專利名稱：多通道聲碼器的語音處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動或固定通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于移動或固定通信網(wǎng)絡(luò)中多通道聲碼器的語音處理方法。
背景技術(shù)：
在通信網(wǎng)絡(luò)中，常常需要將G.711編碼格式的語音信號(64kbps)進(jìn)行壓縮編碼，以提取話音特征參數(shù)(一般小于16kbps)，降低數(shù)據(jù)傳輸速率，并由移動終端或固定終端還原成語音信號，上述工作通常由聲碼器完成。由于聲碼器處理的復(fù)雜性，使得語音信號端到端的延時增加。而在通信網(wǎng)絡(luò)中，為了增加系統(tǒng)容量，常常是多個通道的聲碼器同時處理，多通道處理進(jìn)一步增加了延時，過大的延時將會降低語音信號的質(zhì)量。下面將具體介紹產(chǎn)生延時的原理。
現(xiàn)有聲碼器的編碼方向的處理過程如圖1所示。其中，TDM(TimeDivision Multiplex，即時分復(fù)用)郵箱暫存從多通道串口(圖中為McBSP串口)中采集的PCM(脈沖編碼調(diào)制)數(shù)據(jù)，每一通道的聲碼器從TDM郵箱的對應(yīng)通道中獲取一幀PCM數(shù)據(jù)，然后依次對其所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。其中，TDM郵箱1和2采用乒乓方式，圖中所示郵箱1的每一通道中已經(jīng)采集好一幀數(shù)據(jù)，而郵箱2正在收集新的數(shù)據(jù)。在圖1中，首先由多通道聲碼器同時從TDM郵箱1的各個通道中分別獲取一幀已經(jīng)采集好的數(shù)據(jù)，然后由多通道聲碼器對各個通道依次進(jìn)行處理。當(dāng)處理完成后，郵箱1和郵箱2之間在外部事件(通常為中斷)的驅(qū)動下進(jìn)行切換。整個過程中，聲碼器要么處理TDM郵箱1的數(shù)據(jù)，要么處理TDM郵箱2的數(shù)據(jù)，不會同時處理郵箱1和郵箱2中的數(shù)據(jù)。
假設(shè)多通道聲碼器的數(shù)據(jù)采集時間為M毫秒，即從TDM郵箱中某一通道的第一個PCM樣點開始到采集完最后一個PCM樣點所需的時間，因采集是同時進(jìn)行的，所以總的數(shù)據(jù)采集時間為M；因多通道聲碼器對各個通道依次進(jìn)行處理，并需要在一個采集時間內(nèi)完成處理動作，所以對單個通道進(jìn)行處理的最大時間為M/N毫秒；另外，設(shè)聲碼器的“前視”(look-ahead)時間為Δ毫秒。根據(jù)上述假設(shè)，則通道1的聲碼器處理總延時為M+M/N+Δ，而最后一個通道N的聲碼器處理總延時為M+N*M/N+Δ＝2M+Δ。這里所說的聲碼器處理總延時，是指某一通道的聲碼器從TDM郵箱中接收該通道的第一個PCM樣點開始到聲碼器輸出該通道的數(shù)據(jù)為止所需的時間。
上面介紹的是編碼方向處理，對于解碼方向，每一通道的聲碼器接收由移動終端或固定終端傳來的數(shù)據(jù)，依次對其所收到的每一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理后發(fā)送到TDM郵箱的對應(yīng)通道中，再由TDM郵箱傳送到多通道串口。雖然其處理過程與編碼過程相反，但產(chǎn)生延時的原因是相似的。經(jīng)過以上類似的分析過程，不難得到解碼方向的最大延時，即多通道聲碼器接收到通道N的壓縮語音數(shù)據(jù)開始到第一個PCM樣點發(fā)送出去為止所需的時間，為M+N*M/N＝2M。
從上述分析可知，多通道聲碼器對不同通道進(jìn)行處理的時刻不同，但是所有通道聲碼器獲取或發(fā)送數(shù)據(jù)時間都是以通道1的時間為基準(zhǔn)，這樣當(dāng)聲碼器依次處理單個通道時，相應(yīng)通道數(shù)據(jù)實際上延時了(I-1)*M/N，其中I為當(dāng)前處理的通道數(shù)，且1≤I≤N。由此可見，最后一個通道N的語音數(shù)據(jù)最舊，延時最大。這將大大降低語音信號的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中過大的延時會降低語音信號質(zhì)量的缺陷，提供一種多通道聲碼器的語音處理方法，以減少多通道聲碼器的語音處理延時，提高語音信號質(zhì)量。
本發(fā)明技術(shù)方案是，采用動態(tài)地獲取或發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，根據(jù)各個通道的聲碼器依次進(jìn)行處理的時刻，動態(tài)調(diào)整相應(yīng)的獲取或發(fā)送數(shù)據(jù)的相位點，使得每一個通道的聲碼器可獲取或發(fā)送最新的數(shù)據(jù)。
一、對于多通道聲碼器的編碼處理方向的任一通道的聲碼器從正在采集數(shù)據(jù)的TDM郵箱的相應(yīng)通道中獲取在開始編碼時刻之前已采集的那一部分?jǐn)?shù)據(jù)，將其作為第二部分?jǐn)?shù)據(jù)；并從已采集好數(shù)據(jù)的TDM郵箱的相應(yīng)通道中獲取最后進(jìn)入、并可與所述第二部分?jǐn)?shù)據(jù)組成一幀完整數(shù)據(jù)的那一部分?jǐn)?shù)據(jù)，將其作為第一部分?jǐn)?shù)據(jù)；用所述第一部分?jǐn)?shù)據(jù)加上所述第二部分?jǐn)?shù)據(jù)組成一幀完整的數(shù)據(jù)，再由所述聲碼器對其進(jìn)行編碼處理。
二、對于多通道聲碼器的解碼處理方向的任一通道的聲碼器將其要發(fā)送的一幀完整數(shù)據(jù)分為需在先發(fā)送的第一部分?jǐn)?shù)據(jù)和在后發(fā)送的第二部分?jǐn)?shù)據(jù)；將第一部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到正在向多通道串口傳送數(shù)據(jù)的TDM郵箱的相應(yīng)通道的尾部，以取代其中在完成解碼處理的時刻尚未傳送的數(shù)據(jù)；將第二部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到另一TDM郵箱的相應(yīng)通道的首部；所述兩個TDM郵箱依次將所述第一部分?jǐn)?shù)據(jù)和第二部分?jǐn)?shù)據(jù)傳送到多通道串口的相應(yīng)通道。
通過上述方案，每一通道的聲碼器完成其編碼方向的處理過程所需的總延時包括從兩個TDM郵箱的相應(yīng)通道中分別獲取一部分?jǐn)?shù)據(jù)以組成一幀完整數(shù)據(jù)所需的獲取時間M；對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理所需的最大處理時間M/N；以及聲碼器的look-ahead時間Δ。而每一通道的聲碼器完成其解碼方向的處理過程所需的總延時包括對所收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理所需的最大處理時間M/N以及將一幀完整數(shù)據(jù)分為兩部分分別發(fā)送到兩個TDM郵箱的相應(yīng)通道所需的發(fā)送時間M?？梢姡c現(xiàn)有技術(shù)的最大延時相比，編碼方向和解碼方向所減少的延時都為M-M/N，例如當(dāng)M＝20，N＝20時，M-M/N＝19，每一方向可減少19毫秒的延時，這在多聲碼器級聯(lián)的情況下將會大大提高語音信號的質(zhì)量。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有聲碼器常用的數(shù)據(jù)采集方法的示意圖；
圖2是采用本發(fā)明的方法后其中一個通道的聲碼器在進(jìn)行編碼方向處理時的示意圖；圖3是采用本發(fā)明的方法后其中一個通道的聲碼器在進(jìn)行解碼方向處理時的示意圖。
具體實施例方式
為了降低多通道聲碼器數(shù)據(jù)的語音處理時間，本發(fā)明采用多通道聲碼器動態(tài)數(shù)據(jù)采集方法，根據(jù)不同通道聲碼器的處理時間不同，動態(tài)調(diào)整相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集時間，使得每一個通道能夠采集到該通道當(dāng)前最新的數(shù)據(jù)。
下面結(jié)合圖2以編碼方向的處理為例進(jìn)行分析，在圖2中，TDM郵箱1的通道已經(jīng)采集好一幀PCM數(shù)據(jù)，TDM郵箱2正在從多通道串口采集PCM數(shù)據(jù)。為了便于分析，假設(shè)所有通道聲碼器為同類型的聲碼器、該類型聲碼器從兩個TDM郵箱的相應(yīng)通道中分別獲取一部分?jǐn)?shù)據(jù)以組成一幀完整數(shù)據(jù)所需的獲取時間M、對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理所需的最大處理時間為M/N、聲碼器的look-ahead時間為Δ。以下為編碼方向的處理過程的詳細(xì)步驟首先，對多通道聲碼器的處理時間進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，將每一個通道聲碼器的處理時間按照時間片進(jìn)行劃分，時間片大小為M/N，則每一個通道聲碼器的處理時刻依次為通道1聲碼器處理時刻Codec1_Time＝0，通道2聲碼器處理時刻Codec2_Time＝M/N，通道I聲碼器處理時刻CodecI_Time＝(I-1)*M/N，其中1≤I≤N。
然后，如圖2所示，根據(jù)各個通道的聲碼器依次對其所獲取的數(shù)據(jù)開始編碼處理的時刻，調(diào)整其從TDM郵箱中獲取數(shù)據(jù)的相位點，例如對于其中的通道3的聲碼器從正在采集數(shù)據(jù)的TDM郵箱2的通道3中獲取在上述開始編碼時刻，即(3-1)*M/N＝2M/N時刻之前已采集的那一部分?jǐn)?shù)據(jù)，也就是圖2中TDM郵箱2的通道3左側(cè)的陰影部分，將其作為第二部分?jǐn)?shù)據(jù)；并從已采集好數(shù)據(jù)的TDM郵箱1的通道3中獲取最后進(jìn)入其中，并可與上述第二部分?jǐn)?shù)據(jù)組成一幀完整數(shù)據(jù)的那一部分?jǐn)?shù)據(jù)，也就是圖2中TDM郵箱1的通道3右側(cè)的陰影部分，將其作為第一部分?jǐn)?shù)據(jù)；通道3的聲碼器獲取了上述第一部分?jǐn)?shù)據(jù)與第二部分?jǐn)?shù)據(jù)后，將第一部分?jǐn)?shù)據(jù)加上第二部分?jǐn)?shù)據(jù)，也就是圖2中聲碼器的通道3左側(cè)陰影加上右側(cè)陰影，組成一幀完整的數(shù)據(jù)；然后，由通道3的聲碼器對這一幀完整的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，再傳送給移動終端或固定終端。
采用上述步驟動態(tài)調(diào)整獲取數(shù)據(jù)的相位點之后，通道3的聲碼器完成其編碼方向的處理過程所需的總延時包括從兩個TDM郵箱的相應(yīng)通道中分別獲取一部分?jǐn)?shù)據(jù)以組成一幀完整數(shù)據(jù)所需的獲取時間M，對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理所需的最大處理時間M/N，以及聲碼器的look-ahead時間Δ，總延時為M+M/N+Δ。上述過程對任一通道都是一樣的，也就是說每一個通道的聲碼器完成其編碼方向的處理過程所需的總延時都是M+M/N+Δ。
在現(xiàn)有技術(shù)中，只有通道1的聲碼器的總延時為M+M/N+Δ，其它通道聲碼器的總延時則依次增加，通道N的聲碼器的總延時增加到2M+Δ?？梢?，本發(fā)明最大可減少的延時為(2M+Δ)-(M+M/N+Δ)＝M-M/N。當(dāng)M＝20，N＝20時，M-M/N＝19，即可減少19毫秒的延時，在多聲碼器級聯(lián)的情況，將會大大提高語音信號的質(zhì)量。
以上分析的是聲碼器編碼方向的處理過程。對于解碼方向的處理過程與此相反，其中同樣可根據(jù)各個通道的聲碼器依次對其所收到的數(shù)據(jù)完成解碼處理的時刻，調(diào)整其向TDM郵箱發(fā)送數(shù)據(jù)的相位點，如圖3所示，對通道3的聲碼器先將其要發(fā)送的一幀完整數(shù)據(jù)分為需在先發(fā)送的第一部分?jǐn)?shù)據(jù)以及在后發(fā)送的第二部分?jǐn)?shù)據(jù)，分別對應(yīng)于圖3中聲碼器的通道3的右側(cè)陰影部分和左側(cè)陰影部分；然后將第一部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到正在向多通道串口傳送數(shù)據(jù)的TDM郵箱2的相應(yīng)通道的尾部，也就是圖3中TDM郵箱2的通道3左側(cè)的陰影部分，以取代其中在完成解碼處理的時刻尚未傳送的數(shù)據(jù)；再將第二部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到另一TDM郵箱的相應(yīng)通道的首部，也就是圖3中TDM郵箱1的通道3右側(cè)的陰影部分；TDM郵箱2將上述第一部分?jǐn)?shù)據(jù)傳送到多通道串口的相應(yīng)通道后，再由TDM郵箱1將上述第二部分?jǐn)?shù)據(jù)傳送到多通道串口。
根據(jù)以上分析可知，每一通道的聲碼器完成其解碼方向的處理過程所需的總延時包括對所收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理所需的最大處理時間M/N和將一幀完整數(shù)據(jù)分為兩部分分別發(fā)送到兩個TDM郵箱的相應(yīng)通道所需的發(fā)送時間M。總延時為M+M/N。上述過程對任一通道都是一樣的，也就是說每一個通道的聲碼器完成其解碼方向的處理過程所需的總延時都是M+M/N。與現(xiàn)有技術(shù)相比，最大可減少的延時為2M-(M+M/N)＝M-M/N?？梢娖渚哂信c編碼處理方向相同的減少延時效果。
權(quán)利要求
1.一種多通道聲碼器的語音處理方法，其編碼方向的處理過程中，時分復(fù)用郵箱暫存從多通道串口中采集的脈沖編碼調(diào)制數(shù)據(jù)，每一通道的聲碼器從時分復(fù)用郵箱的對應(yīng)通道中獲取一幀數(shù)據(jù)，然后依次對其所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，其特征在于，在上述過程中，根據(jù)各個通道的聲碼器依次對其所獲取的數(shù)據(jù)開始編碼處理的時刻，調(diào)整其從時分復(fù)用郵箱中獲取數(shù)據(jù)的相位點，對任一通道的聲碼器從正在采集數(shù)據(jù)的時分復(fù)用郵箱的相應(yīng)通道中獲取在所述開始編碼時刻之前已采集的那一部分?jǐn)?shù)據(jù)，將其作為第二部分?jǐn)?shù)據(jù)；并從已采集好數(shù)據(jù)的時分復(fù)用郵箱的相應(yīng)通道中獲取最后進(jìn)入、并可與所述第二部分?jǐn)?shù)據(jù)組成一幀完整數(shù)據(jù)的那一部分?jǐn)?shù)據(jù)，將其作為第一部分?jǐn)?shù)據(jù)；用所述第一部分?jǐn)?shù)據(jù)加上所述第二部分?jǐn)?shù)據(jù)組成一幀完整的數(shù)據(jù)，再由所述聲碼器對其進(jìn)行編碼處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每一通道的聲碼器完成其編碼方向的處理過程所需的總延時包括從兩個時分復(fù)用郵箱的相應(yīng)通道中分別獲取一部分?jǐn)?shù)據(jù)以組成一幀完整數(shù)據(jù)所需的獲取時間M；對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理所需的最大處理時間M/N；以及聲碼器的前視時間Δ。
3.一種多通道聲碼器的語音處理方法，其解碼方向的處理過程中，每一通道的聲碼器接收由移動終端或固定終端傳來的數(shù)據(jù)，依次對其所收到的每一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理后發(fā)送到時分復(fù)用郵箱的對應(yīng)通道中，再由時分復(fù)用郵箱傳送到多通道串口，其特征在于，在上述過程中，根據(jù)各個通道的聲碼器依次對其所收到的數(shù)據(jù)完成解碼處理的時刻，調(diào)整其向時分復(fù)用郵箱發(fā)送數(shù)據(jù)的相位點，對任一通道的聲碼器將其要發(fā)送的一幀完整數(shù)據(jù)分為需在先發(fā)送的第一部分?jǐn)?shù)據(jù)和在后發(fā)送的第二部分?jǐn)?shù)據(jù)；將第一部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到正在向多通道串口傳送數(shù)據(jù)的時分復(fù)用郵箱的相應(yīng)通道的尾部，以取代其中在完成解碼處理的時刻尚未傳送的數(shù)據(jù)；將第二部分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到另一時分復(fù)用郵箱的相應(yīng)通道的首部；所述兩個時分復(fù)用郵箱依次將所述第一部分?jǐn)?shù)據(jù)和第二部分?jǐn)?shù)據(jù)傳送到多通道串口的相應(yīng)通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，每一通道的聲碼器完成其解碼方向的處理過程所需的總延時包括對所收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理所需的最大處理時間M/N；將一幀完整數(shù)據(jù)分為兩部分分別發(fā)送到兩個時分復(fù)用郵箱的相應(yīng)通道所需的發(fā)送時間M。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多通道聲碼器的語音處理方法，針對現(xiàn)有技術(shù)中延時過大的缺陷，采用動態(tài)地獲取或發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，根據(jù)各個通道的聲碼器依次進(jìn)行處理的時刻，動態(tài)調(diào)整相應(yīng)的獲取或發(fā)送數(shù)據(jù)的相位點，使得每一個通道的聲碼器可獲取或發(fā)送最新的數(shù)據(jù)。以編碼處理方向的任一通道的聲碼器為例從正在采集數(shù)據(jù)的TDM郵箱中獲取在開始編碼時刻之前已采集的數(shù)據(jù)作為第二部分?jǐn)?shù)據(jù)；并從已采集好數(shù)據(jù)的TDM郵箱中獲取最后進(jìn)入、并可與第二部分?jǐn)?shù)據(jù)組成一幀完整數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)作為第一部分?jǐn)?shù)據(jù)；用第一部分?jǐn)?shù)據(jù)加上第二部分?jǐn)?shù)據(jù)組成一幀完整的數(shù)據(jù)，再由聲碼器對其進(jìn)行編碼處理。通過上述方案可減少的延時為M－M/N。
文檔編號G10L21/00GK1501350SQ02152570
公開日2004年6月2日 申請日期2002年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者朱祥文, 張曉楓, 胡鍇, 覃景繁, 董曉宏 申請人:華為技術(shù)有限公司