扩展语音带宽 - 高清语音技术及其在手机和蓝牙耳机中的实现

扩展语音带宽

可以预计，在引入高清语音的过程中，通信系统中的某些环节会因无法支持而将语音转换为窄带频率，这实际上是在降低语音质量，增加听力负担。人工带宽扩展(BWE)通过在通信系统的终端环节为窄带语音信号加入人工生成的语音内容，弥补在传输过程中损失的高频和低频语音内容。通过这种方法，BWE将高清语音的优势拓展到了窄带和过渡的混合带宽的语音通信系统中。

BWE算法使用产生语音的声源过滤模型来估算和产生扩展频率范围内的语音内容。根据该模型，语音是由一个声源(例如声带)再加上一个模拟声道的模型产生的。BWE算法根据窄带语音估算出一个宽带声源模型，然后利用该模型的参数估算出其丢失的宽带频率内容。在实际应用中，BWE独立于源编码和发送路径处理过程的，因此它可以与传统的窄带和混合带宽的电话网络共存。

BWE主要应用于蓝牙耳机和免提设备。在这些设备的接收终端上，窄带CVSD编码语音信号首先进行解码，然后经过BWE的处理产生给受话方的扩展带宽语音信号。BWE也可以应用在高清语音电话网络上，将语音信号扩展到带宽为14kHz的超宽带(SWB)频率范围。

高清语音和音效增强

将高清语音和音效增强处理方法(如噪声抑制(NS)，回声消除(AEC) )结合在一起可以改善在噪声环境下的语音清晰度，并可以提高整体通话质量。噪声抑制技术能够分析掺杂了噪音的对话，并清除噪音，增加语音辨别度。噪声抑制算法通过大量频点估算出噪声功率谱密度，然后将噪声从对话出抽取出来。与窄带的处理相比，宽带噪声抑制在计算噪声频谱时包含了更多的频点数据来压缩扩展频率范围内的噪声。除噪声抑制外，回声消除处理方法能消除发话者和麦克风之间的声音耦合所产生的回音信号。回声消除的工作原理是从麦克风接收到的信号中分离出一个经过过滤和延迟的副本。回声消除技术能够计算出宽带语音中的自适应过滤系数。