音頻弦波檢測方法和裝置制造方法
【專利摘要】提供了一種新穎的音頻弦波檢測方法和裝置。該音頻弦波檢測方法用于檢測待編碼的音頻幀是否為弦波幀，并且包括：在音頻幀中檢測符合預(yù)定條件的信號波；如果通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)檢測到了符合預(yù)定條件的信號波，則判斷音頻幀是弦波幀；如果通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)沒有檢測到符合預(yù)定條件的信號波，則判斷音頻幀不是弦波幀。
【專利說明】音頻弦波檢測方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及音頻信號處理領(lǐng)域，更具體地涉及一種音頻弦波檢測方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，音頻信號是指頻率在20Hz?20kHz的聲音信號。人們?nèi)粘Ｉ钪新牭降母鞣N聲音信號都是連續(xù)信號，它不僅在時(shí)間上連續(xù)，而且在幅度上也連續(xù)。這種處于連續(xù)信號狀態(tài)的聲音信號被稱為模擬音頻信號。模擬音頻信號只能用磁帶或膠木唱片來存儲(chǔ)。這種存儲(chǔ)方式有很多弊端，例如易損、占地大、成本高、難以重復(fù)利用等。更重要的是，這種存儲(chǔ)方式難以實(shí)現(xiàn)聲音信號的長期保存，且難以查找和共享聲音信號。
[0003]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，高速寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)給聲音信號的網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)、查詢、共享、和交流提供了可能。由于計(jì)算機(jī)只能對二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所以在使用計(jì)算機(jī)對聲音信號進(jìn)行處理之前必須通過包括采樣、量化等處理的模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)過程將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號。
[0004]數(shù)字音頻信號的質(zhì)量主要取決于采樣率和量化因子這兩個(gè)參數(shù)。為了使用數(shù)字音頻信號恢復(fù)得到盡可能逼真的聲音，在通過模數(shù)轉(zhuǎn)換過程獲取數(shù)字音頻信號的過程中，需要采用盡可能大的采樣率和量化因子。然而，大采樣率和量化因子會(huì)導(dǎo)致數(shù)字音頻信號的數(shù)據(jù)量巨大，從而導(dǎo)致存儲(chǔ)數(shù)字音頻信號所需的存儲(chǔ)容量以及傳輸數(shù)字音頻信號所需的信道帶寬很大。
[0005]數(shù)字音頻信號的出現(xiàn)是為了滿足對聲音信號的存儲(chǔ)、查詢、共享、和交流等需求，但是數(shù)字音頻信號的巨大數(shù)據(jù)量給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)容量和傳輸帶寬帶來了巨大壓力。所以，需要對數(shù)字音頻信號進(jìn)行壓縮編碼。
[0006]目前，存在諸如MP3、音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(AVS)、無損音頻編碼(FLAC)、高級音頻編碼(AAC)之類的多種音頻壓縮編碼算法。在這些音頻壓縮編碼算法中，都是以幀為單位來實(shí)現(xiàn)對于數(shù)字視頻信號的壓縮編碼的。
[0007]在利用上述音頻壓縮編碼算法對數(shù)字音頻信號(下面，為了簡單，將數(shù)字音頻信號簡稱為音頻信號)進(jìn)行編碼的過程中，在對當(dāng)前待編碼的音頻幀進(jìn)行壓縮編碼之前通常需要判斷該音頻幀是否為包括一個(gè)或多個(gè)弦波的弦波幀。這里的弦波幀可以是僅包括正弦波的弦波幀、僅包括余弦波的弦波幀、或者既包括正弦波也包括余弦波的弦波幀。如果當(dāng)前待編碼的音頻幀為弦波幀，則在壓縮編碼過程中需要對該音頻幀進(jìn)行特殊處理，以提高編碼效率。
[0008]為了快速判斷音頻幀是否為弦波幀，需要一種適合音頻壓縮編碼算法的高效弦波檢測方法。弦波檢測被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)，也存在很多弦波檢測方法，其中應(yīng)用最廣泛的是在頻域?qū)崿F(xiàn)的弦波檢測方法。通常，在對當(dāng)前待編碼的音頻幀進(jìn)行弦波檢測之前時(shí)，需要首先對音頻信號進(jìn)行諸如快速傅里葉變換(FFT)之類的時(shí)頻變換，以將音頻信號從時(shí)域變換到頻域。但是，F(xiàn)FT變換等常見的時(shí)頻變換需要巨大的計(jì)算量，如果直接將諸如FFT變換之類的時(shí)頻變換應(yīng)用在音頻壓縮編碼算法中，必定會(huì)極大的增加音頻壓縮編碼算法的運(yùn)算復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于以上所述的一個(gè)或多個(gè)問題，本發(fā)明提供了一種新穎的音頻弦波檢測方法和
>J-U ρ?α裝直。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法用于檢測待編碼的音頻幀是否為弦波幀，并且包括:在音頻幀中檢測符合預(yù)定條件的信號波；如果通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)檢測到了符合預(yù)定條件的信號波，則判斷音頻幀是弦波幀；如果通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)沒有檢測到符合預(yù)定條件的信號波，則判斷音頻幀不是弦波幀。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測裝置用于檢測待編碼的音頻幀是否為弦波幀，并且包括:信號波檢測單元，用于在音頻幀中檢測符合預(yù)定條件的信號波；弦波幀判斷單元，用于在信號波檢測單元通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)檢測到了符合預(yù)定條件的信號波的情況下判斷音頻幀是弦波幀，并且在信號波檢測單元通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)沒有檢測到符合預(yù)定條件的信號波的情況下判斷音頻幀不是弦波幀。
[0012]通過本發(fā)明，無需復(fù)雜處理，即可迅速判斷出一個(gè)音頻幀是否為弦波幀，從而可以加快音頻壓縮編碼算法的處理速度。
[0013]參照后文的說明和附圖，詳細(xì)公開了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，指明了本發(fā)明的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本發(fā)明的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本發(fā)明的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。
[0014]針對一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與 其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。
[0015]應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的描述中可以更好地理解本發(fā)明，其中:
[0017]圖1示例性地示出了包括兩個(gè)弦波的弦波幀在頻域的表現(xiàn)；
[0018]圖2示例性地示出了可以在任意一種頻域中實(shí)現(xiàn)的弦波檢測方法的流程圖；
[0019]圖3示例性地示出了對圖1所示的弦波幀的進(jìn)行第一次檢測循環(huán)時(shí)的頻譜范圍分段情況；
[0020]圖4示例性地示出了對圖1所示的弦波幀的進(jìn)行第二次檢測循環(huán)時(shí)的頻譜范圍分段情況；
[0021]圖5示例性地示出了利用圖2所示的弦波檢測方法會(huì)被誤判為弦波幀的非弦波幀在頻域的表現(xiàn)；
[0022]圖6示例性地示出了對圖5中所示的信號波k進(jìn)行二次判斷的頻譜分段情況；
[0023]圖7示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測裝置的框圖；
[0024]圖8示例性地示出了根 據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法的流程圖；以及[0025]圖9示例性地示出了在AAC壓縮編碼算法中實(shí)現(xiàn)的音頻弦波檢測方法的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]下面將詳細(xì)描述本發(fā)明各個(gè)方面的特征和示例性實(shí)施例。下面的描述涵蓋了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本發(fā)明的全面理解。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。下面對實(shí)施例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對本發(fā)明更清楚的理解。本發(fā)明絕不限于下面所提出的任何具體配置和算法，而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了相關(guān)元素、部件和算法的任何修改、替換和改進(jìn)。
[0027]為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能更好地理解根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置，下面首先結(jié)合圖1至圖6，對可以在任意一種頻域中實(shí)現(xiàn)的示例性弦波檢測方法進(jìn)行說明。
[0028]弦波在時(shí)域通常表現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)正弦波的疊加、一個(gè)或多個(gè)正弦波與一個(gè)或多個(gè)余弦波的疊加、或者一個(gè)或多個(gè)余弦波的疊加；在頻域通常表現(xiàn)為能量在一處或多處的高度集中。通常，由于時(shí)頻變換或者計(jì)算誤差的影響，弦波在頻域表現(xiàn)為類似三角波的尖峰脈沖。
[0029]圖1示例性地示出了包括兩個(gè)弦波的弦波幀在頻域的表現(xiàn)。其中，這兩個(gè)弦波可以均為正弦波，可以均為余弦波，也可以一個(gè)為正弦波一個(gè)為余弦波。如圖1所示，這兩個(gè)弦波的最大頻譜能量值分別為E(i)和E(j)并且它們的中心頻譜位置(即，最大頻譜能量值E(i)和E(j)所在的頻譜位置)分別為i和j。這里，頻譜位置由頻譜索引值表示。從圖1可以看出，弦波幀的頻譜能量高度集中在弦波所處的頻譜位置處；在弦波幀包括的每個(gè)弦波中，弦波的中心頻譜位置的頻譜能量值最大，并且弦波的中心頻譜位置兩側(cè)的頻譜位置處的頻譜能量值迅速衰減；在弦波幀的非弦波區(qū)域，頻譜能量值趨近于O。
[0030]實(shí)踐中，可以結(jié)合弦波幀的以上特征來判斷一個(gè)信號幀是否為弦波幀。也就是說，可以根據(jù)圖1所示的弦波幀的以上特征來進(jìn)行弦波檢測。圖2示例性地示出了可以在任意一種頻域中實(shí)現(xiàn)的弦波檢測方法的流程圖。下面結(jié)合圖2，詳細(xì)說明判斷一個(gè)信號幀是否是弦波幀的處理。
[0031]這里，判斷一個(gè)信號幀(為了方便說明，將該信號幀稱為信號幀A)是否為弦波幀的過程可以包括以下處理:S202，找出信號幀A所在的頻譜區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前最大頻譜能量值(為了方便說明，將該最大頻譜能量值稱為E(p))及其頻譜位置(為了方便說明，將最大頻譜能量值E(p)所在的頻譜位置稱為頻譜位置P) ;S204，找出以頻譜位置P為中心的一個(gè)完整信號波所在的頻譜范圍(為了方便說明，將以頻譜位置P為中心的完整信號波稱為信號波P，將信號波P所在的頻譜范圍稱為頻譜范圍P) ;S206,從信號幀A所在的頻譜區(qū)域中去除信號波P ;S208，計(jì)算信號幀A所在的頻譜區(qū)域內(nèi)的去除信號波P以后的剩余頻譜范圍的平均頻譜能量值avgl ;S210,判斷E(p)是否遠(yuǎn)大于avgl ;S212,如果E(p)遠(yuǎn)大于avgl (即，E(p)和avgl相差I(lǐng)O2?IO4個(gè)量級或更多)，則判斷信號幀A為弦波幀；S214，如果E(p)不遠(yuǎn)大于avgl而僅略大于avgl (即,Ε(ρ)和avgl僅相差I(lǐng)O2個(gè)量級或更少)，則在步驟S216判斷已經(jīng)檢測出的信號波的數(shù)目是否大于預(yù)定值；如果已經(jīng)檢測出的信號波的數(shù)目大于預(yù)定閾值，則在步驟S218判斷信號幀A不是弦波幀；如果已經(jīng)檢測出的信號波的數(shù)目不大于預(yù)定閾值，則處理返回到步驟S202。
[0032]這里需要注意的是，在步驟S208中計(jì)算的avgl是信號幀A所在的頻譜區(qū)域中的除了在信號波P之前已經(jīng)檢測出的信號波所在的頻譜范圍、以及信號波P所在的頻譜范圍以外的其他頻譜范圍的平均頻譜能量值。同時(shí)，在步驟S216中判斷檢測出的信號波的數(shù)目是否大于預(yù)定值的目的在于，避免在弦波幀A中無休止地檢測信號波，直到遍歷弦波幀A所在的頻譜區(qū)域中的最后一個(gè)頻譜能量峰值從而錯(cuò)誤地將非弦波幀誤判為包括很多弦波的弦波幀。另外，在通過圖2所示的方法判斷信號幀A是弦波幀的情況下，在弦波幀A中已經(jīng)檢測出的信號波就是弦波幀A中包括的弦波。
[0033]圖3示例性地示出了對圖1所示的弦波幀的進(jìn)行第一次檢測循環(huán)時(shí)的頻譜范圍分段情況。具體地，在對圖1所示的包括兩個(gè)弦波的弦波幀(為了方便說明，將該弦波幀稱為弦波幀B)進(jìn)行弦波檢測的過程中，經(jīng)過步驟S204找出的以頻譜位置i為中心的一個(gè)完整弦波(為了方便說明，將以頻譜位置i為中心的弦波稱為弦波i)是圖3中所示的由矩形I包圍的部分，經(jīng)過步驟S206獲取的弦波幀B所在的頻譜區(qū)域內(nèi)的剩余頻譜范圍是圖3中的由矩形2和矩形3所包圍的頻譜范圍。
[0034]圖4示例性地示出了對圖1所示的弦波幀的進(jìn)行第二次檢測循環(huán)時(shí)的頻譜范圍分段情況。具體地，在找出弦波幀B中的弦波i之后，將在弦波幀B所在的頻譜區(qū)域中找出以頻譜位置j為中心的另一弦波。具體地，經(jīng)過步驟S204找出的以頻譜位置j為中心的一個(gè)完整弦波(為了方便說明，將以頻譜位置j為中心的弦波稱為弦波j)是圖4中所示的由矩形4所包圍的部分，經(jīng)過步驟S206獲取的弦波幀B所在的頻譜區(qū)域內(nèi)的剩余頻譜范圍是圖4中的由矩形5和矩形6所包圍的頻譜范圍。
[0035]接下來，將詳細(xì)說明找出以任意一個(gè)頻譜能量峰值所在的頻譜位置為中心的完整信號波所在的頻譜范圍的處理。具體地，需要根據(jù)信號波的頻譜能量分布特點(diǎn)來找出以任意一個(gè)頻譜能量峰值所在頻譜位置為中心的完整信號波所在的頻譜范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，離信號波的中心頻譜位置(即，信號波的頻譜能量峰值所在的頻譜位置)越遠(yuǎn)的頻譜位置處的頻譜能量值應(yīng)該越小。這也就意味著，在信號波的中心頻譜位置兩側(cè)的頻譜位置搜尋頻譜能量值，一旦發(fā)現(xiàn)離中心頻譜位置遠(yuǎn)的頻譜位置處的頻譜能量值大于離中心頻譜位置近的頻譜位置處的頻譜能量值，則意味著找到了信號波的邊界。
[0036]例如，對于中心頻譜位置為O的信號波(為了方便說明，將該信號波稱為信號波O)，如果中心頻譜位置ο右側(cè)的頻譜位置(o+n)處的頻譜能量值小于中心頻譜位置ο右側(cè)的頻譜位置(o+n+1)處的頻譜能量值，則認(rèn)為頻譜位置(i+o)是信號波ο的右側(cè)邊界(即，認(rèn)為頻譜位置(o+n)處于信號波ο的頻譜范圍內(nèi)，而頻譜位置(o+n+1)處于信號波ο的頻譜范圍外)；同樣地，如果中心頻譜位置ο左側(cè)的頻譜位置(ο-η)處的頻譜能量值小于中心頻譜位置ο左側(cè)的頻譜位置(ο-η-1)處的頻譜能量值，則認(rèn)為頻譜位置(ο-η)是信號波ο的左側(cè)邊界(即，認(rèn)為頻譜位置(ο-η)處于信號波ο的頻譜范圍內(nèi)，而頻譜位置(ο-η-1)處于信號波ο的頻譜范圍外)。當(dāng)然，由于時(shí)頻變換的計(jì)算誤差等原因，大多數(shù)情況下信號波在頻域并不是完全左右對稱的，但是依然可以用以上方法來找出以一個(gè)頻譜能量峰值所在的頻譜位置為中心的一個(gè)完整的信號波。
[0037]雖然利用圖2所示的方法可以很快地判斷出一個(gè)信號幀是否為弦波幀，但是對于圖5所示的情況，圖2所示的方法會(huì)造成誤判。很明顯，根據(jù)圖2所示的方法，圖5所示的非弦波幀(為了方便說明，將該非弦波幀稱為信號幀C)中的由矩形7包圍的三角波(為了方便說明，將該三角波稱為信號波k，將信號波k的中心頻譜位置稱為頻譜位置k，將信號波k所在的頻譜范圍稱為頻譜范圍k)會(huì)被誤認(rèn)為一個(gè)完整的弦波，從而造成圖5所示的頻譜分段情況。由于信號波k所在的頻譜范圍內(nèi)的最大頻譜能量值(即，信號波k的頻譜能量峰值)E(k)遠(yuǎn)大于信號幀C所在的頻譜區(qū)域內(nèi)的除頻譜范圍k以外的剩余頻譜范圍的平均頻譜能量值，所以信號幀C會(huì)被誤判為弦波幀。為了解決這種情況，需要在圖2所示的判斷一個(gè)信號幀是否為弦波幀的處理中引入二次判斷。例如，在利用圖2中所示的步驟S210判斷信號波k的頻譜能量峰值E (k)遠(yuǎn)大于信號幀C所在的頻譜區(qū)域內(nèi)的除頻譜范圍k以外的剩余頻譜范圍的平均頻譜能量值之后，不能直接判斷信號幀C就是弦波幀，而需要進(jìn)一步進(jìn)行以下判斷:判斷信號波k所在的頻譜區(qū)域中的最大頻譜能量值E(k)是否遠(yuǎn)大于信號幀C所在的頻譜區(qū)域內(nèi)的除信號波k的中心頻譜位置k及其左右側(cè)的多個(gè)頻譜位置以外的剩余頻譜范圍的平均頻譜能量值avg2 ;如果E(k)遠(yuǎn)大于avg2，則判斷信號幀C是弦波幀；如果E (k)不遠(yuǎn)大于avg2，則繼續(xù)針對信號幀C執(zhí)行步驟S202至S218所示的處理。
[0038]圖6示例性地示出了對圖5中所示的信號波k進(jìn)行二次判斷的頻譜分段情況。如圖6所示，在對信號波k進(jìn)行二次判斷時(shí)，需要將信號波k所在的頻譜范圍k中的最大頻譜能量值E(k)與矩形9和10包圍的頻譜范圍(即，信號幀C所在的頻譜區(qū)域內(nèi)的除矩形8包圍的中心頻譜位置k及其左右兩側(cè)的多個(gè)頻譜位置以外的剩余頻譜范圍)的平均頻譜能量值avg2進(jìn)行比較。很明顯，E(k)無法遠(yuǎn)大于avg2，所以即使通過圖2所示的步驟S202?S212判斷信號幀C為弦波幀，也可以通過結(jié)合圖5和圖6所述的二次判斷對以上的判斷結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，從而可以提高弦波檢測的準(zhǔn)確性。
[0039]修正離散余弦變換(MDCT)在目前的大多數(shù)感知音頻壓縮編碼算法中被廣泛采用。如果直接在MDCT頻域?qū)σ纛l信號進(jìn)行弦波檢測，則無需進(jìn)行專門用于檢測弦波的時(shí)頻變換，從而可以節(jié)省巨大的變換開銷。所以，本發(fā)明試圖在MDCT頻域?qū)崿F(xiàn)音頻弦波檢測，并提出了一種基于MDCT變換的音頻弦波檢測方法和裝置。
[0040]考慮到音頻壓縮編碼算法的特點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置對以上結(jié)合圖1至圖6描述的弦波檢測方法做出了以下修改:
[0041]I)考慮到音頻壓縮編碼算法多以比例因子帶作為編碼處理單元來提取音頻特性并進(jìn)行心理聲學(xué)掩蔽分析及量化等操作，所以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置使用比例因子帶作為處理單元。
[0042]2)由于MDCT變換需要對時(shí)域的音頻信號進(jìn)行混疊加窗處理，而小幅值的非弦波幀在時(shí)域上被用正弦窗進(jìn)行混疊加窗處理時(shí)很容易在頻域上顯示出弦波幀的特性從而造成誤判，同時(shí)由于心理聲學(xué)模型的特點(diǎn)人耳對小幅值幀往往無法分辨，所以如果當(dāng)前待檢測的音頻幀中的最大頻譜能量值小于預(yù)先確定的特定門限值，則根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置直接判定該音頻幀為非弦波幀。
[0043]3)如果當(dāng)前待檢測的音頻幀為弦波幀并且包含多個(gè)弦波，那么當(dāng)前待檢測的音頻幀中的相鄰弦波的頻譜能量峰值必須不能相差太大。即，當(dāng)前待檢測的弦波幀中的相鄰兩個(gè)信號波的頻譜能量峰值之比必須小于預(yù)定門限，這兩個(gè)相鄰信號波才有可能是弦波。所以，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置在進(jìn)行弦波檢測的過程中，將會(huì)對當(dāng)前待檢測的音頻幀中的當(dāng)前信號波的頻譜能量峰值與該音頻幀中的前一個(gè)信號波的頻譜能量峰值進(jìn)行比較。
[0044]圖7示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測裝置的框圖。圖8示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法的流程圖。下面，結(jié)合圖7和圖8詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測裝置和方法。為了說明方便，將待檢測的音頻幀稱為音頻幀F(xiàn)。
[0045]如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測裝置包括信號波檢測單元702和弦波幀判斷單元704。其中，信號波檢測單元在音頻幀F(xiàn)中檢測符合預(yù)定條件的信號波。如果信號波檢測單元702通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)在音頻幀F(xiàn)中檢測到了符合預(yù)定條件的信號波，則弦波幀判斷單元704判斷音頻幀F(xiàn)是弦波幀；如果信號波檢測單元702通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)在音頻幀F(xiàn)中沒有檢測到符合預(yù)定條件的信號波，則弦波幀判斷單元704判斷音頻幀F(xiàn)不是弦波幀。其中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法可以按照頻譜能量峰值從大到小的順序，依次判斷音頻幀F(xiàn)中的信號波是否是符合預(yù)定條件的信號波。
[0046]這里，需要說明的是，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置可以比例因子帶為處理單元執(zhí)行弦波檢測，也可以頻譜索引值為處理單元執(zhí)行弦波檢測。當(dāng)然，為了加快弦波檢測過程以及減少弦波檢測處理所需要的處理資源，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法優(yōu)選以比例因子帶為處理單元執(zhí)行弦波檢測。
[0047]具體地，圖8示出了由圖7所示的音頻弦波檢測裝置實(shí)現(xiàn)的音頻弦波檢測方法的流程圖。如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法包括:S802，判斷音頻幀F(xiàn)中的當(dāng)前信號波(為了說明方便，這里將當(dāng)前信號波稱為當(dāng)前信號波W)是否滿足第一準(zhǔn)則和第二準(zhǔn)則；S804，如果當(dāng)前信號波W不滿足第一準(zhǔn)則和第二準(zhǔn)則中的任意一個(gè)，則判斷音頻幀F(xiàn)不是弦波幀；S806，如果當(dāng)前信號波W既滿足第一準(zhǔn)則又滿足第二準(zhǔn)則，則判斷當(dāng)前信號波W是否滿足第三準(zhǔn)則和第四準(zhǔn)則；S808，如果當(dāng)前信號波W不滿足第三準(zhǔn)則和第四準(zhǔn)則中的任意一個(gè)，則判斷檢測循環(huán)的數(shù)目是否小于預(yù)定數(shù)目；如果檢測循環(huán)的數(shù)目小于預(yù)定數(shù)目，則繼續(xù)在下一次檢測循環(huán)中判斷下一個(gè)信號波是否滿足第一、第二、第三、和第四準(zhǔn)則(即，處理返回到步驟S802，繼續(xù)對音頻幀F(xiàn)中的下一個(gè)信號波進(jìn)行步驟S802至S808的處理)；S810，如果當(dāng)前信號波W既滿足第三準(zhǔn)則又滿足第四準(zhǔn)則，則判斷當(dāng)前信號波W是滿足預(yù)訂條件的信號波，進(jìn)而判斷音頻幀F(xiàn)是弦波幀。
[0048]也就是說，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置中，在音頻幀中檢測符合預(yù)定條件的信號波；如果通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)檢測到了符合預(yù)定條件的信號波，則判斷音頻幀是弦波幀；如果通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)沒有檢測到符合預(yù)定條件的信號波，則判斷音頻幀不是弦波幀。
[0049]其中，第一準(zhǔn)則可以是當(dāng)前信號波W的頻譜能量峰值大于預(yù)定閾值；第二準(zhǔn)則可以是當(dāng)前信號波W的頻譜能量峰值大于前一信號波與預(yù)定因子的乘積；第三準(zhǔn)則可以是當(dāng)前信號波W的頻譜能量峰值大于音頻幀F(xiàn)所在的頻譜區(qū)域中的除當(dāng)前信號波W所在的頻譜范圍、以及在當(dāng)前信號波W之前檢測出的信號波所在的頻譜范圍以外的剩余頻譜范圍的平均頻譜能量值與第一預(yù)定乘數(shù)的乘積；第四準(zhǔn)則可以是當(dāng)前信號波W的頻譜能量峰值大于音頻幀F(xiàn)所在的頻譜區(qū)域中的除當(dāng)前信號波W的頻譜能量峰值所在的頻譜位置、以及在當(dāng)前信號波W之前檢測出的信號波所在的頻譜范圍以外的剩余頻譜范圍的平均頻譜能量值與第二預(yù)定乘數(shù)的乘積。[0050]另外，從結(jié)合圖2所述的弦波檢測過程可知，在經(jīng)過多次檢測循環(huán)最終確定音頻幀F(xiàn)為弦波幀的情況下，音頻幀F(xiàn)中包括的弦波數(shù)目等于經(jīng)過的檢測循環(huán)的次數(shù)。
[0051]在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置中，利用第一準(zhǔn)則和第二準(zhǔn)可以迅速排除不是弦波幀的音頻幀；并且利用第三準(zhǔn)則和第四準(zhǔn)則對每個(gè)信號波進(jìn)行二次判斷從而保證了弦波檢測的正確性。同時(shí)，考慮到音頻壓縮編碼算法是以比例因子帶為基本的編碼處理單元的，所以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置也可以采用比例因子帶為基本的弦波檢測單元，以減少音頻壓縮編碼過程中的處理單元，提高了處理速度。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置由于運(yùn)算簡單、處理速度快、判決正確率高，適合嵌入式軟件、硬件電路等各種應(yīng)用場合。
[0052]下面以48KHz采樣率的AAC音頻壓縮編碼算法中的弦波檢測處理為例，來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法和裝置。需要說明的是，本實(shí)施例中的比例因子帶及門限值是專門針對本實(shí)施例設(shè)置的，并且實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行對它們進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測方法的處理步驟和根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的音頻弦波檢測裝置的具體功能模塊適用于各種實(shí)際情況。
[0053]在AAC壓縮編碼算法中，經(jīng)過MDCT變換后共得到1024個(gè)頻譜值。根據(jù)AAC音頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，在48KHz的情況下，這1024個(gè)頻譜值共分成49個(gè)比例因子帶。下表示出了比例因子帶的劃分情況，其中比例因子帶由索引值Sb索引。
[0054]表1:48KHz采樣率的AAC音頻壓縮編碼中的比例因子帶劃分
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種音頻弦波檢測方法，用于檢測待編碼的音頻幀是否為弦波幀，其中，該方法包括: 在所述音頻幀中檢測符合預(yù)定條件的信號波； 如果通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)檢測到了所述符合預(yù)定條件的信號波，則判斷所述音頻幀是弦波幀； 如果通過所述預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)沒有檢測到所述符合預(yù)定條件的信號波，則判斷所述音頻幀不是弦波幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻弦波檢測方法，其中，以比例因子帶為處理單元執(zhí)行弦波檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻弦波檢測方法，其中，按照頻譜能量峰值從大到小的順序，依次判斷所述音頻幀中的信號波是否是所述符合預(yù)定條件的信號波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的音頻弦波檢測方法，其中， 如果在所述預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)中的任意一次檢測循環(huán)中檢測到了所述符合預(yù)定條件的信號波，則判斷所述音頻幀是弦波幀； 如果在所述預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)中的任意一次檢測循環(huán)中沒有檢測到所述符合預(yù)定條件的信號波，則進(jìn)行下 一次檢測循環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻弦波檢測方法，其中，在所述預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)中的任意一次檢測循環(huán)中，對所述音頻幀中待檢測的當(dāng)前信號波進(jìn)行以下處理: 判斷所述當(dāng)前信號波是否滿足第一準(zhǔn)則和第二準(zhǔn)則； 如果所述當(dāng)前信號波不滿足所述第一準(zhǔn)則和所述第二準(zhǔn)則中的任意一個(gè)，則判斷所述音頻幀不是弦波幀； 如果所述當(dāng)前信號波既滿足所述第一準(zhǔn)則又滿足所述第二準(zhǔn)則，則判斷所述當(dāng)前信號波是否滿足第三準(zhǔn)則和第四準(zhǔn)則； 如果所述當(dāng)前信號波不滿足所述第三準(zhǔn)則和所述第四準(zhǔn)則中的任意一個(gè)，則繼續(xù)在下一次檢測循環(huán)中判斷下一個(gè)信號波是否滿足所述第一、第二、第三、和第四準(zhǔn)則； 如果所述當(dāng)前信號波既滿足所述第三準(zhǔn)則又滿足所述第四準(zhǔn)則，則判斷所述當(dāng)前信號波是所述滿足預(yù)訂條件的信號波，進(jìn)而判斷所述音頻幀是弦波幀。
6.一種音頻弦波檢測裝置，用于檢測待編碼的音頻幀是否為弦波幀，其中，該裝置包括: 信號波檢測單元，用于在所述音頻幀中檢測符合預(yù)定條件的信號波； 弦波幀判斷單元，用于在所述信號波檢測單元通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)檢測到了所述符合預(yù)定條件的信號波的情況下判斷所述音頻幀是弦波幀，并且在所述信號波檢測單元通過預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)沒有檢測到所述符合預(yù)定條件的信號波的情況下判斷所述音頻幀不是弦波幀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻弦波檢測裝置，其中，以比例因子帶為處理單元執(zhí)行弦波檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻弦波檢測裝置，其中，所述信號波檢測單元按照頻譜能量峰值從大到小的順序，依次判斷所述音頻幀中的信號波是否是所述符合預(yù)定條件的信號波。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻弦波檢測裝置，其中，所述信號波檢測單元 在通過所述預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)中的任意一次檢測循環(huán)檢測到了所述符合預(yù)定條件的信號波的情況下，判斷所述音頻幀是弦波幀； 在通過所述預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)中的任意一次檢測循環(huán)沒有檢測到所述符合預(yù)定條件的信號波的情況下，進(jìn)行下一次檢測循環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻弦波檢測裝置，其中，在所述預(yù)定數(shù)目的檢測循環(huán)中的任意一次檢測循環(huán)中，所述信號波檢測單元對所述音頻幀中待檢測的當(dāng)前信號波進(jìn)行以下處理: 判斷所述當(dāng)前信號波是否滿足第一準(zhǔn)則和第二準(zhǔn)則； 如果所述當(dāng)前信號波不滿足所述第一準(zhǔn)則和所述第二準(zhǔn)則中的任意一個(gè)，則判斷所述音頻幀不是弦波幀； 如果所述當(dāng)前信號波既滿足所述第一準(zhǔn)則又滿足所述第二準(zhǔn)則，則判斷所述當(dāng)前信號波是否滿足第三準(zhǔn)則和第四準(zhǔn)則； 如果所述當(dāng)前信號波不滿足所述第三準(zhǔn)則和所述第四準(zhǔn)則中的任意一個(gè)，則繼續(xù)在下一次檢測循環(huán)中判斷 下一個(gè)信號波是否滿足所述第一、第二、第三、和第四準(zhǔn)則； 如果所述當(dāng)前信號波既滿足所述第三準(zhǔn)則又滿足所述第四準(zhǔn)則，則判斷所述當(dāng)前信號波是所述滿足預(yù)訂條件的信號波，進(jìn)而判斷所述音頻幀是弦波幀。
【文檔編號】G10L19/02GK103811011SQ201210452082
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】張國成 申請人:富士通株式會(huì)社