公开了一种编码（１４）音频信号（ｘ（ｎ））的方法。该方法包括以下步骤：按照一个频率敏感化参数（（）模型化（１６）该音频信号，以提供一组Ｋ阶的无限脉冲响应（ＩＩＲ）滤波器型特性（（０…ｋ－１）并且能够与该敏感化参数（（）线性组合，以提供针对该音频信号（ｘ（ｎ））的一个估计（），该ＩＩＲ型滤波器模式满足一个最小相位滤波器的要求。该组Ｋ阶特性（（０…ｋ－１）被变换为该敏感化参数（（）的一个函数，以提供与满足最小相位滤波器要求的有限脉冲响应（ＦＩＲ）滤波器型特性兼容的一组Ｋ＋１阶特性（ｃ↓［０…ｋ］）。该组Ｋ＋１阶特性（ｃ↓［０…ｋ］）被规格化，以提供一组Ｋ阶特性（ｄ↓［１…ｋ］）。生成一个编码音频流（５０），以包括规格化的一组Ｋ阶特性（ｄ↓［１…ｋ］）的表示（ＬＡＲ，ＬＳＦ）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及编码和解码音频信号。
技术介绍
在音频和语音编码中时常采用线性预测编码(LPC)。图1(a)示出用于常规的基于LPC编码器的K阶有限脉冲响应(FIR)型预测滤波器10组件。该滤波器提供针对从该信号的K个先前取样的线性组合产生的一个给定信号x(n)的估计(n)。在图1(a)的实例中，相关x(n)和r(n)的滤波器F(z)的传递函数可以表示如下F(z)=1-z-1Σk=0K-1αkz-k]]>公式1根据某些准则通常根据加权均方差来计算预测系数αk。估计(n)又被从该信号x(n)中减去，以提供残留信号r(n)。这一残留信号和用于预测滤波器的信息即预测系数α通常被发送或以一种更高效的形式被存储。例如，预测系数αk可被映射到一组反射系数，并且这些反射系数叉能够被映射在对数区域比(log area ratio)(LAR)上。可替换地，这些预测系数αk可在随着比特流中表示信号x(n)的残留信号一起被编码之前被直接映射到线谱频率(line spectralfrequency)(LSF)。(鉴于量化敏感性，LAR和LSF域最佳。)例如反正弦反射系数(ASRC)和线谱对(Line Spectral Pairs)(LSP)的替换表示法也可以被采用。在图1(b)的一个解码器中，残留信号和针对该预测滤波器的信息被用于重建(或近似)原始信号x(n)。从图1中显然可见谊编码器和解码器结构类似。然而，重要的是要注意，为了确保解码器的稳定性，尤其与可能在对用于信号x(n)的比特流编码之前已经在量化期间引入到该信号的失真相关，该滤波器F(z)通常是一个最小相位滤波器。就是说，传递函数F(z)的全部根(极点与零点)必须是在单位圆(unit circle)之内，并且这一般可用于保证FIR滤波器。使用上述类型的FIR滤波器不允许编码器考虑听觉处理的心理声学模型而被调谐。在文章″Alternatives for Warped Linear Predictors″(V.Voitishchuk等人发表在Proc.ProRISC Workshop CSSP，Veldhoven(NL)，2001年11月29-30日)和″Stability of LinearPredictive Structures using IIR filters″(A.C.den Brinker发表在Proc.ProRISC Workshop CSSP，Veldhoven(NL)，2001年11月29-30日)中，示出Laguerre和Kautz型滤波器，可被用来把一个编码器/解码器朝着更感兴趣的频率范围的方向调谐，并且通常认为是无限冲击响应(IIR)型滤波器，其可被表示为图2(a)和2(b)中示出的形式。用于图2(a)滤波器的涉及x(n)和r(n)的总的传递函数是F(z)=1-z-1Σk=0K-1αkHk(z)]]>公式2其中集合Hk是属于一组稳定、因果关系、线性和线性-独立滤波器的传递函数。已经示出，选择该集合Hk为Laguerre滤波器，即Hk(z)=1-λ21-z-1λ{z-1-λ1-z-1λ}k]]>公式3其中λ∈(-1，1)，总的传递F可以是一个最小相位IIR滤波器。其中λ是实数并且大于0，模型化被转移到人耳更敏感的低频，而当λ小于0时，模型化转向较高频。其中λ＝0对应于图1的传统情况。但是，在发送图2示出类型的滤波器的预测系数中存在的问题是仅与预测系数α相关的多项式1-z-1Σk=0K-1αkz-k]]>的根可能不提供最小相位滤波器，并且这由于在这些参数的量化期间引入的噪声或失真而可能导致解码器的不稳定。
技术实现思路
根据本专利技术，提供如权利要求1的编码音频信号的方法。本专利技术的最佳实施例提供常规LPC方案的一个扩展，允许Laguerre型预测系数被映射到FIR系统的系数。因此，传统的线性预测编码技术可用于量化和发送或存储Laguerre预测系数。附图说明现将参考附图描述本专利技术的实施例，其中图1(a)和1(b)分别示出用于传统线性预测结构的编码器和解码器；图2(a)和2(b)分别示出用于替换的线性预测方案的编码器和解码器；图3(a)和3(b)分别示出根据本专利技术第一实施例用于线性预测方案的编码器和解码器；图4示出根据本专利技术第二实施例的一个编码器；图5示出完成本专利技术第一和第二实施例的一个普通编码器；和图6示出包括音频编码器和音频播放器的系统。具体实施例方式对于使用图2的方案表示的Laguerre型滤波器来说，总的传递函数F(z)能够表示为公式2和3的一个组合F(z)=1-Σk=0K-1αk1-λ2z-11-z-1λ(-λ+z-11-z-1λ)k]]>公式4公知的是，如果使用例如由Voitishchuk等人和den Brinker公开的数据输入窗口方法优化这些系数，则传递函数F(z)可以是一个最小相位系统。在本专利技术的第一实施例中，上述滤波器被映射在一个K阶的最小相位FIR滤波器上，因此这些Laguerre型预测系数能够通过标准技术被量化和发送。现参考图3(a)，图3(a)示出根据本专利技术第一实施例的编码器14。编码器14包括由Voitishchuk等人和den Brinker公开类型的一个Laguerre滤波器部件16。部件16被提供有确定滤波器的频率灵敏度的一个λ值。此值可以被编码在由编码器产生的一个比特流50中，以便由图3(b)的解码器22随后使用，或否则λ值可以被解码器22得知。对于信号x(n)来说，该部件提供一组预测系数α。这些值随着λ值一起被提供给一个合成器部件18，其按照图2(a)示出的方式产生信号估计(n)。但是，在该最佳实施例中，预测系数α在一个变换部件2O中被变换。由部件20完成的变换使用上三角托普利兹矩阵(upper TriangularToeplitz matrix)的形式表示如下c0c1c2...cK-1cK=1λ0...0001λ...00001...00...............000...1λ000...011-α0/p-α1/p...-αK-2/p-αK-1/p]]>其中α是Laguerre预测系数，并且p=1-|λ|2.]]>K+1系数c能够与第K阶FIR滤波器的传递函数G(v)相关，其中G(v)=Σk=0kckv-k.]]>如果预测系数α属于最小相位滤波器f(z)，则G(v)表示一个最小相位FIR滤波器。在图3(b)的解码器22中，由部件24对正向变换部件产生的系数c0...ck执行逆变换。部件24被提供有与编码器14采用的相同的λ，并且由部件2本文档来自技高网...
【技术保护点】
编码音频信号的一种方法，该方法包括以下步骤：根据频率敏感化参数模型化该音频信号，以提供能与所述敏感化参数线性组合的第一组Ｋ阶的无限脉冲响应滤波器型特性，从而提供所述音频信号的一个估计；把所述第一或第三组特性转换为所述敏感化参 数的一个函数，以提供与有限脉冲响应滤波器型特性兼容的第二组特性；规格化所述第一组特性或所述第二组特性，以提供所述第三组特性；和生成编码音频流，该编码音频流包括Ｋ阶的被转换与规格化的特性组的表示。
【技术特征摘要】
EP 2002-5-30 02077128.31.编码音频信号的一种方法，该方法包括以下步骤根据频率敏感化参数模型化该音频信号，以提供能与所述敏感化参数线性组合的第一组K阶的无限脉冲响应滤波器型特性，从而提供所述音频信号的一个估计；把所述第一或第三组特性转换为所述敏感化参数的一个函数，以提供与有限脉冲响应滤波器型特性兼容的第二组特性；规格化所述第一组特性或所述第二组特性，以提供所述第三组特性；和生成编码音频流，该编码音频流包括K阶的被转换与规格化的特性组的表示。2.根据权利要求1的方法，其中所述IIR滤波器型滤波器特性满足一个最小相位滤波器的要求，并且所述FIR滤波器型特性满足一个最小相位滤波器的要求。3.根据权利要求1的方法，进一步包括以下步骤从所述音频信号中减去所述估计，以提供一个残留信号；和其中所述生成步骤包括在所述编码音频流中包括所述残留信号。4.根据权利要求1的方法，其中所述模型化步骤包括利用具有如下传递函数的一个Laguerre型滤波器来模型化所述音频信号F(z)=1-Σk=0K-1αk1-λ2z-11-z-1λ(-λ+z-11-z-1λ)k]]>5.根据权利要求4的方法，其中所述变换步骤包括根据下列矩阵变换来变换所述Laguerre滤波器系数c0c1c2···cK-1cK=1λ0···0001λ···00001···00···············000···1λ000···...
【专利技术属性】
技术研发人员：AC登布林克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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