使用多个子频带的高频带信号译码制造技术

本发明专利技术涉及使用多个子频带的高频带信号译码，其揭示了一种包含在声码器处接收以第一采样率进行采样的音频信号的方法。所述方法还包含在所述声码器的低频带编码器处基于所述音频信号的低频带部分产生低频带激励信号。所述方法进一步包含在所述声码器的高频带编码器处产生第一基带信号。产生所述第一基带信号包含对所述低频带激励信号的非线性变换版本执行频谱翻转操作。所述第一基带信号对应于所述音频信号的高频带部分的第一子频带。所述方法还包含产生对应于所述音频信号的所述高频带部分的第二子频带的第二基带信号。所述第一子频带不同于所述第二子频带。

High frequency band signal decoding using multiple subbands

The invention relates to the decoding of high frequency band signals using multiple sub bands, which reveals a method of receiving audio signals sampled at the vocoder and sampling at the first sampling rate. The method also includes producing a low frequency band excitation signal at low frequency band part of the audio signal at the low frequency band of the vocoder at the low frequency band. The method further includes the generation of a first baseband signal at the high frequency band encoder of the vocoder. The first baseband signal consists of a nonlinear transformation version of the low frequency band excitation signal to perform a spectrum reversal operation. The first baseband signal corresponds to the first subband of the high-frequency band part of the audio signal. The method also includes a second baseband signal producing a second subband corresponding to the high frequency band part of the audio signal. The first subband is different from the second subband.

【技术实现步骤摘要】
使用多个子频带的高频带信号译码分案申请的相关信息本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2015年03月31日、申请号为201580016258.3、专利技术名称为“使用多个子频带的高频带信号译码”的专利技术专利申请案。优先主张权本申请案主张都题为“使用多个子频带的高频带信号译码(HIGH-BANDSIGNALCODINGUSINGMULTIPLESUB-BANDS)”的2015年3月30日申请的美国第14/672,868号申请案及2014年3月31日申请的美国第61/973,135号临时申请案的优先权，所述案的内容以全文引用的方式并入。
本专利技术大体上涉及信号处理。
技术介绍
技术的进步已产生较小且更强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个人计算装置，包含无线计算装置，例如，便携式无线电话、个人数字助理(PDA)及传呼装置，所述便携式个人计算装置体积小、重量轻且易于由用户携带。更具体言之，便携式无线电话(例如，蜂窝式电话及因特网(IP)电话)可经由无线网络传达语音及数据包。另外，许多所述无线电话包含并入于其中的其它类型的装置。举例来说，无线电话还可包含数字静态摄像机、数字视频摄像机、数字记录器及音频文件播放器。由数字技术发射语音为普遍的，尤其在长距离及数字无线电电话应用中。确定可经由信道发送的最少信息量同时维持经重建话音的所感知质量可为关注事项。如果通过采样及数字化来发射话音，则大约为六十四千位/秒(kbps)的数据速率可用于达成模拟电话的话音质量。经由在接收器处使用话音分析继之以译码、发射及重新合成，可达成数据速率的显著减少。用于压缩话音的装置可用于许多电信领域中。例示性领域为无线通信。无线通信的领域具有许多应用，包含(例如)无线电话、传呼、无线区域回路、例如蜂窝式及个人通信服务(PCS)电话系统的无线电话、移动IP电话及卫星通信系统。特定应用为用于移动用户的无线电话。已开发用于无线通信系统的各种空中接口，包含(例如)频分多路存取(FDMA)、时分多路存取(TDMA)、码分多路存取(CDMA)及时分同步CDMA(TD-SCDMA)。在与其之连接中，已建立了各种国内及国际标准，包含(例如)高级移动电话服务(AMPS)、全球移动通信系统(GSM)及临时标准95(IS-95)。例示性无线电话通信系统为码分多路存取(CDMA)系统。IS-95标准及其衍生标准、IS-95A、ANSIJ-STD-008及IS-95B(本文中共同称作IS-95)由电信工业协会(TIA)及其它公认标准机构颁布以指定CDMA空中接口针对蜂窝式或PCS电话通信系统的使用。IS-95标准随后演进成例如cdma2000及WCDMA的“3G”系统，所述“3G”系统提供更大容量及高速度包数据服务。cdma2000的两个变体由通过TIA发布的文件IS-2000(cdma20001xRTT)及IS-856(cdma20001xEV-DO)呈现。cdma20001xRTT通信系统给予153kbps的波峰数据速率，而cdma20001xEV-DO通信系统定义范围介于38.4kbps到2.4Mbps的数据速率集合。WCDMA标准体现于第三代合作伙伴计划“3GPP”的文件第3GTS25.211号、第3GTS25.212号、第3GTS25.213号及第3GTS25.214号中。高级国际移动电信(高级IMT)规范制定“4G”标准。对于高移动性通信(例如，来自火车及汽车)，高级IMT规范设定100百万位/秒(Mbit/s)的波峰数据速率用于4G服务，且对于低移动性通信(例如，来自行人及固定用户)，高级IMT规范设定1十亿位/秒(Gbit/s)的波峰数据速率。使用通过提取关于人类话音产生模型的参数来压缩话音的技术的装置被称为话音编码器。话音译码器可包括编码器及解码器。编码器将传入话音信号划分成时间块或分析帧。可将每一时间分段(或“帧”)的持续时间选择为足够短，使得可预期到信号的频谱包络保持相对固定。举例来说，一个帧长度为二十毫秒，此对应于8千赫(kHz)的采样速率下的160个样本，尽管可使用被视为适合于特定应用的任何帧长度或采样速率。编码器分析传入话音帧以提取某些相关参数，且接着将所述参数量化成二进位表示，(例如)量化到位集合或二进位数据包。经由通信信道(即，有线及/或无线网络连接)将数据包发射到接收器及解码器。解码器处理数据包、去量化经处理数据包以产生参数并使用经去量化参数重新合成话音帧。话音译码器的功能为通过移除话音中固有的自然冗余而将经数字化话音信号压缩成低位速率信号。可通过用参数集合表示输入话音帧并使用量化以通过位集合表示参数来达成数字压缩。如果输入话音帧具有多个位Ni且由话音译码器所产生的数据包具有数个位No，则由话音译码器所达成的压缩因数为Cr＝Ni/No。挑战为在达成目标压缩因数同时保留经解码话音的高语音质量。话音译码器的性能取决于：(1)话音模型或上文所描述的分析及合成过程的组合执行得有多好；及(2)在每帧No个位的目标位速率下参数量化过程执行得有多好。因此，话音模型的目标是在针对每一帧具有小参数集合的情况下检索话音信号的本质或目标语音质量。话音译码器大体上利用参数集合(包含向量)来描述话音信号。良好参数集合向感知上准确的话音信号的重建理想地提供低系统带宽。间距、信号功率、频谱包络(或共振峰)、振幅及相谱为话音译码参数的实例。话音译码器可经实施为时域译码器，其试图通过使用高时间分辨率处理以每次编码小话音区段(例如，通常为5毫秒(ms)的子帧)来检索时域话音波形。对于每一子帧，借助于搜寻算法发现来自码簿空间的高精确度代表。替代地，话音译码器可经实施为频域译码器，其试图用参数集合(分析)来检索输入话音帧的短期话音频谱且使用对应合成过程以从频谱参数来重新产生话音波形。参数量化器通过根据已知量化技术用码向量的所存储表示来表示参数而保留参数。一种时域话音译码器为码激励线性预测(CELP)译码器。在CELP译码器中，由找到短期共振峰滤波器的系数的线性预测(LP)分析来移除话音信号中的短期相关或冗余。将短期预测滤波器应用于传入话音帧会产生LP残余信号，LP残余信号是用长期预测滤波器参数及后续随机码簿予以进一步建模及量化。因此，CELP译码将编码时域话音波形的任务划分成编码LP短期滤波系数及编码LP残余的单独任务。可以固定速率(即，针对每一帧使用相同数目(No)个位)或以可变速率(其中针对不同类型的帧内容使用不同位速率)执行时域译码。可变速率译码器试图使用将译码解码器参数编码到充分获得目标质量的水平所需要的位量。例如CELP译码器的时域译码器可依赖于每帧高数目(N0)个位以保留时域话音波形的准确度。假如每帧的位数目No相对大(例如，8kbps或大于8kbps)，则此等译码器可递送极好的语音质量。在低位速率(例如，4kbps及小于4kbps)下，归因于受限数目个可用位，时域译码器可不能保留高质量及稳定性能。在低位速率下，受限码簿空间截割在较高速率商业应用中所部署的时域译码器的波形匹配能力。因此，尽管随时间推移进行改进，但以低位速率操作的许多CELP译码系统仍遭受表征为噪声的感知明显失真。低位速率下对CELP译码器的替代物为根据类似于CELP译码器的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：在第一装置处从第二装置接收位流；在所述第一装置的解码器处从所述位流产生低频带激励信号；在所述解码器的高频带激励产生器处产生第一基带信号，其中产生所述第一基带信号包含对所述低频带激励信号的非线性变换版本执行频谱翻转操作，所述第一基带信号对应于在所述第二装置处接收的音频信号的高频带部分的第一子频带；产生第二基带信号，所述第二基带信号对应于所述音频信号的所述高频带部分的第二子频带，其中所述第一子频带不同于所述第二子频带；及至少部分基于所述第一基带信号和所述第二基带信号而输出所述音频信号的至少部分重建版本。

【技术特征摘要】
2014.03.31 US 61/973,135;2015.03.30 US 14/672,8681.一种方法，其包括：在第一装置处从第二装置接收位流；在所述第一装置的解码器处从所述位流产生低频带激励信号；在所述解码器的高频带激励产生器处产生第一基带信号，其中产生所述第一基带信号包含对所述低频带激励信号的非线性变换版本执行频谱翻转操作，所述第一基带信号对应于在所述第二装置处接收的音频信号的高频带部分的第一子频带；产生第二基带信号，所述第二基带信号对应于所述音频信号的所述高频带部分的第二子频带，其中所述第一子频带不同于所述第二子频带；及至少部分基于所述第一基带信号和所述第二基带信号而输出所述音频信号的至少部分重建版本。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二基带信号是基于所述第一基带信号产生的。3.根据权利要求2所述的方法，其中产生所述第二基带信号包括使用所述第一基带信号调制白噪声。4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括产生所述低频带激励信号的所述非线性变换版本，其包括：根据第一增加采样比率对所述低频带激励信号进行增加采样以产生第一经增加采样信号；及对所述第一经增加采样信号执行非线性变换操作以产生所述低频带激励信号的所述非线性变换版本。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括对所述低频带激励信号的所述非线性变换版本的频谱翻转版本进行减少采样以产生所述第一基带信号。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一基带信号对应于第一高频带激励信号，且其中所述第二基带信号对应于第二高频带激励信号。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一高频带激励信号的带宽为从大约0赫兹Hz到大约6.4千赫兹kHz，且其中所述第二高频带激励信号的带宽为从大约0Hz到大约3.2kHz。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一高频带激励信号的带宽为从大约0赫兹Hz到大约8千赫兹kHz，且其中所述第二高频带激励信号的带宽为从大约0Hz到大约4kHz。9.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述第一基带信号和产生所述第二基带信号是在包含移动通信装置的装置中执行的。10.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述第一基带信号和产生所述第二基带信号是在包含基站的装置中执行的。11.一种设备，其包括：接收器，其经配置以从装置接收位流；解码器，其经配置以从所述位流中产生低频带激励信号，所述解码器包括高频带激励产生器，所述高频带激励产生器经配置以：产生第一基带信号，其中产生所述第一基带信号包含对所述低频带激励信号的非线性变换版本执行频谱翻转操作，所述第一基带信号对应于在所述装置处接收的音频信号的高频带部分的第一子频带；及产生第二基带信号，所述第二基带信号对应于所述音频信号的所述高频带部分的第二子频带，其中所述第一子频带不同于所述第二子频带；及一或多个扬声器，其经配置以至少部分基于所述第一基带信号和所述第二基带信号而输出所述音频信号的至少部分重建版本。12.根据权利要求11所述的设备，其中所述解码器经配置以基于所述第一基带信号产生所述第二基带信号。13.根据权利要求12所述的设备，其中产生所述第二基带信号包括使用所述第一基带信号调制白噪声。14.根据权利要求11所述的设备，其中所述解码器经进一步配置以：根据第一增加采样比率对所述低频带激励信号进行增加采样以产生第一经增加采样信号；及对所述第一经增加采样信号执行非线性变换操作以产生所述低频带激励信号的所述非线性变换版本。15.根据权利要求14所述的设备，其中所述解码器经进一步配置以对所述低频带激励信号的所述非线性变换版本的频谱翻转版本进行减少采样以产生所述第一基带信号。16.根据权利要求11所述的设备，其中所述第一基带信号对应于第一高频带激励信号，且其中所述第二基带信号对应于第二高频带激励信号。17.根据权利要求16所述的设备，其中所述第一高频带激励信号的带宽为从大约0赫兹Hz到大约6.4千赫兹kHz，且其中所述第二高频带激励信号的带宽为从大约...

【专利技术属性】
技术研发人员：芬卡特拉曼·S·阿提，文卡特什·克里希南，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US