重构高频分量的方法和设备技术

一种恢复高频分量的方法和设备。获得输入信号和先前存储的噪声取样之间的相关，并且根据相关检测输入信号的带宽。将检测的输入信号带宽分割为预定数目的子带。响应于高频子带的能级，控制通过对分割的子带执行预定非线性操作产生的高频子带信号的级别，以获得恢复信号。将恢复信号和输入信号组合以产生目标音频信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体构思涉及一种音频编码技术，更具体地讲，涉及一种重构编码音频信号的高频分量的方法和设备。
技术介绍
例如MP3(MPEG1音频层3)的音频CODEC(编码器解码器)使用从音频信号中去除对于人类听觉不重要的分量(即高频分量)的技术。然而，高频分量有助于音频信号的质量，并且补充声音的鲜活。因此，应保持高频分量，或者适当地恢复高频分量，以获得高质量音频声音。因此，已经开发出改善传统MP3 CODEC的MP3 PRO CODEC。然而，MP3 PRO CODEC的应用需要解码器以及编码器的巨大改进。图1是示出从已经通过有损音频压缩去除了高频分量的音频信号恢复高频分量的传统设备的框图。参照图1，第一滤波器100从输入信号中提取高频分量。非线性装置NLD 110产生谐波信号。第二滤波器120对该谐波信号滤波，以产生适当的波谱。增益控制器G 130控制波谱的能级。延迟器140控制输入信号的相位与相应于从增益控制器G 130输出的波谱的信号同相。具有被控相位的输入信号与相应于该波谱的信号组合以产生输出信号。非线性装置110包括全波整流器和全波积分器。图2和图3分别示出全波整流器和全波积分器的输出信号。参照图2和图3，当输入信号200(图3中的300)是具有特定频率f0的正弦波信号时，全波整流器的输出信号210(图3中的310)包括几个谐波信号。全波积分器的输出信号220(图3中的320)变为均匀地包括高于输入信号的频带的高频带的高频信号。然而，传统高频分量恢复设备应使用具有复杂结构的自适应滤波器，这是因为它不单独地检测输入信号的带宽。因此，很难构建传统高频分量恢复设备。此外，当控制恢复的音频信号的增益时使用的增益具有固定值，并因此恢复的音频信号具有低于平均值的质量，并且频谱包络的形状或变化率不能与原始音频信号一致。
技术实现思路
本专利技术总体构思提供一种高频分量恢复方法以用简单的装置结构准确地检测输入信号的带宽，对检测的输入信号带宽执行最佳信号处理，以恢复丢失的高频分量，从而提高输入信号的音频质量。本专利技术总体构思还提供一种采用高频分量恢复方法的高频分量恢复设备。将在接下来的描述中部分阐述本专利技术总体构思另外的方面，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术总体构思的实施而得知。可通过提供一种恢复音频信号的高频分量的方法来实现本专利技术总体构思的前述和/或其他方面，该方法包括获得输入信号和先前存储的噪声取样之间的相关，并且根据该相关检测输入信号的带宽，将检测的输入信号带宽分割为预定数目的子带，响应于高频子带的能级，控制通过对分割的子带执行预定非线性操作产生的高频子带信号的级别，以获得恢复信号，并且将恢复信号与输入信号组合以产生目标音频信号。还可通过提供一种存储在计算机中执行高频分量恢复方法的程序的计算机可读记录介质来实现本专利技术总体构思的前述和/或其他方面。还可通过提供一种恢复音频信号的高频分量的设备来实现本专利技术总体构思的前述和/或其他方面，该设备包括信号带宽检测器，获得输入信号和先前存储的噪声取样之间的相关，并且根据该相关检测输入信号的带宽；子带滤波器，将检测的输入信号带宽分割为预定数目的子带；恢复信号产生器，响应于高频子带的能级控制通过对分割的子带执行预定非线性操作产生的高频子带信号的级别，以获得恢复信号；和信号组合器，将恢复信号和输入信号组合以产生目标音频信号。子带可仅具有高于输入信号带宽的中心频率(相应于输入信号带宽的一半)的高频分量。可将恢复音频信号的高频分量的设备应用到便携式音频播放器。可将恢复音频信号的高频分量的设备应用到使得使用高频分量丢失的音频压缩CODEC的音频再现装置。还可通过提供一种高频恢复设备来实现本专利技术总体构思的前述和/或其他方面，该设备包括信号带宽检测器，检测输入音频信号的信号带宽；和恢复信号产生器，从检测的信号带宽中的音频数据获得高频带，并且调整高频带的频谱的形状以匹配输入音频信号的频谱包络。还可通过提供一种便携式音频播放器来实现本专利技术总体构思的前述和/或其他方面，该播放器包括高频分量恢复设备，接收输入音频信号，通过将预定噪声模式与输入音频信号的频谱比较来计算输入音频信号的带宽，通过将非线性操作应用到输入音频信号的带宽中的子带来获得输入音频信号的中心频率之上的高频子带，并且响应于高频子带的能级调整高频子带信号的级别以提供高频分量；和输出部，将输入音频信号与高频分量组合，并且输出组合的音频信号。还可通过提供一种编码器解码器设备来实现本专利技术总体构思的前述和/或其他方面，该设备包括高频分量恢复设备，接收输入音频信号，通过将预定噪声模式与输入音频信号的频谱进行比较来计算输入音频信号的带宽，通过将非线性操作应用到输入音频信号的带宽中的子带来获得输入音频信号的中心频率之上的高频子带，并且响应于高频子带的能级调整高频子带的级别以提供高频分量；和输出部，将输入音频信号与高频分量组合，并输出组合的音频信号。附图说明通过下面结合附图对实施例进行的描述，本专利技术总体构思的上述和/或其他方面将会变得更加清楚和更容易理解，其中图1是示出恢复音频信号的高频分量的传统设备的框图；图2和图3分别示出图1的传统高频分量的非线性装置的全波整流器和全波积分器的输出信号；图4A是示出根据本专利技术总体构思的实施例的恢复音频信号的高频分量的设备的框图；图4B是示出图4A的高频分量恢复设备的谐波处理器的框图；图5是示出根据本专利技术总体构思的恢复音频信号的高频分量的方法的流程图；图6A是示出图5的高频分量恢复方法的操作500的流程图；图6B是示出图5的高频分量恢复方法的操作520的流程图；图6C是示出图6B的操作625的流程图；图6D是示出图5的高频分量恢复方法的操作530的流程图；图7是示出使用在图5的高频分量恢复方法的操作500中的信号的曲线图；图8是示出使用在途5的高频分量恢复方法的操作510和520中的信号的曲线图；和图9是示出根据本专利技术总体构思的实施例获得的恢复的音频信号的曲线图。具体实施例方式现在将对本专利技术总体构思的实施例进行详细描述，其示例在附图中表示，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下通过参考附图描述实施例以解释本专利技术总体构思。图4A是示出根据本专利技术总体构思的实施例的恢复音频信号的高频分量的设备的框图。参照图4A，信号带宽检测器400获得输入信号和先前存储的噪声取样之间的相关，并且根据该相关检测输入信号的带宽。通过将一般白噪声分割为每一具有预定带宽的信号来获得噪声取样。也就是说，噪声取样与输入信号不相关。信号带宽检测器400可包括相关计算器401和结果处理器402。相关计算器401计算输入信号和先前存储的噪声取样的相关。结果处理器402将相关小于参考值的区域确定为没有音频信号频率的区域(即，第一区域)，并将相关大于参考值的区域(即，第二区域)确定为具有音频信号频率的区域。可这样设计结果处理器402将具有音频信号频率的区域和不具有音频信号频率的区域之间的边界确定为输入信号的带宽。如上所述，可通过使用输入信号和先前存储的噪声取样的相关，采用简单的装置结构来正确地检测输入信号带宽。可这样设计信号带宽检测器400当检测的输入信号带宽小于8KHz或大于16KHz时，其停止子带滤波器410、恢复信号产生器420以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恢复音频信号的高频分量的方法，该方法包括：根据输入信号和一个或多个先前存储的噪声取样之间的相关检测输入信号的带宽；将检测的输入信号带宽分割为预定数量的子带；响应于当对分割的子带执行非线性操作时获得的高频子带的能级，控制通过对分割的子带执行预定非线性操作产生的高频子带信号的级别以获得恢复信号；和将恢复信号与输入信号组合以产生目标音频信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曼尼斯阿洛拉，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[]