[發(fā)明專利]用于寬帶語音解碼中基音增強(qiáng)后處理的方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210436092.9
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102930872A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張勇;閆建新
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳廣晟信源技術(shù)有限公司
• 主分類號: G10L19/09
• 分類號: G10L19/09;G10L19/12;G10L19/26
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 李琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及語音編解碼技術(shù)，更具體地說，涉及一種用于寬帶語音解碼中基音增強(qiáng)后處理的方法及裝置。

背景技術(shù)

語音編/解碼器廣泛地應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)，有效的發(fā)送/存儲語音信號。在數(shù)字系統(tǒng)中，輸入的模擬語音信號經(jīng)過采樣轉(zhuǎn)化到數(shù)字域，在數(shù)字域中，對連續(xù)的語音采樣做進(jìn)一步處理。即語音編碼器的輸入為語音采樣，輸出則為壓縮的比特流。壓縮的比特流通過信道傳入解碼端，語音解碼器接收該比特流，并產(chǎn)生重構(gòu)的語音信號。

在CELP（Code?Excited?Linear?Prediction，碼激勵線性預(yù)測）編碼中，數(shù)字語音信號以幀為單位進(jìn)行編碼傳輸。對于每幀數(shù)字語音信號，編碼器從中抽取多個編碼參數(shù)，并將這些編碼參數(shù)發(fā)送/存儲。而CELP解碼器則是處理所接收的編碼參數(shù)重構(gòu)合成語音信號的指定幀。在CELP編解碼模式下，信道中傳輸?shù)木幋a參數(shù)有：

LSF（Linear?Spectrum?Frequencies，線譜頻率）或ISF（Immitance?Spectrum?Frequencies，導(dǎo)譜頻率）；

基音參數(shù)，包括基音延遲和基音增益；

革新激勵參數(shù)，包括固定碼本索引和增益；

LSF或ISF系數(shù)按幀為單位進(jìn)行編碼傳輸，基音參數(shù)和革新激勵參數(shù)一般按子幀為單位進(jìn)行編碼傳輸。其中，基音參數(shù)和革新激勵參數(shù)描述了激勵信號。LSF/ISF是LP（Linear?Prediction，線性預(yù)測）濾波器的系數(shù)的頻域表現(xiàn)形式。激勵信號可以看作聲門的輸出，LP濾波器可以看作聲道模型。所以當(dāng)激勵信號通過LP濾波器后，就得到輸出的合成語音信號。

當(dāng)前的各種語音編解碼器，解碼得到的重建語音信號不會和原始語音信號相同。壓縮比越高，編碼失真就越大。為了提升解碼重建信號的質(zhì)量，在解碼端可以進(jìn)行各種增強(qiáng)后處理。

在CELP編碼模式中，其激勵產(chǎn)生的二元模型中包括了模擬濁音特性的自適應(yīng)碼本激勵和模擬清音特性的固定碼本激勵，其總的激勵為自適應(yīng)碼本激勵和固定碼本激勵的和，最后總的激勵通過一個合成濾波器得到合成語音。由于人耳對低頻信號比較敏感，在寬帶語音編碼中，可以通過增強(qiáng)激勵碼矢的低頻部分的分量，即增強(qiáng)了激勵信號中低頻部分的貢獻(xiàn)，從而增強(qiáng)了低頻部分的周期性，最終提高合成語音信號的質(zhì)量。

AMR-WB+是3GPP（The?3rd?Generation?Partnership?Project，第三代合作伙伴計劃）主持制定的一個寬帶音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于移動多媒體壓縮。AMR-WB+編解碼標(biāo)準(zhǔn)中，便使用了基音增強(qiáng)后處理，具體實現(xiàn)方法如下：

將激勵碼矢通過一個濾波器，降低激勵碼矢中固定碼矢的低頻分量，即提升自適應(yīng)碼矢激勵低頻部分的貢獻(xiàn)，從而增強(qiáng)了激勵信號中低頻部分的周期性，其中使用的濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)為：

F(z)=-αz+1-αz^-1，

其中α是周期因子，計算如下：

α=0.125(1+r_v)，

其中，r_v=(E_v-E_c)/(E_v+E_c)，

其中，E_v為被縮放的自適應(yīng)碼矢的能量，

E_c為被縮放的固定碼矢的能量，

b為自適應(yīng)碼本增益，v為自適應(yīng)碼本激勵，g為固定碼本增益，c為固定碼本激勵。

其中，-1≤r_v≤1。當(dāng)r_v＝-1時為純清音；當(dāng)r_v＝1時為純濁音。相應(yīng)的，對于純清音，α＝0；對于純濁音，α＝0.25。α＝0.25時濾波器F(z)＝-αz+1-αz^-1的頻譜圖如圖1所示。α＝0..1時濾波器F(z)＝-αz+1-αz^-1的頻譜圖如圖2所示。

AMR-WB+編解碼標(biāo)準(zhǔn)中采用的基音增強(qiáng)后處理方法在對革新碼矢濾波后，改變了革新碼矢的能量，但在最后沒有做能量平滑，使得基音增強(qiáng)后的激勵信號的能量普遍偏小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種用于寬帶語音解碼中基音增強(qiáng)后處理的方法和裝置，能夠在不增加額外傳輸比特率的條件下以較低的運(yùn)算復(fù)雜度實現(xiàn)基音增強(qiáng)處理和能量平滑，以達(dá)到寬帶解碼語音信號主觀音質(zhì)的提高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提出一種用于寬帶語音解碼中基音增強(qiáng)后處理的方法，包括如下步驟：