语音传输系统技术方案

在语音编码器（４）中，语音样本帧（１００）被编码成数据帧（１０４），数据帧（１０４）中包含一组ＬＰＣ系数和一组激发系数。为了降低编码语音信号的位速率，ＬＰＣ系数只引入到数据帧中，这取决于实际ＬＰＣ系数和对先前的及其后的语音样本帧的ＬＰＣ系数进行内插所得到的ＬＰＣ系数之间的差别。为了减小解码延迟，根据本发明专利技术提出，如果当前帧的ＬＰＣ系数未被传送的话，则传送已在当前帧中的来自下一帧的ＬＰＣ参数。为得到当前语言帧的ＬＰＣ参数所用的内插能在当前数据帧开始时便已经被执行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是涉及包含带有语音编码器的发射机的一种传输系统，该语音编码器用于从语音信号样本得出具有代表所述语音信号样本帧的系数的数据帧，该语音编码器包含帧装配装置，用于装配完全的数据帧和不完全的数据帧，所述不完全数据帧包含代表其语音信号样本帧的不完全系数集，该发射机还包括发送装置，用于通过传输介质向接收机发送所述数据帧，该接收机包含一个语音解码器，所述语音解码器包含一个完成装置，用于利用内插的系数使不完全地系数集变成完全的系数集，这些内插的系数是从与所述不完全数据帧对应的语音信号样本帧的前后的语音信号样本帧所对应的系数得到的。本专利技术还涉及发射机、接收机、编码器、解码器、语音编码方法及被编码的语音信号。根据本前序的传输系统可从美国专利4,379,949号中得知。将这种传输系统用于这样一些应用，在这些应用中语音信号不得不以有限的传输容量在传输介质上传送，或者不得不以有限的存储容量存储到存储介质上。这种应用的实例是在因特网上传送语音信号，从移动电话向基站传送语音信号和反过来从基站向移动电话传送语音信号，以及把语音信号存储在CD-ROM上，固态存储器中或硬盘驱动器上。语音编码器从语音样本帧得出数据帧，该数据帧包括代表所述语音样本帧的系数。这些系数包括分析系数和激发系数。一组这样的分析系数描述语音信号的短时谱。分析系数的另一实例是代表语音信号音调(pitch)的系数。将分析系数通过传输介质传送到接收机，在那里将这些分析系数用作为一个合成滤波器的系数。除了分析参数外，语音编码器还确定每个语音样本帧的激发(excitation)序列数(例如4)。被这种激发序列复盖的时间间隔称作子帧(Subframe)将语音编码器安排成用于找出这样的激发信号，使得当使用上述分析系数的合成滤波器被所述激发序列激发时能得到最好的语音质量。所述激发序列的一种表达(representation)作为数据帧中的系数通过传输介质被传送到接收机。在接收机中，该激发序列被从接收的信号中恢复出来并加到合成滤波器的输入端。在合成滤波器的输出端便可以得到一个合成的语音信号。以一定质量描述语音信号所需要的位速率(bitrate)取决于语音的内容。由数据帧携带的一些系数在一个长时间段上可能基本上为常数，例如在持续的元音的情况中。在这种情况下能通过传送包含不完全系数集的不完全数据帧来利用这一特性。将这种可能性用于根据上述的美国专利的传输系统中。这个专利描述了一个带有语音编码器的传输系统，其中不在每一帧中都传送分析系数。只有当在一个数据帧中至少一个实际分析系数与从相邻数据帧中的分析系数进行内插所得到的相应分析系数之间的差值超过一个预先确定的阈值时，这些分析系数才被传送。这造成传输语音信号所需位速率的降低。根据上面提到的美国专利的传输系统的缺点是由于要完成内插使语音信号总是被延迟若干帧。本专利技术的目的是提供一个根据本文前序的传输系统，其中语音信号的延迟已被减小。所以，根据本专利技术的传输系统的特征在于所述装配装置被安排成用于引入至少一个所述不完全数据帧和代表这样一些语音信号样本帧的附加系数，这些语音信号样本帧在时间上迟于所述不完全数据帧所对应的语音信号样本帧；其特征还在于将完成装置安排成用于利用所述附加系数使不完全系数集变为完全的。通过在不完全数据帧中传送代表较迟的语音信号样本帧的附加系数，使得在编码器中至少提前一个帧间隔能得到这些附加系数。因为这些附加系数被用于以内插来使决定不完全系数集变为完全的系数集，所以这一内插也能至少提前一个帧间隔完成。于是能提前完成被重建语音信号的合成，而时间延迟能被减小至少一个帧间隔。本专利技术的一个实施例的特征在于将帧装配装置安排成用于在数据帧中引入指示符，用于指示该帧是否是不完全数据帧，以及指示该数据帧携带的系数所代表的语音样本帧是否不同于它所对应的语音样本帧。第一和第二指示符的引入使得在接收器中能很容易地解码。在接收机中的完成装置能容易地从输入信号提取出不完全帧，并在能得到携带附加系数的不完全帧之后尽快地开始(通过内插)使其完全。如果只存在一个指示符，则语音解码器为了能对信号解码需要对应于先前数据帧的指示符。这需要非常可靠的通信来避免数据帧中出错和丢失数据帧。现在将参考附图解释本专利技术。这些附图是附图说明图1给出其中能使用本专利技术的一个传输系统；图2是在本专利技术中能使用的编码装置的一个实施例，该编码装置向外发送被编码的语音信号帧。图3是在根据图2的编码装置中要使用的控制装置30的一个实施例；图4显示输入的语音帧序列、从这语音帧序列导出的数据帧、以及在接收机处根据所述数据帧重建的语音帧；图5是实现多路调制器6的可编程处理器所用程序的流程图6是实现信号分离器16的可编程处理器所用程序的流程图7是图6中指令138的另一种实现的流程图8是在根据图1的传输系统中使用的语音解码装置18。在根据图1的传输系统中，要被编码的语音信号被加到发射机2中的语音编码器4的一个输入端。语音编码器4的第一输出端载有代表分析系数的输出信号LPC，该第一输出端与多路调制器6的第一输入端相连。语音编码器4的第二输出端载有输出信号下，该第二输出端与多路调制器6的第二输入端相连。信号F代表一个标志，指出信号LPC是否得要被传送。语音编码器4的第三输出端载有信号EX，该第三输出端与多路调制器6的第三输入端相连。信号EX代表供语音解码器中的合成滤波器使用的激发信号。一个位速率控制信号R被加到语音编码器4的第二输入端。多路调制器6的一个输出端与发送装置8的一个输入端相连。发送装置8的一个输出端通过传输介质10与接收机12相连。在接收机12中，传输介质10的输出端与接收装置14的一个输入端相连。接收装置14的一个输出端与信号分离器(demultiplexer)16的一个输入端相连。信号分离器16的第一输出端载有信号LPC，该第一输出端与语音解码装置18的第一输入端相连；信号分离器16的第二输出端载有信号EX，该第二输出端与语音解码装置18的第二输入端相连，在语音解码装置18的输出端能得到被重建的语音信号，信号分离器16和语音解码装置18的组合构成了根据本专利技术概念的语音解码器。对于根据本专利技术的传输系统的操作所做的解释是在假定使用CELP型语音编码器的情况下进行的，但应该看到，本专利技术的范围不限于此。语音编码器4被安排成从语音信号样本帧中提取被编码的语音信号。语音编码器提取例如代表语音信号短时谱的分析系数。通常是使用LPC系数或它的变换后的表现形式。有用的表现形式是对数面积比(LogAreaRatios，LARs)、反射系数的反正弦或线性谱频率(Line SpectralFrequencies，LSFs)，后者也称作线性谱对(Line Spectral Pairs，LSPs)。在语音编码器4的第一输出端能得到作为信号LPC的分析系数表现形式。在语音编码器4中，其激发信号等于一个或多个固定代码本(codebook)和一个适应性代码本的输出信号的加权和。固定代码本的输出信号由固定代码本索引(index)指示，而固定代码本的加权因子由固定代码本增益指示。适应性代码本的输出信号由适应性代码本索引指示，而适应性代码本的加权因子由适应性代码本增益指示。代码本索引和增益是通过以合成方法进行分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含数据帧的信号，这些数据帧具有代表语音信号样本帧的系数集，所述信号包含一些不完全数据帧，这些不完全数据帧具有代表其相应语音信号样本帧的不完全系数集，其特征在于一些不完全数据帧包含附加系数，这些附加系数代表的语音信号样本帧在时间上迟于所述不完全数据帧对应的语音信号样本帧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 1997-4-7 97200999.71.一种包含数据帧的信号，这些数据帧具有代表语音信号样本帧的系数集，所述信号包含一些不完全数据帧，这些不完全数据帧具有代表其相应语音信号样本帧的不完全系数集，其特征在于一些不完全数据帧包含附加系数，这些附加系数代表的语音信号样本帧在时间上迟于所述不完全数据帧对应的语音信号样本帧。2.根据权利要求7的信号，其特征在于数据帧包含指示符用于指示该帧是否是不完全数据帧以及用于指示该数据帧携带的系数是否代表不同于其对应的语音样本帧的语音样本帧。3.根据权利要求2的信号，其中这些数据帧的首标包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：R陶里，AJ格尔里茨，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]