CN105869646A - 用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法，其特征在于使用伪随机序列SYN1与单音序列SYN2相结合的方式，实现电路域的语音样本数据的精确同步。在编码端，分别使用序列SYN1和SYN2替换L1+L2个原始语音数据；在解码端，通过求解SYN1的相关峰值确定粗同步位置，然后搜索SYN2的互相关峰值确定精确同步位置。在移动语音加密通信中，各种声码器的分帧长度有差异，且信源加密的分帧与声码器的分帧长度和起点都不同，由此会产生截断对齐偏差效应，该效应表现为同步位置可能超前或滞后，由此直接影响语音加密通信的质量。本发明有效解决截断对齐偏差效应，效果明显。

Description

用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法
技术领域
本发明涉及一种用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法。
背景技术
声码器前信源语音数据加密是移动语音加密通信的重要分支，相对于在声码器与信道编解码之间加解密的信道语音加密，声码器前信源语音加密简称为信源语音加密。信源语音加密的质量直接受信源数据同步质量影响。在移动语音加密通信中，由于各种声码器的分帧长度有差异，而且信源加密的分帧与声码器的分帧长度和起点都不同，由此会产生截断对齐偏差效应，典型的表现就是同步位置可能整体平移，超前或滞后均有可能。上述因素导致移动通信中信源语音加密难以实现精准的数据同步，从而直接影响语音加密通信的质量。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法，为电路域数据的精准同步提供了新的思路和方法。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法，其特征在于，包括：
编码步骤，其包括：
步骤1、前置装置接收到一组待传输音频数据，待传输音频数据由样本长度为L1+L2个原始语音数据和位于原始音源数据后部的若干个加密音频数据组成；
步骤2、分别使用样本长度为L1的伪随机序列SYN1和样本长度为L2的单音序列SYN2替换L1+L2个原始语音数据，加密音频数据与SYN2序列相邻，其中，样本长度为L1的伪随机序列SYN1和样本长度为L2的单音序列SYN2分别由公式(1)和公式(2)生成；
SYN1(k)＝Σcos(2*pi/8000)(k*k/2) (1)
其中k＝P..Q，P、Q为自然数，L1＝Q-P+1；
SYN2(k)＝cos(2*pi*f*k/8000) (2)
其中k＝0..L2-1，f为单音序列频率，L2为自然数；
解码过程，其包括：
步骤一、接收端循环接收到一个音频样本，将接收到的音频样本放入到长度为L1+L2的FIFO(First In First Out，先进先出法)式构造数组SAM1的尾部，对SAM1求与SYN1的互相关值R1，若R1大于门限值SYN1_TH，则判定接收端接收到伪随机序列SYN1，退出循环进入步骤二；
步骤二、将SAM1赋值给长度为L1+L2+P2的FIFO式构造数组SAM2的前面L1+L2个地址处，再等待接收P2个音频样本后进入步骤三，其中，P2为自然数；
步骤三、对SAM2范围内的音频样本逐点求出与SYN2的P2+P1+1个互相关值，若SAM2中的音频样本点P的互相关值R2(P)最大，则最终同步位置起点为P3＝P+L2+P2，P3位置之后的样本数据为语音加密数据；其中，P1和P3为自然数。
优选的是，所述的用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法中，所述步骤1中，前置装置为音频采集装置和处理芯片。
优选的是，所述的用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法中，所述步骤一中，若伪随机序列的最大相关值小于接收端中预存储的伪随机序列门限值SYN1_TH，则判定接收端接收到一组音频数据中不存在伪随机序列。
本发明至少包括以下有益效果：第一、伪随机序列位于声音频段，能够顺利的穿越各类移动声码器；第二、SYN1具有良好的自相关特性，即便在复杂干扰环境下，依然可以获得比较精准的同步；第三、SYN2为单音序列，位于基音频段，能够很好的穿越各类移动声码器，可以对SYN1的同步位置实施修正，确保更高的同步精度。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
一种用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法，包括：
编码过程，其包括：
步骤1、前置装置(通常是音频采集与处理芯片)接收到一组待传输音频数据，待传输音频数据由L1+L2个原始语音数据和后续若干个加密音频数据组成；
步骤2、分别使用序列SYN1和SYN2替换L1+L2个原始语音数据，加密音频数据与SYN2序列相邻。其中样本长度为L1的伪随机序列SYN1和样本长度为L2的单音序列SYN2分别由公式(1)和公式(2)生成。
SYN1(k)＝Σcos(2*pi/8000)(k*k/2) (1)
其中k＝P..Q，P、Q为自然数，L1＝Q-P+1。
SYN2(k)＝cos(2*pi*f*k/8000) (2)
其中k＝0..L2-1，f为单音序列频率，L2为自然数。
解码过程，其包括：
步骤一、接收端循环接收到一个音频样本，放入长度为L1+L2的FIFO(First In FirstOut)式构造数组SAM1【1..L1+L2】的尾部，对SAM1【1..L1】求与SYN1的互相关值R1，若R1大于门限值SYN1_TH，则判定接收端接收伪随机序列SYN1，退出循环进入步骤二。由于各种声码器的分帧长度有差异，而且信源加密的分帧与声码器的分帧长度和起点都不同，由此会产生截断对齐偏差效应，典型的表现就是同步位置可能整体平移，超前或滞后均有可能。
步骤二、将SAM1【1..L1+L2】赋值给在FIFO式构造数组SAM2【1..L1+L2+P2】的前面(L1+L2)个地址，再等待接收P2个音频样本后进入步骤三。
步骤三、对SAM2【L1-P1..L1+P2】范围内的音频样本逐点求出与SYN2的P2+P1+1个互相关值R2(k)，若SAM2中的音频样本点P的互相关值R2(P)最大，则最终同步位置起点为P3＝P+L2+P2，P3位置之后的样本数据为语音加密数据。
实施例：
编码过程，其包括：
步骤1、取值P＝201，Q＝1800，根据公式(1)得到SYN1；
步骤2、取值L2＝400，根据公式(2)得到SYN2。构造加密数组SAM0【】＝【SYN1，SYN2，8000个加密语音样本】然后经信道发送到解码端。
解码过程，其包括：
步骤一、假设接收到得到SAM1＝SAM0'，先从第一个样本开始，针对每得到一个新样本都求一次与SYN1的互相关值R1。设SYN1_TH＝800，如果R1>800，则认为找到SYN1，且假设找到R1max的位置为L1’，由此可以开始搜索SYN2，获取精确的同步位置。
步骤二、对SAM1【L1-P1..L1+P2】范围内的音频样本逐点求出与SYN2的P2+P1+1个互相关值R2(k)，假定R2(P)最大，则最终同步位置起点为P3＝P+L2+P2，P3位置之后的样本数据为语音加密数据。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (3)

1.一种用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法，其特征在于，包括：
编码步骤，其包括：
步骤1、前置装置接收到一组待传输音频数据，待传输音频数据由样本长度为L1+L2个原始语音数据和位于原始音源数据后部的若干个加密音频数据组成；
步骤2、分别使用样本长度为L1的伪随机序列SYN1和样本长度为L2的单音序列SYN2替换L1+L2个原始语音数据，加密音频数据与SYN2序列相邻，其中，样本长度为L1的伪随机序列SYN1和样本长度为L2的单音序列SYN2分别由公式(1)和公式(2)生成；
SYN1(k)＝Σcos(2*pi/8000)(k*k/2) (1)
其中k＝P..Q，P、Q为自然数，L1＝Q-P+1；
SYN2(k)＝cos(2*pi*f*k/8000) (2)
其中k＝0..L2-1，f为单音序列频率，L2为自然数；
解码过程，其包括：
步骤一、接收端循环接收到一个音频样本，将接收到的音频样本放入到长度为L1+L2的FIFO式构造数组SAM1的尾部，对SAM1求与SYN1的互相关值R1，若R1大于门限值SYN1_TH，则判定接收端接收到伪随机序列SYN1，退出循环进入步骤二；
步骤二、将SAM1赋值给长度为L1+L2+P2的FIFO式构造数组SAM2的前面L1+L2个地址处，再等待接收P2个音频样本后进入步骤三，其中，P2为自然数；
步骤三、对SAM2范围内的音频样本逐点求出与SYN2的P2+P1+1个互相关值，若SAM2中的音频样本点P的互相关值R2(P)最大，则最终同步位置起点为P3＝P+L2+P2，P3位置之后的样本数据为语音加密数据；其中，P1和P3为自然数。
2.如权利要求1所述的用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法，其特征在于，所述步骤1中，前置装置为音频采集装置和处理芯片。
3.如权利要求1所述的用于声码器前信源语音数据同步的语音数据处理方法，其特征在于，所述步骤一中，若伪随机序列的最大相关值小于门限值SYN1_TH，则判定接收端接收到一组音频数据中不存在伪随机序列。
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