[发明专利]用于带宽延伸语音预测激励信号的抗稀疏滤波的方法和设备

说明书

本申请案主张2005年4月1日申请的题为“CODING THE HIGH-FREQUENCYBAND OF WIDEBAND SPEECH”的第60/667,901号美国临时专利申请案的权益。本申请案还主张2005年4月22日申请的题为“PARAMETER CODING IN A HIGH-BANDSPEECH CODER”的第60/673,965号美国临时专利申请案的权益。

技术领域

本发明涉及信号处理。

背景技术

公共交换电话网络(PSTN)上的语音通信的带宽传统上限于300-3400kHz的频率范围。用于语音通信(例如蜂窝式电话和IP语音(因特网协议，VoIP))的新的网络可能不具有相同的带宽限制，且可能需要在此类网络上发射和接收包含宽频带频率范围的语音通信。举例来说，可能需要支持向下延伸到50Hz和/或一直到7或8kHz的音频频率范围。还可能需要支持可能具有在传统PSTN限制以外的范围内的音频语音内容的其它应用，例如高质量音频或音频/视频会议。

语音编码器所支持的范围向较高频率的延伸可改进清晰度。举例来说，区分例如“s”与“f”的摩擦音的信息主要处于高频率。高频带延伸还可改进语音的其它质量，例如存在率。举例来说，甚至浊元音也可具有远远高于PSTN限制的频谱能量。

宽频带语音编码的一种方法涉及缩放窄频带语音编码技术(例如，经配置以编码0-4kHz的范围的技术)以覆盖宽频带频谱。举例来说，语音信号可以较高速率取样以包含处于高频率的分量，且窄频带编码技术可重新配置以使用更多滤波系数来表示此宽频带信号。然而，例如CELP(密码本激励线性预测)的窄频带编码技术计算量较大，而宽频带CELP编码器可能消耗过多处理循环，以至于对于许多移动和其它嵌入式应用而言不现实。使用这种技术将宽频带信号的整个频谱编码为所需质量还可能导致带宽大大增加而令人无法接受。此外，甚至在此经编码信号的窄频带部分可传输到仅支持窄频带编码的系统中和/或由所述系统解码之前，将需要对所述经编码信号进行代码转换。

宽频带语音编码的另一种方法涉及从经编码窄频带频谱包络外推高频带频谱包络。虽然这种方法可在不增加带宽且不需要代码转换的情况下实施，但通常无法从窄频带部分的频谱包络中精确地预测出语音信号的高频带部分的粗略频谱包络或共振峰结构。

可能需要实施宽频带语音编码，使得至少经编码信号的窄频带部分可通过窄频带信道(例如，PSTN信道)发送，而不进行代码转换或其它显著修改。还可能需要宽频带编码延伸有效率，以便(例如)避免在例如无线蜂窝式电话以及有线和无线信道上的广播的应用中可能接受服务的用户的数目显著减少。

发明内容

在一个实施例中，一种产生高频带激励信号的方法包含：通过延伸基于经编码低频带激励信号的信号的频谱来产生频谱延伸信号；以及对基于所述经编码低频带激励信号的信号执行抗稀疏滤波。在此方法中，所述高频带激励信号基于所述频谱延伸信号，且所述高频带激励信号基于执行抗稀疏滤波的结果。

在另一实施例中，一种设备包含：频谱延伸器，其经配置以通过延伸基于经编码低频带激励信号的信号的频谱来产生频谱延伸信号；以及抗稀疏滤波器，其经配置以对基于所述经编码低频带激励信号的信号进行滤波。在此设备中，所述高频带激励信号基于所述频谱延伸信号，且所述高频带激励信号基于所述抗稀疏滤波器的输出。

在另一实施例中，一种设备包含：用于通过延伸基于经编码低频带激励信号的信号的频谱来产生频谱延伸信号的装置；以及抗稀疏滤波器，其经配置以对基于所述经编码低频带激励信号的信号进行滤波。在此设备中，所述高频带激励信号基于所述频谱延伸信号，且所述高频带激励信号基于所述抗稀疏滤波器的输出。

附图说明

图1a展示根据一实施例的宽频带语音编码器A100的方块图。

图1b展示宽频带语音编码器A100的实施方案A102的方块图。

图2a展示根据一实施例的宽频带语音解码器B100的方块图。

图2b展示宽频带语音编码器B100的实施方案B102的方块图。

图3a展示滤波器组A110的实施方案A112的方块图。

图3b展示滤波器组B120的实施方案B122的方块图。

图4a展示滤波器组A110的一个实例的低和高频带的带宽覆盖。

图4b展示滤波器组A110的另一实例的低和高频带的带宽覆盖。

图4c展示滤波器组A112的实施方案A114的方块图。

图4d展示滤波器组B122的实施方案B124的方块图。