[发明专利]高频重建方法、编码模块和解码模块

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种高频重建方法、编码模块和解码模块。 

背景技术

在音频和语音处理技术中，进行高频重建是一项比较关键的技术。以频带复制(SBR)为代表的高频压缩和恢复技术是目前为止效果比较好的一种高频重建方法，它把低频段的波形复制到高频段部分，再利用编码时候已提取的能量调整参数和谐波调整参数对复制的高频段进行修复，从而达到高频重建的目的。 

现有技术利用低频频段信号进行高频重建的方法主要有两种，请参阅以下介绍： 

现有技术一： 

把音频或语音的低频信号通过一个数字滤波组，得到一组低频子带信号；再把该低频子带组作为一个整块信号来进行高频信号的复制。整个高频频段信号的复制方法是将高频频段按照频率由低到高划分成若干段，每段与上述整块低频信号的带宽大致相同；然后将整块低频子带组连续复制到高频频段的每一段。这样，整块低频子带组会被周期性地在高频频段使用若干次，直到整个需要恢复的高频频段都被复制完成为止，具体方式有两种：1)把整块低频子带组平移到对应的高频频段，该方式可参阅图1，是现有技术一低频子带的整体平移复制示意图；2)把整块低频子带组先折叠，即颠倒了子带排列顺序，再把整块低频子带组平移到对应的高频频段，该方式可参阅图2，是现有技术一低频子带的整体折叠平移示意图。复制过程中，方式1)和2)可能会交叉使用。这样，整块低频子带组会被周期性地使用，直到整个需要恢复的高频频段都被复制完成为止。 

请参阅图4，是现有技术原始音频及其各子带信号的能量波形图(为了直观比较，图中只画出前29个子带的波形)。图5是现有技术原始音频各子带能量波形的三维图。图6是采用现有技术一中的方式1)进行高频重建后得到的各子带信号的能量波形图，图7是对应的各子带能量三维图。图8是采用 现有技术一中的方式2)进行高频重建后得到的各子带信号的能量波形，图9是对应的各子带能量三维图。对于能量波形图，其中所示波形的结构均是：最下面的波形是原始音频波形；标号第0到第8条曲线是低频子带波形，它们将被用来复制高频子带；标号第8和第9之间是高频和低频的分界线；从第9条曲线向上代表的所有子带，都是高频重建和处理的范围。对于能量三维图，图中描述的音频参数分别是能量幅度，音频帧数(30帧)和子带数(29个)。对应着能量波形图所示的处理过的29个子带。其中，第9个子带以上是高频处理部分。 

现有技术二： 

把低频子带通过低通滤波器组，得到一组低频子带。在这里，不再像现有技术一那样，把选取的低频子带组作为一个整体，整段地连续复制需要恢复的高频部分。而利用低频子带组中的子带，分别对应地恢复一些离散分布的高频子带。 

在高频部分，如果有非常丰富的谐波分量，那么谐波分量的频率很多都是其相应基频的整数倍。在这一思想的指导下，现有技术二提出，如果高频部分某些子带的子带序号是2、3、4、5等自然数的整数倍，换句话说，某些高频子带和低频子带之间存在倍数的对应关系，那么这些子带很可能存在丰富的谐波成分，需要重点恢复。 

请参阅图3，是现有技术二低频子带的离散复制示意图。音频信号的整个频段通过子带滤波会被划分三十三个子带(子带序号依次为0、1、2、......、31、32)。其中，低频子带组包括第0、1、2、......、7等八个子带，需要恢复的高频子带组包括第8、9、10、......、31、32等二十五个子带。其中，低频子带组每次尽量提供四个连续子带来完成复制。 

首先开始的是复制过程II。因为高频子带组中的第8、10、12、14四个子带的序号都是2的整数倍，则从低频子带组中选取第4、5、6、7四个子带，依次对应恢复第8、10、12、14四个高频子带。 

然后是复制过程III。高频子带组中的第9、12、15、18、21五个子带的序号都是3的整数倍，但第12子带刚刚被复制过，其位置还影响了这些子带的连续性，则从低频子带组中选取第3、5、6、7四个子带，依次对应恢复第9、15、18、21四个高频子带。 

接着是复制过程IV。高频子带组中的第8、12、16、20、24、28等子带的序号都是4的整数倍，但第8、12子带已被复制过，则从低频子带组中选取第4、5、6、7四个子带，依次对应恢复第16、20、24、28四个高频子带。