專利名稱：一種信號去噪的方法和裝置及音頻解碼系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及音頻編解碼技術領域，具體而言是涉及一種信號去噪的方法和裝置及 音頻解碼系統。
背景技術：
許多寬帶或寬帶以上的音頻編解碼器，當碼率較低的時候，寬帶或者超寬帶部分 的頻譜使用BWE (Band Width Extension，帶寬擴展)參數編碼，BTO參數編碼的特點是比特 使用少，帶寬有保證，質量可接受；當碼率較高的時候，將寬帶或者超寬帶部分的頻譜進行 量化編碼，量化編碼的特點是比特使用較多，精度較高，質量較好。現有技術的支持寬帶或者超寬帶的音頻編解碼系統的結構圖參考圖1和圖2。圖 1為現有技術的一種支持寬帶或者超寬帶的音頻編碼系統的結構圖，如圖1所示，編碼系統 采用了分層結構核心編碼器編碼低頻的信息，輸出第一層碼流；BWE編碼器使用較少的比 特編碼高頻帶頻譜，輸出第二層碼流；量化編碼器使用剩下的比特量化編碼高頻帶頻譜，輸 出第三層碼流。圖2為現有技術的一種支持寬帶或者超寬帶的音頻解碼系統的結構圖，如圖2所 示，解碼系統也采用了分層結構核心解碼器用于解碼低頻的第一層碼流的信息；BWE解碼 器用于解碼帶寬擴展的第二層碼流的信息；去量化解碼器用于解碼去量化高頻帶剩下比特 的第三層碼流的信息；最后解碼系統將三層碼流的頻帶合成，輸出頻帶合成后的音頻信號， 由于一般核心解碼器輸出的信號為時域信號，BWE解碼器、去量化解碼器輸出的信號為頻域 信號，所以在頻帶合成時，會把第二、第三層碼流的頻域信號轉換為時域信號，以便輸出頻 帶合成后的時域的音頻信號。在解碼過程中，對于高頻帶頻譜信號，解碼系統在碼率較低的情況下可以只解碼 出第二層碼流，得到BTO編碼的信息，保證基本的高頻帶質量；在碼率較高的情況下，可以 進一步解碼出第三層碼流，獲得更好的高頻帶質量。在這種分層結構中，很多情況下，由于第三層碼流留給頻譜量化編碼的比特數不 足，量化器會進行比特分配，向一些重要的頻帶分配較多的比特數進行高精度量化，而向一 些不太重要的頻帶分配較少的比特數進行精度較低的量化，甚至向一些更不重要的頻帶不 分配比特，也就是說，對這部分更不重要的頻帶量化器不進行量化。這部分未被量化的頻帶的頻譜，在現有技術中，有幾種處理方法1.保留BWE的頻 譜；2.復制一部分去量化得到的頻譜，并經能量調整后，填充在未量化的部分；3.將未量化 的頻譜設置為零或直接用噪聲填充。在實現本發明過程中，發明人發現現有技術由于以下一種或幾種原因將引起明顯 的噪聲和較差的聽覺效果1、如果在未被量化的頻帶的頻譜上保留BWE的頻譜，會導致量化的頻譜與未量化 的頻帶的頻譜上保留下來的BWE的頻譜，在位置信息和/或能量信息上不匹配，從而引入噪 聲；2、如果大量頻譜未量化，而將其置為零或者用噪音填充，會在未量化的頻帶的頻譜上直接引入噪聲。由于以上的不匹配或者置零和噪聲填充，都會在解碼后頻帶合成時引入一些 噪聲，降低音頻信號的聽覺效果。
發明內容
本發明實施例提供了一種信號去噪的方法和裝置及音頻解碼系統，能夠減少解碼 后頻帶合成的噪聲，提高聽覺效果。具體地，本發明實施例提供的信號去噪的方法，包括根據待調整頻譜系數所在幀 的幀間相關性的高低，選擇與待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數；采用選擇的 至少兩個頻譜系數與所述待調整頻譜系數進行加權，獲取待調整頻譜系數的預測值；利用 獲取的預測值對解碼信號進行頻譜調整，輸出調整后的解碼信號。本發明實施例提供的信號去噪的裝置，包括選擇單元，用于根據待調整頻譜系數 所在幀的幀間相關性的高低，選擇與待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數；加權 單元，用于采用所述選擇單元選擇的至少兩個頻譜系數與所述待調整頻譜系數進行加權， 獲取待調整頻譜系數的預測值；調整輸出單元，用于利用所述加權單元獲取的預測值對解 碼信號進行頻譜調整，輸出調整后的解碼信號。本發明實施例提供的音頻解碼系統，包括核心解碼器、帶寬擴展解碼器、去量化解 碼器和上述的信號去噪裝置，其中，所述核心解碼器用于解碼低頻的第一層碼流的信息；所 述帶寬擴展解碼器用于解碼帶寬擴展的第二層碼流的信息；所述去量化解碼器用于解碼去 量化高頻帶剩下比特的第三層碼流的信息；所述信號去噪裝置，用于接收所述帶寬擴展解 碼器和所述去量化解碼器輸出的解碼后的信息，在解碼后的信息中，確定待調整頻譜系數， 并根據獲取的待調整頻譜系數的預測值，調整解碼后信息中的頻譜系數。由以上本發明實施例提供的技術方案可知，通過對待調整頻譜系數加權至少兩個 相關的頻譜系數，來獲取待調整頻譜系數的預測值，并根據該待調整頻譜系數的預測值調 整解碼信號的頻譜，使預測的頻譜系數(即待調整頻譜系數的預測值)與其他相關的頻譜 系數相互適應，從而使由不同量化精度得到的頻譜系數相互適配，增加了解碼信號頻譜的 平滑度，減少了解碼后頻帶合成的噪聲，使頻帶合成后的音頻信號能夠達到更好的聽覺效^ o
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有的音頻編碼系統的結構圖；圖2為現有的音頻解碼系統的結構圖；圖3為本發明實施例一提供的一種信號去噪的方法流程示意圖；圖4為本發明實施例二提供的一種信號去噪的方法流程示意圖；圖5為本發明實施例四提供的一種信號去噪的裝置結構示意圖；圖6為本發明實施例五提供的一種音頻解碼系統的結構圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例一參見圖3，本發明實施例提供一種信號去噪的方法，包括步驟31，根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性的高低，選擇與待調整頻譜系 數相關性高的至少兩個頻譜系數；步驟32，采用選擇的至少兩個頻譜系數與待調整頻譜系數進行加權，獲取待調整 頻譜系數的預測值；步驟33，利用獲取的預測值對解碼信號進行頻譜調整，輸出調整后的解碼信號。本發明實施例提供的信號去噪的方法，通過對待調整頻譜系數加權至少兩個相關 的頻譜系數，來獲取待調整頻譜系數的預測值，并根據該待調整頻譜系數的預測值調整解 碼信號的頻譜，使預測的頻譜系數(即待調整頻譜系數的預測值)與其他相關的頻譜系數 相互適應，從而使由不同量化精度得到的頻譜系數相互適配，增加了解碼信號頻譜的平滑 度，減少了解碼后頻帶合成的噪聲，使頻帶合成后的音頻信號能夠達到更好的聽覺效果。實施例二參見圖4，本發明實施例提供的一種信號去噪的方法，包括步驟41，根據頻譜系數的量化精度確定解碼信號中的待調整頻譜系數。在解碼端，當核心解碼器、BWE解碼器和去量化解碼器分別對接收的編碼信號進行 解碼后，輸出解碼信號，該解碼信號是由核心解碼器輸出的低頻信號、BWE解碼器輸出的帶 寬擴展高頻信號和去量化解碼器輸出的其他高頻信號組成，其中，BWE解碼器輸出的帶寬擴 展高頻信號和去量化解碼器輸出的其他高頻信號是頻域信號。確定的待調整頻譜系數可以 包括未被量化的頻譜系數，和/或量化精度低于某個量化精度閾值的頻譜系數，這里的量 化精度閾值可以根據需要設定。例如，對于標量量化，如果解碼信號的最少比特率為lbit/頻點，則當一個頻點只 對應lbit的頻譜系數時(即該頻點的比特率為lbit/頻點)，這lbit只能表示頻點的符 號信息，沒有bit位(即Obit)表示頻點的幅度信息，所以比特率為lbit/頻點的頻點沒 有幅度大小信息(可以認為該頻點的量化精度為0)，該頻點未被量化，則確定該比特率為 lbit/頻點的頻點為需要調整的頻點。對于矢量量化，可以首先確定頻點所在矢量的平均量 化精度，如果量化精度小于某下限閾值，如o. 5bit/頻點，則確定該矢量內所有頻點都需要 調整；如果平均量化精度大于某上限閾值，如2bit/頻點，則確定該矢量內所有頻點都不需 要調整；如果平均量化精度介于兩者之間，如介于0. 5bit/頻點和2bit/頻點之間，則進一 步判斷該矢量內是否有頻點未被矢量量化，如果有，則這些未被矢量量化的頻點確定為需 要調整，否則不需要調整。步驟42，根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性的高低，從高幀間相關性、低幀 間相關性、中幀間相關性三種加權模式中選擇一種加權模式。
幀間相關性的高低可根據與相關性有關的參數來判斷，例如，一種BWE算法，這種 算法是利用幀類型表征其幀間相關性大小瞬態類型幀代表幀間相關性低；諧波類型幀代 表幀間相關性高；普通類型幀則代表幀間相關性中。在上述的BWE算法中，幀類型是與相關 性有關的參數，根據幀類型即可確定幀間相關性的高低，從而確定加權模式。當然，也可以通過計算確定幀間相關性的高低，例如，首先根據一定的相關性計算 方法計算待調整頻譜系數所在幀與相鄰幀的相關性，如果相關性大于上限閾值，則待調整 頻譜系數所在幀的幀間相關性高；如果相關性小于下限閾值，則待調整頻譜系數所在幀的 幀間相關性低；其他情況下，例如相關性介于上限閾值和下限閾值之間，則待調整頻譜系數 所在幀的幀間相關性中。在步驟42中，是根據幀間相關性的高低選用不同的加權模式當幀間相關性高 時，選擇高幀間相關性加權模式；當幀間相關性低時，選擇低幀間相關性加權模式；當幀間 相關性中時，選擇中幀間相關性加權模式。不同的加權模式對應不同的加權權重，用于對幀 間頻譜系數和幀內頻譜系數進行加權。一般的，幀間相關性越高，則幀間頻譜系數的加權 權重越高，幀內頻譜系數的加權權重越低；巾貞間相關性越低，則幀間頻譜系數的加權權重越 低，幀內頻譜系數的加權權重越高。也即是說，幀間頻譜系數的加權權重與幀間相關性成正比，幀內頻譜信息的加權 權重與幀間相關性成反比。對于高幀間相關性的幀，其幀間頻譜系數權重較大，幀內頻譜系 數權重較小或置零；對于低幀間相關性的幀，其幀內頻譜系數權重較大，幀間頻譜系數權重 較小或置零；對于中幀間相關性的幀，其幀內和幀間頻譜系數權重的大小可以由幀間和幀 內相關性的高低比較確定。步驟43，根據選擇的加權模式，確定與待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜 系數。當步驟42選擇了加權模式，根據加權模式確定與待調整頻譜系數相關性高的至 少兩個頻譜系數可以為當選擇了高幀間相關性加權模式，則表明幀間相關性高，此時可以 從與待調整頻譜系數所在幀相鄰的幀中確定至少兩個頻譜系數；當選擇了低幀間相關性加 權模式，則表明幀間相關性低，此時可以從待調整頻譜系數所在幀中確定至少兩個頻譜系 數；當選擇了中幀間相關性加權模式，則表明幀間相關性中，此時可以同時從待調整頻譜系 數所在幀中和與待調整頻譜系數所在幀相鄰的幀中確定至少兩個頻譜系數。步驟44，采用確定的至少兩個頻譜系數與待調整頻譜系數進行加權，獲取待調整 頻譜系數的預測值。采用確定的至少兩個頻譜系數與待調整頻譜系數進行加權的方法可以是利用以 下至少一種信息的加權值來預測1.去量化解碼器輸出的量化頻譜系數；2.BTO解碼器輸 出的帶寬擴展頻譜系數；3.已有預測所得到的頻譜系數的預測值。其中，頻譜系數與其對 應的加權權重的乘積即是頻譜系數的加權值；由于待調整頻譜系數可以是未量化的頻點對 應的頻譜系數，因此步驟44中采用至少兩個頻譜系數與待調整頻譜系數進行加權時，待調 整頻譜系數的加權值可以為0，即只采用確定的至少兩個頻譜系數的加權值來獲取待調整 頻譜系數的預測值。具體地，對高幀間相關性加權模式，根據以下至少一種信息的加權值來預測頻譜 系數(1)以前幀的預測值；(2)以前幀的量化頻譜系數；(3)以前幀的帶寬擴展頻譜系數。
對低幀間相關性加權模式，根據以下至少一種信息的加權值來預測頻譜系數(1) 當前幀的量化頻譜系數；(2)當前幀的帶寬擴展頻譜系數；(3)當前幀已有的預測值。對中幀間相關性加權模式，根據以下至少一種信息的加權值來預測頻譜系數(1) 以前幀或當前幀已有的預測值；(2)以前幀或當前幀的量化頻譜系數；(3)以前幀或當前幀 的帶寬擴展頻譜系數。需要說明的是，上述每種頻譜信息的加權權重也可根據待調整頻點的量化精度做 相應的調整。做加權預測時，如果待調整頻譜系數有量化結果，則對此量化結果仍可進行加 權預測，且其加權權重與該頻譜系數的量化精度成正比。步驟45，控制獲取的預測值的能量，對解碼信號進行頻譜調整。本步驟首先確定出待調整頻譜系數能量的上限閾值，然后控制調整后的頻譜系數 的能量在小于或等于所述上限閾值的范圍內。上限閾值可以根據待調整頻譜系數所在范圍 的量化誤差或最小非零量化值來確定，其中量化誤差或最小非零量化值可以通過現有技術 獲得，這里不再贅述。控制獲取的預測值的能量，對解碼信號進行頻譜調整可以是根據上限閾值，修正 待調整頻譜系數的預測值，獲得待調整頻譜系數的修正值，該修正值的能量在小于或等于 所述上限閾值的范圍內，采用修正值對解碼信號進行頻譜調整，其中，當預測值小于或等于 上限閾值時修正值等于預測值，當預測值大于上限閾值時修正值等于上限閾值。具體的，如果預測后的頻點的頻譜系數能量大于待調整頻譜系數能量的上限閾 值，提取(或估計)該頻點的量化誤差大小min_D或最小量化值(指量化頻譜系數中不包 括零點的最小的幅度值)min_Q，作為上限閾值thr，并根據實際情況確定閾值系數a (a < = 1)。如果待調整頻譜系數的預測值的能量大于aXthr，則將預測值的能量調整至小于或等 于aXthr。在這里，閾值系數a的確定可以使用根據實驗統計出來的經驗值，也可以由量化 精度來控制a的大小。且，量化精度越低，閾值系數a的值越大，當量化精度高于某一頻點時，控制閾值 系數a的值由1至某一小于1的數值。例如，量化精度高于1. 5bit/頻點時，設thr = min_ D,a = 0. 7 ；量化精度低于0. 5bit/頻點時，設thr = min_Q,a = 1 ；量化精度大于0. 5bit/ 頻點，小于1. 5bit/頻點時，設thr = min_D, a = 1。通過本發明提供的信號去噪的方法，通過頻譜系數的量化精度確定待調整頻譜系 數，根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性的高低選擇不同的加權模式，根據選擇的加 權模式，確定與待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數，對待調整頻譜系數加權來 獲取待調整頻譜系數的預測值，并控制獲取的預測值的能量，對解碼信號進行頻譜調整，使 得預測的頻譜系數(即待調整頻譜系數的預測值)與其他相關的頻譜系數相互適應，從而 使由不同量化精度得到的頻譜系數相互適配，增加了解碼信號頻譜的平滑度，減少了解碼 后頻帶合成的噪聲，使頻帶合成后的音頻信號能夠達到更好的聽覺效果。實施例三本實施例提供了對待調整頻譜系數進行加權預測的方法，對不同加權模式下可使 用的頻譜信息進行說明，包括假設幀內頻譜信息為f_irmer [n]，幀內的加權權重為wjrmer [n]，幀間頻譜信 息為f_inter[n]，幀間的加權權重為W_inter [n]，其中0彡n彡N，N為一幀具有的最大頻點數；若頻點n的頻譜系數為待調整頻譜系數，則頻點n的頻譜系數的預測值f[n]，使用公 式表示如式1 f [n] = w_inner
X f_inner
+w_inner [ 1 ] X f_inner [ 1 ]+ +w_ inner [N]X f_inner[N]+w_inter
X f_inter
+w_inter[1]Xf_inter[1]+ +w_ inter [N] Xf_inter[N]式 1其中，幀內的加權權重wjrmer [n]與幀內相關性成正比；幀間的加權權重w_ inter [n]與幀間相關性成正比；且所有加權權重之和為1。下面以一個具體例子說明如何對待調整頻譜系數進行加權預測。假設當前幀中頻點n的量化頻譜系數fQ[n]被確定為待調整頻譜系數，當前幀 中頻點n的帶寬擴展頻譜系數為fB[n]；當前幀的上一幀中頻點n的量化頻譜系數表示為 fS[l] [n]，上上一幀中頻點n的量化頻譜系數表示為fS
[n]；當前幀中頻點n的量化頻 譜系數的預測為f [n]。以上頻譜系數或者預測值都可以是0或非零數，當fQ[n]為零時則 表示頻點n未量化。如果依據實施例二中的步驟41確定一頻點17需要做調整，并對該頻點所在幀依 據步驟42選用不同的加權模式，針對不同的加權模式情況可進行如下的處理，其中頻點 16、頻點18為頻點17的相鄰頻點A、對于低幀間相關性加權模式如果fQ[17]未量化，M f [17] = (fB[17]+fQ[16]+fQ[18])/3,此時，fB[17]、 fQ[16]、fQ[18]為確定的與待調整頻譜系數相關性高的頻譜系數，B[17]、fQ[16]、fQ[18] 的加權權重分別為1/3、1/3、1/3，以下其他加權預測公式中的含義與此處類似，不再贅述；如果fQ[17]量化精度很低，則 f[17] = (0. 4XfB[17]+fQ[17]+0. 8XfQ[16]+0. 8 XfQ[18])/3 ；B、對于高幀間相關性加權模式如果fQ[17]未量化，則 f[17] = (fS
[17]+fS[l][17])/2；如果fQ[17]量化精度很低，則f [17] = (0. 3XfS
[17]+0. 7XfS[l] [17]+fQ[17])/2 ；C、對于中幀間相關性加權模式如果fQ[17]未量化，則 f[17] = (fB[17]+fQ[16]+fQ[18]+fS[l] [16]+fS[l] [17]+fS[l] [18])/6 ；如果fQ[17]量化精度很低，則 f [17] = (2. 5XfB[17]+fQ[16]+fQ[18]+0. 5XfS[ 1] [16]+0. 5XfS[l] [17]+0. 5XfS[l] [18])/6。上述示例中的加權權重與取值頻點范圍均來自實驗結果，即經驗值，而且在不同 場景的實際應用中，加權權重和取值頻點的選擇會由于場景不同而不同，比如不同的核心 編碼器將具有不同的帶寬擴展范圍。因此上述的幀間頻譜信息、幀內頻譜信息的取值范圍 和加權權重的具體數值可以根據不同場景的實驗來確定。實施例三提供的對待調整頻譜系數進行加權預測的方法，采用了具體的加權權 重、頻譜系數和計算公式進行說明，這些具體的加權權重、頻譜系數和計算公式只是一種根 據經驗值得出的比較好的實現方式，而不構成對本發明保護范圍的限定，在實際中可以根 據具體情況靈活的調整這些具體的加權權重、頻譜系數和計算公式，這些都為不背離本發
10明的擴展和變形，都屬于本發明保護的范圍。實施例三提供的對待調整頻譜系數進行加權 預測的方法可以應用于本發明各實施例中，對待調整頻譜系數進行加權預測，并獲取待調 整頻譜系數的預測值。本發明提供的另一個實施例中，提供一種信號去噪方法，在此以BWE算法與8維格 形矢量量化適配為例進行說明，但并不局限于此，本發明實施例提供的方法也可以適用于 其他的矢量量化，如4維量化等。首先計算8維矢量內的需調整頻譜系數的幅度上限閾值thr[i]，其中i代表第i 個8維矢量。如果第i個8維矢量是全零矢量，則thr[i]等于權值乘以該頻段頻域包絡值， 所述頻域包絡值可以為連續兩個或兩個以上的頻域系數的幅度值的加權和或均值等，加權 系數可以由窗函數求得，也可以由其它算術公式求得；如果第i個8維矢量不是全零矢量， 則thr[i]等于權值乘以該矢量內的最小非零量化值。此處兩個權值可以為根據實驗所得 經驗值。為敘述方便，以下將待調整頻譜系數所在幀稱為當前幀。如果當前幀和前一幀都是諧波幀，即具有高幀間相關性。則當前一幀矢量有頻譜 系數被解碼出，而當前幀相應頻段的矢量沒有頻譜系數被解碼出時，待調整頻譜系數的恢 復方法可以為如果前一幀的前一幀量化頻譜系數幅度比前一幀對應的量化頻譜系數的幅 度大給定的倍數(如兩倍)時，待調整的頻譜系數的幅度為當前幀BWE頻譜系數的幅度與 前一幀對應的量化頻譜系數的幅度的加權和，符號為當前幀BWE頻譜系數的符號；否則，即 如果前一幀的前一幀對應的量化頻譜系數幅度沒有比前一幀對應的量化頻譜系數的幅度 大給定的倍數時，待調整頻譜系數的幅度為前一幀的前一幀對應的量化頻譜系數的幅度、 前一幀對應的量化頻譜系數的幅度，及當前幀BWE頻譜系數的幅度的加權和，符號為當前 幀BWE頻譜系數的符號。如果當前幀或者前一幀是瞬態幀，即具有低幀間相關性。如果某頻點的頻譜系數 沒有被解碼出，該頻點的待調整頻譜系數的恢復方法可以為求當前頻點的BWE頻譜系數 的幅度與相鄰頻點的量化頻譜系數的幅度的加權平均值En，作為待調整頻譜系數的幅度。 此處當前頻點為待調整頻譜系數所在頻點，可以稱為待調整頻點，相鄰頻點可以為同一幀 內比待調整頻點頻率高或頻率低的頻點，可以為一個或幾個。如果En大于閥值thr[i]，則 將En設為thr [i]，即將待調整頻譜系數的幅度設為thr [i]。待調整頻譜系數的符號為該 頻點的BWE頻譜系數的符號。將待調整頻譜系數的幅度乘以待調整頻譜系數的符號作為該 頻點的調整結果。如果當前幀類型不屬于以上兩種情況，即具有中幀間相關性。如果某頻點的頻譜 系數沒有被解碼出，該頻點的待調整頻譜系數的恢復方法可以為將當前頻點的BWE頻譜 系數的幅度、當前幀中與當前頻點相鄰頻點的BWE頻譜系數的幅度、當前幀的前一幀對應 頻點的量化頻譜系數的幅度，以及前一幀對應頻點的相鄰頻點的量化頻譜系數的幅度加權 求平均值En，作為待調整頻譜系數的幅度。此處當前頻點為待調整頻譜系數所在頻點，可以 稱為待調整頻點，相鄰頻點可以為同一幀內比待調整頻點頻率高或頻率低的頻點，可以為 一個或幾個。如果En大于閥值thr [i]，則將En設為thr [i]，即將待調整頻譜系數的幅度 設為thr[i]。待調整頻譜系數的符號為該頻點的BTO頻譜系數的符號。將待調整頻譜系數 的幅度乘以待調整頻譜系數的符號作為該頻點調整結果。
對于全零矢量和非全零矢量中的零點，加權運算時的加權系數或有所不同，以控 制頻譜系數調整的程度，使其既不影響量化頻譜系數的聽覺分辨率，又不引入額外噪聲。實施例四在前述方法實施例的基礎上，本發明還提供一種信號去噪的裝置實施例，參見圖 5，包括選擇單元51，用于根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性的高低，選擇與待調 整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數；加權單元52，用于采用所述選擇單元51選擇的至少兩個頻譜系數與所述待調整 頻譜系數進行加權，獲取待調整頻譜系數的預測值；調整輸出單元53，用于利用所述加權單元52獲取的預測值對解碼信號進行頻譜 調整，輸出調整后的解碼信號。在選擇單元51根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性的高低，選擇與待調整 頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數之前，還需根據頻譜系數的量化編碼精度確定待調 整頻譜系數。因此所述裝置還包括預測點確定單元50，用于根據頻譜系數的量化編碼精度確定待調整頻譜系數，所 述確定的待調整頻譜系數包括未被量化的頻譜系數，和/或量化精度低于量化精度閾值 的頻譜系數。一種實施例方式，所述選擇單元51包括加權模式選擇模塊511，用于根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性的高低，從 高幀間相關性、低幀間相關性、或中幀間相關性三種加權模式中選擇一種加權模式；相關頻譜選擇模塊512，用于根據所述加權模式選擇模塊511選擇的加權模式，確 定與所述待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數。所述加權單元52包括如下任一模塊高相關加權模塊521，用于對高幀間相關性的加權模式，根據以下至少一種信息的 加權值來獲取待調整頻譜系數的預測值(1)以前幀的預測值；(2)以前幀的量化頻譜系 數；(3)以前幀的帶寬擴展頻譜系數；或者，低相關加權模塊522，用于對低幀間相關性的加權模式，根據以下至少一種信息的 加權值來獲取待調整頻譜系數的預測值(1)當前幀的量化頻譜系數；(2)當前幀的帶寬擴 展頻譜系數；(3)當前幀已有的預測值；或者，中相關加權模塊523，用于對中幀間相關性的加權模式，根據以下至少一種信息的 加權值來獲取待調整頻譜系數的預測值(1)以前幀或當前幀的預測值；(2)以前幀或當前 幀的量化頻譜系數；(3)以前幀或當前幀的帶寬擴展頻譜系數。需要說明的是，以上各相關加權模塊中所使用到的頻譜信息的加權權重，由待調 整頻譜系數的量化精度所控制，頻譜信息的量化精度越高其對應的加權權重越大，且其加 權權重與該頻譜系數的量化精度成正比。其中，頻譜系數與其對應的加權權重的乘積即是 頻譜系數的加權值。因此，上述的加權單元52中還包括權重控制模塊520，用于根據待調整頻譜系數的量化精度控制頻譜信息的加權權 重，頻譜信息的量化精度越高其對應的加權權重越大。
12
如果預測后的頻點的頻譜系數能量大于待調整頻譜系數能量的上限閾值，則需要 控制調整后的頻譜系數的能量在小于或等于所述上限閾值的范圍內。因此，上述的調整輸 出單元53還包括修正模塊530，用于根據待調整頻譜系數能量的上限閾值和獲取的預測值生成待 調整頻譜系數的修正值，利用所述修正值對解碼信號進行頻譜調整；其中，待調整頻譜系數 的修正值的能量小于或等于所述待調整頻譜系數能量的上限閾值。本發明實施例提供的信號去噪的裝置，通過加權單元對待調整頻譜系數加權由選 擇單元選擇的至少兩個相關的頻譜系數，來獲取待調整頻譜系數的預測值，并由調整輸出 單元根據該待調整頻譜系數的預測值調整解碼信號的頻譜后，輸出調整后的解碼信號；使 得預測的頻譜系數(即待調整頻譜系數的預測值)與其他相關的頻譜系數相互適應，從而 使由不同量化精度得到的頻譜系數相互適配，增加了解碼信號頻譜的平滑度，減少了解碼 后頻帶合成的噪聲，使頻帶合成后的音頻信號能夠達到更好的聽覺效果。實施例五在上述裝置實施例的基礎上，本發明實施例還提供一種音頻解碼系統，參見圖6， 包括核心解碼器61、帶寬擴展解碼器62、去量化解碼器63和信號去噪裝置60，其中，所述核 心解碼器61，用于解碼低頻的第一層碼流的信息；所述帶寬擴展解碼器62，用于解碼帶寬 擴展的第二層碼流的信息；所述去量化解碼器63，用于解碼去量化高頻帶剩下比特的第三 層碼流的信息；所述信號去噪裝置60可以為上述本發明實施例提供的信號去噪裝置，用于接收 所述帶寬擴展解碼器和所述去量化解碼器輸出的解碼后的信息，根據解碼后的第二層碼流 和第三層碼流的信息，確定待調整頻譜系數，并根據獲取的待調整頻譜系數的預測值，調整 解碼后的第三層碼流的信息中的頻譜系數。更具體地可以參見上述的裝置實施例，在此不 再贅述。需要說明的是，本發明實施例中的方法可以軟件功能模塊的形式實現，并且該軟 件功能模塊作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。 上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。本發明實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單 獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用 硬件的形式實現，也可以采用軟件功能模塊的形式實現。所述集成的模塊如果以軟件功能 模塊的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介 質中。上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。上述具體實施例并不用以限制本發明，對于本技術領域的普通技術人員來說，凡 在不脫離本發明原理的前提下，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的 保護范圍之內。
權利要求
一種信號去噪的方法，其特征在于，包括根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性，選擇與待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數；采用選擇的至少兩個頻譜系數與所述待調整頻譜系數進行加權，獲取待調整頻譜系數的預測值；利用獲取的預測值對解碼信號進行頻譜調整，輸出調整后的解碼信號。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據待調整頻譜系數所在幀的幀間 相關性，選擇與待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數的步驟之前，包括根據頻譜系數的量化編碼精度確定待調整頻譜系數，所述確定的待調整頻譜系數包 括未被量化的頻譜系數，和/或量化精度低于量化精度閾值的頻譜系數。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據待調整頻譜系數所在幀的幀間 相關性，選擇與待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數的步驟，包括根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性，從高幀間相關性、低幀間相關性、或中幀間 相關性三種加權模式中選擇一種加權模式；根據選擇的加權模式，確定與所述待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用選擇的至少兩個頻譜系數與待 調整頻譜系數進行加權，獲取待調整頻譜系數的預測值的步驟包括對高幀間相關性的加權模式，根據以下至少一種信息的加權值來獲取待調整頻譜系數 的預測值以前幀的預測值；以前幀的量化頻譜系數；以前幀的帶寬擴展頻譜系數；對低幀間相關性的加權模式，根據以下至少一種信息的加權值來獲取待調整頻譜系數 的預測值當前幀的量化頻譜系數；當前幀的帶寬擴展頻譜系數；當前幀已有的預測值；對中幀間相關性的加權模式，根據以下至少一種信息的加權值來獲取待調整頻譜系數 的預測值以前幀或當前幀的預測值；以前幀或當前幀的量化頻譜系數；以前幀或當前幀 的帶寬擴展頻譜系數。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用選擇的至少兩個頻譜系數與待 調整頻譜系數進行加權，獲取待調整頻譜系數的預測值的步驟還包括根據待調整頻譜系數的量化精度控制頻譜信息的加權權重，頻譜信息的量化精度越高 其對應的加權權重越大。
6.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述方法包括所述待調整頻譜系數所在幀和其前一幀都是諧波幀，所述待調整頻譜系數所在幀具有 高幀間相關性；如果所述前一幀的前一幀對應的量化頻譜系數幅度比所述前一幀對應的量化頻譜系 數的幅度大給定的倍數，待調整頻譜系數的幅度為所述待調整頻譜系數所在幀的帶寬擴展 頻譜系數的幅度與所述前一幀對應的量化頻譜系數的幅度的加權和，所述待調整頻譜系數 的符號為所述待調整頻譜系數所在幀的帶寬擴展頻譜系數的符號；如果前一幀的前一幀對應的量化頻譜系數幅度沒有比前一幀對應的量化頻譜系數的 幅度大給定的倍數，所述待調整頻譜系數的幅度為所述前一幀的前一幀對應的量化頻譜系 數的幅度、所述前一幀對應的量化頻譜系數的幅度，及所述待調整頻譜系數所在幀的帶寬 擴展頻譜系數的幅度的加權和，所述待調整頻譜系數的符號為所述待調整頻譜系數所在幀的帶寬擴展頻譜系數的符號。
7.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述方法包括所述待調整頻譜系數所在幀或其前一幀是瞬態幀，所述待調整頻譜系數所在幀具有低 幀間相關性；待調整頻譜系數的幅度為待調整頻點的帶寬擴展頻譜系數的幅度與相鄰頻點的量化 頻譜系數的幅度的加權平均值；若所述加權平均值大于待調整頻譜系數的幅度上限閾值， 則將所述待調整頻譜系數的幅度設為所述上限閾值；所述待調整頻譜系數的符號為所述待調整頻點的帶寬擴展頻譜系數的符號。
8.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述方法包括不屬于所述待調整頻譜系數所在幀和其前一幀都是諧波幀，或所述待調整頻譜系數所 在幀或其前一幀是瞬態幀的情況，所述待調整頻譜系數所在幀具有中幀間相關性；所述待調整頻譜系數的幅度為所述待調整頻點的帶寬擴展頻譜系數的幅度、所述待調 整頻點相鄰頻點的帶寬擴展頻譜系數的幅度、所述待調整頻點所在幀的前一幀對應頻點的 量化頻譜系數的幅度，以及所述前一幀對應頻點的相鄰頻點的量化頻譜系數的幅度的加權 平均值；若所述加權平均值大于待調整頻譜系數的幅度上限閾值，則將所述待調整頻譜系 數的幅度設為所述上限閾值；所述待調整頻譜系數的符號為所述待調整頻點的帶寬擴展頻譜系數的符號。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用獲取的預測值對解碼信號進行 頻譜調整包括根據待調整頻譜系數能量的上限閾值和獲取的預測值生成待調整頻譜系數的修正值， 利用所述修正值對解碼信號進行頻譜調整；其中，待調整頻譜系數的修正值的能量小于或 等于所述待調整頻譜系數能量的上限閾值。
10.一種信號去噪的裝置，其特征在于，包括選擇單元，用于根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性，選擇與待調整頻譜系數相 關性高的至少兩個頻譜系數；加權單元，用于采用所述選擇單元選擇的至少兩個頻譜系數與所述待調整頻譜系數進 行加權，獲取待調整頻譜系數的預測值；調整輸出單元，用于利用所述加權單元獲取的預測值對解碼信號進行頻譜調整，輸出 調整后的解碼信號。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括預測點確定單元，用于根據頻譜系數的量化編碼精度確定待調整頻譜系數，所述確定 的待調整頻譜系數包括未被量化的頻譜系數，和/或量化精度低于量化精度閾值的頻譜 系數。
12.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述選擇單元包括加權模式選擇模塊，用于根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性，從高幀間相關性、 低幀間相關性、或中幀間相關性三種加權模式中選擇一種加權模式；相關頻譜選擇模塊，用于根據所述加權模式選擇模塊選擇的加權模式，確定與所述待 調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述加權單元包括如下任一模塊高相關加權模塊，用于對高幀間相關性的加權模式，根據以下至少一種信息的加權值 來獲取待調整頻譜系數的預測值(1)以前幀的預測值；(2)以前幀的量化頻譜系數；(3) 以前幀的帶寬擴展頻譜系數；或者，低相關加權模塊，用于對低幀間相關性的加權模式，根據以下至少一種信息的加權值 來獲取待調整頻譜系數的預測值(1)當前幀的量化頻譜系數；(2)當前幀的帶寬擴展頻譜 系數；(3)當前幀已有的預測值；或者，中相關加權模塊，用于對中幀間相關性的加權模式，根據以下至少一種信息的加權值 來獲取待調整頻譜系數的預測值(1)以前幀或當前幀的預測值；(2)以前幀或當前幀的量 化頻譜系數；(3)以前幀或當前幀的帶寬擴展頻譜系數。
14.根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述加權單元還包括權重控制模塊，用于根據待調整頻譜系數的量化精度控制頻譜信息的加權權重，頻譜 信息的量化精度越高其對應的加權權重越大。
15.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述調整輸出單元包括修正模塊，用于根據待調整頻譜系數能量的上限閾值和獲取的預測值生成待調整頻譜 系數的修正值，利用所述修正值對解碼信號進行頻譜調整；其中，待調整頻譜系數的修正值 的能量小于或等于所述待調整頻譜系數能量的上限閾值。
16.一種音頻解碼系統，其特征在于，包括核心解碼器、帶寬擴展解碼器、去量化解碼器 和權利要求10至15任一項所述的信號去噪裝置；其中，所述核心解碼器用于解碼低頻的第一層碼流的信息；所述帶寬擴展解碼器用于解碼帶寬擴展的第二層碼流的信息；所述去量化解碼器用于解碼去量化高頻帶剩下比特的第三層碼流的信息；所述信號去噪裝置，用于接收所述帶寬擴展解碼器和所述去量化解碼器輸出的解碼后 的信息；在解碼后的信息中，確定待調整頻譜系數，并根據獲取的待調整頻譜系數的預測 值，調整解碼后的信息中的頻譜系數。
全文摘要
本發明的實施例公開了一種音頻編解碼技術領域的信號去噪的方法和裝置及音頻解碼系統。本發明實施例所提供的方法包括根據待調整頻譜系數所在幀的幀間相關性的高低，選擇與待調整頻譜系數相關性高的至少兩個頻譜系數；采用選擇的至少兩個頻譜系數與所述待調整頻譜系數進行加權，獲取待調整頻譜系數的預測值；利用獲取的預測值對解碼信號進行頻譜調整，輸出調整后的解碼信號。本發明實施例還公開了一種信號去噪的裝置和音頻解碼系統。通過本發明實施例，能夠減少解碼后頻帶合成的噪聲，提高聽覺效果。
文檔編號G10L19/02GK101853664SQ200910215968
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月28日 優先權日2009年3月31日
發明者劉澤新, 哈維·米希爾·塔迪, 張清, 胡晨, 苗磊, 陳龍吟 申請人:華為技術有限公司