[發(fā)明專(zhuān)利]音頻編碼裝置、音頻編碼方法、音頻解碼裝置及音頻解碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02106980.8
• 申請(qǐng)日: 2002-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1375818A
• 公開(kāi)（公告）日: 2002-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山浦正;田畸裕久
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): G10L19/14
• 分類(lèi)號(hào): G10L19/14
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊凱,葉愷東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓縮數(shù)字音頻信號(hào)、以減少信息量的音頻編碼裝置及音頻編碼方法，以及對(duì)由上述音頻編碼裝置生成的音頻代碼進(jìn)行解碼、生成數(shù)字音頻信號(hào)的音頻解碼裝置及音頻解碼方法。

背景技術(shù)

很多傳統(tǒng)的音頻編碼方法及音頻解碼方法是將輸入聲音分成譜包絡(luò)信息與音頻源信號(hào)，以預(yù)定長(zhǎng)度的幀為單位分別進(jìn)行編碼，生成音頻代碼，將該音頻代碼解碼，利用綜合型濾波器將譜包絡(luò)信息與音頻源信號(hào)合并而得到解碼音頻。應(yīng)用音頻編碼方法及音頻解碼方法的最具代表性的音頻編碼裝置及音頻解碼裝置是采用碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼(Code-Excited?Linear?Prediction：CELP)方式的裝置。

圖13是表示傳統(tǒng)的CELP型音頻編碼裝置的結(jié)構(gòu)圖，在圖中，1是線性預(yù)測(cè)分析單元，用于分析輸入語(yǔ)音，抽出輸入語(yǔ)音的譜包絡(luò)信息、即線性預(yù)測(cè)系數(shù)；2是線性預(yù)測(cè)系數(shù)編碼單元，用于在對(duì)由線性預(yù)測(cè)分析單元1抽出的線性預(yù)測(cè)系數(shù)進(jìn)行編碼、并輸出到多路復(fù)用單元6的同時(shí)，將該線性預(yù)測(cè)系數(shù)的量化值輸出到自適應(yīng)音頻源編碼單元3、驅(qū)動(dòng)音頻源編碼單元4及增益編碼單元5。

3是自適應(yīng)音頻源編碼單元，用于在利用由線性預(yù)測(cè)系數(shù)編碼單元2輸出的線性預(yù)測(cè)系數(shù)的量化值生成臨時(shí)合成語(yǔ)音、選擇使臨時(shí)合成語(yǔ)音與輸入語(yǔ)音距離最小的自適應(yīng)音頻源代碼、并輸出到多路復(fù)用單元6的同時(shí)，使與該自適應(yīng)音頻源代碼對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)音頻源信號(hào)(過(guò)去的預(yù)定長(zhǎng)度的音頻源信號(hào)周期性反復(fù)時(shí)的時(shí)序向量)輸出到增益編碼單元5。4是驅(qū)動(dòng)音頻源編碼單元，用于在利用由線性預(yù)測(cè)系數(shù)編碼單元2輸出的線性預(yù)測(cè)系數(shù)的量化值生成臨時(shí)合成語(yǔ)音、選擇使臨時(shí)合成語(yǔ)音與編碼對(duì)象信號(hào)(從輸入聲音中扣除由自適應(yīng)音頻源信號(hào)產(chǎn)生的合成語(yǔ)音的信號(hào))距離最小的驅(qū)動(dòng)音頻源代碼、并輸出到多路復(fù)用單元6的同時(shí)，使對(duì)應(yīng)該驅(qū)動(dòng)音頻源代碼的時(shí)序向量、即驅(qū)動(dòng)音頻源信號(hào)輸出到增益編碼單元5。

5是增益編碼單元，用于在將從自適應(yīng)音頻源編碼單元3輸出的自適應(yīng)音頻源信號(hào)與從驅(qū)動(dòng)音頻源編碼單元4輸出的驅(qū)動(dòng)音頻源信號(hào)乘以增益向量的各要素、將各乘法運(yùn)算結(jié)果相加、生成音頻源信號(hào)的同時(shí)，利用由線性預(yù)測(cè)系數(shù)編碼單元2輸出的線性預(yù)測(cè)系數(shù)的量化值，從該音頻源信號(hào)生成臨時(shí)合成語(yǔ)音，選擇使臨時(shí)合成語(yǔ)音與輸入語(yǔ)音距離最小的增益代碼，并輸出到多路復(fù)用單元6。6是多路復(fù)用單元，用于將由線性預(yù)測(cè)系數(shù)編碼單元2編碼的線性預(yù)測(cè)系數(shù)代碼、從自適應(yīng)音頻源編碼單元3輸出的自適應(yīng)音頻源代碼、從驅(qū)動(dòng)音頻源編碼單元4輸出的驅(qū)動(dòng)音頻源代碼、以及從增益編碼單元5輸出的增益代碼多路復(fù)用，并輸出音頻代碼。

圖14是表示驅(qū)動(dòng)音頻源編碼單元4內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖，如圖，11是驅(qū)動(dòng)音頻源碼本；12是綜合型濾波器；13是失真計(jì)算單元；14是失真估算單元。

圖15是表示傳統(tǒng)的CELP型音頻解碼裝置的結(jié)構(gòu)圖，在圖中、21是分離單元，用于將從音頻編碼裝置輸出的音頻代碼分離成線性預(yù)測(cè)系數(shù)代碼、自適應(yīng)音頻源代碼、驅(qū)動(dòng)音頻源代碼、以及增益代碼，并將該線性預(yù)測(cè)系數(shù)的代碼輸出到線性預(yù)測(cè)系數(shù)解碼單元22，將自適應(yīng)音頻源代碼輸出到自適應(yīng)音頻源解碼單元23，將驅(qū)動(dòng)音頻源代碼輸出到驅(qū)動(dòng)音頻源解碼單元24，將增益代碼輸出到增益解碼單元25。22是線性預(yù)測(cè)系數(shù)解碼單元，對(duì)從分離單元21輸出的線性預(yù)測(cè)系數(shù)的代碼進(jìn)行解碼，并將該解碼結(jié)果、即線性預(yù)測(cè)系數(shù)的量化值從綜合型濾波器29輸出。

23是自適應(yīng)音頻源解碼單元，用于輸出與從分離單元21輸出的自適應(yīng)音頻源代碼對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)音頻源信號(hào)(過(guò)去的音頻源信號(hào)周期性反復(fù)時(shí)的時(shí)序向量)。24是驅(qū)動(dòng)音頻源解碼單元，用于輸出與從分離單元21輸出的驅(qū)動(dòng)音頻源代碼對(duì)應(yīng)的時(shí)序向量、即驅(qū)動(dòng)音頻源信號(hào)。25是增益解碼單元，用于輸出與從分離單元21輸出的增益代碼對(duì)應(yīng)的增益向量。

26是將從增益解碼單元25輸出的增益向量的要素乘以從自適應(yīng)音頻源解碼單元23輸出的自適應(yīng)音頻源信號(hào)的乘法運(yùn)算器。27是將從增益解碼單元25輸出的增益向量的要素乘以從驅(qū)動(dòng)音頻源解碼單元24輸出的驅(qū)動(dòng)音頻源信號(hào)的乘法運(yùn)算器。28是將乘法運(yùn)算器26的運(yùn)算結(jié)果及乘法運(yùn)算器27的運(yùn)算結(jié)果相加，生成音頻源信號(hào)的加法運(yùn)算器。29是對(duì)從加法運(yùn)算器28中生成的音頻源信號(hào)進(jìn)行綜合濾波處理，生成輸出音頻的綜合型濾波器。

圖16是表示驅(qū)動(dòng)音頻源解碼單元24內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖，如圖，31是驅(qū)動(dòng)音頻源碼本。

下面，對(duì)傳統(tǒng)的音頻編碼裝置及解碼裝置的操作進(jìn)行說(shuō)明。

傳統(tǒng)的音頻編碼裝置及音頻解碼裝置，是以大約5～50ms為1幀，以幀為單元進(jìn)行處理的。