KR20190134708A - 오디오 신호의 인위적 대역폭 제한 처리와 관련된 미리 결정된 특성을 결정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 제1 양태의 일 실시예에 따른 오디오 신호의 스펙트럼 향상 처리와 관련된 미리 결정된 특성을 결정하기 위한 장치의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 2a는 도 1의 스펙트럼이 획득될 수 있는 오디오 신호로부터 도출될 수 있는, 제1 양태의 일 실시예에 따른 예시적인 스펙트럼을 도시하는 개략적인 그래프를 도시한다;
도 2b는 제1 양태의 일 실시예에 따른 도 2a에서와 동일한 주파수 가로 좌표에 걸친 로컬 최대 신호의 개략적인 예시도를 도시한다;
도 3은 결정 규칙을 사용하여 유사성을 결정하기 위한 제1 양태의 일 실시예에 따른 개략도를 도시한다;
도 4는 제1 양태의 실시예에 따른 후 처리된 유사성 함수의 예를 필터링된 값으로 도시한다;
도 5는 주파수 추정기를 포함하는 제1 양태의 일 실시예에 따른 장치의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 6a는 제1 양태의 일 실시예에 따른 예시적인 로컬 유사성 매트릭스의 개략적인 그래픽 표현을 도시한다;
도 6b는 제1 양태의 일 실시예에 따른 도 6a에 도시된 매트릭스의 라인의 개략도를 도시한다;
도 7은 스펙트럼 계산기를 포함하는 제1 양태의 일 실시예에 따른 장치의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 8은 제1 양태의 일 실시예에 따른 오디오 신호의 스펙트럼 향상 처리와 관련된 미리 결정된 특성을 결정하는 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다;
도 9는 제2 양태의 일 실시예에 따른 장치의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 10은 제2 양태의 일 실시예와 관련하여 예시적인 스펙트럼을 도시하는 개략도를 도시한다;
도 11은 제2 양태의 일 실시예에 따른 스펙트럼 차이 함수의 예시적인 결과의 개략도를 도시한다;
도 12a는 에너지 추정기를 포함하는 제2 양태의 일 실시예에 따른 장치의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 12b는 제2 양태의 일 실시예에 따른 차단 주파수에서 하강 에지를 포함하는 예시적인 스펙트럼을 도시한다;
도 12c는 제2 양태의 일 실시예에 따른 디코더로부터 수신될 수 있는 오디오 신호를 처리하도록 구성된 장치의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 12d는 제2 양태의 일 실시예에 따른 스펙트럼 가중치를 결정하기 위한 프로세서의 기능의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 12e는 버디 아티팩트를 감소시키도록 구성된, 제2 양태의 일 실시예에 따른 신호 향상기의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 12f는 제2 양태의 일 실시예에 따른 오디오 신호를 처리하는 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다;
도 13a는 제2 양태의 일 실시예에 따른 오디오 신호의 인위적 대역폭 제한 처리와 관련된 미리 결정된 특성을 결정하는 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다;
도 13b는 제2 양태의 실시예에 따른 오디오 신호의 인위적 대역폭 제한 처리와 관련된 미리 결정된 특성을 결정하는 다른 방법의 개략적인 흐름도를 도시하며, 이 방법은 또한 차단 주파수를 평가한다;
도 14는 제3 양태의 일 실시예에 따른 장치의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 15는 제3 양태의 일 실시예에 따른 상이한 성분을 포함하는 예시적인 스펙트럼을 도시하는 개략도를 도시한다;
도 16은 제3 양태의 일 실시예에 따른 장치의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 17a는 제3 양태의 일 실시예에 따른 오디오 신호의 제1 부분의 예시적인 스펙트럼을 도시한다;
도 17b는 제3 양태의 실시예에 따른 제1 부분이 다수의 2개의 복제된 부분만큼 확장된 개략도를 도시한다;
도 17c는 제3 양태의 일 실시예에 따른 도 17b의 적어도 확장된 부분을 성형하도록 구성되는 엔벨로프 성형기로부터 획득될 수 있는 예시적인 크기 스펙트럼을 도시한다;
도 18은 제3 양태의 일 실시예에 따른 오디오 신호를 화이트닝하도록 구성되는 스펙트럼 화이트너(whitener)의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 19는 제3 양태의 일 실시예에 따른 도 16의 장치의 신호 분석기이고 룩업 테이블인 선택적 블록의 기능을 도시한다;
도 20은 제3 양태의 일 실시예에 따른 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다;
도 21은 제4 양태의 일 실시예에 따른 장치의 개략적인 블록도를 도시한다;
도 22는 제4 양태의 실시예에 따른 분리기를 포함하는 장치의 개략적인 블록도를 도시한다; 그리고
도 23은 제3 양태의 일 실시예에 따른 오디오 신호를 처리하는 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다.
Claims (27)
- 오디오 신호의 인위적 대역폭 제한 처리와 관련된 미리 결정된 특성을 결정하기 위한 장치에 있어서,
기울기 평가 결과(56)를 획득하기 위해 상기 오디오 신호의 스펙트럼의 기울기(54)를 평가하도록 구성된 기울기 평가기(52); 및
상기 기울기 평가 결과(56)의 평가에 따라 상기 오디오 신호(12)가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보(66)를 제공하기 위한 프로세서(64);를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항에 있어서,
상기 주파수 평가 결과(62)를 획득하기 위해 상기 오디오 신호(12)의 스펙트럼의 차단 주파수(fc)를 평가하도록 구성된 주파수 평가기(58)를 더 포함하고,
상기 프로세서(64)는 상기 기울기 평가 결과(56)의 평가 및 상기 주파수 평가 결과(62)의 평가에 따라 상기 오디오 신호(12)가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보(66)를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 장치는 상기 오디오 신호(12)의 복수의 스펙트럼(12'1, 12'2, 12'3)에 있어서 상기 미리 결정된 특성을 결정하도록 구성되고, 상기 기울기 평가기(52)는 상기 스펙트럼(12'1, 12'2, 12'3) 각각의 기울기(54)를 평가하도록 구성되고, 상기 주파수 평가기(58)는 상기 스펙트럼(12'1, 12'2, 12'3) 각각을 평가하도록 구성되고, 상기 프로세서는 상기 오디오 신호가 상기 스펙트럼(12'1, 12'2, 12'3) 각각에 있어서 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제3항에 있어서,
상기 스펙트럼(12')의 주파수 대역(fh)의 에너지(E)를 결정하고 상기 프로세서(64)에 상기 주파수 대역(fh)의 에너지(E)를 나타내는 정보를 포함하는 신호(82)를 제공하도록 구성된 결정기(78)를 더 포함하며, 상기 프로세서(64)는 상기 스펙트럼(12')의 에너지(E)가 에너지 임계 레벨 미만인 경우 이전 스펙트럼에 기초하여 상기 오디오 신호(12)가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보(66)를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기울기 평가기(52)는 상기 스펙트럼(12') 내에서의 감쇠를 평가하고 상기 감쇠에 대한 측정치를 나타내도록 상기 기울기 평가 결과(56)를 제공하도록 구성되고, 상기 프로세서(64)는 상기 감쇠에 대한 측정치가 적어도 가파른 정도(steepness) 임계 값인 경우 상기 오디오 신호가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보(66)를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기울기 평가기(52)는 상기 스펙트럼(12')의 가파른 정도를 평가하고 상기 가파른 정도에 대한 측정치를 나타내도록 상기 기울기 평가 결과(56)를 제공하도록 구성되고, 상기 프로세서(64)는 상기 가파른 정도에 대한 측정치가 적어도 가파른 정도 임계 값인 경우 상기 오디오 신호(12)가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보(66)를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 기울기 평가기(52)는 상기 스펙트럼(12')의 복수의 주파수 값을 결합하는 윈도우 함수를 사용하여 상기 스펙트럼(12)의 스펙트럼 차이 함수(S(h))를 결정하고, 상기 윈도우 함수의 결과를 사용하여 상기 감쇠에 대한 측정치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기울기 평가기(52)는 상기 스펙트럼의 제1 주파수 대역(f1)의 제1 에너지 레벨과 상기 스펙트럼(12')의 제2 에너지 대역(f2)의 제2 에너지 레벨 사이의 감쇠를 평가하고 - 상기 제1 에너지 대역(f1)은 상기 제2 주파수 대역(f2)의 제2 주파수 범위와 비교할 때 더 낮은 제1 주파수 범위를 포함함 -, 상기 감쇠에 대한 측정치를 나타내도록 상기 기울기 평가 결과(56)를 제공하도록 구성되고, 상기 프로세서(64)는 상기 감쇠에 대한 측정치가 적어도 감쇠 임계 값인 경우 상기 오디오 신호(12)가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보(66)를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주파수 평가기는 상기 오디오 신호의 주파수 대역에서의 에너지(E)에 대한 측정치를 결정하고, 주파수 범위에서의 에너지의 증가에 기초하여 감소하는 주파수 범위에서의 에너지에 기초하여 차단 주파수(fc)를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주파수 평가 결과(62)를 수신하고 필터링된 주파수 평가 결과(62')를 제공하도록 구성된 필터(74)를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 오디오 신호(12)의 복수의 스펙트럼(12'1, 12'2, 12'3)과 연관된 복수의 기울기 평가 결과(56) 및 필터링된 주파수 평가 결과(62')에 기초하여 상기 오디오 신호(12)가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보(66)를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(64)는 복수의 프레임 각각에 대해 상기 오디오 신호(12)의 복수의 프레임에 대한 각각의 정보를 제공함으로써 상기 오디오 신호(12)가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보(66)를 제공하도록 구성되고, 상기 프로세서(64)는 상기 복수의 프레임에 기초하여 복수의 프레임 결과를 획득하고 상기 복수의 프레임에 대해 유효한 결합된 결과(66')를 획득하도록 상기 프레임 결과를 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제11항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 결합된 결과(66')를 획득하기 위해 상기 복수의 프레임 결과를 사용하여 중간 필터링을 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
샘플링 주파수를 사용하여 업샘플링과 관련된 미리 결정된 특성에 대해 상기 오디오 신호(12)를 평가하도록 구성된 리샘플링 평가기를 더 포함하고, 상기 장치는 상기 샘플링 주파수에 기초하여 상기 기울기 평가기(52) 및/또는 상기 주파수 평가기(58)의 주파수 범위를 적응시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제13항에 있어서,
상기 리샘플링 평가기는 다음의 결정 규칙이 적용될 때 부정적인 평가 결과를 획득하도록 구성되고,
X(k) > 임계치
및
X(k) < X(k+1) - 오프셋 파라미터
X(k)는 주파수 인덱스 k에서의 스펙트럼의 값 X이고, 오프셋 파라미터는 노이즈 억제 값인 것을 특징으로 하는 장치. - 제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 리샘플링 평가기는 다음의 결정 규칙이 적용될 때 상기 오디오 신호(12)가 주파수 인덱스 k에서 대역폭을 제한하는 업샘플링을 받았다는 것을 나타내는 긍정적인 평가 결과를 획득하도록 구성되고,
S(k) > 임계치
S(k)는 주파수 인덱스 k에서의 스펙트럼과 관련된 스펙트럼 차이 함수인 것을 특징으로 하는 장치. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오디오 신호(12)가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보에 따라 또는 상기 오디오 신호가 스펙트럼 향상 처리와 관련된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보에 따라 상기 오디오 신호(12)의 상기 인위적 대역폭 제한 처리에 의해 야기되는 아티팩트를 감소시키도록 구성된 신호 향상기(48, 125, 200)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제16항에 있어서,
상기 신호 향상기는 가중된 필링 신호(F)를 사용하여 스펙트럼 갭(202)을 채우고 및/또는 가중 인자(G, W)를 사용하여 스펙트럼 아일랜드(204)를 감쇠시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 오디오 신호(91)를 처리하기 위한 장치에 있어서,
상기 오디오 신호(91)의 스펙트럼(91', x')의 기울기(54)를 평가하여 기울기 평가 결과(56)를 획득하도록 구성된 기울기 평가기(52);
상기 스펙트럼(91', X')이 에지를 포함하는 적어도 제1 주파수 에지 및 제2 주파수 에지(2061-2064)를 평가하도록 구성된 주파수 평가기(58); 및
스펙트럼 가중치(G, W)를 결정하고, 상기 스펙트럼 가중치를 사용하여 상기 제1 주파수 에지 및 상기 제2 주파수 에지(2061-2064) 사이의 스펙트럼 영역에서 상기 오디오 신호(91, X)를 처리하도록 구성된 프로세서(208, 228);를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제18항에 있어서,
스펙트럼 갭(202)이 상기 제1 에지(2061)와 상기 제2 에지(2062) 사이에 배치되고, 상기 프로세서(208)는 상기 스펙트럼 가중치(G)를 결정하여 상기 스펙트럼 가중치(G)를 필링 신호(S)와 결합해서 가중된 필링 신호(F)를 획득하도록 구성되고,
상기 장치는 상기 오디오 신호(91) 또는 그로부터 도출된 신호를 상기 가중된 필링 신호(F)와 결합하도록 구성된 결합기(226)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제19항에 있어서,
상기 프로세서(208, 228)는
제1 필터링된 신호(Y')를 획득하기 위해 주파수에 걸쳐 그리고 제2 필터링된 신호(Z)를 획득하기 위해 시간에 걸쳐 상기 오디오 신호(91, X) 또는 그로부터 도출된 신호를 평활화하고;
주파수 차이 값(Δf)을 획득하기 위해 상기 제1 필터링된 신호(Y')를 상기 오디오 신호(91, X) 또는 그로부터 도출된 신호와 비교하고, 시간 차이 값(Δt)을 획득하기 위해 상기 제2 필터링된 신호(Z')를 상기 오디오 신호(91, X) 또는 그로부터 도출된 신호와 비교하고;
상기 주파수 차이(Δf) 값이 주파수 차이 임계 값(Sf) 이상인 경우 그리고 상기 시간 차이 값(Δt)이 시간 차이 임계 값(St) 이상인 경우, 상기 스펙트럼 가중치(G)를 0이 아닌 값으로 설정하도록; 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 장치는 상기 오디오 신호(91, X) 또는 그로부터 도출된 신호의 적어도 하나의 선행하는 프레임을 평가하여 상기 필링 신호(S)를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
스펙트럼 아일랜드(204)가 상기 제1 에지(2063)와 상기 제2 에지(2064) 사이에 배치되고, 상기 프로세서(228)는 상기 스펙트럼 가중치(W)를 결정하고 상기 스펙트럼 가중치(W)를 상기 오디오 신호(91, X) 또는 그로부터 도출된 신호(Z)와 결합하여 상기 스펙트럼 아일랜드(204)를 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치. - 오디오 신호의 인위적 대역폭 제한 처리와 관련된 미리 결정된 특성을 결정하는 방법(2000)에 있어서,
기울기 평가 결과를 획득하기 위해 상기 오디오 신호의 스펙트럼의 기울기를 평가하는 단계(2100); 및
상기 기울기 평가 결과의 평가에 따라 상기 오디오 신호가 상기 미리 결정된 특성을 포함한다는 것을 나타내는 정보를 제공하는 단계(2300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 오디오 신호를 처리하는 방법(1500)에 있어서,
기울기 평가 결과를 획득하기 위해 상기 오디오 신호의 스펙트럼의 기울기를 평가하는 단계(1600);
주파수 평가 결과를 획득하기 위해 상기 스펙트럼이 에지를 포함하는 적어도 제1 주파수 에지 및 제2 주파수 에지를 평가하는 단계(1700); 및
스펙트럼 가중치를 결정하고, 상기 스펙트럼 가중치를 이용하여 상기 제1 주파수 에지와 상기 제2 주파수 에지 사이의 스펙트럼 영역에서 상기 오디오 신호를 처리하는 단계(1800);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 컴퓨터 상에서 실행될 때, 제24항 또는 제25항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램을 저장한 비일시적 저장 매체.
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