[发明专利]用于解码器中的编码音频数据的频域后滤波的方法和系统

说明书

(相关申请的交叉引用)

本申请要求在2008年7月18日提交的美国临时申请No.61/081800的优先权，在此通过引用将它并入。

技术领域

本发明涉及用于编码音频数据(例如，线性预测编码(LPC)语音数据、或者其它的编码语音数据或其它的音频数据)的解码的方法和系统。

背景技术

在本公开的全文中，包括在权利要求中，表达方式“编码数据”(或“代码数据”)表示通过将其它的数据(称为“输入数据”)编码产生的、并且必须执行至少一解码步骤以从中恢复输入数据(或输入数据的噪声版本)的数据。例如，如果必须在其上面执行至少一个附加的解码步骤以从中恢复输入数据，那么通过将输入数据编码产生的、并然后经受至少一个解码步骤的数据是“编码数据”。

在本公开的全文中，包括在权利要求中，术语“后滤波器(postfilter)”表示被配置为对音频数据进行滤波以减少或消除音频数据中的可听到的噪声、或者(在使用后滤波器以对编码的音频数据进行滤波的情况下)减少或消除编码音频数据的解码版本中的可听到的噪声的滤波器。

数字音频压缩系统被广泛用于现代的电信系统或家庭/个人视听娱乐系统中以减少数字音频信号的数据率。这些系统中的大多数依赖于预测或变换音频编码技术以减少音频信号的冗余，由此以最小的感知质量的损失产生信号的紧致表现(compact representation)。在预测音频编码器中，时域LPC(线性预测编码)滤波器被应用于将输入信号解相关，并且，通常通过使用矢量量子化器(quantizer)进一步压缩从LPC滤波器输出的白色残余信号。在变换音频编码器中，输入信号首先通过使用变换(例如，MDCT或FFT)从时域被转换到频域，并且，得到的频域数据值然后被量子化和编码。

已经发现，由于在预测编码中使用的LPC滤波器/残余模型与人发音(articulation)系统的机制非常相似，因此，与变换编码相比，预测编码对于纯语音信号提供更好的编码效率。另一方面，还已发现，对于将包含可在变换域(频域)中被更紧致地表现的许多正弦成分的许多音频信号(例如，音乐或不为纯语音信号的其它音频信号)编码，变换编码方案常常胜过预测编码方案。

变换预测编码模式组合上述的两种编码结构的优点，以提供可在简单的统一构架中有效地将语音、普通的音频以及混合(例如，混合的语音和音乐信号)编码的工具。在Juin-Hwey Chen and D.Wang，“Transform Predictive Coding of Wideband Speech Signals”，Proc.ICASSP 1996，pp.275-278中描述了变换预测编码方法和系统的例子。

图1是常规的变换预测编码器的框图。在图1的变换预测语音/音频编码器中，输入音频信号被采样，并且，采样(时域数字音频采样)被送到LPC分析滤波器。LPC分析滤波器去除输入信号的粗共振峰结构(语音信号的共振峰是扬声器的声道的共振频率处的信号频率成分)，以产生LPC残余信号，并且还产生一组LPC参数。LPC残余信号然后被变换到频域(在图1中的标有“变换”的阶段中)，以进一步利用保留于LPC残余信号中的任何信号相关性。然后，变换的LPC残余信号(包含频域数据值)被量子化和编码(在图1中的标有“量子化器”的阶段中)，以实现数据率降低。用于LPC分析滤波器中的LPC参数然后与量子化的、变换的LPC残差(residual)被多路化(multiplex)(在图1中的标有“位流多路化”的阶段中)，以产生压缩的音频位流。适当的常规的解码器可使用压缩的音频位流的LPC参数以重构解码的音频信号的共振峰结构。

从编码器输出的压缩的音频位流(与一系列的多组的LPC参数多路化的量子化的变换的LPC残差)被发送到解码器。变换预测语音/音频编码器的解码器执行编码器的反向信号处理。图2是用于将图1的变换预测编码器的输出解码的常规的解码器的框图。图2的第一阶段(标有“位流多路化”)将用于LPC分析滤波器和量子化的变换的LPC残差中的LPC参数去多路化(demultiplex)。量子化的变换的LPC残差被去量子化(在图2中的标有“去量子化”的阶段中)，并且，去量子化的变换的LPC残差(由频域音频数据组成)被反向变换回到时域中(在图2中的标有“反向变换”的阶段中)，以产生恢复的LPC残差(表示初始地在图1编码器的LPC分析滤波器中产生的LPC残差)。LPC合成滤波器用恢复的LPC参数处理恢复的LPC残差(在时域中)，以产生表示初始输入到图1编码器的音频信号的恢复的时域数字音频采样。