用于针对高频带宽扩展进行编码/解码的设备和方法技术

一种用于针对高频带宽扩展执行编码和解码的方法和设备。所述编码设备可对输入信号进行下采样，对下采样的输入信号执行核心编码，对输入信号执行频率变换，并通过使用频域中的输入信号的基信号来执行带宽扩展编码。

Apparatus and method for encoding / decoding for high frequency bandwidth expansion

Method and apparatus for performing encoding and decoding for high frequency bandwidth expansion. The encoding device can be carried on the input signal sampling, to perform the core encoding under sampling of the input signal, to perform frequency conversion of input signals, and through the base signal using the input signals in the frequency domain to perform bandwidth extension encoding.

【技术实现步骤摘要】
本申请是向中国知识产权局提交的申请日为2011年12月28日的标题为“用于针对高频带宽扩展进行编码/解码的设备和方法”的第201180068757.9号申请的分案申请。
本专利技术的一个或多个方面涉及一种用于对音频信号(例如，语音信号或音乐信号)进行编码和解码的方法和设备，更具体地说，涉及一种用于对与音频信号的高频频带相应的信号进行编码和解码的方法和设备。
技术介绍
与高频频带相应的信号比与低频频带相应的信号对频率的精细结构更不敏感。因此，当提高编码效率以消除关于可用于对音频信号进行编码的比特的限制时，大量比特被分配给与低频频带相应的信号，并且相对少量的比特被分配给与高频频带相应的信号。采用上述方法的技术是频带复制(SBR)。在SBR中，通过用包络表现高频信号并且在解码处理期间合成所述包络来提高编码效率。SBR基于人对于高频信号具有相对低的分辨率的听觉特点。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供基于频带复制(SBR)来扩展高频频带的带宽的方法。技术解决方案根据本专利技术的一方面，提供一种编码设备，包括：下采样器，用于对输入信号进行下采样；核心编码器，用于对下采样的输入信号执行核心编码；频率变换器，用于对输入信号执行频率变换；扩展编码器，用于通过使用频域中的输入信号的基信号执行带宽扩展编码。根据本专利技术的另一方面，提供一种编码设备，包括：下采样器，用于对输入信号进行下采样；核心编码器，用于对下采样的输入信号执行核心编码；频率变换器，用于对输入信号执行频率变换；扩展编码器，用于通过使用频域中的输入信号和输入信号的基信号的特征来执行带宽扩展编码。根据本专利技术的另一方面，提供一种编码设备，包括：编码模式选择器，用于基于频域中的输入信号和时域中的输入信号选择用于执行带宽扩展编码的编码模式；扩展编码器，用于通过使用频域中的输入信号和所述编码模式来执行带宽扩展编码。扩展编码器可包括：基信号产生器，用于从频域中的输入信号的频谱产生频域中的输入信号的基信号；因子估计器，用于通过使用所述基信号估计能量控制因子；能量提取器，用于从频域中的输入信号提取能量；能量控制器，用于通过使用能量控制因子控制提取的能量；能量量化器，用于对控制的能量进行量化。扩展编码器可包括：基信号产生器，用于通过使用频域中的输入信号的频谱来产生频域中的输入信号的基信号；因子估计器，用于基于通过使用输入信号和基信号的特征来估计能量控制因子；能量提取器，用于从频域中的输入信号提取能量；能量控制器，用于通过使用能量控制因子控制提取的能量；能量量化器，用于对控制的能量进行量化。扩展编码器可包括：能量提取器，用于基于编码模式从频域中的输入信号提取能量；能量控制器，用于基于编码模式，通过使用能量控制因子控制提取的能量；能量量化器，用于基于编码模式对控制的能量进行量化。基信号产生器可包括：人工信号产生器，用于通过复制并折叠频域中的输入信号的低频域低频频带来产生与高频域高频频带相应的人工信号；包络估计器，用于通过使用窗口估计基信号的包络；包络应用单元，用于对人工信号应用估计的包络。因子估计器可包括：第一音调计算器，用于计算频域中的输入信号的高频域高频频带的音调；第二音调计算器，用于计算基信号的音调；因子计算器，用于通过使用频域中的输入信号的高频域高频频带的音调和基信号的音调来计算能量控制因子。根据本专利技术的另一方面，提供一种编码设备包括：信号分类单元，用于基于输入信号的特征来确定输入信号的编码模式；码激励线性预测(CELP)编码器，用于当输入信号的编码模式被确定为CELP编码模式时，对输入信号的低频信号执行CELP编码；时域(TD)扩展编码器，用于当对输入信号的低频信号执行CELP编码时，对输入信号的高频信号执行扩展编码；频率变换器，用于当输入信号的编码模式被确定为频域(FD)模式时，对输入信号执行频率变换；FD编码器，用于对变换的输入信号执行FD编码。FD编码器可包括：标准化编码器，用于从每个频带的变换的输入信号提取能量，并且对提取的能量进行量化；阶乘脉冲编码器，用于对通过使用量化的标准化值缩放变换的输入信号而获得的值执行阶乘脉冲编码(FPC)；额外噪声信息产生器，用于根据FPC的执行产生额外噪声信息，并且输入到FD编码器的变换的输入信号可以是瞬态帧。FD编码器可包括：标准化编码器，用于从每个频带的变换的输入信号提取能量，并且对提取的能量进行量化；阶乘脉冲编码器，用于对通过使用量化的标准化值缩放变换的输入信号而获得的值执行阶乘脉冲编码(FPC)；额外噪声信息产生器，用于根据FPC的执行产生额外噪声信息；FD扩展编码器，用于对变换的输入信号的高频信号执行扩展编码，并且输入到FD编码器的变换的输入信号可以是静止帧。FD扩展编码器可通过以不同的比特率使用相同的码本来执行能量量化。根据对变换的输入信号执行FD编码的结果的比特流包括先前帧模式信息。根据本专利技术的另一方面，提供一种编码设备，包括：信号分类单元，用于基于输入信号的特征来确定输入信号的编码模式；线性预测系数(LPC)编码器，用于从输入信号的低频信号提取LPC，并且对LPC进行量化；码激励线性预测(CELP)编码器，用于当输入信号的编码模式被确定为CELP编码模式时，对使用LPC提取的输入信号的低频信号的LPC激励信号执行CELP编码；时域(TD)扩展编码器，用于当对LPC激励信号执行CELP编码时，对输入信号的高频信号执行扩展编码；音频编码器，用于当输入信号的编码模式被确定为音频模式时，对LPC激励信号执行音频编码；FD扩展编码器，用于当对LPC激励信号执行音频编码时，对输入信号的高频信号执行扩展编码。FD扩展编码器可通过以不同的比特率使用相同的码本来执行能量量化。根据本专利技术的另一方面，提供一种解码设备，包括：核心解码器，用于对包括在比特流中的核心编码的输入信号执行核心解码；上采样器，用于对核心解码的输入信号进行上采样；频率变换器，用于对上采样的输入信号执行频率变换；扩展编码器，用于通过使用包括在比特流中的输入信号的能量和频域中的输入信号来执行带宽扩展解码。扩展解码器可包括：反量化器，用于对输入信号的能量进行反量化；基信号产生器，用于通过使用频域中的输入信号产生基信号；增益计算器，用于通过使用反量化的能量和基信号的能量来计算将被应用于基信号的增益；增益应用单元，用于对每个频带应用所述增益。基信号产生器可包括：人工信号产生器，用于通过复制并折叠频域中的输入信号的低频频带来产生与高频频带相应的人工信号；包络估计器，用于通过使用包括在比特流中的窗口来估计基信号的包络；包络应用单元，用于对人工信号应用估计的包络。根据本专利技术的另一方面，提供一种解码设备，包括：模式信息检查单元，用于检查包括在比特流中的每一帧的模式信息；码激励线性预测(CELP)解码器，用于基于检查的结果对CELP编码的帧执行CELP解码；时域(TD)扩展解码器，用于通过使用执行CELP解码的结果和低频信号的激励信号中的至少一个来产生高频频带的解码的信号；频域(FD)解码器，用于基于检查的结果对FD编码的帧执行FD解码；频率反变换器，用于对执行FD解码的结果执行频率反变换。FD解码器可包括：标准化解码器，用于基于包括在比特流中的标准化信息来执行标准化解码；阶乘脉冲编码本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解码设备，包括：模式检查单元，用于检查包括在比特流中的每个帧的模式信息；第一核心解码单元，用于当基于所述检查的结果，低频信号的核心编码模式是码激励线性预测编码模式时，对码激励线性预测编码的帧执行码激励线性预测解码；第一扩展解码单元，用于通过使用执行码激励线性预测解码的结果以及低频信号的激励信号中的至少一个，产生高频频带的解码信号；第二核心解码单元，用于当基于所述检查的结果，低频信号的核心编码模式是音频编码模式时，对音频编码的帧执行音频解码；第二扩展解码单元，用于通过使用执行音频解码的结果执行频域扩展解码来产生高频频带的解码信号。

【技术特征摘要】
2010.12.29 KR 10-2010-0138045;2011.06.09 US 61/4951.一种解码设备，包括：模式检查单元，用于检查包括在比特流中的每个帧的模式信息；第一核心解码单元，用于当基于所述检查的结果，低频信号的核心编码模式是码激励线性预测编码模式时，对码激励线性预测编码的帧执行码激励线性预测解码；第一扩展解码单元，用于通过使用执行码激励线性预测解码的结果以及低频信号的激励信号中的至少一个，产生高频频带的解码信号；第二核心解码单元，用于当基于所述检查的结果，低频信号的核心编码模式是音频编码模式时，对音频编码的帧执行音频解码；第二扩展解码单元，用于通过使用执行音频解码的结果执行频域扩展解码来产生高频频带的解码信号。2.如权利要求1所述的解码设备，其中，第二扩展解码单元被配置为：对时域输入信号的能量进行反量化，使用频域输入信号来产生基激励信号，使用反量化的能量和基激励信号的能量来计算增益，并将计算的增益应用于每个频带的基激励信号。3.如权利要求2所述的解码设备，其中，第二扩展解码单元被配置为通过以不同的比特率共享相同的码本来对时域输入信号的能量进行反量化。4.如权利要求2所述的解码设备，其中，第二扩展解码单元被配置为通过以下操作对时域输入信号的能量进行反量化：选择能量矢量的子矢量，对选择的子...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱基岘，吴殷美，成昊相，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR