專利名稱：實(shí)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(shí)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(shí)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(jì)算實(shí)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(jì)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(jì)算復(fù)雜限制妨礙復(fù)合指數(shù)調(diào)變 濾波器段的使用且僅可實(shí)行余弦調(diào)變(實(shí)質(zhì))，則當(dāng)濾波器段被用于光譜包絡(luò)調(diào)整時(shí) 可獲得強(qiáng)大混疊。此對具有強(qiáng)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(jìn)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(jì)算機(jī)程序的信 號光譜包絡(luò)調(diào)整裝置或方法來達(dá)成。
本發(fā)明是有關(guān)因被用于光譜包絡(luò)調(diào)整的實(shí)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(shí)間的信號光
7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(shí)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(jì)具有充分混疊壓縮，則從知覺觀點(diǎn)，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(xiàng)式特性 來評估強(qiáng)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(dú) 立增益值以避免強(qiáng)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(qiáng)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(xiàng)式零點(diǎn)位至為基礎(chǔ)的增益分組決定； -實(shí)質(zhì)實(shí)行的精確能量計(jì)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(shí)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(gè)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(shí)質(zhì)實(shí)施中的上述增益調(diào)整的輸出；
圖4描繪來自復(fù)合值實(shí)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(gè)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(shí)質(zhì)實(shí)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IO描繪依據(jù)較佳實(shí)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(shí)施例增益調(diào)整圖8的裝置方塊圖。
具體實(shí)施例方式
以下說明實(shí)施例僅為實(shí)質(zhì)濾波器段為基礎(chǔ)的光譜包絡(luò)調(diào)整器改進(jìn)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(xì)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(shí)施例的說明及解釋所呈 現(xiàn)的特定細(xì)節(jié)。
以下說明中，包含實(shí)質(zhì)分析及實(shí)質(zhì)合成的實(shí)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(shí)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(gè)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(shí)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 ir/M至25 n /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 n /M至17 n /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(gè)信道的獨(dú) 立增益值，混疊刪除特性會(huì)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(huì)干擾混疊 組成的PCT/SE02/00626所提出的復(fù)雜實(shí)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(jià)。
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(gè)信 道中的一正弦組成。借由觀察第一預(yù)測器多項(xiàng)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(xiàng)式
,"-c^z-1 _a2z-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(huì)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(gè)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
(2)
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(gè)信道可評估強(qiáng)音調(diào)組成被放置處，因此可將共享強(qiáng)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+ l標(biāo)示上半，而一l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(fù)號，而信道k-l 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(jì)算
lc《《(附)一 f 、
其中m時(shí)點(diǎn)處，E,(m)是為參考能量，而&(w)是為被估計(jì)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(qiáng)正弦組成，則零點(diǎn)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(qiáng)音調(diào)組成的決定為基礎(chǔ)的偵測。
實(shí)質(zhì)濾波器段中，能量估計(jì)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(jì)算，則具有追蹤信號時(shí)間包絡(luò)而非實(shí)際能量的風(fēng)險(xiǎn)。 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(shí)上信號能量實(shí)際為固定時(shí)，若平均時(shí)間對正弦頻率被選擇不佳，則 因?yàn)轭澮?振幅變異)可能被引進(jìn)，所以實(shí)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p。(n)的余
弦調(diào)變版本為
~ (") = i^尸。(")c。倍("+- f - (4)
其中M為信道數(shù)，k=0， 1，…，M-1， N為原型濾波器階且N^， 1，…，N。在此，原型濾波器的對稱是針對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(^QS;r的正弦輸入信號x(")^^os(Q" + 0，信道k2l的次頻
帶信號可被計(jì)算約為
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中P(")為轉(zhuǎn)移原型濾波器P。(n+N/2)的實(shí)質(zhì)離散時(shí)間富利葉轉(zhuǎn)換。當(dāng) P(Q + ;r(/t + I/2)/M)很小時(shí)，該近似良好，且此特別成立于若P (")對于|w> ;r/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(jì)算為
^yt(柳)=ZvA(w￡ + ")2w(") (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
力2 f "f , 、，
&(w) = —"Q^(2yt + l)y k(0) + |『(2QM|cos 2QM丄m +工(2A: + l) + w(Q) ^ (7) 4M L 2M J L 、 2 力
其中^(Q)為獨(dú)立k的相位項(xiàng)，而W(o))為窗的離散時(shí)間富利葉轉(zhuǎn)換。若Q接 近;r/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(dòng)。人工顫
音類型將出現(xiàn)于該單實(shí)質(zhì)分析段頻段能量估計(jì)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)。
另一方面，假設(shè);r(A;-1/2)/MSQ《tt(A: + 1/2)/M且P(")對于lw^;r/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(jì)為
￡4(>7) + ￡4 ,(m):丄說(Q)j『(0) + A(Q)cosf2QM丄w+工(2A: + l) + w(Q)H (8) 4M L、2 力
其中
，)尸!Q-丄(2A: + 1)1 +P!Q-丄(2A:-1)1 (9) 及
柳=，(2冊)| L 2M——J J 2M——L (10)
為了原型濾波器有用設(shè)計(jì)，其成立S(Q)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—(Q)l遠(yuǎn)小于l『(0)1，所以方程式(8)的能
量估計(jì)變動(dòng)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(gè)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(gè)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-l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l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(jì)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(jì)算次頻帶信號的第一增益調(diào)整值，另一方面計(jì) 算鄰接次頻帶信號的第二增益調(diào)整值。該計(jì)算被執(zhí)行響應(yīng)檢視裝置的正結(jié)果。 特別是，計(jì)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(dú)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(shí)施 例中，第一增益調(diào)整值及第二增益調(diào)整值于此點(diǎn)上是彼此相同。例如光譜帶復(fù) 制編碼器中己被計(jì)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(jì)算增益調(diào)整值的裝置84是計(jì)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(jì)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
帶樣本乘上己針對個(gè)別次頻帶計(jì)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(gè)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(shí)質(zhì)合成濾波器段的合成濾波器段時(shí)，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。
12在此應(yīng)注意，當(dāng)鄰接次頻帶信號的增益值彼此相同時(shí)，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(jì)算彼此相依時(shí)，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(shí)，已獲得混疊情況改善。通常，本發(fā)明被用于WO 98/57436 A2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(gè)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(gè)別頻率部分 以獲得對應(yīng)頻率范圍中的個(gè)別信道的個(gè)別次頻帶信號，及計(jì)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(shí)，借由計(jì) 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(jì)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)?，F(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?，F(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(gè)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(shí)際能量 所計(jì)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(shí)際能 量間的份額及采用此值平方根來計(jì)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(qiáng)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l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(jì)來計(jì)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(qiáng)既存光譜帶復(fù)制備妥譯碼器操作能力的其它例中， 計(jì)算鄰接次頻帶信號的增益調(diào)整值的裝置可被實(shí)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?yàn)榈湫凸庾V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(dú)立。計(jì)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(jì)算增益調(diào)整值。此可以若干方法來達(dá)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(jì)算兩原始增益調(diào)整值的平均并使用此平均為第一計(jì)算增益調(diào)整 值及第二計(jì)算增益調(diào)整值。另一機(jī)會(huì)是選擇不同或相同第一及第二計(jì)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(shí)，己被計(jì)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(shí)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(jì) 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(jì)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(jì)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?yàn)樵鲆嬲{(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(shí)行。假若本發(fā)明被實(shí)行于最 新編碼器中，則提供多個(gè)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(shí)行于最新譯碼器中，則提供多個(gè)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。14提供裝置進(jìn)一步操作依據(jù)任何己知轉(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?，實(shí)質(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(jì)算是可結(jié)合復(fù)合分析濾波器 段及實(shí)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(shí)質(zhì)分析濾波 器段及實(shí)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(shí)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(xiàng) 式系數(shù)以獲得預(yù)測器多項(xiàng)式系數(shù)的裝置100。較佳是，如方程式(l)說明，方程 式(l)所定義的第二階預(yù)測多項(xiàng)式的第一預(yù)測器多項(xiàng)式系數(shù)被計(jì)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(shí)施例， 決定裝置102操作計(jì)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(xiàng)式系數(shù)符號，另一方面視信 道號或次頻帶號k而定。圖IO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(shí)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(fù)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(shí)，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?？商娲?，在此應(yīng)注意另一預(yù)測多項(xiàng)式，也就是第三，第四或第五階預(yù)測 多項(xiàng)式亦可被使用，另一多項(xiàng)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(xiàng)式系數(shù)的符號。然而，方程式1及2較佳，因?yàn)槠錉可娴降陀?jì)算支出。圖11顯示據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例計(jì)算鄰接次頻帶信號的增益調(diào)整的裝置較 佳實(shí)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(jì)算鄰接次頻帶的估計(jì)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gH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(shí)質(zhì)分析部分及實(shí)質(zhì)合成部分，或該濾波器段包含復(fù)合分析部分及實(shí)質(zhì)合成部分，其中若低信道具有正號而高信道具有負(fù)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(jì)算。 視情況而定，光譜包絡(luò)調(diào)整的發(fā)明性方法可被實(shí)行于硬件或軟件。該實(shí)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(chǔ)存媒體，其可與可程 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)合作使本發(fā)明得以被執(zhí)行。通常，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品運(yùn)作于計(jì)算機(jī)上時(shí)，本發(fā)明為可執(zhí)行發(fā)明性方法的具有被儲(chǔ)存于機(jī)器可讀載體的計(jì)算機(jī)程序 產(chǎn)品。也就是說，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品運(yùn)作于計(jì)算機(jī)上時(shí)，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(jì)算機(jī)程序。
權(quán)利要求
1. 一種計(jì)算增益調(diào)整值以用于增益調(diào)整多個(gè)次頻帶信號的裝置，所述多個(gè)次頻帶信號是通過利用分析濾波器段對信號進(jìn)行過濾而產(chǎn)生，所述濾波器段具有次頻帶濾波器，所述濾波器段的鄰接次頻帶濾波器具有在重迭范圍中重迭的轉(zhuǎn)換帶，所述裝置包括用于檢視的裝置(82)，所述用于檢視的裝置(82)檢視源自次頻帶濾波器的次頻帶信號和源自鄰接次頻帶濾波器的鄰接次頻帶信號，以決定所述次頻帶信號和所述鄰接次頻帶信號在所述重迭范圍是否具有混迭產(chǎn)生信號組成，從而獲得分組后的次頻帶信號以響應(yīng)于所述檢視的正結(jié)果；用于為所述分組后的鄰接次頻帶信號計(jì)算第一增益調(diào)整值和第二增益調(diào)整值的裝置(84)，其中所述用于計(jì)算的裝置操作用于決定關(guān)于所述分組后的次頻帶信號的參考能量和所述分組后的鄰接次頻帶信號中能量的能量估計(jì)的標(biāo)示，以及基于所述參考能量和所述能量估計(jì)的標(biāo)示來計(jì)算所述分組后的次頻帶信號的增益調(diào)整值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括用于提供所述 次頻帶信號的第一參考光譜包絡(luò)值及所述鄰接次頻帶信號的第二參考光譜包 絡(luò)值的裝置(110);其中所述用于計(jì)算的裝置(84)操作用于為分組后的次頻帶信號決定(112)第一能量測量和第二能量測量，所述第一能量測量標(biāo)示所述次頻帶信號的信號 能量，而所述第二能量測量則標(biāo)示所述鄰接次頻帶信號的信號能量，以及其中所述用于計(jì)算的裝置(84)還操作用于根據(jù)所述第一參考光譜包絡(luò)值 及所述第二參考光譜包絡(luò)值的線性組合來計(jì)算(114)所述參考能量的標(biāo)示， 以及根據(jù)所述第一能量測量及所述第二能量測量的線性組合來計(jì)算所述分組 后的鄰接次頻帶信號的能量的能量估計(jì)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于所述用于計(jì)算的裝置 (84)操作用于計(jì)算所述第一增益調(diào)整值及所述第二增益調(diào)整值，使得所述第一增益調(diào)整值及所述第二增益調(diào)整值彼此的差異小于預(yù)定門檻或彼此相等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述預(yù)定門檻小于或等于6 dB。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括用于 提供所述次頻帶信號的未修正的第一增益調(diào)整值及所述鄰接次頻帶信號的未 修正的第二增益調(diào)整值的裝置，以及其中所述用于計(jì)算的裝置(84)操作用于計(jì)算所述第一增益調(diào)整值及所述 第二增益調(diào)整值，使得所述第一增益調(diào)整值及所述第二增益調(diào)整值均大于或等 于所述第一未修正的增益調(diào)整值及所述第二未修正的增益調(diào)整值中的較低值 并且小于或等于所述第一未修正的增益調(diào)整值及所述第二未修正的增益調(diào)整 值中的較高值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述未修正的第一增益調(diào)整值 及所述未修正的第二增益調(diào)整值標(biāo)示了頻帶中的原始信號的光譜包絡(luò)，其中所 述頻帶通過光譜帶復(fù)制來重建。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于所述用于計(jì)算的裝置 (84)操作用于以所述次頻帶信號及所述鄰接次頻帶信號的平均能量為基礎(chǔ)來計(jì)算所述第一增益調(diào)整值及所述第二增益調(diào)整值。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于所述用于計(jì)算的裝置 操作用于根據(jù)下列方程式來計(jì)算所述第一增益調(diào)整值及所述第二增益調(diào)整值其中g(shù)k-l(m)為分組后的次頻帶信號中的第一次頻帶信號的增益調(diào)整因 子，gk(m)為所述分組后的次頻帶信號中的第二次頻帶信號的增益調(diào)整因子， 《-—)為所述第一次頻帶信號的參考能量，《"(w)為所述第二次頻帶信號的參考能量，^-'^)為所述第一次頻帶信號的能量估計(jì)，A^)為所述第二次頻帶 信號的能量估計(jì)，且m為時(shí)間點(diǎn)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于次頻帶信號的能量估 計(jì)是通過加總所述次頻帶信號的次頻帶樣本的平方來計(jì)算。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于所述用于檢視的裝置 (82)操作用于以所述次頻帶信號及所述鄰接次頻帶信號(100， 102)的預(yù)測多項(xiàng)式系數(shù)為基礎(chǔ)來計(jì)算次頻帶信號的符號，且當(dāng)所述符號彼此具有預(yù)定關(guān) 系時(shí)，用于標(biāo)示(104)正結(jié)果。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于所述用于檢視的裝置(82) 操作用于應(yīng)用自我相關(guān)方法或共變異方法。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于所述預(yù)測多項(xiàng)式為具有 第一階系數(shù)的低階多項(xiàng)式，其中所述低階多項(xiàng)式的階數(shù)小于4，以及其中所述 用于檢視的裝置(82)操作用于使用所述第一階系數(shù)來計(jì)算所述次頻帶信號的 符號。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一所述的裝置，其特征在于所述用于檢視的 裝置(82)操作用于以下列方程式為基礎(chǔ)來計(jì)算次頻帶信號的符號其中k為信道號，而al為第一階系數(shù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一所述的裝置，其特征在于所述預(yù)定關(guān)系被 定義，使得具有與所述信道號k相關(guān)的所述次頻帶信號具有第一符號，而具有 與所述信道號k-l相關(guān)的所述鄰接次頻帶信號具有與所述第一符號相對的第二 符號。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于所述第一符號為負(fù)，而所述 第二符號為正。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述用于檢視的裝置(82)操 作用于執(zhí)行所述次頻帶信號及所述鄰接次頻帶信號的音頻分析以決定具有音 頻門檻以上的音頻測量的音頻組成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于所述用于檢視的裝置(82) 操作用于決定所述音頻組成是否位于信道號k及信道k-l的重迭范圍中。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括用于 過濾所述增益調(diào)整次頻帶信號以獲得合成輸出信號的合成濾波器段(90)。
19. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的裝置，其特征在于所述分析濾波器段為 實(shí)質(zhì)濾波器段，以及其中所述合成濾波器段為實(shí)質(zhì)濾波器段。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一所述的裝置，其特征在于所述分析濾波器 段為復(fù)值濾波器段，且其特征在于所述合成濾波器段為實(shí)質(zhì)濾波器段。
21. —種計(jì)算增益調(diào)整值以用于增益調(diào)整多個(gè)次頻帶信號的方法，所述多個(gè) 次頻帶信號是通過利用分析濾波器段對信號進(jìn)行過濾而產(chǎn)生，所述濾波器段具有次頻帶濾波器，所述濾波器段的鄰接次頻帶濾波器具有在重迭范圍中重迭的 轉(zhuǎn)換帶，所述方法包括檢視源自次頻帶濾波器的次頻帶信號和源自鄰接次頻帶濾波器的鄰接次 頻帶信號以決定所述次頻帶信號和所述鄰接次頻帶信號在所述重迭范圍是否 具有混迭產(chǎn)生信號組成，從而獲得分組后的次頻帶信號以響應(yīng)于所述檢視的正 結(jié)果；以及計(jì)算(84)第一增益調(diào)整值和第二增益調(diào)整值以用于所述分組后的鄰接次 頻帶信號，所述計(jì)算通過下列步驟執(zhí)行，決定關(guān)于所述分組后的次頻帶信號的參考能量和所述分組后的鄰接 次頻帶信號中能量的能量估計(jì)的標(biāo)示，以及基于所述參考能量和所述能量估計(jì)的指示來計(jì)算所述分組后的次頻 帶信號的增益調(diào)整值。
22. —種用于評估信號的能量的裝置，所述信號具有通過利用分析濾波器段 對所述信號進(jìn)行過濾所產(chǎn)生的次頻道信號，所述濾波器段具有次頻帶濾波器， 所述濾波器段的鄰接次頻帶濾波器在重迭范圍中具有重迭的轉(zhuǎn)換帶，所述裝置 包括用于檢視的裝置(82)，所述用于檢視的裝置(82)檢視源自次頻帶濾波 器的次頻帶信號和源自鄰接次頻帶濾波器的鄰接次頻帶信號，以決定所述次頻 帶信號和所述鄰接次頻帶信號在所述重迭范圍是否具有混迭產(chǎn)生信號組成，從 而獲得分組后的次頻帶信號以響應(yīng)于所述檢視的正結(jié)果；以及用于為所述分組后的鄰接次頻帶信號的能量計(jì)算能量估計(jì)的裝置。
23. —種用于評估信號的能量的方法，所述信號具有通過利用分析濾波器段 對所述信號進(jìn)行過濾所產(chǎn)生的次頻道信號，所述濾波器段具有次頻帶濾波器， 所述濾波器段的鄰接次頻帶濾波器在重迭范圍中具有重迭的轉(zhuǎn)換帶，所述方法 包括檢視(82)源自次頻帶濾波器的次頻帶信號和源自鄰接次頻帶濾波器的鄰 接次頻帶信號，以決定所述次頻帶信號和所述鄰接次頻帶信號在所述重迭范圍 是否具有混迭產(chǎn)生信號組成，從而獲得分組后的次頻帶信號以響應(yīng)于所述檢視 的正結(jié)果；以及為所述分組后的鄰接次頻帶信號的能量計(jì)算能量估計(jì)。
24. —種計(jì)算器程序，所述計(jì)算器程序具有當(dāng)在計(jì)算器上運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求21或23所述方法的程序代碼。
全文摘要
本發(fā)明提出一種改進(jìn)以實(shí)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(jìn)而降低混疊。再者，增益計(jì)算期間的信道分組是改進(jìn)濾波器段中的實(shí)質(zhì)次頻帶能量估計(jì)。
文檔編號G10L25/18GK101505145SQ20091000986
公開日2009年8月12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