一种音频编码带宽扩展中频带复制的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于音频编码技术领域，具体涉及一种音频编码带宽扩展中频带复制的方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 心理声学研究表明人们对于音频不同频率下的敏感性具有差异，对低频更敏感而 对高频不敏感，因此在音频编码中常常不对高频进行编码以节省码率。而高频部分的完全 缺失又会带来听感上的不适，因此往往采用带宽扩展的方式恢复高频。以利用高低频信号 之间的相关性为代表的频带复制技术是目前为止效果比较好的一种高频重建方法，它在频 域把低频信号整块复制到高频频段，再利用能量参数等边信息对复制的高频段进行修复， 从而达到高频重建的目的。
[0003] 现有方法在利用低频信号进行高频重建时，简单的按子带顺序选取低频频带对高 频频带进行重建，没有选择性。难以根据信号自身特性，做出自适应的调整，影响高频重建 的准确性。虽然高频频带与低频频带具有一定的相关性，但固定的匹配方式，不足以保证相 关性最好的高频频带与低频子带能准确的对应，相反可能导致相关性较弱甚至不相关的子 带匹配，导致高频重建效果不佳。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种音频编码带宽扩展频带复制的方法及 装置。
[0005] 本发明的方法所采用的技术方案是:一种音频编码带宽扩展中频带复制的方法， 其特征在于，包括以下步骤：
[0006] 步骤1:计算音频信号各低频子带与高频子带之间的相关系数每个原始高频的最 大相关系数max(Pn[k])用最大相关矩阵P max[n][k]记录，Pn[k]代表第η个高频子带与第k个 低频子带之间的相关系数；
[0007]步骤2:为高频子带选择值最大的相关系数，并判断相关系数值是否大于阈值；
[0008] 若是，则为高频子带选择相关系数最大的低频子带为最优复制子带；
[0009] 若否，则用同长度的高斯白噪声作为高频子带的复制子带；
[0010] 步骤3:提取频带复制所需能量信息，输出边信息。
[0011]作为优选，步骤1的具体实现过程是针对每一个原始高频子带，计算它与各个低频 信号子带之间的皮尔逊相关系数，从而得到原始子带与各个待选子带之间的相关性;计算 公式为：
[0012]
[0013] 式中Pn[k]代表第η个高频子带与第k个低频子带之间的相关系数，x[n, i]表示高 频子带样点，其中η表示高频子带序号，i表示子带样点序号，y[k，i ]表示低频子带样点，k表 示低频子带序号，N表示子带长度。
[0014] 作为优选，步骤2中所述判断相关系数值是否大于阈值，判断条件为：
[0015] Pmax[n][k] |>γ ；
[0016] 式中Pn[k]代表第η个高频子带与第k个低频子带之间的相关系数，阈值γ取值为 0.2。
[0017]作为优选，步骤3中所述边信息包括频带对应信息和能量信息；
[0018] 所述频带对应信息包括高频子带与相关性最大的低频子带或高斯白噪声之间的 对应关系；
[0019] 所述能量信息包括相关性最大的低频子带和高频子带之间的增益值r[i]和高频 子带能量均值e[i];
[0020]
[0021]
[0022]瓦甲，rLi」衣不弟η个咼频f带与第k个低频子带间的增益，e[i]表示第η个高频子 带能量均值，x[n，i]表示高频子带样点，其中η表示高频子带序号，i表示子带样点序号，y [k，i ]表示低频子带样点，k表示低频子带序号，N表示子带长度；
[0023]若最大相关性值大于阈值，则用相关性最大的低频子带复制高频子带，输出相关 性最大的低频子带和高频子带之间的增益值r[i];若最大相关性值小于等于阈值，则用高 斯白噪声复制高频子带，输出高频子带能量均值e[i]。
[0024] 本发明的装置所采用的技术方案是:一种音频编码带宽扩展中频带复制的装置， 其特征在于:包括相关性计算模块、子带选取模块、能量信息提取模块；
[0025] 所述相关性计算模块，用于计算音频信号各高频子带与各低频子带之间的相关系 数；
[0026] 所述子带选取模块，用于确定频带对应关系，为高频子带选择值最大的相关系数， 并判断相关系数值是否大于阈值;若最大相关系数的值大于阈值，则为高频子带选择相关 系数最大的的低频子带为最优复制子带，若最大相关系数的值小于阈值，则用同长度的高 斯白噪声作为高频子带的复制子带；
[0027] 所述能量信息提取模块，用于提取频带复制所需能量信息，输出边信息。
[0028] 本发明与现有技术相比的有益效果是，本发明实施例方案充分考虑到了低频子带 和高频子带的相关性，通过计算高频子带与各低频子带之间的皮尔逊相关系数选取最强相 关子带，并通过判断最高相关系数数值是否低于阈值，找到频带间更合适、更具关联性的匹 配组合，指导原始高频重建。同时对最大相关性相关程度不大的情况，引入高斯白噪声代替 低频子带来复制高频子带，避免了由于信号的谐波特性不明显，频谱相关性比较弱，很容易 出现最大相关的子带之间的相关性也很弱，如果此时仍然使用最大相关子带重建，反而会 引入误差。因此本发明实施例技术方案能够更准确的进行高频重建。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明实施例频带复制的方法流程图。
[0030] 图2是本发明实施例的频带复制的装置模块图。
【具体实施方式】
[0031] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发 明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不 用于限定本发明。
[0032] 请见图1，本发明提供的一种音频编码带宽扩展中频带复制的方法，包括以下步 骤：
[0033] 步骤1，针对每一个原始高频子带，通过下式计算它与各个低频信号子带之间的皮 尔逊相关系数，从而得到原始子带与各个待选子带之间的相关性；
[0034]
[0035] 式中Pn[k]代表第η个高频子带与第k个低频子带之间的相关系数，x[n, i]表示高 频子带样点，其中η表示高频子带序号，i表示子带样点序号，y[k，i ]表示低频子带样点，k表 示低频子带序号，N表示子带长度。
[0036] 以上计算对所有的原始高频子带η进行，对每个