[發(fā)明專利]一種G.729到AMR12.2速率的轉(zhuǎn)碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310379944.X
• 申請(qǐng)日: 2013-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN103457703B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳喆;殷福亮;李騰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/00
• 分類號(hào): H04L1/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 曲永祚,李洪福

1.一種G.729到AMR12.2速率的轉(zhuǎn)碼方法，其特征在于：將輸入比特流輸入到G.729AB解碼單元，利用G.729AB解碼單元對(duì)輸入比特流進(jìn)行解碼，然后將解碼得到的幀類型、LSP系數(shù)、基音延時(shí)、固定碼本矢量、碼本增益以及合成語音輸入G.729AB到AMR-12.2kbps轉(zhuǎn)碼單元，對(duì)每一部分進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)碼，最后將轉(zhuǎn)碼后的各個(gè)參數(shù)輸入到AMR-12.2kbps編碼單元，按照AMR-12.2kbps量化方法重新量化后，寫入到輸出比特流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種G.729到AMR12.2速率的轉(zhuǎn)碼方法，其特征在于：G.729AB解碼單元的步驟如下：

(1)比特解析單元

比特解析單元用于對(duì)輸入比特流的比特分配進(jìn)行解析；語音幀、SID幀、非傳輸幀的有效長度不同，語音幀的有效長度為80bits，SID幀的有效長度為15bits，非傳輸幀的有效長度為0bits；

(2)幀類型解碼單元

根據(jù)輸入有效比特流的長度來判斷幀類型：若長度為80，則為語音幀，ftype＝1；若長度為15，則為SID幀，ftype＝2；若長度為0，則為不傳輸幀，ftype＝0；

(3)語音幀解碼單元

語音幀解碼單元包括LSP解碼單元、基音延時(shí)解碼單元、固定碼本解碼單元和增益解碼單元；

1)LSP解碼單元

①根據(jù)L0、L1、L2、L3解析出LSP的量化輸出

l^i=ξ1i(L1)+ξ2i(L2),i=1,···,5ξ1i(L1)+ξ3i(L3),u=6,···,10---(1)]]>

這里，ξ1_i(L1)表示第一級(jí)碼本中序號(hào)為L1的碼矢量中的第i個(gè)參數(shù)，ξ2_i(L2)表示第二級(jí)低維碼本中序號(hào)為L2的碼矢量中的第i個(gè)參數(shù)，ξ3_i(L3)表示第二級(jí)高維碼本中序號(hào)為L3的碼矢量中的第i個(gè)參數(shù)；

②為避免在量化合成濾波中出現(xiàn)尖銳的震蕩，需調(diào)整解碼后的參數(shù)：式(1)中的循環(huán)變量i從2到10取值，每次增加1，每次循環(huán)中執(zhí)行：若滿足條件，則執(zhí)行l^i-1=(l^i+l^i-1-J)/2,]]>l^i=(l^i+l^i-1+J)/2]]>操作；

其中，J為最小距離；這個(gè)調(diào)整要作兩次，第一次J＝0.0012，第二次J＝0.0006；

③計(jì)算當(dāng)前幀m的量化LSF系數(shù)

ω^im=(1-Σk=14P^i,k)l^i(m)+Σk=14P^i,kl^i(m-k),i=1,···10---(2)]]>

這里，是前幾幀量化輸出，是當(dāng)前幀的量化輸出，是滑動(dòng)平均預(yù)測器的系數(shù)，可以由L0碼書搜索得到；

④計(jì)算得到之后，檢查對(duì)應(yīng)濾波器的穩(wěn)定性，步驟如下：

I、按照的升序重新排列

II、若ω^1<0.005,]]>則ω^1=0.005;]]>

III、若ω^i+1-ω^i<0.0391,]]>則ω^i+1=ω^i+0.0391,i=1,...,9;]]>

Ⅳ、若ω^10>3.135,]]>則ω^10=3.135]]>

⑤由LSF系數(shù)求出LSP系數(shù)

q^i=cos(ω^i),i=1,···,10,---(3)]]>

計(jì)算得到的LSP系數(shù)作為G.729AB的第二子幀，第一子幀的LSP系數(shù)用相鄰幀對(duì)應(yīng)的參數(shù)線性內(nèi)插得到：

qi(1)=0.5qi(previous)+0.5qi(current),i=1,···,10,---(4)]]>

其中，是前一幀10ms的LSP系數(shù)，是當(dāng)前10ms幀的LSP系數(shù)；

⑥將LSP系數(shù)轉(zhuǎn)換為LP系數(shù)a_i，具體步驟如下：

I、循環(huán)變量i取值范圍從1到5，每次增加1；每次變量i循環(huán)時(shí)，執(zhí)行f₁(i)＝-2q_2i-1f₁(i-1)+2f₁(i-2)操作；

II、循環(huán)變量j取值范圍從i-1到1，每次減少1；每次循環(huán)變量j循環(huán)時(shí)，執(zhí)行f₁(j)＝f₁(j)-2q_2i-1f₁(j-1)+f₁(j-2)操作；其中，f₁(0)＝1，f₁(-1)＝0；將q_2i-1替換成q_2i即可得到f₂(i)；

III、由f₁(i)，f₂(i)計(jì)算f′₁(i)，f′₂(i)：f′₁(i)＝f₁(i)+f₁(i-1)，i＝1，…，5；f′₂(i)＝f₂(i)+f₂(i-1)，i＝1，…，5

Ⅳ、計(jì)算LP系數(shù)：ai=0.5f1′(i)+0.5f2′(i),i=1,···,5,0.5f1′(11-i)-0.5f2′(11-i),i=6,···,10,---(1)]]>

2)基音延時(shí)解碼單元

①計(jì)算奇偶校驗(yàn)位P：由收到的P1前6位異或得到P；

②如果P與P0不相同，則認(rèn)為接收發(fā)生了錯(cuò)誤，當(dāng)前幀第一子幀的基音延時(shí)T1用前一幀第二子幀的基音延時(shí)T2來替代；

如果P與P0相同，則認(rèn)為接收正確，那么利用收到的基音延時(shí)序號(hào)P1尋找基音延時(shí)的整數(shù)部分和分?jǐn)?shù)部分：如果P1＜197，int(T1)＝(P1+2)/3+19，frac＝P1-3*int(T1)+58；否則，int(T1)＝P1-112，frac＝0；

③第二子幀T2的整數(shù)部分由P2和t_min得到：

t_min＝int(T1)-5

若t_min＜20，則t_min＝20；

t_max＝t_min+9

若t_max＞143則t_max＝143；s

t_min＝t_max-9

T2解碼：

int(T2)＝(P1+2)/3-1+t_min，frac＝P2-2-3*((P2+2)/3-1)；

④確定基音延時(shí)后，在給出的整數(shù)延時(shí)k和分?jǐn)?shù)延時(shí)t處，內(nèi)插過去的激勵(lì)res_LP(n)來計(jì)算自適應(yīng)碼本矢量v(n)：

v(n)Σi=09resLP(n-k-i)b60(t+i*6)+Σi=09resLP(n-k+1+i)b60(60-t+i*6)n=0,1,···,39;t=0,1,···,5---(5)]]>

這個(gè)內(nèi)插濾波器b₆₀是由在±59處截?cái)嗟臐h明窗截取取樣函數(shù)sinx/x得到的，在±60處用0填充，該濾波器的截止頻率為3.6KHz；

3)固定碼本解碼單元

固定碼本是代數(shù)碼本結(jié)構(gòu)，每個(gè)碼本矢量含有N個(gè)非零脈沖，每個(gè)脈沖的幅度或正或負(fù)；脈沖位置由接收到的固定碼本序號(hào)C來得到，脈沖符號(hào)由S碼得到，構(gòu)造固定碼本矢量c(n)：

c(n)＝S₀δ(n-C₀)+S₁δ(n-C₁)+S₂δ(n-C₂)+S₃δ(n-C₃)，n＝0，…，39???(6)如果基音延時(shí)的整數(shù)部分T小于子幀長度40，c(n)按照下式修正：

c(n)=c(n)n=0,···,T-1;c(n)+βc(n-T),n=T,···,39;---(7)]]>

4)增益解碼單元

增益解碼是在子幀上進(jìn)行的，接收到的增益碼本序號(hào)GA、GB均是2維碼本，利用下式計(jì)算每子幀的自適應(yīng)碼本增益和固定碼本增益相關(guān)因子γ：

g^p=GA1(GA)+GB1(GB),---(8)]]>

γ＝GA₂(GA)+GB₂(GB)，?????????????????????(9)

其中，GA₁、GA₂、GB₁、GB₂中的下標(biāo)是維號(hào)；量化固定碼本增益計(jì)算公式如下：

g^c=gc′γ=gc′(GA2(GA)+GB2(GB)),---(10)]]>

其中，g′_c是預(yù)測的固定碼本增益；

(4)非語音幀解碼單元

非語音幀LSP解碼與語音幀LSP解碼基本相同；基音延時(shí)值通過在范圍[40，103]內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生；固定碼本的脈沖位置及脈沖符號(hào)也是隨機(jī)產(chǎn)生的；自適應(yīng)碼本增益限制在0.5內(nèi)，在[0，0.5]范圍內(nèi)隨機(jī)選擇；能量值作為固定碼本增益；

(5)合成濾波單元

對(duì)于語音幀，將得到的自適應(yīng)和固定碼本矢量分別乘以各自的增益，相加可得激勵(lì)信號(hào)；然后將激勵(lì)信號(hào)通過LP合成濾波器得到合成語音信號(hào)；對(duì)于非語音幀，激勵(lì)信號(hào)采用三個(gè)信號(hào)的混合，其中兩個(gè)信號(hào)來自G.729AB的激勵(lì)信號(hào)，另一個(gè)來自高斯白噪聲發(fā)生器；將上述得到的激勵(lì)信號(hào)通過LP合成濾波器，得到舒適噪聲信號(hào)。