[发明专利]音频信号插补方法及装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及音频信号插补方法以及装置，尤其涉及适于通过向其中省略了一些频谱成分的音频信号中插补省略了的频谱成分以改善声音质量的音频信号插补方法和装置。

背景技术

近年来，通过互联网对音乐进行数字发行的服务正在快速普及。通常，在该音乐发行服务中，一般使用诸如AAC(高级音频编码)或者MP3(MPEG1音频层3)的音频编码技术来执行音频信号的压缩和发行。

上述AAC或者MP3的音频编码技术的特征在于，根据人类的主观感受，通过省略对于听觉来说不重要的频谱成分来压缩音频信号。图1A示出了编码前的频谱，而图1B示出了编码后的频谱。假设省略了由图1B中的虚线指出的频谱成分。

在本说明书中，如图1A和1B所示，由各频率的波幅电平表达的全部音频信号被称之为频谱，并且各频率的波幅电平被称为频谱成分。

基于帧执行频谱成分的省略，并且对于每一帧单独确定省略哪些频谱成分，所述帧为针对多个采样的音频信号的集合。

例如，在时刻t的某帧的编码频谱中没有省略图2A的虚线指出的频谱成分，而在时刻t+1的该帧的编码频谱中省略了图2B的虚线指出的频谱成分。因此可能发生频谱成分剧烈移动的现象。

由于人类的听觉对于频谱成分的移动是非常敏感的，因此频谱成分的移动导致人类听觉产生不协调的感觉。并且导致声音质量变差。为了防止由于频谱成分的省略导致的声音质量变差，需要提供一种对省略了的频谱成分进行适当插补的方法。

例如，日本专利第3576936号公开了一种对省略的频谱成分进行插补的方法。在日本专利第3576936号的方法中，将不存在某一频谱成分的频带确定为要被插补的频带。然后采用在其前帧或者后帧中等效于该确定出的频带的相应频带的频谱成分或者临近该确定出的频带的低频侧频带的频谱成分插补该确定的频带。

图3A示出了插补前的频谱而图3B示出了采用临近该确定出的频带的低频侧频带的频谱成分插补该确定出的频带的方法。

在上述传统的方法中，通过将不存在某一频谱成分的频带确定为要被插补的频带而执行该插补。但是，可能存在两种不存在某一频谱成分的频带：其中由于编码而省略了该频谱成分的省略频带；以及一开始就不存在该频谱成分的空白频带。尽管该省略的频带是应该被插补频谱成分的频带，但是空白频带是不准插补频谱成分的频带。

然而，在上述传统方法的情况，省略频带和空白频带均将被插补。因此，会出现由于对于起初不存在频谱成分的空白频带执行了不必要的插补而导致声音质量变差的问题。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种可以消除上述问题的改进型音频信号插补方法和装置。

根据本发明的一方面，提供了一种适于正确确定应该被插补的频带并防止由于执行了不必要的插补而导致声音质量下降的音频信号插补方法和装置。

在解决或者缓解一个或者更多个上述问题的本发明的实施方式中，本发明提供了一种音频信号插补方法，该方法包括：确定频谱改变(spectral movement)，所述频谱改变表示输入音频信号的当前帧的频谱和存储在频谱存储单元中的所述输入音频信号的前一帧的频谱之间的各频谱成分的差值；通过采用当前帧的频谱和频谱改变确定要被插补的频带；以及通过采用当前帧的频谱或者前一帧的频谱对当前帧的频带中的频谱成分执行插补操作。

在解决或者缓解一个或者更多个上述问题的本发明的实施方式中，本发明提供了一种音频信号插补装置，该装置包括：频谱改变计算单元，用于确定频谱改变，所述频谱改变表示输入音频信号的当前帧的频谱和存储在频谱存储单元中的所述输入音频信号的前一帧的频谱之间的各频谱成分的差值；插补频带确定单元，通过采用当前帧的频谱和频谱改变确定要插补的频带；以及频谱插补单元，通过采用当前帧的频谱或者前一帧的频谱对当前帧的频带中的频谱成分执行插补操作。

根据本发明的实施方式，可以正确地确定要被插补的频带，并且不会执行不必要的插补，从而防止了声音质量的下降。

根据本发明的实施方式，可以正确地确定要被插补的频带，并且可以防止由于执行了不必要的插补而导致的声音质量下降。

附图说明

结合附图，通过如下详细描述将使本发明的其他目的、特征和优点更加显而易见。

图1A和图1B是用于说明频谱成分省略的示图；

图2A和图2B是用于说明频谱成分省略的示图；

图3A和图3B是用于说明频谱成分插补的示图；

图4是表示在本发明的实施方式中音频信号插补装置的组成的方框图；