音频编码和解码的制作方法

专利名称：音频编码和解码的制作方法
技术领域：
本发明涉及音频编码和解码.更具体而言，本发明涉及一种音频 编码装置，其包括用于编码音频信号的瞬态信号成分与/或正弦信号成 分并产生剩余信号的第一编码装置，以及用于编码剩余信号的第二编 码装置.本发明还涉及音频解码装置、编码音频信号的方法、以及解 码音频信号的方法.背景技术对音频信号编码以减小传输或存储信号所需的带宽，这是众所周 知的。目前使用各种编码技术，这些技术大部分是适用于特定类别的 信号.可以对相同信号连续采用不同的编码技术，从而有效地编码不 同的信号成分.例如，对音频信号的瞬态信号成分进行编码，随后从 原始音频信号减去编码的信号成分.然后编码所得信号的正弦信号成 分，且随后将其减除以得到剩余信号.该剩余信号通常视为构成噪声 信号，并且可以例如通过基于剩余信号的随机特性(例如功率、概率 密度函数、功率谱密度函数、与/或谦-时间包络)定义该剩余信号， 来对该剩余信号进行编码.美国专利申请No, 2001/0032087 ( Oomen等/Phi 1 ips )披露了如 上所述的配置的示例，其全部内容于此引入作为参考.然而已经发现，上述剩余信号经常不是典型的噪声信号.由于编 码误差，有可能未从原始音频信号除去全部的瞬态和正弦信号成分. 结果为，除了 "纯"噪声之外，剩余信号通常还包括这些成分中的一 些.将噪声模型施加到这种剩余信号因此会引起进一步的编码误差， 导致在解码器处听觉信号失真.发明内容本发明的目标是克服现有技术的这些和其他问题，并提供更高精 度地编码信号的音频编码装置和方法.本发明的另一个目标是提供一种解码装置和方法，其能够解码被
更高精度地编码的音频信号.因此，本发明提供了一种音频编码装置，包括用于编码音频信号 的瞬态信号成分与/或正弦信号成分并产生剩余信号的第一编码装 置，以及用于编码剩余信号的第二编码装置，其中该第二编码装置包 括用于选择该剩余信号的至少一个频带的滤波装置，且其中该第二编 码装置还包括至少第一编码单元和笫二编码单元，分別用于编码该剩 余信号的选定频带和另外的频带.通过每个频带地编码该剩余信号，可以获得(多种)编码技术与 相应频带之间更好的匹配.可以在频带之间改变编码参数，或者甚至 对不同频带应用不同的编码技术.结果，所述剩余信号的编码误差和 相应的信号失真显著减小.具体而言，选定频带可主要包含编码假象且可以使用第一种编码 技术(例如波形编码)进行编码，而另一个(例如其余)频带可主要 包含噪声且可以使用不同的第二种编码技术(例如噪声编码)进行编 码。通过使用不同的第一和第二编码单元，编码精度得到改善.在优选实施例中，选定(或第一)频带包含信号的频诿的相对低的部分；而所述另外的(或第二)频带包含相对高的部分，频谦(频 带)的这些部分可以部分交叠或者无交叠.可以理解，可以选择超过 两个频带，例如三个、四个或五个，这些频带一起可以基本上构成完 整剩余信号，尽管在一些实施例中，出于效率原因考虑，剩余信号的 一些频率可能不被编码，也是可能的.所述另外的(或第二)频带可 基本包括剩余信号的完整频率范围，但是也可以由滤波装置进行选择 且显著窄于所述完整频率范围.发明人已经意识到，剩余信号的高频部分通常是"纯"噪声的较 好近似，因此可以模拟为噪声信号，而低频部分偏离该噪声模型.具 体而言，剩余信号的低频部分通常包含由于编码误差引起的假象.这 种假象可包括残余的瞬态及正弦信号成分。因此，第一编码单元优选地可包括波形编码器，而第二编码单元 可包括噪声编码器.当音频编码装置设置成使得第一编码单元编码包 含频谱低频部分的频带且第二编码单元编码包含高频部分的频带时， 这尤其优选.特别合适的波形编码技术是综合分析(Analysis-by-Synthesis)编码.因此，优选地笫一编码单元包括综合分析编码器. 更具体而言，优选地第一编码单元包括规则脉冲激励(Regular Pulse Excitation, RPE)编码器、多脉冲激励(MPE)编码器、代码激励线 性预测(Code Excited Linear Prediction, CELP )编码器、或其任 意组合.这些编码器为时域编码器，通常用于语音并采用语音模型. 为此，这些编码器无法用于一般音频信号.然而，发明人意识到，语 音编码器可以用于编码剩余信号的选定频带.合适的语音编码器技术 还包括5调制(delta modulation)和自适应差分脉冲代码调制 (ADPCM). RPE或MPE编码器可包括线性预测级.优选地，该滤波装置包括频带分割器或者正交镜像滤波器组.这 种布置允许对频带进行有效选择.第一编码装置可包括耦合到瞬态合成单元和第一组合单元的瞬态 参数提取单元，以及耦合到正弦曲线参数合成单元和第二组合单元的 正弦曲线参数提取单元.音频编码装置还可包括组合和多路复用单元，用于組合和多路复 用由第一编码装置及第二编码装置产生的信号.本发明还提供了一种用于解码由上述装置编码的音频信号的音频 解码装置，该解码装置包括用于解码音频信号的瞬态信号成分与/或正 弦信号成分的第一解码装置，以及用于解码剩余信号的第二解码装 置，其中该第二解码装置包括至少第一解码单元和第二解码单元， 分别用于解码剩余信号的第一频带和第二频带；以及用于混合剩余信 号的解码的第一频带和第二频带的混合单元。第一解码单元优选地可包括波形解码器，而第二解码单元包括噪声解码器.更具体而言，该第一解码单元包括综合分析解码器，更具 体地包括规则脉冲激励(RPE)解码器、多脉冲激励(MPE)解码器、 与/或代码激励线性预测(CELP)解码器.在特别优选实施例中，音频解码装置还包括也用于解码第一频带 与/或第二频带的第三解码单元，该第三解码单元采用与第一和/或第 二解码单元不同的解码技术，这允许基本上同时使用备选的解码技术。此外，可以提供切换装置以选择性地将第一解码单元或第三解码 单元连接到混合单元.这允许解码器例如基于信号质量测量或外部控 制信号，选择来自任一解码羊元的解码信号.该实施例允许解码可缩
放比特流，第三解码单元可设有另一滤波单元，用于选择由第三解码单元解 码的信号的频带.也就是说，由第三解码单元输出的解码信号可以分 割成若干频带，而这些频带中每个都可以被选择性地使用，替代由另 一解码单元(例如上述的笫一解码单元)解码的相应频带.本发明另外提供了一种音频传输系统，包括上文中定义的音频编 码装置和音频解码装置.本发明还提供了一种编码音频信号的方法，该方法包括步稞编 码音频信号的瞬态信号成分与/或正弦信号成分并产生剩余信号，以及 编码该剩余信号，其中编码剩余信号的步骤包括如下子步骤选择该 剩余信号的频带，以及分别编码该剩余信号的选定频带和另外的频 带。该选定(或第一)频带可包括相对低的频率，而该另外的(或第 二)频带可包括相对高的频率。该另外的频带可包括剩余信号的整个 频率范围，或者选定的有限的频带.编码所述选定频带的步骤可包括波形编码，而编码所述另外的频 带的步骤可包括噪声编码.更具体而言，编码所述选定频带的步骤可 包括综合分析编码，更具体地可包括规则脉冲激励(RPE)编码、多脉 冲激励(MPE)编码、与/或代码激励线性预测(CBLP)编码.本发明的音频编码方法的其他实施例通过本发明说明书将变得显 而易见。此外，本发明提供了一种解码音频信号的方法，该方法包括步骤 解码音频信号的瞬态信号成分与/或正弦信号成分，以及解码剩余信号，其中解码剩余信号的步骤包括下述子步猓分别解码该剩余信号的第一频带和第二频带，以及组合由此解码的频带.解码第一频带的子步骤优选地包括波形解码，而解码第二频带的 子步驟可包括噪声解码.更具体而言，解码第一频带的子步骒可包括 综合分析解码，更具体地包括规则脉冲激励UPE)解码、多脉冲激励 (MPE)解码、与/或代码激励线性预测(CELP)解码.本发明的音频解码方法还可包括利用不同的解码技术另外解码该 第一频带与/或第二频带的子步骤，另外，该方法还可包括选择性地利 用原始解码的频带或者所述另外解码的频带的子步骤。
本发明另外提供了一种用于执行上文定义的方法的计算机程序产 品，计算机程序产品可包括存储于信息栽体的 一组计算机可执行指令(计算机程序)，该信息栽体例如为CD(压缩盘)、DVD(数字化多功能 盘)、软盘、或者任何其他合适的介质，或者，该组计算机可执行指令 可以例如通过因特网从远程服务器下栽，可以以机器语言、汇编语言、 或者例如C十+或Java的高级编程语言提供允许计算机执行本发明方法 的该组计算机可执行指令.能够执行本发明的基本方法步稞的任何计 算机可执行程序均视为构成如上所述的计算机程序产品.执行本发明 的计算机程序所需的具体计算机类型是无关紧要的.


下面参照结合附图所示的示范性实施例进一步解释本发明，附图中图1示意性示出了根据现有技术的包括编码器和解码装置的传输系 图2a示意性示出了根据本发明的编码装置的第一实施例， 图2b示意性示出了根据本发明的解码装置的第一实施例。 图3a示意性示出了根据本发明的编码装置的第二实施例。 图3b示意性示出了根据本发明的解码装置的第二实施例。 图4a示意性示出了根据本发明的编码装置的第三实施例。 图4b示意性示出了根据本发明的解码装置的第三实施例.具体实施方式
图1中仅仅以非限制性示例示出的传输系统包括音频编码装置 100，和音频解码装置200，.现有技术的音频编码装置100，也称为"参 数音频编码器"，在三级中编码音频信号x(ii),上述美国专利申请No. US 2001/0032087中披露了这种类型的音频传输系统。在第一级中，使用瞬态参数提取(TPE)单元101编码音频信号x (n)的任何瞬态信号成分，参数供给到组合和多路复用(C&M)单元 150以及瞬态合成(TS)单元102.当组合和多路复用单元150恰当地 组合和多路复用所述参数以传送到解码器200，时，瞬态合成单元102 重建解码的瞬态，在第一组合单元103从原始音频信号x (n)减去这 些重建的瞬态，从而形成其中基本上去除了瞬态的中间信号y (n).在第二级中，通过正弦曲线参数提取(SPE)单元111编码该中间 信号y (n)中的任何正弦信号成分(即，正弦和余弦)，得到的参数馈 送到组合和多路复用单元150,并馈送到正弦曲线合成(SS)羊元112. 在第二组合单元113从中间信号y (n)减去由正弦曲线合成单元112 重建的正弦曲线，从而产生剩余信号z (n).在第三级中，使用时间/频率包络数据提取(TFE)单元121编码 该剩余信号z 注意，假设剩余信号z (n)为噪声信号，因为在第一和第二级中已经除去瞬态和正弦.在S.N. Levine的论文"Audio Representations for Data Compression and Compressed Domain Processing", ( Chapter 5， Stanford University, USA， 1999) 中给出了根据现有技术的噪声模拟和编码技术的概述.由组合和多路复用(C&M)单元150恰当地组合和多路复用从所有 三级得到的参数，该组合和多路复用单元还对参数进行另外的编码， 例如Huffman编码或者时间差分编码，以减小传输所需的带宽.注意，备选地或者附加地，可以在组合和多路复用(CftM)单元150内执行量 化。在C&M单元150内组合和多路复用(可选地，编码与/或量化)之 后，参数通过传输介质被传送，在图1中由单元150和250之间的箭 头示意性所示.传输介质可涉及卫星链路、玻璃纤维线缆、铜质线缆、 与/或任何其他合适的介质.注意，x(n)、 y(n)和z(n)是数字信号，n代表样本编号.图1的解码装置200，在与编码各鈒相对应的三个级中解码所传输 的信号参数。在去复用(demultiplexing)和分离(decombining ) 单元250内接收、去复用以及分离该信号参数之后，瞬态参数供给到 瞬态合成(TS)单元202，其与编码装置100，中的对应单元102相似， 重建信号中的瞬态。正弦曲线参数用于重建正弦曲线合成(SS)单元 212内的正弦曲线，与对应单元112相似.在第一组合单元203内组 合重建的瞬态和正弦曲线.噪声参数(时间与/或频率包络数据)由耦合到噪声发生器227的 时间/频率整形(TFS)单元221使用.重建的剩余信号在第二组合单101、 111和121可以执行所提取参数的量化, 元213内与重建的瞬态及正弦曲线组合，从而产生重建的音频信号x，如果原始音频信号可以精确地模拟，特别是如果剩余信号z (n) 仅包括"真实"噪声，则这种现有技术传输系统可以很好地工作.然 而实际情况经常不是如此.前两级中的信号模拟与参数提取的误差会 导致剩余信号z (n)仍包括少量的瞬态和正弦曲线.此外，原始音频 信号x (n)可能具有无法容易地分解成组成的信号成分的结构.结果， 剩余信号z (n)不是真实噪声信号，因此无法恰当地模拟成噪声信号. 由TFE单元121提取的包络数据因此不精确，导致解码器200，中剩 余信号的不准确重建以及感觉上不准确的(即，失真的)重建音频信 号x， (n)。本发明通过提供改进的剩余信号x (n)的编码解决了该问题，使 得重建音频信号x' (n)中的失真大幅减小.根据本发明的编码装置的 实施例示意性示于图2a，而相应解码装置示于图2b..图2a中仅仅通过非限制性示例所示的本发明编码装置100也包括 瞬态参数提取(TPE)单元101、瞬态合成(TS)单元102、第一组合 单元103、正弦曲线参数提取(SPE)单元111、正弦曲线合成(SS) 单元112、第二组合单元113、以及组合和多路复用(CftM)单元150。 然而，由频带分割器(BS) 122、第一编码单元123和第二编码单元 124替代单个时间/频率包络数据提取(TFE)单元121,频带分割器 122滤波剩余信号z (n)，将其分割成多个通带，在所示示例中这些通 带分别标记为LF (低频)和HF (高频).通过将剩余信号分割成多个频带，则可以使编码单元适应于其各 自的频带.可以理解，剩余信号的每个频带可具有特定的特性，且编 码单元可适应于这些特性以最佳地编码剩余信号.还将理解，也可以 利用3、 4、 5、 6或更多个频带以及相关的编码器单元.在图2a所示的实施例中，第一(LF)编码单元123为时域编码单 元，特别是使用语音编码技术的编码单元。本领域技术人员将会意识 到， 一般而言语音编码和音频编码通常需要很不相同的编码技术.语 音编码通常使用人声道的模型分析语音信号，而这种模型不适用于一 般的声普，当应用于任意音频信号时将会导致信号失真。然而，发明 人已经意识到，语音编码技术非常适用于编码正在讨论的编码装置的
剩余信号的(多个)低频部分.本示例中的(第一)编码单元123由波形编码器(WE)构成，该 波形编码器例如为综合分析US)编码器，更具体地包括RPE (规则脉 冲激励)、MPE (多脉冲激励)、与/或CELP (代码激励线性预测)编码 器。这些和其他编码技术，参考A- S. Spanias的论文"Speech Coding.' A Tutorial Review" (Proceedings of the IEEE, Vol. 82， No. 10， October 1994 )，其全部内容于此引入作为参考.(第二)编码单元124为"规则"噪声编码器.这种编码器使用一个或多个随机项(参数)，例如功率、功率谦密度函数、与/或语-时间包络，表示信号.本领域技术人员将会意识到这些参数可以使用 公知技术确定，例如用Laguerre滤波确定频率包络，线性预测编码 (LPC)确定(噪声)信号的时间包络.在本示例中，第二编码单元124编码剩余信号z ( n )的HF (高频) 部分。发明人已经意识到剩余信号的高频部分基本上由"真实的"噪 声组成，可以使用噪声编码器有效地对其进行编码.然而已经发现， 剩余信号z (n)的LF (低频)部分包含瞬态和正弦曲线的残余，其与 噪声编码技术不兼容但是可以使用例如语音编码技术恰当地编码，通 过使用本发明的"混合"编码技术，可以实现对剩余信号非常精确的 编码。由第一编码单元123和第二编码单元124产生的参数，与由瞬态 参数提取(TPE)单元101和正弦曲线参数提取(SPE)单元111产生 的信号参数一起，被提供到组合和多路复用单元150。被组合和多路复 用的参数随后可以经由合适的传输路径被传送，例如作为参数比特 流。这种比特流例如可由四个部分组成报头、瞬态参数、正弦曲线 参数、以及噪声(-剩余信号)参数。在图2a的实施例中，瞬态参数提取(TPE)单元101和正弦曲线 参数提取(SPE)单元111工作于音频信号x (n)的整个频谱，而第 一编码单元123和第二编码单元124工作于该频详的选定部分，该选 择是通过频带分割器(BS ) 122实现.因此实现了瞬态和正弦信号成分 的与频率无关的编码，以及剩余信号的与频率相关的编码，此外，利 用不同编码技术通过不同的编码单元执行该与频率相关的编码.依据本发明的示范性解码装置200示意性示于图2b.图2b的装置 200设计成解码经过图2a的装置100编码的音频信号.图2b的解码装置200与图1的现有技术解码装置200，相似，也 包括去复用和分离单元250、瞬态合成(TS)单元202、正弦曲线合成 (SS)单元212、第一组合单元203和第二组合单元213.然而，与现 有技术的解码装置200'相反，图2b所示本发明的解码装置200包括 并行布置并耦合到混合单元222的第一解码单元223和第二解码单元 224.第一解码单元223接收代表剩余信号的参数的第一部分，在本示 例中为低频(LF)部分.类似地，第二解码单元224接收代表剩余信 号的参数的第二部分，在本示例中为高频(HF)部分.这些互异的信 号参数组在相应解码单元223和224内被分別解码，剩余信号的结果 部分通it混合单元222恰当地混合以形成重建的剩余信号.第二组合 单元213将该重建的剩余信号与重建的瞬态及正弦信号充分组合以形 成重建的音频信号x' (n).将会理解，两个组合单元203和213可以组合成具有多个输入的 单个组合单元.可以设想这些组合单元集成在混合单元222内的实施 例。在所示实施例中，第一解码单元2H为波形解码器(WD)，而第二 解码单元224由噪声解码器(ND)构成。 一般而言，解码单元2"和 224选择为与编码装置100内相应的编码单元匹配.取决于相应的编码 器，解码单元223的波形解码器可以是综合分析解码器，更具体地为 RPE (规则脉冲激励)、MPB (多脉冲激励)、与/或CELP (代码激励线 性预测)解码器.通过分别编码和解码剩余信号的两个或更多个频带，获得该剩余 信号x (n)的更为精确的重建.本发明的编码装置IOO的备选实施例示于图3a，其中使用QMF(正 交镜像滤波器)分析滤波器(QAF)组125替代频带分割器122.该滤 波器组将剩余信号z(n)分为图3a中标记为0-3的四个频带.在所示 实施例中，由CELP (代码激励线性预测)编码器(CE )单元1"编码 最低频带(频带0)，而由时间/频率包络数据提取(TFE)单元in编 码其他频带.注意，这些TFE单元121可以分別与图1所示现有技术 TFE单元121相同，然而，在现有技术编码装置中，仅使用了单个TFB 单元121，而在本发明的编码装置中，TFE单元121与至少一个其他编
码单元^f行设置，各个编码单元与特定频带相关联.在所示示例中，三个TFE单元121与CE ( CELP编码器)单元126并行设置.所有这些 编码单元，与瞬态参数提取(TPE)单元101以及正弦曲线参数提取 (SPE)单元111 一起，耦合到组合和多路复用(CftM)单元150.本领域技术人员将会意识到，QMF分析滤波器(QAF)组125提供 了滤波器组的有效实现，但是备选的滤波器布置可以用于获得同等的 结果.类似地，单个CELP编码单元126和三个TFE单元121的选择可 以取决于由QMF分析滤波器组125 (或其等价物)选择的特定频带.发 明人已经意识到，使用波形编码(例如CELP或RPE编码)可以精确有 效地编码剩余信号的低频部分，而使用(时间与/或频率)包络数据提 取可以适当地编码更高的频率.其原因为，低频部分可能包括瞬态和 正弦曲线的残余以及可能的编码假象，而较高频率部分更接近"纯" 噪声。将会理解，CELP编码单元126可以用另 一编码单元替代，例如RPE 编码单元、MPE编码单元、或者另一波形编码单元.与图3a的编码装置相对应的解码装置示意性示于图3b。图3b的 示范性解码单元200包括CELP解码器(CD)单元226和三个时间/频 率整形(TFS)单元221.每个时间/频率整形(TFS)单元221耦合到 噪声发生器227 (将会理解，单个噪声发生器227可以用于为所有时间 /频率整形单元221产生噪声信号).CELP编码电路226和三个时间/频率整形单元221从去复用和分 离(MD)(以及可选的解码)单元250接收信号参数，从而重建剩余 信号的各个频带(图3b中标记为0-3).重建的部分信号馈送到QMF (正交镜像滤波器)合成滤波器(QSF)组225，在此处重建剩余信号. 重建的剩余信号随后馈送到(第二)组合单元213以产生重建的音频 信号x' (n),图4a的编码单元100还具有QMF (正交镜像滤波器)分析滤波器 (QAF)组125，该分析滤波器组将剩余信号z (n)分为四个频带(标 记为0-3),与图3a相反，图4a的实施例也具有时间/频率包络数据 提取(TFE)单元121，其耦合于第二组合单元113与組合和多路复用 (C&M)单元150之间，即，与QMF分析滤波器组125及编码单元126 并行。在该特别优选的实施例中，剩余信号z (11)最初按照现有技术
被噪声编码，但是还由编码电路126逐个频带进行波形编码.组合和 多路复用单元150可以布置成使得由时间/频率包络数据提取单元121 产生的参数中的一些可以被编码单元126重写.这种情况下，(CELP 或等效的)编码单元126用于提供改善的信号参数，而TFE单元121 用于提供基本信号参数.或者，来自TFE单元121和CELP编码单元 126的参数都被传送.经组合和多路复用的参数可以设置成可缩放比特流，这种比特流 例如由8个部分组成报头、瞬态参数、正弦曲线参数、噪声参数、 以及CELP (或等效的)参数的四个另外部分.具有这种结构的比特流 可以在每个CELP参数部分之前或之后被截去.注意，每个CELP参数 部分可以视为用于增强在由前四个部分构成的基底层中传送的音频的 增强层.组合和多路复用单元150可传送指示哪个编码单元(即四个CE单 元126中的哪一个或TFE单元121)用于产生某些参数的信息.该编 码器信息允许解码装置选择恰当的解码单元.或者，解码装置基于所 传送的参数进行该选择.例如，当QMF分析滤波器组229处的特定频 带的能量显著高于CELP解码器226处相同频带的能量时，QMF分析滤 波器组229应被选择用于该特定频带，注意，仅单个CELP编码器(CE)单元126就呈现出较现有技术有 所改进.在这种实施例中，单个CELP编码单元126可编码剩余信号z (n) ^整个频率范围，或者仅其选定频带.备选地，可以提供两个或 三个CELP编码单元126,分别用于编码相关频带.优选地，最高频带 的CELP编码单元126可以省略，因为该频带最可能包含类似"纯"噪 声的信号。还要注意，代替CELP编码器(或者除了该编码器之外)，编码单 元126也可分别包括RPE、 MPE、或者其他编码器( 一般为波形编码器).与图4a的编码装置相对应的解码装置示意性示于图4b。图4b的 示范性解码单元200包括多个CELP解码器(CD)单元226，分别用于 一选定频带(标记为0-3).此外，时间/频率整形(TFS)单元221 (耦 合到噪声发生器227 )与解码单元226并行设置.由时间/频率整形 (TFS )单元2n重建的(剩余)信号馈送到QMF分析滤波器(QAF ) 组229，该分析滤波器组将信号分成多个频带(标记为0-3). —组开单元2"或QMF分析滤波器组2"连接到QMF 合成滤波器(QSF)组225.开关230由开关控制单元231分别控制， 该开关控制单元从去复用和分离单元250接收选择信息.因此，可以 使用时间/频率整形(TFS)单元221或者CELP解码器(CD)单元226 解码每个频带.或者，开关控制单元231可设有信号质量测试单元， 用于测量剩余信号质量并依据测量的信号质量控制该开关230.将会理解，CELP解码单元226可以单个地或集体由例如RPE或MPE 解码单元的等效解码单元替代.可以进行另外的改进，例如时间/频率 整形(TFS)单元"1可以集成在QAF单元229内.本发明是基于下述理解，从音频信号减去瞬态和正弦曲线之后， 剩余信号不是"纯的"噪声信号且无法同样精确地编码.本发明获益 于下述进一步理解通过对每个频带编码剩余信号，可以以更高精度 编码剩余信号.这还允许使所使用的特定编码技术取决于该频带.注意，本文件中使用的任何术语不应理解为限制本发明的范围. 具体而言，单词"包括"和"包含"并不排除任何未具体陈述的元件.单个(电路)元件可以使用多个(电路)元件或其等价物.本领域技术人员将会理解，本发明不限于上迷实施例，在不背离 由所附权利要求界定的本发明的范围的情况下，可以对本发明进行许 多改进和添加.
权利要求
1.一种音频编码装置(100)，包括用于编码音频信号的瞬态信号成分与/或正弦信号成分并产生剩余信号的第一编码装置(101，111)，以及用于编码所述剩余信号的第二编码装置，其中所述第二编码装置包括用于选择所述剩余信号的至少一个频带的滤波装置(122，125)，且其中所述第二编码装置还包括至少第一编码单元(123，126)和第二编码单元(124，121)，分别用于编码所述剩余信号的所述选定频带和另外的频带。
2. 根据权利要求l的音频编码装置，其中所述滤波装置(121， 125) 设置成使得所述选定频带(LF; 0)包括相对低的频率，而所述另外的频 带(HF; 1)包括相对高的频率.
3. 根据权利要求l的音频编码装置，其中所述滤波装置(122， 125) 设置成也用于选择所述另外的频带(HF; 1).
4. 根据权利要求l的音频编码装置，其中所述另外的频带(HF; 1) 包括所述剩余信号的基本上整个频率范围.
5. 根据权利要求l的音频编码装置，其中所述第一编码单元(123， 126)包括波形编码器，其中所述第二编码单元(124， 121)包括噪声编 码器。
6. 根据权利要求5的音频编码装置，其中所述第一编码单元(123， 126)包括综合分析(AS)编码器.
7. 根据权利要求5的音频编码装置，其中所述第一编码单元(123, 126)包括规则脉冲激励UPE)编码器、与/或多脉冲激励(MPE)编码 器、与/或代码激励线性预测(CELP)编码器。
8. 根据权利要求l的音频编码装置，其中所述滤波装置包括频带分 割器(122)或者正交镜像滤波器(QMF)组(125).
9. 根据权利要求l的音频编码装置，其中所述第一编码装置包括耦 合到瞬态合成单元(102)和第一组合单元(103)的瞬态参数提取单元(101 )，以及耦合到正弦曲线M合成单元(112 )和第二组合单元(113 ) 的正弦曲线参数提取单元(111).
10. 根据权利要求1的音频编码装置，还包括组合和多路复用单元 (150 )，用于组合和多路复用由所述笫一编码装置及所述第二编码装置产生的信号，
11. 一种用于解码由根据权利要求l的音频编码装置(100)编码的 音频信号的音频解码装置(200)，所述解码装置包括用于解码音频信号 的所述瞬态信号成分与/或正弦信号成分的笫一解码装置，以及用于解码 所述剩余信号的第二解码装置，其中所述第二解码装置包括至少第一 解码单元(223， 226 )和第二解码单元(224， 221)，分别用于解码所述 剩余信号的笫一频带(LF; O)和第二频带(HF; 1);以及用于混合所述 剩余信号的解码的第一频带和笫二频带的混合单元(222, 225 ).
12. 根据权利要求11的音频解码装置，其中所述第一解码单元 (223， 2")包括波形解码器，所述第二解码单元(224， 221)包括噪声解码器。
13. 根据权利要求12的音频解码装置，其中所述第一解码单元 (223， 226 )包括综合分析(AS)解码器.
14. 根据权利要求12的音频解码装置，其中所述第一解码单元 ("3， 2")包括规则脉冲激励UPE)解码器、多脉冲激励(MPE)解码器、与/或代码激励线性预测(CELP)解码器。
15. 根据权利要求ll的音频解码装置，其中所述混合单元由正交镜 像滤波器(QMF)合成滤波器组(225 )构成.
16. 根据权利要求ll的音频解码装置，还包括也用于解码所述第一 频带(LF; 0)与/或所述笫二频带(HF; 1)的第三解码单元(221 )，所 述第三解码单元(221)采用与所述第一与/或第二解码单元不同的解码 技术。
17. 根据权利要求16的音频解码装置，还包括开关装置(230 )，用 于选择性地将所述第一解码单元(226 )或所述第三解码单元(221)连 接到所述混合单元(222, 225 )。
18. 根据权利要求11的音频解码装置，其中所述第三解码单元 (221)设有另一滤波单元(229 )，用于选择由所述第三解码单元解码的信号的频带。
19. 根据权利要求ll的音频解码装置，其中所述第一解码装置包括 瞬态合成单元(202 )和第一组合单元(203 )，以及正弦曲线^t合成单 元(212)和第二组合单元(213).
20. 根据权利要求11的音频解码装置，还包括去复用和分离单元 (250 )，用于去复用和分离从传输信道接收的参数，
21. —种音频传输系统，包括根据权利要求l的音频编码装置(100) 和根据权利要求11的音频解码装置(200 )。
22. —种编码音频信号的方法，所述方法包括步骤编码所述音频 信号的瞬态信号成分与/或正弦信号成分并产生剩余信号，以及编码所述 剩余信号，其中编码所述剩余信号的步骤包括如下子步骤选择所述剩 余信号的频带，以及分别编码所述剩余信号的所述选定频带以及另外的 频带。
23. 根据权利要求22的方法，其中所述选定频带(LF; 0)包括相 对低的频率，所述另外的频带(HF; 1)包括相对高的频率.
24. 根据权利要求22的方法，其中所述另外的频带(HF; 1)也是 一选定频带.
25. 根据权利要求22的方法，其中所述另外的频带(HF; 1)包括 所述剩余信号的基本上整个频率范围.
26. 根据权利要求22的方法，其中编码所述选定频带(LF; 0)的 步骤包括波形编码，且其中编码所述另外的频带(HF; l)的步骤包括噪 声编码。
27. 根据权利要求26的方法，其中编码所述选定频带(LF; 0)的 步骤包括综合分析(AS)编码.
28. 根据权利要求26的方法，其中编码所述选定频带的步骤包括规 则脉冲激励UPE)编码、多脉冲激励(MPE)编码、与/或代码激励线性 预测(CELP)编码.
29. —种解码由权利要求22的方法编码的音频信号的方法，该方法 包括步骤解码所述音频信号的瞬态信号成分与/或正弦信号成分，以及 解码剩余信号，其中解码所述剩余信号的步猓包括如下子步骤分别解 码所述剩余信号的第一频带(LF; O)和第二频带(HF; 1)，以及组合由 此解码的频带.
30. 根据权利要求29的方法，其中解码第一频带(LF; 0)的子步 骤包括波形解码，解码第二频带(HF; 1)的子步骤包括噪声解码。
31. 根据权利要求30的方法，其中解码所述选定频带(LF; 0)的 步骤包括综合分析(AS)解码.
32. 根据权利要求30的方法，其中解码第一频带(LF; 0)的子步 骤包括规则脉冲激励UPE)解码、多脉冲激励(MPE)解码、与/或代码激励线性预测(CELP)解码.
33. 根据权利要求29的方法，还包括利用不同的解码技术另外解码 所述第一频带(LF; 0)与/或所述第二频带(HF; 1)的子步骤.
34. 根据权利要求33的方法，还包括选择性地利用原始解码的频带 或者所述另外解码的频带的子步骤.
35. —种用于执行根据权利要求22或权利要求29的方法的计算机 程序产品。
全文摘要
一种音频编码装置(100)，包括用于编码音频信号(x(n))的瞬态信号成分与/或正弦信号成分并产生剩余信号(z(n))的第一编码装置(101，111)，以及用于编码该剩余信号的第二编码装置。第二编码装置包括用于选择该剩余信号的至少两个频带的滤波装置(122)。剩余信号(z(n))的选定频带(LF，HF)分别由第一编码单元(123)和第二编码单元(124)编码。第一编码单元(123)可包括波形编码器，例如时域编码器，而第二编码单元(124)可包括噪声编码器。
文档编号G10L19/02GK101167128SQ200580038382
公开日2008年4月23日 申请日期2005年11月3日 优先权日2004年11月9日
发明者A·C·登布林克, A·W·J·乌门, D·S·T·威雷特, F·里拉帕劳, J·-B·H·M·罗尔特, P·J·-L·M·菲利普 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司;法国电讯公司