專利名稱：一種背景噪聲激勵信號的生成方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其是涉及一種背景噪聲激勵信號的生成方法及 裝置。
背景技術(shù)：
在語音通信中，對語音的處理主要由語音編解碼器來完成，由于語音信 號具有短時平穩(wěn)性，語音編解碼器在對語音信號進(jìn)行處理時， 一般按幀進(jìn)行，
每幀10 30ms。最初的語音編解碼器都是定速率的，即每一種語音編解碼器 只有一個固定的編碼速率，如語音編解碼器G.729的編碼速率是8kbit/s、 G.728 的速率是16kbit/s。這些傳統(tǒng)的定速率語音編解碼器從總體來講，較高速率的 編碼算法能較容易的保證編碼質(zhì)量，但占用通信信道資源較大；較低速率的 編碼算法占用通信信道資源較小，但不太容易保證編碼質(zhì)量。
語音信號既包含人發(fā)聲產(chǎn)生的有聲信號，也包含人發(fā)聲間隙產(chǎn)生的無聲 信號(背景噪聲)。在語音通信中，人們關(guān)注的只是有用的有聲信號，而不希 望傳送無用的無聲信號，來降低傳輸帶寬。但是，如果只對有聲信號進(jìn)行編 碼傳輸而不對無聲信號進(jìn)行編碼傳輸，就會導(dǎo)致背景噪聲的不連續(xù)，在接收 端，會使收聽的人感覺非常不舒服，在背景噪聲較強(qiáng)的情況下這種感覺會更 明顯，有時會令語音難以理解，為了解決這種狀況，即在人不發(fā)聲時也需要 對無聲信號進(jìn)行編碼傳輸。而在語音編解碼器中引入了靜音壓縮技術(shù)，在靜 音壓縮技術(shù)中，對背景噪聲信號會采用較低的編碼速率進(jìn)行編碼，從而有效 的降低通信帶寬。而對人發(fā)聲產(chǎn)生的有聲信號采用較高的速率進(jìn)行編碼，從 而保證通信質(zhì)量。但一般來說，稱對有聲信號的編碼速率為語音(這時的語 音特指人發(fā)聲的信號)編碼速率，而對背景噪聲的編碼速率稱為噪聲編碼速 率。
目前， 一種G. 729B的背景噪聲激勵信號的生成方法是，在729原型上增 加了非連續(xù)傳輸系統(tǒng)(DTX, Discontinuous Transmission System) /舒適噪聲 生成(CNG, Comfort Noise Generated)系統(tǒng)，即背景噪聲的處理系統(tǒng)，其處 理的信號為8kHz采樣，窄帶，信號處理幀長10ms。其CNG算法用一個電平可控的偽白噪聲激勵一個經(jīng)內(nèi)插得到的線性預(yù)測編碼(LPC, Linear Predictive Coding)合成濾波器得到舒適的背景噪聲，其中激勵信號電平和LPC濾波器 系數(shù)分別從上一個靜音插入描述(SID, Silence Insertion Descriptor)幀中得到。其激勵信號為偽白噪聲激勵ex(n) , ex(n)是語音激勵exl(n)和高斯白噪 聲激勵ex2 (n)的一個混合。exl (n)的增益較小，而采用exl (n)的目的是為了 讓語音和非語音(比如噪聲等)間的過渡更為自然。然后在得到的偽白噪聲 激勵ex (n)后，用其激勵合成濾波器即可得到舒適的背景噪聲。
其中，激勵信號的生成過程如下首先，定義目標(biāo)激勵增益《，令其作為當(dāng)前幀激勵平均能量的平方根，5' 由下面的平滑算法得到，其中《w是解碼后的SID幀的增益<formula>formula see original document page 6</formula>
80個采樣點(diǎn)被分成兩個子幀，對每個子幀，CNG模塊的激勵信號會用如 下的方式來合成
(1) 、在[40，103]范圍內(nèi)隨機(jī)選擇基音延遲；
(2) 、子幀的固定碼本矢量中非零脈沖的位置和符號隨機(jī)選擇(這些非零 脈沖的位置和符號的結(jié)構(gòu)與G. 729是一致的)；
(3) 、選擇一個帶增益的自適應(yīng)碼本激勵信號，將其標(biāo)記為&W，""…39, 而選擇的固定碼本激勵信號標(biāo)記為e/(")，"-G…39。然后以子幀能量為依據(jù)計(jì)算 自適應(yīng)增益G"和固定碼本增益G/:
<formula>formula see original document page 6</formula>需要注意的是G,可以選擇負(fù)值。廣39 ) /119 、定義Ze。(")2 ， /= ，《=40x《2，而由ACELP的^敫厲力結(jié)構(gòu)可知》,(")2=4。如果將自適應(yīng)碼本增益G。固定，那么表現(xiàn)《的方程就變成了 一個關(guān)于G> 的二階方程: <formula>formula see original document page 7</formula>G。的值會被限定以確保上面的方程有解，更近一步，可以對一些大的自 適應(yīng)碼本增益值的應(yīng)用進(jìn)行限制，這樣，自適應(yīng)碼本增益G?？梢栽谌缦碌姆?圍內(nèi)隨才幾的選擇 0， Mox乂0.5" w油爿=五 —/2/4 將方程<formula>formula see original document page 7</formula>的根中絕對值最小的作為G/的值。 最后，用下式構(gòu)建G. 729的激勵信號<formula>formula see original document page 7</formula> 合成激勵"(")可由如下方法合成 :沒^是ejc,(w)的能量，A是exjn)的能量，A是exXM)和ex2(fz)的點(diǎn)積 <formula>formula see original document page 7</formula>而計(jì)算的點(diǎn)數(shù)超過自身的大小。 令or和/ 分別是混合激勵中^(")和^2(")的比例系數(shù)，其中"設(shè)為0.6， 而 〃 依照下面的二次方程確定 ,五2 + 2"鳳+("2-1)^= 0,禍"> 0 如果"沒有解，那么"將被設(shè)成O,而"設(shè)成l。最終的CNG模塊的激勵變?yōu)?200810084513.X
<formula>formula see original document page 8</formula>
以上即為729B編解碼器的CNG模塊的背景噪聲的激勵信號生成原理。' 由上述實(shí)現(xiàn)過程可知，729B的背景噪聲激勵信號生成時雖然加入了一些 語音激勵exl(n),但此語音激勵exl(n)只是形式，而實(shí)際的內(nèi)容如自適應(yīng)碼 本延遲、固定碼本的位置和符號等均是隨機(jī)產(chǎn)生的，隨機(jī)性較強(qiáng)。因此其背 景噪聲激勵信號與之前語音幀激勵信號的相關(guān)性^f艮差，這就會使得從合成的 語音信號到合成的背景噪聲信號的過渡很不自然，從而噪聲人耳感覺的不舒 適感。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種背景噪聲激勵信號的生成方法及裝置，以解決信 號幀從語音到背景噪聲轉(zhuǎn)換時，過渡更加自然、平滑和連續(xù)的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種背景噪聲激勵信號的生成 方法，所述方法包4舌
利用語音編解碼階段的編碼參數(shù)及激勵信號的過渡長度生成準(zhǔn)激勵信
號；
將所述準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到 過渡階段背景噪聲的激勵信號。
相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種背景噪聲激勵信號的生成裝置，所述 裝置包括
準(zhǔn)激勵信號生成單元，用于利用語音編解碼階段的編碼參數(shù)及激勵信號
的過渡長度生成準(zhǔn)激勵信號；
過渡階段激勵信號獲得單元，用于將準(zhǔn)激勵信號生成單元生成的準(zhǔn)激勵 信號與背景噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階段背景噪聲 的激勵信號。
本發(fā)明實(shí)施例通過在信號幀從語音編碼幀向背景噪聲幀轉(zhuǎn)換時，在過渡
階段，將生成準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡 階段背景噪聲的激勵信號，用所述過渡階段的激勵信號代替隨機(jī)的激勵信號 來合成背景噪聲。由于在過渡階段將前后兩種激勵信號的信息都包含了進(jìn)來， 采用這種舒適背景噪聲的合成方法之后，會使得合成信號從語音到背景噪聲 轉(zhuǎn)換時，過渡更加自然、平滑和連續(xù)，人耳感覺更加舒適。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例中背景噪聲激勵的生成方法的流程圖2為本發(fā)明實(shí)施例中背景噪聲激勵的生成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面我們將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的最佳實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明實(shí)施例中背景噪聲中激勵信號的生成過程為在信號幀從語音編 碼幀到背景噪聲幀轉(zhuǎn)換的過渡階段利用了語音編碼幀的激勵信號、基音延遲 以及背景噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號。也就是說，在過渡階段，用之前語音 編碼幀的激勵信號以及最后子幀的基音延遲生成待加權(quán)的準(zhǔn)激勵信號；然后 將所述準(zhǔn)激勵信號與隨機(jī)背景噪聲激勵信號進(jìn)行逐點(diǎn)加權(quán)和(即遞增或遞減 等，但并不限于此方式)，得到過渡階段背景噪聲的激勵信號，其具體的實(shí) 現(xiàn)過程詳見下述附圖與實(shí)施例。
請參閱圖l，為本發(fā)明實(shí)施例中背景噪聲激勵的生成方法的流程圖，所述 方法包4舌步驟101:利用語音編解碼階段的編碼參數(shù)及激勵信號的過渡長度生成準(zhǔn) 激勵信號；
步驟102:所述準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán) 和，得到過渡階段背景噪聲的激勵信號。優(yōu)選的，在步驟101之前，所述方法還包括在信號幀從語音編碼幀向背 景噪聲幀轉(zhuǎn)換時，設(shè)置激勵信號的過渡長度W;或者
語音編解碼器預(yù)先保存語音編碼幀的編碼參數(shù)，所述編碼參數(shù)包括激勵 信號及基音延遲，所述基因延遲也叫自適應(yīng)碼本延遲。
也就是說，在語音編解碼器中，先保存接收到各個語音編碼幀的編碼參
數(shù)，所述編碼參數(shù)包括激勵信號以及基音延遲。激勵信號實(shí)時的保存在激 勵信號存儲器^-"c(0中，其中^
， r為語音編解碼器所設(shè)定的基音 延遲p/^的最大值，如果r值超過了幀長，那么激勵信號存儲器福—(O中
會保存最近幾幀的激勵信號，比如，如果r值是兩幀的長度，則激勵信號存 儲器W-""O中會保存最近兩幀的激勵信號，也就是說，激勵信號存儲器
。W — exc(/)的大小由r來確定。另外，激勵信號存儲器。W — exc(z')和基音延遲乃'fc/z
是實(shí)時更新的，每幀都要進(jìn)行更新，由于每幀中包含多個子幀，乃'^實(shí)際上 是最后子幀的基音延遲。
在信號幀從語音編碼幀向背景噪聲編碼幀轉(zhuǎn)換時，設(shè)置激勵信號過渡的 過渡長度^。 一般情況下，所述過渡長度7V的值根據(jù)實(shí)際需要來設(shè)定，比如 本發(fā)明實(shí)施例中的設(shè)置W的值以160為例，但并不限于此。
然后執(zhí)行步驟101,利用語音編解碼階段的編碼參數(shù)及激勵信號的過渡長 度生成準(zhǔn)激勵信號^e-"c("),其公式為<formula>formula see original document page 10</formula>其中，i2為信號幀的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)，且"e
, "o/oP/,^表示"除以尸/,c/z所 得的余數(shù)，r為基音延遲的最大值，； /fc/z為前一超幀中最后子幀的基音延遲， 7V為激勵信號的過渡長度。
在步驟102中，將所述準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲編碼幀的隨^L激勵信號進(jìn)行 加權(quán)和，得到過渡階段背景噪聲的激勵信號cw —。
也就是說，如果設(shè)過渡階段的激勵信號為c"r —，則，—exc(")表示為<formula>formula see original document page 10</formula>其中，ra"6fo附-^C(")為隨機(jī)產(chǎn)生的激勵信號，n為信號幀的采樣點(diǎn)，"(")
和風(fēng)")是準(zhǔn)激勵信號和隨^L激勵信號的加權(quán)因子。其中"(")是隨著"值的增加
遞減變化的，風(fēng)")是隨著"值的增加遞增變化的，且a(w)與風(fēng)")之和等于1。
優(yōu)選的，所述加權(quán)因子咖)的計(jì)算公式為"("戶1一"/^ ;
所述加權(quán)因子/ (")的計(jì)算公式為/ (")=";
其中，n為信號幀的采樣點(diǎn)，且"e
; 7V為激勵信號的過渡長度。 一般情況下，7V的值優(yōu)選為160。
當(dāng)然，本實(shí)施例加權(quán)和的方式是以逐點(diǎn)加權(quán)和為例，但并不限于此，還 可以是其它的加權(quán)方式，比如，偶數(shù)點(diǎn)加權(quán)和，奇數(shù)點(diǎn)加權(quán)和等，其具體的 實(shí)現(xiàn)過程與逐點(diǎn)加權(quán)的方式類似，在此不再贅述。
優(yōu)選的，所述方法在得到過渡階^:的激勵信號為，-"c(")后，還可以包 括利用所述過渡階段的激勵信號"^-""")激勵LPC合成濾波器即可得到最
終的背景噪聲信號。
由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明實(shí)施例由于在過渡階段引入了語音編碼幀
的激勵信號，因此使得信號幀從語音到背景噪聲轉(zhuǎn)換時，轉(zhuǎn)換的更加自然和
連續(xù)，提高人耳感覺舒適度。
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合具體的實(shí)施例來說明。 實(shí)施例一，為本發(fā)明應(yīng)用在729B CNG中的實(shí)現(xiàn)過程，需要說明的是，在
729B中，基音延遲T的最大值為143，其具體過程為
(1) 、語音編解碼器接收各語音編碼幀，并保存語音編碼幀的編碼參數(shù)， 所述編碼參數(shù)包括激勵信號以及最后子幀的基音延遲巧^ 。激勵信號可以實(shí) 時的保存在激勵信號存儲器。W-"c(0中，其中^
,由于729B的幀長為 80,因此激勵信號存儲器0^-"c(0中緩存了最近兩幀的激勵信號，當(dāng)然，也 可以根據(jù)實(shí)際情況激勵信號存儲器^-,W緩存最近一幀、多幀或不到一幀 的情況。
(2) 、在信號幀從語音編碼幀向背景噪聲編碼幀轉(zhuǎn)換時，設(shè)置激勵信號過 渡的過渡長度W,其中^=160,由于729B每幀長度為10ms， 80個數(shù)據(jù)樣點(diǎn)， 因此設(shè)置的過渡長度為兩個10ms幀。
(3) 、根據(jù)激勵信號存儲器0/"-"<0生成語音編碼幀的準(zhǔn)激勵信號
戸——")，其公式為
<formula>formula see original document page 12</formula> 其中，刀為信號幀的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)，且""0,159], "。/。尸/^表示"除以尸"c/z所得
的余數(shù)，r為基音延遲的最大值，戸'fc/z為前一超幀中最后子幀的基音延遲。
(4) 、設(shè)過渡階段的激勵信號為匿-"c(")，將所述準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲 編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階段的激勵信號cwrj;cc(w),其 公式表示為
<formula>formula see original document page 12</formula>
其中，"(")為偽白噪聲激勵，即激勵信號，該激勵信號是語音激勵exl (n)
和高斯白噪聲激勵ex2 (n)的一個混合，由于exl (n)的增益較小，而采用exl (n)
的目的是為了讓語音和非語音間的過渡更為自然，其具體的生成"(")過程詳
見背景技術(shù)，在此不再贅述。
而"(")和風(fēng)")是兩個激勵信號的加權(quán)因子，其中"(")是隨著"值的增加遞
減變化的，A")是隨著"值的增加遞增變化的，且a(n)與/ (")之和等于1，其
中與風(fēng)")分別表示為
<formula>formula see original document page 12</formula>
(5)、利用過渡階段的激勵信號，-""")激勵LPC合成濾波器，即可得到
最終的背景噪聲信號。
因此，本發(fā)明實(shí)施例在729B中，在信號幀從語音向背景噪聲轉(zhuǎn)換時的過 渡階段引入上述準(zhǔn)激勵信號后，會使得信號幀從語音到背景噪聲轉(zhuǎn)換時，轉(zhuǎn) 換的更加自然和連續(xù)，人耳感覺更加舒適。
實(shí)施例二，為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用在自適應(yīng)多速率編碼器(AMR, Adaptive Multirate Codec ) CNG中的實(shí)現(xiàn)過程，需要說明的是，在AMR中，基音延遲T 的最大值為143，具體實(shí)現(xiàn)過程為(1) 、語音編解碼器接收各語音編碼幀，并保存語音編碼幀的編碼參數(shù)， 包括激勵信號以及最后子幀的基音延遲^'^ 。激勵信號實(shí)時的保存在激勵信
號存儲器。W-"c。中，其中k
,由于AMR的幀長為160,因此激勵信 號存儲器^-"c(0中只緩存了最近一幀的激勵信號，當(dāng)然，也可以根據(jù)實(shí)際 情況激勵信號存儲器^-"c①緩存最近一幀、多幀或不到一幀的情況。
(2) 、在從語音編碼幀向背景噪聲編碼幀轉(zhuǎn)換時，i殳置激勵信號過渡的過 渡長度W,其中^=160,由于AMR每幀長度為20ms, 160個數(shù)據(jù)樣點(diǎn)，因此
設(shè)置的過渡長度為一個20ms幀。
(3) 、根據(jù)激勵信號存儲器。W-""0生成語音編碼幀的準(zhǔn)激勵信號 戸—exc("),其公式為
<formula>formula see original document page 13</formula> 其中，n為信號幀的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)，且"e
, "。/。ra^表示"除以p/^所得 的余數(shù)，r為基音延遲的最大值，p/fc/z為前一超幀中最后子幀的基音延遲。
(4) 、設(shè)過渡階段的激勵信號為匿-縦(")，將所述準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲 編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階段的激勵信號c"r一e;cc("),其 公式表示為<formula>formula see original document page 13</formula>
其中，"(")為固定碼本激勵(帶最終增益的)，利用一個增益可控的隨才幾 噪聲激勵一個經(jīng)內(nèi)插得到的LPC合成濾波器得到舒適的背景噪聲，也就是說， 對于每子幀，固定碼本激勵中非零脈沖的位置和符號4吏用均勻分布的偽隨機(jī) 數(shù)來生成，激勵脈沖的值為+1和-1,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，該固定碼本激勵 的生成過程為已知技術(shù)，在此不再贅述。
而和/ (")是兩個激勵信號的加權(quán)因子。其中 是隨著"值的增加遞
減變化的，風(fēng)")是隨著"值的增加遞增變化的，且a(")與風(fēng)w)之和等于1，其 具體表示為a(n)=1-n/160 (5)、利用過渡階^:的激勵信號，-""")激勵LPC合成濾波器即可得到最 終的背景噪聲信號。 由此可知，本實(shí)施例，與729B—樣，在AMR的CNG算法中，信號幀/人語 音向背景噪聲轉(zhuǎn)換時的過渡階段，引入準(zhǔn)激勵信號后，得到過渡階段的激勵 信號，會使得從語音到背景噪聲轉(zhuǎn)換時，轉(zhuǎn)換的更加自然和連續(xù)，人耳感覺 更力口舒適。 實(shí)施例三，為本發(fā)明應(yīng)用在G. 729. 1 CNG中的實(shí)現(xiàn)過程。 G. 729. 1是國際電^f言聯(lián)盟(ITU, International Telecommunication Union) 最新公布的一個語音編碼器，其是一個寬帶的語音編碼器，即處理的語音信 號帶寬為50 ~ 7000Hz,在具體處理時，輸入信號被分成高頻帶(4000 ~ 7000Hz ) 和低頻帶(50 ~ 4000Hz )分別進(jìn)行處理，其中低頻帶采用的是CELP模型，該 CELP模型是語音處理的基本模型，729、 AMR等編碼器采用的均是此模型。 G. 729. 1基本的信號處理幀長為20ms,稱為超幀，每個超幀320個信號采樣 樣點(diǎn)，進(jìn)行頻帶劃分后，超幀中每個頻帶信號采樣樣點(diǎn)均為160點(diǎn)。同時， G. 729. 1也定義了處理噪聲的CNG系統(tǒng)，其也分為高頻帶和低頻帶分別進(jìn)行處 理，其中低頻帶用的也是碼激勵線性預(yù)測編碼(CELP， code-excitedLPC)模 型。本發(fā)明實(shí)施例可用于G. 729. 1CNG系統(tǒng)中的低頻帶處理流程中，本發(fā)明實(shí) 施例應(yīng)用在G. 729. 1 CNG模塊中的實(shí)現(xiàn)過程為 (1) 、語音編解碼器接收各語音編碼超幀，并保存語音編碼超幀的編碼參 數(shù)，包括激勵信號以及最后子幀的基音延遲乃'^,激勵信號可以實(shí)時的保存 在激勵信號存儲器^-"c(z')中，其中^
,這是由于基音延遲T的最大值 為143。 (2) 、在信號幀從語音編碼超幀向背景噪聲編碼超幀轉(zhuǎn)換時，設(shè)置激勵信 號過渡的過渡長度W,其中^=160,即過渡階段為一個超幀。 (3) 、根據(jù)。W-"W)生成語音編碼幀的準(zhǔn)激勵信號 <formula>formula see original document page 15</formula> 其中，w為信號幀的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)，且"e
, "。/。p/^j表示"除以p"^所得
的余數(shù)，r為基音延遲的最大值，；^c/i為前一超幀中最后子幀的基音延遲。 (4)、設(shè)過渡階段的激勵信號為將所述準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲
編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行逐點(diǎn)加權(quán)和，得到過渡階段背景噪聲的激勵信號
cwr —exc(")， 其公式為
<formula>formula see original document page 15</formula> 其中，ne
, ex(n)為當(dāng)前計(jì)算的背景噪聲的激勵信號，fl(")和A")是
兩個激勵信號的加權(quán)因子。其中"(")是隨著"值的增加遞減變化的，風(fēng)")是隨著"值的增加遞增變化的，且a(")與風(fēng)w)之和等于1，分別表示為<formula>formula see original document page 15</formula>
(5)、利用過渡階^a的激勵信號為e"L""")激勵LPC合成濾波器即可得到
最終的背景噪聲信號。由此可知，在G. 729. 1中，在信號幀從語音向背景噪聲轉(zhuǎn)換時的過渡階 段，引入準(zhǔn)激勵信號后，得到過渡階段的激勵信號，會使得從語音到背景噪 聲轉(zhuǎn)換時，轉(zhuǎn)換的更加自然和連續(xù)，人耳感覺更加舒適。
另外，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種背景噪聲激勵的生成裝置，其結(jié)構(gòu)示意 圖如圖2所示，所述裝置包括準(zhǔn)激勵信號生成單元22和過渡階^:激勵信號獲 得單元23。優(yōu)選的，還可以包括設(shè)置單元21,其中
所述設(shè)置單元21,用于在信號幀從語音編碼幀向背景噪聲幀轉(zhuǎn)換時，設(shè) 置激勵信號的過渡長度7V;
所述準(zhǔn)激勵信號生成單元22,用于才艮據(jù)i殳置單元21所i殳置的過渡長度AT
的大小生成語音編碼幀的準(zhǔn)激勵信號—exc(n);所述準(zhǔn)激勵信號； re —e;cc(n)的 公式為
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中，n為信號幀的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)，且ne
， nPitch表示n除以尸Pitch所
得的余數(shù)，r為基音延遲的最大值，；^c/z為前一超幀中最后子幀的基音延遲。 所述過渡階段激勵信號獲得單元23,用于將準(zhǔn)激勵信號生成單元22生成 的準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階段
背景噪聲的激勵信號 所述過渡階段背景噪聲的激勵信號
的公式為
其中，ram/o附-^c(")為隨機(jī)產(chǎn)生的激勵信號，"(")和風(fēng)")是兩個激勵信號 的加權(quán)因子。其中"(")是隨著"值的增加遞減變化的，風(fēng)")是隨著"值的增加
遞增變化的，且fl(/7)與/ (")之和等于1。
其中"(")與/ (")分別表示為
"(w)二l一"/160 風(fēng)")="/160
優(yōu)選的，所述裝置還可以包括激勵單元24，用于利用過渡階^a激勵信號
獲得單元23獲得的激勵信號激勵合成濾波器得到背景噪聲信號。
優(yōu)選的，存儲單元，用于預(yù)先保存語音編碼幀的編碼參數(shù)，所述編碼參 數(shù)包括激勵信號及基因延遲。
優(yōu)選的，所述背景噪聲激勵的生成裝置可以集成編碼端、解碼端或獨(dú)立 存在；比如集成在編碼端的非連續(xù)傳輸系統(tǒng)DTX中，或集成在解碼端的舒適 噪聲生成系統(tǒng)CNG中。
所述裝置中各個單元的功能和作用詳見上述方法中對應(yīng)步驟的實(shí)現(xiàn)過 程，在此不再贅述。
在信號幀從語音編碼幀向背景噪聲幀轉(zhuǎn)換時，在過渡階段，將生成語音 編碼幀的準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階,爻 的激勵信號，用所述過渡階段的激勵信號代替隨機(jī)的激勵信號來合成背景噪 聲。由于在過渡階段將前后兩種激勵信號的信息都包含了進(jìn)來，采用這種舒 適背景噪聲的合成方法之后，會使得合成信號從語音到背景噪聲轉(zhuǎn)換時，過 渡更加自然、平滑和連續(xù)，人耳感覺更加舒適。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟 是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計(jì)算機(jī) 可讀存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括如下步驟利用語音編解碼階段的
編碼參數(shù)及激勵信號的過渡長度生成準(zhǔn)激勵信號；將所述準(zhǔn)激勵信號與背景 噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階^^的激勵信號。上述提 到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤 飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于，包括利用語音編解碼階段的編碼參數(shù)及激勵信號的過渡長度生成準(zhǔn)激勵信號；將所述準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階段背景噪聲的激勵信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于， 所述方法還包括在信號幀從語音編碼幀向背景噪聲幀轉(zhuǎn)換時，設(shè)置激勵信 號的過渡長度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于， 所述方法還包括語音編解碼器預(yù)先保存語音編碼幀的編碼參數(shù)，所述編碼參數(shù)包括激勵 信號及基音延遲。
4、 4艮據(jù)權(quán)利要求3所述的背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于， 所述編碼參數(shù)中的激勵信號實(shí)時保存在激勵信號存儲器。W一e;cc(/)中，其中/e
, r為語音編解碼器所設(shè)定基音延遲的最大值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于， 所述激勵信號存儲器oWjjcc(/)的大小由r來確定。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于， 所述生成準(zhǔn)激勵信號的過程為利用所述編碼參數(shù)中包括的激勵信號與最后子幀的基音延遲，以及激勵 信號的過渡長度生成語音編碼幀的準(zhǔn)激勵信號。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于，生成準(zhǔn)激勵信號的公式為<formula>formula see original document page 2</formula>其中，W為信號幀的數(shù)據(jù)樣點(diǎn)，且we[O,W-l], "。/。P"c/z表示"除以尸"c^所 得的余數(shù)，r為基音延遲的最大值，戸'te/z為前一超幀中最后子幀的基音延遲， iV為激勵信號的過渡長度。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于，所述將準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階段背景噪聲的的激勵信號的公式為其中，cw — 為過渡階段背景噪聲的的激勵信號，— exc(")為背景噪聲編碼幀隨機(jī)產(chǎn)生的激勵信號，"(")和風(fēng)")分別是準(zhǔn)激勵信號和隨機(jī)激勵 信號的加權(quán)因子，fl為信號幀的釆樣點(diǎn)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于， 所述a(w)是隨著"值的增加遞減變化，風(fēng)n)是隨著"值的增加遞增變化的，且與風(fēng)")之和等于i。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的背景噪聲激勵信號的生成方法，其特征在于， 所述加權(quán)因子"(")的計(jì)算公式為"(")=1一"/^ ; 所述加權(quán)因子風(fēng)")的計(jì)算公式為；其中，刀為信號幀的采樣點(diǎn)，且""0，W-"; iV為激勵信號的過渡長度。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1至IO任一項(xiàng)所述的背景噪聲激勵信號的生成方法， 其特征在于，所述方法還包括利用所述過渡階段的激勵信號，—e;cc(w)激勵合成濾波器得到背景噪聲信號。
12、 一種背景噪聲激勵信號的生成裝置，其特征在于，包括 準(zhǔn)激勵信號生成單元，用于利用語音編解碼階段的編碼參數(shù)及激勵信號的過渡長度生成準(zhǔn)激勵信號；過渡階段激勵信號獲得單元，用于將準(zhǔn)激勵信號生成單元生成的準(zhǔn)激勵 信號與背景噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階段背景噪聲 的激勵信號。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的背景噪聲激勵信號的生成裝置，其特征在于， 所述裝置還包括設(shè)置單元，用于在信號幀從語音編碼幀向背景噪聲幀轉(zhuǎn)換 時，設(shè)置激勵信號的過渡長度。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的背景噪聲激勵信號的生成裝置，其特征在于，所述裝置還包括激勵單元，用于利用過渡階段激勵信號獲得單元獲得的激勵信號激勵合 成濾波器得到背景噪聲信號。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的背景噪聲激勵信號的生成裝置，其特征在于， 所述裝置還包括存儲單元，用于預(yù)先保存語音編碼幀的編碼參數(shù)，所述編碼參數(shù)包括激 勵信號及基音延遲。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12、 13、 14或15所述的背景噪聲激勵信號的生成裝 置，其特征在于，所述背景噪聲激勵的生成裝置集成在編碼端、解碼端或獨(dú) 立存在。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種背景噪聲激勵信號的生成方法及裝置，所述方法包括利用語音編解碼階段的編碼參數(shù)及激勵信號的過渡長度生成準(zhǔn)激勵信號；將所述準(zhǔn)激勵信號與背景噪聲編碼幀的隨機(jī)激勵信號進(jìn)行加權(quán)和，得到過渡階段背景噪聲的激勵信號。另外，所述裝置包括準(zhǔn)激勵信號生成單元和過渡階段激勵信號獲得單元。采用本發(fā)明所述舒適背景噪聲的合成方案之后，會使得合成信號從語音到背景噪聲轉(zhuǎn)換時，過渡更加自然、平滑和連續(xù)，人耳感覺更加舒適。
文檔編號G10L19/012GK101339767SQ20081008451
公開日2009年1月7日 申請日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者代金良, 張立斌, 林 汪, 艾雅·舒默特 申請人:華為技術(shù)有限公司