[發(fā)明專利]一種語音編碼選擇性加密方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710052799.9
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN101114450A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王芙蓉;何娟;莫益軍
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00;G10L19/12;G10L19/14;G09C1/00
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 吳濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及語音編碼技術(shù)領(lǐng)域。尤其是涉及一種語音編碼選擇性加密方法，特別是涉及G.729語音編碼的選擇性加密方法。

背景技術(shù)

隨著通信業(yè)務(wù)需求的飛速增長，為了保證通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸，人們大力開展各種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的研究工作。而語音信號的壓縮數(shù)字化傳輸，是多年以來人們一直努力的方向。

現(xiàn)有技術(shù)一般采用低速率語音編碼技術(shù)進行語音傳輸。低速率語音編碼是在盡量減少失真的情況下，降低編碼速率，以便減小傳輸時所占用的帶寬。其相比較于模擬傳輸，可以節(jié)省帶寬，便于實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)(Internet?Protocol，IP)的融合。

G.729是國際電信聯(lián)盟(International?Telecommunication?Union，ITU)為低碼率多媒體通信制定的語音編碼標(biāo)準(zhǔn)。該語音編碼方案是ITU-T?H.324標(biāo)準(zhǔn)系列的組成部分，能夠以非常低的碼率壓縮語音或多媒體設(shè)備的其它音頻信號分量，G.729語音信號的采樣頻率為8kHz，幀長10ms。G.729采用了共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵線性預(yù)測(Conjugate-SstructureAlgebraic-Code-Excited?Linear-Prediction，CS-ACELP)算法，它是基于碼激勵線性預(yù)測(Code-Excited?Linear-Predictive，CELP)的編碼技術(shù)，每80個樣點為一個語音幀，根據(jù)語音信號的數(shù)學(xué)模型，綜合利用線性預(yù)測編碼(Linear?Predictive?Coding，LPC)、合成分析法(Analysis-By-Synthesis，ABS)、矢量量化(Vector?Quantizer，VQ)以及感知加權(quán)(Perceptual?Weighting)等技術(shù)，對語音信號分析并提取各種參數(shù)(線性預(yù)測濾波器系數(shù)、自適應(yīng)碼本(Adaptive?codebook)和固定碼本(Fixed?codebook)中的碼本索引、自適應(yīng)碼本矢量增益和固定碼本矢量增益)，把這些參數(shù)編碼發(fā)送。解碼端把收到的比特流恢復(fù)成參數(shù)編碼，解碼得到各個參數(shù)，用自適應(yīng)碼本索引從自適應(yīng)碼本中得到自適應(yīng)碼矢量，用固定碼本索引從固定碼本中得到固定碼矢量，分別乘以它們的增益，按點相加后構(gòu)成激勵序列。用線性預(yù)測濾波器系數(shù)構(gòu)成合成濾波器，用自適應(yīng)碼本方法實現(xiàn)長時或基音合成濾波，計算出合成語音后，用后置濾波器進一步增強音質(zhì)。

如圖1所示，為G.729編碼原理圖。

輸入信號先經(jīng)過高通濾波預(yù)處理，處理之后形成的語音信號作為后續(xù)分析的“輸入信號”。信號預(yù)測分析每幀進行一次線性預(yù)測(Linear?Predictive，LP)分析，計算LP濾波器系數(shù)，這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為線譜對(Line?Spectrum?Pairs，LSP)，由于它是頻域參數(shù)，所以和語音信號譜包絡(luò)的峰有更緊密地聯(lián)系，同時用LSP參數(shù)構(gòu)成合成濾波器容易保證穩(wěn)定性，且LSP具有誤差相對性，即某個頻率點上的LSP偏差只對該頻率附近的語音產(chǎn)生影響。對LSP參數(shù)的量化，采用兩級預(yù)測分裂式矢量量化，用一個4階滑動平均(MovingAverage，MA)預(yù)測器預(yù)測當(dāng)前幀的LSP系數(shù)計算值和預(yù)測值差值，用兩級VQ量化。第一級LSP矢量維數(shù)為10維，用7比特編碼；第二級的量化輸入，是第一級量化器的量化輸出與其輸入的差，其輸出分裂為兩個5維碼本L2，L3，每個碼本用5比特編碼。激勵信號用合成分析法(ABS)搜索，以原始語音與合成語音的誤差感知加權(quán)最小為測度進行搜索。該過程是將誤差信號通過一個感覺加權(quán)濾波器，感知加權(quán)濾波器用未量化的LP系數(shù)構(gòu)造而成。