行自适应多分辨率滤波和自适应时频栅格构造，获得最佳的时频 栅格信息。具体来说，AFAG模块310进一步包括自适应多分辨滤波子模块311和时频栅格 构造子模块312。自适应多分辨滤波子模块311基于对输入单声道音频信号的瞬态性分析 进行频率分辨率选择，对输入单声道音频信号进行自适应多分辨滤波，获得最佳的时频滤 波信号。时频栅格构造子模块312对滤波输出的每个子带信号进行瞬态检测和定位，依据 每个子带信号的瞬态性分析并考虑设定的高频带编码码率W及人耳临界频带特性，进行频 率方向和时间方向的自适应栅格构造，获得当前码率下的最佳时频栅格。高频细节编码模 块320用于W所述最佳的时频栅格为单位，进行高频细节编码。具体如图6所示，高频细节 编码模块320进一步包括复线性预测分析子模块321和量化编码子模块322。复线性预测 分析子模块321对自适应多分辨滤波子模块311滤波输出的每个子带信号进行复数线性预 测分析滤波，得到各子带的残差信号，求得预测系数，并依次完成所有高频子带残差信号与 低频子带残差信号的对应关系，输出子带残差拷贝参数给参数复用模块340。量化编码子模 块322量化编码复线性预测分析子模块321求得的预测系数，输出给参数复用模块340。高 频包络编码模块330用于W所述最佳的时频栅格为单位，对自适应多分辨滤波子模块311 滤波输出的每个子带信号进行高频包络赌编码。参数复用模块340用于复用编码参数，输 出BWE码流。其中，编码参数可包括多分辨率滤波选择参数、时频栅格参数、子带残差拷贝 参数、预测系数和高频子带包络参数。有关装置300中各模块的具体实现，可参见前述对带 宽扩展编码方法100的相关描述。
[01%] 本实施例的带宽扩展编码装置300基于自适应多分辨率滤波和自适应时频栅格 构造获得最佳时频栅格，W利于带宽扩展编码后续的高频细节编码处理，能明显提高数字 音频信号的高频部分编码效率。本实施例的带宽扩展编码装置300对高频子带进行CLPC 分析并传输预测系数，保证高频包络的精确性，从而改善音频信号高频部分的声音质量。 [0127]基于本发明前面介绍的带宽扩展解码方法，本发明还提出一种带宽扩展解码装 置。图7示出了根据本发明一个实施例的带宽扩展解码装置400的逻辑框图。如图7所 示，该带宽扩展接码装置400包括参数解复用模块410、高频包络解码模块420、复正交滤波 (CQM巧分析模块430、高频细节解码模块440、高频调整模块450和自适应多分辨率合成滤 波模块460。其中，参数解复用模块410用于对输入的BWE码流解复用，获得编码参数。该 编码参数包括多分辨率滤波选择参数、时频栅格参数、子带残差拷贝参数、预测系数和高频 子带包络参数。高频包络解码模块420用于基于时频栅格对高频子带包络参数进行赌解 码，获得高频子带包络信号。CQMF分析模块430用于对例如通过普通的感觉音频解码得到 的低频信号进行复正交滤波器组分析滤波，获得低频子带信号。高频细节解码模块440用 于基于时频栅格，根据所述低频子带信号和子带残差拷贝参数、预测系数进行高频细节解 码，获得高频子带细节信号。高频调整模块450用于W时频栅格为单位，应用高频包络解码 模块420获得的高频子带包络信号调整高频细节解码模块440获得的高频子带细节信号， 生成高频子带信号。自适应多分辨率合成滤波模块460用于依据多分辨率滤波选择参数， 将高频调整模块450生成的高频子带信号和CQMF分析模块430获得的低频子带信号进行 与编码端相对应的多分辨率合成，输出全频带的单声道音频信号。具体实施例中，如图8所 示，高频细节解码模块440进一步包括复线性预测分析模块441、逆量化模块442和高频合 成模块443。其中，复线性预测分析子模块441对CQMF分析模块430获得的低频子带信号 进行复线性预测（CLPC)分析滤波，获得低频子带残差信号。逆量化子模块442对解复用得 到的量化编码的预测系数进行逆量化解码，获得用于高频CLPC合成的预测系数。高频合成 子模块443执行高频CLPC合成，即根据子带残差拷贝参数，将低频子带残差信号复制到高 频子带残差信号，然后依据预测系数进行高频子带的线性预测合成滤波，得到高频子带细 节信号。有关装置400中各模块的具体实现，可参见前述对带宽扩展解码方法200的相关 描述。
[0128] 本实施例的带宽扩展解码装置400用低频子带信号中最适合的低频残差信号代 替高频子带残差信号来激励高频子带的线性预测合成滤波，能够得到较好的高频细节，从 而可改善音频信号高频部分的声音质量。
[0129] 图9示出了本发明一个实施例的带宽扩展编码方法应用于DRA编码技术的示意 图。如图9所示，该BWE技术与DRA技术组成的DRA+编码应用实例的基本过程是：输入全 频带音频信号一路通过低通滤波和降采样得到音频信号的低频部分，然后通过DRA编码； 同时全频带音频信号通过本发明的额带宽扩展编码方法编码高频部分；最后按照DRA+的 帖格式打包成DRA+码流。
[0130] 在图9所示的DRA+编码应用实例中，带宽扩展编码方法的具体步骤如下： 阳131] 第一步：分析输入的PCM音频信号，根据稳态/瞬态特性，选择合适的QMF滤波器 组。在DRA+中仅考虑到复杂度，所W仅选择32带QMF和128带QMF，然后滤波输出32子带 或128子带信号。
[0132] 第二步：对PCM音频信号进一步深入分析，检测瞬态点，然后进行时间方向栅格的 构造。考虑到复杂度和时频栅格边信息额外开销等因素，时间方向栅格最多为8个。
[0133] 第Ξ步：根据码率和时间栅格构造，进行频率方向的栅格构造（即多个子带在频 率方向合并为一个栅格），至此完成了最终的时频栅格构造。
[0134] 第四步：QMF子带进行CLPC处理（预测滤波器阶数为3)，并对高频子带的CLPC滤 波器参数编码。
[0135] 第五步：根据第四步的CLPC对QMF子带进行滤波分析，得到子带残差信号，为了简 化和减少边信息，W连续多个子带（子带块）为单位，分析高频子带块残差与低频子带块残 差的相关性，选择最相关的低频子带块，将低频子带块的起始子带号和子带块宽带作为边 信息；然后依次完成所有高频子带残差与低频子带残差的对应关系。
[0136] 第六步：进行高频包络编码。
[0137] 第屯步：将所有需要传输给解码端的信息进行复用，形成BWE码流。
[0138] 图10示出了本发明一个实施例的带宽扩展解码方法应用于DRA解码技术的示意 图。如图10所示，该BWE技术与DRA技术组成的DRA+解码应用实例的基本过程是：对DRA+ 码流拆包，低频部分通过DRA解码获得低频PCM信号，此低频PCM信号和拆包的高频BWE参 数通过本发明的带宽扩展解码方法解码，输出为全频带PCM音频数据。
[0139] 在图10所示的DRA+解码应用实例中，带宽扩展解码方法的具体步骤如下：
[0140]第一步：解复用，得到多分辨率滤波选择参数、时频栅格参数、子带残差拷贝参数、 预测系数和高频子带包络参数等编码参数信息。 阳141] 第二步：对DRA解码得到的音频信号的低频部分信号，进行比编码端低一倍的频 率分辨率的QMF分析（即16带或者64带），得到16个或64个QMF低频子带滤波信号。 阳142] 第Ξ步：根据高频子带残差与低频子带残差对应信息，从低频子带残差拷贝到高 频子带残差，运样恢复得到高频子带残差信号。
[0143] 第四步：应用高频子带残差信号激励CLPC滤波器，得到合成的高频子带细节信 号。
[0144] 第五步：W时频栅格为单位，用解码高频子带包络参数得到的高频子带包络信号 调整高频子带细节信号，输出高频子带信号。
[0145] 第六步：高频子带信号和低频子带信号通过与编码端对应的32带QMF或128带 QMF合成滤波，输出全频带的单声道音频PCM信号。
[0146] 按照国际测试标准口U-RBS. 1534,对现有的DRA、DRA+SBRW及根据本发明的 DRA+BWE运Ξ种编解码技术进行多次测试，包括实验室内部测试和规范的外部测试，测试结 果表明： 阳147] 立体声481Aps时，根据本发明的DRA+B肥和DRA+SBR相当，明显好于DRA;
[0148] 环绕声128化ps时，根据本发明的DRA+B肥和DRA+SBR相当，明显好于DRA;
[0149] 环绕声192化ps时，根据本发明的DRA+BWE略好于DRA+SBR，都好于DRA。
[0150] 本发明的带宽扩展编码和解码方法W及装置，组合了AFAGW及CLPC高频细节生 成运两个关键技术，可明显提高数字音频信号的高频部分编码效率和高频部分信号的声音 质量。有关AFAGW及CLPC高频细节生成技术的具体实现，还可参见本专利申请的申请人 于同一日提交的名称为"用于带宽扩展编码的自适应栅格构造方法和装置"W及名称为"带 宽扩展编码和解码中高频生成的方法和装置"运两件专利申请所记载的内容。