音频编码设备、音频解码设备及其方法技术

本发明专利技术提供语音编码设备、语音解码设备及其方法。语音编码设备包括：基本层编码器（１０１），编码输入信号而生成第一编码信息；基本层解码器（１０２），解码第一编码信息而生成第一解码信号，同时生成作为表示语音或声音所具有的长期相关性的信息的长期预测信息；加法器（１０３），获取作为所述输入信号与所述第一解码信号之间的差值的残差信号；扩充层编码器（１０４），根据长期预测信息，利用从先前长期预测信号序列中取出的长期预测信号和由所述加法器获取的所述残差信号，计算长期预测系数，编码长期预测系数而生成第二编码信息。因此，可以以少量计算和少量编码信息实现可伸缩编码。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用在编码和发送语音和/或声音信号的通信系统中的语音编 码设备、语音解码设备及其方法。
技术介绍
在数字无线通信、以因特网为代表的分组通信和语音存储等领域中，为 了有效地利用无线电信号的传输信道容量和存储々某体，编码/解码语音信号的 技术是必不可少的，并且，人们已经开发出许多语音编码/解码方案。在这些 系统当中，CELP (码激励线性预测)语音编码/解码方案已经实际用作主流技术。CELP型语音编码设备根据事先存储的语音模型编码输入语音。更具体地 说，CELP型语音编码设备将数字化语音信号划分成大约20 ms的帧， 一帧一 帧地对语音信号进行线性预测分析，获取线性预测系数和线性预测残差矢量， 和分开编码线性预测系数和线性预测残差矢量。为了进行低位速率通信，由于存储的语音模型量是有限的，在传统CELP 型语音编码/解码方案中主要存储发声语音模型。在诸如因特网通信之类发送分组的通信系统中，取决于网络状态，会发 生分组丢失，最好，即使部分编码信息丢失了，也可以从其余编码信息部分 中解码出语音和声音。类似地，在根据通信容量改变位速率的可变速率通信 系统中，当通信容量降低时，最好，通过只发送部分编码信息就可以轻易地 减轻通信容量的负担。因此，作为允许利用全部编码信息或部分编码信息解 码语音和声音的技术，最近人们把注意力放在可伸缩编码技术上。 一些可伸 缩编码方案已经按惯例公开。可伸缩编码系统一般包括基本层和扩充层，这些层构成基本层是最低层 的分层结构。在每个层中，编码等于较低层中的输入信号和输出信号之间的 差值的残差信号。根据这种构造，可以利用所有层的编码信息或只利用较低 层的编码信息解码语音和/或声音信号。但是，在传统可伸缩编码系统中，CELP型语音编码/解码系统用作基本 层和扩充层的编码方案，从而在计算和编码信息两个方面都需要相当大的数量。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供利用少量计算和编码信息就能够实现可伸缩 编码的语音编码设备、语音解码设备及其方法。上述的目的通过如下的步骤达到提供进行长期预测的扩充层，利用语 音或声音的长期相关性特性对扩充层中的残差信号进行长期预测以便提高解 码信号的质量，利用基本层的长期预测信息获取长期预测日志，从而减少计 算量。根据本专利技术的一个方面提供了 一种语音编码设备。所述语音编码设备包 括基本层编码器，用于编码输入信号而生成第一编码信息；基本层解码器，用于解码所述第一编码信息而生成第一解码信号，同时生成作为表示语音或声音所具有的长期相关性的信息的长期预测信息；加法器，用于获取作为所 述输入信号与所述第一解码信号之间的差值的残差信号；以及扩充层编码器， 用于根据所述长期预测信息，利用从先前长期预测信号序列中取出的长期预 测信号和由所述加法器获取的所述残差信号，计算长期预测系数，编码所述 长期预测系数而生成第二编码信息。根据本专利技术的另 一个方面提供了 一种从上述语音编码设备接收第 一编码 信息和第二编码信息而解码语音的语音解码设备。所述语音解码设备包括 基本层解码器，用于解码所述第一编码信息而生成第一解码信号，同时生成 作为表示语音或声音所具有的长期相关性的信息的长期预测信息；扩充层解 码器，用于根据所述长期预测信息，利用从先前长期预测信号序列中取出的 长期预测信号，解码所述第二编码信息而生成第二解码信号；以及加法器， 用于相加所述第一解码信号和所述第二解码信号，并输出作为相加结果的语 音或声音信号。5附图简述附图说明图1是例示根据本专利技术第一实施例的语音编码设备和语音解码设备的配置的方块图2是例示根据上面实施例的基本层编码部分的内部配置的方块图； 图3是说明根据上面实施例的基本层编码部分中的参数确定部分确定从自适应激励码本中生成的信号的处理的图形；图4是例示根据上面实施例的基本层解码部分的内部配置的方块图； 图5是例示才艮据上面实施例的扩充层(enhancement layer)编码部分的内部配置的方块图6是例示根据上面实施例的扩充层解码部分的内部配置的方块图7是例示根据本专利技术第二实施例的扩充层编码部分的内部配置的方块图8是例示根据上面实施例的扩充层解码部分的内部配置的方块图；和 图9是例示根据本专利技术第三实施例的语音信号发送设备和语音信号接收 设备的配置的方块图。具体实施例方式下面将参照附图具体描述本专利技术的实施例。在每个实施例中将描述一种 情况，在其中，在包括基本层和扩充层的双层语音编码/解码方法的扩充层中 进行长期预测的情况。但是，本专利技术不局限于这样的层结构，本专利技术可应用 于在存在三层或更多层的分层语音编码/解码方法中利用较低层的长期预测 信息在较高层中进行长期预测的任何情况。分层语音编码方法指的是在较高 层中存在通过长期预测编码残差信号(较低层的输入信号与较低层的解码信 号之间的差值)以^便输出编码信息的数种语音编码方法和这些语音编码方法 构成分层结构。并且，分层语音解码方法指的是在较高层中存在解码残差信 号的数种语音解码方法和这些语音解码方法构成分层结构。这里，存在于最 低层中的语音/声音编码/解码方法被称作基本层。存在于比基本层高的层中 的语音/声音编码/解码方法被称作扩充层。在本专利技术的每个实施例中，举例描述基本层进行CELP型语音编码/解码 的情况。6(第一实施例)图1是例示根据本专利技术第一实施例的语音编码设备和语音解码设备的配 置的方块图。在图1中，语音编码设备100主要包括基本层编码部分101、基本层解码部分102、相加部分103、扩充层编码部分104和多3各复用部分105。语音 解码设备15Q主要包括多路分用部分151、基本层解码部分152、扩充层解码 部分15 3和相力口部分154。基本层编码部分101接收语音或声音信号，利用CELP型语音编码方法编 码输入信号，并将通过编码获得的基本层编码信息输出到基本层解码部分102 和多^^复用部分105。基本层解码部分102利用CELP型语音解码方法解码基本层编码信息，并 将通过解码获得的基本层解码信号输出到相加部分103。并且，基本层解码 部分102将基音延迟(pitch lag)输出到扩充层编码部分104，作为基本层 的长期预测信息。长期预测信息是指示语音或声音信号的长期相关性的信息。基音延 迟，，涉及由基本层指定的位置信息，以后会作更详细描述。相加部分103颠倒从基本层解码部分102输出的基本层解码信号的极性 以便与输入信号相加，并且将作为相加结果的残差信号输出到扩充层编码部 分104。扩充层编码部分104利用/人基本层解码部分102输出的长期预测信息并 从相加部分103输出的残差信号计算长期预测系数，编码长期预测系数，并 将通过编码获得的扩充层编码信息输出到多路复用部分105。多路复用部分105多路复用从基本层编码部分101输出的基本层编码信 息和从扩充层编码部分104输出的扩充层编码信息，以便通过传输信道输出 到多路分用部分151作为多路复用信息。多路分用部分151将从语音编码设备100发送的多路复用信息多路分用 成基本层编码信息和扩充层编码信息，并将多路分用基本层编码信息输出到 基本层解码部分152，同时将多路分用扩充层编码信息输出到扩充层解码部 分153。基本层解码部分152利用CEL本文档来自技高网...

【技术保护点】
语音编码设备，包括：　基本层编码器，用于编码输入信号而生成第一编码信息；　基本层解码器，用于解码所述第一编码信息而生成第一解码信号，同时生成作为表示语音或声音所具有的长期相关性的信息的长期预测信息；　加法器，用于获取作为所 述输入信号与所述第一解码信号之间的差值的残差信号；以及　扩充层编码器，用于根据所述长期预测信息，利用从先前长期预测信号序列中取出的长期预测信号和由所述加法器获取的所述残差信号，计算长期预测系数，编码所述长期预测系数而生成第二编码信息。

【技术特征摘要】
JP 2003-4-30 125665/031.语音编码设备，包括基本层编码器，用于编码输入信号而生成第一编码信息；基本层解码器，用于解码所述第一编码信息而生成第一解码信号，同时生成作为表示语音或声音所具有的长期相关性的信息的长期预测信息；加法器，用于获取作为所述输入信号与所述第一解码信号之间的差值的残差信号；以及扩充层编码器，用于根据所述长期预测信息，利用从先前长期预测信号序列中取出的长期预测信号和由所述加法器获取的所述残差信号，计算长期预测系数，编码所述长期预测系数而生成第二编码信息。2. 如权利要求1所述的语音编码设备， 所述扩充层编码器包括根据所述长期预测信息获取扩充层的长期预测延迟的部分；以及 从存储在緩冲器中的所述先前长期预测信号序列中取出倒退相当于所述 长期预测延迟的所述长期预测信号的部分。3. 如权利要求1所述的语音编码设备，所述基本层解码器将表示从驱动激励信号样本中取出的自适应激励矢...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤薰，森井利幸，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]