频域处理器以及时域处理器的音频编码器和解码器的制作方法

技术特征：
1.一种用于对音频信号进行编码的音频编码器，包括：第一编码处理器(600)，用于在频域中对第一音频信号部分进行编码，其中第一编码处理器(600)包括：时间频率转换器(602)，用于将第一音频信号部分转换为具有一直到第一音频信号部分的最大频率的频谱线的频域表示；分析器(604)，用于分析一直到所述最大频率的频域表示，以确定要用第一频谱分辨率编码的多个第一频谱部分和要用第二频谱分辨率编码的多个第二频谱部分，第二频谱分辨率低于第一频谱分辨率，其中所述分析器(604)被配置为确定所述多个第一频谱部分中的一第一频谱部分(306)，该第一频谱部分相对于频率被设置在所述多个第二频谱部分中的两个第二频谱部分(307a、307b)之间；频谱编码器(606)，用于用所述第一频谱分辨率对所述多个第一频谱部分进行编码并且用所述第二频谱分辨率对所述多个第二频谱部分进行编码，其中所述频谱编码器包括参数编码器，用于根据所述多个第二频谱部分计算具有第二频谱分辨率的频谱包络信息；第二编码处理器(610)，用于在时域中对不同的第二音频信号部分进行编码；控制器(620)，被配置用于分析音频信号，并且用于确定音频信号的哪个部分是在频域中编码的第一音频信号部分，以及音频信号的哪个部分是在时域中编码的第二音频信号部分；以及编码信号形成器(630)，用于形成编码的音频信号，所述编码的音频信号包括用于第一音频信号部分的第一编码信号部分和用于第二音频信号部分的第二编码信号部分。2.根据权利要求1所述的音频编码器，其中，输入信号具有高频带和低频带，其中，第二编码处理器(610)包括：采样率转换器(900)，用于将第二音频信号部分转换为较低采样率表示，较低采样率低于音频信号的采样率，其中较低采样率表示不包括输入信号的高频带；时域低频带编码器(910)，用于对较低采样率表示进行时域编码；以及时域带宽扩展编码器(920)，用于以参数方式对高频带进行编码。3.根据权利要求1所述的音频编码器，还包括：预处理器(1000)，被配置用于预处理第一音频信号部分和第二音频信号部分，其中，所述预处理器包括：预测分析器(1002)，用于确定预测系数；以及其中，所述第二编码处理器包括：预测系数量化器(1010)，用于产生所述预测系数的量化版本；以及熵编码器，用于产生量化的预测系数的经编码的版本，其中编码信号形成器(630)被配置用于将所述经编码的版本引入到编码的音频信号中。4.根据权利要求1所述的音频编码器，其中预处理器(1000)包括用于将音频信号重新采样到第二编码处理器的采样率的重新采样器(1004)；以及其中预测分析器被配置为使用重新采样的音频信号来确定预测系数，或者其中预处理器(1000)还包括用于确定针对第一音频信号部分的一个或多个长期预测
参数的长期预测分析级(1006)。5.根据权利要求1所述的音频编码器，还包括交叉处理器(700)，用于根据第一音频信号部分的经编码的频谱表示来计算第二编码处理器(610)的初始化数据，使得第二编码处理(610)被初始化以对音频信号中在时间上紧随第一音频信号部分的第二音频信号部分进行编码。6.根据权利要求5所述的音频编码器，其中，所述交叉处理器(700)包括：频谱解码器(701)，用于计算第一编码信号部分的经解码版本；延迟级(707)，用于将经解码版本的延迟版本馈送到第二编码处理器的去加重级(617)中以进行初始化；加权预测系数分析滤波块(708)，用于将滤波器输出馈送到第二编码处理器(610)的码本确定器(613)中以进行初始化；分析滤波级(706)，用于对经解码版本或预加重(709)版本进行滤波，并且用于将滤波残留馈送到第二编码处理器的自适应码本确定器(612)中以进行初始化；或者预加重滤波器(709)，用于对经解码版本进行滤波，并且用于将延迟或预加重版本馈送到第二编码处理器(610)的合成滤波级(616)以进行初始化。7.根据权利要求1所述的音频编码器，其中，所述分析器(604)被配置为执行时间拼块整形或时间噪声整形分析或将第二频谱部分中的频谱值设置为零的操作，其中第一编码处理器(600)被配置为使用从第一音频信号部分导出的预测系数(1010)执行第一频谱部分的频谱值的整形(606a)，并且其中第一编码处理器(600)还被配置为执行第一频谱部分的整形后的频谱值的量化和熵编码操作(606b)，以及其中，所述第二频谱部分的频谱值被设置为零。8.根据权利要求7所述的音频编码器，还包括交叉处理器(700)，其中，所述交叉处理器(700)包括：噪声整形器(703)，用于使用从第一音频信号部分导出的lpc系数(1010)对第一频谱部分的量化频谱值进行整形；频谱解码器(704、705)，用于以高频谱分辨率对第一频谱部分的频谱整形的频谱部分进行解码，并且用于使用所述第二频谱部分的参数表示和至少经解码的第一频谱部分来合成第二频谱部分，以获得解码的频谱表示；频率-时间转换器(702)，用于将频谱表示转换到时域中以获得解码的第一音频信号部分，其中与解码的第一音频信号部分相关联的采样率不同于音频信号的采样率，以及与频率-时间转换器(702)的输出信号相关联的采样率不同于输入到频率-时间转换器(602)中的音频信号的采样率。9.根据权利要求1所述的音频编码器，其中第二编码处理器包括以下块组中的至少一个块：测分析滤波器(611)；自适应码本级(612)；创新码本级(614)；估计器(613)，用于估计创新码本条目；
acelp/增益编码级(615)；预测合成滤波级(616)；去加重级(617)；和低音后滤波分析级(618)。10.根据权利要求1所述的音频编码器，其中时域编码处理器具有相关联的第二采样率，其中频域编码处理器具有与其相关联的高于第二采样率的第一采样率，其中所述音频编码器还包括交叉处理器(700)，用于从所述第一音频信号部分的经编码的频谱表示计算所述第二编码处理器的初始化数据，其中交叉处理器包括用于以第二采样率产生时域信号的频率-时间转换器(702)，其中频率时间转换器(702)包括：选择器(726)，用于根据第一采样率和第二采样率之比选择输入到频率时间转换器中的频谱的低部分，所述第一采样率和第二采样率之比小于1，变换处理器(720)，具有比时间-频率转换器(602)的变换长度小的变换长度；以及合成加窗器(712)，用于使用与由时间频率转换器(602)使用的窗口相比具有较小数量的窗口系数的窗口进行窗口化。11.一种音频解码器，用于对编码的音频信号进行解码，包括：第一解码处理器(1120)，用于在频域中对第一编码音频信号部分进行解码，第一解码处理器(1120)包括：频谱解码器(1122)，用于用高频谱分辨率对多个第一频谱部分进行解码，并且使用多个第二频谱部分的参数表示和至少经解码的第一频谱部分来合成所述多个第二频谱部分，以获得经解码的频谱表示，其中所述频谱解码器(1122)被配置为产生第一解码表示，使得相对于频率将一第一频谱部分(306)设置在两个第二频谱部分(307a、307b)之间；以及频率-时间转换器(1120)，用于将经解码的频谱表示转换到时域中以获得经解码的第一音频信号部分；第二解码处理器(1140)，用于在时域中对第二编码音频信号部分进行解码以获得解码的第二音频信号部分；以及组合器(1160)，用于组合解码的第一频谱部分和解码的第二频谱部分以获得解码的音频信号。12.根据权利要求11所述的音频解码器，其中，第二解码处理器包括：时域低频带解码器(1200)，用于解码低频带时域信号；上采样器(1210)，用于对低频带时域信号进行上采样；时域带宽扩展解码器(1220)，用于合成时域输出信号的高频带；以及混频器(1230)，用于混合合成的时域信号的高频带和上采样的低频带时域信号。13.根据权利要求12所述的音频编码器，其中所述上采样器(1210)包括以第一时域低频带解码器采样率操作的分析滤波器组(1471)和以高于所述第一时域低频带采样率的第二输出采样率操作的合成滤波器组(1473)。14.根据权利要求12所述的音频解码器，
其中，所述时域低频带解码器(1200)包括残留信号、解码器(1149、1141、1142)和合成滤波器(1143)，所述合成滤波器(1143)用于使用合成滤波器系数(1145)对残留信号进行滤波，其中，所述时域带宽扩展解码器(1220)被配置为对所述残留信号(1221)进行上采样，并且使用非线性操作来处理(1222)上采样的残留信号以获得高频带残留信号，并且对所述高频带残留信号进行频谱整形(1223)以获得合成的高频带。15.根据权利要求11所述的音频解码器，其中第一解码处理器(1120)包括用于对第一解码的第一信号部分进行后滤波的自适应长期预测后滤波器(1420)，其中滤波器(1420)由包括在编码的音频信号中的一个或多个长期预测参数控制。16.根据权利要求11所述的音频解码器，还包括：交叉处理器(1170)，用于从第一编码音频信号部分的经解码的频谱表示中计算第二解码处理器(1140)的初始化数据，使得第二解码处理器(1140)被初始化以对经编码的音频信号中在时间上跟随第一音频信号部分的经编码的第二音频信号部分进行解码。17.根据权利要求16所述的音频解码器，其中，交叉处理器还包括：频率-时间转换器(1170)，与所述第一解码处理器(1120)的频率-时间转换器(1124)相比以更低的采样率进行操作，以获得时域中进一步解码的第一信号部分，其中由频率-时间转换器(1171)输出的信号具有比与第二解码处理器的频率-时间转换器(1124)的输出相关联的第一采样率低的第二采样率，其中附加的频率-时间转换器(1171)包括：选择器(726)，用于根据第一采样率和第二采样率之比选择输入到所述附加的频率-时间转换器(1171)中的频谱的低部分，所述第一采样率和第二采样率之比小于1；变换处理器(720)，具有比时间-频率转换器(1124)的变换长度(710)小的变换长度；以及合成加窗器(722)，使用与频率-时间转换器(1124)使用的窗口相比具有较小数量的系数的窗口。18.根据权利要求16所述的音频解码器，其中交叉处理器(1170)包括：延迟级(1172)，用于延迟进一步解码的第一信号部分，并且用于将解码的第一信号部分的延迟版本馈送到第二解码处理器的去加重级(1144)中以进行初始化；预加重滤波器(1173)和延迟级(1175)，用于对进一步解码的第一信号部分进行滤波和延迟，并且用于将延迟级输出馈送到第二解码处理器的预测合成滤波器(1143)中以进行初始化；预测分析滤波器(1174)，用于从进一步解码的第一频谱部分或预加重(1173)的进一步解码的第一信号部分中产生预测残留信号，并且用于将预测残留信号馈送到第二解码处理器(1200)的码本合成器(1141)中；或者开关(1480)，用于将进一步解码的第一信号部分馈送到第二解码处理器的重新采样器(1210)的分析级(1471)中以进行初始化。19.根据权利要求11所述的音频解码器，其中第二解码处理器(1200)包括块组中的至少一个块，所述块组包括：
用于对增益和创新码本进行解码的acelp；自适应码本合成级(1141)；acelp后处理器(1142)；预测合成滤波器(1143)；以及去加重级(1144)。20.一种对音频信号进行编码的方法，包括：在频域中对第一音频信号部分进行第一编码(600)，其中第一编码(600)包括：将第一音频信号部分转换(602)为具有一直到第一音频信号部分的最大频率的频谱线的频域表示；分析(604)一直到所述最大频率的频域表示，以确定要用第一频谱分辨率编码的多个第一频谱部分和要用第二频谱分辨率编码的多个第二频谱部分，第二频谱分辨率低于第一频谱分辨率，其中所述分析(604)确定所述多个第一频谱部分中的一第一频谱部分(306)，该第一频谱部分相对于频率被设置在所述多个第二频谱部分中的两个第二频谱部分(307a、307b)之间；用所述第一频谱分辨率对所述多个第一频谱部分进行编码(606)，以及用所述第二频谱分辨率对所述多个第二频谱部分进行编码，其中对第二频谱部分进行编码包括根据所述多个第二频谱部分来计算具有所述第二频谱分辨率的频谱包络信息；在时域中对不同的第二音频信号部分进行第二编码(610)；分析(620)音频信号，并且确定音频信号的哪个部分是在频域中编码的第一音频信号部分，以及音频信号的哪个部分是在时域中编码的第二音频信号部分；以及形成(630)编码的音频信号，所述编码的音频信号包括用于第一音频信号部分的第一编码信号部分和用于第二音频信号部分的第二编码信号部分。21.一种对编码的音频信号进行解码的方法，包括：在频域中对第一编码音频信号部分进行第一解码(1120)，所述第一解码(1120)包括：用高频谱分辨率对多个第一频谱部分进行解码(1122)，并且使用多个第二频谱部分的参数表示和至少经解码的第一频谱部分合成所述多个第二频谱部分，以获得经解码的频谱表示，其中解码(1122)包括产生第一解码表示，使得相对于频率将一第一频谱部分(306)设置在两个第二频谱部分(307a、307b)之间；以及将解码的频谱表示转换(1120)到时域中以获得经解码的第一音频信号部分；在时域中对第二编码音频信号部分进行第二解码(1140)以获得解码的第二音频信号部分；以及组合(1160)解码的第一频谱部分和解码的第二频谱部分以获得解码的音频信号。22.一种机器可读存储介质，存储有计算机程序，当运行在计算机或处理器上时，所述计算机程序用于执行根据权利要求20或权利要求21所述的方法。

技术总结
一种用于对音频信号进行编码的音频编码器，包括：第一编码处理器(600)，用于在频域中对第一音频信号部分进行编码，第一编码处理器(600)包括：时间频率转换器(602)；分析器(604)，用于分析一直到最大频率的频域表示，以确定要用第一频谱分辨率编码的第一频谱部分，以及要用第二频谱分辨率编码的第二频谱区域，所述第二频谱分辨率低于所述第一频谱分辨率。频谱编码器(606)，用于用第一频谱分辨率对第一频谱部分进行编码，并且用于用第二频谱分辨率对第二频谱部分进行编码。第二编码处理器(610)，用于在时域中对第二不同音频信号部分进行编码；控制器(620)；以及经编码的信号形成器(630)。器(630)。器(630)。


技术研发人员：萨沙
受保护的技术使用者：弗劳恩霍夫应用研究促进协会
技术研发日：2015.07.24
技术公布日：2022/1/21