用于对音频信号进行编码的方法和装置的制造方法_2

文档序号:8460801阅读:来源:国知局
、耦合到频谱翻转和降频混合器307的抽取器311、耦合到抽取器311的缺失信号发生器311a以及耦合到缺失信号发生器311a的线性预测编码(LPC)分析器314。高频带部分300a进一步包括耦合到LPC分析器314的第一量化器318。例如,LPC分析器可以是10阶LPC分析器。
[0020]仍然参照图3,第二编码器300b的高频带部分也包括高频带自适应码书(ACB) 302 (或者备选地,长期预测器)、加法器303和方波整型电路306。高频带ACB 302被耦合到加法器303和方波整型电路306。高频带部分进一步包括高斯发生器308、加法器309和带通滤波器312。高斯发生器308和带通滤波器312均被耦合到加法器309。高频带部分也包括频谱翻转和降频混合器313、抽取器315、1/A(z)全极点滤波器316(其将被称为“全极点滤波器”)、增益计算器317以及第二量化器319。频谱翻转和降频混合器313被耦合到带通滤波器312,抽取器315被耦合到频谱翻转和降频混合器313,全极点滤波器316被耦合到抽取器315,并且增益计算器317被耦合到全极点滤波器316和量化器两者。附加地,全极点滤波器316被耦合到LPC分析器314。
[0021]低频带部分包括插值器304、抽取器305和代码激励线性预测(CELP)核心编码解码器310。插值器304和抽取器305均被耦合到CELP核心编码解码器310。
[0022]现在将描述根据本发明的一个实施例的编码器222的操作。语音/音乐检测器300接收音频输入(诸如从图2的输入/输出接口 250的麦克风)。如果检测器300确定音频输入是音乐型音频,则检测器控制开关320切换以允许音频输入向第一编码器300a传递。在另一方面,如果检测器300确定音频输入是语音型音频,则检测器控制开关320以允许音频输入向第二编码器300b传递。例如,如果使用第一通信设备104的人在具有背景音乐的位置,则检测器300将使得开关320切换编码器222以在该人不说话(即,背景音乐为主)的时段期间使用第一编码器300a。一旦该人开始说话(即,语音为主),检测器300将使得开关320切换编码器222以使用第二编码器300b。
[0023]现在将参照图3来描述第二编码器300b的高频带部分的操作。带通滤波器301经由路径A接收32kHz输入信号。在该示例中,输入信号是在32KHz采样的超宽带(SWB)信号。带通滤波器301具有6.4kHz或者8kHz的较低频率截止并且具有8kHz的带宽。带通滤波器301的较低频率截止被匹配到CELP核心编码解码器310的高频率截止(例如,6.4KHz或者8KHz)。带通滤波器301对SWB信号进行滤波,从而产生在32kHz采样的并且具有SkHz带宽的通过路径C的频带有限的信号。频谱翻转和降频混合器307在频谱上翻转通过路径C接收到的频带有限的输入信号,并且在频率上对信号进行向下的频谱变换,使得所需频带占用从OHz-SkHz的区域。向抽取器311提供了翻转的和降频混合的输入信号,该抽取器311在频带上将翻转的和降频混合的信号限于8kHz、将翻转的和降频混合的信号的采样速率从32kHz减少到16kHz并且经由路径J输出输入信号的频谱翻转的和频带有限的版本的临界采样的版本,即BWE目标信号。在路径J上的信号的采样速率是16kHz。向缺失信号发生器311a提供了该BWE目标信号。
[0024]缺失信号发生器311a填充BWE目标信号中的间隙,该间隙从编码器222在第一编码器300a与CELP型编码器300b之间的切换而产生。将关于图4更详细地描述该间隙填充过程。向LPC分析器314和经由路径L向增益计算器317提供了间隙填充的BWE目标信号。LPC分析器314确定间隙填充的BWE目标信号的频谱并且通过路径M输出LPC滤波器系数(未量化)。通过路径M的信号由量化器318接收,该量化器318量化包括LPC参数的LPC系数。量化器318的输出构成量化的LPC参数。
[0025]仍然参照图3,抽取器305经由路径A接收32kHz SffB输入信号。抽取器305对输入信号进行频带限制和重新采样。作为结果的输出是12.SkHz或者16kHz采样的信号。向CELP核心编码解码器310提供了频带有限和重新采样的信号。CELP核心编码解码器310对频带有限和重新采样的信号的较低6.4或者SkHz进行编码,并且通过路径N和F输出CELP核心随机激励信号分量(“随机码书分量”)。插值器304经由路径F接收随机码书分量并且对其上采样用于在高频带路径中使用。换言之,随机码书分量用作高频带随机码书分量。上采样因子被匹配到CELP核心编码解码器的高频率截止,使得输出采样速率是32kHz。加法器303经由路径B接收上采样的随机码书分量、经由路径E接收自适应码书分量并且将两个分量相加。随机和自适应码书分量的总计被用来更新ACB 302的状态用于经由路径D的将来节距周期。
[0026]再次参照图3,高频带ACB 302以较高采样速率操作并且重新创建CELP核心310的激励的插值的和延伸的版本,并且可以被视为镜像CELP核心310的功能。较高采样速率处理创建了由于更高采样速率而创建在频率上比CELP核心的谐波延伸更高的谐波。为了实现这一点,高频带ACB 302使用来自CELP核心310的ACB参数并且对CELP核心随机激励分量的插值版本操作。ACB 302的输出与上采样的随机码书分量相加以创建自适应码书分量。ACB 302通过路径D接收高频带激励信号的随机和自适应码书分量的总计作为输入。如先前指出的那样,该总计是从加法模块303的输出提供的。
[0027]也向方波整型电路306提供了随机和自适应分量的总计(路径D)。方波整型电路306生成CELP核心信号的强谐波以形成向混合器309提供的带宽延伸的高频带激励信号。高斯发生器308生成整形的高速噪声信号,该整形的高速噪声信号的能量包络与从方波整型电路306输出的带宽延伸的高频带激励信号的能量包络匹配。混合器309从高斯发生器308接收噪声信号和从方波整型电路306接收带宽延伸的高频带激励信号并且用整形的高斯噪声信号替换带宽延伸的高频带激励信号的一部分。替换的部分依赖于估计的发音程度,该发音程度是来自CELP核心的输出并且基于随机分量和活跃码书分量中的相对能量的测量。向带通滤波器312提供了从混合功能产生的混合信号。带通滤波器312具有与带通滤波器301的特性相同的特性,并且提取高频带激励信号的对应分量。
[0028]向频谱翻转和降频混合器313提供了带通滤波的高频带激励信号,该带通滤波的高频带激励信号由带通滤波器312输出。频谱翻转和降频混合器313翻转带通滤波的高频带激励信号并且在频率上执行向下的频谱变换,使得作为结果的信号占用从OHz到SkHz的频率区域。该操作匹配频谱翻转和降频混合器307的操作。向抽取器315提供了作为结果的信号,该抽取器315对翻转的和降频混合的高频带激励信号进行频带限制和将其采样速率从32kHz降低到16kHz。该操作匹配抽取器311的操作。作为结果的信号具有大体上平坦或者白的频谱,但是缺乏任何共振峰信息。全极点滤波器316从抽取器314接收抽取的、翻转的和降频混合的信号以及从LPC分析器314接收未量化的LPC滤波系数。该全极点滤波器316对抽取的、翻转的和降频混合的高频带信号重新塑形,使得它匹配BWE目标信号的形状。向增益计算器317提供了重新塑形的信号,该增益计算器317也从缺失信号发生器311a接收间隙填充的BWE目标信号(经由路径L)。增益计算器317使用间隙填充的BffE目标信号以确定应当被用于频谱整形的、抽取的、翻转的和降频混合的高频带激励信号的理想增益。向第二量化器319提供了频谱整形的、抽取的、翻转的和降频混合的高频带激励信号(具有理想增益),该第二量化器量化用于高频带的增益。第二量化器319的输出是经量化的增益。经量化的LPC参数和经量化的增益受到附加的处理、变换等,从而产生例如经由网络102向第二通信设备106发射的射频信号。
[0029]如先前指出的那样,缺失信号发生器311a填充从编码器222从音乐模式改变成语音模式而产生的信号中的间隙。现在将关于图4更详细地描述
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