專利名稱：用于提供信號處理系數的方法和設備的制作方法
用于提供信號處理系數的方法和設備領域技術本發明涉及一種用于提供信號處理系數以用于以預定信號處理取樣速率處理輸入信號的方法和設備。
背景技術：
在常規音頻和語音數字信號通信系統中，信號可由編碼器壓縮。經壓縮的位流可接著被打包并經由通信信道逐幀地發送到解碼器。包括編碼器和解碼器的系統也稱為編解碼器裝置。使用語音音頻壓縮來減少表示所提交的語音或音頻信號的位的數目，借此減小所發射信號的位速率。目前已知的有多種不同的語音編碼方案。舉例來說，可采用例如線性預測編碼(LPC)、波形編碼或子帶/變換編碼等編碼算法。對一個特定應用來說，所采用的編碼算法的算法延遲或多或少是相關的。對于廣播應用，由編解碼器產生的延遲不會對已產生的延 遲產生影響，通常所述的已產生的延遲相當高且可在IOOms與300ms之間的范圍內。在常規對話應用中且尤其針對VoIP，延遲約束是設計編解碼器時的一個重要因素。在基于線性預測編碼的語音音頻編解碼器中，可使用線性預測濾波器來估計頻率包絡。線性預測編碼的原理是，使在預定時期如5ms、10ms、20ms或40ms內輸入信號與所估計信號之間的平方差的總和最小。可使用協方差或自相關函數基于待編碼的輸入信號的加窗版本來計算線性預測濾波系數。通常，所采用的窗除了待編碼的輸入信號的當前樣本外還考慮部分過去樣本。被編碼的樣本通常在所采用的窗上居中。因此，將窗施加于過去樣本上以及當前經編碼幀上以及將來樣本上，這種將來的樣本也稱為先行(look-ahead))。在一些常規的基于線性預測編碼(LPC)的編碼器中，在已執行再取樣之后進行LPC估計。舉例來說，在以寬帶WB或超寬帶SWB為目標的語音和音頻編碼算法中，帶寬可經拆分以便給予低頻率部分更多重要性(即，更高的位速率)，所述低頻率部分在感知上更相關，因為人類聽覺系統在信號頻譜的低頻率部分中更加敏感。舉例來說，根據G. 729. 1，音頻帶寬首先被拆分為兩個頻帶0-4kHz和4-8kHz，隨后在第一頻帶中進行CELP編碼(碼激勵線性預測)且在第二頻帶中進行帶寬擴展。圖I展示常規編碼布置的框圖，其包括用于將LPC濾波系數提供到語音處理單元的LPC估計單元。如圖I中可見，所接收的數字輸入音頻信號可包括由子幀SF組成的幀F。在圖I的所示實例中，幀F由4個子幀SF0、SF1、SF2、SF3組成，其中幀F可持續例如20ms。因此，每一子幀可具有包括例如80個樣本的5ms長度。所接收的數字輸入音頻信號SI施加到執行輸入信號的再取樣的再取樣濾波器RSF。輸入信號SI以約例如16kHz的輸入信號取樣速率fl接收且施加到再取樣濾波器，所述再取樣濾波器以預定比率(例如4/5)對所接收信號進行再取樣。以此方式，例如16kHz的輸入信號取樣速率fl經下取樣為12. SkHz的取樣速率。因此，由4個子幀SF組成的幀F可包括4X80個樣本=320個樣本，且經下取樣為具有256個樣本的幀F'。因此，經下取樣幀中的樣本數目為2的冪，且允許使用較有效的語音處理算法。由再取樣濾波器RSF提供的經再取樣信號經拆分且施加到如圖I所示的語音處理單元SPU，且施加到提供用于語音處理單元SPU的LPC濾波系數的LPC估計單元，或換句話說，施加到兩者，施加到語音處理單元SPU且施加到如圖I所示的LPC估計單元。因此，在再取樣之后進行LPC估計。舉例來說，由LPC估計單元通過使用基于窗化輸入信號的自相關信號的“Levinson-Durbin”算法來推算LPC濾波系數。如圖I中所說明，窗還施加在下一幀的將來樣本上，即LPC先行。如圖I所示的常規處理布置包括再取樣濾波器RSF。提供再取樣級或再取樣濾波器RSF的缺點在于，由于提供此額外濾波級而引入了額外延遲。如圖I中可見，在重要信號路徑中導致由再取樣級或再取樣濾波器引起的處理延遲。如圖I中所說明，關鍵路徑在延遲方面包含再取樣濾波器延遲以及LPC先行。再取樣濾波器RSF例如為具有以下轉移函數的線性相位FIR濾波器
N-IH(w) = ^ck-e^wk
k=0其中CpC1. . . CV1為系數序列，所引入的濾波器延遲為(N-l)/2。對于常規對話應用來說，尤其對于VoIP來說，此引入的延遲會降低系統的性能。因此，本發明的一目的是提供一種用于提供信號處理系數以減少重要信號路徑的所引入的延遲的方法和設備。

發明內容
根據本發明的第一方面，提供一種用于提供信號處理系數以用于以預定信號處理取樣速率處理輸入信號的方法，其中以輸入信號取樣速率接收所述輸入信號，且其中所述方法包括以下步驟(a)基于以輸入信號取樣速率所接收的輸入信號計算相關或協方差函數，從而提供在輸入信號取樣速率下的相關或協方差系數，(b)對具有輸入信號取樣速率的所計算的相關或協方差系數再取樣，從而提供在預定信號處理取樣速率下的相關或協方差系數，以及(C)基于在預定信號處理取樣速率下的相關或協方差系數來推算信號處理系數。因此，通過根據本發明的第一方面的方法，不需要基于再取樣信號而直接為所接收輸入信號計算相關或協方差函數。通過根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法，接著對具有輸入信號取樣速率的所計算的相關或協方差系數再取樣，從而提供在預定信號處理取樣速率下的相關或協方差系數。因為不必為編碼當前信號幀而對信號的先行部分再取樣，所以根據本發明的第一方面的方法僅通過對由語音處理單元處理的幀進行濾波而減少總延遲。因此，通過根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法，通常低于先行的長度的再取樣延遲與先行以并行而非疊加的方式產生。因此，通過根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法，將再取樣延遲吸收到先行時間部分中，因此減少關鍵信號路徑中產生的總延遲。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，所接收輸入信號包括實際信號部分和先行信號部分。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，推算信號處理系數的步驟包括針對實際信號部分推算信號處理系數。
在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，所計算的相關或協方差系數和經取樣的相關或協方差系數包括所接收輸入信號的實際信號部分和先行信號部分。換句話說，所計算出的相關或協方差系數是已經用包括實際信號部分(例如，實際幀)和先行信號部分的輸入信來計算過，且經再取樣的相關或協方差系數也包括關于所接收輸入信號的實際信號部分和先行信號部分的信息。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的另一可能實施方案中，信號處理系數包括線性預測編碼濾波系數。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的另一可能實施方案中，信號處理系數包括輸入信號的音調滯后。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，由再取樣濾波器以再取樣因子執行再取樣。 在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，通過信號處理取樣速率與輸入信號取樣速率之間的比率形成再取樣濾波器。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，再取樣濾波器執行所接收輸入信號的下取樣。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能替代實施方案中，再取樣濾波器執行所接收輸入信號的上取樣。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的又一可能實施方案中，再取樣濾波器以固定再取樣因子執行所接收輸入信號的下取樣或上取樣。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的另一可能替代實施方案中，再取樣濾波器以可配置的再取樣因子執行所接收輸入信號的下取樣或上取樣。在根據本發明的方法的可能實施方案中，可配置的再取樣因子選自包括以下各者的下取樣因子的群組4/15,2/5,4/5,1/6,1/4,1/20在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，通過零相位再取樣濾波器形成所述再取樣濾波器。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，由預加重濾波器在再取樣濾波器進行再取樣之前對所計算的相關或協方差系數進行濾波。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，借助執行濾波系數推算算法的濾波系數推算單元來推算LPC濾波系數。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，通過Levinson-Durbin算法形成濾波系數推算算法。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的另一可能實施方案中，濾波系數推算算法為Burg算法。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的另一可能實施方案中，提供所推算的LPC濾波系數以適應線性預測濾波器。依據根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案，線性預測濾波器由用于對輸入信號或經再取樣輸入信號執行語音處理功能的語音處理單元使用。經再取樣輸入信號可為(例如)所接收輸入信號的經再取樣版本。可通過使用與用于所計算的相關或協方差系數的再取樣相同的再取樣因子對所接收輸入信號再取樣來獲得所接收輸入信號的經再取樣版本。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的又一可能實施方案中，通過碼激勵線性預測(CELP)編碼器形成語音處理單元。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的另一可能實施方案中，通過變換編碼激勵(TCX)編碼器形成語音處理單元。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，所接收輸入信號為包括信號幀的數字音頻信號，每一信號幀由預定數目的樣本組成。根據第二方面，本發明進一步提供一種用于提供信號處理系數以用于以預定信號處理取樣速率處理輸入信號的設備，其中所述設備適于以輸入信號取樣速率接收所述輸入信號，所述設備包括 (a)計算單元，其適于基于以輸入信號取樣速率所接收的輸入信號計算相關或協方差函數，從而提供在輸入信號取樣速率下的相關或協方差系數，(b)再取樣單元，其適于對具有輸入信號取樣速率的所計算的相關或協方差系數再取樣，從而提供在預定信號處理取樣速率下的相關或協方差系數；以及(C)推算單元，其適于基于在預定信號處理取樣速率下的相關或協方差系數來推算信號處理系數。在根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備的可能實施方案中，提供所述推算單元以用于基于相關或協方差系數來推算線性預測編碼(LPC)濾波系數。在根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備的另一可能實施例中，提供所述推算單元以用于基于相關或協方差系數來推算音調滯后。根據第三方面，本發明進一步提供一種信號處理裝置，其中所述信號處理裝置包括用于提供信號處理系數以用于以預定信號處理取樣速率處理輸入信號的設備，其中所述設備適于以輸入信號取樣速率接收所述輸入信號，且其中所述設備包括(a)計算單元，其用于基于以輸入信號取樣速率所接收的輸入信號計算相關或協方差函數，從而提供在輸入信號取樣速率下的相關或協方差系數，(b)再取樣單元，其用于對具有輸入信號取樣速率的所計算的相關或協方差系數再取樣，從而提供在預定信號處理取樣速率下的相關或協方差系數；以及(C)推算單元，其用于基于在預定信號處理取樣速率下的相關或協方差系數來推算信號處理系數；其中所述信號處理裝置進一步包括語音處理單元，其用于對所述輸入信號執行語音處理功能。在根據本發明的第三方面的信號處理裝置的可能實施方案中，語音處理單元響應于所推算的線性預測編碼(LPC)濾波系數而對所述輸入信號執行語音處理功能。在根據本發明的第三方面的信號處理裝置的又一可能實施方案中，語音處理單元響應于所推算的音調滯后而對所述輸入信號執行語音處理功能。在根據本發明的第三方面的信號處理裝置的可能實施方案中，語音處理單元在示范性實施例中是由執行輸入信號的語音編碼器形成。在根據本發明的第三方面的信號處理裝置的可能實施方案中，信號處理裝置接收由連接到所述信號處理裝置的音頻信號源提供的數字音頻信號作為輸入信號。


參看附圖詳細描述用于提供信號處理系數的方法和設備的以下可能實施方案。圖I展示用于針對語音處理單元提供信號處理系數的常規布置；圖2展示用于說明根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案的流程圖；圖3展示根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備的可能實施方案的框圖；圖4展示包括根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備的示范性實施方案和布置； 圖5展示包括根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備的布置的另一可能實施方案的框圖；圖6展示用于說明如根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備所采用的零相位再取樣濾波器的功能性的圖；圖7展示用于說明包括根據本發明的第三方面的信號處理裝置的布置的框圖。圖8展示如根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備所采用的示范性窗振幅曲線的圖；圖9展示用于說明具有如根據本發明的第二方面的設備的示范性實施方案所采用的零相位濾波器的圖；圖10展示用于說明如根據本發明的第二方面的設備的示范性實施例所采用的零相位濾波器的另一圖。
具體實施例方式如從圖2中的流程圖可見，根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數以用于處理輸入信號的方法在示范性實施方案中可包括三個步驟步驟I、步驟2、步驟3。所述方法提供信號處理系數以用于以預定信號處理取樣速率f2處理輸入信號，其中以輸入信號取樣速率Π接收所述輸入信號SI。在第一步驟I中，基于或使用以輸入信號取樣速率fl所接收的輸入信號SI計算相關或協方差函數，從而提供在輸入信號取樣速率fl下的相關或協方差系數rl。在另一步驟2中，對具有輸入取樣速率fl的所計算的相關或協方差系數rl再取樣，從而提供在預定信號處理取樣速率f2下的相關或協方差系數r2。在另一步驟3中，基于或使用在預定信號處理取樣速率f2下的相關或協方差系數r2來推算信號處理系數c2。步驟I中為其計算相關或協方差函數的所接收輸入信號SI可包括實際信號部分和先行信號部分。在步驟3中，對信號處理系數c2的推算包括針對實際信號部分推算信號處理系數。所計算的相關或協方差系數rl和經再取樣的相關或協方差系數r2包括實際信號部分和先行信號部分。在可能的實施方案中，在步驟3中推算的信號處理系數c2可包括線性預測編碼(LPC)濾波系數。此外，在可能的實施方案中，在步驟3中推算的信號處理系數c2可包括輸入信號SI的音調滯后。在可能的實施方案中可通過再取樣濾波器以再取樣因子執行步驟2中的再取樣。此再取樣因子可由信號處理取樣速率f2與輸入信號SI的輸入信號取樣速率fl之間的比率形成。在可能的實施方案中，再取樣濾波器在步驟2中執行的再取樣可為對所接收輸入信號SI的下取樣。在替代實施例中，在步驟2中由再取樣濾波器執行的再取樣為對所接收輸入信號SI的上取樣。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，所采用的再取樣因子為固定再取樣因子。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的替代實施方案中，在步驟2中由再取樣濾波器提供的再取樣因子為可配置的再取樣因子。在可能的實施方案中，此可配置的再取樣因子可選自下取樣因子的群組。在可能的示范性實施例中，此下取樣因子群組可包括以下值4/15，2/5，4/5，1/6，1/4，1/2。依據特定應用，其它比率也是可能的。在可能的實施方案中可通過零相位再取樣 濾波器作為在步驟2中用于對所計算的相關或協方差系數再取樣的再取樣濾波器。在根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的另一可能實施方案中，預加重濾波步驟2中通過再取樣濾波器進行再取樣之前，由預加重濾波器在對步驟I中計推算出的相關或協方差系數rl進行濾波。通過在再取樣之前采用預加重濾波器，可改進語音質量。通過采用預加重濾波器，例如有可能強調信號內的較高頻率。在用于提供信號處理系數的方法的可能示范性實施方案中，借助濾波系數推算單元來計算在步驟3中推算出的所推算的信號處理系數c2。此濾波系數推算單元可執行濾波系數推算算法。在可能的實施方案中，此濾波系數推算算法包括Levinson-Durbin算法。在另一可能的實施方案中，所采用的濾波系數推算算法為Burg算法。在如圖2所示的根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法的可能實施方案中，在步驟3中推算出的LPC濾波系數與用于執行所接收輸入信號SI的語音處理功能的語音處理單元使用的線性預測編碼濾波器(LPC濾波器)相適應。在可能的實施方案中，此語音處理單元可由碼激勵線性預測(CELP)編碼器形成。在可能的替代實施方案中，語音處理單元可由變換編碼激勵(TCX)編碼器形成。根據本發明的第一方面的用于提供信號處理系數的方法所處理的所接收輸入信號可為包括信號幀的數字音頻信號，每一信號幀由預定數目的樣本組成。通過根據本發明的用于提供信號處理系數以用于處理輸入信號SI的方法，在執行步驟2中的再取樣之前直接基于所接收輸入信號SI計算相關或協方差函數。圖3展示包括根據本發明的第二方面的用于以預定信號處理取樣速率提供信號處理系數的設備2的信號處理裝置I的框圖。如圖3中可見，用于以預定信號處理取樣速率提供信號處理系數的設備2包括計算單元2A、再取樣單元2B和推算單元2C。計算單元2A接收施加到信號處理裝置I的輸入端子3的輸入信號SI。所接收輸入信號SI可為包括信號幀的數字音頻信號，其中每一信號幀F由預定數目的樣本組成。所接收輸入信號SI包括輸入信號取樣速率H。提供如圖3的實施方案中所示的用于提供信號處理系數的設備2的計算單元2A以用于基于以輸入信號取樣速率fl所接收的輸入信號SI來計算相關或協方差函數以提供相關或協方差系數rl。計算單元2A的輸出連接到如圖3所示的再取樣單元2B的輸入。提供再取樣單元2B以用于對具有輸入信號取樣速率Π的所計算的相關或協方差系數rl再取樣，從而提供在適于對經再取樣輸入信號S2(例如，所接收輸入信號SI的經再取樣版本S2)進行信號處理的預定信號處理取樣速率f2下的信號處理系數r2。在所示的實施方案中，用于提供信號處理系數c2的設備2進一步包括推算單元2C，以用于基于在預定信號處理取樣速率f2下的相關或協方差系數r2來推算信號處理系數c2。如圖3所示，將所推算的信號處理系數c2施加到信號處理裝置I的語音處理單元4。語音處理單元4進一步從信號處理裝置I的再取樣濾波器5接收經再取樣輸入信號S2。如從圖3中所示的框圖可見，所接收輸入信號SI在節點N處經拆分且在未經再取樣的情況下直接施加到用于提供信號處理系數c2的設備2。所接收輸入信號SI還與再取樣濾波器5執行對所接收輸入信號SI的再取樣并行地施加，以獲得輸入信號S2的經再取樣版本，其中經再取樣輸入信號S2被施加到語音處理單元4的輸入。語音處理單元4對由如圖3中所示的再取樣濾波器5提供的所接收的經再取樣輸入信號S2執行語音處理功能。語音處理單元4的輸出信號S3施加到信號處理裝置I的輸出端子6。在根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備2的可能實施方案中， 提供推算單元2C，以用于推算施加到語音處理單元4的線性預測編碼濾波系數。語音處理單元4響應于從設備2接收的所推算的線性預測編碼(LPC)濾波系數C2對由再取樣濾波器5提供的經再取樣輸入信號S2執行語音處理功能。再取樣濾波器5適于使用或應用例如與再取樣單元2B相同的再取樣因子。在替代實施方案中，提供設備2的推算單元2C以用于基于相關或協方差系數c2來推算音調滯后。在此可能的實施方案中，語音處理單元4響應所推算的音調滯后執行經再取樣輸入信號SI的語音處理功能。語音處理單元4可提供不同的語音處理功能。在可能的示范性實施方案中，語音處理單元4執行對經再取樣輸入信號S2的語音編碼。此外，在替代實施方案中，語音或音頻處理功能也可由語音處理單元4依據應用來執行。圖4展示包括根據本發明的第三方面的信號處理裝置I的布置，所述信號處理裝置I包括根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備2。如圖4中可見，輸入信號SI可包括幀F的序列，每一幀F由一個或若干子幀SF組成。在所示的示范性實施方案中’每一幀^包括四個子幀^^^丨、^]、^；^每一子幀SF可具有例如5ms的長度，其中每一子幀SF包括例如80個數字樣本。此輸入信號SI被施加到信號處理裝置I的輸入端子3且在節點N處被拆分到根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數c2的設備2，且被拆分到在示范性實施方案中以下取樣因子4/5執行下取樣的再取樣濾波器5。輸入信號SI的輸入信號取樣速率fl在所示的示范性實施方案中為16kHz。在所示的示范性實施方案中，經再取樣信號S2的取樣速率f2 = 12.8kHz。在所示的示范性實施方案中，由再取樣濾波器5提供的經再取樣信號S2被施加到語音處理單元4，所述語音處理單元4在所示的實施方案中從設備2接收LPC濾波系數C2。根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備2可包括如圖4中所示的三個段，即計算單元2A、再取樣單元2B和相關單元2C。計算單元2A基于以輸入信號取樣速率Π = 16kHz所接收的輸入信號SI計算相關或協方差函數以提供相關或協方差系數rl。在所示的示范性實施方案中作為具有下取樣比率4/5的下取樣濾波器的再取樣單元2B作用于這些相關或協方差系數rl上。再取樣單元2B提供在預定信號處理取樣速率f2下的相關或協方差系數r2。推算單元2C推算信號處理系數c2，其在所示的示范性實施方案中由例如LPC濾波系數形成。由推算單元2C基于在預定信號處理取樣速率f2下的經再取樣的相關或協方差系數r2來推算這些信號處理系數c2。在可能的實施方案中，將所推算的LPC濾波系數c2施加到語音處理單元4內提供的LPC濾波器。語音處理單元4可例如由語音編碼器形成，所述語音編碼器執行對由再取樣濾波器5施加到語音處理單元4的經再取樣的輸入信號S2的語音編碼。如圖4中說明，由再取樣濾波器5引起的再取樣延遲(陰影區域表示與圖I相比再取樣延遲移位到LPC先行部分中)被吸收到先行中，因為設備2的LPC估計是對16kHz自相關信號進行的。通常低于先行延遲的再取樣延遲與先行并行地引入且并不是添加進去。圖5展示具有根據本發明的第二方面的用于提供信號處理系數的設備2的信號處理裝置I的另一可能實施方案。所示的實施方案類似于圖4中的實施方案，然而，在所示的示范性實施方案中，設備2還包括預加重濾波器2D，其布置在計算單元2A與再取樣單元2B之間。此外，在經再取樣信號S2被施加到語音處理單元4之前，再取樣濾波器5的輸出信 號還被施加到對應的預加重濾波器7。可提供預加重濾波器7以用于改進信號的語音質量。因此，在如圖5中所示的實施方案中，所推算的計算機相關或協方差系數rl在由再取樣單元2B進行再取樣之前由預加重濾波器2D濾波。對于如圖5中所示的預加重濾波器7，提供對應的預加重濾波器級2D以用于對由計算單元2A計算的相關或協方差系數rl進行濾波。預濾波器級2D和再取樣單元2B在可能的實施方案中可集成為單一濾波器。在此特定實施例中，預加重濾波器2D和再取樣單元2B包括一個單一濾波器。通過圖5中所示的布置，保留了自相關的相位。因此，可通過零相位再取樣濾波器形成再取樣單元2B。此零相位濾波器在可能的實施方案中可為雙通濾波器。在替代實施方案中，零相位再取樣濾波器2B為線性相位再取樣濾波器，其再次使延遲居中，即最大自相關為零。此外，有可能零相位再取樣濾波器使由正弦內插濾波器形成。如圖4和圖5中可見，提供到設備2的輸入信號SI包括例如實際信號部分(例如，實際巾貞F)和先行部分。再取樣濾波器5適于對輸入信號SI的實際信號部分和輸入信號SI的再取樣部分(陰影區域)再取樣。圖6說明由零相位再取樣濾波器形成的再取樣單元2B，其中執行對所計算的相關或協方差系數rl的下取樣。下取樣通過使用自相關的對稱性而重建負部分。因此，通過使用如圖6中說明的對稱性而獲得自相關的負值。可通過以下各者執行零相位濾波-雙通濾波器考慮Xn為相關性，對于所有低通濾波器(甚至不是零相位濾波)首先對Xn進行正向濾波以獲得yn。接著(時間保留次序)對7 進行反向濾波以獲得輸出zn。yn = h*x(t)zn = h*y_n。最后，通過z_n獲得經濾波的相關性。-或通過線性相位再取樣濾波器，該線性相位再取樣濾波器具有使延遲重居中(即，最大自相關需要始終處于零)，-或通過正弦內插或樣條內插或其它種類的內插。對于正弦內插，函數sine (X)由sine (x) = sin (x)/x界定,其中x古O,且sine (O)=I。正弦內插公式經界定為
權利要求
1.一種用于提供信號處理系數以用于以預定信號處理取樣速率(f2)處理輸入信號(SI)的方法，其中以輸入信號取樣速率(fl)接收所述輸入信號(Si)，所述方法包括以下步驟 a)基于以所述輸入信號取樣速率(fl)所接收的所述輸入信號(SI)計算相關或協方差函數，從而提供在所述輸入信號取樣速率(fl)下的相關或協方差系數(rl)； b)對具有所述輸入信號取樣速率(Π)的所述所計算的相關或協方差系數(rl)再取樣，從而提供在所述預定信號處理取樣速率(f2)下的相關或協方差系數(r2);以及 c)基于在所述預定信號處理取樣速率(f2)下的所述相關或協方差系數(r2)來推算所述信號處理系數(c2)。
2.根據權利要求I所述的方法， 其中所述所接收輸入信號(SI)包括實際信號部分和先行信號部分，其中所述推算所述信號處理系數(c2)的步驟包括針對所述實際信號部分推算所述信號處理系數，且其中所述所計算的相關或協方差系數(rl)和所述經再取樣的相關或協方差系數(r2)包括所述實際信號部分和所述先行信號部分。
3.根據權利要求I或2所述的方法， 其中所述信號處理系數(c2)包括線性預測編碼(LPC)濾波系數，或者 其中所述信號處理系數(c2)包括所述輸入信號的音調滯后。
4.根據前述權利要求I到3中任一權利要求所述的方法， 其中由再取樣單元(2B)以由所述預定信號處理取樣速率(f2)與所述輸入信號取樣速率(fl)之間的比率形成的再取樣因子執行所述再取樣，其中所述再取樣單元(2B)以所述再取樣因子執行對所述所接收輸入信號(SI)的下取樣或上取樣，且其中所述再取樣因子是固定的或可配置的再取樣因子。
5.根據權利要求4所述的方法， 其中所述可配置的再取樣因子選自包括以下各者的下取樣因子的群組4/15,2/5,4/5,1/6,1/4,l/20
6.根據前述權利要求4到5中任一權利要求所述的方法， 其中通過零相位再取樣濾波器形成所述再取樣單元(2B)。
7.根據前述權利要求4到6中任一權利要求所述的方法， 其中所述所計算的相關或協方差系數(rl)在由所述再取樣單元(2B)進行再取樣之前由預加重濾波器(2D)濾波。
8.根據權利要求3所述的方法， 其中借助濾波系數推算單元(2C)推算所述LPC濾波系數，所述濾波系數推算單元(2C)執行包括Levinson-Durbin算法或Burg算法的濾波系數推算算法,且其中提供所述所推算的LPC濾波系數以適應線性預測濾波器(LPC濾波器)，所述線性預測濾波器由用于對由再取樣濾波器(5)提供的經再取樣輸入信號(S2)執行語音處理功能的語音處理單元(4)使用。
9.根據權利要求8所述的方法， 其中由碼激勵線性預測(CELP)編碼器或變換編碼激勵(TCX)編碼器形成所述語音處理單元⑷。
10.根據前述權利要求I到9中任一權利要求所述的方法， 其中所述所接收輸入信號(SI)為包括信號幀的數字音頻信號，每一信號幀由預定數目(N)的樣本組成。
11.一種用于提供信號處理系數(c2)以用于以預定信號處理取樣速率(f2)處理輸入信號(SI)的設備(2)，所述設備包括 a)計算單元(2A)，其用于基于以輸入信號取樣速率(fl)所接收的所述輸入信號(SI)計算相關或協方差函數，從而提供在所述輸入信號取樣速率下的相關或協方差系數(rl)； b)再取樣單元(2B)，其用于對具有所述輸入信號取樣速率(H)的所述所計算的相關或協方差系數(rl)再取樣，從而提供在所述預定信號處理取樣速率(f2)下的相關或協方差系數(f2);以及 c)推算單元(2C)，其用于基于在所述預定信號處理取樣速率(f2)下的所述相關或協方差系數(r2)來推算所述信號處理系數(c2)。
12.根據權利要求11所述的設備， 其中所述推算單元(2C)經提供以用于基于所述所推算的相關或協方差系數(c2)來推算線性預測編碼(LPC)濾波系數和/或音調滯后。
13.一種信號處理裝置(1)，其包括 根據權利要求11或12所述的設備(2);以及 語音處理單元(4)，其用于對由再取樣濾波器(5)提供的經再取樣輸入信號(S2)執行語音處理功能。
14.根據權利要求13所述的信號處理裝置， 其中所述語音處理單元(4)響應于所述所推算的線性預測編碼(LPC)濾波系數和/或所述所推算的音調滯后而對所述經再取樣輸入信號(S2)執行語音處理功能，且 其中所述語音處理單元(4)為例如執行對所述經再取樣輸入信號(S2)的語音編碼以提供經編碼信號(S3)的語音編碼器。
15.根據權利要求13到14所述的信號處理裝置， 其中所述信號處理裝置(I)接收由連接到所述信號處理裝置的音頻信號源(9)提供的數字音頻信號作為所述輸入信號(SI)。
全文摘要
一種用于提供信號處理系數以用于以預定信號處理取樣速率(f2)處理輸入信號(S1)的方法和設備，其中以輸入信號取樣速率(f1)接收所述輸入信號(S1)，所述方法包括以下步驟基于以所述輸入信號取樣速率(f1)所接收的所述輸入信號(S1)計算相關或協方差函數，從而提供在所述輸入信號取樣速率(f1)下的相關或協方差系數(r1)；對具有所述輸入信號取樣速率(f1)的所述所計算的相關或協方差系數(r1)再取樣，從而提供在所述預定信號處理取樣速率(f2)下的相關或協方差系數(r2)；以及基于在所述預定信號處理取樣速率(f2)下的所述相關或協方差系數(r2)來推算信號處理系數(c2)。
文檔編號H03M7/00GK102783034SQ201180001134
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月1日 優先權日2011年2月1日
發明者大衛·維雷特, 許劍峰, 阿里斯·塔勒布 申請人:華為技術有限公司