專利名稱：一種多速率語(yǔ)音頻編碼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及編碼技術(shù)，尤其是指一種多速率語(yǔ)音頻編碼的方法。
背景技術(shù)：
在目前的多速率語(yǔ)音頻編碼中，當(dāng)輸入信號(hào)較符合音樂(lè)特性或碼率較高的情況下 (例如，在AMR-WB+、G. 729. 1和G. VBR中)，多采用變換域編碼，即通過(guò)變換方法，例如，修正的離散余弦變換(MDCT)或快速傅立葉(FFT)變換等，將時(shí)域信號(hào)變換到頻域。而在對(duì)變換域編碼的參數(shù)進(jìn)行量化時(shí)，則多采用格型矢量量化技術(shù)。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中格型矢量量化方法的流程圖。如圖1所示，一般來(lái)說(shuō)，格型矢量量化包括如下所述的步驟步驟101，對(duì)頻域信號(hào)根據(jù)就近原則找到相應(yīng)的格點(diǎn)。即對(duì)輸入頻譜矢量根據(jù)就近原則，具體來(lái)說(shuō)，在8維的戈塞特(Gosset)點(diǎn)陣(稱為RE8格)或Z8格或Z16格等，中找到與其離得最近的格點(diǎn)Ck ；步驟102，根據(jù)每個(gè)格點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的頻譜能量的大小和總比特?cái)?shù)，求取相應(yīng)格點(diǎn)的索引值。其中，當(dāng)Ck在基本碼書中，索引值包括碼書索引值nk和相應(yīng)碼字索引值Ik;當(dāng)Ck 不在基本碼書中時(shí)，對(duì)Ck要進(jìn)行Voronoi擴(kuò)展，此時(shí)索引值除了包括碼書索引值nk和碼字索引值Ik外，還包括擴(kuò)展碼書的索引kv。步驟103，當(dāng)比特?cái)?shù)不足時(shí)，能量較小的頻譜對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)的元素將全部被強(qiáng)行置 O0步驟104，按照從低頻到高頻的順序，將這些格點(diǎn)的索引值寫進(jìn)碼流。步驟105，在解碼端，根據(jù)解碼出的索引值從低頻到高頻順序解碼出量化后的頻譜序列。由信號(hào)的掩蔽效應(yīng)可知，聲強(qiáng)大的信號(hào)可以掩蔽掉其周圍聲強(qiáng)小的信號(hào)，使得人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)感覺(jué)不到被掩蔽信號(hào)的存在；同時(shí)，人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)本身也具有信號(hào)掩蔽的作用， 即當(dāng)信號(hào)聲強(qiáng)小于一定的門限時(shí)，即使沒(méi)有其它信號(hào)的掩蔽，人的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)也感覺(jué)不到該信號(hào)的存在，這種掩蔽稱為絕對(duì)掩蔽。通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)可知，在0 200Hz的范圍內(nèi)，絕對(duì)掩蔽域值隨著頻率的增加而減小，而在200 2000Hz的范圍內(nèi)，絕對(duì)掩蔽域值幾乎不變。在對(duì)輸入信號(hào)的頻譜進(jìn)行格型矢量量化時(shí)，由于總比特?cái)?shù)的限制，有些格點(diǎn)的元素(例如，輸入信號(hào)的頻譜所對(duì)應(yīng)的量化值)可能要被強(qiáng)制置0。此時(shí)，如果把一些帶有重要信息的頻譜模塊對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)強(qiáng)制置0，將會(huì)大大降低編碼質(zhì)量，因此需要根據(jù)一個(gè)決定將哪些格點(diǎn)置成0，而保留哪些格點(diǎn)的準(zhǔn)則。在上述的編碼方法中，由于在編碼端將按照從低頻到高頻的順序，即根據(jù)頻譜能量從大到小的順序，將變換域編碼的參數(shù)索引值寫進(jìn)碼流。因此，當(dāng)比特?cái)?shù)不足時(shí)，頻譜能量相對(duì)較小的頻譜對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)的元素將全部被強(qiáng)行置0。因此，當(dāng)比特?cái)?shù)不足時(shí)，在解碼端只能解碼出部分碼流，且因?yàn)榫幋a端的變換域編碼的參數(shù)是按低頻到高頻順序?qū)懺诖a流中的，所以此時(shí)只能恢復(fù)出少量的低頻信號(hào)，從而導(dǎo)致當(dāng)碼率升高時(shí)，輸出的語(yǔ)音或音頻信號(hào)質(zhì)量也沒(méi)有明顯提升。另外，當(dāng)求取格點(diǎn)的索引值時(shí)，根據(jù)頻譜能量的大小決定格點(diǎn)的重要性，當(dāng)比特?cái)?shù)不夠時(shí)，將頻譜能量較小的格點(diǎn)的元素置成0 ；但頻譜能量大的部分不一定是重要的成分，這樣的判決準(zhǔn)則可能將一些重要成分對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)的元素置成0，影響輸出信號(hào)的質(zhì)量。此外，根據(jù)掩蔽效應(yīng)的原理可知，信號(hào)是否被掩蔽不完全取決于頻譜能量的大小， 在一定程度上，還取決于掩蔽信號(hào)和被掩蔽信號(hào)之間的差別，而在上述的編碼方法中也沒(méi)有考慮這種差別。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種多速率語(yǔ)音頻編碼的方法，從而提高變換域編碼中比特不足時(shí)輸出語(yǔ)音(音頻)信號(hào)的質(zhì)量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種多速率語(yǔ)音頻編碼的方法，該方法包括對(duì)于每個(gè)相鄰的格點(diǎn)，計(jì)算感覺(jué)加權(quán)濾波器的頻譜以及根據(jù)輸入信號(hào)編碼再解碼后的前兩層的合成語(yǔ)音的頻譜的第一比值；根據(jù)所述的第一比值從大到小的順序，將所述第一比值相對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)的索引值編入碼流。綜上可知，本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種多速率語(yǔ)音頻編碼的方法。通過(guò)使用本實(shí)施例中的方法，可保證被掩蔽掉的可能性較小的信號(hào)所對(duì)應(yīng)的引導(dǎo)項(xiàng)不會(huì)被強(qiáng)制置為0， 從而保證當(dāng)比特?cái)?shù)不足時(shí)，較重要的信息將被較精細(xì)地量化并被優(yōu)先編入碼流，而不重要的信息將被粗略地量化。使得在解碼端比特?cái)?shù)不夠時(shí)，可以解碼出較重要的信息，從而提高解碼出的語(yǔ)音的質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中格型矢量量化方法的流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中多速率語(yǔ)音頻編碼方法的流程圖。圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例中多速率語(yǔ)音頻編碼方法的流程圖。圖4為本發(fā)明再一實(shí)施例中多速率語(yǔ)音頻編碼方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)表達(dá)得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中多速率語(yǔ)音頻編碼方法的流程圖。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中多速率語(yǔ)音頻編碼方法的流程包括如下所述的步驟步驟201，編碼端接收輸入數(shù)據(jù)。在本步驟中，可對(duì)輸入頻譜矢量根據(jù)就近原則，在RE8格中找到與其離的最近的格點(diǎn)Cx ；將格點(diǎn)Cx所對(duì)應(yīng)的頻譜能力的大小和總比特?cái)?shù)作為輸入數(shù)據(jù)，編碼端接收所述的輸入數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行如下的處理。步驟202，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行CELP編碼。在CELP編碼過(guò)程中，可將輸入信號(hào)分兩層(例如，Ll層和L2層)分別進(jìn)行編碼。步驟203，對(duì)所述進(jìn)行CELP編碼的信號(hào)進(jìn)行解碼。
步驟204，根據(jù)步驟203中的解碼信號(hào)求解頻譜。具體來(lái)說(shuō)，即根據(jù)解碼信號(hào)求解出解碼信號(hào)中的前兩層的合成語(yǔ)音(音頻)信號(hào)的頻譜Freq_R2。步驟205，計(jì)算原輸入信號(hào)與步驟203中的解碼信號(hào)的前兩層的合成語(yǔ)音(音頻) 信號(hào)的差值信號(hào)，并計(jì)算出該差值信號(hào)的MDCT系數(shù)(即頻譜Freqjrr)。步驟206，對(duì)步驟205中的MDCT系數(shù)進(jìn)行操作(例如，取整操作)后，可得到35個(gè)引導(dǎo)項(xiàng)。步驟207，計(jì)算步驟204中的頻譜Freq_R2與步驟205中的Freq_err的比值 Ratio[k]。計(jì)算的公式如下所示
權(quán)利要求
1.一種多速率語(yǔ)音頻編碼的方法，其特征在于，該方法包括對(duì)于每個(gè)相鄰的格點(diǎn)，計(jì)算感覺(jué)加權(quán)濾波器的頻譜以及根據(jù)輸入信號(hào)編碼再解碼后的前兩層的合成語(yǔ)音的頻譜的第一比值；根據(jù)所述的第一比值從大到小的順序，將所述第一比值相對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)的索引值編入碼流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)總比特?cái)?shù)不足時(shí)，將所述比值相對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)的索引值編入碼流包括計(jì)算輸入信號(hào)與根據(jù)輸入信號(hào)編碼再解碼后的前兩層的合成信號(hào)的差值的頻譜，計(jì)算所述差值的頻譜與根據(jù)輸入信號(hào)編碼再解碼后的前兩層的合成語(yǔ)音的頻譜的第二比值，將與所述第二比值相對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)的索引值，根據(jù)第二比值從大到小的順序編入碼流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一比值Ratio[k]的計(jì)算公式為
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二比值Rat[k]的計(jì)算公式為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將頻譜信號(hào)按頻譜范圍分成第一部分和第二部分；求解第二部分的頻譜信號(hào)的引導(dǎo)項(xiàng)及其索引值，并將所述索引值編入碼流。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例中公開(kāi)了一種多速率語(yǔ)音頻編碼的方法，該方法包括對(duì)于每個(gè)相鄰的格點(diǎn)，計(jì)算感覺(jué)加權(quán)濾波器的頻譜以及根據(jù)輸入信號(hào)編碼再解碼后的前兩層的合成語(yǔ)音的頻譜的第一比值；根據(jù)所述的第一比值從大到小的順序，將所述第一比值相對(duì)應(yīng)的格點(diǎn)的索引值編入碼流。通過(guò)使用本實(shí)施例中的方法，可提高變換域編碼中比特不足時(shí)輸出語(yǔ)音或音頻信號(hào)的質(zhì)量。
文檔編號(hào)G10L19/00GK102226945SQ20111020504
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月5日
發(fā)明者劉澤新, 肖瑋, 馬付偉 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司