[发明专利]用于音频信号带宽扩展的设备和方法

权利要求书

1.一种用于音频信号的带宽扩展的设备，包括：

信号扩展器(102)，用于使用大于1的扩展因子产生所述音频信号的、作为在时间上扩展的时间信号的版本；

抽取器(105)，用于使用与所述扩展因子相匹配的抽取因子来对所述音频信号的时间扩展的版本(103)进行抽取；

滤波器(107、109)，用于从所抽取的音频信号(106)中提取包含所述音频信号(100)中未包含的频率范围的畸变信号，或在信号扩展器(102)进行扩展之前从所述音频信号中提取信号，所述信号包含扩展和抽取之后的音频信号(106)中未包含的频率范围，其中所述畸变信号(108)被畸变为使得所述畸变信号(108)、所抽取的音频信号或组合信号包括预定包络，以及

组合器(111)，用于将畸变信号或未畸变信号与所述音频信号(100)进行组合，以获得带宽扩展的音频信号(112)。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述信号扩展器被实现为使用大于1的整数扩展因子，

所述抽取器(105)被实现为使用等于扩展因子或扩展因子的倒数的抽取因子；以及

所述滤波器(107)被实现为提取带通信号，使得所述带通信号包括由所述信号扩展器和所述抽取器通过扩展和抽取而重新产生的频率范围。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述信号扩展器(102)被实现为对所述音频信号(100)进行扩展，使得所述音频信号的音高不改变。

4.如前述权利要求之一所述的设备，其中，所述信号扩展器(102)被实现为对所述音频信号进行扩展，使得所述音频信号的持续时间增加，并使得扩展的音频信号的带宽等于所述音频信号的带宽。

5.如前述权利要求之一所述的设备，其中，所述信号扩展器(102)包括相位声码器(202a、202b、202c)。

6.如权利要求5所述的设备，其中，以滤波器组或傅立叶变换器的实现方式来实现所述相位声码器。

7.如前述权利要求之一所述的设备，其中，所述信号扩展器(102)被实现为以2为因子来扩展信号，以获得第一扩展信号，

还存在另一信号扩展器(202b)，被实现为以3为因子来扩展信号，以获得第二扩展信号，

所述抽取器(105)被实现为以2为因子来对第一扩展信号进行抽取，

还存在另一抽取器(205b)，被实现为以3为因子来对第二扩展信号进行抽取，

所述滤波器(107)被实现为滤除第一抽取器输出的信号中新产生的频带，或在扩展之前执行滤波，

还存在第二带通滤波器(207b)，用于从第二抽取信号中提取相对于第一抽取信号而言新的频带，或在扩展之前执行滤波，以及

存在另一组合器(209)，用于将所提取的信号相加，或将畸变后的所提取的信号相加。

8.如权利要求7所述的设备，其中，还存在由另一相位声码器(202c)、下游抽取器(205c)和下游带通滤波器(207c)组成的另一组，这一组被设置为扩展因子(k)，以产生向加法器(209)提供的另一带通信号。

9.如前述权利要求之一所述的设备，其中，

所述信号扩展器(102)被实现为输出时间信号作为采样序列，所述采样序列具有所述音频信号(100)的完整带宽，以及

所述抽取器(105)被实现为获得所述采样序列作为输入信号，并对所述输入信号进行抽取。

10.如前述权利要求之一所述的设备，其中，畸变器(109)被实现为基于传送的参数(173)来执行畸变。

11.如前述权利要求之一所述的设备，还包括：

瞬变检测器(250)，被实现为，当检测到音频信号中的瞬变部分时，控制信号扩展器(102)或抽取器(105)执行(260)用于产生较高频谱部分的替代方式。

12.如前述权利要求之一所述的设备，还包括：

音调/噪声校正模块(109a)，被实现为对带通信号或畸变的带通信号的音调或噪声进行处理。