[發(fā)明專利]一種基于延時抖動的丟包補償方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN105741843B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 許云峰
• 申請（專利權）人: 辰芯科技有限公司
• 主分類號: G10L19/005
• 分類號: G10L19/005;H04L12/885
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

本發(fā)明涉及數據通訊領域，公開了一種基于延時抖動的丟包補償方法及系統(tǒng)。與現有技術相比，本發(fā)明的實施方式先判斷接收的語音數據是否存在丟幀，并在丟幀時發(fā)出丟幀指示；緊接著，根據丟幀指示在丟幀前緩存的語音數據中填充N幀冗余幀，使得緩存延時增加，從而獲取丟幀后緩存的語音數據；然后，根據丟幀前緩存的語音數據及丟幀后緩存的語音數據進行丟幀補償，使得補償還原的語音更加精確；最后，接收端丟棄緩存中的N幀非語音幀，從而減去緩存中增加的延時，達到延時恢復的效果，其中，N為自然數。

技術領域

本發(fā)明涉及數據通訊領域，特別涉及一種基于延時抖動的丟包補償方法及系統(tǒng)。

背景技術

丟包補償(Packet Loss Concealment，“PLC”)算法，也稱為幀差錯隱藏(FrameErasure Concealment，“FEC”)算法。在語音通信中由于網絡質量的問題可能會導致語音數據丟失，出現大塊的語音流數據消失。這個時候會導致語音戛然而止的聽覺效應，造成語音的不連續(xù)。如果這個時候能估計出丟失的語音數據來補償這些丟失的數據的話，那么就能消除由于語音丟失帶來的語音質量損失。這也是PLC的基本功能，即估計丟失的語音信號，并填充語音流的缺失部分。

丟包補償主要用于在編碼打包，然后通過網絡傳輸，在接收端解碼的音頻系統(tǒng)，如果在該過程中存在丟包現象，則進行丟包補償。很多基于標準的碼本激勵線性預測(CodeExited Linear Prediction，“CELP”)的語音編解碼器，都有丟包補償功能。如：G.729,自適應速率編解碼器(Adaptive Multi-Rate，“AMR”)，efr等。

但對于一些非CELP編碼的編解碼器是不存在丟包補償算法的，如：G.711、G.722等。所以這些編解碼器需要使用丟包補償算法。

那么如何估計丟失的語音部分？這得益于語音具有一個短時平穩(wěn)性，可以根據其鄰近的信號進行估計出來。

根據CELP的觀點，語音的產生有兩部分：聲道和激勵源。

可以抽象為語音算法模型：

語音的激勵信號有兩種：一種是周期激勵信號源，另外一種是隨機激勵(白噪聲)。這兩者信號組成了信源激勵e(n)。

聲道主要通過極點模型來建模，通過線性預測來提取聲道參數。

由激勵信號通過合成濾波器最終產生語音信號。

通過這個基本的發(fā)聲模型和語音的短時平穩(wěn)特性就可以預測丟失的語音信號部分。

這里需要估計出兩個部分：一、線性預測系數(Linear predictioncoefficient)；二、激勵信號。這些都可以通過鄰近的信號進行估計。

現有的PLC算法中大部分都是采用外推法(Extrapolation)，采用這種方法的好處是不會引入延時，但由于只能從丟幀之前的語音數據獲得信息十分有限，很難獲得未來的趨勢變化，如：基音，幅度等。所以外推法能預測的幀數是非常少的，一旦預測幀數變多，會導致估計不準確影響語音質量。

但也有采用內插法(Interpolation)差錯隱藏算法,該算法不僅可以有效利用丟幀前的語音信息還可以利用丟幀結束后的語音信息對丟失的語音幀進行聯(lián)合估計，能夠更加精確的還原丟失的語音。但由于采用內插法需要緩存一定的數據，會導致語音通信聲音的延時，而且延時與最大能夠內插的幀數相關，隨著內插幀數變多，延時會進一步增大。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于延時抖動的丟包補償方法及系統(tǒng)，通過語音縮放技術，解決采用內插技術的差錯隱藏算法中的延時過長問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種基于延時抖動的丟包補償方法，包含以下步驟：