專利名稱：參數(shù)解碼方法及參數(shù)解碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用預(yù)測(cè)器對(duì)參數(shù)進(jìn)行編碼的參數(shù)編碼裝置、對(duì)所編碼的參數(shù)進(jìn)行解碼的參數(shù)解碼裝置以及參數(shù)解碼方法。
背景技術(shù)：
在ITU-T (國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門)建議G. 729和3GPP AMR (第三代合作伙伴計(jì)劃自適應(yīng)多速率)等的語(yǔ)音編解碼器中，將通過分析語(yǔ)音信號(hào)得到的參數(shù)的一部分，按基于移動(dòng)平均(Moving Average(MA))預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)量化方法進(jìn)行量化(專 利文獻(xiàn)I、非專利文獻(xiàn)I、以及非專利文獻(xiàn)2)。MA型預(yù)測(cè)量化器為通過先前的量化預(yù)測(cè)殘差的線性和來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前的量化對(duì)象參數(shù)的模型，在碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)(Code ExcitedLinear Prediction(CELP))型的語(yǔ)音編解碼器中，用于線譜頻率(Line SpectralFrequency(LSF))參數(shù)、以及能量參數(shù)的預(yù)測(cè)。對(duì)于MA型預(yù)測(cè)量化器而言，因?yàn)橥ㄟ^先前有限幀數(shù)的量化預(yù)測(cè)殘差的加權(quán)線性和進(jìn)行預(yù)測(cè)，所以即使在量化信息中存在傳輸路徑差錯(cuò)，其影響的波及范圍限定于有限的中貞數(shù)。另ー方面，在遞歸地使用先前的解碼參數(shù)的自回歸(Auto Regressive(AR))型預(yù)測(cè)量化器中，一般而言，雖然能夠得到較高的預(yù)測(cè)增益和量化性能，但是差錯(cuò)的影響波及較長(zhǎng)時(shí)間。因此，MA型預(yù)測(cè)的參數(shù)量化器與AR型預(yù)測(cè)的參數(shù)量化器相比，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的容錯(cuò)能力，特別用于移動(dòng)通信用的語(yǔ)音編解碼器等。從以前就開始研究有關(guān)在解碼端幀丟失的情況下的參數(shù)補(bǔ)償方法。一般而言，利用當(dāng)前幀的以前的幀的參數(shù)代替丟失的幀的參數(shù)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。但是，有時(shí)通過在LSF參數(shù)的情況下逐漸地接近平均的LSF、或者在能量參數(shù)的情況下逐漸地衰減能量參數(shù)等方法,逐步修正丟失幀前的參數(shù)而加以利用。在利用了 MA型預(yù)測(cè)器的量化器中，通常也使用該方法，在LSF參數(shù)的情況下進(jìn)行以下處理，即生成使在補(bǔ)償幀中生成的參數(shù)解碼的量化預(yù)測(cè)殘差而更新MA型預(yù)測(cè)器的狀態(tài)(非專利文獻(xiàn)I);而在能量參數(shù)的情況下使用以一定的比率衰減先前的量化預(yù)測(cè)殘差的平均值而得到的值，進(jìn)行將MA型預(yù)測(cè)器的狀態(tài)更新的處理(專利文獻(xiàn)2、非專利文獻(xiàn)I)。另外，還有在得到了丟失幀后的回歸幀(正常幀)的信息以后，內(nèi)插丟失幀的參數(shù)的方法。例如，在專利文獻(xiàn)3中，提出了進(jìn)行音調(diào)(pitch)増益的內(nèi)插而重新生成自適應(yīng)碼本的內(nèi)容的方法。專利文獻(xiàn)I日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_平6-175695號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_平9-120297號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2002-328700號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)IITU-T建議G. 729
非專利文獻(xiàn)23GPPTS 26. 09
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題雖然內(nèi)插丟失幀的參數(shù)的方法用于未進(jìn)行預(yù)測(cè)量化的情況，但是在進(jìn)行了預(yù)測(cè)量化的情況下，因?yàn)榧词咕幋a信息在緊隨丟失幀后的幀中被正確地接收，預(yù)測(cè)器也受到緊挨著的前ー幀的差錯(cuò)的影響，無(wú)法得到正確的解碼結(jié)果，所以一般不使用。這樣，在使用現(xiàn)有的MA型預(yù)測(cè)器的參數(shù)量化裝置中，因?yàn)槲催M(jìn)行利用內(nèi)插式方法的丟失幀的參數(shù)的補(bǔ)償處理，有時(shí)存在例如因?qū)δ芰繀?shù)衰減得過分而引起聲音中斷，成為主觀質(zhì)量的劣化因素的情形。另外，在進(jìn)行預(yù)測(cè)量化的情況下，雖然可考慮通過單純地對(duì)解碼量化預(yù)測(cè)殘差進(jìn)
行內(nèi)插插值來(lái)對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼的方法，但是相對(duì)于即使解碼量化預(yù)測(cè)殘差較大地變動(dòng)解碼參數(shù)也因加權(quán)移動(dòng)平均在幀間平緩地變動(dòng)，在該方法中，伴隨解碼量化預(yù)測(cè)殘差的變動(dòng)，解碼參數(shù)也變動(dòng)，因此在解碼量化預(yù)測(cè)殘差的變動(dòng)較大的情況下，反而會(huì)増大主觀質(zhì)量的劣化。本發(fā)明的目的在于，針對(duì)以上問題，在進(jìn)行預(yù)測(cè)量化的情況下，提供能夠進(jìn)行參數(shù)的補(bǔ)償處理以控制主觀質(zhì)量的劣化的參數(shù)解碼裝置、參數(shù)編碼裝置以及參數(shù)解碼方法。解決該問題的方案本發(fā)明的參數(shù)解碼裝置，采取的結(jié)構(gòu)包括預(yù)測(cè)殘差解碼單元，基于解碼對(duì)象的當(dāng)前幀中所包含的編碼信息，求量化預(yù)測(cè)殘差；以及參數(shù)解碼單元，基于所述量化預(yù)測(cè)殘差，對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼，所述預(yù)測(cè)殘差解碼單元在所述當(dāng)前幀丟失的情況下，根據(jù)先前解碼所得的參數(shù)以及未來(lái)幀的量化預(yù)測(cè)殘差的加權(quán)線性和，求當(dāng)前幀的量化預(yù)測(cè)殘差。另外，本發(fā)明的參數(shù)編碼裝置，采用的結(jié)構(gòu)包括分析単元，分析輸入信號(hào)而求分析參數(shù)；編碼單元，使用預(yù)測(cè)系數(shù)預(yù)測(cè)所述分析參數(shù)，使用對(duì)預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行量化得到的量化預(yù)測(cè)殘差和所述預(yù)測(cè)系數(shù)獲得量化參數(shù)；前一幀補(bǔ)償単元，存儲(chǔ)多個(gè)加權(quán)系數(shù)的組，對(duì)當(dāng)前幀的所述量化預(yù)測(cè)殘差、兩幀前的幀的所述量化預(yù)測(cè)殘差、以及兩幀前的幀的所述量化參數(shù)，使用所述加權(quán)系數(shù)的組求加權(quán)和，并使用所述加權(quán)和求一幀前的幀的多個(gè)所述量化參數(shù)；以及判定単元，將由所述前ー幀補(bǔ)償單元求出的所述ー幀前的幀的多個(gè)所述量化參數(shù)，與在ー巾貞前由所述分析單元求出的所述分析參數(shù)進(jìn)行比較，選擇所述ー巾貞前的一個(gè)所述量化參數(shù)，并選擇與所選擇的所述前ー巾貞的所述量化參數(shù)對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)組而進(jìn)行編碼。另外，本發(fā)明的參數(shù)解碼方法，包括預(yù)測(cè)殘差解碼步驟，基于解碼對(duì)象的當(dāng)前幀中所包含的編碼信息，求量化預(yù)測(cè)殘差；以及參數(shù)解碼步驟，基于所述量化預(yù)測(cè)殘差，對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼，在所述預(yù)測(cè)殘差解碼步驟中，在所述當(dāng)前幀丟失的情況下，根據(jù)先前解碼所得的參數(shù)以及未來(lái)幀的量化預(yù)測(cè)殘差的加權(quán)線性和，求當(dāng)前幀的量化預(yù)測(cè)殘差。本發(fā)明的參數(shù)解碼方法包括預(yù)測(cè)殘差解碼步驟，基于語(yǔ)音編碼比特串的當(dāng)前幀中所包含的編碼信息，求量化后的預(yù)測(cè)殘差向量；以及參數(shù)解碼步驟，基于所述預(yù)測(cè)殘差向量，對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼，在所述當(dāng)前幀丟失的情況下，在所述預(yù)測(cè)殘差解碼步驟中，使用下式求當(dāng)前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量，Mx[n] = β x[n +1] + [(パ,x[n - /]) + β_χ y[n -1]
/-I其中，β。，^i, βι :加權(quán)系數(shù)；x[n]:當(dāng)前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量；x[n+l]:未來(lái)幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量；x[n-i]:先前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量；y[n_l]:先前幀的解碼導(dǎo)抗
譜頻率向量。本發(fā)明的參數(shù)解碼裝置包括預(yù)測(cè)殘差解碼單元，基于語(yǔ)音編碼比特串的當(dāng)前幀中所包含的編碼信息，求量化后的預(yù)測(cè)殘差向量；以及參數(shù)解碼單元，基于所述預(yù)測(cè)殘差向量，對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼，在所述當(dāng)前幀丟失的情況下，所述預(yù)測(cè)殘差解碼單元使用下式求當(dāng)前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量，
Mχ[η] = β0 χ[η +1] + [ (A x[n - /]) + β_χ y[n -1]
/-I其中，β。，^i, βι :加權(quán)系數(shù)；x[n]:當(dāng)前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量；x[n+l]:未來(lái)幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量；x[n-i]:先前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量；y[n_l]:先前幀的解碼導(dǎo)抗譜頻率向量。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行預(yù)測(cè)量化的情況下，在當(dāng)前幀丟失時(shí)，根據(jù)先前解碼的參數(shù)、先前幀的量化預(yù)測(cè)殘差、以及未來(lái)幀的量化預(yù)測(cè)殘差的加權(quán)線性和，求當(dāng)前幀的量化預(yù)測(cè)殘差，由此能夠進(jìn)行參數(shù)的補(bǔ)償處理以抑制主觀質(zhì)量的劣化。


圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的語(yǔ)音解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的語(yǔ)音解碼裝置的LPC解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示圖2中的代碼矢量解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示一例在不存在丟失幀的情況下進(jìn)行了通常的處理的結(jié)果的圖。圖5是表示一例進(jìn)行了本實(shí)施方式的補(bǔ)償處理的結(jié)果的圖。圖6是表示一例進(jìn)行了現(xiàn)有的補(bǔ)償處理的結(jié)果的圖。圖7是表示一例進(jìn)行了現(xiàn)有的補(bǔ)償處理的結(jié)果的圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的語(yǔ)音解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。圖9是表示圖8中的LPC解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。圖10是表示圖9中的代碼矢量解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的語(yǔ)音解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。圖12是表示圖11中的LPC解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。圖13是表示圖12中的代碼矢量解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。圖14是表示圖I中的增益解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。圖15是表示圖14中的預(yù)測(cè)殘差解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。圖16是表示圖15中的子幀量化預(yù)測(cè)殘差生成単元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的語(yǔ)音編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。圖18是表不構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式6的語(yǔ)音信號(hào)傳輸系統(tǒng)的語(yǔ)音信號(hào)發(fā)送裝置以及語(yǔ)音信號(hào)接收裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施方式7的語(yǔ)音解碼裝置的LPC解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖20是表示圖19中的代碼矢量解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8的語(yǔ)音解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施方式8的語(yǔ)音解碼裝置的LPC解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖23是表示圖22中的代碼矢量解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖24是表示本發(fā)明的實(shí)施方式9的語(yǔ)音解碼裝置的LPC解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。 圖25是表示圖24中的代碼矢量解碼單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖26是表示本發(fā)明的實(shí)施方式10的語(yǔ)音解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在以下的各個(gè)實(shí)施方式中，以將本發(fā)明的參數(shù)解碼裝置/參數(shù)編碼裝置分別適用于CELP型的語(yǔ)音解碼裝置/語(yǔ)音編碼裝置的情形為例進(jìn)行說(shuō)明。(實(shí)施方式I)圖I是表示本發(fā)明實(shí)施方式I的語(yǔ)音解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖I所示的語(yǔ)音解碼裝置100中，從未圖示的編碼裝置傳輸?shù)木幋a信息由復(fù)用分離單元101分離為固定碼本代碼匕+1、自適應(yīng)碼本代碼An+1、増益代碼Gn+1、以及LPC(線形預(yù)測(cè)系數(shù)=LinearPrediction Coefficients)代碼Ln+1。語(yǔ)音解碼裝置100另外輸入巾貞丟失代碼Bn+1。這里的各個(gè)代碼的下標(biāo)η表示解碼對(duì)象的幀號(hào)碼。也就是說(shuō)，在圖I中，分離了解碼對(duì)象的第η幀(以下稱為“當(dāng)前幀”)的下一個(gè)的第(η+1)幀(以下稱為“下ー幀”)中的編碼信息。固定碼本代碼Fn+1輸入到固定碼本矢量(Fixed Codebook Vector (FCV))解碼單元102,自適應(yīng)碼本代碼An+1輸入到自適應(yīng)碼本矢量(Adaptive Codebook Vector (ACV))解碼單元103，增益代碼Gn+1輸入到增益解碼單元104，LPC代碼Ln+1輸入到LPC解碼單元105。另外，幀丟失代碼Bn+1輸入到FCV解碼單元102、ACV解碼單元103、增益解碼單元104、以及LPC解碼單元105。FCV解碼單元102在幀丟失代碼Bn表示“第η幀為正常幀”的情況下，使用固定碼本代碼Fn生成固定碼本矢量，在幀丟失代碼Bn表示“第η幀為丟失幀”的情況下，通過幀丟失補(bǔ)償(隱蔽)處理生成固定碼本矢量。所生成的固定碼本矢量輸入到増益解碼單元104以及放大器106。ACV解碼單元103在幀丟失代碼Bn表示“第η幀為正常幀”的情況下，使用自適應(yīng)碼本代碼An生成自適應(yīng)碼本矢量，在幀丟失代碼Bn表示“第η幀為丟失幀”的情況下，通過幀丟失補(bǔ)償(隱蔽)處理生成自適應(yīng)碼本矢量。所生成的自適應(yīng)碼本矢量輸入到放大器107。増益解碼單元104在幀丟失代碼Bn表示“第η幀為正常幀”的情況下，使用増益碼本代碼6 以及固定碼本矢量生成固定碼本增益和自適應(yīng)碼本增益，在幀丟失代碼Bn表示“第η幀為丟失幀”的情況下，通過幀丟失補(bǔ)償(隱蔽)處理生成固定碼本增益和自適應(yīng)碼本増益。所生成的固定碼本增益輸入到放大器106、所生成的自適應(yīng)碼本增益輸入到放大器107。LPC解碼單元105在幀丟失代碼Bn表示“第η幀為正常幀”的情況下，使用LPC代碼Ln對(duì)LPC參數(shù)進(jìn)行解碼，在幀丟失代碼Bn表示“第η幀為丟失幀”的情況下，通過幀丟失補(bǔ)償(隱蔽)處理，對(duì)LPC參數(shù)進(jìn)行解碼。解碼所得的解碼LPC參數(shù)輸入到LPC合成単元109。另外，LPC解碼單元105的細(xì)節(jié)后述。放大器106將從增益解碼單元104輸出的固定碼本增益和從FCV解碼單元102輸出的固定碼本矢量進(jìn)行乘法運(yùn)算，并將乘法運(yùn)算結(jié)果輸出到加法器108。放大器107將從增益解碼單元104輸出的自適應(yīng)碼本增益和從ACV解碼單元103輸出的自適應(yīng)碼本矢量進(jìn)行乘法運(yùn)算，并將乘法運(yùn)算結(jié)果輸出到加法器108。加法器108將從放大器106輸出的乘以了固定碼本增益后的固定碼本矢量、與從放大器107輸出的乘以了自適應(yīng)碼本增益后的自適應(yīng)碼本矢量進(jìn)行加法運(yùn)算，并將加法運(yùn)算結(jié)果(以下稱為“和矢量”)輸出到LPC合成単元 109。LPC合成單元109使用從LPC解碼單元105輸出的解碼LPC參數(shù)，構(gòu)成線性預(yù)測(cè)合成濾波器，將從加法器108輸出的和矢量作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)線性預(yù)測(cè)合成濾波器，并將驅(qū)動(dòng)的結(jié)果得到的合成信號(hào)輸出到后置濾波器(post filter) IlO0后置濾波器110對(duì)從LPC合成単元109輸出的合成信號(hào)進(jìn)行共振峰(formant)增強(qiáng)和/或音調(diào)增強(qiáng)處理等，并作為解碼語(yǔ)音信號(hào)輸出。接下來(lái)，以補(bǔ)償LPC參數(shù)的情形為例說(shuō)明本實(shí)施方式的參數(shù)的補(bǔ)償處理的細(xì)節(jié)。圖2是表示圖I中的LPC解碼單元105的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。LPC代碼Ln+1輸入到緩沖器201以及代碼矢量解碼單元203，幀丟失代碼Bn+1輸入到緩沖器202、代碼矢量解碼單元203以及選擇器209。緩沖器201將下ー幀的LPC代碼Ln+1保持一幀期間，并將其輸出到代碼矢量解碼單元203。從緩沖器201輸出到代碼矢量解碼單元203的LPC代碼，作為由緩沖器201保持了一幀期間的結(jié)果，成為當(dāng)前幀的LPC代碼Ln。緩沖器202將下ー幀的幀丟失代碼Bn+1保持一幀期間，并將其輸出到代碼矢量解碼單元203。從緩沖器202輸出到代碼矢量解碼單元203的幀丟失代碼，作為由緩沖器202保持了一幀期間的結(jié)果，成為當(dāng)前幀的幀丟失代碼Bn。代碼矢量解碼單元203輸入先前M幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xlri xn-M、前一幀的解碼LSF矢量、下ー幀的LPC代碼Ln+1、下ー幀的幀丟失代碼Bn+1、當(dāng)前幀的LPC代碼Ln以及當(dāng)前幀的幀丟失代碼Bn，基于這些信息，生成當(dāng)前幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量xn，并將其輸出到緩沖器204-1以及放大器205-1。另外，代碼矢量解碼單元203的細(xì)節(jié)后述。緩沖器204-1將當(dāng)前幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xn保持一幀期間，并將其輸出到代碼矢量解碼單元203，緩沖器204-2、以及放大器205-2。輸出到這些單元的量化預(yù)測(cè)殘差矢量，作為由緩沖器204-1保持了一幀期間的結(jié)果，成為前ー幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xlri。同樣地，緩沖器204-i (i為從2到M-1)分別將量化預(yù)測(cè)殘差矢量xn_i+1保持一幀期間，并將其輸出到代碼矢量解碼單元203、緩沖器204- (i+1)、以及放大器205- (i+Ι)。緩沖器204-M將量化預(yù)測(cè)殘差矢量xn-M+1保持一幀期間，并將其輸出到代碼矢量解碼單元203、以及放大器205-(M+1)。放大器205-1將量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xn與規(guī)定的MA預(yù)測(cè)系數(shù)α 0進(jìn)行乘法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出到加法器206。同樣地，放大器205-j (j為從2到M+1)將量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xn-M與規(guī)定的MA預(yù)測(cè)系數(shù)。パ進(jìn)行乘法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出到加法器206。另外，MA預(yù)測(cè)系數(shù)的組可以為ー種固定值，根據(jù)ITU-T建議G. 729，準(zhǔn)備兩種組，在編碼器端決定 使用哪種組進(jìn)行解碼，作為L(zhǎng)PC代碼Ln的信息的一部分進(jìn)行編碼，并傳輸。此時(shí)，LPC解碼單元105具有作為表格的MA預(yù)測(cè)系數(shù)的組，成為將編碼器端所指定的組用作為圖2中α。 αΜ的結(jié)構(gòu)。加法器206計(jì)算從各個(gè)放大器205-1 205-(Μ+1)輸出的乘了 MA預(yù)測(cè)系數(shù)后的量化預(yù)測(cè)殘差矢量的總和，并將作為計(jì)算結(jié)果的解碼LSF矢量yn輸出到緩沖器207以及LPC變換單元208。緩沖器207將解碼LSF矢量yn保持ー幀期間，并將其輸出到代碼矢量解碼單元203。其結(jié)果，從緩沖器207輸出到代碼矢量解碼單元203的解碼LSF矢量，成為前ー幀的解碼LSF矢量yn_lt)LPC變換單元208將解碼LSF矢量yn變換成線性預(yù)測(cè)系數(shù)(解碼LPC參數(shù))，并將其輸出到選擇器209。選擇器209基于當(dāng)前幀的幀丟失代碼Bn以及下ー幀的幀丟失代碼Bn+1，選擇從LPC變換單元208輸出的解碼LPC參數(shù)、或者從緩沖器210輸出的前ー幀中的解碼LPC參數(shù)。具體而言，在當(dāng)前幀的幀丟失代碼Bn表示“第η幀為正常幀”的情況下，或者在下ー幀的幀丟失代碼Βη+1表示“第η+1幀為正常幀”的情況下，選擇從LPC變換單元208輸出的解碼LPC參數(shù)，在當(dāng)前幀的幀丟失代碼Bn表示“第η幀為丟失幀”的情況下，并且在下ー幀的幀丟失代碼Βη+1表示“第η+1幀為丟失幀”的情況下，選擇從緩沖器210輸出的前ー幀的解碼LPC參數(shù)。然后，選擇器209將選擇結(jié)果作為最終的解碼LPC參數(shù)輸出到LPC合成單元109以及緩沖器210。另外，在選擇器209選擇從緩沖器210輸出的前ー幀的解碼LPC參數(shù)的情況下，實(shí)際上無(wú)需進(jìn)行從代碼矢量解碼單元203到LPC變換單元208為止的處理的所有處理，只進(jìn)行更新緩沖器204-1 204-Μ的內(nèi)容的處理即可。緩沖器210將從選擇器209輸出的解碼LPC代碼參數(shù)保持一幀期間，并將其輸出到選擇器209。其結(jié)果，從緩沖器210輸出到選擇器209的解碼LPC參數(shù)，成為前ー幀的解碼LPC參數(shù)。接下來(lái)，利用圖3的方框圖詳細(xì)說(shuō)明圖2中的代碼矢量解碼單元203的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。碼本301生成由當(dāng)前幀的LPC代碼Ln確定的代碼矢量，輸出到切換開關(guān)309，并且生成由下ー幀的LPC代碼Ln+1確定的代碼矢量，輸出到放大器307。另外，如上所述，根據(jù)ITU-T建議G. 729，在LPC代碼Ln中還包含用于確定MA預(yù)測(cè)系數(shù)組的信息，雖然在該情況下，LPC代碼Ln除了用于代碼矢量的解碼還用于MA預(yù)測(cè)系數(shù)的解碼，但是這里省略說(shuō)明。另外，碼本既可以為多層結(jié)構(gòu)，也可以為分離(split)結(jié)構(gòu)。例如，根據(jù)ITU-T建議G. 729，碼本結(jié)構(gòu)為兩層結(jié)構(gòu)，并且第二層分離(split)為兩個(gè)。另外，從多級(jí)結(jié)構(gòu)和分離結(jié)構(gòu)的碼本輸出的矢量通常不直接使用，而是在階數(shù)間的間隔極端地小、順序顛倒的情況下，一般進(jìn)行保證使最小間隔成為特定值，或是保證順序性的處理。前M幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xlri xn_M分別輸入到對(duì)應(yīng)的放大器302-1 302-M、以及對(duì)應(yīng)的放大器305-1 305-M。放大器302-1 302-M分別將輸入了的量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xlri xn_M與MA預(yù)測(cè)系數(shù)、 αΜ進(jìn)行乘法運(yùn)算，并將結(jié)果輸出到加法器303。另外，如前所述，在ITU-T建議G. 729的情況下，MA預(yù)測(cè)系數(shù)的組存在兩種，使用哪ー種的信息包含于LPC代碼Ln。另外，在這些進(jìn)行了乘法運(yùn)算的丟失幀中，因?yàn)長(zhǎng)PC代碼Ln丟失，所以實(shí)際上使用在前ー幀使用了的MA預(yù)測(cè)系數(shù)組。也就是說(shuō)，使用從前ー幀的LPC代碼Llri解碼出的MA預(yù)測(cè)系數(shù)組信息。另外，在前一幀也為丟失幀的情況下，使用再前ー個(gè)幀的信息。加法器303計(jì)算從放大器302-1 302-M輸出的乘了 MA預(yù)測(cè)系數(shù)后的、各個(gè)量化預(yù)測(cè)殘差矢量的總和，并將作為計(jì)算結(jié)果的矢量輸出到加法器304。加法器304從由緩沖器207輸出的前ー幀的解碼LSF矢量yn_i中，減去由加法器303輸出的矢量，并將作為計(jì)算結(jié)果的矢量輸出到切換開關(guān)309。
從加法器303輸出的矢量為在當(dāng)前幀中由MA型預(yù)測(cè)器預(yù)測(cè)出的預(yù)測(cè)LSF矢量，加法器304進(jìn)行求生成前ー幀的解碼LSF矢量所需的、當(dāng)前幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量的處理。也就是說(shuō)，在放大器302-1 302-M、加法器303、以及加法器304中，計(jì)算使前ー幀的解碼LSF矢量Ylri成為當(dāng)前幀的解碼LSF矢量yn的矢量。放大器305-1 305-M分別將輸入了的量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xlri xn_M與加權(quán)系數(shù) β Μ進(jìn)行乘法運(yùn)算，并將結(jié)果輸出到加法器308。放大器306將從緩沖器207輸出的前
ー幀的解碼LSF矢量yn_i與加權(quán)系數(shù)β !進(jìn)行乘法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出到加法器308。放大器307將從碼本301輸出的代碼矢量χη+1與加權(quán)系數(shù)β ο進(jìn)行乘法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出到加法器308。加法器308計(jì)算從放大器305-1 305-Μ、放大器306、以及放大器307輸出的矢量的總和，并將作為計(jì)算結(jié)果的代碼矢量輸出到切換開關(guān)309。也就是說(shuō)，加法器308通過對(duì)由下ー幀的LPC代碼Ln+1所確定的代碼矢量、前ー幀的解碼LSF矢量、以及前M幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量，進(jìn)行加權(quán)加法運(yùn)算，從而計(jì)算矢量。在當(dāng)前幀的幀丟失代碼Bn表示“第η幀為正常幀”的情況下，切換開關(guān)309選擇從碼本301輸出的代碼矢量，并將其作為當(dāng)前幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xn輸出。另ー方面，在當(dāng)前幀的幀丟失代碼Bn表示“第η幀為丟失幀”的情況下，切換開關(guān)309根據(jù)下ー幀的幀丟失代碼Βη+1具有哪種信息來(lái)進(jìn)ー步選擇要輸出的矢量。也就是說(shuō)，在下ー幀的幀丟失代碼Βη+1表示“第η+1幀為丟失幀”的情況下，切換開關(guān)309選擇從加法器304輸出的矢量，并將其作為當(dāng)前幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xn輸出。另夕卜，在該情況下，無(wú)需進(jìn)行從碼本301以及放大器305-1 305-Μ到加法器308為止的、用于生成矢量的過程的處理。而且，在下ー幀的幀丟失代碼Βη+1表示“第η+1幀為正常幀”的情況下，切換開關(guān)309選擇從加法器308輸出的矢量，并將其作為當(dāng)前幀的量化預(yù)測(cè)殘差矢量Xn輸出。另外，在該情況下，無(wú)需進(jìn)行從放大器302-1 302-Μ到加法器304為止的、用于生成矢量的過程的處理。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，在當(dāng)前幀丟失了的情況下，只要下ー幀被正常地接收，通過利用了先前解碼的參數(shù)、先前接收到的幀的量化預(yù)測(cè)殘差、以及未來(lái)的幀的量化預(yù)測(cè)殘差的補(bǔ)償處理專用的加權(quán)加法處理(加權(quán)線性和)，進(jìn)行當(dāng)前幀的LSF參數(shù)的解碼量化預(yù)測(cè)殘差的補(bǔ)償處理，并使用補(bǔ)償過的量化預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行LSF參數(shù)的解碼。由此，與重復(fù)使用先前的解碼LSF參數(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的補(bǔ)償性能。以下，利用圖4到圖7，以與現(xiàn)有技術(shù)相比較的形式，列舉具體例子說(shuō)明進(jìn)行了本實(shí)施方式的補(bǔ)償處理的結(jié)果。另外，在圖4到圖7中，〇表示解碼量化預(yù)測(cè)殘差， 表示通過補(bǔ)償處理得到的解碼量化預(yù)測(cè)殘差， 表示解碼參數(shù)， 表示通過補(bǔ)償處理得到的解碼參數(shù)。圖4表示一例在不存在丟失幀的情況下進(jìn)行了通常的處理的結(jié)果的圖，根據(jù)解碼量化預(yù)測(cè)殘差，按照下式(I)求出第η幀的解碼參數(shù)yn。另外，在式(I)中，Cn是第η幀的
解碼量化預(yù)測(cè)殘差。yn = O. 6cn+0. 3^+0. lcn_2 ... (I)
圖5是表示一例進(jìn)行了本實(shí)施方式的補(bǔ)償處理的結(jié)果的圖，圖6以及圖7是表示一例進(jìn)行了現(xiàn)有的補(bǔ)償處理的結(jié)果的圖。在圖5、圖6和圖7中，假設(shè)第η幀丟失，其它的幀為正常中貞。圖5所示的本實(shí)施方式的補(bǔ)償處理，使用下式(3)求丟失了的第η幀的解碼量化預(yù)測(cè)殘差cn，以使第η-I幀的解碼參數(shù)yn_i與第η幀的解碼參數(shù)yn之間的距離，以及第η幀的解碼參數(shù)In與第η+1幀的解碼參數(shù)yn+1之間的距離的和D(D通過下式(2)定義)最小，從而使解碼參數(shù)的幀間的變動(dòng)平緩。D = I yn+1-yn 12+1 yn-ynィ I2…⑵= I O. 6cn+1+0. 3cn+0. lcn_「0. 6cn_0. 3cn_「0. lcn_2 2+1 0. 6cn+0. Sc^j+O. Icn_2-yn-i 12= I 0. 6cn+1-0. 3n_0. 2^^0. lcn_212+0. 6cn+0. 3(^^+0. lc^-y^j |權(quán)利要求
1.參數(shù)解碼方法，包括 預(yù)測(cè)殘差解碼步驟，基于語(yǔ)音編碼比特串的當(dāng)前幀中所包含的編碼信息，求量化后的預(yù)測(cè)殘差向量；以及 參數(shù)解碼步驟，基于所述預(yù)測(cè)殘差向量，對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼， 在所述當(dāng)前幀丟失的情況下，在所述預(yù)測(cè)殘差解碼步驟中，使用下式求當(dāng)前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量，
2.如權(quán)利要求I所述的參數(shù)解碼方法， 所述參數(shù)解碼步驟包括 預(yù)測(cè)步驟，將先前幀的量化預(yù)測(cè)殘差乘以預(yù)測(cè)系數(shù)，從而生成預(yù)測(cè)向量；以及 加法步驟，將所述預(yù)測(cè)殘差向量和所述預(yù)測(cè)向量相加，從而對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼。
3.參數(shù)解碼裝置，包括 預(yù)測(cè)殘差解碼單元，基于語(yǔ)音編碼比特串的當(dāng)前幀中所包含的編碼信息，求量化后的預(yù)測(cè)殘差向量；以及 參數(shù)解碼單元，基于所述預(yù)測(cè)殘差向量，對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼， 在所述當(dāng)前幀丟失的情況下，所述預(yù)測(cè)殘差解碼單元使用下式求當(dāng)前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量，
4.如權(quán)利要求3所述的參數(shù)解碼裝置， 所述參數(shù)解碼單元包括 預(yù)測(cè)單元，將先前幀的量化預(yù)測(cè)殘差乘以預(yù)測(cè)系數(shù)，從而生成預(yù)測(cè)向量；以及 加法単元，將所述預(yù)測(cè)殘差向量和所述預(yù)測(cè)向量相加，從而對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼。
全文摘要
公開了參數(shù)解碼方法，包括預(yù)測(cè)殘差解碼步驟，基于語(yǔ)音編碼比特串的當(dāng)前幀中所包含的編碼信息，求量化后的預(yù)測(cè)殘差向量；以及參數(shù)解碼步驟，基于所述預(yù)測(cè)殘差向量，對(duì)參數(shù)進(jìn)行解碼，在所述當(dāng)前幀丟失的情況下，在所述預(yù)測(cè)殘差解碼步驟中，使用下式求當(dāng)前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量，其中，β0，βi，β-1加權(quán)系數(shù)；x[n]當(dāng)前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量；x[n+1]未來(lái)幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量；x[n-i]先前幀的所述預(yù)測(cè)殘差向量；y[n-1]先前幀的解碼導(dǎo)抗譜頻率向量。
文檔編號(hào)G10L19/06GK102682774SQ20121012058
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者江原宏幸 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社