專利名稱：語音編碼/解碼裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行編碼來傳輸?shù)囊苿?dòng)通信系統(tǒng)或語音錄音裝置等用途中所用的低比特率語音編碼裝置。
背景技術(shù)：
在數(shù)字移動(dòng)通信或語音存儲(chǔ)領(lǐng)域，為了有效利用電波或記錄媒體，使用對(duì)語音信息進(jìn)行壓縮、以低比特率進(jìn)行編碼的語音編碼裝置。特別是，主要在語音信號(hào)的有聲區(qū)間中對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行編碼傳輸，而在無聲區(qū)間中則由專用的無聲區(qū)間的噪聲信號(hào)編碼器以比有聲區(qū)間低的比特率進(jìn)行編碼傳輸。由此，能夠進(jìn)一步降低傳輸?shù)谋忍芈省?br> 作為這種以低比特率進(jìn)行編碼的現(xiàn)有技術(shù)，有ITU-T推薦的G.729 AnnexB(附錄B)(″A silence compression scheme for G.729 optimized for terminalsconforming to Recommendation V.70(最適于符合推薦V.70的終端的G.729無聲壓縮方案)″)的帶有DTX(Discontinuous Transmission，不連續(xù)傳輸)控制的CS-ACELP(conjugate-structure algebraic-code-excited linear-prediction，共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測)編碼方式。
現(xiàn)有技術(shù)的帶有DTX控制的CS-ACELP編碼方式的編碼裝置的結(jié)構(gòu)示于圖1。在該編碼裝置中，首先由有聲/無聲判定器1判定輸入信號(hào)是有聲區(qū)間還是無聲區(qū)間(只有背景噪聲的區(qū)間)。
然后，在有聲/無聲判定器1判定為有聲的情況下，由CS-ACELP語音編碼器2對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行有聲區(qū)間的語音編碼。另一方面，在有聲/無聲判定器1判定為無聲的情況下，由無聲區(qū)間編碼器3對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行無聲區(qū)間中的背景噪聲的編碼。
該無聲區(qū)間編碼器3根據(jù)輸入信號(hào)來計(jì)算與有聲區(qū)間的編碼同樣的LPC系數(shù)和輸入信號(hào)的LPC預(yù)測殘差能量，將它們作為無聲區(qū)間的編碼數(shù)據(jù)輸出到DTX控制及復(fù)用器4。
DTX控制及復(fù)用器4根據(jù)有聲/無聲判定器1、CS-ACELP語音編碼器2及無聲區(qū)間編碼器3的輸出，對(duì)要作為發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制、復(fù)用，并作為發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出。
接著，圖2示出現(xiàn)有技術(shù)的解碼裝置的結(jié)構(gòu)。在該解碼裝置中，分離及DTX控制器11將編碼端對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)作為接收數(shù)據(jù)來接收，將該接收數(shù)據(jù)分離為語音解碼及噪聲生成所需的語音編碼數(shù)據(jù)或噪聲編碼數(shù)據(jù)、和有聲/無聲判定標(biāo)志。
接著，在上述有聲/無聲判定標(biāo)志表示有聲區(qū)間的情況下，由CS-ACELP語音解碼器12根據(jù)上述語音編碼數(shù)據(jù)來進(jìn)行語音解碼，將解碼語音輸出到輸出切換器14。另一方面，在上述有聲/無聲判定標(biāo)志表示無聲區(qū)間的情況下，由噪聲信號(hào)生成器13根據(jù)上述噪聲編碼數(shù)據(jù)來進(jìn)行噪聲信號(hào)的生成，將噪聲信號(hào)輸出到輸出切換器14。
然后，輸出切換器14按照有聲/無聲判定標(biāo)志的結(jié)果來切換并輸出上述語音解碼器12的輸出和上述噪聲信號(hào)生成器13的輸出，作為輸出信號(hào)。即，在有聲區(qū)間中將語音解碼器12的輸出作為輸出信號(hào)，而在無聲區(qū)間中則將噪聲信號(hào)生成器13的輸出作為輸出信號(hào)。
在上述現(xiàn)有語音編碼裝置中，只有有聲區(qū)間由CS-ACELP語音編碼器進(jìn)行編碼，而無聲區(qū)間(只有噪聲的區(qū)間)則由專用的無聲區(qū)間編碼器以比語音編碼器低的比特率進(jìn)行編碼，從而使傳輸?shù)钠骄忍芈式档汀?br> 然而，在作為輸入信號(hào)輸入了疊加有周圍背景噪聲的語音信號(hào)的情況下，在有聲區(qū)間中，由于該疊加的背景噪聲的影響，解碼語音的品質(zhì)惡化。此外，由于在無聲區(qū)間中用與有聲區(qū)間不同的方法編碼過的數(shù)據(jù)來生成噪聲，所以有聲區(qū)間中的解碼語音中的背景噪聲和無聲區(qū)間中生成的背景噪聲的聽覺品質(zhì)不同，因而產(chǎn)生不自然感。在編碼的比特率是8kbit/s及其以下的低比特率時(shí)，這些傾向特別顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種語音編碼裝置及解碼裝置，即使對(duì)疊加有背景噪聲的語音信號(hào)，也使解碼信號(hào)的品質(zhì)惡化少。
本發(fā)明的主題是不僅在無聲區(qū)間中、也在有聲區(qū)間中生成噪聲信號(hào)，在有聲區(qū)間中將該噪聲信號(hào)附加到解碼語音信號(hào)上并輸出，即使對(duì)疊加有背景噪聲的語音信號(hào)，也使解碼信號(hào)的品質(zhì)惡化少。


圖1是現(xiàn)有語音編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是現(xiàn)有語音解碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3是包括本發(fā)明實(shí)施例1的語音編碼/解碼裝置的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的語音編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的語音解碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的語音編碼方法的處理流程圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例1的語音解碼方法的處理流程圖；圖8A是示意性表示現(xiàn)有語音解碼裝置得到的輸出信號(hào)的示例圖；圖8B是示意性表示本發(fā)明的語音解碼裝置得到的輸出信號(hào)的示例圖；而圖9是本發(fā)明實(shí)施例2的語音解碼裝置中的語音/噪聲信號(hào)加法器的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖3是包括本發(fā)明實(shí)施例1的語音編碼/解碼裝置的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。在該無線通信裝置中，在發(fā)送端，語音由話筒等語音輸入裝置101變換為電模擬信號(hào)，輸出到A/D變換器102。模擬語音信號(hào)由A/D變換器102變換為數(shù)字信號(hào)，輸出到語音編碼裝置103。
語音編碼裝置103對(duì)數(shù)字語音信號(hào)進(jìn)行語音編碼處理，將編碼過的信息輸出到調(diào)制解調(diào)部104。調(diào)制解調(diào)部104對(duì)編碼過的語音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，送至無線發(fā)送部105。無線發(fā)送部105對(duì)調(diào)制后的信號(hào)施加規(guī)定的無線發(fā)送處理。該信號(hào)經(jīng)天線106被發(fā)送。
另一方面，在無線通信裝置的接收端，天線107接收到的接收信號(hào)由無線接收部108施加規(guī)定的無線接收處理，送至調(diào)制解調(diào)部104。調(diào)制解調(diào)部104對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)處理，將解調(diào)后的信號(hào)輸出到語音解碼裝置109。語音解碼裝置109對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行語音解碼處理，得到數(shù)字解碼語音信號(hào)，將該數(shù)字解碼語音信號(hào)輸出到D/A變換器110。
D/A變換器110將從語音解碼裝置109輸出的數(shù)字解碼語音信號(hào)變換為模擬語音信號(hào)，輸出到揚(yáng)聲器等語音輸出裝置111。最后，語音輸出裝置111將電模擬信號(hào)變?yōu)檎Z音并輸出。
圖3所示的語音編碼裝置103具有圖4所示的結(jié)構(gòu)。圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的語音編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。有聲/無聲判定器201判定輸入語音信號(hào)是有聲區(qū)間還是無聲區(qū)間(只有噪聲的區(qū)間)，將其判定結(jié)果(區(qū)間判定信息)輸出到DTX及復(fù)用器204。
有聲/無聲判定器201可以是任意的，一般用輸入信號(hào)的功率、頻譜或音調(diào)周期等多個(gè)參數(shù)的瞬時(shí)量或變化量等來進(jìn)行判定。
然后，在有聲/無聲判定器201的判定結(jié)果是有聲的情況下，由語音編碼器202對(duì)輸入語音信號(hào)進(jìn)行語音編碼，將該編碼數(shù)據(jù)輸出到DTX及復(fù)用器204。該語音編碼器202是有聲區(qū)間編碼器，也可以是對(duì)語音高效率進(jìn)行編碼的任意編碼器。
另一方面，在上述有聲/無聲判定器201的判定結(jié)果是無聲的情況下，由噪聲信號(hào)編碼器203在只含噪聲信號(hào)的無聲區(qū)間中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行噪聲信號(hào)的編碼，將噪聲編碼數(shù)據(jù)輸出到DTX及復(fù)用器204。該噪聲信號(hào)編碼器203可以是任意的，一般對(duì)表示噪聲信號(hào)頻譜的信息(例如，LPC參數(shù))及表示信號(hào)功率的信息進(jìn)行編碼。
最后，DTX控制及復(fù)用器204用來自有聲/無聲判定器201、語音編碼器202及噪聲信號(hào)編碼器203的輸出進(jìn)行要作為發(fā)送數(shù)據(jù)來發(fā)送的信息的控制和發(fā)送信息的復(fù)用，作為發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出。
接著，說明語音解碼裝置109的結(jié)構(gòu)。圖3所示的語音解碼裝置109具有圖5所示的結(jié)構(gòu)。首先，分離及DTX控制器301將編碼端對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼而發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)作為接收數(shù)據(jù)來接收，分離為語音解碼或噪聲生成所需的語音編碼數(shù)據(jù)或噪聲編碼數(shù)據(jù)、和有聲/無聲判定標(biāo)志。
接著，在有聲/無聲判定標(biāo)志表示有聲區(qū)間的情況下，由語音解碼器302根據(jù)語音編碼數(shù)據(jù)來進(jìn)行語音解碼，輸出解碼語音。此外，由噪聲信號(hào)生成器303根據(jù)噪聲編碼數(shù)據(jù)來進(jìn)行噪聲信號(hào)的生成，輸出噪聲信號(hào)。噪聲信號(hào)生成例如如下實(shí)現(xiàn)在編碼端用頻譜和功率來表示噪聲信號(hào)，用LPC參數(shù)對(duì)頻譜進(jìn)行編碼，用LPC殘差信號(hào)功率對(duì)功率進(jìn)行了編碼的情況下，在接收端用對(duì)具有解碼過的LPC殘差信號(hào)功率的隨機(jī)驅(qū)動(dòng)音源進(jìn)行解碼所得的LPC參數(shù)來進(jìn)行LPC合成。
也可以采用下述結(jié)構(gòu)通過DTX控制，在無聲區(qū)間中，按照一定周期間隔或需要來接收噪聲編碼數(shù)據(jù)并進(jìn)行噪聲生成，在什么也沒有接收到的區(qū)間中輸出用過去接收到的噪聲編碼數(shù)據(jù)來生成的噪聲信號(hào)。
然后，語音/噪聲信號(hào)加法器304在無聲區(qū)間中原封不動(dòng)地輸出噪聲信號(hào)生成器303輸出的生成噪聲信號(hào)，作為解碼信號(hào)輸出，而在有聲區(qū)間中，則將語音解碼器302輸出的解碼語音信號(hào)和噪聲信號(hào)生成器303輸出的生成噪聲信號(hào)相加，作為解碼信號(hào)輸出。
接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的語音編碼部及語音解碼部的工作情況。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的語音編碼方法的處理流程圖。在本方法中，按一定的短區(qū)間(例如，10～50ms左右)的每幀來重復(fù)進(jìn)行圖6所示的主處理。
首先，在步驟(以下簡稱ST)11中，輸入以幀為單位的輸入信號(hào)。接著，在ST12中，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行有聲/無聲判定(ST13)，輸出其判定結(jié)果。然后，在該判定結(jié)果是有聲的情況下，通過ST14對(duì)輸入語音信號(hào)進(jìn)行語音編碼處理，輸出其編碼數(shù)據(jù)。
另一方面，在ST13的判定結(jié)果是無聲的情況下，在ST15中由噪聲信號(hào)編碼器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行噪聲信號(hào)編碼處理，輸出表現(xiàn)輸入噪聲信號(hào)的噪聲編碼數(shù)據(jù)。
然后，在ST16中，用有聲/無聲判定、語音編碼處理及噪聲信號(hào)編碼處理的結(jié)果所得到的輸出進(jìn)行要作為發(fā)送數(shù)據(jù)來發(fā)送的信息的控制和發(fā)送信息的復(fù)用，最后在ST17中作為發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例1的語音解碼方法的處理流程圖。在本方法中，按一定的短區(qū)間(例如，10～50ms左右)的每幀來重復(fù)進(jìn)行圖7所示的主處理。
首先，在ST21中，輸入編碼端對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼而發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)。接著，在ST22中，分離語音解碼及噪聲生成所需的語音編碼數(shù)據(jù)或噪聲編碼數(shù)據(jù)、和有聲/無聲判定標(biāo)志。
在ST23中，檢查有聲/無聲判定標(biāo)志表示的有聲/無聲判定結(jié)果(ST24)，在有聲/無聲判定標(biāo)志表示有聲區(qū)間的情況下，在ST25中，由語音編碼數(shù)據(jù)來進(jìn)行語音解碼，輸出解碼語音。接著，在ST26中，由噪聲編碼數(shù)據(jù)來進(jìn)行噪聲信號(hào)的生成，輸出生成噪聲信號(hào)。
然后，在ST27中，將ST25輸出的解碼語音信號(hào)、和ST26輸出的生成噪聲信號(hào)相加。但是，在無聲區(qū)間中，不加上解碼語音信號(hào)，只輸出生成噪聲信號(hào)。最后，在ST28中，將最終得到的輸出信號(hào)作為解碼器的輸出來輸出。
圖8示意性地示出在輸入了疊加有背景噪聲的語音信號(hào)的情況下，用現(xiàn)有語音解碼裝置得到的輸出信號(hào)及用本發(fā)明的語音解碼裝置得到的輸出信號(hào)的例子。
在現(xiàn)有技術(shù)的語音解碼裝置中，如圖8A所示，在有聲區(qū)間中，對(duì)疊加有背景噪聲的語音信號(hào)進(jìn)行解碼所造成的解碼語音失真直接引起聽覺品質(zhì)惡化，并且有聲區(qū)間中的解碼語音中的背景噪聲和用與有聲區(qū)間不同的方法生成的無聲區(qū)間中的背景噪聲的聽覺品質(zhì)不同，因而產(chǎn)生不自然感。
與此相反，在本發(fā)明的語音解碼裝置中，如圖8B所示，不僅在無聲區(qū)間中、也在有聲區(qū)間中將噪聲信號(hào)生成器生成的生成噪聲信號(hào)附加到解碼語音信號(hào)上并輸出，從而有聲區(qū)間的背景噪聲造成的品質(zhì)惡化被掩蓋，減少惡化的影響，并且有聲區(qū)間中的解碼語音中的背景噪聲和無聲區(qū)間中生成的背景噪聲的聽覺品質(zhì)類似，從而不自然感減少。
于是，根據(jù)本實(shí)施例的語音編碼·解碼裝置及語音編碼·解碼方法，噪聲信號(hào)生成器不僅在無聲區(qū)間中、也在有聲區(qū)間中也生成噪聲信號(hào)，語音/噪聲信號(hào)加法器在有聲區(qū)間中對(duì)解碼語音信號(hào)附加生成噪聲信號(hào)并輸出，從而即使對(duì)疊加有背景噪聲的語音信號(hào)，也能用相加的生成噪聲信號(hào)來掩蓋有聲區(qū)間的背景噪聲，減少惡化的影響。此外，通過有聲區(qū)間中的解碼語音中的背景噪聲和無聲區(qū)間中生成的背景噪聲的聽覺品質(zhì)類似，從而不自然感減少，能夠進(jìn)行改善了語音品質(zhì)的語音解碼。
(實(shí)施例2)圖9是本發(fā)明實(shí)施例2的語音解碼裝置中的語音/噪聲信號(hào)加法器的結(jié)構(gòu)方框圖。本發(fā)明實(shí)施例2的語音解碼裝置的整體結(jié)構(gòu)及其工作情況除了語音/噪聲信號(hào)加法器外與實(shí)施例1相同，所以省略其說明，用圖9只說明語音/噪聲信號(hào)加法器的工作情況。
在圖9中，相加噪聲特性控制器401按照生成噪聲信號(hào)的特性來自適應(yīng)地控制相加到有聲區(qū)間中的噪聲的特性。特性控制后的生成噪聲信號(hào)被輸出到加法器402，與另外輸入到加法器402中的解碼語音信號(hào)相加，作為解碼輸出信號(hào)來輸出。在此情況下，相加噪聲特性控制器401根據(jù)有聲/無聲判定標(biāo)志來切換相加的噪聲信號(hào)，輸出到加法器402。由此，能夠自適應(yīng)地切換相加到有聲區(qū)間上的噪聲信號(hào)和相加到無聲區(qū)間上的噪聲信號(hào)，能夠得到在聽覺上進(jìn)一步改善了語音品質(zhì)的解碼語音。
相加噪聲特性控制器401的控制具體如下所述在有聲區(qū)間中，作為一例，在輸入到相加噪聲特性控制器401中的生成噪聲信號(hào)具有非平穩(wěn)特性的情況下，抑制輸入的生成噪聲信號(hào)的電平，將抑制后的生成噪聲信號(hào)輸出到加法器402。
生成噪聲信號(hào)的非平穩(wěn)性例如可以如下判定分析接收到的噪聲編碼數(shù)據(jù)或生成噪聲信號(hào)的頻譜及功率的變動(dòng)，在該變動(dòng)大的情況下，判定為非平穩(wěn)。或者也可以在編碼端將在無聲區(qū)間中的噪聲信號(hào)編碼中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分析而得到的信號(hào)特性(例如，平穩(wěn)/非平穩(wěn))作為編碼信息來傳輸。此外，相加噪聲特性控制器401也可以不僅控制相加的生成噪聲的電平，而且控制其他特性(例如，頻譜形狀)。
于是，根據(jù)本實(shí)施例的語音解碼裝置，由于按照輸入信號(hào)上疊加的背景噪聲的特性來自適應(yīng)地控制加到有聲區(qū)間中的生成噪聲的特性，所以能夠進(jìn)行在聽覺上進(jìn)一步改善了語音品質(zhì)的解碼。具體地說，作為一例，在判定無聲區(qū)間的噪聲信號(hào)的特性為非平穩(wěn)的情況下，通過減小附加到有聲區(qū)間中的生成噪聲信號(hào)的電平，能夠減少在有聲區(qū)間中附加生成噪聲而造成的不必要的噪聲感。
本發(fā)明能夠應(yīng)用于數(shù)字無線通信系統(tǒng)中的無線基站裝置或通信終端裝置。由此，能夠進(jìn)行聽覺上改善了的語音信號(hào)的發(fā)送接收。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例1、2，可以進(jìn)行各種變更來實(shí)施。上述實(shí)施例1、2的語音編碼/解碼裝置是作為語音編碼/解碼裝置來說明的，但是也可以將這些語音編碼/解碼作為軟件來構(gòu)成。例如，也可以將上述語音編碼/解碼的程序保存到ROM上，使之根據(jù)該程序按照CPU的指示來工作。此外，也可以將語音編碼/解碼程序保存到計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)媒體上，將該存儲(chǔ)媒體的語音編碼/解碼程序記錄到計(jì)算機(jī)的RAM上，使之根據(jù)程序來工作。在這種情況下，也呈現(xiàn)與上述實(shí)施例1、2同樣的作用、效果。
本發(fā)明的語音解碼裝置采用下述結(jié)構(gòu)，包括接收部，接收包含編碼端編碼過的語音編碼數(shù)據(jù)及噪聲編碼數(shù)據(jù)、以及區(qū)間判定信息的信號(hào)；語音解碼部，在上述區(qū)間判定信息表示有聲區(qū)間的情況下對(duì)上述語音編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；噪聲信號(hào)生成部，由上述噪聲編碼數(shù)據(jù)來生成噪聲信號(hào)；以及噪聲信號(hào)加法部，在上述有聲區(qū)間中，將上述語音解碼部解碼過的解碼語音信號(hào)與上述噪聲信號(hào)相加。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于噪聲信號(hào)生成部不僅在無聲區(qū)間中、也在有聲區(qū)間中生成噪聲信號(hào)，噪聲信號(hào)加法部在有聲區(qū)間中對(duì)解碼語音信號(hào)附加生成噪聲信號(hào)并輸出，所以即使對(duì)疊加有背景噪聲的語音信號(hào)，也能通過相加的生成噪聲信號(hào)來掩蓋有聲區(qū)間的背景噪聲造成的品質(zhì)惡化，減少惡化的影響。此外，通過使有聲區(qū)間中的解碼語音中的背景噪聲和無聲區(qū)間中生成的背景噪聲的聽覺品質(zhì)類似，從而不自然感減少，能夠進(jìn)行改善了語音品質(zhì)的解碼。
本發(fā)明的語音解碼裝置在上述結(jié)構(gòu)中采用下述結(jié)構(gòu)噪聲信號(hào)加法部根據(jù)噪聲編碼數(shù)據(jù)或噪聲信號(hào)的特性來自適應(yīng)地控制加到有聲區(qū)間中的噪聲信號(hào)的特性。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，按照輸入信號(hào)上疊加的背景噪聲的特性來自適應(yīng)地控制加到有聲區(qū)間中的生成噪聲的特性，從而能夠進(jìn)行在聽覺上進(jìn)一步改善了語音品質(zhì)的解碼。
本發(fā)明的語音解碼裝置在上述結(jié)構(gòu)中采用下述結(jié)構(gòu)在區(qū)間判定信息為無聲區(qū)間情況下的噪聲信號(hào)的特性是非平穩(wěn)時(shí)，噪聲信號(hào)加法部減小加到有聲區(qū)間中的噪聲信號(hào)的電平。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠減少在有聲區(qū)間中附加生成噪聲而造成的不必要的噪聲感。
本發(fā)明的語音編碼/解碼裝置采用下述結(jié)構(gòu)，包括語音編碼裝置和上述結(jié)構(gòu)的語音解碼裝置，該語音編碼裝置包括區(qū)間判定部，判定輸入語音信號(hào)是有聲區(qū)間還是無聲區(qū)間；語音編碼部，在上述區(qū)間判定部的判定結(jié)果是有聲的情況下，對(duì)上述輸入語音信號(hào)進(jìn)行語音編碼；以及噪聲信號(hào)編碼部，在上述區(qū)間判定部的判定結(jié)果是無聲的情況下，對(duì)上述輸入語音信號(hào)進(jìn)行噪聲信號(hào)的編碼。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使對(duì)于疊加有背景噪聲的語音信號(hào)，也能夠抑制解碼信號(hào)的品質(zhì)惡化來進(jìn)行編碼·解碼。
本發(fā)明的基站裝置的特征在于包括上述結(jié)構(gòu)的語音解碼裝置、或上述結(jié)構(gòu)的語音編碼/解碼裝置。此外，本發(fā)明的通信終端裝置的特征在于包括上述結(jié)構(gòu)的語音解碼裝置、或上述結(jié)構(gòu)的語音編碼/解碼裝置。根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行聽覺上改善了的語音信號(hào)的發(fā)送接收。
本發(fā)明的語音解碼方法包括接收步驟，接收包含編碼端編碼過的語音編碼數(shù)據(jù)及噪聲編碼數(shù)據(jù)、以及區(qū)間判定信息的信號(hào)；語音解碼步驟，在上述區(qū)間判定信息表示有聲區(qū)間的情況下對(duì)上述語音編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；噪聲信號(hào)生成步驟，由上述噪聲編碼數(shù)據(jù)來生成噪聲信號(hào)；以及噪聲信號(hào)加法步驟，在上述有聲區(qū)間中，將上述語音解碼步驟解碼過的解碼語音信號(hào)與上述噪聲信號(hào)相加。
根據(jù)該方法，噪聲信號(hào)生成步驟不僅在無聲區(qū)間中、也在有聲區(qū)間中生成噪聲信號(hào)，噪聲信號(hào)加法步驟在有聲區(qū)間中對(duì)解碼語音信號(hào)附加生成噪聲信號(hào)并輸出，從而即使對(duì)疊加有背景噪聲的語音信號(hào)，也能通過相加的生成噪聲信號(hào)來掩蓋有聲區(qū)間的背景噪聲，減少惡化的影響。此外，有聲區(qū)間中的解碼語音中的背景噪聲和無聲區(qū)間中生成的背景噪聲的聽覺品質(zhì)類似，從而不自然感減少，能夠進(jìn)行改善了語音品質(zhì)的解碼。
本發(fā)明的語音解碼方法在上述方法中，在噪聲信號(hào)加法步驟中，根據(jù)噪聲編碼數(shù)據(jù)或噪聲信號(hào)的特性來自適應(yīng)地控制加到有聲區(qū)間中的噪聲信號(hào)的特性。
根據(jù)該方法，按照輸入信號(hào)上疊加的背景噪聲的特性來自適應(yīng)地控制加到有聲區(qū)間中的生成噪聲的特性，從而能夠進(jìn)行在聽覺上進(jìn)一步改善了語音品質(zhì)的解碼。
本發(fā)明的語音解碼方法在上述方法中，在噪聲信號(hào)加法步驟中，在區(qū)間判定信息為無聲區(qū)間情況下的噪聲信號(hào)的特性是非平穩(wěn)時(shí)，減小相加到有聲區(qū)間中的噪聲信號(hào)的電平。
根據(jù)該方法，能夠減少在有聲區(qū)間中附加生成噪聲而造成的不必要的噪聲感。
本發(fā)明的語音解碼方法的特征在于，將編碼時(shí)相加的噪聲信號(hào)相加到有聲區(qū)間上。由此，通過該相加的生成噪聲信號(hào)來掩蓋有聲區(qū)間的背景噪聲造成的品質(zhì)惡化，減少惡化的影響。
本發(fā)明的語音編碼/解碼方法包括語音編碼步驟和上述語音解碼步驟，在該語音編碼步驟中，判定輸入語音信號(hào)是有聲區(qū)間還是無聲區(qū)間，在上述判定的結(jié)果是有聲的情況下，對(duì)上述輸入語音信號(hào)進(jìn)行語音編碼，而在上述判定的結(jié)果是無聲的情況下，對(duì)上述輸入語音信號(hào)進(jìn)行噪聲信號(hào)的編碼。
根據(jù)該方法，即使對(duì)于疊加有背景噪聲的語音信號(hào)，也能夠抑制解碼信號(hào)的品質(zhì)惡化來進(jìn)行編碼·解碼。
本發(fā)明的記錄媒體是保存語音解碼程序、計(jì)算機(jī)可讀取的記錄媒體，上述語音解碼程序包括在包含編碼端編碼過的語音編碼數(shù)據(jù)及噪聲編碼數(shù)據(jù)、以及區(qū)間判定信息的信號(hào)的上述區(qū)間判定信息表示有聲區(qū)間的情況下對(duì)語音編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的步驟；由上述噪聲編碼數(shù)據(jù)來生成噪聲信號(hào)的步驟；在上述有聲區(qū)間中，將解碼過的解碼語音信號(hào)與上述噪聲信號(hào)相加的步驟。
如上所述，在本發(fā)明的語音編碼·解碼裝置中，噪聲信號(hào)生成器不僅在無聲區(qū)間中、也在有聲區(qū)間中生成噪聲信號(hào)，語音/噪聲信號(hào)加法器在有聲區(qū)間中對(duì)解碼語音信號(hào)附加生成噪聲信號(hào)并輸出。由此，即使對(duì)疊加有背景噪聲的語音信號(hào)，也能用相加的生成噪聲信號(hào)來掩蓋有聲區(qū)間的背景噪聲，減少惡化的影響，并且通過使有聲區(qū)間中的解碼語音中的背景噪聲和無聲區(qū)間中生成的背景噪聲的聽覺品質(zhì)類似，從而減少不自然感，能夠進(jìn)行改善了語音品質(zhì)的語音解碼。
此外，在本發(fā)明的語音編碼·解碼裝置中，按照輸入信號(hào)上疊加的背景噪聲的特性來自適應(yīng)地控制加到有聲區(qū)間中的生成噪聲的特性。由此，能夠進(jìn)行在聽覺上進(jìn)一步改善了語音品質(zhì)的解碼。具體地說，作為一例，在判定無聲區(qū)間的噪聲信號(hào)的特性為非平穩(wěn)的情況下，通過減小附加到有聲區(qū)間中的生成噪聲信號(hào)的電平，能夠減少在有聲區(qū)間中附加生成噪聲而造成的不必要的噪聲感。
本說明書基于2000年2月29日申請(qǐng)的(日本)2000-054108專利申請(qǐng)。其內(nèi)容全部包含于此。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠應(yīng)用于對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行編碼來傳輸?shù)囊苿?dòng)通信系統(tǒng)或語音錄音裝置等用途中所用的低比特率語音編碼裝置。
權(quán)利要求
1.一種語音解碼裝置，包括接收部件，接收包含編碼端編碼過的語音編碼數(shù)據(jù)及噪聲編碼數(shù)據(jù)、以及區(qū)間判定信息的信號(hào)；語音解碼部件，在所述區(qū)間判定信息表示有聲區(qū)間的情況下，對(duì)所述語音編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；噪聲信號(hào)生成部件，由所述噪聲編碼數(shù)據(jù)來生成噪聲信號(hào)；以及噪聲信號(hào)加法部件，在所述有聲區(qū)間中，將所述語音解碼部件解碼過的解碼語音信號(hào)與所述噪聲信號(hào)相加。
2.如權(quán)利要求1所述的語音解碼裝置，其中，噪聲信號(hào)加法部件根據(jù)噪聲編碼數(shù)據(jù)或噪聲信號(hào)的特性來自適應(yīng)地控制相加到有聲區(qū)間中的噪聲信號(hào)的特性。
3.如權(quán)利要求2所述的語音解碼裝置，其中，在區(qū)間判定信息為無聲區(qū)間情況下的噪聲信號(hào)的特性是非平穩(wěn)時(shí)，噪聲信號(hào)加法部件減小相加到有聲區(qū)間中的噪聲信號(hào)的電平。
4.一種語音編碼/解碼裝置，包括語音編碼裝置和權(quán)利要求1所述的語音解碼裝置，其中，該語音編碼裝置包括區(qū)間判定部件，判定輸入語音信號(hào)是有聲區(qū)間還是無聲區(qū)間；語音編碼部件，在所述區(qū)間判定部件的判定結(jié)果是有聲的情況下，對(duì)所述輸入語音信號(hào)進(jìn)行語音編碼；以及噪聲信號(hào)編碼部件，在所述區(qū)間判定部件的判定結(jié)果是無聲的情況下，對(duì)所述輸入語音信號(hào)進(jìn)行噪聲信號(hào)的編碼。
5.一種語音編碼裝置，包括區(qū)間判定部件，判定輸入語音信號(hào)是有聲區(qū)間還是無聲區(qū)間；語音編碼部件，在所述區(qū)間判定部件的判定結(jié)果是有聲的情況下，對(duì)所述輸入語音信號(hào)進(jìn)行語音編碼；以及噪聲信號(hào)編碼部件，在所述區(qū)間判定部件的判定結(jié)果是無聲的情況下，對(duì)所述輸入語音信號(hào)進(jìn)行噪聲信號(hào)的編碼。
6.一種語音解碼方法，包括接收步驟，接收包含編碼端編碼過的語音編碼數(shù)據(jù)及噪聲編碼數(shù)據(jù)、以及區(qū)間判定信息的信號(hào)；語音解碼步驟，在所述區(qū)間判定信息表示有聲區(qū)間的情況下，對(duì)所述語音編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；噪聲信號(hào)生成步驟，由所述噪聲編碼數(shù)據(jù)來生成噪聲信號(hào)；以及噪聲信號(hào)加法步驟，在所述有聲區(qū)間中，將所述語音解碼步驟解碼過的解碼語音信號(hào)與所述噪聲信號(hào)相加。
7.如權(quán)利要求6所述的語音解碼方法，其中，在噪聲信號(hào)加法步驟中，根據(jù)噪聲編碼數(shù)據(jù)或噪聲信號(hào)的特性來自適應(yīng)地控制加到有聲區(qū)間中的噪聲信號(hào)的特性。
8.如權(quán)利要求7所述的語音解碼方法，其中，在噪聲信號(hào)加法步驟中，在區(qū)間判定信息為無聲區(qū)間情況下的噪聲信號(hào)的特性是非平穩(wěn)時(shí)，減小加到有聲區(qū)間中的噪聲信號(hào)的電平。
9.如權(quán)利要求6所述的語音解碼方法，其中，將編碼時(shí)加上的噪聲信號(hào)加到有聲區(qū)間上。
10.一種語音編碼/解碼方法，包括語音編碼步驟和權(quán)利要求6所述的語音解碼步驟，其中，在該語音編碼步驟中，判定輸入語音信號(hào)是有聲區(qū)間還是無聲區(qū)間，在所述判定的結(jié)果是有聲的情況下，對(duì)所述輸入語音信號(hào)進(jìn)行語音編碼，而在所述判定的結(jié)果是無聲的情況下，對(duì)所述輸入語音信號(hào)進(jìn)行噪聲信號(hào)的編碼。
11.一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄媒體，保存語音解碼程序，其中，所述語音解碼程序包括在包含編碼端編碼過的語音編碼數(shù)據(jù)及噪聲編碼數(shù)據(jù)、以及區(qū)間判定信息的信號(hào)的所述區(qū)間判定信息表示有聲區(qū)間的情況下對(duì)語音編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的步驟；由所述噪聲編碼數(shù)據(jù)來生成噪聲信號(hào)的步驟；以及在所述有聲區(qū)間中，將解碼過的解碼語音信號(hào)與所述噪聲信號(hào)相加的步驟。
12.一種使計(jì)算機(jī)工作的語音解碼程序，其中，所述語音解碼程序包括在包含編碼端編碼過的語音編碼數(shù)據(jù)及噪聲編碼數(shù)據(jù)、以及區(qū)間判定信息的信號(hào)的所述區(qū)間判定信息表示有聲區(qū)間的情況下對(duì)語音編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的功能；由所述噪聲編碼數(shù)據(jù)來生成噪聲信號(hào)的功能；以及在所述有聲區(qū)間中，將解碼過的解碼語音信號(hào)與所述噪聲信號(hào)相加的功能。
全文摘要
分離及DTX控制器301將編碼端對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)作為接收數(shù)據(jù)來接收,分離為語音解碼或噪聲生成所需的語音編碼數(shù)據(jù)或噪聲編碼數(shù)據(jù)、和有聲/無聲判定標(biāo)志。在有聲/無聲判定標(biāo)志表示有聲區(qū)間的情況下,由語音解碼器302根據(jù)語音編碼數(shù)據(jù)來進(jìn)行語音解碼,輸出解碼語音。由噪聲信號(hào)生成器303根據(jù)噪聲編碼數(shù)據(jù)來進(jìn)行噪聲信號(hào)的生成,輸出噪聲信號(hào)。語音/噪聲信號(hào)加法器304在無聲區(qū)間中原封不動(dòng)地輸出噪聲信號(hào)生成器303輸出的生成噪聲信號(hào),作為解碼信號(hào)輸出,而在有聲區(qū)間中,則將語音解碼器302輸出的解碼語音信號(hào)和噪聲信號(hào)生成器303輸出的生成噪聲信號(hào)相加,作為解碼信號(hào)輸出。
文檔編號(hào)G10L19/04GK1366658SQ01800859
公開日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月29日
發(fā)明者吉田幸司 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社