导抗谱频率参数的矢量量化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种导抗谱频率（ＩＳＦ）参数的矢量量化方法和一种ＩＳＦ参数的矢量量化装置。本发明专利技术还公开了一种ＩＳＦ参数的矢量量化编码端方法、一种ＩＳＦ参数的矢量量化解码端方法、一种ＩＳＦ参数的矢量量化装置、一种ＩＳＦ参数的矢量量化编码端装置和一种ＩＳＦ参数的矢量量化解码端装置。上述方法或装置，利用各维非等系数帧间预测器的预测系数，计算ＩＳＦ参数的预测矢量。应用本发明专利技术，可以在宽带语音编码解码过程中均衡有丢失帧和无丢失帧时的量化性能，提高语音合成的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及语音信号处理领域，特别涉及导抗i瞽频率(Immittance Spectral Frequencies, ISF )参数的矢量量化方法及装置。
技术介绍
在语音编解码领域，使用线性预测(LinearPredictive, LP)参数表征声 道合成滤波器。若想获得高质量的合成语音，必须采用高效的量化技术提供 给声道合成滤波器的LP系数进行量化，使由LP系数量化引起的平均谱失 真小于ldB,从而实现高质量的语音编解码和语音合成系统中对LP参数的 透明量化。由于LP参数的动态范围较大，通常将LP参数转换成在数学上 完全等价的其他参数后再进行量化，ISF参数就是一种表达LP参数的有效 方式。与LP参数的另 一种等价参数线语频率(Linear Spectral Frequencies, LSF)参数相比，ISF参数在保证了精确度的同时降低了计算复杂度。随着无线通信系统中高速率数据服务的发展，宽带语音(50- 7000Hz) 编码已经越来越广泛的被采纳，对宽带LP参数量化方面的研究也越来越深 入。对于宽带语音通常需要16阶LP参数才能较好的表征语音的诲包络，因 此将LP参数转化为ISF参数进行矢量量化时造成较大的计算复杂度和存储 复杂度，并且需要消耗较多的比特数才能在无丟失帧时达到透明量化的效 果。针对这一问题，出现了一步插值预测矢量量化方法和国际电信联盟远程 通信标准化组(ITU-T) G.722.2使用的各维等系数滑动平均(Moving Average, MA)预测矢量量化方法。其中， 一步插值预测矢量量化方法可以 在无丟失帧的情况下实现透明量化，但在发生丢失帧的情况下往往会影响到 译码过程中ISF参数的正确性，进而直接影响合成语音的质量。ITU-TG.722.2使用的MA预测矢量量化方法可以在有丢失帧的情况下较好的恢复 出ISF参数，并且错误繁殖较小，但是在无丢失帧的情况下需要更多的比特 数，才能达到和一步插值预测矢量量化在无丟失帧情况下相同的透明量化效 果，计算复杂度提高。可见，现有的一步插值预测矢量量化和ITU-TG.722.2 使用的MA预测矢量量化，都不能同时兼顾有丢失帧和无丟失帧两种情况， 取得很好的ISF参数量化效果，进而保证合成语音的质量。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种ISF参数的矢量量化方法。 本专利技术实施例还提供一种ISF参数的矢量量化编码端方法。 本专利技术实施例还提供一种ISF参数的矢量量化解码端方法。 本专利技术实施例还提供一种ISF参数的矢量量化装置。 本专利技术实施例还提供一种ISF参数的矢量量化编码端装置。 本专利技术实施例还提供一种ISF参数的矢量量化解码端装置。 一种导抗谦频率参数的矢量量化方法，该方法包括 编码过程将当前帧ISF参数矢量减去ISF参数均值矢量，得到当前帧无偏ISF参数 矢量；将各维非等系数帧间预测器的预测系数与上一帧量化后的无偏ISF参数矢 量相乘，得到当前帧ISF参数的预测矢量；将当前帧无偏ISF参数矢量与当前帧ISF参数的预测矢量相减，得到当前 帧ISF参数预测残差矢量；对当前帧ISF参数预测残差矢量进行矢量量化，得到当前帧量化后的ISF 参数预测残差矢量及其码书索引值，并将码书索引值写入码流；将当前帧量化后的ISF参数预测残差矢量与当前帧ISF参数的预测矢量相 加，得到当前帧量化后的无偏ISF参数矢量，用作下一帧ISF参数的预测矢量的计算；将当前帧量化后的无偏ISF参数矢量与ISF参数均值矢量相加，得到当前 帧量化后的ISF参数矢量； 解码过程根据从码流中解析出的码书索引值，在残差码书中查询对应的当前帧量化 后的ISF参数预测残差矢量；将各维非等系数帧间预测器的预测系数与上一帧量化后的无偏ISF参数矢 量相乘，得到当前帧ISF参数的预测矢量；将量化后的当前帧ISF预测残差矢量和当前帧ISF参数的预测矢量相加， 得到当前帧量化后的无偏ISF参数矢量，用作下一帧ISF参数的预测矢量的计 算；将当前帧量化后的无偏ISF参数矢量与ISF参数均值矢量相加，得到当 前帧量化后的ISF参数矢量。一种导抗i普频率参数的矢量量化编码端方法，该方法包括 使用各维非等系数帧间预测器的预测系数，计算当前帧ISF参数的预测矢量；将当前帧无偏ISF参数矢量与当前帧ISF参数的预测矢量相减，计算当前 帧ISF参数预测残差矢量；对当前帧ISF参数预测残差矢量进行分裂矢量量化。 一种导抗谗频率参数的矢量量化解码端方法，该方法包括 使用残差码书得到当前帧量化后的ISF参数预测残差矢量； 使用各维非等系数帧间预测器的预测系数，计算当前帧ISF参数的预测矢量；将当前帧量化后的ISF预测残差矢量与当前帧ISF参数的预测矢量相 加，计算当前帧量化后的无偏ISF参数。一种导抗镨频率参数的矢量量化装置，该装置包括编码端单元和解码端单元；所述编码端单元，存储各维非等系数帧间预测器的预测系数、残差码书和ISF参数均值矢量；计算当前帧的无偏ISF参数矢量；将各维非等系数帧间:预 测器的预测系数与上一帧量化后的无偏ISF参数矢量相乘，计算当前帧ISF参 数的预测矢量；将当前帧无偏ISF参数矢量与当前帧ISF参数预测矢量相减， 得到当前帧ISF参数预测残差矢量；对当前帧ISF预测残差矢量进行矢量量化， 得到当前帧量化后的ISF参数预测残差矢量及其码书索引值，将码书索引值写 入码流送入译码端单元；将当前帧量化后的ISF参数预测残差矢量与当前帧ISF 参数的预测矢量相加，得到当前帧量化后的无偏ISF参数矢量，用作下一帧ISF 参数的预测矢量的计算；将当前帧量化后的无偏ISF参数矢量与ISF参数均值 矢量相加，得到当前帧量化后的ISF参数矢量；所述解码端单元，存储各维非等系数帧间预测器的预测系数、残差码书 和ISF参数均值矢量，从编码端单元送入的码流中解析当前帧的码书索引值； 使用当前帧码书索引值在残差码书中查询对应的当前帧量化后的ISF预测残 差矢量；使用各维非等系数帧间预测器的预测系数与上一帧量化后的无偏 ISF参数矢量相乘，计算当前帧ISF参数的预测矢量；使用当前帧量化后的 ISF预测残差矢量与当前帧ISF参数预测矢量相加，计算当前帧量化后的无 偏ISF参数矢量，用作下一帧ISF参数的预测矢量的计算；使用当前帧量化 后的无偏ISF参数矢量与ISF参数均值矢量相加，计算当前帧的ISF参数矢 量。一种导抗语频率参数的矢量量化编码端装置，该装置包括加法器、各维 非等系数帧间预测器和矢量量化才莫块；所述加法器，用于将当前帧无偏ISF参数矢量与各维非等系数帧间预测器 提供的当前帧ISF参数的预测矢量相减，计算当前帧ISF预测残差矢量提供给 矢量量化模块；所述各维非等系数帧间预测器，用于存储各维非等系数帧间预测器的预测 系数；使用各维非等系数帧间预测器的预测系数，计算当前帧ISF参数的预测 矢量并提供给加法器；所述矢量量化模块，用于将加法器提供的当前帧ISF参数预测残差矢量进行分裂矢量量化。一种导抗镨频率参数的矢量量化解码端装置，该装置包括各维非等系教 帧间预测器、矢量量化解码模块和无偏ISF参数矢量重构模块；所述矢量量化解码模块，根据码流解析当前帧量化后的ISF参数预测残差 矢量提供给无偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导抗谱频率参数的矢量量化方法，其特征在于，该方法包括：　　　　编码过程：　　　　将当前帧ＩＳＦ参数矢量减去ＩＳＦ参数均值矢量，得到当前帧无偏ＩＳＦ参数矢量；　　　　将各维非等系数帧间预测器的预测系数与上一帧量化后的无偏ＩＳＦ参数矢量相乘，得到当前帧ＩＳＦ参数的预测矢量；　　　　将当前帧无偏ＩＳＦ参数矢量与当前帧ＩＳＦ参数的预测矢量相减，得到当前帧ＩＳＦ参数预测残差矢量；　　　　对当前帧ＩＳＦ参数预测残差矢量进行分裂矢量量化，得到当前帧量化后的ＩＳＦ参数预测残差矢量及其码书索引值，并将码书索引值写入码流；　　　　将当前帧量化后的ＩＳＦ参数预测残差矢量与当前帧ＩＳＦ参数的预测矢量相加，得到当前帧量化后的无偏ＩＳＦ参数矢量，用作下一帧ＩＳＦ参数的预测矢量的计算；　　　　将当前帧量化后的无偏ＩＳＦ参数矢量与ＩＳＦ参数均值矢量相加，得到当前帧量化后的ＩＳＦ参数矢量；　　　　解码过程：　　　　根据从码流中解析出的码书索引值，在残差码书中查询对应的当前帧量化后的ＩＳＦ参数预测残差矢量；　　　　将各维非等系数帧间预测器的预测系数与上一帧量化后的无偏ＩＳＦ参数矢量相乘，得到当前帧ＩＳＦ参数的预测矢量；　　　　将量化后的当前帧ＩＳＦ预测残差矢量和当前帧ＩＳＦ参数的预测矢量相加，得到当前帧量化后的无偏ＩＳＦ参数矢量，用作下一帧ＩＳＦ参数的预测矢量的计算；　　　　将当前帧量化后的无偏ＩＳＦ参数矢量与ＩＳＦ参数均值矢量相加，得到当前帧量化后的ＩＳＦ参数矢量。...

【技术特征摘要】
1. 一种导抗谱频率参数的矢量量化方法，其特征在于，该方法包括编码过程将当前帧ISF参数矢量减去ISF参数均值矢量，得到当前帧无偏ISF参数矢量；将各维非等系数帧间预测器的预测系数与上一帧量化后的无偏ISF参数矢量相乘，得到当前帧ISF参数的预测矢量；将当前帧无偏ISF参数矢量与当前帧ISF参数的预测矢量相减，得到当前帧ISF参数预测残差矢量；对当前帧ISF参数预测残差矢量进行分裂矢量量化，得到当前帧量化后的ISF参数预测残差矢量及其码书索引值，并将码书索引值写入码流；将当前帧量化后的ISF参数预测残差矢量与当前帧ISF参数的预测矢量相加，得到当前帧量化后的无偏ISF参数矢量，用作下一帧ISF参数的预测矢量的计算；将当前帧量化后的无偏ISF参数矢量与ISF参数均值矢量相加，得到当前帧量化后的ISF参数矢量；解码过程根据从码流中解析出的码书索引值，在残差码书中查询对应的当前帧量化后的ISF参数预测残差矢量；将各维非等系数帧间预测器的预测系数与上一帧量化后的无偏ISF参数矢量相乘，得到当前帧ISF参数的预测矢量；将量化后的当前帧ISF预测残差矢量和当前帧ISF参数的预测矢量相加，得到当前帧量化后的无偏ISF参数矢量，用作下一帧ISF参数的预测矢量的计算；将当前帧量化后的无偏ISF参数矢量与ISF参数均值矢量相加，得到当前帧量化后的ISF参数矢量。2、 一种导抗镨频率参数的矢量量化编码端方法，其特征在于，该方法包括 使用各维非等系数帧间预测器的预测系数，计算当前帧ISF参数的预测矢量；将当前帧无偏ISF参数矢量与当前帧ISF参数的预测矢量相减，计算当前 帧ISF参^t预测残差矢量；对当前帧ISF参数预测残差矢量进行分裂矢量量化。3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括预先训练 各维非等系数帧间预测器的预测系数、残差码书和ISF参数均值矢量；所述分裂矢量量化之后进一步包括将量化后的当前帧ISF参数预测残差矢量与当前帧ISF参数的预测矢量相 加，重构当前帧量化后的无偏ISF参数矢量，用作下一帧ISF参数预测矢量的 计算；将当前帧量化后的无偏ISF参数矢量与ISF参数均值矢量相加，得到当前 帧量化后的ISF参数矢量。4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算当前帧ISF参数的预 测矢量的方法为将各维非等系数帧间预测器的预测系数与上一帧量化后的无偏ISF参数相 乘，计算当前帧ISF参数的预测矢量。5、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当前帧为第一帧，所述计 算当前帧ISF参数的预测矢量的方法为将各维非等系数帧间预测器的预测系数与0相乘，计算当前帧ISF参数的 预测矢量。6、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述训练各维非等系数帧间预 测器的预测系数的方法为令当前帧ISF参数预测残差矢量的每个分量平方预测误差之和最小，使用 待求解的各维非等系数帧间预测器的预测系数乘以上一帧量化后的无偏ISF参 数矢量表示当前帧的ISF参数的预测矢量，并使用当前帧的无偏ISF参数矢量减去当前帧的ISF参数的预测矢量表示当前帧ISF参数预测残差矢量，求解对 应每个分量的各维非等系数帧间预测器的预测系数值；将所有分量的各维非等系数帧间预测器的预测系数值，作为预先训练的各 维非等系数帧间预测器的预测系数。7、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述得到各维非等系数帧 间预测器的预测系数的值之后进 一 步包括将所述对应每个分量的各维非等系数帧间预测器的预测系数值乘以0.5,将 相乘后的值作为量化过程中使用的对应每个分量的各维非等系数帧间预测器的 预测系数的值。8、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对当前帧ISF参数预 测残差矢量进行分裂矢量量化的方法为将当前帧ISF参数预测残差矢量分裂为五个子矢量，其中令对应当前帧 ISF参数预测残差矢量的前3个分量构成第一个子矢量，第4至6个分量构 成第二个子矢量，第7至9个分量构成第三个子矢量，第10至12个分量构 成第四个子矢量，第13至16个分量构成第五个子矢量；在所述残差码书中分别搜索对应五个子矢量的各个码书索引值。9、 一种导抗谱频率参数的矢量量化解码端方法，其特征在于，该方法 包括使用残差码书得到当前帧量化后的ISF参数预测残差矢量； 使用各维非等系数帧间预测器的预测系数，计算当前帧ISF参数的预测 矢量；将当前帧量化后的ISF参数预测残差矢量与当前帧ISF参数的预测矢量 相加，计算当前帧量化后的无偏ISF参数矢量。10、 如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括预先 训练各维非等系数帧间预测器的预测系数、残差码书和ISF参数均值矢量；所述计算当前帧量化后的无偏ISF参数矢量之后进一步包括 将当前帧量化后的无偏ISF参数矢量与ISF参数均值矢量相加，得到当前帧量化后的ISF参数矢量。11、 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述使用各维非等系数帧间预测器的预测系数，计算当前帧ISF参数的预测矢量为将各维非等系数帧间预测器的预测系数与上一 帧量化后的无偏ISF参数矢量相乘，计算当前帧ISF参数的预测矢量。12、 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述当前帧为第一帧， 所述计算当前帧ISF参数的预测矢量为将各维非等系数帧间预测器的预测系数与o相乘，计算当前帧ISF参数 的预测矢量。13、 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述训练各维非等系数帧间 预测器的预测系it的方法为令当前帧ISF参数预测残差矢量的每个分量平方预测误差之和最小，使用 待求解的各维非等系数帧间预测器的预测系数乘以上一帧量化后的无偏ISF参 数矢量表示当前帧的ISF参数的预测矢量，并使用当前帧的无偏ISF参数矢量 减去当前帧的ISF参数的预测矢量表示当前帧ISF参数预测残差矢量，求解对 应每个分量的各维非等系数帧间预测器的预测系数值；将所有分量的各维非等系数帧间预测器的预测系数值，作为预先训练的 各维非等系数帧间预测器的预观'J系数。14、 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述得到各维非等系教 帧间预测器的预测系数的值之后进 一 步包括将所述对应每个分量的各维非等系数帧间预测器的预测系数值乘以 0.5,...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍长春，李海婷，朱恒，刘泽新，范睿，贾懋珅，李锐，李立雄，
申请(专利权)人：北京工业大学，华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]