝置，例如參數(shù)估計器190、經(jīng)配置以基于擴展信號和/或高頻帶信號產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)的一或多個其它裝置或電路，或其任何組合。
[0093]結(jié)合所描述的實施例，第二裝置可包括用于接收對應(yīng)于輸入音頻信號的至少低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)的裝置，例如解碼器系統(tǒng)200的組件或耦接至解碼器系統(tǒng)200的組件(例如，接收器)、經(jīng)配置以接收對應(yīng)于輸入音頻信號的低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)的一或多個其它裝置或電路，或其任何組合。所述裝置還可包括用于解碼低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號的裝置，例如低頻帶解碼器208、經(jīng)配置以解碼低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號的一或多個其它裝置或電路，或其任何組合。所述裝置可進一步包括用于選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)的裝置，例如函數(shù)選擇器180、經(jīng)配置以選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)的一或多個其它裝置或電路，或其任何組合。所述裝置還可包括用于基于合成低頻帶音頻信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號的裝置，例如高頻帶信號產(chǎn)生器216、經(jīng)配置以基于合成低頻帶音頻信號及非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號的一或多個其它裝置或電路，或其任何組合。
[0094]熟悉此項技術(shù)者將進一步了解，結(jié)合本文中所揭示的實施例所描述的各種說明性邏輯塊、配置、模塊、電路及算法步驟可實施為電子硬件、由例如硬件處理器的處理裝置執(zhí)行的計算機軟件，或兩者的組合。上文大體在功能性方面描述各種說明性組件、塊、配置、模塊、電路及步驟。此功能性經(jīng)實施為硬件還是可執(zhí)行軟件取決于特定應(yīng)用及強加于整個系統(tǒng)上的設(shè)計約束。對于每一特定應(yīng)用來說，熟習(xí)此項技術(shù)者可以變化的方式實施所描述的功能性，但不應(yīng)將這些實施決策解釋為導(dǎo)致脫離本發(fā)明的范圍。
[0095]結(jié)合本文中所揭示的實施例而描述的方法或算法的步驟可直接體現(xiàn)于硬件中、由處理器執(zhí)行的軟件模塊中，或兩者的組合中。軟件模塊可駐留于存儲器裝置中，例如隨機訪問存儲器(RAM)、磁阻式隨機訪問存儲器(MRAM)、自旋力矩轉(zhuǎn)移MRAM(STT-MRAM)、閃存、只讀存儲器(R0M)、可編程只讀存儲器(PROM)、可抹除可編程只讀存儲器(EPROM)、電可抹除可編程只讀存儲器(EEPROM)、緩存器、硬盤、可移動磁盤或緊密光盤只讀存儲器(CD-ROM)。例示性存儲器裝置耦接至處理器，以使得處理器可自存儲器裝置讀取信息及將信息寫入至存儲器裝置。在替代方案中，存儲器裝置可與處理器成一體式。處理器及存儲媒體可駐留于特殊應(yīng)用集成電路(ASIC)中。ASIC可駐留于計算裝置或用戶終端機中。在替代方案中，處理器及存儲媒體可作為離散組件駐留于計算裝置或用戶終端機中。
[0096]提供所揭示的實施例的前述描述以使熟習(xí)此項技術(shù)者能夠制作或使用所揭示的實施例。對于熟習(xí)此項技術(shù)者而言，這些實施例的各種修改將易于顯而易見，且本文中所定義的原理可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下應(yīng)用于其它實施例。因此，本發(fā)明并不意欲限于本文中所展示的實施例，而應(yīng)符合可能與如以下申請專利范圍所定義的原理及新穎特征相一致的最廣泛范疇。
【主權(quán)項】
1.一種方法，其包含:在裝置處，將輸入音頻信號分為至少低頻帶信號及高頻帶信號，所述低頻帶信號對應(yīng) 于低頻帶頻率范圍且所述高頻帶信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍；選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)；基于所述低頻帶信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號;及基于所述第一擴展信號、所述高頻帶信號或兩者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一擴展信號是經(jīng)由混合噪聲信號和第二擴 展信號來產(chǎn)生，且其中所述至少一個調(diào)整參數(shù)是基于所述第一擴展信號及所述高頻帶信號 確定。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中第一比例的所述噪聲信號和第二比例的所述第二 擴展信號經(jīng)混合，且其中所述第一比例和所述第二比例是基于所述低頻帶信號、所述高頻 帶信號或所述輸入音頻信號中的至少一者的諧波性確定。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進一步包含基于音頻幀中所述輸入音頻信號的周期 性的估計確定所述諧波性。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進一步包含經(jīng)由對第三擴展信號進行濾波來產(chǎn)生所 述第二擴展信號，其中所述第二擴展信號的帶寬對應(yīng)于所述高頻帶頻率范圍。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進一步包含經(jīng)由將所述非線性處理函數(shù)應(yīng)用于所述 低頻帶信號來產(chǎn)生所述第三擴展信號。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第二擴展信號是經(jīng)由將線性變換應(yīng)用于第三 擴展信號及選擇對應(yīng)于所述高頻帶頻率范圍的變換系數(shù)來產(chǎn)生。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述線性變換對應(yīng)于離散余弦變換。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述輸入音頻信號是使用分析濾波器組分成至少 所述低頻帶信號及所述高頻帶信號。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包含確定與所述輸入音頻信號的幀相關(guān)聯(lián)的 參數(shù)，其中基于所述參數(shù)選擇所述非線性處理函數(shù)，其中響應(yīng)于確定所述參數(shù)滿足第一條 件而選擇所述多個非線性處理函數(shù)中的第一非線性處理函數(shù)，且其中響應(yīng)于確定所述參數(shù) 滿足第二條件而選擇所述多個非線性處理函數(shù)中的第二非線性處理函數(shù)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一非線性處理函數(shù)對應(yīng)于低階冪函數(shù)，且其中所述第二非線性處理函數(shù)對應(yīng)于高階冪函數(shù)。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中與所述幀相關(guān)聯(lián)的所述參數(shù)為經(jīng)選擇以編碼所 述低頻帶信號的寫碼模式、所述幀的周期性、所述幀中非周期性噪聲的量及對應(yīng)于所述幀 的頻譜傾斜中的一者。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個調(diào)整參數(shù)對應(yīng)于與所述高頻帶信號 相關(guān)聯(lián)的至少一個增益調(diào)整參數(shù)。14.一種方法，其包括:在裝置處，接收對應(yīng)于輸入音頻信號的至少低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)；解碼所述低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號；選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù);及基于所述合成低頻帶音頻信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進一步包含經(jīng)由組合所述合成低頻帶音頻信號及所述合成高頻帶音頻信號來產(chǎn)生輸出音頻信號，其中所述輸出音頻信號的第一帶寬大于所述合成低頻帶音頻信號的第二帶寬。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進一步包含經(jīng)由混合噪聲信號及第二擴展信號來產(chǎn)生第一擴展信號，其中基于所述第一擴展信號及至少一個調(diào)整參數(shù)產(chǎn)生所述合成高頻帶音頻信號。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中第一比例的所述第二擴展信號及第二比例的所述噪聲信號經(jīng)混合，且其中所述第一比例及所述第二比例是基于所接收的諧波性參數(shù)或所述低頻帶數(shù)據(jù)中的至少一者確定。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述合成高頻帶音頻信號是經(jīng)由按與所述至少一個調(diào)整參數(shù)相關(guān)聯(lián)的因子來按比例縮放所述第一擴展信號來產(chǎn)生。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進一步包含經(jīng)由對第三擴展信號進行濾波來產(chǎn)生所述第二擴展信號，其中所述第二擴展信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第二擴展信號是經(jīng)由將線性變換應(yīng)用于第三擴展信號及選擇對應(yīng)于高頻帶頻率范圍的變換系數(shù)來產(chǎn)生。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述線性變換對應(yīng)于離散余弦變換。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其進一步包含基于所述合成低頻帶音頻信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生所述第三擴展信號。23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進一步包含基于所接收的參數(shù)或所述低頻帶數(shù)據(jù)選擇所述非線性處理函數(shù)。24.—種設(shè)備，其包含: 存儲器;及 處理器，其經(jīng)配置以進行以下操作: 將輸入音頻信號分成至少低頻帶信號及高頻帶信號，所述低頻帶信號對應(yīng)于低頻帶頻率范圍且所述高頻帶信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍； 選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)； 基于所述低頻帶信號和所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號;及 基于所述第一擴展信號、所述高頻帶信號或兩者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述第一擴展信號是經(jīng)由混合噪聲信號及第二擴展信號來產(chǎn)生，且其中所述至少一個調(diào)整參數(shù)是基于所述第一擴展信號及所述高頻帶信號確定。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中第一比例的所述噪聲信號及第二比例的所述第二擴展信號經(jīng)混合，且其中所述第一比例及所述第二比例是基于所述低頻帶信號、所述高頻帶信號或所述輸入音頻信號中的至少一者的諧波性確定。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)進一步配置以基于音頻幀中所述輸入音頻信號的周期性的估計確定所述諧波性。28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)進一步配置以經(jīng)由對第三擴展信號進行濾波來產(chǎn)生所述第二擴展信號，其中所述第二擴展信號的帶寬對應(yīng)于所述高頻帶頻率范圍。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)進一步配置以經(jīng)由將所述非線性處理函數(shù)應(yīng)用于所述低頻帶信號來產(chǎn)生所述第三擴展信號。30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述第二擴展信號是經(jīng)由將線性變換應(yīng)用于第三擴展信號及選擇對應(yīng)于所述高頻帶頻率范圍的變換系數(shù)來產(chǎn)生。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中所述線性變換對應(yīng)于離散余弦變換。32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述輸入音頻信號系使用分析濾波器組分成至少所述低頻帶信號及所述高頻帶信號。33.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)進一步配置以確定與所述輸入音頻信號的幀相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，其中基于所述參數(shù)選擇所述非線性處理函數(shù)，其中響應(yīng)于確定所述參數(shù)滿足第一條件而選擇所述多個非線性處理函數(shù)中的第一非線性處理函數(shù)，且其中響應(yīng)于確定所述參數(shù)滿足第二條件而選擇所述多個非線性處理函數(shù)中的第二非線性處理函數(shù)。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其中與所述幀相關(guān)聯(lián)的所述參數(shù)為經(jīng)選擇以編碼所述低頻帶信號的寫碼模式、所述幀的周期性、所述幀中非周期性噪聲的量及對應(yīng)于所述幀的頻譜傾斜中的一者。35.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述多個非線性處理函數(shù)包括低階冪函數(shù)及高階幕函數(shù)。36.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述至少一個調(diào)整參數(shù)對應(yīng)于與所述高頻帶信號相關(guān)聯(lián)的至少一個增益調(diào)整參數(shù)。37.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述處理器集成到編碼器系統(tǒng)中。38.—種設(shè)備，其包含: 存儲器;及 處理器，其經(jīng)配置以進行以下操作: 接收對應(yīng)于輸入音頻信號的至少低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)； 解碼所述低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號； 選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù);及 基于所述合成低頻帶音頻信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號。39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)進一步配置以經(jīng)由組合所述合成低頻帶音頻信號及所述合成高頻帶音頻信號來產(chǎn)生輸出音頻信號，其中所述輸出音頻信號的第一帶寬大于所述合成低頻帶音頻信號的第二帶寬。40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)進一步配置以經(jīng)由混合噪聲信號及第二擴展信號來產(chǎn)生第一擴展信號，其中基于所述第一擴展信號及至少一個調(diào)整參數(shù)產(chǎn)生所述合成高頻帶音頻信號。41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中第一比例的所述第二擴展信號及第二比例的所述噪聲信號經(jīng)混合，且其中所述第一比例及所述第二比例是基于所接收的諧波性參數(shù)或所述低頻帶數(shù)據(jù)中的至少一者確定。42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中所述合成高頻帶音頻信號是經(jīng)由按與所述至少一個調(diào)整參數(shù)相關(guān)聯(lián)的因子來按比例縮放所述第一擴展信號來產(chǎn)生。43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)進一步配置以經(jīng)由對第三擴展信號進行濾波來產(chǎn)生所述第二擴展信號，其中所述第二擴展信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍。44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中所述第二擴展信號是經(jīng)由將線性變換應(yīng)用于第三擴展信號及選擇對應(yīng)于高頻帶頻率范圍的變換系數(shù)來產(chǎn)生。45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其中所述線性變換對應(yīng)于離散余弦變換。46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)進一步配置以基于所述合成低頻帶音頻信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生所述第三擴展信號。47.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中所述處理器經(jīng)進一步配置以基于所接收的參數(shù)或所述低頻帶數(shù)據(jù)選擇所述非線性處理函數(shù)。48.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中所述處理器集成到解碼器系統(tǒng)中。49.一種設(shè)備，其包含: 用于將輸入音頻信號分成至少低頻帶信號及高頻帶信號的裝置，所述低頻帶信號對應(yīng)于低頻帶頻率范圍且所述高頻帶信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍； 用于選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)的裝置；用于基于所述低頻帶信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號的第一裝置； 及 用于基于所述第一擴展信號、所述高頻帶信號或兩者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)的第二裝置。50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的設(shè)備，其中所述第一擴展信號是經(jīng)由混合噪聲信號及第二擴展信號來產(chǎn)生，且其中所述至少一個調(diào)整參數(shù)是基于所述第一擴展信號及所述高頻帶信號確定。51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其中第一比例的所述噪聲信號及第二比例的所述第二擴展信號經(jīng)混合，且其中所述第一比例及所述第二比例是基于所述低頻帶信號、所述高頻帶信號或所述輸入音頻信號中的至少一者的諧波性確定。52.—種設(shè)備，其包含: 用于接收對應(yīng)于輸入音頻信號的至少低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)的裝置； 用于解碼所述低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號的裝置； 用于選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)的裝置;及用于基于所述合成低頻帶音頻信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號的裝置。53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中所述低頻帶數(shù)據(jù)指示所述低頻帶信號的特性。54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中所述合成高頻帶音頻信號經(jīng)由按與所述至少一個調(diào)整參數(shù)相關(guān)聯(lián)的因子來按比例縮放第一擴展信號來產(chǎn)生。55.一種計算機可讀存儲裝置，其存儲當(dāng)由處理器執(zhí)行時引起所述處理器執(zhí)行包含以下各者的操作的指令: 將輸入音頻信號分成至少低頻帶信號及高頻帶信號，所述低頻帶信號對應(yīng)于低頻帶頻率范圍且所述高頻帶信號對應(yīng)于高頻帶頻率范圍； 選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù)； 基于所述低頻帶信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生第一擴展信號;及 基于所述第一擴展信號、所述高頻帶信號或兩者產(chǎn)生至少一個調(diào)整參數(shù)。56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的計算機可讀存儲裝置，其中所述第一擴展信號是經(jīng)由混合噪聲信號及第二擴展信號來產(chǎn)生，且其中所述至少一個調(diào)整參數(shù)是基于所述第一擴展信號及所述高頻帶信號確定。57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的計算機可讀存儲裝置，其中所述操作進一步包含: 經(jīng)由對第三擴展信號進行濾波來產(chǎn)生所述第二擴展信號，其中所述第二擴展信號的帶寬對應(yīng)于所述高頻帶頻率范圍;及 經(jīng)由將所述非線性處理函數(shù)應(yīng)用于所述低頻帶信號來產(chǎn)生所述第三擴展信號。58.一種計算機可讀存儲裝置，其存儲當(dāng)由處理器執(zhí)行時引起所述處理器執(zhí)行包含以下各者的操作的指令: 接收對應(yīng)于輸入音頻信號的至少低頻帶信號的低頻帶數(shù)據(jù)； 解碼所述低頻帶數(shù)據(jù)以產(chǎn)生合成低頻帶音頻信號； 選擇多個非線性處理函數(shù)中的非線性處理函數(shù);及 基于所述合成低頻帶音頻信號及所述非線性處理函數(shù)產(chǎn)生合成高頻帶音頻信號。59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的計算機可讀存儲裝置，其中所述操作進一步包含確定與所述輸入音頻信號的幀相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，其中基于所述參數(shù)選擇所述非線性處理函數(shù)。
【文檔編號】G10L21/038GK105981102SQ201580007190
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月10日
【發(fā)明人】蘇巴辛格哈·夏敏達·蘇巴辛格哈, 文卡特什·克里希南, 芬卡特拉曼·S·阿提, 維韋克·拉金德朗
【申請人】高通股份有限公司