一种衰减因子的获取方法技术

本发明专利技术公开了一种衰减因子的获取方法和获取装置。该获取方法用于丢包隐藏中的合成信号的处理，包括以下步骤：获取信号的变化趋势；根据所述信号的变化趋势获取衰减因子。通过使用本发明专利技术，使用历史信号最近的变化趋势来动态调整自适应衰减因子，实现历史数据和最新收到的数据的平稳过渡，使得补偿后的信号和原始信号尽量保持一致的衰减速度，适应人的语音丰富多变的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号处理领域，尤其涉及一种衰减因子的获取方法和获取装置。
技术介绍
在实时语音通信系统中，对语音数据的传输要求实时可靠，例如VoIP(Voice over IP，基于IP的语音)系统。但由于网络系统自身的不可靠特性，数据包在从发送端到接收端传输过程中有可能会被丢弃或者不能及时的达到目的地，而这两种情况都被接收端认为是网络丢包。而发生网络丢包是不可避免的，同时也是影响语音通话质量最主要因素之一，因此在实时通信系统中需要健壮的丢包隐藏方法来恢复丢失的数据包，使得在发生网络丢包的情况下仍获得良好的通话质量。G.722是ITU-T制定的应用于语音通信的语音编码算法。G.722编码器的原理示意图如图1所示：在发送端，G.722编码器把宽带语音分成高低两个子带，并使用ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation，自适应差分脉冲编码调制)分别对两个子带进行编码并通过网络一起发送给接收端。在接收端，使用ADPCM解码器对两个子带分别解码，然后使用QMF(QuadratureMirror Filter，正交镜像滤波)合成滤波器合成最终的信号。在现有技术中给出了适用于G.722的PLC(Packet Loss Concealment，丢包隐藏)算法，对于两个不同的子带采用了不同的PLC算法，低带部分的PLC算法，即图1中的虚线框中①的部分，而对于高带的PLC算法，对应图1中的虚线框②。对于低带信号，xl(n)对应当前收到的数据帧解码后对应的信号、而yl(n)对应当有丢包时利用zl(n)，n＝-289，...，-1合成的信号，zl(n)对应进行完CROSS-FADING(交叉衰减)后最终输出的低带信号；对于高带信号，zh(n)为最终输出的高带信号。得到低带信号zl(n)和高带信号zh(n)后，对低带信号zl(n)-->和高带信号zh(n)作QMF，合成最终要输出的宽带信号y(n)。下面仅对低带信号做详细介绍：在没有丢包的情况下，zl(n)＝xl(n)，即CROSS-FADING时不改变重构信号。在有丢包情况下，对于第一个丢失的数据帧，使用短时预测器和长时预测器对历史信号zl(n)，n＜0进行分析，并提取出语音类别信息；接着使用上述预测器和类别信息，使用线性预测基音周期重复的方法生成信号yl(n)；然后重构丢失帧的信号zl(n)＝yl(n)，n＝0，…，L-1。另外，ADPCM的状态也要随之同步更新，直到遇到一个好帧。注意到不仅要生成丢失的帧所对应信号，也要生成用于CROSS-FADING的10ms信号yl(n)，n＝L，…，L+79，那么一旦收到一个好帧，就对xl(n)，n＝L，…，L+79，和yl(n)，n＝L，…，L+79做CROSS-FADING处理。注意到此类CROSS-FADING仅在发生丢帧后，接收端收到第一个好帧数据时才进行。图2为现有技术中给出的低带部分基于基音周期重复部分的LPC模块的更详细的框架。当数据帧是好帧时，zl(n)被存储到一个缓冲区里面以备后用。当遇到第一个坏帧时，则需要分两步来合成最终的信号yl(n)。首先对历史信号zl(n)，n＝-297，…，-1进行分析，然后结合分析的结果合成信号yl(n)，n＝0，…，L-1，其中L是数据帧的帧长。该基于基音周期重复部分的LPC模块具体包括以下部分：(1)LP(Linear Prediction，线性预测)分析短时分析和合成滤波器A(z)和1/A(z)均是基于8阶LP的滤波器。LP分析滤波定义为：A(z)＝1+a1z-1+a2z-2+…+a8z-8LP分析之后，使得历史信号zl(n)通过滤波器A(z)后得到残差信号e(n)，n＝-289，…，-1：e(n)=zl(n)+Σi=18aizl(n-i).]]>(2)历史数据分析-->现有技术中G.722使用基音周期重复方法对丢失的数据进行补偿。因此，首先需要估计出基因周期T0，首先对zl(n)进行预处理，去除在LTP(Long TermPrediction，长时预测)分析中不需要的低频成分，然后通过LTP分析可以得到历史信号的基因周期T0，并结合信号分类模块得到语音的类别。在G.722附录A中把语音分成了如下几类，如下表所示：分类名称解释TRANSIENT能量变化大的语音，例如爆破音UNVOICED对于非语音信号VUV TRANSITION语音和非语音信号的转换WEAKLY VOICED语音信号的开始或者结束VOICED语音信号，例如稳定的元音(3)基音周期重复基因周期重复模块用于估计丢失帧的LP残差信号e(n)，n＝0，…，L-1。在进行基因周期重复之前，如果语音的类别不是VOICED，则采用下面的公式来限制采样点的幅度：e(n)=min(maxi=-2,···,+2(|e(n-T0+i)|),|e(n)|)×sign(e(n)),n=-T0,···,-1]]>其中，sign(x)=1ifx≥0-1ifx<0]]>如果语音的类别是VOICED，则丢失信号所对应的残差e(n)，n＝0，…，L-1采用重复历史数据对应的最后一个基音周期的残差数据获得，即：e(n)＝e(n-T0)而对于其它类型的语音，为了避免生成的数据周期性太强(对于非语音的数据，如果周期性太强，听起来就会有音乐噪声等不舒服噪声)，则使用下面的公式生成丢失信号所对应的残差信号e(n)，n＝0，…，L-1：e(n)＝e(n-T0+(-1)n)。除了生成丢失帧对应的信号外，为了保证丢失帧和丢失帧之后的第一个-->好帧之间的平滑拼接，还要继续生成额外80个样点的数据e(n)，n＝L，…，L+79，以生成用于CROSS-FADING的信号。(4)LP合成在生成丢失帧和CROSS-FADING对应的残差信号e(n)后，接着用下面的公式得到重构的丢失帧信号ylpre(n)，n＝0，…，L-1：ylpre(n)=e(n)-Σi=18aiyl(n-i)]]>其中，残差信号e(n)，n＝0，…，L-1，是在章节步骤3基音周期重复中得到的残差。除此之外，还要继续使用上述公式生成用于CROSS-FADING的80个样点ylpre(n)，n＝L，…，L+79。(5)Adaptive muting为了实现平滑的能量过渡，在与高带信号进行QMF之前，还需要对低带信号进行CROSS-FADING处理，规则如下表所示：在上表中，zl(n)为对应最终输出的当前帧对应的信号；xl(n)当前帧对应的好帧的信号；yl(n)对应当前帧同一时刻合成的信号，其中L为帧长，80为进行CROSS-FADING样点的个数。G.722附录4还考虑到针对不同的语音类型，在进行CROSS-FADING之前对ylpre(n)中的信号的能量进行控制。即yl(n)＝g_mute_lb×ylpre(n)  n＝0，…，L+79其中，g_mute_lb为每个样点所对应的系数。它的取值根据语音类型的不-->同以及丢包情况而变化，如下图3所示。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衰减因子的获取方法，用于丢包隐藏中的合成信号的处理，其特征在于，包括以下步骤：获取信号的变化趋势；根据所述信号的变化趋势获取衰减因子。

【技术特征摘要】
1.一种衰减因子的获取方法，用于丢包隐藏中的合成信号的处理，其特征在于，包括以下步骤：获取信号的变化趋势；根据所述信号的变化趋势获取衰减因子。2.如权利要求1所述衰减因子的获取方法，其特征在于，所述获取信号的变化趋势具体为：获取所述信号最后一个基音周期信号的能量与前一个基音周期信号的能量的比值；或获取所述信号最后一个基音周期信号的最大幅度值和最小幅度值的差值与前一个基音周期信号的最大幅度值和最小幅度值的差值的比值。3.如权利要求2所述衰减因子的获取方法，其特征在于，根据所述信号的变化趋势获取衰减因子前还包括：判断所述比值是否大于1，大于1则结束所述信号处理，否则继续。4.如权利要求2所述衰减因子的获取方法，其特征在于，根据所述信号的变化趋势获取衰减因子前还包括：判断所述最后一个基音周期信号的能量是否大于预先设定的限定值，大于则继续，否则结束所述信号处理。5.如权利要求2所述衰减因子的获取方法，其特征在于，根据所述信号的变化趋势获取衰减因子前还包括：判断所述最后一个基音周期信号的最大幅度值和最小幅度值的差是否大于预先设定的限定值，大于则继续，否则结束所述信号处理。6.如权利要求2所述衰减因子的获取方法，其特征在于，所述信号最后一个基音周期信号的能量与前一个基音周期信号的能量的比值为：R=E1/E2;]]>其中，E1为最后一个基音周期信号的能量，E2为前一个基音周期信号的能量。7.如权利要求2所述衰减因子的获取方法，其特征在于，所述信号最后一个基音周期信号的最大幅度值和最小幅度值的差值与前一个基音周期信号的最大幅度值和最小幅度值的差值的比值为：R＝P1/P2；其中，P1为信号最后一个基音周期信号的最大幅度值和最小幅度值的差值，P2为前一个基音周期信号的最大幅度值和最小幅度值的差值。8.如权利要求6或7所述衰减因子的获取方法，其特征在于，根据所述信号的变化趋势获取衰减因子具体为：获取衰减因子为yl(n)＝ylpre(n)*(1-C*(n+1))    n＝0，..，N-1，其中，C为衰减系数，C＝(1-R)/T0，N为合成信号的长度，T0为基音周期的长度。9.如权利要求8所述衰减因子的获取方法，其特征在于，所述衰减因子1-C*(n+1)＜0时，令所述衰减因子1-C...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹五洲，王东琦，涂永峰，王静，张清，苗磊，许剑峰，胡晨，杨毅，杜正中，齐峰岩，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]