[发明专利]用于音频编解码中的响度和锐度补偿的方法和设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及音频编解码，更具体地，涉及执行或支持对音频编码中的响度和锐度限制的补偿的带宽扩展方案。

背景技术

心理声学领域指的是对声音的感知的研究。这包括：人类如何听、他们的心理响应、以及音乐和声音对人类神经系统的心理影响。具体地，对于现代通信系统的开发，在新的数字音频技术的开发和现有技术的改进中，听觉系统如何处理音频激励的知识很重要。作为多媒体和广播服务中的基本组件的音频编解码器基于关于人类听觉系统的特性的知识来以低的比特率压缩音频信息，进行有效的传输和存储。另外，已经开发了用以模拟对音频质量的主观评估的客观的质量测量方案，其也很大程度上基于心理声学知识。

几乎所有现代音频编解码[1-5]都利用下述概念：仅编码和传送音频信号的部分信号频率分量，以及在解码器中重构音频信号的剩余频率。通常，仅传送信号的低频带(LB)，随后借助所称的带宽扩展(BWE)来重构信号的高频带(HB)。在典型的BWE方案中，通过平移或翻转来自相邻频带的可用频率分量(通常是可用的LB)来扩展信号的频率内容。然而，由于重构信号中可以感知的某些伪音，以这种方式重构的信号不具有与原始音频信号的HB精确匹配的HB。为了最小化这些伪音的影响，在BWE方案中，通常将重构HB的增益保持为低于原始HB的增益，其导致重构信号具有修改的心理声学特性。其中最受影响的特性是对响度的感知和对锐度的感知。响度与信号强度或语音信号的声压有关。锐度与语音信号的频率上的能量分布有关，并且随着高频分量的相对增加而增大。当信号是带宽受限信号或应用了传统BWE方案时，感知的重构信号的响度和锐度与原始信号相比有所降低，这导致主观质量下降。

因此，需要能够提高感知的接收/解码信号的响度和锐度的方法和设备。

发明内容

本发明涉及改进的带宽扩展方案。

本发明的一个目的是提供用于改善感知的语音信号质量的方法和系统。

另一目的是能够改善感知的重构语音信号的响度和锐度。

一个特定目的是提供用于处理语音信号的编码器和解码器设备。

另一特定目的是提供用于处理语音信号的方法。

又一个特定目的是提供滤波器设备。

在改善限定在预定带宽内的重构语音信号的感知响度和锐度的第一方面，提供(S10)语音信号。随后，将语音信号至少划分成第一信号部分和第二信号部分，所述第一信号部分基于所述预定带宽的第一带宽部分，所述第二信号部分基于所述预定带宽的第二带宽部分。随后，调整第一信号部分，以至少加强第一带宽部分内的预定频率或频率间隔。最后，至少基于第一信号部分来重构第二信号部分，以及将调整后的第一信号部分与重构的第二信号部分进行组合以提供具有整体提高的感知响度和锐度的重构语音信号。

在本公开的第二方面，一种用于改善限定在预定带宽内的重构语音信号的感知响度和锐度的系统包括：配置为提供语音信号的装置。另外，在系统中提供了配置为将语音信号至少划分成第一信号部分和第二信号部分的装置，所述第一信号部分基于所述预定带宽的第一带宽部分，所述第二信号部分基于所述预定带宽的第二带宽部分。另外，在系统中提供了配置为调整第一信号部分以至少加强第一带宽部分内的预定频率或频率间隔的装置。最后，该系统包括配置为至少基于第一信号部分来重构第二信号部分的装置，以及配置为将调整后的第一信号部分与重构的第二信号部分进行组合以提供具有整体提高的感知响度和锐度的重构语音信号的装置。

在本公开的第三发明，一种在通信系统中用于处理限定在预定带宽内的语音信号的编码器设备包括配置为提供语音信号的装置。另外，该编码器设备包括配置为将语音信号至少划分成第一信号部分和第二信号部分的装置，所述第一信号部分基于所述预定带宽的第一带宽部分，所述第二信号部分基于所述预定带宽的第二带宽部分。另外，该编码器设备包括配置为调整第一信号部分以至少加强第一带宽部分内的预定频率或频率间隔的装置，以及配置为用于向另一节点至少传送调整后的第一信号部分的装置。