CN101770775A - 信号处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种信号处理方法及装置，涉及信号处理技术领域，为减小输出信号中的噪声，提高输出信号的质量而发明。其中所述信号处理方法包括：获取当前帧频域信号各子带的能量均值；根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数；利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数；利用所述加权修正系数，修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络。本发明实施例主要用于语音频编解码技术中。

Description

信号处理方法及装置
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种信号处理方法及装置。
背景技术
在目前的音频编解码算法中，当比特数较少的情况下，由于量化过程不精确，往往会在输出信号中引入较多的量化噪声。
例如，在ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation，自适应差分脉码调制)编码中，如果为每个样点分配很少的比特数，就会由于量化误差太大，在输出信号中引入过多地量化噪声。或者在做频带扩展时，由于比特数的限制，一般从编码端传送到解码端的只有一些频谱的包络信息，而精细结构部分通常从低频带的频谱中得到。虽然低频和高频精细结构部分有一定的相关性，但还存在一定的差异。所以，通过频带扩展算法而得到的输出信号也往往会有一定的噪声。或者由于其它算法自身的一些限制，也会在输出信号中引入一些人为的噪声。
为解决上述问题，在现有技术中提出了一种编解码算法，该算法的原理主要是根据信号的信噪比大小来对频域信号进行后处理操作。利用现有技术中的算法，能够在频域分辨率高时对除去谐波类信号间的噪声起到一定的作用，也可使得非谐波类信号的频谱变得平坦。
但是，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
由于现有技术是根据信号的信噪比大小来对频域信号进行后处理操作，利用现有技术中的算法进行处理后的输出信号仍然会存在噪声较大的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种信号处理方法及装置，以减小输出信号中的噪声，提高输出信号的质量。
本发明实施例采用如下技术方案：
一种信号处理方法，包括：
获取当前帧频域信号各子带的能量均值；
根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数；
利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数；
利用所述加权修正系数，修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络。
一种信号处理装置，包括：
获取单元，用于获取当前帧频域信号各子带的能量均值；
当前帧修正系数获取单元，用于根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数；
加权修正系数获取单元，用于利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数；
修正单元，用于利用所述加权修正系数，修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络。
一种信号处理方法，包括：
获取当前帧频域信号的至少一个频域系数的幅值；
将所述至少一个频域系数的幅值和频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数，所述频域系数的幅值的均值为当前帧频域信号中包括所述至少一个频域系数在内的，与所述至少一个频域系数连续的至少两个频域系数的幅值的均值；
利用所述至少一个当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取与所述至少一个频域系数对应的所述当前帧频域信号的加权修正系数；
利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数。
一种信号处理装置，包括：
获取单元，用于获取当前帧频域信号的至少一个频域系数的幅值；
当前帧修正系数获取单元，用于将所述至少一个频域系数的幅值和频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数，所述频域系数的幅值的均值为当前帧频域信号中包括所述至少一个频域系数在内的，与所述至少一个频域系数连续的至少两个频域系数的幅值的均值；
加权修正系数获取单元，用于利用所述至少一个当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取与所述至少一个频域系数对应的所述当前帧频域信号的加权修正系数；
修正单元，用于利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数。
本发明实施例所述的信号处理方法及装置，首先获取输入信号的频域信号各子带的能量均值，然后再根据所述各子带的频域包络和能量均值获取当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数，以及利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数加权修正系数，并利用所述加权修正系数修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络。
当子带内频域系数的个数大于1时，本发明实施例针对频域包络来实施，当子带内频域系数的个数为1时，本发明实施例针对频域系数来实施，首先获取当前帧频域信号的至少一个频域系数的幅值；将所述至少一个频域系数的幅值和当前帧频域信号的频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数；利用所述至少一个当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取与所述至少一个频域系数对应的所述当前帧频域信号的加权修正系数；利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数。
由于利用了所述加权修正系数来修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络或当前帧频域信号的频域系数。与现有技术相比，本发明实施例所述的方法及装置考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
附图说明
图1为本发明实施例一信号处理方法的流程图；
图2为本发明实施例一信号处理方法的具体流程图；
图3为本发明实施例二信号处理方法的流程图；
图4为本发明实施例三信号处理方法的流程图；
图5为本发明实施例六信号处理装置的示意图；
图6为本发明实施例六信号处理装置的结构图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
实施例一
为减少输出信号中的噪声，提高输出信号的质量，如图1所示，本发明实施例一信号处理方法包括：
步骤11、获取当前帧频域信号各子带的能量均值。
在此步骤中，可将输入的当前帧时域信号进行时频变换，获得所述当前帧频域信号。例如，可将当前帧时域信号通过离散余弦变换MDCT，或者快速傅里叶变换FFT等方法获得其对应的当前帧频域信号。然后再计算各子带的能量均值。在计算各子带的能量均值的过程中，可采用现有技术中的方法计算，在此不再赘述。
步骤12、根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数。
其中所述当前帧修正系数可通过现有技术中的任何一种帧内后处理方式获取，还可以根据经验值设定。
步骤13、利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数。
在此实施例中，所述加权修正系数是利用当前帧频域信号的当前帧的当前帧修正系数与当前帧频域信号的相关帧，如前一帧或前几帧频域信号对应子带的加权修正系数进行加权求和得到的。也就是说，所述加权修正系数是综合了所述频域信号两帧之间的当前帧修正系数而得到的一个综合修正系数。并且，所述加权修正系数β′c[n]可按照公式(1)所示的方式计算得出：
β′c[n]＝μ*βp[n]+γ*βc[n]    (1)；
其中β′c[n]表示加权修正系数，βc[n]表示所述当前帧频域信号的第n子带的当前帧修正系数；βp[n]表示所述当前帧频域信号的相关帧频域信号对应子带的加权修正系数；μ，γ分别为修正参数，其中0＜μ＜1，0＜γ＜1，μ+γ＝1。
步骤14、利用所述加权修正系数，修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络。
此过程也可称为对当前帧频域信号进行帧间平滑处理。在此步骤中，即是以所述加权修正系数β′c[n]为变换因子，对所述当前帧频域信号的各子带的频域包络做如下线性变换：
f′Env[n]＝fEnv[n]*β′c[n]，
其中，fEnv[n]表示当前帧频域信号的第n子带的输出频域包络，β′c[n]表示加权修正系数，f′Env[n]表示修正后的当前帧频域信号的第n子带的输出频域包络。
由上述过程可以看出，本发明实施例一所述的信号处理方法，首先获取输入信号的频域信号各子带的能量均值，然后再根据所述各子带的频域包络和能量均值获取当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数，以及利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数加权修正系数，并利用所述加权修正系数修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络。
由于利用了所述加权修正系数来修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络，与现有技术相比，本发明实施例一所述的方法考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
此外，考虑到某些不需要做帧内处理的帧，进一步减少输出信号中不连续的现象，提高输出信号的质量，如图2所示，在步骤12前，本发明实施例一所述的方法还可包括：
步骤12a、确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值。
在此步骤中，可包括如下过程：
步骤121、首先将所述当前帧频域信号分成高频段频域信号和低频段频域信号，并分别计算所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值。其中，在计算所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值的过程中，可采用现有技术中的方法进行计算，在此不再详细描述其计算过程。
步骤122、将所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值进行比较，确定所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值的大小。
在此基础上，步骤12中的获取当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数的过程可通过如下方式实现。
在获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数的过程中，以当前帧频域信号的第n子带为例，假设用βc[n]表示所述当前帧频域信号的第n子带的当前帧修正系数，当前帧频域信号中共有N个子带，n为整数且取值范围为(0，N)，用fEnv[n]表示所述当前帧频域信号的第n子带的频域包络。那么，可按照公式(2)所示的方式获取所述当前帧频域信号的第n子带的当前帧修正系数βc[n]。
&beta; c [ n ] = &alpha; L fEnv [ n ] < &alpha; * avrg &alpha; H fEnv [ n ] > &delta; * avrg 1 others - - - ( 2 )
其中，αL，αL表示修正参数，0＜αL＜1，0＜α＜1，1＜αH＜2，0＜δ＜1，avrg表示要被修正的频带的频域包络均值。
根据公式(2)可以看出，在获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数的过程中，若所述当前帧频域信号的第n子带的频域包络小于对应的第一频域包络阈值α*avrg时，减小所述子带的频域包络，即为βc[n]取值较小的数值αL。若所述当前帧频域信号的第n子带的频域包络大于对应的第二频域包络阈值δ*avrg时，增大所述子带的频域包络，即为βc[n]取值较大的数值αL。否则所述当前帧频域信号的各子带的频域包络保持不变。
为了进一步提高输出信号的质量，保证输出频域信号在频域轴上的连续性，如图2所示，本发明实施例一信号处理方法还可包括：
步骤15、在解码端，对所述输出频域信号进行频域轴上的帧内平滑处理。
在此步骤中，可按照公式(3)所示的方式对所述输出频域包络进行频域轴上的帧内平滑处理：
spec [ i &CenterDot; M + j ] = spec [ i &CenterDot; M + j ] &CenterDot; fEnv [ i ] i = 0 , j = 0 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; M / 2 - 1 spec [ i &CenterDot; M + j ] = spec [ i &CenterDot; M + j ] &CenterDot; ( fEnv [ i ] &CenterDot; ( 3 / 2 - j / M ) + fEnv [ i + 1 ] &CenterDot; ( j / M - 1 / 2 ) ) i = 0 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; N - 2 , j = M / 2 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; M - 1 spec [ i &CenterDot; M + j ] = spec [ i &CenterDot; M + j ] &CenterDot; ( fEnv [ i - 1 ] &CenterDot; ( 1 / 2 - j / M ) + fEnv [ i ] &CenterDot; ( 1 / 2 + j / M ) ) i = 1 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; N - 1 , j = 0 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; M / 2 - 1 spec [ i &CenterDot; M + j ] = spec [ i &CenterDot; M + j ] &CenterDot; fEnv [ i ] i = N - 1 , j = M / 2 &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; M - - - ( 3 )
其中，M为第i个子带内元素的个数，N为子带的个数，i代表第i个子带，j代表第i个子带中的第j个元素。
本发明实施例一所述的方法，不仅可以应用在编码端，还可以应用在解码端，或者在编码端和解码端同时应用，或者只是对信号的某一部分进行实施例所述的处理。下面分别结合实施例二到实施例五详细描述一下本发明实施例一所述的方法在不同应用场景下的实现过程。
实施例二
如图3所示，实施例二所述的信号处理方法包括如下步骤：
步骤31、获取当前帧频域信号各子带的能量均值。
与实施例一中描述的相同，可将输入的当前帧时域信号进行时频变换，获得所述当前帧频域信号。例如，可将当前帧时域信号通过离散余弦变换MDCT，或者快速傅里叶变换FFT等方法获得其对应的当前帧频域信号。然后再计算各子带的能量均值。
步骤32、确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值。
在此过程中，也可按照实施例一中描述的方式，先将所述当前帧频域信号分成高频段频域信号和低频段频域信号，并分别计算所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值。然后再将所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值进行比较。
步骤33、根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数。此过程在编码端可称为对所述当前帧频域信号进行帧内预处理。
在此过程中，当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，可按照如下方式获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数。
其中，以当前帧频域信号的第n子带为例，所述当前帧频域信号的第n子带的当前帧修正系数βc[n]可按照公式(4)所示的方式计算得出：
&beta; c [ n ] = 0.5 fEnv [ n ] < 0.4 * avrg 1.2 fEnv [ n ] > 1.5 * avrg 1 others - - - ( 4 )
其中，公式(4)中的αL在此实施例中取值为0.5，αH在此实施例中取值为1.2。这两个修正参数的值可根据经验设置或还可根据实验确定。也即，如果当前子带的频域包络fEnv[n]＜0.4*avrg时，βc[n]＝0.5；如果fEnv[n]＞1.5*avrg，βc[n]＝1.2；否则，βc[n]＝1.0，也即所述当前帧频域信号的第n子带的频域包络保持不变。
在此步骤中，考虑到了某些不需要做帧内预处理的帧，从而进一步减少了输出信号中不连续的现象，提高了输出信号的质量。
步骤34、利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数。
在此步骤中，获取所述当前帧频域信号的第n子带的加权修正系数β′c[n]的过程，可按照实施例一中公式(1)所示的方式，并将修正参数μ，γ分别取值为0.5，计算得出在此实施例二中的加权修正系数β′c[n]。在此实施例二中，将前一帧的对应子带的加权修正系数的初始值设置为1。
步骤35、利用所述加权修正系数β′c[n]修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络，即将经所述加权修正系数β′c[n]修正后的频域包络作为所述第n子带的输出频域包络，即
f′Env[n]＝fEnv[n]*β′c[n]，
其中，fEnv[n]表示当前帧频域信号的第n子带的输出频域包络，β′c[n]表示加权修正系数，f′Env[n]表示修正后的当前帧频域信号的第n子带的输出频域包络。
步骤36、最后，再将所述修正后的输出频域包络输出到解码端。
相应地，在解码端，可首先解码得到频域包络，然后将所述频域包络和频域激励信号一起生成频域信号，并对所述频域信号做频时变换，得到时域信号。
由上述过程可以看出，本发明实施例二所述的信号处理方法，由于利用了所述加权修正系数来修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络，与现有技术相比，本发明实施例所述的方法考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
实施例三
在实施例三所述的信号处理方法中，在编码端对输入的当前帧时域信号先进行时频变换，得到对应的当前帧频域信号。然后再将所述当前帧频域信号进行量化后发送到解码端。如图4所示，本发明实施例四所述的信号处理方法包括如下步骤：
步骤41、获取编码端发送的当前帧频域信号，对所述当前帧频域信号进行去量化处理，得到解码的当前帧频域信号。此过程与现有技术中的相同，在此不再赘述。
步骤42、确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值。
在此过程中，也可按照实施例一或实施例二中描述的方式，先将所述当前帧频域信号分成高频段频域信号和低频段频域信号，并分别计算所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值。然后再将所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值进行比较。
步骤43、根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数。此过程在解码端可称为对所述解码后的当前帧频域信号进行帧内后处理。
在此过程中，当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，可按照如下方式获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数。
以当前帧频域信号的第n子带为例，所述当前频域信号的第n子带的当前帧修正系数βc[n]可按照公式(5)所示的方式计算得出：
&beta; c [ n ] = 0.5 fEnv [ n ] < 0.4 * avrg 1.2 fEnv [ n ] > 1.5 * avrg 1 others - - - ( 5 )
其中，公式(5)中的αL在此实施例中取值为0.5，αH在此实施例中取值为1.2。这两个修正参数的值是经验值，或可根据实验确定。
也即，如果第n子带的频域包络fEnv[n]＜0.4*avrg时，βc[n]＝0.5；如果fEnv[n]＞1.5*avrg，βc[n]＝1.2；否则，βc[n]＝1.0，也即所述当前帧频域信号的第n子带的频域包络保持不变。
在此步骤中，考虑到了某些不需要做帧内后处理的帧，从而进一步减少了输出信号中不连续的现象，提高了输出信号的质量。
步骤44、利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数。
在此步骤中，首先获取所述当前帧频域信号的第n子带的加权修正系数β′c[n]。获取所述β′c[n]可按照实施例一中公式(1)所示的方式，并将修正参数μ，γ分别取值为0.5，计算得出在此实施例二中的加权修正系数β′c[n]。在此实施例二中，将前一帧的对应子带的加权修正系数的初始值设置为1。
步骤45、利用所述加权修正系数β′c[n]修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络，即是对当前帧频域信号进行帧间平滑处理的过程。即将经所述加权修正系数β′c[n]修正后的频域包络作为所述第n子带的输出频域包络，即
f′Env[n]＝fEnv[n]*β′c[n]，
其中，fEnv[n]表示当前帧频域信号的第n子带的输出频域包络，β′c[n]表示加权修正系数，f′Env[n]表示修正后的当前帧频域信号的第n子带的输出频域包络。
步骤46、对所述输出频域包络进行频域轴上的帧内平滑处理。此步骤可采用实施例一步骤15中所示的方法。
步骤47、将所述输出频域包络和频域激励信号一起生成频域信号，并对所述频域信号做频时变换，得到时域信号。
由上述过程可以看出，本发明实施例三所述的信号处理方法，由于利用了所述加权修正系数来修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络，与现有技术相比，本发明实施例所述的方法考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
此外，实施例三所述的方法又在频域轴上对频域信号进行帧内平滑处理，保证了在频域轴上的帧间连续性，进一步提高了输出信号的质量。
实施例四
在实施例四所述的信号处理方法中，在编码端将输入的当前帧时域信号分解成低频带信号和高频带信号。将所述低频带信号通过ADCPM编码后发送到解码端，将所述高频带信号通过时频变换成频域信号，并发送到解码端。
那么在解码端，对接收到的低频带信号首先进行ADCPM解码，得到所述低频带信号的时域信号，然后，再对低频带时域信号做时频变换，得到所述低频带时域信号的频域信号。之后，再按照实施例一或实施例三中所述的帧内后处理和帧间平滑处理的方式，对所述低频带频域信号进行处理。
与实施例一或实施例三中所不同的是，在判断是否需要对低频带频域信号的当前帧的当前子带进行帧内后处理和帧间平滑处理时，求解低频带和高频带能量时的低频带和高频带是基于整个频带而言的，这是因为只有整个频带才能准确的反应输入信号的特性。最后，再将经帧内后处理和帧间平滑处理后的低频带频域信号进行频时变换，得到低频带时域信号。
而在解码端，对接收到的高频带频域信号，则需先进行高频带解码，再将解码后的高频带信号进行频时变换得到高频带时域信号。
最后，再将所述低频带时域信号和高频带时域信号合成得到输出信号。
本发明实施例四所述的方法，通过对低频带频域信号的进行帧内后处理和帧间平滑处理操作，考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
实施例五
在实施例五中，可以在编码端按照实施例二所述的方法先对输入的当前帧频域信号进行帧内预处理和帧间平滑处理，然后再在解码端按照实施例三所述的方法对输入的当前帧频域信号进行帧内后处理和和帧间平滑处理。利用实施例五的信号处理方法，同样能够减小输出信号的噪声，提高输出信号的质量。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
实施例六
本发明实施例六还提供了一种信号处理装置，如图5所示，包括：获取单元51，当前帧修正系数获取单元52，加权修正系数获取单元53以及修正单元54。其中，所述信号获取单元51，用于获取当前帧频域信号各子带的能量均值；当前帧修正系数获取单元52，用于根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数；加权修正系数获取单元53，用于所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数；修正单元54，用于利用所述加权修正系数，修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络。
本发明实施例所述的信号处理装置，与现有技术相比，本发明实施例所述的装置考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
如图6所示，为进一步减少输出信号中不连续的现象，提高输出信号的质量，所述装置还可包括：确定单元55，用于确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值。具体可包括：信号划分模块551，用于将所述当前帧频域信号划分成高频段频域信号和低频段频域信号；判断模块552，用于判断所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值与所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值的大小。
又如图6所示，所述当前帧修正系数获取单元52可包括：
第一修正系数获取子模块521，用于当判断模块552判断所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，所述当前帧频域信号的各子带的频域包络小于对应的第一频域包络阈值时，将所述当前帧修正系数取值为第一修正系数；第二修正系数获取子模块522，用于当判断模块552判断所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，所述当前帧频域信号的各子带的频域包络大于对应的第二频域包络阈值时，将所述当前帧修正系数取值为第二修正系数；其中所述第一修正系数的取值范围为的范围为(0，1)；所述第二修正系数的取值范围为β，β的范围为(1，2)。
为了进一步提高输出信号的质量，保证输出信号在频域轴上的连续性，如图6所示，还可包括：信号处理单元56，用于对所述输出频域信号进行频域轴上的帧内平滑处理。
综上所述，本发明上述实施例所述的信号处理方法及装置，由于利用了所述加权修正系数来修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络，与现有技术相比，本发明实施例所述的方法及装置考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
实施例七
本发明实施例七提供一信号处理方法包括：
步骤71、获取当前帧频域信号的至少一个频域系数的幅值；
在此步骤中，可将输入的当前帧时域信号进行时频变换，获得所述当前帧频域信号。例如，可将当前帧时域信号通过离散余弦变换MDCT，或者快速傅里叶变换FFT等方法获得其对应的当前帧频域信号。然后再计算以获得当前帧频域信号的至少一个频域系数的幅值。在计算频域系数幅值的过程中，可采用现有技术中的方法计算，在此不再赘述。
步骤72、将所述至少一个频域系数的幅值和频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数，所述频域系数的幅值的均值为当前帧频域信号中包括所述至少一个频域系数在内的，与所述至少一个频域系数连续的至少两个频域系数的幅值的均值。
其中所述至少一个当前帧修正系数可通过现有技术中的任何一种帧内后处理方式获取，还可以根据经验值设定。
步骤73、利用所述至少一个当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取与所述至少一个频域系数对应的所述当前帧频域信号的加权修正系数。
在此实施例中，所述加权修正系数是利用对应的当前帧频域信号的当前帧的当前帧修正系数与当前帧频域信号的相关帧，如前一帧或前几帧频域信号对应的加权修正系数进行加权求和得到的。也就是说，所述加权修正系数是综合了所述频域信号两帧之间的当前帧修正系数而得到的一个综合修正系数。并且，所述加权修正系数β′c[n]可按照公式(5)所示的方式计算得出：
β′c[n]＝μ*βp[n]+γ*βc[n]    (5)；
其中β′c[n]表示加权修正系数，βc[n]表示所述当前帧频域信号的第n个当前帧修正系数；βp[n]表示所述当前帧频域信号的相关帧频域信号对应子带的加权修正系数；μ，γ分别为修正参数，其中0＜μ＜1，0＜γ＜1，μ+γ＝1。
步骤74、利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数。
此过程也可称为对当前帧频域信号进行帧间平滑处理。在此步骤中，即是以所述加权修正系数β′c[n]为变换因子，对所述当前帧频域信号的各频域系数做如下线性变换：
f′Env[n]＝fEnv[n]*β′c[n]，
其中，fEnv[n]表示当前帧频域信号的第n个频域系数，β′c[n]表示加权修正系数，f′Env[n]表示修正后的当前帧频域信号的第n个频域系数。
由上述过程可以看出，本发明实施例一所述的信号处理方法，首先获取当前帧频域信号的至少一个频域系数的幅值，然后将所述至少一个频域系数的幅值和当前帧频域信号的频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数，以及利用所述至少一个当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取与所述至少一个频域系数对应的所述当前帧频域信号的加权修正系数，并利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数。
由于利用了所述加权修正系数来修正所述当前帧频域信号的频域系数，与现有技术相比，本发明实施例一所述的方法考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
此外，考虑到某些不需要做帧内处理的帧，进一步减少输出信号中不连续的现象，提高输出信号的质量，本发明实施例七所述的方法还可包括：
步骤72a、确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值。
在此步骤中，可包括如下过程：
步骤721、首先将所述当前帧频域信号分成高频段频域信号和低频段频域信号，并分别计算所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值。其中，在计算所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值的过程中，可采用现有技术中的方法进行计算，在此不再详细描述其计算过程。
步骤722、将所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值进行比较，确定所述高频段频域信号和低频段频域信号的能量均值的大小。
在此基础上，步骤72中的获取当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数的过程可通过如下方式实现。
在获取所述当前帧频域信号的当前帧修正系数的过程中，如用βc[n]表示所述当前帧频域信号的第n个当前帧修正系数，当前帧频域信号中共有N个频域系数，每个频域系数与一个当前帧修正系数以及加权修正系数对应。n为整数且取值范围为(0，N)，用fEnv[n]表示所述当前帧频域信号的第n个频域系数。那么，可按照公式(6)所示的方式获取所述当前帧频域信号的第n个当前帧修正系数βc[n]。
&beta; c [ n ] = &alpha; L | fEnv [ n ] | < &alpha; * avrg &alpha; H | fEnv [ n ] | > &delta; * avrg 1 others - - - ( 6 )
其中，αL，αL表示修正参数，0＜αL＜1，0＜α＜1，1＜αH＜2，0＜δ＜1，avrg表示要被修正的频域系数幅值的均值。
根据公式(6)可以看出，在获取所述当前帧频域信号的各当前帧修正系数的过程中，若所述当前帧频域信号的第n个频域系数的幅值小于对应的第一频域系数阈值α*avrg时，减小所述对应的频域系数，即为βc[n]取值较小的数值αL。若所述当前帧频域信号的第n个频域系数的幅值大于对应的第二频域系数阈值δ*avrg时，增大所述对应的频域系数，即为βc[n]取值较大的数值αL。否则所述当前帧频域信号的各频域系数保持不变。
为了进一步提高输出信号的质量，保证输出频域信号在频域轴上的连续性，本发明实施例七信号处理方法还可包括：
步骤75、在解码端，对修正后的频域信号进行频域轴上的帧内平滑处理。
本发明实施例七所述的方法，不仅可以应用在编码端，还可以应用在解码端，或者在编码端和解码端同时应用，或者只是对信号的某一部分进行实施例所述的处理。
本发明实施例一到实施例五所述的方法在于分子带的所述频域信号的各子带内频域系数的个数大于1时采用的实施方式，针对频域包络来实施。本发明实施例七所述的方法在于当各子带内频域系数的个数为1时，针对频域系数来实施，此时频带中的频谱系数一个点，考虑修正的过程中屏蔽了子带的概念。
本发明实施例八-施例十一
对应参考实施例二到实施例五描述本发明实施例七所述的方法在不同应用场景下的实现过程，不同在于实施例八到实施例十一针对频域系数实施，即各子带内频域系数的个数为1。
实施例十二
本发明实施例十二还提供了一种信号处理装置，包括：
获取单元，用于获取当前帧频域信号的至少一个频域系数的幅值；当前帧修正系数获取单元，用于将所述至少一个频域系数的幅值和频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数，所述频域系数的幅值的均值为当前帧频域信号中包括所述至少一个频域系数在内的，与所述至少一个频域系数连续的至少两个频域系数的幅值的均值；加权修正系数获取单元，用于利用所述至少一个当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取与所述至少一个频域系数对应的所述当前帧频域信号的加权修正系数；修正单元，用于利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数。
本发明实施例所述的信号处理装置，与现有技术相比，本发明实施例所述的装置考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
为进一步减少输出信号中不连续的现象，提高输出信号的质量，所述装置还可包括：确定单元，用于确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值；信号划分模块，用于将所述当前帧频域信号划分成高频段频域信号和低频段频域信号；判断模块，用于判断所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值与所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值的大小。
所述加权修正系数获取单元可包括：第一修正系数获取子模块，用于当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述幅值小于根据所述均值确定的第一频域系数阈值，所述当前帧修正系数取值为第一修正系数；第二修正系数获取子模块，用于当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述当前帧频域信号的频域系数的幅值大于根据所述均值确定的第二频域系数阈值，所述当前帧修正系数取值为第二修正系数，将所述当前帧修正系数取值为第二修正系数；其中所述第一修正系数的取值范围为
Figure G2009100041814D0000201
的范围为(0，1)；所述第二修正系数的取值范围为β，β的范围为(1，2)。
为了进一步提高输出信号的质量，保证输出信号在频域轴上的连续性，还可包括：信号处理单元，用于对修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数后的所述输出频域信号进行频域轴上的帧内平滑处理。
综上所述，本发明上述实施例所述的信号处理方法及装置，由于利用了所述加权修正系数来修正所述当前帧频域信号的各频域系数，与现有技术相比，本发明实施例所述的方法及装置考虑到了频域信号帧间的连续性，减小了输出信号中的噪声，提高了输出信号的质量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：
获取当前帧频域信号各子带的能量均值；
根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数；
利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数；
利用所述加权修正系数，修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络。
2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数的步骤前，所述方法还包括：
确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值。
3.根据权利要求2所述的信号处理方法，其特征在于，根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数的步骤包括：
当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述当前帧频域信号的各子带的频域包络小于对应的第一频域包络阈值，所述当前帧修正系数取值为第一修正系数；
当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述当前帧频域信号的各子带的频域包络大于对应的第二频域包络阈值，所述当前帧修正系数取值为第二修正系数；
其中所述第一修正系数的取值范围为
Figure F2009100041814C0000012
的范围为(0，1)；所述第二修正系数的取值范围为β，β的范围为(1，2)。
4.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数的步骤包括：
将所述当前帧修正系数以及所述相关帧修正系数进行加权求和操作，并将所述操作结果作为前帧频域信号的各子带的加权修正系数。
5.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，利用所述加权修正系数，修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络的步骤包括：
以所述加权修正系数为变换因子，对所述当前帧频域信号的各子带的频域包络做线性变换。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述输出频域信号进行频域轴上的帧内平滑处理。
7.一种信号处理装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取当前帧频域信号各子带的能量均值；
当前帧修正系数获取单元，用于根据所述各子带的频域包络和能量均值，获取所述当前帧频域信号的各子带的当前帧修正系数；
加权修正系数获取单元，用于利用所述当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取所述当前帧频域信号的各子带的加权修正系数；
修正单元，用于利用所述加权修正系数，修正所述当前帧频域信号的各子带的频域包络。
8.根据权利要求7所述的信号处理装置，其特征在于，所述装置还包括：
确定单元，用于确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值。
9.根据权利要求8所述的信号处理装置，其特征在于，所述确定单元包括：
信号划分模块，用于将所述当前帧频域信号划分成高频段频域信号和低频段频域信号；
判断模块，用于判断所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值与所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值的大小。
10.根据权利要求9所述的信号处理装置，其特征在于，所述加权修正系数获取单元包括：
第一修正系数获取子模块，用于当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述当前帧频域信号的各子带的频域包络小于对应的第一频域包络阈值，将所述当前帧修正系数取值为第一修正系数；
第二修正系数获取子模块，用于当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述当前帧频域信号的各子带的频域包络大于对应的第二频域包络阈值，将所述当前帧修正系数取值为第二修正系数；其中所述第一修正系数的取值范围为
Figure F2009100041814C0000031
的范围为(0，1)；所述第二修正系数的取值范围为β，β的范围为(1，2)。
11.根据权利要求7-10任一权利要求所述的信号处理装置，其特征在于，还包括：
信号处理单元，用于对所述输出频域信号进行频域轴上的帧内平滑处理。
12.一种信号处理方法，其特征在于，包括：
获取当前帧频域信号的至少一个频域系数的幅值；
将所述至少一个频域系数的幅值和频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数，所述频域系数的幅值的均值为当前帧频域信号中包括所述至少一个频域系数在内的，与所述至少一个频域系数连续的至少两个频域系数的幅值的均值；
利用所述至少一个当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取与所述至少一个频域系数对应的所述当前帧频域信号的加权修正系数；
利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数。
13.根据权利要求12所述的信号处理方法，其特征在于，所述将所述至少一个频域系数的幅值和当前帧频域信号的频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数前还包括：
确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值是否小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值。
14.根据权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，所述将所述至少一个频域系数的幅值和频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数，所述频域系数的幅值的均值为当前帧频域信号中包括所述至少一个频域系数在内的，与所述至少一个频域系数连续的至少两个频域系数的幅值的均值的步骤包括：
当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述幅值小于根据所述均值确定的第一频域系数阈值，所述当前帧修正系数取值为第一修正系数；
当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述当前帧频域信号的频域系数的幅值大于根据所述均值确定的第二频域系数阈值，所述当前帧修正系数取值为第二修正系数。
15.根据权利要求12所述的信号处理方法，其特征在于，所述利用所述至少一个当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取与所述至少一个频域系数对应的所述当前帧频域信号的加权修正系数的步骤包括：
将所述至少一个当前帧修正系数以及所述相关帧修正系数进行加权求和操作，并将所述操作结果作为与所述至少一个频域系数对应的当前帧频域信号的加权修正系数。
16.根据权利要求12所述的信号处理方法，其特征在于，所述利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数的步骤包括：
以所述加权修正系数为变换因子，对对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数做线性变换。
17.根据权利要求12-16任一权利要求所述的信号处理方法，其特征在于，所述利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数的步骤后还包括：
对所述频域信号进行频域轴上的帧内平滑处理。
18.一种信号处理装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取当前帧频域信号的至少一个频域系数的幅值；
当前帧修正系数获取单元，用于将所述至少一个频域系数的幅值和频域系数的幅值的均值进行比较，获取与所述至少一个频域系数对应的至少一个当前帧修正系数，所述频域系数的幅值的均值为当前帧频域信号中包括所述至少一个频域系数在内的，与所述至少一个频域系数连续的至少两个频域系数的幅值的均值；
加权修正系数获取单元，用于利用所述至少一个当前帧修正系数以及相关帧修正系数，获取与所述至少一个频域系数对应的所述当前帧频域信号的加权修正系数；
修正单元，用于利用所述加权修正系数，修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数。
19.根据权利要求18所述的信号处理装置，其特征在于，所述装置还包括：
确定单元，用于确定所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值小于所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值。
20.根据权利要求18所述的信号处理装置，其特征在于，所述确定单元包括：
信号划分模块，用于将所述当前帧频域信号划分成高频段频域信号和低频段频域信号；
判断模块，用于判断所述当前帧频域信号的低频段频域信号的能量均值与所述当前帧频域信号的高频段频域信号的能量均值的大小。
21.根据权利要求20所述的信号处理装置，其特征在于，所述加权修正系数获取单元包括：
第一修正系数获取子模块，用于当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述幅值小于根据所述均值确定的第一频域系数阈值，所述当前帧修正系数取值为第一修正系数；
第二修正系数获取子模块，用于当所述低频段频域信号的能量均值小于所述高频段频域信号的能量均值时，若所述当前帧频域信号的频域系数的幅值大于根据所述均值确定的第二频域系数阈值，所述当前帧修正系数取值为第二修正系数。
22.根据权利要求18-21任一权利要求所述的信号处理装置，其特征在于，还包括：
信号处理单元，用于对修正对应的所述当前帧频域信号的至少一个频域系数后的所述输出频域信号进行频域轴上的帧内平滑处理。
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