基于Volterra级数预测的音频频带扩展.pdfVIP

第 12期 电 子 学 报 V01．40 No．12 2012年 l2月 ACrAEI (R0NICA SINICA Dec． 2O12 基于 Voherra级数预测的音频频带扩展 张兴涛，鲍长春，刘 鑫，张丽燕 (北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京 100124) 摘 要：本文采用非线性分析方法，基于Volterra级数提出了一种宽带音频信号的频带扩展方法，并利用高斯混 合模型(GaussianMixtureModel，GMM)和码本映射技术对扩展后的音频信号进行了谱包络和能量增益调整．实验表明， 所提算法的性能要好于已有的非线性频带扩展算法，当用本文的方法替代 rrU—TG．722．1C编码器中的噪声填充技术 时，在24kbps得到了提升的超宽带音频质量 ． 关键词 ： 频带扩展 ；Voherra级数 ；高斯混合模型；码本映射 中图分类号： TN912．3 文献标识码： A 文章编号： 0372—2112(2012)122501—06 电子学报URL：http：／／www．ejouma1．org．ca DOI：10．3969／j．issn．0372．2112．2012．12．023 AudioBandwidthExtensionBasedonVolterraSeries ZHANG Xing-tao，BAO Chang-chun，LIU Xin，ZHANG Li—yan (School0厂ElectronicInformationandControlEngineering，BeijingUniversityofTechno／ogy，Bej／~／ 100124，China) Abstract： Inthispaper，abandwidthextensionalgorithm ofwidebandaudiosignalisproposedbasedonVolterraserieswiht htenonlinearanalysismehtod．TheGaussinamixturemodelandcodebookmappingalgorithmsaleusedtoadjusthtespecmmaenve· lope nadenergygainoftheextendedaudiosignalseparately．Testresultsnidicatethathteproposedme htod outpreformshteexisting nonlinearalgorithms．Whenhtenoise-fillingmehtod usedni I1rU TG．722．1C super-widebnadaudiocodecisreplacedbyhtepro— posedalgorithm，htesuper-widebandaudioqualityisimprovedat24kbps． KeyWOrds： bandwidht extension；Volterraesries；Gaussianmixturemod el；codebookmapping 研究表明，非线性预测具有很高的预测精度，通过 1 引言 对序列 已知部分进行分析，可 以预测序列未知部 在数字信号传输中，由于传输带宽和存储容量的限 分L4，5J．近年来 ，已有研究者尝试将非线性预测引入到 制，音频信号的编码往往只传送对人耳感知重要的低频 音频信号处理领域，并得到了优于传统音频频带扩展方 分量，而舍弃人耳不敏感的高频分量，这必然导致解码 法的结果L6．7j．文献[6]采用混沌预测算法实现谱细节恢 端重建音频质量的下降，音色显得沉闷，缺乏响亮度和 复，并采用线性外推算法进行包