[发明专利]一种音频带宽扩展方法、装置、编码方法及介质

权利要求书

1.一种音频带宽扩展方法，其特征在于，包括：

在编码过程中，对输入的音频数据进行分帧，得到多个音频帧；

确定当前音频帧的窗口长度，根据所述窗口长度判定所述当前音频帧的音频帧类型；

根据所述音频帧类型，对所述当前音频帧进行块切换和滤波器组处理，得到谱系数；

根据所述谱系数计算所述当前音频帧的有效带宽，在所述有效带宽小于对应的奈奎斯特带宽的条件下，将所述当前帧音频数据输入到所述音频帧类型相应的带宽扩展模型中，进行带宽扩展。

2.根据权利要求1所述的音频带宽扩展方法，其特征在于，在所述在编码过程中，对输入的音频数据进行分帧之前，还包括：

通过音频发射端与音频接收端协商，确定音频编解码格式；

在所述音频编解码格式为AAC编码格式的条件下，对输入的所述音频数据进行带宽扩展。

3.根据权利要求1所述的音频带宽扩展方法，其特征在于，所述确定当前音频帧的窗口长度，根据所述窗口长度判定所述当前音频帧的音频帧类型，包括：

判断所述当前音频帧的窗口长度与预设窗口长度的大小；

在所述窗口长度大于所述预设窗口长度的条件下，所述当前音频帧的音频帧类型为长帧，在所述窗口长度不大于所述预设窗口长度的条件下，所述当前音频帧的音频帧类型为短帧。

4.根据权利要求1所述的音频带宽扩展方法，其特征在于，所述在所述有效带宽小于对应的奈奎斯特带宽的条件下，将所述当前帧音频数据输入到所述音频帧类型相应的带宽扩展模型中，进行带宽扩展，包括：

将所述当前音频帧对应的谱系数输入到相应的带宽扩展模型，得到所述当前音频帧对应的宽带谱系数。

5.根据权利要求1所述的音频带宽扩展方法，其特征在于，所述带宽扩展模型的训练过程包括：

获取宽带音频，并对所述宽带音频进行处理得到窄带音频；

分别对所述宽带音频和所述窄带音频进行特征提取，得到标准宽带谱系数和窄带谱系数；

将所述窄带谱系数输入神经网络，进行训练，得到对应的预测宽带谱系数；

计算所述预测宽带谱系数与所述标准宽带谱系数之间的误差，在所述误差小于预设误差阈值的条件下，完成所述带宽扩展模型的训练。

6.根据权利要求5所述的音频带宽扩展方法，其特征在于，所述计算所述预测宽带谱系数与所述标准宽带谱系数之间的误差，在所述误差小于预设误差阈值的条件下，完成所述带宽扩展模型的训练，包括：

计算所述预测宽带谱系数与所述标准宽带谱系数之间的频域损失；

对所述预测宽带谱系数进行变换处理，得到所述预测宽带谱系数对应的第一时域信号；

计算所述第一时域信号与所述标准宽带谱系数对应的第二时域信号之间的时域损失；

计算所述频域损失和所述时域损失的总损失，并根据所述总损失对所述带宽扩展模型进行调整，使得所述误差小于所述预设误差阈值。

7.根据权利要求5所述的音频带宽扩展方法，其特征在于，所述带宽扩展模型的训练过程包括：

分别获取具有长帧类型的第一音频帧数据和具有短帧类型的第二音频帧数据；

利用所述第一音频帧数据和所述第二音频帧数据分别进行模型训练，得到长帧音频带宽扩展模型和短帧音频带宽扩展模型，分别对长帧音频帧和短帧音频帧进行带宽扩展处理。

8.一种音频带宽扩展装置，其特征在于，包括：

分帧模块，其在编码过程中，对输入的音频数据进行分帧，得到多个音频帧；

类型判断模块，其确定当前音频帧的窗口长度，根据所述窗口长度判定所述当前音频帧的音频帧类型；

特征提取模块，其根据所述音频帧类型，对所述当前音频帧进行块切换和滤波器组处理，得到谱系数；

带宽扩展模块，其根据所述谱系数计算所述当前音频帧的有效带宽，在所述有效带宽小于对应的奈奎斯特带宽的条件下，将所述当前帧音频数据输入到所述音频帧类型相应的带宽扩展模型中，进行带宽扩展。