TW533407B - Encoding protection and error correction method of G.729 and the application thereof - Google Patents

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Mu-Jen Huang
Fu-Shing Ju
Ling-Shiang Wei
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Taiwan Semiconductor Mfg
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533407 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 發明領域: 本發明係有關於一種G. 729的編碼保護和封^ 曰决更正方 法及其應用,特別是有關於應用在無線通訊環 ^ τ » 一 種 藉 BCH(Bose,Chaudhuri,and Hocquenghem)碼對 ^ b · 7 2 9 編 碼進行編碼保護和錯誤更正的方法及其應用, w在不同的 環境下全面提升語音的品質。 發明背景: G.729為國際電信聯盟(ITU)於丨996所訂定的“Η仏 語音編碼標準,具有高品質低延遲的性質,且是針對声音 與多媒體的音訊訊號之壓縮處理所設計的,主要的廡用方 向為網際網路環境下之語音傳輸系統的語音編碼標準。 G·729所接受的輸入語音資料為8ΚΗζ取樣頻率取樣,採用 音框導向(Frame-oriented)處理模式,將輸入的語音訊號, 为割成一連串固定長度為l〇ms的音框(Fraine),即80個語 音數位量化值’並等分成二個子音框(Subframe),再加以分 析每個音框内的語音訊號予以壓縮編碼。 請參考表一,表一中所示為訊號經G. 729編碼後的位 元配置及各位元所屬的族群和標號。由於G. 72 9的編碼、 2 本紙張&度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐) n ϋ I ϋ n t— n n i n ί ·ϋ a n n n n l i f 一 I 1 n n ί I n n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ7 533407 五、發明說明() 解碼及G. 729中各位元的含意’皆為熟知此技術者所掌 握,故在此未加詳述。 在無線的傳輸環境中’傳輸通道常無法避免的受到、雜 訊或其他訊號的干擾,也因此造成傳輸訊號的錯誤,所以 在一般的通訊系統中’大多會於傳輸訊號中加入錯誤更正 碼,用以更正錯誤,使訊號接收端獲取最正確的訊號。在 非即時(Non Real-time)的系統中,若傳送的資料發生錯 誤,則可要求傳送端再次重送資料,此為回溯錯誤更正 (Backward Error Correction ; BEC)方式,然而,在即時 (Real-time)系統中,如即時語音通訊,BEC的重送方式並 不可行,於是採用向前錯誤更正(Forward Error Correction ; FEC)方式,此為在傳送端將封包中較具有影響 性的位元進行保護編碼,並在接收端進行錯誤偵測和更 正。 在G. 72 9的語音編碼方式中,並無錯誤更正之機制’ 只有針對第一個子音框的基頻延遲(表一中之P1)提供一位 元的同位元檢查碼(表一中之P0),且沒有其它位元的錯誤 更正及偵測的功能,對於傳送端至解碼端的編碼資料’ ^ ‘ 卜 , 了當同位元檢查碼檢測出錯誤時進行基頻延遲的修$ & β誤的位1 其他部份只能以純粹的解碼方式進行,對於發生錄 _ 膝隨著$ 元,並無法修正,使得解碼重建後語音的品質’妝 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 533407 Λ7 B7 五、發明說明() 同的位元錯誤而有很大的起伏變化。 而且,若音框t的某一傳輸位元發生錯誤時,其造成 的影響並不只限於此音框,有時錯誤造成的影響會蔓延至 其後的數個音框中,造成合成語音的局部嚴重失真,這是 因為參數的編碼與解碼過程中係利用預測器及濾波器,在 解碼端若預測器之前一參數發生錯誤,則預測器之輸出亦 不正確,因而影響後續的參數解碼,又或因濾波器的參數 錯誤而導致濾波器中暫存器的值不正確,進而影響後續的 濾波器輸出值。因此G.729的語音編碼方式欠缺編碼保護 和錯誤更正的功能,當應用在無線通訊,或網際網路通訊 時,非常容易受到外界的干擾,致使傳輸訊號的訊號品質 大為下降,故急需一種可應用於G. 729的編碼保護和錯誤 更正方法。 發明目的及概述: 鑒於上述之發明背景中,在無線或有線的傳輸環境 中,傳輸通道受到雜訊或其他訊號的干擾是無法避免的, 也因此造成傳輸訊號的錯誤,所以在一般的通訊系統中, 都會加入錯誤更正碼,用以更正錯誤。但由於G. 729的語 音編碼方式,其本身並無錯誤更正之機制,所以當應用 G. 729編碼的語音訊號受到干擾時,語音訊號的品質更大 4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇χ 297公釐) 11 tn fll I— flu all n ffl— HI n tafl A·— · ϋ n n If m I— I w · ϋ t— 11 I l_i 11 β··— I * 言 I (請先閱讀背面之注意事項再填冩本頁) 533407 A: B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 為下降。 發月的主要目的為提供了-種G. 7 2 9的編碼保護和 錯誤更正方法及其應用。本發明之^9的編碼保護和錯 誤更^方㈣藉分析封包令各位元之重要性,並利用 BCHd6)碼對封包中各較具影響性的重要位元提供編碼 保濩,達到改善解碼重建後的語音品質之目的。 根據以上所述之目的,本發明提供了-種G.729的編 碼保濩和錯誤更正方法及其應用,當語音訊號傳輪開始 時’編碼端及解碼端皆採正f模式的G.729編解碼方法進 打訊號傳輸,但當解碼端發現接收的G729編碼語音訊號 中P0檢測出錯誤時’則利用其他層階通訊協定,通知編^ 端切換至保護模式,對G.729編碼的語音訊號進行BCH編 碼’以BCH(3 1,26)碼保護G.729編碼的語音訊號,同時解 碼端亦切換至保護模式,先以BCH(31,26)解碼方法對接收 的語音訊號進行解碼,再以標準G·729解碼器解碼。於保 護模式的語音訊號傳輸中,若連續N個音框中的p〇及 BCH(3 1,26)碼沒有檢測出錯誤時,則由其他層階通訊協定 通知訊號傳送端自保護模式切換回正常模式進行傳輸,其 中N為大於1之任意正整數,視設計需求而定。藉由本發 明之G.729的編碼保護和錯誤更正方法及其應用,可確實 對採G.729編碼的語音訊號提供完整的保護,應用在網際 —-----------------訂--------r 線 (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 533407 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 -------B7__ 發明說明() 網路和無線傳輸時,將使得解碼重建後的語音在低通道錯 誤率下具有較佳之語音品質,而且本發明之G. 729的編碼 保護和錯誤更正方法中,使用BCH(3 1,26)碼保護G 279編 碼後的資料也可使用原始的G.729解碼器解碼,具有完全 的相容性。 圖式簡單說明: 本發明的較佳實施例將於往後之說明文字中辅以下列 圖表做更詳細的闡述,其中: 第1圖係繪示固定傳輸位元錯誤對重建語音品質降低 之SSSNR值。 第2圖係繪示不同通道錯誤機率下的語音品質評估。 第3圖係繪示本發明之一實施例的雙模式切換方法之 運作示意圖。 第4圖係繪示本發明之一實施例的雙模式切換方法之 另一運作示意圖。 表一所示為訊號經G.729編碼後的位元配置及各位元 所屬的族群和標號。 表二所示為原始G.729的訊號和應用BCH(3丨,^)保護 後G· 729的訊號,於不同通道錯誤機率下的語音評估。 表三所示為GSM環境下應用原始G.729編解碼,和應 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規烙(210 x 297公餐) --------------------訂 *-------r *55^ (請先閱讀背面之注意事項再填冩本頁) 533407
五、發明說明() 用本發明之—I 實%例的雙模式切換方法編解碼所得的語立 品質比較表。 曰 圖表對照說明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 30100 104 106 108110 114 116200 204 208212 216220 224 水平線 實線 20 40 虛線 虛線 正常模式傳輸的狀態1〇2路徑 第N個保護模式傳輸的狀態 路徑 第Ν·1個保護模式傳輸的狀態 路徑 1 12 路徑 第N-2個保護模式傳輸的狀態 第1個保護模式傳輸的狀態 編竭端 202 訊號源 206 開關 210 編碼訊號 214 開關 218 其他層階通訊協定 222BCH(31,26)解碼 解碼端 5吾音訊號 G. 7 2 9編碼 傳輸通道 G.729解碼 BCH(31,26)編碼 _____- 1 丁 象 I I I I I I * I I I J I I I >111111 — ^- (請先閱讀背面之注意事項再填冩本頁)
A、B、C、D 位置 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公t ) 533407 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明() 發明詳細說明: 在無線的傳輸環境中,傳輸通道常無法避免的受到雜 訊或其他訊號的干擾,也因此造成傳輸訊號的錯誤,由於 G · 7 2 9的語音編碼方式,並無錯誤更正之機制,因此訊號 接收端所接收的G, 729訊號,都會因干擾而受影響,導致 解碼重建後的語音品質大為下降。 然而,在G.729的語音編碼方式中,每一位元對語音 品質的影響力並不相同,因此在本發明之G · 7 2 9的編碼保 護和錯誤更正方法中,藉由固定位元錯誤方式實驗和錯誤 的蔓延特性實驗等方法,獲知G. 729的語音編碼方式中, 對解碼重建後具有影響力的位元。 請參考第1圖,其所繪示為固定傳輸位元錯誤對重建 語音品質降低之SSSNR值。由於語音壓縮的方式大多都是 將長段語音,分割成數小段固定長度的音框,如G · 7 2 9語 音編碼,因此最常被應用在語音品質評估方法就是應用分 段雜訊比(Segmental Signal-to-Noise Ratio; SSNR)。應用 SSNR的方法是以音框為單位,先計算出每一音框的雜訊比 (Signal-to-Noise Ratio ; SNR)值,最後再把各個音框的SNR 值加總平均出來即為SSNR值。而所謂的SSSNR,為頻譜 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公t ) --------------------訂--------~ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 533407 A7 B7 五、發明說明() 刀段雜 sfl 比(Spectral Segmental Signal-to -Noise Ratio)。應 (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 用S S S N R的語音品質評估方法,主要是評估語音在頻率方 面訊號的相似度,來求出訊號的雜訊比(Signabt〇-N〇ise Ratio ; SNR)。 於第1圖中,縱軸為位元錯誤時所造成的SSSNR值之 下降量’橫軸則表示G· 729的位元排序,而第1圖中水平 線10係表示語音沒有發生錯誤時的SSSNR值。如表一所 示,G. 729的編碼方式中,每一個標號所代表的内容及包 括的位元數目皆不同,故請同時參考表一和第1圖,第i 圖中橫軸下方所示之標號係對應到表一的標號,例如,標 號P 0為第一個子音框的基頻延遲的同位元保護,只包含1 個位元’故對應到第1圖中標號P〇的一根直柱;標號p i 為第一個子音框的基頻延遲,包括8個位元,故對應到第1 圖中標號P1的八根直柱,如此類推。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外,第1圖中每一標號所包括的位元組,其對應的 直柱群以空白區間分隔,而每一標號所包括的位元組中, 最重要位元(MSB)至最不重要位元(LSB)所對應的直柱,均 為由左至右排列,例如,於標號P 1的位元組中,最左邊的 直柱表示標號P1的最重要位元對SSSNR的影響力,最右 邊的直柱表示標號P1的最不重要位元對SSSNR的影響 力,其中直柱表示的數值越高,則該位元對SSSNR的影響 9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 533407 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明() 力越大。 錯誤的蔓延特性實驗則係讓樣本語音中特定音框的固 定的傳輸位元發生錯誤’然後計算解碼重建後語音的 SSSNR值下降量’以及在這些音框之後的音框SSSNR值下 降量。 藉由固定位元錯誤方式實驗和錯誤的蔓延特性實驗的 方法,獲知G · 7 2 9的語音編碼方式中,對解碼重建後具有 影響力的位元共有26個位元,以及發現線性頻譜對第二級 量化向量的高向量部份(L3)對語音品質的影響很低。對語 音品質具有影響力的26個位元分別為: 1. 線性頻譜對第一級量化向量(L 1)中,除了第二最重 要位元(Second MSB)外的其他6個位元。 2. 線性頻譜對第二級量化向量的低向量部份(L 2)中, 除了第三最重要位元(Third MSB)外的其他4個位元。 3. 第一個子音框的基頻延遲(P1)中,前6個最重要位 元。 4. 第一個子音框的基頻延遲的同位元保護(P0)的1個 位元。 5 .第一個子音框的第一級增益碼簿(GA 1)中,第一和 第二最不重要位元的2個位元。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇χ 297公坌) --------------------訂--------*·線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 533407 Λ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 6.第 一個 子音 框 的 第 二 級增 益 螞簿 (GB1) 中 ,第 一 不 重 要位 元的 1個 位 元 0 7·第, 二個 子音 框 的. 基 頰 延遲1 (P 2)中 ,除了 第- 一和 笛 - 最 不 重要 位元 外的 其 他 3 個 位元 〇 禾— S.第. 二個 子音 框 的 第 一 級增 益 瑪薄 (GA2) 中, ,第 ......... -$TT 第 二 最不 重要 位元 的 2 個 位 元。 9.第. 二個 子音 框 的 第 二 級增 益 媽薄 (GB2) 中, 第 一最 不 重 要位 元的 1個 位 元 〇 在獲知對語音品質具有影響力的26個位元後,本發 明之G.729的編碼保護和錯誤更正方法,係利用bch(3丨,2幻 碼對此2 6個位元運行運异編碼,卩出5個位元保護碼,並 以此5個位元保護碼,取代線性頻譜對第二級量化向量的 高向量部份(L3)的5個位元,因L3是在固定位元錯誤和 錯誤蔓延特性實驗中,對語音品質影響最小的5個位元。 因此在應用BCH(31,26)碼保護G/729編碼的資料後,仍可 使用原始的G.729解碼器解碼,故具有完全的相容性,而 所謂的BCH碼則是一種對於錯誤獨立發生時,能夠更正錯 誤的最佳結構化的碼。 接著請參考表二,表二所示為原始G 729的訊號和應 用BCH(31,26)保護後G.729的訊號,於不同通道錯誤機率 下的語音評估》f先針對極低的隨機通道錯誤狀況下’使
U 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297^7 . —I----訂--------,·線 (請先閱讀背面之注意事項再填冩本頁) 533407 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明() 用B C Η (3 1,2 6)保護方法和原始G. 7 2 9兩種不用方法所產生 的纟吾音作比較,結果如衣二所7F。當通道錯决率人於〇 . Q 〇 2 時,使用BCH(3 1,26)保護方法可獲得比原始G.729更好的 語音品質,而且當無通道錯誤率時’使用BCH(31,26)保護 方法獲得的語音品質,比通道錯誤率為〇 · 〇 〇 1時使用原始 G.729獲得的語音品質好。 然後,針對較大的隨機通道錯誤機率範圍來進行模 擬’且隨機通道錯誤機率以0.001的間隔由0.001遞增至 0.04。請參考第2圖,其所纟會示為不同通道錯誤機率下的 語音品質評估。第2圖中橫軸為通道錯誤機率,縱軸為語 音傳輸位元加入隨機錯誤後所得之S S SNR值。第2圖所示 之虛線20為無加入任何錯誤時語音訊號的SSSNR值,以 作為比較的標準,而實線3 0表示應用本發明之G · 7 2 9的編 碼保護和錯誤更正方法後3吾音訊號的S S S N R值,虛線4 〇 則表示原始未加任何保護的G.729之語音訊號的SSSNR 值。由第2圖可看出,通道錯誤機率在〇〇〇1至〇〇4之間 時,應用本發明之G.729的編碼保護和錯誤更正方法,可 獲得比原始G. 729編碼較好的語音品質。當通道錯誤機率 大於0·04時,由於傳輸通道中存有的錯誤過多,所以原本 的語音品質已經非常不好,因此即使加入BCH碼保護對語 音品質的提升已無實質幫助。而通道錯誤機率小於〇 〇〇1 時’雖然語音品質並不會明顯變差,但仍可作一改進。 12 本纸張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規烙(210 X 297公餐) --— — — Ill — — — — --III — I ·11111--.1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 533407
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明() 由上述之圖表可得知’在乾淨無錯誤的通道中,應用 原始未加BCH碼保護的G.729編解碼方式能提供較穩定且 良好的語音品質,但於高通道錯誤率的環境中,採用本發 明之G. 729的編碼保護和錯誤更正方法,對〇· 729編解碼 方法加上B C H (j 1,2 6)碼保護,則可提供比原始g . 7 2 9編解 碼方式更優良的語音品質。由於無線的通訊環境中,傳輸 通道的錯誤率是隨時在改變,為了在傳輸通道中提供穩定 良好的語音品質,因此本發明更提供了一種雙模式切換方 法’用以切換正常模式(原始未加BCH碼保護的G·729編 解碼方式)和保護模式(本發明之G.729的編碼保護和錯誤 更二方法)’以提供良好的語音品質。 清參考第3圖,其所繪示為本發明之一實施例的雙模 式切換方法之運作示意圖。在兩端的通訊剛建立時,首先 是以正常模式開始傳輸運作,若第一個子音框的基頻延遲 的同位疋保護(Ρ0)檢查出原始G.729編碼的訊號出現錯 誤時’便由其他層階通訊協定,通知對方開始以保護模式 作傳輪運作。在利用保護模式傳輸時’若連續Ν個音框中 的Ρ0及BCH碼沒有出現錯誤時,則由其他層階通訊協定 通知對方自保護模式切換回正常模式進行傳輸,其中Ν為 大於1之任意正整數,視設計需求而定。 本紙張尺度適时關家標準(CNS)A4規格(21Q x 297公餐)-~— -----------I --11---訂·---丨-丨丨 r Aw (請先閱讀背面之注音W事項再填寫本頁) 533407 Λ7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 五、發明說明( 如第2圖所示,最右邊的狀態為應用 肿能1 rm 4 1、八丨寻的 心 ,其他的狀態則為應用保護模式傳輪的狀維、, 且共有N個應用保護模式傳輸的狀態。當應用正常模式= :傳輸時,若語音訊號中的p〇檢查無錯誤,則繼續利:: 常模式進行傳輸,即維持在正常模式傳輸的狀態1〇〇;若 語音訊號中的PG檢查發現有錯誤時,正常模式傳輸的狀= 1 〇0即沿第3圖中之路徑i 〇2 ’切換至應用第N個保護模式 傳輸:狀態、104’然後若後續語音訊號中的音框繼續出現 錯誤時’則傳輸方式仍然採用保護模式傳冑,且停留在第 N個保護模式傳輸的狀態1〇4 ;若後續語音訊號中的⑼和 BCH(3i,26)碼沒有檢查出錯誤時,則可利用計數器等方 法,令N遞減丨,使第N個保護模式傳輸的狀態1〇4沿路 徑106切換至第Ν-ι個保護模式傳輸的狀態ι 當傳輸狀態為第N-1個保護模式傳輸的狀態1〇8時, 且檢查出語音訊號中的音框出現錯誤,則如第3圖所示, 第N-1個保護模式傳輸的狀態1〇8將沿路徑切換回第 N個保護模式傳輸的狀態丨04 ;另外,若後續語音訊號中的 P0和BCH(3 1,26)碼沒有檢測出錯誤時,則同樣可利用計數 器等方法,令N遞減i,使第nu個保護模式傳輸的狀態 108沿路徑112切換至第N-2個保護模式傳輸的狀態n4。 同樣的動作原理亦出現在第N-2個保護模式傳輸的狀 -----.-------餐--------訂·1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、線 消 費 合 社 印 製 14 本纸張&度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 533407 五、發明說明( 態1 14遞減$ & , ^ , 德心9 、 一 個保護模式傳輸的狀態1 16之間,即當 傳輸疋以保護模 俱式來進仃時,當語音訊號令的P0和 BCtl(Jl,26)碼檢杳 φ 扭% 〇士 一 w錯誤時,即切換回第N個保護模式值 輸的狀態1〇4,太%立 ’备^曰訊號中的P0和BCH(31,26)碼沒有檢 查出錯誤技 a 、 J應用保護模式傳輸的狀態逐步遞減,直至 第 1 個 ^{早*V. ’、4核式傳輸的狀態Π 6。當語音訊號的傳輸處於 第個保屢模式傳輸的狀態! 1 6時,語音訊號中的p〇和 …)馬亦沒有檢查出錯誤,則可透過其他層階通訊 協定適> 餅古 ^ ' ’ 3訊號的傳輸切換SJ正常模式傳輸的狀 態 100 〇 °月參考第4圖,其所繪示為本發明之一實施例的雙模 式切換方法之另一運作示意圖,其中第4圖僅為說明本發 明之一實施例的運作過程,而非實體電路。在訊號的編碼 端200,在剛開始傳輸時係以正常模式進行,因此開關208 位於位置A,訊號源204提供語音訊號206,經G.729編碼 21〇後成為編碼訊號212,透過傳輸通道214送至解碼端 202 ’由於傳輸剛開始時係以正常模式進行,故解碼端202 的開關216係位於位置B,經G.729編碼後的編碼訊 號212,於解碼端202亦經由G·729解碼218進行解碼以 獲得語音訊號206。 當於G.729解碼218時,編碼訊號212中的P〇檢查出 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2丨〇χ 297公釐) --------------------^--------1 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 16 533407 A: ---------R7__ 五、發明說明() 錯誤時’則其他層階通訊協定220透過傳輸通道2 1 4或其 他渠道’通知編碼端2〇〇及解碼端202切換至保護模式進 行傳輸’此時編碼端200的開關2〇8自位置A切換至位置 C ’解碼端202的開關2 16自位置B切換至位置D,因此訊 號源204提供的語音訊號206經G. 729編碼210後,再加 上BCH(31,26)編碼222的保護,才透過傳輸通道214送至 解碼端202,解碼端202接收到加上BCH(31,26)碼222保 護的訊號後,亦經由BCH(3 1,26)解碼224,解碼後再經由 G. 729解碼218進行解碼便可獲得語音訊號206。 於保護模式的訊號傳輸中,若連續N個訊號音框中的 P0及BCH(3 1,2 6)碼沒有檢測出錯誤時,則由其他層階通訊 協定通知編碼端2 0 0及解碼端2 0 2,自保護模式切換回正 常模式進行傳輸,則編碼端200的開關208自位置C切換 回位置A,解碼端202的開關216自位置D切換回位置B。 另一方面,為了測試本發明之雙模式切換方法,能否 提供良好的語音品質,故採用GSM無線通訊環境下的錯誤 狀況來做模擬,此GSM無線通訊環境是模擬使用1 /2速元 指積碼(Convolution Code)的通道編碼(Channel Coding)之 GSM系統,在市區中以每小時50公里的速度移動,因六 種不同運載功率/干涉功率(Carrier Power/Interferer Power ; C/Ι)值而產生六種不同的錯誤率,整體的語音品質 消 費 合 社 印 製 本纸張尺度適用中國國家標準(CNSM4規格(210 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .t 訂------- 線 533407 經 濟 部 智 慧 財 產 局 Λ7 B7____ 五、發明說明() 评估如表三所示,表三為G S Μ環i兄下應用原始〇. 7 2 9編解 碼,和應用本發明之雙模式切換方法編解碼所得的語音品 質比較表,其中雙模式切換之應用保護模式傳輸的狀態個 數N設為3。 由表三中可看出,當通道錯誤率為〇時,應用原始 G. 7 2 9編解媽方法,和應用本發明之雙模式切換方法獲得 的語音訊號SSNR值皆為l〇.52dB,但通道錯誤率自000061 增至0.0 1 9時,利用本發明之雙模式切換方法所獲得語音 訊號S S N R值,皆比應用原始G · 7 2 9編解碼方法所獲得語 音訊號SSNR值高,從而証明使用本發明之雙模式切換方 法,可使語音在低通道錯率下具有較好的品質,而且此模 擬所採用的是G S Μ無線通訊環境下的通道錯誤狀況,因此 更驗証本發明所提供之G.729的編碼保護和錯誤更正方法 及雙模式切換方法,可實際應用在無線通訊環境中,提供 品質良好的語音傳輸服務。 本發明之優點為提供了一種G. 729的編碼保護和錯誤 更正方法及其應用,藉分析訊號封包中各位元之重要性, 並提出與標準相容的應用 BCH(3 1,26)碼以保護訊號封包 中重要位元,使得在低通道錯誤率下傳輸的語音於解碼重 建後具有較佳之語音品質。 I— n i ϋ n If n n *1 I n · n n i 1 an n ·11 」 i n n n n n I —i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 消 費 合 作 社 印 製 17 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規恪(210 X 297公t ) 533407 A7 B7 五、發明說明( 人 之 術 技而 此例 ί施 熟實 如佳 較 之 已 的 解 瞭 所 員 以 用 fch- 並 明範 發利 本專 為請 僅申 述之 所明 上發 以本 ,定 改 效 等 之 成。 完内 所圍 下範 神利 精專 之請 示申 揭之 所述 明下 發在 本含 離包 脫應 未均 它 , 其飾 凡 务/ ; 或 圍變 (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) t 訂--------1線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 本紙張瓦度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公t ) 標不 說明 位元數 L0 線性頻譜對量化器的移動平均預測器之切換 Switched MA predictor of LSP quantizer 1 LI 線性頻譜對第一級量化向量 First stage vector of quantizer 7 L2 線性頻譜對第二級量化向量的低向量部份 Second stage lower vector of quantizer 5 L3 線性頻譜對第二級量化向量的高向量部份 Second stage higher vector of quantizer 5 PI 第一個子音框的基頻延遲 Pitch delay first subframe 8 PO 第一個子音框的基頻延遲的同位元保護 Parity bit for pitch delay 1 Cl 第一個子音框的固定碼薄 Fixed codebook first subframe 13 SI 第一個子音框的固定碼薄脈衝符號 Signs of fixed-codebook pulse 1st subframe 4 GAl 第一個子音框的第一級增益碼薄 Gain codebook (stage 1) 1st subframe 3 GBl 第一個子音框的第二級增益碼薄 Gain codebook (stage 2) 1 st subframe 4 P2 第二個子音框的基頻延遲 Pitch delay second subframe 5 Cl 第二個子音框的固定碼薄 Fixed codebook second subframe 13 52 第二個子音框的固定碼薄脈衝符號 Signs of fixed-codebook pulse 2nd subframe 4 GAl 第二個子音框的第一級增益碼薄 Gain codebook (stage 1) 2nd subframe 3 GBl 第二個子音框的第二級增益碼薄 Gain codebook (stage 2) 2nd subframe 4
不同通道錯誤機率的 SSSNR 值 使用BCH(31,26)後的 G.729訊號 原始G.729的訊號 0 lO.OOdB 10.52dB 0.001 9.75dB 9.88dB 0.002 9.48dB 9.27dB 533407 表二 通道錯誤率 0 0.00061 0.00083 0.001 0.0015 0.006 0.019 運載功率/干涉 功率 20 18 16 14 11 ; 9 原始G.729編解 碼的 SSNR(dB) 10.52 10.38 10.36 10.35 10.23 9.64 9.31 雙模式切換的 SSNR (dB) 10.52 10.47 10.46 10.45 10.41 10.18 9.88 表三

Claims (1)

  1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 533407 A8 B8 C8 D8 t、申請專利範圍 1. 一種G. 729的編碼保護和錯誤更正方法,至少包括: 提供一第一語音訊號,其中該第一語音訊號中至少包 括: 一線性頻譜對第一級量化向量中的複數個位 元; 一線性頻譜對第二級量化向量的低向量部份的 複數個位元; 一第一個子音框的基頻延遲的複數個位元; 一第一個子音框的基頻延遲的同位元保護的一 位元; 一第一個子音框的第一級增益碼薄的複數個位 元; 一第一個子音框的第二級增益碼薄的一位元; 一第二個子音框的基頻延遲的複數個位元; 一第二個子音框的第一級增益碼薄的複數個位 元;以及 一第二個子音框的第二級增益碼薄的一位元;以 及 對該第一語音訊號進行一 BCH編碼步驟,以得到一第 二語音訊號。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------------------訂·--------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 533407 A8 B8 C3 D8 t、申請專利範圍 2.如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述之線 性頻譜對第一級量化向量中的該些位元為該線性頻譜對 第一級量化向量中,除了一第二最重要位元外的其他六個 位元。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述之線 性頻譜對第二級量化向量的低向量部份的該些位元為該 線性頻譜對第二級量化向量的低向量部份中,除了 一第三 最重要位元外的其他四個位元。 4.如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述之第 一個子音框的基頻延遲的該些位元為該第一個子音框的 基頻延遲的六個最重要位元。 5 .如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述之第 一個子音框的第一級增益碼薄的該些位元為該第一個子 音框的第一級增益碼薄的一第一最不重要位元和一第二 最不重要位元。 6·如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述之第 一個子音框的第二級增益碼薄的該位元為該第一個子音 框的第二級增益碼薄的一第一最不重要位元。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---------------------------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 533407 A8 B8 C8 D8 t、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述之第 二個子音框的基頻延遲的該些位元為該第二個子音框的 基頻延遲中,除了一第一最不重要位元和一第二最不重要 位元外的其他三個位元。 8. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述之第 二個子音框的第一級增益碼薄的該些位元為該第二個子 音框的第一級增益碼簿中的一第一最不重要位元和一第 二最不重要位元。 9. 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述之第 二個子音框的第二級增益碼薄的該位元為該第二個子音 框的第二級增益碼薄的一第一最不重要位元。 1 0 .如申請專利範圍第1項所述之方法,其中上述之 BCH編碼步驟為一 BCH(31,26)編碼步驟。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11. 一種 G.729的編碼保護和錯誤更正方法之應用方 法,係應用在一編碼端和一解碼端之間的一語音訊號傳輸 中,該應用方法至少包括: 於該編碼端提供複數個語音訊號; 提供一正常模式,並於該編碼端對該些語音訊號之一 第一語音訊號進行一正常模式編碼步驟,以得到一第一編 21 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 533407 A8 B8 C3 D8 t、申請專利範圍 碼語音訊號,並將該第一編碼語音訊號透過一媒介傳送到 該解碼端; 於該解碼端對該第一編碼語音訊號的一第一個子音框 的基頻延遲的同位元保護進行一檢查步驟,若該第一個子 音框的基頻延遲的同位元保護沒有檢測出錯誤,則對該第 一編碼語音訊號進行一正常模式解碼步驟,以得到該第一 語音訊號,並應用一通訊協定通知該編碼端採用該正常模 式進行該語音訊號傳輸; 於該解碼端對該第一編碼語音訊號的該第一個子音框 的基頻延遲的同位元保護進行該檢查步驟,若該第一個子 音框的基頻延遲的同位元保護檢測出有錯誤發生,則對該 第一編碼語音訊號進行該正常模式解碼步驟,以得到該第 一語音訊號,並應用該通訊協定通知該編碼端採用一第N 保護模式進行該語音訊號傳輸,其中N為大於1之一整 數; 當採用該第N保護模式進行該語音訊號傳輸時,於該 編碼端對該些語音訊號之一第二語音訊號進行一第N保護 模式編碼步驟,以得到一第二編碼語音訊號,並將該第二 編碼語音訊號透過該媒介傳送到該解碼端; 於該解碼端對該第二編碼語音訊號的一第一個子音框 的基頻延遲的同位元保護進行該檢查步驟,若該第一個子 音框的基頻延遲的同位元保護檢測出有錯誤發生,則對該 第二編碼語音訊號進行一第N保護模式解碼步驟,以得到 22 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------!雙--------訂----------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 533407 A8 B8 CS D8 六、申請專利範圍 該第二語音訊號,並應用該通訊協定通知該編碼端採用該 第N保護模式進行該語音訊號溥輸; 於該解碼端對該第二編碼語音訊號的該第一個子音框 的基頻延遲的同位元保護進行該檢查步驟,若該第一個子 音框的基頻延遲的同位元保護沒有檢測出錯誤,則對該第 二編碼語音訊號進行該第N保護模式解碼步驟,以得到該 第二語音訊號》並應用該通訊協定通知該編碼端採用一第 N -1保護模式進行該語音訊號傳輸,其中N為大於1之一 整數,以及該第N-1保護模式至少包括於該編碼端進行的 一第N-1保護模式編碼步驟和於該解碼端進行的一第N-1 保護模式解碼步驟,且當N-1為0時,則該解碼端應用該 通訊協定通知該編碼端採用該正常模式進行該語音訊號 傳輸。 1 2.如申請專利範圍第1 1項所述之應用方法,其中上 述之正常模式編碼步驟為利用一 G.729編碼方式對該些語 •音訊號之該第一語音訊號進行編碼,以得到該第一編碼語 音訊號。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項所述之應用方法,其中上 述之正常模式解碼步驟為利用一 G.729解碼方式對該第一 編碼語音訊號進行解碼,以得到該第一語音訊號。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----------續--------訂-------辱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 533407 A8 B8 C8 D8 t、申請專利範圍 1 4 ·如申請專利範圍第1 1項所述之應用方法,其中上 述之第N保護模式編碼步驟為利用一 G. 729編碼方式及一 BCH(3 1,26)編碼方式,對該些語音訊號之該第二語音訊號 進行編碼,以得到該第二編碼語音訊號。 1 5 .如申請專利範圍第1 1項所述之應用方法,其中上 述之第N保護模式解碼步驟為利用一 G. 729解碼方式及一 BCH(3 1,26)解碼方式,對該第二編碼語音訊號進行解碼, 以得到該第二語音訊號。 1 6 ·如申請專利範圍第1 1項所述之應用方法,其中上 述之第N-1保護模式編碼步驟為利用一 G. 729編碼方式及 一 B C Η (3 1,2 6) 編碼方式的一編碼步驟。 1 7.如申請專利範圍第1 1項所述之應用方法,其中上 述之第Ν-1保護模式解碼步驟為利用一 G. 729解碼方式及 一 BCH( 31,26) 解碼方式的一解碼步驟。 -------------餐----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂--------*—線* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI710060B (zh) * 2017-09-29 2020-11-11 台灣積體電路製造股份有限公司 半導體裝置與其形成方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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