用于改善高频带时间特性跟踪的增益形状估计的制作方法
【专利说明】用于改善高频带时间特性跟踪的増益形状估计
[0001 ] 优先权主张
[0002]本申请案主张2013年10月10日申请的名为“用于改善高频带时间特性跟踪的增益形状估计(GAIN SHAPE ESTIMAT1N FOR IMPROVED TRACKING OF HIGH-BAND TEMPORALCHARACTERISTICS)”的第61/889,434号美国临时专利申请案及2014年10月7日申请的名为“用于改善高频带时间特性跟踪的增益形状估计(GAIN SHAPE ESTIMAT1N FOR IMPROVEDTRACKING OF HIGH-BAND TEMPORAL CHARACTERISTICS)” 的第 14/508,486号美国非临时专利申请案的优先权，所述各案的内容的全文以引用方式并入。
技术领域
[0003]本发明大体上涉及信号处理。
【背景技术】
[0004]技术进步已引起较小且更强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个人计算装置，包含无线计算装置，例如体积小、重量轻且易于由用户携载的便携式无线电话、个人数字助理(personal digital assistant ,PDA)及寻呼装置。更具体来说，例如蜂窝式电话及因特网协议(Internet Protocol，IP)电话的便携式无线电话可经由无线网络而传达语音及数据分组。另外，许多这些无线电话包含并入于其中的其它类型的装置。举例来说，无线电话也可包含数字静态摄像机、数字视频摄像机、数字记录器及音频文件播放器。
[0005]在传统电话系统(例如，公共交换电话网(public switched telephone network,PSTN))中，信号带宽限于300赫兹(Hz)到3.4千赫兹(kHz)的频率范围。在例如蜂窝式电话及因特网语音通讯协议(voice over internet protocol ,VoIP)的宽频(wideband,W3)应用中，信号带宽可跨越50Hz到7kHz的频率范围。超宽频(super wideband，SWB)译码技术支持延伸高达约16kHz的带宽。将信号带宽从3.4kHz的窄频电话延伸到16kHz的SWB电话可改善信号重建质量、可懂度及逼真度。
[0006]SWB译码技术通常涉及编码及发射信号的较低频率部分(例如，50Hz到7kHz，也被称作“低频带(low-band)”)。举例来说，可使用滤波器参数及/或低频带激励信号来表示低频带。然而，为了改善译码效率，可不完全地编码及发射信号的较高频率部分(例如，7kHz到16kHz，也被称作“高频带(high-band)”)。取而代之，接收器可利用信号建模以预测高频带。在一些实施中，可将与高频带相关联的数据提供到接收器以辅助预测。此数据可被称为“旁侧信息(side informat1n)”，且可包含增益信息、线谱频率(LSF，也被称为线谱对(linespectral pair，LSP))等等。低频带信号的属性可用以产生旁侧信息；然而，低频带与高频带之间的能量不均等值可引起不准确地特性化高频带的侧信息。
【发明内容】
[0007]本发明揭示用于执行用于改善高频带时间特性跟踪的双级增益形状估计的系统及方法。话语编码器可利用音频信号的低频带部分(例如，谐波扩展低频带激励)以产生用以在解码器处重建音频信号的高频带部分的信息(例如，侧信息)。第一增益形状估计器可确定在谐波扩展低频带激励中不存在的高频带残差信号的能量变化。举例来说，增益形状估计器可估计在高频带残差信号中相对于谐波扩展低频带激励信号偏移或不存在的高频带的时间变化或偏差(例如，能量级别)。第一增益形状调整器(基于第一增益形状参数)可调整谐波扩展低频带激励的时间演进，使得其接近地模仿高频带残差的时间包络。可基于经调整/经修改谐波扩展低频带激励来产生合成高频带信号，且第二增益形状估计器可在第二级处确定合成高频带信号与音频信号的高频带部分之间的能量变化。可调整合成高频带信号以基于来自第二增益形状估计器的数据(例如，第二增益形状参数)来建模音频信号的高频带部分。可将第一增益形状参数及第二增益形状参数连同其它侧信息一起发射到解码器以重建音频信号的高频带部分。
[0008]在特定方面中，一种方法包含在话语编码器处基于谐波扩展信号及/或基于与音频信号的高频带部分相关联的高频带残差信号来确定第一增益形状参数。在另一特定方面中，基于与音频信号的高频带部分相关联的所述高频带残差信号的时间演进来确定所述第一增益形状参数。所述方法也包含基于合成高频带信号及基于所述音频信号的所述高频带部分来确定第二增益形状参数。所述方法进一步包含将所述第一增益形状参数及所述第二增益形状参数插入到所述音频信号的经编码版本中以在从所述音频信号的所述经编码版本再生所述音频信号期间实现增益调整。
[0009]在另一特定方面中，一种设备包含第一增益形状估计器，所述第一增益形状估计器经配置以基于谐波扩展信号及/或基于与音频信号的高频带部分相关联的高频带残差信号来确定第一增益形状参数。所述设备还包含第二增益形状估计器，所述第二增益形状估计器经配置以基于合成高频带信号及基于所述音频信号的所述高频带部分来确定第二增益形状参数。所述设备进一步包含多路复用器，所述多路复用器经配置以将所述第一增益形状参数及所述第二增益形状参数插入到所述音频信号的经编码版本中以在从所述音频信号的所述经编码版本再生所述音频信号期间实现增益调整。
[0010]在另一特定方面中，一种非暂时性计算机可读媒体包含指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器基于谐波扩展信号及/或基于与音频信号的高频带部分相关联的高频带残差信号来确定第一增益形状参数。所述指令也可执行以使所述处理器基于合成高频带信号及基于所述音频信号的所述高频带部分来确定第二增益形状参数。所述指令也可执行以使所述处理器将所述第一增益形状参数及所述第二增益形状参数插入到所述音频信号的经编码版本中以在从所述音频信号的所述经编码版本再生所述音频信号期间实现增益调整。
[0011]在另一特定方面中，一种设备包含用于基于谐波扩展信号及/或基于与音频信号的高频带部分相关联的高频带残差信号来确定第一增益形状参数的装置。所述设备还包含用于基于合成高频带信号及基于所述音频信号的所述高频带部分来确定第二增益形状参数的装置。所述设备还包含用于将所述第一增益形状参数及所述第二增益形状参数插入到所述音频信号的经编码版本中以在从所述音频信号的所述经编码版本再生所述音频信号期间实现增益调整的装置。
[0012]在另一特定方面中，一种方法包含在话语解码器处从话语编码器接收经编码音频信号。所述经编码音频信号包含基于在所述话语编码器处产生的第一谐波扩展信号及/或基于在所述话语编码器处产生的高频带残差信号的第一增益形状参数。所述经编码音频信号还包含基于在所述话语编码器处产生的第一合成高频带信号及基于音频信号的高频带的第二增益形状参数。所述方法也包含基于所述第一增益形状参数及基于所述第二增益形状参数而从所述经编码音频信号再生所述音频信号。
[0013]在另一特定方面中，一种话语解码器经配置以从话语编码器接收经编码音频信号。所述经编码音频信号包含基于在所述话语编码器处产生的谐波扩展信号及/或基于在所述话语编码器处产生的高频带残差信号的第一增益形状参数。所述经编码音频信号还包含基于在所述话语编码器处产生的第一合成高频带信号及基于音频信号的高频带的第二增益形状参数。所述话语解码器经进一步配置以基于所述第一增益形状参数及基于所述第二增益形状参数而从所述经编码音频信号再生所述音频信号。
[0014]在另一特定方面中，一种设备包含用于从话语编码器接收经编码音频信号的装置。所述经编码音频信号包含基于在所述话语编码器处产生的第一谐波扩展信号及/或基于在所述话语编码器处产生的高频带残差信号的第一增益形状参数。所述经编码音频信号还包含基于在所述话语编码器处产生的第一合成高频带信号及基于音频信号的高频带的第二增益形状参数。所述设备也包含用于基于所述第一增益形状参数及基于所述第二增益形状参数而从所述经编码音频信号再生所述音频信号的装置。
[0015]在另一特定方面中，一种非暂时性计算机可读媒体包含指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器从话语编码器接收经编码音频信号。所述经编码音频信号包含基于在所述话语编码器处产生的第一谐波扩展信号及/或基于在所述话语编码器处产生的高频带残差信号的第一增益形状参数。所述经编码音频信号还包含基于在所述话语编码器处产生的第一合成高频带信号及基于音频信号的高频带的第二增益形状参数。所述指令也可执行以使所述处理器基于所述第一增益形状参数及基于所述第二增益形状参数而从所述经编码音频信号再生所述音频信号。
[0016]由所揭示实施例中的至少一者提供的特定优势包含改善音频信号的谐波扩展低频带激励与音频信号的高频带残差之间的能量相关性。举例来说，可基于增益形状参数来调整谐波扩展低频带激励以接近地模仿高频带残差信号的时间特性。在检阅整个申请案之后，本发明的其它方面、优势及特征将变得显而易见，所述申请案包含以下章节:【【附图说明】】、【【具体实施方式】】及【权利要求书】。
【附图说明】
[0017]图1为用以说明可操作以在用于高频带重建的两个级处确定增益形状参数的系统的特定实施例的图解；
[0018]图2为用以说明可操作以基于谐波扩展信号及/或高频带残差信号而在第一级处确定增益形状参数的系统的特定实施例的图解；
[0019]图3为用以说明基于谐波扩展信号与高频带残差信号之间的能量不均等值的增益形状参数的时序图；
[0020]图4为用以说明可操作以基于合成高频带信号及输入音频信号的高频带部分而在第二级处确定第二增益形状参数的系统的特定实施例的图解；
[0021]图5为用以说明可操作以使用增益形状参数来再生音频信号的系统的特定实施例的图解；
[0022]图6为用以说明用于使用增益估计进行高频带重建的方法的特定实施例的流程图；且
[0023]图7为可操作以根据图1到6的系统及方法来执行信号处理操作的无线装置的框图。
【具体实施方式】
[0024]参看图1，展示可操作以在用于高频带重建的两个级处确定增益形状参数的系统的特定实施例且将其大体上指定为100。在特定实施例中