[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

说明书

技术领域

以下描述的一个或多个实施例涉及一种对音频信号(诸如语音信号或音乐信号)进行编码或解码的方法和设备，更具体地，涉及一种对音频信号中与高频域对应的信号进行编码和解码的方法和设备。

背景技术

与对应于低频域的信号相比，对应于高频域的信号对于频域的精细结构较不敏感。因此，需要提高编码效率来克服在对音频信号编码时可用的比特的限制。因此，大量的比特可被分配给对应于低频域的信号，而较少数量的比特可被分配给对应于高频域的信号。

这样的方案可应用于频带复制(SBR)技术。基于人类的听觉对于高频带信号具有相对较低分辨力的事实，SBR技术可用于通过将高频带分量信号表示为包络，并在高频带分量信号的解码期间合成高频带分量信号来提高编码效率。

在SBR技术中，需要一种改进的用于扩展高频域的带宽的方法。

发明内容

通过提供一种编码设备来实现以上和/或其它方面，所述编码设备包括：下采样单元，对时域输入信号进行下采样；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，将核心编码的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执行带宽扩展编码。

扩展编码单元可包括：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。

基础信号产生器可包括：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。应用估算的包络的意思是用估算的人工信号的包络来划分人工信号。

因子估算器可包括：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。

还可通过提供一种编码设备来实现以上和/或其它方面，所述编码设备包括：下采样单元，对时域输入信号进行下采样；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，将核心编码的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特征，并使用频域输入信号的基础信号来执行带宽扩展编码。

扩展编码单元可包括：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。

还可通过提供一种编码设备来实现以上和/或其它方面，所述编码设备包括：编码模式选择单元，使用频域输入信号和时域输入信号选择带宽扩展编码的编码模式；扩展编码单元，使用频域输入信号和选择的编码模式执行带宽扩展编码。

扩展编码单元可包括：能量提取器，基于编码模式，从频域输入信号提取能量；能量控制器，基于编码模式控制提取的能量；能量量化器，基于编码模式对受控的能量进行量化。

通过提供一种解码设备来实现以上和/或其它方面，所述解码设备包括：核心解码单元，对时域输入信号进行核心解码，其中，所述时域输入信号包括在比特流中并被核心编码；上采样单元，对核心解码的时域输入信号进行上采样；频率变换单元，将上采样的时域输入信号变换为频域输入信号；扩展解码单元，使用时域输入信号的能量并使用频域输入信号执行带宽扩展解码。

扩展解码单元可包括：反量化器，对时域输入信号的能量进行反量化；基础信号产生器，使用频域输入信号来产生基础信号；增益计算单元，使用反量化的能量和基础信号的能量来计算增益，增益被应用于基础信号；增益应用器，应用针对每个频带的计算的增益。

基础信号产生器可包括：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，使用包含在比特流中的窗口来估算基础信号的包络；包络应用器，将估算的包络应用于人工信号。

通过提供一种编码方法来实现以上和/或其它方面，所述编码方法包括：对时域输入信号进行下采样；对下采样的时域输入信号进行核心编码；将时域输入信号变换为频域输入信号；使用频域输入信号的基础信号来执行带宽扩展编码。