WO2010048827A1

WO2010048827A1 - 高频带信号的编解码方法及装置

Info

Publication number: WO2010048827A1
Application number: PCT/CN2009/073129
Authority: WO
Inventors: 刘泽新; 苗磊; 胡晨; 肖玮; 陈龙吟; 塔迪·哈维·米希尔; 张清
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2010-05-06
Also published as: CN101727906A; CN101727906B

Description

高频带信号的编解码方法及装置本申请要求于 2008 年 10 月 29 日提交中国知识产权局、申请号为 200810171591.3、发明名称为 "高频带信号的编解码方法及装置" 的中国专利申请的优先权，在此并入其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及对高频带信号进行编码和解码的方法及装置。

背景技术

音频 /语音信号的高频信号一般包含较为丰富的内容，如果缺少高频信号，将损伤音频信号的音质。受采样率和带宽等因素的影响，通常优先保证有足够的比特对低频信号进行编码，而对于音频信号中的高频信号不会直接进行编码，为了降低对音频信号音质的损伤，人们通常釆用频带扩展技术还原高频信号。

目前的频带扩展技术的实现如下：在编码的时候，求解高频信号增益参数，并将该增益参数发送给解码端；在解码的时候，利用所述的高频增益参数和解码得出低频信号重构高频信号，然后将重构的高频信号和解码出的低频信号进行整合，得到一个音频信号，该音频信号的频率范围包括高频带，从而提高了音频信号的音质。

在实现上述频带扩展技术的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于高频带信号的编码是采用对连续预定个数的采样点计算平均值，这样使得还原的高频信号不连续，导致最后还原的高频信号可能不能准确反映原始高频信号的特性，从而使得听觉音质较差。

发明内容

本发明的实施例提供一种高频带信号的编解码方法及装置，使得解码出的高频带信号能够较为准确反映原始高频信号的特性，提高听觉音质。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种高频带信号的编码方法，包括：

利用高频带的频域信号获得频域包络信息；

根据高频带的子带频谱幅度获得高频带的频域信号中每个子带的平坦度信息；

将所述高频带的频域包络信息以及所述每个子带的平坦度信息合成编码码流。

一种高频带信号的解码方法，包括：

从接收到的编码码流中解码出高频带信号的频域包络信息和平坦度信息；

根据所述高频带信号的频域包络信息和已解码出的低频带信号计算高频带的频谱增益；

依据所述平坦度信息和所述频域包络信息对所述频谱增益在频域进行平滑；

利用平滑后的频借增益对低频带信号进行修正得到高频带频谙；将所述高频带频谱转换为高频带的时域信号。

一种高频带信号的编码装置，包括：

第一获取单元，用于利用高频带的频域信号获得频域包络信息；第二获取单元，用于根据高频带的子带频谱幅度获得高频带的频域信号中每个子带的平坦度信息；

输出单元，用于将所述高频带的频域包络信息以及所述每个子带的平坦度信息合成编码码流。

一种高频带信号的解码装置，包括：

解码单元，从接收到的编码码流中解码出高频带信号的频域包络信息和平坦度信息；

计算单元，用于根据所述高频带信号的频域包络信息和已解码出的低频带信号计算高频带的频增益；

处理单元，用于依据所述平坦度信息和所述频域包络信息对所述频镨增益在频域进行平滑；

第一修正单元，用于利用平滑后的频谱增益对低频带信号进行修正得到高频带频谱；

变换单元，用于将所述高频带频谱转换为高频带的时域信号。

本发明实施例提供的高频带信号的编解码方法及装置，在编码时，不仅需要获得频域包络信息，还需要获得高频带信号在频域内的每个子带对应的平坦度信息，以便更细节地表示出高频带信号每个子带是否平坦。在进行解码时，利用上述的平坦度信息和频域包络信息指导高频增益进行平滑处理，在进行平滑处理后，高频增益能够较为真实地反映高频带信号的频旙特性，所以，釆用平滑后的高频增益来修正低频带信号后得到的高频信号与原始的高频信号更为接近，能够较为准确反映原始高频信号的特性，提高听觉音质。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例 , 对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明实施例 1中高频带信号的编码方法的流程图；

图 1为本发明实施例 1中高频带信号的解码方法的流程图；

图 3为本发明实施例 1中高频带信号的编码装置的框图；

图 4为本发明实施例 1中高频带信号的解码装置的框图；

图 5为本发明实施例 2中高频带信号的编码方法的流程图；

图 6为本发明实施例 1中高频带信号的解码方法的流程图；

图 7为本发明实施例 2中高频带信号的编码装置的第一种实现框图；图 8为本发明实施例 1中高频带信号的编码装置的第二种实现框图；图 9为本发明实施例 1中高频带信号的解码装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例 , 都属于本发明保护的范围。

实施例 1 :

本实施例提供一种高频带信号的编码方法，如图 1 所示，该编码方法包括如下步骤：

101、利用高频带的时域信号获得频域包络信息，具体获取过程如下：首先，根据高频带的时域信号获得高频带的时域包络信息，具体可以采用但不限于如下方式：对连续 N ( N为大于等于 1的正整数，本实施例中取 N 的值为 3 )个采样点的能量求平均值，用该平均值的平方根作为该 N个采样点时域包络，即在采样点的个数较多的情况下，每连续的 N个采样通过相同的值表示，所有的采样点计算完成后得到的信息就是整个帧的时域包络信息。

其次，由于求取时域包络时连续的 N 个采样点釆用了相同值表示，但是这些点的数值可能有一些误差，本步骤中通过将高频带的时域信号变换为高频带的频域信号，求取频域包络来更好地表示高频带信号特性，在后面利用该频域包络能够间接地减小上述误差。本实施例中釆用离散余弦变换得到高频带的频域信号。

最后，根据高频带的频域信号计算出频域包络信息，该计算的具体实现可以釆用时域信号转换成时域包络信息相似的方式。

获得高频带的频域包络信息还可以采用如下方式：

首先，将高频带的时域信号通过时频变换，将时域信号变换到频域信号，对连续 N ( N为大于等于 1的正整数）个频域系数的能量求平均值，用该平均值的平方根作为该 N个采样点频域包络，每连续的 N个频域系数求解一个频域包络，就可以求解整帧的多个频域包络。

其次，如果有比特可用，还可以求解当前帧的时域包络，使得恢复出来的高频带信号更准确。求解时域包络的方法和求解频域包络的方法类似，只是，求解时域包络是对时域信号的连续 M ( M为大于等于 1的正整数）个采样值进行的处理。

102、根据高频带的子带频谱幅度获得高频带的频域信号中每个子带的平坦度信息，该平坦度信息可以表示高频带频谱中该子带是否平坦，以便于解码的时候能够按照该平坦度信息较准确地恢复出高频带的频谱。

103、将上述频域包络信息以及平坦度信息合成编码码流，这样就完成了高频带信号的编码。

本实施例还提供一种高频带信号的解码方法，如图 2 所示，该解码方法包括如下步骤：

201、在接收到编码码流后，从编码码流中解码出高频带信号的频域包络信息和平坦度信息。

202、由于本实施例采用修正低频带信号的方式得出高频带信号，所以需要计算出高频带信号相对于低频带信号的高频增益，即：根据频域包络信息和已解码出的低频带信号计算高频增益，可以采用但不限于如下具体计算公式：

g_{a =} ^e^ ^ o N , 其中 ga in [ i]表示第 i个子带的增益， envH [ i ] envL[i]

表示高频带信号第 i 个子带的能量的平方根（即频域包络信息）， envU i]表示低频带信号第 i个子带的能量的平方根（即频域包络信息）。

203、为了使得恢复出的高频带信号的特性更精确，本实施例中需要利用所述平坦度信息和频域包络信息指导上述的高频增益进行平滑处理，也就是当平坦度信息表示原始的高频信号某个子带并不平坦，且高频前后帧间的平均能量与低频前后帧间的平均能量都相差不大时，需要将频域包络信息进行平滑处理得出与原始高频信号较为接近的高频增益。

204、由于编码的高频信号的信息较少，需要利用高频信号与低频信号之间的关系来恢复高频信号，一般通过低频的频谱信号乘以相应的增益来模拟高频的频谱信号，在本实施例中，利用平滑后的高频增益对低频带的频豫信号进行爹正得到高频带的频讲信号，由于高频增益经过平滑处理，所以得到的高频带的频域信号更平滑一些，更能反映原始高频带信号的特性。

205、将高频带的频域信号变换为高频带的时域信号，这样的高频带时域信号是较为准确的，减少了解码出的高频带信号在听觉上的不舒适感。

在实际解码时，当还有比特可用时，还可以通过时域包络进一步修正高频带时域信号，得到较为完整的高频带时域信号。

对应于图 1 中描述的高频带信号的编码方法，本实施例还提供一种高频带信号的编码装置，如图 3所示，该编码装置包括：第一获取单元 31、第二获取单元 32和输出单元 33。

其中，第一获取单元 31用于获得高频带的频域包络信息，具体实现时，该第一获取单元 31首先利用高频带的时域信号获得时域包络信息，然后将高频带的时域信号变换为高频带的频域信号，本实施例中采用离散余弦变换得到高频带的频域信号；最后将高频带的频域信号计算出频域包络信息；第二获取单元 32用于根据高频带的子带频谱幅度获得高频带的频域信号中每个子带的平坦度信息，该平坦度信息可以表示该子带是否平坦，以便于解码的时候能够按照该平坦度信息较准确地恢复出高频带频谱特性；输出单元 33用于将频域包络信息以及平坦度信息合成编码码流。

对应于图 2 中描述的高频带信号的解码方法，本实施例还提供一种高频带信号的解码装置，如图 4所示，该编码装置包括：解码单元 41、计算单元 42、处理单元 43、第一修正单元 44和变换单元 45。

其中，解码单元 41用于从接收到的编码码流中解码出高频带信号的频域包络信息和平坦度信息；计算单元 42用于根据频域包络信息和已解码出的低频带信号计算高频增益，计算公式可以采用 = U N ，其中 envL[i]

ga in [i]表示第 i个子带的高频增益， envH [i]表示高频带信号第 i个子带的能量的平方根（即频域包络信息）， envU i ]表示低频带信号第 i 个子带的能量的平方根（即频域包络信息）；处理单元 43 用于依据所述平坦度信息和频域包络信息指导所述高频增益进行平滑处理，这样就可以得出与原始高频信号较为接近的高频增益；第一修正单元 44用于利用平滑后的高频增益对低频带信号进行修正得到高频带的频域信号；变换单元 45用于将高频带的频域信号变换为高频带的时域信号。由于高频增益经过了平滑处理，更加符合原始高频信号的特性，减少了解码出的高频带信号的不舒适感。

本发明实施例提供的高频带信号的编解码方法及装置，在编码时，不仅需要计算频域包络信息，还需要计算高频带信号的频域信号每个子带对应的平坦度信息，以便更细节地表示出高频信号带信号每个子带是否平坦。在进行解码时，就可以利用上述的平坦度信息和频域包络信息指导高频增益进行平滑处理，在进行平滑处理后，高频增益就能够较为真实地反映高频带频语信号的特性，利用平滑后的高频增益来修正低频带频谱信号从而得到高频带的频傳信号，这样就能减少解码出的高频带信号在听觉上的不舒适感，即：最后解码出的频带信号能够较为准确反映原始高频信号的特性，提高听觉音质。

实施例 2:

本实施例提供一种高频带信号的编码方法，如图 5 所示，该编码方法包括如下步骤：

501、按照采样频率对高频带的时域信号进行采样，将采样出的高频带时域信号 s (n)延迟 N个样点后计算出时域包络信息，具体的计算方式可以采用但不限于如下方式：将高频带时域信号 s (n)划分成多个子帧，每个子帧中包含由 n个采样点，对第 i个子带中连续 n个采样点的能量取平均值，将该平均值作为该子帧的功率值（即时域包络信息），所有的采样点计算完成后得 ^ 的信息就得到该帧的所有时域包络信息。

在具体求解上述时域包络信息时，具体采用的公式如下：

其中， E (i)表示第 i个子帧的时域包络； n表示第 i个子帧的时域信号采样点的个数。

502、本步骤通过将高频带的时域信号变换为高频带的频域信号，求取频域包络。本实施例中采用修正的离散余弦变换（MDCT )得到高频带的频域信号。

503、从高频带的频域信号计算出频域包络信息，该计算的具体实现可以釆用步骤 501中相似的方式。

504、根据高频带的子带频谱幅度获得高频带的频域信号中每个子带的平坦度信息，平坦度信息反映信号频侮在一定的频段内频谱平坦与否，本实施例提供如下两种计算方法：

第一种、在每个子带中，计算出每个子带中频谱幅度的平均值，并查找出每个子带中频谱幅度的最大值；然后将所述平均值除以所述最大值得出频谱幅度比率，并判断所述频谱幅度比率是否小于预定比率，这个预定比率的取值和输入的信号特性有关，一般取 0. 1至 0. 2 比较合适；如果所述频谱幅度比率小于预定比率，则输出表示不平坦的平坦度信息，一般以数值 " 1" 来表示；否则输出表示平坦的平坦度信息，一般以数值 " 0" 来表示。

第二种、首先计算每个子带中频谱幅度的几何平均值和算术平均值，然后将所述几何平均值除以所述算术平均值得出频谱幅度比率；其对应公式为：

SFM ,. = , 其中， X [k]是指频谱幅度， N为第 i子带的长 ∑: ,

度。 bi表示第 i个子带的频谱首地址， e i表示第 i个子带的频侮尾地址。在得出频谱幅度比率后，判断所述频谱幅度比率是否小于预定比率，这个预定比率的取值和输入的信号特性有关，一般取 0. 1 至 0. 2 比较合适；如果所述频谱幅度比率小于预定比率，则输出表示不平坦的平坦度信息，一般以数值 " 1 " 来表示；否则输出表示平坦的平坦度信息，一般以数值 " 0" 来表示。

505、将上述时域包络信息、频域包络信息以及平坦度信息合成编码码流，这样就完成了高频带信号的编码。

在解码时，如果需要解码出高频带信号，需要在低频带信号的基础进行修正，所以本实施例的解码过程中需要先对解码出的低频带信号进行 MDCT变换（修正的离散余弦变换），以便得到低频带信号的频讲信息，才能进行高频带信号的解码，如图 6所示，本实施例高频带信号的解码方法包括如下步骤：

601、在接收到编码码流后，从编码流中解码出高频带信号的频域包络信息、时域包络信息和平坦度信息。

602、由于本实施例采用修正低频带频谱信息的方式得出高频带的频谱信息，所以需要计算出高频带信号相对于低频带信号的频谱增益，即：根据频域包络信息和已解码出的低频带信号计算高频带频谱增益，可以采用但不限于如下具体计算公式：

g_am[l]=^m _{J = 0},iA N ，其中 ga in [ i]表示第 i个子带的增益， env!U i ] envL[i]

表示高频带信号第 i个子带的平均能量的平方根（即频域包絡信息）， envL [ i ] 表示低频带信号第 i个子带的平均能量的平方根（即频域包络信息）。

603、为了使得恢复出的高频带频谱信号更精确，本实施例中需要依据所述平坦度信息和频域包络信息指导上述的高频增益进行平滑处理，首先判断平坦度信息和频域包络信息是否满足平滑条件；当满足平滑条件时，执行步骤 604，当不满足平滑条件时，执行步骤 605。

其中的平滑条件可以包括但不限于如下几个： 1、当前帧高频带信号具有谐波性，用公式表示为： sum— _Sh_arp _{SS >}M , 其中，为当前帧所有子带平坦度信息（sharpnes s ) 的总和， M 为一个预设的常量，对每个子带，当 sharpnes s=l时，说明此子带并不平坦、谐波性较强；当 shar_Pnes s=0时，说明当前子带频谱比较平坦，谐波性较弱。故而，当™™_^^^^ >M时，能保证当前帧高频信号谐波性较强，需要将频域包络信息进行一次平滑处理得出与原始高频信号较为接近的高频增益。有了保证高频带信号具有谐波性的条件后，本实施就能够保证在执行步骤 604 时，只对那些高频频谱谐波性较强信号做频傳增益的平滑处理。

2、当前帧与前一帧的对应的高频带信号的频域包络信息连续平稳，用公

_Ύ^_Λ prev sum envH _{0 n} prey sum envH fh _τ, _Λ 式表示为， sum _envH sum _ envH _fli , 其中，

Kl、 K2、 Κ3、 Κ4为预定的常量，假定一帧内子带个数为 Ν, prev vH prev sum envH - prev envH[i] 前一帧高频带 N个子带的频域包络总和，即 — — ^ " , sum envH - envH[i] __e" H为当前帧高频带 _N个子带的频域包络总和，即 _ ,=。； prev sum envH 为前一帧前 Ν/2个子带的频域包络的总和，即 prev _ sum _ envH _ βι= prev _ envH[i]

~ ― " -o ― ,™™-^e"^v - 为当前帧前 N/2个子带的频 sum _ envH _ ¾ = envH[i]

域包络总和，即 — — '=。。

将上述两个比值的在预定的范围内时，表示高频带频域包络的前后帧的差别并不大，频域包络信息具有连续平稳的特性，这样就不会在原始信号高频信号本身不连续平稳的部分做平滑，尽可能地使平滑处理后的高频增益能与原高频信号相对应。

3、当前帧与前一帧的对应的低频带信号的频域包络信息连续平稳，用公 m prev sum envL _T^_{r n} „ _T prev sum envL fh _T,，

K4<- ~ = = <K58L&K6< ~ = = =^—<ΚΊ

式表示为 · sum— envL sum _ envL _ h , 其中,

K4、 K5、 K6、 K7为预定的常量， >«^-^^和^^-"«^— 6"^分别为低频带信号的当前帧和其前一帧的 N 个子带的频域包络总和， sum _ vL _fh和 — e"J— _¾分别为低频带信号的当前帧和其前一帧的前 N/2 个子带的频域包络总和。将上述两个比值的在预定的范围内时，表示对应的低频信号的频域包络的前后帧的差别并不大，频域包络信息具有连续平稳的特性。

当然，本实施例还可以根据高频带信号传输到解码端的其它参数、以及解码出的低频带信号的其它参数、或者参数之间的关系作为增益平滑条件，例如频谱能量、线形预测系数等。

604、在满足平滑条件的情况下，将当前帧每个子带的高频增益与前一帧对应子带的高频增益的加权平均值作为当前帧对应子带的高频增益。 prev _ gain[i] = a - gain[i] + β - prev _ gairii] ^ 其中, ga in [ i ]表示当前中贞第 i个子带的高频增益， prev_gain[i]表示前一帧第 i个子带的高频增益，系数《和是常数。

一般情况下《和满足如下关系：《 + =1。

605、对帧内连续子带的频谱增益之间进行平滑处理，高频增益平滑处理的公式 ^下： -I

其中， M为第 i个子带内元素的个数， N为该帧内子带的个数， i为第 i 个子带， j为第 i个子带中的第 j个元素， ^{Μ Τ}[ ·^{Μ +} ·/']表示第 i个子带内第 j个元素值。

该公式表示：每帧内第一个子带前一半元素的高频增益、以及最后一个子带的后一半元素的高频增益保持不变，而中间所有子带的频谱增益要和其前后子带的频谱增益进行平滑处理。

606、本实施例利用高频信号与低频信号之间的关系来恢复高频信号，一般来说将低频频谱信号乘以相应的高频带频谱增益来恢复高频频谱信号，在本实施例中，利用平滑后的高频增益对低频带信号进行修正得到高频带的频谱信号，高频增益经过平滑处理，得到的高频带的频域信号与原始的高频频 i "信号更为接近。

607、将高频带的频域信号变换为高频带的时域信号，一般釆用 IMDCT变换方法得到时域信号，此操作是编码端由时域变换到频域的逆过程，编解码端的变换要保持一致。

608、利用时域包络信息修正变换出的高频带的时域信号。

在上述实施例中需要对低频带频域信号进行修正得到高频带的频域信号，所以，低频带频傳信号的特性直接影响了本实施例中解码出的高频带频谱信号的特性，为了进一步提升高频带频谱信号的性能，本实施例中还需要利用平坦度信息对高频增益修正前的低频带频语信号进行频谱整形。

对应于本实施例中图 5 所述的高频带信号的编码方法，本实施提供一种高频带信号的编码装置，如图 7所示，该编码装置包括：第一获取单元 71、第二获取单元 72和输出单元 73。

其中，第一获取单元 71用于获得高频带的时域包络信息，然后将高频带的时域信号变换为高频带的频域信号，本实施例中采用离散余弦变换得到高频带的频域信号；最后由高频带的频域信号计算出频域包络信息；第二获取单元 72用于根据高频带的子带频谱幅度获得高频带的频域信号中每个子带的平坦度信息，该平坦度信息可以表示该子带是否平坦，以便于解码的时候能够按照该平坦度信息较准确地恢复出高频带频谱特性；输出单元 73用于将时 /频域包络信息以及平坦度信息合成编码码流。

上述的第二获取单元 72可以釆用如下两种实现方式：

第一、如图 7所示，该第二获取单元 72包括：计算模块 721、查找模块 722、除法模块 723、判断模块 724和输出模块 725。

其中，计算模块 721 用于计算每个子带中频谱幅度的平均值；查找模块 722用于查找每个子带中频谱幅度的最大值；除法模块 723用于将所述平均值除以所述最大值得出频谱幅度比率；判断模块 724 用于判断所述频谱幅度比率是否小于预定比率；在所述频谱幅度比率小于预定比率时，输出模块 725 用于输出表示不平坦的平坦度信息，一般以数值 " 1 " 表示；在所述频傳幅度比率不小于预定比率时，输出模块 725 用于输出表示平坦的平坦度信息，一般以数值 " 0" 表示。

第二、如图 8所示，该第二获取单元 72包括：计算模块 726、除法模块 727、判断模块 728和输出模块 729。

其中，计算模块 726 用于计算每个子带中频谱幅度的几何平均值和算术平均值；除法模块 727 用于将所述几何平均值除以所述算术平均值得出频谱幅度比率；判断模块 728 用于判断所述频谱幅度比率是否小于预定比率；在所述频谱幅度比率小于预定比率时，输出模块 729 用于输出表示不平坦的平坦度信息，一般以数值 "1" 表示；在所述频谱幅度比率不小于预定比率时，输出模块 729用于输出表示平坦的平坦度信息，一般以数值 " 0" 表示。

对应于本实施例中图 6 所描述的高频带信号的解码方法，本实施例提供一种高频带信号的解码装置，如图 9所示，该装置包括：解码单元 91、计算单元 92、处理单元 93、第一修正单元 94、变换单元 95、第二修正单元 96、整形单元 97和帧内平滑单元 98。

其中，解码单元 91用于从接收到的编码流中解码出高频带信号的频域包络信息和平坦度信息；计算单元 92用于根据频域包络信息和已解码出的低频带信号计算高频增益，计算公式可以釆用 ^ _; , o N ，其中 envL[i]

ga in [ i ]表示第 i个子带的高频增益， envH [ i]表示高频带信号第 i个子带的平均能量的平方根（即频域包络信息）， envL [ i ]表示低频带信号第 i 个子带的平均能量的平方根（即频域包络信息）；处理单元 93 用于依据所述平坦度信息和频域包络信息指导所述高频增益进行平滑处理，这样就可以得出与原始高频信号较为接近的高频增益。本发明实施例中的处理单元 93通过如下方式实现：

该处理单元 93包括：判断模块 931和平滑模块 932。其中，判断模块 931 用于依据平坦度信息和频域包络信息判断频 i "增益是否满足平滑条件，这里的平滑条件和步骤 603 中提到的平滑条件相同，在满足平滑条件的情况下，平滑模块 932 用于将当前帧每个子带的高频增益与前一帧对应子带的高频增益的加权平均值作为当前帧对应子带的高频增益，公式为： prev _ gain[i] = a - gain[i] + β - prev _ gairi i] ^ 其中, ga in [ i ]表示当前桢第 i个子带的高频增益， prev_ ga in [ i ]表示前一帧第 i个子带的高频增益，系数《和是常数，一般情况下《和满足如下关系： + ^=1。

无论是否满足平滑条件，本实施例中的帧内平滑单元 98都需要对帧内连续子带的频谱增益进行平滑处理。

在对频谱增益进行平滑处理后，本实施例利用频谱增益以及低频带频谱信号得到高频带频谱信号，为了使恢复出的高频带频谱信号与原始高频带频谱信号更逼近，本实施例在用高频增益修正对低频带信号修正前先进行频谱整形，故而整形单元 97用于利用平坦度信息对低频带信号进行频谱整形。

本实施例中的第一修正单元 94利用平滑后的高频增益对整形后的低频带频信号进行修正得到高频带的频域信号；变换单元 95用于将高频带的频域信号变换为高频带的时域信号。由于高频增益经过了平滑处理，更加符合原高频信号的特性，这样的高频带时域信号是较为准确的，减少了解码出的高频带信号的不舒适感。本实施例中的第二修正单元 96用于利用时域包络信息修正变换出的高频带的时域信号。

本发明实施例提供的高频带信号的编解码方法及装置，在编码时，不仅需要计算出时域包络信息和频域包络信息，还需要计算高频带信号的频域信号每个子带对应的平坦度信息，以便更细节地表示出高频信号带信号每个子带是否平坦度。在进行解码时，就可以利用上述的平坦度信息和频域包络信息指导高频增益进行平滑处理，利用平滑后的高频增益来修正低频带信号频谱从而得到高频带频语信号，使高频带信号更真实地反映原始高频带信号特性，减少高频带信号解码时的不舒适感。

上述的平滑处理包括帧内相邻子带之间的平滑处理，在满足平滑条件的情况下还包括相邻帧之间的平滑处理，使得满足平滑条件的高频信号不会出现能量突变和不连续平稳的现象，能够提高高频信号的听觉质量。

并且本实施例中作为恢复频带信号的低频带信号是经过整形后的低频带信号，削弱了最后得到的高频信号出现的金属噪音。

本发明实施例主要用在需要处理高频带信号的场合，如：音频信号处理。通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求书

1、一种高频带信号的编码方法，其特征在于，包括：

获得高频带的频域包络信息；

2、根据权利要求 1所述的高频带信号的编码方法，其特征在于，所述编码码流中还包括利用所述高频带的时域信号获得的时域包络信息。

3、根据权利要求 1所述的高频带信号的编码方法，其特征在于，所述根据高频带的子带频谱幅度获得高频带的频域信号中每个子带的平坦度信息包括：查找每个子带中频谱幅度的最大值；

计算每个子带的频谱幅度的平均值；

将所述平均值除以所述最大值得出频谱幅度比率；

将所述频 ϊ普幅度比率和预定比率进行比较；

如果所述频谱幅度比率小于预定比率，则输出表示不平坦的平坦度信息；否则输出表示平坦的平坦度信息。

4、根据权利要求 1所述的高频带信号的编码方法，其特征在于，所述根据高频带的子带频谱幅度获得高频带的频域信号中每个子带的平坦度信息包括：计算每个子带中频谱幅度的几何平均值和算术平均值；

将所述几何平均值除以所述算术平均值得出频借幅度比率；

判断所述频语幅度比率是否小于预定比率；

5、一种高频带信号的解码方法，其特征在于，包括：

从接收到的编码码流中解码出高频带信号的频域包络信息和平坦度信息；根据所述高频带信号的频域包络信息和已解码出的低频带信号计算高频带的频谱增益；

利用平滑后的频谱增益对低频带信号进行修正得到高频带频傳；

将所述高频带频谱转换为高频带的时域信号。

6、根据权利要求 5所述的高频带信号的解码方法，其特征在于，该方法还包括：

从接收到的编码流中解码出高频带信号的时域包络信息；

利用时域包络信息修正变换出的高频带的时域信号。

7、根据权利要求 5所述的高频带信号的解码方法，其特征在于，该方法还包括：利用平坦度信息对已解码出的低频带信号进行频谱整形；

所述利用平滑后的频语增益对低频带信号进行修正得到高频带频谱为：利用平滑后的频谱增益对频谱整形后的低频带信号进行修正得到高频带频谱。

8、根据权利要求 5所述的高频带信号的解码方法，其特征在于，所述依据所述平坦度信息和频域包络信息指导所述高频增益进行平滑处理包括：

根据平坦度信息和频域包络信息判断高频增益是否满足平滑条件；在满足平滑条件的情况下，将当前帧每个子带的高频增益与前一帧对应子带的高频增益的加权平均值作为当前帧对应子带的高频增益。

9、根据权利要求 8所述的高频带信号的解码方法，其特征在于，所述平滑条件包括：当前帧与前一帧的对应的高频带信号的频域包络信息连续平稳，或者当前帧的平坦度信息表示该高频带信号具有谐波性，或者当前帧与前一帧的对应的低频带信号的频域包络信息连续平稳。

10、根据权利要求 5或 8所述的高频带信号的解码方法，其特征在于，在利用平滑后的频谱增益对低频带信号进行修正得到高频带频谱之前，该方法还包括：在帧内连续子带的频谱增益之间进行平滑处理。

11、一种高频带信号的编码装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获得高频带的频域包络信息；

第二获取单元，用于根据高频带的子带频谱幅度获得高频带的频域信号中每个子带的平坦度信息；

输出单元，用于将所述高频带的时 /频域包络信息以及所述每个子带的平坦度信息合成编码码流。

12、根据权利要求 11所述的高频带信号的编码装置，其特征在于，所述第二获取单元包括：

查找模块，用于查找每个子带中频谱幅度的最大值；

计算模块，用于计算每个子带中频旙幅度的平均值；

除法模块，用于将所述平均值除以所述最大值得出频语幅度比率；比较模块，用于将所述频谱幅度比率和预定比率进行比较；

输出模块，用于在所述频豫幅度比率小于预定比率时，输出表示不平坦的平坦度信息；在所述频谙幅度比率不小于预定比率时，输出表示平坦的平坦度信息。

13、根据权利要求 11所述的高频带信号的编码装置，其特征在于，所述第二获取单元包括：

计算模块，用于计算每个子带中频谱幅度的几何平均值和算术平均值；除法模块，用于将所述几何平均值除以所述算术平均值得出频谱幅度比率；判断模块，用于判断所述频谱幅度比率是否小于预定比率；

输出模块，用于在所述频谱幅度比率小于预定比率时，输出表示不平坦的平坦度信息；在所述频谱幅度比率不小于预定比率时，输出表示平坦的平坦度信息。

14、一种高频带信号的解码装置，其特征在于，包括：

计算单元，用于根据所述高频带信号的频域包络信息和已解码出的低频带信号计算高频带的频谱增益；

处理单元，用于依据所述平坦度信息和所述频域包络信息对所述频谱增益在频域进行平滑；

15、根据权利要求 14所述的高频带信号的解码装置，其特征在于，所述解码单元还用于从接收到的编码流中解码出高频带信号的时域包络信息；

该装置还包括：

第二修正单元，用于利用时域包络信息修正变换出的高频带的时域信号。

16、根据权利要求 14所述的高频带信号的解码装置，其特征在于，该装置还包括：整形单元，用于利用平坦度信息对已解码出的低频带信号进行频豫整形；

所述第一修正单元利用平滑后的频谱增益对频谱整形后的低频带信号进行修正得到高频带频谱。

17、根据权利要求 14所述的高频带信号的解码装置，其特征在于，所述处理单元包括：

判断模块，用于根据平坦度信息和频域包络信息判断高频增益是否满足平滑条件；

平滑模块，用于在满足平滑条件的情况下，将当前帧每个子带的高频增益与前一帧对应子带的高频增益的加权平均值作为当前帧对应子带的高频增益。

18、根据权利要求 14或 17所述的高频带信号的解码装置，其特征在于，该装置还包括：

帧内平滑单元，用于对帧内连续子带的频借增益之间进行平滑处理。