信号解码的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种信号解码的方法和设备。所述信号解码的方法包括：从接收的比特流中解码出各个子带的频谱系数；将所述频谱系数所在的各个子带划分为比特分配饱和的子带和比特分配不饱和的子带；对所述比特分配不饱和的子带内未解码出的频谱系数进行噪声填充，从而恢复未解码出的频谱系数；以及根据解码出的频谱系数和恢复的频谱系数来获得频域信号。在本发明的上述实施例中，可以划分出频域信号中的比特分配不饱和的子带，并恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数，从而提高了信号解码的质量。
【专利说明】信号解码的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及电子领域，并且更具体地，涉及用于信号解码的方法和设备。
【背景技术】
[0002]在已有的频域编解码算法中，当码率低时，可供分配的比特数不足。此时，仅仅给相对重要的频谱系数分配比特，在编码时利用所分配的比特编码所述相对重要的频谱系数。然而，对于除了所述相对重要的频谱系数之外的频谱系数(即相对不重要的频谱系数)不分配比特，并且不编码所述相对不重要的频谱系数。对于所述有比特分配的频谱系数，由于可供分配的比特数不足，在其中存在部分比特分配不足的频谱系数。在编码时没有以足够的比特数编码该比特分配不足的频谱系数，例如仅仅编码了某个子带内的少量频谱系数。
[0003]与编码端对应地，在解码端也只有解码所述相对重要的频谱系数，而相对不重要的未解码出的频谱系数用O值填充。如果不对未解码出的频谱系数进行处理，则严重影响解码效果。例如，对于音频信号解码，最终输出的音频信号听起来就会有“空洞感”或者“流水声”等，严重影响听觉质量。因此，需要通过噪声填充的方法来恢复未解码出的频谱系数，从而输出具有更好质量的信号。作为未解码出的频谱系数的恢复示例(即噪声填充示例)，可以将解码出的频谱系数保存在一个数组中，并且将该数组中的频谱系数复制到没有比特分配的子带的频谱系数的位置上。也就是说，通过用所保存的解码出的频谱系数代替未解码出的频谱系数，来恢复未解码出的频谱系数。
[0004]在上述的恢复未解码出的频谱系数的方案中，仅仅恢复了在没有比特分配的子带中的未解码出的频谱系数，解码信号的质量不够好。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种信号解码的方法和设备，其能够提高信号解码的质量。
[0006]第一方面，提供了一种信号解码的方法，所述方法包括:从接收的比特流中解码出各个子带的频谱系数；将所述频谱系数所在的各个子带划分为比特分配饱和的子带和比特分配不饱和的子带；对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充，从而恢复未解码出的频谱系数；以及根据解码出的频谱系数和恢复的频谱系数来获得频域信号。
[0007]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述将所述频谱系数所在的各个子带划分为比特分配饱和的子带和比特分配不饱和的子带可包括:将平均每个频谱系数分配的比特数与第一阈值做比较，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值；将平均每个频谱系数分配的比特数大于等于所述第一阈值的子带作为比特分配饱和的子带，将平均每个频谱系数分配的比特数小于所述第一阈值的子带作为比特分配不饱和的子带。
[0008]结合第一方面或第一方面的第一种实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，所述对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充可包括:将平均每个频谱系数分配的比特数与第二阈值做比较，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值；计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的谐波性参数，所述谐波性参数表示频域信号的谐波性强弱；基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充。
[0009]结合第一方面的第二种实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的谐波性参数可包括:计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的峰均比、峰值与包络比、解码出的频谱系数的稀疏度、整帧的比特分配方差、均值与包络比、均峰比、包络与峰值比、以及包络与均值比中的至少一个参数；使用所计算的所述至少一个参数之一或组合地使用所计算的参数作为所述谐波性参数。
[0010]结合第一方面的第二种实现方式或第三种，在第一方面的第四种实现方式中，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充可包括:根据所述比特分配不饱和的子带的包络和解码出的频谱系数来计算所述比特分配不饱和的子带的噪声填充增益；计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的峰均比，并基于该峰均比获得全局噪声因子；基于所述谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益；利用所述目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
[0011]结合第一方面的第四种实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充还可包括:计算所述比特分配不饱和的子带的峰均比，并且将其与第三阈值进行比较；对于峰均比大于第三阈值的比特分配不饱和的子带，在获得目标增益之后，使用所述比特分配不饱和的子带的包络与其中解码出的频谱系数的最大幅值的比值来修正目标增益。
[0012]结合第一方面的第四种实现方式，在第一方面的第六种方式中，所述基于谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益可包括:比较所述谐波性参数和第四阈值；当所述谐波性参数大于等于第四阈值时，通过gainT = fac*gain*norm/peak来获得目标增益；当所述谐波性参数小于第四阈值时,通过gainT = fac’*gain, fac’=fac+step来获得目标增益,其中，gainT是目标增益，fac是全局噪声因子，norm是所述比特分配不饱和的子带的包络，peak是所述比特分配不饱和的子带中的解码出的频谱系数的最大幅值，step是所述全局噪声因子根据频率变化的步长。
[0013]结合第一方面的第四种实现方式或第六种实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充还可包括:在恢复了未解码出的频谱系数之后，对所恢复的频谱系数执行帧间
平滑处理。
[0014]结合第一方面或第一方面的第一种实现方式，在第一方面的第八种实现方式中，所述对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充包括:
[0015]将平均每个频谱系数分配的比特数与O做比较，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值；
[0016]计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的谐波性参数，所述谐波性参数表示频域信号的谐波性强弱；
[0017]基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充。
[0018]结合第一方面的第八种实现方式，在第一方面的第九种实现方式中，所述计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的谐波性参数包括:
[0019]计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的峰均比、峰值与包络t匕、解码出的频谱系数的稀疏度、整帧的比特分配方差、均值与包络比、均峰比、包络与峰值t匕、以及包络与均值比中的至少一个参数；
[0020]使用所计算的所述至少一个参数之一或组合地使用所计算的参数作为所述谐波性参数。
[0021]结合第一方面的第九种实现方式，在第一方面的第十种实现方式中，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充包括:
[0022]根据所述比特分配不饱和的子带的包络和解码出的频谱系数来计算所述比特分配不饱和的子带的噪声填充增益；
[0023]计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的峰均比，并基于该峰均比获得全局噪声因子；
[0024]基于所述谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益；
[0025]利用所述目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
[0026]结合第一方面的第十种实现方式，在第一方面的第i 种实现方式中，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充还包括:
[0027]计算所述比特分配不饱和的子带的峰均比，并且将其与第三阈值进行比较；
[0028]对于峰均比大于第三阈值的比特分配不饱和的子带，在获得目标增益之后，使用所述比特分配不饱和的子带的包络与其中解码出的频谱系数的最大幅值的比值来修正目标增益。
[0029]结合第一方面的第十种实现方式，在第一方面的第十二种实现方式中，所述基于谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益包括:
[0030]比较所述谐波性参数和第四阈值；
[0031]当所述谐波性参数大于等于第四阈值时，通过gainT = fac*gain*norm/peak来获得目标增益；
[0032]当所述谐波性参数小于第四阈值时，通过gainT = fac’ *gain,fac’ = fac+step来获得目标增益，
[0033]其中，gainT是目标增益，fac是全局噪声因子，norm是所述比特分配不饱和的子带的包络，peak是所述比特分配不饱和的子带中的解码出的频谱系数的最大幅值，step是所述全局噪声因子根据频率变化的步长。[0034]结合第一方面的第十种实现方式或第十二种实现方式，在第一方面的第十三种实现方式中，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充还包括:
[0035]在恢复了未解码出的频谱系数之后，对所恢复的频谱系数执行帧间平滑处理。
[0036]第二方面，提供了一种用于信号解码的设备，所述设备包括:解码单元，从接收的比特流中解码出各个子带的频谱系数；划分单元，用于将所述频谱系数所在的各个子带划分为比特分配饱和的子带和比特分配不饱和的子带，所述比特分配饱和的子带指所分配的比特能够编码子带内所有频谱系数的子带，所述比特分配不饱和的子带指分配的比特只能编码子带内的部分频谱系数的子带和没有分配比特的子带；恢复单元，用于对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充，从而恢复未解码出的频谱系数；输出单元，用于根据解码出的频谱系数和恢复的频谱系数来获得频域信号。
[0037]结合第二方面，在第二方面的一种实现方式中，所述划分单元可包括:比较部件，用于将平均每个频谱系数分配的比特数与第一阈值做比较，其中，平均每个频谱系数分配的比特数为向每个子带分配的比特数与每个子带中的频谱系数个数的比值；划分部件，用于将平均每个频谱系数分配的比特数大于等于所述第一阈值的子带划分为比特分配饱和的子带，将平均每个频谱系数分配的比特数小于所述第一阈值的子带划分为比特分配不饱和的子带。
[0038]结合第二方面或第二方面的第一种实现方式，在第二方面的第二种实现方式中，所述恢复单元可包括:计算部件，用于将平均每个频谱系数分配的比特数与第二阈值做比较，并计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的谐波性参数，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值，所述谐波性参数表示频域信号的谐波性强弱；填充部件，用于基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充，从而恢复未解码出的频谱系数。
[0039]结合第二方面的第二种实现方式，在第二方面的第三种实现方式中，所述计算部件可通过如下操作来计算所述谐波性参数:计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的峰均比、峰值与包络比、解码出的频谱系数的稀疏度、以及整帧的比特分配方差中的至少一个参数；使用所计算的所述至少一个参数之一或组合地使用所计算的参数作为所述谐波性参数。
[0040]结合第二方面的第二种实现方式或第三种实现方式，在第二方面的第四种实现方式中，所述填充部件可包括:增益计算模块，用于根据所述比特分配不饱和的子带的包络和解码出的频谱系数来计算所述比特分配不饱和的子带的噪声填充增益，计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的峰均比，并基于该比特分配饱和的子带的峰均比获得全局噪声因子，基于所述谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益；填充模块，用于利用所述目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
[0041]结合第二方面的第四种实现方式，在第二方面的第五种实现方式中，所述填充部件还包括:修正模块，用于计算所述比特分配不饱和的子带的峰均比，并且将其与第三阈值进行比较，对于峰均比大于第三阈值的比特分配不饱和的子带，在获得目标增益之后，使用所述比特分配不饱和的子带的包络与其中解码出的频谱系数的最大幅值的比值来修正目标增益，得到修正的目标增益，其中，所述填充模块利用所述修正的目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
[0042]结合第二方面的第四种实现方式或第五种实现方式，在第二方面的第六种实现方式中，所述增益计算模块可通过如下操作来基于谐波性参数、全局噪声因子修正所述噪声填充增益:比较所述谐波性参数和第四阈值；当所述谐波性参数大于等于第四阈值时，通过gainT = fac*gain*norm/peak来获得目标增益；当所述谐波性参数小于第四阈值时,通过gainT = fac *gain, fac = fac+step来获得目标增益,其中，gainT是目标增益，fac是全局噪声因子，norm是所述比特分配不饱和的子带的包络，peak是所述比特分配不饱和的子带中的解码出的频谱系数的最大幅值，step是所述全局噪声因子根据频率变化的步长。
[0043]结合第二方面的第四种实现方式或第五种实现方式或第六种实现方式，在第二方面的第七种实现方式中，所述填充部件还包括:帧间平滑模块，用于在恢复了未解码出的频谱系数之后，对所恢复的频谱系数执行帧间平滑处理，得到平滑处理后的频域系数，其中，所述输出单元用于根据解码出的频谱系数和平滑处理后的频谱系数来获得频域信号。
[0044]结合第二方面或第二方面的第一种实现方式，在第二方面的第八种实现方式中，所述恢复单元包括:
[0045]计算部件，用于将平均每个频谱系数分配的比特数与O做比较，并计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的谐波性参数，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值，所述谐波性参数表示频域信号的谐波性强弱；
[0046]填充部件，用于基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充，从而恢复未解码出的频谱系数。
[0047]结合第二方面的第八种实现方式，在第二方面的第九种实现方式中，所述计算部件通过如下操作来计算所述谐波性参数:
[0048]计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的峰均比、峰值与包络t匕、解码出的频谱系数的稀疏度、整帧的比特分配方差、均值与包络比、均峰比、包络与峰值t匕、以及包络与均值比中的至少一个参数；
[0049]使用所计算的所述至少一个参数之一或组合地使用所计算的参数作为所述谐波性参数。
[0050]结合第二方面的第九种实现方式，在第二方面的第十种实现方式中，所述填充部件包括:
[0051]增益计算模块，用于根据所述比特分配不饱和的子带的包络和解码出的频谱系数来计算所述比特分配不饱和的子带的噪声填充增益；计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的峰均比，并基于该峰均比获得全局噪声因子；基于所述谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益；
[0052]填充模块，用于利用所述目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
[0053]结合第二方面的第十种实现方式，在第二方面的第十一种实现方式中，所述填充部件还包括:[0054]修正模块，用于计算所述比特分配不饱和的子带的峰均比，并且将其与第三阈值进行比较；对于峰均比大于第三阈值的比特分配不饱和的子带，在获得目标增益之后，使用所述比特分配不饱和的子带的包络与其中解码出的频谱系数的最大幅值的比值来修正目标增益，得到修正的目标增益；
[0055]其中，所述填充模块利用所述修正的目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
[0056]结合第二方面的第十种实现方式，在第二方面的第十二种实现方式中，所述增益计算模块通过如下操作来基于谐波性参数、全局噪声因子修正所述噪声填充增益:
[0057]比较所述谐波性参数和第四阈值；
[0058]当所述谐波性参数大于等于第四阈值时，通过gainT = fac*gain*norm/peak来获得目标增益；
[0059]当所述谐波性参数小于第四阈值时，通过gainT = fac’ *gain,fac’ = fac+step来获得目标增益，
[0060]其中，gainT是目标增益，fac是全局噪声因子，norm是所述比特分配不饱和的子带的包络，peak是所述比特分配不饱和的子带中的解码出的频谱系数的最大幅值，step是所述全局噪声因子根据频率变化的步长。
[0061]结合第二方面的第十种实现方式或第十二种实现方式，在第二方面的第十三种实现方式中，所述填充部件还包括:帧间平滑模块，用于在恢复了未解码出的频谱系数之后，对所恢复的频谱系数执行帧间平滑处理，得到平滑处理后的频域系数；
[0062]其中，所述输出单元用于根据解码出的频谱系数和平滑处理后的频谱系数来获得频域信号。
[0063]本发明实施例可以划分出频谱系数中的比特分配不饱和的子带，并恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数，而不是仅仅恢复没有比特分配的子带内的未解码出的频谱系数，从而提高了信号解码的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0064]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0065]图1是图示了根据本发明实施例的信号解码方法的流程图；
[0066]图2是图示了根据本发明实施例的信号解码方法中的噪声填充处理的流程图；
[0067]图3是图示了根据本发明实施例的信号解码设备的框图；
[0068]图4是图示了根据本发明实施例的信号解码设备的恢复单元的框图；
[0069]图5是根据本发明另一实施例的装置的框图。
【具体实施方式】
[0070]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0071]本发明提供一种频域解码方法。编码端把频谱系数划分成到各个子带中，为每个子带分配编码比特，根据每个子带分到的比特对该子带内的频谱系数进行量化，得到编码码流。当码率低，可供分配的比特数不足时，编码端仅给相对重要的频谱系数分配比特。对于各个子带，所分配到的比特存在不同的情况:分配的比特可以编码子带内所有频谱系数；分配的比特只能编码子带内的部分频谱系数；或者该子带没有分配比特。当分配的比特可以编码子带内所有频谱系数，解码端可以直接解码出该子带内的所有频谱系数。当该子带没有分配比特时，解码端则解码不出该子带的频谱系数，通过噪声填充的方法来恢复未解码出的频谱系数。当分配的比特只能编码子带内的部分频谱系数，解码端可以恢复出子带内部分频谱系数，对于未解码出的频谱系数(也即编码端未编码的频谱系数)，通过噪声填充来恢复。
[0072]本发明实施例的信号解码的技术方案，可以应用于各种通信系统，例如:GSM，码分多址(CDMA,Code Division Multiple Access)系统，宽带码分多址(WCDMA, Wideband CodeDivision Multiple Access Wireless),通用分组无线业务(GPRS, General Packet RadioService),长期演进(LTE, Long Term Evolution)等。本发明实施例的信号解码的技术方案所应用于的通信系统或设备不构成对本发明的限制。
[0073]图1是图示了根据本发明实施例的信号解码方法100的流程图。
[0074]所述信号解码方法100包括:从接收的比特流中解码出各个子带的频谱系数
(110);将所述频谱系数所在的各个子带划分为比特分配饱和的子带和比特分配不饱和的子带，所述比特分配饱和的子带指所分配的比特能够编码子带内所有频谱系数的子带，所述比特分配不饱和的子带指分配的比特只能编码子带内的部分频谱系数的子带和没有分配比特的子带(120);对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充，以恢复未解码出的频谱系数(130);以及根据解码出的频谱系数和恢复的频谱系数来获得频域信号(140)。
[0075]在110中，从接收的比特流中解码出各个子带的频谱系数，具体可以包括:从接收的比特流中解码出频谱系数，并将所述频谱系数划分到各个子带。所述频谱系数可以为如下的各种类型信号的频谱系数，诸如图像信号、数据信号、音频信号、视频信号、文本信号等。可以采取各种解码方法来获取所述频谱系数。具体的信号类型和解码方法不构成对本发明的限制。
[0076]编码端把频谱系数划分成到各个子带中，为每个子带分配编码比特。解码端采用与编码端相同的子带划分的方法，在解码出频谱系数后，根据各个频谱系数的频率将解码出的频谱系数划分到各个子带。
[0077]作为示例，可以将频谱系数所在的频段等分地划分为多个子带，然后根据每个频谱系数的频率将其划分为该频率所在的子带。此外，可以根据现有的或将来出现的各种划分方法将所述频谱系数划分为频域的各个子带，然后进行各种处理。
[0078]在120中，将所述频谱系数所在的各个子带划分为比特分配饱和的子带和比特分配不饱和的子带，所述比特分配饱和的子带指所分配的比特能够编码子带内所有频谱系数的子带，所述比特分配不饱和的子带指分配的比特只能编码子带内的部分频谱系数的子带和没有分配比特的子带。当频谱系数的比特分配饱和时，即使再为其分配更多的比特数，解码出的信号的质量也没有显著提高。
[0079]作为示例，可以根据子带内平均每个频谱系数分配的比特数来获知子带的比特分配是否饱和。具体地，将平均每个频谱系数分配的比特数与第一阈值做比较，其中，平均每个频谱系数分配的比特数为向每个子带分配的比特数与每个子带中的频谱系数个数的比值，即一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值；将平均每个频谱系数分配的比特数大于等于所述第一阈值的子带作为比特分配饱和的子带，将平均每个频谱系数分配的比特数小于所述第一阈值的子带作为比特分配不饱和的子带。作为示例，可通过将为子带分配的比特数除以该子带内的频谱系数来获得子带内平均每个频谱系数分配的比特数。所述第一阈值可以预先设置，其例如可通过实验容易地得到。对于音频信号，所述第一阈值可以是1.5个比特/频谱系数。
[0080]在130中，对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充，以恢复未解码出的频谱系数。该比特分配不饱和的子带包括其频谱系数没有比特分配的子带和尽管有比特分配但比特分配不足的子带。可以使用各种噪声填充方法来恢复未解码出的频谱系数。
[0081]现有技术仅恢复没有比特分配的子带中的未解码出的频谱系数，对于有比特分配的子带中由于比特分配不足而存在的未解码出的频谱系数，没有进行恢复。此外，在解码出的频谱系数与未解码出的频谱系数之间通常没有太多的关系，直接进行复制难以取得良好的解码效果。在本发明的实施例中，提出一种新的噪声填充方法，即基于比特数大于等于第二阈值的子带的谐波性参数harm来进行噪声填充。具体地，将平均每个频谱系数分配的比特数与第一阈值做比较，其中，平均每个频谱系数分配的比特数为向每个子带分配的比特数与每个子带中的频谱系数个数的比值，即一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值；计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的谐波性参数，所述谐波性参数表示频域信号的谐波性强弱；基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充。该第二阈值可以预先设置，其小于等于前述的第一阈值，可以是例如1.3个比特/频谱系数的其它阈值。所述谐波性参数harm用于表示频域信号的谐波性强弱，在频域信号的谐波性强的情况下，所述解码出的频谱系数中存在较多的为O值的频谱系数，对于这些O值的频谱系数不需要进行噪声填充。因此，如果基于谐波性参数来有区别地对未解码出的频谱系数(即，取值为O的频谱系数)进行噪声填充，则可以避免对一部分解码出的取值为O的频谱系数进行噪声填充的错误，从而提高信号解码质量。
[0082]所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的谐波性参数harm可以用该子带的峰均比(即峰值与平均幅值的比)、峰值与包络比、解码出的频谱系数的稀疏度、整帧的比特分配方差、均值与包络比、均峰比(即平均幅值与峰值的比)、包络与峰值比、以及包络与均值比中的一个或多个来表示。这里简要描述谐波性参数的计算方式，以更完全地公开本发明。
[0083]子带的峰均比sharp可通过如下公式(I)来计算:
【权利要求】
1.一种信号解码的方法，其特征在于，所述方法包括: 从接收的比特流中解码出各个子带的频谱系数； 将所述频谱系数所在的各个子带划分为比特分配饱和的子带和比特分配不饱和的子带; 对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充，从而恢复未解码出的频谱系数；以及 根据解码出的频谱系数和恢复的频谱系数来获得频域信号。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述将所述频谱系数所在的各个子带划分为比特分配饱和的子带和比特分配不饱和的子带包括: 将平均每个频谱系数分配的比特数与第一阈值做比较，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值； 将平均每个频谱系数分配的比特数大于等于所述第一阈值的子带作为比特分配饱和的子带，将平均每个频谱系数分配的比特数小于所述第一阈值的子带作为比特分配不饱和的子带。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充包括: 将平均每个频谱系数分配的·比特数与第二阈值做比较，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值； 计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的谐波性参数，所述谐波性参数表示频域信号的谐波性强弱； 基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的谐波性参数包括: 计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的峰均比、峰值与包络比、解码出的频谱系数的稀疏度、整帧的比特分配方差、均值与包络比、均峰比、包络与峰值比、以及包络与均值比中的至少一个参数； 使用所计算的所述至少一个参数之一或组合地使用所计算的参数作为所述谐波性参数。
5.根据权利要求3或4的方法，其特征在于，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充包括: 根据所述比特分配不饱和的子带的包络和解码出的频谱系数来计算所述比特分配不饱和的子带的噪声填充增益； 计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的峰均比，并基于该峰均比获得全局噪声因子； 基于所述谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益； 利用所述目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充还包括: 计算所述比特分配不饱和的子带的峰均比，并且将其与第三阈值进行比较； 对于峰均比大于第三阈值的比特分配不饱和的子带，在获得目标增益之后，使用所述比特分配不饱和的子带的包络与其中解码出的频谱系数的最大幅值的比值来修正目标增.、Mo
7.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述基于谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益包括: 比较所述谐波性参数和第四阈值； 当所述谐波性参数大于等于第四阈值时，通过gainT = fac*gain*norm/peak来获得目标增益； 当所述谐波性参数小于第四阈值时，通过gainT = fac’ *gain, fac’ = fac+step来获得目标增益， 其中，gainT是目标增益，fac是全局噪声因子，norm是所述比特分配不饱和的子带的包络，peak是所述比特分配不饱和的子带中的解码出的频谱系数的最大幅值，step是所述全局噪声因子根据频率变化的步长。
8.根据权利 要求5或7的方法，其特征在于，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充还包括: 在恢复了未解码出的频谱系数之后，对所恢复的频谱系数执行帧间平滑处理。
9.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充包括: 将平均每个频谱系数分配的比特数与O做比较，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值； 计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的谐波性参数，所述谐波性参数表示频域信号的谐波性强弱；基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的谐波性参数包括: 计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的峰均比、峰值与包络比、解码出的频谱系数的稀疏度、整帧的比特分配方差、均值与包络比、均峰比、包络与峰值比、以及包络与均值比中的至少一个参数； 使用所计算的所述至少一个参数之一或组合地使用所计算的参数作为所述谐波性参数。
11.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充包括: 根据所述比特分配不饱和的子带的包络和解码出的频谱系数来计算所述比特分配不饱和的子带的噪声填充增益； 计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的峰均比，并基于该峰均比获得全局噪声因子； 基于所述谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益；利用所述目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充还包括: 计算所述比特分配不饱和的子带的峰均比，并且将其与第三阈值进行比较； 对于峰均比大于第三阈值的比特分配不饱和的子带，在获得目标增益之后，使用所述比特分配不饱和的子带的包络与其中解码出的频谱系数的最大幅值的比值来修正目标增.、Mo
13.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述基于谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益包括: 比较所述谐波性参数和第四阈值； 当所述谐波性参数大于等于第四阈值时，通过gainT = fac*gain*norm/peak来获得目标增益； 当所述谐波性参数小于第 四阈值时，通过gainT = fac’ *gain, fac’ = fac+step来获得目标增益， 其中，gainT是目标增益，fac是全局噪声因子，norm是所述比特分配不饱和的子带的包络，peak是所述比特分配不饱和的子带中的解码出的频谱系数的最大幅值，step是所述全局噪声因子根据频率变化的步长。
14.根据权利要求11或13的方法，其特征在于，所述基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充还包括: 在恢复了未解码出的频谱系数之后，对所恢复的频谱系数执行帧间平滑处理。
15.一种用于信号解码的设备，其特征在于，所述设备包括: 解码单元，从接收的比特流中解码出各个子带的频谱系数； 划分单元，用于将所述频谱系数所在的各个子带划分为比特分配饱和的子带和比特分配不饱和的子带； 恢复单元，用于对所述比特分配不饱和的子带中的未解码出的频谱系数进行噪声填充，从而恢复未解码出的频谱系数； 输出单元，用于根据解码出的频谱系数和恢复的频谱系数来获得频域信号。
16.根据权利要求15的设备，其特征在于，所述划分单元包括: 比较部件，用于将平均每个频谱系数分配的比特数与第一阈值做比较，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值； 划分部件，用于将平均每个频谱系数分配的比特数大于等于所述第一阈值的子带划分为比特分配饱和的子带，将平均每个频谱系数分配的比特数小于所述第一阈值的子带划分为比特分配不饱和的子带。
17.根据权利要求15或16的设备，其特征在于，所述恢复单元包括: 计算部件，用于将平均每个频谱系数分配的比特数与第二阈值做比较，并计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的谐波性参数，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值，所述谐波性参数表示频域信号的谐波性强弱； 填充部件，用于基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充，从而恢复未解码出的频谱系数。
18.根据权利要求17的设备，其特征在于，所述计算部件通过如下操作来计算所述谐波性参数: 计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的峰均比、峰值与包络比、解码出的频谱系数的稀疏度、整帧的比特分配方差、均值与包络比、均峰比、包络与峰值比、以及包络与均值比中的至少一个参数； 使用所计算的所述至少一个参数之一或组合地使用所计算的参数作为所述谐波性参数。
19.根据权利要求17或18的设备，其特征在于，所述填充部件包括: 增益计算模块，用于根据所述比特分配不饱和的子带的包络和解码出的频谱系数来计算所述比特分配不饱和的子带的噪声填充增益，计算所述平均每个频谱系数分配的比特数大于等于第二阈值的子带的峰均比，并基于该比特分配饱和的子带的峰均比获得全局噪声因子，基于所述谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益； 填充模块，用于利用所述目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。·
20.根据权利要求19的设备，其特征在于，所述填充部件还包括:修正模块，用于计算所述比特分配不饱和的子带的峰均比，并且将其与第三阈值进行比较，对于峰均比大于第三阈值的比特分配不饱和的子带，在获得目标增益之后，使用所述比特分配不饱和的子带的包络与其中解码出的频谱系数的最大幅值的比值来修正目标增益，得到修正的目标增.、 其中，所述填充模块利用所述修正的目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
21.根据权利要求19或20的设备，其特征在于，所述增益计算模块通过如下操作来基于谐波性参数、全局噪声因子修正所述噪声填充增益: 比较所述谐波性参数和第四阈值； 当所述谐波性参数大于等于第四阈值时，通过gainT = fac*gain*norm/peak来获得目标增益； 当所述谐波性参数小于第四阈值时，通过gainT = fac’ *gain, fac’ = fac+step来获得目标增益， 其中，gainT是目标增益，fac是全局噪声因子，norm是所述比特分配不饱和的子带的包络，peak是所述比特分配不饱和的子带中的解码出的频谱系数的最大幅值，step是所述全局噪声因子根据频率变化的步长。
22.根据权利要求19、20或21的设备，其特征在于，所述填充部件还包括:帧间平滑模块，用于在恢复了未解码出的频谱系数之后，对所恢复的频谱系数执行帧间平滑处理，得到平滑处理后的频域系数， 其中，所述输出单元用于根据解码出的频谱系数和平滑处理后的频谱系数来获得频域信号。
23.根据权利要求15或16的设备，其特征在于，所述恢复单元包括: 计算部件，用于将平均每个频谱系数分配的比特数与O做比较，并计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的谐波性参数，其中，一个子带的平均每个频谱系数分配的比特数为向所述一个子带分配的比特数与所述一个子带中的频谱系数个数的比值，所述谐波性参数表示频域信号的谐波性强弱； 填充部件，用于基于所述谐波性参数对所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数进行噪声填充，从而恢复未解码出的频谱系数。
24.根据权利要求23的设备，其特征在于，所述计算部件通过如下操作来计算所述谐波性参数: 计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的峰均比、峰值与包络比、解码出的频谱系数的稀疏度、整帧的比特分配方差、均值与包络比、均峰比、包络与峰值比、以及包络与均值比中的至少一个参数； 使用所计算的所述至少一个参数之一或组合地使用所计算的参数作为所述谐波性参数。
25.根据权利要求24的设备，其特征在于，所述填充部件包括:` 增益计算模块，用于根据所述比特分配不饱和的子带的包络和解码出的频谱系数来计算所述比特分配不饱和的子带的噪声填充增益；计算所述平均每个频谱系数分配的比特数不等于O的子带的峰均比，并基于该峰均比获得全局噪声因子；基于所述谐波性参数、全局噪声因子来修正所述噪声填充增益而获得目标增益； 填充模块，用于利用所述目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
26.根据权利要求25的设备，其特征在于，所述填充部件还包括: 修正模块，用于计算所述比特分配不饱和的子带的峰均比，并且将其与第三阈值进行比较；对于峰均比大于第三阈值的比特分配不饱和的子带，在获得目标增益之后，使用所述比特分配不饱和的子带的包络与其中解码出的频谱系数的最大幅值的比值来修正目标增益，得到修正的目标增益； 其中，所述填充模块利用所述修正的目标增益和噪声的加权值来恢复所述比特分配不饱和的子带内的未解码出的频谱系数。
27.根据权利要求25的设备，其特征在于，所述增益计算模块通过如下操作来基于谐波性参数、全局噪声因子修正所述噪声填充增益: 比较所述谐波性参数和第四阈值； 当所述谐波性参数大于等于第四阈值时，通过gainT = fac*gain*norm/peak来获得目标增益； 当所述谐波性参数小于第四阈值时，通过gainT = fac’ *gain, fac’ = fac+step来获得目标增益，其中，gainT是目标增益，fac是全局噪声因子，norm是所述比特分配不饱和的子带的包络，peak是所述比特分配不饱和的子带中的解码出的频谱系数的最大幅值，step是所述全局噪声因子根据频率变化的步长。
28.根据权利要求25或27的方法，其特征在于，所述填充部件还包括:帧间平滑模块，用于在恢复了未解码出的频谱系数之后，对所恢复的频谱系数执行帧间平滑处理，得到平滑处理后的频域系数； 其中，所述输出单元用于根据解码出的频谱系数和平滑处理后的频谱系数来获得频域信号。·
【文档编号】G10L19/02GK103854653SQ201310297982
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年7月16日 优先权日:2012年12月6日
【发明者】刘泽新, 齐峰岩, 苗磊 申请人:华为技术有限公司