包括软自适应特性的语音编码制造技术

自适应语音编码包括：接收原始语音信号、对于原始语音信号执行当前的编码运行、以及响应于在当前编码运行（１７，１８，１９）时使用的信息而调整当前编码运行（１１）。自适应语音译码包括接收编码的信息、对于编码的信息执行当前的译码运行（２００）、以及响应于在当前译码运行（１７，１８，１９）时使用的信息而调整当前编码运行。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及语音编码，更具体地，本专利技术涉及使语音信号的编码能够适应于语音信号的局部特性。
技术介绍
大多数传统的语音编码器采用同一个编码方法而不管要被编码的语音段的局部特性。然而，已认识到，如果按照语音的局部特性改变或调整编码方法，则可以改进质量。这样的自适应方法通常是基于一个给定的语音段的某种分类的形式，该分类被用来选择几种编码模式(多模式编码)中的一种模式。这样的技术在有背景噪声时是特别有用的，这时为了达到自然的声音重现，所需要的编码方法不同于通常应用于语音信号本身的编码技术。与上述的分类方案有关的一个缺点是，它们多少是硬性的；会造成将给定的语音段误分类的危险，其结果是，对于该语音段选择了不正确的编码模式。不正确的编码模式典型地导致所产生的编码的语音信号的严重恶化。因此，该分类方法不利地限制了语音编码器的性能。多模式编码的熟知的技术是执行这样一种闭环模式判决，在其中编码器尝试所有的模式，并按照某个准则决定最好的模式。这在一定程度上缓和了误分类问题，但问题是要寻找到对于这种方案的一个好的准则。正如上述的分类方案时的情形一样，必须发送信息(即，通过通信信道从发射机的编码器向接收机的译码器发送附加开销比特)以便描述要选择哪种模式。这实际上限制了编码模式的数目。所以，希望允许语音编码(编码或译码)程序能够按照语音的局部特性进行改变或调整，而不会导致与上述的传统分类方法相关联的严重恶化和不需要发送附加开销的比特来描述所选择的调整。按照本专利技术，语音编码(编码或译码)程序可被调整而不用进行硬性分类和不会冒伴随而来的编码的语音信号严重恶化的风险，以及不需要发送附加开销的比特来描述所选择的调整。这种调整是基于编码器(编码器或译码器)中已有的参量，所以，不必发送额外的信息来描述该调整。这使得采取完全的软自适应方案成为可能，其中可以对编码(编码或译码)方法进行次数不受限制的修改。而且，这种调整是基于信号编码器的特征的，以及该调整是按照该基本编码方法对于某个语音段工作的好坏程度而作出的。附图简述附图说明图1是总的显示按照本专利技术的软自适应语音编码方案的方框图。图1A更详细地显示图1的装置。图2更详细地显示图1A的装置。图3更详细地显示图2和21多级别代码修正器。图4显示图2和21的软自适应控制器的一个例子。图5是显示图4的软自适应控制器的运行的流程图。图6以图形显示按照本专利技术的抗稀疏滤波器，它可作为图3的多级别代码修正器中的一个修正器级别被提供。图7-11以图形显示图6所示的该类抗稀疏滤波器的运行。图12-16以图形显示图6所示的该类抗稀疏滤波器以比图7-11的抗滤波器更低的抗稀疏运行级别的运行。图17显示按照本专利技术的另一个语音编码装置的相应的部分。图18显示按照本专利技术的又一个语音编码装置的相应的部分。图19显示可应用于图2、17和21的语音编码装置的修正。图20是总的显示按照本专利技术的软自适应语音编码方案的方框图。图20A更详细地显示图20的装置。图21更详细地显示图20A的装置。详细描述示例的图1总的显示本专利技术在语音编码处理上的应用。图1的装置可被使用于无线语音通信设备，例如，用于蜂窝电话。语音编码装置11在其输入端接收未编码的信号，以及在其输出端提供编码的语音信号。未编码的信号是原始语音信号。语音编码装置11包括控制输入端17，用于接收来自软自适应控制器19的控制信号。来自控制器19的控制信号表示由编码装置11执行的编码要被调整的程度。控制器19包括输入端18，用于从编码器11接收表示未编码的信号的局部语音特性的信息。控制器19响应于在18处接收的信息，从而在17处提供控制信号。图1A显示了图1所示的一般类型的语音编码装置的例子，它包括编码器和按照本专利技术的软自适应控制。图1A显示代码激励线性预测(CELP)语音编码器的相关部分，它包括固定的增益形状(gainshape)部分12和自适应增益形状部分14。软自适应控制被提供给固定的增益形状部分12，以便允许由部分12实施固定增益形状编码方法的软自适应。图2更详细地显示了图1的示例的CELP编码装置。如图2所示，图1A的固定增益形状编码部分12包括固定代码簿21、增益乘法器25、和代码修正器16。图1A的自适应增益形状编码部分14包括自适应的代码簿23和增益乘法器29。加到固定代码簿的增益FG和加到自适应代码簿23的增益AG通常是在CELP编码器中产生的。具体地，传统的搜索方法通常是响应于未编码的信号输入和综合滤波器28的输出而在15处被执行的，这正如技术上所熟知的那样。搜索方法提供增益AG和FG，以及加到代码簿21和23的输入。自适应代码簿增益AG和固定代码簿增益FG被输入到控制器19，以便提供表示局部语音特征的信息。具体地，本专利技术认识到自适应代码簿增益AG也可被用作为当前话音段的话音电平(即，音调周期性的强度)的指示器，以及固定代码簿增益FG也可被用作为当前话音段的信号能量的指示器。以通常的8kHz采样速率，每5毫秒从每个通常的自适应和固定的代码簿21和23存取各自的40个样本的一个组。对于由当前从固定代码簿21和自适应代码簿23存取的各个样本组所代表的语音段，AG提供话音电平信息以及FG提供信号能量信息。在25处加上增益FG以后，代码修正器16在24处接收来自固定的代码簿21的编码的信号估值。修正器16然后在26处把有选择地修正的编码信号估值提供给加法电路27。正如通常的那样，在29处加上增益FG以后，加法电路27的另一个输入端接收来自自适应代码簿23的编码的信号估值。加法电路27的输出驱动传统的综合滤波器28，并且它也被反馈到自适应代码簿23。如果自适应代码簿增益AG很高，则编码器大量地利用自适应代码簿分量，这样语音段多半是由话音产生的语音段，它典型地由CELP编码器可接受地处理，很少带有或不带有自适应的编码处理。如果AG很低，则信号多半是非话音的语音或是背景噪声。在这个低AG的情形中，修正器16应当有利地提供相对较高级别的编码修正。在高的自适应代码簿增益与低的自适应代码簿增益之间的范围内，所需要的修正量优选地是处在与低的自适应代码簿增益有关的相对较高级别的修正和与高的自适应代码簿增益有关的相当低的修正或不修正之间的某个位置。示例的图3更详细地显示了图2的代码修正器16。如示例图3所示，在17处从控制器19接收的控制信号控制着开关31和33，以便选择在24处接收的代码信号估值的想要的修正级别。如图3所示，修正级别0传送不带有修正的编码的信号估值。在一个实施例中，修正级别1提供相对较低级别的修正，修正级别2提供一种比由修正级别1提供的级别高的级别的修正，以及修正级别1和2提供比例如由修正级别N提供的级别低的代码修正。因此，软自适应控制器使用自适应代码簿增益(话音电平信息)和固定的代码簿增益(信号能量信息)来选择代码修正器16应施加多少(什麽级别的)修正到编码信号估值。因为这个增益信息已经由编码器在它的编码过程中被产生，不需要附加开销来产生想要的话音电平和信号能量信息。虽然自适应的代码簿增益和固定代码簿增益被使用来分别提供有关话音电平和信号能量的信息，但当在除了CELP编码器以外的语音编码器中引用本专利技术的软自适应控制技术时，其它适当的参量也可以提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种语音编码装置，包括：　　　　用于接收与代表原始语音信号的未编码信号有关的输入信息的编码部分，所述编码部分包括用于接收所述输入信息和产生第一编码信号估值的固定编码部分，和用于接收所述输入信息和产生第二编码信号估值的自适应编码部分；其特征在于　　　　被连接到所述固定编码部分和所述自适应编码部分的控制器，用于接收表示所述未编码的信号的语音特性的信息和用于生成控制信号，所述控制器包括软自适应控制器；　　　　用于接收来自所述固定编码部分的所述第一编码信号估值和来自所述控制器的所述控制信号以及产生修正的信号估值的代码修正器；以及　　　　用于接收所述修正信号估值和产生代表所述原始语音信号的编码信号的合成器部分。

【技术特征摘要】
US 1998-3-4 09/0345901.一种语音编码装置，包括用于接收与代表原始语音信号的未编码信号有关的输入信息的编码部分，所述编码部分包括用于接收所述输入信息和产生第一编码信号估值的固定编码部分，和用于接收所述输入信息和产生第二编码信号估值的自适应编码部分；其特征在于被连接到所述固定编码部分和所述自适应编码部分的控制器，用于接收表示所述未编码的信号的语音特性的信息和用于生成控制信号，所述控制器包括软自适应控制器；用于接收来自所述固定编码部分的所述第一编码信号估值和来自所述控制器的所述控制信号以及产生修正的信号估值的代码修正器；以及用于接收所述修正信号估值和产生代表所述原始语音信号的编码信号的合成器部分。2.权利要求1的语音编码装置，其特征在于用于相加所述修正信号估值和所述第二编码信号估值并产生相加的信号估值的相加部分；以及所述合成器部分接收所述相加的信号估值和产生代表所述原始语音信号的编码信号。3.权利要求1的语音编码装置，其特征在于，表示所述未编码的信号的语音特性的所述信息还包括来自固定增益形状编码部分的固定编码增益和来自自适应增益形状编码部分的自适应编码增益。4.权利要求1的语音编码装置，其特征在于，该代码修正器包括多个代码修正级别，所述多个代码修正级别中的每一个选择地用来对所述第一编码信号估值执行不同级别的修正。5.权利要求4的语音编码装置，其特征在于，该代码修正器还包括切换装置，用于根据所述控制信号选择所述多个代码修正级别中的一个。6.权利要求4的语音编码装置，其特征在于，所述控制器根据所述自适应编码增益的至少一个以前的值生成所述控制信号。7.权利要求1的语音编码装置，其特征在于，所述控制器根据所述原始语音信号的语音开始的发生生成所述控制信号。8.权利要求1的语音编码装置，其特征在于，该代码修正器包括抗稀疏滤波器，所述抗稀疏滤波器对所述第一编码信号估值执行抗稀疏运算以产生所述修正的信号估值。9.权利要求8的语音编码装置，其特征在于，该抗稀疏滤波器包括卷积器，用于对所述第一编码信号估值和与所述抗稀疏滤波器有关的冲激响应执行循环卷积以产生所述修正的信号估值。10.权利要求4的语音编码装置，其特征在于，所述多个代码修正级别中的每一个包括，用来对所述第一编码信号估值执行不同级别的抗稀疏修正的抗稀疏滤波器。11.权利要求1的语音编码装置，其特征在于，该自适应编码部分包括自适应增益形状编码部分。12.权利要求1的语音编码装置，其特征在于，该语音编码装置包括线性预测语音编码器。13.用于产生原始语音信号的编码表示的语音编码方法，所述语音编码方法包括以下步骤接收与代表所述原始语音信号的未编码信号有关的输入信息；从所述输入信息中产生来自固定编码部分的第一编码信号估值，和来自自适应编码部分的第二编码信号估值；根据表示所述未编码的信号的语音特性的信息，从所述第一和第二编码信号估值生成控制信号，根据所述控制信号修正所述第一编码信号估值，以产生修正的信号估值；以及从所述修正信号估值合成代表所述原始语音信号的编码信号。14.权利要求13的语音编码方法，其特征在于，所述修正步骤还包括以下步骤根据所述控制信号从多个修正级别中选择一个修正级别，由此按照所选择的修正级别执行所述修正。15.权利要求1的语音编码方法，其特征在于，所述修正步骤还包括对所述第一编码信号估值执行抗稀疏运算的步骤。16.权利要求15的语音编码方法，其特征在于，所述执行抗稀疏运算的步骤包括对所述第一编码信号估值和与抗稀疏滤波器有关的冲激响应执行卷积的步骤。17.一种语音译码装置，包括用于接收与代表原始语音信号的编码信号有关的输入信息的编码部分，所述编码部分包括用于产生第一编码信号估值的固定编码部分，和用于产生第二编码信号估值的自适应编码部分，其特征在于被连接到所述固定编码部分和所述自适应编码部分的控制器，用于接收表示所述编码的信号的语音特性的信息和用于生成控制信号，所述控制器包括软自适应控制器；用于接收所述第一编码信号估值和所述控制信号以及产生修正的信号估值的代码修正器；以及用于接收所述修正信号估值和产生代表所述原始语音信号的未编码信号的合成器部分。18.权利要求17的语音译码装置，该装置还包括用于相加所述修正信号估值和所述第二编码信号估值并产生相加的信号估值的相加部分；以及所述合成器部分接收所述相加的信号估值和产生代表所述原始语音信号的未编码信号。19.权利要求17的语音译码装置，其特征在于，表示所述编码的信号的语音特性的信息还包括来自固定增益形状编码部分的固定编码增益和来自自适应增益形状编码部分的自适应编码增益。20.权利要求17的语音译码装置，其特征在于，该代码修正器包括多个代码修正级别，所述多个代码修正级别中的每一个选择地用来对所述第一编码信号估值执行不同级别的修正。21.权利要求20的语音译码装置，其特征在于，该代码修正器还包括切换装置，用于根据所述控制信号选择所述多个代码修正级别中的一个。22.权利要求20的语音译码装置，其特征在于，该控制器根据所述固定编码增益和所述自适应编码增益的至少一个生成所述控制信号。23.权利要求20的语音译码装置，其特征在于，该控制器根据所述自适应编码增益的至少一个以前的值生成所述控制信号。24.权利要求79的语音译码装置，其特征在于，该控制器根据所述原始语音信号的语音开始的发生生成所述控制信号。25.权利要求25的语音译码装置，其特征在于，该代码修正器包括抗稀疏滤波器，所述抗稀疏滤波器对所述第一编码信号估值执行抗稀疏运算以产生所述修正的信号估值。26.权利要求25的语音译码装置，其特征在于，该抗稀疏滤波器包括卷积器，用于对所述第一编码信号估值和与所述抗稀疏滤波器有关的冲激响应执行循环卷积以产生所述修正的信号估值。27.权利要求20的语音译码装置，其特征在于，所述多个代码修正级别中的每一个包括用来对所述第一编码信号估值执行不同级别的抗稀疏修正的抗稀疏滤波器。28.权利要求17的语音译码装置，其特征在于，该自适应编码部分包括自适应增益形状编码部分。29.权利要求17的语音译码装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：E埃库登，R哈根，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]