本公開總體上涉及通信,并且更具體地,涉及用于單聲道、立體聲或多聲道音頻編碼和解碼的方法和裝置。
背景技術(shù):
1、盡管電信網(wǎng)絡(luò)的容量在不斷增加,但限制每個通信信道所需的帶寬仍然是非常令人感興趣的。在移動網(wǎng)絡(luò)中,針對每個呼叫的較小傳輸帶寬會在移動設(shè)備和基站二者中產(chǎn)生較低的功耗。這為移動運(yùn)營商節(jié)省了能源和成本,而最終用戶將體驗到延長的電池壽命和增加的通話時間。此外,每用戶消耗更少的帶寬,移動網(wǎng)絡(luò)可以并行服務(wù)更大數(shù)量的用戶。
2、在語音編碼領(lǐng)域,acelp(代數(shù)碼激勵線性預(yù)測)算法已經(jīng)是以低比特率提供高質(zhì)量聲音的領(lǐng)先技術(shù)。簡而言之,acelp模型由線性預(yù)測器(lp)濾波器組成,該lp濾波器對聲道進(jìn)行建模并提供重構(gòu)語音的粗略頻譜形狀。lp濾波器由兩個碼本驅(qū)動:對語音的周期性分量進(jìn)行建模的基音碼本(或自適應(yīng)碼本)和生成非周期性語音段并構(gòu)建基音碼本的創(chuàng)新碼本(或固定碼本)。acelp算法的核心算法已經(jīng)被進(jìn)一步增強(qiáng),包括諸如后置濾波器的后處理工具。兩個主要的這種濾波器是共振峰后置濾波器和基音后置濾波器,其都使用作為acelp語音模型的部分的參數(shù)。共振峰后置濾波器使用線性預(yù)測器濾波器(lp)增強(qiáng)粗略頻譜形狀,并且基音后置濾波器通過強(qiáng)調(diào)基音周期來減少諧波間失真?;艉笾脼V波器的針對低頻范圍的變體是低音后置濾波器(bpf)。該工具出現(xiàn)在最近的語音編解碼器標(biāo)準(zhǔn)中,例如itu-t?g.718和3gpp?evs,如3gpp?ts?26.445?v16.0.0,用于增強(qiáng)語音服務(wù)(evs)的編解碼器中所示;詳細(xì)算法描述,6.1.4.2低音后置濾波器[1]。
3、盡管低音后置濾波器通常改進(jìn)解碼的音頻的質(zhì)量,但它可能對一些信號產(chǎn)生負(fù)面影響。已經(jīng)使用若干適配方法來控制后置濾波器強(qiáng)度。在3gpp?evs[1]中,后置濾波器強(qiáng)度適應(yīng)于后置濾波的信號與輸入信號的相關(guān)程度。低相關(guān)性表明濾波器可能會產(chǎn)生降級影響,并且因此,濾波器輸出衰減。后置濾波器強(qiáng)度也適用于lp濾波器穩(wěn)定性,其中低穩(wěn)定性導(dǎo)致衰減的濾波器。
4、us?9,224,403描述了低音后置濾波器的另外的適配方法。這里,us?9,224,403已經(jīng)考慮到編解碼器可以使用多種模式,其中celp或acelp算法是這些模式之一。由于低音后置濾波器僅對acelp模式有效,因此當(dāng)在存在頻繁模式切換的情況下啟用和禁用濾波器時,可以適配低音后置濾波器的強(qiáng)度以避免偽音。美國專利9,224,403還考慮輸入信號如何由acelp或celp編碼模型表示。如果存在顯著能量損失,有可能是信號沒有被很好地建模,并且低音后置濾波器可能是有害的。為了減少因來回切換濾波器打開和關(guān)閉導(dǎo)致的偽音,也可以逐步適配后置濾波器強(qiáng)度以提供更平滑的過渡??梢詫V波器差值信號進(jìn)行濾波器影響的分析,該濾波器差值信號描述經(jīng)濾波的信號和未經(jīng)濾波的信號之間的差值。也可以對近似差值信號進(jìn)行濾波器影響的分析,以降低方法的計算復(fù)雜度。
5、在h.chiba等人的“adaptive?post-filtering?controlled?by?pitch?frequencyfor?celp-based?speech?coder”,2014?48th?asilomar?conference?on?signals,systemsand?computers中,應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到低音后置濾波器的適用性可以取決于信號的基音或基頻。這里,后置濾波器的強(qiáng)度被限制為基音的函數(shù),使得后置濾波器針對較低頻率被衰減。濾波器的輸出也用截止頻率進(jìn)行低通濾波,該截止頻率取決于基頻,從而為較低的基頻產(chǎn)生較低的工作帶寬。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、后置濾波器旨在減少噪音,但在一些情況下,它們可能引入新的偽音。具體地,參數(shù)(例如,基音周期參數(shù)或后置濾波器強(qiáng)度)的突然變化可能引入在頻譜的低能量區(qū)域中變得可聽的不連續(xù)性。
2、如us?9224403b2所建議的,逐步激活和去激活未解決由于切換參數(shù)的影響而可能在濾波器內(nèi)部發(fā)生不連續(xù)性的事實。經(jīng)驗表明,嘗試平滑參數(shù)切換的轉(zhuǎn)換可以導(dǎo)致濾波器適配變慢,這降低后置濾波器的性能,而偽音仍未完全去除。
3、在一個方面,提供了一種用于音頻解碼的方法,其中,對經(jīng)編碼的初級信號進(jìn)行解碼以形成經(jīng)解碼的初級信號,然后對經(jīng)解碼的初級信號進(jìn)行后置濾波以形成經(jīng)后置濾波的信號,其中,解碼器的輸出信號是經(jīng)解碼的初級信號和經(jīng)后置濾波的信號之一。獲得對正由解碼器重構(gòu)的初級信號的頻譜的至少一部分的能量估計和對由經(jīng)解碼的初級信號的后置濾波引起的時域中的不連續(xù)性的分析?;谒@得的能量估計和不連續(xù)性的分析來生成決策變量。將決策變量與閾值進(jìn)行比較,并且基于決策變量與閾值的比較,將輸出信號設(shè)置為經(jīng)解碼的初級信號或經(jīng)后置濾波的信號。
4、在另一方面,提供了一種用于音頻解碼的解碼器,其中,對經(jīng)編碼的初級信號進(jìn)行解碼以形成經(jīng)解碼的初級信號,然后對經(jīng)解碼的初級信號進(jìn)行后置濾波以形成經(jīng)后置濾波的信號,其中,解碼器的輸出信號是經(jīng)解碼的初級信號和經(jīng)后置濾波的信號之一。解碼器包括處理電路以及與該處理電路耦接的存儲器,其中,存儲器包括指令,所述指令在由處理電路執(zhí)行時使解碼器執(zhí)行操作,所述操作包括:獲得對正由解碼器重構(gòu)的初級信號的頻譜的至少一部分的能量估計和對由經(jīng)解碼的初級信號的后置濾波引起的時域中的不連續(xù)性的分析;基于所獲得的能量估計和所獲得的不連續(xù)性的分析來生成決策變量;將決策變量與閾值進(jìn)行比較,并基于決策變量與閾值的比較將輸出信號設(shè)置為經(jīng)解碼的初級信號或經(jīng)后置濾波的信號。
5、在另一方面,提供了一種適于執(zhí)行操作的解碼器,所述操作包括:獲得對初級信號的頻譜的至少一部分的能量估計,所述初級信號正由所述解碼器重構(gòu)以形成經(jīng)解碼的初級信號;獲得對由所述經(jīng)解碼的初級信號的后置濾波引起的時域中的不連續(xù)性的分析;基于所獲得的能量估計和所獲得的不連續(xù)性的分析來生成決策變量;將決策變量與閾值進(jìn)行比較;以及基于所述決策變量與所述閾值的比較,將所述輸出信號設(shè)置為所述經(jīng)解碼的初級信號或經(jīng)后置濾波的信號。
6、在另一方面,提供了一種計算機(jī)程序,所述計算機(jī)程序包括要由解碼器的處理電路執(zhí)行的程序代碼,由此所述程序代碼的執(zhí)行使所述解碼器執(zhí)行操作,所述操作包括:獲得對初級信號的頻譜的至少一部分的能量估計,所述初級信號正由所述解碼器重構(gòu)以形成經(jīng)解碼的初級信號;獲得對由所述經(jīng)解碼的初級信號的后置濾波引起的時域中的不連續(xù)性的分析;基于所獲得的能量估計和所獲得的不連續(xù)性的分析來生成決策變量;將決策變量與閾值進(jìn)行比較;以及基于所述決策變量與所述閾值的比較,將所述輸出信號設(shè)置為經(jīng)解碼的初級信號或經(jīng)后置濾波的信號。
7、在另一方面,提供了一種包括非暫時性存儲介質(zhì)的計算機(jī)程序產(chǎn)品,所述非暫時性存儲介質(zhì)包括要由解碼器的處理電路執(zhí)行的程序代碼,由此程序代碼的執(zhí)行使解碼器執(zhí)行操作,所述操作包括:獲得對正由所述解碼器重構(gòu)的初級信號的頻譜的至少一部分的能量估計;獲得對由初級信號的后置濾波引起的時域中的不連續(xù)性的分析;基于所獲得的能量估計和所獲得的不連續(xù)性的分析來生成決策變量;將決策變量與閾值進(jìn)行比較;以及基于所述決策變量與所述閾值的比較,將所述輸出信號設(shè)置為經(jīng)解碼的初級信號或經(jīng)后置濾波的信號。
8、使用本文描述的發(fā)明構(gòu)思可以獲得的一個優(yōu)點是增加后置濾波器的適配,使得保持后置濾波器的益處,同時有問題的情況通過衰減或禁用后置濾波器來減輕。此外,該優(yōu)點通過對音頻解碼器的整體計算復(fù)雜度具有有限影響的低復(fù)雜度方法實現(xiàn)。