[发明专利]一种数字音频质量增强系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字音频信号的处理，特别是音频质量的增强。

背景技术

在常见的宽带数字音频设备中，通过网络传输或音频编解码以后，语音感知质量常常会有明显下降，于是在音频信号播放之前，常常采用需要采用某种处理方法对音频感知质量进行增强，例如在音频编解码器中的后处理算法。目前扩展的自适应多速率宽带编解码器中用到的后处理是一种频带可选的基音增强后处理算法。该方法对已解码信号进行分频处理，将解码信号通过高通提取高频成分，将基音增强以后的解码信号通过低通滤波器得到低频成分，最终合并两部分得到最终输出信号。分频处理增加了解码器的复杂度。另外一种常用于基音增强的技术是采用梳状滤波器，通过梳状滤波器实现基音增强。但前提是梳状滤波器的系数能自适应语音信号谱的变化，这一点实现起来较困难。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题，提出了一种简洁的数字音频质量增强系统和方法。在可以获得较佳的数字音频感知质量的前提下，进一步降低了音频处理过程的复杂程度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种数字音频质量增强系统，包括：解码增益计算模块，后滤波开关模块，长时后滤波模块，全局增益控制模块，基音跟踪模块；其中

解码增益计算模块：根据输入的解码音频信号计算出的信号能量确定接收到的音频信号的增益；该增益值送入后滤波开关模块中用于控制是否启用长时后滤波模块，同时也作为长时后滤波器参数的一个控制量；

后滤波开关模块：判断解码增益计算模块中确定的增益是否超过预定的阈值，若超过该阈值则启用长时后滤波模块进行长时后滤波处理，否则直接输出最终音频信号，其中，阈值设置为0.62。

长时后滤波模块：功能就是削减基音谐波峰值间的噪声成分，增强输出音频质量；该模块对解码音频信号进行长时后滤波处理后输出；滤波后的音频信号输入到全局增益控制模块中做增益控制。

全局增益控制模块：对长时后滤波器的输出音频信号通过一个全局增益变量进行的总的增益控制，之后输出最终音频信号。

基音跟踪模块：功能是根据解码信号和基音信息求得基音周期，将基音周期输入到长时后滤波模块中作为滤波器参数的控制量。

进一步地，解码增益计算模块，首先计算相邻基音周期的信号能量的比值，然后将该比值与从码流中解码获得的增益进行比较并取其中较小的一个作为最终的解码信号的增益值。

进一步地，长时后滤波模块，采用了全零点后滤波模型来实现后滤波处理。

进一步地，基音跟踪模块，全局增益变量由解码增益计算模块计算出的基音增益通过运算以后求得。

进一步地，基音跟踪模块，采用了AMR-WB+(扩展的自适应多速率宽带)编解码器中的基音跟踪模块。

一种数字音频质量增强方法，包括以下步骤：

第一步：根据输入的解码音频信号计算出的信号能量确定接收到的解码信号的增益值；

第二步：判断第一步中确定的增益值是否大于预定的阈值，如果大于，则执行第三步，否则执行第五步，其中，阈值设置为0.62；

第三步：对解码音频信号进行长时后滤波处理；

第四步：进行全局增益控制后输出为最终信号；

第五步：将输入的解码音频信号直接输出为最终信号。

进一步地，第一步中，计算相邻基音周期的信号能量的比值，然后将该比值与从码流中解码获得的增益进行比较并取其中较小的一个作为最终的解码信号的增益值。

进一步地，第三步中，采用了全零点后滤波模型来实现后滤波处理。

与现有技术相比，本发明提供了一种数字音频质量增强系统和方法，由于对后滤波开关模块中的阈值的判断和后处理滤波模块中的系数的配置的处理过程的实现较为简单，降低了处理过程的复杂程度，并可以获得较佳的基音增强效果。

附图说明

图1是本发明系统各模块的模块关系图；

图2是本发明实施例的流程图。

具体实施方式

下面结果附图对本发明所提出的数字音频质量增强系统和方法的实施作进一步的详细描述。

如图1所示，是本发明系统各模块的模块关系图。

解码增益计算模块：

根据输入的解码音频信号计算出的信号能量确定接收到的音频信号的增益。首先计算相邻基音周期的信号能量的比值，然后将该比值与从码流中解码获得的增益进行比较并取其中较小的一个作为最终的解码信号的增益值。该增益值送入后滤波开关模块中用于控制是否启用长时后滤波模块，同时也作为长时后滤波器参数的一个控制量。

后滤波开关模块：