一种用于使用高频部分的参数数据处理一音频信号以产生具有所述高频部分及一低频部分的一带宽扩展信号的装置，参数数据与高频部分的频带有关，所述装置包含：一补丁边界计算器（2302），用于计算一补丁边界，以使得所述补丁边界与所述频带中的频带边界一致。该装置还包括一补丁器（2312），用于使用所述音频信号（2300）及所述补丁边界产生一补丁信号。
【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 W098/57436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频带宽信号，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PCTW098/57436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频带宽，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、具有非重叠频谱密度的输出信号。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[1-12]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[1-4]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[15-17]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。尽管对许多音调信号为有利的，但称作“谐波带宽扩展”(HBE)的该方法容易发生包含在音频信号中的瞬时质量劣化[14]，原因在于在标准相位声码器算法中，不确定子频带之上的垂直一致性被保存，以及此外，必须地对变换(或可替换地，滤波器组)的时间区块进行相位重新计算。因此，对含有瞬时的信号部分需要特殊处理。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[1-4]或基于HBE声码器的修补[15-17]。另外，现代的音频编解码器[19-20]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。在采用HBE补丁的音频编解码器中，瞬时再生质量经常是不理想的。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。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，一高编号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。在带宽扩展的背景下，使用参数数据集合来执行频谱包络调整及对补丁操作(gp，从源范围(即，在带宽扩展处理器的输入端可利用的带宽扩展信号的低频带部分)提取一些数据并然后将该数据映射到高频范围的操作)所产生的信号执行其它处理。频谱包络调整可在将低频带信号实际上映射至高频范围之前，或在将源范围映射至高频范围之后进行。典型地，参数数据集合设置有某种频率分辨率，亦即，参数数据是指高频部分的频带。另一方面，从低频带至高频带频带的补丁 (亦即，使用哪个源范围来获得哪个目标或高频范围)是与分辨率无关的操作，其中参数数据集合关于频率而提供。在某种意义上，所传输的参数数据与实际上用作补丁算法的参数数据无关的事实是一项重要特征，原因在于这允许解码器侧具有高的灵活性，亦即当谈及带宽扩展处理器的实施时。此处，可使用不同补丁算法，但可以执行一个且相同的频谱包络调整。换言之，在带宽扩展应用中，高频重建处理器或频谱包络调整处理器不需要具有关于所应用的补丁算法的信息来执行频谱包络调整然而，该处理的缺点在于会出现频带间的不对准，对于此，由于一方面提供参数数据集合，另一方面提供补丁的频谱边界。具体地，在频谱能量于补丁边界附近剧烈变化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.09 US 61/312,1271.一种用于使用高频部分(102)的参数数据(2302)处理一音频信号以产生具有所述高频部分(102)及一低频部分(104)的一带宽扩展信号的装置，所述参数数据与所述高频部分(102)的频带(100，101)有关，所述装置包含一补丁边界计算器(2302)，用于计算一补丁边界(1001c，1002c，1002d，1003c， 1003b),以使得所述补丁边界与所述频带(100，101)的频带边界一致；及一补丁器(2312)，用于使用所述音频信号(2300)及所述补丁边界(1001c，1002c， 1002b, 1003c, 1003b)产生一补丁信号。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述补丁边界计算器(2302)被配置为使用与频带(101)的频带边界不一致的目标补丁边界(1001b，1002a，1002d，1003a)，及其中，所述补丁边界计算器(2302 )被配置为设定与所述目标补丁边界不同的所述补丁边界。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述补丁边界计算器(2302)被配置为对三个不同移调因子计算补丁边界，使得各补丁边界与所述高频部分的所述频带的一频带边界 (100，101) 一致，及其中，所述补丁器(2312)被配置为使用所述三个不同移调因子(2308)产生所述补丁信号，使得相邻补丁之间的边界与两相邻频带(100，101)之间的边界一致。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述补丁边界计算器(2302)被配置为计算所述补丁边界来作为与所述高频部分(102)相对应的一合成频率范围内的一频率边界(k),及其中，所述补丁器(2312)被配置为使用一移调因子及所述补丁边界来选择所述低频带部分(104)的一频率部分。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，进一步包含高频重建器(1030，2510)，用于使用所述参数数据(2302)来调整所述补丁信号 (2509)，所述高频重建器被配置为对一频带或一频带组，计算用来加权所述补丁信号 (2509)的相应频带或频带组的一增益因子。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述补丁边界计算器(2302)被配置为使用所述参数数据或其它配置输入数据来计算(2520)用于定义所述高频部分(102) 的所述频带的一频率表；使用至少一个移调因子来确定(2511) —目标合成补丁边界；在所述频率表中搜索(2524) —匹配频带；及选择(2525，2527)所述匹配频带作为所述补丁边界。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述补丁边界计算器被配置为在所述频率表中搜索在预定匹配范围内具有与所述目标频率边界一致的匹配边界的匹配频带；或搜索具有一频带边界最接近所述目标...
【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：
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