本申请涉及音频信号的HFR（高频重建/再生）。具体地，本申请涉及一种用于执行音频信号的HFR的方法和系统，该音频信号跨越用于重建音频信号的高频的低频范围具有大的能量水平变化。描述了一种被配置成从多个低频子带信号生成覆盖高频区间的多个高频子带信号的系统。该系统包括用于接收多个低频子带信号的装置；用于接收目标能量集合的装置，每个目标能量覆盖高频区间中的不同的目标区间并且表示位于目标区间内的一个或更多个高频子带信号的期望能量；用于根据多个低频子带信号以及分别与多个低频子带信号相关联的多个谱增益系数生成多个高频子带信号的装置；以及用于使用目标能量集合调整多个高频子带信号的能量的装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高频重建期间的音频信号处理
本申请涉及音频信号的HFR (高频重建/再生)。具体地,本申请涉及一种用于执行音频信号的HFR的方法和系统，该音频信号跨越用于重建音频信号的高频的低频范围具有能量水平的大的变化。
技术介绍
诸如谱带复制(SBR)技术的HFR技术允许显著提高传统的感知音频编解码器的编码效率。HFR与MPEG-4高级音频编码(AAC)相结合形成了极为高效的音频编解码器，其已用在XM卫星广播系统和世界数字广播联盟中，并且还在3GPP、DVD论坛等中被标准化。AAC和SBR的组合被称为aacPlus。aacPlus是MPEG-4标准的一部分，在MPEG-4标准中aacPlus被称为高效AAC简档(HE-AAC)。通常，HFR技术可以通过向后和向前兼容的方式与任何感知音频编解码器组合，因此提供了升级已建立的如Eureka DAB系统中使用的MPEG Layer-2的广播系统的可能。HFR方法还可以与语音编解码器组合以允许超低位率的宽带语音。HFR的基本思想在于如下观测结果:信号的高频范围的特性和同一信号的低频范围的特性之间通常存在强相关性。因此，通过从低频范围到高频范围的信号变调(transposition)可以实现对信号的原始输入高频范围的表示的良好近似。在通过引用合并于此的W098/57436中建立了这一变调概念，作为一种用于从音频信号的低频带重建高频带的方法。通过在音频编码和/或语音编码中使用这一概念，可以获得位率的显著节约。在下文中，将参考音频编码，但是应注意，所描述的方法和系统同样适用于语音编码以及统一语音和音频编码(USAC)。使用滤波器组或可选的变换，可以在时域或频域中执行高频重建。该处理通常牵涉若干步骤，其中两个主要操作是首先创建高频激励信号，以及随后对高频激励信号构形以近似原始高频谱的谱包络。创建高频激励信号的步骤可以例如基于单边带调制(SSB)，其中具有频率ω的正弦波被映射到具有频率ω + Λ ω的正弦波，其中Λ ω是固定频移。换言之，通过低频子带到高频子带的“上复制(copy-up)”操作，可以从低频信号生成高频信号。创建高频激励信号的另一方法可以牵涉低频子带的谐波变调。T阶的谐波变调典型地被设计为将低频信号的频率为ω的正弦波映射到高频信号的具有频率Τω (其中Τ>1)的正弦波。HFR技术可以用作源编码系统的一部分，其中用于引导HFR处理的分类控制信息连同窄带/低频信号的表示一起从编码器传送到解码器。对于其中不可以传送额外的控制信号的系统，可以利用根据解码器侧的可用信息估计的适当的控制数据，在解码器侧应用该处理。高频激励信号的前述包络调整的目的在于实现模拟原始高带谱形的谱形。为此，必须修改高频信号的谱形。换言之，将应用于高带的调整是现有谱包络和期望的目标谱包络的函数。对于在频域中操作的系统，例如在伪QMF滤波器组中实现的HFR系统，由于借助于组合来自源频率范围的若干贡献来创建高带信号会将人工谱包络引入到将进行包络调整的高带中，因此现有技术方法在这一点上不是最优的。换言之，在HFR处理期间从低频信号生成的高带或高频信号典型地呈现人工谱包络(典型地包括谱中断)。这给谱包络调整器造成了困难，因为调整器不仅必须有能力以适当的时间和频率分辨率应用期望的谱包络，而且调整器还必须能够清除由HFR信号生成器人工引入的谱特性。这给包络调整器的设计约束造成了困难。结果，这些困难往往导致感知的高频能量损失，以及高带信号中的谱形的可听中断，特别是对于语音类型的信号。换言之，传统的HFR信号生成器往往将中断和水平变化引入达到在低带范围中具有大的水平变化的信号(例如撕撕声)的高带信号中。当随后包络调整器暴露于该高带信号时，包络调整器不能合理地和一致地从低带信号的任何自然谱特征中分离新引入的中断。本文描述了针对前述问题的解决方案，其导致了提高的感知音频质量。具体地，本文描述了对从低带信号生成高带信号的问题的解决方案，其中有效地调整高带信号的谱包络以在不引入不合需要的人工产物的情况下模拟高带中的原始谱包络。
技术实现思路
本文提出了作为高频重建信号生成的一部分的附加的校正步骤。作为该附加的校正步骤的结果，提高了高频分量或高带信号的音频质量。该附加的校正步骤可以应用于使用高频重建技术的所有源编码系统，以及目的在于重建音频信号的高频的任何单端后处理方法或系统。根据一个方面，描述了一种被配置成生成覆盖高频区间的多个高频子带信号的系统。该系统可以被配置成从多个低频子带信号生成多个高频子带信号。多个低频子带信号可以是低带或窄带音频信号的子带信号，可以使用分析滤波器组或变换来确定它们。特别地，可以使用分析QMF (正交镜像滤波器)滤波器组或FFT (快速傅立叶变换)从低带时域信号确定多个低频子带信号。多个生成的高频子带信号可以对应于从其得到多个低频子带信号的原始音频信号的高频子带信号的近似。特别地，多个低频子带信号和多个(重新)生成的高频子带信号可以对应于QMF滤波器组和/或FFT变换的子带。该系统可以包括用于接收多个低频子带信号的装置。这样，该系统可以设置在从低带信号生成多个低频子带信号的分析滤波器组或变换的下游。低带信号可以是已在核心解码器中从接收到的位流解码的音频信号。位流可以存储在例如致密盘或DVD的存储介质上，或者位流可以通过例如光学或无线传送介质的传送介质在解码器处被接收。该系统可以包括用于接收目标能量集合的装置，目标能量也可以称为尺度因子(scalefactor)能量。每个目标能量可以覆盖高频区间中的不同的目标区间，该目标区间也可以称为尺度因子带。典型地，与目标能量集合对应的目标区间集合覆盖整个高频区间。目标能量集合的目标能量通常表示位于相应的目标区间内的一个或更多个高频子带信号的期望能量。特别地，目标能量可以对应于位于相应的目标区间内的一个或多个高频子带信号的平均期望能量。目标区间的目标能量典型地得自目标区间内的原始音频信号的高带信号的能量。换言之，目标能量集合典型地描述原始音频信号的高带部分的谱包络。该系统可以包括用于从多个低频子带信号生成多个高频子带信号的装置。为此目的，用于生成多个高频子带信号的装置可以被配置成执行多个低频子带信号的上复制变调和/或执行多个低频子带信号的谐波变调。此外，用于生成多个高频子带信号的装置可以在多个高频子带信号的生成处理期间考虑多个谱增益系数。多个谱增益系数可以分别与多个低频子带信号相关联。换言之，多个低频子带信号中的每个低频子带信号可以具有来自多个谱增益系数的相应的谱增益系数。来自多个谱增益系数的谱增益系数可以被应用于相应的低频子带信号。多个谱增益系数可以与多个低频子带信号中的各个低频子带信号的能量相关联。特别地，每个谱增益系数可以与其相应的低频子带信号的能量相关联。在一个实施例中，基于相应的低频子带信号的能量确定谱增益系数。为此目的，可以基于多个低频子带信号的多个能量值确定依赖频率的曲线。在该情况下，用于确定多个增益系数的方法可以依赖于根据多个低频子带信号的能量的(例如对数)表示而确定的依赖频率的曲线。换言之，多个谱增益系数可以得自拟合到多个低频子带信号的能量的依赖频率的曲线。特别地，依赖频率的曲线可以是预定阶/次的多项式。替选地或额外地，依赖频率的曲线本文档来自技高网...
【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：克里斯托弗·薛林，
申请(专利权)人：杜比国际公司，
类型：
国别省市：
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