[发明专利]改进的激励信号带宽扩展

说明书

技术领域

本发明总体涉及语音或话音解码，具体地，涉及在解码过程中使用的激励信号的带宽扩展(BWE)。

背景技术

在很多类型的编解码中，输入波形被分割为频谱包络和激励信号(也称为残留)，频谱包络和激励信号被独立编码和发送。在解码器处，根据接收到的包络和激励信息合成波形。

参数化频谱包络的有效方式是通过线性预测(LP)系数a(j)。分隔为频谱包络和激励信号e(k)的过程由两个主要步骤组成：1)估计LP系数，以及2)通过全零滤波器

A(z)=1-Σj=1Ja(j)z-j---(1)]]>

来对波形x(k)滤波，以产生激励信号e(k)，其中，针对以8kHz采样的输入信号，通常将模型阶数(model order)J设置为10，以及针对以16kHz采样的输入信号，设置为16。图1中示意了该过程。

为了最小化传输负载，常常对音频信号进行低通滤波，并仅编码和发送低频带(LB)。在接收机段，可以从可用LB信号特征恢复高频带(HB)。通过BWE方案来执行根据特定的LB信号特征重构HB信号特征的过程。

直接的重构方法基于频谱折叠，其中，将激励信号的LB部分的频谱关于LB的频率上限折叠(镜像)。这种直接频谱折叠的问题在于，不能将离散频率分量放置在音频信号的基频的整数倍处。这导致在根据可用的LB激励重构激励信号e(k)的HB部分时的“金属”声和感知降级。

避免该问题的一种方式是将HB激励重构为白噪声序列[1-2]。然而，将实际的残留(HB激励)替换为白噪声导致了感知降级，因为在话音信号的特定部分中，周期在HB中继续。

参考文献[3]描述了基于复杂话音产生模型的重构方法，该复杂话音产生模型用于生成激励信号的HB扩展。

发明内容

本发明的目标是改进低频带激励信号的高频带扩展的生成。

根据所附的权利要求来实现该目标。

根据本发明的第一方面，涉及生成低频带激励信号的高频带扩展的方法，所述低频带激励信号是由表示CELP编码音频信号的参数来定义的。该方法包括以下步骤。将低频带固定码本矢量和低频带自适应码本矢量上采样至预定采样频率。根据表示音频信号的基频的估计测量来确定调制频率。利用所确定的调制频率来调制已上采样的低频带自适应码本矢量，以形成频移偏移的自适应码本矢量。估计压缩因子。基于所估计的压缩因子，减小频率偏移的自适应码本矢量和上采样的固定码本矢量。然后，形成已减小的频率偏移自适应码本矢量和已减小的上采样固定码本矢量的高通滤波之和。

根据本发明的第二方面，涉及生成低频带激励信号的高频带扩展的方法，所述低频带激励信号通过对音频信号进行基于源滤波器模型的编码所获得。该方法包括以下步骤。将低频带激励信号上采样到预定的采样频率。根据表示音频信号的基频的估计测量来确定调制频率。利用所确定的调制频率来调制上采样的低频带激励信号，以形成频率偏移激励信号。对频率偏移激励信号进行高通滤波。估计压缩因子。基于所估计的压缩因子来减小已高通滤波的频率偏移激励信号。