專利名稱：頻帶擴(kuò)展的方法、系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)承載技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及頻帶擴(kuò)展的方法、系統(tǒng)和設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有承載技術(shù)中，寬帶、超寬帶部分資源受限制的情況下，通常只能對(duì)寬 帶、超寬帶部分的頻譜包絡(luò)、時(shí)域包絡(luò)、部分譜系數(shù)進(jìn)行編碼，然后在解碼端 通過(guò)這些參數(shù)方法進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，重構(gòu)寬帶、超寬帶部分的信號(hào)。
現(xiàn)有的頻帶擴(kuò)展的方法主要以八]^11\￥8+ (Adaptive multi-rate wide band plus自適應(yīng)多速率寬帶編碼+)為代表的，利用窄帶的激勵(lì)信號(hào)和高帶的合成 濾波器生成高帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻帶擴(kuò)展。。
在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過(guò)程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)需要 消耗較多的比特資源來(lái)描述高帶合成濾波器參數(shù)，存在著消耗比特資源多，在 比特資源有限的情況下不適用或重構(gòu)的效果不好的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種頻帶擴(kuò)展的方法、系統(tǒng)和設(shè)備，解決現(xiàn)有技術(shù)存在 的消耗比特資源多的問(wèn)題。 一種解碼方法，包括 獲取音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)； 根據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)鐠；
根據(jù)所述激勵(lì)譜和所述原始高帶信號(hào)中的輪廓信息生成重構(gòu)高帶信號(hào)。 一種編碼方法，包括
對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)進(jìn)行音調(diào)特征分析提取音調(diào)特征參數(shù)；
將所述音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行量化編碼。
一種頻帶擴(kuò)展系統(tǒng)，包括
編碼端，用于發(fā)送原始高帶信號(hào)和音調(diào)特征參數(shù)；
解碼端，用于接收編碼端發(fā)送的音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)；根據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜；根據(jù)所述激勵(lì)譜和所述原始高帶信號(hào)中的輪廓信息
生成重構(gòu)高帶信號(hào)。
一種解碼端，包括
接收單元，用于接收音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)； 激勵(lì)譜生成單元，用于根據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜；
高帶信號(hào)生成單元，用于根據(jù)所述激勵(lì)譜和所述原始高帶信號(hào)中的輪廓信 息生成重構(gòu)高帶信號(hào)。
一種編碼端，包括
音調(diào)特征參數(shù)提取單元，用于對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)進(jìn)行音調(diào)特征分析 提取音調(diào)特征參數(shù)；
量化單元，用于將所述音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行量化編碼。
本發(fā)明實(shí)施例采用在編碼端提取原始高帶信號(hào)的關(guān)鍵特征參數(shù)音調(diào)特征 參數(shù)，用極少的比特資源進(jìn)行編碼傳輸。在解碼端，根據(jù)音調(diào)特征參數(shù)生成激 勵(lì)譜，并根據(jù)原始高帶信號(hào)的輪廓信息最終生成重構(gòu)的高帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻帶擴(kuò) 展。由于在解碼端進(jìn)行高帶信號(hào)的重構(gòu)時(shí)，基于原始高帶信號(hào)的細(xì)節(jié)特征進(jìn)行 操作，重構(gòu)的高帶信號(hào)除了輪廓和原始高帶信號(hào)接近之外，在細(xì)節(jié)上有較好的 匹配，通過(guò)較少的比特資源消耗就能達(dá)到較好的聽(tīng)覺(jué)效果。


圖1是本發(fā)明 一種解碼方法的第 一個(gè)實(shí)施例的流程圖； 圖2是本發(fā)明 一種解碼方法的第二個(gè)實(shí)施例的流程圖； 圖3是本發(fā)明 一種編碼方法的 一個(gè)實(shí)施例的流程圖； 圖4是本發(fā)明 一種頻帶擴(kuò)展系統(tǒng)的 一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖； 圖5是本發(fā)明 一種頻帶擴(kuò)展解碼端的 一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖； 圖6是本發(fā)明 一種頻帶擴(kuò)展編碼端的 一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1為本發(fā)明 一種解碼方法的第 一個(gè)實(shí)施例的信令流程圖。 本發(fā)明實(shí)施例運(yùn)用在超寬帶編解碼器中。編碼器的輸入信號(hào)是32kHz采樣率，處理幀長(zhǎng)為20ms。對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分頻帶、下采樣處理后，對(duì)應(yīng)于0 8kHz 頻帶的信號(hào)有320個(gè)采樣點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于8 16kHz頻帶的信號(hào)有320個(gè)采樣點(diǎn)。其中 0 8kHz頻帶內(nèi)的信號(hào)由核心編碼器處理，核心編碼器可以是G,729.1編解碼器， 也可以是其它寬帶信號(hào)編解碼器。
對(duì)于8 16kHz頻帶內(nèi)的時(shí)i或4言號(hào){y—/!f(0),y—A/(1)，……，y —/ .(319)}, 經(jīng)過(guò) MDCT變換后得到了 一組MDCT系數(shù)，即該頻帶對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào) ，6(0),y—，6(1),……j —譜6(319)},由于超寬帶部分僅處理8 14kHz頻帶內(nèi)的
信號(hào)，所以對(duì)頻域信號(hào)僅處理{;; —，6(0)，y_，6(l)，……J —，6(239)}。在編碼端會(huì) 將這組頻域信號(hào)分為N個(gè)子帶，提取每個(gè)子帶的頻域包絡(luò)并量化，得到一組量 化后的頻i或包絡(luò)(印ec_ e"v(O),ipec一……，^ec_ e"v(7V -1)},這組包纟備經(jīng)過(guò)編 碼傳輸?shù)浇獯a端。
對(duì)于寬帶核心編碼器G.729.1, 7 8kHz部分信號(hào)已不在其處理范圍之內(nèi)， 為了確保在解碼端解碼信號(hào)頻譜的連續(xù)性，在編碼端需要提取7 8kHz部分信 號(hào)的特征參數(shù)。由于G.729.1編碼器對(duì)4 8kHz的信號(hào)進(jìn)行了MDCT變換，對(duì)應(yīng) 的頻域信號(hào)b — w6(0),y —w6(1),……,;;_w6(159)},其中7 8kHz對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào)為 {y —w6(120)，;; — w6(121),……,y —w6(159)}，在編碼端將其分為M個(gè)子帶，提取每個(gè) 子帶的頻域包絡(luò)并量化，得到 一組量化后的頻域包絡(luò)
{spec — ewv — ejc加(0)，spec — ewv — e,a(l)，......,罕ec — ewv一-1)},這組包絡(luò)經(jīng)過(guò)編
碼傳輸?shù)浇獯a端。在本實(shí)施例中N45, M=3。
本頻帶擴(kuò)展方法實(shí)施例包括編碼方法和解碼方法先由編碼端提取音調(diào)特 征參數(shù)，并發(fā)送給解碼端，由解碼端根據(jù)音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)的輪廓 信息重構(gòu)高帶信號(hào)。具體包括以下步驟
步驟101:編碼端發(fā)送提取的音調(diào)特征參數(shù)到解碼端；
對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)(^ec(0),^7ec(1),……,^ec(239)}進(jìn)行音調(diào)特征分析， 提取音調(diào)特征參數(shù)，并將所述音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行量化編碼，將編碼傳輸?shù)浇獯a 端。
具體步驟如下la、計(jì)算超寬帶部分頻域信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)Cwr["]^ Z ^ec(")x"ec(" + 0,
"e [M/iV,M4JT],在本實(shí)施例中MIN=5 MAX=70 。
lb、超寬帶部分的音調(diào)特征參數(shù)為加。=min(。"["D 。
max(Co^T[w])
lc、將音調(diào)特征參數(shù)to朋量化，得到量化后的音調(diào)特征參數(shù)to加、將其編
碼傳輸至解碼端。
步驟102:解碼端解碼得到音調(diào)特征參數(shù)； 解碼端對(duì)接收到的編碼進(jìn)行解碼后得到音調(diào)特征參數(shù)to"W 。 步驟103:解碼端根據(jù)音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜； 具體可以包括以下步驟 步驟103A:解碼端生成初始激勵(lì)i普；
具體為解碼端根據(jù)解碼重構(gòu)的窄帶譜和寬帶語(yǔ)生成初始激勵(lì)譜；生成初始
激勵(lì)譜時(shí)可以加入隨機(jī)噪聲得到五=(exc"(O),e;cc"(l),……，ecc"(279)}。
步驟103B:解碼端可以對(duì)初始激勵(lì)語(yǔ)進(jìn)行白化，使初始激勵(lì)譜的能量分 布均;衡；
解碼端提取初始激勵(lì)譜E的語(yǔ)包絡(luò)后，對(duì)初始激勵(lì)譜進(jìn)行白化，。具體步驟 如下
a將初始激勵(lì)譜分為7個(gè)子帶，計(jì)算每個(gè)子帶的平均能量，即譜包絡(luò)，
(i+l)*40
2 exc"(j')2
盧*40
40
b為了使白化后的初始激勵(lì)譜有更好的連續(xù)性，對(duì)語(yǔ)包絡(luò)還可以進(jìn)行平滑 內(nèi)插，得到一組歸一化因子{風(fēng)0)，風(fēng)1), — / (279)}。平滑內(nèi)插的過(guò)程如下
風(fēng)力=
譜0,_/ = 0，1,..、19 e"v6,7 = 260,261,'"279 ,其中W為
wxewv,. +(1-w)xewv!.+1,_/ = Zx40 —20，…,z'x 40 + 20"' = 1,2,3,4,5個(gè)40點(diǎn)對(duì)稱窗函數(shù)。
c對(duì)初始激勵(lì)譜進(jìn)行白化，白化后的初始激勵(lì)語(yǔ)為
￡' = {exert '(O), ex"Y '(l), .. exczY '(279)}, 白4匕過(guò)禾呈為exc"= exc"(Z) / / (z')。
103C:解碼端根據(jù)原始頻帶信號(hào)譜對(duì)初始激勵(lì)譜進(jìn)行音調(diào)整形得到激勵(lì)
譜；需要說(shuō)明的是如果初始激勵(lì)譜經(jīng)過(guò)了103B的白化操作，該步驟輸入的初 始激勵(lì)譜是白化后的初始激勵(lì)譜。 具體步驟如下
a根據(jù)公式順=
i/y — ，62 (0) + _y _ ，Z 2 (1), Z = 0 務(wù)_，62(239) + y — ，62(238),f = 239 由E，計(jì)算
— ，62 (7) + 一+1) - y 一 ，6(7 +1))2, oAm^e 出初始;敫厲;H普的偽i普5￡ = ^ — exc"(O), _ exc"(l)，……，_ exc"(279)}
b采用如下的方法計(jì)算初始激勵(lì)譜的偽譜SE的音調(diào)特征參數(shù)T。
240-n
計(jì)算偽譜SE頻域信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)Cwr[ ] = J] ^ec(") x ^ "(w + /),
w e [M/7V,M4X],在本實(shí)施例中MIN=5 MAX=70 。
初始激勵(lì)譜的偽譜SE的音調(diào)特征參數(shù)r = min(Co"["])。
max(Con-[w])
C計(jì)算音調(diào)整形因子c^/ x(tow^-71) , rl = l-a, r2 = a/max(^)。在本實(shí) 施例中/ = —1.9/0.6。
d利用音調(diào)整形因子對(duì)初始激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整。具體為如果《>0,即 to朋、r,即原始超寬帶頻譜的音調(diào)特性比初始激勵(lì)譜的音調(diào)特性要強(qiáng)，則對(duì) 初始激勵(lì)譜進(jìn)行銳化調(diào)整，即y-E'x(犯xr2 + H),得到音調(diào)整形后的激勵(lì)譜 y =_ exc"(O), y 一 e;x:c"(l)，…y _ exc"(279)}。
如果as(),即to脂sr,即原始超寬帶頻譜的音調(diào)特性比初始激勵(lì)語(yǔ)的音 調(diào)特性要弱，則對(duì)初始激勵(lì)譜自適應(yīng)的加入噪聲，進(jìn)行平滑調(diào)整，調(diào)整過(guò)程如 下
生成隨機(jī)噪聲Noise= {noise(O), noise( 1 )，……,noise(279)}。計(jì)算激勵(lì)信號(hào)和噪聲信號(hào)的能量，ewwgW = J>JCC"'(0和
根據(jù)下式對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行音調(diào)調(diào)整，
y=五'x淑酒^!z!x ji5^,得到音調(diào)整形后的激勵(lì)譜
l一r l一77 Vewergy7V'
F = d exc"(0),y —exc"(l)，…y —exr"(279)}。
音調(diào)整形后的激勵(lì)語(yǔ)的音調(diào)特性和原始超寬帶信號(hào)譜的音調(diào)特性更加匹配。
步驟104:解碼端可以對(duì)最終生成的激勵(lì)譜進(jìn)行頻帶調(diào)整，以獲得頻帶更 加精確的激勵(lì)譜； 具體步驟如下
4a 7 — ex加=_ ex加(O)， y 一 ex加(l),…,y — extra(39)} ，
y —ex加(z')" —exc"(279-z〕，對(duì)應(yīng)于7 8kHz的激勵(lì)信號(hào)。
4b 7 —=—，6(0)， y —，6(1),，6(23 9)} ,
y _ ，6(0 = 7—e;cc"(S7Mi r+/),對(duì)應(yīng)于8~ 14kHz的激勵(lì)信號(hào)。其中START為激勵(lì)
信號(hào)起始位置參數(shù)，在本實(shí)施例中STAI0^30。
步驟105:解碼端根據(jù)所述激勵(lì)譜和原始高帶信號(hào)中的輪廓信息(如頻域 包絡(luò)信息)生成重構(gòu)高帶信號(hào)。即對(duì)激勵(lì)諳進(jìn)行能級(jí)匹配調(diào)整得到重構(gòu)高帶信 號(hào)；具體步驟如下
5a獲取激勵(lì)語(yǔ)的頻域包絡(luò)(本實(shí)施例中為頻域能量)，即按照和編碼端相 同的子帶劃分，提取激勵(lì)鐠的子帶能量，7 8kHz部分的激勵(lì)譜子帶能量為
{exr" — — extra(O), ex"Y — ewergy — ex加(l)，exc" _ ewergy _ ex,ra(2)} ， 8~ 14kHz部
分的; 致勵(lì)i普子帶能量為(exc" —ewergy(0),exc" — eMe/"g);(1),......,exc"_ewergy(14)}。子帶
能量的計(jì)算過(guò)程為e""SV = 2>-" 2,即對(duì)每個(gè)子帶內(nèi)的頻譜系數(shù)求平方和。
5b解碼得到原始高帶信號(hào)的頻域包絡(luò)信息{spec _ ewv — exfra(O),印ec _ ewv _ ^spec — e v — extra(2)} 和
(^ec — e"v(0),印ec —ewv(l),……，^ec_e"v(14)}。由于頻域包絡(luò)代表了本子帶的平均 能量，所以將頻域包絡(luò)乘以本子帶內(nèi)的頻譜系數(shù)的個(gè)數(shù)可以得到原始高帶信號(hào) 的步貞^或能量 {o^g —ewergy —exfra(0)，ohg —ewergy —exfra(l),on'g —e"ergy —exfn2(2)}禾口
5c可以對(duì)激勵(lì)譜的頻域能量和原始高帶信號(hào)的頻域能量，按照原始高帶 信號(hào)的音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行平滑處理，得到平滑后的激勵(lì)譜的頻域能量 {exc" — — extra 一 s附(O), exc" 一 ewergy — extra —exaY — ewergv — extra — sm(2)} 、 {exczY —ewergy — sw(0),exc" —ewergy —sm(l),......,exc" —e"ergy —sm(14)〉禾口/^、 士會(huì)南帶"fF號(hào)
的頻域能量
{on'g — — extra — sm(O)，on'g — ewergy — ex加—s附(1), or/g _ ewergy _ _ sm(2)}、
5d根據(jù)平滑后的頻域能量計(jì)算每個(gè)子帶的能級(jí)匹配增益因子
甲={/(0),義(1)廣',7(17)}， /(0 =
/ — e"ergy _ ex加— (/) exc" — ewergy — ex加_ s附(z〕
"'=0,1,2
當(dāng)然，如果沒(méi)
有進(jìn)行平滑處理，輸入的為5a、 5b中的頻域能量。
5e對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行能級(jí)匹配整形對(duì)每個(gè)子帶的激勵(lì)譜的譜系數(shù)乘以本子 帶相應(yīng)的能級(jí)匹配增益因子，即7_^(0 = :^_"(0><尤，得到重構(gòu)的高帶激勵(lì)譜，
包括7~8kHz部分的重構(gòu)譜{y_re_ex ra(0)，
8~ 14kHz部分的重構(gòu)譜_ re(O), y _ …，>;—re(239)},即最終的重構(gòu)高帶信號(hào)， 完成頻帶的擴(kuò)展。
解碼端對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行能級(jí)匹配調(diào)整，使合成譜的能量包絡(luò)和原始超寬帶譜 相才妄近。
本發(fā)明實(shí)施例采用在編碼端提取原始高帶信號(hào)的關(guān)鍵特征參數(shù)音調(diào)特征參數(shù)，用極少的比特資源進(jìn)行編碼傳輸。在解碼端，根據(jù)音調(diào)特征參數(shù)生成控 制重構(gòu)高帶信號(hào)的激勵(lì)譜，并根據(jù)原始高帶信號(hào)的輪廓信息(例如頻域包絡(luò)) 最終生成重構(gòu)的高帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻帶擴(kuò)展。由于在解碼端進(jìn)行高帶信號(hào)的重構(gòu) 時(shí)，基于原始高帶信號(hào)的細(xì)節(jié)特征即音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行操作，重構(gòu)的高帶信號(hào) 除了輪廓和原始高帶信號(hào)接近之外，在細(xì)節(jié)上有較好的匹配，通過(guò)較少的比特 資源消耗就能達(dá)到較好的聽(tīng)覺(jué)效果。
請(qǐng)參閱圖2為本發(fā)明一種解碼方法的第二個(gè)實(shí)施例的信令流程圖。
本發(fā)明實(shí)施例運(yùn)用在超寬帶編解碼器中。編碼器的輸入信號(hào)是32kHz采樣 率，處理幀長(zhǎng)為20ms。對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行分頻帶、下采樣處理后，對(duì)應(yīng)于0 8kHz 頻帶的信號(hào)有320個(gè)采樣點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于8 16kHz頻帶的信號(hào)有320個(gè)采樣點(diǎn)。其中 0-8kHz頻帶內(nèi)的信號(hào)由核心編碼器處理，核心編碼器可以是G,729.1編解碼器， 也可以是其它寬帶信號(hào)編解碼器。
對(duì)于8 16kHz頻帶內(nèi)的時(shí)i或4言號(hào){y_/n.(0)，:);_/ '(l),……，y —/ .(319)},經(jīng)過(guò) MDCT變換后得到了 一組MDCT系數(shù)，即該頻帶對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào) — ，6(0), y _ ，6(1),……,y _ ，6(319)},由于超寬帶部分僅處理8~ 14kHz頻帶內(nèi)的 信號(hào)，所以對(duì)頻域信號(hào)僅處理— ，6(0)，_k — ，6(1),……,y_，6(239)}。在編碼端會(huì) 將這組頻域信號(hào)分為N個(gè)子帶，提取每個(gè)子帶的頻域包絡(luò)并量化，得到一組量 化后的頻i或包纟各{wee — e"v(O), ^ec _ e"v(l),……，^ec _ e"v(iV -1)}，這纟且包纟各經(jīng)過(guò)編 碼傳輸?shù)浇獯a端。
對(duì)于寬帶核心編碼器G.729.1, 7 8kHz部分信號(hào)已不在其處理范圍之內(nèi)， 為了確保在解碼端解碼信號(hào)頻譜的連續(xù)性，在編碼端需要提取7 8kHz部分信 號(hào)的特征參數(shù)。由于G.729.1編碼器對(duì)4 8kHz的信號(hào)進(jìn)行了MDCT變換，對(duì)應(yīng) 的頻域信號(hào){>^—w6(0),y—w6(1),……,y—4(159)},其中7 8kHz對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào)為 {y_H*(120),:v_w6(121)，……，y_W (159)},在編碼端將其分為M個(gè)子帶，提耳又每個(gè) 子帶的頻域包絡(luò)并量化，得到 一組量化后的頻域包絡(luò)
{■spec — ewv — ex加(O)，罕ec — ewv一 ex加(l)，......, spec — ewv_ — 1)}， 這組包絡(luò)經(jīng)
過(guò)編碼傳輸?shù)浇獯a端。在本實(shí)施例中N^5, M=3。
本頻帶擴(kuò)展方法實(shí)施例包括編碼方法和解碼方法先由編碼端提取音調(diào)特征參數(shù)，并發(fā)送給解碼端，由解碼端根據(jù)音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)的輪廓
信息重構(gòu)高帶信號(hào)。具體包括以下步驟
步驟201:編碼端發(fā)送提取的音調(diào)特征參數(shù)到解碼端；
對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)(^ec(0)， wec(l)，...…,^ec(239)}進(jìn)行音調(diào)特征分析， 提取音調(diào)特征參數(shù)，并將該參數(shù)量化編碼，傳輸?shù)浇獯a端。 具體的提取過(guò)程如下 (1 )計(jì)算每個(gè)子帶的音調(diào)特征參數(shù)
A(l)將頻域信號(hào)^7ec(0),^ec(1),……,印ec(239"均分為K個(gè)子帶，在本實(shí)施例 中，K=4,第i組頻域信號(hào)為
& = ^pec(z. x 60 + 0),^pec(/ x 60 +1)，……，5pec(V x 60 + 59)} ， / = 0,1,2， 3 。
B(l)搜索每組頻域信號(hào)中的最大值^^,max&,并記錄最大值所在位置A。
C(l)計(jì)算A士丄范圍內(nèi)的頻域包絡(luò)的均值，即
= J] 5pec(/x60 + ))/2x丄+ l ,在本實(shí)施侈寸中L^7。
D(l)本子帶的音調(diào)特征參數(shù)為/7"c,^^fl/t,/mefl",.。
(2) 綜合提取出表征整個(gè)超寬帶部分音調(diào)特征的G個(gè)音調(diào)特征參數(shù)，在
本實(shí)施例中G二2。具體為加",=<[^^。+/7"￡1)/2，/ =(),其中to朋。對(duì)應(yīng)于
L (_/7wc2 + ,c3) / 2, Z = 1
(spec(O),spec(l),……，^ec(119》部分的音調(diào)特征， 對(duì)應(yīng)于
(5pec(120), ^ec(121)，……，^ec(239)}部分的音調(diào)特征。
(3) 將音調(diào)特征參數(shù)""A量化，得到量化后的音調(diào)特征參數(shù)^"《，將 其編碼傳輸至解碼端。
編碼端對(duì)to叫量化時(shí)，對(duì)其取值范圍可以限定在1.125~4.5范圍之內(nèi)。 在編碼端提取音調(diào)特征參數(shù)時(shí)，利用到的參數(shù)可以有多種來(lái)源，具體參數(shù) 的計(jì)算也可以有多種計(jì)算方法。例如A其中超寬帶部分的頻域信號(hào){"ec(0)， ^ec(l),......, *ec(239)}可以是對(duì)原始
頻域信號(hào)直接取絕對(duì)值得到的{|y_，6(0)|,|y — ，Z)(l)|，……,|y_，6(239)|},也可以是 由原始頻域信號(hào)經(jīng)過(guò)下面的公式(1 )計(jì)算得到的偽譜信號(hào)何O),s(l),……,s(239)}:
粉
— ，62 (0) + y _ ，Z 2 (1), Z = 0 * —對(duì)62 (239) + j _ " (238), / = 239 ( 1 )
_譜Z 2 (7) + (_y — +1) - y _ ，6(7 +1))2, oAerM^e B在步驟(1 )中，均值的計(jì)算也可以是根據(jù)下式計(jì)算得到
59 /
= Z W"(/x 60 +力/60 。
>0 /
在步驟(1)中，子帶音調(diào)特征參數(shù)的計(jì)算也可以是根據(jù)下式計(jì)算得到
59 / 59
yZwc,. = 6o|n，c(z'x 60 + _/) / (S，c()'x60 +力/60)。
V >。 / ■/=。 /
C在步驟(2)中，音調(diào)特征參數(shù)的綜合也可以根據(jù)下式計(jì)算得到
fmax(y7wCo,y7wq)，/ = 0 她a.=、 。 Lmax(/7wc2,y7wc3)，f = 1
在步驟(2)中，音調(diào)特征參數(shù)的綜合也可以根據(jù)下式計(jì)算得到
V , x y/wq, / = o
她A
▽ x ， z' = 1
步驟202:解碼端解碼得到音調(diào)特征參數(shù)；
解碼音調(diào)特征參數(shù)得到加W 和to"W。如果在編碼端對(duì) 加a,.量化時(shí),對(duì)其取 值范圍限定在1.125 4.5范圍之內(nèi)，在解碼端可以按下式對(duì)其進(jìn)行非線性的增 強(qiáng)，tow",. = tow《x tora《x7bwa/z々—T7丄r ,在本實(shí)施例中7b"a/z'0; — 77丄r = 2.5/22 。 通過(guò)對(duì)音調(diào)特征參數(shù)的非線性增強(qiáng)，可以更好的控制超寬帶譜的合成。當(dāng)然也 可以不進(jìn)行非線性增強(qiáng)。
步驟203:解碼端根據(jù)音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)鐠；具體可以包括以下步驟 步驟203A:解碼端生成初始激勵(lì)譜；在解碼端可以通過(guò)多種方式生成激勵(lì)i普5 = {exc"(0)，exc"(l),……，exc"(7 —1)}， 可以采用例如以下方式得到激勵(lì)語(yǔ)
對(duì)解碼端重構(gòu)的0 4kHz頻帶內(nèi)的時(shí)域信號(hào)做MDCT變換，得到0 4kHz頻 帶內(nèi)的頻域信號(hào){y_/o(0),y—fo(l),……/o(159)},以及解碼得到的4 7kHz頻帶內(nèi) 的頻i或4言號(hào)^ —A(0),y — A(1),,;;_/2(119)} , ^!夸這兩部分i普纟且合構(gòu)成原始^t厲;H普 — /o(0),y_/o(l)，……，y — 59),y_y_A(l)，...…，y —19)}。
由于在解碼端需要重構(gòu)出7 8kHz的頻譜，所以在激勵(lì)譜中需要包含 7 8kHz的激勵(lì)信息，在本實(shí)施例中V=280。
步驟203B由于激勵(lì)譜本身具有音調(diào)特性，為了使激勵(lì)譜的音調(diào)特性和原 始超寬帶信號(hào)譜的音調(diào)特性相匹配，可以對(duì)初始激勵(lì)譜進(jìn)行音調(diào)整形，具體步 驟如下
a根據(jù)公式(1)計(jì)算出激勵(lì)譜的偽譜
= — exc"(O), s — exc//(1),......, s — exc/《279)}。
b采用和編碼端步驟(l)、 (2)相同的方法分別得到偽譜兩個(gè)子帶的音調(diào) 特征參數(shù)r。和 ;。
c將激勵(lì)譜和偽語(yǔ)分為兩個(gè)子帶，
￡0 = (exc"(O)， exc"(l),......,exc"(159)} , A = (exc"(160),ex"Y(161),'
.,節(jié)."279)};
腿o = {5 — exc"(O), s — ......, s — 59)}
巧={s —謹(jǐn)Y(160),s —exd"161),……，s —exc"(279)}, 計(jì)算偽語(yǔ)的音調(diào)能量參數(shù)
4 二5^SE; /(^4A; x",),其中=max5E;, ", = j 12() , _ j;
7] /她A — 1
d計(jì)算音調(diào)整形因子A
c利用音調(diào)整形因子對(duì)初始激勵(lì)語(yǔ)進(jìn)行調(diào)整。具體為令rl,;l-a,., r2,. =a,/M4X,.,根據(jù)激勵(lì)譜的音調(diào)特性7;和原始超寬帶譜的音調(diào)特性to"",.之間的關(guān)系對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行調(diào)整，^^x^'〃2'+H')A^,',得到音調(diào)整形后的
激勵(lì)語(yǔ)y = {y"} = {y—exc"(0)，y —節(jié)',(l),'i —固.,(279)}。
步驟203C:解碼端可以對(duì)音調(diào)整形后的激勵(lì)譜進(jìn)行白化，使激勵(lì)譜的能 量分布均衡，有利于后續(xù)的能級(jí)匹配調(diào)整；
解碼端提取音調(diào)整形后的激勵(lì)譜Y的諳包絡(luò)，對(duì)激勵(lì)語(yǔ)進(jìn)行白化。具體步 驟如下
a將激勵(lì)譜分為7個(gè)子帶，計(jì)算每個(gè)子帶的平均能量，即譜包絡(luò)，
b為了使白化后的譜有更好的連續(xù)性，對(duì)鐠包絡(luò)進(jìn)行平滑內(nèi)插，得到一組 歸 一化因子{風(fēng)0),風(fēng)l), 風(fēng)279)}。平滑內(nèi)插的過(guò)程如下 ' 酵0,7 = 0,1,-.-,19
為一個(gè)40點(diǎn)對(duì)稱窗函數(shù)。
c對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行白化，白化后的激勵(lì)i普為 7' = {少一exc"'(O),y_exc"'(l),...y_acc"'(279)}' 白化過(guò)程為
^ — exc// ，0')=少—exc"(f) / / (z')。
此時(shí)，便生成了最終的激勵(lì)譜。當(dāng)然也可以不進(jìn)行白化，直接用音調(diào)整形 后的激勵(lì)語(yǔ)作為最終的激勵(lì)謙。
步驟204:解碼端可以對(duì)最終生成的激勵(lì)譜進(jìn)行頻帶調(diào)整，以獲得頻帶更 加精確的激勵(lì)譜；
解碼端對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行頻帶調(diào)整采用下列公式，
風(fēng)力=
C _/= 260,261,…279 wx7 —層,.+ (l — w)x7 —= z.x 40 —20, .--，"40 +20，z. = 1,2,3,4:
，其中w4a y_exfra = (y — ex加(0),y — e;rfra(l),…,j;一exfra(39" ,
y一e血(/)〃 —固Y'(279-Z)，對(duì)應(yīng)于7 8kHz的激勵(lì)信號(hào)。
4b 7 —譜6, —，6(0)，y — ，6(l),…J —譜6(239)} ,
= —exWG^4i r + /)，對(duì)應(yīng)于8 14kHz的激勵(lì)信號(hào)。其中START為激勵(lì) 信號(hào)起始位置參數(shù)，在本實(shí)施例中START二30。
步驟205:解碼端可以在激勵(lì)譜中加入噪聲譜；
為了使激勵(lì)譜在譜細(xì)節(jié)上更接近原始超寬帶的頻譜，在原始超寬帶信號(hào)的 音調(diào)特征參數(shù)的控制下加入噪聲譜，得到加噪之后的激勵(lì)語(yǔ) y _ ex的—w = {_y _ _ w(0)，_y _ ex加—w(1)，…，_y 一 ex加_ "(39)} , y — swZ — M = {_>; —sw6一w(0),少—sw6 — w(l),…，少—jw6 —"(239)}。 具體過(guò)禾呈3口下
5a將原始超寬帶信號(hào)的音調(diào)特征參數(shù)映射在0 1的區(qū)間范圍內(nèi)， 加^ =加"/(4.5 + 7bwa鄉(xiāng)—77丄rx22)。
5b計(jì)算能量增益因子ener,在本實(shí)施例中
匿r = 0.25 + ~^——5-^-
6 °
5c 對(duì) 7~8kHz 的激勵(lì)信號(hào)加入噪聲譜 y _ex加—"(z') = _y_x to fl0 + ewerx0-towaj x woz、e ， 其中noise是 一 個(gè)在
±0.5范圍之內(nèi)的隨機(jī)數(shù)，即噪聲譜。
5d對(duì)8 14kHz的激勵(lì)信號(hào)加入噪聲譜
y—，6 — = _y — se6(/) x towa + ewer x to a2 x wc^e , 其中noise是■~~個(gè)在 ±0.5范圍之內(nèi)的隨機(jī)數(shù)，即噪聲譜；tona為綜合音調(diào)特征參數(shù)，設(shè)置如下
towa0,z' = 0,1,…95 ,麵=<| 她ai，hl44,145，…239 。
towa。 x (1 _+ x //, // = z' , w/zera/e 步驟206:解碼端根據(jù)所述激勵(lì)譜和原始高帶信號(hào)中的輪廓信息(如頻域包絡(luò)信息)生成重構(gòu)高帶信號(hào)。即解碼端對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行能級(jí)匹配調(diào)整得到重構(gòu) 的高帶信號(hào)。
對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行能級(jí)匹配調(diào)整，使合成譜的能量包絡(luò)和原始超寬帶譜相接
近。具體步驟如下
6a獲取激勵(lì)譜的頻域包絡(luò)(本實(shí)施例中為頻域能量)，即按照和編碼端相 同的子帶劃分，提取激勵(lì)譜的子帶能量，7~8kHz部分的激勵(lì)譜子帶能量為
{exc" _ — ex加(O), exc" — ewergy _ ex/ra(1)， exc" — ewerg^ — ex^ra(2)}
,8 14kHz部分的激勵(lì)譜子帶能量為
{exc"_e"ergy(O)，exc"_,— ewe^gy(14)}。 子帶能量的 計(jì)算過(guò)程為e"wg>; = 2> —w(/)2,即對(duì)每個(gè)子帶內(nèi)的頻譜系數(shù)求平方和。
6b解碼得到原始高帶信號(hào)的頻域包絡(luò)信息
(^ec — e"v—ex/ra(0), s/ ec — ewv — — ewv—ex加(2" 和
^/7ec — e"v(0)，印ec —ewv(l)，......，5pec —ewv(14)}。
由于頻i或包纟備^表了本子帶的
平均能量，所以將頻域包絡(luò)乘以本子帶內(nèi)的頻譜系數(shù)的個(gè)數(shù)可以得到原始高帶 4"I"號(hào)的頻^或能量{on'g — ewergy — ex^y7(0), on.g _ _ e^ra(1), on'g — ewergy — exfra(2)}
和— ewergy(O), or/g 一 ......, or/g — ewergy(14)}。
6c可以對(duì)激勵(lì)譜的頻域能量和原始高帶信號(hào)的頻域能量，按照原始高帶 信號(hào)的音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行平滑處理，得到平滑后的激勵(lì)譜的頻域能量 {exc" _ — ex加—s/n(0), exc/f — eraergy — ex的_ s附(l), exc" _ ewergy _ exfra _訓(xùn)(2)}、
{ejcc" — ewergy — ，(O), exc" _ _ sm(l),......， _ _篇(14)}
和原始高帶信號(hào)的頻域能量
{on'g — ewergy—ex ra—側(cè)(0), or/g _ _ ex加—5tm(1)， ohg — —exfra _ >sm(2) }
、{on'g — — ，(O)，_ _ sm(l),......, on'g — 一 ,(14)}。
具體處理如下
對(duì)7 8kHz部分的頻i或能量energy —ex/ra —<formula>formula see original document page 19</formula>為每個(gè)子帶內(nèi)的頻譜系數(shù)的個(gè)數(shù)，在本實(shí)施例中為8， 16， 16。
對(duì)8 14kHz部分的頻域能量<formula>formula see original document page 19</formula>e"e，(/ + 2)
6d根據(jù)平滑后的頻域能量計(jì)算每個(gè)子帶的能級(jí)匹配增益因子
<formula>formula see original document page 19</formula>
沒(méi)有進(jìn)行平滑處理，輸入的為6a、 6b中的頻域能量。
6e對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行能級(jí)匹配整形對(duì)每個(gè)子帶的激勵(lì)語(yǔ)的譜系數(shù)乘以本子 帶相應(yīng)的能級(jí)匹配增益因子，即= y—"( Zi ，得到重構(gòu)的高帶激勵(lì)-潛， 包4舌7 8kHz部分的重構(gòu)i普e^ra(0)，j; —re—exfra(l),-..,_y_re—Wra(39)}， 8 14kHz部分的重構(gòu)i普0; —re(0),;; — re(l),…,y —"(239)},即最終的重構(gòu)高帶信號(hào)， 完成頻帶的擴(kuò)展。
本發(fā)明實(shí)施例采用在編碼端提取原始高帶信號(hào)的關(guān)鍵特征參數(shù)音調(diào)特征 參數(shù)，用極少的比特資源進(jìn)行編碼傳輸。在解碼端，根據(jù)音調(diào)特征參數(shù)生成控 制重構(gòu)高帶信號(hào)的激勵(lì)譜，并根據(jù)原始高帶信號(hào)的輪廓信息(例如頻域包絡(luò)) 最終生成重構(gòu)的高帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)頻帶擴(kuò)展。由于在解碼端進(jìn)行高帶信號(hào)的重構(gòu) 時(shí)，基于原始高帶信號(hào)的細(xì)節(jié)特征即音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行操作，重構(gòu)的高帶信號(hào) 除了輪廓和原始高帶信號(hào)接近之外，在細(xì)節(jié)上有較好的匹配，通過(guò)較少的比特資源消耗就能達(dá)到較好的聽(tīng)覺(jué)效果。
請(qǐng)參閱圖3為本發(fā)明 一種編碼方法的 一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)步驟301:對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)進(jìn)行音調(diào)特征分析提取音調(diào)特征參數(shù)； 具體步驟如下
301A將頻域信號(hào)^7ec(0)，^ec(1),……,^ec(239)}均分為K個(gè)子帶，在本實(shí)施
例中K^4，第i組頻域信號(hào)為
S = (^ec(f x 60 + 0),^ec(Zx 60 +1),……，■specO.x 60 + 59)}，Z = 0,1，2,3 。
301B搜索每個(gè)子帶頻域信號(hào)中的最大值^《-max&,并記錄最大值所在
位置A。 '
301C計(jì)算A土丄范圍內(nèi)的頻域包絡(luò)的均值，即
me朋,.=J] ^ec().x60 +力/2x^ + l ,在本實(shí)施例中L二7。
均值的計(jì)算也可以是根據(jù)下式計(jì)算得到mea",. = f>/7ec(/x60 +力/60。 301D本子帶的音調(diào)特征參數(shù)為y/i/c,. = peaV附e"",。
子帶音調(diào)特征參數(shù)的計(jì)算也可以是根據(jù)下式計(jì)算得到
59 / 59
=6o|n，c(/x60 + _/ ) / (Z ，c(z'x 60 +力/60)。
~」=。 / 乂=。 /
301E綜合每個(gè)子帶音調(diào)特征參數(shù)得到音調(diào)特征參數(shù)。 提取出表征整個(gè)超寬帶部分音調(diào)特征的G個(gè)音調(diào)特征參數(shù)，在本實(shí)施例中
G=2 。具體為論,^(^^)Z2，"G ,其中咖。對(duì)應(yīng)于
L (_/ mc2 + y7MC3) / 2, z. = 1
(印ec(0),5pec(1),……，5pec(119)) 部分的音調(diào)特征， 對(duì)應(yīng)于
{^ec(120)， 5pec(121),……，^ec(239)}部分的音調(diào)特征。音調(diào)特征參數(shù)的綜合也可以根據(jù)下式計(jì)算得到= maX(^"e°《"ei)、，/ = 。
L max(//z/c2 ， ,c3 )， z = 1
步驟301還可以采用下列方式完成，
計(jì)算超寬帶部分頻域信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)；
240-n
計(jì)算超寬帶部分頻域信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)Cwr["] = Z ^ec(")x ^ec(" + '
w e [M/iV, M4Z],在本實(shí)施例中MIN=5 MAX=70 。
音調(diào)特征參數(shù)為,畫=min(C群W)。
max(Co r[ra])
步驟302:將所述音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行量化編碼。
請(qǐng)參閱圖4為本發(fā)明 一種頻帶擴(kuò)展系統(tǒng)的 一 個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)編碼端401,用于發(fā)送原始高帶信號(hào)和音調(diào)特征參數(shù)； 編碼端401對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)^ec(0)，^ec(1)，……，*"(239)}進(jìn)行音調(diào) 特征分析，提取音調(diào)特征參數(shù)，并將所述音調(diào)參數(shù)進(jìn)行量化編碼，將編碼傳輸
到解碼端。
具體步驟如下
a、 計(jì)算超寬帶部分頻域信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)0^["]= Z ^ec(")x^ec(" + 0， "e [M/W,M4X],在本實(shí)施例中MIN=5 MAX=70 。
b、 超寬帶部分的音調(diào)特征參數(shù)為加"=min(C—"])。
max(Co/r[w])
c、 將音調(diào)特征參數(shù)to""量化，得到量化后的音調(diào)特征參數(shù)to"W,將其編 碼傳輸至解碼端。
解碼端402,用于接收編碼端401發(fā)送的音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)；根 據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜；根據(jù)所述激勵(lì)譜和所述原始高帶信號(hào)中的輪廓信息生成重構(gòu)高帶信號(hào)。
解碼端402進(jìn)一步可以包括
接收單元40201,用于接收編碼端401發(fā)送的音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信
—弓一
激勵(lì)譜生成單元40202,用于根據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)生成重構(gòu)高帶信號(hào)的 激勵(lì)i普；
高帶信號(hào)生成單元40203,用于根據(jù)所述激勵(lì)譜和所述原始高帶信號(hào)中的 輪廓信息生成重構(gòu)高帶信號(hào)；
激勵(lì)譜生成單元40202進(jìn)一步可以包括激勵(lì)鐠整形單元40202a,用于生 成初始激勵(lì)譜，對(duì)所述初始激勵(lì)語(yǔ)進(jìn)行整形得到音調(diào)整形后的激勵(lì)鐠。
激勵(lì)譜生成單元40202進(jìn)一步可以包括
白化單元40202b，用于對(duì)所述初始激勵(lì)語(yǔ)或音調(diào)整形后的激勵(lì)譜進(jìn)行白化 得到白化后的激勵(lì)譜。
解碼端402進(jìn)一步可以包括
頻帶調(diào)整單元40204,用于對(duì)生成的激勵(lì)譜進(jìn)行頻帶調(diào)整。
噪聲加入單元40205,用于在所述激勵(lì)譜中加入使激勵(lì)鐠更接近原始高帶 信號(hào)譜結(jié)構(gòu)的噪聲譜。
所述高帶信號(hào)生成單元40203進(jìn)一步還可以包括
譜包絡(luò)提取單元40203a,用于提取激勵(lì)譜的譜包絡(luò)；
平滑單元40203b,用于對(duì)激勵(lì)譜的譜包絡(luò)和原始高帶信號(hào)解碼譜包絡(luò)進(jìn)行 平滑內(nèi)插生成連續(xù)的頻域包絡(luò)；
增益因子計(jì)算單元40203c,用于根據(jù)所述頻域包絡(luò)計(jì)算能級(jí)匹配的增益因
子；
生成單元40203d,用于根據(jù)所述增益因子對(duì)激勵(lì)語(yǔ)進(jìn)行整形，生成重構(gòu)的 高帶信號(hào)。
請(qǐng)參閱圖5為本發(fā)明一種頻帶擴(kuò)展解碼端的一個(gè)實(shí)施列的結(jié)構(gòu)圖；包括 接收單元501,用于接收編碼端發(fā)送的音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)； 激勵(lì)語(yǔ)生成單元502,用于根據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)生成重構(gòu)高帶信號(hào)的激勵(lì)語(yǔ)；
高帶信號(hào)生成單元503，用于根據(jù)所述激勵(lì)譜和所述原始高帶信號(hào)中的輪
廓信息生成重構(gòu)高帶信號(hào)的頻域信息。
所述激勵(lì)譜生成單元502進(jìn)一步包括
激勵(lì)譜整形單元502a,用于根據(jù)所述普特性對(duì)生成的激勵(lì)譜進(jìn)行整形。 白化單元502b,用于對(duì)生成的激勵(lì)譜進(jìn)行白化。 所述解碼端還可以包括
頻帶調(diào)整單元504，用于對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行頻帶調(diào)整。
噪聲加入單元505,用于在所述激勵(lì)譜中加入使激勵(lì)譜更接近原始高帶信 號(hào)謙結(jié)構(gòu)的噪聲譜。
所述高帶信號(hào)生成單元403進(jìn)一步可以包括 譜包絡(luò)提取單元503a,用于提取激勵(lì)譜的語(yǔ)包絡(luò)；
平滑單元503b,用于對(duì)激勵(lì)譜的譜包絡(luò)和原始高帶信號(hào)解碼譜包絡(luò)進(jìn)行平 滑內(nèi)插生成連續(xù)的頻域包絡(luò)；
增益因子計(jì)算單元503c,用于根據(jù)所述頻域包絡(luò)計(jì)算能級(jí)匹配的增益因
子；
生成單元503d,用于根據(jù)所述增益因子對(duì)激勵(lì)譜進(jìn)行整形，生成重構(gòu)的高 帶信號(hào)。
請(qǐng)參閱圖6為本發(fā)明 一種頻帶擴(kuò)展編碼端的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；該編碼 端可以應(yīng)用在圖4所示的系統(tǒng)中，其包括
音調(diào)特征參數(shù)提取單元601,用于對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)進(jìn)行音調(diào)特征 分析提取音調(diào)特征參數(shù)；
具體步驟如下
將頻域信號(hào)^ ec(0),^ec(1)，……，乎ec(239"均分為K個(gè)子帶，在本實(shí)施例中 K二4,第i組頻域信號(hào)為
《={，c(/ x 60 + 0),，c(z' x 60 +1)，……，，c(/x 60 + 59)},z' = 0,1， 2,3 。
搜索每個(gè)子帶頻域信號(hào)中的最大值= max& ,并記錄最大值所在位置計(jì)算A士丄范圍內(nèi)的頻域包絡(luò)的均值，即
附ea",. = ^ec0'x60十乂)/2x丄+ l ,在本實(shí)施例中L:7。
_丄 /
均值的計(jì)算也可以是根據(jù)下式計(jì)算得到=f>; ec(Zx60 +力,60。 本子帶的音調(diào)特征參數(shù)為y "c,. = pefl^/me,。
子帶音調(diào)特征參數(shù)的計(jì)算也可以是根據(jù)下式計(jì)算得到
59 / 59
y/wc; = 6。m^pec(z'x 60 +力/ d 5pec(z' x 60 + )) /60)。
V /=。 / " /
綜合每個(gè)子帶音調(diào)特征參數(shù)得到音調(diào)特征參數(shù)。
提取出表征整個(gè)超寬帶部分音調(diào)特征的G個(gè)音調(diào)特征參數(shù)，在本實(shí)施例中
體為，畫M(，。 + ，)，"，其中，畫。對(duì)應(yīng)于
G=2 。 具
(^ec(0)，^7ec(1),……,^ec(119)} 部分的音調(diào)特征， to"a, 對(duì)應(yīng)于 (^pec(120),印ec(121)，……,^ec(239)}部分的音調(diào)特征。
音調(diào)特征參數(shù)的綜合也可以根據(jù)下式計(jì)算得到f畫,.=<fmaX(^"e°，^"ei;M' = 。
Lmax(//Mc2,//Kc3),z =1
還可以采用下列方式完成 計(jì)算超寬帶部分頻域信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)；
240—
計(jì)算超寬帶部分頻域信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)C^r["]^ Z wec(")x^^c(w + /)，
!'=0
"e [M/iV,M4X],在本實(shí)施例中MIN=5 MAX=70 。
音調(diào)特征參數(shù)為to認(rèn)=min(Corr["])。
max(Co^r[w])量化單元602,用于將所述音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行量化編碼發(fā)送所述音調(diào)特征 參數(shù)。
其中，音調(diào)特征參數(shù)提取單元601可以包括
自相關(guān)函數(shù)單元601a,用于通過(guò)計(jì)算超寬帶部分頻域信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)得 到音調(diào)特征參數(shù)。
音調(diào)特征參數(shù)提取單元601可以包括
計(jì)算單元601b,用于計(jì)算每個(gè)子帶頻域信號(hào)音調(diào)特征參數(shù)；
提取單元601c,綜合提取出表征整個(gè)超寬帶部分音調(diào)特征的音調(diào)特征參數(shù)。
驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀 存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括ROM、 RAM、磁盤或光盤等。
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的頻帶擴(kuò)展方法以及系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)
施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域 的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改 變之處，綜上所述，本"^兌明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種解碼方法，其特征在于，包括獲取音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)；根據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜；根據(jù)所述激勵(lì)譜和所述原始高帶信號(hào)中的輪廓信息生成重構(gòu)高帶信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的解碼方法，其特征在于,所述根據(jù)所述音調(diào)特征 參數(shù)生成激勵(lì)譜包括生成初始激勵(lì)語(yǔ)；對(duì)所述初始激勵(lì)譜進(jìn)行音調(diào)整形得到 音調(diào)整形后的激勵(lì)-潛。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的解碼方法，其特征在于，所述對(duì)所述初始激勵(lì)譜進(jìn)行音調(diào)整形得到音調(diào)整形后的激勵(lì)譜包括 計(jì)算初始激勵(lì)譜的偽譜； 計(jì)算初始激勵(lì)譜的偽語(yǔ)的音調(diào)特征參數(shù)；根據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)和所述偽譜的音調(diào)特征參數(shù)計(jì)算音調(diào)整形因子； 利用所述音調(diào)整形因子對(duì)初始激勵(lì)鐠進(jìn)行調(diào)整。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的解碼方法，其特征在于，所述根據(jù)所述音調(diào)特征 參數(shù)生成激勵(lì)譜進(jìn)一步包括對(duì)所述初始激勵(lì)譜或音調(diào)整形后的激勵(lì)譜進(jìn)行白 化得到白化后的激勵(lì)譜。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或4任一所述的解碼方法，其特征在于，所述根據(jù)所 述音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜后進(jìn)一步包括對(duì)生成的所述激勵(lì)謙進(jìn)行頻帶調(diào)整。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或4任一所述的解碼方法，其特征在于，所述根據(jù)所 述音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜后進(jìn)一步包括在所述激勵(lì)譜中加入噪聲譜。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或4任一所述的解碼方法，其特征在于，所述根據(jù)激 勵(lì)譜和原始高帶信號(hào)中的輪廓信息生成重構(gòu)高帶信號(hào)包括獲取所述激勵(lì)譜的頻域包絡(luò)和原始高帶信號(hào)的頻域包絡(luò)；根據(jù)所述頻域包絡(luò)計(jì)算能級(jí)匹配的增益因子；根據(jù)所述增益因子對(duì)所述激勵(lì)譜進(jìn)行整形，生成重構(gòu)的高帶信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的解碼方法，其特征在于，所述獲取所述激勵(lì)語(yǔ)和 原始高帶信號(hào)的頻域包絡(luò)之后進(jìn)一步包括對(duì)所述激勵(lì)譜的頻域包絡(luò)和所述原始高帶信號(hào)的頻域包絡(luò)進(jìn)行平滑處理， 得到平滑后的激勵(lì)諳的頻域包絡(luò)和原始高帶信號(hào)的頻域包絡(luò)。
9、 一種編碼方法，其特征在于對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)進(jìn)行音調(diào)特征分析提取音調(diào)特征參數(shù)；將所述音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行量化編碼。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的編碼方法，其特征在于，所述對(duì)超寬帶部分的 頻域信號(hào)進(jìn)行音調(diào)特征分析提取音調(diào)特征參數(shù)包括通過(guò)計(jì)算超寬帶部分頻域 信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)得到所述音調(diào)特征參數(shù)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的編碼方法，其特征在于，所述對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)進(jìn)行音調(diào)特征分析4是取音調(diào)特征參數(shù)包括 計(jì)算每個(gè)子帶頻域信號(hào)音調(diào)特征參數(shù)；綜合提取出表征整個(gè)超寬帶部分音調(diào)特征的音調(diào)特征參數(shù)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的編碼方法，其特征在于，所述計(jì)算子帶頻域信 號(hào)音調(diào)特征參數(shù)包括將頻域信號(hào)平均分成多個(gè)子帶頻域信號(hào)； 搜索每個(gè)子帶頻域信號(hào)的最大值和所在位置； 計(jì)算每個(gè)子帶頻域信號(hào)最大值設(shè)定范圍內(nèi)的頻域包絡(luò)平均值；子帶頻域信號(hào)的音調(diào)特征參數(shù)為子帶頻域信號(hào)最大值與頻域包絡(luò)平均值 的比值。
13、 一種頻帶擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于，包括 編碼端，用于發(fā)送原始高帶信號(hào)和音調(diào)特征參數(shù)；解碼端，用于接收編碼端發(fā)送的音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)；根據(jù)所述 音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜；根據(jù)所述激勵(lì)諳和所述原始高帶信號(hào)中的輪廓信息生成重構(gòu)高帶信號(hào)。
14、 一種解碼端，其特征在于包括接收單元，用于接收音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)；激勵(lì)譜生成單元，用于根據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜；高帶信號(hào)生成單元，用于根據(jù)所述激勵(lì)譜和所述原始高帶信號(hào)中的輪廓信息生成重構(gòu)高帶信號(hào)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的頻帶擴(kuò)展解碼端，其特征在于，所述激勵(lì)譜生 成單元包括激勵(lì)譜整形單元，用于生成初始激勵(lì)譜，對(duì)所述初始激勵(lì)譜進(jìn)行音調(diào)整形 得到音調(diào)整形后的激勵(lì)譜。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的頻帶擴(kuò)展解碼端，其特征在于，所述解激勵(lì)譜 生成單元包括白化單元，用于對(duì)所述初始激勵(lì)誥或音調(diào)整形后的激勵(lì)譜進(jìn)行白化得到白 化后的激勵(lì)譜。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14、 15或16任一所述的頻帶擴(kuò)展解碼端，其特征在于所 述解碼端進(jìn)一步包括頻帶調(diào)整單元，用于對(duì)生成的所述激勵(lì)譜進(jìn)行頻帶調(diào)整。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14或16所述的頻帶擴(kuò)展解碼端，其特征在于，所述解碼 端進(jìn)一步包括噪聲加入單元，用于在所述激勵(lì)譜中加入噪聲鐠。
19、 一種編碼端，其特征在于，包括音調(diào)特征參數(shù)提取單元，用于對(duì)超寬帶部分的頻域信號(hào)進(jìn)行音調(diào)特征分析 提取音調(diào)特征參數(shù)；量化單元，用于將所述音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行量化編碼。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的編碼端，其特征在于，所述音調(diào)特征參數(shù)提取 單元包括自相關(guān)函數(shù)單元，用于通過(guò)計(jì)算超寬帶部分頻域信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)得到所 述音調(diào)特征參數(shù)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的編碼端，其特征在于，所述音調(diào)特征參數(shù)提取 單元包括計(jì)算單元，用于計(jì)算每個(gè)子帶頻域信號(hào)音調(diào)特征參數(shù)；提取單元，綜合提取出表征整個(gè)超寬帶部分音調(diào)特征的音調(diào)特征參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頻帶擴(kuò)展方法。本發(fā)明實(shí)施例還提供相應(yīng)的系統(tǒng)和設(shè)備。獲取音調(diào)特征參數(shù)和原始高帶信號(hào)；根據(jù)所述音調(diào)特征參數(shù)生成激勵(lì)譜；根據(jù)所述激勵(lì)譜和所述原始高帶信號(hào)中的輪廓信息生成重構(gòu)高帶信號(hào)。本發(fā)明技術(shù)方案由于采用在編碼端提取原始高帶信號(hào)的關(guān)鍵特征參數(shù)，解碼端，根據(jù)該音調(diào)特征參數(shù)進(jìn)行高帶信號(hào)的重構(gòu)；重構(gòu)的高帶信號(hào)除了輪廓和原始高帶信號(hào)接近之外，在細(xì)節(jié)上有較好的匹配，通過(guò)較少的比特資源消耗就能達(dá)到較好的聽(tīng)覺(jué)效果。
文檔編號(hào)G10L21/02GK101620854SQ20081013070
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者琦 張, 張德明, 張立斌 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司