專(zhuān)利名稱(chēng)：一種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展方法、裝置和編解碼系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種通信領(lǐng)域中LPC(Linear PredictionCoding， 線性預(yù)測(cè)編碼)頻帶擴(kuò)展方法、裝置和編解碼系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在大多數(shù)的通信系統(tǒng)中，如PSTN (Public Switched Tel印hone Network,公共交 換電話網(wǎng))與GSM(Global System for Mobile Communications,全球移動(dòng)通信系統(tǒng))系 統(tǒng)，傳輸?shù)亩际钦瓗дZ(yǔ)音信號(hào)，0-4KHz的帶寬包含了足夠的信息并且在某種程度上提供了 可接受的話音清晰度和語(yǔ)音可理解性，在帶寬資源比較匱乏的時(shí)候，傳輸窄帶語(yǔ)音是一種 較好的折中辦法。但是窄帶語(yǔ)音信號(hào)還是存在諸多的問(wèn)題，由于重要的高頻信息的丟失，使 提高輔音質(zhì)量極其困難，而且人們更傾向于寬帶語(yǔ)音，因?yàn)閷拵дZ(yǔ)音信號(hào)能夠提供更好的 自然度，清晰度和可懂度。 雖然寬帶語(yǔ)音有諸多的好處，但是短時(shí)間內(nèi)不可能全面部署。這主要是經(jīng)濟(jì)方面 的原因。要完成所有設(shè)備，協(xié)議與整個(gè)寬帶通信系統(tǒng)的建立還需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。
那么，更為經(jīng)濟(jì)的另一種辦法是對(duì)窄帶信息進(jìn)行重建，人工地加入丟失的寬帶信 息。這樣，原有的通信系統(tǒng)仍然能夠使用，只是在信號(hào)的接收端將接收到的窄帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為 寬帶信號(hào)。這意味著抽樣頻率從8KHz提高到16HKz并且丟失的語(yǔ)音信號(hào)的高頻部分會(huì)在 接收端被重建。某些場(chǎng)合0 300HKz的低頻部分也會(huì)被加上。這個(gè)過(guò)程就被叫做頻帶擴(kuò) 展。 語(yǔ)音信號(hào)的頻帶擴(kuò)展包括一些關(guān)鍵的部分。其中一個(gè)重要的部分就是對(duì) LPC (linear prediction coding,線性預(yù)測(cè)編碼)的系數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，使得原來(lái)窄帶的LPC系 數(shù)變成寬帶的LPC系數(shù)。也就是從窄帶信號(hào)的LPC譜包絡(luò)中恢復(fù)出寬帶信號(hào)的譜包絡(luò)。
在現(xiàn)有的LPC頻帶擴(kuò)展方法中，主要分成兩類(lèi)。第一類(lèi)包括矢量量化法、矩陣變換 法、以及一些基于統(tǒng)計(jì)模型的方法，該類(lèi)方法需要事先對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練，在解碼端進(jìn)行擴(kuò)展 時(shí)，需要額外的信息，例如矢量量化的碼本，矩陣變換所需要的矩陣，以及統(tǒng)計(jì)模型的參數(shù) 等。矢量量化法實(shí)際上是對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行硬分類(lèi)的方法，如果分類(lèi)錯(cuò)誤，將導(dǎo)致非常大的失 真。另外在擴(kuò)展的時(shí)候需要進(jìn)行矢量量化，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，而且進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)的碼本需 要額外的存儲(chǔ)空間，不能跟現(xiàn)有的系統(tǒng)很好的兼容。第二類(lèi)是使用在八1 -￥81 -￥8+以及 G. 718中的外插法，這類(lèi)方法對(duì)LPC進(jìn)行外插擴(kuò)展，不需要事先的訓(xùn)練，在擴(kuò)展時(shí)不需要額 外的信息。 然而，發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)上述第二種方法還存在如下缺陷
1.需要自相關(guān)運(yùn)算，算法復(fù)雜度高。 2.最后一個(gè)ISF(Immittance Spectral Frequencies,導(dǎo)譜頻率)系數(shù)的處理上
存在問(wèn)題，在擴(kuò)展的階數(shù)比較大時(shí)，LPC譜包絡(luò)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的震蕩問(wèn)題。 圖1A為直接從ISF系數(shù)變換到ISP系數(shù)，沒(méi)有對(duì)最后一個(gè)ISP系數(shù)進(jìn)行額外的調(diào)
整導(dǎo)致的ISP系數(shù)變大的示意圖，圖IB為正常的最后一個(gè)ISP系數(shù)示意圖。由于在ISP系
6數(shù)向LPC變換的過(guò)程中，最后一個(gè)ISP系數(shù)是一個(gè)能量加權(quán)因子，如果這個(gè)因子變大的話會(huì) 使得LPC濾波器不穩(wěn)定，也就是LPC濾波器的極點(diǎn)更加接近單位圓，如圖1C所示能量加權(quán) 因子過(guò)大造成的極點(diǎn)接近單位圓的示意圖，圖ID為正常LPC極點(diǎn)示意圖，其中小圓為L(zhǎng)PC 極點(diǎn)，小方塊為ISP的值。 圖2A和圖2B分別表示了用現(xiàn)有技術(shù)二擴(kuò)展出來(lái)的LPC頻譜。圖1和圖2分別對(duì) 應(yīng)濁音和清音的情況。圖中由上到下依次為原始寬帶信號(hào)的LPC頻譜包絡(luò)；此時(shí)對(duì)應(yīng)的 ISF差值；采用現(xiàn)有技術(shù)二擴(kuò)展后的LPC頻譜包絡(luò)；采用現(xiàn)有技術(shù)二對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展后的ISF差 值。從圖中可以看出，由于擴(kuò)展不當(dāng)，使得擴(kuò)展出來(lái)的寬帶LPC頻譜出現(xiàn)尖剌。而且擴(kuò)展后 的ISF差值與原始的ISF差值相差也比較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展方法、裝置和編解碼系統(tǒng)，以解決
現(xiàn)有的頻帶擴(kuò)展方法中對(duì)最后一個(gè)ISF系數(shù)處理不當(dāng)，導(dǎo)致在擴(kuò)展的階數(shù)比較大時(shí)，LPC譜
包絡(luò)出現(xiàn)不穩(wěn)定的震蕩的問(wèn)題。
本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案如下 —種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展方法，所述方法包括將線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組變換到 導(dǎo)譜對(duì)域以獲得導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組，并記錄所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)；將所述 導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率域以獲得導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜頻率系 數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；將所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組變換到導(dǎo) 譜對(duì)域以獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；將所述記錄的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)替換擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì) 系數(shù)組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)；將替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換 成擴(kuò)展后線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組。 —種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展裝置，所述裝置包括第一變換單元，用于將線性預(yù)測(cè)
編碼系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域以獲得導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)在于；記錄單元，用于記錄所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)
組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)；第二變換單元，用于將所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率域，獲
得導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；頻帶擴(kuò)展單元，用于在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜頻率系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)
展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；第三變換單元，用于將所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組變換到
導(dǎo)譜對(duì)域，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；第四變換單元，用于將記錄單元記錄的最后一個(gè)導(dǎo)譜
對(duì)系數(shù)替換通過(guò)第三變換單元獲得的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組中的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)，并將
替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換成擴(kuò)展后線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組。 —種編碼系統(tǒng)，所述編碼系統(tǒng)包括編碼裝置和擴(kuò)展裝置，所述擴(kuò)展裝置包括第一
變換單元，用于將線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域以獲得導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；記錄單元，用
于記錄所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)；第二變換單元，用于將所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)
組變換到導(dǎo)譜頻率域，獲得導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；頻帶擴(kuò)展單元，用于在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜
頻率系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；第三變換單元，用于將所述擴(kuò)展后
導(dǎo)譜頻率系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；第四變換單元，用于將記錄單
元記錄的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)替換通過(guò)第三變換單元獲得的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組中的最
后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)，并將替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換成擴(kuò)展后
線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組。
—種解碼系統(tǒng)，所述解碼系統(tǒng)包括解碼裝置和擴(kuò)展裝置，所述擴(kuò)展裝置包括第一 變換單元，用于將線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域以獲得導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；記錄單元，用 于記錄所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)；第二變換單元，用于將所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù) 組變換到導(dǎo)譜頻率域，獲得導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；頻帶擴(kuò)展單元，用于在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜 頻率系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；第三變換單元，用于將所述擴(kuò)展后 導(dǎo)譜頻率系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；第四變換單元，用于將記錄單 元記錄的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)替換通過(guò)第三變換單元獲得的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組中的最 后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)，并將替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換成擴(kuò)展后 線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組。 通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的方法、裝置和編解碼系統(tǒng)，由于對(duì)最后一個(gè)ISP系數(shù)采取了 正確的處理方法，避免了 LPC頻譜的震蕩，很好保持了 LPC頻譜的特性，又由于直接對(duì)LPC 系數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)須使用任何額外的信息。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。 圖1A為現(xiàn)有技術(shù)中從ISF系數(shù)變換到ISP系數(shù)，最后一個(gè)ISP系數(shù)變大的示意 圖； 圖IB為正常的最后一個(gè)ISP系數(shù)的示意圖；
圖1C為L(zhǎng)PC過(guò)大造成的極點(diǎn)接近單位圓的示意圖；
圖ID為正常的LPC極點(diǎn)示意圖； 圖2A為本發(fā)明實(shí)施例現(xiàn)有頻帶擴(kuò)展方法二對(duì)濁音信號(hào)的擴(kuò)展情況； 圖2B為本發(fā)明實(shí)施例現(xiàn)有頻帶擴(kuò)展方法二對(duì)清音信號(hào)的擴(kuò)展情況； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖； 圖4為擴(kuò)展帶寬和擴(kuò)展階數(shù)之間的關(guān)系示意圖； 圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例的方法流程圖； 圖6A為濁音信號(hào)下窄帶LPC的第二個(gè)反射系數(shù)示意圖； 圖6B為清音信號(hào)下窄帶LPC的第二個(gè)反射系數(shù)示意圖； 圖7為本發(fā)明另一實(shí)施例的方法流程圖； 圖8為本發(fā)明另一實(shí)施例的方法流程圖； 圖9為本發(fā)明實(shí)施例的裝置組成框圖； 圖10為本發(fā)明另一實(shí)施例的裝置組成框圖； 圖11為本發(fā)明另一實(shí)施例的裝置組成框圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一 本發(fā)明實(shí)施例提供一種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展方法，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例進(jìn) 行詳細(xì)說(shuō)明。 圖3為本實(shí)施例的方法流程圖，本實(shí)施例的LPC頻帶擴(kuò)展方法不需要額外的信息， 通過(guò)對(duì)LPC系數(shù)進(jìn)行外插獲得擴(kuò)展后的LPC系數(shù)。 在本實(shí)施例中，是將LPC階數(shù)從M階擴(kuò)展到J階，頻譜從0-BlHz擴(kuò)展到0_B2Hz 。 為了保證擴(kuò)展前后LPC包絡(luò)增益一致，擴(kuò)展帶寬和擴(kuò)展階數(shù)之間滿足(B2-B1)/(J-M) =B1/ M。對(duì)應(yīng)到ISP就是最后一個(gè)ISP系數(shù)除外，大于零的ISP比小于零的ISP系數(shù)個(gè)數(shù)多一 個(gè)。如圖4所示。 請(qǐng)參照?qǐng)D3，本實(shí)施例的方法主要包括 301 :將線性預(yù)測(cè)編碼LPC系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)ISP(Immittance SpectralPair，
導(dǎo)譜對(duì))域以獲得ISP系數(shù)組，并記錄所述ISP域的最后一個(gè)ISP系數(shù)； 302 :將所述ISP系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率ISF域，獲得ISF系數(shù)組； 303 :在ISF域?qū)λ鯥SF系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后ISF系數(shù)組； 304 :將所述擴(kuò)展后ISF系數(shù)組變換到ISP域，生成擴(kuò)展后ISP系數(shù)組； 305 :將所記錄的最后一個(gè)ISP系數(shù)替換擴(kuò)展后ISP系數(shù)組的最后一個(gè)； 306 :將替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò)展后ISP系數(shù)組變換成擴(kuò)展后LPC系數(shù)組。 本實(shí)施例首先將待擴(kuò)展的LPC系數(shù)組變化到ISP域以獲得ISP系數(shù)組，并記錄最 后一個(gè)ISP系數(shù)，然后將ISP系數(shù)組變化到ISF域獲得ISF系數(shù)組，在ISF域?qū)λ鯥SF系 數(shù)組完成頻帶擴(kuò)展，然后將完成頻帶擴(kuò)展的ISF系數(shù)組變化到ISP域獲得擴(kuò)展后ISP系數(shù) 組，并將記錄的最后一個(gè)ISP系數(shù)替換擴(kuò)展后ISP系數(shù)組中的最后一個(gè)ISP系數(shù)，以保持該 最后一個(gè)ISP系數(shù)在擴(kuò)展前后不變，最后將上述替換了最后一個(gè)ISP系數(shù)的擴(kuò)展后ISP系 數(shù)組變換成擴(kuò)展后LPC系數(shù)組，從而完成LPC頻帶擴(kuò)展。 通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例對(duì)最后一個(gè)ISP系數(shù)正確的處理方法，避免了 LPC頻譜的震蕩， 很好保持了 LPC頻譜的特性。由于直接對(duì)LPC系數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)須使用任何額外的信息。
實(shí)施例二 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展方法，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例 進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 圖5為本實(shí)施例的方法流程圖，本實(shí)施例的方法為基于匹配搜索的LPC頻帶擴(kuò)展 方法。該方法適用于擴(kuò)展范圍較小，即B2與B1相差較小的情況。請(qǐng)參照?qǐng)D5，本實(shí)施例的 方法主要包括 501 :將線性預(yù)測(cè)編碼LPC系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)ISP域以獲得ISP系數(shù)組，并記錄 所述ISP域的最后一個(gè)ISP系數(shù)； 502 :將所述ISP系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率ISF域，獲得ISF系數(shù)組；
503 :在ISF域?qū)λ鯥SF系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后ISF系數(shù)組；
在本實(shí)施例中，該步驟503進(jìn)一步包括
5031 :計(jì)算除最后一個(gè)ISF系數(shù)外的ISF系數(shù)差值； 5032 :根據(jù)所述ISF系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置； 5033 :將所述位置之后的ISF系數(shù)差值作為擴(kuò)展后ISF差值； 5034 :根據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后ISF差值； 5035 :根據(jù)所述調(diào)整的擴(kuò)展后ISF差值獲得擴(kuò)展后的ISF系數(shù)組。 504 :將所述擴(kuò)展后ISF系數(shù)組變換到ISP域，生成擴(kuò)展后ISP系數(shù)組； 505 :將所記錄的最后一個(gè)ISP系數(shù)替換擴(kuò)展后ISP系數(shù)組中的最后一個(gè)； 506 :將通過(guò)步驟505替換了最后一個(gè)ISP系數(shù)的擴(kuò)展后ISP系數(shù)組變換成擴(kuò)展后
LPC系數(shù)組。 為清楚說(shuō)明本實(shí)施例的LPC頻帶擴(kuò)展方法，下面通過(guò)舉例的方式加以說(shuō)明，在本 實(shí)施例中，是將LPC階數(shù)從M階擴(kuò)展到J階，頻譜從0-BlHz擴(kuò)展到0-B2Hz。為了保證擴(kuò)展 前后LPC包絡(luò)增益一致，擴(kuò)展帶寬和擴(kuò)展階數(shù)之間滿足<formula>formula see original document page 10</formula>
本實(shí)施例的LPC頻帶擴(kuò)展方法主要包括以下步驟 第一步將LPC系數(shù)組a(i)， i = l…M變換到ISP域，并記錄最后一個(gè)ISP系數(shù) a(M)。再將ISP系數(shù)組變換到ISF域，獲得ISF系數(shù)組f(i)，i = 1…M，并計(jì)算除最后一個(gè) ISF系數(shù)外的ISF系數(shù)差值<formula>formula see original document page 10</formula> 第二步計(jì)算匹配距離，^0 = 2]|/^^-0-/^^-1 —!'-力l， j = 1…N-K-l，并找
到最小的d(j)，記錄此時(shí)的匹配位置POS = j。
第三步將匹配位置POS之后的ISF差值作為擴(kuò)展之后的ISF差值，即<formula>formula see original document page 10</formula> 第四步根據(jù)分類(lèi)信息，如信號(hào)特征對(duì)擴(kuò)展出來(lái)的ISF差值fd' (i)， i = N…J-1
進(jìn)行調(diào)整。 在本實(shí)施例中，信號(hào)特征可以從外界輸入，例如在進(jìn)行LPC頻帶擴(kuò)展之前已經(jīng)由 外界確定了信號(hào)特征，則可以直接提供給實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的方法的裝置，根據(jù)所述外界確定 的信號(hào)特征調(diào)整ISF差值；也可以從LPC系數(shù)中獲得，比如將LPC系數(shù)變換成反射系數(shù)，僅 從第二個(gè)反射系數(shù)就可以部分的確定信號(hào)所屬的類(lèi)別。如圖6A和圖6B所示的窄帶LPC的 第二個(gè)反射系數(shù)，由圖6A、圖6B可知，圖6A為濁音信號(hào)，圖6B為清音信號(hào)。
在本實(shí)施例中，調(diào)整擴(kuò)展出來(lái)的ISF差值fd' (i)包括
根據(jù)所述ISF差值fd' (i)，獲得擴(kuò)展后的ISF系數(shù)組為 由于需要使得擴(kuò)展出來(lái)的最大的ISF系數(shù)在擴(kuò)展的頻帶范圍以內(nèi)，即f' (J-l) <B2。因此，首先計(jì)算比例因子<formula>formula see original document page 10</formula>獲得調(diào)整后 的ISF差值fd〃 (i)為 <formula>formula see original document page 10</formula>
第五步由ISF差值獲得擴(kuò)展之后的ISF系數(shù)組。
/'(z')—八乂 。 第六步將擴(kuò)展之后的ISF系數(shù)組變換為擴(kuò)展后ISP系數(shù)組，并將第一步記錄下來(lái) 的ISP系數(shù)替換該擴(kuò)展后ISP系數(shù)組的最后一個(gè)ISP系數(shù)。 第七步將替換了最后一個(gè)ISP系數(shù)的擴(kuò)展后ISP系數(shù)組變換成擴(kuò)展后LPC系數(shù) 組，從而完成LPC頻帶擴(kuò)展。 本實(shí)施例提供了一種基于匹配搜索的LPC頻帶擴(kuò)展的方法，該方法首先將LPC系 數(shù)組變換到ISF域，并計(jì)算ISF系數(shù)的差值，以ISF差值最后的K個(gè)系數(shù)作為模版，與ISF 差值進(jìn)行匹配搜索，找到最佳匹配位置，并將最佳匹配位置之后的ISF差值作為擴(kuò)展ISF差 值，然后根據(jù)信號(hào)的特征，調(diào)整擴(kuò)展ISF差值，并獲得擴(kuò)展后的ISF系數(shù)組，最后將擴(kuò)展后的 ISF系數(shù)組變換成擴(kuò)展后的LPC系數(shù)組，從而完成頻帶擴(kuò)展。 通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例對(duì)最后一個(gè)ISP系數(shù)正確的處理方法，避免了 LPC頻譜的震蕩， 很好保持了LPC頻譜的特性。由于不用自相關(guān)法，而采用差值法，降低了復(fù)雜度。且由于直 接對(duì)LPC系數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)須使用任何額外的信息。
實(shí)施例三 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展方法，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例 進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 圖7為本實(shí)施例的方法流程圖，本實(shí)施例的方法為基于等差法的LPC頻帶擴(kuò)展方 法，該方法算法簡(jiǎn)單，適用于僅僅需要頻帶擴(kuò)展，而不需要精確獲得擴(kuò)展LPC頻譜包絡(luò)的情 況。請(qǐng)參照?qǐng)D7，本實(shí)施例的方法主要包括 701 :將線性預(yù)測(cè)編碼LPC系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)ISP域以獲得ISP系數(shù)組，并記錄 所述ISP域的最后一個(gè)ISP系數(shù)； 702 :將所述ISP系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率ISF域，獲得ISF系數(shù)組； 703 :在ISF域?qū)λ鯥SF系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后ISF系數(shù)組； 在本實(shí)施例中，該步驟703進(jìn)一步包括 7031 :計(jì)算除最后一個(gè)ISF系數(shù)外的ISF系數(shù)差值； 7032 :根據(jù)信號(hào)特征確定最高的可擴(kuò)展頻率范圍； 7033 :根據(jù)所述最高可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得擴(kuò)展后ISF差值； 7034 :根據(jù)所述擴(kuò)展后ISF差值獲得擴(kuò)展后ISF系數(shù)組。 704 :將所述擴(kuò)展后ISF系數(shù)組變換到ISP域，獲得擴(kuò)展后ISP系數(shù)組； 705 :將所記錄的最后一個(gè)ISP系數(shù)替換該擴(kuò)展后ISP系數(shù)組的最后一個(gè)ISP系
數(shù)； 706 :將替換了最后一個(gè)ISP系數(shù)的擴(kuò)展后ISP系數(shù)組變換成擴(kuò)展后LPC系數(shù)組。
為清楚說(shuō)明本實(shí)施例的LPC頻帶擴(kuò)展方法，下面通過(guò)舉例的方式加以說(shuō)明，在本 實(shí)施例中，是將LPC階數(shù)從M階擴(kuò)展到J階，頻譜從0-BlHz擴(kuò)展到0-B2Hz。為了保證擴(kuò)展 前后LPC包絡(luò)增益一致，擴(kuò)展帶寬和擴(kuò)展階數(shù)之間滿足(B2-B1)/(J-M) =B1/M。
本實(shí)施例的LPC頻帶擴(kuò)展方法主要包括以下步驟 第一步將LPC系數(shù)組a(i)， i = 1…M變換到ISP域，并記錄最后一個(gè)ISP系數(shù) a(M)。再將ISP系數(shù)組變換到ISF域，獲得ISF系數(shù)組f(i)，i = 1…M，并計(jì)算除最后一個(gè)ISF系數(shù)外的ISF系數(shù)差值fd(i) = f(i+l)-f(i)， i = b"N，N = M-2。 第二步根據(jù)分類(lèi)信息，如信號(hào)特征確定最高的可擴(kuò)展的頻率范圍，清音對(duì)應(yīng)的最
高頻率V較濁音對(duì)應(yīng)的最高頻率U要低。信號(hào)特征可以從外界輸入，也可以從LPC系數(shù)中
獲得，實(shí)施例二已作說(shuō)明，在此不再贅述。 第三步根據(jù)所述的可擴(kuò)展頻率范圍確定擴(kuò)展出來(lái)的ISF差值的大小。清音為 (V-f (M-l)) / (J-M)，濁音為(U-f (M-l)) / (J-M)。從而獲得清音和濁音的ISF差值分別為 第五步將所述擴(kuò)展之后的ISF系數(shù)組變換為擴(kuò)展后ISP系數(shù)組，并將第一步記錄 下來(lái)的ISP系數(shù)替換該擴(kuò)展后ISP系數(shù)組的最后一個(gè)ISP系數(shù)。 第六步將替換了最后一個(gè)ISP系數(shù)的擴(kuò)展后ISP系數(shù)組變換成擴(kuò)展后LPC系數(shù) 組，從而完成LPC頻帶擴(kuò)展。 本實(shí)施例提供了一種基于等差法的LPC頻帶擴(kuò)展方法，該方法首先將LPC系數(shù)組 變換到ISF域，根據(jù)信號(hào)的特性，確定可擴(kuò)展的最高ISF值，根據(jù)ISF系數(shù)的最大值以及最 大可擴(kuò)展ISF值，確定擴(kuò)展的頻率范圍，進(jìn)一步由該頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)確定擴(kuò)展的ISF差 值，然后獲得擴(kuò)展之后的ISF值。最后將ISF系數(shù)組變換成LPC系數(shù)組，從而完成頻帶擴(kuò)展。
通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例對(duì)最后一個(gè)ISP系數(shù)正確的處理方法，避免了LPC頻譜的震蕩， 很好保持了LPC頻譜的特性。由于不用自相關(guān)法，而采用差值法，降低了復(fù)雜度。且由于直 接對(duì)LPC系數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)須使用任何額外的信息。
實(shí)施例四 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展方法，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例 進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 圖8為本實(shí)施例的方法流程圖，本實(shí)施例的方法分成兩個(gè)階段，第一階段采用匹 配搜索法，第二階段采用等差法來(lái)進(jìn)行LPC頻帶擴(kuò)展。該方法適用于B2與Bl相比較大的 情況，并且又需要擴(kuò)展之后的LPC包絡(luò)與未擴(kuò)展的LPC包絡(luò)之間保持一定的相關(guān)性的情況。 請(qǐng)參照?qǐng)D8，本實(shí)施例的方法主要包括 801 :將線性預(yù)測(cè)編碼LPC系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)ISP域以獲得ISP系數(shù)組，記錄所 述ISP域的最后一個(gè)ISP系數(shù)；802 :將所述ISP系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率ISF域，獲得ISF系數(shù)組； 803 :在ISF域?qū)λ鯥SF系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后ISF系數(shù)組； 在本實(shí)施例中，該步驟803進(jìn)一步包括 8031 :計(jì)算除最后一個(gè)ISF系數(shù)外的ISF系數(shù)差值； 8032 :根據(jù)所述ISF系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置； 8033 :將所述位置之后的ISF系數(shù)差值作為擴(kuò)展后ISF差值；
8034 :根據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后ISF差值，獲得調(diào)整后的擴(kuò)展后ISF差值；
8035 :根據(jù)所述調(diào)整后的擴(kuò)展后ISF差值獲得擴(kuò)展后ISF系數(shù)組的最大值；
8036 :根據(jù)信號(hào)特征確定可擴(kuò)展的最高ISF值； 8037 :根據(jù)所述擴(kuò)展后ISF系數(shù)組的最大值和所述可擴(kuò)展最高ISF值確定可擴(kuò)展 頻率范圍； 8038 :根據(jù)所述可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得擴(kuò)展后ISF系數(shù)組。
804 :將所述擴(kuò)展后ISF系數(shù)組變換到ISP域，獲得擴(kuò)展后ISP系數(shù)組；
805 :將所記錄的最后一個(gè)ISP系數(shù)替換擴(kuò)展后ISP系數(shù)組的最后一個(gè)ISP系數(shù)；
806 :將替換了最后一個(gè)ISP系數(shù)的擴(kuò)展后ISP系數(shù)組變換成擴(kuò)展后LPC系數(shù)組。
為清楚說(shuō)明本實(shí)施例的LPC頻帶擴(kuò)展方法，下面通過(guò)舉例的方式加以說(shuō)明，在本 實(shí)施例中，是將LPC階數(shù)從M階擴(kuò)展到J階，頻譜從0-BlHz擴(kuò)展到0-B2Hz。為了保證擴(kuò)展 前后LPC包絡(luò)增益一致，擴(kuò)展帶寬和擴(kuò)展階數(shù)之間滿足(B2-B1)/(J-M) =B1/M。
本實(shí)施例的LPC頻帶擴(kuò)展方法主要包括以下步驟 第一步將LPC系數(shù)組a(i)， i = 1…M變換到ISP域，并記錄最后一個(gè)ISP系數(shù) a(M)，再將ISP系數(shù)組變換到ISF域，獲得ISF系數(shù)組f(i)， i = 1…M，并計(jì)算除最后一個(gè) ISF系數(shù)外的ISF系數(shù)差值fd(i) = f (i+l)-f (i)， i = 1…N，N = M-2。 第二步計(jì)算匹配距離^(力=2|/^^-0-/"(^-l-z'-力l， j = 1…N-K-l，并找
到最小的d(j)，記錄此時(shí)的匹配位置POS = j。
第三步將所述匹配位置POS之后的ISF差值作為擴(kuò)展之后的ISF差值，即 第四步根據(jù)分類(lèi)信息，如信號(hào)特征對(duì)擴(kuò)展出來(lái)的ISF差值fd' (i)， i =N N+POS-1進(jìn)行調(diào)整。 在本實(shí)施例中，對(duì)于濁音信號(hào)來(lái)說(shuō)，隨著頻率的升高，LPC包絡(luò)的起伏也變小，所以 需要將擴(kuò)展出來(lái)的ISF差值進(jìn)行3中值濾波以降低變化的起伏性，另外，LPC包絡(luò)的增益隨 著頻率的增高而變小，對(duì)應(yīng)到ISF的差值上，就是逐漸變大，所以需要進(jìn)行遞增加權(quán)，比如 POS值為3時(shí)，加權(quán)值為
，而POS值為4時(shí)，加權(quán)值為
。
在本實(shí)施例中，對(duì)于清音信號(hào)而言，LPC包絡(luò)的增益隨著頻率的增高而變大，對(duì) 應(yīng)到ISF的差值上，就是逐漸變小，所以需要進(jìn)行遞減加權(quán)，比如POS值為3時(shí)，加權(quán)值為
，而POS值為4時(shí)，加權(quán)值為
。分類(lèi)信息可以從外界輸 入，也可以從LPC系數(shù)中獲得，實(shí)施例二已作說(shuō)明，在此不再贅述。獲得調(diào)整后的ISF差值 fd" (i)。 第五步由所述的ISF差值fd〃 (i)獲得該第一階段擴(kuò)展之后的ISF系數(shù)組。 第六步此時(shí)進(jìn)入第二階段的擴(kuò)展，用等差法確定擴(kuò)展出來(lái)的ISF差值的大小。根 據(jù)分類(lèi)信息，如信號(hào)特征確定最高的可擴(kuò)展的頻率范圍，清音對(duì)應(yīng)的最高頻率V較濁音對(duì) 應(yīng)的最高頻率U要低，從而獲得清音和濁音的ISF差值分別為<formula>formula see original document page 14</formula> 第七步由所述的ISF差值獲得該第二階段擴(kuò)展之后的ISF系數(shù)組。
。 第八步將所述的擴(kuò)展后ISF系數(shù)組f' (i)變換為ISP系數(shù)組，并將第一步記錄 下來(lái)的ISP系數(shù)替換擴(kuò)展后ISP系數(shù)組的最后一個(gè)ISP系數(shù)。 第九步將替換了最后一個(gè)ISP系數(shù)的擴(kuò)展后ISP系數(shù)組變換成擴(kuò)展后LPC系數(shù) 組，從而完成LPC頻帶擴(kuò)展。 本實(shí)施例提供了一種基于匹配搜索和等差法的LPC頻帶擴(kuò)展的方法，該方法分成 兩個(gè)階段，第一階段采用匹配搜索法，第二階段采用等差法。在第一階段，首先將LPC系數(shù) 組變換到ISF域，并計(jì)算ISF系數(shù)的差值。以ISF差值最后的K個(gè)系數(shù)作為模版，與ISF差 值進(jìn)行匹配搜索，找到最佳匹配位置，并將最佳匹配位置之后的ISF差值作為擴(kuò)展ISF差 值，然后根據(jù)信號(hào)的特征，調(diào)整擴(kuò)展ISF差值，獲得擴(kuò)展后的ISF系數(shù)組。在第二階段，根據(jù) 信號(hào)的特性，確定可擴(kuò)展的最高ISF值，根據(jù)第一階段擴(kuò)展后的ISF系數(shù)組的最大值以及最 大可擴(kuò)展ISF值，確定第二階段擴(kuò)展的頻率范圍，進(jìn)一步由該頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)確定擴(kuò) 展的ISF差值，然后獲得擴(kuò)展之后的ISF值，最后將ISF系數(shù)組變換成LPC系數(shù)組，從而完 成頻帶擴(kuò)展。 通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例對(duì)最后一個(gè)ISP系數(shù)正確的處理方法，避免了 LPC頻譜的震蕩， 很好保持了LPC頻譜的特性。由于不用自相關(guān)法，而采用差值法，降低了復(fù)雜度。且由于直 接對(duì)LPC系數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)須使用任何額外的信息。
實(shí)施例五 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展裝置，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例 進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 圖9為本實(shí)施例的裝置組成框圖，本實(shí)施例的裝置對(duì)應(yīng)于前述實(shí)施例的方法，請(qǐng) 參照?qǐng)D9，本實(shí)施例的線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展裝置主要包括
第一變換單元91，用于將LPC系數(shù)組變換到ISP域以獲得ISP系數(shù)組； 記錄單元92，用于記錄所述ISP域的最后一個(gè)ISP系數(shù)； 第二變換單元93，用于將所述ISP系數(shù)組變換到ISF域，獲得ISF系數(shù)組； 頻帶擴(kuò)展單元94，用于在ISF域?qū)λ鯥SF系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后ISF
第三變換單元95，用于將所述擴(kuò)展后ISF系數(shù)組變換到ISP域，獲得擴(kuò)展后ISP系

系數(shù)組
數(shù)組； 第四變換單元96，用于將所記錄的最后一個(gè)ISP系數(shù)替換擴(kuò)展后ISP系數(shù)組的最 后一個(gè)，并將替換了最后一個(gè)ISP系數(shù)的擴(kuò)展后ISP系數(shù)組變換成擴(kuò)展后LPC系數(shù)組。
在本實(shí)施例中，上述頻帶擴(kuò)展單元94可以包括 第一計(jì)算模塊941，用于計(jì)算除最后一個(gè)ISF系數(shù)外的ISF系數(shù)差值；
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第二計(jì)算模塊942，用于根據(jù)所述ISF系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離 的位置； 調(diào)整模塊943，用于將所述位置之后的ISF系數(shù)差值作為擴(kuò)展后ISF差值，并根據(jù) 信號(hào)特性調(diào)整所述擴(kuò)展后ISF差值，然后根據(jù)所述調(diào)整后的擴(kuò)展后ISF差值獲得擴(kuò)展后ISF 系數(shù)組。 在圖9所示的實(shí)施例中，各功能模塊的工作過(guò)程已在實(shí)施例二中做過(guò)清楚說(shuō)明， 在此不再贅述。 在本實(shí)施例中，上述頻帶擴(kuò)展單元94還可以包括 計(jì)算模塊1041，用于計(jì)算除最后一個(gè)ISF系數(shù)外的ISF系數(shù)差值； 調(diào)整模塊1042，用于根據(jù)信號(hào)特性確定最高的可擴(kuò)展頻率范圍，然后根據(jù)所述最
高可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得擴(kuò)展后ISF差值，并根據(jù)所述擴(kuò)展后ISF差值獲得擴(kuò)展
后ISF系數(shù)組。詳見(jiàn)圖10。 在圖IO所示的實(shí)施例中，各功能模塊的工作過(guò)程已在實(shí)施例三中做過(guò)清楚說(shuō)明， 在此不再贅述。 在本實(shí)施例中，上述頻帶擴(kuò)展單元94還可以包括 第一計(jì)算模塊1141，用于計(jì)算除最后一個(gè)ISF系數(shù)外的ISF系數(shù)差值； 第二計(jì)算模塊1142，用于根據(jù)所述ISF系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距
離的位置； 第一調(diào)整模塊1143，用于將所述位置之后的ISF系數(shù)差值作為擴(kuò)展后ISF差值，并 根據(jù)信號(hào)特性調(diào)整所述擴(kuò)展后ISF差值，獲得調(diào)整后的擴(kuò)展后ISF差值，然后根據(jù)所述調(diào)整 后的擴(kuò)展后ISF差值獲得擴(kuò)展后ISF系數(shù)組的最大值； 第二調(diào)整模塊1144，用于根據(jù)信號(hào)特性確定可擴(kuò)展的最高ISF值，然后根據(jù)所述 擴(kuò)展后ISF系數(shù)組的最大值和所述可擴(kuò)展最高ISF值確定可擴(kuò)展頻率范圍，并根據(jù)所述可 擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得擴(kuò)展后ISF系數(shù)組。詳見(jiàn)圖11。 在圖11所示的實(shí)施例中，各功能模塊的工作過(guò)程已在實(shí)施例四中做過(guò)清楚說(shuō)明， 在此不再贅述。 通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展裝置對(duì)最后一個(gè)ISP系數(shù)正確的處 理方法，避免了 LPC頻譜的震蕩，很好保持了 LPC頻譜的特性。由于不用自相關(guān)法，而采用 差值法，降低了復(fù)雜度。且由于直接對(duì)LPC系數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)須使用任何額外的信息。
實(shí)施例六 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種編碼系統(tǒng)，包括編碼裝置和擴(kuò)展裝置，其中，擴(kuò)展裝置可 以通過(guò)實(shí)施例五的線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展裝置實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。 通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的編碼系統(tǒng)中的線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展裝置對(duì)最后一個(gè)ISP
系數(shù)正確的處理方法，避免了 LPC頻譜的震蕩，很好保持了 LPC頻譜的特性。由于不用自相
關(guān)法，而采用差值法，降低了復(fù)雜度。且由于直接對(duì)LPC系數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)須使用任何額
外的信息。 實(shí)施例七 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種解碼系統(tǒng)，包括解碼裝置和擴(kuò)展裝置，其中，擴(kuò)展裝置可 以通過(guò)實(shí)施例五的線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展裝置實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。
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通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例的解碼系統(tǒng)中的線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展裝置對(duì)最后一個(gè)ISP 系數(shù)正確的處理方法，避免了 LPC頻譜的震蕩，很好保持了 LPC頻譜的特性。由于不用自相 關(guān)法，而采用差值法，降低了復(fù)雜度。且由于直接對(duì)LPC系數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)須使用任何額 外的信息。 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保 護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展方法，其特征在于，所述方法包括將線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域以獲得導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組，并記錄所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)；將所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率域以獲得導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜頻率系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；將所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域以獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；將所述記錄的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)替換擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)；將替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換成擴(kuò)展后線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜頻率系數(shù) 組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的步驟包括計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 根據(jù)所述導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置； 將所述位置之后的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值作為擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值； 根據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值；根據(jù)所述調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜頻率系數(shù) 組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的步驟包括計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 根據(jù)信號(hào)特征確定最高的可擴(kuò)展頻率范圍；根據(jù)所述最高可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值； 根據(jù)所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜頻率系數(shù) 組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的步驟包括計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 根據(jù)所述導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置； 將所述位置之后的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值作為擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值； 根據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，獲得調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值； 根據(jù)調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的最大值； 根據(jù)信號(hào)特征確定可擴(kuò)展的最高導(dǎo)譜頻率值；根據(jù)所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的最大值和所述可擴(kuò)展最高導(dǎo)譜頻率值確定可擴(kuò)展 頻率范圍；根據(jù)所述可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率 差值，獲得調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值的步驟包括如果為濁音信號(hào)，則對(duì)所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值進(jìn)行3中值濾波，然后對(duì)所述導(dǎo)譜頻 率差值進(jìn)行遞增加權(quán)；如果為清音信號(hào)，則對(duì)所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值進(jìn)行遞減加權(quán)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述信號(hào)特征從線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)中獲得。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，從線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)中獲得信號(hào)特征的 步驟包括將線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)變換成反射系數(shù)； 從所述反射系數(shù)中的第二個(gè)反射系數(shù)確定信號(hào)特征。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述信號(hào)特征從外界輸入。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法是將線性預(yù)測(cè)編碼階 數(shù)從M階擴(kuò)展到J階，頻譜從0-BlHz擴(kuò)展到0-B2Hz，其中，擴(kuò)展帶寬之差與擴(kuò)展階數(shù)之差的 比與原帶寬和原階數(shù)的比相同。
10. —種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述裝置包括 第一變換單元，用于將線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域以獲得導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；記錄單元，用于記錄所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)； 第二變換單元，用于將所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率域，獲得導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；頻帶擴(kuò)展單元，用于在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜頻率系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后 導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；第三變換單元，用于將所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜 對(duì)系數(shù)組；第四變換單元，用于將記錄單元記錄的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)替換通過(guò)第三變換單元獲 得的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組中的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)，并將替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò) 展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換成擴(kuò)展后線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述頻帶擴(kuò)展單元包括 第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置；調(diào)整模塊，用于將所述位置之后的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值作為擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，并根 據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，然后根據(jù)所述調(diào)整的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得 所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述頻帶擴(kuò)展單元包括 計(jì)算模塊，用于計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 調(diào)整模塊，用于根據(jù)信號(hào)特征確定最高的可擴(kuò)展頻率范圍，然后根據(jù)所述最高可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，并根據(jù)所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得所述 擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述頻帶擴(kuò)展單元包括 第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置；第一調(diào)整模塊，用于將所述位置之后的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值作為擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值， 并根據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，獲得調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，然后 根據(jù)所述調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的最大值；第二調(diào)整模塊，用于根據(jù)信號(hào)特征確定可擴(kuò)展的最高導(dǎo)譜頻率值，然后根據(jù)所述擴(kuò)展 后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的最大值和所述可擴(kuò)展最高導(dǎo)譜頻率值確定可擴(kuò)展頻率范圍，并根據(jù)所 述可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
14. 一種編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼系統(tǒng)包括編碼裝置和擴(kuò)展裝置，所述擴(kuò)展裝 置包括第一變換單元，用于將線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域以獲得導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組； 記錄單元，用于記錄所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)；第二變換單元，用于將所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率域，獲得導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；頻帶擴(kuò)展單元，用于在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜頻率系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后 導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；第三變換單元，用于將所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜 對(duì)系數(shù)組；第四變換單元，用于將記錄單元記錄的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)替換通過(guò)第三變換單元獲 得的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組中的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)，并將替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò) 展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換成擴(kuò)展后線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻帶擴(kuò)展單元包括 第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置；調(diào)整模塊，用于將所述位置之后的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值作為擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，并根 據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，然后根據(jù)所述調(diào)整的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得 所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻帶擴(kuò)展單元包括 計(jì)算模塊，用于計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 調(diào)整模塊，用于根據(jù)信號(hào)特征確定最高的可擴(kuò)展頻率范圍，然后根據(jù)所述最高可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，并根據(jù)所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得所述 擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻帶擴(kuò)展單元包括 第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置；第一調(diào)整模塊，用于將所述位置之后的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值作為擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值， 并根據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，獲得調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，然后 根據(jù)所述調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的最大值；第二調(diào)整模塊，用于根據(jù)信號(hào)特征確定可擴(kuò)展的最高導(dǎo)譜頻率值，然后根據(jù)所述擴(kuò)展 后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的最大值和所述可擴(kuò)展最高導(dǎo)譜頻率值確定可擴(kuò)展頻率范圍，并根據(jù)所 述可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
18. —種解碼系統(tǒng)，其特征在于，所述解碼系統(tǒng)包括解碼裝置和擴(kuò)展裝置，所述擴(kuò)展裝 置包括第一變換單元，用于將線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域以獲得導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；記錄單元，用于記錄所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)；第二變換單元，用于將所述導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率域，獲得導(dǎo)譜頻率系數(shù)組； 頻帶擴(kuò)展單元，用于在導(dǎo)譜頻率域?qū)λ鰧?dǎo)譜頻率系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；第三變換單元，用于將所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜 對(duì)系數(shù)組；第四變換單元，用于將記錄單元記錄的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)替換通過(guò)第三變換單元獲 得的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組中的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)，并將替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò) 展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換成擴(kuò)展后線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻帶擴(kuò)展單元包括 第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置；調(diào)整模塊，用于將所述位置之后的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值作為擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，并根 據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，然后根據(jù)所述調(diào)整的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得 所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻帶擴(kuò)展單元包括 計(jì)算模塊，用于計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 調(diào)整模塊，用于根據(jù)信號(hào)特征確定最高的可擴(kuò)展頻率范圍，然后根據(jù)所述最高可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，并根據(jù)所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得所述 擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述頻帶擴(kuò)展單元包括 第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算除最后一個(gè)導(dǎo)譜頻率系數(shù)外的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值計(jì)算匹配距離，獲得最小匹配距離的位置；第一調(diào)整模塊，用于將所述位置之后的導(dǎo)譜頻率系數(shù)差值作為擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值， 并根據(jù)信號(hào)特征調(diào)整所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，獲得調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值，然后 根據(jù)所述調(diào)整后的擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率差值獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的最大值；第二調(diào)整模塊，用于根據(jù)信號(hào)特征確定可擴(kuò)展的最高導(dǎo)譜頻率值，然后根據(jù)所述擴(kuò)展 后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組的最大值和所述可擴(kuò)展最高導(dǎo)譜頻率值確定可擴(kuò)展頻率范圍，并根據(jù)所 述可擴(kuò)展頻率范圍和擴(kuò)展階數(shù)獲得所述擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種線性預(yù)測(cè)編碼頻帶擴(kuò)展方法、裝置和編解碼系統(tǒng)，該方法包括將線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域獲得導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組，記錄導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)；將導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換到導(dǎo)譜頻率域以獲得導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；在導(dǎo)譜頻率域?qū)?dǎo)譜頻率系數(shù)組進(jìn)行頻帶擴(kuò)展，獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組；將擴(kuò)展后導(dǎo)譜頻率系數(shù)組變換到導(dǎo)譜對(duì)域獲得擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組；將記錄的最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)替換擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組的最后一個(gè)；將替換了最后一個(gè)導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)的擴(kuò)展后導(dǎo)譜對(duì)系數(shù)組變換成擴(kuò)展后線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)組。本發(fā)明實(shí)施例對(duì)最后一個(gè)ISP系數(shù)的處理方法避免了LPC頻譜的震蕩，很好保持了LPC頻譜的特性。
文檔編號(hào)G10L19/12GK101770777SQ200810247029
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者吳文海, 張清, 苗磊, 郎玥 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司