專利名稱：產(chǎn)生舒適噪聲的設(shè)備和包括其部件的語音編解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生舒適噪聲的設(shè)備，并涉及包括該設(shè)備的部件的語音編碼器和解碼器。
當(dāng)語音信號(hào)在還傳送除它之外其它數(shù)據(jù)的那種類型的網(wǎng)絡(luò)中傳送時(shí)，確保語音信號(hào)不占據(jù)整個(gè)通帶并讓其它這些數(shù)據(jù)同時(shí)通過，以優(yōu)化比特速率通常是有用的。在發(fā)送之前提供發(fā)音動(dòng)作檢測器，通過它可在輸入信號(hào)中標(biāo)記出存在語音信號(hào)的階段，在輸入信號(hào)中，語音和噪聲及靜默時(shí)刻相混合。
如果檢測到語音信號(hào)的存在，后續(xù)的語音編碼器規(guī)則地發(fā)送一個(gè)(在每一個(gè)域中)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流許可遠(yuǎn)端對話者隨后重構(gòu)這些語音信號(hào)。相反，如果不再能檢測到語音信號(hào)，就不再在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送被編碼的域，以節(jié)省它們的比特速率。對于遠(yuǎn)端對話者，在這些語音信號(hào)不存在的階段，信號(hào)采樣可設(shè)為零。這一解決方案對降低比特速率有效，但會(huì)給對話方帶來不愉快的影響。的確，在很多情況下，在進(jìn)行談話的地方不是完全的靜默而有環(huán)境噪聲。如果在話音/靜默轉(zhuǎn)變的時(shí)刻，輸入信號(hào)采樣被設(shè)為零，對話方會(huì)有對話不連續(xù)的感覺或甚至是線路被切斷的感覺。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種產(chǎn)生舒適噪音的設(shè)備，它克服了這個(gè)缺點(diǎn)并達(dá)到這一目的，其特征在于，它包括在編碼器端一個(gè)確定電流域的能量的電路的并行裝置——輸入信號(hào)以預(yù)定長度的連續(xù)域的形式存在——以及一個(gè)用所謂LPC分析確定該域的包絡(luò)的電路，并且在解碼器端一個(gè)用于產(chǎn)生高斯噪聲的電路串聯(lián)裝置，兩個(gè)并行增益-定義濾波信道的子組件，和一個(gè)上述信道輸出的加法器，在上述加法器的輸出端有在電流輸入域中話音信號(hào)不存在時(shí)重構(gòu)的舒適噪音域。
該設(shè)備為遠(yuǎn)端對話方提供了更好的信息質(zhì)量。的確，當(dāng)在靜默階段發(fā)送包括環(huán)境噪聲特征的幾個(gè)域，就會(huì)抑制完全靜默時(shí)的斷線的不舒服感覺。這幾個(gè)噪聲域的編碼要求更低的比特率，因?yàn)橹话l(fā)送噪聲信號(hào)的頻率和能量特征，這些特征足以為對話方恢復(fù)相當(dāng)?shù)脑肼暋Ｔ谏鲜稣Z音編碼器中已提供了產(chǎn)生舒適噪音的設(shè)備，例如在國際電信聯(lián)盟最近發(fā)表的建議中，“草擬建議G.723-以5.3和6.3kb/s發(fā)送的多媒體電信的雙速率語音編碼器”ITU，討論組15 1995年第十次“LBC會(huì)議”，美國牛頓，其中定義了一個(gè)語音編碼器標(biāo)準(zhǔn)。但是，應(yīng)注意在這種情況下，舒適噪聲的產(chǎn)生是離不開編碼器的。相反，在當(dāng)前情況下，所執(zhí)行的方法不取決于編碼器。實(shí)際上在語音編碼器中不再使用通常情況下所用的波形碼本。當(dāng)環(huán)境噪音非常弱的時(shí)候，將高斯噪聲加到濾波噪聲中非常有益。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供有產(chǎn)生上述舒適噪聲的設(shè)備的語音編碼器和解碼器。
通過參考隨后的實(shí)施例，本發(fā)明的各方面將顯而易見。
附圖
是1表示根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生舒適噪聲的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。
輸入信號(hào)以預(yù)定長度的連續(xù)域TRn-1TRn，...etc的形式存在。如圖所示，所述設(shè)備包括一個(gè)確定當(dāng)前域的能量的電路11，又稱增益分析電路，通過LPC(線性預(yù)測編碼)分析確定該域的包絡(luò)的電路12(從頻率的角度)，用LPC可以估計(jì)線性預(yù)測系數(shù)。輸入信號(hào)的這些特征被量化，編碼并發(fā)送。
在解碼器端將為遠(yuǎn)端對話方再生舒適噪聲，設(shè)備包括產(chǎn)生高斯噪聲的電路(或至少接近高斯噪聲的噪聲)。該電路不是波形碼本因此不需要存儲(chǔ)器。使所述發(fā)生成為可能的計(jì)算是偽隨機(jī)數(shù)的實(shí)時(shí)加法(如果重復(fù)次數(shù)足夠高，得到的是高斯信號(hào)，通常十次重復(fù)就足夠了)。這個(gè)噪聲通過兩條增益定義信道30和40并行發(fā)送，其中第一個(gè)包括增益電路31的串聯(lián)裝置(該增益由當(dāng)前相關(guān)域的發(fā)送能量確定)，一個(gè)濾波器32(其被發(fā)送的LPC系數(shù)已經(jīng)被如上所述進(jìn)行估計(jì))和乘法器33。乘法器33的輸出和構(gòu)成另一信道40的類似乘法器43的(這些乘法器允許用系數(shù)α，α-1加權(quán))輸出構(gòu)成加法器25的輸入，該加法器的輸出傳送語音信號(hào)不存在時(shí)被重構(gòu)的舒適噪聲域。
為了在解碼器端確定一個(gè)增益定義信道的增益，在編碼器端有關(guān)域的能量被確定并量化，將要從高斯噪聲再生與原始噪聲有基本相同頻譜特征的噪聲的同一信道的濾波器系數(shù)被估計(jì)并量化。在接收端，重構(gòu)噪聲在解碼器端不完全和原始噪聲一樣，但是由于避免了話音和完全靜默之間的突然轉(zhuǎn)變，話音質(zhì)量有明顯提高。
應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于這個(gè)實(shí)施例及其變型。例如，對于解碼，可以考慮不是每次發(fā)送編碼域而比特速率被降低這一事實(shí)減少突然的轉(zhuǎn)變，只要涉及能量和濾波器系數(shù)就可能用前一域進(jìn)行內(nèi)插。在編碼器端通過對經(jīng)過域的能量進(jìn)行內(nèi)插也可以提高質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.為話音編碼器和解碼器產(chǎn)生舒適噪聲的設(shè)備，其特征在于，在編碼器端它包括用于確定當(dāng)前域能量的電路的并聯(lián)裝置--輸入信號(hào)以預(yù)定長度的連續(xù)域的形式存在，和通過所謂LPC分析確定該域的包絡(luò)的電路，并且在解碼器端，產(chǎn)生高斯噪聲的電路的串聯(lián)裝置，兩個(gè)并聯(lián)排列增益定義信道的子組件，上述信道輸出信號(hào)的加法器，不存在話音信號(hào)時(shí)在當(dāng)前輸入域中重構(gòu)的舒適噪音域存在于上述加法器的輸出端。
2.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，第一信道包括增益電路的串聯(lián)裝置，上述增益與為上述當(dāng)前域計(jì)算的能量有直接關(guān)系，由上述LPC分析確定的系數(shù)的濾波器，以及用加權(quán)系數(shù)α相乘的乘法器，并且其中第二信道包括用求補(bǔ)加權(quán)系數(shù)(1-α)相乘的乘法器。
3.話音編碼器，其特征在于，它包括一個(gè)確定當(dāng)前域能量的電路——輸入信號(hào)以預(yù)定長度的連續(xù)域的形式存在，以及一個(gè)通過所謂LPC分析確定該域的包絡(luò)的電路。
4.話音編碼器，器特征在于，它包括一個(gè)產(chǎn)生高斯噪聲的電路的串聯(lián)裝置，兩個(gè)并聯(lián)排列增益確定信道的子組件，和上述信道輸出信號(hào)的加法器，話音信號(hào)不存在時(shí)在當(dāng)前輸入域中重構(gòu)的舒適噪聲域存在于上述加法器的輸出端。
5.如權(quán)利要求4的設(shè)備，其特征在于，第一增益定義信道包括一個(gè)增益電路的串聯(lián)裝置，上述增益與為當(dāng)前域計(jì)算的能量有直接關(guān)系，由所述LPC分析確定的系數(shù)的濾波器，和一個(gè)用加權(quán)系數(shù)α相乘的乘法器，并且其中第二信道包括一個(gè)用求補(bǔ)加權(quán)系數(shù)(1-α)相乘的乘法器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生舒適噪聲的設(shè)備,它為遠(yuǎn)端對話方將靜默階段換為環(huán)境噪聲。為此,它包括通過高斯噪聲濾波工作的增益定義信道。先前確定的信號(hào)域的能量特征和先前估計(jì)的濾波器系數(shù)確定了這些信道的增益和加權(quán)。受話質(zhì)量顯著提高。
文檔編號(hào)G10L19/00GK1194507SQ9810585
公開日1998年9月30日 申請日期1998年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月25日
發(fā)明者C·莫雷爾 申請人:菲利浦電子有限公司