[发明专利]感知转换音频编码中的噪声填充

说明书

通过利用频谱上全局倾斜而非以频谱上平坦方式来执行噪声填充以改良感知转换音频编码解码器中的噪声填充。

技术领域

本申请是关于感知转换音频编码中的噪声填充。

背景技术

在转换编码中，常常认识到(对照[1]、[2]、[3])，将频谱的一部分量化至零会导致感知降级。量化至零的这种部分被称作频谱洞(spectrum hole)。[1]、[2]、[3]及[4]中呈现的针对此问题的解决方案是利用噪声来替换零量化谱线。有时，在低于某一频率的情况下避免噪声的插入。用于噪声填充的开始频率固定，但在已知现有技术之间不同。

有时，使用频域噪声整形(Frequency Domain Noise Shaping,FDNS)以用于整形(包括插入噪声的)频谱且用于控制量化噪声，如在USAC中(对照[4])。使用LPC滤波器的幅值响应来执行FDNS。使用经预强调输入信号来计算LPC滤波器系数。

在[1]中注意到，在音调分量的紧接邻域中添加噪声会导致降级，且因此，正如在[5]中，利用噪声来填充仅长是列零以避免由经注入周围噪声隐蔽非零量化值。

在[3]中注意到，存在噪声填充的粒度与所需旁侧信息的大小之间的折衷的问题。在[1]、[2]、[3]及[5]中，传输每完整频谱一个噪声填充参数。如在[2]中使用LPC或如在[3]中使用比例因子来频谱上整形经插入噪声。[3]中描述如何针对整个频谱使比例因子适应于具有一个噪声填充水平的噪声填充。在[3]中，修改用于完全地量化至零的频带的比例因子以避免频谱洞且具有正确噪声水平。

即使[1]及[5]中的解决方案因其建议不填充小频谱洞而避免音调分量的降级，仍需要进一步改良使用噪声填充而编码的音频信号的质量，尤其是在极低位速率下。

存在除了上文所论述的问题以外的其它问题，其是由至此所知的噪声填充概念引起，根据这些噪声填充概念，以频谱上平坦方式将噪声填充至频谱中。

将有利的是具有即将到来的一种改良型噪声填充概念，其至少结合感知转换音频编码来增加由音频填充式频谱引起的可达成的音频质量。

发明内容

因此，本发明的一目标是提供一种具有改良型特性的用于感知转换音频编码中的噪声填充的概念。

此目标是通过同此附入的独立权利要求的主题而达成，其中本申请的有利方面为从属权利要求的主题。

本申请的一基本发现为：可通过利用一频谱上全局倾斜而非以一频谱上平坦方式来执行感知转换音频编码解码器中的噪声填充而改良该噪声填充。举例来说，该频谱上全局倾斜可具有一负斜率，亦即，展现自低频至高频的一递减，以便至少部分地反转由使噪声填充频谱经受频谱感知加权函数而造成的频谱倾斜。一正斜率亦可为可想象的，例如，在该经编码频谱展现一似高通特性的状况下。详言之，频谱感知加权函数通常倾向于展现自低频至高频的一递增。因此，以一频谱上平坦方式填充至感知转换音频编码器的频谱中的噪声将在经最终重新建构频谱中以一倾斜噪声底面而完结。然而，本申请的发明者已认识到，该经最终重新建构频谱中的此倾斜负面地影响音频质量，此是因为其导致频谱洞剩余于该频谱的噪声填充式部分中。因此，利用一频谱上全局倾斜来插入该噪声以使得噪声水平自低频至高频递减会使用该频谱感知加权函数来至少部分地补偿由该噪声填充式频谱的后续整形造成的此频谱倾斜，藉此改良该音频质量。取决于情况，一正斜率可能是优选的，如上文所提到。

根据一实施例，该频谱上全局倾斜的该斜率是响应于该频谱被编码至的数据流中的一信令而变化。该信令可(例如)明确地信号通知陡度，且可在编码侧适应于由该频谱感知加权函数造成的频谱倾斜的量。举例来说，由该频谱感知加权函数造成的频谱倾斜的量可源于在对音频信号应用LPC分析之前该音频信号所经受的一预强调。