执行噪声调制和增益调节的系统和方法
【专利说明】执行噪声调制和増益调节的系统和方法
[000。相关申请秦的香叉参考
[0002] 本申请案主张来自共同拥有的2013年2月8日申请的第61/762, 810号美国临时 专利申请案和2013年8月28日申请的第14/012, 749号美国非临时专利申请案的优先权， 所述申请案的内容全文W引用的方式明确地并入本文中。 技术领域
[0003] 本发明大体设及信号处理。 【背景技术】
[0004] 技术的进步已产生较小且较强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个 人计算装置，包含无线计算装置，例如便携式无线电话、个人数字助理（PDA)和寻呼装置， 其体积小，重量轻且易于由用户携带。更确切地说，例如蜂窝电话和因特网协议（I巧电话 等便携式无线电话可经由无线网络传送语音和数据包。此外，多个此类无线电话包含并入 其中的其它类型的装置。举例来说，无线电话还可包含数字静态相机、数码摄像机、数字记 录器，和音频文件播放器。
[0005] 在传统电话系统（例如，公共交换电话网络（PSTN))中，信号带宽限于300赫兹 化Z)到3. 4千赫兹化Hz)的频率范围。在例如蜂窝式电话和因特网话音协议（VoI巧等宽 带（WB)应用中，信号带宽可横跨50化至Ij7曲Z的频率范围。超宽带（SWB)译码技术支持扩 展到16曲Z左右的带宽。将信号带宽从3. 4曲Z的窄带电话扩展到16曲Z的SWB电话可改 进信号重建的质量、可懂度和自然度。
[0006]SWB译码技术通常设及编码和发射信号的较低频率部分（例如，50化到7曲Z，也被 称为"低频带"）。举例来说，可使用滤波器参数和/或低频带激励信号表示低频带。然而， 为了改进译码效率，信号的较高频率部分（例如，7曲Z到16曲Z，也被称为"高频带"）可不 完全经编码和发射。实际上，接收器可利用信号建模W预测高频带。在一些实施方案中，可 将与高频带相关联的数据提供到接收器W辅助预测。此数据可被称为"旁侧信息"，且可包 含增益信息、线谱频率（LSF，也被称为线谱对（LSP))等。当低频带信号与高频带信号充分 相关时，使用信号模型的高频带预测可在可接受范围内是准确的。然而，在存在噪声的情况 下，低频带与高频带之间的相关可为弱的，且信号模型可不再能够准确地表示高频带。此情 形可导致接收器处的伪声（例如，失真语音）。
【发明内容】
[0007] 本发明揭示执行噪声调制和增益调节的系统和方法。举例来说，高频带编码可设 及基于使用低频带分析（例如，低频带线性预测（L巧分析）产生的低频带激励信号产生 高频带激励信号。高频带激励信号可通过将经变换低频带激励信号与经调制噪声（例如， 白噪声）混合而产生。经变换低频带激励信号与经调制噪声混合的比率可影响信号重建质 量。在存在减小低频带与高频带之间的相关的噪声的情况下，经变换低频带激励信号可对 于高频带合成是不充分的。举例来说，合成的高频带激励信号可引入可听伪声。根据所描 述的技术，可执行噪声调制和/或增益调节W减少此些伪声。执行噪声调制可包含自适应 地使用于高频带合成的低频带激励与经调制噪声的比率平滑。执行增益调节可包含基于量 化失真确定将包含在高频带旁侧信息中的增益参数。
[000引在特定实施例中，一种方法包含接收混合因数的第一值。所述第一值对应于音频 编码器处接收的音频信号的第一部分。所述方法包含接收混合因数的第二值。所述第二值 对应于音频信号的第二部分。所述方法包含至少部分基于所述第一值和所述第二值产生混 合因数的第S值。所述方法还包含基于混合因数的第S值将激励信号与经调制噪声混合。
[0009] 在另一特定实施例中，所述方法包含确定对应于音频信号的频谱频率值的第一集 合，和确定近似频谱频率值的所述第一集合的频谱频率值的第二集合。所述方法还包含基 于所述第一集合与所述第二集合之间的差异调节对应于音频信号的至少一部分的增益值。
[0010] 在另一特定实施例中，一种设备包含滤波器，其经配置W至少部分基于混合因数 的第一值和混合因数的第二值产生混合因数的第=值。所述第一值对应于音频信号的第一 部分，且所述第二值对应于音频信号的第二部分。所述设备还包含混频器，其经配置W接收 所述第S值，且通过产生经调制噪声且将经调制噪声与低频带激励信号的经变换型式组合 来产生对应于音频信号的高频带部分的高频带激励信号。所述低频带激励信号对应于音频 信号的低频带部分。所述混频器经配置W基于所述第=值将经调制噪声与低频带激励信号 的经变换型式组合。
[0011] 在另一特定实施例中，一种设备包含分析滤波器，其经配置W确定对应于音频信 号的频谱频率值的第一集合。所述设备包含量化器，其经配置W产生近似频谱频率值的第 一集合的频谱频率值的第二集合。所述设备还包含增益电路，其经配置W基于第一集合与 第二集合之间的差异调整对应于音频信号的至少一部分的增益值。
[0012] 在另一特定实施例中，一种设备包含用于至少部分基于混合因数的第一值和混合 因数的第二值产生混合因数的第=值的装置。所述第一值对应于音频编码器处接收的音频 信号的第一部分，且所述第二值对应于音频信号的第二部分。所述设备包含用于通过将经 调制噪声与低频带激励信号的经变换型式组合而产生对应于音频信号的高频带部分的高 频带激励信号的装置。所述低频带激励信号对应于音频信号的低频带部分。所述用于产生 的装置经配置W基于所述第=值将经调制噪声与低频带激励信号的经变换型式组合。
[0013] 在另一特定实施例中，一种设备包含用于确定对应于音频信号的频谱频率值的第 一集合的装置。所述设备还包含用于产生近似频谱频率值的第一集合的频谱频率值的第二 集合的装置。所述设备还包含用于基于所述第一集合与所述第二集合之间的差异调节对应 于音频信号的至少一部分的增益值的装置。
[0014] 在另一特定实施例中，一种非暂时性计算机可读媒体包含指令，所述指令在由计 算机执行时致使所述计算机接收混合因数的第一值。所述第一值对应于音频编码器处接收 的音频信号的第一部分。所述指令还可执行W致使所述计算机接收混合因数的第二值。所 述第二值对应于音频信号的第二部分。所述指令还可执行W致使所述计算机至少部分基于 所述第一值和所述第二值产生混合因数的第=值。所述指令还可执行W致使所述计算机基 于混合因数的第S值将激励信号与经调制噪声混合。
[0015] 在另一特定实施例中，一种非暂时性计算机可读媒体包含指令，所述指令在由计 算机执行时致使所述计算机确定对应于音频信号的频谱频率值的第一集合。所述指令还可 执行W确定近似频谱频率值的第一集合的频谱频率值的第二集合。所述指令还可执行W基 于所述第一集合与所述第二集合之间的差异调节对应于音频信号的至少一部分的增益值。
[0016] 所揭示实施例中的至少一者提供的特定优点包含执行噪声调制和/或增益调节 W补偿有噪声条件的能力。举例来说，噪声调制可抵消高频带合成期间使用的混合参数中 的较大波动。作为另一实例，增益调节可补偿归因于量化误差的频谱失真。本发明的其它 方面、优点和特征将在审阅整个申请案之后变得显而易见，所述整个申请案包含W下部分： 【附图说明】、【具体实施方式】和权利要求书。 【附图说明】
[0017] 图1为用W说明可操作W执行噪声调制和增益调节的系统的特定实施例的图；
[0018] 图2为用W说明图1的系统的组件的特定实施例的图；
[0019] 图3为用W说明增益因数与频谱失真之间的映射的特定实施例的曲线图；
[0020] 图4为用W说明图1的高频带激励产生器的特定实施例的图；
[0021] 图5为用W说明执行噪声调制的方法的特定实施例的流程图；
[0022] 图6为用W说明执行增益调节的方法的特定实施例的流程图拟及
[0023] 图7为根据图1-6的系统和方法的可操作W执行信号处理操作的无线装置的框 图。 【具体实施方式】
[0024] 参看图1，展示可操作W执行噪声调制和增益调节的系统的特定实施例且将其大 体表示为100。在特定实施例中，系统100可集成到编码系统或设备中（例如，无线电话或 译码器/解码器（CODEC)中）。
[0025] 应注意，在W下描述中，将由图1的系统100执行的各种功能描述为由特定组件或 模块执行。然而，组件和模块的此划分仅为了说明。在替代实施例中，由特定组件或模块执 行的功能可改为划分为多个组件或模块。此外，在替代实施例中，图1的两个或两个W上组 件或模块可集成到单个组件或模块中。可使用硬件（例如，现场可编程口阵列（FPGA)装置、 专用集成电路（ASIC)、数字信号处理器值SP)、控制器等）、软件（例如，可由处理器执行的 指令）或其任何组合实施图1中所说明的每一组件或模块。
[0026] 系统100包含经配置W接收输入音频信号102的分析滤波器组110。举例来说，输 入音频信号102可由麦克风或其它输入装置提供。在特定实施例中，输入音频信号102可 包含语音。输入音频信号可为超宽带（SWB)信号，其包含在近似50赫兹化Z)到近似16千 赫兹（曲Z)的频率范围内的数据。分析滤波器组110可基于频率将输入音频信号102滤波 成多个部分。举例来说，分析滤波器组110可产生低频带信号122和高频带信号124。低频 带信号122和高频带信号124可具有相等或不相等带宽，且可重叠或不重叠。在替代实施 例中，分析滤波器组110可产生两个W上输出。
[0027] 在图1的实例中，低频带信号122和高频带信号124占据非重叠频带。举例来说， 低频带信号122和高频带信号124可占据50化-7曲Z和7曲Z-16曲Z的非重叠频带。在替 代实施例中，低频带信号122和高频带信号124可占据50化-8曲Z和8曲Z-16曲Z的非重叠 频带。在另一替代实施例中，低频带信号122与高频带信号124重叠（例如，50HZ-8曲Z和7曲Z-16曲Z)，其可使分析滤波器组110的低通滤波器和高通滤波器具有光滑滚边，该可简 化设计且降低低通滤波器和高通滤波器的成本。重叠低频带信号122和高频带信号124还 可实现接收器处低频带和高频带信