[发明专利]音频弦波检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号处理领域，更具体地涉及一种音频弦波检测方法和装置。

背景技术

一般来说，音频信号是指频率在20Hz～20kHz的声音信号。人们日常生活中听到的各种声音信号都是连续信号，它不仅在时间上连续，而且在幅度上也连续。这种处于连续信号状态的声音信号被称为模拟音频信号。模拟音频信号只能用磁带或胶木唱片来存储。这种存储方式有很多弊端，例如易损、占地大、成本高、难以重复利用等。更重要的是，这种存储方式难以实现声音信号的长期保存，且难以查找和共享声音信号。

随着计算机技术的发展，高速宽带计算机网络以及大容量数据存储系统给声音信号的网络化存储、查询、共享、和交流提供了可能。由于计算机只能对二进制数据进行处理，所以在使用计算机对声音信号进行处理之前必须通过包括采样、量化等处理的模数转换(A/D)过程将模拟音频信号转换为数字音频信号。

数字音频信号的质量主要取决于采样率和量化因子这两个参数。为了使用数字音频信号恢复得到尽可能逼真的声音，在通过模数转换过程获取数字音频信号的过程中，需要采用尽可能大的采样率和量化因子。然而，大采样率和量化因子会导致数字音频信号的数据量巨大，从而导致存储数字音频信号所需的存储容量以及传输数字音频信号所需的信道带宽很大。

数字音频信号的出现是为了满足对声音信号的存储、查询、共享、和交流等需求，但是数字音频信号的巨大数据量给计算机网络的存储容量和传输带宽带来了巨大压力。所以，需要对数字音频信号进行压缩编码。

目前，存在诸如MP3、音视频编码标准(AVS)、无损音频编码(FLAC)、高级音频编码(AAC)之类的多种音频压缩编码算法。在这些音频压缩编码算法中，都是以帧为单位来实现对于数字视频信号的压缩编码的。

在利用上述音频压缩编码算法对数字音频信号(下面，为了简单，将数字音频信号简称为音频信号)进行编码的过程中，在对当前待编码的音频帧进行压缩编码之前通常需要判断该音频帧是否为包括一个或多个弦波的弦波帧。这里的弦波帧可以是仅包括正弦波的弦波帧、仅包括余弦波的弦波帧、或者既包括正弦波也包括余弦波的弦波帧。如果当前待编码的音频帧为弦波帧，则在压缩编码过程中需要对该音频帧进行特殊处理，以提高编码效率。

为了快速判断音频帧是否为弦波帧，需要一种适合音频压缩编码算法的高效弦波检测方法。弦波检测被广泛应用在各行各业，也存在很多弦波检测方法，其中应用最广泛的是在频域实现的弦波检测方法。通常，在对当前待编码的音频帧进行弦波检测之前时，需要首先对音频信号进行诸如快速傅里叶变换(FFT)之类的时频变换，以将音频信号从时域变换到频域。但是，FFT变换等常见的时频变换需要巨大的计算量，如果直接将诸如FFT变换之类的时频变换应用在音频压缩编码算法中，必定会极大的增加音频压缩编码算法的运算复杂度。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种新颖的音频弦波检测方法和装置。

根据本发明实施例的音频弦波检测方法用于检测待编码的音频帧是否为弦波帧，并且包括：在音频帧中检测符合预定条件的信号波；如果通过预定数目的检测循环检测到了符合预定条件的信号波，则判断音频帧是弦波帧；如果通过预定数目的检测循环没有检测到符合预定条件的信号波，则判断音频帧不是弦波帧。

根据本发明实施例的音频弦波检测装置用于检测待编码的音频帧是否为弦波帧，并且包括：信号波检测单元，用于在音频帧中检测符合预定条件的信号波；弦波帧判断单元，用于在信号波检测单元通过预定数目的检测循环检测到了符合预定条件的信号波的情况下判断音频帧是弦波帧，并且在信号波检测单元通过预定数目的检测循环没有检测到符合预定条件的信号波的情况下判断音频帧不是弦波帧。

通过本发明，无需复杂处理，即可迅速判断出一个音频帧是否为弦波帧，从而可以加快音频压缩编码算法的处理速度。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。