专利名称：分组丢失补偿的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在数据帧的基于分组的传输中实现分组丢失补偿的方法，其中被提供用于传输的分组包括对应于使用第一比特率编码模式编码的相应数据帧的第一类帧以及对应于使用第二比特率编码模式编码的相应数据帧的第二类帧。本发明同样涉及对应的编码器、包括该编码器的电子设备以及包括该编码器的基于分组的传输系统。本发明还涉及对应的软件代码和存储该软件代码的软件程序产品。
背景技术：
基于分组的传输系统包括在发射端的编码器、在接收端的解码器以及连接二者的分组交换传输网络，例如基于网际协议(IP)的网络。将被传输的数据由编码器编码并分配给分组。然后经由分组交换传输网络将分组彼此独立地传输至解码器。解码器再次从分组提取数据并反向编码处理。
用于基于分组的语音传输的公知编解码器是自适应多速率(AMR)语音编解码器，其是代数码激励线性预测类型的编解码器。AMR编解码器的操作是基于在数据流的连续帧与同步的编码器和解码器状态之间的较强相关性。通过针对当前编码器/解码器状态来编码/解码每个帧从而达到有效压缩，每个处理的帧相应地更新编码器/解码器状态。对于AMR编码和解码的细节，参考3GPP文档TS26.090V5.0.0(2002-06)“Technical Specification Group Services andSystem Aspects；Mandatory Speech Codec speech processing functions；Adaptive Multi-Rate(AMR)speech codec；Transcoding functions”，(Release 5)，其在此并入作为参考。
甚至在健康的操作环境中，经由分组交换网络传输的一些分组也通常会丢失。
IP网络中的分组丢失是对于会话语音服务的主要障碍。在分组丢失的情况下，解码器完全不接收任何信息，并且其必须独占地基于来自之前帧和之后帧的信息而再生包括在丢失的分组中的语音帧。因此，相比于用于经由电路交换系统的传输的错误隐藏方法，解码器必须采用完全不同的错误隐藏方法，电路交换系统例如是GSM，其中错误比特流仍保持一些可用的信息比特。
在传输中丢失语音帧的情况下，解码器因此调用错误隐藏算法，其设法基于之前帧和/或之后帧外插和/或内插信号的缺失部分，以及同时其还设法相应地更新解码器状态。然而，每个丢失帧将不仅在已由错误隐藏算法补偿的帧期间使语音质量恶化，而且质量恶化还蔓延至紧随丢失帧之后的一些帧，这是由于在编码器和解码器状态之间的失配，其不能精确地用更新来补偿。
在IP网络中分组丢失情况下，对于错误隐藏的特殊解决方案是采用通过添加冗余到比特流的前向纠错(FEC)。在最简单的配置中，直接重复的数据流的相应之前帧与每个相应的新帧一起传输。在相应的分组中，新帧形成主帧(primary frame)，并且先前帧形成冗余帧。在处理负载方面，这是无足轻重的方法，因为冗余帧可容易地获得并且不需要附加处理。然而，因为典型地该应用针对语音帧的主数据流使用最高的可能比特率以最大化语音质量，帧的直接重复可能导致不可行的高的总比特率。为了最优化整体质量和传输能力，代替地，可以以显著更低的比特率来包括包含来自先前帧的编码语音的冗余信息。
现在，在分组丢失的情况下，解码器等待包含冗余信息的下一个分组，该冗余信息可以应用于重构在先前分组中缺失的信息。应该注意，解码器侧不一定必须知道冗余传输。如果没有分组丢失，则接收器只是获得同一个帧的两个副本，其中帧可以通过它的时间戳被识别为复制品，并且自然地丢弃第二个帧-通常是到达较晚和/或以较低比特率编码的冗余帧。
因此冗余帧与主数据一起传输提供一种机制，从而在过多分组丢失的情况下少量附加的延迟为代价来提高语音质量。这自然地给出明显的质量改进，因为可以基于实际数据而不是使用错误隐藏来对帧进行解码。
AMR实时协议(RTP)净荷格式和AMR RTP解码器支持在没有任何的修改下使用处于相同的比特率或以较低比特率的先前帧的重复的FEC。常规情况下，针对具有不同AMR模式的FEC，使用各编码器实例处理主数据流和冗余数据流，如图1中所示。
图1是提供冗余数据流的基于常规AMR的语音编码器的示意性框图。
语音编码器包括用于主数据流的第一AMR编码组件12，其直接连接至分组装配器15。发射器还包括用于冗余数据流的第二AMR编码组件13，其经由缓冲器14连接至分组装配器15。
第一AMR编码组件12接收语音帧并以较高比特率AMR模式执行编码，得到例如7.4kbit/s的比特率。用于相应的主帧的编码数据提供至分组装配器15。并行地，第二AMR编码组件13接收相同的语音帧并以较低比特率AMR模式执行编码，得到例如4.75kbit/s的比特率。用于相应的冗余帧的编码数据首先提供至缓冲器14。缓冲器14将冗余帧缓冲一个帧的持续时间，然后仅将其转发至分组装配器15。
分组装配器15通过组合RTP报头与从缓冲器14获得的旧冗余帧以及从第一AMR编码组件12获得的新主帧来装配相应的RTP分组以用于传输。
利用图1的编码器，例如通过针对主编码使用7.4kbit/s的AMR模式并使用4.75kbit/s AMR模式添加冗余信息，可以达到约12.2kbit/s的总比特率。在无错误的情况下，尽管主数据流的质量由此低于使用12.2kbit/s AMR模式生成的主数据流的质量，但是在分组错误情况下，由于具有从单个的分组丢失完全恢复的能力，所以整体质量显著较好。而且，相对于主数据流，冗余数据流所需带宽减少。
尽管参照图1提出的方法因此实现了比主帧的简单重复好得多的传输带宽的使用，其还是有缺陷的。
为了以两个不同的速率对每个输入的语音帧进行编码而同时运行两个解码组件大约来说还要使所需的处理能力加倍。造成的处理负载甚至可能对于一些平台而言太高了，特别使在能力受限的设备中，例如低端移动终端。
另一个问题是在冗余数据流的帧用于代替主数据帧的丢失帧的情况下，在编码器和解码器状态之间的失配，其可以导致语音质量恶化。由于AMR编解码器的状态机类型的操作原理，参照图1提出的方法产生在用于编码主流的帧的AMR编码组件12中的编码器状态与用于编码冗余流的相应帧的AMR编码组件13中的编码器状态之间的失配。在所需分组丢失补偿的情况下，该失配将在解码器变得明显。这样尤其影响了那些基于对先前帧计算或接收的值而预测的参数值。
发明内容
本发明的目的是对于基于分组的数据传输以较小处理能力实现冗余数据的生成。
提出一种用于在数据帧的基于分组的传输中实现分组丢失补偿的方法，其中被提供用于传输的分组包括对应于使用第一比特率编码模式编码的相应数据帧的第一类帧以及对应于使用第二比特率编码模式编码的相应数据帧的第二类帧。该方法包括从将根据第一比特率编码模式传输的数据帧提取参数。该方法还包括根据第一比特率编码模式量化提取的参数以获得形成第一类帧的量化参数。该方法还包括基于为第一类帧提取的参数和第一类帧的量化参数中至少之一生成第二类帧。
此外，提出一种用于对于基于分组的传输编码数据帧的编码器，该编码实现传输中的分组丢失补偿。被提供用于传输的分组包括对应于使用第一比特率编码模式编码的相应数据帧的第一类帧以及对应于使用第二比特率编码模式编码的相应数据帧的第二类帧。该编码器包括编码部分，其适用于从将根据第一比特率编码模式传输的数据帧提取参数。该编码部分进一步适用于根据第一比特率编码模式量化提取的参数以获得形成第一类帧的量化参数。该编码部分进一步适用于基于为第一类帧提取的参数和第一类帧的量化参数中至少之一生成第二类帧。
此外，提出一种电子设备，其包括所提出的编码器。
此外，提出一种基于分组的传输系统。该系统包括所提出的编码器；解码器，其适用于解码由编码器编码的数据；以及基于分组的传输网络，其适用于实现编码器和解码器之间的编码数据的基于分组的传输。
此外，提出一种用于在数据帧的基于分组的传输中实现分组丢失补偿的软件代码，其中被提供用于传输的分组包括对应于使用第一比特率编码模式编码的相应数据帧的第一类帧以及对应于使用第二比特率编码模式编码的相应数据帧的第二类帧。当在电子设备的处理组件中运行时，该软件代码实现所提出的方法的步骤。
最后，提出一种软件程序产品，其中存储有所提出的软件代码。
第一类帧可以例如是对应于相应当前数据帧的主帧，其使用较高比特率编码模式编码，而第二类帧可以是例如对应于相应先前数据帧的冗余帧，其使用较低比特率编码模式编码。对于这种情况，编码器可以进一步包括适用于缓冲生成的第二类帧的缓冲器，以及分组装配器，适用于将分组报头、由编码部分针对当前数据帧提供的第一类帧以及由缓冲器针对先前数据帧提供的第二类帧装配在相应的分组中。应该理解，表达“先前数据帧”不一定指的是紧接当前数据帧之前的数据帧；先前数据帧还可以具有与当前数据帧的较大距离。此外，应该理解，被提供用于相应主帧的冗余帧可以在多个分组中传输多次。因此，每个分组可以包括用于多个主帧的冗余帧。这样即使丢失多个连续分组也能实现补偿。
本发明出于如下考虑，即由编码器使用以生成不同比特率的数据流的编码模式通常彼此非常类似。在所有的编码模式上，编码器提取的参数实际上或多或少是相同的-在较高的比特率模式下，它们仅使用较大粒度来计算和量化以确保在较宽的多种不同输入信号上有较好数据质量。因此提出，用于生成用于传输的第一类帧提取的参数另外直接或间接地还用于生成用于传输的第二类帧。提取的参数可以被量化以获得第一类帧以及另外至少部分地用于获得第二类帧。可选地，提取的参数可以首先被量化以获得第一类帧，然后第一类帧的量化参数可以用作获得第二类帧的基础。
本发明的优点在于其提供了一种计算上非常有效的方法来以不同的比特率生成两个数据流。例如可以采用编码数据流用于高带宽效率的冗余传输，该传输将高速率编码模式用于主数据流以及将低速率编码模式用于冗余数据流。
因为参数必须针对两个比特率只提取一次，所以减少了编码的复杂度。同时，也自动避免了在编码器和解码器的状态失配，这是因为第二类帧总是基于为第一类帧提取的参数并因此基于与用于获得第一类帧相同的编码器状态。
特别地，如果第二类帧用作冗余帧，那么它们不必完全地匹配于用于原始第二速率编码模式的编码处理。因为冗余数据仅用于向传输的数据流添加冗余度，其将仅用于在分组丢失情况下的错误隐藏。在任何健康的操作环境中，具有良好的低于所有传输帧的10％的分组丢失，与“常规”编码相比，数据质量的较小折衷可以容忍并且得到的质量远高于由传统的错误隐藏方法提供的质量。例如，AMR编解码器标准在错误隐藏期间不要求比特精确操作。
本发明的另一优点在于可以完全在编码器侧执行处理。因此，不需要将任何关于处理的信息传输至解码器或修改传统的解码器。
在第一种方法中，基于为生成第一类帧而提取的参数来生成第二类帧。因为无论如何为以第一比特率的量化提取参数，参数也可容易地获得以用于在第二比特率的附加量化。因此，可以根据第二比特率编码模式来简单地量化提取的参数以获得用于第二类帧的编码参数。应该理解，不是在用于第一类帧的量化中使用的所有提取的参数都必须在用于第二类帧的量化中使用。另外，可以选择提取的参数中适合的一些用于根据第二比特率编码模式生成第二类帧。
上面已经提到，所得到的第二类帧不一定必须完全地匹配使用用于第二比特率编码模式的各个编码组件编码的帧。第二类帧的这种“不严格”编码可以进一步显著地简化计算负担。
对于第一种方法，可以采用单模编码组件、具有单模编码组件的编码部分以及双模编码组件。例如，可以基于用于第一比特率编码模式的修改的传统编码算法。代替仅使用第一比特率对帧进行编码，作为“副产品”，双模编码组件也输出在第二比特率的帧。
在第二种方法中，基于第一类帧的已量化参数生成第二类帧。为此，在这种情况下，主帧的量化参数可以被转换代码以获得第二类帧的量化参数。从高比特率编码模式向低比特率编码模式的代码转换实际上是从较高粒度到较低粒度的参数转换。
上面已经提到，所得到的第二类帧不必完全地匹配于使用用于第二比特率编码模式的各个编码组件编码的帧。如果对于第一比特率编码可用的“侧信息(side information)”另外对于代码转换是不可用的，则实际上完全匹配在第二种方法中甚至是不可能的。
对于第二种方法，可以采用传统的第一比特率模式编码组件。此外，可以实现特殊处理组件，其用于将由编码组件输出的具有第一比特率的量化参数代码转换为将用于第二类帧的具有第二比特率的量化参数。因此编码部分包括单模式编码组件和代码转换器。
第二种方法提供同样地提供计算上非常有效的方法以实现高带宽效率的冗余传输。同时，该方法还较容易实现或添加到现有数据编码系统中，这是因为其不需要改变现有编码器或解码器算法。实际上，传统编码器和解码器部件甚至不需要知道附加的处理，这是因为附加的处理组件可以实现为在编码器与分组化之间的独立部件。
应该理解，可选地，同样在第二种方法中，用于第一比特率编码模式的传统编码组件可以修改为输出第一类帧以及另外由代码转换获得的第二类帧。
可以以不同方式实现第一类帧的量化参数的代码转换以获得适合于第二类帧的量化参数，例如可以选择对于相应的参数是最适合的方式。对于一些参数，代码转换可以包括例如量化参数的重新量化。对于其他参数，代码转换可以包括例如将第一类帧的量化参数映射到适合于第二类帧的量化参数。这种映射可以通过例如提供在第一类帧的参数值与第二类帧的相应量化参数值之间的关系的表来实现。
应该理解，两种方法还可以以组合的方式使用。即，一些用于第二类帧的量化参数可以通过量化提取的参数来获得，而其他用于第二类帧的量化参数可以通过对第一类帧的已量化参数进行代码转换来获得。
两种方法都可以用于支持不同编码模式的任何基于分组的数据传输，其中不同比特率可以基于从数据帧提取的相同参数来实现。
尽管不排他地，两种方法可以特别地用于语音的传输。
此外，尽管不排他地，例如不同AMR编码模式可以用作编码模式，这是因为AMR模式属于那些其中仅编码参数的粒度不同的模式。在上述文献TS 26.090中，定义AMR编码模式用于12.2、10.2、7.95、7.4、6.7、5.9、5.15、和4.75kbit/s。
在AMR编码情况下，确定的参数可以包括线谱频率参数、节距(pitch)滞后(lag)值、节距增益、脉冲位置和脉冲增益。在AMR编码情况下，确定的参数可以产生自线性预测编码、自适应码本编码和代数码本编码。
本发明的其他目的和特征将通过以下结合附图考虑的详细描述变得显而易见。然而，应该理解，示出附图仅用于说明目的，并且不作为本发明的限制，其将针对所附权利要求书做出参考。另外应该理解，附图并不按比例绘制，并且它们仅旨在概念上地示出这里描述地结构和过程。
图1是传统编码器的示意性框图；图2是根据本发明第一实施方式的传输系统的示意性框图；图3是示出图2的系统中操作的示意图；图4是示出图2的系统中另一操作的示意图；图5是示出图2的系统中另一操作的示意图；图6是根据本发明第二实施方式的传输系统的示意性框图；图7是示出图6的系统中操作的示意图；以及图8是示出图6的系统中另一操作的示意图。
具体实施例方式
图1已经在上面进行了描述。对于图1至图8中的相应组件，使用相同的参考标记。
图2是根据本发明第一实施方式的基于分组的传输系统的示意性框图，该系统使用高效冗余编码。
传输系统包括例如移动终端20、基于分组的传输网络26(例如IP网络)和另一电子设备27。
移动终端20是传统移动终端，其包括根据本发明修改的基于AMR的语音编码器21。
语音编码器21包括单个的AMR编码组件22。AMR编码组件22的第一输出直接连接至分组装配器15。AMR编码组件22的第二输出经由缓冲器14连接至分组装配器15。
另一电子设备27包括传统基于AMR的语音解码器28。
在AMR编码组件22中，实现根据本发明实施方式的编码器软件代码。
AMR编码组件22接收语音帧并从中产生如现有技术公知的处于所选主比特率的编码主帧。此外，作为副产品，其基于针对具有主比特率的编码确定的相同参数，产生处于所选冗余比特率的编码冗余帧。
主帧提供给分组装配器15，并且冗余帧提供给缓冲器14。缓冲器14将冗余帧缓冲一个语音帧的持续时间，然后将其转发至分组装配器15。
分组装配器15通过将RTP报头与从缓冲器14获得的旧冗余帧以及从AMR编码组件22直接获得的新主帧组合来以传统方式装配相应的RTP分组。
然后由移动终端20经由基于分组的传输网络26将装配的RTP分组传输至另一电子设备27。在另一电子设备27中，接收到的RTP分组由基于AMR的语音解码器28按照传统方式进行处理，其中如果需要，即如果丢失先前分组，则使用冗余帧。
现在将参照图3至图5描述修改的AMR编码组件22中的示意性操作。
AMR编码组件22将使用得到主帧的7.4kbit/s AMR模式主编码以及得到冗余帧的4.75kbit/s AMR模式冗余编码。如上述技术规范TS 26.090中描述的，必须针对每个编码帧来提供量化的线谱频率(LSF)参数、自适应码本参数、代数码本参数、编码的自适应码本增益和编码的代数码本增益。LSF值以每帧为基础生成，而其他参数以每子帧为基础生成，每个帧包括四个子帧。对于在码本操作与作为用于获得LSF参数的基础的线性预测(LP)滤波之间的编码和交互的细节，参照该技术规范。
LPC模型两种AMR模式使用预测性的第10级线性预测编码(LPC)模型，其使用预测性分裂码本量化为LSF。在7.4kbit/s模式中，量化使用26比特，然而在4.75kbit/s模式中，使用23比特来量化LSF矢量。
如图3所示，对于LPC分析中的每个语音帧来计算LP合成过滤器，得到LPC系数的矢量(步骤301)。然后将其转换为更为健壮的LSF矢量(步骤302)。然后使用第一码本表中的查找以找到用于7.4kbit/s模式的码本索引，对于主帧，使用26比特以传统方式来量化属于每个LSF矢量的LSF参数(步骤303)。此外，使用第二码本表中的查找以找到用于4.75kbit/s模式的码本索引，对于冗余帧，使用23比特以传统方式量化相同的LSF参数(步骤304)。
对比于如图1所示的全编码，实现了计算节约，这是因为不需要计算LSF参数两次。仅需要附加的表查找用以找到用于4.75kbit/s模式的码本索引。
自适应码本在两种AMR模式中，自适应码本在范围[19 1/3，84 2/3]中使用具有基音延迟的1/3分辨率，并且在范围[85，143]中使用整数分辨率。
在7.4kbit/s模式中，在第1和第3子帧中使用全范围[19，143]传输基音延迟。第2和第4子帧使用在范围[T1-5 2/3，T1+4 2/3]中的1/3分辨率，其中T1是为先前帧计算的基音延迟。在4.75kbit/s模式中，仅第一子帧使用全范围基音延迟，而其他子帧使用在范围[T1-5，T1+4]中的整数基音延迟值加上在范围[T1-1 2/3，T1+2/3]中的1/3分辨率。
如图4所示，在用于7.4kbit/s模式的传统自适应码本编码中计算基音延迟值(步骤401)。然后所得值另外用作“输入”值用于找到对于4.75kbit/s模式量化的最佳匹配(步骤402)。这可以例如通过使用新的映射表将7.4kbit/s模式码本值映射到相应的4.75kbit/s模式码本值来实现。
从计算的观点来看，基音延迟搜索是编码的最重的操作。在给出的实施方式中，根本不需要对冗余帧执行节距搜索。
代数码本用于7.4kbit/s模式的代数码本与用于4.75kbit/s模式的代数码本之间的不同构成在两种AMR模式之间的主要不同。此外，对于该码本的脉冲搜索也是对整个编码器复杂度的主要成因。在7.4kbit/s模式中，每个子帧确定4个非零脉冲，每个子帧用17比特对其编码，然而在4.75kbit/s模式中，每个子帧仅确定2个脉冲，每个子帧用9比特对其编码。
如图5所示，对于7.4kbit/s模式可以以传统方式搜索每子帧4个非零脉冲(步骤501)，并且可以使用用于7.4kbit/s模式的代数码本，每个子帧用17比特对其编码(步骤502)。此外，使用在AMR编码组件22中可用的附加信息，从找到的4个非零脉冲中选择每个子帧两个最重要的脉冲。然后使用用于4.75kbit/s模式的代数码本，每个子帧用9比特量化所选脉冲(步骤503)。
因此该方法避免了对于4.75kbit/s模式的大量搜索循环，并且显著地减少了计算复杂度。
自适应码本和代数码本增益在7.4kbit/s模式中，对于每个子帧的自适应和代数码本增益是每个子帧用7比特量化的矢量。相比之下，在4.75kbit/s模式中，对于第1和第2子帧的相应码本增益是共同使用8比特量化的矢量，并且对于第3和第4子帧的相应码本增益也是共同使用8比特量化的矢量。
如针对自适应码本的图4和针对代数码本的图5所示，确定增益值(步骤401、501)，并在一方面以用于7.4kbit/s模式的传统模式对该增益值进行编码(步骤404、504)。此外，根据4.75kbit/s模式增益量化方案对已确定的增益值进行编码(步骤405、505)。因此，不必为4.75kbit/s模式单独确定自适应和代数码本增益。
根据7.4kbit/s模式确定的所有参数然后用于形成主帧，而根据4.75kbit/s模式确定的所有参数用于形成冗余帧。然后如上所述将主帧和冗余帧装配为RTP分组。
总之，不必单独为主帧和冗余帧执行LSF矢量的生成、基音延迟搜索、用于找到脉冲位置的搜索循环以及增益值的确定。因此，相比于参照图1描述的方法，显著减少了计算负荷。此外，因为使用相同状态机来生成用于两种AMR模式的参数，所以防止了在解码器28处的状态失配。
图6是根据本发明第二实施方式的基于分组的传输系统的示意性框图，该系统使用有效的冗余编码。
传输系统还包括例如移动终端60、基于分组的传输网络26(例如IP网络)和另一电子设备27。
移动终端60是传统的移动终端，其包括根据本发明修改的基于AMR的语音编码器61。
语音编码器61包括传统的AMR编码组件12。AMR编码组件12的输出一方面直接连接至分组装配器15。AMR编码组件12的输出另一方面经由参数级AMR代码转换器63和缓冲器14连接至分组装配器15。
另一电子设备27还包括传统的基于AMR的语音解码器28。
如现在技术公知的，AMR编码组件12接收语音帧并从中产生处于所选主比特率的编码主帧，例如类似图1的基于AMR的语音编码器的AMR编码组件12。
主帧提供给分组装配器15和AMR代码转换器63。AMR代码转换器63对主帧中的编码参数进行代码转换，以获得用于冗余帧的编码参数。然后冗余帧提供给缓冲器14。缓冲器14将冗余帧缓冲一个帧的持续时间，然后将其转发至分组装配器15。
分组装配器15通过将RTP报头与从缓冲器14获得的旧冗余帧以及从AMR编码组件12直接获得的新主帧进行组合来以传统方式装配各RTP分组。
然后由移动终端60经由基于分组的传输网络26将装配的RTP分组传输至另一电子设备27。在另一电子设备27中，接收到的分组由基于AMR的语音解码器28按照传统方式进行处理。
现在将参照图7和图8更详细地描述修改的基于AMR的语音编码器61中的示意性操作。图7是示出AMR编码组件12中操作的示意图，而图8是AMR代码转换器63中操作的示意图。
例如，7.4kbit/s AMR模式编码还用于生成主帧并且4.75kbit/sAMR模式编码还用于生成冗余帧。如上述技术规范TS 26.090中描述的，必须针对每个编码帧来提供量化的LSF参数、自适应码本参数、代数码本参数、编码的自适应码本增益和编码的代数码本增益。对于这些参数的要求与上面第一实施方式描述的相同。
然而，相比于第一实施方式，在该实施方式中，整个主帧首先根据7.4kbit/s模式生成，并由传统的AMR编码组件12输出。如图7中所示，导致LP分析的LPC系数矢量(步骤701)被转换为LSF矢量(步骤702)，并且使用26比特量化相应的LSF参数(步骤703)。自适应码本编码得到编码的基音延迟值以及得到每个子帧用7比特编码的增益值(步骤704)。代数码本编码得到每个子帧四个脉冲，其用17比特编码，并且得到对于两个子帧用8比特编码的增益值(步骤705)。所有这些参数包括在由AMR编码组件12示出的主帧中。
如图8所示，主帧中7.4kbit/s模式LSF参数在参数级AMR代码转换器63中被重新量化，以获得对应于在4.75模式中使用的码本配置的量化LSF参数(步骤801)。重新量化可以例如通过映射7.4kbit/s模式码本索引到相应的4.75kbit/s模式码本索引的表来实现。
主帧中的编码基音延迟值用在参数级AMR代码转换器63中，用于根据4.75kbit/s模式基音延迟量化找到最佳匹配(步骤802)。
主帧中的编码脉冲用在参数级AMR代码转换器63中以选择两个合适的脉冲，并根据用于4.75kbit/s模式的代数码本来量化所选脉冲(步骤803)。
最后，在4.75模式增益量化方案中，将用于自适应码本的编码增益值映射到匹配值(步骤804)。同样地，在4.75模式增益量化方案中，将用于代数码本的编码增益值映射到匹配值(步骤805)。
根据4.75kbit/s模式确定的参数然后用于形成冗余帧，该冗余帧如上所述被转发至缓冲器14。
在该实施方式中也变得显而易见，不必单独为主帧和冗余帧执行LSF矢量的生成、基音延迟搜索、用于找到脉冲位置的搜索循环以及增益值的确定。因此，在该实施方式中也节约了可观的计算负荷。此外，也防止了在解码器处的失配。此外，可以采用传统的单个AMR编码组件，并仅需要增加新的AMR代码转换器。相比之下，在第一实施方式中，因为基本上不需要代码转换，所以计算负荷可能更低。
尽管已经示出和描述并指出了应用于其优选实施方式时本发明的基本新颖特征，应该理解，本领域技术人员可以做出所述设备和方法的形式和细节上的各种省略和替换和改变，只要不脱离本发明的精神。例如，明显意味着，以基本上相同的方式基本上执行相同功能以实现相同结果的那些元件和/或方法步骤的所有组合都在本发明的范围内。此外，应该认识到，结合本发明的任何公开形式或实施方式示出和/或描述的结构和/或原件和/或方法步骤可以并入任何其他公开或描述或建议的形式或实施方式作为设计选择的通常材料。因此，由所附权利要求书的范围所指示的，目的仅在于进行限制。
权利要求
1.一种用于在数据帧的基于分组的传输中实现分组丢失补偿的方法，其中被提供用于传输的分组包括对应于使用第一比特率编码模式编码的相应数据帧的第一类帧以及对应于使用第二比特率编码模式编码的相应数据帧的第二类帧，所述方法包括以下步骤从根据所述第一比特率编码模式进行传输的数据帧中提取参数；根据所述第一比特率编码模式来量化所述提取的参数以获得形成所述第一类帧的量化参数；以及基于为所述第一类帧提取的所述参数和所述第一类帧的所述量化参数中至少之一生成所述第二类帧。
2.根据权利要求1的方法，其中基于为所述第一类帧提取的所述参数生成所述第二类帧包括根据所述第二比特率编码模式来量化所述提取的参数的至少一部分，以获得用于所述第二类帧的量化参数的至少一部分。
3.根据权利要求1的方法，其中基于所述第一类帧的所述量化参数生成所述第二类帧包括代码转换所述第一类帧的所述量化参数的至少一部分，以获得所述第二类帧的量化参数的至少一部分。
4.根据权利要求3的方法，其中代码转换所述第一类帧的所述量化参数的至少一部分包括以下至少之一根据所述第二比特率编码模式来重新量化所述第一类帧的所述量化参数以获得用于所述第二类帧的量化参数；以及根据所述第二比特率编码模式来映射所述第一类帧的所述量化参数到用于所述第二类帧的量化参数。
5.根据权利要求1的方法，其中所述第一类帧是对应于相应当前数据帧的主帧，其中使用较高比特率编码模式来编码所述主帧，以及其中第二类帧是对应于相应先前数据帧的冗余帧，该第二类帧使用较低比特率编码模式来编码。
6.根据权利要求1的方法，其中所述数据是语音数据。
7.根据权利要求1的方法，其中所述第一比特率编码模式和第二比特率编码模式是不同的自适应多速率编码模式。
8.根据权利要求1的方法，其中所述提取的参数包括以下内容至少之一线谱频率参数、基音延迟值、节距增益、脉冲位置和脉冲增益。
9.根据权利要求1的方法，其中所述提取的参数由以下内容至少之一产生线性预测编码、自适应码本编码和代数码本编码。
10.一种用于对基于分组传输的数据帧进行编码的编码器，该编码实现传输中的分组丢失补偿，其中被提供用于传输的分组包括对应于使用第一比特率编码模式编码的相应数据帧的第一类帧以及对应于使用第二比特率编码模式编码的相应数据帧的第二类帧，并且其中所述编码器包括编码部分，所述编码部分配置用于从根据所述第一比特率编码模式进行传输的数据帧中提取参数；所述编码部分配置用于根据所述第一比特率编码模式来量化所提取的参数以获得形成所述第一类帧的量化参数；以及所述编码部分配置用于基于为所述第一类帧提取的参数和所述第一类帧的量化参数中至少之一生成所述第二类帧。
11.根据权利要求10的编码器，其中所述编码部分包括双模编码组件，以及其中用于基于为所述第一类帧提取的参数而生成所述第二类帧，所述双模编码组件配置用于根据所述第二比特率编码模式来量化所述提取的参数的至少一部分以获得用于所述第二类帧的量化参数的至少一部分。
12.根据权利要求10的编码器，其中所述编码部分包括单模编码组件，用于提取用于所述第一类帧的参数以及用于量化用于所述第一类帧的所述提取的参数，以及其中所述编码部分包括代码转换器，用于基于所述第一类帧的所述量化的提取参数而生成所述第二类帧。
13.根据权利要求10的编码器，进一步包括适用于缓冲所生成的所述第二类帧的缓冲器，以及进一步包括分组装配器，适用于将包报头、由所述编码部分针对当前数据帧提供的所述第一类帧以及由所述缓冲器针对先前数据帧提供的所述第二类帧装配为相应的分组。
14.一种电子设备，包括根据权利要求10所述的编码器。
15.一种基于分组的传输系统，所述系统包括根据权利要求10所述的编码器；解码器，其适用于解码由所述编码器编码的数据；以及基于分组的传输网络，其适用于实现在所述编码器与所述解码器之间的编码数据的传输。
16.一种包括用于在数据帧的基于分组的传输中实现分组丢失补偿的计算机可读代码的计算机可读介质，其中被提供用于传输的分组包括对应于使用第一比特率编码模式编码的相应数据帧的第一类帧以及对应于使用第二比特率编码模式编码的相应数据帧的第二类帧，当在电子设备的处理组件中运行时，所述计算机可读代码实现以下步骤从将要根据所述第一比特率编码模式进行传输的数据帧中提取参数；根据所述第一比特率编码模式来量化所述提取的参数以获得形成所述第一类帧的量化参数；以及基于为所述第一类帧提取的所述参数和所述第一类帧的所述量化参数中至少之一生成所述第二类帧。
17.一种软件程序产品，其中存储有根据权利要求16所述的计算机可读代码。
18.一种用于对基于分组的传输的数据帧进行编码的编码器，该编码实现传输中的分组丢失补偿，其中被提供用于传输的分组包括对应于使用第一比特率编码模式编码的相应数据帧的第一类帧以及对应于使用第二比特率编码模式编码的相应数据帧的第二类帧，以及其中所述编码器包括编码部分，所述编码部分包括提取装置，用于从根据所述第一比特率编码模式进行传输的数据帧中提取参数；量化装置，用于根据所述第一比特率编码模式来量化所提取的参数以获得形成所述第一类帧的量化参数；以及生成装置，用于基于为所述第一类帧提取的参数和所述第一类帧的量化参数中至少之一生成所述第二类帧。
全文摘要
本发明涉及在数据帧的基于分组的传输中实现分组丢失补偿，其中被提供用于传输的分组包括对应于使用第一比特率编码模式编码的相应数据帧的第一类帧以及对应于使用第二比特率编码模式编码的相应数据帧的第二类帧。为了限制分组生成中的处理功率，从根据第一比特率编码模式传输的数据帧中提取参数。根据第一比特率编码模式来量化提取的参数以获得形成第一类帧的量化参数。此外，基于为第一类帧提取的参数和/或第一类帧的量化参数生成第二类帧。
文档编号G10L19/00GK101048964SQ200580036344
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月14日 优先权日2004年10月26日
发明者A·拉卡尼米, P·奥雅拉 申请人:诺基亚公司