[发明专利]确定主标度因子频带表的系统和方法、高频重构单元、音频编码器和解码器

说明书

本文档涉及音频编码和解码。特别地，本文档涉及使用高频重构(HFR)方法的音频编码方案。描述了被配置为确定音频信号的高频带信号(105)的主标度因子频带表的系统。高频带信号(105)将利用高频重构(HFR)方案从音频信号的低频带信号(101)生成。主标度因子频带表指示高频带信号(105)的频谱包络的频率分辨率。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年8月29日提交的美国临时申请No. 61/871,575的优先权，该申请的全部内容通过引用被结合于此。

技术领域

本文档涉及音频编码和解码。具体而言，本文档涉及使用高频重构(HFR)的音频编码方案。

背景技术

HFR技术，诸如频谱带复制(SBR)技术，允许显著提高传统感知音频编解码器(被称为核心编码器/解码器)的编码效率。与MPEG-4高级音频编码(AAC)相结合，HFR构成非常高效的音频编解码器，其在例如XM卫星无线电系统和数字无线电世界范围通用标准中使用，并且还在3GPP、DVD论坛及其它当中被标准化。具有SBR的AAC的一种实现被称为杜比脉冲(Dolby Pulse)。具有SBR的AAC是MPEG-4标准的一部分，其中它被称为高效AAC 简档(HE-AAC)。一般而言，HFR技术可以以向后和向前兼容的方式与任何感知音频(核心)编解码器结合，由此提供升级已建立的广播系统，就像在Eureka DAB系统中使用的MPEG层2，的可能性。HFR方法还可以与语音编解码器结合，以允许超低比特率的宽带语音。

HFR背后的基本思想是信号的高频范围的特点与同一信号的低频率范围的特点之间的强相关性存在的观察。因此，对信号的原始输入高频范围的表示的良好近似可以通过从低频范围到高频范围的信号转置来实现。

利用滤波器组或者时域到频域变换，高频重构可以在时域或频域中执行。该过程通常涉及创建高频信号并且随后塑形高频信号以近似原始高频频谱的频谱包络的步骤。创建高频信号的步骤可以，例如，基于单边带调制(SSB)，其中频率为ω的正弦曲线被映射到频率为ω+Δω的正弦曲线，其中Δω是固定的频移。换句话说，通过低频子带(也被称为低频带子带)到高频子带(也被称为高频带子带)的“向上复制”操作，高频信号(也被称为高频带信号)可以从低频信号(也被称为低频带信号)生成。另一种创建高频信号的方法可以涉及低频子带的谐波转置。阶次为T的谐波转置通常被设计为将低频信号的频率为ω的正弦曲线映射到高频信号的频率为Tω的正弦曲线，其中T>1。

如以上所指示的，在创建高频信号之后，高频信号的频谱包络的形状根据原始音频信号的高频分量的频谱形状进行调整。为了这个目的，用于多个标度因子(scalefactor)频带的标度因子可以从音频编码器发送到音频解码器。本文档解决使音频解码器能够以计算和比特率高效的方式确定标度因子频带(从音频编码器为其提供标度因子) 的技术问题。

发明内容

根据一方面，描述了被配置为确定用于音频信号的高频带信号的主标度因子频带表的系统。该系统可以是音频编码器和/或解码器的一部分。主标度因子频带表可以在高频重构，HFR，方案的上下文中被用来从音频信号的低频带信号生成音频信号的高频带信号。主标度因子频带表可以指示高频带信号的频谱包络的频率分辨率。具体而言，主标度因子频带表可以指示多个标度因子频带。这多个标度因子频带可以与对应的多个标度因子关联，其中标度因子频带的标度因子指示标度因子频带中原始音频信号的能量或者指示为了生成具有近似标度因子频带内原始音频信号的能量的能量的高频带信号而要应用到标度因子频带的样本的增益因子。这样，多个标度因子和多个标度因子频带提供由主标度因子频带表(或者从其导出的标度因子频带表) 的多个标度因子频带覆盖的频率范围内原始音频信号的频谱包络的近似。

该系统可以被配置为接收参数集。该参数集可以包括代表预定标度因子频带表中的索引的一个或多个参数(例如，开始频率参数和/ 或停止频率参数)。此外，该参数集可以包括可以被用来选择多个不同的预定标度因子频带表当中特定的一个的选择参数(例如，主标度参数)。