DE69932593T2

DE69932593T2 - Dekodierungsverfahren und system mit einem adaptiven postfilter

Info

Publication number: DE69932593T2
Application number: DE69932593T
Authority: DE
Inventors: Pasi Ojala; Kari Järvinen
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1998-01-21
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: WO1999038155A1; EP1050040B1; US6584441B1; AU2056299A; BR9907031B1; CN1288557A; KR100575193B1; FI980132A; JP2002501225A; KR20010024869A; EP1050040A1; BR9907031A; CN1192356C; FI980132A0; DE69932593D1; JP4275855B2

Description

EINSATZBEREICH DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Codieren von Sprache mit variablen Bitraten, wobei die Bitraten von Datenübertragungsblock zu Datenübertragungsblock variieren können, und insbesondere die Verfahren und Filter, die zum Verbessern der Qualität decodierter Sprache benutzt werden.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Das Codieren von Sprache mit einer variablen Bitrate kann benutzt werden, um die Kapazität einer Datenübertragungsverbindung auf einem bestimmten Niveau von Sprachqualität zu maximieren, oder um die durchschnittliche Bitrate einer Sprachverbindung zu minimieren. Dies ist möglich, da Sprache nicht homogen ist, und wenn Sprache in kurze Abschnitte unterteilt wird, können verschiedene Abschnitte unter Benutzung einer unterschiedlichen Anzahl von Bits in jedem Abschnitt ohne wahrnehmbaren Qualitätsunterschied wiedergegeben werden. Codecs, die eine feste Bitrate benutzen, müssen mit einer Art von Kompromissrate arbeiten, die nicht zu hoch ist, um Datenübertragungskapazität einzusparen, aber hoch genug, um unterschiedliche Sprachelemente mit ausreichender Qualität wiederzugeben. Diese Kompromissrate ist für Geräusche, die mit einer kleineren Anzahl von Bits dargestellt werden könnten, unnötig hoch. Das Sprachcodierungsverfahren mit variabler Rate kann in vielen Anwendungen vorteilhaft eingesetzt werden. Paketvermittelte Netze wie z.B. das Internet können Kommunikation mit variabler Rate direkt benutzen, indem Pakete unterschiedlicher Größe versendet werden.
Die Codemultiplex-(CDMA)-Systeme können ebenfalls eine Codierung mit variabler Rate benutzen. Bei den CDMA-Systemen reduziert die durchschnittliche Senkung der Übertragungsrate die gegenseitigen Störungen, die von verschiedenen Übertragungen verursacht werden, und ermöglicht es, die Anzahl der Nutzer zu erhöhen. Bei so genannten Mobilfunksystemen der dritten Generation. wird die Datenübertragung mit variabler Rate wahrscheinlich in irgendeiner Form benutzt werden. Zusätzlich zur Datenübertragung ist die Codierung mit variabler Rate auch im Zusammenhang mit Stimmaufzeichnung und Sprachbenachrichtigungssystemen nützlich, wie z.B. Anrufbeantwortern, wobei die Einsparung aufgrund der Codierung mit variabler Rate als eingesparte Aufzeichnungskapazität in Erscheinung tritt.
Die Bitrate eines Codec mit variabler Rate kann in unterschiedlicher Weise gesteuert werden. Ein Verfahren basiert auf der Überwachung der Kapazität des Datenübertragungsnetzes, wodurch die gegenwärtige Bitrate gemäß der verfügbaren Kapazität ermittelt wird. Bei einem solchen System können, basierend auf der benutzten Kapazität, für die Bitrate auch eine untere und eine obere Grenze eingestellt werden. Die Kapazitätsgrenzen treten als reduzierte Sprachqualität in Erscheinung, insbesondere in Zeiten hoher Auslastung, wenn das System eine Senkung der Bitrate erzwingt.
Das Codieren mit variabler Rate kann auch benutzt werden, um ein fehlertolerantes Verfahren für Mobilstationen zu implementieren. Bei einem solchen Verfahren wird die Bitrate der Sprachcodierung aufgrund der Qualität des Übertragungskanals angepasst. Wenn die Qualität des Übertra gungskanals gut ist, wird die Bitrate relativ hoch gehalten, und es wird zusätzlich zu der codierten Sprache nur wenig Fehlerkorrekturinformation übertragen. Unter guten Übertragungsbedingungen ist dieses Verfahren ausreichend, um Übertragungsfehler zu eliminieren. Wenn die Qualität des Übertragungskanals sich verschlechtert, wird die Bitrate gesenkt, wodurch eine stärkere Kanalcodierung bei einem gewöhnlichen Übertragungskanal mit fester Rate benutzt werden kann. Dann wird die Reduzierung der Sprachqualität mit Hilfe dieser stärkeren Kanalcodierung minimiert, welche größere Fehler korrigieren kann. Allerdings wird, wenn die Qualität der Übertragungsverbindung sich abschwächt, die Sprachqualität in gewissem Umfang reduziert, da die Bitrate gesenkt ist.
Ein üblicher CELP-(Code Excited Linear Prediction)-Codierer umfasst viele Filter, welche die Sprachbildung modellieren, für die ein geeignetes Anregungssignal aus den Anregungsvektoren ausgewählt wird, die in dem Codebuch enthalten sind. Ein CELP-Codierer enthält üblicherweise sowohl Kurzzeit- als auch Langzeitfilter, in denen eine synthetisierte Version des ursprünglichen Sprachsignals gebildet wird, indem Anregungen, die aus dem Codebuch ausgewählt werden, gefiltert werden. Ein Anregungsvektor, der das optimale Anregungssignal erzeugt, wird aus den Anregungsvektoren des Codebuchs ermittelt. Während der Suche wird jeder Anregungsvektor auf den Synthesizer angewandt, der sowohl Kurzzeit- als auch Langzeitfilter enthält. Das synthetisierte Sprachsignal wird mit dem ursprünglichen Sprachsignal verglichen, wobei die Reaktion des menschlichen Hörvermögens berücksichtigt wird, wodurch eine Kennlinie erzielt wird, die mit der beobachteten Sprachqualität abgleichbar ist. Für jeden Teil des verarbeiteten Sprachsignals wird ein optimaler Anregungsvektor ermittelt, indem derjenige Anregungsvektor aus dem Codebuch ausgewählt wird, der das kleinste gewichtete Fehlersignal für den fraglichen Teil des Sprachsignals erzeugt. CELP-Codierer wie dieser sind beispielsweise genauer in der US-Patentschrift Nr. 5,327,519 beschrieben.
1 zeigt ein Beispiel eines Blockdiagramms eines CELP-Codierers mit fester Rate gemäß dem Stand der Technik. Der Codierer umfasst zwei Analyseblöcke, nämlich den Kurzzeitanalyseblock 10 und den Langzeitanalyseblock 11. Diese analysieren das zu codierende Sprachsignal s(n), der Kurzzeitanalyseblock hauptsächlich die Formanten des Spektrums des Sprachsignals, und der Langzeitanalyseblock hauptsächlich die Periodizität (Tonhöhe) des Sprachsignals. Die Blöcke bilden Vervielfachersätze a(i) und b(i), die die Filtereigenschaften des Kurzzeit- und des Langzeitfilterblocks bestimmen. Der Vervielfachersatz a(i), der von dem Kurzzeitanalyseblock gebildet wird, entspricht den Formanten des Spektrums des zu codierenden Sprachsignals, und der Vervielfachersatz b(i), der von dem Langzeitanalyseblock gebildet wird, entspricht der Periodizität (Tonhöhe) des zu codierenden Sprachsignals. Die Vervielfachersätze a(i) und b(i) werden über den Datenübertragungskanal 5 an den Empfänger gesendet. Die Vervielfachersätze werden separat für jeden Datenübertragungsblock des zu codierenden Sprachsignals berechnet, wobei die zeitliche Länge der Datenübertragungsblöcke üblicherweise bei 20 ms liegt.
Der Lang- und der Kurzzeitfilterblock 13, 12 filtern Anregungen, die aus dem Codebuch gemäß den Vervielfacher sätzen a(i) und b(i) ausgewählt werden. Das Langzeitfilter modelliert so die Periodizität (Tonhöhe) der Stimme, oder der Vibration der Stimmbänder, und das Kurzzeitfilter modelliert die Formanten des Spektrums, oder der menschlichen Stimmbildungskanäle. Das Filterergebnis ss(n) wird von dem Sprachsignal s(n) abgezogen, um in der Summiervorrichtung 18 codiert zu werden. Das Restsignal e(n) wird an das Wichtungsfilter 14 geleitet. Die Eigenschaften des Wichtungsfilters werden gemäß dem menschlichen Hörvermögen ausgewählt. Das Wichtungsfilter schwächt die Frequenzen ab, die für die Wahrnehmung weniger wichtig sind, und betont diejenigen Frequenzen, die einen wesentlichen Effekt auf die wahrgenommene Sprachqualität haben. Der Codevektor-Suchsteuerungsblock 15 sucht anhand des Ausgangssignals des Wichtungsfilters einen entsprechenden Anregungsvektorindex u. Das Anregungscodebuch 16 bildet auf Basis des Codevektors, der dem Index entspricht, die gewünschte Anregung, und die Anregung wird an die Multiplikationsvorrichtung 17 weitergeleitet. Die Multiplikationsvorrichtung bildet das Produkt der Anregung und des Wichtungsfaktors g der Anregung, die von dem Codevektor-Suchsteuerungsblock vorgegeben ist, welches dann an die Filterblöcke 12, 13 weitergeleitet wird. Der Codevektor-Steuerungsblock sucht wiederholt nach einem optimalen Anregungscodevektor. Wenn das Restsignal e(n) bei einem Minimum liegt oder ausreichend klein ist, wird der gewünschte Codevektor als gefunden betrachtet, wodurch der Index u des Anregungscodevektors und des Wichtungsfaktors g an den Empfänger gesendet werden.
2 zeigt ein Beispiel eines Blockdiagramms eines CELP-Decodierers gemäß dem Stand der Technik. Der Decodierer empfängt die Codierungsparametersätze a(i) und b(i), den Wichtungsfaktor g und den Anregungscodevektorindex u von dem Datenübertragungskanal 5. Ein Anregungscodevektor, der dem Index u entspricht, wird aus dem Anregungscodebuch ausgewählt, und eine entsprechende Anregung c(n) wird in der Multiplikationsvorrichtung 21 mit dem Wichtungsfaktor g multipliziert. Das resultierende Signal wird an das Langzeitsynthetisierungsfilter 22 und weiter an das Kurzzeitsynthetisierungsfilter 23 geleitet. Die Codierungsparametersätze a(i) und b(i) steuern die Filter 22, 23 auf dieselbe Weise wie in dem Codierer aus 1. Das Ausgangssignal des Kurzzeitfilters wird weiter in einem Nachfilter 24 zum Bilden eines rekonstruierten Sprachsignals s'(n) gefiltert.
Bei einer Modifikation der CELP-Codierung, nämlich ACELP (Algebraic Code Excited Linear Prediction), besteht das Anregungssignal aus einer konstanten Zahl von Impulsen, die von Null abweichen. Ein optimales Anregungssignal wird durch Auswählen der optimalen Orte und Amplituden von Impulsen mit ähnlichen Fehlerkriterien wie bei der CELP-Codierung ermittelt. Eine solche Codierung ist beispielsweise in den Konferenzveröffentlichungen Järvinen K., Vainio J., Kapanen P., Honkanen T., Haavisto P., Salami R., Laflamme C. und Adoul J-P, GSM Enhanced Full Rate Speech Codec, International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, München, Deutschland, 21. bis 24. April 1997, und Honkanen T., Vainio J. Järvinen K., Haavisto P., Salami R., Laflamme C. und Adoul J-P., Enhanced Full Rate Speech Codec for IS-136 Digital Cellular System, International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, München, Deutschland, 21. bis 24. April 1997 beschrieben.
Für Codecs mit niedriger Bitrate wie diesen ist aufgrund ungenauer Anregung beim Modellieren die Stimmqualität als solche schlecht. Aus diesem Grund wird das Ausgangssignal des Codec gefiltert, um die wahrgenommene Sprachqualität zu verbessern. Bei einer solchen Nachfilterung kann sowohl Kurzzeit- als auch Langzeitfilterung eingesetzt werden. Die Filtereigenschaften werden mit Hilfe von Wichtungsfaktoren geregelt. Der Zweck des Kurzzeitnachfilterns ist es, die Formanten des Spektrums zu betonen und auf diese Weise die sie umgebenden Frequenzen abzuschwächen, was die wahrgenommene Sprachqualität verbessert. Der Zweck des Langzeitnachfilterns ist es, die feinen Merkmale des Spektrums zu betonen. Ein Beispiel ist ein festes Kurzzeitnachfilter 10. Grades, das folgende Form aufweist
wobei b_i und c_i die determinierenden Faktoren des Kurzzeitspektrums des zu analysierenden Datenübertragungsblocks sind, und α und β Wichtungsfaktoren sind, die das Filtern regeln. Die Wichtungsfaktoren bewegen die Nullstellen und Polstellen des Kurzzeitmodells des Filters näher an den Ursprung. Die Werte der Wichtungsfaktoren werden üblicherweise mit Hilfe von Hörtests einzeln für jeden Codectyp ausgewählt. Ein Nachfilter wie dieses kann geschwächt werden, wenn die Filterpole näher an den Ursprung bewegt werden, indem der Wert des Faktors β gesenkt wird und/oder wenn die Nullstellen des Filters näher an den Einheitskreis bewegt werden, indem der Wert des Faktors α erhöht wird. Ein Kurzzeitnachfilter kann auch mit Hilfe einer Transferfunktion, die ausschließlich Nullstellen oder Polstellen aufweist, realisiert werden.
Es ist eine bekannte Tatsache, dass ein umso stärkeres Nachfiltern notwendig ist, je niedriger die Bitrate ist, um die durch das Codieren verursachte Verzerrung zu überdecken. Bei Codecs mit variabler Rate des Stands der Technik wurde jedoch für alle Bitraten dasselbe Nachfilter benutzt. Ein Beispiel eines solchen Codecs mit variabler Rate ist der QCELP-Codec, der in dem System IS-96 CDMA benutzt wird.
Allerdings offenbart die US-Patentschrift 4,617,676 – im Zusammenhang mit ADPCM-(Adaptive Differentielle Puls-Code-Modulation)-Codierung – eine Lösung, bei der in dem Nachfilter verschiedene Wichtungsfaktoren für Sprachsignale benutzt werden, die mit unterschiedlichen Bitraten codiert sind. Gemäß der Patentschrift werden die Wichtungsfaktoren geändert, während die zum Codieren benutzte Bitrate geändert wird.
Das Benutzen von unterschiedlichen Nachfiltern für unterschiedliche Bitraten bringt das Problem mit sich, dass sich, wenn die Bitrate und das Nachfilter geändert werden, der Sprachklang ebenfalls ändert. Aus diesem Grund werden die Wichtungsfaktoren in Codecs mit variabler Rate des Stands der Technik üblicherweise konstant gehalten. Ein Nachfilter, das gemäß der Bitrate jedes Datenübertragungsblocks angepasst wird, erzeugt sowohl bei einer Codierung für jedes einzelne Sample (wie z.B. ADPCM) als auch bei einer Codierung für jeden einzelnen Datenübertragungsblock (CELP) Störungen.
3 zeigt ein adaptives Nachfilter des Stands der Technik, das auf einen LD-CELP-Decodierer gemäß dem Standard ITU-T G 728 angewandt ist. Die Parameter und die Intensität der Tonhöhe der decodierten Sprache werden in dem Analyseblock 40 analysiert. Die Ergebnisse werden benutzt, um den Betrieb des Langzeitnachfilterblocks 42 zu steuern. Die Transferfunktion des Langzeitfilterblocks 42 ist Hi(z) = gi(1 + bz–p) (2)wobei p die Tonhöhenverzögerung, b der Filterwichtungsfaktor und g_i der Skalierungsfaktor ist. Geeignete Werte für b und g_i sind beispielsweise:
wobei β der Verstärkungsfaktor des Einzel-Tap-Tonhöhenvorhersagers ist, wodurch die Tonhöhenverzögerung p Sample beträgt. Das Tonhöhennachfilter ist als ein Kammfilter aufgebaut, wobei die Resonanzspitzen ein Vielfaches der Tonhöhenfrequenz der nachgefilterten Sprache sind. Die Transferfunktion des Kurzzeitnachfilters 43 ist
wobei die Wichtungsfaktorparameter γ₁ = 0,65 und γ₂ = 0,75 die Stärke der Nachfilterung regulieren und die Faktoren a die Parameter sind, die das Kurzzeitspektrum festlegen. Das Nachfiltern kann außerdem mit Hilfe des Neigungsfaktors H^t(z) wie folgt reguliert werden:
wobei μ = γ₃k₁, wobei k₁ zugleich der erste Reflektionsfaktor eines Modells für den Kurzzeitanalyseblock ist, der bei der Sprachcodierung benutzt wird. Die Faktoren des Kurzzeitmodells werden von dem Decodierer ermittelt. Da die Signalverstärkung sich bei der Nachfilterung verändern kann, wird eine automatische Verstärkungssteuerung benutzt, um die Verstärkung konstant zu halten. Die Verstärkung der decodierten Sprache (n) wird im Skalierungsfaktor-Berechnungsblock 41 bestimmt, woraufhin die Verstärkung der nachgefilterten Sprache s'(n) angepasst wird, um der Verstärkung der decodierten Sprache in dem Skalierungsblock 44 zu entsprechen. Der Skalierungsfaktor jedes Datenübertragungsblocks wird üblicherweise gemäß der folgenden Formel berechnet:
wobei (n) das decodierte Sprachsignal, s_f das Signal nach den Kurz- und Langzeitnachfilterungsblöcken und L die Länge des zu analysierenden Datenübertragungsblocks ist. Der Skalierungsblock führt folgende Multiplikation durch: s'(n) = gsf(n) (8)
Bei dem Standard GSM EFR sind die Wichtungsfaktoren γ₁ = 0,7, γ₂ = 0,75 und γ₃ = 0,15.
4 zeigt einen Codierer mit variabler Rate, der durch das Quellsignal und das Datenübertragungsnetz gesteuert wird. Der Codierungsblock 20 empfängt das zu codierende Sprachsignal s(n). Das zu codierende Sprachsignal wird auch an den Bitratensteuerungsblock 21 übermittelt, der die Bitrate gemäß dem Sprachsignal s(n) steuert. Der Steuerungsblock 21 empfängt außerdem ein Steuerungssignal O, das üblicherweise die höchste und die niedrigste zulässige Bitrate sowie die gewünschte durchschnittliche Bitrate bestimmt. Zusätzlich zu dieser Information kann der Steuerungsblock 21 Information zur Qualität der Codierung und zur Qualität des Datenübertragungskanals empfangen und diese Information zur Steuerung der Bitrate benutzen. Wenn beispielsweise die Qualität des Datenübertragungskanals schlecht ist, ist es vorteilhaft, die Bitrate zu senken, wodurch eine stärkere Kanalcodierung benutzt werden kann. Der Datenübertragungskanal wird benutzt, um Information zu den Parametern, die von dem Codierer benutzt werden, wie z.B. die Bitrate, an den Empfänger zu übermitteln.
5 zeigt, wie die Bitrate eines Codierers mit variabler Rate, der von einem Quellsignal gesteuert wird, wie in dem Beispiel aus 4, gemäß dem Quellsignal variiert. Die obere Kurve stellt das Sprachsignal und die untere Kurve die von dem Codierer benutzte Bitrate dar. Im Prinzip kann die Bitrate von Datenübertragungsblock zu Datenübertragungsblock variieren. In dem Beispiel aus 5 beträgt die mittlere Bitrate etwa 7,0 kbit/s.
Die in Codecs mit variabler Rate benutzten Nachfilterlösungen bringen noch ein weiteres Problem mit sich, das darin besteht, dass nicht berücksichtigt wird, ob der Laut jedes Datenübertragungsblocks stimmhaft oder stimmlos ist oder ob es sich nur um Hintergrundgeräusch handelt. Dieses Problem tritt insbesondere bei niedrigen Bitraten auf, die ein starkes Nachfilter benötigen. Starkes Nachfiltern verzerrt insbesondere die Klangfarbe stimmloser Datenübertragungsblöcke und solcher Datenübertragungsblöcke, die nur Hintergrundgeräusch enthalten. In solchen Datenübertragungsblöcken ist das Signalspektrum eher gleichmäßig und weist wenig klare Formanten auf, die tendenziell als Resultat einer starken Nachfilterung gebildet werden. Auf diese Weise wird das Sprachsignal bei Datenübertragungsblöcken dieser Art leicht verzerrt, was von dem Hörer als eine verminderte Sprachqualität wahrgenommen wird.
Ein Artikel von Juin-Hwey Chen und Allen Gersho: "Adaptive Postfilterung for Quality Enhancement of Coded Speech" in IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, Januar 1995, Vol.3, Seiten 59 bis 71, beschreibt einen Langzeit-Nachfilterabschnitt in einer Kaskade mit einem Kurzzeit-Nachfilterabschnitt und umfasst spektrale Neigungskompensation und automatische Verstärkungssteuerung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Sprachqualität in einem Telekommunikationssystem zu verbessern, das Sprachcodierung mit variabler Rate benutzt. Es ist außerdem eine Aufgabe der Erfindung, die Qualität eines Sprachsignals zu verbessern, das aus einem codierten Signal decodiert wird. Zusätzlich zielt die Erfindung darauf ab, die Toleranz eines Telekommunikationssystems in Bezug auf Datenübertragungsfehler zu erhöhen.
Die Aufgaben werden erfüllt, indem ein Nachfilterungssystem realisiert wird, wobei das Nachfiltern wenigstens gemäß der mittleren Langzeitbitrate angepasst wird, und indem ein entsprechendes adaptives Nachfilter realisiert wird, das sich selbst wenigstens gemäß der mittleren Langzeitbitrate anpasst.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist durch die Ausführungen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Verfahrensanspruchs gekennzeichnet. Die Erfindung betrifft außerdem ein Decodierungssystem, das durch die Ausführungen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs zu einem Decodierungssystem gekennzeichnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Mobilstation, die durch die Ausführungen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs zu einer Mobilstation gekennzeichnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Element eines Telekommunikationssystems, wobei dieses Element durch die Ausführungen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs zu einem Element eines Telekommunikationssystems gekennzeichnet ist. Die Unteransprüche beschreiben verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
In der erfindungsgemäßen Lösung werden die Wichtungsfaktoren des Nachfilters nicht gemäß der gegenwärtigen Bitrate oder der Bitrate, die bei der Codierung jedes Datenübertragungsblocks benutzt wird, angepasst, sondern die Wichtungsfaktoren werden gemäß einer mittleren Bitrate angepasst, die für eine bestimmte Zeitspanne berechnet wird, beispielsweise, indem das Mittel für mehrere Datenübertragungsblöcke berechnet wird. Zusätzlich werden die Wichtungsfaktoren auch danach angepasst, ob jeder Datenübertragungsblock ein stimmhaftes Sprachsignal, ein stimmloses Sprachsignal oder Hintergrundgeräusch enthält. Das Nachfiltern wird für Datenübertragungsblöcke abgeschwächt, die stimmlose Sprache oder Hintergrundgeräusch enthalten, so dass der Klang des Signals an solchen Stellen nicht deshalb verzerrt wird, weil das Nachfiltern an ein stimmhaftes Signal angepasst ist. Zusätzlich können auch die Wichtungsfaktoren des Nachfilters anhand der Fehlerrate des empfangenen Signals oder eines anderen Signals oder Parameters angepasst werden, das oder der die Qualität des Datenübertragungskanals beschreibt. Beispielsweise kann das Nachfiltern vorteilhaft derart angepasst werden, dass dann, wenn die Bitfehlerrate sich erhöht, das Nachfiltern verstärkt wird, wodurch der Effekt von Datenübertragungsfehlern in dem decodierten Sprachsignal reduziert wird und sich die Toleranz des Systems in Bezug auf Datenübertragungsfehler erhöht.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen und die begleitenden Figuren näher beschrieben werden, wobei
1 einen CELP-Codierer des Stands der Technik zeigt,
2 eine Nachfilterungslösung des Stands der Technik zeigt,
3 einen Decodierer des Stands der Technik zeigt,
4 ein Blockdiagramm eines Codierers mit variabler Rate des Stands der Technik zeigt,
5 ein Beispiel für die Änderungen der Bitrate eines codierten Sprachsignals zeigt, das von einem Codierer mit variabler Rate des Stands der Technik erzeugt wird,
6 einen Decodierer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
7 die Anpassung der Frequenzantwort eines Kurzzeitnachfilters zeigt,
8 einen Nachfilteraufbau einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
9 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und
10 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
In den Figuren werden dieselben Bezugszeichen für einander entsprechende Teile benutzt.
BESCHREIBUNG EINIGER BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
6 zeigt ein Blockdiagramm eines Decodierers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Decodierer weist einen Decodierungsblock mit variabler Rate 814 auf, der in einer Anwendung mit mehreren Raten aus mehreren Decodierungsblöcken 803a, 803b, 803c besteht. Der Decodierungsblock 814 empfängt die Information zum Codierungsverfahren 811 von dem Datenübertragungskanal 5. Die Information zum Codierungsverfahren wird benutzt, um die Auswahl des Decodierungsblocks 803a, 803b, 803c zu steuern, der für jede Bitrate benutzt wird, was in 6 durch die Schalter 802, 804 dargestellt ist. Die Erfindung ist nicht auf die Auswahl eines Decodierungsblocks gemäß 6 beschränkt, vielmehr kann in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung jeder bekannte Aufbau benutzt werden. Die decodierte Sprache wird an das Nachfilter 808 übermittelt. Das Nachfilter kann Langzeitfilterblöcke, Kurzzeitfilterblöcke oder eine Kombination derselben umfassen. Das Nachfilter 808 filtert das decodierte Sprachsignal und bildet das Ausgangssignal 809 des Decodierers.
In der Ausführungsform aus 6 kann die Auswahl der Wichtungsfaktoren des Nachfilters anhand der mittleren Bitrate durchgeführt werden. Der Mittelberechnungsblock 801 kann die mittlere Bitrate anhand der folgenden Formel berechnen, zum Beispiel: ave_ratei = α·bit_ratei + (1 – α)·ave_ratei–1 (9) wobei α die Konstante ist, die die Mittelungsperiode bestimmt, und bit_rate_i die Bitrate jedes Datenübertragungsblocks i ist. Wenn beispielsweise das Mittel auf der Basis von 3000 Datenübertragungsblöcken oder einer Periode von 60 Sekunden mit der gewöhnlichen Datenübertra gungsblocklänge bestimmt wird, ist der Wert des Faktors α 1/3000. Allerdings ist die Erfindung nicht auf die Benutzung eines Mittels beschränkt, das über eine Periode von 3000 Datenübertragungsblöcken berechnet wurde, sondern es kann auch für eine Periode anderer Länge ein Mittel bestimmt werden. Die geeignete Periode kann für jede Anwendung z.B. mit Hilfe eines Hörtests bestimmt werden. Wenn die mittlere Bitrate niedrig ist, wird eine starke Nachfilterung benötigt. Andererseits stellt eine hohe mittlere Bitrate sicher, dass die Qualität der übertragenen Sprache relativ gut ist, wodurch das Nachfiltern nicht sehr stark sein muss. Der Nachfilterungsblock 808 kann beispielsweise einen Kurzzeitfilterblock gemäß Formel 5 benutzen. Die Wichtungsfaktoren γ1 und γ2 eines Nachfilters gemäß Formel 5 können vorzugsweise gemäß der folgenden Tabelle ausgewählt werden, zum Beispiel:
Für Datenübertragungsblöcke, die stimmlose Sprache oder Hintergrundgeräusch enthalten, wird die Nachfilterung abgeschwächt, um zu verhindern, dass der Klang dieser Datenübertragungsblöcke aufgrund zu starker Filterung verzerrt wird. Wenn der Stimmhaft/Stimmlos-Anzeigeblock 806 ermittelt, dass das Sprachsignal des untersuchten Datenübertragungsblocks stimmlos ist oder der Hintergrundgeräusch-Ermittlungsblock 807 ermittelt, dass der untersuchte Datenübertragungsblock Hintergrundgeräusch enthält, ändert der Nachfiltersteuerungsblock 805 die Wichtungsfaktoren des Filters, so dass der betroffene Datenübertragungsblock weniger als üblich gefiltert wird.
Information, die der Stimmhaft/Stimmlos-Klassifizierung und der Hintergrundgeräusch/Sprachsignal-Klassifizierung entspricht, kann auch von dem Codierer empfangen werden, der das Sprachsignal codiert, wenn der Codierer diese Information über den Datenübertragungskanal übermittelt. In einer solchen Anwendung werden der Stimmhaft/Stimmlos-Anzeigeblock 806 und der Hintergrundgeräusch-Ermittlungsblock 807 nicht benötigt.
Die Menge der benötigten Filterungsreduktion wird vorzugsweise anhand dessen ermittelt, welche Art von Decodierungsblock zu dem jeweiligen Zeitpunkt benutzt wird. Eine geeignete Reduktion für verschiedene Verfahren der Sprachcodierung kann beispielsweise durch Hörtests bestimmt werden. Wenn ein Nachfilter gemäß Formel 5 benutzt wird und das Hintergrundgeräusch zunimmt, kann der Wert des Wichtungsfaktors γ₁ z.B. für eine Reduktion des Signal/Rauschverhältnisses von jeweils 10 dB um 0,05 erhöht werden. Die Stärke des Nachfilterns kann auch anhand des Codierungsfehlers variieren, das heißt, beispielsweise gemäß dem Signal e(n), das in 1 gezeigt ist. Information zu dem Codierungsfehler kann an den Decodierer übermittelt werden, wodurch die Stärke des Nachfilterns vorzugsweise erhöht wird, während die Menge der Codierungsfehler zunimmt.
Die Stimmhaft/Stimmlos-Anzeige und eine Schätzung der Stärke des Hintergrundgeräuschs können auch über den Datenübertragungskanal empfangen werden. Dies ist dann möglich, wenn beispielsweise die Vorrichtung, die die Sprache codiert hat, diese Information als Teil der Parameter der zu übertragenden Sprache an den Decodierer sendet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Wichtungsfaktoren des Nachfilters anhand der Qualität der Datenübertragungsverbindung angepasst. Eine solche Operation ist durch den Bestimmungsblock 810 in 6 dargestellt, der die Qualität der Datenübertragungsverbindung und die Bitfehlerrate des Sprachsignals bestimmt, und durch den die Qualität der Datenübertragungsverbindung 5 geschätzt wird. Mögliche Werkzeuge zum Schätzen der Qualität der Datenübertragungsverbindung umfassen z.B. das Verhältnis von Trägersignal zu Interferenzsignal (Carrier to Interference – C/I) oder das charakteristische Bitfehlerverhältnis des empfangenen und codierten Sprachsignals. Eine Kennlinie, die die Bitfehlerrate des Sprachsignals beschreibt, oder eine andere Kennlinie, die den Grad der Korrektheit des Sprachsignals beschreibt, kann ebenfalls direkt zum Anpassen der Operation des Nachfilterns benutzt werden. In einer solchen Anwendung wird das Nachfiltern verstärkt, wenn die Qualität der Datenübertragungsverbindung sich verschlechtert oder die Bitfehlerrate des Sprachsignals zunimmt. Auf diese Weise werden Datenübertragungsverbindungen besser abgedeckt als bei den Lösungen des Stands der Technik. Beispielsweise kann der Wert des Wichtungsfaktors γ₁ für eine Reduktion der C/I-Zahl von jeweils 10 dB um 0,05 reduziert werden. Eine Anpassung des Nachfilters gemäß der Qualität der Datenübertragungsverbindung kann auch durch die mittlere Bitrate implementiert werden, wenn das Verhältnis der Kanalcodierung zur Sprachcodierung sich aufgrund der Qualität der Datenübertragungsverbindung verändert. Unter schlechten Bedingungen erhöht sich der Anteil der Kanalcodierung, wodurch die Bitrate der Sprachcodierung und auch die mittlere Bitrate gesenkt werden, und wodurch das gemäß der mittleren Bitrate anzupassende Nachfiltern indirekt auch anhand der Qualität der Datenübertragungsverbindung angepasst wird.
Für die Wichtungsfaktoren können obere und untere Grenzen derart eingestellt werden, dass das Nachfiltern nicht zu stark wird, wenn die Datenübertragungsverbindung plötzlich schwächer wird. Wenn beispielsweise ein Nachfilter gemäß Formel 5 benutzt wird, ist eine geeignete untere Grenze für den Wichtungsfaktor γ₁ 0,55, und eine geeignete obere Grenze ist etwa 0,9. Diese Werte sind hier nur beispielhaft angegeben und begrenzen nicht die Werte, die in anderen Ausführungsformen der Erfindung benutzt werden.
Die oben genannten Beispiele haben die Anpassung der Stärke des Nachfilterns mit Hilfe des Wichtungsfaktors γ₁ gezeigt. Dies begrenzt jedoch nicht die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, da der Wert des Wichtungsfaktors γ₂ ebenfalls verändert werden kann, um die Stärke des Nachfilterns zu verändern.
Die Wichtungsfaktoren des Langzeitnachfilterungsblocks werden vorzugsweise nach denselben Kriterien angepasst wie die Wichtungsfaktoren des Kurzzeitnachfilterungsblocks. Zusätzlich kann für den Fall, dass Datenübertragungsblöcke stimmlose Sprache enthalten, das Langzeitnachfiltern aus praktischen Gründen wegfallen. Bei Datenübertragungsblöcken jedoch, die stark stimmhafte Laute enthalten, ist es vorteilhaft, ein starkes Langzeitnachfiltern zu benutzen. Die folgende Tabelle zeigt ein Beispiel der Werte des Wichtungsfaktors b eines Langzeitnachfilters gemäß Formel 2 in verschiedenen Situationen:
7 zeigt die Operation eines Nachfilters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die obere Kurve stellt die Koeffizienten dar, die von dem Kurzzeitanalyseblock eines Codierers erzeugt werden, der ein Sprachsignal codiert hat, dessen Koeffizienten dem Spektrum des Sprachsignals nahezu entsprechen. Die zwei Kurven des unteren Graphen zeigen die Frequenzantwort eines Nachfilters gemäß Formel 5 mit unterschiedlichen Werten für die Wichtungsfaktoren. Die durchgezogene Linie stellt eine Frequenzantwort gemäß den Wichtungsfaktoren γ₁ = 0,6 und γ₂ = 0,8 dar, und die gestrichelte Linie stellt eine Frequenzantwort gemäß γ₁ = 0,7 und γ₂ = 0,8 dar. Wie aus der Figur deutlich wird, ist die Betonung der Formanten des Spektrums des Sprachsignals umso stärker je stärker der Kurzzeitnachfilterblock ist.
8 zeigt ein Nachfilter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Struktur dieses Beispiels ähnelt teilweise derjenigen des Nachfilters aus 3, wobei diese Ausführungsform jedoch auch einen Filtersteuerungsblock 103 enthält, der die Wichtungsfaktoren der Kurzzeit- und Langzeitfilterblöcke auf Basis externer Parameter anpasst, die beispielsweise von dem Decodierer vorgegeben oder über den Datenübertragungskanal übermittelt werden. Vorteilhafterweise enthalten diese Parameter z.B. die Stimmhaft/Stimmlos-(V/UV)-Klassifikation jedes Datenübertragungsblocks, die Bitrate, den Parametersatz a(i), der von dem Codierer benutzt wurde, der das Sprachsignal codiert hat, die Koeffizienten g₁ und b, die Wichtungsfaktoren γ₁ und γ₂ und verschiedene Kennlinien, die die Qualität des Datenübertragungskanals oder die Korrektheit des empfangenen und codierten Sprachsignals beschreiben.
Die Tonhöhe der decodierten Sprache wird in dem Analyseblock 40 analysiert. Der Betrieb des Langzeitnachfilterungsblocks 42 wird durch die Analyseergebnisse gesteuert, die von dem Analyseblock 40 gebildet werden. Der Langzeitnachfilterblock 42 ist vorzugsweise ein Kammfilter, wobei die Anordnung der Spitzen der Frequenzantwort des Filters gemäß den Analyseergebnissen des Analyseblocks 40 angepasst wird. Der Steuerungsblock 103 passt außerdem die Operation des Langzeitnachfilterungsblocks gemäß den Parametern an, die von dem Decodierer stammen. Solche Parameter können vorzugsweise z.B. die mittlere Bitrate, die bei der Übertragung decodierter Sprache benutzt wird, die Koeffizienten g₁ und b und die Stimmhaft/Stimmlos-Klassifikation jedes Datenübertragungsblocks enthalten. Der Steuerungsblock 103 passt die Stärke des Langzeitnachfilterns z.B. mit Hilfe des Skalierungsfaktors g₁ gemäß Formel 2 an. Bei einem stimmlosen Datenübertragungsblock verhindert der Steuerungsblock 103 eine Langzeitnachfilterung z.B. dadurch, dass der Skalierungsfaktor g₁ auf Null gesetzt wird. Der Steuerungsblock passt den Betrieb des Langzeitnachfilterungsblocks vorzugsweise mit Hilfe des Wichtungsfaktors b gemäß Formel 2 an.
Der Steuerungsblock 103 steuert die Operation des Kurzzeitnachfilterungsblocks 43 anhand des Koeffizientensatzes a(i), der von dem Decodierer empfangen wird, und der Wichtungsfaktoren γ₁ und γ₂. Das gefilterte Signal wird auf die Stärke des decodierten Signals beispielsweise mit Hilfe des Skalierungsfaktor-Berechnungsblocks 41 und des Skalierungsblocks 44 gemäß den Formeln 7 und 8 skaliert.
Gemäß dem in 8 gezeigten Beispiel steuert der Steuerungsblock 103 die Operation der Nachfilterungsblocks 42, 43 auf der Basis der Wichtung und anderer Koeffizienten g, b, γ₁ und γ₂. Allerdings ist die Erfindung nicht auf eine solche Lösung beschränkt, sondern der Steuerungsblock 103 kann die Werte dieser Koeffizienten z.B. mit Hilfe der mittleren Bitrate und der oben dargestellten Tabelle oder anderer Mittel bestimmen. Beispielsweise kann der Steuerungsblock 103 auch die Operation des Langzeitnachfilterungsblocks durch Anpassen des Werts des Wichtungsfaktors b anhand der mittleren Bitrate gemäß der oben dargestellten Tabelle steuern. Der Steuerungsblock kann den Betrieb des Nachfilterungsblocks auch beispiels weise anhand der mittleren Bitrate durch geeignetes Anpassen der Werte der Wichtungsfaktoren γ₁ und γ₂gemäß der oben dargestellten Tabelle und der Formeln 5 und 6 steuern.
9 zeigt ein Blockdiagramm einer Mobilstation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Mobilstation umfasst Bauteile, die für eine solche Vorrichtung üblich sind, wie z.B. ein Mikrofon 301, eine Tastatur 307, einen Bildschirm 306, einen Ohrhörer 314, einen Sende/Empfangsschalter 308, eine Antenne 309 und eine Steuerungseinheit 305. Zusätzlich zeigt die Figur Sende- und Empfangsblöcke 304, 311, die bei einer Mobilstation üblich sind. Der Sendeblock 304 umfasst einen Codierer 321 zum Codieren des Sprachsignals. Der Sendeblock 304 umfasst außerdem Operationen, die für die Kanalcodierung, das Entschlüsseln und die Modulation notwendig sind, sowie RF-Funktionen, die aus Gründen der Klarheit nicht in 9 dargestellt sind. Der Empfangsblock 311 umfasst auch einen Decodierungs- und Nachfilterungsblock 320 gemäß der Erfindung. Der Decodierungs- und Nachfilterungsblock 320 umfasst ein Nachfilter 322, das vorzugsweise ein Nachfilter wie das in 8 gezeigte sein kann. Das Signal, das von dem Mikrofon 301 ausgeht, und das auf der Verstärkungsstufe 302 verstärkt und in dem A/D-Wandler digitalisiert wurde, wird an Sendeblock 304 übertragen, üblicherweise an die Sprachcodierungsvorrichtung, die in dem Sendeblock enthalten ist. Das von dem Sendeblock verarbeitete, modulierte und verstärkte Sendesignal wird über den Sende/Empfangsschalter 308 an die Antenne 309 geleitet. Das zu empfangende Signal wird von der Antenne über den Sende/Empfangsschalter 308 an den Empfängerblock 311 geleitet, der das empfangene Signal demoduliert und die Entschlüsselung und die Kanalcodierung decodiert. Das resultierende Sprachsignal wird über den D/A-Wandler 312 an einen Verstärker 313 und weiter an einen Ohrhörer 314 übertragen. Die Steuerungseinheit 305 steuert den Betrieb der Mobilstation, liest die Steuerungsbefehle, die von dem Nutzer über die Tastatur 307 erteilt werden, und übermittelt mit Hilfe des Bildschirms 306 Nachrichten an den Nutzer.
Ein erfindungsgemäßes Nachfilter kann auch in einem Telekommunikationsnetz wie z.B. einem gewöhnlichen Telefonnetz oder einem Mobilfunknetz wie z.B. dem GSM-Netz benutzt werden. 10 zeigt ein Beispiel eines Blockdiagramms einer solchen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Beispielsweise kann das Telekommunikationsnetz Telefonschaltstellen oder entsprechende Schaltsysteme 360 umfassen, an die gewöhnliche Telefone 370, Basisstationen 340, Basisstationssteuerungen 350 und andere zentrale Vorrichtungen 355 von Telekommunikationsnetzen gekoppelt sind. Mobilstationen 330 können über die Basisstationen 340 eine Verbindung zu dem Telekommunikationsnetz herstellen. Ein Decodierungs- und Nachfilterungsblock 320 gemäß der Erfindung kann zum Beispiel vorteilhaft teilweise in der Basisstation 340 angeordnet sein. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern ein Decodierungs- und Nachfilterungsblock 320 gemäß der Erfindung kann auch beispielsweise in der Basisstationsteuerung 350 oder einer anderen zentralen oder Schaltvorrichtung 355 angeordnet sein. Wenn das Mobilstationssystem separate Transcodierer benutzt, z.B. zwischen den Basisstationen und den Basisstationsteuerungen, um das codierte Signal, das über den Funkkanal empfangen wurde, in ein übliches Signal von 64 kbit/s umzuwandeln, das in einem Telekommunikationssystem übertragen wird, und umgekehrt, kann der Decodierungs- und Nachfilterungsblock 320 gemäß der Erfindung auch in einem solchen Transcodierer angeordnet sein. Im Allgemeinen kann der Decodierungs- und Nachfilterungsblock 320 gemäß der Erfindung in jedem Element des Telekommunikationsnetzes angeordnet sein, das den codierten Datenstrom in einen uncodierten Datenstrom umwandelt. Der Decodierungs- und Nachfilterungsblock 320 decodiert und filtert das codierte Sprachsignal, das von der Mobilstation 330 ausgeht, woraufhin das Sprachsignal in der üblichen Weise in unkomprimierter Form in dem Telekommunikationsnetz weitergeleitet werden kann. Der Decodierungs- und Nachfilterungsblock 320 kann wie jede der Ausführungsformen des Nachfilters implementiert sein, die in dieser Patentanmeldung beschrieben sind.
Als ein Vorteil des adaptiven Nachfilterns kann erwähnt werden, dass der Klang der nachgefilterten Stimme sich nicht von Datenübertragungsblock zu Datenübertragungsblock verändert. Wenn die Wichtungsfaktoren des Nachfilters gemäß der mittleren Langzeitbitrate angepasst werden, ist der Stimmklang gleichmäßig und verändert sich nicht mit verwirrender Plötzlichkeit.
Die Lösung gemäß der Erfindung weist im Vergleich zu den Lösungen des Stands der Technik klare Vorteile auf, da es bei einer niedrigeren mittleren Bitrate auch möglich ist, dass ein Schwall von Datenübertragungsblöcken, die mit hohen Bitraten codiert sind, in dem codierten Sprachsignal auftreten. Wenn das Nachfiltern auf Grundlage der gegenwärtigen Bitrate angepasst wird, wie es bei den Lösungen des Stands der Technik der Fall ist, würden bei der Filterung dieser Schwalle andere Wichtungsfaktoren benutzt als bei der Filterung von Datenübertragungsblöcken mit niedriger Bitrate, was zu schnellen und verwirrenden Veränderungen im Klang der decodierten Sprache führen würde.
Die Erfindung kann an vielen Punkt in verschiedenen Datenübertragungssystemen angewandt werden. Im Allgemeinen kann die Erfindung in allen denjenigen Teilen der Datenübertragungssysteme benutzt werden, in denen das codierte Sprachsignal decodiert wird. Die Erfindung kann also beispielsweise in einer Mobilstation oder in anderen Arten kabelloser oder fest angeordneter Endgeräte eines Datenübertragungssystems, oder in den zentralen oder Schaltvorrichtungen eines Telefonsystems benutzt werden.
In den oben genannten Ausführungsformen der Erfindung, die hier beispielhaft dargestellt wurden, wird angenommen, dass das Nachfilter sowohl Langzeit- als auch Kurzzeitnachfilterungsblöcke aufweist. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann auch auf einen Aufbau angewandt werden, wobei das Nachfilter nur einen Nachfilterungsblock aufweist.
Die oben genannten Formeln 2 und 5 sind nur Beispiele für Nachfilter des Stands der Technik. Die Erfindung ist nicht auf sie beschränkt, und es können andere Arten von Filtern ebenso als Filter benutzt werden.
Die Erfindung kann auf alle Arten von Datenübertragungssystemen angewandt werden, die Sprache übertragen. Die Erfindung kann unabhängig von der Bestimmungsgrundlage der Bitrate angewandt werden, die in der jeweiligen Anwendung benutzt wird.
In dieser Anmeldung bezeichnet der Begriff Hintergrundgeräusch zusätzlich zu tatsächlichem Rauschen auch alle anderen Hintergrundgeräusche, die nicht Teil des eigentlichen Sprachsignals sind, sondern durch Verkehr, Ausrüstung, Menschen und Tiere verursacht werden.
In den obigen Ausführungen wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, doch es versteht sich, dass die Erfindung auf verschiedenste Art und Weise gemäß dem erfinderischen Gedanken modifiziert werden kann, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verfahren zum Filtern eines decodierten Sprachsignals, das mit einer variablen Bitrate übertragen wird, wobei das Sprachsignal in Datenübertragungsblöcken einer bestimmten Länge verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass Wichtungsfaktoren des Filterns gemäß einer mittleren Bitrate angewandt werden, wobei der Mittelwert über eine Periode von wenigstens zwei Datenübertragungsblöcken berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Sprachsignals, der in jedem Datenübertragungsblock enthalten ist, als stimmhaft oder stimmlos klassifiziert wird, und die Wichtungsfaktoren, die beim Filtern jedes Datenübertragungsblocks benutzt werden, außerdem auf der Basis der Stimmhaft/Stimmlos-Klassifizierung des Teils des Sprachsignals angepasst werden, der in dem Datenübertragungsblock enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Sprachsignals, der in jedem Datenübertragungsblock enthalten ist, als Hintergrundgeräusch oder Sprache klassifiziert wird, und die Wichtungsfaktoren, die beim Filtern jedes Datenübertragungsblocks benutzt werden, außerdem auf der Basis der Hintergrundgeräusch/Sprach-Klassifizierung des Teils des Sprachsignals angepasst werden, der in dem Datenübertragungsblock enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das decodierte Sprachsignal über einen Datenübertragungskanal übertragen wird, und die Wichtungsfaktoren des Filterns außerdem auf der Basis der Qualität des Datenübertragungskanals angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wichtungsfaktoren des Filterns außerdem auf der Basis der Bitfehlerrate des übertragenen Sprachsignals angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Phase umfasst, wobei – Information eines Codierungsfehlers erzeugt wird, der während der Codierung des empfangenen Sprachsignals aufgetreten ist, und – die Wichtungsfaktoren des Filterns außerdem auf der Basis der Codierungsfehlerinformation angepasst werden.
Decodierungssystem zum Decodieren eines Sprachsignals, das bei variabler Bitrate in Datenübertragungsblöcken einer bestimmten Länge codiert ist, das einen Nachfilterungsblock (42, 43) zum Filtern des Sprachsignals aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Nachfilterungsblock-Steuermittel (103) aufweist, das dazu angepasst ist, den Betrieb des Nachfilterungsblocks gemäß einer mittleren Bitrate anzupassen, die über eine Periode von wenigstens zwei Datenübertragungsblöcken berechnet wird.
Decodierungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachfilterungsblock- Steuermittel (103) dazu vorgesehen ist, das Filtern jedes Datenübertragungsblocks in dem Nachfilterungsblock außerdem gemäß einer Stimmhaft/Stimmlos-Klassifizierung des Teils des Sprachsignals zu steuern, der in dem Datenübertragungsblock enthalten ist.
Decodierungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nachfilterungsblock-Steuermittel (103) dazu vorgesehen ist, das Filtern jedes Datenübertragungsblocks in dem Nachfilterungsblock außerdem gemäß einer Hintergrundgeräusch/Sprachsignal-Klassifizierung des Teils des Sprachsignals zu steuern, der in dem Datenübertragungsblock enthalten ist.
Decodierungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das codierte Sprachsignal über einen Datenübertragungskanal übertragen wird, und das Decodierungssystem eine Vorrichtung (810) zum Bestimmen der Qualität der Datenübertragungsverbindung aufweist, wodurch das Nachfilterungsblock-Steuermittel (103) dazu vorgesehen ist, den Betrieb des Nachfilterungsblocks außerdem auf der Basis der Qualität des Datenübertragungskanals anzupassen.
Decodierungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung (810) zum Bestimmen einer Bitfehlerrate des Sprachsignals aufweist, wodurch das Nachfilterungsblock-Steuermittel (103) dazu vorgesehen ist, den Betrieb des Nachfilterungsblocks außerdem auf der Basis der Bitfehlerrate des codierten Sprachsignals anzupassen.
Mobilstation, die dazu vorgesehen ist, ein Sprachsignal zu empfangen, das mit einer variablen Bitrate codiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Decodierungssystem nach Anspruch 7 aufweist.
Element (340, 350, 360) eines Telekommunikationsnetzwerks, das dazu vorgesehen ist, ein decodiertes Sprachsignal zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Decodierungssystem nach Anspruch 7 aufweist.