具有减少复杂性的合成滤波器的CELP语音编码器制造技术

在ＣＥＬＰ编码器中进行了在目标信号和多个合成信号之间的比较。合成信号通过具有从目标信号得出的参量的合成滤波器对多个激励序列进行滤波而被得出。导致在目标信号和合成信号之间的最小误差的激励信号被选出。搜寻最佳激励信号需要很大的计算复杂性。为了减少复杂性，通过使用减小复杂性的合成滤波器预选少量的激励序列。用该少量激励序列进行完全复杂性的搜寻。由于在最后选择时的减少数目的激励序列，因此减少了所需要的计算复杂性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括用于通过传输信道把输入信号发送给接收机的发射机在内的传输系统，该发射机包括编码器，它具有用于产生多个激励序列的激励序列产生器，和选择装置，用于选择激励序列，以导致在从所述激励序列得到的合成信号与从输入信号得到的目标信号之间的最小误差，该发射机被设计来发射代表选择的激励序列的信号给接收机，该接收机包括译码器，它具有用于从代表选择的激励序列的信号得到选择的激励序列的激励序列产生器，和合成滤波器，用于从激励序列得到合成的信号。本专利技术也涉及发射机，编码器，传输方法和编码方法。按照前序的传输系统可从W.Grieder等写的论文“对于4.8kbpsCELP语音编码器的码本搜寻”(“Codebook searching for 4.8kbpsCELP speech coder”)中得知，其发表于1993年5月17～18日在加拿大Sakatoon的现代环境会议中的通信、计算机和功率中，并被登录在1993年的IEEE Wescanex第397～406页。这种传输系统可被用于通过诸如无线信道，同轴电缆或光纤等的传输媒体的语音信号传输。这种传输系统也可被用于在诸如磁带或盘等的记录媒体上记录语音信号。可能的应用是自动回答机或口述录音机。在现代语音传输系统中，要被发送的语音信号常常藉使用分析-合成技术来被编码。在这种技术中，合成信号藉助于由多个激励序列激励的合成滤波器而被产生。对于多个激励序列确定了合成的语音信号，且确定了代表在合成信号和从输入信号得到的目标信号之间的误差的误差信号。选择导致最小误差的激励序列，并以编码形式发送给接收机。在接收机中，恢复激励序列，并通过把激励序列加到合成的滤波器来产生合成信号。该合成信号是发射机的输入信号的复制品。为了得到良好质量的信号传输，大量的(例如1024个)激励序列被牵涉到用于选择。在语音编码的情况下，激励序列通常是2～5毫秒持续时间的一段。在16KHz的采样频率的情况下，这意味着32～80个样本。合成滤波器的参量通常从代表输入信号的特征性质的分析参量得出。在语音编码时，大多数使用的分析参量是所谓的预测参量。预测参量的数目可从10变动到50，因此，合成滤波器的阶数也可从10变动到50。必须对所有激励序列计算合成的语音信号，这导致了很大的计算负担。本专利技术的目的是提供其中计算负担大为减小的按照前序中的传输系统。因此，按照本专利技术的传输系统的特征在于，编码器包括用于从多个激励序列得到多个合成信号的减少复杂性的合成滤波器，以及选择装置被设计来选择激励序列，以导致在相应的合成信号和目标信号之间的最小误差。本专利技术是基于惊异地认识到合成滤波器的复杂性可大为减少而不影响选择处理的质量。实验结果已惊奇地显示，减少复杂性的合成滤波器的阶数可比合成滤波器的阶数低10倍，而对编码质量没有显著的不利影响。本专利技术的实施例的特征在于，选择装置被设计来选择至少一个另外的激励序列，编码器包括一个附加的合成滤波器，被设计来从至少两个激励序列得出附加的合成信号，以及选择装置被设计来从至少两个激励序列中选择激励序列以导致在相应的附加合成输入信号和从作为选择的激励序列的输入信号得到的参考信号之间的最小误差。在本实施例中，基于对减少复杂性的合成滤波器的使用，预选至少两个激励序列。然后通过使用更复杂的合成滤波器，进行最后选择。该合成滤波器可以和接收机中的合成滤波器相同，但也可能是，它与接收机中的合成滤波器相比较，具有减少的复杂性。可以看到，参考信号可以和目标信号相同，但也可能是，这些信号是不同的。本专利技术的另一个实施例的特征在于，编码器包括分析装置，用于得出代表输入信号特征性质的多个分析参量和把所述分析参量加到合成滤波器，以及分析装置被设计来得出一个减少的分析参量集和把所述减少的分析参量集加到减少复杂性的合成滤波器。在本实施例中，合成滤波器和减少复杂性的合成滤波器的性质都取决于输入信号的性质。这确保了减少复杂性的合成滤波器总是近似于完全复杂性的合成滤波器。本专利技术的再一个实施例的特征在于，分析装置被设计来以递归方式确定多个分析参量，以及减少的分析参量集是从在确定多个分析参量的递归方式中得到的中间结果导出的。藉助于从在确定多个分析参量的递归方式中得到的中间结果确定减少的分析参量集，可以得出，为得到减少的分析参量集不需要进行附加的计算。现在将参照附图来解释本专利技术。这里显示了附图说明图1.可应用本专利技术的传输系统；图2.按照本专利技术的编码器；图3.用于从主序列预选多个激励序列的自适应码本选择装置的一部分；图4.用于选择至少一个另外的激励序列的选择装置的一部分；图5.按照本专利技术的激励序列选择装置；图6.按照本专利技术的固定码本选择装置；图7.在按照图1的传输系统中所使用的译码器。在按照图1的传输系统中，输入信号被加到发射机2。在发射机2中，输入信号通过使用按照本专利技术的编码器而被编码。编码器4的输出信号被加到发射装置6的输入端，用于通过传输媒体8把编码器4的输出信号发送到接收机10。发射装置的工作可包括把来自编码器的(二进制)信号，可能以二进制方式调制到适用于传输媒体8的载波信号上。在接收机10中，接收的信号由前端12被变换成适用于译码器14的信号。前端12的工作可包括滤波，解调和对二进制符号的检测。译码器14从来自前端12的输出信号得出重建的输入信号。在按照图2的编码器中，载送数字化输入信号的样本i[n]的编码器4的输入端连接到帧构建装置20的输入端。载有输出信号x[n]的帧构建装置的输出端连接到高通滤波器22。载有输出信号s[n]的高通滤波器22的输出端连接到感知加权滤波器32和LPC分析器24的输入端。载有输出信号r[k]的LPC分析器24的第一输出端连接到量化器26。LPC分析器的第二输出端载有用于减少复杂性的合成滤波器的滤波器系数af。载有输出信号c[k]的量化器26的输出端连接到内插器28的输入端和多路复接器59的第一输入端。载有信号aq[k][s]的内插器28的输出端连接到感知加权滤波器32的第二输入端、零输入响应滤波器34的输入端和冲激响应计算器36的输入端。载有信号w[n]的感知加权滤波器32的输出端连接到减法器38的第一输入端。载有输出信号z[n]的零输入响应滤波器34的输出端连接到减法器38的第二输入端。载有目标信号t[n]的减法器38的输出端连接到自适应码本选择装置40与自适应码本预选装置42的输入端和减法器41的输入端。载有输出信号h[n]的冲激响应计算器36的输出端连接到自适应码本选择装置40的输入端、自适应码本预选装置42的输入端、固定码本选择装置44的输入端和又被称为固定码本预选装置46的激励信号选择装置的输入端。载有输出信号ia[k]的自适应码本预选装置42的输出端连接到自适应码本选择装置40的输入端。自适应码本预选装置42、自适应码本选择装置40、固定码本预选装置46和固定码本选择装置44的组合构成选择装置45。载有输出信号Ga的自适应码本选择装置的第一输出端连接到多路复接器59的第二输入端和乘法器52的第一输入端。载有输出信号Ia的自适应码本选择装置的第二输出端连接到多路复接器59的第三输入端和自适应码本48的输入端。载有输出信号p[n]的自适应码本选择装置40的第三输出端连接到减本文档来自技高网...

【技术保护点】
传输系统，包括用于通过传输信道把输入信号发送给接收机的发射机，发射机包括编码器，具有用于产生多个激励序列的激励序列产生器，和选择装置，用于选择激励序列以导致在从所述激励序列得到的合成信号与从输入信号得到的目标信号之间的最小误差，发射机被设计来发射代表选择的激励序列的信号给接收机，接收机包括译码器，具有用于从代表选择的激励序列的信号得到选择的激励序列的激励序列产生器，和合成滤波器，用于从激励序列得到合成的信号，其特征在于，编码器包括用于从多个激励序列得到多个合成信号的减少复杂性的合成滤波器，以及在于选择装置被设计来选择激励序列，以导致在相应的合成信号和目标信号之间的最小误差。

【技术特征摘要】
EP 1996-2-15 96200369.51.传输系统，包括用于通过传输信道把输入信号发送给接收机的发射机，发射机包括编码器，具有用于产生多个激励序列的激励序列产生器，和选择装置，用于选择激励序列以导致在从所述激励序列得到的合成信号与从输入信号得到的目标信号之间的最小误差，发射机被设计来发射代表选择的激励序列的信号给接收机，接收机包括译码器，具有用于从代表选择的激励序列的信号得到选择的激励序列的激励序列产生器，和合成滤波器，用于从激励序列得到合成的信号，其特征在于，编码器包括用于从多个激励序列得到多个合成信号的减少复杂性的合成滤波器，以及在于选择装置被设计来选择激励序列，以导致在相应的合成信号和目标信号之间的最小误差。2.按照权利要求1的传输系统，其特征在于，选择装置被设计来选择至少一个另外的激励序列，在于编码器包括一个附加的合成滤波器，被设计来从至少两个激励序列得出附加的合成信号，以及在于选择装置被设计来从至少两个激励序列中选择激励序列以导致在相应的附加合成输入信号和从作为选择的激励序列的输入信号得到的参考信号之间的最小误差。3.按照权利要求1或2的传输系统，其特征在于，编码器包括分析装置，用于得出代表输入信号特征性质的多个分析参量和把所述分析参量加到合成滤波器，以及分析装置被设计来得出一个减少的分析参量集和把所述减少的分析参量集加到减少复杂性的合成滤波器。4.按照权利要求3的传输系统，其特征在于，分析装置被设计来以递归方式确定多个分析参量，以及在于减少的分析参量集是从在确定多个分析参量的递归方式中得到的中间结果导出的。5.用于发送输入信号的发射机，该发射机包括编码器，具有用于产生多个激励序列的激励序列产生器，选择装置，用于选择激励序列以导致在从所述激励序列得到的合成信号与从输入信号得到的目标信号之间的最小误差，发射机被设计来发送代表选择的激励序列的信号，其特征在于，编码器包括用于从多个激励序列得到多个辅助合成输入信号的减少复杂性的合成滤波器，以及在于选择装置被设计来选择激励序列，以导致在相应的辅助合成输入信号和目标信号之间的最小误差，在于选择装置被设计来选择至少一个另外的激励序列，在于编码器包括合成滤波器，被设计来从至少两个激励序列得出附加合成信号，以及在于选择装置被设计来从至少两个激励序列中选择激励序列以导致在相应的附加合成输入信号和从作为选择的激励序列的输入信号得到的参考信号之间的最小误差。6.用于发送输入信号的发射机，包括编码器，其具有分析装置，用于得出代表输入信号特征性质的多个分析参量，编码器还包括用于产生多个激励序列的激励序列产生器，选择装置，用于选择激励序列以导致在从所述激励序列得到的合成信号与从输入信号得到的目标信号之间的最小误差，发射机被设计来发送代表选择的激励序列的信号，其特征在于，编码器包括减少复杂性的合成滤波器，其接收来自分析装置的减少的分析参量集，用于从多个激励序列得出多个合成信号，以及在于选择装置被设计来选择激励序列，以导致在...

【专利技术属性】
技术研发人员：F武珀曼，E卡特曼，RJ斯勒伊特尔，FMJ德邦特，
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]