專利名稱：用于傳輸語(yǔ)音信號(hào)的傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)傳輸系統(tǒng)，它包括一個(gè)帶有語(yǔ)音編碼器的發(fā)射機(jī)，編碼器包含用于從輸入信號(hào)中獲取一個(gè)符號(hào)序列的裝置，該符號(hào)序列包括多個(gè)預(yù)測(cè)系數(shù)的表示和一個(gè)激勵(lì)信號(hào)的表示，所述發(fā)射機(jī)通過(guò)傳輸媒質(zhì)與帶有語(yǔ)音譯碼器的接收機(jī)連接。
本發(fā)明還涉及一個(gè)接收機(jī)、一個(gè)譯碼器和一種譯碼方法。
與上文相符的一種現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)就是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)于1992年1月頒布的GSM建議06.10中的GSM全速率語(yǔ)音代碼轉(zhuǎn)換。
在現(xiàn)代語(yǔ)音傳輸系統(tǒng)中，經(jīng)常采用分析合成技術(shù)對(duì)待傳輸?shù)恼Z(yǔ)音進(jìn)行編碼。在這種技術(shù)中，合成信號(hào)通過(guò)由一組激勵(lì)序列進(jìn)行激勵(lì)的合成濾波器產(chǎn)生。合成語(yǔ)音信號(hào)由一組激勵(lì)序列確定，代表合成信號(hào)與由輸入信號(hào)得到的目標(biāo)信號(hào)之差的誤差信號(hào)隨之確定。選擇誤差最小的激勵(lì)序列以編碼后的形式向接收機(jī)傳輸。
通過(guò)分析裝置可以從輸入信號(hào)的特征中得出合成濾波器的性質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)常以所謂的預(yù)測(cè)系數(shù)形式出現(xiàn)的分析系數(shù)是從輸入信號(hào)中得到的。這些預(yù)測(cè)系數(shù)周期性地更新，以適應(yīng)輸入信號(hào)的變化特性。預(yù)測(cè)系數(shù)也被傳送給接收機(jī)。在接收機(jī)中，激勵(lì)序列被恢復(fù)，通過(guò)把激勵(lì)序列加到合成濾波器上可以產(chǎn)生一個(gè)合成信號(hào)。這一合成信號(hào)是對(duì)發(fā)射機(jī)輸入信號(hào)的還原。
預(yù)測(cè)系數(shù)一般是每個(gè)語(yǔ)音信號(hào)樣值幀更新一次，而激勵(lì)信號(hào)表示為一組由激勵(lì)序列構(gòu)成的子幀。通常在預(yù)測(cè)系數(shù)的一個(gè)更新周期內(nèi)正好包括整數(shù)個(gè)子幀。為了改善接收機(jī)合成的語(yǔ)音信號(hào)質(zhì)量，在現(xiàn)有系統(tǒng)中要為每個(gè)激勵(lì)序列計(jì)算內(nèi)插分析系數(shù)。
使用內(nèi)插的第二個(gè)原因是在一組分析參數(shù)接收錯(cuò)誤的時(shí)候。通過(guò)內(nèi)插一定數(shù)目的前一組分析參數(shù)和后一組分析參數(shù)可以得到對(duì)該組所述錯(cuò)誤接收分析參數(shù)的近似估計(jì)。
與每一子幀都有更新的預(yù)測(cè)參數(shù)、且不需使用內(nèi)插的情況相比，使用內(nèi)插總會(huì)導(dǎo)致使語(yǔ)音質(zhì)量略為降低。
本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)本文的開(kāi)篇部分所提出的傳輸系統(tǒng)，其中減小了由于內(nèi)插導(dǎo)致的重建語(yǔ)音信號(hào)質(zhì)量惡化。
因此，該通信網(wǎng)的特征在于，語(yǔ)音譯碼器包括用于獲取更適于內(nèi)插的所述多個(gè)預(yù)測(cè)系數(shù)的變換表示的變換裝置，該語(yǔ)音譯碼器包括用于從預(yù)測(cè)參數(shù)的變換表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)的內(nèi)插裝置，并且該譯碼器根據(jù)內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)重建語(yǔ)音信號(hào)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)系數(shù)的某些表示形式要比其它表示形式更適于內(nèi)插。適合于內(nèi)插的預(yù)測(cè)系數(shù)的表示類型具有的特性是各個(gè)系數(shù)的微小偏移對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量只會(huì)有很小的影響。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，內(nèi)插裝置用于根據(jù)控制信號(hào)來(lái)從預(yù)測(cè)系數(shù)的表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)或從預(yù)測(cè)系數(shù)的變換表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)。
一般來(lái)說(shuō)，使用預(yù)測(cè)系數(shù)的變換表示將增加譯碼器的計(jì)算復(fù)雜度。通過(guò)選擇與控制信號(hào)有關(guān)的內(nèi)插類型，可以適應(yīng)對(duì)計(jì)算復(fù)雜度的要求。如果語(yǔ)音譯碼器在一個(gè)還要處理其它任務(wù)(例如音頻和/或視頻編碼)的可編程處理器上實(shí)現(xiàn)，這一點(diǎn)很有用。在這種情況下，可以暫時(shí)降低語(yǔ)音譯碼的復(fù)雜度，在語(yǔ)音質(zhì)量上作一些犧牲，以釋放資源為其它任務(wù)服務(wù)。
發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的特征在于所述預(yù)測(cè)參數(shù)的變換表示是建立在線譜頻率的基礎(chǔ)上的。
線譜頻率的特點(diǎn)是，在一個(gè)特定線譜頻率上的錯(cuò)誤主要只影響重建語(yǔ)音信號(hào)頻譜中一個(gè)很小的頻率范圍，這使得它們非常適合于進(jìn)行內(nèi)插。
下面將參考附圖解釋本發(fā)明，其中
圖1表示一個(gè)可以使用本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)；圖2表示由代表語(yǔ)音信號(hào)的符號(hào)組成的幀結(jié)構(gòu)；圖3表示可以根據(jù)發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)中使用的一個(gè)接收機(jī)方框圖；圖4表示用在實(shí)現(xiàn)圖3內(nèi)插器46的可編程處理器中的程序流程圖。
在與圖1對(duì)應(yīng)的通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)1通過(guò)傳輸媒質(zhì)4與接收機(jī)8連接。發(fā)射機(jī)1的輸入與語(yǔ)音編碼器2的輸入連接。傳送代表預(yù)測(cè)系數(shù)的信號(hào)P的語(yǔ)音編碼器2的第一輸出與復(fù)用器3的第一輸入連接。傳送代表激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)EX的語(yǔ)音編碼器2的第二輸出與復(fù)用器3的第二輸入連接。復(fù)用器3的輸出與發(fā)射機(jī)1的輸出連接。
發(fā)射機(jī)1的輸出通過(guò)傳輸媒質(zhì)與接收機(jī)8中的語(yǔ)音譯碼器40連接。
在圖1傳輸系統(tǒng)的說(shuō)明中，假定語(yǔ)音編碼器2用于對(duì)由一組輸入語(yǔ)音信號(hào)的多個(gè)樣值組成的幀進(jìn)行編碼。在語(yǔ)音編碼器中，每幀根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)計(jì)算一次代表語(yǔ)音信號(hào)短期頻譜的一組預(yù)測(cè)系數(shù)。預(yù)測(cè)系數(shù)可以有各種表示。最基本的表示是所謂的a參數(shù)。a參數(shù)a[i]通過(guò)使下式的誤差信號(hào)E最小化而確定E=Σn=1N(s(n)-Σi=1Pa[i]s(n-i))2----(1)]]>在式(1)中，s(n)代表語(yǔ)音樣值，N代表一個(gè)語(yǔ)音幀中的樣值數(shù)，P代表預(yù)測(cè)階數(shù)，i和n是游動(dòng)參數(shù)。通常并不傳送a參數(shù)，因?yàn)樗鼈儗?duì)量化誤差非常敏感。通過(guò)使用所謂的反射系數(shù)或其倒數(shù)，例如對(duì)數(shù)面積比和反正弦變換可以改善其特性。反射系數(shù)rk可以根據(jù)以下遞歸由a參數(shù)確定
(2)對(duì)數(shù)面積比和反正弦變換分別定義為L(zhǎng)AR[i]=1n(1-r[i]1+r[i])----(3)]]>和g[i]=sin-1(r[i]) (4)上面提到的預(yù)測(cè)系數(shù)表示形式對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很熟悉的。預(yù)測(cè)系數(shù)的表示P出現(xiàn)在語(yǔ)音譯碼器的第一輸出端。
除了預(yù)測(cè)系數(shù)的表示之外，語(yǔ)音編碼器還提供激勵(lì)信號(hào)的信號(hào)EX表示。為了解釋本發(fā)明，假定激勵(lì)信號(hào)由碼本序號(hào)和對(duì)應(yīng)的固定和自適應(yīng)碼本的碼本增益代表，但是本發(fā)明的范圍并不限于這種類型的激勵(lì)信號(hào)。因此激勵(lì)信號(hào)由根據(jù)各自的增益系數(shù)加權(quán)之后的各碼本項(xiàng)之和構(gòu)成。這些碼本項(xiàng)和增益系數(shù)采用分析合成方法確定。
預(yù)測(cè)信號(hào)的表示與激勵(lì)信號(hào)的表示經(jīng)復(fù)用器3復(fù)用之后，通過(guò)傳輸媒質(zhì)4傳送到接收機(jī)8。
圖2的幀28包括用于傳輸幀同步字的幀頭30。段32代表預(yù)測(cè)參數(shù)。幀的段34...36代表激勵(lì)信號(hào)。由于在CELP編碼器中信號(hào)樣值幀可以被分為具有各自的激勵(lì)信號(hào)的M個(gè)子幀，因此一幀中存在M個(gè)段，代表整個(gè)幀的激勵(lì)信號(hào)。
在接收機(jī)8中，輸入信號(hào)加到譯碼器40的輸入端。在譯碼器40中，比特流去格式器42的輸出與參數(shù)譯碼器44的對(duì)應(yīng)輸入連接。傳送代表P個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)的輸出信號(hào)C[P]的參數(shù)譯碼器44第一輸出與LPC系數(shù)內(nèi)插器46的輸入連接。傳送代表固定碼本序號(hào)的信號(hào)FCBK INDEX的參數(shù)譯碼器44第二輸出與固定碼本52的輸入連接．傳送代表固定碼本增益的信號(hào)FCBK GAIN的參數(shù)譯碼器44第三輸出與乘法器54的第一輸入連接。傳送代表自適應(yīng)碼本序號(hào)的信號(hào)ACBK INDEX的參數(shù)譯碼器44第四輸出與自適應(yīng)碼本48的輸入連接。傳送代表自適應(yīng)碼本增益的信號(hào)ACBK GAIN的參數(shù)譯碼器44第五輸出與乘法器50的第一輸入連接。
自適應(yīng)碼本48的輸出與乘法器50的第二輸入連接，固定碼本52的輸出與乘法器54的第二輸入連接。乘法器50的輸出與加法器56的第一輸入連接，乘法器54的輸出與加法器56的第二輸入連接。傳送信號(hào)e[n]的加法器56的輸出與合成濾波器60的第一輸入以及自適應(yīng)碼本48的輸入連接。
指示所用內(nèi)插類型的控制信號(hào)COMP與LPC系數(shù)內(nèi)插器46的控制輸入連接。傳送代表a參數(shù)的信號(hào)a[P][M]的LPC系數(shù)內(nèi)插器46輸出與合成濾波器60的第二輸入連接。在合成濾波器60的輸出端產(chǎn)生重建語(yǔ)音信號(hào) 。
在接收機(jī)8中，譯碼器40輸入端的比特流由去格式器42分解?？捎妙A(yù)測(cè)系數(shù)被從比特流中提取出來(lái)并送到LPC系數(shù)內(nèi)插器46。LPC系數(shù)內(nèi)插器為每一子幀確定內(nèi)插的a參數(shù)a[m][i]。后面將更詳細(xì)地說(shuō)明LPC系數(shù)內(nèi)插器的操作。
合成濾波器60根據(jù)下式計(jì)算輸出信號(hào) s^[n]=e[n]+Σi=0P-1a[m][i]·s^[n-i]----(5)]]>在(5)式中e[n]是激勵(lì)信號(hào)。
在被送到參數(shù)譯碼器的預(yù)測(cè)系數(shù)數(shù)目由于發(fā)明的比特率減縮而小于P的情況下，P的值由小于P的P’值所替代。式(5)-(9)的計(jì)算是對(duì)P’個(gè)參數(shù)、而不是P個(gè)參數(shù)進(jìn)行。序號(hào)大于P’的合成濾波器所用a參數(shù)被置為0。
參數(shù)譯碼器44還要從比特流中為每個(gè)子幀提取激勵(lì)參數(shù)ACBKINDEX,ACBK GAIN,FCBK INDEX和FCBK GAIN，并把它們送給譯碼器的各個(gè)單元。固定碼本52響應(yīng)參數(shù)譯碼器44接收的固定碼本序號(hào)(FCBK INDEX)為每個(gè)子幀提供一個(gè)激勵(lì)樣值序列。乘法器54使用由參數(shù)譯碼器44接收的固定碼本增益(FCBK GAIN)所確定的增益系數(shù)對(duì)這些激勵(lì)樣值進(jìn)行加權(quán)。自適應(yīng)碼本48響應(yīng)參數(shù)譯碼器44接收的自適應(yīng)碼本序號(hào)(ACBK INDEX)為每個(gè)子幀提供一個(gè)激勵(lì)樣值序列。乘法器50使用由參數(shù)譯碼器44接收的自適應(yīng)碼本增益(ACBK GAIN)所確定的增益系數(shù)對(duì)這些激勵(lì)樣值進(jìn)行加權(quán)。乘法器50和54的輸出樣值相加，以得到最終送給合成濾波器的激勵(lì)信號(hào)e[n]。每個(gè)子幀的激勵(lì)信號(hào)樣值還被移入自適應(yīng)碼本，以使該碼本產(chǎn)生自適應(yīng)性。
在圖4的流程圖中，帶符號(hào)的方框含義如下標(biāo)號(hào)符號(hào) 含義62COMP=1？比較信號(hào)COMP的值與164DETERMINE LAR’S由輸入信號(hào)確定LAR66INTERPOLATE LAR’S 為所有子幀計(jì)算LAR的內(nèi)插值68CALCULATE a[i]由內(nèi)插的LAR為所有子幀計(jì)算內(nèi)插的a參數(shù)70DETERMINE a[i]由輸入信號(hào)確定a參數(shù)72CALCULATE LSF’S為所有子幀計(jì)算LSF74INTERPOLATE LSF’S 為所有子幀計(jì)算LSF的內(nèi)插值76CALC.INT.a[i]由LSF為所有子幀計(jì)算內(nèi)插的a參數(shù)在指令62中，比較輸入信號(hào)的值與1。如果COMP的值等于1，內(nèi)插將基于LAR來(lái)進(jìn)行。如果COMP的值不等于1，所進(jìn)行的內(nèi)插將基于LSF。在指令64中，首先由LPC系數(shù)內(nèi)插器46的輸入信號(hào)C[P]確定反射系數(shù)rk的值。這種確定以查值表為基礎(chǔ)，該表根據(jù)代表第k個(gè)反射系數(shù)的序號(hào)C[k]確定反射系數(shù)的值。為了能夠只用一個(gè)表查找反射系數(shù)，使用了一個(gè)子表為代表一個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)的每個(gè)參數(shù)C[k]定義偏移。假定在輸入幀中最多有20個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)。該子表如下表1所示。
表1
對(duì)于每個(gè)接收預(yù)測(cè)參數(shù)，通過(guò)使用預(yù)測(cè)系數(shù)的序號(hào)k作為輸入，在主表(表2)中所用的偏移由表1確定。然后把偏移值與級(jí)別數(shù)C[k]相加，就能找到表2中的條目。使用所述條目，可以從表2中讀出對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)r[k]的值。
表2
<
所確定的反射系數(shù)集描述了每幀中第M子幀的短期頻譜。一幀中的下一子幀的預(yù)測(cè)參數(shù)通過(guò)在當(dāng)前幀的預(yù)測(cè)系數(shù)和以前的幀的預(yù)測(cè)系數(shù)之間內(nèi)插而確定。
在COMP值為1的情況下，內(nèi)插以對(duì)數(shù)面積比為基礎(chǔ)。在指令64中，這一對(duì)數(shù)面積比通過(guò)下式確定lk[i]=1n(1-rk[i]1+rk[i])----(6)]]>在指令66中，為所有子幀進(jìn)行對(duì)數(shù)面積比的內(nèi)插。對(duì)于幀k的子幀m，對(duì)數(shù)面積比的內(nèi)插值由下式給出l^k[i][m]=M-mMlk-1[i]+mMlk[i];0≤i≤P-1;1≤m≤M-1----(7)]]>指令68開(kāi)始根據(jù)下式由每個(gè)內(nèi)插的對(duì)數(shù)面積比計(jì)算內(nèi)插的反射系數(shù)r^k[i][m]=1-el^k[i][m]1+el^k[i][m];0≤i≤P-1;1≤m≤M-1----(8)]]>對(duì)于m=M, [m]不需要計(jì)算，因?yàn)榭梢灾苯訌谋?中讀取。
然后，就可以由反射系數(shù)得到a參數(shù)。a參數(shù)可以根據(jù)以下迭代由反射系數(shù)得到
(9)最后，由式(9)得到的a參數(shù)a(P)[i]被送給合成濾波器60。
如果COMP的值不等于1，內(nèi)插將以線譜頻率為基礎(chǔ)，它通過(guò)提高計(jì)算復(fù)雜度能得到更好的內(nèi)插效果。
在指令70中，a參數(shù)由使用上述表1和表2得到的反射系數(shù)確定。然后，使用式(9)的迭代根據(jù)反射系數(shù)計(jì)算a參數(shù)a[i]。在指令72中，線譜頻率由a參數(shù)確定。
a參數(shù)集可以由下式給出的多項(xiàng)式Am(z)表示Am(z)=1+a1z-1+a2z-2+…+am-2z-(m-2)+am-1z-(m-1)+amz (10)確定LSP的第一步是把Am(z)分解成以下兩個(gè)多項(xiàng)式P(z)和Q(z)P(z)=Am(z)+z-(m+1)Am(z-1) (11)和Q(z)=Am(z)-z-(m+1)Am(z-1)(12)(11)和(12)可以寫為P(z)=1+(a1+am)z-1+(a2+am-1)z-2+…+(a2+am-1)z-(m-1)(13)和Q(z)=1+(a1-am)z-1+(a2-am-1)z-2+…-(a2-am-1)z-(m-1)(14)在下文中，P(z)和Q(z)的系數(shù)將被表示為P1,P2…Pm-1,Pm和q1,q2…qm-1,qm。
多項(xiàng)式P(z)和Q(z)都有m+1個(gè)零點(diǎn)。還可以證明P(z)和Q(z)具有下述特性●P(z)和Q(z)的所有零點(diǎn)都在z平面的單位圓上。
●P(z)和Q(z)的零點(diǎn)在單位圓上交替出現(xiàn)；P(z)的兩個(gè)零點(diǎn)之間有一個(gè)Q(z)的零點(diǎn)，反之亦然。沒(méi)有重疊零點(diǎn)。
●當(dāng)對(duì)P(z)和Q(z)的零點(diǎn)進(jìn)行量化時(shí)，很容易保持Am(z)的最小相位特性。因此可以確保傳輸函數(shù)為1/Am(z)的合成濾波器的穩(wěn)定性。
很容易證明z=-1和z=+1總是P(z)或Q(z)的零點(diǎn)。通過(guò)把多項(xiàng)式的次數(shù)從m擴(kuò)展到m+1，可以引入這些零點(diǎn)。這些零點(diǎn)不包含有關(guān)LPC濾波器參數(shù)的信息。如果m是偶數(shù)，P(z)有一個(gè)零點(diǎn)在z=-1,Q(z)有一個(gè)零點(diǎn)在z=+1；如果m是奇數(shù)，兩個(gè)附加零點(diǎn)-1和+1都在Q(z)中。這些零點(diǎn)可以從多項(xiàng)式中濾除而不損失任何信息。在m為偶數(shù)時(shí)，這樣做可以得到以下兩個(gè)多項(xiàng)式P’(z)和Q’(z)P′(z)=P(z)(1+z-1)]]>Q′(z)=Q(z)(1-z-1)----(15)]]>在m為奇數(shù)時(shí)為P′(z)=P(z)Q′(z)=Q(z)(1-z-1)(1+z-1)----(16)]]>在m為偶數(shù)時(shí)，P’(z)很容易根據(jù)下式重新計(jì)算P′(z)=1+Σi=1m(pi-p′i-1)z-i]]>m為偶數(shù)P′(z)=P(z)m為奇數(shù) (17)在式(17)中，使用P′i-1=Pi-P′i-1和P′0=1計(jì)算Pi-1。在m為奇數(shù)時(shí)，根本不需要重新計(jì)算P’(z)。
Q’(z)可以根據(jù)下式重新計(jì)算Q′(z)=1+Σi=1m(qi+q′i-1)z-i]]>m為偶數(shù)Q′(z)=1+q1z-1+Σi=2m-1(qi+q′i-2)z-i]]>m為奇數(shù)(18)這樣，必須計(jì)算P’(z)和Q’(z)的零點(diǎn)以得到線譜頻率。因?yàn)镻’(z)和Q’(z)有復(fù)數(shù)極點(diǎn)，需要通過(guò)很大的計(jì)算量去求它們。由于所有的零點(diǎn)都在單位圓上，所以可用ejω代替z來(lái)求這些零點(diǎn)。通過(guò)使用歐拉公式(coskω=(ejkω+e-jkω)/2),P’(z)和Q’(z)可以寫為P′(ejω)=2e-jωmp{cos(mpω)+p′1cos((mp-1)ω)+···+12p′mp}2e----(19)]]>和Q′(ejω)=2e-jωmq{cos(mqω)+q1cos((mq-1)ω)+···.+12qmq}=2e-jωmpQ~(ω)]]>(20)在式(19)和(20)中，如果m是偶數(shù)，mp和mq等于m/2。如果m是奇數(shù)，mp=(m+1)/2,mq=(m-1)/2。這樣就得到具有實(shí)數(shù)零點(diǎn)的多項(xiàng)式
和
。搜索這些零點(diǎn)必須在0到π的范圍內(nèi)以很小的步長(zhǎng)逐步進(jìn)行。這需要計(jì)算很多次
和
。因?yàn)?
和
包含余弦分量，所以計(jì)算量相當(dāng)大。不過(guò)，使用切比雪夫多項(xiàng)式可以大大簡(jiǎn)化
和
的計(jì)算。通過(guò)使用映射x=cos(ω),cos(mω)可以寫為cos(mω)=Tm(x)(21)在式(21)中，Tm是由下式定義的第m級(jí)切比雪夫多項(xiàng)式T0(x)=1T1(x)=x (22)Tm(x)=2xTm-1(x)-Tm-2(x)使用上面提到的映射，
和
可以寫為P~(x)=Tmp(x)+p′1Tmp-1(x)+p′2Tmp-2(x)+···+pmp-1T1(x)+pmp----(23)]]>Q~(x)=Tmq(x)+q1Tmq-1(x)+q2Tmq-2(x)+···+qmq-1T1(x)+qmq----(24)]]>使用式(22),(23)和(24)，可以迅速計(jì)算出任何x值下的
和
。如果找到
和
的零點(diǎn)，線譜頻率ωk可以通過(guò)下式得到ωk=arccos(xk) (25)繼續(xù)前面的說(shuō)明，在指令72中使用以下步驟計(jì)算LSF●根據(jù)式(13)和(14)確定P(z)和Q(z)。●使用式(17)和(18)計(jì)算P’(z)和Q’(z)。●通過(guò)在從-1到1的范圍內(nèi)以很小的步長(zhǎng)逐步迭代求
和
的根。如果發(fā)現(xiàn)符號(hào)變化，通過(guò)逐次地近似可以找到很精確的零點(diǎn)。使用式(23),(24)和(25)計(jì)算每個(gè)x值下的
和
。使用式(25)計(jì)算零點(diǎn)ωk。
在指令74中，根據(jù)下式計(jì)算內(nèi)插線譜頻率ωk[i][m]=M-mMωk-1[i]+mMωk[i];0≤i≤P-1;1≤m≤M-1----(26)]]>
在指令76中，ωk[i][m]的內(nèi)插值被轉(zhuǎn)換為a參數(shù)。ωk的每個(gè)值會(huì)影響1-2cos(ωi)z-1+z-2形式中的二次項(xiàng)系數(shù)。通過(guò)使用來(lái)自對(duì)應(yīng)多項(xiàng)式的LSF以使這些系數(shù)相乘，得到多項(xiàng)式P’(z)和Q’(z)。這樣P’(z)和Q’(z)可以寫為P′(z)=Πi=0mp-1(1-2cos(ω2i)z-1+z-2)]]>Q′(z)=Πi=0mp-1(1-2cos(ω2i+1)z-1+z-2)]]>(27)通過(guò)令P’(z)和Q’(z)與附加零點(diǎn)z=-1和z=+1相乘可計(jì)算多項(xiàng)式P(z)和Q(z)。最后，使用下一特性確定a系數(shù)Am(z)=P(z)+Q(z)2----(28)]]>通過(guò)令式(11)和(12)相加很容易驗(yàn)證該特性。
權(quán)利要求
1．一種傳輸系統(tǒng)，包括一個(gè)帶有語(yǔ)音編碼器的發(fā)射機(jī)，編碼器包含用于從輸入信號(hào)中獲取一個(gè)符號(hào)序列的裝置，該符號(hào)序列包括多個(gè)預(yù)測(cè)系數(shù)的表示和一個(gè)激勵(lì)信號(hào)的表示，所述發(fā)射機(jī)通過(guò)傳輸媒質(zhì)與帶有語(yǔ)音譯碼器的接收機(jī)相連接，該系統(tǒng)的特征在于，該語(yǔ)音譯碼器包括用于獲取更適于內(nèi)插的所述多個(gè)預(yù)測(cè)系數(shù)的變換表示的變換裝置，該語(yǔ)音譯碼器包括用于從預(yù)測(cè)參數(shù)的變換表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)的內(nèi)插裝置，以及該譯碼器根據(jù)內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)重建語(yǔ)音信號(hào)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的傳輸系統(tǒng)，其特征在于內(nèi)插裝置用于根據(jù)控制信號(hào)從預(yù)測(cè)系數(shù)的表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)或從預(yù)測(cè)系數(shù)的變換表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)測(cè)參數(shù)的變換表示是建立在線譜頻率的基礎(chǔ)上的。
4．一種用于接收代表語(yǔ)音信號(hào)的符號(hào)序列的接收機(jī)，該序列包括一組預(yù)測(cè)系數(shù)的表示和一個(gè)激勵(lì)信號(hào)的表示，所述接收機(jī)包括一個(gè)用于從符號(hào)序列中獲取重建語(yǔ)音信號(hào)的語(yǔ)音譯碼器，其特征在于，語(yǔ)音譯碼器包括用于獲取更適于內(nèi)插的所述反射系數(shù)的變換表示的變換裝置，語(yǔ)音譯碼器包括用于從預(yù)測(cè)參數(shù)的變換表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)的內(nèi)插裝置，以及該譯碼器根據(jù)內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)重建語(yǔ)音信號(hào)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的接收機(jī)，其特征在于內(nèi)插裝置用于根據(jù)控制信號(hào)從預(yù)測(cè)系數(shù)的表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)或從預(yù)測(cè)系數(shù)的變換表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)。
6．根據(jù)權(quán)利要求4或5的接收機(jī)，其特征在于所述預(yù)測(cè)參數(shù)的變換表示以線譜頻率為基礎(chǔ)。
7．一種用于從包括多個(gè)組預(yù)測(cè)系數(shù)的表示和一個(gè)激勵(lì)信號(hào)的表示的符號(hào)序列中獲取重建語(yǔ)音信號(hào)的語(yǔ)音譯碼器，其特征在于，語(yǔ)音譯碼器包括用來(lái)獲取更適于內(nèi)插的所述反射系數(shù)的變換表示的變換裝置，語(yǔ)音譯碼器包括用于從預(yù)測(cè)參數(shù)的變換表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)的內(nèi)插裝置，以及該譯碼器根據(jù)內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)重建語(yǔ)音信號(hào)。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的語(yǔ)音譯碼器，其特征在于內(nèi)插裝置用于根據(jù)控制信號(hào)從預(yù)測(cè)系數(shù)的表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)或從預(yù)測(cè)系數(shù)的變換表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)。
9．根據(jù)權(quán)利要求7或8的語(yǔ)音譯碼器，其特征在于所述預(yù)測(cè)參數(shù)的變換形式以線譜頻率為基礎(chǔ)。
10．一種用于從包括多個(gè)預(yù)測(cè)系數(shù)的表示和一個(gè)激勵(lì)信號(hào)的表示的符號(hào)序列中獲取重建語(yǔ)音信號(hào)的方法，其特征在于，該方法包括獲取更適于內(nèi)插的所述反射系數(shù)的變換表示，從預(yù)測(cè)參數(shù)的變換表示中獲取內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)，以及根據(jù)內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)重建語(yǔ)音信號(hào)。
全文摘要
在語(yǔ)音譯碼器(40)中,語(yǔ)音信號(hào)由每幀更新一次的多個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)表示。每幀包括多個(gè)子幀,其中由固定碼本(52)和自適應(yīng)碼本(48)產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)被更新。為了提高語(yǔ)音質(zhì)量,LPC系數(shù)內(nèi)插器(46)對(duì)預(yù)測(cè)系數(shù)進(jìn)行內(nèi)插,以得到每個(gè)子幀的內(nèi)插預(yù)測(cè)系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明,預(yù)測(cè)系數(shù)的內(nèi)插不是基于用于傳輸?shù)念A(yù)測(cè)系數(shù)(例如反射系數(shù)或?qū)?shù)面積比),而是基于線譜頻率。
文檔編號(hào)G10L19/07GK1222996SQ98800461
公開(kāi)日1999年7月14日 申請(qǐng)日期1998年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月10日
發(fā)明者R·陶里, A·J·格里茨 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司