TW201214419A - Systems, methods, apparatus, and computer program products for wideband speech coding - Google Patents

Description

201214419 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於語音處理。 依據35 U.S.C. §119之優先權主張 本專利申請案主張2010年6月1曰所申請之題為「用於寬 頻語音編碼之系統、方法、裝置及電腦程式產品 (SYSTEMS, METHODS, APPARATUS, AND COMPUTER PROGRAM PRODUCTS FOR WIDEBAND SPEECH CODING)」的臨時申請案第61/350,425號（代理人案號為 092086P1)之優先權，該案已讓與給其受讓人。 【先前技術】 例如公眾交換式電話網路（PSTN)之傳統無線話音服務係 基於300 Hz與3400 Hz之間的窄頻音訊。此品質正受到對 寬頻（WB)高清晰度（HD)話音系統之日益關注的挑戰，該 等系統經設計以再現50 Hz與7 kHz或8 kHz之間的話音頻 率。以此方式使頻寬增加為兩倍以上可引起所感知之品質 及可懂度之顯著改良。寬頻在企業内之桌上型電話以及基 於個人電腦（PC)之網際網路話音通訊協定（VoIP)用戶端（例 如，Skype)(該等用戶端提供與相同類型之其他用戶端之通 信）中正受到阻力。 由於寬頻會話話音開始受到阻力，因此編碼解碼器開發 者考慮用於會話話音之音訊頻寬中之下一發展步驟。新的 超寬頻（SWB)話音編碼解碼器現在係一種趨勢’其再現自 50 Hz至14 kHz之頻率。 156692.doc 201214419 將用於話音之頻寬擴展至14 1^!^將給蜂巢式呼叫帶來新 的會話音訊體驗》藉由涵蓋幾乎整個聲訊頻譜，所添加之 頻寬可促成改良之存在感。有聲語音通常以約每倍頻程減 六分貝的速度衰減，因此，超過丨4 kHz，幾乎無能量存 在。 【發明内容】 根據一㈣一般組態的一種處理一具有在一低頻率次頻帶 中及在一與該低頻率次頻帶分開之高頻率次頻帶中之頻率 成分的音訊信號的方法包括對該音訊信號進行濾波以獲得 一窄頻信號及一超高頻信號。此方法包括：基於來自該窄 頻信號之資訊計算一經編碼之窄頻激勵信號，及基於來自 該經編碼之窄頻激勵信號之資訊計算一超高頻激勵信號。 此方法包括：基於來自該超高頻信號之資訊計算特性化該 高頻率次頻帶之一頻譜包絡的複數個濾波器參數，及藉由X 評估一基於該超高頻信號之信號與一基於該超高頻激^信 號之信號之間的一時變關係來計算複數個增益因子。在此 方法中，該窄頻信號係基於該低頻率次頻帶中之該頻率成 分，且該超高頻信號係基於該高頻率次頻帶中之該頻率成 分。在此方法中，該低頻率次頻帶之一寬度為至少三千赫 茲，且該低頻率次頻帶與該高頻率次頻帶以一距離分開， 該距離至少等於該低頻率次頻帶之該寬度之一半。 根據另-個一般組態的一種用於處理一具有在一低頻率 次頻帶中及在一與該低頻率次頻帶分開之高頻率次頻帶中 之頻率成分的音訊信號的裝置包#:用⑨對該音訊信號進 156692.doc

S -4- 201214419 行濾波以獲得一窄頻信號及一超高頻信號的構件；用於基 於來自該窄頻信號之資訊計算一經編碼之窄頻激勵信號的 構件，及用於基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之資訊計 算一超高頻激勵信號的構件《此裝置亦包括：用於基於來 自該超高頻信號之資訊計算特性化該高頻率次頻帶之一頻 譜包絡的複數個濾、波器參數的構件，及用於藉由評估一基 於該超高頻信號之信號與一基於該超高頻激勵信號之信號 之間的一時變關係來計算複數個増益因子的構件。在此裝 置中，該窄頻、號係基於該低頻率次頻帶中之該頻率成 分，且該超高頻信號係基於該高頻率次頻帶中之該頻率成 分。在此裝置中，該低頻率次頻帶之一寬度為至少三千赫 茲，且該低頻率次頻帶與該高頻率次頻帶以一距離分開， 該距離至少等於該低頻率次頻帶之該寬度之一半。 根據另一個一般組態的一種用於處理一具有在一低頻率 次頻帶中及在一與該低頻率次頻帶分開之高頻率次頻帶中 之頻率成分的音訊信號的裝置包括：一濾波器組，該濾波 器組經組態以對該音訊信號進行濾波以獲得一窄頻信號及 -超高頻信號；及一窄頻編碼器，該窄頻編碼器經組態以 基於來自該窄頻信號之資訊計算一經編碼之窄頻激勵信 號。此裝置亦包括-超高頻編碼器’該超高頻編碼器經組 態以：（A)基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之資訊計算 -超南頻激勵信號；⑻基於來自該超高頻信號之資訊計 算特性化該高頻率次頻帶之—頻譜包絡的複數個濾波器參 數；及(C)藉由評估一基於該超高頻信號之信號與一基於 156692.doc 201214419 該超高頻激勵信號之信號之間的一時變關係來計算複數個 增益因子。在此裝置中，該窄頻信號係基於該低頻率次頻 帶中之該頻率成分，且該超高頻信號係基於該高頻率次頻 帶中之該頻率成分。在此裝置中，該低頻率次頻帶之一寬 度為至少三千赫茲’且該低頻率次頻帶與該高頻率次頻帶 以一距離分開，該距離至少等於該低頻率次頻帶之該寬度 之一半。 【實施方式】 習知窄頻（NB)語音編碼解碼器通常再現具有自3〇〇 1^至 3400 Hz之頻率範圍的信號。寬頻語音編碼解碼器將此涵 蓋範圍擴展至50 Hz至7000 Hz。如本文中所描述之SWB語 音編碼解碼器可用以再現寬得多之頻率範圍，諸如自5〇 Hz至14 kHz。經擴展之頻寬可向收聽者提供具有較大存在 感之更自然之發聲體驗。 所提議之頻譜高效SWB語音編碼解碼器提供一種新的語 音編碼及解碼技術，使得經處理之語音含有比傳統語音編 碼解碼器可提供之頻宽宽得多之頻寬。與通常為窄頻（〇 kHz至3.5 kHz)或寬頻（〇 kHz至7 kHz)之其他現有語音編碼 解碼器相比較，SWB語音編碼解碼器給予行動終端使用者 實際得多且清楚得多之體驗。 除非受上下文明確地限制，否則術語「信號」在本文中 用以指不其普通意義中之任一者，包括如在導線、匯流排 或其他傳輸媒體上表達之記憶體位置（或記憶體位置之集 合）的狀態《除非受上下文明確地限制，否則術語「產 156692.doc

S 201214419 生」在本文中用以指示其普通意義中之任一者，諸如計算 或以其他方式產生。除非受上下文明確地限制，否則術語 「計算」在本文中用以指示其普通意義中之任一者，諸如 計算、評估、估計及/或自複數個值進行選擇。除非受上 下文明確地限制’否則術語「獲得」用以指示其普通意義 中之任一者’堵如计算、導出、接收（例如，自外部器件） 及/或擷取（例如，自儲存元件陣列）。除非受上下文明確地 限制，否則術語「選擇」用以指示其普通意義中之任 者，包括識別、指示、應用及/或使用兩個或兩個以上者 之集合中的至少一者及少於全部。在本描述及申請專利範 圍中使用術語「包含」之處，其並不排除其他元件或操 作。術語「基於」（如在「A係基於B」中）用以指示其普通 意義中之任一者，包括以下狀況：⑴「自··.導出」（例 如，「B為A之前驅物」）；（ii)「至少基於」（例如，「A係至 少基於B」广且若在特定上下文中為適當的，㈣:、等 於」（例如’「A等於B」或「A_相同類似地，術語 「回應於」用以指示其普通意義中之任一纟，包括「至少 回應於」。 夕 除非另外指示’否則術語「系列」用以指示兩個或兩個 :上項目之序列。術語「對數」用以指示以十為底之對 數此運算擴展到其他底數亦在本發明之範脅内：術語 頻率分量」用以指示信號之—組頻率或頻帶中之一者， ^信狀賴衫（·，如由快速傅立葉變換產 樣本（或「頻格」）或㈣之次„如，叫 156692.doc 201214419 或梅爾（mel)刻度次頻帶）。 除非另外指示’否則對具有特定特徵之裝置之操作的任 何揭示内容亦明確地意欲揭示具有類似特徵之方法（且反 之亦然）’且對根據特定組態之裝置之操作的任何揭示内 容亦明確地意欲揭示根據類似組態之方法（且反之亦然）。 術語「組態」可如其特定上下文所指示關於方法.、裝置 及/或系統而使用。除非由特定上下文另外指示，否則一 般性地且可互換地使用術語「方法」、「處理程序」、「程 序」及「技術」。除非由特定上下文另外指示，否則亦一 般性地且可互換地使用術語「裝置」與「器件術語 「元件」及「模組」通常用以指示較大組態之一部分。除 非受上下文明確地限制，否則術語「系統」在本文中用以 指示其普通意義中之任一者’包括「相互作用以達成共同 目的之-群元件」。以引用时式肖文件之一冑分的任何 併入亦應理解為併人在該部分内所引用之術語或變數的定 義（其中此等定義在該文件中之別處出現），以及在所併入 部分中所引用的任何圖。 術語「編碼器」、「編碼解碼器」及「編碼系統」可互換 地用來表示包括經組態轉&且編碼音訊信號之訊框（可 能在諸如感知加權及/或其他濾波操作之一或多個預處理 操作之後）的至少一編碼器及經組態以產生訊框之經解碼 表示的對應解碼器的系統。此編碼器及解碼器通常部署於 通信鏈路之相對終端處。為了支援全雙工通信，編碼器及 解碼器兩者之例子通常部署於此鏈路之每一末端處。 156692.doc 201214419 除非由特定上下文另外指示，否則術語Γ窄頻」指代具 有小於 6 kHz(例如，自 〇 Hz、50 Hz或 300 Hz至 2000 Hz、 2500 Hz、3000 Hz、3400 Hz、3500 Hz或 4000 Hz)之頻寬 的信號；術語「寬頻」指代具有在自6 kHz至10 kHz(例 如’自 0 Hz、50 Hz或 300 Hz至 7000 Hz或 8000 Hz)之範圍 内的頻寬的信號；且術語「超寬頻」指代具有大於10 kHz(例如’自 〇 Hz、50 Hz或 300 Hz至 12 kHz、14 kHz或 16 kHz)之頻寬的信號。一般而言’術語「低頻」、「高頻」及 「超高頻」係以相對意義來使用，使得低頻信號之頻率範 圍低於對應的高頻信號之頻率範圍且高頻信號之頻率範圍 高於低頻信號之頻率範圍，且使得高頻信號之頻率範圍低 於對應的超高頻信號之頻率範圍且超高頻信號之頻率範圍 南於1¾頻信號之頻率範圍。 支援超寬頻寬之幾個會話編碼解碼器已在諸如0.719及 G.722.1C之ITU-T(國際電信聯盟（Geneva，CH)-電信標準化 部門）中標準化。Speex(在www.speex.org線上可得）為另一 SWB編碼解碼器’其已作為gnu計劃（www. gnu.org)之部分 而可獲得。然而，此等編碼解碼器可能不適用於諸如蜂巢 式通信網路之受約束應用中。在此網路中使用此編碼解碼 器將合理的通信品質傳遞給終端使用者通常將需要不可接 受之高位元率，而諸如G.722.1C之基於變換之語音編碼解 碼器可在較低位元率下提供不令人滿意之語音品質。 用於編碼及解碼一般音訊信號之方法包括基於變換之方 法’諸如編碼解碼器之AAC(進階音訊編碼）系列（例如，歐 156692.doc 201214419 洲電信標準協會TS 102005、國際標準化組織（ISO)/國際電 工委員會（IEC)14496-3:2009)，其意欲用於串流音訊内 容。此等編碼解碼器有若干特徵（例如，較長延遲及較高 位元率）在編碼解碼器於容量敏感性無線網路上直接應用 於用於會話話音之語音信號時可能有問題。第三代合作夥 伴計劃（3GPP)標準增強式自適應多速率-寬頻（AMR-WB + ) 為意欲用於串流音訊内容之另一編碼解碼器，其通常能夠 在低速率（例如，低至10.4千位元/秒）下編碼高品質SWB話 音，但可能歸因於高演算延遲而不適用於會話用途。 現有寬頻語音編碼解碼器包括基於模型之次頻帶方法， 諸如第三代合作夥伴計劃2(3GPP2，Arlington，VA)標準增 強式可變速率編碼解碼器-寬頻（EVRC-WB)編碼解碼器（在 www.3gpp2.org線上可得）及G.729.1編碼解碼器。此編碼解 碼器可實施兩頻帶模型，兩頻帶模型使用來自低頻率次頻 帶之資訊在高頻率次頻帶中重建構信號内容。舉例而言， EVRC-WB編碼解碼器使用針對信號之低頻部分（50 Hz至 4000 Hz)之激勵的頻譜擴展來模擬高頻激勵。 在EVRC-WB中，使用頻譜高效頻寬擴展模型來重建構 語音信號之高頻部分（4 kHz至7 kHz)。仍對HB信號執行LP 分析以獲得頻譜包絡資訊。然而，有聲HB激勵信號不再 為HB LPC分析之實際殘餘。實情為，經由非線性模型處 理NB部分之激勵信號以產生針對有聲語音之HB激勵。 此方法可用以產生具有較寬頻寬之高頻激勵。在使用適 當包絡及能量位準來調變較寬激勵之後，可重建構SWB語 156692.doc •10- 201214419 音信號。然而，擴展此方法以使其包括用於SWB語音編碼 之較寬頻率範圍並非不重要的問題，且並不清楚此種基於 模型之方法疋否可以理想品質及合理延遲來有效地處置 SWB語音信號之編碼。儘管此SWB語音編碼方法可適用於 一些網路上之會話應用，但所提議之方法可提供品質優 點。 所提議之SWB編碼解碼器藉由引入多頻帶方法以合成 S WB語音仏號而得體地且有效地處置額外頻寬。關於本文 中所描述之所提議之SWB語音編碼解碼器，已設計出多頻 帶技術來有效地擴展頻寬涵蓋範圍，使得該編碼解碼器可 再現兩倍或甚至更大的頻寬。使用基於多頻帶模型之方法 來合成SWB語音信號的所提議方法以高頻譜效率來表示超 高頻（SHB)部分，以便恢復SWB語音信號之最寬頻率分 量。由於其基於模型之性質，此方法避免與基於變換之方 法相關聯的較高延遲。由於額外的SHB信號，輸出語音更 自然且提供較大存在感，且因此向終端使用者提供好得多 之會話體驗。多頻帶技術亦提供自之嵌式可擴 充性，在兩頻帶方法中可能不可獲得此可擴充性。 在典型貫例中，使用二頻帶分頻帶方法實施所提議之編 碼解碼器，其中將輸入語音信號劃分成三個頻帶：低頻 (LB)、鬲頻（HB)及超咼頻（SHB)。由於人類語音中之能量 隨著頻率增加而衰減，且人類聽力隨著頻率增加至高於窄 頻語音而較不敏感，故更積極的模型化可用於較高頻帶， 並且結果在感知上令人滿意。 156692.doc 201214419 在所提議之編碼解碼器中，類似於EVRC-WB之高頻激 勵擴展，使用LB激勵之非線性擴展來模型化SHB激勵信 號，而不是使用實際SHB激勵信號。由於非線性擴展與實 際激勵之計算及編碼相比而言在計算上較不複雜，故在處 理程序之此部分中在編碼器處及解碼器處涉及較少電力及 較少延遲。 所提議之方法使用SHB激勵信號、SHB頻譜包絡及SHB 時間增益參數來重建構SHB分量。可藉由基於原始SHB信 號計算線性預測編碼（LPC)係數來獲得SHB之頻譜包絡資 訊。可藉由比較原始SHB信號之能量與所估計之SHB信號 之能量來估計SHB時間增益參數。LPC階數及每訊框時間 增益之數目的恰當選擇可能對使用此方法獲得之品質很重 要，且可能需要達成再現語音品質與表示SHB包絡及時間 增益參數所需之位元之數目之間的適當平衡。 所提議之SWB編碼解碼器可實施成包括擴展，該擴展經 組態以使用類似於EVRC-WB中對HB部分之編碼的方法來 編碼語音信號之SHB部分（7 kHz至14 kHz)。在如圖10中所 展示之一此類實例中，使用非線性函數來盲擴展LB(50 Hz 至4000 Hz)之LPC殘餘，一直到7 kHz至14 kHz，以產生 SHB激勵信號XS10。LPC濾波器參數CPSlOa(例如，藉由 第八階LPC分析獲得）表示SHB之頻譜包絡，且表示原始 SHB信號與合成SHB信號之增益包絡（例如，能量）之間的 差異的十個子訊框增益及一個訊框增益含有SHB信號之時 間包絡。 -12- 156692.doc

S 201214419 圖1展示包括此SHB編碼器之SWB編碼器SWE100(其亦 可經組態以執行頻譜及時間包絡參數之量化）之高階方塊 圖。分別在圖3及圖21中說明對應的SWB及SHB解碼器（其 亦可經組態以執行頻譜及時間包絡參數之反量化）。 所提議之方法可經實施以使用在由3GPP2標準化為服務 選項68(SO 68)(且在www.3gpp2.org線上可得）的EVRC-B窄 頻語音編碼解碼器中所使用的相同技術來編碼SWB信號之 低頻（LB)(例如，50 Hz至4000 Hz)。關於作用中有聲語 音，EVRC-B使用基於碼激勵線性預測（CELP)之壓縮技術 來編碼低頻。此技術背後之基本思路為源濾波器語音產生 模型，此模型將語音描述為準週期性激勵（源）之線性濾波 之結果。該濾波器對原始輸入語音之頻譜包絡進行塑形。 可使用LPC係數來近似輸入信號之頻譜包絡，LPC係數將 每一樣本描述為先前各樣本之線性組合。使用自適應及固 定的碼薄項目來模型化激勵，該等碼薄項目經選擇以最佳 地匹配LPC分析之殘餘。儘管極高品質為可能的，但品質 可由於低於約8 kbps之位元率而受損。關於作用中無聲語 音，EVRC-B使用基於雜訊激勵線性預測（NELP)之壓縮技 術來編碼低頻。 理論上，SHB模型可應用於任意LB及HB編碼技術。可 藉由任何傳統聲碼器來處理LB信號，傳統聲碼器進行激勵 信號之分析與合成及信號之頻譜包絡之塑形。可藉由可再 現HB頻率分量之任何編碼解碼器來編碼及解碼HB部分。 明顯地注意到，HB沒有必要使用基於模型之方法（例如， 156692.doc -13- 201214419 CELP)。舉例而言，可使用基於變換之技術來編碼HB。然 而，使用基於模型之方法來編碼HB通常必然伴有較低位 元率要求且產生較少編碼延遲。 所提議之方法亦可經實施以使用與由3GPP2標準化為服 務選項70(SO 70)(且在w ww.3gpp2.org線上可得）的EVRC-WB編碼解碼器之高頻相同的模型化方法來編碼SWB編碼 解碼器之信號之高頻（HB)部分（4 kHz至7 kHz)。在此狀況 下，HB為經由非線性函數加上頻譜包絡之低速率編碼、 五個子訊框增益（例如，如圖23 A中所展示）及一個訊框增 益對LB線性預測殘餘的盲擴展。 可能需要實施所提議之編碼解碼器以使得大多數位元分 配給最低頻帶之高品質編碼。舉例而言，EVRC-WB分配 155個位元來編碼LB，且分配16個位元來編碼HB，得到每 二十毫秒訊框171個位元之總分配。所提議之SWB編碼解 碼器分配額外19個位元來編碼SHB，得到每二十毫秒訊框 190個位元之總分配。因此，所提議之SWB編碼解碼器使 WB之頻寬加倍，而位元率之增加小於12%。所提議之 SWB編碼解碼器之一替代實施分配額外24個位元來編碼 SHB(得到每二十毫秒訊框195個位元之總分配）。所提議之 SWB編碼解碼器之另一替代實施分配額外38個位元來編碼 SHB(得到每二十毫秒訊框209個位元之總分配）。 所提議之編碼器之一版本將如下三組高頻參數傳輸至解 碼器以用於重建構SHB信號：LSF參數、子訊框增益及訊 框增益。每一訊框之LSF參數及子訊框增益為多維的，而 -14- 156692.doc

S 201214419 訊框增益為純量。關於多維參數之量化，可能需要最小化 使用向量量化（Vq)所需之位元之數目。由於高頻LSF參數 及子訊框增益之向量維數常常較高，故可使用分割式 VQ。為達成特定量化品質，VQ碼薄可能較大。針對已選 擇單向量VQ之狀況，可採用多階段VQ以減小記憶體要求 且降低碼薄搜尋複雜性。 圖1展示根據一般組態之超寬頻編碼器SWE100之方塊 圖。滤波器組FB100經組態以對超寬頻信號SISW10進行濾 波以產生窄頻信號SIL10、高頻信號s丨H10及超高頻信號 SIS30。窄頻編碼器EN100經組態以編碼窄頻信號SIL10以 產生窄頻（NB)濾波器參數FPN10及經編碼之NB激勵信號 XL10。如本文中更詳細描述’窄頻編碼器en1〇〇通常經組 態以產生作為碼薄索引或呈另一量化形式的窄頻遽波器參 數FPN10及經編碼之窄頻激勵信號XL1〇。高頻編碼器 EH100經組態以根據來自經編碼之窄頻激勵信號1〇之資 訊XLlOa來編碼高頻信號SIH1〇以產生高頻編碼參數 CPH10。如本文中更詳細描述，高頻編碼器Em〇〇通常經 組態以產生作為碼薄索引或呈另一量化形式的高頻編碼參 數CPH10。超高頻編碼器Esl〇〇經組態以根據來自經編碼 之窄頻激勵信號XL10之資訊XL1〇b來編碼超高頻信號 sis ίο以產生超高頻編碼參數CPS10。如本文中更詳細描 述’超南頻編碼器ES100通常經組態以產生作為碼薄索引 或呈另一量化形式的超高頻編碼參數CPS10。 超寬頻編碼器SWE100之一特定實例經組態而以約9 75 156692.doc 15 201214419 kbps(千位元/秒）之速率來編碼超寬頻信號SISW1〇，其中 約7.75 kbps用於窄頻濾波器參數FpN10及經編碼之窄頻激 勵信號XL10 ’約〇.8 kbps用於高頻編碼參數CpHl〇，且約 0.95 kbps用於超高頻編碼參數cpsi〇。超寬頻編碼器 SWE100之另一特定實例經組態而以約9 75 kbps之速率來 編碼超寬頻信號SISW10，其中約7.75 kbps用於窄頻濾波 器參數FPN10及經編碼之窄頻激勵信號XL1〇,約〇8 kbps 用於高頻編碼參數CPH10,且約h2以…用於超高頻編碼 參數CPS10。超寬頻編碼器SWE100之另一特定實例經組態 而以約10.45 kbps之速率來編碼超寬頻信號SISW1〇，其中 約7.75 kbpS用於窄頻濾波器參數FpN1〇及經編碼之窄頻激 勵信號XL10，約〇.8 kbps用於高頻編碼參數cpHi〇，且約 1_9 kbps用於超高頻編碼參數cPS1〇。 可能需要將經編碼之窄頻、高頻及超高頻信號組合成單 一位元流。舉例而言，可能需要將經編碼之信號多工在一 起以便作為經編碼之超寬頻信號來傳輸（例如，經由有 線、光學或無線傳輸通道）或健存。圖2展示超寬頻編碼器 SWE100之實施SWE11〇的方塊圖，該實施議11〇包括經 組態以將窄頻滤波器參數FPN1G、經編碼之窄頻激勵信號 XL10、高頻編碼參數CPH1Q及超高頻編碼參數cp㈣組合 成多工信號SM10的多工器ΜΡχι〇〇(例如，位元封裝器 包括編碼器SWE11G之裝置亦可包括經組態以將多工信 號SMH)傳輸至諸如有線、光學或無線通道之傳輸通道申 的電路。此裝置亦可經組態以對信號執行一或多個通道編 156692.doc 201214419 碼操作（諸如誤差校正編碼（例如，速率相容迴旋編碼）及/ 或誤差偵測編碼（例如，循環冗餘編碼）），及/或一或多層 網路協定編碼（例如，乙太網路、TCp/Ip、cdma2〇〇〇)。 可月b需要使多工器ΜΡΧ1〇〇經組態以將經編碼之窄頻信 號（包括乍頻濾波器參數FPN丨0及經編碼之窄頻激勵信號 XL 10)嵌入為多工信號8]^1〇之可分離子串流使得經編碼 之窄頻信號可獨立於多工信號SM1〇之另一部分（諸如高頻 信號、超高頻信號及/或低頻信號）而恢復且解碼。舉例而 吕，多工信號SM10可經配置以使得可藉由去掉高頻編碼 參數CPH10及超高頻編碼參數cpsi〇來恢復經編碼之窄頻 k號。此特徵之一潛在優點為，避免了在將經編碼之超寬 頻信號傳遞至支援窄頻信號之解碼但不支援高頻或超高頻 部分之解碼的系統之前對該經編碼之超寬頻信號進行轉碼 的需要。 或者或另外，可能需要使多工器Μρχι〇〇經組態以將經 編碼之寬頻信號（包括窄頻濾波器參數1?1^1〇、經編碼之窄 頻激勵信號XL 10及高頻編碼參數CPH1〇)嵌入為多工信號 SM10之可分離子串流，使得經編碼之窄頻信號可獨立於 多工k號SM10之另一部分（諸如超高頻信號及/或低頻信 號）而恢復且解碼。舉例而言，多工信號SM1〇可經配置以 使得可藉由去掉超高頻編碼參數cpsi〇來恢復經編碼之寬 頻信號。此特徵之一潛在優點為，避免了在將經編碼之超 寬頻信號傳遞至支援寬頻信號之解碼但不支援超高頻部分 之解碼的系統之前對該經編碼之超寬頻信號進行轉碼的需 156692.doc •17· 201214419 要。 圖3為根據一般組態之超寬頻解碼IISWD100之方塊圖。 窄頻解碼器DN100經組態以解碼窄頻滤波器參數腦1〇及 ，.至編碼之乍頻激勵彳έ號XL丨〇以產生經解碼之窄頻信號 SDL10。高頻解碼器Dm〇〇經組態以基於高頻編碼參數 CPH10及來自經編碼之激勵信號XL1〇之資MXLi〇a產生經 解碼之高頻信號SDH10。超高頻解碼器Dsl〇〇經組態以基 於超高頻編碼參數CPS10及來自經編碼之激勵信號XLi〇之 資訊XLlOb產生經解碼之超高頻信號SDS1〇。濾波器組 FB200經組態以組合經解碼之窄頻信號SDLl〇、經解碼之 高頻信號SDH10與經解碼之超高頻信號8]〇51〇以產生超寬 頻輸出信號SOSW10。 圖4為超寬頻解碼器SWD100之實施SWD110的方塊圖， 該實施SWD110包括經組態以自多工信號SM1〇產生經編碼 之仏號FPN40、XL10、CPH10及CPS10的解多工器 DMX100(例如，位元解封裝器）。包括解碼器SWEU〇之裝 置可包括經組態以自諸如有線、光學或無線通道之傳輸通 道接收多工信號SM10的電路。此裝置亦可經組態以對信 號執行一或多個通道解竭操作（諸如誤差校正解碼（例如， 速率相容迴旋解碼）及/或誤差偵測解碼（例如，循環冗餘解 碼））’及/或一或多層網路協定解碼（例如，乙太網路、 TCP/IP、cdma2000)。 *****(1 :濾波器組） 濾波器組FB100經組態以根據分頻帶方案對輸入信號進 156692.doc 201214419 打濾波以產生複數個有限頻寬的次頻帶信號，該等信號各 自含有輸人信號之對應次頻帶之頻率成分。視特定應用之 設計準則而定’輸出次頻帶信號可能具有相等或不等的頻 寬且可為重叠或非重疊的。產生三個以上次頻帶信號之滤 波器組FB100之組態亦為可能的。舉例而言，此濾波器組 可經組態以產生-或多個低頻信號，該—或多個低頻信號 包括在低於窄頻信號SIL10之頻率範圍的頻率範圍（諸如， 自0 Hz、20 Hz或50出至200 HZ、300沿或500 Hz之範圍） 中之分量。使此濾波器組經組態以產生一或多個特高頻信 號亦為可能的，該一或多個特高頻信號包括在高於超高頻 信號SIH10之頻率範圍的頻率範圍（諸如，Μ让沿至2〇 kHz、16 kHz至20 kHz或16 kHz至32 kHz之範圍）中之分 量。在此狀況下，超寬頻編碼器SWE100可經實施以分離 地編碼此信號或此等信號’且多工器Μρχ 1 〇〇可經組態以 在多工k號S Μ10中包括該或該等額外經編碼之信號（例 如，作為可分離部分）。 濾波器組FBI 00經配置以接收具有低頻率次頻帶、中頻 率次頻帶及高頻率次頻帶之超寬頻信號SISW10»圖5A展 示濾波器組FB100之實施FB110之方塊圖，該實施FB110經 組態以產生具有減小之取樣率的三個次頻帶信號（窄頻信 號SIL10、高頻信號SIH10及超高頻信號SIS10)。濾波器組 FB110包括經組態以接收超寬頻信號SISW10且產生寬頻信 號SIW10之寬頻分析處理路徑PAW 10，及經組態以接收超 寬頻信號SISW10且產生超高頻信號SIS30之超高頻分析處 156692.doc -19- 201214419 理路徑PAS 10。濾波器組FB110亦包括經組態以接收寬頻 信號SIW10且產生窄頻信號SIL10之窄頻分析處理路徑 ΡΑΝ10，及經組態以接收寬頻語音信號81界1〇且產生高頻 信號SIH10之高頻分析處理路徑ΡΑΗ10。窄頻信號SIL10含 有低頻率次頻帶之頻率成分，高頻信號SIH10含有中頻率 次頻帶之頻率成分’寬頻信號81^^1〇含有低頻率次頻帶之 頻率成分及中頻率次頻帶之頻率成分，且超高頻信號 SIS 10含有高頻率次頻帶之頻率成分。 因為次頻帶信號具有比超寬頻信號SISW10窄之頻寬， 所以次頻帶信號之取樣率可在某種程度上減小（例如，以 減小計算複雜性而不會丟失資訊）。圖6A展示濾波器組 FB110之實施FB112之方塊圖，其中寬頻分析處理路徑 PAW10由整數倍降低取樣器（decimat〇r)DW10實施且窄頻 分析處理路徑PAN10由整數倍降低取樣器DN10實施。濾波 器組FB 112亦包括：高頻分析處理路徑pah 1 〇之實施 PAH 12 ’其具有頻譜反轉模組rha 10及整數倍降低取樣器 DH10 ;及超高頻分析處理路徑Pasi〇之實施PAS12，其具 有頻譜反轉模組RSA10及整數倍降低取樣器DS10。 整數倍降低取樣器DW10、DN10、DH10及DS10中之每 一者可實施為低通濾波器（例如，以防止頻疊）後續接著降 低取樣頻率取樣器（downsampler)。舉例而言，圖8A展示 經組態而按2之因子（by a factor of two)對輸入信號進行整 數倍降低取樣的整數倍降低取樣器DS10之此實施DS12的 方塊圖。在此等狀況下，低通濾波器可實施為具有截止頻 •20· 156692.doc

S 201214419 率為//2之有限脈衝回應（FIR)或無限脈衝回應（IIR)濾波 器，其中Λ為輸入信號之取樣率且心為整數倍降低取樣因 子，且可藉由移除該信號之樣本及/或使用平均值替換樣 本來執行降低取樣頻率。 或者，整數倍降低取樣器DW10、DN10、DH10及DS10 中之一或多者（可能全部）可實施為整合了低通濾波與降低 取樣頻率操作之濾波器。整數倍降低取樣器之一此類實例 經組態以藉由使用三段式多相實施來執行按2之因子之整 數倍降低取樣，使得針對偶數於0，待整數倍降低取樣之 輸入信號&„[«]之樣本係經由轉移函數由下式給出之全通 濾波器來濾波：

wn2,Q adown2,0,0 + ^ 1 \ ( adown2t0,l + ^ 1 \ ( adown2,0,2 + ^ 1 \ Λ adown2,0,Qz 1/ \1 + adown2t0,Xz X/ \1 + adown2,0t2z 1/ 且針對奇數，輸入信號U«]之樣本係經由轉移函數由 下式給出之全通濾波器來濾波： "down2,l adown2,1.0 + ^ 1 \ ( fldown2,l,l + z 1、ί adown2,1,2 ~H Z 1 ^ + Cldown2,l.〇z X/ V^· adown2,l,lz 1) adown2,l,Zz 1y 將此等兩個多相分量之輸出相加（例如，求平均值），得 出經整數倍降低取樣之輸出信號。在一特定實例 中，值（<3<fOW«2,o,o，adown2, 0,. 1, adown2, 0,2, adown2,1, 0, adown2,l,l, adown2,l,2)等於（0.06056541924291， 0.42943401549235, 0.80873048306552, 0.22063024829630, 0.63593943961708，0.94151583095682)。此實施可允許邏 輯及/或碼之功能區塊之再使用。舉例而言，明顯地注意 156692.doc -21 · 201214419 到，本文中描述的按2整數倍降低取樣操作中之任一者可 以此方式執行（且可能由相同模組在不同時間執行）。在一 特定實例中，使用此三段式多相實施來實施整數倍降低取 樣器DH10及DS10。 或者或另外，整數倍降低取樣器DW10、DN10、DH10 及DS 10中之一或多者（可能全部）經組態以使用多相實施來 執行按2之因子之整數倍降低取樣，使得待整數倍降低取 樣之輸入信號被分成各自由一各別第13階FIR濾波器來濾 波之奇數時間索引及偶數時間索引的子序列。換言之，針 對偶數樣本索引甿〇，待整數倍降低取樣之輸入信號 之樣本係經由第一個第13階FIR濾波器來濾波，且 針對奇數，輸入信號之樣本係經由第二個第13階 FIR濾波器來濾波。將此等兩個多相分量之輸出相 加（例如，求平均值），得出經整數倍降低取樣之輸出信號 。在一特定實例中’濾波器之係數开〜/问及片、c2(%) 展示於下表中： 分接頭 Hdecl (^) Hdec2(Z) 分接頭 Hdecl(Z) Hdec2(Z) 0 4.64243812e-3 6.25339997e-3 7 4.49506086e-l 1.48104776e-l 1 -8.207451 Ole-3 -1.05729745e-2 8 -8.68124575e-2 -5.98583629e-2 2 1.34441876e-2 1.69574704e-2 9 4.43922465e-2 3.41918706e-2 3 -2.13208829e-2 -2.68710133e-2 10 -2.68710133e-2 -2.13208829e-2 4 3.41918706e-2 4.43922465e-2 11 1.69574704e-2 1.34441876e-2 5 -5.98583629e-2 -8.68124575e-2 12 -1.05729745e-2 -8.207451 Ole-3 6 1.48104776e-l 4.49506086e-l 13 6.25339997e-3 4.64243 812e-3 此實施可允許邏輯及/或碼之功能區塊之再使用。舉例 而言，明顯地注意到，本文中描述的按2整數倍降低取樣

156692.doc -22- S 201214419 操作中之任-者可以此方式執行（且可能由相同模組在不 同時間執行）。在-特定實例中，使用此FIR多相實施來實 施整數倍降低取樣器Dwlo&DN1〇。 在尚頻分析處理路徑PAH12中，頻譜反轉模組紐謂反 - #寬頻信號_之頻譜(例如，藉由使該信號與函數产 或序列（胃1)相乘’序列（-1，之值在+1與-1之間交替），且整 數倍降低取樣器DH1 〇根據所要之整數倍降低取樣因子減 小經頻譜反轉之信號之取樣率以產生高頻信號sihi〇。在 超高頻處理路徑PAS12*，頻譜反轉模組RSAl〇&轉超寬 頻k號SISW10之頻譜（例如，藉由使該信號與函數产或序 列（-1)相乘），且整數倍降低取樣器DS10根據所要之整數 倍降低取樣因子減小經頻譜反轉之信號之取樣率以產生超 咼頻彳s號SIS10 »亦涵蓋產生三個以上通帶信號之濾波器 組FBI 12之組態。 濾波器組FB200經配置以根據分頻帶方案對具有低頻率 成分之通帶信號、具有中頻率成分之通帶信號及具有高頻 率成分之通帶信號進行濾、波以產生輸出信號，其中有限頻 寬的次頻帶信號中之每一者含有輸出信號之對應次頻帶之 • 頻率成分。視特定應用之設計準則而定，輸出次頻帶信號 • 可能具有相等或不等的頻寬且可為重疊或非重疊的。圖5B 展示濾波器組FB200之實施!^21〇之方塊圖，該實施1^21〇 經組態以接收具有減小之取樣率之三個通帶信號（經解碼 之窄頻仏號SDL10、經解碼之高頻信號SDH1〇，及經解碼 之超高頻信號SDS10)且組合該等通帶信號之頻率成分以產 156692.doc •23- 201214419 生超宽頻輸出信號SOSWIO » 濾波器組FB210包括經組態以接收窄頻信號SDL10(例 如’窄頻信號SIL10之解碼版本）且產生窄頻輸出信號 SOL10之窄頻合成處理路徑PSN10，及經組態以接收高頻 信號SDH10(例如，高頻信號SIH10之解碼版本）且產生高頻 輸出信號SOH10之高頻合成處理路徑PSH10。濾波器組 FB210亦包括經組態以將經解碼之寬頻信號sdW10(例如， 寬頻信號SIW10之解碼版本）產生為通帶信號801^1〇與 SOH10之總和的加法器ADD 10。加法器ADD 10亦可經實施 以根據由超高頻解碼器SWD100接收及/或計算之一或多個 權重將經解碼之寬頻信號SDW10產生為兩個通帶信號 SOL10與SOH10之加權總和。在一此類實例中，加法器 ADD10經組態以根據表達式sDW10[n] = SOL10[n] + 0.9*801110[11]來產生經解碼之寬頻信號81：^1〇。 濾波器組FB210亦包括經組態以接收經解碼之寬頻信號 SDW10且產生寬頻輸出信號s〇wi0之寬頻合成處理路徑 PSW10 ’及經組態以接收超高頻信號SDS10(例如，超高頻 信號SIS 10之解碼版本）且產生超高頻輸出信號SOS1〇之超 高頻合成處理路徑PSS1 0。濾波器組FB2 10亦包括經組態 以將超寬頻輸出信號SOSW1〇(例如，超寬頻信號SISW10 之解碼版本）產生為信號SOW10與SOS 10之總和的加法器 ADD20。加法器ADD20亦可經實施以根據由超高頻解碼器 SWD100接收及/或計算之一或多個權重將超寬頻輸出信號 SOSW10產生為兩個通帶信號8〇|1〇與3〇810之加權總 156692.doc -24· 201214419 和°在一此類實例中，濾波器組FB210經組態以根據表達 式soswio[n]=sowi〇[n]+〇 9*s〇sl〇[n]來產生超寬頻輸出 信號S〇SW10。窄頻信號SDL10及SOL10含有信號SOSW10 之低頻率次頻帶之頻率成分，高頻信號Sdhi〇及SOH10含 有信號SOSW10之中頻率次頻帶之頻率成分，寬頻信號 SDW10及SOW10含有信號S〇SW1〇之低頻率次頻帶之頻率 成分及中頻率次頻帶之頻率成分，且超高頻信號SDS10及 sosίο含有信號SOSW1〇之高頻率次頻帶之頻率成分。 組合二個以上次頻帶信號之濾波器組FB210之組態亦為 可能的。舉例而言，此濾波器組可經組態以產生具有來自 一或多個低頻信號之頻率成分的輸出信號，該一或多個低 頻仏號包括在低於窄頻信號81)1^10之頻率範圍的頻率範圍 (諸如’自 〇 Hz、20 Hz或 50 Hz至 200 Hz、300 Hz或 500 Hz 之範圍）中之分量。使此濾波器組經組態以產生具有來自 或多個特尚頻信號之頻率成分的輸出信號亦為可能的， 該或多個特高頻信號包括在高於超高頻信號SDH10之頻 率範圍的頻率範圍（諸如，14 kHz至20 kHz、16 kHz至20 kHz或16 kHz至32 kHz之範圍）中之分量。在此狀況下，超 寬頻解碼器SWD100可經實施以分離地解碼此信號或此等 乜號，且解多工器DMX1〇〇可經組態以自多工信號smi〇提 取該或該等額外經編碼之信號（例如，作為可分離部分）。 因為次頻帶信號具有比超寬頻輸出信號S〇SW1〇窄之頻 寬’故次頻帶信號之取樣率可低於信號S〇SW1〇之取樣 率圖6B展示濾波器組FB210之實施FB212之方塊圖，其 156692.doc •25· 201214419 中窄頻合成處理路徑PSN10由内插器IN10實施且寬頻合成 處理路徑PSW10由内插器IW10實施。濾波器組FB212亦包 括：高頻合成處理路徑PSH10之實施PSH12，其具有内插 器IH10及頻譜反轉模組RHD10 ;及超高頻合成處理路徑 PSS10之實施PSS12，其具有内插器IS10及頻譜反轉模組 RSD10。 内插器IW10、IN 10、IH10及IS 10中之每一者可實施為 升高取樣頻率取樣器（upsampler)後續接著低通濾波器（例 如’以防止頻疊）。舉例而言，圖8B展示經組態而以按2之 因子對輸入信號進行内插的内插器IS 10之此實施IS 12的方 塊圖。在此等狀況下，低通濾波器可實施為具有截止頻率 為之有限脈衝回應（FIR)或無限脈衝回應（iir)渡波 器，其中Λ為輸入信號之取樣率且h為内插因子，且可藉 由補零及/或藉由複製樣本來執行升高取樣頻率。 或者’内插器1110、1>110、11110及1810中之一或多者 (可能全部）可實施為整合了升高取樣頻率與低通濾波操作 之濾波器。内插器之一此類實例經組態以藉由使用三段式 多相實施來執行按2之因子之内插，使得針對偶數化〇，經 内插之信號u«]之樣本係藉由用轉移函數由下式給出之 全通濾波器對輸入信號Un/2]進行濾波而獲得：

Hup2 0 = (-^2.0,0 + \ ( aUp2,0.l + Z-1 \ i 〇up2.0.2 + 2~X \ + ^2,0,02-1 / \1 + ^pZ.O.l2-1/ )' 且針對奇數，經内插之信號之樣本係藉由用轉移 函數由下式給出之全通濾波器對輸入信號進行 156692.doc

S •26· 201214419 濾波而獲得： J = (-^ΕΗ£±Ξ2_) ί^ρΙΛΛ+^λ ( <hlP2X2+Z~l\ ’ V1 + α«ρ2,1.〇2'V \1 + aup2.1.1^~V V1 + OUP2.1.2Z'1 / 在特疋實例中’值（βι/ρ2,0,0，aup2,0,l，αΗρ2,0,2)等於 (0.22063024829630, 0.63593943961708, 0.94151583095682) 且值（αΜρ2,l,。，awp2，l，l，αΜρ2，1，2)等於（0.06056541924291， 0.42943401549235，0.80873048306552)。此實施可允許邏 輯及/或碼之功能區塊之再使用。舉例而言，明顯地注意 到，本文中描述的按2内插操作中之任一者可以此方式執 行（且可fb由相同模組在不同時間執行）。在一特定實例 中’使用此三段式多相實施來實施内插器ΙΗ1〇及Isl〇。 或者或另外’内插器1胃10、1>110、11110及1810中之一 或多者（可能全部）經組態以使用多相實施來執行按2之因子 之内插，使得待内插之輸入信號係由兩個不同的第15階 FIR濾波器來濾波以產生經内插之信號之奇數時間索引及 偶數時間索引的子序列。換言之，針對偶數樣本索引 «20，經内插之信號之樣本係藉由用第一個第i 5階 FIR濾波器况„"问對待插入之輪入信號進行濾波而 產生，且針對奇數心，經内插之信號之樣本係藉 由用第二個第15階FIR濾波n也對輸入信號樣本 L7)/2]進行遽波而產生。在一特定實例中，遽波器之 係數况及/^2⑻展示於下表中： 156692.doc •27· 201214419 分接頭 Hintl(z) Hinl2(z) 分接頭 Hinl,(z) Hint2(z) 0 -4.54575223e-3 -5.72353363e-3 8 3.04016299e-l 8.92598257e-l 1 1.12287220e-2 1.35456148e-2 9 -1.28550250e-l -1.68733537e-l 2 -2.00599576e-2 -2.29975097e-2 10 7.77310154e-2 8.5369629 le-2 3 3.25351453e-2 3.51649970e-2 11 -5.18131018e-2 -5.1534141 Oe-2 4 -5.15341410e-2 -5.18131018e-2 12 3.51649970e-2 3.25351453e-2 5 8.53696291e-2 7.77310154e-2 13 -2.29975097e-2 -2.00599576e-2 6 -1.68733537e-l -1.28550250e-l 14 1.35456148e-2 1.12287220e-2 7 8.92598257e-l 3.04016299e-l 15 -5.72353363e-3 -4.54575223e-3 此實施可允許邏輯及/或碼之功能區塊之再使用。舉例 而言，明顯地注意到，本文中描述的按2整數倍降低取樣 操作中之任一者可以此方式執行（且可能在不同時間由相 同模組執行）《>在一特定實例中，使用此FIR多相實施來實 施内插器IN10及IW10。 在高頻合成處理路徑PSH12中，内插器IH10根據所要之 内插因子增加經解碼之高頻信號SDH10之取樣率，且頻譜 反轉模組RHD1 0反轉經升高取樣頻率之信號之頻譜（例 如，藉由使該信號與函數或序列（-1)”相乘）以產生高頻 輸出信號SOH10。接著對兩個通帶信號SOL10與SOH10求 和以形成經解碼之寬頻信號SDW10 ^濾波器組FB212亦可 經實施以根據由超高頻解碼器SWD100接收及/或計算之一 或多個權重將經解碼之寬頻信號SDW10產生為兩個通帶信 號SOL 10與SOH10之加權總和。在一此類實例中，濾波器 組FB212經組態以根據表達式SDW10[n] = SOL10[n] + 0.9*SOH10[n]來產生經解碼之宽頻信號SDW10。 在超高頻合成處理路徑PSS12中，内插器IS10根據所要 • 28 · 156692.doc

S 201214419 之内插因子增加經解碼之超高頻信號SDS10之取樣率，且 頻譜反轉模組RSD10反轉經升高取樣頻率之信號之頻譜（例 如’藉由使該信號與函數或序列（-1)"相乘）以產生超高 頻輸出信號SOS10。接著對兩個通帶信號sowio與SOS10 - 求和以形成超寬頻輸出信號SOSW10。濾波器組FB212亦 • 可經實施以根據由超高頻解碼器SWD100接收及/或計算之 一或多個權重將超寬頻輸出信號SOSW10產生為兩個通帶 仏號S Ο W10與S O S10之加權總和。在一此類實例中，演波 器組FB212經組態以根據表達式SOSwi〇[n] = S〇Wl〇[n] + 0.9*SOS10[n]來產生超寬頻輸出信號s〇swl(^亦涵蓋組 合三個以上經解碼之通帶信號的濾波器組FB212之組態。 在一典型實例中，窄頻信號SILl〇含有低頻率次頻帶之 頻率成分’該低頻率次頻帶包括3 00 Hz至3400 Hz(例如， 自0 kHz至4 kHz之頻帶）之受限PSTN範圍，但在其他實例 中，該低頻率次頻帶可能較窄（例如，0 Hz、50 !^或3〇〇

Hz^2000 Hz> 2500 Hz^ 3000 Hz)〇 ® 7A > ® 7B^ ® 7C^ 示三個不同實施實例中窄頻信號SIL1〇、冑頻信號仙職 超高頻信號SIS10的相對頻寬。在所有此等特定實例中’ 超寬頻信號SISW10具有32 kHz之取樣率（表示在〇 kHzi16 . kHz之範圍内之頻率分量），且窄頻信號SILi〇具有8 之 取樣率（表示在0 kHz至4 kHz之範圍内之頻率分量），且圖 7A至7C中之每-者展示在由濾波器組產生之該等信號中 之每一者甲所包含的超寬頻信號SISWl〇之頻率成分之部 分的貫例。 156692.doc •29- 201214419 術語「頻率成分 處存在之能量，或文中用以指代在信號之規定頻率 號siuo含有低頻* /，之規定頻帶之能量分佈。窄頻信 右…頻率次頻帶之頻率成分，高頻信號勤〇含 有中頻率次頻帶之頻率 次頻帶之頻m ’寬頻信號SIW10含有低頻率 俨細10人古刀及中頻率次頻帶之頻率成分，且超高頻 t该i SIS10含有高頻率 度定義為選擇該次頻帶之八器：頻帶之寬 一， 两牛成分的濾波器組路徑之頻率 回應中的負二十分貝 ^ ^ 、.之間的距離。類似地，可將兩個次 疋義為自選擇較高頻率次頻帶之頻率成分的濾 路控之頻率回應下降至負二十分貝的點直至選擇較 低頻率次頻帶之頻率成分的濾波器組路徑之頻率回應下降 至負二十分貝的點之間的距離。 在圖7A之實例中，二個次頻帶間不存在顯著的重疊。可 使用具有4此至8 kHz之通帶的高頻分析處理路徑議〇 之實施來獲得如此實例中所展示之高頻信號则〇。在此 狀況下’可能需要處理路徑PAHl〇藉由按2之因子對信號 進行整數倍降低取樣而將取樣率減小至S Μζ。此操^可 預期其顯著減小對信號之進一步處理操作之計算複雜性） 使4他至8 kHz之中頻率次頻帶之頻率成分下降至〇他 至4 kHz之範圍而不會丟失資訊。 類似地，可使用具有8他至16他之通帶的超高頻分 析處理路徑PAS1〇之實施來獲得如此實例中所展示之超高 頻信號sisio。在此狀況下，可能需要處理路徑pAsi〇藉由 按2之因子對信號進行整數倍降低取樣而將取樣率減小至 .30· 156692.doc

S 201214419 16 kHP此操作（可預期其顯著減小對信號之進一步處理 操作之計算複雜性）使8 kHz至16 kHz之高頻率次頻帶之頻 率成分下降至0 kHz至8 kHz之範圍而不會丟失資訊。 在圖7B之替代實例中，低頻率次頻帶與中頻率次頻帶且 有明顯重疊，使得窄頻信號SIL10及高頻信號SIH1〇兩者描 述3.5 1^2至4 1^2之區。可使用具有3.51^2至7]^2之通 帶的高頻分析處理路徑PAH10之實施來獲得如此實例中所 展示之高頻信號SIH10。在此狀況下，可能需要處理路徑 PAH10藉由按16/7之因子對信號進行整數倍降低取樣而將 取樣率減小至7 kHz。此操作（可預期其顯著減小對信號之 進一步處理操作之計算複雜性）使3.5 kHz至7 kHz之中頻率 次頻帶之頻率成分下降至〇 kHz至3.5 kHz之範圍而不會丟 失資訊。高頻分析處理路徑PAH10之其他特定實例具有3.5 kHz至 7.5 kHz及 3.5 kHz至 8 kHz之通帶。 圖7B亦展示高頻率次頻帶自7 kHz延伸至14 kHz的實 例。可使用具有7 kHz至14 kHz之通帶的超高頻分析處理 路徑PAS 10之實施來獲得如此實例中所展示之超高頻信號 SIS 10。在此狀況下，可能需要處理路徑PAS 10藉由按32/7 之因子對信號進行整數倍降低取樣而將取樣率自3 2 kHz減 小至7 kHz。此操作（可預期其顯著減小對信號之進一步處 理操作之計算複雜性）使7 kHz至14 kHz之高頻率次頻帶之 頻率成分下降至〇 kHz至7 kHz之範圍而不會丟失資訊。 圖8C展示濾波器組FB112之實施FB120的方塊圖，該實 施FB120可用於如圖7B中所展示之應用。濾波器組FB120 156692.doc -31· 201214419 經組態以接收具有取樣率Λ(例如，32 kHz)之超寬頻信號 SISW10。濾波器組FB120包括：整數倍降低取樣器DW10 之實施DW20，其經組態而按2之因子對信號SISW10進行 整數倍降低取樣以獲得具有取樣率Λπ例如，16 kHz)之寬 頻信號SIW10 ;及整數倍降低取樣器DN10之實施DN20， 其經組態而按2之因子對信號SIW10進行整數倍降低取樣 以獲得具有取樣率/別(例如，8 kHz)之窄頻信號SIL10。 濾波器組FBI 20亦包括高頻分析處理路徑PAH12之實施 PAH20，其經組態而按非整數因子/w/yw對寬頻信號 SIW10進行整數倍降低取樣，其中為高頻信號SIH10之 取樣率（例如，7 kHz)。路徑PAH20包括：内插區塊 IAH10，其經組態而按2之因子來内插信號SIW10，使其達 到取樣率/^X2(例如，至32 kHz);重取樣區塊，其經組態 以重取樣經内插之信號，使其達到取樣率Λ//Χ4(例如，按 7/8之因子，達到28 kHz);及整數倍降低取樣區塊DH30， 其經組態而按2之因子對經重取樣之信號進行整數倍降低 取樣，使其達到取樣率/5//x2(例如，達到14 kHz)。整數倍 降低取樣區塊DH30可根據如本文中所描述之此操作的實 例中之任一者（例如，本文中描述之三段式多相實例）來實 施。路徑PAH20亦包括頻譜反轉區塊及整數倍降低取樣器 DH10之按2整數倍降低取樣實施（decimate-by-two implementation)DH20，該頻譜反轉區塊及該實施DH20可 分別如上文參看路徑PAH12之模組RHA10及整數倍降低取 樣器DH10所描述來實施。 •32· 156692.doc

S 201214419 在此特定實例中’路徑PAH20亦包括可選頻譜塑形區塊 FAH10，可選頻譜塑形區塊]pAHlo可實施為經組態以對作 號塑形以獲得所要之總濾波器回應之低通濾波器。在一特 定實例中，頻譜塑形區塊FAH10經實施為具有如下轉移函 數之第一階IIR濾玻器：

Hshaping(.2) = 〇·95 ^ _ 〇 gz_i ° 路徑PAH20之内插區塊IAH10可根據如本文中所描述之 此操作的實例中之任一者（例如，本文中描述之三段式多 相實例）來實施。内插器之一此類實例經組態以藉由使用 兩^又式多相貫施來執行按2之因子之内插，使得針對偶數 «20 ’經内插之信號之樣本係藉由用轉移函數由下式 給出之全通濾波器對輸入信號子序列&„[η/2]進行濾波而獲 付· u _ ( °«Ρ2.0.0 + ζ 1、/ 〇|^2,0,1 + 、 UP2，° ' V1 + «uP2A〇2-V U+ 且針對奇數甿0，經内插之信號之樣本係藉由用轉移 函數由下式給出之全通濾波器對輸入信號子序列 進行濾波而獲得： jj _ (〜2,1,0 + Ζ-1 \ ( 〇ιχρ2,1,1 + Z-1、 叫21 _ \! +^2.1.02-1 J \1 + ΟηρϊΛΛ^1) 〇 在一特定實例中，值〇uP2,0,0，<3up2,0,l，<^2，1,0，~2，丨，1，）等 於（0.06262441299567, 0.49326511845632, 0.23754715248027, 0.80890715711734)。 156692.doc -33- 201214419 路徑PAH20之按7/8重取樣區塊可經實施以使用多相内插 來重取樣具有取樣率32 kHz之輸入信號&„以產生具有取樣 率28 kHz之輸出信號。此内插可（例如）根據諸如 + = 乂)〜(办+ ·/)(η=0，I 2，…，Ο20/8)·1 且j = 0, 1，2,…，6)之表達式來實施，其中/ι32至28為7x10矩陣。矩陣 为32至28 之左半邊之值展示於下表中： 3.41912907e-4 -2.69503234e-3 1.19769577e-2 -4.56908882e-2 9.77711819e-l 1.23211218e-3 -8.62410562e-3 3.47366625e-2 -1.17506954e-l 9.01024049e-l 1.81777835e-3 -1.23518612e-2 4.80598154e-2 -1.52764025e-l 7.75797477e-l 2.02437256e-3 -1.34769676e-2 5.10793217e-2 -1.54547032e-l 6.14941672e-l 1.84337614e-3 -1.20398838e-2 4.45406397e-2 -1.29059613e-l 4.34194878e-l 1.32890510e-3 -8.47829304e-3 3.05201954e-2 -8.47225835e-2 2.50516846e-l 5.86167535e-4 -3.53544829e-3 1.20198888e-2 -3.11043229e-2 8.03984401e-2 將此半矩陣水平地且垂直地翻轉以獲得矩陣/Ϊ3Μ 2S之右 半邊之值（亦即，歹ijr及行c處之元素具有與列（8-r)及行（11-c)處之元素相同的值）。 濾波器組FBI 20亦包括超高頻分析處理路徑PAS12之實 施PAS20，其經組態而按非整數因子/,//,,對超寬頻信號 SISW10進行整數倍降低取樣，其中/„為超高頻信號SIS10 之取樣率（例如，14 kHz)。路徑PAS20包括：内插區塊 IAS10，其經組態而按2之因子來内插信號SISW10，使其 達到取樣率/ίΧ2(例如，至64 kHz);重取樣區塊，其經組 態以重取樣經内插之信號，使其達到取樣率Λ,χ4(例如， 按7/8之因子，達到56 kHz);及整數倍降低取樣區塊 DS30，其經組態而按2之因子對經重取樣之信號進行整數 • 34· 156692.doc

S 201214419 倍降低取樣，使其達到取樣率/iSx2(例如，達到28 kHz)» 内插區塊IAS 10可根據如本文中所描述之此操作的實例中 之任一者（例如，本文中描述之兩段式多相實例）來實施。 整數倍降低取樣區塊DS30可根據如本文中所描述之此操作 的實例中之任一者（例如，本文中描述之三段式多相實例） 來實施。路徑PAS20亦包括頻譜反轉區塊及整數倍降低取 樣器DS10之按2整數倍降低取樣實施DS20，該頻譜反轉區 塊及該實施DH20可分別如上文參看路徑PAS丨2之模組 RSA10及整數倍降低取樣器Dsl〇所描述來實施。 可能需要應用超高頻分析處理路徑pAS2〇以自具有取樣 率32 kHz之輸入超寬頻信號sis W10提取超高頻信號 SIS10’超鬲頻信號sisio具有14 kHz之取樣率及7 kHz至 14 kHz之高頻率次頻帶的頻率成分。圖9八至圖9|?展示在路 徑PAS20之此應用中所處理之信號（在圖sc中標記為a至f 之對應點中之每一者處）之頻譜的逐步實例。在圖9A至圖 9F中，陰影區指示7 kHz至14 kHzi高頻率次頻帶之頻率 成分’且垂直轴線指示量值。圖9A展示32 kHz之超寬頻信 號SISW10之代表性頻譜。圖9B展示在將信號SISW1〇升高 取樣頻率至取樣率64 kHz之後的頻譜。圖9C展示在按7/8 之因子重取樣經升高取樣頻率之信號，使其達到取樣率56 kHz之後的頻譜。圖9D展示在對經重取樣之信號進行整數 倍降低取樣，使其達到取樣率28 kHz之後的頻譜。圖9E展 示在反轉經整數倍降低取樣之信號之頻譜之後的頻譜。圖 9F展不在對經頻譜反轉之信號進行整數倍降低取樣以產生 156692.doc -35- 201214419 具有14 kHz之取樣率的超高頻信號SISl0之後的頻譜。 路徑PAS20之内插區塊IAS10及整數倍降低取樣區塊 DS30可根據如本文中所描述之此類操作的實例中之任一者 (例如，本文中描述之多段式多相實例）來實施。路徑 PAS20之按7/8重取樣區塊可經實施以使用多相實施來重取 樣具有64 kHz之取樣率之輸入信號S,.«以產生具有56 kHz之 取樣率的輸出信號。此重取樣可（例如）根據諸如 $邮(7« + _/)=^二/^至允(从)〜(5” + */.)(11=0，1，2，...，（640/8)-1且』=0, 1，2, ...，6)之表達式來實施，其中/z64i56為7x10矩陣。矩陣 办60 56之特定實施的左半邊之值展示於下表中： 1.558697e-2 -4.797365e-2 1.008248e-l -1.765467e-l 1.129741 7.848700e-3 -3.597768e-2 9.765124e-2 -2.200534e-l 1.029719 3.876050e-4 -1.788927e-2 7.155779e-2 -2.013905e-l 8.462753e-l -4.873989e-3 3.745309e-4 3.355743e-2 -1.398403e-l 6.092098e-l -7.154279e-3 1.415676e-2 -4.655999e-3 -5.917076e-2 3.554986e-l -6.747768e-3 2.101616e-2 -3.368756e-2 1.788288e-2 1.220295e-l -4.654879e-3 2.089194e-2 -4.831460e-2 7.417446e-2 -6.128632e-2 將此半矩陣水平地且垂直地翻轉以獲得矩陣/260 56之此 特定實施的右半邊之值（亦即，列r及行c處之元素具有與 列（8-r)及行（11-c)處之元素相同的值）。 圖7C展示另一實例，其中中頻率次頻帶自3.5 kHz延伸 至7.5 kHz，使得窄頻信號SIL10及高頻信號SIH10兩者描 述3.5 kHz至4 kHz之區且高頻信號SIH10及超高頻信號 SIS10兩者描述7 kHz至7.5 kHz之區。 在一些實施中，提供如圖7B及圖7C之實例中之在次頻 -36- 156692.doc

S 201214419 帶之間的重疊允許使用在重疊區内具有平滑衰減的處理路 徑。此等濾波器通常較易於設計，具有較低計算複雜性， 及/或引入的延遲少於具有較銳或「磚牆式」回應之濾波 器。具有銳轉變區之濾波器傾.向於比具有平滑衰減之類似 階數之滤波器具有更高的旁波瓣（旁波瓣可引起頻疊具 有銳轉變區之濾波器亦可具有長脈衝回應，長脈衝回應可 引起環狀假影（ringing artifact)。對於具有—或多個nR滤 波器之濾波器組實施而言，允許在重疊區内之平滑衰減可 使得能夠使用各極點離單位圓較遠之一或多個渡波器，此 對確保穩定的固定點實施很重要。 次頻帶之重疊允許次頻帶之平滑混合，此平滑混合可引 起較少之聲訊假影、減少之頻疊，及/或自一個次=帶至 另-個次頻帶之較不容易注㈣之轉變1於窄頻編碼器 EN100、高頻編碼器EH100及超高頻編碼器£81〇〇中之兩者 或兩者以上根據不同編碼方法來操作的實施而言，一戈多 個此類特徵可能尤為理想。舉例而言，編碼技術可產 生聽起來非常不同之信號碼簿㈣之形式來編碼頻譜 包絡的編碼器可產生-信號，其聲音不同於改為編碼振幅 頻譜之編碼器所產生之信號的聲音。時域編碼器（例如， 脈碼調變或PCM編碼器）可產生一信號， 六 I a +同於頻 域編碼II所產生之信號的聲I賴譜包絡之表示及對應 的殘餘信號來編碼信號的編碼器可產生一作號 同於僅以頻譜包絡之表示來編碼信號的編碼器音: 於變換之編碼ϋ)所產生之錢的聲音1信號編碼為二 156692.doc •37· 201214419 波形之表示之編碼器可產生一輸出，

頻帶之間的突然且明顯可感知之轉變。

頻帶之重疊， 帶之重疊（例如，低頻率次頻帶與中頻率次 或中頻率次頻帶與高頻率次頻帶之重疊）定 義為自產生較高頻率次頻帶之路徑之頻率喊下降至_2〇 dB的點直至產生較低頻率次頻帶之路徑之頻率回應下降 至-20 dB的點之間的距離。在濾波器組FB1〇〇及/或Fb2〇〇 之各個實例中，此重疊在約2〇〇 Hz至約i kHz之範圍内。 約400 HZ至約600 Hz之範圍可表示編碼效率與感知平滑度 之間的理想折衷。在圖73及7C中展示之特定實例中，每 一重疊為約500 Hz » 應注意，作為處理路徑PAH12及PAS12中之頻譜反轉操 作之結果，高頻信號SIH10中及超高頻信號SIS10中之頻率 成分之頻譜被反轉。可相應地組態編碼器及對應的解碼器 中之後續操作。舉例而言，如本文中所描述之高頻激勵產 生器GXH100可經組態以產生亦具有經頻譜反轉之形式的 高頻激勵信號SXH10。 圖10展示濾波器組FB212之實施FB220的方塊圖，該實 -38 _ 156692.doc

S 201214419 施FB220可用於如圖7B中所展示之應用。濾波器組FB220 包括窄頻合成處理路徑PSN10之實施PSN20，其經組態以 接收具有取樣率Λ〆例如，8 kHz)之窄頻信號SDL10且執行 按2内插以產生具有取樣率/5〆例如，16 kHz)之窄i員輸出 • 信號SOL10。在此實例中，路徑PSN20包括内插器IN10之 實施IN20(例如，如本文中所描述之FIR多相實施）及可選 塑形濾波器FSL10(例如，第一階極點零點濾波器）。在一 特定實例中，塑形濾波器FSL10經實施為具有如下轉移函 數之第二階IIR濾波器： 1 + 19z_i + z_2

Hshaping(.z) = °·477ι_〇.6ζ-ι_〇.26ζ-2 ο 濾波器組FB220亦包括高頻合成處理路徑PSH12之實施 PSH20，其經組態而按非整數因子來内插具有取樣 率/s〆例如，7 kHz)之高頻信號SDH10。路徑PSH20包括： 内插器IH10之實施IH20，其經組態而按2之因子來内插信 號SDH10，使其達到取樣率/^x2(例如，達到14 kHz);頻 譜反轉區塊，其可如上文參看路徑PSH12之模組RHS10所 描述來實施；内插區塊IH30，其經組態而按2之因子來内 . 插經頻譜反轉之信號，使其達到取樣率/^x4(例如，達到 28 kHz);及重取樣區塊，其經組態以重取樣（例如，按4/7 之因子）經内插之信號，使其達到取樣率。在此特定實 例中，路徑PSH20亦包括可選頻譜塑形濾波器FSW10，可 選頻譜塑形濾波器FSW10可實施為經組態以對信號塑形以 獲得所要之總濾波器回應之低通濾波器，及/或實施為經 156692.doc -39- 201214419 組態而在7100 Hz使信號之分量衰減的陷波濾波器。在一 特定實例中，塑形濾波器FSW10經實施為陷波濾波器，其 具有如下轉移函數： / 0.9 + 1.6854820435825 lz"1 + 0.9z~2 \ shaping^) = ^ _ 1.84755462947281Z-1 - 0.97110052295510Z-2/ / 1 + 1.89908877043819Z-1 + ζ~2 λ X \1 - 1.74219434405041Ζ-1 - 0.85804273005855ζ~2) 或如下轉移函數： ^shaping^") ^0.92482579255755 + 1.75415354377535Z-1 + 0.924825792SS755z-2\ ° =I 1 - 1.74835S55397183Z-1 - 0.85544957491863z~2 ) 路徑PSH20之内插區塊IH30可根據如本文中所描述之此 操作的實例中之任一者（例如，本文中描述之三段式多相 實例）來實施。路徑PSH20之按4/7重取樣區塊可經實施以 使用多相實施來重取樣具有28 kHz之取樣率的輸入信號 以產生具有16 kHz之取樣率的輸出信號此重取樣可 (例如）根據諸如 s^t(4n +/) = 〜0·，Λ)5ίη(7η +;·) (n=〇，1， 2，…且j=0，1，2, 3)之表達式來實施，其中办28至丨6為4x10矩 陣。矩陣/z28至持定實施的左半邊之值展示於下表中： 1.20318669e-3 •7.6305128 le-3 2.72917685e-2 -7.50806010e-2 2.17114817e-l 1.99103625e-3 -1.31460240e-2 4.92989146e-2 -1.46294949e-l 5.37321710e-l 1.67326973e-3 -1.14565524e-2 4.49962065e-2 -1.45555950e-l 8.19434767e-l 2.78957903e-4 -2.26822102e-3 1.02912159e-2 -3.99823584e-2 9.80668152e-l 矩陣//28互16之此特定實施的右半邊之值展示於下表中： 9.1942745 le-1 -1.06860103e-l 3.11334638e-2 7.66063210e-3 1.08509157e-3 6.88738481e-l •1.57550510e-l 5.10128599e-2 -1.33122905e-2 1.98270018e-3 156692.doc -40-

S 201214419 3.76310623e-l -1.16791891e-l 4.08360252e-2 -1.11251931e-2 1.71435282e-3 7.05611352e-2 -2.76674071e-2 1.07928329e-2 -3.20123678e-3 5.35218462e-4 濾波器組FB220亦包括寬頻合成處理路徑PSW12之實施 PSW20，其經組態以接收具有取樣率/撕（例如’ 16 kHz)之 寬頻信號SDW10且執行按2内插以產生具有取樣率Λ(例 如，32 kHz)之寬頻輸出信號SOW10。在此實例中，路徑 PSW20包括内插器IW10之實施IW20(例如，如本文中所描 述之FIR多相實施）及可選塑形濾波器（例如，第二階極點 零點濾波器）。 濾波器組FB220亦包括超高頻合成處理路徑PSS12之實 施PSS20，其經組態而按非整數因子/,//„來内插具有取樣 率Λ,(例如，14 kHz)之超高頻信號SDS10，其中/,為超寬頻 信號SOSW10之取樣率（例如，32 kHz)。濾波器組FB220包 括：内插器IS 10之實施IS20，其經組態而按2之因子來内 插信號SDS10，使其達到取樣率/Six2(例如，達到28 kHz);頻譜反轉區塊，其可如上文參看路徑PSS12之模組 RHD10所描述來實施；内插區塊IS30，其經組態而按2之 因子來内插經頻譜反轉之信號，使其達到取樣率/„χ4(例 如，達到56 kHz);重取樣區塊，其經組態以重取樣（例 如，按8/7之因子）經内插之信號，使其達到取樣率/>2 ; 及整數倍降低取樣區塊DSS 10，其經組態而按2之因子對 經重取樣之信號進行整數倍降低取樣，使其達到取樣率 Λ(例如，達到32 kHz)。在此特定實例中，路徑PSS20亦包 括可選頻譜塑形區塊，可選頻譜塑形區塊可實施為經組態 156692.doc •41 - 201214419 以對信號塑形以獲得所要之绅湳油# „ & ., ^ „ 1又1 丁「丨戈· <鄉遞夜态回應之濾波器（例 如，第30階FIR濾波器）。 可此需要應用超向頻合成處理路徑pSS2〇以自具有14 kHz之取樣率的經解碼之輸入超高頻信號3〇31〇提取超高 頻信號sosio,超高頻信號soslo具有32 kHz之取樣率及7 kHz至14 kHz之高頻率次頻帶的頻率成分。圖nA至圖11ρ 展示在路徑PSS20之此應用中所處理之信號（在圖1〇中標記 為A至F之對應點中之每一者處）之頻譜的逐步實例。在圖 11A至圖11F中，陰影區指示7 ]^2至14 kHz之高頻率次頻 帶之頻率成分，且垂直軸線指示量值。圖11A展示μ kHz 超高頻信號SDS10之代表性頻譜’其含有7 ]^}12至14 kHz之 高頻率次頻帶的經頻譜反轉之頻率成分。圖118展示在内 插信號SDS10，使其達到28 kHz之取樣率之後的頻譜。圖 11C展示在反轉經内插之信號之頻譜之後的頻譜。圖110 展示在内插經頻譜反轉之信號’使其達到56 kHz之取樣率 之後的頻譜。圖11E展示在按8/7之因子重取樣經内插之信 號’使其達到64 kHz之取樣率之後的頻譜。圖1 ip展示在 對經重取樣之信號進行整數倍降低取樣以產生具有3 2 kHz 之取樣率的超高頻信號SOSIO之後的頻譜。 路徑PSS20之整數倍降低取樣區塊DSS10可根據如本文 中所描述之此操作的實例中之任一者（例如，本文中描述 之三段式多相實例）來實施。路徑PSH20及PSS2〇之内插器 IH20、IH30、IS20及IS30可根據如本文中所描述之此操作 的實例中之任一者來實施。在一特定實例中，内插器 •42· 156692.doc

S 201214419 IH20、IH30、IS20及IS30中之每一者係根據本文中描述之 三段式多相實例來實施。 路徑PSS20之按8/7重取樣區塊可經實施以使用多相内插 來重取樣具有56 kHz之取樣率之輸入信號5^以產生具有64 kHz之取樣率的輸出信號。在一實例中，使用根據 〜(5« + ·/)=Σ二A㈣(Mki(7« + _/)(n=〇，1，2，…，（640/8)-1 且 j = 0，1，2，…，6)之多相内插來執行此重取樣，其中/z56至64為 8x5矩陣。矩陣/z56i64之特定實施之值展示於下表中： 8.82268 le-3 4.042414e-l 6.891184e-l -6.491004e-2 -1.584783e-2 -1.584783e-2 -6.491004e-2 6.891184e-l 4.042414e-l 8.82268 le-3 1.844283e-3 -1.448563e-l 9.572939e-l 1.446467e-l 6.037494e-2 2.842895e-2 -2.0771lle-1 1.165900 -5.667803e-2 8.317225e-2 5.757226e-2 -2.274063e-l 1.279996 -1.813245e-l 7.944362e-2 7.944362e-2 -1.813245e-l 1.279996 -2.274063e-l 5.757226e-2 8.317225e-2 -5.667803e-2 1.165900 -2.077111e-l 2.842895e-2 6.037494e-2 1.446467e-l 9.572939e-l -1.448563e-l 1.844283e-3 窄頻編碼器EN100係根據源濾波器模型來實施，源濾波 器模型將輸入語音信號編碼為：（A)描述濾波器之一組參 數；及（B)驅動所描述之濾波器產生輸入語音信號之合成 再現的激勵信號。圖12A展示語音信號之頻譜包絡之實 例。特性化此頻譜包絡的峰值表示聲道之共振且被稱為共 振峰。大多數語音編碼器將至少此粗略頻譜結構編碼為一 組參數，諸如濾波器係數。 圖12B展示如應用於窄頻信號訂[1〇之頻譜包絡之編碼的 基本源渡波器配置之貫例。分析模組計算一組參數，該組 參數特性化對應於在一時間週期（通常為十毫秒或二十毫 156692.doc •43- 201214419 秒）内的語音聲音之濾波器。根據彼等濾波器參數而組態 之白化濾波器（亦稱為分析或預測誤差濾波器）移除頻譜包 絡，以在頻譜上平坦化該信號。所得白化信號（亦稱為殘 餘）具有較少能量，且因此具有較小變化且比原始語音信 號更容易編碼。由殘餘信號之編碼產生之誤差亦可更均勻 地散佈於頻譜上。濾波器參數及殘餘通常經量化以獲得在 通道上的咼效傳輸。在解碼器處，根據濾波器參數而組態 之合成濾波器係基於殘餘由信號激勵，以產生原始語音聲 音之合成版本。合成濾波器通常經組態以具有一轉移函 數，該轉移函數為白化濾波器之轉移函數的反函數。 圖13展示窄頻編碼sEN1〇〇之基本實施ENu〇之方塊 圖。在此實例中’線性預測編碼（LPC)分析模組咖1〇將 窄頻信號SIL1G之頻譜包絡編碼為—組線性預測（Lp)係數 (例如，全極點濾波Β1/Α(ζ)之係數）。分析模組通常將輸 入信號處理為_系列非重叠訊框，纟中針對每一訊框計算 一組新係數。訊框週期一般為預期該信號在局部穩定的週 期；一常見的實例為20毫秒（等效於在8 kHz之取樣率下的 160個樣本在一實例中，Lpc分析模組以^^經組態以 計算一組十個L p濾波器係數以特性化每個二十毫秒訊框之 共振峰結構。實施分析模組以將輸入信號處理為一系列重 疊訊框亦為可能的。 分2模組可經組態以直接分析每一訊框之樣本，或可根 據開曲函數(例如’漢明窗(Hamming 首先加權該 等樣本。亦可在大於訊框之窗（諸如3〇毫秒窗）内執行對^ 156692.doc 201214419 框之分析。此窗可為對稱的（例如5_20_5，使得其包括緊接 在20毫秒訊框之前及之後的5毫秒）或非對稱的（例如 2〇，使得其包括先前訊框之最後1〇毫秒）^ [pc分析模組通 常立組態以使用Levinson-Durbin遞歸或Leroux-Gueguen演 算法來计算LP濾波器係數。在另一實施中，分析模組可經 組態以針對每一訊框計算一組倒頻譜係數而不是一組L p濾 波器係數》 藉由量化該等濾波器參數’可顯著降低編碼器Eni 1〇之 輸出速率，其對再現品質具有相對較少的影響。線性預測 ;慮波器係數難以有效量化且通常映射為另一表示，諸如線 頻請對（LSP)或線頻譜頻率（LSF)，以用於量化及/或熵編 碼°在圖13之實例中，LP濾波器係數至LSF變換XLN10將 該組LP濾波器係數變換成一組對應的LSF。Lp濾波器係數 之其他一對一表示包括：部分自相關係數；對數面積比 值，導抗頻譜對（IPS);及導抗頻譜頻率（ISF)，以上均用 於GSM(全球行動通信系統）AMR_WB(自適應多速率寬頻） 編碼解碼器。通常，一組LP濾波器係數與一組對應的lsf 之間的變換係可逆的，但實施例亦包括變換並非無誤差地 可逆的編碼器EN110之實施。 量化器QLN10經組態以量化該組窄頻LSF(或其他係數表 示）’且窄頻編碼器EN110經組態以將此量化之結果輸出為 窄頻濾波器參數FPN10。此量化器通常包括向量量化器， 該向量量化器將輸入向量編碼為針對表或碼薄中之對應向 量項目之索引。 156692.doc -45- 201214419 可能需要量化器QLNl0併有時間雜訊塑形。圖14展示量 化器QLN10之此實施QLN20的方塊圖。針對每一訊框，計 算LSF量化誤差向量且使LSF量化誤差向量與值小於一之 比例因子V40相乘。在下一訊框中，在量化之前將此按比 例縮放後之量化誤差添加至LSF。可取決於已存在於未量 化之LSF向量中之波動的量而動態地調整比例因子V40之 值。舉例而言，在當前LSF向量與前一 LSF向量之間的差 較大時’比例因子V40之值接近於零，使得幾乎不執行雜 訊塑形。在當前LSF向量與前一 LSF向量有很小差異時， 比例因子V40之值接近於一《可預期所得LSF量化在語音 信號改變時最小化頻譜失真，且在語音信號在一個訊框與 另一個訊框間相對恆定時最小化頻譜波動。 圖15展示量化器QLN10之另一雜訊塑形實施qLN3〇的方 塊圖。向量量化中之時間雜訊塑形之額外描述可在2〇〇6年 11月30日公開之美國公開專利申請案第2〇〇6/〇271356號 (Vos等人）中找到。 如圖13中展示，窄頻編碼器EN11〇可經組態以藉由使窄 頻信號SIL10通過根據該組濾波器係數而組態之白化濾波 器WF10(亦稱為分析或預測誤差濾波器）來產生殘餘信號。 在此特定實例中，白化濾波器WF丨〇經實施為贝尺濾波器’ 但亦可使用IIR實施。此％餘信號通常將含有在窄頻滤波 器參數FPN10中未表示之語音訊框之感知上重要的資訊（諸 如與音局相關之長期結構）。量化器QXN1〇經組態以計算 此殘餘信號之量化表示以便輪出為經編瑪之窄頻激勵信號 156692.doc -46- 201214419 XL 10。此量化器通常包括將輸入向量編碼為針對表或碼 薄中之對應向量項目之索引的向量量化器。或者，此量化 器可經組態以發送一或多個參數，在解碼器處可根據該一 或多個參數動態地產生向量，而不是如稀疏碼薄方法中自 儲存器擷取。此方法用於諸如代數CELP(碼薄激勵線性預 測）之編碼方案中及諸如3GPP2(第三代合作夥伴計劃 2)EVRC(增強型可變速率編碼解碼器）之編碼解碼器中。 可能需要窄頻編碼器EN110根據將可供對應的窄頻解碼 器使用之相同滤'波器參數值來產生經編碼之窄頻激勵信 號。以此方式，所得經編碼之窄頻激勵信號可能已在某種 程度上解決彼等參數值之非理想性，諸如量化誤差。相應 地，可能需要使用將在解碼器處可用之相同係數值來組態 白化濾波器。在如圖13中所展示之編碼器ΕΝ 11 〇之基本實 例中’反量化器IQN10反量化（dequantize)窄頻編碼參數 FPN10，LSF至LP濾波器係數變換1：^1〇將所得值映射回 至一組對應的LP濾波器係數，且此組係數係用以組態白化 濾波器WF10以產生由量化器qXni〇量化之殘餘信號。 窄頻編碼器EN100之一些實施經組態以藉由識別一組碼 薄向量中最佳地匹配該殘餘信號之一碼簿向量來計算經編 碼之乍頻激勵k號XL 10。然而’注意到，窄頻編碼器 EN100亦可經實施以計算殘餘信號之量化表示，而實際上 並不產生殘餘信號。舉例而言，窄頻編碼器EN1 〇〇亦可經 組態以：使用多個碼薄向量來產生對應的合成信號（例 如，根據一組當前濾波器參數），且選擇與在感知加權域 156692.doc .47· 201214419 中最佳地匹配原始窄頻信號SILl 0之所產生信號相關聯的 碼薄向量。 圖16展示窄頻解碼器DN100之實施DN110的方塊圖。反 量化器IQXN10反量化窄頻濾波器參數FPN1〇(在此狀況 下’反量化成一組LSF)，且LSF至LP滤波器係數變換 IXN20將LSF變換成一組濾波器係數（舉例而言，如上文參 看窄頻編碼器EN110之反量化器IQN10及變換IXN10所描 述）。反量化器IQLN10反量化經編碼之窄頻激勵信號XL1〇 以產生經解碼之窄頻激勵信號XLD10 »基於濾波器係數及 窄頻激勵信號XLD1 0，窄頻合成濾波器FNS 10合成窄頻信 號SDL10。換言之，窄頻合成濾波器FNS10經組態以根據 經反量化之濾波器係數對窄頻激勵信號X L D1 〇進行頻譜塑 形以產生窄頻信號SDL 10。窄頻解碼器DN110亦將窄頻激 勵"is破XL 10a 供至尚頻編碼器DH100，高頻編碼器 DH100如本文中所描述而使用窄頻激勵信號XL1〇a導出高 頻激勵k號XHD10’且窄頻解碼器DN110將窄頻激勵信號 乂1^1013提供至8113編碼器08100，8：^編碼器〇8100如本文 中所描述而使用窄頻激勵信號XL 10b導出SHB激勵信號 XSD10 ^在如下文所描述之一些實施中，窄頻解碼器 DN110可經組態以將與窄頻信號相關之額外資訊（諸如頻譜 傾斜、音高增益及延滯及/或語音模式）提供至高頻解碼器 DH100及/或至SHB解碼器DS100。 窄頻編碼器ENUO及窄頻解碼器DN11〇之系統為以合成 作分析（analysis-by-synthesis)的語音編碼解碼器之基本實 156692.doc -48· 201214419 例。碼薄激勵線性預測（CELP)編碼為一種風行的以合成作 分析的編碼，且此等編碼器之實施可執行殘餘之波形編 碼，包括諸如以下操作：自固定及自適應碼簿中選擇各項 目、誤差最小化操作，及/或感知加權操作。以合成作分 析的編碼之其他實施包括混合激勵線性預測（MELP)、代 數CELP(ACELP)、鬆弛CELP(RCELP)、規貝丨J脈衝激勵 (RPE)、多脈衝CELP(MPE)及向量總和激勵線性預測 (VSELP)編碼。相關編碼方法包括多頻帶激勵（MBE)及原 型波形内插（PWI)編碼。標準化之以合成作分析的語音編 碼解碼器之實例包括：ETSI(歐洲電信標準學會）-GSM全速 率編碼解碼器（GSM 06.10)，其使用殘餘激勵線性預測 (RELP) ； GSM增強型全速率編碼解碼器（ETSI-GSM 06.60) ; ITU(國際電信聯合會）標準11.8 kb/s G.729W寸件E編 碼器；用於IS-136(—種分時多重存取機制）之IS(臨時標 準）-641編碼解碼器；GSM自適應多速率（GSM-AMR)編碼 解碼器；及4GVTM(第四代VocoderTM)編碼解碼器 (QUALCOMM Incorporated，San Diego, CA)。窄頻編碼器 EN110及對應的解碼器DN110可根據此等技術中之任一 者、或將語音信號表示為（A)描述濾波器之一組參數及（B) 用以驅動所描述之濾波器再現語音信號之激勵信號的任何 其他語音編碼技術（無論是已知的或是待開發的）而實施。 即使在白化濾波器已自窄頻信號SIL10移除粗略頻譜包 絡之後，相當大量之精細諧波結構可仍保留，尤其是針對 有聲語音。圖17A展示針對諸如母音之有聲信號，如可由 156692.doc -49· 201214419 化濾波器產生之殘餘信號之一實例的頻譜圖。在此實例 中可見之週期性結構與音高相關，且同一說話者所說之不 同有聲聲曰可具有不同的共振峰結構但類似的音高結構。 圖™示此殘餘信號之實例之時域圖，其展示時間上的 音高脈衝之序列。 藉由使用-或多個參數值來編碼音高結構之特性，可增 加編碼效率及/或語音品質。音高結構之一重要特性為^ -諧波之頻率(亦稱為基本頻率)，其通常在6〇出至4〇〇沿 之範圍内此特性通常經編碼為基本頻率之倒數（亦稱為 音高延滯）。音高延滞指示在一個音高週期中之樣本之數 目，且可經編碼為與最小或最大音高延滞值之偏移及/或 編碼為-或多個碼薄索引。來自男性說話者之語音信號傾 向於比來自女性說話者之語音信號具有更大的音高延滯。 與音高結構相關之另一信號特性為週期性，其指示諧波 、’》構之強度，或換言之，信號為諧波或非諧波之程度。週 期性之兩個典型#示項為零點交又及正規化自才目關函數 (NACF)。週期性亦可由音高增益來指示，音高增益通常 經編碼為碼薄增益（例如’經量化之自適應碼薄增益 窄頻編碼器ΕΝ100可包括經組態以編碼窄頻信號SILi〇 之長期諧波結構之一或多個模組。如圖丨7C中所展示，可 使用之一典型CELP範例包括一編碼短期特性或粗略頻譜 包絡之開放迴路LPC分析模組，後續接著一編碼精細音高 或諧波結構之閉合迴路長期預測分析階段。短期特性經編 碼為濾波器係數，且長期特性經編碼為諸如音高延滯及音 156692.doc •50· 201214419 高增益之參數值。 如由CELP編碼技術編碼之LPC殘餘通常包括固定碼薄部 分及自適應碼薄部分。舉例而言’窄頻編碼器eN100可經 組態以輸出經編碼之窄頻激勵信號XL1〇，該信號呈包括 一或多個固定碼簿索引及對應增益值以及一或多個自適應 碼薄增益值之形式。窄頻殘餘信號之此量化表示之計算 (例如，藉由量化器QXN1〇)可包括選擇此等索引及計算此 專增益值。 在殘餘之長期預測分析之後保留之結構可編碼為固定碼 薄中之或多個索引及一或多個對應的固定碼薄增益。可 使用諸如因子或組合脈衝編碼之脈衝編碼技術來執行固定 碼薄之量化。音尚結構之編碼亦可包括對音高原型波形之 内插，此操作可包括計算連續音高脈衝之間的差。針對對 應於無聲語音（其通常為類雜訊且未結構化）之訊框，可停 用長期結構之模型化。或者，可使用經修改之離散餘弦變 換（MDCT)技術或其他基於變換之技術來編碼殘餘，尤 其疋針對W遍的音訊或非語音應用（例如，音樂）。 根據如圖17C中所展示之範例的窄頻解碼器DN丨丨〇之實 可•在已恢復長期结構（音高或譜波結構）之 \將乍頻激勵仏號XL10a輸出至高頻解碼器DH100，及/ 或、乍頻激勵指號\!^1〇1)輸出至SHB解碼器DS1〇〇。舉例 而言，此解碼器可經組態以將窄頻激勵信號XLlOa及/或 处⑽輸出為經編碼之窄頻激勵信號XU0之反量化版本。 當然’亦有可能實施窄頻解碼器DN⑽，使得高頻解碼器 156692.doc •51 · 201214419 DH100執行經編螞之窄頻激勵信號XL ι〇之反量化以獲得窄 頻激勵信號XLlOa，及/或使得SHB解碼器DS100執行經編 碼之窄頻激勵信號XL10之反量化以獲得窄頻激勵信號 XLlOb » 在根據如圖1 7中所展示之範例的超寬頻語音編碼器 SWE100之實施中，高頻編碼器EH100及/或SHB編碼器 ESI00可經組態以接收如由短期分析或白化濾波器產生之 乍頻激勵k號。換言之’窄頻編碼器EN10 0可經組態以： 在編碼長期結構之前，將窄頻激勵信號XL 10a輸出至高頻 編碼器EH100 ’及/或將窄頻激勵信號XL1〇b輸出至SHB編 碼器ESI 00。然而，可能需要高頻編碼器eh 1〇〇自窄頻通 道接收將由高頻解碼器DH100接收之相同編碼資訊，使得 由高頻編碼器EH1 00產生之編碼參數可能已在某種程度上 考量s玄資訊中之非理想性。因此，高頻編碼器〗〇〇自將 由SWB編碼器SWE100輸出之相同經參數化及/或經量化的 經編碼之窄頻激勵信號XL10重建構高頻激勵信號又^⑺可 為較佳的。舉例而言，窄頻編碼器EN100可經組態以將窄 頻激勵信號XLlOa輸出為經編碼之窄頻激勵信號XL1〇之反 量化版本。此方法之一潛在優點在於更準確地計算高頻增 益因子CPHlOb(下文描述）》 同樣地，可能需要SHB編碼器ES 100自窄頻通道接收將 由SHB解碼器DSH)0接收之相同編碼資訊，使得由shb編 碼器ES100產生之编碼參數可能已在某種程度上考量該資 訊中之非理想性。因此，SHB編碼器ES1〇〇自將由swB編 156692.doc -52- 201214419 碼器SWE100輸出之相同經參數化及/或經量化的經編碼之 窄頻激勵信號XL10重建構SHB激勵信號XS10可為較佳 的。舉例而言’窄頻編碼器EN100可經組態以將窄頻激勵 信號XLlOb輸出為經編碼之窄頻激勵信號XL 10之反量化版 本。此方法之一潛在優點在於更準確地計算SHB增益因子 CPSlOb(下文描述）。 除了特性化窄頻信號SIL10之短期及/或長期結構之參數 之外，窄頻編碼器EN100亦可產生與窄頻信號SIL10之其 他特性相關之參數值。可將此等值（可經合適地量化以便 由SWB語音編碼器SWE100輸出）包括在窄頻濾波器參數 FPN1 0當中或分離地輸出。高頻編碼器EH1 〇〇亦可經組態 以根據此等額外參數中之一或多者計算高頻編碼參數 CPH10(例如，在反量化之後）。在SWB解碼器SWD1〇〇處， 高頻解碼器DH100可經組態以經由窄頻解碼器DN1〇〇接收 該等參數值（例如，在反量化之後）。或者，高頻解碼器 DH100可經組態以直接接收（且可能反量化）該等參數值。 同樣地，SHB編碼器ES100可經組態以根據此等額外參數 中之一或多者計算SHB編碼參數cpsi〇(例如，在反量化之 後）。在SWB解碼器SWD1〇〇處，SHB解碼器DSi〇〇可經組 態以經由窄頻解碼器〇>11〇〇接收該等參數值（例如，在反量 化之後）。或者，SHB解碼器DSl〇〇可經組態以直接接收 (且可能反量化）該等參數值。 在額外窄頻編碼參數之—實财，窄頻編瑪^蘭⑼產 生頻譜傾斜值及每—訊框之語音模式參數。頻譜傾斜與通 156692.doc •53- 201214419 係數夹二:曰匕絡之形狀相關’且通常由經量化之第-反射 ’、、丁針對大多數有聲聲音，頻譜能量隨著頻率增加 咸乂使得第—反射係數為負的且可接近-1。大多數無 聲日=有平坦之頻譜’使得第—反射係數接近於零，或 具有在问頻率下具有更大能量的頻譜，使得第—反射係數 為正的且可接近+1。 曰模式（亦稱為發聲模式）指示當前訊框表示有聲語音 或是無聲語音。此參數可具有二進位值，該值係基於訊框 之週期杜之-或多個量測（例如零點交叉、NACF、音高增 益)及/或語音活動性’諸如此量測與臨限值之間的關係。 在其他實施中’語音模式參數具有一或多個其他狀態來指 不諸如以下模式：安靜或背景雜訊、或在安靜與有聲語音 之間的轉變。 判疋SHB彳5號sis 10之LPC分析之階數並非不重要的任 務。一般而言，因為SHB信號SIS10具有較大頻寬（例如，7 kHz)所以可能需要相對較高階之lpc：係數以便支援；§ WB h ESISWIO之重建構，並且感知結果令人滿意。此實施 之一實例使用傳統線性預測編碼（Lpc)分析獲得八個頻譜 參數來描述SHB信號SIS10之頻譜包絡，且使用類似分析 獲得六個頻譜參數來描述高頻信號SIH1〇之頻譜包絡。為 獲得尚效編碼，將此等預測係數轉換成線頻譜頻率（LSF) 且接著使用如本文中所描述之向量量化器（例如，使用時 間雜訊塑形向量量化器）對其進行量化。 圖18展示高頻編碼器EH100之實施EH110之方塊圖，且 •54· 156692.doc <5 201214419 圖19展示SHB編碼器ESI 00之實施ESI 10之方塊圖。高頻編 碼器EH100及SHB編碼器ESI00可經組態以具有類似於窄 頻編碼器ENllOt之LPC分析路徑的LPC分析路徑。舉例 而言，窄頻編碼器EN110包括LPC分析路徑（包括量化及反 量化）1^1^10-又1^10-(^1^10-1(5>^10-1又1^10，而高頻編碼器 EH110 包括類似路徑 LPH10-XFH10-QLH10-IQH10-IXH10，且SHB編碼器EH110包括類似路徑LPS 10-XFS 10-QLS10-IQS10-IXS10。因而，編碼器 EN100、EH100 及 ES100中之兩者或兩者以上可經組態而在不同時間以不同 各別組態來使用相同LPC分析處理路徑（可能包括量化，且 可能亦包括反量化）。高頻編碼器EH1丨〇包括合成滤波器 FSH10，合成濾波器FSH10經組態以根據高頻激勵信號 XH10及由變換IXm〇產生之LPC參數來產生經合成之高頻 信號SYH10，且SHB編碼器ES110包括合成濾波器Fssl〇， 合成濾波器FSS10經組態以根據SHB激勵信號xsl〇及由變 換IXS10產生之LPC參數來產生經合成之SHB信號SYS1〇。 針對不同類型之語音訊框，可在高頻及SHB量化處理程 序中分配不同數目個位元。由於安靜週期常常不含有很多 的高頻或SHB成分，故在安靜週期巾*發送高頻或shb資 訊可節省總位元率要求。亦可在VQ訓練及編碼處理程序 期間以不同方式處理有聲訊框及無聲訊框。一般而言，當 對碼薄大小及碼簿搜尋複雜性沒有很多約束時，單階段二 碼薄VQ可由向頻編碼器EH1’/或由shb編碼㈣⑽使 方面右肖5己憶體及量化處理程序之複雜性有嚴 156692.doc -55- 201214419 格約束，則多階段及/或分割式VQ可由高頻編碼器EHl 00 及/或由SHB編碼器ES100採用。 如圖19中展示，SHB編碼器ES110包括經組態以自窄頻 激勵信號XLlOb產生SHB激勵信號XS10的SHB激勵產生器 XGS10。如圖21中展示，SHB解碼器DS110亦包括經組態 以自窄頻激勵信號XLlOb產生SHB激勵信號XS10的SHB激 勵產生器XGS10之例子。圖22A展示SHB激勵產生器 XGS10之實施XGS20之方塊圖，該實施XGS20經組態以自 窄頻激勵信號XL 10b產生SHB激勵信號XS10。產生器 XGS20包括頻譜擴展器SX10、SHB分析濾波器組FBS10及 自適應白化濾波器AW10。 頻譜擴展器SX10經組態以將窄頻激勵信號xl l〇b之頻譜 擴展至由SHB信號SIS 10佔據之頻率範圍中。頻譜擴展器 SX10可經組態以將無記憶之非線性函數應用於窄頻激勵信 號XL 1 Ob ’諸如絕對值函數（亦被稱為全波整流）、半波整 流、求平方、求立方或截割❶頻譜擴展器Sxi〇可經組態以 在應用非線性函數之前將窄頻激勵信號XL1〇b升高取樣頻 率（例如，達到32 kHz之取樣率，或達到等於或更接近於 SHB信號SIS10之取樣率的取樣率）。接著將分析濾波器組 FBS10(其可為用以產生高頻激勵信號之相同高頻分析滤波 器組（例如’ HB分析處理路徑PAH10、PAH12或PAH20))應 用於經頻譜擴展之信號以產生具有所要取樣率（例如，厶 或14 kHz)之信號。 經頻譜擴展之信號很可能隨著頻率增加而具有振幅之顯 156692.doc <5 •56- 201214419 著降低。白化濾波器WF20(例如’自適應第六階線性預測 濾波器）可用以在頻譜上平坦化經諧波擴展之結果以產生 SHB激勵信號XS10。SHB激勵產生器XGS20之另外實施可 經纪態以混合經諧波擴展之信號與雜訊信號，其可根據窄 頻信號SIL10或窄頻激勵信號xLi〇b之時域包絡而經時間 調變。 應注意，在編碼器處及解碼器兩者處產生Shb激勵。為 了使解瑪處理程序與編碼處理程序一致，可能需要編碼器 及解碼器產生相同SHB激勵。可藉由使用來自可供編碼器 及解碼器兩者使用的經編碼之窄頻激勵信號XL1〇之資訊 在編碼器處及解碼器兩者處產生SHB激勵來達成此結果。 舉例而言，經反量化之窄頻激勵信號可在編碼器處及解碼 器兩者處用作至SHB激勵產生器xGS10之輸入xu〇b。 當已使用稀疏碼薄（項目大多為零值的碼薄）來計算殘餘 之量化表示時，合成語音信號中可能出現假影。尤其當窄 頻激勵信號已以低位元率編碼時，可能出現碼薄稀疏。由 碼薄稀疏引起之假影通常在時間上為準週期性的，且大多 在高於3 kHz時發生。因為人耳在較高頻率下具有較佳時 間解析度，所以此等假影在高頻及/或超高頻中可能更引 人注意。 實施例包括經組態以執行抗稀疏濾波之高頻激勵產生器 XGS10之實施。圖228展示SHB激勵產生器xgs2〇之實施 XGS30之方塊圖，該實施又(}33〇包括經配置以對窄頻激勵 信號XLl〇b進行濾波之抗稀疏濾波器ASF10。在一實例 156692.doc -57- 201214419 中’將抗稀疏濾波器ASF10實施為具有π(ζ^ -0.7+ ζ~4^ υ — 1 - 〇·7ζ·4 之形式的全通濾波器。 抗稀疏濾波器ASF 10可經組態以改變其輸入信號之相 位。舉例而言’可能需要抗稀疏濾波器ASF1 〇經組態且配 置以使彳于SHB激勵信號XS10之相位隨機化，或以其他方式 隨時間過去而更均勻地分佈。亦可能需要抗稀疏濾波器 ASF10之回應在頻譜上為平坦的，以使得經濾波之信號之 量值頻譜無明顯改變。在一實例中，抗稀疏濾波器ASFi〇 經實施為具有根據以下表達式之轉移函數的全通濾波器： H(z) = - °'7 + z~4 v °·6 + z~6 0.5 + z~a 1 - 〇·7ζ-4 I + 〇.6ζ~6 Χ Γ+〇.5ζ-β ° 此濾波器之一作用可在於展開輸入信號之能量，以使得 能量不再集中於僅少許樣本中。 由碼薄稀疏引起之假影通常對於類雜訊信號更顯著，其 中殘餘包括較少音高資訊，且對於背景雜訊中之語音亦更 顯著。在激勵具有長期結構之情況下，稀疏通常引起較少 假影’且實際上相位修改可在有聲信號中引起噪度。因 此，可能需要組態抗稀疏濾波SASF1〇以對無聲信號進行 濾波且使至J 一些有聲信號在不發生改變的情況下通過。 可基於諸如發聲、週期性及/或頻譜傾斜之因子來選擇使 用ASF;慮波器ASF1〇。無聲信號之特徵在於低的音高增益 (例如’經量化之窄頻自適應碼薄增益）及接近於零或為正 數的頻譜傾斜（例如，經量化之第—反射係數），接近於零 156692.doc -58- 201214419 或為正數的頻譜傾斜指示頻譜包絡為平坦的或隨頻率增加 而向上傾斜。抗稀疏濾波器ASF丨0之典型實施經組態以對 無聲聲音（例如，如由頻譜傾斜之值所指示）進行濾波，以 便在音咼增益低於臨限值（或者，不大於臨限值）時對有聲 聲音進行濾波’且在其他情況下使信號在不發生改變的情 況下通過。 抗稀疏濾波器ASF 10之另外實施包括兩個或兩個以上濾 波器，該等濾波器經組態以具有不同的最大相位修改角 (例如，至多為1 80度）。在此狀況下，抗稀疏濾波器ASF i 〇 可經組態以根據音南增益（例如，經量化之自適應碼薄或 LTP增益）之值在此等組成濾波器中進行選擇，以使得較大 的最大相位修改角用於具有較低的音高增益值之訊框。抗 稀疏濾波器ASF 10之一實施亦可包括經組態以在頻譜之較 大或較小範圍内修改相位的不同組成濾波器，以使得經組 態以在輸入信號之較寬頻率範圍内修改相位的濾波器用於 具有較低的音高增益值之訊框。 如圖1 8中展示’高頻編碼器ehI 10包括經組態以自窄頻 激勵信號XLlOa產生高頻激勵信號χΗΐο的高頻激勵產生器 XGH10。如圖20中展示，高頻解碼器DH110亦包括經組態 以自窄頻激勵信號XLlOa產生高頻激勵信號XH10的高頻激 勵產生器XGH10之例子。高頻激勵產生器Xgh10可以與如 本文中所描述的SHB激勵產生器XGS20或XGS30相同之方 式來實施’其中頻譜擴展器SX1 〇經組態以升高取樣頻率至 16 kHz而非32 kHz»高頻激勵產生器XGH10之額外描述可 156692.doc •59· 201214419 在（例如）2010年10月的文獻3GPP2 C.S0014-D，v3.0之章節 4.3.3.3(第 4.21 頁至第 4.22 頁）「Enhanced Variable Rate Codec, Speech Service Options 3, 68, 70, 73 for Wideband Spread Spectrum Digital Systems」（在 www.3gpp2.org線上 可得）中找到。 為了準確再現經編碼之語音信號，可能需要經合成之 SWB信號SOSW10之高頻部分與窄頻部分的位準之間的比 率類似於原始SWB信號SISW10之高頻部分與窄頻部分的 位準之間的比率。除了如由SHB編碼參數CPS10表示之頻 譜包絡之外’ SHB編碼器ES100亦可經組態以藉由規定時 間或增益包絡而特性化SHB信號SIS 10。如圖19中展示， SHB編碼器ESI 10包括SHB增益因子計算器GCS10，SHB增 益因子計算器GCS10經組態且配置以根據SHB信號SIS 10與 經合成之SHB信號SYS10之間的關係（諸如，該兩個信號在 訊框或訊框之某一部分上之能量之間的差或比率）來計算 一或多個增益因子。在SHB編碼器ESI 10之其他實施令， SHB增益計算器GCS 10可同樣地組態但改為經配置以根據 SHB仏號SIS 10與窄頻激勵信號xLi〇b或SHB激勵信號XS10 之間的此時變關係來計算增益包絡。 乍頻激勵彳§號XL 10b及SHB信號SIS 10之時間包絡很可能 為類似的。因此，編碼基於SHB信號SIS10與窄頻激勵信 號XLlOb(或自其導出之信號，諸如SHB激勵信號xsl〇或經 合成之SHB信號SYS 10)之間的關係的增益包絡將通常比編 碼僅基於SHB信號SIS 10之增益包絡更有效。在一典型實 156692.doc -60- 201214419 施中’ SHB編艰器ESll〇之量化器QGS10經組態以將-量 化索引（例如，且古β -、有 8、10、12、14、16、18 或 20個位元）及 規化因子輪出為每一訊框之Shb增益因子cpsiOb，該 里化索引規疋十個子訊框增益因子(例如，用於如圖中 展示之十個子訊框中之每一者）。 SHB增益因子計算器Gcsi〇可經組態以藉由根據shb信 號SHB10與經合成之SHB信號sysi〇之相對能量計算對應 子訊C之增益值來執行增益因子計算。計算器GCSl〇可經 、〜乂计异各別售號之對應子訊框之能量（例如，將能量 计算為各別子訊框之樣本之平方的總和）。計算器gcsi〇可 接者經組態以將該子訊框之增益因子計算為彼等能量之比 率之平方根（例如，將增益因子計算為在該子訊框上SHB信 號SIS10之能量與經合成之SHB信號SYS 10之能量的比率之 平方根）。 可能需要SHB增益因子計算器Gcsl〇經組態以根據開窗 函數來計算子訊框能量。舉例而言，計算器GCS10可經組 態以將相同開窗函數應用於SHB信號SIS 10及經合成之SHb 信號SYS10，計算各別窗之能量，且將該子訊框之增益因 子計算為該等能量之比率之平方根。一旦已計算出訊框之 子訊框增益因子，則可能需要計算器GCS10計算用於該訊 框之一正規化因子且根據該正規化因子來正規化該等子訊 框增益因子》 可能需要應用與相鄰子訊框重疊之開窗函數。舉例而 言，產生可以重疊相加方式應用之增益因子的開窗函數可 156692.doc

S 201214419 幫助減小或避免子訊框之間的不連續性。在—實例中， SHB增益因子計算器GCSl〇經組態以應用如圖23c中所展 示之梯形開由函數，其中窗與兩個相鄰子訊框中之每一者 重叠達-毫秒。SHB增益因子計算器⑽⑺之其他實施可 經組態以應用具有不同重#週期及/或不同窗形狀⑽如， 矩形、漢明）的開窗函數，窗形狀可為對稱或非對稱的。 SHB增益因子計算器Gcsl〇之實施亦可能經組態以將不同 開窗函數應用於-訊框内之不同子訊框，及/或一訊框亦 可能包括具有不同長度之子訊框。 SHB編碼^可經組態以藉由峰經合叙咖信號與原 始SHB信號而判定關於增益因子之旁側資訊。解碼器㈣ 使用此等增益來恰當地按比例縮放經合成之shb信號。 雖然可預期#高階之SHB LPC係數以充分細節來模型化 頻譜之精細結構，但亦可能需要使用相對較高的時域解析 度來再現良好的SWB信號《在如上文所描述之一實施中， 針對輸入語音信號之每個2〇毫秒訊框，計算十個時間增益 參數該荨參數各自表示用於對應的兩毫秒子訊框之比例 因子（例如，如圖23B中所展示）。可藉由比較輸入SHB信號 之每一子訊框中之能量與未按比例縮放之經合成之shb激 勵信號的對應子訊框中之能量來計算增益參數。可使用僅 選擇特定子訊框之樣本的時間上的矩形窗，或者擴展至前 一及/或後一子訊框中之開窗函數（例如，如圖23(：中所展 不）來執行每一子訊框增益之計算。亦可能需要計算每一 訊樞之訊框增益來調整總語音能量位準。為了改良後續量 156692.doc -62- 201214419 化處理程序’可藉由對應的訊框增益值來正規化每-子訊 框增益向量。亦可調整訊框增益值以補償子訊框增益正規 化。 可能需要組態SHB增益因子計算器Gcsl〇以回應於增益 因子中隨時間過去的較大變化而執行增益因+之衰減’該 較大變化可指示經合成之信號與原始信號有極大不同。或 者或另外，可能需要组態SHB增益因子計算器GCS10以執 灯增益因子之時間平滑化（例如，以減少可引起聲訊假影 之變化）。 同樣地，窄頻激勵信號XLl0a及高頻信號SIH1〇之時間 包絡很可能為類似的。如圖18中所展示，高頻編碼器 EH100可經實施以包括高頻增益因子計算。，高頻 增益因子計算器GCH10經組態且配置以根據高頻信號 SIH10與窄頻激勵信號xLi〇a(或基於其之信號，諸如經合 成之问頻L號S YH10或尚頻激勵信號χΗ丨〇)之間的關係來 計算一或多個增益因子》計算器GCH1〇可以與計算器 GCS10相同之方式來實施，只是可能需要計算器〇(：111〇與 計算器GCS10相比而言針對每訊框較少的子訊框來計算增 益因子。在一典型實施中，高頻編碼器£1111〇之量化器 QGH10經組態以將一篁化索引（例如，具有八個至十二個 位元）及一正規化因子輸出為每—訊框之高頻增益因子 CPH1 Ob，該量化索引規定五個·子訊.框增益因子（例如，用 於如圖23 A中所展示之五個子訊框中之每一者）。 圖20展示高頻解碼器DH100之實施DHU〇之方塊圖。高 156692.doc -63· 201214419 頻解碼器DHl 10包括如本文所描述之高頻激勵產生器 XGH10的例子，其經組態以基於窄頻激勵信號xLl〇a庫生 高頻激勵信號XH10。解碼器DH110包括反量化器IQH20， 反量化器IQH2〇經組態以反量化高頻濾波器參數 CPHlOa(在此實例中，反量化成一組LSF)，且LSF至LP滤 波器係數變換IXH20經組態以將LSF變換成一組濾波器係 數（例如’如上文參看窄頻解碼器DN110之反量化器 IQXN10及變換IXN20所描述）》如上文所提及，在其他實 施中’可使用不同的係數組（例如，倒頻譜係數）及/或係數 表示（例如’ ISPp高頻合成模組FSH2〇經組態以根據高頻 激勵信號XH10及該組濾波器係數產生經合成之高頻信 號。針對高頻編碼器包括一合成濾波器之系統（例如，如 在上文描述之編碼器EH11 0之實例中），可能需要實施高頻 合成模組FSH20以使其與該合成濾波器具有相同回應（例 如’相同轉移函數）。 高頻解碼器DH110亦包括：反量化器IQgH10，其經組 態以反量化高頻增益因子CPH1〇b ;及增益控制元件 GH10(例如，乘法器或放大器），其經組態且配置以將經反 量化之增益因子應用於經合成之高頻信號以產生高頻信號 SDH10 »針對一訊框之增益包絡由一個以上增益因子規定 之狀況，增益控制元件GH1〇可包括經組態以可能根據可 與由對應的高頻編碼器之增益計算器（例如，高頻增益計 算器GCH10)所應用之開窗函數相同或不同的開窗函數而 將增益因子應用於各別子訊框的邏輯。類似地，增益控制 156692.doc •64· 201214419 元件GH10可包括經組態以在將增益因子應用於信號之前 將正規化因子應用於增益因子的邏輯。在高頻解碼器 DH110之其他實施中，增益控制元件ghi〇經類似地組態但 改為經配置以將經反量化之增益因子應用於窄頻激勵信號 XLlOa或應用於高頻激勵信號XH1〇。 如上文所提及’可能需要在高頻編碼器及高頻解碼器中 獲得相同狀態（例如，藉由在編碼期間使用經反量化之 值）。因此，在根據此實施之編碼系統卞可能需要確保在 編碼器及解碼器之高頻激勵產生器中之對應雜訊產生器的 相同狀態。舉例而言，此實施之高頻激勵產生器可經組態 以使得雜訊產生器之狀態為已在同一訊框内編碼之資訊 (例如’窄頻濾波器參數FPN10或其部分，及/或經編碼之 窄頻激勵信號XL 10或其部分）之確定性函數β 圖21展示SHB解碼器DS100之實施DS110之方塊圖。SHB 解碼器DS110包括如本文所描述之shb激勵產生器XGS10 的例子，其經組態以基於窄頻激勵信號XLl〇b產生SHB激 勵信號XS10。解碼器DS110包括反量化器IQS20，反量化 器IQS20經組態以反量化SHB濾波器參數CPS 10a(在此實例 中，反量化成一組LSF) ’且LSF至LP濾波器係數變換 IXS20經組態以將LSF變換成一組濾波器係數（例如，如上 文參看窄頻解碼器DN110之反量化器jqxniO及變換IXN2〇 所描述）。如上文所提及，在其他實施中，可使用不同得 係數組（例如’倒頻譜係數）及/或係數表示（例如，isp)。 SHB合成模組FSS20經組態以根據Shb激勵信號Xsl〇及該 156692.doc -65- 201214419 組濾波器係數產生經合成之SHB信號。針對SHB編碼器包 括一合成渡波器之系統（例如，如在上文描述之編碼器 丑8110之實例中），可能需要實施8118合成模組卩8820以使 其與該合成濾波器具有相同回應（例如，相同轉移函數）。 SHB解碼器DS110亦包括：反量化器IQGS10，其經組態 以反量化SHB增益因子CPSlOb ;及增益控制元件GS10(例 如，乘法器或放大器）’其經組態且配置以將經反量化之 增益因子應用於經合成之SHB信號以產生SHB信號 SDS10。針對一訊框之增益包絡由一個以上增益因子規定 之狀況’增益控制元件GS 10可包括經組態以可能根據可與 由對應的SHB編碼器之增益計算器（例如，SHB增益計算器 GCS 10)所應用之開窗函數相同或不同的開窗函數而將增益 因子應用於各別子訊框的邏輯。類似地，增益控制元件 GS10可包括經組態以在將增益因子應用於信號之前將正規 化因子應用於增益因子的邏輯。在SHB解碼器DS110之其 他實施中，增益控制元件GS 10經類似地組態但改為經配置 以將經反量化之增益因子應用於窄頻激勵信號XL丨〇b或應 用於SHB激勵信號xsiO。 如上文所提及’可能需要在SHB編碼器及shb解碼器中 獲得相同狀態（例如，藉由在編碼期間使用經反量化之 值）因此，在根據此實施之編碼系統中可能需要確保在 編碼器及解碼器之SHB激勵產生器中之對應雜訊產生器的 相同狀態。舉例而言，此實施之SHB激勵產生器可經組態 乂使彳于雜訊產生器之狀態為已在同一訊框内編碼之資訊 156692.doc

S -66· 201214419 (例如m皮n參數FPN1㈣其部分及/或經編碼之窄 頻激勵信號xL1〇或其部分)之確定性函數。 。本文中描述之元件的量化器中之一或多者(例如，量化 器 QLN10、QLH10、QLS10、qGHi〇或 qGS1〇)可經組態以 執行分類向量量化。舉例而言，此量化器可經組態以基於 已在乍頻通道及/或高頻通道中之同一訊框内編碼之資訊 來選擇-組碼料之—者。此技術通常以額外碼薄儲存為 代價而增加編碼效率。 經編碼之窄頻激勵信號XL 10可描述時間上扭曲之信號 (例如，藉由鬆弛CELp或其他音高規則化技術）^舉例而 5，可能需要根據低頻率次頻帶之音高結構之模型來時間 扭曲窄頻信號SIL10或基於窄頻殘餘之信號。在此狀況 下可庇*需要組態咼頻編碼器EH 100以基於在經編碼之窄 頻激勵信號中描述之時間扭曲（例如，如應用於窄頻信號 或應用於殘餘）且亦基於低頻率次頻帶與高頻信號81111〇之 取樣率之差而在增益因子計算之前使高頻信號81^1〇偏 移°同樣地，可能需要組態SHB編碼器ES100以基於在經 編碼之窄頻激勵信號中描述之時間扭曲（例如，如應用於 窄頻信號或應用於殘餘）且亦基於低頻率次頻帶與SHB信號 SIS 10之取樣率之差而在增益因子計算之前使shb信號 SIS10偏移》此時間扭曲可包括用於經時間扭曲之信號之 至少兩個連續子訊框中之每一者的不同時間偏移，及/或 可包括將計算出之時間偏移捨位至整數樣本值《信號 311110或81810之時間扭曲可在該信號之對應1^(：分析的上 156692.doc •67· 201214419 游或下游執行。 經編碼之信號將很可能摘 電路交換式操作，可能 /交換式網路上。針對 施不連續傳輸(DTX)以減小頻^ ㈣期期間實 根據第一個一般紐_能夕士、A ^ 〜、 法匕括基於來自語音信號之第 :之資訊計算第一激勵信號(例如，窄頻激勵信號 〇)。此方法亦包括基於來自第一激勵信號之資訊計算 用於語音信號之第二頻帶之第二激勵信號(例如，隨激勵 MXSU))。在此方法中，第-頻帶與第二頻帶以一距離 分開，該距離為第一頻帶之寬度之至少一半。在一實例 中’激勵信號包括具有為至少3_①之頻率的分量且 第-激勵信號包括具有不大於8 kHz之頻率的分量。在另 一實例中，第一頻帶與第二頻帶分開至少25〇〇 Hz。在如 本文中描述之實施中，第—頻帶自50 Hz延伸至3500 Hz， 且第二頻帶自7 kHz延伸至14 kHz。 根據第二個一般組態之方法包括基於來自語音信號之第 一頻帶之資訊計算第一激勵信號（例如，窄頻激勵信號 XL 10)。此方法亦包括基於來自第一激勵信號之資訊計算 用於語音信號之第二頻帶之第二激勵信號（例如，SHB激勵 信號XS10) ^在此方法中，第二激勵信號包括在第一頻率 分量及第二頻率分量中之每一者處之能量，且此等分量以 一距離分開’該距離為第一激勵信號之取樣率之至少百分 之五十。在另一實例中，第二激勵信號包括在8〇〇〇 Hz至 8500 Hz及13,000 Hz至13,5〇〇 Hz之範圍内之能量。在如本

156692.doc -68· S 201214419 田，L之實施中，第一激勵信號之取樣率為8 kHz，且 仏號巴括在7 kHz之範圍（例如，自7 kHz至14 kHz)内之分量處的能量。 根據第三個—般組態之方法包括基於來自語音信號之第 頻帶之資Λ s十算第一激勵信號(例如，窄頻激勵信號 XL10)。此方法亦包括：基於來自第一激勵信號之資訊計 算用於彳5號之第二頻帶之第二激勵信號（例如，高頻 激勵信號），及基於來自第一激勵信號之資訊計算用於語 音信號之第三頻帶之第三激勵信號（例如，SHB激勵信號 XS10)。在此方法中，第二頻帶與第一頻帶不同（但可重 疊）’第二頻帶與第二頻帶不同（但可重疊），且第三頻帶與 第一頻帶分開。在一實例中，計算第二激勵信號包括將第 一激勵信號之頻譜擴展至第二頻帶中，且計算第三激勵信 號包括將第一激勵信號之頻譜擴展至第三頻帶中。在另一 實例中，第二頻帶包括5 kHz與6 kHz之間的頻率，且第三 頻帶包括10 kHz與11 kHz之間的頻率。在如本文中所描述 之實施中，第二激勵信號自3500 Hz延伸至7 kHz，且第三 激勵信號自7 kHz延伸至14 kHz。 根據第四個一般組態之方法包括基於來自語音信號之第 一頻帶之資訊計算第一激勵信號（例如，窄頻激勵信號 XL10)。此方法亦包括：基於來自第一激勵信號之資訊計 算用於語音信號之第二頻帶之第二激勵信號（例如，高頻 激勵信號），及基於來自第一激勵信號之資訊計算用於語 音信號之第三頻帶之第三激勵信號（例如’ SHB激勵信號 156692.doc -69- 201214419 XS10)。在此方法中，第二頻帶與第—頻帶不同（但可重 疊），第二頻帶與第二頻帶不同（但可重疊），且第三頻帶與 第一頻帶分開。 此方法包括計算第一複數m個增益因子該第一複數爪 個增益因子描述（A)基於來自第一頻帶之資訊的信號之一 訊框與（B)基於來自第二激勵信號之資訊的信號之一對應 訊框之間的一關係。此方法亦包括計算第二複數n個增益 因子，該第二複數!!個增益因子描述（Α)基於來自第一頻帶 之資讯的信號之該訊框與（Β)基於來自第三激勵信號之資 訊的信號之一對應訊框之間的一關係，其中η大於m。 在一實例中，第一複數m個增益因子中之每一者對應於 m個子訊框中之一者，且第二複數„個增益因子中之每一者 對應於η個子訊框中之一者。在另一實例中，計算第一複 數m個增益因子包括根據第一增益訊框值正規化第一複數 m個增益因子，且計算第二複數n個增益因子包括根據第二 增益訊框值正規化第二複數η個增益因子。在如本文中所 描述之實施中，m等於五且η等於十。 圖24Α展示根據一般組態的處理一具有在一低頻率次頻 帶中及在一與該低頻率次頻帶分開之高頻率次頻帶中之頻 率成分的音訊信號的方法Μ100之流程圖。方法Mioo包 括·對s亥音訊信號進行滤波以獲得一窄頻信號及一超高頻 信號的任務Τ100(例如’如本文中參考濾波器組FBi〇〇所描 述）、基於來自該窄頻信號之資訊計算一經編碼之窄頻激 勵信號的任務T200(例如，如本文中參考窄頻編碼器EN100 156692.doc 70· 201214419 所描述），及基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之資訊計 算一超高頻激勵信號的任務Τ300(例如，如本文令參考 8118編碼器£8100所描述）（>方法河1〇〇亦包括基於來自詨超 高頻信號之資訊計算特性化該高頻率次頻帶之—頻譜包絡 的複數個濾波器參數的任務Τ400(例如，如本文中參考 SHB增益因子汁异器GCS100所描述）。在此方法中，該窄 頻信號係基於該低頻率次頻帶中之該頻率成分，且該超高 頻信號係基於該高頻率次頻帶中之該頻率成分。在此方法 中，該低頻率次頻帶之一寬度為至少兩千赫茲，且該低頻 率-人頻帶與該咼頻率次頻帶以一距離分開，該距離至少等 於該低頻率次頻帶之該寬度之一半。方法Μ1〇〇亦可包括 藉由評估一基於該超高頻信號之信號與一基於該超高頻激 勵信號之信號之間的一時變關係來計算複數個增益因子的 任務》 圖24Β展示根據一般組態的用於處理一具有在一低頻率 •人頻帶中及在一與該低頻率次頻帶分開之高頻率次頻帶中 之頻率成分的音訊信號的裝置MF100之方塊圖。裝置 MF100包括：用於對該音訊信號進行濾波以獲得一窄頻信 號及一超高頻信號的構件F1 〇〇(例如，如本文中參考濾波 器組FBI 〇〇所描述）、用於基於來自該窄頻信號之資訊計算 一經編碼之窄頻激勵信號的構件F200(例如，如本文中參 考窄頻編碼器EN100所描述）’及用於基於來自該經編碼之 窄頻激勵信號之資訊計算一超高頻激勵信號的構件 F300(例如，如本文中參考SHB編碼器ES1〇〇所描述）。裝 156692.doc •71· 201214419 置MF100亦包括用於基於來自該超高頻信號之資訊計算特 性化該高頻率次頻帶之一頻譜包絡的複數個濾波器參數的 構件F400(例如’如本文中參考SHB增益因子計算器 GCS100所描述）。在此裝置中，該窄頻信號係基於該低頻 率次頻帶中之該頻率成分，且該超高頻信號係基於該高頻 率次頻帶中之該頻率成分。在此裝置中，該低頻率次頻帶 之一寬度為至少兩千赫茲，且該低頻率次頻帶與該高頻率 次頻帶以一距離分開，該距離至少等於該低頻率次頻帶之 該寬度之一半。裝置MF100亦可包括用於藉由評估一基於 該超高頻信號之信號與一基於該超高頻激勵信號之信號之 間的一時變關係來計算複數個增益因子的構件。 本文中所揭示之方法及裝置一般可應用於任何收發及/ 或音訊感測應用中，尤其是此等應用之行動或另外的攜帶 型例子。舉例而言，本文中所揭示之組態的範圍包括駐留 於經組態以使用分碼多重存取（CDMA)空中介面之無線電 話通信系統中的通信器件。然而，熟習此項技術者將理 解，具有如本文中所描述之特徵的方法及裝置可駐留於使 用熟習此項技術者所已知之廣泛範圍之技術的各種通信系 統中之任一者中，諸如經由有線及/或無線（例如， CDMA、TDMA、FDMA及/或TD-SCDMA)傳輸通道使用網 際網路話音通信協定（ν〇ΙΡ)之系統。 明確涵蓋且特此揭示，本文中所揭示之通信器件可經調 適以用於封包交換式網路（例如，根據諸如¥〇11>之協定來 配置以攜載音訊傳輸之有線及/或無線網路）及/或電路交換 156692.doc

S •72· 201214419 I網路中。亦明確涵蓋且特此揭示，本文中所揭示之通信 器件可經調適以用於窄頻編碼系統（例如，編碼約四千赫 兹或五千赫兹之音訊頻率範圍之系統)中及/或用於寬頻編 碼系統（例如，編碼大於五千赫兹之音訊頻率之系統）中， 該等系統包括全頻帶寬頻編碼系統及分頻帶寬頻編碼系 統。 提供本X中描述之！且態之呈現以使任何熟習此項技術者 能夠製造或使用本文中所揭示之方法及其他結構。本文中 展不且描述之流程圖、方塊圖及其他結構僅為實例，且此 等結構之其他變型亦在本發明之範疇内β對此等組態之各 種修改係可能的，且本文中所呈現之一般原理亦可應用於 其他組態。因此，本發明並不意欲限於上文所展示之組 態’而是符合與在本文中（包括在如所中請之隨附申請專 利範圍中，隨附申請專利範圍形成原始揭示内容之一部 分）以任何方式揭示之原理及新穎特徵相一致的最廣範 疇。 熟習此項技術者將理解’可使用多種不同技術及技藝中 的任一者來表示資訊及信號。舉例而言’在以上描述全篇 。中可能提及的資料、指令、命令、資訊、信號、位元及符 號可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁性粒子、光場或光 學粒子或其任何組合來表示。 對於如本文中所揭示之組態之實施的重要設計要求可包 括最小化處理延遲及/或計算複雜性（通常以每秒百萬指= 數（imll10n of instructi〇ns per sec〇ndKMips來量測），尤 156692.doc _73· 201214419 其是對於計算密集型應用，諸如壓縮型音訊或視聽資訊 (例如’根據壓縮格式編碼之檔案或串流，諸如本文中所 識別之實例中之一者）的播放或用於寬頻通信（例如，以高 於八千赫茲（諸如，12 kHz、16 kHz、44.1 kHz、48 kHz或 192 kHz)之取樣率進行的話音通信）之應用。 如本文中描述之多麥克風處理系統之目標可包括：達成 10 dB至12 dB之總雜訊減小、在所要之說話者移動期間保 持話音位準及音色、獲得已將雜訊移動至背景中之感知而 不是積極雜訊移除、語音去混響（dereverberati〇n)，及/或 啟用後處理選項（例如，頻譜遮蔽及/或基於雜訊估計之另 一頻譜修改操作，諸如頻譜減法或文納濾波（wiener filtering))以獲得更積極的雜訊減小。 如本文中揭示之裝置之實施的各種處理元件（例如，編 碼器SWE100及解碼器SWm〇〇以及編碼器SWEi〇〇及解碼 器SWD1GG之元件）可體現於認為適用於預期應用的硬體' 軟體及/或韌體之任何組合中。舉例而言，可將此等元件 製造為駐留於（例如）同—晶片上或—晶片組中之兩個或兩 個以上晶片當中的電子及/或光學器件。此器件之一實例 為邏輯元件（諸如電晶體或邏輯閘）之固定或可程式化陣 列’或此等元件中之任一者可實施為一或多個此等陣列。 此等元件中之任何兩者或兩者以上或甚至全部可實施於相 同的一或多個陣列内。此陣列或此等陣列可實施於一或多 個晶片内(例如’包括兩個或兩個以上晶片之晶片組内卜 本文中所揭示之裝置之各種實施的一或多個元件（例 156692.doc

S -74· 201214419 如，編碼器SWE100及解碼器SWD1〇〇以及編碼器swei〇〇 及解碼器SWD100之元件）亦可整體地或部&地實施為一或 多個指令集，該-或多個指令集經配置以執行於一或多個 固^或可程式化邏輯元件陣列上，諸如微處理器、嵌式處 理器IP核、、數位k號處理器' FPGA(場可程式化開陣 歹J ) ASSP(特殊應用標準產品）及ASIC(特殊應用積體電 路）。如本文中所揭示之裝置之一實施的各種元件中之任 p者亦可體現為-或多個電腦（例如，包括經程式化以執 打一或多個指令集或指令序列的一或多個陣列的機器，亦 被稱為「處理器」）’且此等元件中之任何兩者或兩者以 上或甚至全部可實施於相同的此電腦或此等電腦内。 可將如本文中所揭示之處理器或用於處理的其他構件製 造為駐留於（例如）同一晶片上或一晶片組中之兩個或兩個 Μ上晶片當中的一或多個電子及/或光學器件。此器件之 一實例為邏輯元件（諸如電晶體或邏輯閘）之固定或可程式 化陣列，或此等元件中之任一者可實施為一或多個此等陣 列β此陣列或此等陣列可實施於一或多個晶片内（例如， 包括兩個或兩個以上晶片之晶片組内）。此等陣列之實例 匕括固疋或可程式化邏輯元件陣列，諸如微處理器、嵌式 處理Is、IP核心、DSP、FPGA、ASSP及ASIC。如本文中 所揭示之處理器或用於處理的其他構件亦可體現為一或多 個電腦（例如，包括經程式化以執行一或多個指令集或指 令序列之一或多個陣列的機器）或其他處理器。有可能使 用如本文中描述之處理器來執行並非與方法M1〇〇(或如參 156692.doc -75- 201214419 考本文中描述之裝置或器件之操作所揭示之另一種方法） 之實施之程序直接相關的任務，或執行並非與方法〇〇 之實施之程序直接相關的的其他指令集，諸如與嵌入有 處理器之器件或系統（例如，話音通信器件）之另一操作相 關的任務。亦有可能由音訊感測器件之處理器執行如本文 中所揭示之方法的一部分且在一或多個其他處理器之控制 下執行該方法之另一部分。 熟習此項技術者將瞭解，可將結合本文中揭示之組態所 描述的各種說明性模組、邏輯區塊、電路及測試及其他操 作實施為電子硬體 '電腦軟體或兩者之組合。可使用通用 處理器、數位信號處理器（DSP)、ASIC或Assp、fpga或 其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體 組件或其經設計以產生如本文中揭示之組態的任何组合來 實施或執行此等模組、邏輯區塊、電路及操作。舉例而 言，此組態可至少部分地實施為硬連線電路’實施為製造 於特殊制積體電財之電路組態，或實料載人至 ，性儲存器中之_程式或作為機器可讀程式碼自資料儲 存媒體所載入或載入至資料健存媒體中之軟體程式，此程 式碼為可由邏輯元件陣列（諸如， ^ ^ it ® ® . 通用處理器或其他數位 t唬處理皁兀）執行的指令。 Ί3 Λ M AJ? J 1 Aj rfe· 益可為微處理器， 仁在替代財，處理ϋ可為任㈣知之處_ 微控制器或狀態機。亦可將# 控制窃、 ^ Τ將處理器實施為計算器件之杻 合，例如，DSP與微處理器之組入 件之汲 合DSP椤、、夕弋之加 ，D、複數個微處理器、結 〇 核〜之一或多個微處 器，或任何其他此組態。軟 156692.doc • 76 - 201214419 體模組可駐留於諸如RAM(隨機存取記憶體）、r〇m(唯讀 記憶體）、非揮發性RAM(NVRAM)(諸如快閃ram)、可抹 除可程式化ROM(EPROM)、電可抹除可程式化r〇m (eeprom)、暫存器、硬碟、抽取式磁碟或之非 暫時性儲存媒體_ ’·或駐留於此項技術中已知之任何其他 形式的儲存媒體令。說明性儲存媒體耦接至處理器，使得 處理器可自儲存媒體讀取資訊及將資訊寫入至儲存媒體。 在替代例中，儲存媒體可整合至處理器。處理器及儲存媒 體可駐留於ASIC中。ASIC可駐留於使用者終端機中。在 替代例中，處理器及儲存媒體可作為離散組件而駐留於使 用者終端機中。 應注意，可藉由諸如處理器之邏輯元件陣列來執行本文 中所揭不之各種方法（例如，方法Ml〇〇及參考本文中描述 之各種裝置之操作所揭示之其他方法），且可將如本文中 所描述之裝置的各種元件部分地實施為經設計以執行於此 陣列上之模組。如本文中所使用，術語「模組」或「子模 組」可扣代呈軟體、硬體或韌體形式之包括電腦指令（例 如’邏輯表達式）的任何方法、裝置、器件、單元或電腦 可讀資料儲存媒體。應理解，多個模組或系統可組合成一 個模組或系統，且一個模組或系統可分成多個模組或系統 以執行相同功能。當以軟體或其他電腦可執行指令來實施 時，處理程序之要素基本上為用以執行相關任務之程式碼 片·，諸如以常式、程式、物件、組件、資料結構及其類 似者。術語「軟體」應被理解為包括原始碼、組合語言 156692.doc •77· 201214419 碼、機器碼、二進位碼、韌體、巨碼、微碼、可由邏輯元 件陣列執行之任何一或多個指令集或指令序列，及此等實 例之任何組合。程式或程式碼片段可儲存於處理器可讀儲 存媒體中或藉由體現於載波中之電腦資料信號經由傳輸媒 體或通信鏈路來傳輸。 本文中所揭示之方法、方案及技術的實施亦可有形地體 現（例如，在如本文中所列出之一或多個電腦可讀儲存媒 體之有形電腦可讀特徵中）為可由包括邏輯元件陣列（例 如，處理器、微處理器、微控制器或其他有限狀態機）的 機器執行之一或多個指令集。術語「電腦可讀媒體」可包 括可儲存或傳遞資訊的任何媒體，包括揮發性、非揮發 [生抽取式及非抽取式儲存媒體。電腦可讀媒體之實例包 括電子電路、半導體記憶體器件、R〇M、快閃記憶體、可 抹除ROM(EROM)、軟碟或其他磁性儲存器、cd r〇m/ DVD或其他光學儲存器、硬碟，或可用以儲存所要資訊之 任何其他媒體、光纖媒體、射頻（RF)鏈路，或可用以攜載 所要資訊且可存取之任何其他媒體。電腦資料信號可包括 可經由諸如電子網路通道、光纖、空中、電磁、rf鍵路等 之傳輸.媒體來傳播的任何信號。程式碼片段可經由諸如網 際網路或企業内部網路之電腦網路下載。在任何狀況下， 本發明之範嘴不應解釋為受此等實施例限制。 本文中描述之方法·之任務中的每一者可直接體現於硬體 中、由處理器執行之軟體模組中或兩者之組合卜在如本 文令所揭示之方法之-實施的典型應用中，邏輯元件（例 156692.doc •78· 201214419 如，邏輯閘）之陣列經組態以執行方法之各種任務中的一 者、一者以上或甚至全部。亦可將該等任務中之一或多者 (可能全部）實施為體現於電腦程式產品（例如，一或多個資 料儲存媒體，諸如磁碟、快閃記憶卡或其他非揮發性記 卡、半導體記憶體晶片等）中之程式碼（例如，一或多個指8 令集），該程式碼可由包括邏輯元件陣列（例如，處理器、 微處理器、微控制器或其他有限狀態機）的機器（例如，電 腦）讀取及/或執行。如本文中所揭示之方法之一實施的任 務亦可由一個以上此類陣列或機器執行。在此等或其他實 施中，可在用於無線通信之器件（諸如，蜂巢式電話）或具 有此通信能力之其他器件内執行該等任務。此器件可經組 態以與電路交換式網路及/或封包交換式網路通信（例如’ 使用諸如V〇IPi—或多種協定）。舉例而言，此器件可包 括經組態以接收及/或傳輸經編碼之訊框的RF電路。 明確揭示，本文中所揭示之各種方法可由諸如手機、頭 戴式耳機或攜帶型數位助理（PDA)之攜帶型通信器件執 打，且本文中所描述之各種裝置可包括於此器件内。典型 的即時（例如，線上）應用為使用此行動器件進行之電話通 話。 在或多個例不性實施例中，本文中描述之操作可以硬 體、軟體、勒體或其任何組合來實施。若以軟體實施則 此等操作可作為-或多個指令或程式碼儲存於電腦可讀媒 體上或經由電腦可讀媒體傳輸。術語「電腦可讀媒體」包 括電腦可δ賣储存媒體及通信（例如，傳輸）媒體兩者。作為 156692.doc •79- 201214419 實例且非限制，電腦可讀儲存媒體可包含儲存元件之陣 列，諸如半導體記憶體（其可包括（但不限於）動態或靜態 RAM、ROM、EEPROM及/或快閃RAM)，或鐵電、磁阻、 雙向、聚合或相變記憶體；CD-ROM或其他光碟儲存器； 及/或磁碟儲存器或其他磁性儲存器件。此類儲存媒體可 儲存呈可由電腦存取之指令或資料結構之形式的資訊。通 信媒體可包含可用以攜載呈指令或資料結構之形式且可由 電腦存取的所要程式碼的任何媒體，包括促進電腦程式自 一處傳遞至另一處之任何媒體。又，將任何連接恰當地稱 為電腦可讀媒體。舉例而言，若使用同軸纜線、光纖纜 線、雙絞線、數位用戶線（DSL)或無線技術（諸如紅外線、 …、線電及/或微波）而自一網站、飼服器或其他遠端源傳輸 軟體’則同軸⑽、光纖麟 '雙絞線、DSL或無線技術 (諸如紅外線、無線電及/或微波）包括於媒體之定義中。如 本文中所使用，磁碟及光碟包括緊密光碟（CD)、雷射光 碟、τ，碟、數位化通用光碟（DVD)、軟性磁碟及Biu_ray Disc M (BlU-Ray Disc Ass〇ciati〇n，叫州…卿，ca)，其 中磁碟通常以磁性方式再現賴，而光碟藉由#射以光學 式也再現資料。上述各物之組合亦應包括在電腦可讀媒 體之範疇内。 本文中描述之聲k號處理裝置可併入至一電子器件 (諸如通信H件）中，該電子器件接受語音輸人以便控制某 些細作或可以其他方式受益於所要雜訊與背景雜訊之分 離。許多應用可受益於增強清楚的所要聲音或分離清楚的 156692.doc 201214419 所要聲音與源自多個方向之背景聲音。此等應用可包括併 有諸如話音辨識及_、語音增強及分離、話音啟動式控 制及其類似者之能力的電子或計算器件中之人機介面。可 能需要實施㈣信號處理裝置以適合於僅提供有限處理能 力之器件中。 ，可將本文中描述之模組、元件及器件之各種實施的元件 製u為駐留於(例如)同一晶片上或一晶片組中之兩個或兩 個以上晶片當中的電子及/或光學器件。&器件之一實例 為邏輯元件(諸如’電晶體或閘)之固定或可程式化陣列。 本文令描述之裝置之各種實施的—或多個元件亦可整體地 或部分地實施為一或多個指令集，該一或多個指令集經配 置以執行於—或多個固定或可程式化邏輯元件陣列上，諸 如微處理器、嵌式處理器、ΙΡ核心、數位信號處理器、 FPGA、ASSP及 ASIC。 有可能使用如本文中描述之裝置之—實施的-或多個元 件來執行並非錢裝置之操作直接相關的任務，或執行並 非與該裝置之操作直接相關的其他指令集，諸如與裁入有 該裝置之器件或系統之另一操作相關的任務。此裝置之一 實施的一或多個元件亦有可能具有共同的結構（例如，用 以在不同時間執行程式碼的對應料同元件之各部分的處 理器、經執行以在不同時間執行對應於不同元件之任務的 指令集，或在不同時間執行不同元件之操作之電子及/或 光學器件的配置）。 【圖式簡單說明】 156692.doc 201214419 圖1展示根據一般組態之超寬頻編碼器SWE100之方塊 TSI · 園， 圖2展示超寬頻編碼器SWE100之實施SWE110之方塊 [S] · 圆， 圖3為根據一般組態之超寬頻解碼器SWD100之方塊圖； 圖4為超寬頻解碼器SWD100之實施SWD110之方塊圖； 圖5A展示濾波器組FB100之實施FB110的方塊圖； 圖5B展示濾波器組FB200之實施FB210的方塊圖； 圖6A展示濾波器組FB100之實施FB112的方塊圖； 圖6B展示濾波器組FB210之實施FB212的方塊圖； 圖7A、圖7B及圖7C展示在三個不同實施實例中窄頻信 號SIL10、高頻信號SIH10及超高頻信號SIS10的相對頻 寬； 圖8A展’示整數倍降低取樣器DS10之實施DS12的方塊 f£l · 園， 圖8B展示内插器IS10之實施IS12的方塊圖； 圖8C展示濾波器組FB112之實施FB120的方塊圖； 圖9A至圖9F展示在路徑PAS20之應用中處理之信號之頻 譜的逐步實例； 圖10展示濾波器組FB212之實施FB220的方塊圖； 圖11A至圖11F展示在路徑PSS20之應用中處理之信號之 頻譜的逐步實例； 圖12 A展示語音信號之對數振幅與頻率之圖的實例； 圖12B展示基本線性預測編碼系統之方塊圖； 156692.doc • 82 - 201214419 圖13展示窄頻編碼器ENl00之實施ENl 10之方塊圖； 圖14展示量化器QLN10之實施QLN20的方塊圖； 圖15展示量化器QLN10之實施QLN30的方塊圖； 圖16展示窄頻解碼器DN100之實施DN110的方塊圖； 圖17A展示有聲語音之殘餘信號的對數振幅與頻率之圖 的實例； 圖1 7B展示有聲語音之殘餘信號的對數振幅與時間之圖 的實例； 圖17C展示亦執行長期預測之基本線性預測編碼系統之 方塊圖； 圖18展示高頻編碼器EH100之實施EH110之方塊圖； 圖19展示超高頻編碼器ESI 00之實施ESI 10之方塊圖； 圖20展示高頻解碼器DH100之實施DH110之方塊圖； 圖21展示超高頻解碼器DS100之實施DS110之方塊圖； 圖22A展示超高頻激勵產生器XGS10之實施XGS20的方 塊圖； 圖22B展示超高頻激勵產生器XGS20之實施XGS30的方 塊圖； 圖23 A展示將一訊框劃分成五個子訊框之實例； 圖23B展示將一訊框劃分成十個子訊框之實例； 圖23C展示用於子訊框增益計算之開窗函數之實例； 圖24A展示根據一般組態之方法M100的流程圖；及 圖24B展示根據一般組態之裝置MF100之方塊圖。 【主要元件符號說明】 156692.doc -83 - 201214419

ADDIO 加法器 ADD20 加法器 ASF10 抗稀疏濾波器 CPH10 高頻編碼參數 CPHlOa 尚頻渡波器參數 CPHlOb 高頻增益因子 CPS10 超高頻編碼參數 · CPSlOa 超高頻濾波器參數/線性預測編碼濾波器 參數 CPSlOb 超高頻增益因子 DH10 整數倍降低取樣器 DH100 高頻解碼器 DH110 高頻解碼器 DH20 整數倍降低取樣器之按2整數倍降低取樣 實施 DH30 整數倍降低取樣區塊 DMX100 解多工器 DN10 整數倍降低取樣器 DN110 窄頻解碼器 . DN20 整數倍降低取樣器 . DS10 整數倍降低取樣器 DS100 超高頻解碼器 DS110 超高頻解碼器 DS12 整數倍降低取樣器 156692.doc •84- S 201214419 DS20 DS30 DSS10 DW10 DW20 EH100 EH110 EN100 EN110 ES100 ES110 F100 F200 F300 F400 FAH10 FB100 FB110 整數倍降低取樣器之按2整數倍降低取樣 實施 整數倍降低取樣區塊 整數倍降低取樣區塊 整數倍降低取樣器 整數倍降低取樣器 尚頻編碼器 高頻編碼器 窄頻編碼器 窄頻編碼器 超南頻編碼器 超ifj頻編碼器 用於對該音訊信號進行濾波以獲得一窄頻 信號及一超高頻信號的構件 用於基於來自該窄頻信號之資訊計算一經 編碼之窄頻激勵信號的構件 用於基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之 資訊計算一超高頻激勵信镜的構件 用於基於來自該超高頻信號之資訊計算特 性化該高頻率次頻帶之一頻譜包絡的複數 個濾波器參數的構件 頻譜塑形區塊 渡波器組 渡波器組 156692.doc •85- 201214419

FB112 渡波Is組 FB120 遽波器組 FB200 渡波器組 FB210 滤波β組 FB220 渡波器組 FBS10 超高頻分析濾波器組 FNS10 窄頻合成濾波器 FPN10 窄頻濾波器參數 FPN40 經編碼之信號 FSH10 合成渡波器 FSH20 高頻合成模組 FSL10 塑形濾波器 FSS10 合成渡波器 FSS20 超高頻合成模組 FSW10 頻譜塑形濾波器 GCH10 高頻增益因子計算器 GCS10 超高頻增益因子計算器 GH10 增益控制元件 GS10 增益控制元件 . IAH10 内插區塊 IAS10 内插區塊 IH20 内插器 IH30 内插器 IN20 内插器 156692.doc -86- S 201214419 IQGH10 反量化器 IQGS10 反量化器 IQH20 反量化器 IQLN10 反量化器 IQN10 反量化器 IQS20 反量化器 IQXN10 反量化器 IS12 内插器 IS20 内插器 IS30 内插器 IW20 内插器 IXH10 變換 IXN10 線頻譜頻率至線性預測濾波器係數變換 IXN20 線頻譜頻率至線性預測濾波器係數變換 IXS10 變換 IXS20 線頻譜頻率至線性預測濾波器係數變換 LPH10 分析模組 LPN10 線性預測編碼分析模組 LPS10 分析模組 M100 處理一具有在一低頻率次頻帶中及在一與 該低頻率次頻帶分開之高頻率次頻帶中之 頻率成分的音訊信號的方法 MF100 用於處理一具有在一低頻率次頻帶中及在 一與該低頻率次頻帶分開之高頻率次頻帶 156692.doc -87 - 201214419

中之頻率成分的音訊信號的裝置 MPX100 多工器 PAH 10 1¾頻分析處理路徑 PAH 12 面頻分析處理路徑 PAH20 面頻分析處理路徑 PAN 10 窄頻分析處理路徑 PAS 10 超馬頻分析處理路徑 PAS 12 超高頻分析處理路徑 PAS20 超高頻分析處理路徑 PAW 10 寬頻分析處理路徑 PSH10 高頻合成處理路徑 PSH20 高頻合成處理路徑 PSN10 窄頻合成處理路徑 PSN20 窄頻合成處理路徑 PSS10 超高頻合成處理路徑 PSS20 超高頻合成處理路徑 PSW10 寬頻合成處理路徑 PSW20 寬頻合成處理路徑 QGH10 量化器 . QGS10 量化器 QLH10 量化器 QLN10 量化器 QLN20 量化器 QLN30 量化器 156692.doc -88 - S 201214419 QLS10 量化器 QXN10 量化器 RHA10 頻譜反轉模組 RSA10 頻譜反轉模組 SDH10 高頻信號 SDL10 窄頻信號 SDS10 超高頻信號 SDW10 經解碼之寬頻信號 SIH10 高頻信號 SIL10 窄頻信號 SIS10 超高頻信號 SISW10 超寬頻信號 SIW10 寬頻信號 SM10 多工信號 SOHIO 高頻輸出信號/通帶信號 SOLIO 窄頻輸出信號/通帶信號 SOSIO 超高頻輸出信號/通帶信號 SOSWIO 超寬頻輸出信號 SOWIO 寬頻輸出信號/通帶信號 SWD100 超寬頻解碼器 SWD110 超寬頻解碼器 SWE100 超寬頻編碼器 SWE110 超寬頻編碼器 SX10 頻譜擴展器 156692.doc •89- 201214419

SYH10 經合成之高頻信號 SYS10 經合成之超高頻信號 T100 對該音訊信號進行濾波以獲得一窄頻信號 及一超高頻信號的任務 T200 基於來自該窄頻信號之資訊計算一經編碼 之窄頻激勵信號的任務 T300 基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之資訊 计算一超高頻激勵信號的任務 T400 基於來自該超高頻信號之資訊計算特性化 該高頻率次頻帶之一頻譜包絡的複數個濾 波益參數的任務 V40 比例因子 WF10 白化濾波器 WF20 白化滤波Is XFH10 線性預測濾波器係數至線頻譜頻率變換 XGH10 高頻激勵產生器 XGS10 超南頻激勵產生器 XGS20 超高頻激勵產生器 XGS30 超1¾頻激勵產生器 XH10 高頻激勵信號 XL 10 經編碼之窄頻激勵信號 XLlOa 窄頻激勵信號 XLlOb 窄頻激勵信號 XLD10 窄頻激勵信號 lS6692.doc •90- S 201214419 XLN10 XS10 線性預測濾波器係數至線頻譜頻率變換 超高頻激勵信號 156692.doc -91 -

Claims (1)

1. 201214419 七、申請專利範圍： 1· 一種處理一具有在一低頻率次頻帶中及在一與該低頻率 次頻帶分開之高頻率次頻帶中之頻率成分的音訊信號的 方法’該方法包含： 對該音訊信號進行渡波以獲得一窄頻信號及一超高頻 信號； 基於來自該窄頻信號之資訊計算一經編碼之窄頻激勵 信號； 基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之資訊計算一超高 頻激勵信號； 基於來自該超高頻信號之資訊計算特性化該高頻率次 頻帶之一頻譜包絡的複數個濾波器參數；及 藉由評估-基於該超高頻信號之信號與一基於該超高 頻激勵信號之信號之間的一時變關係來計算複數個增益 因子， 其中該窄頻信號係基於該低頻率次頻帶中之該頻率成 其中該超高頻信號係基於該高頻率次頻帶中之該頻率 成分，且 ^該低頻率次頻帶之-寬度為至少三千赫兹，且 1::頻率次頻帶與該高頻率次頻帶以一 2二::離至少等於該低頻率次頻帶之該寬度之一半。 包：-C其中該低頻率次頻帶之該頻率成分 包括具有至少等於三千赫兹之一頻率之分量，且 156692.doc 201214419 具有不大於 其中該高頻率次頻帶之該頻率成分包括 八千赫茲之一頻率的分量。 ，其中該低頻率次頻帶與 五百赫茲。 ，其中該複數個濾波器參 之一訊框之一頻譜包絡的 3. 如晴求項1及2中任一項之方法 該高頻率次頻帶分開至少兩千 4. 如請求項1至3中任一項之方法 數包括特性化該高頻率次頻帶 複數FCH個濾波器係數，且 其中該方法包括計算特性化該低頻率次頻帶之一對應 sfL框之一頻譜包絡的複數FCL個濾波器係數，且 其中FCH小於FCL。 其中該對該音訊信號進 5.如請求項1至4中任一項之方法 行濾波包括： 重取樣一基於該高頻率次頻帶中之該頻率成分之信號 以獲得一經重取樣之信號；及 對一基於該經重取樣之信號之信號執行一頻譜反轉操 作以獲得一經頻譜反轉之信號， 其中該超尚頻信號係基於該經頻譜反轉之信號。 6.如請求項1至5中任一項之方法，其中該計算該超高頻激 勵信號包括： 將一基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之該資訊的信 號升高取樣頻率以產生一經内插之信號；及 擴展一基於該經内插之信號之信號的頻譜以產生一經 頻譜擴展之信號，且 其中該超高頻激勵信號係基於該經頻譜擴展之信號。 156692.doc -2 - 201214419 7. 如請求項1至6中任一項之方法，其中該經編碼之窄頻激 勵信號包括-固定碼薄索引及—自適應碼薄索引。 8. 如”用求項17中任一項之方法其中該窄頻信號具有一 第"""'取樣率，且 其中該高頻率次頻帶之寬度大於該第一取樣率之百分 之五十。 9_如4求項8之#法’纟中該高頻帛次頻冑之該寬度至少 等於該第一取樣率之百分之七十五。 10. 如》青求項1至9中任一項之方法，其中該高頻率次頻帶之 該寬度為至少六千赫茲。 11. 如凊求項1至1〇中任一項之方法’其中該高頻率次頻帶 包括自八千赫茲（8 kHz)至八千五百赫茲（85〇〇 Hz)之頻率 範圍，且 其中該高頻率次頻帶包括自十三千赫茲（i3 kHz)至十 二點五千赫茲（13,500 Hz)之頻率範圍。 12. 如請求項^中任一項之方法，丨中該音訊信號具有 在一不同於該低頻率次頻帶之中頻率次頻帶中之頻率成 分，且 其中該對該音訊信號進行渡波包括料一基於該令頻 率次頻帶中之該頻率成分之高頻信號，且 其中該方法包括： 基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之資訊計算一高 頻激勵信號； ° 基於來自該高頻信號之資訊計算特性化該中頻率次 156692.doc 201214419 頻帶之一頻譜包絡的複數個濾波器參數；及 藉由評估一基於該高頻信號之信號與一基於該高頻 激勵信號之信號之間的一時變關係來計算第二複數個增 益因子。 13. 如請求項12之方法，其中該複數個計算出之增益因子包 括複數η個增益因子，該複數n個增益因子描述（a)基於該 超向頻k號之該k號之一訊框與（Β)基於該超高頻激勵信 號之該信號之一對應訊框之間的一關係，且 其中該第二複數個增益因子包括複數„1個增益因子， 該複數m個增益因子描述（A)基於該高頻信號之該信號之 -訊框與（B)基於該高頻激勵信號之該信號之一對應訊框 之間的一關係，其中η大於m。 14. 如請求項12及13中任-項之方法，其中該計算該超高頻 激勵信號包括將該經編碼之窄頻激勵信號之頻譜擴展至 一由該尚頻率次頻帶佔據之頻率範圍中，且 其中該計算該高頻激勵信號包括將該經編碼之窄頻激 勵信號之該頻谱擴展至—由中頻率頻帶佔據之頻率範圍 中。 15.如請求項12至14中任一項之古、土 包括五千赫兹與六千赫茲之間的頻率其中Γ中頻率次頻帶 的=該高頻率次頻帶包括十千赫兹與十-千赫兹之間 其中該窄頻信號具有 16.如請求項12至15中任—項之方法 一第一取樣率，且 156692.doc •4· 201214419 其中該高頻信號具有一小於該第一取樣率之第二取樣 率。 如請求項16之方法，其中該超高頻信號具有一小於該第 一取樣率與該第二取樣率之總和的第三取樣率。乂 18. 如請求項12至17中任—項之方法，其中特性化該高頻率 次頻帶之一頻譜包絡的該複數個濾波器參數包括特性化 該高頻率次頻帶之—訊框之1譜包絡的複數FCH個滤 波器係數，且 其中特性化該中頻率次頻帶之一頻譜包絡的該複數個 濾波器參數包括特性化該中頻率次頻帶之一對應訊框之 一頻譜包絡的複數FCM個濾波器係數，且 其中FCM小於FCH。 19. 一種用於處理一具有在一低頻率次頻帶中及在一與該低 頻率次頻帶分開之高頻率次頻帶中之頻率成分的音訊信 號的裝置，該裝置包含： 用於對該音訊信號進行濾波以獲得一窄頻信號及一超 南頻信號的構件； 用於基於來自該窄頻信號之資訊計算一經編碼之窄頻 激勵信號的構件； 用於基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之資訊計算一 超南頻激勵信號的構件； 用於基於來自該超高頻信號之資訊計算特性化該高頻 率次頻帶之一頻譜包絡的複數個濾波器參數的構件；及 用於藉由評估一基於該超高頻信號之信號與一基於該 156692.doc 201214419 超尚頻激勵信冑之信I之間的一時變關係來計算複數個 增益因子的構件， 其中該窄頻信號係基於該低頻率次頻帶中之該頻率成 分，且 其中該超高頻信號係基於該高頻率次頻帶中之該頻率 成分，且 其中該低頻率次頻帶之一寬度為至少三千赫兹，且 其中該低頻率次頻帶與該高頻率次頻帶以—距離分 開，該距離至少等於該低頻率次頻帶之該寬度之一半。 如凊求項19之裝置’其中該低頻率次頻帶之該頻率成分 包括一具有至少等於三千赫茲之一頻率之分量，且 其中該高頻率次頻帶之該頻率成分包括一具有不大於 八千赫茲之一頻率的分量。 儿如請求項19及2〇中任—項之裝置，其+該低頻率次頻 與該高頻率次頻帶分開至少兩千五百赫茲。 22.如請求項19至21中任一項之驻番 項之裝置，其中該複數個濾波 參數包括特性化該高頻率次頻帶之—訊框之__頻譜包 的複數FCH個濾波器係數，且 其中及裝置包括用於計算特性化該低頻率次頻帶之 對應訊框之—頻譜包絡的複數FCL㈣波器係數^ 件，且 其中FCH小於FCL。 其中該用於對該音訊 23.如請求項19至22中任—項之裝置 信號進行濾波的構件包括： I56692.doc S • 6 201214419 用於重取樣一基於該高頻率次頻帶中之該頻率成分之 信號以獲得一經重取樣之信號的構件；及 用於對一基於該經重取樣之信號之信號執行一頻譜反 轉操作以獲得一經頻譜反轉之信號的構件， 其中該超高頻信號係基於該經頻譜反轉之信號。 24. 如請求項19至23中任一項之裝置，其中該用於計算該超 局頻激勵信號的構件包括： 用於將一基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之該資訊 的信號升高取樣頻率以產生一經内插之信號的構件；及 用於擴展一基於該經内插之信號之信號的頻譜以產生 一經頻譜擴展之信號的構件，且 其中該超高頻激勵信號係基於該經頻譜擴展之信號。 25. 如請求項19至24中任一項之裝置，其中該經編碼之窄頻 激勵信號包括一固定碼薄索引及一自適應碼簿索引。 26. 如凊求項19至25中任一項之裝置，其中該窄頻信號具有 一第一取樣率，且 其中該高頻率次頻帶之寬度大於該第一取樣率之百分 之五十。 27. 如請求項26之裝置，其中該高頻率次頻帶之該寬度至少 等於該第一取樣率之百分之七十五。 28. 如請求項19至27中任一項之裝置，其中該高頻率次頻帶 之該寬度為至少六千赫茲。 29. 如凊求項19至28中任一項之裝置其中該高頻率次頻帶 包括自八千赫茲（8 kHz)至八千五百赫茲（85〇〇 Hz)之頻率 156692.doc 201214419 範圍，且 kHz)至十 其中該高頻率次頻帶包括自十三千赫茲⑴ 三點五千赫茲（13,500 Hz)之頻率範圍。 30. ’其中該音訊信號具有 頻率次頻帶中之頻率成 如請求項19至29中任一項之裝置 在一不同於該低頻率次頻帶之中 分，且 /中該用於對該音訊信號進行濾波的構件包括用於獲 付一基於該中頻率次頻帶中之該頻率成分之高頻信號的 構件，且 其中該裝置包括： 用於基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之資訊計算 一高頻激勵信號的構件； 用於基於來自該高頻信號之資訊計算特性化該中頻 率次頻帶之一頻譜包絡的複數個遽波器參數的構件；及 用於藉由評估一基於該高頻信號之信號與—基於該 高頻激勵信號之信號之間的一時變關係來計算第二複數 個增益因子的構件β 31.如請求項30之裝置，其中該複數個計算出之增益因子包 括複數η個增益因子，該複數11個增益因子描述（Α)基於該 超尚頻信號之該信號之一訊框與（Β)基於該超高頻激勵信 號之該信號之一對應訊框之間的一關係，且 其中該第二複數個增益因子包括複數m個增益因子， 該複數m個增益因子描述（A)基於該高頻信號之該信號之 一訊框與（B)基於該高頻激勵信號之該信號之一對應訊框 156692.doc S 201214419 之間的一關係1其中η大於m » ’其中該用於計算該超 編碼之窄頻激勵信號之 32.如請求項30及31中任一項之裝置 高頻激勵信號的構件包括將該經 頻譜擴展至一 由該同頻率次頻帶佔據之頻率範圍中，且 其中該.用於計算該高頻激勵信號的構件包括將該經編 碼之窄頻激勵信號之該頻譜擴展至—由中頻率頻帶佔據 之頻率範圍中。 33.如請求項30至32中任一項之裝置，其中該中頻率次頻帶 包括五千赫茲與六千赫茲之間的頻率，且 其中該高頻率次頻帶包括十千赫茲與十一千赫兹之間 的頻率。 34. 如請求項30至33中任一 jf夕驻® τ仕項之裝置，其中該窄頻信號具有 一第一取樣率，且 其中該高頻信號具有一小於該第一取樣率之第二取樣 率。 35. 如請求項34之裝置，其中該超高頻信號具有一小於該第 一取樣率與該第一取樣率之總和的第三取樣率。 36. 如請求項30至35中任-項之裝置，其中特性化該高頻率 次頻帶之一頻譜包絡的該複數個濾波器參數包括特性化 該尚頻率次頻帶之一訊框之一頻譜包絡的複數FCH個濾 波器係數，且 其中特性化該中頻率次頻帶之一頻譜包絡的該複數個 濾波器參數包括特性化該中頻率次頻帶之一對應訊框之 一頻譜包絡的複數FCM個濾波器係數，且 156692.doc •9· 201214419 其中FCM小於FCH。 37. -種用於處理—具有在—低頻率次頻帶中及在—與該低 頻率次頻冑分開《高頻帛次頻$中之頻率成分的音訊信 號的裝置’該裝置包含： 一濾波器組，該濾波器組經組態以對該音訊信號進行 濾波以獲得一窄頻信號及一超高頻信號； 一窄頻編碼器，該窄頻編碼器經組態以基於來自該窄 頻信號之資訊計算一經編碼之窄頻激勵信號；及 一超高頻編碼器，該超高頻編碼器經組態以：（A)基 於來自該經編碼之窄頻激勵信號之f訊計算—超高頻激 勵k號，⑻基於來自該超高頻信號之資訊計算特性化該 高頻率次頻帶之-頻譜包絡的複數個濾波器參數，及（C) 藉由評估-基於該超高頻信號之信號與一基於該超高頻 激勵信號之信號之間的一時變關係來計算複數個增益因 子， 其中該窄頻信號係基於該低頻率次頻帶中之該頻 分，且 凡 其中該超高頻信號係基於該高頻率次頻帶中之 成分，且 干 其令該低頻率次頻帶之一寬度為至少三千赫兹，且 其▲中該低頻率次頻帶與該高頻率次頻帶以_距離分 開’该距離至少等於該低頻率次頻帶之該寬度之—半 38. 2求項37之裝置，其中該低頻率次頻帶之該頻率成分 匕括-具有至少等於三千赫兹之一頻率之分量，且 156692.doc 201214419 其中該高頻率次頻帶之該頻率成分包括一具有不大於 八千赫茲之一頻率的分量。 39. 如請求項37及38中任一項之裝置，其中該低頻率次頻帶 與該南頻率次頻帶分開至少兩千五百赫茲。 40. 如請束項37至39中任—項之裝置，其中該複數個濾波器 參數包括特性化該高頻率次頻帶之一訊框之一頻譜包絡 的複數FCH個濾波器係數，且 其中該窄頻編碼器經組態以計算特性化該低頻率次頻 帶之一對應訊框之一頻譜包絡的複數FCL個濾波器係 數，且 其中FCH小於FCL。 41. 如請求項37至40中任一項之裝置，其中該濾波器組包 括： 一重取樣器’該重取樣器經組態以重取樣一基於該高 頻率次頻帶中之該頻率成分之信號以獲得一經重取樣之 信號；及 一頻譜反轉模組’該頻譜反轉模組經組態以對一基於 該經重取樣之信號之信號執行一頻譜反轉操作以獲得一 經頻譜反轉之信號， 其中該超高頻信號係基於該經頻譜反轉之信號。 42. 如請求項37至41中任一項之裝置，其中該超高頻編碼器 包括： 一升高取樣頻率取樣器，該升高取樣頻率取樣器經組 態以將一基於來自該經編碼之窄頻激勵信號之該資訊的 156692.doc -11· 201214419 L號升高取樣頻率以產生一經内插之信號；及 -頻譜擴展器，該頻譜擴展器經組態以擴展一基於該 經内插之㈣之信制頻言普以產生一經頻譜擴展之信 號，且 ** 44. 45. 46. 47. 48. 其中該超高頻激勵信號係基於該經頻譜擴展之信號。 如請求項37至43中任—項之裝置，其中該窄頻信號具有 一第一取樣率，且 其中該高頻率次頻帶之寬度大於該第-取樣率之百分 之五十。 ，請求項44之裝置，其中該高頻率次頻帶之該寬度至少 等於該第一取樣率之百分之七十五。 如請求項37至45巾任-項之裝置，其巾該高頻率次頻帶 之該寬度為至少六千赫茲。 如請求項37至46中任一項之裂置’其中該高頻率次頻帶 包括自八千赫兹（8 kHz)至八千五百赫兹（85〇〇 Ηζ)之頻率 範圍，且 -其中該高頻率次頻帶包括自十三千赫兹⑴陶至十 二點五千赫茲（13,500 Ηζ)之頻率範圍。 如請求項37至47中心項之|置，其中該音訊信號且有 在-不同於該低頻率次頻帶之中頻率次頻帶中 分，且 基於該中頻率次頻帶 其中該濾波器組經組態以獲得— 中之該頻率成分之高頻信號，且 其中該裝置包括： 156692.doc •12· 201214419 一高頻編碼器，該高頻編碼器經組態以：（a)某於 來自該經編碼之窄頻激勵信號之資訊計算一高頻激勵信 號，（B)基於來自該高頻信號之資訊計算特性化該中頻率 次頻帶之一頻譜包絡的複數個濾波器參數，及藉由評 估一基於該高頻信號之信號與一基於該高頻激勵信號之 信號之間的一時變關係來計算第二複數個增益因子。 49.如請求項48之裝置，其中該複數個計算出之增益因子包 括複數η個增益因子，該複數η個增益因子描述基於該 超高頻信號之該信號之一訊框與（B)基於該超高頻激勵信 號之該信號之一對應訊框之間的一關係，且 其中該第二複數個增益因子包括複數m個增益因子， 該複數m個增益因子描述（A)基於該高頻信號之該信號之 一訊框與（B)基於該高頻激勵信號之該信號之一對應訊框 之間的一關係，其中η大於m。 50· —種電腦可讀媒體，該電腦可讀媒體包含在由一處理器 讀取時使該處理器執行如請求項1至18中任一項之方法 的有形特徵。 156692.doc •13·