可变帧偏移编码制造技术

本发明专利技术涉及对基于帧的编解码器的改进，尤其涉及编码／解码方法、编码器／解码器（编解码器）以及无线电通信设备。虽然帧的开始相对于先前帧的结束有时间偏移，但是在改进的基于帧的编解码器的输出处提供的信号包括规则持续时间的帧。所述时间偏移逐帧变化。来自改进的编解码器的输出信号不具有固定的成帧网格。时间偏移可以为正，在这种情况下，利用间隙隔开两个连续的帧，在所述间隙中插入替代信号；或者时间偏移可以为负，在这种情况下，两个连续的帧出现重叠。可以使用先前帧中的信号的外推、来自先前帧和后续帧的信号的内插、或者直接编码的信号作为替代信号。负偏移使得捕捉待编码的信号中的瞬变成为可能。本发明专利技术涉及对基于帧的编解码器的改进，尤其涉及编码／解码方法、编码器／解码器（编解码器）以及无线电通信设备。虽然帧的开始相对于先前帧的结束有时间偏移，但是在改进的基于帧的编解码器的输出处提供的信号包括规则持续时间的帧。所述时间偏移逐帧变化。来自改进的编解码器的输出信号不具有固定的成帧网格。时间偏移可以为正，在这种情况下，利用间隙隔开两个连续的帧，在所述间隙中插入替代信号；或者时间偏移可以为负，在这种情况下，两个连续的帧出现重叠。可以使用先前帧中的信号的外推、来自先前帧和后续帧的信号的内插、或者直接编码的信号作为替代信号。负偏移使得捕捉待编码的信号中的瞬变成为可能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对基于帧的编解码器(codec)的改进，尤其涉及编码/ 解码方法、编码器/解码器(编解码器)以及无线电通信设备。虽然帧的 开始相对于先前帧的结束有时间偏移(time offset)，但是在改进的基于 帧的编解码器的输出处提供的信号包括规则(regular)持续时间的帧。 所述时间偏移逐帧变化。来自改进的编解码器的输出信号不具有固定的 成帧网才各(framing grid)。
技术介绍
对于无线VoIP业务，降低无线链路上的比特率将日益重要。与单 个会话相关联的比特率越低，给定带宽的无线电信道能够传输的会话就 越多。一种降低比特率的手段是采用可变速率编码。然而，即使比特流很 低，无论如何也必须利用额外的开销将所传送的语音参数封装在 IP/UDP/RTP分组中。然而，使用诸如ROHC (鲁棒首部压缩)之类的 首部压缩技术能够将这种开销减少至3或4字节。IP栈的较低层(例如 数据链路层和物理层)产生其他的封包(packetization)开销。H. Sanneck, N. Le, M. Haardt和W.Mohr于2001年9月在丹麦奥尔 堡的Fourth International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communication发表的i仑文"Selective Packet Prioritization for Wireless VoIP"'公开了一种对可能"通过使用ECU (误差掩蔽单元(error concealment unit))而利用误差掩蔽覆盖(cover)的"帧进行标记的方 法。能够被ECU覆盖的帧被指定以较低优先级，以使得如果在网络中 出现拥塞，则首先丢弃较低优先级的分组。在LARA-BARRON; LOCKHART的论文"Missing packet recovery of low-bit-rate coded speech using a novel packet-based embedded coder" (PROC. OF THE EUROPEAN SIGNAL PROCESSING CONFERENCE, SGNAL PROCESSING THEORIES AND APPLICATIONS巻2,第5期， 1990年9月18日-1990年9月21日，巴塞罗那，第1115-1118页)测试了类似的方法，但是该方法用于嵌入式DPCM (差分脉冲编码调制)编码。用于非常低速率的语音编码的分段声码器(segement vocoder)应用 这样的技术，其中将语音划分成长度变化的单元(分段)，继而依次对 这些单元进行编码和传送。可变帧速率系统使用类似的技术，其将编解 码器的帧长度调节到一定持续时间，对于该持续时间能够认为描述语音 信号的参数是不变的。现有方案的问题利用额外的封包开:肖来传送所产生的参数。'这种开;肖与待传送的有效载荷的大小无关。因此，VoIP应用中的VR编解码器(可变速率编解码器) 通常有以下问题它们能够提供的源比特率降低不会转化成相应的总传 输速率的节约。对AMR编解码器(自适应多速率编解码器)的可变速率扩展所存 在的特定问题是这样的扩展局限于现有的AMR模式。然而，更为高效 的可变速率操作将要求存在非常低速率的模式，例如2kbps (千比特每 秒)。然而，由于未解决的封包开销问题，新的(例如2kbps)的AMR 模式的实际好处对于VoIP应用而言实际上同样是非常有限的。Sanneck的方法的问题在于编码器不知道帧已经#1丢弃的事实。这 导致编码器和解码器之间的状态不匹配。因此，为了不至于使得所提供 的语音质量降低太多，对于使用在网络中丢弃的帧必须谨慎。Lara-Barrons方法的问题在于不节约带宽并且仅能够d、幅降低分组 速率。分段声码器以及可变帧速率系统对固定帧网才各起作用，对于其执行 一次(primary)帧方式(frame-wise)声码器参数计算。在下一个步骤 中，它们旨在将若干连续帧合并成可变长度单元，其中针对所述可变长 度单元得到单个参数表示。虽然这样的系统运行于非常低的比特率，但 是其主要问题在于它们局限于相对低质量的完全参数化的语音表示。它 们并不适合于高质量编码，例如根据旨在近似语音波形的综合分析范例 (analysis-by-synthesis paradigm )。许多要用于VoIP的基于帧的编解码器最初被设计用于CS (电路切 换)应用。因此，它们将语音分为例如20 ms (毫秒)的分段，这些是 针对利用20ms的固定成帧网格的分段的编码分段。所述编码的结果是 语音参数的集合。若干语音参数组块(每个组块对应于20ms的语音) ;故嵌入要传输至目的地的RTP分组中。由此，所述RTP分组中的信息 将对应于多个20 ms的语音分段，但是当经由某一传输介质进行传送时， 所述RTP分组的持续时间可能更短，甚至短于20ms。
技术实现思路
本专利技术涉及使用基于帧的编解码器对信号(即，原始语音信号)进 行编码的方法和装置，其中第一帧的处理开始相对于所述第一帧之前的 帧的处理结束有时间偏移。本专利技术还涉及对数字信号进行解码的方法，包括使第一帧的解码开 始相对于所述第一帧之前的帧的处理结束发生偏移的步骤。通过相对于先前帧的结束延迟帧(为了清楚起见，这里称为第一帧) 处理的开始，以使得所述第一帧相对于先前帧的结束具有正时间偏移， 所述正时间偏移将在先前帧的结束和第 一帧之间产生时间间隙(time gap)。所述时间间隙逐帧变化并且可能在其中插入信号(为了清楚起见， 在以下为称作替代(substitution)信号)。所述替代信号可以是先前帧 中的信号的外推(extrapolation)、先前帧和第 一帧中的信号的内插 (interpolation)或者是直接编码的信号。可以使用与用于先前帧和第一 帧的媒体流不同的媒体流来传送替代信号。示例性的替代信号是音视频 信号，并且第一帧和先前帧中的信号是音频或语音信号。应当注意到， 还可以是相反的情况，即，替代信号是音频信号或语音信号，而第一帧 和先前帧中的信号是音视频信号。本专利技术提供了用于控制时间偏移量的电路。可以使时间偏移依赖于 编码信号的质量并且考虑原始信号及其编码版本之间的偏差 (deviation)。可以对时间偏移进行额外的细化(refinement),例如在 控制时间偏移时考虑编码失真以及笫 一帧的编码。通过使第一帧的处理开始相对于先前帧的结束在时间上提前 (forward),以使得第一帧具有负时间偏移并且与先前帧部分重叠，该重叠部分中的信号将被编码两次。这增强了该信号部分的编码。使用负时间偏移可以捕捉到不同的信号变换(signal transition)。本专利技术非常适于连同使用RTP协议的语音和音频分组交换(PS) 传输一起使用，原因在于RTP提供了在任意时刻发信号通知在每个分组 中所密封的一个或多个编解码器帧的时间位置的功能，从而使得VoIP 可以使用灵活的帧网格而不是传统的固定网格(例如，20ms)。附图说明图1是图示本专利技术的基本方面的信号图； 图2是语音信号的信号图； 图3是根据本专利技术的语音信号的信号图； 图4是图1和图3中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用基于帧的编解码器对数字信号进行编码的方法，其特征在于第一帧的处理开始相对于所述第一帧之前的帧的处理结束有时间偏移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：S布鲁恩，
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]