[发明专利]用于高频带宽扩展的对信号进行编码和解码的设备和方法

权利要求书

1.一种编码设备，包括：

处理器，控制一个或多个处理器可运行的单元；

核心编码单元，对下采样的时域输入信号进行核心编码；

频率变换单元，将时域输入信号变换为频域输入信号；

扩展编码单元，使用频域输入信号的基础信号以及频域输入信号来执行带宽扩展编码。

2.如权利要求1所述的编码设备，其中，扩展编码单元包括：

基础信号产生器，使用频域输入信号的频谱来产生频域输入信号的基础信号；

因子估算器，使用基础信号和频域输入信号来估算能量控制因子；

能量提取器，从频域输入信号提取能量；

能量控制器，使用能量控制因子控制提取的能量；

能量量化器，对受控的能量进行量化。

3.如权利要求2所述的编码设备，其中，基础信号产生器包括：

人工信号产生器，通过复制和折叠频域输入信号的低频部分来产生与高频部分对应的人工信号；

包络估算器，使用窗口估算人工信号的包络；

包络应用器，将估算的包络应用于人工信号来产生基础信号。

4.如权利要求3所述的编码设备，其中，窗口的尖峰与基础信号的包络被估算的频率索引对应，

其中，包络估算器基于音调或相关性的比较结果来选择窗口，并使用选择的窗口估算基础信号的包络。

5.如权利要求3所述的编码设备，其中，包络估算器将白化频带的频率幅度的平均值估算为所述白化频带中包含的频率的包络。

6.如权利要求5所述的编码设备，其中，包络估算器基于核心编码模式控制包含在白化频带中的频谱的数量，并估算基础信号的包络。

7.如权利要求2所述的编码设备，其中，因子估算器包括：

第一音调计算单元，计算频域输入信号的高频部分的音调；

第二音调计算单元，计算基础信号的音调；

因子计算单元，使用高频部分的音调和基础信号的音调来计算能量控制因子。

8.如权利要求2所述的编码设备，其中，能量控制器在能量控制因子小于预定能量控制因子时控制提取的能量。

9.如权利要求2所述的编码设备，其中，能量量化器选择能量向量的子向量，量化选择的子向量，并使用插值误差来对未被选择子向量进行量化。

10.如权利要求9所述的编码设备，其中，能量量化器选择子向量，并按照规则的间隔来量化选择的子向量。

11.如权利要求9所述的编码设备，其中，能量量化器选择子向量候选，并执行包括至少两级的多级向量量化(VQ)。

12.如权利要求9所述的编码设备，其中，能量量化器产生用于针对每个子向量候选使得每一级中的均方差(MSE)或加权均方差(WMSE)最小化的索引集，并选择所有级中的MSE或WMSE的总和最小的子向量候选。

13.如权利要求9所述的编码设备，其中，能量量化器产生用于针对每个子向量候选使得每一级中的MSE或WMSE最小化的索引集，通过反量化操作恢复能量向量，并选择使得恢复的能量向量和原始能量向量之间的MSE或WMSE最小化的子向量候选。

14.一种编码设备，包括：

处理器，控制一个或多个处理器可运行的单元；

核心编码单元，对下采样的时域输入信号进行核心编码；

频率变换单元，将时域输入信号变换为频域输入信号；

扩展编码单元，使用频域输入信号，并使用频域输入信号的基础信号来执行带宽扩展编码。

15.如权利要求14所述的编码设备，其中，扩展编码单元包括：

基础信号产生器，使用频域输入信号的频谱，产生频域输入信号的基础信号；

因子估算器，使用基础信号和频域输入信号的特征来估算能量控制因子；

能量提取器，从频域输入信号提取能量；

能量控制器，使用能量控制因子控制提取的能量；

能量量化器，对受控的能量进行量化。