[发明专利]增强型音频解码器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年8月31日提交的序号为12/551,450的美国申请的优先权。

技术领域

本公开涉及对诸如利用高效高级音频编码(HE-AAC)方案所编码的音频数据之类的音频数据的解码，并且涉及对音频数据的解码的增强。

背景技术

音频编码用于以数量减少的数据(例如比特)来表示音频信号的内容，而同时保持音频信号的质量。可以对音频信号编码以减少重构音频信号(例如用于回放)所需要存储的数据量。此外，可以利用数量减少的带宽来传输音频信号的编码表示。这样，与未编码音频信号相比，可以更快地并且通过更低的带宽连接(例如通过网络)来传输经编码音频信号。

音频编解码器(编码器-解码器)可以执行音频压缩以减小音频文件的大小。编解码器可以采用所有音频信号数据都被保持在编码信号中的无损策略，或者一些原始音频信号数据无法从编码音频信号中取回的有损策略。高效高级音频编码(HE-AAC)是一种有损音频编码方案，其已被运动图像专家组(MPEG)采用来用于音频压缩和传输，包括流传输音频。

还开发了带宽扩展策略以用于对音频信号的编码。例如，谱带宽复制(SBR)是已被采用来与HE-AAC编码和解码一起使用的带宽扩展策略。SBR数据被编码器添加到音频数据流，并且可被用于解码的接收解码器从音频数据流中解析。例如，在HE-AAC编码中，音频信号的直到截止频率为止的低频部分(或者称“核心信号”)被编码。在编码器处从音频信号的可用高频部分来确定表示音频信号的高频部分(即，所有在截止频率以上的频率)的SBR数据。生成SBR数据以使得可以在解码器处基于低频部分来重构音频信号的高频部分。此外，生成SBR数据以使得音频信号的高频部分可被重构为在感觉上与原始高频部分尽可能相似。还可以合并音频信号的低频部分和重构的高频部分以产生经解码音频信号。

带宽扩展策略依赖于滤波器组(filter bank)在时域和频域之间来变换音频信号。例如，SBR使用正交镜像滤波器(Quadrature Mirror Filter，QMF)组将音频信号的频域表示变换成时域表示(反之亦然)。QMF组被设计成在不引入混叠失真的情况下工作。然而，因为QMF滤波器组对音频信号的整个频率范围进行合成，所以某种失真仍然可能被引入到信号的低频部分中。

发明内容

与音频信号的高频部分相关的失真可在解码期间被隔离。这样，与音频信号的高频部分相关的失真在解码期间不被引入到相应的低频部分(即核心信号)中。此外，可以实现对利用带宽扩展策略(例如SBR)所编码的音频信号进行解码的处理，以使得与当不存在高频分量时相比，音频信号的经解码低频部分不会具有更多失真。音频信号的频率范围因此可被扩展，例如超过人耳的正常操作范围，而不降低质量或者显著增大音频信号的大小或传输音频信号所需的带宽。

本发明的发明人认识到需要将在对音频信号的高频SBR部分的解码期间产生的失真(例如QMF失真)隔离。本发明的发明人还认识到需要通过将与HE-AAC解码器QMF合成滤波器组和QMF分析滤波器组相关联的系数替换为提供核心AAC信号的改进频域表示的系数，来减少失真。此外，还认识到需要允许在低功率和高功率解码选项之间进行选择。

本发明的发明人还认识到需要在对扩展了带宽的音频信号(例如HE-AAC信号)的低频部分的解码期间绕过滤波器组，例如QMF滤波器组。还认识到需要防止信号的低频部分变换到频域中并且在解码期间变换回时域中。此外，本发明的发明人认识到需要在将音频信号的低频部分和音频信号的高频部分相组合之前分别对它们进行滤波以减少向经解码音频信号的失真引入。因此，这里描述的技术和装置实现了用于利用编码方案来对高质量音频信号进行编码而不向核心音频信号引入另外的失真，其中所述编码方案采用带宽扩展策略，例如HE-AAC。

一般地，在一个方面中，该技术可被实现为包括：在音频解码器中接收与音频信号的核心部分相关联的核心音频数据以及与所述音频信号的扩展部分相关联的扩展数据；对所述核心音频数据进行解码，以生成具有时域表示的经解码核心音频信号；根据所述扩展数据和所述经解码核心音频信号来生成所述音频信号的重构扩展部分；利用高通滤波器对所述音频信号的重构扩展部分进行滤波，以生成重构输出信号；以及将所述经解码核心音频信号和所述重构输出信号相组合，以生成经解码输出信号。