[发明专利]音频信号传输系统

说明书

本发明涉及一种传输系统，它包括具有用来对音频信号编码的编码器的发射器，而该编码器又包括用来确定至少一种周期性分量的频率的装置，所述发射器还包括用来向接收器发送表示至少一种周期分量的所述频率的信号的发射装置，所述接收器包括用于从发射器接收表示所述频率的信号的接收装置和用于根据至少一种周期性分量的所述频率导出重构的音频信号的解码器。

本发明还涉及发射器、接收器，编码器、解码器、记录系统、再现系统、编码和解码方法、包括执行所述方法的计算机程序的有形媒体、一种信号和一种承载信号的记录媒体。

从美国专利NO.4,937,873可了解根据本序言的传输系统。

这些传输系统和音频编码器用于如下的应用中：音频信号需要经传输能力有限的传输媒体进行传输或需要存储在有限存储容量的存储媒体中。

这些应用的示例有：通过互联网传输音频信号；从移动电话向移动台传输音频信号，反之亦然；在CD-ROM、固态存储器或硬盘驱动器上存储音频信号。

对音频编码器尝试了各种不同操作原理，以实现适度位速率下的良好音频质量。在这些操作方法之一中，要传输的音频信号被分为多个10-20ms长度的片断。在每一个所述片断中，该音频由多个用其振幅和频率定义的正弦波来表示。这些正弦波的振幅和频率在该编码器中被确定。

发射装置将这些振幅和频率的表示方法发送给接收器。发射器所执行的操作可以包括信道编码、交错和调制。

接收装置从传输信道接收表示音频信号的信号，然后执行类似解调、去交错和信道解码的操作。解码器从接收器获取该音频信号的表示，然后通过产生由编码信号描述的多个正弦波并将其组合成重构的音频信号来从所述音频的表示导出重构音频信号。

虽然现有技术系统提供良好的编码质量，但是重构音频信号和原始音频信号之间仍存在可听辨的差异。

本发明的目的在于提供一种根据序言的传输系统，其中重构的音频信号的质量被进一步地提高。

为了实现所述目的，根据本发明的传输系统具有如下特征：其编码器还包括频率变化确定装置，用于确定所述至少一种周期性分量经历预先确定的时间量的频率变化。

通过确定所述至少一种周期性分量的频率变化，还可以以两种途径提高重构音频信号的质量，第一种途径是将该频率变化发送给接收器，该接收器可以使用所述频率变化来导出重构音频信号。第二种途径是使用频率变化来获取音频信号频率的更精确的值。例如，它可以是语音信号中的音调，或音频信号中任意的周期性分量。利用经历预定时间量的频率变化，可以更精确地确定对应于所述基频的平均频率值。

本发明的一个实施例具有如下特征：安排所述发射装置将表示所述频率变化的另一种信号发送到接收器；安排所述接收器接收所述另一种信号；以及安排所述解码器根据所述频率的所述变化导出所述重构音频信号。

通过用发送到接收器的附加信号表示频率变化，可以实现利用在一个合成时间间隔内频率(轻微)变化的正弦波来产生重构音频信号。这更加符合实际音频信号的属性，从而提高了重构音频信号的质量。

本发明的另一个实施例具有如下特征：其编码器包括时间变换装置，用于获取时间变换的输入信号；其中安排时间变换装置以这样的方式在预定时间量的前部分对输入信号进行时间压缩、并且在预定时间量的后部分对输入信号进行时间扩展，使得时间变换后的输入信号的频率变化比输入信号的小。

利用时间变换(也称时间变形(time warping))来获取时间变换的音频信号已经被证明是一种用来处理需要编码信号的频率变化的有效方式。利用适当的时间变换，有可能将频率变化的信号变换为具有基本上恒定的频率的时间变换信号。

它的一个示例是一种其线性频率扫描在片断开始部分以低频率起始而在片断结束部分以高频率结束的音频信号。通过在片断前部分对输入信号进行时间压缩，时间变换信号的频率将比原始输入信号的频率高。通过在片断后部分对输入信号进行时间扩展，时间变换的输入信号的频率将比原始输入信号的频率低。

这样就获得一种时间变换后的输入信号，其在片断开始部分的频率增高而在片断结束部分的频率降低。如果时间变换的选择适当的话，就有可能获得降低了频率变化的变换后的输入信号。

本发明的又一个实施例具有如下特征：安排所述时间变换确定装置导出多个时间变换的输入信号，后者各自对应于不同的时间变换，以及所述编码器包括确定装置，用于选择时间变换，后者对应于经历所述预定时间量后频率变化最小的时间变换的输入信号。