幀錯誤隱藏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本技術(shù)涉及基于包括變換系數(shù)向量的幀的幀錯誤隱藏。
【背景技術(shù)】
[0002] 高質(zhì)量音頻傳輸通常可以使用基于變換的編碼方案。輸入音頻信號通常在具有一 定大?。ɡ?0ms)稱為幀的時間塊中被處理。通過合適的變換（例如修正離散余弦變換 (MDCT))對幀進(jìn)行變換，然后將變換系數(shù)量化并在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送。
[0003] 然而，當(dāng)音頻編解碼器操作在包括無線或分組網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)中時，幀可能在傳 輸中丟失，或者太晚到達(dá)而無法使用在實時場景中。類似的問題在幀內(nèi)的數(shù)據(jù)損壞時出現(xiàn)， 并且編解碼器可被設(shè)置為丟棄這些損壞幀。以上示例被稱為幀疑符或分組丟失，并且當(dāng)其 發(fā)生時解碼器通常調(diào)用某些算法以避免或降低幀疑符引起的音頻質(zhì)量下降，并且這些算法 被稱為幀疑符（或錯誤）隱藏算法（FEC)或分組丟失隱藏算法（PLC)。
[0004] 圖1示出了編碼器10中輸入的音頻信號。步驟S1中執(zhí)行到頻域的變換，步驟S2 中執(zhí)行量化，并且在步驟S2中執(zhí)行量化頻率系數(shù)（由索引表示）的分組化和發(fā)送。傳輸后， 在步驟S4中由解碼器12接收分組，并且在步驟S5中重構(gòu)頻率系數(shù)，其中執(zhí)行幀疑符（或錯 誤）隱藏算法，如FEC單元14所示。步驟S6中，將重構(gòu)的頻率系數(shù)反變換到時域。因而， 圖1是一個系統(tǒng)概覽，其中音頻解碼器12在參數(shù)/波形重構(gòu)過程中處理傳輸錯誤，并且?guī)?疑符隱藏算法執(zhí)行丟失或損壞幀的重構(gòu)。
[0005] 錯誤隱藏的目的在于，對音頻信號中沒有到達(dá)或沒有及時到達(dá)解碼器或者損壞的 丟失部分進(jìn)行同步。當(dāng)可以容忍附加延時和/或附加比特可用時，可以使用各種強(qiáng)大的FEC 概念，這些概念可以基于，例如在兩個好幀之間插值丟失幀，或者發(fā)送必要輔助信息。
[0006] 然而，在實時會話場景中，通常無法引入附加延時，也很難增加算法的比特預(yù)算和 計算復(fù)雜度。用于實時場景的三種示例FEC方案如下：
[0007] -靜音，其中丟失的譜系數(shù)被置為0。
[0008] _重復(fù)，其中重復(fù)來自上一個好幀的系數(shù)。
[0009] -噪聲注入，其中丟失的譜系數(shù)是隨機(jī)噪聲發(fā)生器的輸出。
[0010] 基于變換的編解碼器的常用FEC算法的一個示例是幀重復(fù)算法，其使用重復(fù)方案 并重復(fù)先前接收的幀的變換系數(shù)（有時具有縮放因子），如[1]所述。然后，使用重復(fù)變換 系數(shù)來重構(gòu)針對丟失幀的音頻信號。幀重復(fù)算法以及用于插入噪聲或靜默的算法都是有吸 引力的算法，因為它們具有較低的計算復(fù)雜度并且不需要傳輸額外的比特或額外的延時。 然而，錯誤隱藏可能使重構(gòu)的信號變差。例如，基于靜音的FEC方案會產(chǎn)生較大的能量不連 續(xù)性和較差的感知質(zhì)量，并且使用噪聲注入算法會引起不利的感知影響，尤其在應(yīng)用于具 有主音調(diào)的區(qū)域時。
[0011] [2]中描述的另一個方案涉及傳輸輔助信息，以通過插值來重構(gòu)錯誤幀。該方法的 缺點在于，需要用于輔助信息的額外帶寬。對于沒有輔助信息可用的MDCT系數(shù)來說，通過 插值來估計幅度，而使用需要大量（建議50個）過去的幀的概率模型來估計符號，這在現(xiàn) 實上不可行。
[0012] [3]中描述了一種相當(dāng)復(fù)雜的插值算法，針對丟失幀的重構(gòu)進(jìn)行乘法校正。
[0013] 基于插值的幀錯誤隱藏方法的另一個缺點在于，其引入了額外的延時（在可嘗試 任何插值前，必須先接收錯誤幀之后的幀），這在例如實時應(yīng)用中（如會話應(yīng)用）中不可接 受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 所提出的技術(shù)的目的在于改進(jìn)幀錯誤隱藏。
[0015] 該目的通過所提出的技術(shù)的實施例來實現(xiàn)。
[0016] 根據(jù)第一方面，提供了一種基于包括變換系數(shù)向量的幀的幀錯誤隱藏方法。所述 方法包括：跟蹤連續(xù)靜態(tài)好幀的預(yù)定子向量的對應(yīng)變換系數(shù)之間的符號改變。所述方法還 包括：累計預(yù)定數(shù)量的連續(xù)靜態(tài)好幀的對應(yīng)子向量中符號改變的數(shù)目。此外，所述方法包 括：使用最近的靜態(tài)好幀來重構(gòu)錯誤幀，但是將符號改變的累計數(shù)目超過預(yù)定閾值的子向 量中的變換系數(shù)的符號反轉(zhuǎn)。
[0017] 根據(jù)第二方面，提供了一種用于基于包括變換系數(shù)向量的幀的幀錯誤隱藏的計算 機(jī)程序。所述計算機(jī)程序包括計算機(jī)可讀代碼，當(dāng)所述計算機(jī)可讀代碼在處理器上運行時， 使所述處理器執(zhí)行以下動作：跟蹤連續(xù)靜態(tài)好幀的預(yù)定子向量的對應(yīng)變換系數(shù)之間的符號 改變；累計預(yù)定數(shù)量的連續(xù)靜態(tài)好幀的對應(yīng)子向量中符號改變的數(shù)目；以及使用最近的靜 態(tài)好幀來重構(gòu)錯誤幀，但是將符號改變的累計數(shù)目超過預(yù)定閾值的子向量中的變換系數(shù)的 符號反轉(zhuǎn)。
[0018] 根據(jù)第三方面，提供了一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)可讀介質(zhì)和存儲在所述 計算機(jī)可讀介質(zhì)上的根據(jù)第二方面的計算機(jī)程序。
[0019] 根據(jù)第四方面，所提出的技術(shù)包括一種解碼器的實施例，所述解碼器被配置用于 基于包括變換系數(shù)向量的幀的幀錯誤隱藏。所述解碼器包括：符號改變跟蹤器，所述符號改 變跟蹤器被配置為跟蹤連續(xù)靜態(tài)好幀的預(yù)定子向量的對應(yīng)變換系數(shù)之間的符號改變。所述 解碼器還包括符號改變累計器，所述符號改變累計器被配置為累計預(yù)定數(shù)量的連續(xù)靜態(tài)好 幀的對應(yīng)子向量中符號改變的數(shù)目。所述解碼器還包括幀重構(gòu)器，所述幀重構(gòu)器被配置為 使用最近的靜態(tài)好幀來重構(gòu)錯誤幀，但是將符號改變的累計數(shù)目超過預(yù)定閾值的子向量中 的變換系數(shù)的符號反轉(zhuǎn)。
[0020] 根據(jù)第五方面，所提出的技術(shù)包括解碼器的另一個實施例，所述解碼器被配置用 于基于包括變換系數(shù)向量的幀的幀錯誤隱藏。所述解碼器包括：符號改變跟蹤模塊，所述符 號改變跟蹤模塊用于跟蹤連續(xù)靜態(tài)好幀的預(yù)定子向量的對應(yīng)變換系數(shù)之間的符號改變。所 述解碼器還包括：符號改變累計模塊，所述符號改變累計模塊用于累計預(yù)定數(shù)量的連續(xù)靜 態(tài)好幀的對應(yīng)子向量中符號改變的數(shù)目。所述解碼器還包括：幀重構(gòu)模塊，所述幀重構(gòu)模塊 用于使用最近的靜態(tài)好幀來重構(gòu)錯誤幀，但是將符號改變的累計數(shù)目超過預(yù)定閾值的子向 量中的變換系數(shù)的符號反轉(zhuǎn)。
[0021] 根據(jù)第六方面，所提出的技術(shù)包括解碼器的另一個實施例，所述解碼器被配置用 于基于包括變換系數(shù)向量的幀的幀錯誤隱藏。所述解碼器包括處理器和存儲器，其中所述 存儲器包含所述處理器可執(zhí)行的指令，從而所述解碼器操作為執(zhí)行以下動作：跟蹤連續(xù)靜 態(tài)好幀的預(yù)定子向量的對應(yīng)變換系數(shù)之間的符號改變；累計預(yù)定數(shù)量的連續(xù)靜態(tài)好幀的對 應(yīng)子向量中符號改變的數(shù)目；以及使用最近的靜態(tài)好幀來重構(gòu)錯誤幀，但是將符號改變的 累計數(shù)目超過預(yù)定閾值的子向量中的變換系數(shù)的符號反轉(zhuǎn)。
[0022] 根據(jù)第七方面，所提出的技術(shù)包括一種用戶終端，所述用戶終端包括根據(jù)第四、第 五或第六方面的解碼器。
[0023] 至少一個實施例能夠在幀丟失、幀延時或幀損壞的情形中改善主觀音頻質(zhì)量，并 且在不發(fā)送附加輔助參數(shù)或產(chǎn)生捅值所需的額外延時的情況下實現(xiàn)該改善，并具有低復(fù)雜 度和低存儲要求。
【附圖說明】
[0024] 通過參考以下結(jié)合附圖的描述，可以最佳理解本技術(shù)及其更多的目的和優(yōu)點，其 中：
[0025] 圖1是示出幀錯誤隱藏的概念的圖；
[0026] 圖2是示出符號改變跟蹤的圖；
[0027] 圖3是示出符號改變被認(rèn)為沒有意義的情況的圖；
[0028] 圖4是示出幀結(jié)構(gòu)的圖；
[0029] 圖5示出錯誤幀的子向量的重構(gòu)的示例的圖；
[0030] 圖6是示出所提出的方法的總體實施例的流程圖；
[0031] 圖7是給出所提出的技術(shù)的概覽的框圖；
[0032] 圖8是根據(jù)所提出的技術(shù)的解碼器的示例實施例的框圖；
[0033] 圖9是根據(jù)所提出的技術(shù)的解碼器的示例實施例的框圖；
[0034]圖10是根據(jù)所提出的技術(shù)的解碼器的示例實施例的框圖；
[0035] 圖11是根據(jù)所提出的技術(shù)的解碼器的示例實施例的框圖；
[0036] 圖12是用戶終端的框圖；以及
[0037] 圖13是示出幀錯誤隱藏的另一個實施例的圖。
【具體實施方式】
[0038] 貫穿附圖，相同的附圖標(biāo)記用于相似或?qū)?yīng)的元素。
[0039] 本文所提出的技術(shù)整體上適用于調(diào)制重疊變換（MLT)類型，例如作為當(dāng)前優(yōu)選變 換的MDCT。為簡化描述，以下將只描述MDCT。
[0040] 此外，以下描述中的術(shù)語丟失幀、延時幀、損壞幀以及包括損壞數(shù)據(jù)的幀全都表示 要通過所提出的幀錯誤隱藏技術(shù)來重構(gòu)的錯誤幀的示例。類似，術(shù)語"好幀"將用于指示無 錯幀。
[0041] 在使用MDCT的變換編解碼器中使用用于隱藏幀錯誤的幀重復(fù)算法，可能使重構(gòu) 音頻信號變差，這是因為在MDCT域中，相位信息是在MDCT系數(shù)的幅度和符號中傳遞的。對 于音調(diào)或諧頻分量，對應(yīng)的MDCT系數(shù)在幅度和符號上的演變依賴