一种音频信号的重建方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种音频信号的重建方法和终端，涉及通信领域，能够解决信号重建精度差和速度慢的问题。其方法为：在对至少两个音频信号进行压缩采样时，将至少两个音频信号根据至少两个音频信号间的相关性进行分组，并将分组信息传递给远程终端，远程终端可以根据分组信息将至少两个音频信号对应的压缩数据进行分组，在信号重建时采用分组间并行重建，分组内联合重建。本发明专利技术实施例用于音频信号的压缩采样和重建。

An audio signal reconstruction method and device

The invention provides an audio signal reconstruction method and a terminal, which relates to the communication field, and can solve the problem of poor precision and slow speed of signal reconstruction. The method is as follows: in at least two audio signal compression sampling, at least two audio signal according to the correlation between at least two audio signals between the groups, and the packet information to the remote terminal, the remote terminal can be grouped according to the information of the compressed data at least two audio signal corresponding to the grouping, the reconstruction parallel packet in signal reconstruction, group joint reconstruction. The embodiment of the invention is used for compression sampling and reconstruction of audio signals.

【技术实现步骤摘要】
一种音频信号的重建方法和装置
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种音频信号的重建方法和装置。
技术介绍
在音频信号压缩采样与重建的过程中，重建算法需要同时满足精度与速度的要求，精度过差或速度过慢都无法满足实际的应用需求。信号的压缩采样是通过将原始信号与一个测量矩阵相乘实现，测量矩阵需要传递给信号重建端以实现压缩信号的恢复。与传统的音频编解码方案相似，音频信号的压缩采样也是以“帧”为单位进行的。对于多麦克风阵列信号处理的特殊情况，多通道的海量数据对重建算法的运算速度提出了更高的要求。同时，各个通道的接收信号之间由于存在强相关性，也给提高重建精度带来更多的可能性。对于多通道压缩采样的音频数据，可以通过并行处理的方式来提高运算速度。但并行处理要求并行的单元之间相互独立，这意味着通道之间并行将导致通道之间的相关性无法得到利用，从而使得重建精度受限。反之，对多个通道进行联合重建将导致通道之间相互耦合，无法实现并行加速。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种音频信号的重建方法和终端，能够解决信号重建精度差和通道间无法并行加速的问题。一方面，提供一种音频信号的重建方法，包括：获取至少两个通道的至少两个音频信号对应的压缩数据，至少两个通道与至少两个音频信号一一对应；获取至少两个音频信号对应的通道所在的组的分组信息；根据分组信息，将至少两个音频信号对应的压缩数据进行分组，从而得到压缩数据组；获取测量矩阵，根据压缩数据组内的压缩数据和测量矩阵，联合重建压缩数据组内的压缩数据对应的频域系数；对频域系数进行频域到时域的变换，从而获得压缩数据组内的压缩数据对应的音频信号。于是，对于音频信号的重建端来说，在接收到至少两个通道的至少两个音频信号对应的压缩数据后，可根据至少两个音频信号对应的通道所在组的分组信息将至少两个音频信号对应的压缩数据进行分组，这样可对得到的压缩数据组内的压缩数据进行联合重建，可提升组内联合重建的精度，各组间进行联合重建可提升联合重建的速度。在一种可能的设计中，所述方法还包括：获取至少两个音频信号的语乐音标签信息，语乐音标签信息用于指示至少两个音频信号为语音信号或乐音信号；获取至少两个通道的至少两个音频信号对应的压缩数据包括：根据语乐音标签信息，获取语乐音标签信息对应的帧长；根据帧长，提取至少两个音频信号对应的测量数据；对测量数据进行反量化，从而获得至少两个音频信号对应的压缩数据。于是，对于乐音信号这种时变特性相对缓慢的信号，一方面，可以通过增加信号帧长来提升信号重建的精度，另一方面，对于相同长度的信号，信号帧长的增加减少了需要处理的信号帧的数量，也进一步降低了信号处理算法的运行时间。在一种可能的设计中，根据压缩数据组内的压缩数据和测量矩阵，联合重建压缩数据组内的压缩数据对应的频域系数包括：根据压缩数据组内一个通道对应的压缩数据对应的频域系数、压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据以及测量矩阵，计算压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数。其计算方法可以为近似信息传递(ApproximateMessagePassing，AMP)算法，也可以为其他的算法，本申请不做限定，可以得到精度较高的压缩数据对应的频域系数。在一种可能的设计中，根据压缩数据组内一个通道对应的压缩数据对应的频域系数、压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据以及测量矩阵，计算压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数包括：根据压缩数据组内第i个通道对应的压缩数据对应的频域系数、压缩数据组内第i+1个通道对应的压缩数据以及测量矩阵，计算第i+1个通道对应的压缩数据对应的频域系数，直至计算得到压缩数据组内第k个通道对应的压缩数据对应的频域系数，i为小于k的正整数，k为压缩数据组内的通道总数。也即对于同一压缩数据组内的压缩数据，可对分组内的各个通道的压缩数据进行联合重建，提升频域系数的精度。在一种可能的设计中，方法还包括：根据压缩数据组内第j个通道对应的压缩数据对应的频域系数、压缩数据组内第j-1个通道对应的压缩数据以及测量矩阵，计算第j-1个通道对应的压缩数据对应的频域系数，直至计算得到压缩数据组内第1个通道对应的压缩数据对应的频域系数，j为小于或者等于k，并且大于1的正整数。也就是说，对于同一压缩数据组内的压缩数据来说，可以从第i个通道开始计算直至得到第k个通道对应的压缩数据对应的频域系数，再从第k个通道开始计算直至得到第j个通道对应的压缩数据对应的频域系数，该过程可以称为一个算法迭代，直至得到的压缩数据对应的频域系数达到预设要求，即通过组内的压缩数据进行联合重建得到该分组的频域系数。在一种可能的设计中，方法还包括：根据预设的初始化频域系数、第1个通道对应的压缩数据以及测量矩阵，计算第2个通道对应的压缩数据对应的频域系数。即压缩数据组内的第1个通道对应的频域系数可进行预设。在一种可能的设计中，根据压缩数据组内一个通道对应的压缩数据对应的频域系数、压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据以及测量矩阵，计算压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数包括：根据一个通道对应的压缩数据对应的频域系数，确定另一个通道对应的压缩数据对应的先验频域系数；将先验频域系数作为另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数的先验，并根据另一个通道对应的压缩数据以及测量矩阵，计算压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数。也就是说，将上一通道得到的压缩数据对应的频域系数作为下一个通道对应的压缩数据对应的先验频域系数，以先验频域系数为先验，计算下一个通道对应的压缩数据对应的频域系数，以得到该压缩数据组精度较高的频域系数。另一方面，提供一种音频信号的压缩采样方法，包括：获取至少两个通道的至少两个音频信号，至少两个通道与至少两个音频信号一一对应；计算至少两个音频信号之间的相关性，根据相关性对至少两个音频信号进行分组，从而得到至少两个通道中的通道所在的组的分组信息；对至少两个音频信号进行时域到频域的变换，从而获得至少两组频域系数，至少两组频域系数与至少两个音频信号一一对应；获取测量矩阵，根据测量矩阵对至少两组频域系数进行采样，从而获得至少两个音频信号对应的压缩数据。这样当压缩采样后的压缩数据传输至音频信号的重建装置时，重建装置可根据压缩数据携带的分组信息对至少两个音频信号的压缩数据进行分组，以便于对相关性高的通道的压缩数据进行联合重建，分组间并行重建，得到至少两个通道的音频信号，以提升信号重建的精度和速度。在一种可能的设计中，在获取测量矩阵之前，方法还包括：确定至少两个音频信号的语乐音标签信息，语乐音标签信息用于指示至少两个音频信号为语音信号或乐音信号；根据语乐音标签信息，确定至少两个音频信号的帧长。于是，对于乐音信号这种时变特性相对缓慢的信号，一方面，可以通过增加信号帧长来提升信号重建的精度，另一方面，对于相同长度的信号，信号帧长的增加减少了需要处理的信号帧的数量，也进一步降低了信号处理算法的运行时间。在一种可能的设计中，获取测量矩阵包括：根据帧长，获得帧长对应的测量矩阵。也即，对于语音信号和乐音信号，根据不同的帧长可生成相应的测量矩阵。例如对于乐音信号，可生成乐音结构化测量矩阵，对于语音信号，可生成语音信号结构化测量矩阵。在一种可能的设计中，计算至少两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频信号的重建方法，其特征在于，包括：获取至少两个通道的至少两个音频信号对应的压缩数据，所述至少两个通道与所述至少两个音频信号一一对应；获取所述至少两个音频信号对应的通道所在的组的分组信息；根据所述分组信息，将所述至少两个音频信号对应的压缩数据进行分组，从而得到压缩数据组；获取测量矩阵，根据所述压缩数据组内的压缩数据和所述测量矩阵，联合重建所述压缩数据组内的压缩数据对应的频域系数；对所述频域系数进行频域到时域的变换，从而获得所述压缩数据组内的压缩数据对应的音频信号。

【技术特征摘要】
1.一种音频信号的重建方法，其特征在于，包括：获取至少两个通道的至少两个音频信号对应的压缩数据，所述至少两个通道与所述至少两个音频信号一一对应；获取所述至少两个音频信号对应的通道所在的组的分组信息；根据所述分组信息，将所述至少两个音频信号对应的压缩数据进行分组，从而得到压缩数据组；获取测量矩阵，根据所述压缩数据组内的压缩数据和所述测量矩阵，联合重建所述压缩数据组内的压缩数据对应的频域系数；对所述频域系数进行频域到时域的变换，从而获得所述压缩数据组内的压缩数据对应的音频信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述至少两个音频信号的语乐音标签信息，所述语乐音标签信息用于指示所述至少两个音频信号为语音信号或乐音信号；所述获取至少两个通道的至少两个音频信号对应的压缩数据包括：根据所述语乐音标签信息，获取所述语乐音标签信息对应的帧长；根据所述帧长，提取所述至少两个音频信号对应的测量数据；对所述测量数据进行反量化，从而获得所述至少两个音频信号对应的压缩数据。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述压缩数据组内的压缩数据和所述测量矩阵，联合重建所述压缩数据组内的压缩数据对应的频域系数包括：根据压缩数据组内一个通道对应的压缩数据对应的频域系数、所述压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据以及所述测量矩阵，计算所述压缩数据组内所述另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据压缩数据组内一个通道对应的压缩数据对应的频域系数、所述压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据以及所述测量矩阵，计算所述压缩数据组内所述另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数包括：根据压缩数据组内第i个通道对应的压缩数据对应的频域系数、所述压缩数据组内第i+1个通道对应的压缩数据以及所述测量矩阵，计算所述第i+1个通道对应的压缩数据对应的频域系数，直至计算得到所述压缩数据组内第k个通道对应的压缩数据对应的频域系数，i为小于k的正整数，k为所述压缩数据组内的通道总数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据压缩数据组内第j个通道对应的压缩数据对应的频域系数、所述压缩数据组内第j-1个通道对应的压缩数据以及所述测量矩阵，计算所述第j-1个通道对应的压缩数据对应的频域系数，直至计算得到所述压缩数据组内第1个通道对应的压缩数据对应的频域系数，j为小于或者等于k，并且大于1的正整数。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据预设的初始化频域系数、所述第1个通道对应的压缩数据以及所述测量矩阵，计算所述第2个通道对应的压缩数据对应的频域系数。7.根据权利要求3至6任一项所述的方法，其特征在于，根据压缩数据组内一个通道对应的压缩数据对应的频域系数、所述压缩数据组内另一个通道对应的压缩数据以及所述测量矩阵，计算所述压缩数据组内所述另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数包括：根据所述一个通道对应的压缩数据对应的频域系数，确定所述另一个通道对应的压缩数据对应的先验频域系数；将所述先验频域系数作为所述另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数的先验，并根据所述另一个通道对应的压缩数据以及所述测量矩阵，计算所述压缩数据组内所述另一个通道对应的压缩数据对应的频域系数。8.一种音频信号的压缩采样方法，其特征在于，包括：获取至少两个通道的至少两个音频信号，所述至少两个通道与所述至少两个音频信号一一对应；计算所述至少两个音频信号之间的相关性，根据所述相关性对所述至少两个音频信号进行分组，从而得到所述至少两个通道中的通道所在的组的分组信息；对所述至少两个音频信号进行时域到频域的变换，从而获得至少两组频域系数，所述至少两组频域系数与所述至少两个音频信号一一对应；获取测量矩阵，根据所述测量矩阵对所述至少两组频域系数进行采样，从而获得所述至少两个音频信号对应的压缩数据。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在获取测量矩阵之前，所述方法还包括：确定所述至少两个音频信号的语乐音标签信息，所述语乐音标签信息用于指示所述至少两个音频信号为语音信号或乐音信号；根据所述所述语乐音标签信息，确定所述至少两个音频信号的帧长。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取测量矩阵包括：根据所述帧长，获得所述帧长对应的所述测量矩阵。11.根据权利要求8至10任一项所述的方法，其特征在于，所述计算所述至少两个音频信号之间的相关性，根据所述相关性对所述至少两个音频信号进行分组包括：获取所述至少两个音频信号中的第一音频信号，获取除所述第一音频信号外其余音频信号中与所述第一音频信号相关性最高的前m个音频信号，并将所述第一音频信号和与所述第一音频信号相关性最高的前m个音频信号作为一组音频信号，m为大于或等于1的正整数；从除所述第一音频信号和与所述第一音频信号相关性最高的前m个音频信号外其余音频信号中继续选取第二音频信号并获取除所述第一音频信号、第二音频信号和与所述第一音频信号相关性最高的前m个音频信号外其余通道中与所述第二音频信号相关性最高的前m个通道，并将所述第而音频信号和与所述第而音频信号相关性最高的前m个音频信号作...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋三新，应忍冬，文飞，江晓波，刘佩林，金文宇，肖玮，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44