本文涉及对音频信号处理的装置和对时域音频信号进行处理的方法。一种用于对音频信号进行处理的装置，包括：包括M个分析滤波器的下采样低延迟抽选分析滤波器组，其中，M大于1，并且其中，所述M个分析滤波器基于长度为N的不对称原型滤波器p0(n)来生成；以及包括M个合成滤波器的下采样低延迟抽选合成滤波器组，其中，所述M个合成滤波器基于所述不对称原型滤波器p0(n)来生成；其中，所述M个分析滤波器和所述M个合成滤波器根据下式通过所述不对称原型滤波器p0(n)进行插值。
【技术实现步骤摘要】
对音频信号处理的装置和对时域音频信号进行处理的方法本申请是申请号为“201080008058.0”、题为“低延迟调制滤波器组”的中国专利申请的分案申请。
本文涉及调制子采样数字滤波器组以及用于设计这样的滤波器组的方法和系统。具体而言，它提供一种用于接近理想构造的低延迟余弦或者复指数调制滤波器组的新设计方法和装置，该滤波器组被优化用于抑制由于修改谱系数或者子频带信号而出现的混叠。另外给出一种用于64通道滤波器组的具体设计，该滤波器组使用640个系数的原型滤波器长度和319个样本的系统延迟。
技术介绍
本文的教导可以适用于如例如在A.J.S.Ferreira、J.M.N.Viera的“AnEfficient20BandDigitalAudioEqualizer”(AESPreprint,98thConvention1995February25-28Paris,N.Y.,USA)中概述的数字滤波器；如例如在A.Gilloire、M.Vetterli的“AdaptiveFilteringinSubbandswithCriticalSampling:Analysis,Experiments,andApplicationtoAcousticEchoCancellation”(IEEETransactionsonSignalProcessing,vol.40,no.8,August,1992)中概述的自适应滤波器；多频带压缩扩展器；以及利用高频重建(HFR)方法的音频编码系统；或者运用所谓参数立体声技术的音频编码系统。在后两个例子中，数字滤波器组用于自适应调节音频信号的谱包络。一种示例HFR系统是例如在WO98/57436中概述的谱频带复制(SBR)系统，并且例如在EP1410687中描述了一种参数立体声系统。在包括权利要求书的本公开内容全文中，“子频带信号”或者“子频带样本”这些表达表明来自数字滤波器组的分析部分的一个或者多个输出信号或者一个或者多个输出样本或者来自基于变换的系统的正向变换(即对时域数据进行操作的变化)的输出。用于这样的正向变换的输出的例子是来自加窗数字傅里叶变换(DFT)的频域系数或者来自改型离散余弦变换(MDCT)的分析级的输出样本。在包括权利要求书的本公开内容全文中，“混叠”这样的表达表明由于子采样数字滤波器组中的抽选和插值(可能与子频带样本的修改(例如衰减或者量化)组合)而产生的非线性失真。数字滤波器组是两个或者更多并联数字滤波器的汇集。该分析滤波器组将传入信号拆分成称为子频带信号或者谱系数的多个单独信号。当每单位时间的子频带样本总数与用于输入信号的每单位时间的子频带样本总数相同时，临界地采样或者最大程度地抽选滤波器组。所谓合成滤波器组将子频带信号组合成输出信号。一种常见类型的临界采样的滤波器组是余弦调制滤波器组，其中通过低通滤波器(所谓原型滤波器)的余弦调制来获得滤波器。余弦调制滤波器组赋予有效实施方式并且常用于自然音频编码系统中。关于更多细节，参阅K.Brandenburg的“IntroductiontoPerceptualCoding”(AES,CollectedPapersonDigitalAudioBitrateReduction,1996)。滤波器组设计中的一个普遍问题在于任何对例如通过应用均衡增益曲线或者通过对子频带样本量化子来变更子频带样本或者谱系数的尝试通常导致输出信号中的混叠非自然因素。因此希望即使在子频带样本受到严重修改时仍然减少这样的非自然因素的滤波器组设计。一种可能方式是使用过采样(即非临界采样)滤波器组。过采样滤波器组的例子是复指数调制滤波器组这一类，其中向余弦调制滤波器组的实部添加正弦调制虚部。在通过引用结合于此的EP1374399中描述了这样的复指数调制滤波器组。复指数调制滤波器组的性质之一在于它们无余弦调制滤波器组中存在的主要混叠项。因而这样的滤波器组通常不倾向于有由于对子频带样本的修改而引起的非自然因素。然而剩余其它混叠项并且应当应用针对这样的复指数调制滤波器组的原型滤波器的复杂设计技术以便使由于子频带信号的修改而出现的削弱(比如混叠)最少。剩余混叠项通常不如主要混叠项明显。滤波器组的又一性质在于信号在穿过这样的滤波器组时引起的延迟量。具体对于实时应用(比如音频和视频流)，滤波器或者系统延迟应当低。一种用于获得总系统延迟低(即信号穿过分析滤波器组、继而穿过合成滤波器组的延迟或者延时低)的滤波器组的可能方式是使用短对称原型滤波器。使用短原型滤波器通常导致相对差的频带分离特性和在相邻子频带之间的大频率重叠区。因而，短原型滤波器通常不允许一种在修改子频带样本时充分抑制混叠的滤波器组设计，因而需要低延迟滤波器组的其它设计方式。
技术实现思路
因此希望提供一种用于如下滤波器组的设计方法，这些滤波器组组合某一数目的所需性质。这样的性质是不易受信号削弱(该信号削弱受制于子频带信号的修改)(比如混叠)所影响的水平高、信号穿过分析和合成滤波器组的延迟或者延时低以及理想重建性质的良好近似。换而言之，希望提供一种用于如下滤波器组的设计方法，这些滤波器组生成低水平误差。子采样滤波器组通常生成来自通带项的线性失真(还可以划分成幅度和相位误差)和由于混叠项而出现的非线性失真这两类误差。即使PR(理想重建)性质的“良好近似”将保持所有这些误差于低水平，但是更加强调减少混叠所致失真从感知观点来看可能是有益的。另外希望提供一种可以用来设计表现这样的性质的分析和/或合成滤波器组的原型滤波器。还希望滤波器组的性质表现接近恒定的群延迟以便使由于输出信号的相位分散所致的非自然因素最少。本文示出了可以通过将一种称为改进型混叠项最小化(IATM)方法的滤波器组设计方法用于优化对称或者不对称原型滤波器来明显减少由于对子频带信号的修改而出现的削弱。本文教导可以扩展伪QMF(正交镜滤波器)设计(即接近理想的重建滤波器组设计)的概念以覆盖运用不对称原型滤波器的低延迟滤波器组系统。因而可以设计系统延迟低、不易受混叠影响和/或通带误差(包括相位分散)水平低的接近理想的重建滤波器组。根据具体需要，可以改变对任一滤波器组性质的强调。因此，根据本文的滤波器组设计方法缓解在修改谱系数的均衡系统或者其它系统中使用的PR滤波器组的当前限制。根据本专利技术的低延迟复指数调制滤波器组的设计可以包括以下步骤：·设计截止频率为π/2M的不对称低通原型滤波器，该滤波器被优化用于所需要的混叠和通带误差抑制，还被优化用于系统延迟D；M是滤波器组的通道数目；并且·通过对优化的原型滤波器进行复指数调制来构造M通道滤波器组。另外，根据本文的这样的低延迟复指数调制滤波器组的操作可以包括以下步骤：·通过滤波器组的分析部分对实值时域信号进行滤波；·例如根据所需(可能随时间变化)均衡器设置来修改复值子频带信号；·通过滤波器组的合成部分对修改的复值子频带样本进行滤波；并且·计算根据滤波器组的合成部分而获得的复值时域输出信号的实部。除了呈现一种新滤波器设计方法之外，本文描述64通道滤波器组的具体设计，该滤波器组具有640个系数的原型滤波器长度和319个样本的延迟。可以在各种应用中使用本文的教导、具体为提出的滤波器组和根据提出的设计方法的滤波器组。这本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对音频信号进行处理的装置，所述装置包括：包括M个分析滤波器的下采样低延迟抽选分析滤波器组，其中，M大于1，并且其中，所述M个分析滤波器基于长度为N的不对称原型滤波器p0(n)来生成；以及包括M个合成滤波器的下采样低延迟抽选合成滤波器组，其中，所述M个合成滤波器基于所述不对称原型滤波器p0(n)来生成；其中，所述M个分析滤波器和所述M个合成滤波器根据下式通过所述不对称原型滤波器p0(n)进行插值：12[p0(2i+1)+p0(2i)],0≤i<320.]]>
【技术特征摘要】
2009.02.18 SE 0900217-1;2009.11.02 US 61/257,1051.一种用于对音频信号进行处理的装置，所述装置包括：包括M个分析滤波器的低延迟抽选分析滤波器组，其中，M大于1，并且其中，所述M个分析滤波器是插值的不对称原型滤波器pi(n)的调制版本，其中所述插值的不对称原型滤波器pi(n)根据下面的公式由长度为N的不对称原型滤波器p0(n)而确定：以及包括M个合成滤波器的低延迟抽选合成滤波器组，其中，所述M个合成滤波器是插值的不对称原型滤波器pi(n)的调制版本；其中，所述装置被配置为：通过使用所述M个分析滤波器对所述音频信号进行滤波以获得多个子频带信号；处理所述多个子频带信号以生成多个处理的子频带信号；以及通过使用所述M个合成滤波器对所述多个处理的子频带信号进行滤波以获得处理的音频信号，其中，M＝32并且N为640。2.根据权利要求1所述的装置，其中，处理所述多个子频带信号包括执行高频重建处理。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述低延迟抽选分析滤波器组和所述低延迟抽选合成滤波器组包括正交镜像滤波器QMF。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述低延迟抽选分析滤...
【专利技术属性】
技术研发人员：佩尔·埃克斯特兰德，
申请(专利权)人：杜比国际公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。