[发明专利]噪声合成

说明书

技术领域

本发明涉及噪声合成。具体来说，本发明涉及用于噪声合成的 装置和方法，所述噪声合成与采样率基本无关。

背景技术

在声音合成器和(参数)解码器中必须合成噪声。这可以通过 应用一组参数来生成随机噪声并对其整形来实现，所述参数可以包括 但不限于一个或多个增益参数、时间包络参数和频谱包络参数。由随 机噪声发生器生成的噪声样本可以通过时间整形单元和/或频谱整形 单元进行处理，其中时间整形单元和频谱整形单元分别用于对噪声信 号的时间包络和频谱包络进行整形。

频谱整形单元通常包括整形滤波器，该整形滤波器的滤波器系 数是针对特定的采样频率例如44.1kHz(CD采样频率)而确定的。 然而，由于实际上会使用各种数据存储格式，其中很多数据存储格式 具有其自己的采样频率(例如16.0kHz或48.0kHz)，因此有必要 将声音信号从一种采样频率转换到另一种采样频率。为此提供了采样 率转换器。但是采样率转换器相对昂贵，会显著地为应用该转换器的 装置增加成本。另一种方案是，可以重新计算滤波器系数来匹配新的 采样频率。但重新计算滤波器系数较为复杂而且需要大量的处理。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有技术的上述及其它问题，并提供 用于生成噪声特别是经频谱整形后的噪声的装置和方法，该装置和方 法能够在各种采样频率下生成噪声而无需使用采样率转换器或者重 新计算滤波器系数。

因此，本发明提供了一种用于生成经频谱整形后的噪声的装置， 该装置包括滤波器单元，该滤波器单元用于应用代表频谱包络的滤波 器系数来对输入的噪声样本进行滤波处理，其中该滤波器系数是针对 在第一采样频率下使用的情况而确定的，并且在不同的第二采样频率 下应用相同的滤波器系数来重新生成经频谱整形后的噪声。

通过在不同的采样频率下应用该频谱包络滤波器，可以在不同 的采样频率下生成噪声而无需采样频率转换器。发明人发现，只要第 一采样频率和第二采样频率之差不太大，例如小于第一采样频率的 50％，则很有可能在不明显影响声音质量的情况下使频谱包络滤波器 在不同的频率下工作。因此，根据本发明，设计工作在16.0kHz下 的滤波器可以在22.0kHz下使用(+37.5％)。

如果期望与原始或第一采样频率偏离较多，则可以通过上采样 来有效地获得采样频率的倍频或者四倍频，从而提高噪声样本的数 量。可以通过在噪声样本之间插零以及实质上已知的后续滤波来进行 上采样。因此可以在上采样之后应用整形滤波器系数来进一步进行频 谱整形处理，从而降低混杂效应。

如上所述，在本发明中，当期望与原始采样频率偏离较小时不 使用上采样。

根据本发明的另一个重要方面，上述的两项技术可以合并起来 实现进一步的采样频率调整。如果(举例来说)设计用于16.0kHz 的滤波器在44.1kHz下使用，则本发明建议：(1)通过上采样使采 样率倍增至32.0kHz，然后(2)在44.1kHz下使用32.0kHz的噪 声样本。

根据本发明的装置可以进一步包括时间包络整形单元以及重叠 相加(overlap-and-add)单元。滤波器单元优选地包括诸如拉盖尔 (Laguerre)滤波器之类的频率卷绕(frequency-warped)滤波器。

本发明还提供一种消费电子装置，其包括如上所述的装置，如 移动电话装置或者便携音频装置，本发明还提供一种包括上述装置的 音频系统。

本发明还提供一种生成经频谱整形后的噪声的方法，该方法包 括如下步骤：

接收噪声样本，

应用代表频谱包络的滤波器系数对所接收的噪声样本进行滤波 处理，以及

输出滤波后的噪声样本，

其中所述滤波器系数是针对在第一采样频率下使用的情况确定 的，并且在不同的第二采样频率下应用相同的滤波器系数来重新生成 频谱整形后的噪声。

可以通过上采样来增加噪声样本的数量，并且在上采样之后可 以应用整形滤波器系数来进一步进行频谱整形，优选的是低通滤波。 但是样本的数量也可以保持恒定。

本发明还提供了用于执行上述方法的计算机程序产品。计算机 程序产品可以包括一组存储在诸如CD或DVD之类的数据载体上的计 算机可执行指令。允许可编程计算机实现如上所述方法的该组计算机 可执行指令，也可以通过例如互联网从远程服务器下载获得。