專利名稱：用于處理信號(hào)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)處理方法和裝置，尤其是，涉及按照信號(hào)的特征通過(guò)適當(dāng)?shù)姆桨?用于編碼或者解碼信號(hào)的信號(hào)處理方法和裝置。
背景技術(shù)：
通常，音頻編碼器能夠以高于48kbps的高比特率提供高音質(zhì)的音頻信號(hào)，同時(shí)語(yǔ) 音編碼器能夠以低于12kbps的低比特率有效地編碼語(yǔ)音信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題但是，對(duì)于音頻編碼器，按照現(xiàn)有技術(shù)處理語(yǔ)音信號(hào)是低效的。并且，對(duì)于語(yǔ)音編 碼器，按照現(xiàn)有技術(shù)處理音頻信號(hào)是不夠的。技術(shù)解決方案因此，本發(fā)明提出了一種用于處理信號(hào)的裝置及其方法，其基本上消除了一個(gè)或 多個(gè)由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的問(wèn)題。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于處理信號(hào)的裝置及其方法，通過(guò)該裝置及其方 法具有與語(yǔ)音信號(hào)、音頻信號(hào)等不同特征的這樣的信號(hào)可以分別地按照它們的特征通過(guò)最 佳方案處理。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于處理信號(hào)的裝置及其方法，通過(guò)該裝置及其 方法具有語(yǔ)音和音頻信號(hào)兩個(gè)特征的信號(hào)可以通過(guò)最佳方案處理。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于處理信號(hào)的裝置及其方法，通過(guò)該裝置及其 方法包括語(yǔ)音信號(hào)、音頻信號(hào)等的各種信號(hào)可以被完全地和有效地處理。有益效果因此，本發(fā)明提供以下的效果或者優(yōu)點(diǎn)。首先，具有語(yǔ)音信號(hào)特征的信號(hào)通過(guò)語(yǔ)音編碼方案解碼，并且具有音頻信號(hào)特征 的信號(hào)通過(guò)音頻編碼方案解碼。因此，可以適應(yīng)性地選擇匹配每個(gè)信號(hào)特征的解碼方案。其次，由于按照特征強(qiáng)度將對(duì)應(yīng)于編碼方案的比特率分配給具有語(yǔ)音和音頻信號(hào) 兩個(gè)特征的信號(hào)，因此能夠適應(yīng)性地選擇最佳解碼方案。第三，由于模式是每個(gè)幀改變的，因此按照時(shí)間流自適應(yīng)地改變解碼方案和分配 給解碼方案比特率。第四，由于解碼方案自動(dòng)地改變，因此能夠分配最佳比特率，并且能夠改善編碼質(zhì)量。


該伴隨的附圖被包括以提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，并且被結(jié)合進(jìn)和構(gòu)成本說(shuō)明 書的一部分，其圖示本發(fā)明的實(shí)施例，并且與該說(shuō)明書一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。
在附圖中圖1是按照本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是用于示意性地解釋調(diào)制頻率分析過(guò)程的示意圖； 圖3是調(diào)制譜圖的示意圖；圖4是用于解釋用于編碼方案的模式的示意圖；圖5是用于解釋幀間模式變化的示意圖；圖6是按照本發(fā)明實(shí)施例的編碼方法的流程圖；圖7是用于解釋按照本發(fā)明實(shí)施例的編碼性能的示意圖；圖8是按照本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)解碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；和圖9是按照本發(fā)明實(shí)施例的解碼方法的流程圖。最佳模式本發(fā)明的附加特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的描述中闡述，并且從該描述中在某種程度上 將是清晰可見的，或者可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐習(xí)得。通過(guò)尤其在著述的說(shuō)明書及其權(quán)利要 求以及所附的附圖中指出的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其他的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)，以及按照本發(fā)明的目的，如在此處實(shí)施和廣泛地描 述的，一種按照本發(fā)明處理信號(hào)的方法包括接收第一信號(hào)和第二信號(hào)的至少一個(gè)，接收模 式信息，和按照模式信息使用第一編碼方案和第二編碼方案的至少一個(gè)編碼第一信號(hào)和第 二信號(hào)的至少一個(gè)，其中模式信息是用于指示規(guī)定的模式對(duì)應(yīng)于至少三個(gè)模式的哪一個(gè)的 fn息ο按照本發(fā)明，模式包括用于使用第一編碼方案的第一模式，用于使用第一編碼方 案和第二編碼方案兩者的第二模式，和用于使用第二編碼方案的第三模式。按照本發(fā)明，模式信息表示為至少兩個(gè)標(biāo)記信息。按照本發(fā)明，模式信息進(jìn)一步包括分配給第一編碼方案和第二編碼方案每個(gè)的比 特率信息，并且經(jīng)由多個(gè)傅里葉變換確定該模式信息。按照本發(fā)明，第一編碼方案對(duì)應(yīng)于語(yǔ)音編碼方案，并且第二編碼方案對(duì)應(yīng)于音頻 編碼方案。按照本發(fā)明，第一信號(hào)對(duì)應(yīng)于諧波信號(hào)，第二信號(hào)對(duì)應(yīng)于殘差信號(hào)，并且第二信號(hào) 是從由輸入信號(hào)減去第一信號(hào)生成的信號(hào)中獲得的。按照本發(fā)明，模式信息包括作為關(guān)于第一幀的模式信息的第一幀模式，和作為關(guān) 于第二幀的模式信息的第二幀模式，和該方法進(jìn)一步包括如果第一幀模式是第一模式，并 且第二幀模式是第三模式，或者如果第一幀模式是第三模式，并且第二幀模式是第一模式， 則將第一幀模式和第二幀模式的至少一個(gè)改變?yōu)榈诙Ｊ降牟襟E。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)，以及按照本發(fā)明的目的，一種用于處理信號(hào) 的裝置，包括接收第一信號(hào)和第二信號(hào)的至少一個(gè)的接收單元，該接收單元接收模式信 息，和按照模式信息使用第一編碼方案和第二編碼方案的至少一個(gè)編碼第一信號(hào)和第二信 號(hào)的至少一個(gè)的編碼單元，其中模式信息是用于指示規(guī)定的模式對(duì)應(yīng)于至少三個(gè)模式的哪 一個(gè)的信息。按照本發(fā)明，該模式包括用于使用第一編碼方案的第一模式，用于使用第一編碼 方案和第二編碼方案兩者的第二模式，和用于使用第二編碼方案的第三模式。
按照本發(fā)明，該模式信息表示為至少兩個(gè)標(biāo)記信息。按照本發(fā)明，該模式信息進(jìn)一步包括分配給第一編碼方案和第二編碼方案每個(gè)的 比特率信息，并且經(jīng)由多個(gè)傅里葉變換確定該模式信息。按照本發(fā)明，第一編碼方案對(duì)應(yīng)于語(yǔ)音編碼方案，并且第二編碼方案對(duì)應(yīng)于音頻 編碼方案。
按照本發(fā)明，第一信號(hào)對(duì)應(yīng)于諧波信號(hào)，第二信號(hào)對(duì)應(yīng)于殘差信號(hào)，并且第二信號(hào) 是從由輸入信號(hào)減去第一信號(hào)生成的信號(hào)中獲得的。按照本發(fā)明，模式信息包括作為關(guān)于第一幀的模式信息的第一幀模式，和作為關(guān) 于第二幀的模式信息的第二幀模式。并且，如果第一幀模式是第一模式，并且第二幀模式是 第三模式，或者如果第一幀模式是第三模式，并且第二幀模式是第一模式，則編碼單元將第 一幀模式和第二幀模式的至少一個(gè)改變?yōu)榈诙Ｊ?。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)，以及按照本發(fā)明的目的，一種處理信號(hào)的方 法，包括從輸入信號(hào)中提取第一信號(hào)，從輸入信號(hào)和第一信號(hào)確定模式信息，基于輸入信 號(hào)和第一信號(hào)產(chǎn)生第二信號(hào)，和按照模式信息使用第一編碼方案編碼第一信號(hào)，和按照模 式信息使用第二編碼方案編碼第二信號(hào)。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)，以及按照本發(fā)明的目的，一種處理信號(hào)的方 法，包括以下步驟接收包括第一幀模式和第二幀模式的模式信息，該模式信息作為指示規(guī) 定的模式對(duì)應(yīng)于第一模式、第二模式和第三模式的哪一個(gè)的信息，其中如果第二幀模式是 第一模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于或者第一模式或者第二模式，并且其中如果第二幀模式是 第三模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于或者第三模式或者第二模式。按照本發(fā)明，第一模式對(duì)應(yīng)于用于使用第一編碼方案的模式，第三模式對(duì)應(yīng)于用 于使用第二編碼方案的模式，并且第二模式對(duì)應(yīng)于用于將第一模式和第三模式連接在一起 的模式。按照本發(fā)明，第二模式包括向前連接模式和向后連接模式。按照本發(fā)明，如果第二幀模式是第一模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于或者第一模式或 者向后連接模式，并且如果第二幀模式是第三模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于或者第三模式或 者向前連接模式。按照本發(fā)明，第一編碼方案對(duì)應(yīng)于語(yǔ)音編碼方案，并且第二編碼方案對(duì)應(yīng)于音頻 編碼方案。按照本發(fā)明，第二模式對(duì)應(yīng)于用于使用第一編碼方案和第二編碼方案兩者的模 式。按照本發(fā)明，該方法進(jìn)一步包括接收第一信號(hào)和第二信號(hào)的至少一個(gè)，和按照模 式信息使用第一編碼方案和第二編碼方案的至少一個(gè)編碼第一信號(hào)和第二信號(hào)的至少一 個(gè)。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)，以及按照本發(fā)明的目的，一種用于處理信號(hào) 的裝置，包括接收包括第一幀模式和第二幀模式的模式信息的接收單元，該模式信息作為 指示規(guī)定的模式對(duì)應(yīng)于第一模式、第二模式和第三模式的哪一個(gè)的信息，其中如果第二幀 模式是第一模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于或者第一模式或者第二模式，和其中如果第二幀模 式是第三模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于或者第三模式或者第二模式。
按照本發(fā)明，第一模式對(duì)應(yīng)于用于使用第一編碼方案的模式，第三模式對(duì)應(yīng)于用 于使用第二編碼方案的模式，并且第二模式對(duì)應(yīng)于將第一模式和第三模式連接在一起的模 式。按照本發(fā)明，第二模式包括向前連接模式和向后連接模式。按照本發(fā)明，如果第二幀模式是第一模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于或者第一模式或 者向后連接模式。并且，如果第二幀模式是第三模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于或者第三模式或 者向前連接模式。按照本發(fā)明，第一編碼方案對(duì)應(yīng)于語(yǔ)音編碼方案，并且第二編碼方案對(duì)應(yīng)于音頻 編碼方案。按照本發(fā)明，第二模式對(duì)應(yīng)于用于使用第一編碼方案和第二編碼方案兩者的模 式。 按照本發(fā)明，接收單元進(jìn)一步包括接收第一信號(hào)和第二信號(hào)的至少一個(gè)的編碼單 元，所述編碼單元按照模式信息使用第一編碼方案和第二編碼方案的至少一個(gè)編碼編碼第 一信號(hào)和第二信號(hào)的至少一個(gè)。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)這些和其他的優(yōu)點(diǎn)，以及按照本發(fā)明的目的，一種處理信號(hào)的方 法，包括確定包括第一幀模式和第二幀模式的模式信息，所述模式信息作為指示規(guī)定的模 式對(duì)應(yīng)于第一模式、第二模式和第三模式的哪一個(gè)的信息，如果第二幀模式是第一模式，則 將第一幀模式改變?yōu)榛蛘叩谝荒Ｊ交蛘叩诙Ｊ?，和如果第二幀模式是第三模式，則將第 一幀模式改變?yōu)榛蛘叩谌Ｊ交蛘叩诙Ｊ?。?yīng)該明白，前面的概述和以下的詳細(xì)說(shuō)明是示例性和解釋性的，并且意欲提供對(duì) 如權(quán)利要求所述的本發(fā)明的進(jìn)一步的解釋。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，將在伴隨的附圖中圖示其例子。首先，應(yīng)該將本發(fā)明中的編碼理解為包括編碼和解碼兩者的概念。圖1是按照本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1，按照本發(fā)明實(shí) 施例的信號(hào)編碼裝置包括諧波信號(hào)分離單元110、第一編碼器120、功率比計(jì)算單元130、模 式確定單元140、第一合成單元150、減法器160、第二編碼器170和傳輸單元180。在這種 情況下，第一編碼器100可以對(duì)應(yīng)于語(yǔ)音編碼器，并且第二編碼器170可以對(duì)應(yīng)于音頻編碼
ο諧波信號(hào)分離單元110從輸入信號(hào)χ (η)中提取諧波信號(hào)xh (η)(或者頻率諧波信 號(hào))。在這種情況下，可以執(zhí)行短時(shí)傅里葉變換(STFT)和調(diào)制頻率分析。將參考圖2和圖 3解釋這個(gè)過(guò)程的細(xì)節(jié)。第一編碼器120通過(guò)第一編碼方案編碼諧波信號(hào)Xh (η)，并且然后產(chǎn)生編碼的諧波 信號(hào)。在這種情況下，第一編碼方案可以對(duì)應(yīng)于語(yǔ)音編碼方案。該語(yǔ)音編碼方案可以遵循 AMR-WB(自適應(yīng)的多速率寬帶)標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明的例子不受限于此。同時(shí)，第一編碼器120可 以進(jìn)一步使用LPC(線性預(yù)測(cè)編碼)方案。如果諧波信號(hào)在時(shí)間軸上具有高的冗余度，則可 以通過(guò)用于從先前的信號(hào)預(yù)測(cè)當(dāng)前的信號(hào)的線性預(yù)測(cè)執(zhí)行建模。在這種情況下，如果采用 線性預(yù)測(cè)編碼方案，則能夠提高編碼效率。此外，第一編碼器120可以對(duì)應(yīng)于時(shí)域編碼器。
功率比計(jì)算單元130使用輸入信號(hào)X(Ii)和諧波信號(hào)Xh(η)計(jì)算功率比。在這種 情況下，功率比是諧波信號(hào)功率對(duì)輸入信號(hào)功率的比率。功率比可以定義為公式1。[公式1]
功率比在公式1中，“η”指示時(shí)間索引，“x(n) ”指示輸入信號(hào)，和“xh(η) ”是諧波信號(hào)。模式確定單元140基于由功率比計(jì)算單元130計(jì)算的功率比確定有關(guān)輸入信號(hào) χ (η)的編碼方案的模式信息。在這種情況下，模式信息是指示至少三種模式的一個(gè)的信息。 在這種情況下，三種模式可以包括第一模式、第二模式和第三模式。第一模式對(duì)應(yīng)于使用第 一編碼方案的模式。并且，第三模式對(duì)應(yīng)于使用第二編碼方案的模式。同時(shí)，第二模式可以 對(duì)應(yīng)于或者使用第一編碼方案和第二編碼方案兩者的模式，或者用于將第一模式和第三模 式連接在一起的模式。在后者的情形下，第二模式包括用于將第一模式連接到第三模式的 向前連接模式，和用于將第三模式連接到第一模式的向后連接模式。如在前面的描述中提及的，第一編碼方案對(duì)應(yīng)于由第一編碼器110執(zhí)行的方案。 并且，第二編碼方案對(duì)應(yīng)于由第二編碼器170執(zhí)行的方案。另外，第二模式至少包括每比特 率不同的模式，所述比特率分配給第一和第二編碼方案的每個(gè)。稍后將參考圖4詳細(xì)地解 釋這些。同時(shí)，第一合成單元150按照第一編碼方案重新解碼由第一編碼器110編碼的諧 波信號(hào)。減法器160然后產(chǎn)生由從輸入信號(hào)χ (η)減去由第一合成單元150解碼的諧波信 號(hào)Xh(H)生成的殘差信號(hào)&(η)。在這種情況下，殘差信號(hào)\ (η)可以是由從輸入信號(hào)減去 諧波信號(hào)生成的信號(hào)，但是可以是從該減去的信號(hào)中獲得的信號(hào)。第二編碼器170通過(guò)由第二解碼方案編碼殘差信號(hào)產(chǎn)生編碼的殘差信 號(hào)。在這種情況下，第二解碼方案可以對(duì)應(yīng)于音頻編碼方案。音頻編碼方案可以遵循 HE-AAC (高效率高級(jí)音頻編碼)標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明的例子不受限于此。在這種情況下，HE-AAC可 以是由將AAC(高級(jí)音頻編碼)技術(shù)和SBR(頻譜帶復(fù)制)技術(shù)合成在一起產(chǎn)生的。SBR是 在低比特率上非常有效的技術(shù)。SBR是以從低頻帶或者中頻帶調(diào)換(transposing)諧波信 號(hào)的方式在高頻帶上復(fù)制內(nèi)容的技術(shù)。同時(shí)，第二編碼器170可以對(duì)應(yīng)于修改的離散變換 (MDCT)編碼器。同時(shí)，由于由第一編碼器120編碼的信號(hào)和由第二編碼器170編碼的另一個(gè)信號(hào) 將同時(shí)地由解碼器處理，因此它們將具有相同的頻率長(zhǎng)度。為了在第二編碼器170中匹配 幀長(zhǎng)1024個(gè)樣本，在第一編碼器120中將幀長(zhǎng)設(shè)置為256個(gè)樣本。并且，將四個(gè)相鄰幀處
理為單個(gè)單位。傳輸單元180使用編碼的諧波信號(hào)Xh(η)、模式信息和編碼的殘差信號(hào)\ (η)產(chǎn)生 要傳輸?shù)谋忍亓鳌Ｔ谶@種情況下，可以將模式信息表示為至少兩個(gè)標(biāo)記信息。例如，將或者 第一編碼方案或者第二編碼方案表示為第一標(biāo)記信息。并且，可以按照第一標(biāo)記信息將分 配給第一編碼方案(或者第二編碼方案)的比特率信息、技術(shù)類型、窗口類型等表示為第二 標(biāo)記信息。圖2是用于示意地解釋調(diào)制頻率分析過(guò)程的示意圖，和圖3是調(diào)制譜圖的示意圖。在以下的描述中，將參考圖2和圖3詳細(xì)地解釋用于從輸入信號(hào)中提取諧波信號(hào)的過(guò)程。參考圖2，在子頻帶包絡(luò)的頻率檢測(cè)之后的子頻帶包絡(luò)檢測(cè)和濾波器組對(duì)應(yīng)于調(diào) 制頻率分析的結(jié)構(gòu)。使用短時(shí)傅里葉變換(STFT)實(shí)現(xiàn)該濾波器組。對(duì)于離散信號(hào)x(n)，可 以將短時(shí)傅里葉變換(STFT)表示為公式2。并且，可以將包絡(luò)檢測(cè)和調(diào)制頻率分析表示為 公式3。[公式2] k = O, . . . , K-1,在公式2中，Wk = e_j(Wk)，“h(n)”是聲頻分析窗口，“m”指示時(shí)隙索引，“M”指示 h(n)的大小，“η”指示時(shí)間索引，并且“k”指示聲頻索引。[公式3] i = 0，· · ·，I-I在公式3中，W1 = e-J(2K/I), g(n)是調(diào)制頻率分析窗口，“I”指示幀索引，“m”指示 時(shí)隙索引，“L”指示窗口 g(n)的大小，“k”指示聲頻索引，并且“i”指示調(diào)制頻率索引。參考圖2的(A)，可以觀察到，頻率變換是以將聲頻分析窗口 h(mM-n)應(yīng)用到時(shí)域 信號(hào)的方式執(zhí)行的。因此，如圖2的(B)所示，執(zhí)行頻率變換的結(jié)果主要地變?yōu)閷?duì)應(yīng)于時(shí)隙 (m)軸和聲頻(k)軸的數(shù)據(jù)。通過(guò)將調(diào)制頻率分析窗口 g(lL-m)再次應(yīng)用于圖2的(B)中 所示的結(jié)果，再次執(zhí)行調(diào)制頻率分析。如果是這樣，參考圖2的(C)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于調(diào)制頻率 ⑴軸和聲頻(k)軸的數(shù)據(jù)X1 (k，i)。參考圖3，在圖3的(a)至(c)中示出調(diào)制譜圖。尤其是，(a)涉及語(yǔ)音信號(hào)，(b) 涉及包括語(yǔ)音和音樂(lè)混合在一起的信號(hào)，并且(c)涉及音樂(lè)信號(hào)。參考圖3的(a)至(c)， 橫軸對(duì)應(yīng)于頻率，縱軸對(duì)應(yīng)于聲頻，并且能量強(qiáng)度表示為陰影。同時(shí)，圖3的(d)至(f)的 橫軸對(duì)應(yīng)于調(diào)制頻率，并且其每個(gè)縱軸對(duì)應(yīng)于整個(gè)聲頻的能量的總和。并且，在音高范圍 (pitch region)中出現(xiàn)高電平?？梢曰谕拱惴ㄓ?jì)算在圖3示出的峰值搜索范圍中的峰 值點(diǎn)。通過(guò)對(duì)于獲得的峰值點(diǎn)允許余量，能夠計(jì)算諧波分量的音高范圍。同時(shí)，可以如下定 義一組調(diào)制頻率索引。[公式4] 在公式4中，如果“fs”指示采樣頻率，“i”指示在音高范圍“P”中的一組調(diào)制頻率 索引。對(duì)應(yīng)于諧波信號(hào)的音高范圍的調(diào)制頻率能量可以表示為公式5。[公式5] 類似圖6，非諧波的信號(hào)的范圍被認(rèn)為是位于在音高范圍的之外。
[公式 6]
0095] 在每個(gè)幀1中的頻率抑制函數(shù)Fl，S卩，時(shí)間例子η = 1 (LM)可以從諧波區(qū)域?qū)埐?區(qū)域的比確定。[公式7] 其中，“k”指示聲頻索引，并且“ 1 ”表示幀索引。在公式7中，"E1O ”和在公式5中定義的一樣，并且“艮()”和在公式6中定義的一樣。將從公式7中獲得的值乘以在公式2中的每個(gè)聲頻的絕對(duì)值(幅值)以抑制輸入 信號(hào)的非諧波分量。圖4是用于解釋用于編碼方案的模式的示意圖。如在圖1的前面的描述中提及的， 模式確定單元基于經(jīng)由公式1計(jì)算的功率比確定關(guān)于輸入信號(hào)的編碼方案的模式信息。 第一編碼方案可以遵循AMR-WB標(biāo)準(zhǔn)。AMR-WB具有16kHz的采樣速率，并且包括具有最大 值 23. 85kbit/s 的總共九個(gè)模式。即，存在 6. 6,8. 85,12. 65,14. 25,15. 85,18. 25,19. 85、 23. 05 和 23. 85kbit/s 的模式。同時(shí)，第二編碼方案可以遵循HE-AAC標(biāo)準(zhǔn)。如果采樣速率是16kHz，則HE-AAC使 用等于或者低于20kbit/s的比特率。因此，為了在本發(fā)明中使用或者第一編碼方案，或者第二編碼方案，或者第一 和第二編碼方案兩者，在以16kHz采樣速率的信號(hào)的情況下，總的比特率可以對(duì)應(yīng)于 19. 85kbit/s。如果總的比特率對(duì)應(yīng)于19. 85kbit/s，則能夠使用在九個(gè)模式之中的兩種模 式6. 6和8. 85。一旦確定用于激活A(yù)MB-WB的模式，則可以將從總的比特率中去除除對(duì)應(yīng)于 AMB-WB的比特率而剩余的比特率分配給HE-AAC。參考圖4，可以觀察到，模式A對(duì)應(yīng)于功率比POWrati。接近于1的情形?？梢杂^察 至IJ，模式B和C對(duì)應(yīng)于功率比POWrati。在預(yù)定值(ThrA、I\B、ThJ之間的情形。并且，可以觀 察到，模式D對(duì)應(yīng)于功率比P0WMti。接近于0的情形。首先，可以觀察到，模式A僅使用第一編碼方案(例如，語(yǔ)音編碼方案)?？梢杂^察 至|J，模式D僅使用第二編碼方案(例如，音頻編碼方案)。并且，可以觀察到，模式B或者模 式C使用兩個(gè)方案兩者。模式A對(duì)應(yīng)于功率比在特定的閾值11^和1之間的情形，由于輸 入信號(hào)的大部分以諧波信號(hào)(或者頻率諧波信號(hào))構(gòu)成，因此將所有的比特率分配給語(yǔ)音 編碼方案。模式D對(duì)應(yīng)于功率比在0和特定的閾值1\。之間的情形，由于輸入信號(hào)的大部 分以非諧波信號(hào)構(gòu)成，因此將所有比特率分配給音頻編碼方案。同時(shí)，在模式B的情況下， 由于在輸入信號(hào)中諧波信號(hào)的比率相對(duì)高，因此分配比語(yǔ)音編碼方案的比特率相對(duì)高的比 特率(例如，8.85kbit/s)，并且將剩余的(ll.Okbit/s)分配給音頻編碼方案。在模式C的 情況下，由于在輸入信號(hào)中非諧波信號(hào)的比率相對(duì)高，因此分配比語(yǔ)音編碼方案的比特率相對(duì)低的比特率(例如，6.60kbit/s)被分配，并且將剩余的(例如，13. 25kbit/s)分配給 音頻編碼方案。在本發(fā)明中以上描述的模式不限于特定值的比特率。例如，雖然將兩種模式(模 式B和模式C)解釋為使用至少兩個(gè)編碼方案的第二模式，但在第二模式中可以存在至少三 個(gè)或更多的模式。圖5是用于解釋幀間模式變化的示意圖。同時(shí)，在存在至少兩個(gè)相鄰幀的情況下， 按照輸入信號(hào)的特征，在兩個(gè)幀之間可能出現(xiàn)可感知的間斷。尤其是，當(dāng)將模式A切換為模 式D的時(shí)候，由于將僅由第二編碼方案解碼的幀變?yōu)閮H由第一編碼方案解碼的幀，因此可 能出現(xiàn)可感知的間斷。因此，可能不允許從模式A到模式D的變化，或者從模式D到模式A 的變化。參考圖5，允許在模式A和模式B、模式B和模式C、模式C和模式D或者模式B和 模式D之間相互切換，而不允許在模式A和模式D之間相互切換。換句話說(shuō)，在第一模式 (模式A)和第二模式(模式B或者模式C)之間相互切換，或者在第二模式和第三模式(模 式D)之間相互切換是可能的，而在第一模式和第三模式之間的變化被限制。如果當(dāng)參考圖1描述的模式確定單元140確定相鄰幀的模式時(shí)，如果檢測(cè)到受限 的模式變化，則能夠強(qiáng)制模式改變。如果第一和第二幀模式分別是第一和第三模式，或者如 果第一和第二幀模式分別是第三和第一模式，則第一幀模式被變成第二模式，或者第二幀 模式被變成第二模式。當(dāng)然，能夠?qū)⒌谝缓偷诙Ｊ絻烧吒淖優(yōu)榈诙Ｊ?。換句話說(shuō)，如 果第二幀模式是第一模式，則將第一幀模式變?yōu)榈谝荒Ｊ交蛘叩诙Ｊ?尤其是，向后連 接模式)。如果第二幀模式是第三模式，則將第一幀模式變成第三模式或者第二模式(尤其 是，向前連接模式)。圖6是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的編碼方法的流程圖。參考圖6，諧波信號(hào)與輸入信號(hào)分離[S110]。隨后，計(jì)算諧波信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的功 率比[S120]。然后，基于該功率比，確定關(guān)于編碼方案信息的模式信息[S130]。如在先前 的描述中提及的，模式信息是指示規(guī)定的模式對(duì)應(yīng)于三種模式中的哪一個(gè)的信息。并且，三 種模式包括使用第一編碼方案的第一模式，和僅使用第二編碼方案的第三模式。另外，還包 括第二模式。第二模式可以對(duì)應(yīng)于使用第一和第二編碼方案兩者的模式，或者可以對(duì)應(yīng)于 用于將第一模式和第三模式連接在一起的模式。在后者的情形下，第二模式包括向前連接 模式和向后連接模式?；谠撃Ｊ叫畔ⅲ傻谝痪幋a方案編碼諧波信號(hào)[S140]。然后使用輸入信號(hào)和諧 波信號(hào)產(chǎn)生殘差信號(hào)[S150]。在這種情況下，諧波信號(hào)可以是由第一編碼方案編碼，然后再 次由第一編碼方案解碼的信號(hào)。隨后，由第二編碼方案編碼殘差信號(hào)[S160]。使用編碼的 諧波信號(hào)、編碼的殘差信號(hào)和模式信息，產(chǎn)生比特流[S170]。圖7是用于解釋按照本發(fā)明實(shí)施例的編碼性能的示意圖。參考圖7，能夠注意到按照各種編碼方案編碼總共七個(gè)采樣信號(hào)的每個(gè)情形的質(zhì) 量。用于性能估算的試驗(yàn)條件是16kHz的采樣速率，和“在公式2和公式3中M = 16，K = 512，L = 32，以及 I = 512”。同時(shí)，“h(η) ” 指示 48 點(diǎn)漢寧(Hanning)窗，并且“g(n)” 指 示64點(diǎn)漢寧窗。通過(guò)考慮AMR-WB編碼器的音高搜索間隔，音高搜索范圍對(duì)應(yīng)于70-485HZ。 用于搜索音高范圍的余量是20Hz。并且，在圖4中，閾值是Th,A = 0. 5，ThrB = 0. 4，和Th =0. 5。
尤其是，在通過(guò)本發(fā)明的方案(b)、音頻編碼方案(C)和語(yǔ)音編碼方案(d)的每個(gè) 執(zhí)行編碼時(shí)的質(zhì)量可以與原始(a)的質(zhì)量相比。在具有順序地混合的語(yǔ)音和音樂(lè)信號(hào)的信 號(hào)(樣本1和樣本2)，或者具有同時(shí)地混合的語(yǔ)音和音樂(lè)信號(hào)兩者的信號(hào)(樣本4和樣本 6)中，本發(fā)明的方案(b)與其它方案相比具有相對(duì)更好的質(zhì)量。盡管樣本7的情形對(duì)應(yīng)于 純音樂(lè)信號(hào)，但本發(fā)明的方案提供比使用音頻編碼方案(參看三角標(biāo)記)的情形更好的質(zhì) 量。圖8是按照本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)解碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，和圖9是按照本發(fā)明實(shí) 施例的解碼方法的流程圖。參考圖8，按照本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)解碼裝置200包括接收單元 210、模式改變單元220、第一解碼器230、第二解碼器240和合成單元250。接收單元210接收比特流，并且然后從比特流中提取編碼的諧波信號(hào)Xh(η)和編 碼的殘差信號(hào)和模式信息的至少一個(gè)。在這種情況下，如在先前的描述中提及的，模 式信息是指示規(guī)定的模式對(duì)應(yīng)于至少三個(gè)或更多模式的哪一個(gè)的信息。如圖4所示，模式 包括使用第一編碼方案的第一模式，和僅使用第二編碼方案的第三模式。另外，還包括第二 模式。第二模式可以對(duì)應(yīng)于使用第一和第二編碼方案兩者的模式，或者可以對(duì)應(yīng)于用于將 第一模式和第三模式連接在一起的模式。在后者的情形下，第二模式包括向前連接模式和 向后連接模式。此外，如圖4所示，模式信息還可以進(jìn)一步包括每個(gè)解碼器的比特率信息。
同時(shí)，包括在比特流中的模式信息可以包括第一幀模式和第二幀模式。如果第 二幀模式是第一模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于第一模式或者第二模式(特別地，向后連接模 式)。如果第二幀模式是第三模式，則第一幀模式對(duì)應(yīng)于第三模式或者第二模式(特別地， 向前連接模式)。如果對(duì)于至少兩個(gè)幀的模式信息檢測(cè)到受限的模式變化，則該模式改變單元220 強(qiáng)制改變接收的模式。例如，當(dāng)?shù)谝缓偷诙Ｊ酱嬖跁r(shí)，如果第一和第二幀模式分別是第 一和第三模式，或者如果第一和第二幀模式分別是第三和第一模式，則第一和第二幀模式 的至少一個(gè)被變成第二模式。該變化的模式信息被傳送給第一解碼器230和第二解碼器 240。如果沒(méi)有檢測(cè)到受限的模式變化，則模式改變單元220按照原樣將接收的模式信息傳 送給第一解碼器230和/或第二解碼器240。諧波信號(hào)和殘差信號(hào)的至少一個(gè)由第一解碼器230和/或第二解碼器240按照接 收的模式信息或者變化的模式信息是否對(duì)應(yīng)于第一至第三模式的哪一個(gè)解碼。尤其是，如 果接收的模式信息或者變化的模式信息對(duì)應(yīng)于第一模式，則諧波信號(hào)由第一解碼器230解 碼。如果接收的模式信息或者變化的模式信息對(duì)應(yīng)于第二模式，則諧波信號(hào)由第一解碼器 230解碼，并且殘差信號(hào)由第二解碼器240解碼。如果接收的模式信息或者變化的模式信息 對(duì)應(yīng)于第三模式，則殘差信號(hào)由第二解碼器240解碼。第一解碼器230通過(guò)第一編碼方案基于模式信息解碼諧波信號(hào)。在這種情況下， 第一編碼方案可以對(duì)應(yīng)于語(yǔ)音編碼方案。語(yǔ)音編碼方案可以遵循AMR-WB標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明的例 子不受限于此。另外，第一解碼器230可以對(duì)應(yīng)于時(shí)域解碼器。第二解碼器240通過(guò)第二編碼方案基于模式信息解碼殘差信號(hào)。在這種情況下， 第二編碼方案可以對(duì)應(yīng)于音頻編碼方案。該音頻編碼方案可以遵循HE-AAC標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明的 例子不受限于此。如果該諧波信號(hào)通過(guò)線性預(yù)測(cè)編碼(LPC)方案編碼，則第一解碼器230通 過(guò)從線性預(yù)測(cè)系數(shù)執(zhí)行線性預(yù)測(cè)解碼諧波信號(hào)。另外，第二解碼器240可以對(duì)應(yīng)于MDCT (修改的離散變換)解碼器。 合成單元250通過(guò)將由第一和第二解碼器230和240解碼的信號(hào)合成在一起產(chǎn)生 輸出信號(hào)。在這種情況下，由于解碼的諧波信號(hào)和解碼的殘差信號(hào)將被同時(shí)地處理，因此幀 長(zhǎng)應(yīng)彼此相同。因此，如果諧波信號(hào)的幀長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于256個(gè)樣本，并且如果殘差信號(hào)的幀長(zhǎng)對(duì) 應(yīng)于1024個(gè)樣本，則諧波信號(hào)的四個(gè)幀被作為一個(gè)單位來(lái)處理。參考圖9，解碼裝置接收由編碼器產(chǎn)生的比特流[S210]。從該比特流中提取諧波 信號(hào)和殘差信號(hào)以及模式信息的至少一個(gè)[S220]。如果對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀的模式信息是第一模 式[在步驟S230中，“是”]，則確定先前幀的模式是否是第三模式。然后校正或者先前幀的 模式或者當(dāng)前幀的模式[S240]。例如，如果先前幀的模式是第三模式，則將先前幀的模式從 第三模式變成第二模式，或者將當(dāng)前幀的模式從第一模式變成第二模式。隨后，由第一編碼 方案解碼諧波信號(hào)[S240]。如果對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀的模式信息是第二模式[在步驟S250中，“是”]，則由第一編碼 方案解碼諧波信號(hào)，并且由第二編碼方案解碼殘差信號(hào)[S260]。隨后，通過(guò)合成解碼的諧波 信號(hào)和解碼的殘差信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)[S270]。如果模式信息進(jìn)一步包括分配給編碼方案每 個(gè)的比特率信息，則基于比特率信息解碼每個(gè)信號(hào)。例如，以6. 60kbps解碼諧波信號(hào)，并且 以13. 25kbps解碼殘差信號(hào)。同時(shí)，如果對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀的模式信息是第三模式[在步驟S280中，“是”]，則在 先前幀的模式是第三模式的條件下校正模式信息[S290]。例如，如果先前幀的模式是第 一模式，并且如果當(dāng)前幀的模式是第三模式，則將先前幀的模式從第一模式變成第二模式， 或者將當(dāng)前幀的模式強(qiáng)制從第三模式變成第二模式。隨后，由第二解碼方案解碼殘差信號(hào) [S295]。另外，本發(fā)明可以在程序記錄介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀的代碼。計(jì)算機(jī)可讀的記 錄介質(zhì)包括各種記錄設(shè)備，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可讀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該記錄設(shè)備中。計(jì)算機(jī)可讀的介 質(zhì)例如包括ROM、RAM、CD-ROM、磁帶、軟性磁盤、光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等，并且還包括載波型實(shí)現(xiàn) (例如，經(jīng)由因特網(wǎng)的傳輸)。雖然在此處已經(jīng)參考其優(yōu)選實(shí)施例描述和圖示了本發(fā)明，對(duì)于那些本領(lǐng)域技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)顯而易見的是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中進(jìn)行各種修改和 變化。因此，本發(fā)明意欲覆蓋其歸入所附的權(quán)利要求和其等效范圍之內(nèi)的本發(fā)明的改進(jìn)和變化。工業(yè)實(shí)用性因此，本發(fā)明適用于音頻信號(hào)或者視頻信號(hào)的編碼和解碼。
權(quán)利要求
一種處理信號(hào)的方法，包括接收第一信號(hào)和第二信號(hào)的至少一個(gè)；接收模式信息；以及按照所述模式信息使用第一編碼方案和第二編碼方案的至少一個(gè)編碼所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)的至少一個(gè)，其中，所述模式信息是用于指示規(guī)定的模式對(duì)應(yīng)于至少三個(gè)模式的哪一個(gè)的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述至少三個(gè)模式包括用于使用所述第一編碼方案 的第一模式，用于使用所述第一編碼方案和所述第二編碼方案兩者的第二模式，和用于使 用所述第二編碼方案的第三模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，將所述模式信息表示為至少兩個(gè)標(biāo)記信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述模式信息進(jìn)一步包括分配給所述第一編碼方案 和所述第二編碼方案的每個(gè)的比特率信息，并且其中所述模式信息經(jīng)由多個(gè)傅里葉變換確 定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述第一編碼方案對(duì)應(yīng)于語(yǔ)音編碼方案，并且其中所 述第二編碼方案對(duì)應(yīng)于音頻編碼方案。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述第一信號(hào)對(duì)應(yīng)于諧波信號(hào)，其中所述第二信號(hào)對(duì) 應(yīng)于殘差信號(hào)，并且其中所述第二信號(hào)是從由輸入信號(hào)減去所述第一信號(hào)生成的信號(hào)中獲 得的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述模式信息包括作為關(guān)于第一幀的模式信息的第 一幀模式和作為關(guān)于第二幀的模式信息的第二幀模式，并且其中該方法進(jìn)一步包括如果所 述第一幀模式是第一模式，并且所述第二幀模式是第三模式，或者如果所述第一幀模式是 第三模式，并且所述第二幀模式是第一模式，則將所述第一幀模式和所述第二幀模式的至 少一個(gè)變?yōu)榈诙Ｊ健?br> 8.一種用于處理信號(hào)的裝置，包括接收單元，接收第一信號(hào)和第二信號(hào)的至少一個(gè)，所述接收單元接收模式信息；以及編碼單元，按照所述模式信息使用第一編碼方案和第二編碼方案的至少一個(gè)編碼所述 第一信號(hào)和所述第二信號(hào)的至少一個(gè)，其中，所述模式信息是用于指示規(guī)定的模式對(duì)應(yīng)于至少三個(gè)模式的哪一個(gè)的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中，所述至少三個(gè)模式包括用于使用所述第一編碼方案 的第一模式，用于使用所述第一編碼方案和所述第二編碼方案兩者的第二模式，和用于使 用所述第二編碼方案的第三模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中，將所述模式信息表示為至少兩個(gè)標(biāo)記信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中，所述模式信息進(jìn)一步包括分配給所述第一編碼方案 和所述第二編碼方案的每個(gè)的比特率信息，并且其中所述模式信息經(jīng)由多個(gè)傅里葉變換確 定。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中，所述第一編碼方案對(duì)應(yīng)于語(yǔ)音編碼方案，并且其中 所述第二編碼方案對(duì)應(yīng)于音頻編碼方案。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中，所述第一信號(hào)對(duì)應(yīng)于諧波信號(hào)，其中所述第二信號(hào) 對(duì)應(yīng)于殘差信號(hào)，并且其中所述第二信號(hào)是從由輸入信號(hào)減去所述第一信號(hào)生成的信號(hào)中獲得的。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中，所述模式信息包括作為關(guān)于第一幀的模式信息的第 一幀模式，和作為關(guān)于第二幀的模式信息的第二幀模式，并且其中如果所述第一幀模式是 第一模式，并且所述第二幀模式是第三模式，或者如果所述第一幀模式是第三模式，并且所 述第二幀模式是第一模式，則所述編碼單元將所述第一幀模式和所述第二幀模式的至少一 個(gè)變?yōu)榈诙Ｊ健?br> 15.一種處理信號(hào)的方法，包括 從輸入信號(hào)中提取第一信號(hào)；從所述輸入信號(hào)和所述第一信號(hào)中確定模式信息； 基于所述輸入信號(hào)和所述第一信號(hào)產(chǎn)生第二信號(hào)；以及按照所述模式信息使用第一編碼方案編碼所述第一信號(hào)，和按照所述模式信息使用第 二編碼方案編碼所述第二信號(hào)。
全文摘要
公開了一種處理信號(hào)的方法，該方法包括接收第一信號(hào)和第二信號(hào)的至少一個(gè)，接收模式信息，以及按照所述模式信息使用第一編碼方案和第二編碼方案的至少一個(gè)編碼所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)的至少一個(gè)，其中，所述模式信息是用于指示規(guī)定的模式對(duì)應(yīng)于至少三個(gè)模式的哪一個(gè)的信息。
文檔編號(hào)G10L19/00GK101874266SQ200880111477
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者吳賢午, 姜洪究, 新相煜, 李昌憲, 鄭亮源 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社;延世大學(xué)工業(yè)學(xué)術(shù)合作社