用以使用级联滤波器组处理输入音频信号的装置及方法制造方法及图纸

一种依赖一级联的滤波器组处理输入音频信号（2300）的装置，该级联滤波器组包括一用来从输入音频信号（2300）合成一音频中间信号（2306）的合成滤波器组（2304），输入音频信号由一分析滤波器组（2302）产生的多个第一子频带信号（2303）表示，其中合成滤波器组（2304）的滤波器组通道数目小于分析滤波器组（2302）的通道数目。该装置进一步包含一另一分析滤波器组（2307），用于从该音频中间信号（2306）产生多个第二子频带信号（2308），其中该另一分析滤波器组具有的通道数目不同于合成滤波器组（2304）的通道数目，使得该多个第二子频带信号（2308）的一子频带信号的采样率不同于该多个第一子频带信号（2303）的一第一子频带信号的采样率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及音频源编码系统，该系统利用一用于高频重建(HFR)的谐波移调方法，且涉及数字效果处理器，例如所谓的激励器，其中谐波失真的产生增加了经处理的信号的亮度，并且涉及时间展宽器，其中信号的持续时间被延长同时维持原始的频谱内容。
技术介绍
在PCT WO 98/57436中，移调的概念被建立作为一种从一音频信号的一低频带再产生一高频带的方法。通过在音频编码中使用该概念可以获得位率的大量节约。在一基于HFR的音频编码系统中，被一核心波形编码器处理一低带宽信号，且利用对描述解码器侧的目标频谱形状的极低位率进行移调及添加旁侧信息来再生较高频率。对于低位率，在核心编码信号的带宽窄的情况下，再生一具有感知愉悦特性的高频带变得越来越重要。在PCTWO 98/57436中定义的谐波移调在具有低交叉频率的情形中对复杂音乐材料执行得很好。谐波移调的原理是一具有频率ω的正弦曲线映射到一具有频率Τω的正弦曲线，其中T >I是一定义移调阶的整数。与此相比，基于单边带调制(SSB)为的HFR方法将一具有频率ω的正弦曲线映射到一具有频率ω+Λ ω的频率的正弦曲线，其中Λ ω是一固定频移。假设一核心信号具有低带宽，SSB移调可能导致产生一不协和的振铃伪差。为了达到尽可能好的音频质量，最新的高质量谐波HFR方法使用复杂的调制滤波器组，例如短时间傅立叶变换(STFT)，以高频分辨率以及一高度过采样来达到期望的音频质量。需要精细分辨率来避免因非线性处理正弦曲线总和所引起的不想要互调制失真。在足够高频分辨率的情况下，即窄的子频带，高质量方法目的在于使每一子频带中具有一正弦曲线极大点。需要时间上的高度过采样以避免混叠型失真，且需要频率上的一定程度过采样以避免瞬时信号的预回声。明显的不足在于计算的复杂度会变高。基于子频带区块的谐波移调是用于抑制互调制产物的另一 HFR方法，在此情况下，采用一具有较粗频率分辨率及一低程度过采样的滤波器组，例如一多通道QMF组。在该方法中，一复子频带样本的时间区块被一普通整相器处理而数个调整试样的叠加形成一输出子频带样本。这具有抑制互调制产物的净效应，否则在输入子频带信号由数个正弦曲线组成时该互调制产物将会出现。基于以区块为基础的子频带处理的移调在计算复杂度上比高质量移调器低很多且对许多信号取得几乎相同的质量。然而，复杂度仍然远高于普通基于SSB的HFR方法，这是因为在一典型的HFR应用中需要多个分析滤波器组，各个滤波器组处理不同移调阶T的信号，以合成需要的带宽。此外，一通常的方式是使输入信号的采样率适配一具有固定大小的分析滤波器组，尽管滤波器组处理不同移调阶的信号。同时，也属常见的是对输入信号使用带通滤波器以获得经由不同移调阶处理、具有非重叠功率谱密度的输出信号。音频信号的存储或传输时常受到严格的位率限制。在过去，当只有一非常低的位率可利用时，编码器被迫大幅减少传输的音频带宽。现代音频编解码器现在能通过使用带宽扩展(BWE)方法编码带宽信号。这些算法依赖高频成分(HF)的一参数表示，该高频成分是通过移调至HF频谱区域中(「修补」)且应用一参数驱动后处理从解码信号的低频部分(LF)生成。LF部分通过任何音频或语音编码器编码。举例而言，在中描述的带宽扩展方法依赖单边带调制(SSB)，通常也称为「复制」方法，以产生多个HF补丁。近来，一种使用用于产生不同补丁的相位声码器组的新算法已经被提出(参见图20)。此一方法已被开发用来避免听觉粗糙，听觉粗糙通常在经过SSB带宽扩展的信号上观察到。然而，因为BWE算法在一编解码器链的解码器侧执行，所以计算的复杂度是一严重问题。最先进的方法，尤其是基于相位声码器的HBE，与基于SSB方法相比，是以一大大增加的计算复杂度为代价之下得到的。如同以上概略说明，现有的带宽扩展方案对一给定的信号区块仅应用一次修补方法，它是基于SSB的修补或基于HBE声码器的修补。另外，现代的音频编解码器提供基于时间区块在可选择的修补方案之间全局切换修补方法的可能性。SSB复制形成补丁将不必要的粗糙度引入音频信号，但是计算简单并且保留了瞬态的时间包络。此外，计算复杂度显著地增加而超过计算非常简单的SSB复制方法。·
技术实现思路
在论及复杂度减少时，采样率具有特殊的重要性。这是由于一高采样率意味着高复杂度，且一低采样率由于所需要的操作数目减少而通常意味着具有低复杂度。然而，另一方面，在带宽扩展应用的情形尤其如此而使得核心编码器输出信号的采样率将典型地低到使得对一全带宽信号的采样率过低。以不同方式陈述，当解码器输出信号的采样率例如是2或者2. 5乘以核心编码器输出信号的最大频率时，则一例如因子为2的带宽扩展意味着需要一上采样操作，使得带宽扩展采样信号的采样率高到使采样能「涵盖」另外产生的高频成分。另外，诸如分析滤波器组和合成滤波器组的滤波器组，负责相当大量的处理操作。因此，滤波器组的大小，即滤波器组是一 32通道滤波器组、一 64通道滤波器组还是甚至更高数目的滤波器组将显著地影响音频处理算法的复杂度。通常可以说，一高数目的滤波器组通道需要较多的处理操作，且因而比数目较少的滤波器组通道复杂度高。有鉴于此，在带宽扩展应用以及还在不同的采样率是一关键的其它音频处理应用(诸如在类似声码器的应用或任何其它音频效果应用)中，在复杂度与采样率或音频带宽之间具有一特定的互相依存性，意指当为特定的操作选择错误的工具或者算法时，上采样或子频带滤波的操作能在正面意义上未特别影响音频质量之前大幅增加复杂度。本专利技术的一目的是提供一改进的音频处理概念，该一音频处理概念一方面容许低复杂度处理，另一方面得到一良好音频质量。此一目的通过根据权利要求I或18所述的一种处理一输入音频信号的装置，或通过根据权利要求20或21所述的一种处理一输入音频信号的方法，或根据权利要求22所述的一种计算机程序来实现。本专利技术的实施方式依赖分析和/或合成滤波器组的特定级联布局来在不牺牲音频质量之下获得低复杂度重采样。在一实施方式中，处理一输入音频信号的装置包含一合成滤波器组，用以从输入音频信号合成一音频中间信号，其中该输入音频信号是以由一在处理方向上置于合成滤波器之前的分析滤波器组所产生的多个第一子频带信号表示，其中该合成滤波器组的滤波器组通道数目小于该分析滤波器组的通道数目。中间信号进一步由用于从该音频中间信号产生多个第二子频带信号的另一分析滤波器组处理，其中该另一分析滤波器组的通道数目不同于该合成滤波器组的通道数目，使得该多个子频带信号中的子频带信号的采样率不同于由该分析滤波器组所产生的多个第一子频带信号中第一子频带信号的采样率。一合成滤波器组与一随后连接的另一分析滤波器组的级联提供一采样率转换，且另外提供已输入合成滤波器组的原始音频输入信号的带宽部分至基带的调制。现在提取自原始输入音频信号的该时间中间信号目前优选表示成调制至基带的一临界采样信号，该原始输入音频信号例如可为一带宽扩展方案的一核心解码器的输出信号，且已发现该表示(即，该重采样输出信号)当被另一分析滤波器组处理以获得一子频带表示时，容许进一步处理操作的低复杂度处理，该进一步处理操作可能会或可能不会发生，且该进一步处理操作例如是与带宽扩展相关的处理操作，诸如非线性子频带操作之后的高频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯·维莱蒙斯，佩尔·埃克斯特兰德，萨沙·迪施，福雷德里克·纳格尔，斯特凡·维尔德，
申请(专利权)人：弗兰霍菲尔运输应用研究公司，杜比AB国际公司，
类型：
国别省市：