具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

蓝牙国际联盟Bluetooth Sig联合众多厂商推出了LC3，主要面向低功耗蓝牙，也可以用于经典蓝牙，其具有较低延迟、较高音质和编码增益以及在蓝牙领域无专利费的优点，受到广大厂商的关注。在现有技术中，蓝牙国际联盟推出的LC3标准对于44.1k和48kHz采样率的音频编解码时有两个方面的不足：1)在编码时，LD-MDCT会计算并输出480个谱系数，但后续的编解码模块只会使用前400个谱系数，造成算力的浪费。2)由于舍弃了高频部分的80个谱系数，解码输出的音频与编码输入的原始音频相比，会丢失一些高频部分，造成对LC3编解码器的音质的影响。

本发明的发明构思是：根据LC3音频编解码器中有效带宽的目标增值，对LC3音频编解码器中标准的子带索引表、时域噪声整形模块的起止频率与编码谱线数量的定义分别进行更新，获得更新子带索引表、更新起止频率以及更新编码谱线数量，增加LC3音频编解码的有效带宽，从而提高音质。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

图1示出了本发明一种增加LC3音频编解码有效带宽的方法的一个具体实施方式。

在图1所示的具体实施方式中，增加LC3音频编解码有效带宽的方法主要包括步骤S101，根据LC3音频编解码过程中输出谱系数数量与编码谱系数数量的差值，确定LC3音频编解码增加的有效带宽增值，其中有效带宽增值不大于差值。

在该具体实施方式中，以帧长10ms的音频数据为例，由于LC3音频编解码器在音频编解码过程中，其LD-MDCT模块会计算并输出480个谱系数，而在后续的编解码模块中只使用前400个谱系数，舍弃了高频部分的80个谱系数，即LC3音频编解码器在音频编解码过程中的有效带宽为400。本发明根据LD-MDCT模块计算并输出的谱系数数量480与编解码模块中使用的谱系数数量400的差值80，设定LC3音频编解码器在音频编解码过程中增加的有效带宽增值N，使LC3音频编解码器在音频编解码过程中的有效带宽从原始的400增加为400+N，增加其有效带宽的同时使得该LC3音频编解码器的音质提高，其中400+N不大于480。

在图1所示的具体实施方式中，增加LC3音频编解码有效带宽的方法，还包括步骤S102，根据有效带宽增值，分别对LC3音频编解码器中的标准的子带索引表、时域噪声整形模块的起止频率以及编码谱线数量的定义进行更新，获得相应的更新子带索引表、更新起止频率以及更新编码谱线数量。

在该具体实施方式中，在低延迟改进型离散余弦变换模块，LC3编解码器在编码过程中计算子带能量时需要用到子带索引表，优选的，以帧长10ms的音频数据为例，标准规范的子带索引表会舍弃高频的80个谱系数，只存储400个谱系数。根据前述增加的有效带宽N，更新子带索引表，使子带索引表中的索引覆盖了全部400+N个谱系数，使得后续编解码模块可使用400+N个谱系数进行编解码，进而使LC3音频编解码器编码输出400+N个谱系数，提高LC3音频编解码器的音质。

在本申请的一个具体实施例中，根据有效带宽增值对LC3音频编解码器中的标准的子带索引表进行更新，得到更新子带索引表，包括：对LC3音频编解码器中标准规范的子带索引表进行二阶拟合，获得子带索引表对应的子带索引表二阶拟合公式；根据有效带宽增值，对子带索引表二阶拟合公式进行校正，获得更新子带索引表拟合公式；根据更新子带索引表拟合公式，获得更新子带索引表。

在本发明的一个具体实例中，优选的，关于子带索引表，主要对应两个表格：

1)I_48000_10ms，用于帧长10ms时，采样率44.1kHz和48kHz的音频编码；

2)I_48000_7.5ms，用于帧长7.5ms时，采样率44.1kHz和48kHz的音频编码；

以帧长10ms的子带索引表I_48000_10ms为例，标准规范的子带索引表为： I_48000_10ms＝[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,39,42,4 5,48,51,55,59,63,67,71,76,81,86,92,98,105,112,119,127,135,144,154,164,175,186,198,211,225,240 ,256,273,291,310,330,352,375,400]；

对标准规范的子带索引表I_48000_10ms进行二阶拟合，拟合后获得子带索引表对应的子带索引表二阶拟合公式，并根据增加后的有效带宽400+N，对子带索引表对应的子带索引表二阶拟合公式进行校正，获得更新子带索引表拟合公式；利用获得的更新子带索引表拟合公式，生成关于增加后的有效带宽400+N的更新子带索引表。

在本申请的一个具体实施例中，对LC3音频编解码器中标准规范的子带索引表进行二阶拟合，获得子带索引表对应的子带索引表二阶拟合公式，包括：对LC3音频编解码器中标准规范的子带索引表进行二阶指数拟合，获得子带索引表对应的子带索引表二阶拟合公式。

在本发明的一个具体实例中，优选的，标准规范的子带索引表进行二阶指数拟合，其二阶指数拟合公式为：

f(x)＝a*exp(b*x)+c*exp(d*x) (1)

公式(1)中的f(x)表示谱系数数量，x表示子带索引表的表格数量，a、b、c均为该子带索引表对应的子带索引表二阶拟合公式的系数。根据前述帧长10ms的子带索引表 I_48000_10ms按公式(1)进行二阶指数拟合，获得公式(1)中的各个系数的值。其中，a＝6.404，b＝0.0636，c＝-6.569，d＝-0.05793。进而获得子带索引表对应的子带索引表二阶拟合公式：

f(x)＝6.404xp(0.0636*x)-6.569*exp(-0.05793*x) (2)

在本申请的一个具体实施例中，对子带索引表二阶拟合公式进行校正的过程，包括：根据有效带宽增值，获得多个子带索引表二阶拟合公式校正系数；根据多个子带索引表二阶拟合公式校正系数，对子带索引表二阶拟合公式进行校正，获得更新子带索引表拟合公式。

在本发明的一个具体实例中，优选的，以前述帧长10ms的子带索引表I_48000_10ms为例，此时有效带宽的增值N为80，对公式(2)的子带索引表对应的子带索引表二阶拟合公式引入校正系数，生成公式校正公式：

f(x)＝Gamma1*(*6.404xp(0.0636*x*Gamm2)-6.569*exp(-0.05793*x*Gamm2)) (3)

公式(3)中的f(x)表示谱系数数量，x表示子带索引表的表格数量，Gamma1、Gamma2均为校正系数。根据帧长10ms的子带索引表I_48000_10ms按公式(3)进行公式校正，获得公式(3)中的各个系数的值。其中，Gamma1＝480/484，Gamma2＝68/65。进而获得更新子带索引表拟合公式：

f(x)＝480/484*(*6.404xp(0.0636*x*68/65)-6.569*exp(-0.05793*x*68/65)) (4)

在本发明增加LC3音频编解码有效带宽的方法中，优选的，通过前述公式(4)的更新子带索引表拟合公式获得帧长10ms的更新子带索引表：

I_48000_10ms_new＝[1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,15,16,17,19,20,22,24,26, 28,30,32,34,37,40,43,46,49,52,56,60,64,69,74,79,84,90,97,103,111,118,126,135,144, 154,165,177,189,202,216,231,246,263,282,301,322,344,368,393,420,449,480]；

帧长10ms的更新子带索引表可将标准规范中LC3编解码过程中舍弃的80个高频谱系数包括进来，使得更新子带索引表的索引覆盖了全部480个谱系数，进而使LC3音频编解码得到有效带宽增加。

在该具体实施方式中，优选的，以帧长10ms的音频数据为例，此时有效带宽的增值N 为80，在时域噪声整形模块，LC3编解码器在滤波过程中标准规范的起止频率只定义到400。根据前述增加的有效带宽80，对起止频率的定义进行更新，使起止频率可定义到480，使得时域噪声整形模块对480个谱系数均进行滤波，进而使LC3音频编解码器编码输出480个进行完整编码相关步骤的谱系数，提高LC3音频编解码器的音质。

在本申请的一个具体实施例中，根据有效带宽增值对时域噪声整形模块的起止频率进行更新，得到更新起止频率，包括：对标准规范的起止频率进行二阶拟合，获得起止频率对应的起止频率二阶拟合公式；根据有效带宽增值，对起止频率二阶拟合公式进行校正，获得更新起止频率拟合公式。根据更新起止频率拟合公式，获得更新起止频率。

在本发明的一个具体实例中，优选的，以帧长10ms的音频数据为例，此时有效带宽的增值N为80，标准规范的起止频率定义为：Start_stop_freq＝[12,74,137,200,266,333,400]；对标准规范的起止频率Start_stop_freq进行二阶拟合，拟合后获得起止频率对应的起止频率二阶拟合公式，将增加后的有效带宽480带入起止频率对应的起止频率二阶拟合公式中，对起止频率对应的起止频率二阶拟合公式进行校正，获得更新起止频率拟合公式，利用获得的更新起止频率拟合公式，生成关于增加后的有效带宽480的更新起止频率。

在本申请的一个具体实施例中，对标准规范的起止频率进行二阶拟合，获得起止频率对应的起止频率二阶拟合公式，包括：对标准规范的起止频率进行二次线性拟合，获得起止频率对应的起止频率二阶拟合公式。

在本发明的一个具体实例中，优选的，标准规范的起止频率进行二次线性拟合，其二次线性拟合公式为：

f(x)＝p1*x^2+p2*x+p3 (5)

公式(1)中的f(x)表示起止频率，x表示起止频率的定义个数，p1、p2、p3均为该起止频率对应的起止频率二阶拟合公式的系数。以帧长10ms的音频数据为例，根据帧长10ms的音频数据的起止频率Start_stop_freq按公式(5)进行二次线性拟合，获得公式(5)中的各个系数的值。其中，p1＝0.6071，p2＝61.04，p3＝12.14。进而获得起止频率对应的起止频率二阶拟合公式：

f(x)＝0.6071*x^2+61.04*x+12.14 (6)

在本申请的一个具体实施例中，对起止频率二阶拟合公式进行校正的过程，包括：根据有效带宽增值，获得多个起止频率二阶拟合公式校正系数；根据多个起止频率二阶拟合公式校正系数，对起止频率二阶拟合公式进行校正，获得更新起止频率拟合公式。

在本发明的一个具体实例中，优选的，以帧长10ms的音频数据为例，此时有效带宽的增值N为80，对公式(6)的起止频率对应的起止频率二阶拟合公式引入校正系数，生成公式校正公式：

f(x)＝beta*0.6071*x^2+beta*61.04*x+12.14 (7)

公式(7)中的f(x)表示起止频率，x表示起止频率的定义个数，beta为校正系数。根据帧长10ms的音频数据的起止频率Start_stop_freq按公式(7)进行公式校正，获得公式(7) 中的各个系数的值。其中，beta＝480/399。进而获得更新起止频率拟合公式：

f(x)＝480/399*0.6071*x^2+480/399*61.04*x+12.14 (8)

在本发明增加LC3音频编解码有效带宽的方法中，优选的，通过前述公式(8)的更新起止频率拟合公式获得帧长10ms的更新起止频率：Start_stop_freq_new＝[13,87,162,240, 318,398,480]；帧长10ms的更新起止频率可将标准规范中LC3编解码过程中舍弃的80个高频谱系数包括进来，使得更新起止频率对480个谱系数进行滤波，进而使LC3音频编解码器编码输出480个进行完整编码相关步骤的谱系数，LC3音频编解码得到有效带宽增加。

在该具体实施方式中，由于LC3编解码器在量化过程中标准规范的编码谱线数量为：当 LD-MDCT的输出谱线数量为480时，其有效谱线数量为400；当LD-MDCT的输出谱线数量为360时，其有效谱线数量为300；当LD-MDCT的输出谱线数量不为480或360时，其有效谱线数量与LD-MDCT的输出谱线数量相同。由于丢弃高频谱线系数会造成音频数据在编解码过程中的损失，因此重新定义编码谱线数量得到更新编码谱线数量，避免音频数据在编解码过程中的损失。例如，当对LC3编解码器输入帧长10ms的音频数据时，LD-MDCT 的输出谱线数量为480，其标准规范的有效谱线数量为400，此时可将有效带宽的增值N取 80，使LC3编解码器编解码过程中使用到的有效谱线数量为480；当对LC3编解码器输入帧长7.5ms的音频数据时，LD-MDCT的输出谱线数量为360，其标准规范的有效谱线数量为 300，此时可将有效带宽的增值N取60，使LC3编解码器编解码过程中使用到的有效谱线数量为360。

在本申请的一个具体实施例中，根据有效带宽增值对编码谱线数量进行重新定义，得到更新编码谱线数量，包括：将编码谱系数数量与有效带宽增值的和值，定义为更新编码谱线数量。

在本发明的一个具体实例中，优选的，由于LC3编解码器在量化过程中标准规范的编码谱线数量为：当LD-MDCT的输出谱线数量为480时，其有效谱线数量为400；当LD-MDCT的输出谱线数量为360时，其有效谱线数量为300；当LD-MDCT的输出谱线数量不为480 或360时，其有效谱线数量与LD-MDCT的输出谱线数量相同。根据增加的有效带宽N，重新定义编码谱线数量得到更新编码谱线数量；使在任何情况下，LD-MDCT的输出谱线数量均与其有效谱线数量相同。避免音频数据在编解码过程中的损失。

在本申请的一个具体实施例中，增加LC3音频编解码有效带宽的方法，还包括：对更新子带索引表、更新起止频率和、或更新编码谱线数量进行手动校正，排除更新子带索引表、更新起止频率和、或更新编码谱线数量中的错误。

在本发明的一个具体实例中，优选的，以前述帧长10ms的更新子带索引表 I_48000_10ms_new为例，此时有效带宽的增值N为80。帧长10ms的更新子带索引表：

I_48000_10ms_new＝[1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,15,16,17,19,20,22,24,26, 28,30,32,34,37,40,43,46,49,52,56,60,64,69,74,79,84,90,97,103,111,118,126,135,144, 154,165,177,189,202,216,231,246,263,282,301,322,344,368,393,420,449,480]；

对更新子带索引表I_48000_10ms_new中的每一谱线系数进行手工校正，在 I_48000_10ms_new发现，出现了2个1的谱线系数，手工将第一个1改成0，使更新子带索引表I_48000_10ms_new中各个谱线系数依次增大。避免在将更新子带索引表I_48000_10ms_ new中谱线系数重复带来的错误。

本发明增加LC3音频编解码有效带宽的方法中，均以帧长为10ms的音频数据为例，本发明增加LC3音频编解码有效带宽的方法对帧长为7.5ms的音频数据适用，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

图2示出了本发明一种增加LC3音频编解码有效带宽的装置的具体实施方式。

在图2所示的具体实施方式中，增加LC3音频编解码有效带宽的装置主要包括：模块 201，其用于根据LC3音频编解码过程中输出谱系数数量与编码谱系数数量的差值，确定LC3 音频编解码增加的有效带宽增值，其中有效带宽增值不大于差值；模块202，其用于根据有效带宽增值，分别对LC3音频编解码器中的标准的子带索引表、时域噪声整形模块的起止频率以及编码谱线数量的定义进行更新，获得相应的更新子带索引表、更新起止频率以及更新编码谱线数量。

在该具体实施例中，根据输出谱线数量与编码谱线数量确定增加的有效带宽的增值，并将编解码过程中与有效带宽相关的模块均进行更新，优选的，低延迟改进型离散余弦变换模块在计算子带能量时，子带索引表与有效带宽有关，因此对子带索引表进行更新；时域噪声整形模块在滤波过程中的起止频率与有效带宽有关，因此对有效带宽有关，因此对子带索引表进行更新；量化模块对有效编码谱线数量的定义进行更新。使得本发明增加LC3音频编解码有效带宽的装置可实现增加LC3音频编解码的有效带宽，提高LC3音频编解码器的音质。

在本发明的一个具体实例中，本发明增加LC3音频编解码有效带宽的装置在编解码的过程中相比于标准LC3音频编解码装置删除了音频编解码过程中的非关键模块。例如，删除带宽检测模块和、或冲击检测模块。对于带宽检测模块，由于在标准LC3音频编解码装置中，带宽检测模块主要的应用场景是打电话，此时实际的带宽可能只有奈奎斯特频率的一半，当 LC3编码器的输入采样率是16kHz时，其实际带宽只有4kHz，此时使用带宽检测模块获得正确的带宽以确保后续的时域噪声整形模块能正常工作。而采样率44.1kHz或48kHz主要应用场景是音乐编解码或高清语音，因此在采样率为44.1kHz或48kHz时，上述情况不会出现，可省略带宽检测模块的检测环节。对于冲击检测模块，由于本发明增加LC3音频编解码有效带宽的装置只在采样率为44.1Hz或48Hz时的情况下使用，冲击检测模块的检测环节对采样率为44.1Hz或48Hz的音频数据编解码的影响不大，因此可省略冲击检测模块的检测环节。本发明增加LC3音频编解码有效带宽的装置的编码流程如图3所示，图3所示的编码流程中删除了带宽检测模块与冲击检测模块，使得本发明增加LC3音频编解码有效带宽的装置在编码过程中节省了算力。

在本发明的一个具体实例中，可根据音频数据的采样率来判定是否使用本发明增加LC3 音频编解码有效带宽的装置，当采样率为44.1Hz或48Hz时，选用本发明增加LC3音频编解码有效带宽的装置进行音频数据的编解码；当采样率为其他时，选用标准LC3音频编解码的装置进行音频数据的编解码。本发明提供的增加LC3音频编解码有效带宽的装置，可用于执行上述任一实施例描述的增加LC3音频编解码有效带宽的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在本发明的一个具体实施例中，本发明一种增加LC3音频编解码有效带宽的装置中各功能模块可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。

软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM 存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储介质中。示范性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。

处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(英文：Field Programmable Gate Array，简称：FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合等。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如 DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。在替代方案中，存储介质可与处理器成一体式。处理器和存储介质可驻留在 ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件驻留在用户终端中。

本发明设计了一种增加LC3音频编解码有效带宽的方法及装置。通过对LC3音频编解码器中标准的子带索引表、时域噪声整形模块的起止频率与编码谱线数量的定义分别进行更新，获得更新子带索引表、更新起止频率与更新编码谱线数量，增加LC3音频编解码的有效带宽，从而提高音质。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。