执行用于增益确定的滤波的系统及方法
【专利说明】执行用于増益确定的滤波的系统及方法
[000。 相关申请秦的香叉参考
[0002] 本申请案主张来自共同拥有的2013年2月8号申请的第61/762, 807号美国临时 专利申请案及2013年8月5号申请的第13/959, 188号美国非临时专利申请案的优先权， 所述申请案的内容全文W引用的方式明确地并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明通常设及信号处理。
【背景技术】
[0004] 技术的进步已经带来更小且更强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式 个人计算装置，包含无线计算装置，例如便携式无线电话、个人数字助理（PDA)和寻呼装 置，其体积小，重量轻且易于由用户携带。更具体来说，例如蜂窝式电话和因特网协议（I巧 电话等便携式无线电话可经由无线网络传送语音和数据包。此外，许多此类无线电话包含 并入其中的其它类型的装置。举例来说，无线电话还可包含数字静态相机、数码摄像机、数 字记录器，和音频文件播放器。
[0005] 在传统电话系统（例如，公共交换电话网络（PSTN))中，信号带宽限于300赫兹 化Z)到3. 4千赫兹化Hz)的频率范围。在例如蜂窝式电话及因特网语音通信协议（V〇m 等宽带（WB)应用中，信号带宽可横跨50化至Ij7曲Z的频率范围。超宽带（SWB)译码技术支 持延展到16曲Z左右的带宽。将信号带宽从3. 4曲Z的窄带电话延展到16曲Z的SWB电话 可改进信号重建的质量、可懂度及自然度。
[0006] SWB译码技术通常设及编码及发射信号的较低频率部分（例如，50化到7曲Z，也被 称为"低频带"）。举例来说，可使用滤波器参数及/或低频带激励信号表示低频带。然而， 为了改进译码效率，可不完全编码及发射信号的较高频率部分（例如，7曲Z到16曲Z，也被 称为"高频带"）。替代地，接收器可利用信号建模W预测高频带。在一些实施方案中，可将 与高频带相关联的数据提供到接收器W辅助预测。此数据可被称为"辅助信息"，且可包含 增益信息、线谱频率（LSF，也被称作线谱对（LSP))等。在低频带信号与高频带信号充分相 关时，使用信号模型的高频带预测的准确度可被接受。然而，在存在噪声的情况下，低频带 与高频带之间的相关可为弱的，且信号模型可不再能够准确地表示高频带。此情形可导致 接收器处的伪声（例如，经变形话音）。
【发明内容】
[0007] 揭示执行音频译码系统中的用于增益确定的音频信号的条件滤波的系统及方法。 所描述的技术包含确定经编码W用于发射的音频信号是否包含可在重建音频信号之后产 生可听见伪声的分量（例如，噪声）。举例来说，底层信号模型可将噪声解译为话音数据，所 述话音数据可导致音频信号的错误重建。根据所描述的技术，在存在伪声诱发分量的情况 下，可对音频信号的高频带部分执行条件滤波，且经滤波高频带输出可用W产生用于高频 带部分的增益信息。基于经滤波高频带输出的增益信息可导致在接收器处重建音频信号之 后减小的可听见伪声。
[000引在特定实施例中，一种方法包含基于对应于包含低频带部分及高频带部分的音频 信号的频谱信息确定音频信号包含对应于伪声产生条件的分量。所述方法还包含对音频信 号的高频带部分进行滤波W产生经滤波高频带输出。所述方法进一步包含产生经编码信 号。产生经编码信号包含基于对应于经滤波高频带输出的第一能量与对应于低频带部分的 第二能量的比率确定增益信息W减小伪声产生条件的可听见效果。
[0009] 在特定实施例中，一种方法包含将与音频信号的帖相关联的跨线谱对（LSP)间距 与至少一个阔值进行比较。所述方法还包含至少部分基于比较对音频信号的高频带部分进 行条件滤波W产生经滤波高频带输出。所述方法包含基于对应于经滤波高频带输出的第一 能量与对应于音频信号的低频带部分的第二能量的比率确定增益信息。
[0010] 在另一特定实施例中，一种设备包含噪声检测电路，其经配置W基于对应于包含 低频带部分及高频带部分的音频信号的频谱信息确定音频信号包含对应于伪声产生条件 的分量。所述设备包含滤波电路，所述滤波电路对噪声检测电路作出响应，且经配置W对音 频信号的高频带部分进行滤波W产生经滤波高频带输出。所述设备还包含增益确定电路， 所述增益确定电路经配置W基于对应于经滤波高频带输出的第一能量与对应于低频带部 分的第二能量的比率确定增益信息W减小伪声产生条件的可听见效果。
[0011] 在另一特定实施例中，一种设备包含用于基于对应于包含低频带部分及高频带部 分的音频信号的频谱信息确定音频信号包含对应于伪声产生条件的分量的装置。所述设备 还包含用于对音频信号的高频带部分进行滤波W产生经滤波高频带输出的装置。所述设备 包含用于产生经编码信号的装置。用于产生经编码信号的装置包含用于基于对应于经滤波 高频带输出的第一能量与对应于低频带部分的第二能量的比率确定增益信息W减小伪声 产生条件的可听见效果的装置。
[0012] 在另一特定实施例中，一种非暂时性计算机可读媒体包含若干指令，所述指令在 由计算机执行时致使计算机基于对应于包含低频带部分及高频带部分的音频信号的频谱 信息确定音频信号包含对应于伪声产生条件的分量，W对音频信号的高频带部分进行滤波 W产生经滤波高频带输出，且产生经编码信号。产生经编码信号包含基于对应于经滤波高 频带输出的第一能量与对应于低频带部分的第二能量的比率确定增益信息W减小伪声产 生条件的可听见效果。
[0013] 由所揭示的实施例中的至少一者提供的特定优势包含检测伪声诱发分量（例如， 噪声）且响应于检测到此些伪声诱发分量而选择性地执行滤波W影响增益信息的能力，此 举可产生接收器处的更准确信号重建及较少可听见伪声。本发明的其它方面、优点及特征 将在审阅全部申请案之后变得显而易见，所述全部申请案包含W下部分：【附图说明】、具体实 施方式及权利要求书。
【附图说明】
[0014] 图1为用W说明可操作W执行滤波的系统的特定实施例的图；
[0015] 图2为用W说明伪声诱发分量、包含伪声的对应经重建信号及不包含伪声的对应 经重建信号的实例的图；
[0016] 图3为用w说明自适应加权因子（丫）与线谱对（LS巧间距之间的映射的特定实 施例的曲线图；
[0017] 图4为用W说明可操作W执行滤波的系统的另一特定实施例的图；
[0018] 图5为用W说明执行滤波的方法的特定实施例的流程图；
[0019] 图6为用W说明执行滤波的方法的另一特定实施例的流程图；
[0020] 图7为用W说明执行滤波的方法的另一特定实施例的流程图；及
[0021] 图8为根据图1到7的系统及方法的可操作W执行信号处理操作的无线装置的框 图。
【具体实施方式】
[0022] 参看图1，可操作W执行滤波的系统的特定实施例经展示且通常经指定为100。在 特定实施例中，系统100可集成到编码系统或设备中（例如，无线电话或译码器/解码器 (CODEC)中）。
[0023] 应注意，在W下描述中，将由图1的系统100执行的各种功能经描述为由某些组件 或模块执行。然而，组件及模块的此划分是仅用于说明。在替代实施例中，由特定组件或模 块执行的功能可改为在多个组件或模块之中划分。此外，在替代实施例中，图1的两个或两 个W上组件或模块可集成到单个组件或模块中。图1中说明的每一组件或模块可使用硬件 (例如，现场可编程口阵列（FPGA)装置、专用集成电路（ASIC)、数字信号处理器值SP)、控制 器等）、软件（例如，可由处理器执行的指令）或其任何组合来实施。
[0024] 系统100包含经配置W接收输入音频信号102的分析滤波器组110。举例来说，输 入音频信号102可由麦克风或其它输入装置提供。在特定实施例中，输入音频信号102可 包含话音。输入音频信号可为超宽带（SWB)信号，所述SWB信号包含在从约50赫兹化Z) 到约16千赫兹（曲Z)的频率范围中的数据。分析滤波器组110可基于频率将输入音频信 号102滤波成多个部分。举例来说，分析滤波器组110可产生低频带信号122及高频带信 号124。低频带信号122及高频带信号124可具有相等或不相等带宽，且可重叠或不重叠。 在替代实施例中，分析滤波器组110可产生两个W上输出。
[0025] 低频带信号122及高频带信号124可占用非重叠频带。举例来说，低频带信号122 及高频带信号124可占用50化-7曲Z及7曲Z-16曲Z的非重叠频带。在替代实施例中，低频 带信号122及高频带信号124可占用50化-8曲Z及8曲Z-16曲Z的非重叠频带。在又一替 代实施例中，低频带信号122及高频带信号124重叠（例如，50HZ-8曲Z及7曲Z-16曲Z)，其 可使分析滤波器组110的低通滤波器及高通滤波器具有平滑滚降，其可简化设计且减少低 通滤波器及高通滤波器的成本。重叠低频带信号122及高频带信号124还可允许实现接收 器处低频带及高频带信号的平滑渗合，此情形可导致更少可听见伪声。
[0026] 应注意尽管图1的实例说明SWB信号的处理，但此情形仅用于说明。在替代实施 例中，输入音频信号102可为具有约50化到约8曲Z的频率范围的宽带（WB)信号。在此类 实施例中，低频带信号122可对应于约50化到约6. 4曲Z的频率范围，且高频带信号124可 对应于约6. 4曲Z到约8曲Z的频率范围。还应注意本文中的各种系统及方法经描述为检测 高频带噪声及响应于高频带噪声而执行各种操作。然而，此情形仅作为实例。参看图1到 7所说明的技术也可在低频带噪声的情况下执行。
[0027]系统100可包含经配置W接收低频带信号122的低频带分析模块130。在特定实 施例中，低频带分析模块130可表示码激励线性预测（CEL巧编码器的实施例。低频带分析 模块130可包含线性预测（L巧分析及译码模块132、线性预测系数（LPC)到线谱对（LSP) 变换模块134及量化器136。LSP也可被称作线谱频率（LSF)，且所述两个术语在本文中可 互换地使用。LP分析及译码模块132可将低频带信号122的频谱包络编码为一组LPC。对 于音频的每一帖（例如，对应于16kHz的取样速率的320个样本的20毫秒（ms)音频）、音 频的每一子帖（例如，5ms音频）或其任何组合可产生LPC。可由所执行的LP分析的"级 数"确定每一帖或子帖所产生的LPC的数目。在特定实施例中，LP分析及译码模块132可 产生对应于第十级LP分析的^^一个LPC的集合。
[002引LPC到LSP变换模块134可将由LP分析及译码模块132所产生的LPC的集合变换 成对应LSP集合（例如，使用一对一变换）。或者，LPC的集合可经一对一变换成部分自相 关系数、对数面积比率值、导谱对（IS巧或导谱频（IS巧的对应集合。LPC集合与LSP集合 之间的变换可为可逆的而不存在误差。
[0029] 量化器136可量化由变换模块134产生的LSP集合。举例来说，量化器136可包含 或禪合到包含多个项（例如，向量）的多个码簿。为量化LSP集合，量化器136可识别"最 接近"（例如，基于例如均方误差