使用频域处理器、时域处理器和用于连续初始化的交叉处理器的音频编码器和解码器的制作方法

文档序号:12513566阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于对音频信号进行编码的音频编码器,包括:

第一编码处理器(600),用于在频域中对第一音频信号部分进行编码,其中第一编码处理器(600)包括:

时间频率转换器(602),用于将第一音频信号部分转换为具有一直到第一音频信号部分的最大频率的频谱线的频域表示;

频谱编码器(606),用于对频域表示进行编码;

第二编码处理器(610),用于在时域中对不同的第二音频信号部分进行编码;

交叉处理器(700),用于从第一音频信号部分的编码的频谱表示中计算第二编码处理器(610)的初始化数据,使得第二编码处理(610)被初始化以对音频信号中在时间上紧随第一音频信号部分的第二音频信号部分进行编码;

控制器(620),被配置用于分析音频信号,并且用于确定音频信号的哪个部分是在频域中编码的第一音频信号部分,以及音频信号的哪个部分是在时域中编码的第二音频信号部分;以及

编码信号形成器(630),用于形成编码的音频信号,所述编码的音频信号包括用于第一音频信号部分的第一编码信号部分和用于第二音频信号部分的第二编码信号部分。

2.根据权利要求1所述的音频编码器,其中,输入信号具有高频带和低频带,

其中,第二编码处理器(610)包括:采样率转换器(900),用于将第二音频信号部分转换为较低采样率表示,较低采样率低于音频信号的采样率,其中较低采样率表示不包括输入信号的高频带;

时域低频带编码器(910),用于对较低采样率表示进行时域编码;以及

时域带宽扩展编码器(920),用于以参数方式对高频带进行编码。

3.根据权利要求1或2所述的音频编码器,还包括:

预处理器(1000),被配置用于预处理第一音频信号部分和第二音频信号部分,

其中预处理器包括用于确定预测系数的预测分析器(1002);

其中编码信号形成器(630)被配置用于将预测系数的经编码版本引入到编码的音频信号中。

4.根据权利要求1、2或3所述的音频编码器,

其中预处理器(1000)包括用于将音频信号重新采样到第二编码处理器的采样率的重新采样器(1004);以及

其中预测分析器被配置为使用重新采样的音频信号来确定预测系数,或者

其中预处理器(1000)还包括用于确定针对第一音频信号部分的一个或多个长期预测参数的长期预测分析级(1006)。

5.根据前述权利要求之一所述的音频编码器,其中,所述交叉处理器(700)包括:

频谱解码器(701),用于计算第一编码信号部分的经解码版本;

延迟级(707),用于将经解码版本的延迟版本馈送到第二编码处理器的去加重级(617)中以进行初始化;

加权预测系数分析滤波块(708),用于将滤波器输出馈送到第二编码处理器(610)的码本确定器(613)中以进行初始化;

分析滤波级(706),用于对经解码版本或预加重(709)版本进行滤波,并且用于将滤波残留馈送到第二编码处理器的自适应码本确定器(612)中以进行初始化;或者

预加重滤波器(709),用于对经解码版本进行滤波,并且用于将延迟或预加重版本馈送到第二编码处理器(610)的合成滤波级(616)以进行初始化。

6.根据前述权利要求之一所述的音频编码器,

其中第一编码处理器(600)被配置为使用从第一音频信号部分导出的预测系数(1002、1010)执行频域表示的频谱值的整形(606a),并且其中第一编码处理器(600)还被配置为执行第一频谱区域的整形后的频谱值的量化和熵编码操作(606b)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的音频编码器,其中,交叉处理器(700)包括:

噪声整形器(703),用于使用从第一音频信号部分导出的LPC系数(1010)对频域表示的量化频谱值进行整形;

频谱解码器(704、705),用于以高频谱分辨率对频域表示的频谱整形的频谱部分进行解码,以获得解码的频谱表示;

频率-时间转换器(702),用于将频谱表示转换到时域中以获得解码的第一音频信号部分,其中与解码的第一音频信号部分相关联的采样率不同于音频信号的采样率,以及与频率-时间转换器(702)的输出信号相关联的采样率不同于与输入到频率-时间转换器(602)中的音频信号相关联的采样率。

8.根据前述权利要求之一所述的音频编码器,其中第二编码处理器包括以下块组中的至少一个块:

预测分析滤波器(611);

自适应码本级(612);

创新码本级(614);

估计器(613),用于估计创新码本条目;

ACELP/增益编码级(615);

预测合成滤波级(616);

去加重级(617);和

低音后滤波分析级(618)。

9.根据前述权利要求之一所述的音频编码器,

其中时域编码处理器具有相关联的第二采样率,

其中频域编码处理器具有与其相关联的不同于第二采样率的第一采样率,

其中交叉处理器包括用于以第二采样率产生时域信号的频率-时间转换器(702),

其中频率时间转换器(702)包括:

选择器(726),用于根据第一采样率和第二采样率之比选择输入到频率时间转换器中的频谱的一部分,

变换处理器(720),具有与时间-频率转换器(602)的变换长度不同的变换长度;以及

合成加窗器(712),用于使用与由时间频率转换器(602)使用的窗口相比具有不同数量的窗口系数的窗口进行窗口化。

10.一种音频解码器,用于对编码的音频信号进行解码,包括:

第一解码处理器(1120),用于在频域中对第一编码音频信号部分进行解码,第一解码处理器(1120)包括频率-时间转换器(1120),用于将解码的频谱表示转换到时域中,以获得解码的第一音频信号部分;

第二解码处理器(1140),用于在时域中对第二编码的音频信号部分进行解码以获得解码的第二音频信号部分;

交叉处理器(1170),用于从第一编码音频信号部分的解码的频谱表示中计算第二解码处理器(1140)的初始化数据,使得第二解码处理器(1140)被初始化以对在编码的音频信号中在时间上跟随第一音频信号部分的编码的第二音频信号部分进行解码;以及

组合器(1160),用于组合解码的第一频谱部分和解码的第二频谱部分以获得解码的音频信号,

其中交叉处理器还包括另外的频率-时间转换器(1171),以不同于与第一解码处理器(1120)的频率-时间转换器(1124)相关联的第二有效采样率的第一有效采样率进行操作,以在时域中获得进一步解码的第一信号部分,

其中由另外的频率-时间转换器(1171)输出的信号具有不同于与第一解码处理器的频率-时间转换器(1124)的输出相关联的第一采样率的第二采样率,

其中另外的频率-时间转换器(1171)包括:选择器(726),用于根据第一采样率和第二采样率之比选择输入到另外的频率-时间转换器(1171)中的频谱的一部分;

变换处理器(720),具有与第一解码处理器(1120)的时间-频率转换器(1124)的变换长度(710)不同的变换长度;以及

合成加窗器(722),使用与由第一解码处理器(1120)的频率-时间转换器(1124)使用的窗口相比具有不同数量的系数的窗口。

11.根据权利要求10所述的音频解码器,其中,第二解码处理器包括:

时域低频带解码器(1200),用于解码低频带时域信号;

重新采样器(1210),用于对低频带时域信号进行重新采样;

时域带宽扩展解码器(1220),用于合成时域输出信号的高频带;以及

混频器(1230),用于混合合成的时域信号的高频带和重新采样的低频带时域信号。

12.根据权利要求10至11之一所述的音频解码器,

其中第一解码处理器(1120)包括用于对第一解码的第一信号部分进行后滤波的自适应长期预测后滤波器(1420),其中滤波器(1420)由包括在编码的音频信号中的一个或多个长期预测参数控制。

13.根据权利要求10至12之一所述的音频解码器,其中交叉处理器(1170)包括:

延迟级(1172),用于延迟进一步解码的第一信号部分,并且用于将解码的第一信号部分的延迟版本馈送到第二解码处理器的去加重级(1144)中以进行初始化;

预加重滤波器(1173)和延迟级(1175),用于对进一步解码的第一信号部分进行滤波和延迟,并且用于将延迟级输出馈送到第二解码处理器的预测合成滤波器(1143)中以进行初始化;

预测分析滤波器(1174),用于从进一步解码的第一频谱部分或预加重(1173)的进一步解码的第一信号部分中产生预测残留信号,并且用于将预测残留信号馈送到第二解码处理器(1200)的码本合成器(1141)中;或者

开关(1480),用于将进一步解码的第一信号部分馈送到第二解码处理器的重新采样器(1210)的分析级(1471)中以进行初始化。

14.根据权利要求10至13之一所述的音频解码器,

其中第二解码处理器(1200)包括块组中的至少一个块,所述块组包括:

用于对ACELP增益和创新码本进行解码的级;

自适应码本合成级(1141);

ACELP后处理器(1142);

预测合成滤波器(1143);以及

去加重级(1144)。

15.一种对音频信号进行编码的方法,包括:

在频域中对第一音频信号部分进行编码(600),包括:

将第一音频信号部分转换(602)为具有一直到第一音频信号部分的最大频率的频谱线的频域表示;

对频域表示进行编码(606);

在时域中对不同的第二音频信号部分进行编码(610);

从第一音频信号部分的编码的频谱表示中计算(700)用于对不同的第二音频信号部分进行编码的步骤的初始化数据,使得对不同的第二音频信号部分进行编码(610)的步骤被初始化以对音频信号中在时间上紧随第一音频信号部分的第二音频信号部分进行编码;

分析(620)音频信号并且确定音频信号的哪个部分是在频域中编码的第一音频信号部分,以及音频信号的哪个部分是在时域中编码的第二音频信号部分;以及

形成(630)包括用于第一音频信号部分的第一编码信号部分和用于第二音频信号部分的第二编码信号部分的编码的音频信号。

16.一种对编码的音频信号进行解码的方法,包括:

在频域中由第一解码处理器对第一编码音频信号部分进行解码(1120),所述解码(1120)包括:通过频率-时间转换器(1124)将经解码的频谱表示转换(1120)到时域中以获得经解码的第一音频信号部分;

在时域中对第二编码的音频信号部分进行解码(1140)以获得解码的第二音频信号部分;

从第一编码音频信号部分的解码的频谱表示中计算(1170)对第二编码的音频信号部分进行解码(1140)的步骤的初始化数据,使得对第二编码的音频信号部分进行解码的步骤被初始化以对编码的音频信号中在时间上跟随第一音频信号部分的编码的第二音频信号部分进行解码;以及

组合(1160)解码的第一频谱部分和解码的第二频谱部分以获得解码的音频信号,

其中所述计算(1170)还包括

使用另外的频率-时间转换器(1171),以不同于与第一解码处理器(1120)的频率-时间转换器(1124)相关联的第二有效采样率的第一有效采样率进行操作,以在时域中获得进一步解码的第一信号部分,

其中由另外的频率-时间转换器(1171)输出的信号具有不同于与第一解码处理器的频率-时间转换器(1124)的输出相关联的第一采样率的第二采样率,

其中使用另外的频率-时间转换器(1171)包括:

根据第一采样率和第二采样率之比选择(726)输入到另外的频率-时间转换器(1171)中的频谱的一部分,

使用具有与第一解码处理器(1120)的时间-频率转换器(1124)的变换长度(710)不同的变换长度的变换处理器(720);以及

使用合成加窗器(722),所述合成加窗器使用与由第一解码处理器(1120)的频率-时间转换器(1124)使用的窗口相比具有不同数量的系数的窗口。

17.一种计算机程序,当运行在计算机或处理器上时,所述计算机程序用于执行根据权利要求15或权利要求16所述的方法。

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