语音编码装置、语音解码装置、语音编码方法以及语音解码方法制造方法及图纸

公开了编码装置、解码装置、编码方法以及解码方法。所述编码装置包括：第一层编码单元；第一层解码单元；加权滤波单元；第一层误差变换系数计算单元；以及第二层编码单元，所述第二层编码单元包括：第一形状向量编码单元；目标增益计算单元；增益向量构成单元；以及增益向量编码单元。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。所述编码装置包括：第一层编码单元；第一层解码单元；加权滤波单元；第一层误差变换系数计算单元；以及第二层编码单元，所述第二层编码单元包括：第一形状向量编码单元；目标增益计算单元；增益向量构成单元；以及增益向量编码单元。【专利说明】本申请是以下专利申请的分案申请:申请号:200880006787.5申请日:2008年2月29日专利技术名称:编码装置和编码方法
本专利技术涉及对语音信号等的输入信号进行编码并传输的通信系统所使用的编码装置和编码方法。
技术介绍
在移动通信系统中，为了有效利用电波资源等，要求将语音信号压缩到低比特率后传输。另一方面，还期望提高通话语音的质量及实现较高的现场感的通话服务，为了实现该需求，既期望提高语音信号的质量，又期望高质量地对频带更宽的音频信号等语音信号以外的信号进行编码。对于这样相反的两种要求，分层地合并多个编码技术的技术备受关注。该技术分层组合基本层和扩展层，所述基本层通过适合于语音信号的模型(model)以低比特率对输入信号进行编码，所述扩展层通过也适合于语音以外的信号的模型对输入信号与基本层的解码信号之间的差分信号进行编码。这样分层地进行编码的技术，由于从编码装置得到的比特流具有扩展性(scalability)，即具有即使通过比特流的一部分信息也能够得到解码信号的性质，因此一般被称为可扩展编码(分层编码)。根据该性质，可扩展编码方式能够灵活地应对比特率不同的网络间的通信，因此可以说该方式适合于以IP(Internet Protocol,因特网协议)合并各种各样的网络的、今后的网络环境。作为利用以MPEG-4(Moving Picture Experts Group phase (运动图像专家组)-4)进行标准化的技术来实现可扩展编码的例子，例如有非专利文献I所公开的技术。该技术在基本层中，利用适合于语音信号的CELP(Code Excited Linear Prediction,码激励线性预测)编码，在扩展层中，对残差信号利用诸如AAC (Advanced Audio Coder,高级音步页编石马器)或者TwinVQ (Transform Domain Weighted Interleave Vector Quantization,传输域加权交织向量量化)等的变换编码，所述残差信号是从原信号减去第一层解码信号而得到的信号。另外，为了灵活地应对通信速度因异构网络(heterogeneous network)间切换(handover)或拥塞的发生等动态地变动的网络环境，需要实现比特率间隔较小的可扩展编码，因此需要对降低了比特率的层进行多层化处理而构成可扩展编码。另一方面，在专利文献I和专利文献2中公开了以下技术:将作为编码对象的信号变换到频域，在由此得到的频域信号中进行编码的变换编码。在这样的变换编码中，首先对每个子带计算并量化频域信号的能量分量即增益(缩放因子，scale factor)，接着计算并量化上述频域信号的微细分量即形状向量。非专利文献1:三木弼一编著，《MPEG-4仍弋< O第一版、株式会社工业调查会、1998 年 9 月 30 日、p.126-127专利文献1:日本专利申请特表第2006-513457号公报专利文献2:日本专利申请特开平7-261800号公报
技术实现思路
专利技术需要解决的问题然而，在对两个参数依前后的顺序进行量化时，因为在后量化的参数受到在前量化的参数的量化失真的影响，所以存在量化失真变大的倾向。因此，在专利文献I和专利文献2所记载的依增益、形状向量的顺序进行量化的变换编码中，存在形状向量的量化失真变大，从而无法正确地表示频谱的形状的倾向。该问题对如元音(vowel sound)那样的调性(tonality)较强的信号即可观察到多个波峰(peak)形状的频谱特性的信号，产生较大的质量劣化。该问题在实现低比特率时变得显著。本专利技术的目的在于，提供能够正确地对如元音那样的调性较强的信号即可观察到多个波峰形状的频谱特性的信号的频谱的形状进行编码，从而能够提高解码语音的音质等解码信号的质量的编码装置和编码方法。解决问题的方案本专利技术的编码装置所采用的结构包括:第一层编码单元，对输入信号进行编码获得第一层编码数据；第一层解码单元，对所述第一层编码数据进行解码获得第一层解码信号；加权滤波单元，对所述输入信号与所述第一层解码信号之差即第一层误差信号进行滤波，获得加权第一层误差信号；第一层误差变换系数计算单元，将所述加权第一层误差信号变换到频域，计算第一层误差变换系数；以及第二层编码单元，对所述第一层误差变换系数进行编码获得第二层编码数据，所述第二层编码单元包括:第一形状向量编码单元，参照所述第一层误差变换系数，该第一层误差变换系数包含在包括频率低于规定频率的第二频带、并具有规定的第一带宽的第一频带中，在所述第一频带上配置规定数目的脉冲而生成第一形状向量，并且从所述规定数目的脉冲的位置生成第一形状编码信息；目标增益计算单元，使用所述频带所包含的所述第一层误差变换系数和所述第一形状向量，对具有规定的第二带宽的每个子带计算目标增益；增益向量构成单元，使用对于每个所述子带计算出的多个目标增益构成一个增益向量；以及增益向量编码单元，对所述增益向量进行编码获得第一增益编码息。本专利技术的解码装置所采用的结构包括:接收单元，接收通过对输入信号进行编码而得到的第一层编码数据、以及通过对第一层误差变换系数进行编码而得到的第二层编码数据，所述第一层误差变换系数通过将所述输入信号与对所述第一层编码数据进行解码而得到的第一层解码信号之差、即第一层误差信号变换为频域而计算得到；第一层解码单元，对所述第一层编码数据进行解码而生成第一层解码信号；第二层解码单元，对所述第二层编码数据进行解码而生成第一层解码误差变换系数；时域变换单元，将所述第一层解码误差变换系数变换到时域而生成第一解码误差信号；以及加法单元，将所述第一层解码信号和所述第一层解码误差信号相加而生成解码信号，所述第二层编码数据包含第一形状编码信息和第一增益编码信息，所述第一形状编码信息根据第一形状向量的多个脉冲的位置而求出，所述第一形状向量通过对于包含频率比所述第一层误差变换系数的规定频率低的第二频带、并且具有规定的第一带宽的第一频带，将脉冲配置在多个变换系数的位置而生成，所述第一增益编码信息通过对使用多个目标增益构成的一个增益向量进行编码而得到，所述目标增益通过将所述第一形状向量分为具有规定的第二带宽的多个子带、并对所述多个子带的每个子带使用所述第一形状向量和所述第一层误差变换系数进行计算而得到。本专利技术的编码方法包括以下步骤:第一层编码步骤，对输入信号进行编码获得第一层编码数据；第一层解码步骤，对所述第一层编码数据进行解码获得第一层解码信号；加权滤波步骤，对所述输入信号与所述第一层解码信号之差即第一层误差信号进行滤波，获得加权第一层误差信号；第一层误差变换系数计算步骤，将所述加权第一层误差信号变换到频域，计算第一层误差变换系数；以及第二层编码步骤，对所述第一层误差变换系数进行编码获得第二层编码数据，所述第二层编码步骤包括:第一形状向量编码步骤，参照所述第一层误差变换系数，该第一层误差变本文档来自技高网...

【技术保护点】
编码装置，包括：第一层编码单元，对输入信号进行编码获得第一层编码数据；第一层解码单元，对所述第一层编码数据进行解码获得第一层解码信号；加权滤波单元，对所述输入信号与所述第一层解码信号之差即第一层误差信号进行滤波，获得加权第一层误差信号；第一层误差变换系数计算单元，将所述加权第一层误差信号变换到频域，计算第一层误差变换系数；以及第二层编码单元，对所述第一层误差变换系数进行编码获得第二层编码数据，所述第二层编码单元包括：第一形状向量编码单元，参照所述第一层误差变换系数，该第一层误差变换系数包含在包括频率低于规定频率的第二频带、并具有规定的第一带宽的第一频带中，在所述第一频带上配置规定数目的脉冲而生成第一形状向量，并且从所述规定数目的脉冲的位置生成第一形状编码信息；目标增益计算单元，使用所述频带所包含的所述第一层误差变换系数和所述第一形状向量，对具有规定的第二带宽的每个子带计算目标增益；增益向量构成单元，使用对于每个所述子带计算出的多个目标增益构成一个增益向量；以及增益向量编码单元，对所述增益向量进行编码获得第一增益编码信息。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：押切正浩，森井利幸，山梨智史，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP