專利名稱：音頻信號(hào)合成器及音頻信號(hào)編碼器的制作方法
音頻信號(hào)合成器及音頻信號(hào)編碼器本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生合成音頻信號(hào)的音頻信號(hào)合成器、音頻信號(hào)編碼器及包含已 編碼音頻信號(hào)的數(shù)據(jù)流。自然的音頻編碼及語(yǔ)音編碼是音頻信號(hào)編譯碼的兩個(gè)主要類別。自然的音頻編碼 器通常用于在中等比特率下的音樂或任意信號(hào)且大體上提供寬音頻頻寬。語(yǔ)音編碼器基本 上限于語(yǔ)音再現(xiàn)且可在極低比特率下使用。寬帶語(yǔ)音在窄帶語(yǔ)音上提供主要的主觀質(zhì)量改 良。通過增加該頻寬不僅改良了語(yǔ)音的自然性，而且改良了揚(yáng)聲器的辨識(shí)及可懂性。因而 寬帶語(yǔ)音編碼在下一代的電話系統(tǒng)中將是一個(gè)重要的課題。而且，由于多媒體領(lǐng)域的極大 發(fā)展，音樂及其它非語(yǔ)音信號(hào)通過電話系統(tǒng)的高質(zhì)量的傳輸及儲(chǔ)存及對(duì)于例如無(wú)線電/電 視(TV)傳輸或其它廣播系統(tǒng)上的傳輸均為期望的功能。為了大量地減小比特率，源編碼可使用分帶感知音頻編譯碼器來(lái)執(zhí)行。此等自然 音頻編譯碼在該信號(hào)中采用感知不相關(guān)及統(tǒng)計(jì)冗余。關(guān)于所給定的比特率限制，僅單單利 用上述是不足的，取樣率會(huì)被減小。通常也降低合成電平的量，允許偶爾可聽見的量化失 真，且通過兩個(gè)或更多個(gè)聲道的聯(lián)合立體聲編碼或參數(shù)編碼使立體聲場(chǎng)退化。此等方法的 過多使用導(dǎo)致惱人的感知下降。為了改良編碼性能，諸如頻譜帶復(fù)制(SBR)的頻帶擴(kuò)展方 法作為用以在HFR(高頻重建)式編譯碼中產(chǎn)生高頻信號(hào)的有效方法。在復(fù)制高頻信號(hào)過程中，一種特定的轉(zhuǎn)換可施加于例如低頻信號(hào)，然后將轉(zhuǎn)換的 信號(hào)接著作為高頻信號(hào)予以插入。此過程還被稱為修補(bǔ)且可使用不同的轉(zhuǎn)換。MPEG-4音頻 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所有音頻信號(hào)僅使用一種修補(bǔ)算法。因此，其缺乏使修補(bǔ)適應(yīng)不同的信號(hào)或編碼方 案的靈活性。另一方面，MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)提供對(duì)再生高頻帶的復(fù)雜處理，其中采用許多重要的SBR 參數(shù)。此等重要的SBR參數(shù)是頻譜包絡(luò)的數(shù)據(jù)、用于增加至再生頻譜部分的噪聲基底的數(shù) 據(jù)、使再生高頻之音調(diào)適應(yīng)原始高頻之音調(diào)的反相濾波工具的信息及額外的頻譜帶復(fù)制處 理數(shù)據(jù)(諸如缺漏諧波的數(shù)據(jù))等。在濾波器組域內(nèi)對(duì)由連續(xù)帶通信號(hào)的修補(bǔ)所提供的復(fù) 制的頻譜的既定處理被證實(shí)可有效地提供高質(zhì)量且在關(guān)于處理功率、內(nèi)存需求及功率需求 的合理資源下可實(shí)施。另一方面，當(dāng)發(fā)生已修補(bǔ)信號(hào)的另一處理時(shí)，修補(bǔ)發(fā)生在同一濾波器組中，以便在 修補(bǔ)操作與該修補(bǔ)操作的結(jié)果的另一處理之間具有強(qiáng)烈關(guān)系。因而，在此組合的方法中，不 同修補(bǔ)算法的實(shí)施是有問題的。WO 98/57436揭露了用于與頻譜包絡(luò)調(diào)整相組合的頻譜帶復(fù)制中的變換方法。WO 02/052545教導(dǎo)了信號(hào)可被分類為似脈沖列或非似脈沖列，且基于此分類提 供一種自適應(yīng)切換的變換器。該變換器平行地執(zhí)行兩個(gè)修補(bǔ)算法，且混合單元依據(jù)該分類 (脈沖列或非脈沖列)，組合兩個(gè)已修補(bǔ)的信號(hào)。響應(yīng)包絡(luò)及控制數(shù)據(jù)，在包絡(luò)調(diào)整濾波器 組中執(zhí)行該變換器之間的實(shí)際切換或混合包絡(luò)。另外，對(duì)于似脈沖列組信號(hào)，該基帶信號(hào)轉(zhuǎn) 換至濾波器組域內(nèi)，執(zhí)行頻率變換操作且對(duì)該頻率變換結(jié)果的包絡(luò)進(jìn)行調(diào)整。這是結(jié)合修 補(bǔ)/進(jìn)一步處理的方法。對(duì)于似非脈沖列信號(hào)，提供頻域變換器(FD變換器)且該頻域變 換器的結(jié)果接著被轉(zhuǎn)換為該濾波器組域，在此過程中執(zhí)行該包絡(luò)調(diào)整。因而，一方面具有結(jié)合修補(bǔ)/進(jìn)一步處理的方法，且在另一方面具有位于供該包絡(luò)調(diào)整發(fā)生的該濾波器組外的 頻域變換器的靈活性及實(shí)施的可能性均是存在問題的。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種提高質(zhì)量且允許有效實(shí)施的合成器。此目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的合成器、根據(jù)權(quán)利要求9的編碼器、根據(jù)權(quán)利要求13 的合成音頻信號(hào)的生成方法以及權(quán)利要求14提供的數(shù)據(jù)流的生成方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明基于下列發(fā)現(xiàn)一方面修補(bǔ)操作，另一方面對(duì)修補(bǔ)操作輸出的進(jìn)一步處理 必須完全地在獨(dú)立域中執(zhí)行的發(fā)現(xiàn)。一方面這對(duì)在補(bǔ)丁生成器內(nèi)優(yōu)化不同修補(bǔ)算法提供了 靈活性，及另一方面對(duì)無(wú)論采用基礎(chǔ)修補(bǔ)算法總是使用同一包絡(luò)調(diào)整提供了靈活性。因而， 在頻譜域(在其中發(fā)生包絡(luò)調(diào)整)之外任何已修補(bǔ)信號(hào)允許不同修補(bǔ)算法靈活應(yīng)用于完全 地獨(dú)立于后續(xù)SBR的進(jìn)一步處理修補(bǔ)的不同的信號(hào)部分，且設(shè)計(jì)者不必考慮來(lái)自包絡(luò)調(diào)整 的修補(bǔ)算法的細(xì)節(jié)，并且不必考慮對(duì)于特定包絡(luò)調(diào)整的修補(bǔ)算法的細(xì)節(jié)。相反地，頻譜帶復(fù) 制的不同分量，即一方面修補(bǔ)操作及另一方面對(duì)于該修補(bǔ)結(jié)果的進(jìn)一步處理可相互獨(dú)立地 予以執(zhí)行。這意味著在整個(gè)頻譜帶復(fù)制中，修補(bǔ)算法分別予以執(zhí)行，結(jié)果是對(duì)修補(bǔ)及剩余 SBR操作可相互獨(dú)立地優(yōu)化，且因而對(duì)于未來(lái)的修補(bǔ)算法等是靈活的，修補(bǔ)算法可簡(jiǎn)單地予 以應(yīng)用而不用改變?cè)陬l譜域中(其中未發(fā)生任何修補(bǔ))所執(zhí)行的對(duì)于修補(bǔ)結(jié)果的進(jìn)一步處 理的任何參數(shù)。因?yàn)槠湓试S將不同的修補(bǔ)算法容易地應(yīng)用于信號(hào)部分，以便基帶信號(hào)的每一個(gè)信 號(hào)部分由以最佳方式適于此信號(hào)部分的修補(bǔ)算法來(lái)進(jìn)行修補(bǔ)，所以本發(fā)明提供了提高的質(zhì) 量。另外，仍可使用操作于濾波器組中且既定及已經(jīng)存在于諸如MPEG-4HE-AAC的許多應(yīng)用 中的直接、有效且高質(zhì)量的包絡(luò)調(diào)整工具。同過將修補(bǔ)算法與進(jìn)一步的處理分離，以便沒有 修補(bǔ)算法應(yīng)用于供修補(bǔ)結(jié)果的進(jìn)一步處理執(zhí)行的濾波器組域中，既定的修補(bǔ)結(jié)果的進(jìn)一步 處理可應(yīng)用于所有可利用的修補(bǔ)算法中。然而，可選擇地，修補(bǔ)也可在濾波器組及其它域中 予以執(zhí)行。另外，因?yàn)閷?duì)于低階的應(yīng)用可使用要求較少資源的修補(bǔ)算法，而對(duì)于高階的應(yīng)用 可使用要求較多資源的修補(bǔ)算法，這產(chǎn)生更好的音頻質(zhì)量，所以此特征提供了可縮放性。可 選擇地，該等修補(bǔ)算法可保持相同，但該修補(bǔ)結(jié)果的進(jìn)一步處理的復(fù)雜性可適于不同的需 要。例如，對(duì)于低階的應(yīng)用，可用頻譜包絡(luò)調(diào)整的降低的頻率分辨率，而對(duì)于高階的應(yīng)用，可 用提供更好質(zhì)量的更精密頻率分辨率，特別在移動(dòng)裝置中，但也需要增加內(nèi)存、處理器及電 力消耗的資源。因?yàn)樵撔扪a(bǔ)工具不依賴于頻譜包絡(luò)調(diào)整工具，且反之亦然，所以所有這些可 不牽扯相對(duì)應(yīng)的其它工具而予以完成。相反地，該修補(bǔ)產(chǎn)生與通過藉由諸如濾波器組轉(zhuǎn)換 為頻譜表示的已修補(bǔ)的原始數(shù)據(jù)的處理的分離已證實(shí)為最佳的特征。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，音頻信號(hào)合成器產(chǎn)生具有第一頻帶及源于該第一頻帶的 第二合成頻帶的合成音頻信號(hào)。音頻信號(hào)合成器包含補(bǔ)丁生成器、頻譜轉(zhuǎn)換器、原始信號(hào)處 理器及組合器。補(bǔ)丁生成器執(zhí)行至少兩個(gè)不同的修補(bǔ)算法，其中每一個(gè)修補(bǔ)算法使用具有 第一頻帶中的信號(hào)分量的音頻信號(hào)產(chǎn)生具有第二合成頻帶中的信號(hào)分量的原始信號(hào)。該補(bǔ) 丁生成器適于響應(yīng)第一時(shí)間部分的控制信息選擇至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法中的一個(gè)且響應(yīng) 不同于該第一時(shí)間部分的第二時(shí)間部分的控制信息選擇至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法中的另一 個(gè)，以獲得該第一及該第二時(shí)間部分的原始信號(hào)。該頻譜轉(zhuǎn)換器將原始信號(hào)轉(zhuǎn)換為原始信 號(hào)頻譜表示。原始信號(hào)處理器響應(yīng)頻譜域頻譜帶復(fù)制參數(shù)處理原始信號(hào)頻譜表示以獲得已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示。組合器將具有第一頻帶中的信號(hào)分量的音頻信號(hào)或源于音頻信 號(hào)的信號(hào)與已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示或與源于該已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示的另一信 號(hào)相組合以獲得該合成音頻信號(hào)。在另一實(shí)施例中，將音頻信號(hào)合成器配置成至少兩個(gè)修補(bǔ)算法因?yàn)樵诘谝活l帶中 的頻率下音頻信號(hào)的信號(hào)分量被修補(bǔ)為第二頻帶中的目標(biāo)頻率且目標(biāo)頻率對(duì)于兩個(gè)修補(bǔ) 算法有所不同而相互不同。補(bǔ)丁生成器可更適于對(duì)于兩個(gè)修補(bǔ)算法均在時(shí)域中的操作。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，音頻信號(hào)編碼器由音頻信號(hào)產(chǎn)生包含在第一頻帶中音頻 信號(hào)的分量、控制信息及頻譜帶復(fù)制參數(shù)的數(shù)據(jù)流。音頻信號(hào)編碼器包含頻率選擇濾波器、 生成器及控制信息生成器。頻率選擇濾波器產(chǎn)生在第一頻帶中音頻信號(hào)的分量。生成器由 在第二頻帶中該音頻信號(hào)的分量產(chǎn)生頻譜帶復(fù)制參數(shù)。控制信息生成器產(chǎn)生控制信息，控 制信息從第一或第二不同修補(bǔ)算法中識(shí)別優(yōu)選修補(bǔ)算法。每一個(gè)修補(bǔ)算法使用在第一頻帶 中音頻信號(hào)的分量產(chǎn)生具有在第二復(fù)制頻帶中的信號(hào)分量的原始信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，在連接于計(jì)算機(jī)的傳輸在線傳輸?shù)囊纛l信號(hào)比特流，包 含在第一頻帶中的已編碼的音頻信號(hào)、控制信息及該等頻譜帶復(fù)制參數(shù)。因而，本發(fā)明涉及用于在頻譜帶復(fù)制中不同修補(bǔ)算法之間的切換的方法，其中所 使用的修補(bǔ)算法在編碼器端依據(jù)該編碼器所做出的決策而定，且在譯碼器端依據(jù)該比特流 中所傳輸?shù)男畔⒍?。通過使用頻譜帶復(fù)制(SBR)，高頻分量的產(chǎn)生可例如通過將QMF濾 波器組(QMF=正交鏡像濾波器)中的低頻信號(hào)分量復(fù)制到高頻帶上來(lái)完成。此復(fù)制也可 稱為修補(bǔ)且根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，此修補(bǔ)也可由在時(shí)域中操作的可選擇的方法來(lái)替代或補(bǔ) 充?？蛇x擇的修補(bǔ)算法的范例是(1)上取樣(例如通過頻譜的鏡像)；(2)相位聲碼器；(3)非線性失真；(4)在QMF域中通過改變QMF頻帶次序鏡像頻譜；(5)模型驅(qū)動(dòng)(特別地對(duì)于語(yǔ)音)；及(6)調(diào)變?？蛇x擇的修補(bǔ)算法也可在編碼器中執(zhí)行，以獲得由例如SBR工具所使用的如噪聲 填充、反相濾波、遺漏諧波等的該等頻譜帶復(fù)制參數(shù)。根據(jù)實(shí)施例，在補(bǔ)丁生成器內(nèi)的修補(bǔ) 算法被替代而仍使用剩余的頻譜帶復(fù)制工具。修補(bǔ)算法的具體選擇依據(jù)所施予的音頻信號(hào)而定。例如，相位聲碼器極度地改變 語(yǔ)音信號(hào)的特征，因而該相位聲碼器不對(duì)例如語(yǔ)音或類語(yǔ)音信號(hào)提供適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)算法。因 此，依據(jù)音頻信號(hào)類型，補(bǔ)丁生成器從用于產(chǎn)生高頻帶的修補(bǔ)的不同可能性中選擇修補(bǔ)算 法。例如，補(bǔ)丁生成器可在現(xiàn)有的SBR工具(QMF頻帶的復(fù)制)與相位聲碼器或任何其它修 補(bǔ)算法的間切換。因而，與傳統(tǒng)的SBR實(shí)施(例如實(shí)施于MPEG-4中)不同，本發(fā)明的實(shí)施例使用用 于產(chǎn)生高頻信號(hào)的補(bǔ)丁生成器。該補(bǔ)丁生成器不僅可操作在頻率中，而且可操作在時(shí)域中 且如下執(zhí)行修補(bǔ)算法鏡像和/或上取樣和/或相位聲碼器和/或非線性失真。頻譜帶復(fù) 制是否在頻域或在時(shí)域中完成，依據(jù)具體信號(hào)(即其為信號(hào)可適應(yīng)的)而定，下面將詳細(xì)解 釋。
頻譜帶復(fù)制依賴于此事實(shí)對(duì)于許多目的，僅傳輸在核心頻帶內(nèi)的音頻信號(hào)且在 譯碼器中產(chǎn)生在較高頻帶中的信號(hào)分量是足夠的。因?yàn)槔鐚?duì)于語(yǔ)音及音樂，高頻率分量 通常與在核心頻帶中的低頻帶分量具有相關(guān)性，所以產(chǎn)生的音頻信號(hào)將仍維持高的感知質(zhì) 量。因而，通過使用產(chǎn)生遺漏高頻分量的適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)算法，可能獲得高感知質(zhì)量的音頻信 號(hào)。同時(shí)，因?yàn)閮H在核心頻帶內(nèi)的音頻信號(hào)被壓縮編碼且傳輸至譯碼器，所以較高頻帶的參 數(shù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生導(dǎo)致該比特率顯著降低以編碼音頻信號(hào)。對(duì)于剩余的頻率分量，僅傳輸在產(chǎn)生 原始高頻帶信號(hào)的估計(jì)的過程中控制譯碼器的控制信息及頻譜帶復(fù)制參數(shù)。所以，嚴(yán)格來(lái) 說(shuō)，這一過程包括三個(gè)層面(i)參數(shù)HF帶的估計(jì)(SBR參數(shù)的計(jì)算)，(ii)產(chǎn)生原始修補(bǔ) (實(shí)際修補(bǔ))及(iii)提供進(jìn)一步處理(例如噪聲基底調(diào)整)。核心頻帶可由交越頻率來(lái)定義，其定義了該頻帶內(nèi)的臨界值，且最高至到臨界值， 執(zhí)行音頻信號(hào)的編碼。核心編碼器編碼在由交越頻率所限制的核心頻帶內(nèi)的音頻信號(hào)。開 始于交越頻率，信號(hào)分量將由頻譜帶復(fù)制產(chǎn)生。在使用用于頻譜帶復(fù)制的是傳統(tǒng)方法中，通 常發(fā)生一些信號(hào)在核心編碼器的交越頻率處包含不必要的缺陷。通過使用本發(fā)明的實(shí)施例，可能確定出避免上述缺陷或至少以不具有感知影響的 方式修改這些缺陷的修補(bǔ)算法。例如，通過使用鏡像作為時(shí)域中的修補(bǔ)算法，該頻譜帶復(fù)制 相似于AMR-WB+內(nèi)的頻帶擴(kuò)展(BWE)(擴(kuò)展自適應(yīng)多率寬帶編譯碼)予以執(zhí)行。此外，依據(jù) 該信號(hào)改變修補(bǔ)算法的機(jī)率提供了例如對(duì)于語(yǔ)音及音樂使用不同的頻帶擴(kuò)展的機(jī)率。但是 對(duì)于不能明確地識(shí)別的如音樂或語(yǔ)音(即混合信號(hào))的信號(hào)，該修補(bǔ)算法可在短時(shí)間區(qū)段 內(nèi)改變。例如，對(duì)于任何給定的時(shí)間區(qū)段，優(yōu)選的修補(bǔ)算法可用于修補(bǔ)。此優(yōu)選的修補(bǔ)算法 可由編碼器確定，編碼器可例如將每一個(gè)經(jīng)處理的結(jié)構(gòu)的輸入資料修補(bǔ)結(jié)果與原始音頻信 號(hào)進(jìn)行比較。這顯著地改良了由音頻信號(hào)合成器所產(chǎn)生的生成音頻信號(hào)的感知質(zhì)量。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于將補(bǔ)丁生成器與可包含標(biāo)準(zhǔn)SBR工具的原始信號(hào)處理器 分離。由于此分離，可使用可包含反相濾波、增加噪聲基底或遺漏諧波或其它的常用SBR工 具。因而，標(biāo)準(zhǔn)的SBR工具仍可使用而該修補(bǔ)可靈活性地予以調(diào)整。此外，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的SBR 工具在頻域中使用，將補(bǔ)丁生成器與SBR工具分離，所以允許修補(bǔ)在頻域中或在時(shí)域中計(jì) 笪弁。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明將通過舉例說(shuō)明來(lái)予以描述。參照下面的詳細(xì)描述，以及參照附加圖式，本 發(fā)明的特征將更容易予以理解及明白，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例音頻信號(hào)處理的流程框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的補(bǔ)丁生成器的結(jié)構(gòu)圖；圖3為組合器在時(shí)域操作的流程框圖；圖如至4d示出了不同修補(bǔ)算法的示例；圖fe至釙示出了相位聲碼器及通過復(fù)制的修補(bǔ)；圖6a至6d為處理編碼音頻流以輸出PCM取樣的流程框圖；及圖7a至7c為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的音頻編碼器的結(jié)構(gòu)圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述下面的實(shí)施例僅是對(duì)用于改良例如與音頻譯碼器一同使用的頻譜帶復(fù)制的本發(fā) 明的原理的說(shuō)明性描述。應(yīng)理解的是在此所描述的安排及細(xì)節(jié)的修改及變化對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員而言是清楚的。因而，其不打算由通過在此對(duì)實(shí)施例的描述及解釋所呈現(xiàn)的特定細(xì) 節(jié)而被限制。圖1示出了用于產(chǎn)生具有第一頻帶及源于第一頻帶的第二復(fù)制的頻帶的合成音 頻信號(hào)105的音頻信號(hào)合成器。音頻合成器包含用于執(zhí)行至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法的補(bǔ)丁生 成器110，其中每一個(gè)修補(bǔ)算法使用具有在第一頻帶中的信號(hào)分量的音頻信號(hào)105產(chǎn)生具 有在第二復(fù)制的頻帶中的信號(hào)分量的原始信號(hào)115。補(bǔ)丁生成器110適于響應(yīng)第一時(shí)間部 分的控制信息112選擇至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法中的一個(gè)，且響應(yīng)不同于第一時(shí)間部分的第 二時(shí)間部分的控制信息112選擇至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法中的另一個(gè)，以獲得第一時(shí)間部分 及第二時(shí)間部分下的原始信號(hào)115。音頻信號(hào)合成器進(jìn)一步包含用于將原始信號(hào)115轉(zhuǎn)換 為包含具有在第一子帶、第二子帶等中的分量的原始頻譜表示125的頻譜轉(zhuǎn)換器120。音頻 信號(hào)合成器進(jìn)一步包含用于根據(jù)頻譜域頻譜帶復(fù)制參數(shù)132處理原始頻譜表示125以獲得 已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示135的原始信號(hào)處理器130。音頻信號(hào)合成器進(jìn)一步包含用于 將具有第一頻帶中的信號(hào)分量的音頻信號(hào)105或源于音頻信號(hào)105的信號(hào)與已調(diào)整的原始 信號(hào)頻譜表示135或與源于已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示135的另一信號(hào)相組合以獲得合成 音頻信號(hào)145的組合器140。在另一些實(shí)施例中，組合器140適于使用作為源于音頻信號(hào)105的信號(hào)的原始信 號(hào)頻譜表示125。由組合器所使用之源于音頻信號(hào)的信號(hào)也可是由諸如分析濾波器組的時(shí) 間/頻譜轉(zhuǎn)換器所處理的音頻信號(hào)或由操作于時(shí)域中或頻譜域中的補(bǔ)丁生成器所產(chǎn)生的 低頻帶信號(hào)或延遲的音頻信號(hào)或通過上取樣操作處理過的音頻信號(hào)以便將被組合的信號(hào) 具有相同的基本取樣率。在又一實(shí)施例中，音頻信號(hào)合成器進(jìn)一步包含用于分析具有第一頻帶201中的信 號(hào)分量的音頻信號(hào)105的特征且用以提供識(shí)別第一修補(bǔ)算法或第二修補(bǔ)算法的控制信息 112的分析器。在另一些實(shí)施例中，分析器適于識(shí)別具有聲音程度的時(shí)間部分的非諧波修補(bǔ)算法 或音頻信號(hào)105中的可區(qū)別時(shí)間部分的諧波修補(bǔ)算法。在又一些實(shí)施例中，音頻信號(hào)105與元數(shù)據(jù)一起編碼為數(shù)據(jù)流，且其中補(bǔ)丁生成 器Iio適于從數(shù)據(jù)流中的元數(shù)據(jù)中獲得控制信息112。在又一些實(shí)施例中，頻譜轉(zhuǎn)換器120包含分析濾波器組或至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法 包含聲碼器算法或上取樣修補(bǔ)算法或非線性失真修補(bǔ)算法或復(fù)制算法。在又一些實(shí)施例中，原始信號(hào)處理器130適于執(zhí)行頻譜帶的能量調(diào)整或在頻譜帶 的反相濾波或用以將噪聲基底增加至頻譜帶中或用以將遺漏諧波增加至頻譜帶中。圖2為包含接收控制信息112及音頻信號(hào)105的控制器及修補(bǔ)裝置113的補(bǔ)丁生 成器110的更詳細(xì)的框圖。控制器111適于選擇基于控制信息112的修補(bǔ)算法。補(bǔ)丁生 成器Iio包含執(zhí)行第一算法1的第一修補(bǔ)裝置113a、執(zhí)行第二修補(bǔ)算法2的第二修補(bǔ)裝置 11 等。大體上，補(bǔ)丁生成器110包含與有用的修補(bǔ)算法一樣多的修補(bǔ)裝置113。例如，補(bǔ) 丁生成器110可包含二、三、四或多于四個(gè)的修補(bǔ)裝置113。在控制器111已基于控制信息112選擇修補(bǔ)裝置113之一之后，控制器111將音頻信號(hào)105傳輸至修補(bǔ)裝置113中的一 個(gè)，以執(zhí)行修補(bǔ)算法且輸出包含復(fù)制的頻帶202、203中的信號(hào)分量的原始信號(hào)115。圖3為組合器140的更詳細(xì)的框圖，其中組合器140包含合成濾波器組141、延遲 器143及加法器147。已調(diào)整的原始信號(hào)135輸入至由已調(diào)整的原始信號(hào)135(例如在頻譜 表示中)產(chǎn)生在時(shí)域135t內(nèi)的已調(diào)整的原始信號(hào)(時(shí)域原始信號(hào))的合成濾波器組141 中?；鶐б纛l信號(hào)105輸入至延遲器143中，延遲器143適于藉由一定時(shí)段來(lái)延遲基帶信 號(hào)105且輸出延遲的基帶信號(hào)105d。延遲的基帶信號(hào)105d及時(shí)域已調(diào)整的原始信號(hào)135t 由加法器147相加，產(chǎn)生由組合器140輸出的合成音頻信號(hào)145。在延遲器143中的延遲依 據(jù)音頻信號(hào)合成器的處理算法而定，以實(shí)現(xiàn)時(shí)域已調(diào)整的原始信號(hào)135t與延遲的基帶信 號(hào)105d將對(duì)應(yīng)于同一時(shí)間(同步)。圖如至4d示出了由補(bǔ)丁生成器110中的修補(bǔ)裝置113所使用的不同的修補(bǔ)算 法。如以上所解釋，修補(bǔ)算法產(chǎn)生在復(fù)制的頻域中的已修補(bǔ)信號(hào)。在圖4中所示的實(shí)施例 中，第一頻帶201延伸至第二頻帶202(或第二復(fù)制頻帶)開始時(shí)的交越頻率fmax，且第二 頻帶202延伸至兩倍的交越頻率2*fmaX。超過此頻率，第三頻帶203 (或第三復(fù)制的頻帶) 開始。第一頻帶201可包含前述的核心頻帶。在圖4中，四個(gè)修補(bǔ)算法作為范例予以示出。在圖如中的第一修補(bǔ)算法包含鏡像 或上取樣，第二修補(bǔ)算法包含復(fù)制或調(diào)制且顯示于圖4b中，第三修補(bǔ)算法包含一相位聲碼 器且顯示于圖如中，且包含失真的第四修補(bǔ)算法顯示于圖4d中。執(zhí)行圖如中的鏡像以便第二頻帶202中的已修補(bǔ)信號(hào)通過在交越頻率fmax處鏡 像第一頻帶201而獲得。第三頻域203中之已修補(bǔ)信號(hào)依次通過鏡像在第二頻帶202中的 信號(hào)而獲得。因?yàn)榈诙l帶202中的信號(hào)已經(jīng)是鏡像的信號(hào)，所以在第三頻帶203中的信 號(hào)也可簡(jiǎn)單地通過將第一頻帶201中的音頻信號(hào)105移位至第三頻帶203中而獲得。圖4圖所示的第二修補(bǔ)算法實(shí)施復(fù)制(或調(diào)制)信號(hào)。在此實(shí)施例中，第二頻帶 202中的信號(hào)通過將第一頻帶201中的信號(hào)移位(復(fù)制)至第二頻帶202中而獲得。類似 地，第三頻帶203中的信號(hào)也可通過將第一頻帶201中的信號(hào)移位至第三頻帶203中而獲 得。圖如示出了使用相位聲碼器作為修補(bǔ)算法的實(shí)施例。已修補(bǔ)信號(hào)由后續(xù)步驟 產(chǎn)生，其中第一步產(chǎn)生兩倍于最高頻率2*fmaX的信號(hào)分量且第二步產(chǎn)生三倍于最高頻率 3*fmax的信號(hào)分量等。相位聲碼器以系數(shù)η (n = 2、3、4…)乘以取樣頻率而產(chǎn)生取樣值在 核心頻帶(第一頻帶201)的η倍頻率范圍的延展。圖4d示出了使用失真(例如通過將信號(hào)平方)的修補(bǔ)算法。失真可通過許多方 式獲得。一種簡(jiǎn)單的方式是平方信號(hào)電平以產(chǎn)生較高的頻率分量。失真的另一種獲取方法 是通過剪輯(例如通過切斷在某一臨界值之上的信號(hào))而獲得。而且在這種情況下，將產(chǎn) 生高頻率分量?；旧犀F(xiàn)有的方法中任何失真處理都可用于此處。圖如更詳細(xì)地顯示相位聲碼器的修補(bǔ)算法。如前所述，第一頻帶201再次延伸至 第二頻帶202 (其結(jié)束于例如兩倍的最高頻率2*fmaX處)開始時(shí)的最高頻率fmax (交越頻 率)。在第二頻帶202之后，第三頻帶203開始且可延伸至例如三倍的最高頻率3*fmax。為了描述簡(jiǎn)單，圖fe顯示音頻信號(hào)105的具有八個(gè)頻率線10fe、105b、'"、l(^h的 頻譜(電平P是頻率f的函數(shù))。從這八個(gè)線105a、105b,···, 105h中，相位聲碼器通過根據(jù)所顯示的箭頭移位線而產(chǎn)生新信號(hào)。移位相對(duì)應(yīng)于前述的乘法。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，第一線10 移 位至第二線10 ，第二線移位至第四線等，以此類推，直至移位至第十六線(第二頻域202 中的最后一條線)的第八線105h。上述相對(duì)應(yīng)于乘2。為了產(chǎn)生達(dá)三倍最高頻率3*fmax的 線，所有線的頻率可與3相乘，即第一線10 移位至第三線105c，第二線10 移位至第六 線等，以此類推，直到移位至第二十四線(第三頻帶203中的最后一條線)的第八線105h。 顯然地通過此相位聲碼器，線不再是等距的，但擴(kuò)展至更高頻率。圖恥更詳細(xì)地示出了復(fù)制的修補(bǔ)過程。再次，電平P作為頻率f的函數(shù)予以顯示， 其中八條線在第一頻帶201中，上述八條線被復(fù)制于第二頻帶202中且也被復(fù)制于第三頻 帶203中。這一復(fù)制恰意味著第一頻帶201中的第一線10 也可成為第二頻帶202及第 三頻帶203中的第一線。因此，復(fù)制頻帶202及203中的每一個(gè)的第一線都可由第一頻帶 201中的同一線來(lái)復(fù)制。類似地，這也適于其它線。因此，整個(gè)頻帶被予以復(fù)制。圖4及圖5示出的不同的修補(bǔ)算法可不同地應(yīng)用于時(shí)域中或頻域中且包含可用于 不同應(yīng)用中的不同優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)。例如，圖如示出了頻域中的鏡像。在時(shí)域中，鏡像可通過由整數(shù)系數(shù)來(lái)增加取樣 率(其可通過在每一對(duì)現(xiàn)存取樣之間插入額外的取樣來(lái)完成)而予以執(zhí)行。這些額外的取 樣不是從音頻信號(hào)中獲得，而是由系統(tǒng)引入且包含例如接近于或等于零的值。在最簡(jiǎn)單的 情況下，如果僅將一個(gè)額外取樣引入兩個(gè)現(xiàn)存取樣之間，那么實(shí)現(xiàn)加倍數(shù)量的取樣意味著 加倍的取樣率。如果引入多于一個(gè)的另一些取樣(例如以等距的方式)，那么取樣率將因 而增加且因此頻率頻譜也增加。大體上，在每一、二個(gè)現(xiàn)存的取樣之間的另一些取樣的數(shù)量 可是任何數(shù)目n(n = 2、3、4…)，其增加了取樣率η倍。額外取樣的插入產(chǎn)生在奈奎斯特頻 率(其在給定取樣率下表示的最高頻率)下對(duì)頻譜的鏡像。因而，基帶頻譜(第一頻帶中 的頻譜)的頻域通過此方式被直接地鏡像于下一頻帶中?？蛇x擇地，此鏡像可與可允許的 低通濾波和/或頻譜成形相結(jié)合。此修補(bǔ)算法的優(yōu)點(diǎn)可概括如下。使用這一方法，與在頻域中使用相似的方法相比 更好地保留了信號(hào)時(shí)間結(jié)構(gòu)。而且，藉由頻譜鏡像頻率，接近于奈奎斯特頻率的線被映射到 也是接近于奈奎斯特頻率的線。這是有優(yōu)勢(shì)的，因?yàn)樵阽R像上述頻譜之后，鏡像頻域(即原 始音頻信號(hào)105的奈奎斯特頻率)周圍的區(qū)域在許多方面上很相似，例如關(guān)于頻譜平坦度 的性質(zhì)、音調(diào)性質(zhì)、累積或頻率點(diǎn)的不同等。通過這一方法，頻譜例如通過使用復(fù)制技術(shù)以 更為適度的方式繼續(xù)至下一頻率帶，其中完全源于原始頻譜中的不同區(qū)域且因而顯示極為 不同特征的頻率區(qū)域相互接近地結(jié)束。在復(fù)制中第一取樣再次成為復(fù)制的頻帶中的第一 取樣，然而在鏡像中最后取樣成為復(fù)制的頻帶中的第一取樣。頻譜更為柔和的連續(xù)性可依 序降低由其它修補(bǔ)算法所產(chǎn)生的重建頻譜的非連續(xù)特征所造成的感知假象。最后，存在在例如較低頻率區(qū)域(第一頻帶201)中包含大量諧波的信號(hào)。這些諧 波在頻譜中以局部高峰的形式出現(xiàn)。然而，在頻譜的較高部分僅有極少的諧波存在，或換句 話說(shuō)，在頻譜的較高部分中諧波的數(shù)量較少。通過簡(jiǎn)單地使用對(duì)頻譜的復(fù)制，這將致使在具 有大量諧波的頻譜的較低部分中復(fù)制的信號(hào)被直接地復(fù)制到在原始信號(hào)中僅具有極少諧 波的較高頻率區(qū)域中。因此，原始信號(hào)及復(fù)制信號(hào)的較高頻帶中，關(guān)于諧波的數(shù)量極為不 同，這是不期望的且應(yīng)當(dāng)避免。鏡像的修補(bǔ)算法也可應(yīng)用于頻域中(例如于QMF區(qū)域中)，在這種情況下，頻帶的次序是相反的以便發(fā)生從后至前的重排序。此外，對(duì)于子帶取樣，必須形成復(fù)數(shù)共軛值以使 每一取樣的虛部改變符號(hào)。這產(chǎn)生在子帶內(nèi)頻譜的反相。此修補(bǔ)算法包含對(duì)于修補(bǔ)邊界的高靈活性，因?yàn)轭l譜的鏡像不一定在奈奎斯特頻 率下完成，而也可在任何子帶邊界下執(zhí)行。然而，在修補(bǔ)邊沿處可能不會(huì)發(fā)生鄰近QMF頻帶之間的頻迭相消，這是可以或不 可以容忍的。通過擴(kuò)展或使用相位聲碼器(參見圖如或圖fe)，頻率結(jié)構(gòu)以諧波形式被正確地 延伸至高頻域，因?yàn)榛鶐?01以頻譜形式由一或多個(gè)相位音頻編碼器執(zhí)行的偶數(shù)倍擴(kuò)展， 且因?yàn)榛鶐?01中的頻譜分量與額外所產(chǎn)生的頻譜分量相組合。如果基帶201已經(jīng)通過例如僅使用極低的比特率強(qiáng)制地限制于頻寬中，那么此修 補(bǔ)算法是優(yōu)選的。因此，較高頻率分量的重建已經(jīng)以一相對(duì)低的頻率開始。在這種情況下， 典型的交越頻率小于大約5kHz (或更有甚者小于4kHz)。在這一區(qū)域中，人耳對(duì)由于諧波不 正確定位而產(chǎn)生的不諧和音極為敏感。這可導(dǎo)致“非自然”音調(diào)的印象。此外，頻譜接近地 相間隔的音調(diào)(具有大于30Hz至300Hz的頻譜距離)被感知為刺耳的音調(diào)。基帶201的 頻率結(jié)構(gòu)的諧波連續(xù)性避免了上述不正確及不愉悅的聽覺印象。在以復(fù)制方式的第三修補(bǔ)算法(參見圖如或圖5b)中，頻譜區(qū)域是以子帶方式被 復(fù)制到較高頻率區(qū)或被復(fù)制到將被復(fù)制的頻率區(qū)。而且復(fù)制依賴于觀察，其對(duì)所有修補(bǔ)算 法來(lái)說(shuō)都是正確的，即較高頻率信號(hào)的頻譜性質(zhì)在許多方面相似于基帶信號(hào)的性質(zhì)。相互 僅有極少的偏差。此外，典型地，人耳在高頻(典型地以大約5kHz開始)中，尤其對(duì)于不精 確的頻譜映射極為不敏感。事實(shí)上，大體上這是頻譜帶復(fù)制的主要關(guān)鍵點(diǎn)。特別地，復(fù)制包 含其可容易且快速實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)轭l譜的復(fù)制可在任何子帶邊界下執(zhí)行，所以此修補(bǔ)算法對(duì)于修補(bǔ)之邊界也具 有高靈活性。最后，失真的修補(bǔ)算法(參見圖4d)可包含通過剪輯、限制、平方等產(chǎn)生諧波。如 果例如擴(kuò)展信號(hào)在頻譜上是非常稀疏的排列(例如在利用了上面所提及的相位聲碼器的 修補(bǔ)算法之后)，那么擴(kuò)展頻譜可選擇地由失真信號(hào)額外地予以填補(bǔ)以避免不想要的頻率 空洞，這是可能的。圖6a至6d顯示執(zhí)行于音頻譯碼器中的音頻信號(hào)合成器的不同實(shí)施例。在圖6a圖所示的實(shí)施例中，已編碼的音頻流345輸入至比特流負(fù)載解格式器350 中，其一方面分離出已編碼的音頻信號(hào)355且另一方面分離出額外信息375。已編碼的音 頻信號(hào)335輸入至例如產(chǎn)生在第一頻帶201中譯碼的音頻信號(hào)105的AAC核心譯碼器360 中。音頻信號(hào)105輸入至包含例如32個(gè)頻帶且產(chǎn)生在頻域中的音頻信號(hào)10532的分析32 頻帶的QMF組370中。優(yōu)選的是補(bǔ)丁生成器僅輸出高頻帶信號(hào)作為原始信號(hào)且不輸出低頻 帶信號(hào)。另一方式是，如果補(bǔ)丁生成器110中的修補(bǔ)算法也產(chǎn)生低頻帶信號(hào)，優(yōu)選的是對(duì)輸 入至SBR工具130a的輸入信號(hào)進(jìn)行高通濾波。頻域音頻信號(hào)10532輸入至在此實(shí)施例中產(chǎn)生頻域(QMF域)修補(bǔ)的補(bǔ)丁生成器 110中。產(chǎn)生的原始信號(hào)頻譜表示125輸入至可例如產(chǎn)生噪聲基底、重建遺漏諧波或執(zhí)行反 相濾波的SBR工具130a中。另一方面，額外信息375輸入至比特流解析器380中，其分析額外信息以獲得不同的子信息385且將它們輸入例如提取出控制信息112及頻譜帶復(fù)制參數(shù)132的霍夫曼譯 碼與反量化單元390中?？刂菩畔?12輸入至SBR工具中，且頻譜帶復(fù)制參數(shù)132輸入至 SBR工具130a和包絡(luò)調(diào)整器130b中。包絡(luò)調(diào)整器130b可操作地調(diào)整所產(chǎn)生的修補(bǔ)的包 絡(luò)。因此，包絡(luò)調(diào)整器130b產(chǎn)生已調(diào)整的原始信號(hào)135且將其輸入至將已調(diào)整的原始信號(hào) 135與頻域中的音頻信號(hào)10532相組合的合成QMF組140中。合成QMF組可包含例如64頻 帶且通過組合兩個(gè)信號(hào)(已調(diào)整的原始信號(hào)135及頻域音頻信號(hào)10532)產(chǎn)生合成音頻信號(hào) 145 (例如PCM取樣的輸出，PCM =脈沖編碼調(diào)變)。此外，圖6a顯示可實(shí)施用于補(bǔ)丁生成器110的QMF頻譜數(shù)據(jù)輸出上的已知的頻譜 帶復(fù)制方法的SBR工具130a。圖6a示出了用于頻域中的修補(bǔ)算法可對(duì)例如在頻域內(nèi)的頻 譜數(shù)據(jù)使用簡(jiǎn)單的鏡像或復(fù)制(參見圖如及圖4b)。此通常結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的譯碼器一致，但是實(shí)施例中由補(bǔ)丁生成器110替代了習(xí)知的 補(bǔ)丁生成器，配置補(bǔ)丁生成器110以執(zhí)行不同的用以改良音頻信號(hào)的感知質(zhì)量的可適性修 補(bǔ)算法。此外，實(shí)施例也可使用在時(shí)域內(nèi)的修補(bǔ)算法且不一定要是在圖6a所顯示的頻域中 的修復(fù)。圖6b示出了本發(fā)明的實(shí)施例，其中補(bǔ)丁生成器110可在頻域內(nèi)以及在時(shí)域內(nèi)使用 修補(bǔ)算法。圖6b中的譯碼器同樣包含比特流負(fù)載解格式器350、AAC核心譯碼器360、比特 流解析器380及霍夫曼譯碼與反量化單元390。因而，在圖6b所示的實(shí)施例中，已編碼音頻 流345再次輸入至一方面產(chǎn)生已編碼音頻信號(hào)355且將其與額外信息375分離的比特流負(fù) 載解格式器350中，額外信息375然后由比特流解析器380解析以分離出輸入至霍夫曼譯 碼與反量化單元390中的不同信息385。另一方面，已編碼音頻信號(hào)355輸入至AAC核心譯 碼器360中?，F(xiàn)在，實(shí)施例區(qū)分出這兩種情況補(bǔ)丁生成器110在頻域(以下以點(diǎn)信號(hào)線表示) 內(nèi)或在時(shí)域(以下以虛線信號(hào)線表示)內(nèi)操作。如果補(bǔ)丁生成器操作于時(shí)域中，那么AAC核心譯碼器360的輸出輸入至修復(fù)生成 器Iio中(虛線音頻信號(hào)10 且其輸出被傳輸至分析濾波器組370。分析濾波器組370的 輸出是輸入于SBR工具130a中(其是原始信號(hào)調(diào)整器130的一部分)以及合成QMF組140 中的原始信號(hào)頻譜表示125。如果在另一方面，修補(bǔ)算法使用頻域(如圖6a所示)，那么AAC核心譯碼器360的 輸出經(jīng)由點(diǎn)線的音頻信號(hào)105輸入至分析QMF組360中，分析QMF組360依序產(chǎn)生頻域音 頻信號(hào)10532且將音頻信號(hào)10532傳輸至補(bǔ)丁生成器110及分析QMF組140 (點(diǎn)線)。補(bǔ)丁 生成器110再次產(chǎn)生原始信號(hào)表示125且將此信號(hào)傳輸至SBR工具130a。因此，實(shí)施例使用點(diǎn)線(頻域修補(bǔ))執(zhí)行第一處理模式或使用虛線(時(shí)域修補(bǔ)) 執(zhí)行第二處理模式，其中在其它功能組件之間所有實(shí)線均用于兩個(gè)處理模式中。補(bǔ)丁生成器的時(shí)間處理模式(虛線)優(yōu)選的是補(bǔ)丁生成器的輸出包括低頻帶信 號(hào)及高頻帶信號(hào)，即補(bǔ)丁生成器的輸出信號(hào)是由低頻帶信號(hào)及高頻帶信號(hào)組成的寬頻帶信 號(hào)。低頻帶信號(hào)輸入至合成QMF組140中且高頻帶信號(hào)輸入于SBR工具130a中。上述頻 帶的分離可在分析組370中執(zhí)行，但也可以另一方式予以執(zhí)行。另外，AAC譯碼器的輸出信 號(hào)可直接地輸送至分析濾波器組370以便補(bǔ)丁生成器輸出信號(hào)的低頻帶部分根本未予以 使用且原始低頻帶部分用于組合器104中。
在頻域處理模式中(點(diǎn)線)，補(bǔ)丁生成器優(yōu)選地僅輸出高頻帶信號(hào)，且原始低頻帶 信號(hào)直接地輸送至分析濾波器組370從而輸送至合成QMF組140?？蛇x擇地，補(bǔ)丁生成器也 可產(chǎn)生全頻帶輸出信號(hào)且將低頻帶信號(hào)輸送至組合器104。同樣，霍夫曼譯碼與反量化單元390產(chǎn)生頻譜帶復(fù)制參數(shù)132及輸入至補(bǔ)丁生成 器110中的控制信息112。此外，頻譜帶復(fù)制參數(shù)132傳輸至包絡(luò)調(diào)整器130b以及SBR 工具130a。包絡(luò)調(diào)整器130b的輸出是在組合器140(合成QMF組)中與頻譜帶音頻信號(hào) 10532 (對(duì)于頻域修補(bǔ)而言)或與原始信號(hào)頻譜代表125(對(duì)于時(shí)域修補(bǔ)而言)相組合以產(chǎn) 生如前所述包含輸出PCM取樣的合成音頻信號(hào)145的已調(diào)整原始信號(hào)135。而且，在此實(shí)施例中，補(bǔ)丁生成器110使用修補(bǔ)算法之一(例如圖如至4d所示) 以通過使用在第一頻帶201中的基帶信號(hào)產(chǎn)生的在第二頻帶202中或在第三頻帶203中的 音頻信號(hào)。僅在第一頻帶201中取樣的音頻信號(hào)以編碼的輸出流345的形式編碼為且遺漏 取樣通過使用頻譜帶復(fù)制方法而予以產(chǎn)生。圖6c示出了在時(shí)域中修補(bǔ)算法的一個(gè)實(shí)施例。對(duì)比于圖6a，圖6c所示的實(shí)施例 因補(bǔ)丁生成器Iio及分析QMF組120的位置而不同。譯碼系統(tǒng)的所有的剩余組件與圖6a 所示的一致，因此在此省略了重復(fù)的描述。補(bǔ)丁生成器110從AAC核心譯碼器360接收音頻信號(hào)105，且執(zhí)行在時(shí)域內(nèi)的修補(bǔ) 以產(chǎn)生輸入至頻譜轉(zhuǎn)換器120(例如包含64頻帶的分析QMF組)中的原始信號(hào)115。有許 多可能性的是，如果補(bǔ)丁生成器110通過在現(xiàn)存的取樣之間引入額外的取樣(例如接近于 零值)來(lái)執(zhí)行修補(bǔ)，那么由補(bǔ)丁生成器110所執(zhí)行的在時(shí)域中的修補(bǔ)算法產(chǎn)生包含雙倍取 樣率的原始信號(hào)115。頻譜轉(zhuǎn)換器120的輸出是輸入至原始信號(hào)調(diào)整器130的原始信號(hào)頻 譜代表125，原始信號(hào)調(diào)整器130如前所述一方面包含SBR工具130a，另一方面包含包絡(luò)調(diào) 整器130b。如前面實(shí)施例所示，包絡(luò)調(diào)整器的輸出包含在組合器140中在頻域105f與音頻 信號(hào)相組合的已調(diào)整原始信號(hào)135，且組合器140如前所述又包含例如64頻帶的合成QMF 組。因此，主要的不同是，例如鏡像執(zhí)行于時(shí)域中且較高頻率數(shù)據(jù)在信號(hào)115輸入至 分析濾波器組(64頻帶)120中之前已經(jīng)予以重建，這意味著信號(hào)已經(jīng)包含雙倍取樣率(在 雙率SBR中)。在此修補(bǔ)操作之后，可使用又包含反相濾波、增加噪聲基底或增加遺漏諧波 的常態(tài)SBR工具。雖然高頻區(qū)域的重建發(fā)生在時(shí)域中，但是分析/合成執(zhí)行于QMF域中以 便剩余SBR機(jī)制仍可予以使用。圖6c的實(shí)施例中，補(bǔ)丁生成器優(yōu)選地輸出包含低頻帶信號(hào)及高頻帶信號(hào)(原始信 號(hào))的全頻帶信號(hào)?？蛇x擇地，補(bǔ)丁生成器僅輸出例如由高通濾波而獲得的高頻帶部分，且 AAC核心譯碼器輸出105直接地輸送至QMF組120。在又一實(shí)施例中，補(bǔ)丁生成器110包含時(shí)域輸入接口和/或時(shí)域輸出接口(時(shí)域 接口)，補(bǔ)丁生成器Iio中的處理可發(fā)生于諸如QMF域或諸如DFT、FFT、DCT、DST或任何其 它頻域的任何域中。接著，時(shí)域輸入接口連接于時(shí)間/頻率轉(zhuǎn)換器或大體上連接于用于從 時(shí)域轉(zhuǎn)換為頻譜表示的轉(zhuǎn)換器。接著，頻譜表示使用操作于頻域數(shù)據(jù)上的至少兩個(gè)不同修 補(bǔ)算法來(lái)處理?？蛇x擇地，第一修補(bǔ)算法操作于頻域中且第二修補(bǔ)算法操作于時(shí)域中。已 修補(bǔ)的頻域數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換回接著經(jīng)由時(shí)域輸出接口輸入至頻譜轉(zhuǎn)換器120中的時(shí)域表示。在 實(shí)施例中，其中在線信號(hào)115不包含全頻帶，而僅包含低頻帶，濾波優(yōu)選地在將頻譜信號(hào)轉(zhuǎn)換于時(shí)域之前在頻域中執(zhí)行。優(yōu)選地，補(bǔ)丁生成器110中的頻譜分辨率高于由頻譜轉(zhuǎn)換器120所獲得的頻譜分 辨率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，補(bǔ)丁生成器110中的頻譜分辨率至少是譜轉(zhuǎn)換器120中 的頻譜分辨率的兩倍。通過將由本實(shí)施例所實(shí)施的修補(bǔ)算法孤立于單獨(dú)功能結(jié)構(gòu)中，可以完全不依賴于 SBR工具的使用而應(yīng)用任何頻譜復(fù)制方法。在可選擇的實(shí)施中，也可能平行地將AAC譯碼器 信號(hào)輸入至32頻帶的分析濾波器組中，并通過時(shí)域中的修補(bǔ)產(chǎn)生高頻分量?；鶐c已修補(bǔ) 的信號(hào)將僅在QMF分析之后相組合。圖6d示出了這樣一個(gè)實(shí)施例，其中修補(bǔ)執(zhí)行于時(shí)域中。相似于圖6c所示的實(shí)施 例，而在此實(shí)施例中與圖6a的不同包含補(bǔ)丁生成器110以及分析濾波器組的位置。特別地， AAC核心譯碼器360、比特流負(fù)載解格式器350以及比特流解析器308及霍夫曼譯碼與反量 化單元390與圖6a所示的實(shí)施例中的相同且在此再次省略重復(fù)的描述。圖6d所示的實(shí)施例分支出由譯碼器360所輸出的音頻信號(hào)105且將音頻信號(hào)105 輸入至補(bǔ)丁生成器110以及分析32頻帶QMF組370中。分析32頻帶QMF組370 (更進(jìn)一 步的轉(zhuǎn)換器370)進(jìn)一步產(chǎn)生原始信號(hào)頻譜表示123。補(bǔ)丁生成器110又執(zhí)行時(shí)域內(nèi)的修 補(bǔ)且產(chǎn)生輸入至頻譜轉(zhuǎn)換器120(又可為包含64頻帶的分析QMF濾波器組)中的原始信號(hào) 115。頻譜轉(zhuǎn)換器120產(chǎn)生在本實(shí)施例中包含第一頻帶201中的頻率分量及第二或第三頻 帶202、203中的復(fù)制頻帶的原始信號(hào)頻譜表示125。而且，此實(shí)施例包含適于使分析濾波 器組(32頻帶)370的輸出與原始信號(hào)頻譜表示125相加以獲得組合的原始信號(hào)頻譜表示 126的加法器124。也可大體上配置加法器IM是以將基帶分量(在第一頻帶201中的分 量)從原始信號(hào)頻譜表示125中減去的組合器124。因此，配置加法器124以加反向信號(hào)或 可選擇地可包含可選擇的反相器以使來(lái)自分析濾波器組(32頻帶)370的輸出信號(hào)反相。在基頻帶201中的頻率分量被示范地減少之后，輸出再次輸入至頻譜帶復(fù)制工具 130a中，產(chǎn)生的信號(hào)依次向前至包絡(luò)調(diào)整器130b中。包絡(luò)調(diào)整器130b再次產(chǎn)生在組合器 140中與分析濾波器組(32頻帶)370的輸出相組合以便組合器140將已修補(bǔ)頻率分量(例 如在第二及第三頻帶202、203中)與由分析濾波器組(32頻帶)370輸出的基帶分量相組 合的已調(diào)整原始信號(hào)135。再次，組合器140可包含產(chǎn)生合成音頻信號(hào)(包含例如輸出PCM 取樣)的64頻帶的合成QMF濾波器組。在圖6d的實(shí)施例中，補(bǔ)丁生成器優(yōu)選地輸出包含低頻帶信號(hào)及高頻帶信號(hào)(原始 信號(hào))的全頻帶信號(hào)。可選擇地，補(bǔ)丁生成器僅輸出例如由高通濾波所獲得的用于輸送至 頻譜轉(zhuǎn)換器120的頻帶部分，且如圖6d所示直接將AAC輸出輸送至分析QMF組370。另外， 因?yàn)榇诵盘?hào)僅包含高頻帶，所以不需要減法器1 且將頻譜轉(zhuǎn)換器120的輸出直接輸送至 SBR工具130a。此外，分析QMF組370不需要輸出至減法器124。在又一實(shí)施例中，補(bǔ)丁生成器110包含時(shí)域輸入接口和/或時(shí)域輸出接口(時(shí)域 接口)，且補(bǔ)丁生成器Iio中的處理可發(fā)生于諸如QMF域或諸如DFT、FFT、DCT、MDCT、DST或 任何其它頻域的任何域中。接著，時(shí)域輸入接口連接于時(shí)間/頻率轉(zhuǎn)換器或大體上連接于 用于從時(shí)域轉(zhuǎn)換為一頻譜表示的轉(zhuǎn)換器。接著，頻譜表示使用操作于頻域數(shù)據(jù)上的至少兩 個(gè)不同修補(bǔ)算法來(lái)處理?？蛇x擇地，第一修補(bǔ)算法操作于頻域中且第二修補(bǔ)算法操作于時(shí) 域中。已修補(bǔ)的頻域數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換回接著經(jīng)由時(shí)域輸出接口輸入于頻譜轉(zhuǎn)換器120中的時(shí)域表不。優(yōu)選地，補(bǔ)丁生成器110中的頻譜分辨率高于由頻譜轉(zhuǎn)換器120所獲得的頻譜分 辨率。在一個(gè)實(shí)施例中，補(bǔ)丁生成器Iio中的頻譜分辨率至少是頻譜轉(zhuǎn)換器120中的頻譜 分辨率的兩倍。圖6a至6d涵蓋了譯碼器結(jié)構(gòu)且特別地包含了在譯碼器結(jié)構(gòu)內(nèi)的補(bǔ)丁生成器110。 為了使譯碼器及特別地補(bǔ)丁生成器110能夠產(chǎn)生或復(fù)制較高的頻率分量，編碼器可將額外 的信息傳輸至譯碼器，其中額外信息112 —方面提供可例如用以決定修補(bǔ)算法的控制信息 且此外提供將由頻譜帶復(fù)制工具130a所使用的頻譜帶復(fù)制參數(shù)132。另一些實(shí)施例還包含用于產(chǎn)生具有第一頻帶及源于第一頻帶201的第二復(fù)制頻 帶202的合成音頻信號(hào)145的方法。方法包含執(zhí)行至少兩個(gè)不同的修補(bǔ)算法，將原始信號(hào) 115轉(zhuǎn)換為原始信號(hào)頻譜表示125，處理原始信號(hào)頻譜表示125。每一修補(bǔ)算法使用具有第 一頻帶201中的信號(hào)分量的音頻信號(hào)105產(chǎn)生具有第二復(fù)制頻帶202中的信號(hào)分量的原始 信號(hào)115。修補(bǔ)被執(zhí)行，以便至少兩個(gè)修補(bǔ)算法中的一個(gè)響應(yīng)第一時(shí)間部分的控制信息112 而選定，且至少兩個(gè)修補(bǔ)算法中的另一個(gè)響應(yīng)不同于第一時(shí)間部分的第二時(shí)間部分的控制 信息112而選定，以獲得第一及第二時(shí)間部分的原始信號(hào)115。原始信號(hào)頻譜表示125的處 理根據(jù)頻譜域頻譜帶復(fù)制參數(shù)132來(lái)執(zhí)行以獲得已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示135。最后， 方法包含將具有第一頻帶201中的信號(hào)分量的音頻信號(hào)105或源于音頻信號(hào)105的信號(hào)與 已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示135或與源于已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示135的另一信號(hào)相組 合，以獲得合成音頻信號(hào)145。圖7a、7b及7c包含編碼器的實(shí)施例。圖7a示出了編碼音頻信號(hào)305以產(chǎn)生依次輸入于圖6a至6d所示的譯碼器中的已 編碼音頻信號(hào)；345的編碼器。圖7a示出了編碼器包含供音頻信號(hào)305輸入的低通濾波器 310(或通用的頻率可選的濾波器)及高通濾波器320。低通濾波器310分離第一頻帶201 內(nèi)的音頻信號(hào)分量，然而高通濾波器320分離剩余的頻率分量，例如第二頻帶202及另一些 頻帶中的頻率分量。因而，低通濾波器310產(chǎn)生低通濾波信號(hào)315且高通濾波器320輸出 高通濾波音頻信號(hào)325。低通濾波音頻信號(hào)315輸入至可包含例如AAC編碼器的音頻編碼 器330中。此外，低通濾波音頻信號(hào)315輸入至適于產(chǎn)生控制信息112以便依序由補(bǔ)丁生成 器110所選定的優(yōu)選修補(bǔ)算法可獲識(shí)別的控制信息生成器340中。高通濾波音頻信號(hào)325 輸入至頻譜帶數(shù)據(jù)生成器328中，頻譜帶數(shù)據(jù)生成器3 產(chǎn)生一方面輸入至修補(bǔ)選擇器的 頻譜帶參數(shù)132。而且，圖7a的編碼器包含接收來(lái)自音頻編碼器330的已編碼音頻信號(hào)、來(lái) 自頻譜帶復(fù)制數(shù)據(jù)生成器3 的頻譜帶復(fù)制參數(shù)132及來(lái)自控制信息生成器340的控制信 息112的格式器343。頻譜帶復(fù)制參數(shù)132可依據(jù)修補(bǔ)方法而定，即對(duì)于不同的修補(bǔ)算法，頻譜帶參數(shù) 可不同或可相同，且可以不一定為所有的修補(bǔ)算法確定SBR參數(shù)132(下面圖7c所示的實(shí) 施例僅有一組SBR參數(shù)132需要予以計(jì)算)。因而，頻譜帶生成器3 可為不同的修補(bǔ)算法 產(chǎn)生不同的頻譜帶參數(shù)132且因而頻譜帶參數(shù)132可包含適于第一修補(bǔ)算法的第一 SBR參 數(shù)132a、適于第二修補(bǔ)算法的第二 SBR參數(shù)132b、適于第三修補(bǔ)算法的第三SBR參數(shù)132c寸。
圖7b更詳細(xì)地示出了控制信息生成器340的實(shí)施例?？刂菩畔⑸善?40接收 低通濾波信號(hào)315及SBR參數(shù)132。低通濾波信號(hào)315可輸入至第一修補(bǔ)單元34 、第二 修補(bǔ)單元342b及其它修補(bǔ)單元(圖未示)中。修補(bǔ)單元342的數(shù)量可例如與由譯碼器中 補(bǔ)丁生成器110可執(zhí)行放入修補(bǔ)算法的數(shù)量相一致。修補(bǔ)單元342的輸出包含第一修補(bǔ)單 元34 的第一已修補(bǔ)的音頻信號(hào)344a、第二修補(bǔ)單元342b的第二已修補(bǔ)的音頻信號(hào)344b 等。包含第二頻帶202中的原始分量的已修補(bǔ)音頻信號(hào)344輸入至頻譜帶復(fù)制工具346中。 同樣，頻譜帶復(fù)制工具346的數(shù)量可例如等于修補(bǔ)算法的數(shù)量或等于修補(bǔ)單元342的數(shù)量。 頻譜帶復(fù)制參數(shù)132也輸入至頻譜帶復(fù)制工具346 (SBR工具)中，以便第一 SBR工具方塊 346a接收第一 SBR參數(shù)13 及第一已修補(bǔ)信號(hào)3Ma。第二 SBR工具方塊346b接收第二 SBR參數(shù)132b及第二已修補(bǔ)信號(hào)344b。頻譜帶復(fù)制工具方塊346在復(fù)制參數(shù)132的基礎(chǔ) 產(chǎn)生包含第二和/或第三頻帶202及203內(nèi)的較高的頻率分量的復(fù)制音頻信號(hào)347。最后，控制信息生成器340包含適于將原始音頻信號(hào)305且特別地是音頻信號(hào)305 的較高頻率分量與復(fù)制的音頻信號(hào)347進(jìn)行比較的比較單元。同樣，比較可對(duì)每一修補(bǔ)算 法執(zhí)行以便第一比較單元MSa將音頻信號(hào)305與由第一 SBR工具346a所輸出的第一復(fù)制 的音頻信號(hào):347a進(jìn)行比較。類似地，第二比較單元348b將音頻信號(hào)305與來(lái)自第二 SBR 工具346b的第二復(fù)制的音頻信號(hào)347b進(jìn)行比較。比較單元348確定高頻帶中復(fù)制音頻信 號(hào)347與原始音頻信號(hào)305的偏差，以便最后評(píng)估單元349可比較在原始音頻信號(hào)305與 使用不同修補(bǔ)算法的已修補(bǔ)音頻信號(hào)347之間的偏差，且由此確定優(yōu)選的修補(bǔ)算法或一些 合適的或不合適的修補(bǔ)算法?？刂菩畔?12包含允許識(shí)別優(yōu)選修補(bǔ)算法之一的信息。控制 信息112可包含例如可在原始音頻信號(hào)305與復(fù)制音頻信號(hào)347之間之最小偏差的基礎(chǔ)上 予以確定的優(yōu)選修補(bǔ)算法的識(shí)別號(hào)。可選擇地，控制信息112可提供在音頻信號(hào)305與已 修補(bǔ)音頻信號(hào)347之間達(dá)成充分一致的多個(gè)修補(bǔ)算法或修補(bǔ)算法的分級(jí)。評(píng)估可針對(duì)例如 對(duì)感知質(zhì)量而執(zhí)行，以便復(fù)制音頻信號(hào)347在理想的情況下人類無(wú)法區(qū)別于或接近無(wú)法區(qū) 別于原始音頻信號(hào)305。圖7c示出了編碼器的另一實(shí)施例，其中同樣，將音頻信號(hào)305輸入，但是也可選擇 地將元數(shù)據(jù)306輸入于編碼器中。原始音頻信號(hào)305再次輸入只低通濾波器310以及高通 濾波器320中。低通濾波器310的輸出再次輸入至音頻編碼器330中且高通濾波器320的 輸出輸入至SBR數(shù)據(jù)生成器328中。而且，編碼器包含元數(shù)據(jù)處理單元309和/或其輸出 發(fā)送至控制信息生成器340的分析單元(或用于分析的裝置)307。配置元數(shù)據(jù)處理單元 309以根據(jù)合適的修補(bǔ)算法分析元數(shù)據(jù)306。分析單元307可例如確定音頻信號(hào)305內(nèi)瞬 時(shí)的或脈沖群或非脈沖群段的數(shù)量及強(qiáng)度?；谠獢?shù)據(jù)處理單元309的輸出和/或分析工 具307的輸出，控制信息生成器340可再次確定優(yōu)選的修補(bǔ)算法或產(chǎn)生修補(bǔ)算法的評(píng)比，且 編碼控制信息112內(nèi)的此信息。格式器343再次將控制信息112、頻譜帶復(fù)制參數(shù)132以及 已編碼音頻信號(hào)355組合在已編碼音頻流345內(nèi)。用于分析的裝置307提供例如音頻信號(hào)的特性且可適于識(shí)別對(duì)于具有聲音程度 的時(shí)間部分的非諧波信號(hào)分量或?qū)τ诳蓞^(qū)別時(shí)間部分的諧波信號(hào)分量。如果音頻信號(hào)305 是純粹的語(yǔ)音或聲音，那么聲音的程度高，然而對(duì)于聲音與例如音樂的混合，聲音的程度較 低。SBR參數(shù)132的計(jì)算可依賴于此特征及優(yōu)選修補(bǔ)算法來(lái)執(zhí)行。又一實(shí)施例包含下述方法，其中方法產(chǎn)生包含在第一頻帶201中的音頻信號(hào)205的分量、控制信息112及頻譜帶復(fù)制參數(shù)132的數(shù)據(jù)流345。方法包含對(duì)音頻信號(hào)305頻 率選擇濾波以產(chǎn)生在第一頻帶201中音頻信號(hào)305的分量。方法進(jìn)一步包含由在第二頻帶 202中音頻信號(hào)305的分量產(chǎn)生頻譜帶復(fù)制參數(shù)132。最后，方法包含產(chǎn)生從第一或第二不 同修補(bǔ)算法中識(shí)別優(yōu)選修補(bǔ)算法的控制信息112，其中每一修補(bǔ)算法使用在第一頻帶201 中音頻信號(hào)305的分量產(chǎn)生具有在第二復(fù)制的頻帶202中的信號(hào)分量的原始信號(hào)115。雖然在圖6a至6d中的一些實(shí)施例已予以特別地說(shuō)明以便在低頻帶與已調(diào)整的高 頻帶之間的組合在頻域中執(zhí)行，但是應(yīng)注意的是組合也可在時(shí)域中執(zhí)行。最后，核心譯碼器 輸出信號(hào)可用于(在用于補(bǔ)償由于修補(bǔ)及調(diào)整所導(dǎo)致的處理延遲的必要的延遲級(jí)的輸出) 時(shí)域中，且在濾波器組域中受調(diào)整的高頻帶可轉(zhuǎn)換回時(shí)域中成為不具有低頻帶部分而具有 高頻帶部分的信號(hào)。在圖6的實(shí)施例中，此信號(hào)將僅包含最高的32子帶，且此信號(hào)至?xí)r域 的轉(zhuǎn)換產(chǎn)生時(shí)域高頻帶信號(hào)。接著，兩個(gè)信號(hào)可例如通過逐取樣相加組合于時(shí)域中以獲得 將予以數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換且輸送至揚(yáng)聲器的例如PCM取樣作為輸出信號(hào)。雖然在裝置的上下文中已對(duì)一些層面予以描述，但是要清楚的是此等層面也可表 現(xiàn)相對(duì)應(yīng)之方法的描述，其中結(jié)構(gòu)或裝置相對(duì)應(yīng)于方法步驟或方法步驟的特征。相似地，方 法步驟之上下文中所描述的層面也可表示對(duì)相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)或項(xiàng)目或相對(duì)應(yīng)的裝置的特征 的描述。本發(fā)明提供的已編碼音頻信號(hào)或比特流可儲(chǔ)存于數(shù)字儲(chǔ)存媒體上或可傳輸至諸 如無(wú)線傳輸媒體或諸如因特網(wǎng)之一的有線傳輸媒體的傳輸媒體上。根據(jù)某些實(shí)施要求，本發(fā)明的實(shí)施例可實(shí)施于軟件中或硬件中。實(shí)施可使用具有 儲(chǔ)存于其上的電氣可讀控制信號(hào)的例如軟盤、DVD、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或快閃 (FLASH)內(nèi)存的數(shù)字儲(chǔ)存媒體來(lái)實(shí)施，數(shù)字儲(chǔ)存媒體與可規(guī)劃計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相協(xié)作(或能夠 協(xié)作)以便各個(gè)方法予以執(zhí)行。根據(jù)發(fā)明，一些實(shí)施例包含具有電氣可讀控制信號(hào)的數(shù)據(jù)載體，數(shù)據(jù)載體能夠與 可規(guī)劃計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相協(xié)作，以便在此所描述之方法之一予以執(zhí)行。大體上，本發(fā)明的實(shí)施例 可作為具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品而予以實(shí)施，當(dāng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品執(zhí)行于計(jì)算機(jī)上時(shí)計(jì)算 機(jī)碼可操作地用于執(zhí)行方法之一。程序代碼可例如儲(chǔ)存于機(jī)械可讀載體中。其它實(shí)施例包 含用于執(zhí)行在此所描述之方法之一且儲(chǔ)存于機(jī)械可讀載體上的計(jì)算機(jī)程序。換句話說(shuō)，說(shuō) 明性之方法的實(shí)施例從而是具有一計(jì)算機(jī)程序碼之用于在計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行于計(jì)算機(jī)上時(shí) 執(zhí)行在此所描述之方法之一的計(jì)算機(jī)程序。從而說(shuō)明性方法的又一實(shí)施例是包含儲(chǔ)存于其 上之用于執(zhí)行在此所描述之方法之一的計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)載體(或數(shù)字儲(chǔ)存媒體或計(jì)算 機(jī)可讀媒體)。從而說(shuō)明性方法的又一實(shí)施例是表示用于執(zhí)行在此所描述之方法之一的計(jì) 算機(jī)程序的數(shù)據(jù)流或序列信號(hào)。配置數(shù)據(jù)流或序列信號(hào)可例如以經(jīng)由數(shù)據(jù)通訊連接(例如 經(jīng)由因特網(wǎng))予以傳輸。又一實(shí)施例包含被配置以或適于執(zhí)行在此所描述之方法的例如計(jì) 算機(jī)或可規(guī)劃邏輯裝置的處理裝置。又一實(shí)施例包含具有安裝于其上之用于執(zhí)行在此所描 述之方法之一的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)。在一些實(shí)施例中，可規(guī)劃邏輯裝置(例如場(chǎng)可規(guī)劃 門陣列)可用以執(zhí)行在此所描述之方法的一些或所有功能。在一些實(shí)施例中，場(chǎng)可規(guī)劃門 陣列可與微處理器相協(xié)作以執(zhí)行在此所描述之方法之一。大體上，方法優(yōu)選地藉由任何硬 件裝置來(lái)執(zhí)行。上面所描述的實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明之原理的說(shuō)明。應(yīng)理解的是在此所描述之安排及細(xì)節(jié)的修改及變化對(duì)于在該技藝中具有通常知識(shí)者是清楚的。因而，其僅打算由隨后的 申請(qǐng)專利范圍的范圍來(lái)限制而不打算由在此實(shí)施例之描述及解釋所呈現(xiàn)的特定細(xì)節(jié)來(lái)限 制。
權(quán)利要求
1.一種音頻信號(hào)合成器，所述音頻信號(hào)合成器用于產(chǎn)生具有第一頻帶(201)及源于所 述第一頻帶O01)的第二合成頻帶O02)的合成音頻信號(hào)(145)，所述音頻信號(hào)合成器包 含補(bǔ)丁生成器(110)，所述補(bǔ)丁生成器(110)用于執(zhí)行至少兩個(gè)不同的修補(bǔ)算法，其中每 一修補(bǔ)算法使用具有所述第一頻帶O01)中的信號(hào)分量的音頻信號(hào)(10 產(chǎn)生具有所述 第二合成頻帶O02)中的信號(hào)分量的原始信號(hào)(115)，且其中所述補(bǔ)丁生成器(110)適于 響應(yīng)于對(duì)于第一時(shí)間部分的控制信息(112)選擇所述至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法中的一個(gè)，且 響應(yīng)于對(duì)于不同于所述第一時(shí)間部分的第二時(shí)間部分的所述控制信息(112)選擇所述至 少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法的另一個(gè)，以獲得對(duì)于所述第一和所述第二時(shí)間部分的所述原始信號(hào) (115)；頻譜轉(zhuǎn)換器(120)，所述頻譜轉(zhuǎn)換器(120)用于將所述原始信號(hào)(115)轉(zhuǎn)換為原始信號(hào) 頻譜表示(125)；原始信號(hào)處理器(130)，所述原始信號(hào)處理器(130)用于響應(yīng)頻譜域頻譜帶復(fù)制參數(shù) (132)處理原始信號(hào)頻譜表示，以獲得已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示(135)；以及組合器(140)，所述組合器(140)用于將具有所述第一頻帶O01)中的信號(hào)分量的所 述音頻信號(hào)(105)或源于所述音頻信號(hào)(105)的信號(hào)與所述已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示 (135)或與源于所述已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示(13 的另一信號(hào)相組合，以獲得所述合 成音頻信號(hào)(145)。
2.如權(quán)利要求1所述的音頻信號(hào)合成器，其中，所述至少兩個(gè)修補(bǔ)算法在下列方面彼 此不同在所述第一頻帶O01)中的頻率下所述音頻信號(hào)(10 的信號(hào)分量被修補(bǔ)為所述 第二頻帶Q02)中的目標(biāo)頻率，且對(duì)于所述兩個(gè)修補(bǔ)算法，所述目標(biāo)頻率不同。
3.如權(quán)利要求1或2所述的音頻信號(hào)合成器，其中所述補(bǔ)丁生成器(110)適于對(duì)于兩 個(gè)修補(bǔ)算法均在時(shí)域中操作，或其中所述補(bǔ)丁生成器包含用于將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻譜表示 的轉(zhuǎn)換器、用于將所述頻譜表示中的信號(hào)轉(zhuǎn)換至?xí)r域的轉(zhuǎn)換器、及時(shí)域輸出接口，其中所述 補(bǔ)丁生成器適于對(duì)于至少一個(gè)修補(bǔ)算法在所述頻譜域中操作。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的音頻信號(hào)合成器，其中所述補(bǔ)丁生成器(110)適于產(chǎn)生 所述原始信號(hào)(11 ，以便所述原始信號(hào)(11 包括所述第一頻帶(201)中的另一些信號(hào)分 量，且所述另一些信號(hào)分量具有大于輸入至所述補(bǔ)丁生成器(110)的所述音頻信號(hào)(105) 的取樣率的取樣率，且其中所述頻譜轉(zhuǎn)換器適于將所述第二頻帶O02)中的信號(hào)分量及所 述第一頻帶O01)中的另一些信號(hào)分量轉(zhuǎn)換為所述原始信號(hào)頻譜表示(125)。
5.如權(quán)利要求4所述的音頻信號(hào)合成器，進(jìn)一步包括另一個(gè)頻譜轉(zhuǎn)換器(370)及另一 個(gè)組合器(IM)，所述另一個(gè)頻譜轉(zhuǎn)換器(370)適于將具有所述第一頻帶O01)中的信號(hào) 分量的所述音頻信號(hào)(10 轉(zhuǎn)換為另一個(gè)原始信號(hào)頻譜表示(123)，且所述另一個(gè)組合器 (124)適于將所述原始信號(hào)頻譜表示(125)與所述另一個(gè)原始信號(hào)頻譜表示(123)組合以 獲得組合的原始信號(hào)頻譜表示(1 )，且其中所述原始信號(hào)處理器(130)適于處理所述組 合的原始信號(hào)頻譜表示。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的音頻信號(hào)合成器，其中所述組合器(140)適于使用所述 另一個(gè)原始信號(hào)頻譜表示(123)作為源于所述音頻信號(hào)(105)的信號(hào)。。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的音頻信號(hào)合成器，其中所述音頻信號(hào)(10 及所述控制信息(11 被編碼至數(shù)據(jù)流中，進(jìn)一步包括解格式器，所述解格式器被配置為從所述數(shù)據(jù) 流獲得所述控制信息(112)。
8.如前述權(quán)利要求之一所述的音頻信號(hào)合成器，其中所述音頻信號(hào)及所述頻譜帶復(fù)制 參數(shù)(13 被編碼至數(shù)據(jù)流中，且其中所述原始信號(hào)處理器(130)適于從所述數(shù)據(jù)流獲得 所述頻譜帶復(fù)制參數(shù)(132)。
9.一種音頻信號(hào)編碼器，所述音頻信號(hào)編碼器用于從音頻信號(hào)(30 產(chǎn)生數(shù)據(jù)流 (345)，所述數(shù)據(jù)流(34 包括在第一頻帶O01)中的所述音頻信號(hào)(30 的分量、控制信 息(11 及頻譜帶復(fù)制參數(shù)(132)，所述音頻信號(hào)編碼器包括頻率選擇濾波器(310)，所述頻率選擇濾波器(310)用于產(chǎn)生所述第一頻帶(201)中的 所述音頻信號(hào)(30 的分量；生成器，所述生成器用于從在第二頻帶O02)中的所述音頻信號(hào)(30 的分量產(chǎn)生所 述頻譜帶復(fù)制參數(shù)(132)；控制信息生成器(340)，所述控制信息生成器(340)用于產(chǎn)生所述控制信息(112)，所 述控制信息(11 從第一修補(bǔ)算法或不同的第二的修補(bǔ)算法中識(shí)別優(yōu)選的修補(bǔ)算法，其中 每一個(gè)修補(bǔ)算法使用所述第一頻帶O01)中的所述音頻信號(hào)(30 的分量產(chǎn)生具有所述第 二復(fù)制頻帶O02)中的信號(hào)分量的原始信號(hào)(115)。
10.如權(quán)利要求9所述的音頻信號(hào)編碼器，進(jìn)一步包括用于分析(307)所述音頻信號(hào) (305)以提供所述音頻信號(hào)特性的裝置，所述用于分析(307)的裝置適于識(shí)別針對(duì)具有聲 音程度的時(shí)間部分的非諧波信號(hào)分量或針對(duì)區(qū)分的時(shí)間部分的諧波信號(hào)分量。
11.如權(quán)利要求9或10所述的音頻信號(hào)編碼器，其中所述控制信息生成器(340)適于 通過將所述音頻信號(hào)(305)與已修補(bǔ)的音頻信號(hào)(347)進(jìn)行比較，以對(duì)于所述第一修補(bǔ)算 法及所述第二修補(bǔ)算法識(shí)別優(yōu)選的修補(bǔ)算法，其中通過響應(yīng)于頻譜帶復(fù)制參數(shù)(13 利用 頻譜帶復(fù)制工具C346)施加原始信號(hào)調(diào)整，從涉及所述第一修補(bǔ)算法及第二修補(bǔ)算法的不 同原始信號(hào)(；344)得出不同的已修補(bǔ)的音頻信號(hào)(347)。
12.—種數(shù)據(jù)流，所述數(shù)據(jù)流用于通過傳輸線路傳輸或用于儲(chǔ)存，所述數(shù)據(jù)流包含已編碼的音頻信號(hào)(105)，所述已編碼的音頻信號(hào)(105)在第一頻帶O01)中；控制信息(112)，所述控制信息(11 從第一修補(bǔ)算法或不同的第二修補(bǔ)算法中識(shí) 別修補(bǔ)算法，其中每個(gè)修補(bǔ)算法使用在所述第一頻帶O01)中的所述已編碼的音頻信號(hào) (305)的分量產(chǎn)生具有第二復(fù)制頻帶O02)中的信號(hào)分量的原始信號(hào)(11 ；及頻譜帶復(fù)制參數(shù)(132)。
13.一種用于產(chǎn)生具有第一頻帶及源于所述第一頻帶的第二復(fù)制頻帶的合成音頻信號(hào) 的方法，包含以下步驟執(zhí)行至少兩個(gè)不同的修補(bǔ)算法，其中每一個(gè)修補(bǔ)算法使用具有所述第一頻帶O01)中 的信號(hào)分量的音頻信號(hào)(10 以產(chǎn)生具有所述第二復(fù)制頻帶(20 中的信號(hào)分量的原始信 號(hào)(115)，且其中執(zhí)行所述修補(bǔ)以響應(yīng)于對(duì)于第一時(shí)間部分的控制信息(112)選定所述至 少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法中的一個(gè)，且響應(yīng)于對(duì)于不同于所述第一時(shí)間部分的第二時(shí)間部分的 所述控制信息(11 選定所述至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法中的另一個(gè)，以獲得對(duì)于所述第一時(shí) 間部分及所述第二時(shí)間部分的所述原始信號(hào)(115)；將所述原始信號(hào)(115)轉(zhuǎn)換為原始信號(hào)頻譜表示(125)；響應(yīng)于頻譜域頻譜帶復(fù)制參數(shù)(13 處理所述原始信號(hào)頻譜表示(125)以獲得已調(diào)整 的原始信號(hào)頻譜表示(135)；以及將具有所述第一頻帶O01)中的信號(hào)分量的所述音頻信號(hào)(10 或源于所述音頻信號(hào) (105)的信號(hào)與所述已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示(135)或與源于所述已調(diào)整的原始信號(hào)頻 譜表示(135)的另一信號(hào)相組合，以獲得所述合成音頻信號(hào)。
14.一種用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的方法，所述數(shù)據(jù)流包括第一頻帶O01)中的音頻信號(hào)的分 量、控制信息及頻譜帶復(fù)制參數(shù)，所述方法包含以下步驟頻率選擇過濾所述音頻信號(hào)(305)以產(chǎn)生所述第一頻帶O01)中的所述音頻信號(hào) (305)的分量；從第二頻帶O02)中的所述音頻信號(hào)(305)的分量產(chǎn)生所述頻譜帶復(fù)制參數(shù)(132)；產(chǎn)生從第一修補(bǔ)算法或不同的第二修補(bǔ)算法識(shí)別優(yōu)選修補(bǔ)算法的所述控制信息 (112)，其中每一個(gè)修補(bǔ)算法使用所述第一頻帶O01)中的所述音頻信號(hào)(30 的分量以產(chǎn) 生具有所述第二復(fù)制的頻帶O02)中的信號(hào)分量的原始信號(hào)(115)。
15.一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序用于當(dāng)在處理器上運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行權(quán)利要求13或 14所述的方法。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，音頻信號(hào)合成器產(chǎn)生具有第一頻帶及源于該第一頻帶的第二合成頻帶的合成音頻信號(hào)。音頻信號(hào)合成器包含補(bǔ)丁生成器、頻譜轉(zhuǎn)換器、原始信號(hào)處理器及組合器。補(bǔ)丁生成器執(zhí)行至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法，其中每一個(gè)修補(bǔ)算法使用具有第一頻帶中信號(hào)分量的音頻信號(hào)產(chǎn)生具有第二合成頻帶中信號(hào)分量的原始信號(hào)。補(bǔ)丁生成器適于響應(yīng)第一時(shí)間部分的控制信息選擇至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法中的一個(gè)且響應(yīng)不同于第一時(shí)間部分的第二時(shí)間部分的控制信息選擇該至少兩個(gè)不同修補(bǔ)算法中的另一個(gè)以獲得對(duì)應(yīng)于第一時(shí)間部分及第二時(shí)間部分的該原始信號(hào)。頻譜轉(zhuǎn)換器將原始信號(hào)轉(zhuǎn)換為原始信號(hào)頻譜表示。原始信號(hào)處理器響應(yīng)頻譜域頻譜帶復(fù)制參數(shù)處理原始信號(hào)頻譜表示以獲得已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示。組合器將具有第一頻帶中的信號(hào)分量的音頻信號(hào)或源于該音頻信號(hào)的信號(hào)與已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示或與源于已調(diào)整的原始信號(hào)頻譜表示的另一信號(hào)相組合以獲得合成音頻信號(hào)。
文檔編號(hào)G10L21/02GK102089816SQ200980127095
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者烏爾里克·克雷默, 伯恩哈特·格里爾, 史蒂芬·韋伯尼克, 尼古拉斯·里特爾博謝, 弗雷德里克·納格爾, 薩沙·迪施, 馬克斯·諾伊恩多夫 申請(qǐng)人:弗朗霍夫應(yīng)用科學(xué)研究促進(jìn)協(xié)會(huì)