專利名稱：編碼裝置、解碼裝置及編碼、解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用自適應(yīng)濾波器實現(xiàn)多聲道信號的高效率編碼的編碼裝置、解碼裝置及編碼、解碼方法。
背景技術(shù)：
在移動通信系統(tǒng)中，為了電波資源等的有效利用，要求將聲音信號壓縮為低比特率后進(jìn)行傳輸。另一方面，還期望通話聲音的質(zhì)量提高和臨場感較強(qiáng)的通話服務(wù)的實現(xiàn)，為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，不僅對單聲道信號，而且對多聲道音響信號，特別是立體聲音響信號，希望高質(zhì)量地進(jìn)行編碼。為了使用低比特率對立體聲音響信號(兩聲道音響信號)或者多聲道音響信號進(jìn)行編碼，利用聲道間的相關(guān)性的方法比較有效。作為利用聲道間的相關(guān)性的方法，已知利用自適應(yīng)濾波器根據(jù)某個聲道的信號反向自適應(yīng)預(yù)測其他聲道的信號的方法(參照非專利文獻(xiàn)1以及專利文獻(xiàn)1)。該方法使用自適應(yīng)濾波器估計信號從聲源到達(dá)左麥克風(fēng)與右麥克風(fēng)時的聲源-左麥克風(fēng)間以及聲源-右麥克風(fēng)間的音響特性。作為自適應(yīng)濾波器，使用FIR(Finite Impulse Response，有限沖激響應(yīng))濾波器。以下，以估計立體聲音響信號的音響特性的情況為例，說明使用自適應(yīng)濾波器的推定方法。在
圖1中，^(Z)表示從聲源到左麥克風(fēng)的音響特性，He(Z)表示從聲源到右麥克風(fēng)的音響特性。假設(shè)，在使用自適應(yīng)濾波器根據(jù)左信號估計右信號的情況下，使自適應(yīng)濾波器的傳遞函數(shù)G(Z)對于反(ζ)以及Hk(Z)滿足式(1)的關(guān)系。G(z) =…⑴并且，使用具有滿足式(1)的傳遞函數(shù)G(Z)的自適應(yīng)濾波器，根據(jù)左信號預(yù)測右信號，對其估計誤差進(jìn)行量化。這樣，通過使用自適應(yīng)濾波器除去左信號與右信號的相關(guān)性，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的編碼。自適應(yīng)濾波器的傳遞函數(shù)G(Z)如式⑵所示。
N-IG(Z) = Yjgk(H)-Z-…⑵
M=O在式⑵中，表示時刻k的自適應(yīng)濾波器的第η個(濾波器系數(shù)次數(shù)η的) 濾波器系數(shù)，ζ表示ζ變換變量，N表示自適應(yīng)濾波器的濾波次數(shù)(濾波器系數(shù)次數(shù)η的最大值)。自適應(yīng)濾波器以樣本處理單位依次更新濾波器系數(shù)，并且估計音響特性。在自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)的更新使用學(xué)習(xí)識別法(NLMS (normalized least-mean-square,歸一化最小均方)算法的情況下，自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)&(η)按照式C3)進(jìn)行更新。
權(quán)利要求
1.編碼裝置，包括第一編碼單元，對第一聲道信號進(jìn)行編碼，生成第一編碼信息；第一解碼單元，對所述第一編碼信息進(jìn)行解碼，生成第一解碼信號；自適應(yīng)濾波器，對所述第一解碼信號實施濾波處理，生成第二聲道信號的預(yù)測信號；誤差信號生成單元，通過求所述第二聲道信號與所述預(yù)測信號的誤差，生成誤差信號；第二編碼單元，對所述誤差信號進(jìn)行編碼，生成第二編碼信息； 第二解碼單元，對所述第二編碼信息進(jìn)行解碼，生成解碼誤差信號；以及存儲單元，存儲所述濾波處理中使用的濾波器系數(shù)， 所述編碼裝置還包括第一切換單元，基于表示有無傳輸差錯的第一檢測信息，切換從所述存儲單元到所述自適應(yīng)濾波器的連接狀態(tài)，所述自適應(yīng)濾波器使用所述第一解碼信號以及所述解碼誤差信號更新所述濾波器系數(shù)，并且在所述第一切換單元將所述存儲單元和所述自適應(yīng)濾波器連接的情況下，從所述存儲單元輸入先前的濾波器系數(shù)，使用所述先前的濾波器系數(shù)作為所述自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)，進(jìn)行所述濾波處理。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，所述第一切換單元在所述第一檢測信息顯示存在傳輸差錯的情況下將所述存儲單元和所述自適應(yīng)濾波器連接。
3.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，所述自適應(yīng)濾波器從所述存儲單元輸入基于從通信對象將所述第一檢測信息通知給本裝置為止所需的通知時間而預(yù)先設(shè)定的幀數(shù)的先前的濾波器系數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，所述存儲單元每次在所述自適應(yīng)濾波器中更新所述濾波器系數(shù)時，存儲更新后的濾波器系數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，還包括變化檢測單元，檢測所述第一聲道信號與所述第二聲道信號的立體聲感有無變化，生成第二檢測信息；以及第二切換單元，基于所述第二檢測信息，切換從所述自適應(yīng)濾波器到所述存儲單元的連接狀態(tài)，所述第二切換單元在所述第二檢測信息顯示存在所述立體聲感的變化的情況下，將所述自適應(yīng)濾波器和所述存儲單元連接，所述存儲單元在所述第二切換單元將所述自適應(yīng)濾波器和所述存儲單元連接的情況下，存儲所述自適應(yīng)濾波器中更新后的濾波器系數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的編碼裝置，還包括加法單元，將所述解碼誤差信號與所述預(yù)測信號相加，生成第二解碼信號， 所述變化檢測單元使用所述第一解碼信號與所述第二解碼信號檢測所述立體聲感有無變化。
7.如權(quán)利要求6所述的編碼裝置，所述變化檢測單元根據(jù)所述第一解碼信號和所述第二解碼信號的能量比的變化量與第一規(guī)定閾值的比較結(jié)果，或者第一解碼信號和第二解碼信號之間的互相關(guān)函數(shù)為最大的相位差的變化量與第二規(guī)定閾值的比較結(jié)果中的至少一方，檢測所述立體聲感有無變化。
8.如權(quán)利要求5所述的編碼裝置，所述變化檢測單元使用所述自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)檢測所述立體聲感有無變化。
9 如權(quán)利要求8所述的編碼裝置，所述變化檢測單元根據(jù)所述濾波器系數(shù)的系數(shù)能量為最大的濾波器系數(shù)次數(shù)的變化量與規(guī)定閾值的比較結(jié)果，檢測所述立體聲感有無變化。
10.通信終端裝置，具有權(quán)利要求1所述的編碼裝置。
11.基站裝置，具有權(quán)利要求1所述的編碼裝置。
12.解碼裝置，包括第一解碼單元，對有關(guān)第一聲道信號的第一編碼信息進(jìn)行解碼，生成第一解碼信號； 第二解碼單元，對有關(guān)第二聲道信號的第二編碼信息進(jìn)行解碼，生成解碼誤差信號； 自適應(yīng)濾波器，對所述第一解碼信號實施濾波處理，生成所述預(yù)測信號，使用所述第一解碼信號以及所述解碼誤差信號更新所述濾波處理中使用的濾波器系數(shù)；以及存儲單元，存儲所述濾波器系數(shù)， 所述解碼裝置還包括檢測單元，檢測有無傳輸差錯，將檢測結(jié)果生成為第一檢測信息； 測量單元，對從檢測出所述檢測結(jié)果存在傳輸差錯開始的經(jīng)過時間進(jìn)行計數(shù)；以及第一切換單元，在所述經(jīng)過時間與規(guī)定時間一致的情況下，將所述存儲單元和所述自適應(yīng)濾波器連接，所述自適應(yīng)濾波器在所述第一切換單元將所述存儲單元和所述自適應(yīng)濾波器進(jìn)行了連接的情況下，從所述存儲單元輸入先前的濾波器系數(shù)，使用所述先前的濾波器系數(shù)作為所述自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)，進(jìn)行所述濾波處理。
13.如權(quán)利要求12所述的解碼裝置，所述第一切換單元在所述經(jīng)過時間與基于從本裝置將所述第一檢測信息通知給通信對象為止所需的通知時間而預(yù)先設(shè)定的時間一致的情況下，將所述存儲單元和所述自適應(yīng)濾波器連接，所述自適應(yīng)濾波器從所述存儲單元輸入基于所述通知時間而預(yù)先設(shè)定的幀數(shù)的先前的濾波器系數(shù)。
14.如權(quán)利要求12所述的解碼裝置，還包括變化檢測單元，檢測所述第一聲道信號與所述第二聲道信號的立體聲感有無變化，生成第二檢測信息；以及第二切換單元，基于所述第二檢測信息，切換從所述自適應(yīng)濾波器到所述存儲單元的連接狀態(tài)，所述第二切換單元在所述第二檢測信息顯示存在所述立體聲感的變化的情況下，將所述自適應(yīng)濾波器和所述存儲單元連接，所述存儲單元在所述第二切換單元將所述自適應(yīng)濾波器和所述存儲單元進(jìn)行了連接的情況下，存儲所述自適應(yīng)濾波器中更新后的濾波器系數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的解碼裝置，還包括加法單元，將所述解碼誤差信號與所述預(yù)測信號相加，生成第二解碼信號， 所述變化檢測單元使用所述第一解碼信號和所述第二解碼信號檢測所述立體聲感有無變化。
16.如權(quán)利要求15所述的解碼裝置，所述變化檢測單元根據(jù)所述第一解碼信號與所述第二解碼信號的能量比的變化量與第一規(guī)定閾值的比較結(jié)果，或者第一解碼信號與第二解碼信號之間的互相關(guān)函數(shù)為最大的相位差的變化量與第二規(guī)定閾值的比較結(jié)果中的至少一方，檢測所述立體聲感有無變化。
17.如權(quán)利要求14所述的解碼裝置，所述變化檢測單元使用所述自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)檢測所述立體聲感有無變化。
18.如權(quán)利要求17所述的解碼裝置，所述變化檢測單元根據(jù)所述濾波器系數(shù)的系數(shù)能量為最大的濾波器系數(shù)次數(shù)的變化量與規(guī)定閾值的比較結(jié)果，檢測所述立體聲感有無變化。
19.通信終端裝置，具有權(quán)利要求12所述的解碼裝置。
20.基站裝置，具有權(quán)利要求12所述的解碼裝置。
21.編碼方法，包括第一編碼步驟，對第一聲道信號進(jìn)行編碼，生成第一編碼信息； 第一解碼步驟，對所述第一編碼信息進(jìn)行解碼，生成第一解碼信號； 濾波步驟，在自適應(yīng)濾波器中，對所述第一解碼信號實施濾波處理，生成第二聲道信號的預(yù)測信號；誤差信號生成步驟，通過求所述第二聲道信號與所述預(yù)測信號的誤差，生成誤差信號；第二編碼步驟，對所述誤差信號進(jìn)行編碼，生成第二編碼信息； 第二解碼步驟，對所述第二編碼信息進(jìn)行解碼，生成解碼誤差信號； 更新步驟，使用所述第一解碼信號以及所述解碼誤差信號更新所述自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)；以及存儲步驟，將更新后的所述濾波器系數(shù)存儲到存儲器中， 所述編碼方法還包括第一切換步驟，基于表示有無傳輸差錯的第一檢測信息，切換從所述存儲器到所述自適應(yīng)濾波器的連接狀態(tài)，在所述濾波步驟中，在所述第一切換步驟中將所述存儲器和所述自適應(yīng)濾波器進(jìn)行了連接的情況下，將先前的濾波器系數(shù)從所述存儲器輸入到所述自適應(yīng)濾波器，使用所述先前的濾波器系數(shù)作為所述自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)，進(jìn)行所述濾波處理。
22.解碼方法，包括第一解碼步驟，對有關(guān)第一聲道信號的第一編碼信息進(jìn)行解碼，生成第一解碼信號； 第二解碼步驟，對有關(guān)第二聲道信號的第二編碼信息進(jìn)行解碼，生成解碼誤差信號； 濾波步驟，在自適應(yīng)濾波器中，對所述第一解碼信號實施濾波處理，生成所述預(yù)測信號，使用所述第一解碼信號以及所述解碼誤差信號更新所述濾波處理中使用的濾波器系數(shù)；以及存儲步驟，將更新后的所述濾波器系數(shù)存儲到存儲器中， 所述解碼方法還包括檢測步驟，檢測有無傳輸差錯，將檢測結(jié)果生成為第一檢測信息； 測量步驟，對從檢測出所述檢測結(jié)果存在傳輸差錯開始的經(jīng)過時間進(jìn)行計數(shù)；以及第一切換步驟，在所述經(jīng)過時間與規(guī)定時間一致的情況下，將所述存儲器和所述自適應(yīng)濾波器連接，在所述濾波步驟中，在所述第一切換步驟中將所述存儲器和所述自適應(yīng)濾波器進(jìn)行了連接的情況下，將先前的濾波器系數(shù)從所述存儲器輸入到所述自適應(yīng)濾波器，使用所述先前的濾波器系數(shù)作為所述自適應(yīng)濾波器的濾波器系數(shù)，進(jìn)行所述濾波處理。
全文摘要
公開了在使用自適應(yīng)濾波器對多聲道信號進(jìn)行高效率編碼的情況下，快速消除由分組丟失等傳輸差錯造成的編碼側(cè)終端與解碼側(cè)終端的自適應(yīng)濾波器的失步，抑制音質(zhì)劣化的編碼裝置、解碼裝置及編碼、解碼方法。在作為編碼側(cè)終端的本終端中，緩沖器(114)存儲更新后的濾波器系數(shù)，開關(guān)(113)在表示作為解碼側(cè)終端的相對終端中有無分組丟失的分組丟失檢測信息顯示存在分組丟失的情況下，從緩沖器(114)向自適應(yīng)濾波器(115)輸出與從相對終端將分組丟失檢測信息通知給本終端為止所需的通知時間對應(yīng)的幀數(shù)NX加1的(NX+1)幀之前的先前的濾波器系數(shù)，自適應(yīng)濾波器(115)使用(NX+1)幀之前的先前的濾波器系數(shù)，進(jìn)行濾波處理。
文檔編號G10L19/00GK102414745SQ20108001981
公開日2012年4月11日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者押切正浩 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社