使用复值滤波器组的音频信号的编码和解码的制作方法

专利名称：使用复值滤波器组的音频信号的编码和解码的制作方法
技术领域：
本发明涉及音频信号的编码和/或解码，特别涉及音频信号的波形编码/解码。
背景技术：
在过去几十年，随着数字信号表示和通信逐渐替代了模拟表示和通信，各种源信 号的数字编码逐渐变得重要。例如，移动电话系统是基于数字语音编码，诸如用于移动通信 的全球系统。而且，媒体内容、诸如视频和音乐的发布也逐渐基于数字内容编码。传统地，音频编码主要使用波形编码，其中下层波形已经被数字化并被高效编码。 例如，典型的波形编码器包括将该信号转换到频率子带域的滤波器组。基于伪声学模型，应 用掩蔽阈值，并且将所得到的子带值高效地量化和编码，例如使用哈夫曼编码。波形编码器的范例包括所熟知的MPEG-I Layer3 (通常称之为MP3)或AAC (高级 音频编码)编码方案。近些年，已经提出了许多编码技术，其并不直接对该下层波形进行编码，而是其特 征在于通过多个参数的编码信号。例如，对于语音编码，该编码器和解码器可以是基于人类 语音声道的模型，并且可以对用于该模型的各种参数和激励信号进行编码来代替编码该波 形。这些技术通常称之为参数编码技术。而且，可以结合波形编码和参数编码来提供特别高效和高质量的编码。在这些系 统中，这些参数可以参照一部分已经被波形编码的信号来描述该信号的另一部分。例如，已 经提出其中将低频进行波形编码并且通过一个描述相对于低频的高频属性的参数扩展对 高频进行编码的编码技术。作为另一范例，已经提出了多信道信号编码，其中例如对单一 信号进行波形编码，并且参数扩展包括指示在该共同信号上各个信道是如何变化的参数数 据。参数扩展编码技术的范例包括频谱带复制(SBR)、参数立体声(PS)和空间音频编 码(SAC)技术。当前，该SAC技术被开发用来高效地编码多信道音频信号。该技术部分地基于该 PS编码技术。类似于该PS范例，SAC是基于注释，其中由M个信道组成的多信道信号可以 通过由N个信道组成的信号和少量表示该空间线索的参数高效地表示，并且N<M。典型的应 用包括作为波形编码的单一或立体声信号加上空间参数编码的常规5. 1信号表示。该空间 参数可以内嵌于该核心单一或立体声比特流的辅助数据部分中，以形成后向兼容扩展。类似于该SBR和PS技术，为了从时域表示转换到频域表示(或相反)，SAC使用复数 (伪)正交镜像滤波器(QMF)组。这些滤波器组的特征就是以因子2高效地过采样这些复值 子带域信号。这样就进行这些复值子带域信号的后处理操作不会引入折叠失真。参数扩展的另一个共同特征就是在典型的情况下，这些技术都不会获得透明的 音频质量级，即会引入一些质量降低。为了将诸如SBR、PS和SAC的参数扩展向透明音频质量扩展，最好使用波形编码器 对该复子带域信号的某些部分，例如对某一数量的频带进行编码。
一种直接的方式包括将该复子带域的这些部分转换回到该时域的第一转换。然后 可以将现有的波形编码器(例如AAC)应用于所得到的该时域信号。然而，这种方式具有许 多缺点。具体地，由于使用不同的转换在该频域和时域之间反复转换，所得到的编码器和 解码器复杂度较高，并且具有较高的计算负荷。例如，如果参数扩展会使用对QMF合成之后 所获得的时域信号进行编码，那么对应的解码器将包括完整的波形解码器(例如AAC微分 解码器)，并且另外包括分析QMF组。这样由于计算复杂度而比较昂贵。而且，有利的是在所使用的参数扩展与通过该参数扩展对该信号元素进行的波形 编码之间具有相关性。例如，一种系统可以包括例如AAC和SBR (HE-AAC)或者AAC和SAC编码。如果该 系统允许通过波形编码增强SBR或SAC扩展，那么逻辑上也可以使用AAC，以对在QMF合成 之后所获得的时域信号进行编码。然而，使用该相同扩展的另一系统，例如MPEG-I Layer II和SBR的组合优选地将会使用另一波形编码系统MPEG-1 Layer II。相应地，将该波形 编码增强与该参数扩展工具耦合、而不是与核心编码器耦合将会有利。因此，一种改进的系统将会是有利的，并且特别是一种能够增加灵活性、减少复杂 度、减少计算负荷、在所应用的编码的不同元素之间具有简化的交互操作、改进(例如可标 定的)音频质量和/或改进性能的编码和/或解码系统将会是有利的。

发明内容
相应地，本发明在寻找以单独或任何组合能优选减轻、减缓或消除一个或多个上 述缺陷。根据本发明的一方面，提供一种用于通过波形解码产生时域音频信号的解码器， 该解码器包括用于接收编码数据流的装置；用于通过解码该编码数据流的数据值产生第 一子带信号的装置，该第一子带信号对应于该时域音频信号的临界采样的子带域信号表 示；用于通过子带处理从该第一子带信号产生第二子带信号的转换装置，该第二子带信号 对应于该时域音频信号的非临界采样的复子带域信号表示；以及用于从该第二子带信号产 生该时域音频信号的合成滤波器组。本发明可以得到改进的解码器。可以获得减少复杂度的解码器和/或可以减少该 计算资源要求。特别地，合成滤波器组可以用于对用于该时域音频信号的参数扩展进行解 码和用于波形解码。可以获得波形解码和参数解码之间的通用性。特别地，该合成滤波器 组可以是类似于在参数扩展编码技术、诸如在SBR、PS和SAC中典型地用于参数解码的QMF 滤波器组。该转换处理器设置为通过子带处理产生该第二子带信号，而不需要将该第一子带 信号转换回到时域的任何转换。该解码器可以进一步包括用于在该合成滤波器组的合成操作之前对该第二子带 信号执行非折叠(non-alias)信号处理的装置。根据本发明的可选特征，该第一子带信号的每一子带包括多个子子带 (sub-subband)，并且该转换装置包括用于从该第一子带信号的子子带产生第二子带信号 的子带。
这样可以提供高效转换第一子带信号的装置。该特征可以提供用于补偿该合成滤 波器组的子带滤波器的频率响应的高效和/或低复杂度装置。根据本发明的可选特征，该第二子带信号的每一子带包括折叠带和非折叠带，并 且其中该转换装置包括用于将第一子带信号分的子子带割成第二子带信号的第一子带带 的折叠子子带和第二子带信号的第二子带的非折叠子带的分割装置，该折叠子带和该非折 叠子带在该时域信号中具有对应的频率间隔。这样可以提供转换该第一子带信号的高效装置。特别地，其可以允许从单个信号 分量产生源自时域音频信号中的相同频率的不同子带中的信号分量。根据本发明的可选特征，该分割装置包括蝶形结构。这样可以得到特别高效的实施和/或高性能。该碟形结构可以使用一个零值输入 和一个子子带数据值输入来产生对应于第二子带的不同子带的两个输出值。根据本发明的另一方面，提供一种用于编码时域音频信号的编码器，该编码器包 括用于接收时域音频信号的装置；用于从时域音频信号产生第一子带信号的第一滤波器 组，第一子带信号对应于时域信号的非临界采样的复子带域表示；用于通过子带处理从第 一子带信号产生第二子带信号的转换装置，该第二子带信号对应于时域音频信号的临界采 样的子带域表示；以及用于通过编码第二子带信号的数据值产生波形编码数据流的装置。本发明可以得到改进的编码器。可以获得减少复杂度的编码器和/或可以减少计 算资源需要。可以获得波形编码和参数编码之间的通用性。特别地，该第一滤波器组可以 是QMF滤波器组，其典型地用于在参数扩展编码技术、诸如在SBR、PS和SAC中进行参数编 码。可以得到改进的解码音频质量。例如，该时域音频信号可以是来自参数编码的残 留信号。该波形编码信号可以提供增加透明度的信息。该转换处理器设置为通过子带处理产生第二子带信号，而不需要将第一子带信号 转换回到时域的任何转换。根据本发明的可选特征，该编码器进一步包括用于使用第一子带信号对时域音频 信号进行参数编码的装置。本发明可以使用参数和波形编码得到下层信号的高效和/或高质量的编码。在参 数和波形编码之间可以共用功能。该参数编码可以是参数扩展编码，诸如SBR、PS或SAC编 码。该编码器特别地可以提供参数扩展编码的某些或全部子带的波形编码。根据本发明的可选特征，该转换装置包括用于为第一子带信号的每一子带产生多 个子子带的第二滤波器组。这样可以提供高效转换第一子带信号的装置。该特征可以提供用于补偿第一子带 的子带滤波器的频率响应的高效和/或低复杂度装置。根据本发明的可选特征，该第二滤波器组是被奇数堆叠的(oddly stacked)。这样可以提高性能，并得到复子带域中正和负频之间的改进分离。根据本发明的可选特征，每一子带包括对于该子带的折叠带的某些折叠子子带的 和对应于该子带的非折叠带的某些非折叠子子带，并且其中该转换装置包括用于将第一子 带带的折叠子子带与第二子带的非折叠子子带组合的组合装置，该折叠子子带与该非折叠 子子带在时域信号中具有对应的频率间隔。
这样可以提供高效转换第一子带信号的装置。特别地，其可以允许将源自时域音 频信号中相同频率的不同子带中的信号分量组合成单个信号分量。这样可以得到数据速率 的降低。根据本发明的可选特征，组合装置设置用来减少折叠带中的能量。这样可以改进性能和/或得到数据速率降低。特别地，折叠带中的能量可以减少， 并且可以忽略该折叠带。特别地，组合装置可以进一步包括用于通过第二子带的折叠子带对第一子带带的 非折叠子子带进行补偿的装置。特别地，该组合装置可以包括用于从第一子带的非折叠子 子带减去第二子带的折叠子带的系数的装置。根据本发明的可选特征，该组合装置包括用于产生第一子带中的第一折叠子子带 和第二子带中的第一非折叠子子带的非折叠和信号的装置。这样可以得到特别高效的实施和/或高性能。根据本发明的可选特征，该组合装置包括用于产生非折叠和信号的碟形结构。这样可以得到特别高效的实施和/或高性能。该碟形结构特别可以是其中只产生 一个输出值的半碟形结构。根据本发明的可选特征，该碟形结构的至少一个系数取决于该第一滤波器组的一 个滤波器的频率响应。这样可以得到高效的实施和/或高性能。根据本发明的可选特征，该转换装置设置为不包括编码数据流中折叠带的数据值。这样对于给定数据速率，可以得到高的编码音频质量。根据本发明的可选特征，该编码器进一步包括用于在将第一子带信号转换为第二 信号之前对其执行非折叠信号处理的装置。这样可以提高性能。本发明可以得到高效实施的波形编码器，其具有临界采样的 输出信号，同时允许对各个子带执行信号处理，而不会引入折叠误差。根据本发明的可选特征，该编码器进一步包括用于在将第一子带信号转换为第二 信号之前对其进行相位补偿的装置。这样可以提高性能和/或提供高效的实施。根据本发明的可选特征，该第一滤波器组是QMF滤波器组。本发明可以得到高效波形编码，其使用在诸如SBR、PS、SAC的许多参数编码中所 使用的QMF滤波器。于是，可以获得波形和参数编码技术的改进的兼容性和/或改进的功 能性共享和/或改进的交互操作性。根据本发明的另一方面，提供一种通过波形解码产生时域音频信号的方法，该方 法包括接收编码数据流；通过解码该编码数据流的数据值产生第一子带信号，该第一子 带信号对应于该时域音频信号的临界采样的子带域信号表示；通过子带处理从该第一子带 信号产生第二子带信号，该第二子带信号对应于该时域音频信号的非临界采样的复子带域 表示；以及合成滤波器组从该第二子带信号产生该时域音频信号。根据本发明的另一方面，提供一种编码时域音频信号的方法，该方法包括接收该 时域音频信号；第一滤波器组从该时域音频信号产生第一子带信号，该第一子带信号对应于该时域信号的非临界采样的复子带域表示；通过子带处理从该第一子带信号产生第二子 带信号，该第二子带信号对应于该时域音频信号的临界采样的子带域表示；以及通过编码 该第二子带信号的数据值产生波形编码数据流。根据本发明的另一方面，提供一种用于接收音频信号的接收机，该接收机包括用 于接收编码数据流的装置；用于通过解码该编码数据流的数据值产生第一子带信号的装 置，该第一子带信号对应于该时域音频信号的临界采样的子带域信号表示；用于通过子带 处理从该第一子带信号产生第二子带信号的转换装置，该第二子带信号对应于该时域音频 信号的非临界采样的复子带域表示；以及用于从该第二子带信号产生该时域音频信号的合 成滤波器组。根据本发明的另一方面，提供一种用于发送编码音频信号的发送机，该发送机包 括用于接收时域音频信号的装置；用于从该时域音频信号产生第一子带信号的第一滤波 器组，该第一子带信号对应于该时域信号的非临界采样的复子带域表示；用于通过子带处 理从该第一子带信号产生第二子带信号的转换装置，该第二子带信号对应于该时域音频信 号的临界采样的子带域表示；用于通过编码该第二子带信号的数据值产生波形编码数据流 的装置；以及用于发送该波形编码数据流的装置。根据本发明的另一方面，提供一种用于传输时域音频信号的传输系统，该传输系 统包括发送机，其包括用于接收该时域音频信号的装置；用于从该时域音频信号产生第 一子带信号的第一滤波器组，该第一子带信号对应于该时域信号的非临界采样的复子带域 表示；用于通过子带处理从该第一子带信号产生第二子带信号的转换装置，该第二子带信 号对应于该时域音频信号的临界采样的子带域表示；用于通过编码该第二子带信号的数据 值产生波形编码数据流的装置；以及用于发射该波形编码数据流的装置；和接收机，其包 括用于接收编码数据流的装置；用于通过解码该编码数据流的数据值产生第三子带信号 的装置，该第三子带信号对应于该时域音频信号的临界采样的子带域信号表示；用于通过 子带处理从该第三子带信号产生第四子带信号的转换装置，该第四子带信号对应于该时域 音频信号的非临界采样的复子带域表示；以及用于从该第四子带信号产生该时域音频信号 的合成滤波器组。根据本发明的另一方面，提供一种接收音频信号的方法，该方法包括接收编码数 据流；通过解码该编码数据流的数据值产生第一子带信号，该第一子带信号对应于该时域 音频信号的临界采样的子带域信号表示；通过子带处理从该第一子带信号产生第二子带信 号，该第二子带信号对应于该时域音频信号的非临界采样的复子带域表示；以及合成滤波 器组从该第二子带信号产生该时域音频信号。根据本发明的另一方面，提供一种传输编码音频信号的方法，该方法包括接收该 时域音频信号；第一滤波器组从该时域音频信号产生第一子带信号，该第一子带信号对应 于该时域信号的非临界采样的复子带域表示；通过子带处理从该第一子带信号产生第二子 带信号，该第二子带信号对应于该时域音频信号的临界采样的子带域表示；通过编码该第 二子带信号的数据值产生波形编码数据流；以及传输该波形编码数据流。根据本发明的另一方面，提供一种传输和接收时域音频信号的方法，该方法包括 一个发送机接收该时域音频信号；第一滤波器组从该时域音频信号产生第一子带信号， 该第一子带信号对应于该时域信号的非临界采样的复子带域表示；通过子带处理从该第一子带信号产生第二子带信号，该第二子带信号对应于该时域音频信号的临界采样的子带域 表示；通过编码该第二子带信号的数据值产生波形编码数据流；以及传输该波形编码数据 流；和一个接收机接收该波形编码数据流；通过解码该编码数据流的数据值产生第三子 带信号，该第三子带信号对应于该时域音频信号的临界采样的子带域信号表示；通过子带 处理从该第三子带信号产生第四子带信号，该第四子带信号对应于该时域音频信号的非临 界采样的复子带域表示；以及合成滤波器组从该第四子带信号产生该时域音频信号。根据本发明的另一方面，提供一种用于执行任何上述方法的计算机程序产品。将要参照此后所描述的实施例对本发明的这些和其它方面、特征以及优点进行清 楚的说明。


将要参照附图，仅仅通过举例的形式描述本发明的实施例，其中
图1所述为根据本发明的某些实施例用于通信音频信号的传输系统100 ；
图2所述为根据本发明某些实施例的编码器；
图3所述为根据本发明某些实施例的编码器的某些元件的范例；
图4所述为根据本发明某些实施例的解码器；
图5所述为根据本发明某些实施例的编码器；
图6所述为分析和合成滤波器组的范例；
图7所述为QMF滤波器组频谱的范例；
图8所述为降采样QMF子带滤波器谱的范例；
图9所述为QMF子带谱的范例；
图10所述为子带滤波器组的频谱的范例；
图11所述为碟形转换结构的范例。
具体实施例方式图1所述为根据本发明的某些实施例用于通信音频信号的传输系统100。该传输 系统100包括通过具体可以为互联网的网络105与接收机103耦合的发送机101。在该具体范例中，该发送机101是信号记录装置，并且该接收机是信号播放装置 103，但要理解的是，在其它实施例中，发送机和接收机可以在其它应用中使用并用于其它 目的。例如，该发送机101和/或该接收机103可以是代码转换功能的一部分，并且例如可 以提供与其它信号源或目的地的交互。在其中支持信号记录功能的具体范例中，该发送机101包括数字转换器107，其接 收模拟信号，并通过采样和模拟数字转换将其转换为数字PCM信号。发送机101与图1的编码器109耦合，其根据编码算法对PCM信号进行编码。编 码器100与网络发送机111耦合，其接收编码信号并与互联网105接口。网络发送机可以 通过互联网105向接收机103传输编码信号。接收机103包括网络接收机113，其与互联网105接口并被设置为从发送机101接
收编码信号。网络接收机111与解码器115耦合。解码器115接收编码信号并根据解码算法对其进行解码。在其中支持信号播放功能的具体范例中，接收机103进一步包括信号播放器107， 其从解码器115接收解码音频信号并将其提供给用户。具体地，按照用于输出解码音频信 号的需要，该信号播放器113可以包括数字模拟转换器、放大器和扬声器。图2更加详细的描述了图1的编码器109。编码器109包括接收机201，其接收所 要编码的时域音频信号。可以从任何外部或内部源接收该音频信号，诸如从本地信号存储 接收。接收机与第一滤波器组203耦合，其产生包括多个不同子带的子带信号。具体地， 第一滤波器组203可以是诸如在SBR、PS和SAC参数编码中所熟知的QMF滤波器组。于是第 一滤波器组203产生第一子带信号，其对应于时域信号的非临界采样的复子带域表示。在 该具体范例中，第一子带信号具有的过采样因子为2，如用于复调制QMF滤波器所熟知的。由于通过因子2过采样每一 QMF频带，所以可以对单个子带执行许多信号处理操 作，而不会引入任何折叠失真。例如，每一单个子带例如可以被标定和/或可以增加或减少 其它子带等。于是在某些实施例中，该编码器109进一步包括用于对QMF子带执行非折叠 信号处理的装置。第一子带信号对应于通常通过诸如SBR、PS和SAC的参数扩展编码器所产生的子 带信号。于是，可以使用第一子带信号来产生用于时域信号的参数扩展编码。另外，相同的 子带信号在图2的编码器109中也用于时域信号的波形编码。于是，编码器109可以使用 相同的滤波器组203用于信号的参数和波形编码。第一子带信号的复值子带域表示的波形编码中的主要困难在于其没有形成紧凑 表示，即其以因子2被过采样。编码器109直接将复值子带域表示转换成为非常类似于当直 接对原始时域信号应用修改的离散余弦变换(MDCT)时已经得到的表示的表示(例如参见 H. Malvarj “Signal Processing with Lapped Transforms”， Artech House, Boston, London, 1992，其是关于MDCT的描述)。这个MDCT类似的表示是被临界采样。这样，该信 号适合于已知的感知音频编码技术，可以应用其以对所得到的表示进行高效编码，产生高 效波形编码。特别地，该编码器109包括转换处理器205，其通过对第一子带信号的各个子带应 用复变换，从第一子带信号产生第二子带信号。该第二子带信号对应于时域音频信号的临 界采样的子带域表示。 于是在编码器109中，转换处理器205将与当前典型的参数扩展编码器兼容的QMF 滤波器组输出转换为临界采样的MDCT类似的子带，其近似对应于典型地在常规波形编码 器中所产生的子带信号。于是，不是使用QMF和MDCT转换，在子带域中直接处理第一子带信号，以产生可以 当作常规波形编码器的MDCT信号对待的第二子带信号。于是，可以应用用于编码子带信号 的已知技术，并可以从参数扩展编码得到例如残余信号的高效波形编码，而不需要转换到 时域，于是可以不需要QMF合成滤波器。在范例中，编码器109包括与转换处理器205耦合的编码处理器207。编码处理器 207从转换处理器205接收第二临界采样的MDCT类似的子带信号，并使用常规波形编码技 术，包括量化、标定因子、哈夫曼编码等对其进行编码。将所得到的编码数据嵌入编码数据流中。该数据流可以进一步包括其它编码数据，诸如参数编码数据。如在下面将要详细描述，转换处理器205利用第一滤波器组203的基本(或原型) 滤波器的信息来组合来自非折叠带(或通带)中不同子带的信号分量，并用来删除来自折叠 带(或阻带)的信号分量。相应地，可以忽略每一子带的折叠带频率成分，得到没有过采样的 临界采样信号。具体地，如下所述，转换处理器205包括第二滤波器，其产生QMF滤波器组的每一 子带的多个子子带。于是，这些子带被进一步分为子子带。由于QMF滤波器之间的交叠，时 域信号的给定信号分量(也就是特定频率的正弦)可以得到两个不同QMF子带中的信号分 量。第二滤波器组会进一步划分这些子带，以使得在第一 QMF子带的一个子子带和第二 QMF 子带的一个子子带中表示信号分量。将这两个子子带信号的数据值馈送到组合器，其组合 这两个信号，以产生单个信号分量。然后通过编码处理器207编码单个信号分量。图3所述为转换处理器205的某些元件的范例。特别地，图3描述了用于第一 QMF 子带的第一转换滤波器组301和用于第二 QMF子带的第二转换滤波器组303。然后将来自 对应于相同频率的子子带的信号馈送到组合器305，其产生用于子子带的单个输出数据值。要理解的是，解码器115可以执行编码器109的逆操作。图4更加详细地描述了 解码器115。该解码器包括接收机401，其从该网络接收机113接收由编码器109编码的信号。 将编码信号传送到解码处理器403，其对编码处理器207的波形编码进行解码，从而重新创 建临界采样子带信号。将该信号馈送到解码转换处理器405，其通过执行转换处理器205的 逆操作重新创建非临界采样子带信号。然后将非临界采样信号馈送到QMF合成滤波器407， 其产生原始时域音频编码信号的解码版本。特别地，解码转换处理器405包括分割器，诸如逆碟形结构，其重新产生子子带中 的信号分量，包括折叠和非折叠带中的信号频带。然后将子子带信号馈送到合成滤波器组， 其对应于编码器109的转换滤波器组301、303。这些滤波器组的输出对应于非临界采样子 带信号。下面将更加详细地描述本发明的具体实施例。这些实施例的描述将参照图5的编 码器结构500进行。该编码器结构500具体地可以在图1的编码器109中实施。 编码器结构500包括64个频带分析QMF滤波器组501。 QMF分析子带滤波器可以描述如下。给定一个实值线性相位原型滤波器ρ (ν)，M频 带复调制分析滤波器组可以通过分析滤波器被定义
子带指数k = 0，l，…M — 1。相位参数θ对后面的分析很重要。典型的选择是(N + Μ)/2，其中N是原型滤波器阶数。给定实值离散时间信号X(V)，通过使用hk(ν)滤波(卷积)x(v)得到子带信号 Vk(η)，并然后如图6左边所述以因子M降采样该结果，其描述了编码器109和解码器115的 QMF分析和合成滤波器组的操作。假定合成操作包括使用因子M上采样QMF子带信号，随后使用类似于等式(1) 类型的复调制滤波器进行滤波，将结果相加，并最后取实数部分的两倍，如图6的右边所述。在这种情况下，通过实值线性相位原型滤波器P(V)的适当设计，可以得到实值输入 信号 X (V)的近乎完美重建，如 P· Ekstrand, "Bandwidth extension of audio signals by spectral band replication", Proc, 1st IEEE Benelux Workshop on Model based Processing and Coding of Audio(MPCA-2002)，pp. 53-58，Leuven, Belgium, November 15 2002中所示。在下面，
权利要求
1.一种用于通过波形解码产生时域音频信号的解码器，该解码器包括 用于接收编码数据流的装置(401)；用于通过解码该编码数据流的数据值产生第一子带信号的装置(403)，该第一子带信 号对应于时域音频信号的临界采样的子带域信号表示；用于通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号的转换装置(405)，该第二子带 信号对应于时域音频信号的非临界采样的复子带域表示；以及用于从第二子带信号产生时域音频信号的合成滤波器组(407)， 其中第一子带信号包括多个子子带，并且转换装置(405)包括第二合成滤波器组，用于 从第一子带信号的子子带产生第二子带信号的子带，以及其中第二子带信号的每一子带包括折叠带和非折叠带，并且其中转换装置(405)包括 用于将第一子带信号的子子带分割成第二子带信号的第一子带带的折叠子子带和第二子 带信号的第二子带的非折叠子带的分割装置，该折叠子带和该非折叠子带在时域信号中具 有对应的频率间隔。
2.根据权利要求1的解码器，其中分割装置包括碟形结构。
3.一种用于编码时域音频信号的编码器，该编码器包括 用于接收时域音频信号的装置(201)；用于从时域音频信号产生第一子带信号的第一滤波器组(203)，该第一子带信号对应 于时域信号的非临界采样的复子带域表示；用于通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号的转换装置(205)，该第二子带 信号对应于时域音频信号的临界采样的子带域表示；以及用于通过编码第二子带信号的数据值产生波形编码数据流的装置(207 )， 其中转换装置包括用于为第一子带信号的每一子带产生多个子子带的第二滤波器组 (301,303),其中第二滤波器组(301，303)是奇数堆叠的，其中每一子带包括对应于子带的折叠带的一些折叠子子带和对应于子带的非折叠带 的一些非折叠子子带，并且其中转换装置(205)包括用于将第一子带带的折叠子子带与第 二子带的非折叠子子带组合的组合装置(305)，该折叠子子带与该非折叠子子带在时域信 号中具有对应的频率间隔。
4.根据权利要求3的编码器，进一步包括用于使用第一子带信号对时域音频信号进 行参数编码的装置。
5.根据权利要求3的编码器，其中组合装置(305)用来减少在折叠带中的能量。
6.根据权利要求3的编码器，其中组合装置(305)包括用于产生第一子带中的第一折 叠子子带和第二子带中的第一非折叠子子带的非折叠和信号的装置。
7.根据权利要求6的编码器，其中组合装置(305)包括用于产生非折叠和信号的碟形 结构。
8.根据权利要求7的编码器，其中碟形结构的至少一个系数取决于第一滤波器组 (203)的一个滤波器的频率响应。
9.根据权利要求3的编码器，其中转换装置(205)被设置为不将折叠带的数据值包括 在编码数据流中。
10.根据权利要求3的编码器，进一步包括用于在将第一子带信号转换为第二信号之 前对其执行非折叠信号处理的装置。
11.根据权利要求3的编码器，进一步包括用于在将第一子带信号转换为第二信号之 前对其执行相位补偿的装置(511)。
12.根据权利要求3的编码器，其中第一滤波器组(230)为QMF滤波器组。
13.—种通过波形解码来产生时域音频信号的方法，该方法包括 接收编码数据流；通过解码该编码数据流的数据值产生第一子带信号，该第一子带信号对应于时域音频 信号的临界采样的子带域信号表示；通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号，该第二子带信号对应于时域音频信 号的非临界采样的复子带域表示；以及合成滤波器组从第二子带信号产生时域音频信号，其中第一子带信号包括多个子子带，并且产生第二子带信号的步骤包括使用第二合成 滤波器组来从第一子带信号的子子带产生第二子带的子带，以及其中第二子带信号的每一子带包括折叠带和非折叠带，并且其中产生第二子带信号的 步骤还包括将第一子带信号的子子带分割成第二子带信号的第一子带带的折叠子子带和 第二子带信号的第二子带的非折叠子带，该折叠子带和该非折叠子带在时域信号中具有对 应的频率间隔。
14.一种编码时域音频信号的方法，该方法包括 接收时域音频信号；第一滤波器组从该时域音频信号产生第一子带信号，该第一子带信号对应于时域信号 的非临界采样的复子带域表示；通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号，该第二子带信号对应于时域音频信 号的临界采样的子带域表示；以及通过编码第二子带信号的数据值来产生波形编码数据流，其中产生第二子带信号的步骤包括使用第二滤波器组(301，303)为第一子带信号的每 一子带产生多个子子带，其中第二滤波器组(301，303)是奇数堆叠的，其中每一子带包括对应于子带的折叠带的一些折叠子子带和对应于子带的非折叠带 的一些非折叠子子带，并且其中产生第二子带信号的步骤包括组合第一子带带的折叠子子 带与第二子带的非折叠子子带，该折叠子子带与该非折叠子子带在时域信号中具有对应的 频率间隔。
15.—种用于接收音频信号的接收机，该接收机包括 用于接收编码数据流的装置(401)；用于通过解码该编码数据流的数据值产生第一子带信号的装置(403)，该第一子带信 号对应于时域音频信号的临界采样的子带域信号表示；用于通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号的转换装置(405)，该第二子带 信号对应于时域音频信号的非临界采样的复子带域表示；以及用于从第二子带信号产生时域音频信号的合成滤波器组(407)，其中第一子带信号包括多个子子带，并且转换装置(405)包括第二合成滤波器组，用于 从第一子带信号的子子带产生第二子带信号的子带，以及其中第二子带信号的每一子带包括折叠带和非折叠带，并且其中转换装置(405)包括 用于将第一子带信号的子子带分割成第二子带信号的第一子带带的折叠子子带和第二子 带信号的第二子带的非折叠子带的分割装置，该折叠子带和该非折叠子带在时域信号中具 有对应的频率间隔。
16.一种用于传输编码音频信号的发送机，该发送机包括 用于接收时域音频信号的装置(201)；用于从时域音频信号产生第一子带信号的第一滤波器组(203)，该第一子带信号对应 于时域信号的非临界采样的复子带域表示；用于通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号的转换装置(205)，该第二子带 信号对应于时域音频信号的临界采样的子带域表示；用于通过编码第二子带信号的数据值来产生波形编码数据流的装置(207 )；以及 用于发送波形编码数据流的装置，其中转换装置包括用于为第一子带信号的每一子带产生多个子子带的第二滤波器组 (301,303),其中第二滤波器组(301，303)是奇数堆叠的，以及其中每一子带包括对应于子带的折叠带的一些折叠子子带和对应于子带的非折叠带 的一些非折叠子子带，并且其中转换装置(205)包括用于将第一子带带的折叠子子带与第 二子带的非折叠子子带组合的组合装置(305)，该折叠子子带与该非折叠子子带在时域信 号中具有对应的频率间隔。
17.一种用于传输时域音频信号的传输系统，该传输系统包括 发送机，其包括用于接收时域音频信号的装置(201)；用于从时域音频信号产生第一子带信号的第一滤波器组(203)，该第一子带信号对应 于时域信号的非临界采样的复子带域表示；用于通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号的转换装置(205)，该第二子带 信号对应于时域音频信号的临界采样的子带域表示；用于通过编码第二子带信号的数据值产生波形编码数据流的装置(207 )；以及 用于发送波形编码数据流的装置，其中转换装置包括用于为第一子带信号的每一子带产生多个子子带的第二滤波器组 (301,303),其中第二滤波器组(301，303)是奇数堆叠的，以及其中每一子带包括对应于子带的折叠带的一些折叠子子带和对应于子带的非折叠带 的一些非折叠子子带，并且其中转换装置(205)包括用于将第一子带带的折叠子子带与第 二子带的非折叠子子带组合的组合装置(305)，该折叠子子带与该非折叠子子带在时域信 号中具有对应的频率间隔； 禾口接收机，其包括用于接收波形编码数据流的装置(401)；用于通过解码该编码数据流的数据值产生第三子带信号的装置(403)，该第三子带信 号对应于时域音频信号的临界采样的子带域信号表示；用于通过子带处理从第三子带信号产生第四子带信号的转换装置(405)，该第四子带 信号对应于时域音频信号的非临界采样的复子带域表示；以及用于从第四子带信号产生时域音频信号的合成滤波器组(407)， 其中第三子带信号包括多个子子带，并且转换装置(405)包括第二合成滤波器组，用于 从第一子带信号的子子带产生第四子带信号的子带，以及其中第四子带信号的每一子带包括折叠带和非折叠带，并且其中转换装置(405)包括 用于将第三子带信号的子子带分割成第四子带信号的第一子带带的折叠子子带和第四子 带信号的第二子带的非折叠子带的分割装置，该折叠子带和该非折叠子带在时域信号中具 有对应的频率间隔。
18.一种接收音频信号的方法，该方法包括 接收编码数据流；通过解码该编码数据流的数据值产生第一子带信号，该第一子带信号对应于时域音频 信号的临界采样的子带域信号表示；通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号，该第二子带信号对应于时域音频信 号的非临界采样的复子带域表示；以及合成滤波器组从第二子带信号产生时域音频信号，其中第一子带信号包括多个子子带，并且产生第二子带信号的步骤包括使用第二合成 滤波器组从第一子带信号的子子带产生第二子带信号的子带，以及其中第二子带信号的每一子带包括折叠带和非折叠带，并且其中产生第二子带信号的 步骤包括将第一子带信号的子子带分割成第二子带信号的第一子带带的折叠子子带和第 二子带信号的第二子带的非折叠子带，该折叠子带和该非折叠子带在时域信号中具有对应 的频率间隔。
19.一种发送编码音频信号的方法，该方法包括 接收时域音频信号；第一滤波器组从时域音频信号产生第一子带信号，该第一子带信号对应于时域信号的 非临界采样的复子带域表示；通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号，该第二子带信号对应于时域音频信 号的临界采样的子带域表示；通过编码第二子带信号的数据值产生波形编码数据流；以及 发送该波形编码数据流，其中产生第二子带信号的步骤包括使用第二滤波器组(301，303)为第一子带信号的每 一子带产生多个子子带，其中第二滤波器组(301，303)是奇数堆叠的，以及其中每一子带包括对应于子带的折叠带的一些折叠子子带和对应于子带的非折叠带 的一些非折叠子子带，并且其中产生第二子带信号的步骤包括组合第一子带带的折叠子子 带与第二子带的非折叠子子带，该折叠子子带与该非折叠子子带在时域信号中具有对应的频率间隔。
20.一种发送和接收时域音频信号的方法，该方法包括 一个发送机接收时域音频信号；第一滤波器组从时域音频信号产生第一子带信号，该第一子带信号对应于时域信号的 非临界采样的复子带域表示；通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号，该第二子带信号对应于时域音频信 号的临界采样的子带域表示；通过编码第二子带信号的数据值产生波形编码数据流；以及 发送该波形编码数据流，其中转换步骤包括使用第二滤波器组(301，303)为第一子带信号的每一子带产生多个 子子带，其中第二滤波器组(301，303)是奇数堆叠的，以及其中每一子带包括对应于子带的折叠带的一些折叠子子带和对应于子带的非折叠带 的一些非折叠子子带，并且其中产生第二子带信号的步骤包括组合第一子带带的折叠子子 带与第二子带的非折叠子子带，该折叠子子带与该非折叠子子带在时域信号中具有对应的 频率间隔； 禾口一个接收机 接收波形编码数据流；通过解码该编码数据流的数据值产生第三子带信号，该第三子带信号对应于时域音频 信号的临界采样的子带域信号表示；通过子带处理从第三子带信号产生第四子带信号，该第四子带信号对应于时域音频信 号的非临界采样的复子带域表示；以及合成滤波器组从第四子带信号产生时域音频信号，其中第三子带信号包括多个子子带，并且产生第三子带信号的步骤包括使用第二合成 滤波器组从第一子带信号的子子带产生第二子带的子带，以及其中第四子带信号的每一子带包括折叠带和非折叠带，并且其中产生第四子带信号的 步骤包括将第一子带信号的子子带分割成第二子带信号的第一子带带的折叠子子带和第 二子带信号的第二子带的非折叠子带，该折叠子带和该非折叠子带在时域信号中具有对应 的频率间隔。
21.一种包括根据权利要求1的解码器的音频播放装置。
22.一种包括根据权利要求3的编码器的音频记录装置。
全文摘要
一种编码器(109)，包括接收时域音频信号的接收机(201)。第一滤波器组(203)从时域音频信号产生第一子带信号，其中该第一子带信号对应于时域信号的非临界采样的复子带域表示；转换装置(205)通过子带处理从第一子带信号产生第二子带信号，该第二子带信号对应于时域音频信号的临界采样的子带域表示；编码处理器(207)然后通过编码第二子带信号的数据值产生波形编码数据流。转换装置(205)通过直接子带转换产生第二子带信号，而不需要转换回到时域。本发明能够具有低复杂度地对典型地在参数编码中产生的过采样子带信号进行波形编码。解码器执行相反的操作。
文档编号G10L19/02GK102148035SQ201110040478
公开日2011年8月10日 申请日期2005年10月31日 优先权日2004年11月2日
发明者G. P. 舒伊杰斯 E., F. 威勒摩斯 L. 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司, 编码技术股份有限公司