專利名稱：實質(zhì)濾波器段中降低因光譜包絡(luò)調(diào)整所生混疊的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)包含使用實質(zhì)次頻帶濾波器段光譜包絡(luò)調(diào)整音訊的系統(tǒng)。其降低使用實質(zhì)次頻帶濾波器段做光譜包絡(luò)調(diào)整所生的混疊。其亦可精確計算實質(zhì)次頻帶濾波器段中的正弦組成能量。
背景技術(shù)：
PCT/SE02/00626“使用復(fù)合調(diào)變?yōu)V波器段降低混疊”已顯示復(fù)合指數(shù)調(diào)變?yōu)V波器段為光譜包絡(luò)調(diào)整音訊的優(yōu)秀工具。該程序中，信號的光譜包絡(luò)是借由對應(yīng)特定濾波器段信道的能量值來表示。借由估計這些信道中的目前能量，對應(yīng)次頻帶樣本被修正具有預(yù)期能量，因此光譜包絡(luò)被調(diào)整。若計算復(fù)雜限制妨礙復(fù)合指數(shù)調(diào)變?yōu)V波器段的使用且僅可實行余弦調(diào)變(實質(zhì))，則當(dāng)濾波器段被用于光譜包絡(luò)調(diào)整時可獲得強大混疊。此對具有強音調(diào)結(jié)構(gòu)的音訊特別明顯，其混疊組成產(chǎn)生具有原始光譜組成的交互調(diào)變。本發(fā)明借由信號相依方法限制增值為頻率函數(shù)來對此提供解決之道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供光譜包絡(luò)調(diào)整改進技術(shù)。
此目的是借由依據(jù)權(quán)利要求1或19或依據(jù)權(quán)利要求20的計算機程序的信號光譜包絡(luò)調(diào)整裝置或方法來達成。
本發(fā)明是有關(guān)因被用于光譜包絡(luò)調(diào)整的實質(zhì)濾波器段中因混疊所生相互調(diào)變的問題。本發(fā)明分析輸入信號及使用所獲得信息借由被給定時間的信號光譜特性所決定的順序分組鄰近信道增益值來限制濾波器段的包絡(luò)調(diào)整能力。針對實質(zhì)濾波器段，如轉(zhuǎn)換帶僅與最近鄰居重疊的偽鏡向?qū)ΨQ濾波器，其可顯示混疊因混疊刪除特性而被保持于原型濾波器止帶位準(zhǔn)以下。雖然此并非絕對數(shù)學(xué)案例，但若原型濾波器被設(shè)計具有充分混疊壓縮，則從知覺觀點，濾波器段是為完美重建類型。然而，若鄰近信道的信道增益于分析及縱效之間被改變，則該混疊刪除特性被違背，且輸出信號中將可聽見混疊組成。借由對濾波器段信道次頻帶樣本的低階線性預(yù)測，可借由觀察線性預(yù)測編碼(LPC)多項式特性來評估強音調(diào)組成出現(xiàn)的濾波器段信道。因此，可頻估何鄰近信道不必具有獨立增益值以避免強混疊組成不受到信道中出現(xiàn)的音調(diào)組成。
本發(fā)明包含以下特性-評估強音調(diào)組成出現(xiàn)的濾波器段信道的次頻帶信道分析裝置；-每次頻帶信道中的低階線性預(yù)測器分析；-以線性預(yù)測編碼多項式零點位至為基礎(chǔ)的增益分組決定；-實質(zhì)實行的精確能量計算。


本發(fā)明現(xiàn)在借由不限制本發(fā)明范疇或精神的具體實施例參考附圖來說明，其中圖1描繪被M信道次頻帶濾波器段的信道15至24涵蓋的包含多個正弦組成的原始信號頻率范圍的頻率分析；被顯示分析的頻率分辨率是蓄意高于被使用濾波器段的頻率分辨率以顯示正弦出現(xiàn)的濾波器段信道；圖2描繪包含被施加至原始信號的次頻帶信道15至24的增益值的增益向量。
圖3描繪來自無本發(fā)明的實質(zhì)實施中的上述增益調(diào)整的輸出；圖4描繪來自復(fù)合值實施中的上述增益調(diào)整的輸出；圖5描繪正弦出現(xiàn)的半個每信道；圖6描繪依據(jù)本發(fā)明的較佳信道分組；圖7描繪來自具有本發(fā)明的實質(zhì)實施中的上述增益調(diào)整的輸出；圖8描繪發(fā)明性裝置的方塊圖；圖9描繪本發(fā)明可被有利使用的分析及合成濾波器段組合。
圖10描繪依據(jù)較佳實施例檢視圖8的裝置方塊圖；及圖11描繪依據(jù)本發(fā)明較佳實施例增益調(diào)整圖8的裝置方塊圖。
具體實施例方式
以下說明實施例僅為實質(zhì)濾波器段為基礎(chǔ)的光譜包絡(luò)調(diào)整器改進的本發(fā)明原理。應(yīng)了解其他熟悉本技術(shù)人士將明了在此說明的裝置及細節(jié)修改及變異。因此，預(yù)期僅受限于將出現(xiàn)的權(quán)利要求而非在此實施例的說明及解釋所呈現(xiàn)的特定細節(jié)。
以下說明中，包含實質(zhì)分析及實質(zhì)合成的實質(zhì)偽鏡向?qū)ΨQ濾波器被使用。然而，應(yīng)了解本發(fā)明所提出的混疊問題亦出現(xiàn)于具有復(fù)合分析及實質(zhì)合成的系統(tǒng)，及除了此說明中所使用的偽鏡向?qū)ΨQ濾波器的任何其它余弦調(diào)變?yōu)V波器段中。本發(fā)明亦可應(yīng)用于該系統(tǒng)。偽鏡向?qū)ΨQ濾波器中，每個信道本質(zhì)上僅重疊其鄰近鄰居的頻率。信道的頻率響應(yīng)是以虛線顯示于后續(xù)圖中。此僅用于指出信道的重疊，而不應(yīng)被解釋為原型濾波器所給予的實際信道響應(yīng)。圖1中，原始信號的頻率分析被顯示。該圖僅顯示被M信道濾波器段的15·π/M至25·π/M所涵蓋的頻率范圍。以下說明中，被標(biāo)示信道數(shù)是從其低交叉頻率被導(dǎo)出，因此信道16涵蓋于其鄰居重疊外的頻率范圍16·π/M至17·π/M。若分析及合成間的次頻帶樣本無任何修改，則混疊將被原型濾波器的特性限制。如圖2所示，若鄰近信道的次信道樣本是依據(jù)增益向量來修正，則由于每個信道的獨立增益值，混疊刪除特性會損失。因此，如圖3所示，混疊組成將出現(xiàn)于被映像于濾波器段信道交叉區(qū)域周圍的輸出信號。如圖4所示，輸出不會干擾混疊組成的PCT/SE02/00626所提出的復(fù)雜實施是不為真。為了避免輸出產(chǎn)生劇烈相互調(diào)變失真，本發(fā)明傳授共享正弦組成的兩鄰近信道，如圖1的信道18及19必須被同樣地修正，也就是被施加至該兩信道的增益因子必須相同。此后，此被稱為這些信道的耦和因子。當(dāng)然，此意指包絡(luò)調(diào)整器的頻率分辨率被犧牲以降低混疊。然而，被給定充分信道數(shù)，頻率分辨率的損失是為劇烈相互調(diào)變失真消失的微小代價。
為了評估何信道應(yīng)具有耦和因子，本發(fā)明是傳授帶中線性預(yù)測使用。若低階線性預(yù)測被使用，如第二階線性預(yù)測編碼，則此頻率分析工具可解決每個信道中的一正弦組成。借由觀察第一預(yù)測器多項式系數(shù)的符號，則很容易決定該正弦組成是否適用于次頻帶信道頻率范圍上半部或下半部。
第二階線性預(yù)測多項式A(z)＝1-α1z-1-α2z-2(1)是借由線性預(yù)測使用自我相關(guān)方法或共變異方法于會被光譜包絡(luò)調(diào)整影響的鏡向?qū)ΨQ濾波器濾波器段中的每個信道來獲得。鏡向?qū)ΨQ濾波器段信道的符號是依據(jù)以下來定義
其中k為信道號，M為信道數(shù)，且其中每隔鏡向?qū)ΨQ濾波器信道的頻率反向被考慮。因此，每個信道可評估強音調(diào)組成被放置處，因此可將共享強正弦組成的信道一起分組。圖5中，各信道的符號被標(biāo)示，因此正弦被放置的次頻帶信道一半，其中+1標(biāo)示上半，而-1標(biāo)示下半。本發(fā)明傳授為了避免混疊組成，次頻帶信道增益因子應(yīng)針對信道做分組，其中信道k具有負號，而信道k-1具有正號。于是，圖5描繪的信道符號是給予依據(jù)圖6所需的分組，其中信道16及17被分組，18及19被分組，21及22被分組，且信道23及24被分組。此意指被分組信道k及k-1的增益值gk(m)是依據(jù)以下被一起而非分開計算gk(m)=gk-1(m)=Ekref(m)+Ek-1ref(m)Ek(m)+Ek-1(m)---(3)]]>其中m時點處，Ekref(m)是為參考能量，而Ek(m)是為被估計能量。此確保被分組信道獲得相增益值。該增益值分組可保存濾波器段的混疊刪除特性并依據(jù)圖7給予輸出。在此，圖3呈現(xiàn)的混疊組成消失。若無強正弦組成，則零點被放置于被該信道符號標(biāo)示的z平面任一半，而該信道將可被分組。此意指不需做出是否出現(xiàn)強音調(diào)組成的決定為基礎(chǔ)的偵測。
實質(zhì)濾波器段中，能量估計并非一直以復(fù)雜表示。若能量是借由加總單信道的次頻帶樣本平方來計算，則具有追蹤信號時間包絡(luò)而非實際能量的風(fēng)險。此系因正弦組成可具有從0至濾波器段信道寬度的任意頻率。若正弦組成出現(xiàn)于濾波器段信道，則其可具有非常低相對頻率，albeit為原始信號中的高頻正弦。當(dāng)事實上信號能量實際為固定時，若平均時間對正弦頻率被選擇不佳，則因為顫音(振幅變異)可能被引進，所以實質(zhì)系統(tǒng)中很難評估此信號的能量。然而，本發(fā)明傳授濾波器段信道應(yīng)被兩兩分組被給定正弦組成位置。如以下說明，此明顯降低 顫音問題。
余弦調(diào)變?yōu)V波器段中，分析濾波器hk(n)為對稱低通原型濾波器p0(n)的余弦調(diào)變版本為hk(n)=2MP0(n)cos{π2M(2k+1)(n-N2-M2}---(4)]]>其中M為信道數(shù)，k＝0，1，…，M-1，N為原型濾波器階且N＝0，1，…，N。在此，原型濾波器的對稱是針對n＝N/2來假設(shè)。以下衍生是類似于半樣本對稱之例。
假設(shè)具有頻率0≤Ω≤π的正弦輸入信號x(n)＝Acos(Ωn+θ)，信道k≥1的次頻帶信號可被計算約為vk(n)≈A2MP{Ω-π2M(2k+1)}cos{ΩMn+π4(2k+1)-NΩ2+θ}---(5)]]>其中P(ω)為轉(zhuǎn)移原型濾波器p0(n+N/2)的實質(zhì)離散時間富利葉轉(zhuǎn)換。當(dāng)P(Ω+π(k+1/2)/M)很小時，該近似良好，且此特別成立于若P(ω)對于|ω|≥π/M可忽略，則其遵照討論假設(shè)。為了光譜包絡(luò)調(diào)整，次頻帶k內(nèi)的平均能量可被計算為Ek(m)=Σn=0L-1vk(mL+n)2w(n)---(6)]]>其中w(n)為長度L的窗。插入方程式(5)于方程式(6)中產(chǎn)生Ek(m)=A24MP{Ω-π2M(2k+1)}2{W(0)+|W(2ΩM|cos(2ΩMLm+π2(2k+1)+ψ(Ω))}---(7)]]>其中ψ(Ω)為獨立k的相位項，而W(ω)為窗的離散時間富利葉轉(zhuǎn)換。若Ω接近π/M的整數(shù)倍，雖然輸入信號為穩(wěn)定正弦，但此能量可能高度變動。人工顫音類型將出現(xiàn)于該單實質(zhì)分析段頻段能量估計為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。
另一方面，假設(shè)π(k-1/2)/M≤Ω≤π(k+1/2)/M且P(ω)對于|ω|≥π/M可忽略，則次頻帶信道k及k-1具有非零輸出，而這些信道將如本發(fā)明所提出被一起分組。這兩信道為基礎(chǔ)的能量估計為Ek(m)+Ek-1(m)=A24MSk(Ω){W(0)+ϵk(Ω)cos(2ΩMLm+π2(2k+1)+ψ(Ω))}---(8)]]>其中Sk(Ω)=P{Ω-π2M(2k+1)}2+P{Ω-π2M(2k-1)}2---(9)]]>及ϵk(Ω)=|W(2ΩM)|P{Ω-π2M(2k+1)}2+P{Ω-π2M(2k-1)}2ϵk(Ω)---(10)]]>為了原型濾波器有用設(shè)計，其成立S(Ω)是于上述頻率范圍中大約固定。再者，若窗w(n)具有低通濾波器特質(zhì)，則|ε(Ω)|遠小于|W(0)|，所以方程式(8)的能量估計變動與方程式(7)者相較下明顯被降低。
圖8描繪信號光譜包絡(luò)調(diào)整的發(fā)明性裝置。該發(fā)明性裝置包含提供多個次頻帶信號的裝置80。應(yīng)注意次頻帶信號是與標(biāo)示被該次頻帶信號涵蓋的頻率范圍的信道號k相關(guān)。該次頻帶信號產(chǎn)生自分析濾波器段中具有信道號k的信道濾波器。分析濾波器段具有多個信道濾波器，其中具有該信道號k的該信道濾波器于重疊范圍中具有被與具有低信道號k-1的鄰近信道濾波器的信道響應(yīng)重疊的特定信道響應(yīng)。該重疊發(fā)生于特定重疊范圍中。至于重疊范圍，參考以分析濾波器段的鄰接信道濾波器的虛線顯示的重疊脈沖響應(yīng)的圖1、3、4及圖7。
圖8的裝置80輸出的次頻帶信號被輸入裝置82以檢視次頻帶信號有關(guān)混疊產(chǎn)生信號組成。特別是，裝置82是操作檢視具有與信道號k相關(guān)的次頻帶信號及檢視具有與信道號k-1相關(guān)的鄰接次頻帶信號。此決定重疊范圍中的次頻帶信號及鄰接次頻帶信號是否具有如圖1例所示正弦組成的混疊產(chǎn)生信號組成。在此應(yīng)注意例如具有與信道號15相關(guān)的次頻帶信號中的正弦信號組成并不被放置于重疊范圍中。對具有與信道號20相關(guān)的次頻帶信號中的正弦信號組成亦相同。有關(guān)圖1所示的其它正弦組成，很明顯地這些是位于對應(yīng)鄰接次頻帶信號重疊范圍中。
用于檢視的裝置82是操作辨識重疊范圍中具有混疊產(chǎn)生信號組成的兩鄰接次頻帶信號。裝置82被耦合至裝置84來計算鄰接次頻帶信號的增益調(diào)整值。特別是，裝置84操作一方面計算次頻帶信號的第一增益調(diào)整值，另一方面計算鄰接次頻帶信號的第二增益調(diào)整值。該計算被執(zhí)行響應(yīng)檢視裝置的正結(jié)果。特別是，計算裝置操作決定該第一增益調(diào)整值及第二增益調(diào)整值并非彼此獨立而是彼此相依。
裝置84輸出第一增益調(diào)整值及第二增益調(diào)整值。較佳是應(yīng)注意較佳實施例中，第一增益調(diào)整值及第二增益調(diào)整值于此點上是彼此相同。例如光譜帶復(fù)制編碼器中已被計算的修正增益調(diào)整值例中，對應(yīng)原始光譜帶復(fù)制(SBR)增益調(diào)整值的修正增益調(diào)整值均小于稍后說明的原始值的較高值而高于原始值的較低值。
因此，用于計算增益調(diào)整值的裝置84是計算鄰接次頻帶信號的增益調(diào)整值。這些增益調(diào)整值及次頻帶信號本身被施加至裝置86使用該被計算增益調(diào)整值來增益調(diào)整鄰接次頻帶信號。較佳是，裝置86所執(zhí)行的增益調(diào)整是借由次頻帶樣本乘上增益調(diào)整值來執(zhí)行，所以該增益調(diào)整值為增益調(diào)整因子。也就是說，具有若干次頻帶樣本的次頻帶信號增益調(diào)整是借由來自次頻帶的各次頻帶樣本乘上已針對個別次頻帶計算的增益調(diào)整因子來執(zhí)行。因此，次頻帶信號的精確結(jié)構(gòu)并不被增益調(diào)整接觸。也就是說，次頻帶樣本的相對振幅值是被維持，而次頻帶樣本的絕對振幅值是借由這些樣本乘上與個別次頻帶信號相關(guān)的增益調(diào)整值來改變。
裝置86的輸出處，增益調(diào)整次頻帶信號可被獲得。當(dāng)這些增益調(diào)整次頻帶信號被輸入較佳為實質(zhì)合成濾波器段的合成濾波器段時，該合成濾波器段的輸出，也就是合成輸出信號并不顯示以上圖7說明的顯著混疊組成。
在此應(yīng)注意，當(dāng)鄰接次頻帶信號的增益值彼此相同時，可獲得混疊組成的完全刪除。然而，當(dāng)鄰接次頻帶信號的增益值被計算彼此相依時，至少可獲得混疊組成的降低。此意指當(dāng)增益調(diào)整值彼此不完全相等但與不采取發(fā)明性步驟的例子相較下彼此較接近時，已獲得混疊情況改善。
通常，本發(fā)明被用于WO98/57436A2中詳述的光譜帶復(fù)制或高頻重建(HFR)。
如技術(shù)領(lǐng)域中已知，光譜包絡(luò)復(fù)制或高頻重建包含編碼器側(cè)特定步驟及譯碼器側(cè)特定步驟。
編碼器中，具有全頻寬的原始信號是借由源編碼器來編碼。源編碼器產(chǎn)生輸出信號，也就是原始信號的編碼版本，其中被包含于原始信號的一個或更多頻帶不再被包含于原始信號的編碼版本中。通常，原始信號的編碼版本僅包含原始頻寬的低頻帶。原始信號的原始頻寬的高帶不被包含于原始信號的編碼版本中。此外于編碼器側(cè)，具有用于分析原始信號的編碼版本中消失的頻帶中原始信號的光譜包絡(luò)的光譜包絡(luò)分析儀。例如，此消失頻帶為高頻帶。光譜包絡(luò)分析儀操作制造原始信號的編碼版本中消失的頻帶的粗包絡(luò)表示。此粗包絡(luò)表示可以若干方法產(chǎn)生。一方法經(jīng)由分析濾波器段傳送原始信號的個別頻率部分以獲得對應(yīng)頻率范圍中的個別信道的個別次頻帶信號，及計算各次頻帶能量使得這些能量值為粗光譜包絡(luò)表示。
另一可能是采用消失頻帶的富利葉分析，及當(dāng)語音信號被考慮時，借由計算如依據(jù)已知Bark scale使用分組的臨界頻帶的群組中的光譜系數(shù)平均能量來計算消失頻帶的能量。
此例中，粗光譜包絡(luò)表示包含特定參考能量值，其中一參考能量值是與特定頻帶相關(guān)。現(xiàn)在，光譜帶復(fù)制編碼器是以原始信號的編碼版本多路傳輸此粗光譜包絡(luò)表示來形成被傳輸至接收器或光譜帶復(fù)制備妥譯碼器的輸出信號。
如技術(shù)領(lǐng)域已知的光譜帶復(fù)制備妥譯碼器是操作借由使用譯碼原始信號的編碼版本所獲得的特定或所有頻帶產(chǎn)生消失頻帶來獲得原始信號的譯碼版本。自然地，原始信號的譯碼版本亦不包含消失頻帶。現(xiàn)在，此消失頻帶是使用被光譜帶復(fù)制包含于原始信號的頻帶來重建。特別是，原始信號的譯碼版本中的一個或若干頻帶是被選擇或復(fù)制至必須被重建的頻帶。接著，被復(fù)制次頻帶信號或頻率/光譜系數(shù)的精確結(jié)構(gòu)是使用一方面已被復(fù)制的次頻帶信號實際能量所計算的增益調(diào)整值，及使用被擷取自已從編碼器被傳送至譯碼器的粗光譜包絡(luò)表示的參考能量來調(diào)整。通常，增益調(diào)整因子是借由決定參考能量及實際能量間的份額及采用此值平方根來計算。
此為的前對圖2說明的情況。特別是，圖2顯示例如借由高頻重建或光譜帶復(fù)制備妥譯碼器中的增益調(diào)整塊決定的該增益調(diào)整值。
圖8描繪的發(fā)明性裝置可被用來完全取代一般光譜帶復(fù)制增益調(diào)整裝置或可被用來增強先前技術(shù)增益調(diào)整裝置。第一種可能中，萬一鄰接次頻帶信號具有混疊問題，增益調(diào)整值是被決定用于彼此相依的鄰接次頻帶信號。此意指鄰接次頻帶信號產(chǎn)生自的濾波器的重疊濾波器響應(yīng)中，是具有如圖1所討論的音調(diào)信號組成的混疊產(chǎn)生信號組成。此例中，增益調(diào)整值是借由被傳輸自光譜帶復(fù)制備妥編碼器的參考能量或借由復(fù)制次頻帶信號能量的估計來計算，響應(yīng)檢視混疊產(chǎn)生信號組成有關(guān)的次頻帶信號的裝置。
發(fā)明性裝置被用于增強既存光譜帶復(fù)制備妥譯碼器操作能力的其它例中，計算鄰接次頻帶信號的增益調(diào)整值的裝置可被實行使其可檢索具有混疊問題的兩鄰接次頻帶信號的增益調(diào)整值。因為典型光譜帶復(fù)制備妥編碼器并不注意混疊問題，所以這兩鄰接次頻帶信號的增益調(diào)整值是彼此獨立。計算增益調(diào)整值的發(fā)明性裝置是操作以該兩被檢索”原始”增益調(diào)整值為基礎(chǔ)的鄰接次頻帶信號的被計算增益調(diào)整值。此可以若干方法來達成。第一方法是使第二增益調(diào)整值等于第一增益調(diào)整值。另一可能是使第一增益調(diào)整值等于第二增益調(diào)整值。第三可能是計算兩原始增益調(diào)整值的平均并使用此平均為第一計算增益調(diào)整值及第二計算增益調(diào)整值。另一機會是選擇不同或相同第一及第二計算增益調(diào)整值，其均低于較高原始增益調(diào)整值且其均高于該兩原始增益調(diào)整值的較低增益調(diào)整值。當(dāng)比較圖2及圖6時，已被計算彼此相依的兩鄰接次頻帶的第一及第二增益調(diào)整值是均高于原始較低值及均小于原始較高值。
依據(jù)光譜帶復(fù)制備妥編碼器已執(zhí)行提供次頻帶信號特性(圖8的塊80)的本發(fā)明另一實施例中，檢視有關(guān)混疊產(chǎn)信號組成的次頻帶信號(圖8的塊82)及計算鄰接次頻帶信號的增益調(diào)整值(塊84)被執(zhí)行于不需做任何增益調(diào)整操作的光譜帶復(fù)制備妥編碼器。此例中，圖8中參考符號84所描繪的計算裝置被連接至用于輸出被傳輸至譯碼器的第一及第二計算增益調(diào)整值的裝置。
此例中，譯碼器將接收已”混疊降低”粗光譜包絡(luò)表示及較佳鄰接次頻帶信號的混疊降低分組已被引導(dǎo)的標(biāo)示。接著，因為增益調(diào)整值已良好，合成信號顯示無混疊失真，所以不需修正一般光譜帶復(fù)制譯碼器。
下文中，說明提供次頻帶信號的裝置80特定實行。假若本發(fā)明被實行于最新編碼器中，則提供多個次頻帶信號的裝置為分析消失頻帶，也就是不被包含于原始信號編碼版本中的頻帶的分析儀。
假若本發(fā)明被實行于最新譯碼器中，則提供多個次頻帶信號的裝置為分析原始信號譯碼版本中的分析濾波器段，及轉(zhuǎn)置低頻帶次頻帶信號為高頻帶次頻帶信號的光譜帶復(fù)制裝置的組合。然而，假設(shè)原始信號譯碼版本信號包含量化及潛在熵編碼次頻帶信號本身，提供裝置并不包含分析濾波器段。此例中，提供裝置是操作從被輸入譯碼器的被傳輸信號擷取熵編碼及再量化次頻帶信號。提供裝置進一步操作依據(jù)任何已知轉(zhuǎn)置準(zhǔn)則轉(zhuǎn)置該低頻帶被擷取次頻帶信號為光譜帶復(fù)制或高頻重建技術(shù)領(lǐng)域中已知的高頻帶。
圖9顯示分析濾波器段(可被放置于編碼器或譯碼器中)及被放置于光譜帶復(fù)制譯碼器的合成濾波器段90的合作。被放置于譯碼器中的合成濾波器段90是操作接收增益調(diào)整次頻帶信號來合成高頻信號，其于合成后接著被結(jié)合至原始信號譯碼版本以獲得全頻帶譯碼信號?？商娲牵瑢嵸|(zhì)合成濾波器段可涵蓋全部原始頻帶使合成濾波器段90的低頻帶信道可被提供表示原始信號譯碼版本的次頻帶信號，而高頻帶濾波器信道被提供圖8的裝置84輸出的增益調(diào)整次頻帶信號。
如稍早說明，發(fā)明性彼此相依的增益調(diào)整值計算是可結(jié)合復(fù)合分析濾波器段及實質(zhì)合成濾波器段，或特別是用于低成本譯碼器應(yīng)用的結(jié)合實質(zhì)分析濾波器段及實質(zhì)合成濾波器段。
圖10描繪檢視次頻帶信號的裝置82的較佳實施例。如先前圖5說明者，圖8的檢視裝置82包含決定次頻帶信號及鄰接次頻帶信號的低階預(yù)測器多項式系數(shù)以獲得預(yù)測器多項式系數(shù)的裝置100。較佳是，如方程式(1)說明，方程式(1)所定義的第二階預(yù)測多項式的第一預(yù)測器多項式系數(shù)被計算。裝置100被耦和至裝置102來決定鄰接次頻帶信號的系數(shù)符號。依據(jù)本發(fā)明較佳實施例，決定裝置102操作計算方程式(2)來獲得次頻帶信號及鄰接次頻帶信號。裝置102所獲得的次頻帶信號符號一方面視預(yù)測器多項式系數(shù)符號，另一方面視信道號或次頻帶號k而定。圖10的裝置102被耦和至裝置104來分析該符號以決定具有混疊問題組成的鄰接次頻帶信號。
特別是，依據(jù)本發(fā)明較佳實施例，假設(shè)具有低信道號的次頻帶信號具有正號，而具有高信道號的次頻帶信號具有負號，則裝置104操作決定次頻帶信號為具有混疊產(chǎn)生信號組成的次頻帶信號。當(dāng)考慮圖5時，很明顯地次頻帶信號16及17出現(xiàn)此情況，所以次頻帶信號16及17被決定為具有耦和增益調(diào)整值的鄰接次頻帶信號。對次頻帶信號18及19或次頻帶信號21及22或次頻帶信號23及24亦相同。
可替代是，在此應(yīng)注意另一預(yù)測多項式，也就是第三，第四或第五階預(yù)測多項式亦可被使用，另一多項式系數(shù)亦可被用來決定如第二，第三或第四階預(yù)測多項式系數(shù)的符號。然而，方程式1及2較佳，因為其牽涉到低計算支出。
圖11顯示據(jù)本發(fā)明較佳實施例計算鄰接次頻帶信號的增益調(diào)整的裝置較佳實施。特別是，圖8的裝置84包含提供鄰接次頻帶的參考能量標(biāo)示的裝置110，計算鄰接次頻帶的估計能量的裝置112及決定第一及第二增益調(diào)整值的裝置114。較佳是，第一增益調(diào)整值gk及第二增益調(diào)整值gk-1相同。較佳是，裝置114操作執(zhí)行如以上顯示的方程式(3)。在此應(yīng)注意，通常鄰接次頻帶的參考能量標(biāo)示可從正規(guī)光譜帶復(fù)制編碼器輸出的編碼信號獲得。特別是，參考能量是構(gòu)成正規(guī)光譜帶復(fù)制備妥編碼器所產(chǎn)生的粗光譜包絡(luò)信息。
本發(fā)明亦有關(guān)使用濾波器段調(diào)整信號的光譜包絡(luò)的方法，其中該濾波器段包含實質(zhì)分析部分及實質(zhì)合成部分，或該濾波器段包含復(fù)合分析部分及實質(zhì)合成部分，其中若低信道具有正號而高信道具有負號，則該低頻信道及該鄰近高頻信道是使用相同增益值來修正，所以該低信道的次頻帶樣本及該高信道的次頻帶樣本間的關(guān)系得以維持。
較佳是，上述方法中，該增益值是使用該鄰接信道的平均能量來計算。
視情況而定，光譜包絡(luò)調(diào)整的發(fā)明性方法可被實行于硬件或軟件。該實行可發(fā)生于如磁盤或具有電子可讀控制信號的光盤的數(shù)字儲存媒體，其可與可程計算機系統(tǒng)合作使本發(fā)明得以被執(zhí)行。通常，當(dāng)計算機程序產(chǎn)品運作于計算機上時，本發(fā)明為可執(zhí)行發(fā)明性方法的具有被儲存于機器可讀載體的計算機程序產(chǎn)品。也就是說，當(dāng)該計算機程序產(chǎn)品運作于計算機上時，本發(fā)明亦為可執(zhí)行發(fā)明性方法的具有程序代碼的計算機程序。
權(quán)利要求
1.一種信號的光譜包絡(luò)調(diào)整裝置，包含提供多個次頻帶信號的裝置(80)，一次頻帶信號與標(biāo)示被該次頻帶信號涵蓋的頻率范圍的信道號k相關(guān)，該次頻帶信號產(chǎn)生自具有多個信道濾波器的分析濾波器段中的該信道號k的信道濾波器，其中具有該信道號k的該信道濾波器于重疊范圍中具有與具有信道號k-1的鄰近信道濾波器的信道響應(yīng)重疊的信道響應(yīng)；用于檢視具有與該信道號k相關(guān)的該次頻帶信號及檢視具有與該信道號k-1相關(guān)的鄰接次頻帶信號的裝置(82)，該次頻帶信號及該鄰接次頻帶信號于該覆蓋范圍中可以具有或不具有混疊產(chǎn)生信號組成；用于計算該次頻帶信號及該鄰接次頻帶信號的第一增益調(diào)整值及第二增益調(diào)整值以響應(yīng)該檢視裝置的正結(jié)果的裝置(84)，其中該計算裝置決定該第一增益調(diào)整值及第二增益調(diào)整值彼此相依；及使用該第一及該第二增益調(diào)整值來增益調(diào)整該次頻帶信號或輸出該第一及該第二增益調(diào)整值以傳輸或儲存的裝置(86)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該檢視裝置(82)以該次頻帶信號及該鄰接次頻帶信號(100，102)的預(yù)測多項式系數(shù)為基礎(chǔ)而計算次頻帶信號的符號，而當(dāng)該符號彼此具有預(yù)定關(guān)系時，標(biāo)示(104)正結(jié)果。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于該檢視裝置(82)應(yīng)用自我相關(guān)方法或共變異方法。
4.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于該預(yù)測多項式為具有第一階系數(shù)的低階多項式，其中該低階多項式的階數(shù)小于4，且其中該檢視裝置(82)使用該第一階系數(shù)來計算該次頻帶信號的符號。
5.如權(quán)利要求2，3或4所述的裝置，其特征在于該檢視裝置(82)以下列方程式為基礎(chǔ)來計算次頻帶信號的符號 其中k為信道號，而α1為第一階系數(shù)。
6.如權(quán)利要求2至5的一所述的裝置，其特征在于該預(yù)定關(guān)系被定義，以使具有與該信道號k相關(guān)的該次頻帶信號具有第一符號，而具有與該信道號k-1相關(guān)的該鄰接次頻帶信號具有與該第一符號相對的第二符號。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于該第一符號為負，而該第二符號為正。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該檢視裝置(82)執(zhí)行該次頻帶信號及該鄰接次頻帶信號的音調(diào)分析以決定具有音調(diào)門檻以上的音調(diào)測量的音調(diào)組成。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于該檢視裝置(82)決定該音調(diào)組成是否位于信道號k及信道k-1的重疊范圍中。
10.如前述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其特征在于進一步包含提供該次頻帶信號的第一參考光譜包絡(luò)值及該鄰接次頻帶信號的第二參考光譜包絡(luò)值的裝置(110)，其中該決定裝置(82)決定(112)標(biāo)示該次頻帶信號的信號能量的第一能量測量及標(biāo)示該鄰接次頻帶信號的信號能量的第二能量測量，及其中該檢視裝置(82)進一步以該第一參考光譜包絡(luò)值及該第二參考光譜包絡(luò)值的線性組合或該第一及該第二能量測量的線性組合為基礎(chǔ)來計算(114)該第一及該第二增益調(diào)整值。
11.如前述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其特征在于該計算裝置(84)計算該第一及該第二增益調(diào)整值使其相異小于預(yù)定門檻或彼此相等。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于該預(yù)定門檻小于或等于6dB。
13.如前述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其特征在于進一步包含提供該次頻帶信號的未修正第一增益調(diào)整值及該鄰接次頻帶信號的未修正第二增益調(diào)整值的裝置，及其中該計算裝置(84)計算該第一及該第二增益調(diào)整值，以使其均大于或等于該第一及該第二未修正增益調(diào)整值的較低值，及小于或等于該第一及該第二未修正增益調(diào)整值的較高值。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于該未修正第一增益調(diào)整值及該未修正第二增益調(diào)整值標(biāo)示頻帶中的原始信號的光譜包絡(luò)，其中該頻帶借由光譜帶復(fù)制來重建。
15.如前述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其特征在于進一步包含用于過濾該增益調(diào)整次頻帶信號以獲得合成輸出信號的合成濾波器段(90)。
16.如前述權(quán)利要求的任一項所述的裝置，其特征在于該分析濾波器段為實質(zhì)濾波器段，及其中該合成濾波器段為實質(zhì)濾波器段。
17.如權(quán)利要求1至15之任一項所述的裝置，其特征在于該分析濾波器段為復(fù)值濾波器段，且其中該合成濾波器段為實質(zhì)濾波器段。
18.如前述權(quán)利要求的任一所述的裝置，其特征在于該計算裝置(84)以該次頻帶信號及該鄰接次頻帶信號的平均能量為基礎(chǔ)來計算該第一增益調(diào)整值及該第二增益調(diào)整值。
19.一種信號的光譜包絡(luò)調(diào)整方法，包含提供(80)多個次頻帶信號，一次頻帶信號是與標(biāo)示被該次頻帶信號涵蓋的頻率范圍的信道號k相關(guān)，該次頻帶信號產(chǎn)生自具有多個信道濾波器的分析濾波器段中的該信道號k的信道濾波器，其中具有該信道號k的該信道濾波器于重疊范圍中具有與具有信道號k-1的鄰近信道濾波器的信道響應(yīng)重疊的信道響應(yīng)；檢視(82)具有與該信道號k相關(guān)的該次頻帶信號及檢視具有與該信道號k-1相關(guān)的鄰接次頻帶信號，該次頻帶信號及該鄰接次頻帶信號于該覆蓋范圍中可以具有或并不具有混疊產(chǎn)生信號組成；計算(84)該次頻帶信號及該鄰接次頻帶信號的第一增益調(diào)整值及第二增益調(diào)整值以響應(yīng)該檢視裝置的正結(jié)果，其中該計算裝置決定該第一增益調(diào)整值及第二增益調(diào)整值彼此相依；及使用該第一及該第二增益調(diào)整值來增益調(diào)整(86)該次頻帶信號與鄰接次頻帶信號或輸出該第一及該第二增益調(diào)整值以傳輸或儲存。
20.一種計算機程序，其特征在于在計算機上運作時具有執(zhí)行如權(quán)利要求19所述的方法的程序代碼。
全文摘要
本發(fā)明提出一種改進以實質(zhì)濾波器段為基礎(chǔ)的光譜包絡(luò)調(diào)整器效能的新方法。如說明書中定義，借由適應(yīng)性視信道符號而定來鎖住鄰接信道的增益值，進而降低混疊。再者，增益計算期間的信道分組是改進濾波器段中的實質(zhì)次頻帶能量估計。
文檔編號G10L25/18GK1689226SQ03822145
公開日2005年10月26日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者克里斯多幅·克吉爾林, 拉爾斯·畢而廉摩斯 申請人:瑞典商編碼技術(shù)股份公司