频带扩展方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种频带扩展方法及装置，涉及通信领域，实现了针对不同的语言或者语种的信号，能够获得质量比较好的宽频带信号。本发明专利技术实施例包括：获得宽频带信号的类型；根据所述宽频带信号的类型以及低频带频谱，预测高频带频谱精细结构和高频带频谱包络；将所述高频带频谱精细结构与所述高频带频谱包络相加权，获得高频带频谱；将低频带频谱与所述高频带频谱合成宽频带频谱；将所述的宽频带频谱进行频时变换获得宽频带信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，尤其涉及频带扩展方法及装置。
技术介绍
由于传输带宽和其它一些条件的限制，传统的PSTN (Public SwitchedTelephone Network，公共交换电话网)网络中的语音信号都是以窄带形式进行传输的。而窄带信号大 大限制了人耳的听觉质量。针对上述问题，现有技术中提供一种简单有效的不用切换目前的窄带网络又能得 到宽带语音的方法，该方法为盲频带扩展技术。目前的盲扩展技术基本都是在时域进行的 处理，具体的操作包括将窄带信号首先进行线性预测分析，得到窄带信号的线性预测系数 和残差信号，分别将窄带的线性预测系数和残差信号扩展成宽带的线性预测系数和宽带激 励，然后将宽带激励信号通过宽带线性合成滤波器，输出宽带语音。其中，在将窄带的线性 预测系数扩展成宽带的线性预测系数时，具体为将窄带的线性预测系数换算成线谱频率 参数、梅尔倒谱系数等其它表示的域里，根据宽带信号低频和高频的关系，训练出一个有高 频和低频映射关系的码书，在终端设备上，根据得到的窄带信号的线性预测系数的特性，在 码书中找寻表示相应高频线性预测系数的一组参数，联合高频和低频的线性预测系数，将 窄带线性预测系数扩展成宽带线性预测系数。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题现有技术中 使用的码书，是将线性预测系数换算成线谱频率参数、梅尔倒谱系数等其它表示的域里，根 据宽带信号低频和高频的关系，训练出一个有高频和低频映射关系的码书，此码书与训练 过程中使用的语言有很大的关系；当编码端输入的语言或者语种与训练码书时使用的语言 或语种不同时，根据该码书获取的宽频带的线性预测系数可能与实际的线性预测系数存在 很大误差，使预测的宽频带的线性预测系数很不准确，从而使获取的宽带信号的质量性能 不是很好。所以，现有技术对不同的语种或者语言处理时，输出信号的性能可能差别很大。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种频带扩展方法及装置，对不同语言或者语种的信号进行 频带扩展时，获取的宽频带信号的质量性能都比较好。本专利技术的实施例提供一种频带扩展方法，包括获得宽频带信号的类型；根据所述宽频带信号的类型以及低频带频谱，预测高频带频谱精细结构和高频带 频谱包络；将所述高频带频谱精细结构与所述高频带频谱包络相加权获得高频带频谱；将所述低频带频谱与所述高频带频谱合成宽频带频谱；将所述宽频带频谱进行频时变换获得宽频带信号。本专利技术的实施例还提供一种频带扩展装置，包括获得单元，用于获得宽频带信号的类型；结构预测单元，用于根据所述获取单元获得的宽频带信号的类型以及低频带频谱 预测高频带频谱精细结构；包络预测单元，用于根据所述获取单元获得的宽频带信号的类型以及低频带频谱 预测高频带频谱包络；计算单元，用于将所述结构预测单元预测的高频带频谱精细结构与所述包络预测 单元预测的高频带频谱包络相加权获得高频带频谱；合成单元，用于将所述低频带频谱与所述计算单元获得的高频带频谱合成宽频带 频谱；变换单元，用于将所述合成单元获得的宽频带频谱进行频时变换获得宽频带信 号。本专利技术实施例提供的技术方案中，在接收到低频带信号后，根据宽频带信号的类 型以及低频带频谱，预测高频带频谱精细结构和高频带频谱包络，进而将所述高频带频谱 精细结构和高频带频谱包络相加权获得高频带频谱，将计算得到的高频带频谱和已知的低 频带频谱合成宽频带频谱，将合成的宽频带频谱进行频时变换获得宽频带信号；通过采用 上述技术手段，本专利技术实施例的技术方案根据接收到的信号类型和低频带的频谱，准确的 实现针对不同类型信号的高频带频谱精细结构和高频带频谱包络的预测，从而使获取的宽 频带信号的性能质量比较好，实现了对不同语言或者语种的信号进行频带扩展时，获取的 宽频带信号的质量性能都比较好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中频带扩展方法的流程图；图2为本专利技术实施例1中频带扩展装置的组成框图；图3为本专利技术实施例2中频带扩展方法的流程图；图4为本专利技术实施例2中频带扩展装置的组成框图；图5为本专利技术实施例3中频带扩展方法的流程图；图6为本专利技术实施例3中频带扩展装置的组成框图。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术实施例提供一种频带扩展方法，如图1所示，该方法包括101、获得宽频带信号的类型；所述宽频带信号的类型一般根据信号自身的特性， 例如基音周期、过零率以及相关性等来具体的分类，可以包括浊音信号、清音信号等；不同 的语言和语种发出的声音信号都包含基音周期、过零率以及相关性等信号特性，因此对宽 频带信号进行分类时，不受语言和语种的限制只根据信号自身的特性来分类，从而使由不 同语言和语种发出的语音信号在频带扩展的过程中，都能够获得质量比较好的宽频带信 号，进而提高人耳的听觉质量。其中，在将低频带信号扩展为高频带信号时，由于不同类型信号的频谱精细结构 和频谱包络特性不尽相同，为了使各种类型的低频信号能够较准确的预测到高频带的频谱 精细结构和频谱包络，一般根据宽频带信号类型具体选择不同频段的低频带频谱系数和低 频带频谱包络进行预测。而在接收端一般无法直接预知该上述宽频带信号的类型，具体可 以通过两种方式获取，该两种方式具体包括第一种，当编码端除了传送低频带信息外不传 输任何其他信息时，解码端根据低频带信号的时频参数将低频带信号进行分类，将分类获 得的低频带信号的类型作为宽频带信号的类型；第二种，当编码端除了传送低频带信息外 还可以传送少量其它信息，将宽频带信号类型信息传送给解码端，解码端接收发送端发送 的宽频带信号的类型信息，获取宽频带信号的类型。102、根据所述宽频带信号的类型以及低频带频谱，预测高频带频谱精细结构和高 频带频谱包络。其中，根据所述宽频带信号的类型以及低频带频谱预测高频带频谱精细结构所采 用的方法可以为但不局限于以下两种形式，该两种形式具体为通过在频域对低频带频谱 进行平坦化预测高频带频谱精细结构；或者通过在时域对低频带频谱进行平坦化预测高频 带频谱精细结构。所述在频域对低频带频谱进行平坦化的方法可以为但不局限于频域包络 归一化方法，还可以为频域的线性预测方法；本专利技术实施例对此不进行限制，其他可以预测 精细结构的方法都属于本专利技术保护的范围。103、将所述高频带频谱精细结构与所述高频带频谱包络相加权获得高频带频谱。 其中，所述将所述高频带频谱精细结构与所述高频带频谱包络相加权可以为但不局限于将 所述高频带频谱精细结构与所述高频带频谱包络相乘，还可以为将所述高频带频谱精细结 构与所述高频带频谱包络进行卷积运算得到高频带频谱等其他方法。104、将所述低频带频谱与所述高频带频谱合成宽频带频谱。10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频带扩展方法，其特征在于，包括：获得宽频带信号的类型；根据所述宽频带信号的类型以及低频带频谱，预测高频带频谱精细结构和高频带频谱包络；将所述高频带频谱精细结构与所述高频带频谱包络相加权获得高频带频谱；将所述低频带频谱与所述高频带频谱合成宽频带频谱；将所述宽频带频谱进行频时变换获得宽频带信号。

【技术特征摘要】
1.一种频带扩展方法，其特征在于，包括 获得宽频带信号的类型；根据所述宽频带信号的类型以及低频带频谱，预测高频带频谱精细结构和高频带频谱 包络；将所述高频带频谱精细结构与所述高频带频谱包络相加权获得高频带频谱； 将所述低频带频谱与所述高频带频谱合成宽频带频谱； 将所述宽频带频谱进行频时变换获得宽频带信号。2.根据权利要求1所述的频带扩展方法，其特征在于，所述获得宽频带信号的类型包括获取低频带信号的时频参数，并根据所述时频参数对低频带信号进行分类获取低频带 信号的类型，并将低频带信号的类型作为宽频带信号类型；或者接收编码端发送的宽频带信号类型信息，获得宽频带信号的类型。3.根据权利要求1所述的频带扩展方法，其特征在于，所述根据所述宽频带信号的类 型以及低频带频谱预测高频带频谱精细结构包括通过在频域对低频带频谱进行平坦化预测高频带频谱精细结构；或者通过在时域对低 频带频谱进行平坦化预测高频带频谱精细结构。4.根据权利要求3所述的频带扩展方法，其特征在于，所述通过在频域对低频带频谱 进行平坦化预测高频带频谱精细结构包括根据宽频带信号的类型选取相应频段的低频带频谱系数； 将选取的低频带频谱系数预测到高频带获得高频带频谱系数； 利用所述获得的高频带频谱系数除以与所述宽频带信号类型相对应的归一化频谱包 络得到高频带频谱精细结构。5.根据权利要求3所述的频带扩展方法，其特征在于，所述通过在时域对低频带频谱 进行平坦化预测高频带频谱精细结构包括将低频带信号进行线性预测分析获得低频带信号的残差信号； 将所述残差信号变换到频域得到低频带频谱系数； 根据所述宽频带信号的类型选取相应频段的低频带频谱系数； 将选取的低频带频谱系数预测到高频带得到高频带频谱系数； 去除得到的高频带频谱系数对应的能量信息获得高频带频谱精细结构。6.根据权利要求1所述的频带扩展方法，其特征在于，所述根据宽频带信号的类型以 及低频带频谱预测高频带频谱包络包括根据所述宽频带信号的类型选取相应频段的低频带频谱包络； 利用选取的低频带频谱包络预测高频带频谱包络。7.根据权利要求6所述的频带扩展方法，其特征在于，所述利用选取的低频带频谱包 络预测高频带频谱包络包括将所述选取的低频带频谱包络分为能量信息和波形信息；将所述选取的低频带频谱包络的波形信息预测到高频带得到高频带频谱包络的波形 fn息；计算所述选取的低频带频谱包络的能量信息，并根据计算获得的低频带频谱包络的能量信息预测高频带频谱包络的能量信息；将所述高频带频谱包络的波形信息与高频带频谱包络的能量信息相乘得到高频带频 谱包络。8.根据权利要求6所述的频带扩展方法，其特征在于，在利用选取的低频带频谱包络 预测高频带频谱包络之后，还包括根据所述宽频带信号的类型选取相应高频带频谱包络的加权因子； 将所述加权因子与所述高频带频谱包络相加权得到修正后的高频带频谱包络。9.根据权利要求1至8任一项所述的频带扩展方法，其特征在于，在将所述低频带频谱 与所述高频带频谱合成宽频带频谱后，还包括检测所述高频带频谱的谐波间距；若检测到所述高频带频谱中预测的多段频谱间和/或所述高频带频谱与低频带频谱 相邻处的谐波间距比低...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽新，陈龙吟，苗磊，齐峰岩，胡晨，吴文海，郎玥，张清，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]