嵌入式编码、解码方法、编码器、解码器及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种嵌入式编码方法、解码方法、编码器、解码器和系统，该编码方法包括如下步骤：对语音信号进行代数码激励线性预测ＡＣＥＬＰ编码，得到ＡＣＥＬＰ层的码流；对语音信号进行变换域编码，得到变换域层的码流。由于ＡＣＥＬＰ编码通过逐级细化激励信号，较低码率的编码信号对应于包含代数脉冲数较少的激励信号，随着码率的提升，逐层增加代数脉冲的方式不断细化激励信号，当代数脉冲增加到一定数量后，对激励信号的细化作用不明显或者变差，因此本发明专利技术实施例采用ＡＣＥＬＰ和变换域编码联合编码的方式得到嵌入式码流，用变换域编码弥补ＡＣＥＬＰ编码的不足，从而保证了合成语音的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及编解码领域，尤其涉及嵌入式编码、解码方法、编码器、解码 器及系统。
技术介绍
随着以分组交换为基础的IP电话技术得到越来越多的应用，语音分组传 输技术迅速发展。目前，语音分组传输技术中一个亟待解决的问题是如何减小 分组丟失对接收端合成语音质量的影响。在网络传输时，有些分组可能在传输过程中丢失；还有些分组到达接收端时已经超过了允许的最大传输延时而被接 收端拒收；接收端根据接收到的分组对丟失的分组进行才莫拟，再根据接收到的 分组和模拟出的分组得到合成语音，这样得到的合成语音的质量相对于原始语 音会有较大的失真，当丢失的分组达到一定程度时，甚至无法得到合成语音。
技术实现思路
本专利技术实施例提供嵌入式编码、解码方法、编码器、解码器及系统，解决 由于分组丢失所引起的合成语音失真。 一种嵌入式编码方法，包括如下步骤 对语音信号进行ACELP编码，得到ACELP层的码流； 对语音信号进行变换域编码，得到变换域层的码流。 一种嵌入式解码方法，包括如下步骤判断接收到的嵌入式码流中是否包括ACELP层的码流或变换域层的码流;如果包括ACELP层的码流，则对所述码流中的ACELP层进行ACELP解 码，得到所述ACELP层的合成语音；如果包括变换域层的码流，则对所述变换域层进行变换域解码，得到所述 变换域层的合成语音。一种嵌入式编码器，包4参接收单元、ACELP编码单元和变换域编码单元， 其中，所迷接收单元用于接收语音信号；所述ACELP编码单元用于对接收到的语音信号进行ACELP编码，输出 ACELP层的码流；所述变换域编码单元用于语音信号进行变换域编码，输出变换域层的码流。一种嵌入式解码器，包括判断单元、ACELP解码单元和变换域解码单元， 其中，所述判断单元用于判断接收到的嵌入式码流中是否包括ACELP层的码流 或变换域层的码流，并4艮据判断结果将所述嵌入式码流发送给所述ACELP解 码单元和/或变换域解码单元；所述ACELP解码单元用于对来自所述判断单元的嵌入式码流中的 ACELP层进行ACELP解码，得到所述ACELP层的合成语音；所述变换域解码单元用于对来自所述判断单元的嵌入式码流中的变换域 层进行变换域解码，得到所述变换域层的合成语音。一种嵌入式编解码系统，包括嵌入式编码器和嵌入式解码器，其中，所述嵌入式编码器用于对语音信号进行ACELP编码及变换域编码，得到 ACELP层及变换域层的码流；并将完成编码后的码流进行网络传输；所述嵌入式解码器接收到的所述编码后的码流，对所述编码后的码流中的 ACELP层进行ACELP解码、变换域层进行变换域解码。由于ACELP编码通过逐级细化激励信号，牟^f氐码率的编码信号对应于包 含代数脉沖数较少的激励信号，随着码率的提升，逐层增加代数脉冲的方式不 断细化激励信号，当代数脉沖增加到一定数量后，对激励信号的细化作用不明到嵌入式码流，用变换域编码弥补ACELP编码的不足，从而保证了合成语音 的质量。图l是本专利技术实施例中嵌入式编码的流程示意图；图2是本专利技术实施例中嵌入式解码的流程示意图；图3a、 3b是本专利技术实施例中嵌入式编码的工作原理图；图4是本专利技术实施例中嵌入式解码的工作原理图；图5是本专利技术实施例中编码端嵌入式码流的码率结构示意图;图6是本专利技术实施例中解码端嵌入式码流的码率结构示意7本专利技术实施例中嵌入式码流的帧比特结构示意图；图8是本专利技术一实施例中的嵌入式编码系统的结构示意图。具体实施方式对原始语音进行嵌入式编码，在发送端获得具有嵌入式结构的码流，在嵌 入式的码流中，低码率的码元嵌入在高码率的码元中，码率最低的码元也能表 示原始语音信号的主要参数，只是相对于其他码率的码元，在不同程度上损失 了一些细节。当网路容量足够时，网络中传输高速率码流；当遇到网路不同程 度的拥塞时,根据信道编码协议，逐渐丢弃码率较高的码元，可以保证合成语 音中含有原始语音信号的主要参数，从而避免合成语音的失真。嵌入式的结构将语音信号根据需要的编码速率进行分层，各层码率顺次逐 渐增大，对前几层进行ACELP编码，其余各层采用变换域编码。ACELP编码 通过逐级细化激励信号，较低码率的编码信号对应于包含代数脉冲数较少的激 励信号，随着码率的提升，逐层增加代数脉沖的方式不断细化激励信号，当代 数脉冲增加到一定数量后，对激励信号的细化作用不明显或者变差，因此从编 码速率超过预定值的层开始采用变换域编码。变换域编码可以采用变换码激励 (TCX)编码或修正的离散余弦变换(MDCT)编码，以及其他的变换域编码 方式。在下面的描述中，以代数码激励线性预测(ACELP )和TCX编码的编码 技术联合设计的8-32kbps宽带嵌入式语音编解码方案为例进行具体说明嵌入 式编码方法、嵌入式解码方法、嵌入式编码器、嵌入式解码器和嵌入式编解码 系统。在前三层的ACELP编码中，通过逐级细化激励信号，较低码率的编码信 号对应于包含代数脉冲数较少的激励信号，随着码率的提升，通过逐层增加代数脉冲的方式不断细化激励信号。在本实施例中，代数脉沖的搜索不是相互独 立的，而是彼此存在着嵌入包含关系，每一级的脉沖，都是在保留前一级的基 础上，针对更新了的目标信号，又额外搜索若千能够丰富激励信号细节的脉冲而获得的。同时，为了后两层能用到变换域编码，在前三层ACELP编码中， 进行子帧循环时，每次进行五子帧循环处理，同时在编码端解码出五子帧前三 层合成语音。第五子帧的合成滤波器系数和第四子帧的滤波器系数相同，写码 流时仅仅编码前四子帧的参数信息。另外，本专利技术实施例针对前三层各个不同 的速率，对合成滤波器状态进行独立更新，以此保证编解码端状态同步。在后两层的TCX编码中，用预处理后的原始语音减去本地解码出的前三 层合成语音，得到的差值dl(n)作为第四层要处理的信号，对dl(n)做TCX编 码，得到第四层的码流。本地解码出量化后的第四层信号，然后和本地解码 出的前三层合成语音相加，得到本地解码出的前四层合成语音。用预处理后的 原始语音再减去本地解码出的前四层合成语音，得到的差值信号d2(n)作为第 五层要处理的信号，同样对d2(n)做TCX编码，得到第五层的码流。由此可以 看出，该编码器生成的整体五层码流是嵌入式码流。同时，在对第四层和第五 层分别做TCX编码时，用的是各自不同的感觉加权滤波器。在解码端，如果接收到全码流，则可以解码出要求的任意层速率的语音。 也可以根据网络传输状况和终端的特点，在接收端接收到不同速率的码流，解 码出不同速率的语音。即使网络状态特别差，只要传输到解码端的码流大于某 一个门限，也可以解码出正常的语音，保证语音质量的连续性。发送端输入的原始语音信号可以为16kHz采样、16比特线性脉冲编码调 制(PCM)语音信号，也可以为8kHz采样、16比特线性PCM语音信号。整 个嵌入式结构分为五层，具体包括第一层即核心层、第二层即增强一层、第 三层即增强二层、第四层即增强三层和第五层即增强四层，各层相应的编码速 率即码率依次分别为8kbps、 12kbps、 16kbps、 24kbps和32kbps;对第一至三 层采用ACELP进行编码，对第四、五层采用TCX进行编码。以所述五层编码器为例，附图说明图1给出了编码本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式编码方法，其特征在于，包括如下步骤：　　　　对语音信号进行ＡＣＥＬＰ编码，得到ＡＣＥＬＰ层的码流；　　　　对语音信号进行变换域编码，得到变换域层的码流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍长春，刘泽新，范睿，朱恒，李海婷，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]