音频信号编码和解码方法、音频信号编码和解码装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种音频信号编码和解码方法、音频信号编码和解码装置、发射机、接收机和通信系统，其能够提高编码和/或解码性能。该音频信号编码方法包括：将待编码的时域信号划分为低频带信号和高频带信号；对低频带信号进行编码而获得低频编码参数；根据低频编码参数来计算浊音度因子，并根据低频编码参数来预测高频带激励信号，所述浊音度因子用于表示所述高频带信号表现为浊音特性的程度；利用所述浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号；基于所述合成激励信号和所述高频带信号来获得高频编码参数。在本发明专利技术的各个实施例的技术方案，可以提高编码或解码效果。

【技术实现步骤摘要】
音频信号编码和解码方法、音频信号编码和解码装置
本专利技术实施例涉及领域通信
，并且更具体地，涉及一种音频信号编码方法、音频信号解码方法、音频信号编码装置、音频信号解码装置、发射机、接收机和通信系统。
技术介绍
随着通信技术的不断进步，用户对话音质量的需求越来越高。通常，通过提高话音质量的带宽来提高话音质量。如果采用传统的编码方式来对带宽已增加的信息进行编码，则会大大提高码率，并因此拘囿于当前网络带宽的限制条件而难以实现。因此，要在码率不变或者码率变化不大的情况下对带宽更宽的信号进行编码，针对这个课题提出的解决方案就是采用频带扩展技术。所述频带扩展技术可以在时域或者频域完成，本专利技术是在时域完成频带扩展。在时域进行频带扩展的基本原理为对低频带信号和高频带信号采取两种不同的处理方法完成。对于原始信号中的低频带信号，在编码端中根据需要利用各种编码器进行编码；在解码端中利用与编码端的编码器对应的解码器来解码并恢复低频带信号。对于高频带信号，在编码端中，利用用于低频带信号的编码器获得的低频编码参数来预测高频带激励信号，并对原始信号的高频带信号进行例如线性预测编码(LPC，linearPrencdictiveCoding)分析得到高频带LPC系数，所述高频带激励信号通过根据LPC系数确定的合成滤波器而得到预测的高频带信号，然后比较预测的高频带信号和原始信号中的高频带信号而获得高频带增益调整参数，所述高频带增益参数、LPC系数被传送到解码端来恢复高频带信号；在解码端，利用在低频带信号的解码时提取的低频编码参数来恢复所述高频带激励信号，利用LPC系数生成合成滤波器，所述高频带激励信号通过合成滤波器恢复所预测的高频带信号，其经过高频带增益调整参数调整而获得最终的高频带信号，合并高频带信号和低频带信号得到最终的输出信号。上述的在时域进行频带扩展的技术中，在一定速率条件下恢复出了高频带信号，但是性能指标还不够完善。通过对比恢复的输出信号的频谱与原始信号的频谱可以看出，对于一般周期的浊音而言在恢复的高频带信号中经常有太强的谐波成分，然而真实的语音信号中的高频带信号的谐波性却没那么强，该差异导致所恢复的信号听起来有明显的机械声。本专利技术实施例旨在改进上述的在时域进行频带扩展的技术，以减小甚或消除所恢复的信号中的机械声。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种音频信号编码方法、音频信号解码方法、音频信号编码装置、音频信号解码装置、发射机、接收机和通信系统，其能够减小甚或消除所恢复的信号中的机械声，从而提高编码和解码性能。第一方面，提供了音频信号编码方法，包括：将待编码的时域信号划分为低频带信号和高频带信号；对低频带信号进行编码而获得低频编码参数；根据低频编码参数来计算浊音度因子，并根据低频编码参数来预测高频带激励信号，所述浊音度因子用于表示所述高频带信号表现为浊音特性的程度；利用所述浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号；基于所述合成激励信号和所述高频带信号来获得高频编码参数。结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述利用浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号可包括：利用预加重因子对所述随机噪声进行用于提升其高频部分的预加重操作而获得预加重噪声；利用浊音度因子对所述高频带激励信号和所述预加重噪声进行加权而生成预加重激励信号；利用去加重因子对所述预加重激励信号进行用于压低其高频部分的去加重操作而获得所述合成激励信号。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述去加重因子可基于所述预加重因子以及所述预加重噪声在所述预加重激励信号中的比例来确定。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述低频编码参数可包括基音周期，所述利用浊音度因子对所预测的高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号可包括：利用所述基音周期来修正所述浊音度因子；利用修正后的浊音度因子来对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述低频编码参数可包括代数码书、代数码书增益、自适应码书、自适应码书增益和基音周期，所述根据低频编码参数来预测高频带激励信号可包括：利用所述基音周期来修正所述浊音度因子；利用修正后的浊音度因子来对所述代数码书和随机噪声进行加权而得到加权结果，将所述加权结果与代数码书增益的乘积加上所述自适应码书与自适应码书增益的乘积而预测到所述高频带激励信号。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述利用所述基音周期来修正所述浊音度因子可根据下面的公式来进行：voice_fac_A=voice_fac*γ其中，voice_fac是浊音度因子，T0是基音周期，a1、a2、b1>0，b2≥0，threshold_min和threshold_max分别是预先设置的基音周期的最小值和最大值，voice_fac_A是修正后的浊音度因子。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一实现方式中，所述音频信号编码方法还可包括：根据所述低频编码参数和高频编码参数来生成编码比特流，以发送给解码端。第二方面，提供了一种音频信号解码方法，包括：从已编码信息中区分出低频编码参数和高频编码参数；对所述低频编码参数进行解码而获得低频带信号；根据低频编码参数来计算浊音度因子，并根据低频编码参数来预测高频带激励信号，所述浊音度因子用于表示高频带信号表现为浊音特性的程度；利用所述浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号；基于所述合成激励信号和高频编码参数来获得高频带信号；合并所述低频带信号和所述高频带信号而得到最终的解码信号。结合第二方面，在第二方面的一种实现方式中，所述利用浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号可包括：利用预加重因子对所述随机噪声进行用于提升其高频部分的预加重操作而获得预加重噪声；利用浊音度因子对所述高频带激励信号和所述预加重噪声进行加权而生成预加重激励信号；利用去加重因子对所述预加重激励信号进行用于压低其高频部分的去加重操作而获得所述合成激励信号。结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，所述去加重因子可基于所述预加重因子以及所述预加重噪声在所述预加重激励信号中的比例来确定。结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，所述低频编码参数可包括基音周期，所述利用浊音度因子对所预测的高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号可包括：利用所述基音周期来修正所述浊音度因子；利用修正后的浊音度因子来对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号。结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一实现方式中，所述低频编码参数可包括代数码书、代数码书增益、自适应码书、自适应码书增益和基音周期，所述根据低频编码参数来预测高频带激励信号可包括：利用所述基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频信号编码方法，其特征在于，包括：将待编码的时域信号划分为低频带信号和高频带信号；对低频带信号进行编码而获得低频编码参数；根据低频编码参数来计算浊音度因子，并根据低频编码参数来预测高频带激励信号，所述浊音度因子用于表示所述高频带信号表现为浊音特性的程度；利用所述浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号；基于所述合成激励信号和所述高频带信号来获得高频编码参数。

【技术特征摘要】
1.一种音频信号编码方法，其特征在于，包括：将待编码的时域信号划分为低频带信号和高频带信号；对低频带信号进行编码而获得低频编码参数；根据低频编码参数来计算浊音度因子，并根据低频编码参数来预测高频带激励信号，所述浊音度因子用于表示所述高频带信号表现为浊音特性的程度；利用所述浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号；基于所述合成激励信号和所述高频带信号来获得高频编码参数；所述利用浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号包括：利用预加重因子对所述随机噪声进行用于提升其高频部分的预加重操作而获得预加重噪声；利用浊音度因子对所述高频带激励信号和所述预加重噪声进行加权而生成预加重激励信号；利用去加重因子对所述预加重激励信号进行用于压低其高频部分的去加重操作而获得所述合成激励信号。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述去加重因子是基于所述预加重因子以及所述预加重噪声在所述预加重激励信号中的比例来确定的。3.一种音频信号编码方法，其特征在于，包括：将待编码的时域信号划分为低频带信号和高频带信号；对低频带信号进行编码而获得低频编码参数,所述低频编码参数包括基音周期；根据低频编码参数来计算浊音度因子，并根据低频编码参数来预测高频带激励信号，所述浊音度因子用于表示所述高频带信号表现为浊音特性的程度；利用所述浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号；基于所述合成激励信号和所述高频带信号来获得高频编码参数；所述利用浊音度因子对所预测的高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号包括：利用所述基音周期来修正所述浊音度因子；利用修正后的浊音度因子来对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号。4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述低频编码参数包括代数码书、代数码书增益、自适应码书、自适应码书增益和基音周期，所述根据低频编码参数来预测高频带激励信号包括：利用所述基音周期来修正所述浊音度因子；利用修正后的浊音度因子来对所述代数码书和随机噪声进行加权而得到加权结果，将所述加权结果与代数码书增益的乘积加上所述自适应码书与自适应码书增益的乘积而预测到所述高频带激励信号。5.根据权利要求3或4的方法，其特征在于，所述利用所述基音周期来修正所述浊音度因子是根据下面的公式来进行的：voice_fac_A＝voice_fac*γ其中，voice_fac是浊音度因子，T0是基音周期，a1、a2、b1>0，b2≥0，threshold_min和threshold_max分别是预先设置的基音周期的最小值和最大值，voice_fac_A是修正后的浊音度因子。6.一种音频信号解码方法，其特征在于，包括：从已编码信息中区分出低频编码参数和高频编码参数；对所述低频编码参数进行解码而获得低频带信号；根据低频编码参数来计算浊音度因子，并根据低频编码参数来预测高频带激励信号，所述浊音度因子用于表示高频带信号表现为浊音特性的程度；利用所述浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号；基于所述合成激励信号和高频编码参数来获得高频带信号；合并所述低频带信号和所述高频带信号而得到最终的解码信号。7.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述利用浊音度因子对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号包括：利用预加重因子对所述随机噪声进行用于提升其高频部分的预加重操作而获得预加重噪声；利用所述浊音度因子对所述高频带激励信号和所述预加重噪声进行加权而生成预加重激励信号；利用去加重因子对所述预加重激励信号进行用于压低其高频部分的去加重操作而获得所述合成激励信号。8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述去加重因子是基于所述预加重因子以及所述预加重噪声在所述预加重激励信号中的比例来确定的。9.根据权利要求6的方法，其特征在于，所述低频编码参数包括基音周期，所述利用浊音度因子对所预测的高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号包括：利用所述基音周期来修正所述浊音度因子；利用修正后的浊音度因子来对所述高频带激励信号和随机噪声进行加权而获得合成激励信号。10.根据权利要求6－8中任一项的方法，其特征在于，所述低频编码参数包括代数码书、代数码书增益、自适应码书、自适应码书增益和基音周期，所述根据低频编码参数来预测高频带激励信号包括：利用所述基音周期来修正所述浊音度因子；利用修正后的浊音度因子来对所述代数码书和随机噪声进行加权而得到加权结果，将所述加权结果与代数码书增益的乘积加上所述自适应码书与自适应码书增益的乘积而预测到所述高频带激励信号。11.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述利用所述基音周期来修正所述浊音度因子是根据下面的公式来进行的：voice_fac_A＝voice_fac*γ其中，voice_fac是浊音度因子，T0是基音周期，a1、a2、b1>0，b2≥0，threshold_min和threshold_max分别是预先设置的基音周期的最小值和最大值，voice_fac_A是修正后的浊音度因子。12.一种音频信号编码装置，其特征在于，包括：划分单元，用于将待编码的时域信号划分为低频带信号和高频带信号；低频编码单元，用于对低频带信号进行编码而获得低频编码参数；计算单元，用于根据低频编码参数来计算浊音度因子，所述浊音度因子用于表示高频带信号表现为浊音特性的程度；预测单元，用于根据低频编码参数来预测高频带...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽新，王宾，苗磊，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44