CN1272200A - 语音译码器和语音译码方法 - Google Patents
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Abstract
在语音译码器的译码处理装置中提供加重处理装置,并且一个计数装置输出编码语音信号的相继帧误差数。当相继帧误差数不超过一个特定的相继帧误差基准数时,从编码语音信号产生的未处理信号被加重处理装置进行加重处理,从而提供具有良好的主观音调质量的译码语音信号;当由于通信质量变化而使相继帧误差数超过特定的相继帧误差基准数时,出现于译码语音信号中的失真由于对未处理的信号不执行加重处理因而得到降低。
Description
技术领域
本发明涉及在语音编译码器中使用的语音译码器和语音译码方法。
背景技术
根据以帧为单位输入的编码语音信号产生激励信号和根据这些激励信号产生译码语音信号的音频译码器是公知的。在适用于低比特率语音编译码器的这些类型的语音译码器中，激励信号被进行加重处理、例如音调加重处理或共振峰加重处理，以便提高译码语音的主观音质。
但是，当帧误差接连出现时，噪声分量也被这些加重处理进行了加重，这样就使失真增大，降低了主观音质。
发明概要
本发明是鉴于以上的考虑而提出的，其目的是提供即使当帧误差接连出现时也能够减轻主观音质的降低的语音译码器和语音译码方法。
为实现这一目的，本发明提供了一种根据以帧为单位输入的编码语音信号来产生激励信号和根据这些激励信号来产生译码语音信号的语音译码器，其特征在于包括：对所述激励信号执行加重处理的加重处理装置；检测所述编码语音信号中的帧误差的误差检测装置；计算所述帧误差相继出现的次数并输出相继误差帧个数的计数装置；以及当所述相继误差帧个数超过预定基准误差帧个数时禁止所述加重处理装置执行所述加重处理的加重处理禁止装置。
根据这一语音译码器，在通信环境良好的情况下对激励信号执行加重处理，而相继误差帧个数小于或等于预定基准误差帧个数。这样就得到具有高主观音质的良好的译码语音信号。相反地，如果通信环境变坏，并且相继误差帧个数超过基准误差帧个数，就禁止对激励信号进行加重处理。因此，当在这种情况下执行加重处理时出现的译码语音信号的失真就可在其出现之前得到避免。
另外，除了当相继的误差帧数超过基准误差帧数时将禁止对激励信号进行加重处理之外，还可以根据相继的误差帧数来控制加重处理中的加重量。
附图概述
图1是表示本发明一实施例的语音译码器的结构的方框图。
图2是表示把同一实施例应用于CS-ACELP类型语音译码器的具体结构的方框图。
图3是说明该实施例的第一种改进的图示。
图4是说明该实施例的第二种改进的图示。
实施本发明的最佳方式
以下参看附图描述本发明的一最佳实施例。
图1是表示本发明一实施例的语音译码器10的结构的方框图。
该语音译码器10包括译码处理部分11和加重处理控制部分12。
此处的译码处理部分11是用于译码接收的译码语音信号(比特流)BS并输出译码语音信号SP的装置。
该译码处理部分11包括加重处理部分15、第一开关SW1和第二开关SW2。
加重处理部分15根据译码语音信号所包含的各种参数对待处理信号SPC执行加重处理，并输出由此产生的待处理的加重信号SEPC。
第一开关SW1和第二开关SW2是用于把待处理信号SPC经由加重处理部分15切换至下级电路或经由旁路BP切换至各下级电路的开关。
其次，加重处理控制部分12是用于根据编码语音信号BS的帧误差状态来控制是否在译码处理部分11中执行加重处理的装置。
该加重处理控制部分12包括误差检测部分16和计数器部分17。
此处的误差检测部分16是检测编码语音信号BS的帧误差并输出误差检测信号SER的装置。
此外，计数器部分17根据误差检测信号SER计算相继帧误差个数，并且当该相继帧误差个数超过预定基准相继帧误差个数时，就输出加重处理控制信号CE，以便把第一开关SW1和第二开关SW2切换至旁路BP侧，从而禁止加重处理。
以下说明本实施例的操作。
首先，当计数器部分17输出的相继帧误差个数小于或等于预定基准相继帧误差个数时，第一开关SW1和第二开关SW2切换至加重处理部分15侧。因此，根据编码语音信号BS所包含的各种参数产生的待处理信号SPC通过第一开关SW1传送给译码处理部分11的加重处理部分15进行加重处理。然后，该加重处理产生的待处理加重信号SEPC输出给连接在后面的装置。这样就获得了具有良好主观音质的译码语音信号SP。
相反地，当通信质量变差并且计数器部分17输出的相继帧误差个数超过基准相继帧误差个数时，第一开关SW1和第二开关SW2就切换至旁路BP侧。于是，根据编码语音信号BS所包含的参数产生的待处理信号SPC就输出给连接在后面的装置，而不被加重处理部分15进行加重处理。由于在相继帧误差个数较大时以如此方式禁止加重处理，所以能够减小译码语音信号SP的失真。
以下将参看图2描述把本发明应用于CS-ACELP(共轭结构代数码激励线性预测)类型编译码器中的语音译码器的一具体实例。R.Salam等人发表于IEEE“语音和音频处理”会刊(1998年3月，6卷，2期)上的论文“CS-ACELP的设计和说明：长途质量8kb/s语音编码器”中描述了这种CS-ACELP格式的语音编码器和语音译码器。
在图2中，语音译码器20具有参数译码器21。该参数译码器21是用于从接收的编码语音信号(比特流)BS中来译码音调延迟参数组GP、码簿增益参数组GG、码簿索引参数组GC和LSP(线谱对)索引参数组GL的装置。
码簿索引参数组GC包含多个码簿索引参数和多个码簿代码参数。
此外，语音译码器20还包括自适应代码矢量译码器22、固定代码矢量译码器23和自适应预处理滤波器25。
自适应代码矢量译码器22是用来输出对应于音调延迟参数组GP的自适应代码矢量ACV的装置。具体来说，该自适应代码矢量译码器22具有可重写存储器，该存储器包含过去已输入的预定数目的自适应代码矢量ACV。自适应代码矢量译码器22把音调延迟参数组GP作为索引，从存储器中读出对应于该索引的自适应代码矢量ACV，并输出结果。此外，当利用下述激励信号再现部分27再现激励信号SEXC时，该激励信号SEXC被写入自适应代码矢量译码器22的存储器作为新的自适应代码矢量ACV，并且消除存储器中最老的自适应代码矢量ACV。
固定代码矢量译码器23是用于输出对应于码簿索引参数组GC的原始固定代码矢量FCV0的装置。
自适应代码矢量译码器22和固定代码矢量译码器23对应于图1的码簿译码器18。
自适应预处理滤波器25是起加重处理装置作用的装置，用于对被译码的原始固定代码矢量FCV0的谐波分量进行加重，并把结果作为固定代码矢量FCV输出。
第一开关SW1设置在自适应预处理滤波器25的前面，通过进行切换以便把固定代码矢量译码器23输出的原始固定代码矢量FCV0提供给自适应预处理滤波器25或提供给旁路BP。此外，第二开关SW2设置在自适应预处理滤波器25的后面，以便选择把自适应预处理滤波器25的输出端或把旁路BP连接到激励信号再现部分27。利用下述预处理控制信号CPR切换第一开关SW1和第二开关SW2
此外，语音译码器20还包括增益译码器24和LSP再现部分26。
增益译码器24是用于根据固定代码矢量FCV(或原始固定代码矢量FCV0)和码簿增益参数组GL输出自适应码簿增益ACG和固定码簿增益FCG的装置。
LSP再现部分26是用于根据LSP索引参数组GL再现LSP系数CLSP的装置。
此外，语音译码器20还包括激励信号再现部分27、LP合成滤波器28、后处理滤波器29和旁通滤波器/上定标(upscaling)部分30。
激励信号再现部分27是根据自适应代码矢量ACV、自适应码簿增益ACG、固定码簿增益FCG和固定代码矢量FCV(或原始固定代码矢量FCV0)再现激励信号SEXC的装置。该激励信号SEXC被写入自适应代码矢量译码器22的存储器中作为新的自适应代码矢量ACV，并且消除该存储器中最老的自适应代码矢量ACV。
LP合成滤波器28是根据激励信号SEXC和LSP系数CLSP来执行LP合成来再现语音信号SSPC的装置。
后处理滤波器29是对语音信号SPC执行后处理滤波的装置。该后处理滤波器29由三个滤波器构成，即长期后处理滤波器、短期后处理滤波器和斜率补偿滤波器。这三个滤波器沿输入至输出的方向按照从长期后处理滤波器到短期后处理滤波器再到斜率补偿滤波器的顺序串联连接。
旁通滤波器/上定标部分30是对后处理滤波器29的输出信号执行旁通滤波处理和上定标处理的装置。
此外，语音译码器20包括误差检测部分31和计数器部分32。
误差检测部分31是检测接收的编码语音信号BS的帧误差并输出误差检测信号SER的装置。
此外，计数器部分32根据误差检测信号SER对相继帧误差个数进行计数，在相继帧误差个数小于或等于预定基准帧误差个数时，输出预处理控制信号CPR以便利用第一开关SW1和第二开关SW2选择预处理滤波器25，而在相继帧误差个数超过预定基准帧误差个数时，输出预处理控制信号CPR以便利用第一开关SW1和第二开关SW2选择旁路BP。
以下说明语音译码器20的操作。
首先，当相继帧误差个数小于或等于基准帧误差个数时，计数器部分32利用预处理控制信号CPR把第一开关SW1和第二开关SW2切换至自适应预处理滤波器25。于是固定代码矢量译码器23输出的原始固定代码矢量FCV0就被提供给自适应预处理滤波器25。然后，在该自适应预处理滤波器25中对该原始固定代码矢量FCV0执行加重谐波分量的加重处理，并把产生的固定代码矢量FCV提供给增益译码器24和激励信号再现部分27。这样就获得了具有良好主观音质的译码语音信号SP。
相反地，当通信质量变差并且计数器部分32输出的相继帧误差个数超过预定基准相继帧误差个数时，第一开关SW1和第二开关SW2就切换至旁路BP侧。于是固定代码矢量译码器23输出的原始固定代码矢量FCV0就被提供给增益译码器24和激励信号再现部分27，而不被自适应预处理滤波器25进行加重处理。由于以如此方式在相继帧误差个数较大时禁止加重处理，所以能够减小译码语音信号SP的失真。
以上描述了本发明一实施例，但该实施例可有各种改进。
图3是表示语音译码器结构的第一种改进的方框图。图3中与图1相同的部件用相同的标号来表示。
在上述实施例中，当相继帧误差个数超过预定基准相继帧误差个数时禁止加重处理。与此相反，在第一种改进的语音译码器30中，如图3所示，通过控制执行加重处理的预处理滤波器25’的滤波器增益来控制加重处理的程度。就是说，计数器部分17’对相继帧误差个数进行计数，当该相继帧误差个数小于或等于预定相继帧误差个数时，输出一个使预处理滤波器25’的滤波器增益为正常值的增益控制信号SGC，而当该相继帧误差个数超过预定基准帧误差个数时，输出一个使预处理滤波器25’的滤波器增益小于正常值的增益控制信号SGC。
在这种情况下，还能减小在帧误差接连出现时因执行加重处理而产生的失真，这样就能够减轻主观音质的降低。
图4是表示语音译码器结构的第一种改进的方框图。图4中与图1相同的部件用相同的标号来表示。
在第二种改进的语音译码器40中，如图4所示，译码处理部分41具有多个预处理滤波器25’-1至25’-n，第一多路复用器MX1和第二多路复用器MX2。
每一个预处理滤波器25’-1至25’-n执行的加重处理的加重量(例如相应于滤波器增益)各不相同，预处理滤波器25’-1的加重量最大，预处理滤波器25’-2、预处理滤波器25’-3等的加重量逐渐减小。在第一多路复用器MX1和第二多路复用器MX2之间，从这些预处理滤波器25’-1至25’-n和旁路BP中选择一条路由。
计数器部分17”对相继帧误差个数进行计数，把一个用来选择旁路BP或具有适合于该相继帧误差个数的加重量的预处理滤波器的选择信号SSEL提供给第一多路复用器MX1和第二多路复用器MX2。
在第二种改进中，例如当相继帧误差个数是“0”时，就利用第一多路复用器MX1和第二多路复用器MX2来选择具有最大加重量的预处理滤波器25’-1。
然后，如果通信环境变坏，则随着相继帧误差个数从“0”增大为“1”、“2”......时，就选择具有较小加重量的预处理滤波器，例如预处理滤波器25’-2、预处理滤波器25’-3等。
这样一来，因为能够根据相继帧误差个数而多级地切换加重处理的加重量，所以能够减轻切换加重处理的影响。
在上述说明中，是把CS-ACELP类型语音译码器作为语音信号处理装置的具体例子。但是，本发明可应用于其它格式的语音信号处理装置，例如采用APC(自适应预测编码)、APC-AB(具有自适应比特分配的APC)、APC-MLQ、ATC(自适应变换编码)、MPC(多脉冲编码)、LPC(线性预测编码)、RELP(余数激励LPC)CELP(代码激励LPC)、LSP(线谱对编码)或PARCOR的语音译码器，只要它们是执行加重处理的语音信号处理装置即可。
Claims (8)
1.一种根据以帧为单位输入的编码语音信号来产生激励信号和根据该激励信号来产生译码语音信号的语音译码器，所述语音译码器包括：
对所述激励信号执行加重处理的加重处理装置；
检测所述编码语音信号中的帧误差的误差检测装置；
计算所述帧误差相继出现的次数并输出相继误差帧个数的计数装置；以及
当所述相继误差帧个数超过预定基准误差帧个数时禁止所述加重处理装置执行所述加重处理的加重处理禁止装置。
2.一种根据以帧为单位输入的编码语音信号来产生激励信号和根据该激励信号来产生译码语音信号的语音译码器，所述语音译码器包括：
对所述激励信号执行加重处理的加重处理装置，它能够控制所述加重处理的加重量；
检测所述编码语音信号中的帧误差的误差检测装置；
计算所述帧误差相继出现的次数并输出相继误差帧个数的计数装置；以及
根据所述相继误差帧个数控制所述加重处理装置的加重量的加重量控制装置。
3.权利要求2的语音译码器，在该语音译码器中：
所述加重处理装置包括：多个具有不同加重量的加重处理部分、以及一个用于从所述多个加重处理部分中选择一加重处理部分来对所述激励信号进行加重处理的选择装置；
所述加重量控制装置根据所述相继误差帧个数控制所述选择装置对加重处理部分的选择。
4.权利要求3的语音译码器，在该语音译码器中：
所述加重处理装置包括一个不执行所述多个加重处理部分的加重处理而无条件地输出编码语音信号的旁路；
所述选择装置能够选择所述旁路和所述多个加重处理部分；以及
所述加重量控制装置控制所述选择装置，使其在所述相继误差帧个数超过预定值时通过所述加重处理装置的旁路来输出所述编码语音信号。
5.权利要求3的语音译码器，在该语音译码器中：
所述加重处理选择装置控制所述加重处理装置的加重量，以便在所述相继帧误差个数较大时减小所述加重量。
6.权利要求3的语音译码器，在该语音译码器中：
所述加重处理装置是对所述激励信号执行滤波处理的滤波器；以及
所述加重量控制装置根据所述相继误差帧个数来控制所述滤波器的滤波处理的增益。
7.一种根据以帧为单位输入的编码语音信号来产生激励信号和根据该激励信号来产生译码语音信号的语音译码方法，该方法包括以下步骤：
计算具有编码误差的接收编码语音信号的相继帧的个数；和
当该个数超过预定基准误差帧个数时禁止对所述编码语音信号进行加重处理。
8.一种根据以帧为单位输入的编码语音信号来产生激励信号和根据该激励信号来产生译码语音信号的语音译码方法，该方法包括以下步骤：
计算具有编码误差的接收编码语音信号的相继帧的个数；和
根据该个数控制对所述编码语音信号的加重处理的加重量。
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