专利名称：：脉冲搜索方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及通信领域，具体涉及一种脉冲搜索方法和装置。技术背景在音频通信过程中，为了保证接收端能够顺利重构音频信号，需要在发送端对音频脉沖在音频信号中所处的位置进行确定，并进一步对位于相应位置的音频脉沖进行编码等后续发送处理；接收端收到音频脉冲后，在与发送端相应的位置对音频脉沖进行解码等处理后得到重构的音频信号。上述确定音频脉沖所在位置的方法通常被称为音频脉沖搜索方法。在目前所应用的音频脉沖搜索方法中，AMR—WB+中的音频脉沖搜索方法非常具有代表性，该方法引用自专利申请号为96193196.5的发明专利。AMR一WB+中的所述音频脉冲搜索方法的基本原理是在若千个设置有预测脉冲位置的脉冲轨道中，每次都在相邻的两个脉冲轨道中各确定一个实际脉沖位置，直到在各脉冲轨道中所确定的实际脉沖位置数量与为各脉沖轨道所设置的实际脉冲数量相同为止。在实际应用中，可以采用ITU-T的P.862客^L评测标准WB-PESQ评测软件对不同码率下的音频质量进行评测，具体的评测结果如图l所示。上述音频脉冲搜索方法具有缺点音频脉沖搜索过程中的运算复杂度在各种码率情况下均比较大。
发明内容有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种脉冲搜索方法，有效降低脉冲搜索过程中的运算复杂度。本发明实施例的另一目的在于提供一种脉冲搜索装置，有效降低脉沖搜索过程中的运算复杂度。一种脉冲搜索方法，该方法包括确定脉冲轨道数量及脉冲轨道上的脉冲数量，搜索当前脉沖轨道中的脉沖位置，之后再搜索下一个脉冲轨道中的脉冲位置。一种脉沖搜索装置，该装置包括相连的脉冲选择单元和比较器；其中，所述脉沖选择单元，用于依据预测脉沖位置信息、脉沖轨道信息、脉沖数量以及为脉沖轨道所设置的脉冲搜索单位，确定当前脉冲轨道中的脉冲位置，并将确定好的脉冲位置信息发送给所述比较器；还根据来自该比较器的比较结果继续确定尚未确定位置的脉沖的位置，或结束确定脉冲位置的搮:作；所述比较器，用于根据预测脉冲位置信息、脉冲轨道信息、脉冲数量以及来自所述脉冲选择单元的脉冲位置信息，比较当前正处理的脉冲轨道中尚未确定位置的脉冲数量与所述脉冲搜索单位之间的数量关系，再将比较的结果发送给脉冲选择单元。与现有技术相比，上述脉冲搜索方法和装置，均可有效减少脉冲搜索次数，因而可明显降低脉冲搜索过程中的运算复杂度。图1为现有技术在不同码率下的PESQ示意图；图2为本发明一实施例的脉冲搜索流程图；图3为本发明一实施例的脉冲搜索装置的结构及原理示意图；图4为本发明实施例在不同码率下的PESQ示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本发明详细说明。本发明实施例所提供的脉冲搜索方法包括确定脉冲轨道数量及脉冲轨道上的脉冲数量，搜索当前脉冲轨道中的脉冲位置，之后再搜索下一个脉冲轨道中的脉沖位置。本发明实施例所提供的脉沖搜索装置包括相连的脉冲选择单元和比较器；其中，所述脉沖选择单元，用于依据预测脉沖位置信息、脉沖轨道信息、脉冲数量以及为脉沖轨道所设置的脉冲搜索单位，确定当前脉沖轨道中的脉沖位置，并将确定好的脉冲位置信息发送给所述比较器；还根据来自该比较器的比较结果继续确定尚未确定位置的脉冲的位置，或结束确定脉沖位置的操作；所述比较器，用于根据预测脉沖位置信息、脉沖轨道信息、脉冲数量以及来自所述脉沖选择单元的脉沖位置信息，比较当前正处理的脉沖轨道中尚未确定位置的脉冲数量与所述脉沖搜索单位之间的数量关系，再将比较的结果发送给脉沖选择单元。可见，本脉沖搜索方法依据为脉冲轨道所设置的脉冲搜索单位，在划分的依次排列的脉沖轨道中确定当前脉沖轨道中所有实际脉沖的位置；之后，在下一个脉冲轨道中确定当前脉冲轨道中所有实际脉沖的位置。具体而言，依据上述原理进行脉冲搜索的流程如图2所示。参见图2，图2为本发明一实施例的脉沖搜索流程图，该流程包括以下步骤步骤210至步骤220:在信号中确定可能存在脉沖的预测脉冲位置；将预测脉冲位置划分到依次排列的脉冲轨道中，并为各脉冲轨道设置脉沖数量。所述脉冲轨道、脉冲以及预测脉冲位置的数量，都是根据实际应用场景设置的。如果脉冲轨道的数量为4，实际脉冲数量为8,预测脉冲位置的数量是64,步骤210至步骤220所实现的设置则如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1由表1可见，共划分出4个脉冲轨道Track:TO、Tl、T2、T3,每个脉冲轨道中都被划分有64个预测脉沖位置中的16个，并且每个脉沖轨道所包含的16个预测脉沖位置中包含有2个脉冲，只是目前还不能确定这2个脉沖在所述16个预测脉冲位置中所处的位置。其中，T0中包含P0和P1两个脉冲，Tl中包含P2和P3两个脉冲，T2中包含P4和P5两个脉冲，T3中包含P6和P7两个脉冲。步骤230:依据为脉冲轨道所设置的脉沖搜索单位，确定当前脉冲轨道中的脉沖位置。具体的脉冲位置确定方法为每次都在当前脉冲轨道中遍历总数与脉沖搜索单位具有相同数量的预测脉冲位置，针对每次所遍历到的预测脉冲位置计算公式(1)的结果。可见，在对当前脉冲轨道中的所有预测脉冲位置进行遍历及所述计算时，将会应用公式(1)得到多个计算结果；这种情况下，选择所述多个计算结果中最大的一个计算结果，并将计算出被选择的所述计算结果的预测脉冲位置确定为当前脉冲轨道中的脉冲位置。公式(1)用于得到作为计算结果的搜索标准込，其表述形式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(1)其中，^为脉冲的目标信号，H为^")的矢量表达形式，O为W")的相关矩阵。为经过预滤波的加权合成滤波器的脉冲响应。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>假设共有Np个脉冲，则公式(l)中的分子&可以改写为错误！未定义书签。其中mi为第i个脉冲的位置，"'为脉冲的幅度(包含符号信息)，Np是脉冲的个数。公式(1)的分母^为能量，将矩阵乘法改写为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>为了简化搜索过程，脉冲的符号可以由参考信号b(n)来决定。其中，b(n)叫做脉沖幅度选择信号(脉沖位置最大似然函数)，通常可以作如下规定将b(n)在位置i处的符号定为脉沖的符号。b(n)的表述方式通常为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中，&=^是信号"(")的能量，￡,="^是信号』(")的能量，为长时预测的残差信号。"为比例因子，它控制了b(n)对d(n)的依赖程度，并且会因不同的码率而有不同的取值。当脉冲的幅度为1时，依据b(n)可以将公式(l)中的rf和-表述为进而将込的分子和分母变为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中w'表示第i个脉冲的位置；"(")表示脉冲在第n个位置的符号，用+1或者-1表示。在实际应用中，还可以通过将dn(n)与经过语倾斜的r厉(")信号的差异性分配得到b(n)，这样得到的b(n)能够更加准确的预测脉冲的位置和符号，并且使得b(n)的计算公式表述为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中,"TP(")=rP(")<8>『(z)=-r;『(z)为w(n)的z变换，^为常数，"的取值范围为。=-r，(w)A"/:r尸("""")其中，^")为语倾斜函数，"^(")为长时预测的残差信号。e(")为c/"(")和'尸(")的差值信号，^为"口(")的能量，A是"")的能量，^为""(")的能量，②代表巻积。在应用步骤230确定了当前脉冲轨道中的脉冲位置后，该脉沖轨道中剩余的尚未确定位置的脉冲数量可能会有不同的情况有可能仍有尚未确定位置的脉冲，且其数量不小于所述脉沖搜索单位；也有可能不存在尚未确定位置的脉沖；甚至有可能仍有尚未确定位置的脉冲，且其数量小于所述脉冲搜索单位。针对上述不同情况，需要进行步骤240中的判断操作。步骤240:比较当前正处理的脉冲轨道中尚未确定位置的脉沖数量与所述脉沖搜索单位之间的数量关系，如果仍有尚未确定位置的脉冲，且其数量不小于所述脉冲搜索单位，则返回步骤230;如果仍有尚未确定位置的脉冲，且其数量小于所述脉沖搜索单位，则进入步骤350。步骤250:依据为脉冲轨道所设置的脉冲搜索单位，确定当前正处理的脉沖轨道中剩余的脉冲位置以及下一个脉沖轨道中的脉冲位置；之后，返回步骤240。具体的脉沖位置确定方法为每次都在当前正处理的脉冲轨道以及下一个脉冲轨道中遍历总数与脉冲搜索单位具有相同数量的预测脉沖位置。针对每次所遍历到的预测脉沖位置计算公式(1)的结果。可见，与步骤230相同的是在对预测脉冲位置进行遍历及所述计算时，将会应用公式(l)得到多个计算结果；这种情况下，选择所述多个计算结果中最大的一个计算结果，并将计算出被选择的所述计算结果的预测脉冲位置确定为脉冲轨道中的月永冲^f立置。与步骤230不同的则是在所述当前脉冲轨道中遍历的所述预测脉冲位置与当前脉冲轨道中尚未确定位置的脉沖具有相同数量；那么，在所述下一个脉冲轨道中遍历的所述预测脉冲位置的数量则是脉沖搜索单位与相对上一个脉冲轨道中尚未确定位置的脉冲数量之差。并且，在确定为脉冲轨道中的脉冲位置当中，有的脉沖位置位于所述下一个脉冲轨道中，有的脉冲位置则位于与所述下一个脉冲轨道相对的上一个脉沖轨道中。由以上所述可见，图2所示流程能够顺利实现脉冲的搜索。当然，在搜索到脉沖的位置时，还可以进一步输出搜索到的脉冲位置以及该脉沖的符号。需要说明的是当所有脉沖轨道中已不存在尚未确定位置的脉沖时，可以结束脉冲搜索。为了说明图2所示流程能在保证音频质量的前提下有效降低脉冲搜索过程中的运算复杂度，下面举例进行阐述。为了比较现有技术与本发明实施例在脉冲搜索过程中的运算复杂度，可以分别参见表2和表3。其中，表2对应于现有技术的脉冲搜索过程，表3对应于本发明实施例的脉沖搜索过程；并且，结合表2、表3所进行的搜索均对应于相同的码率。Track(Tx)PlusePositionsl(TO)P0，P70,4,8,12，16，20,24，28,3236，40，44，48,52,56，602(Tl)P1，P41,5，9，13,17，21，25,29，33，37,41，45，49，53，57，613(T2)P2，P52,6，10,14,18，22，26,30，34,38,42,46，50，54，58，624(T3)P3,P63,7,11，15,19,23,27,31,35,39,43，47，51，55，59，63表2表2中，假设脉冲轨道1到脉冲轨道4分别用T0、Tl、T2和T3表示；总共有8个脉冲，每个脉冲轨道中被划分有2个脉冲。在搜索过程中，每次搜索2个脉冲(即脉沖搜索单位是2)，这两个脉沖分别来自相邻的两个脉冲轨道，第一个脉冲P04皮分西己到TO，第二个脉冲Pl4皮分配到Tl，这两个脉冲的位置直接由b(n)在TO和Tl中的最大值确定。接着，在T2-T3中进行搜索，P2为T2上的脉沖，P3为T3上的脉冲；其中，针对P2在T2中的16个位置中的4个位置进行搜索，针对P3在轨道T3中的16个位置中进行搜索。接着，在T1-T2中进行搜索，P4为T1上的脉冲，P5为T2上的脉冲；其中，针对P4在Tl中的16个位置中的8个位置进行搜索，针对P5在轨道T2中的16个位置中进行搜索。接着，在T3-TO中进行搜索，P6为T3上的脉冲，P7为TO上的脉沖；其中，针对P6在T3中的16个位置中的8个位置进行搜索，针对P7在T0中的16个位置中进行搜索。至此，针对所有8个脉沖的搜索完毕，总共搜索次数为4xl6+8xl6+8x16=320，并且整个搜索过程要重复4次(4次搜索过程的不同点在于搜索脉冲起始位置分配的不同，例如在第二此搜索过程中，脉冲PO到P6分别分配在轨道T1,T2，T3，T0，T2，T3，T0和Tl中)。因此，针对脉冲进行搜索的总次数为320*4=1280(次)。下面可继续参考表3:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表3表3中，在TO中搜索脉沖P0和PI,脉冲P0的位置可以由b(n)在每个轨道的8个最大值中进行搜索确定，也可以进行全搜索；针对脉冲P1可以在轨道T0中的16个位置进行全搜索。搜索脉沖P0、Pl的总次数为8x16=128(次)。在针对脉冲P0、Pl的搜索完成之后开始顺序搜索Tl、T2和T3中的脉沖，并且在T1、T2和T3中的脉沖搜索方法与在T0中的相应脉冲搜索方法相同。当4个轨道的所有脉冲搜索(脉沖搜索顺序为P0-P1、P2-P3、P4-P5和P6-P7)完毕之后，整个搜索过程结束，并且可以确定总搜索次数为8x16x4-512(次)。可见，本发明实施例的脉冲搜索次数远比现有技术中的脉冲搜索次数少，这能明显降低本发明实施例的脉冲搜索过程中的运算复杂度。以上所述只是针对一个码率对现有技术与本发明实施例的脉冲搜索次冲搜索次数进行对比。码率(kbps)10.412.013.615.216.819.220.824搜索次数a10241280128016641664172816801696搜索次数b256384512640768102411521536表4由表4可见，在不同码率下，现有技术的脉冲搜索次数都比本发明实施例的要多，特别是在低码率情况下尤其明显，这更能体现出本发明实施例的脉冲搜索过程中的低运算复杂度。并且，从表4也可以获知，本发明实施例特别适用于多码率情况下的音频脉沖搜索，当然也适用于需要对脉沖进行搜索量化的音频以外的信号处理领域。为了证明本发明实施例能够保证音频质量，可以采用ITU-T的P.862客观评测标准WB-PESQ评测软件对不同码率下的音频质量进行评测，具体的评测结果如图4所示。由图l和图4可见，从标准偏差来看，本发明实施例在各个码率情况下的音频质量均要比现有技术的稍好。从PESQ打分来看，在各个码率情况下本发明实施例均比现有技术稍差；但差距没有超过0.05个平均意见分MOS,因此相对于现有技术所能提供的音频质量而言，完全可以认为本发明实施例能够保证音频质量。为了实现图2中所示流程，需要设置如图3所示的脉沖搜索装置。参见图3,图3为本发明一实施例的脉冲搜索装置的结构及原理示意图。图3中，脉冲轨道设置单元320分别与预测脉沖位置提供单元310、脉冲选择单元330以及比较器340相连，并且脉沖选择单元330与比较器340相连。其中，预测脉冲位置提供单元310用于确定可能存在脉冲的预测脉冲位置，并将确定好的预测脉冲位置信息发送给脉冲轨道设置单元320;脉冲轨道设置单元320用于根据收到的预测脉沖位置信息将确定好的预测脉沖位置划分到依次排列的脉沖轨道中，并为各脉冲轨道设置脉冲数量，还将预测脉沖位置信息、脉冲轨道信息以及脉沖数量发送给脉冲选择单元330和比较器340。脉冲选择单元330用于依据来自脉冲轨道设置单元320的信息以及为脉冲轨道所设置的脉冲搜索单位，确定当前脉冲轨道中的脉冲位置，并将确定好的脉冲位置信息发送给比较器340。这样，比较器340就可以根据来自脉沖轨道设置单元320的信息和来自脉冲选择单元330的脉冲位置信息进行步骤340中的所述比较操作，并将比较的结果发送给脉沖选择单元330;脉冲选择单元330进而根据来自比较器340的比较结果继续确定尚未确定位置的脉冲的位置，或结束确定脉沖位置的操作。由于已经结合图2详细描述过确定脉冲位置的具体操作，因而在此不再赘述。脉冲选择单元330在确定了脉沖位置时，还可以进一步输出该脉沖位置以及该"永沖的符号。在实际应用中，脉冲搜索单位通常是2，即每次4叟索两个脉沖；当然，脉冲搜索单位也可以是1或3等。由以上所述可以看出，本发明实施例所提供的脉沖搜索方法和装置，均可有效减少脉沖搜索次数，因而可明显降低脉冲搜索过程中的运算复杂度。权利要求1.一种脉冲搜索方法，其特征在于，该方法包括确定脉冲轨道数量及脉冲轨道上的脉冲数量，搜索当前脉冲轨道中的脉冲位置，之后再搜索下一个脉冲轨道中的脉冲位置。2、如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述搜索当前脉冲轨道中的脉沖位置、之后再搜索下一个脉沖轨道中的脉沖位置的过程包括A.依据为脉冲轨道所设置的脉沖搜索单位，确定当前脉冲轨道中的脉冲位置；B.比较当前正处理的脉冲轨道中尚未确定位置的脉沖数量与所述脉沖搜索单位之间的数量关系，如果仍有尚未确定位置的脉冲，且其数量不小于所述脉冲搜索单位，则返回步骤A;如果仍有尚未确定位置的脉冲，且其数量小于所述脉沖搜索单位，则进入步骤C;C.依据为脉沖轨道所设置的脉沖搜索单位，确定当前正处理的脉冲轨道中剩余的脉冲位置以及下一个脉冲轨道中的脉冲位置；之后，返回步骤B。3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述确定当前脉沖轨道中的脉冲位置的方法为每次都在当前脉沖轨道中遍历总数与所述脉沖搜索单位具有相同数量的预测脉冲位置，针对每次所遍历到的预测脉沖位置计算搜索标准込；从完成所述遍历及计算后所得到的多个込中选择最大的一个込，并将计算出该込的预测脉沖位置确定为当前脉冲轨道中的脉沖位置。4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤C中，所述确定当前正处理的脉冲轨道中剩余的脉沖位置以及下一个脉冲轨道中的脉冲位置的方法为每次都在当前正处理的脉冲轨道以及下一个脉冲轨道中遍历总数与所述脉沖搜索单位具有相同数量的预测脉冲位置，针对每次所遍历到的预测脉冲位置计算a;从完成所述遍历及计算后所得到的多个込中选择最大的一个込，并将计算出该込的预测脉沖位置确定为其所属脉冲轨道中的脉冲位置。5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所有脉冲轨道中已不存在尚未确定位置的脉沖时，结束脉冲搜索。6、如权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述脉冲搜索单位是2。7、如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，进一步输出搜索到的脉冲位置以及该脉冲的符号。8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述脉沖的符号为b(n)，确定该b(n)的方法为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>;其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>为w(n)的z变换，〃为常数；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，w(")为语倾斜函数，^W(")为长时预测的残差信号，咖)为""(")和^尸(")的差值信号，A为f(")的能量，A是e(")的能量，￡^为^(")的能量，代表巻积。9、一种脉冲搜索装置，其特征在于，该装置包括相连的脉沖选择单元和比较器；其中，所述脉沖选择单元，用于依据预测脉冲位置信息、脉冲轨道信息、脉沖数量以及为脉沖轨道所设置的脉冲搜索单位，确定当前脉冲轨道中的脉沖位置，并将确定好的脉冲位置信息发送给所述比较器；还根据来自该比较器的比较结果继续确定尚未确定位置的脉冲的位置，或结束确定脉冲位置的操:作；所述比较器，用于根据预测脉冲位置信息、脉冲轨道信息、脉冲数量以及来自所述脉冲选择单元的脉沖位置信息，比较当前正处理的脉沖轨道中尚未确定位置的脉冲数量与所述脉冲搜索单位之间的数量关系，再将比较的结果发送给脉冲选择单元。10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括相连的预测脉沖位置提供单元和脉冲轨道设置单元，并且脉冲轨道设置单元分别与脉沖选择单元和比较器相连；其中，所述预测脉冲位置提供单元，用于确定可能存在脉冲的预测脉冲位置，并将确定好的预测脉冲位置信息发送给脉沖轨道设置单元；所述脉沖轨道设置单元，用于根据收到的预测脉冲位置信息将确定好的预测脉冲位置划分到依次排列的脉冲轨道中，并为各脉冲轨道设置脉冲数量，还将预测脉冲位置信息、脉冲轨道信息以及脉沖数量发送给所述脉沖选择单元和所述比较器。11、如权利要求9或IO所述的装置，其特征在于，所述脉沖选择单元进一步用于输出搜索到的脉冲位置以及该脉沖的符号。全文摘要本发明实施例公开了脉冲搜索方法，确定脉冲轨道数量及脉冲轨道上的脉冲数量，搜索当前脉冲轨道中的脉冲位置，之后再搜索下一个脉冲轨道中的脉冲位置。本发明实施例还公开了包括脉冲选择单元和比较器的脉冲搜索装置，其中，所述脉冲选择单元用于确定当前脉冲轨道中的脉冲位置，并将确定好的脉冲位置信息发送给所述比较器，还根据来自该比较器的比较结果继续确定尚未确定位置的脉冲的位置，或结束确定脉冲位置的操作；所述比较器用于比较当前正处理的脉冲轨道中尚未确定位置的脉冲数量与所述脉冲搜索单位之间的数量关系，再将比较的结果发送给脉冲选择单元。本发明实施例所提供的脉冲搜索方法和装置，均可有效降低脉冲搜索过程中的运算复杂度。文档编号G10L19/00GK101226745SQ20071000076公开日2008年7月23日申请日期2007年1月19日优先权日2007年1月19日发明者亮张,张德军,李立雄,王庭红,马付伟申请人:华为技术有限公司