[发明专利]用于使用次频带时间平滑技术产生频率增强信号的装置及方法

说明书

本发明提供一种用于产生频率增强信号的装置，其包含：信号产生器，其用于从核心信号产生增强信号，该增强信号包含不包括在该核心信号中的增强频率范围，其中该增强信号或该核心信号的当前时间部分包含用于多个次频带的次频带信号；控制器，其用于针对该增强频率范围或该核心信号的该多个次频带信号计算相同平滑信息，且其中该信号产生器配置为用于使用该相同平滑信息使该增强频率范围或该核心信号的该多个次频带信号平滑。

技术领域

本发明基于音频编码，且详言的，基于诸如带宽扩展、频谱带复制或智能间隙填充的频率增强程序。

本发明尤其关于非导引式频率增强(non-guided frequency enhancement)程序，即，其中译码器侧在不具有边信息或仅具有最少量边信息的情况下操作。

背景技术

感知性音频编码译码器常常仅量化及编码音频信号的整个可感知频率范围的低通部分，尤其在以(相对)低比特率操作时。尽管此方法保证了经编码低频信号的可接受质量，但大多数接听者感知到作为质量降低的高通部分的遗漏。为了克服此问题，可通过带宽扩展方案来合成遗漏的高频部分。

目前最先进的编码译码器常常使用波形保持编码器(诸如，AAC)或参数编码器(诸如，语音编码器)以编码低频信号。这些编码器操作直至某一终止频率。此频率被称作交叉频率。低于该交叉频率的频率部分被称作低频带。借助于带宽扩展方案合成的高于交叉频率的信号被称作高频带。

带宽扩展通常借助于所传输信号(低频带)及额外边信息来合成遗漏的带宽(高频带)。若应用于低比特率音频编码的领域中，则额外信息应尽可能少地消耗额外比特率。因此，通常为额外信息选择参数表示。以相对低的比特率自编码器传输该参数表示(导引式带宽扩展)，或者在译码器处基于特定信号特性估计此参数表示(非导引式带宽扩展)。在后一状况下，这些参数完全不消耗比特率。

高频带的合成通常由以下两个部分组成：

高频内容的产生。可通过将(部分)低频内容向上复制或翻转至高频带抑或将白色或成形噪声或其他人工信号部分插入至高频带中来进行此产生。

根据参数信息对所产生的高频内容的调整。此调整包括根据参数表示对形状、调性/噪度及能量的操纵。

合成程序的目标通常为实现在感知上接近原始信号的信号。若此目标无法达到，则经合成部分应最小程度地扰乱接听者。

不同于导引式BWE方案，非导引式带宽扩展不能依赖于额外信息来合成高频带。实情为，非导引式带宽扩展通常使用经验规则以利用低频带与高频带的间的相关性。大多数音乐段及有声语音片段展现高频带与低频带的间的高度相关性，而对于无声或摩擦语音片段通常并非如此状况。摩擦音在较低频率范围中具有极少能量，而在高于某一频率的范围中具有高能量。若此频率接近交叉频率，则产生高于交叉频率的人工信号会成为问题，这是因为在该状况下，低频带含有很少的相关信号部分。为了解决此问题，对此类声音的良好侦测是有帮助的。

HE-AAC为熟知的编码译码器，其由用于低频带的波形保持编码译码器(AAC)及用于高频带的参数编码译码器(SBR)组成。在译码器侧，通过使用QMF滤波器组将译码的AAC信号变换至频域中来产生高频带信号。随后，将低频带信号的次频带复制至高频带(产生高频内容)。接着基于所传输的参数边信息调整此高频带信号的频谱包络、调性及噪声底限(调整所产生的高频内容)。由于此方法使用导引式BWE方法，因此高频带与低频带的间的弱相关性大体上不构成问题，且可通过传输适当参数集来克服。然而，此传输需要额外比特率，此情形对于给定应用情形可能为不可接受的。