参数解码方法及参数解码装置的制作方法

专利名称：参数解码方法及参数解码装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用预测器对參数进行编码的參数编码装置、对所编码的參数进行解码的參数解码装置以及參数解码方法。
背景技术：
在ITU-T (国际电信联盟标准化部门)建议G. 729和3GPP AMR (第三代合作 伙伴计划自适应多速率)等的语音编解码器中，将通过分析语音信号得到的參数的一部分，按基于移动平均(Moving Average(MA))预测模型的预测量化方法进行量化(专利文献I、非专利文献I、以及非专利文献2)。MA型预测量化器为通过先前的量化预测残差的线性和来预测当前的量化对象參数的模型，在码激励线性预测(Code ExcitedLinear Prediction(CELP))型的语音编解码器中，用于线谱频率(Line SpectralFrequency(LSF))參数、以及能量參数的预测。对于MA型预测量化器而言，因为通过先前有限帧数的量化预测残差的加权线性和进行预测，所以即使在量化信息中存在传输路径差错，其影响的波及范围限定于有限的中贞数。另ー方面，在递归地使用先前的解码參数的自回归(Auto Regressive(AR))型预测量化器中，一般而言，虽然能够得到较高的预测增益和量化性能，但是差错的影响波及较长时间。因此，MA型预测的參数量化器与AR型预测的參数量化器相比，能够实现较高的容错能力，特别用于移动通信用的语音编解码器等。从以前就开始研究有关在解码端帧丢失的情况下的參数补偿方法。一般而言，利用当前帧的以前的帧的參数代替丢失的帧的參数来进行补偿。但是，有时通过在LSF參数的情况下逐渐地接近平均的LSF、或者在能量參数的情况下逐渐地衰减能量參数等方法,逐步修正丢失帧前的參数而加以利用。在利用了 MA型预测器的量化器中，通常也使用该方法，在LSF參数的情况下进行以下处理，即生成使在补偿帧中生成的參数解码的量化预测残差而更新MA型预测器的状态(非专利文献I);而在能量參数的情况下使用以一定的比率衰减先前的量化预测残差的平均值而得到的值，进行将MA型预测器的状态更新的处理(专利文献2、非专利文献I)。另外，还有在得到了丢失帧后的回归帧(正常帧)的信息以后，内插丢失帧的參数的方法。例如，在专利文献3中，提出了进行音调(pitch)増益的内插而重新生成自适应码本的内容的方法。专利文献I日本专利申请特开平6-175695号公报专利文献2日本专利申请特开平9-120297号公报专利文献3日本专利申请特开2002-328700号公报非专利文献IITU-T建议G. 729
非专利文献23GPPTS 26. 09
发明内容
发明所要解决的课题虽然内插丢失帧的參数的方法用于未进行预测量化的情况，但是在进行了预测量化的情况下，因为即使编码信息在紧随丢失帧后的帧中被正确地接收，预测器也受到紧挨着的前ー帧的差错的影响，无法得到正确的解码结果，所以一般不使用。 这样，在使用现有的MA型预测器的參数量化装置中，因为未进行利用内插式方法的丢失帧的參数的补偿处理，有时存在例如因对能量參数衰减得过分而引起声音中断，成为主观质量的劣化因素的情形。另外，在进行预測量化的情况下，虽然可考虑通过单纯地对解码量化预测残差进行内插插值来对參数进行解码的方法，但是相对于即使解码量化预测残差较大地变动解码參数也因加权移动平均在帧间平缓地变动，在该方法中，伴随解码量化预测残差的变动，解码參数也变动，因此在解码量化预测残差的变动较大的情况下，反而会増大主观质量的劣化。本发明的目的在于，针对以上问题，在进行预測量化的情况下，提供能够进行參数的补偿处理以控制主观质量的劣化的參数解码装置、參数编码装置以及參数解码方法。解决该问题的方案本发明的參数解码装置，采取的结构包括预测残差解码单元，基于解码对象的当前帧中所包含的编码信息，求量化预测残差；以及參数解码单元，基于所述量化预测残差，对參数进行解码，所述预测残差解码单元在所述当前帧丢失的情况下，根据先前解码所得的參数以及未来帧的量化预测残差的加权线性和，求当前帧的量化预测残差。另外，本发明的參数编码装置，采用的结构包括分析単元，分析输入信号而求分析參数；编码单元，使用预测系数预测所述分析參数，使用对预测残差进行量化得到的量化预测残差和所述预测系数获得量化參数；前一帧补偿単元，存储多个加权系数的组，对当前帧的所述量化预测残差、两帧前的帧的所述量化预测残差、以及两帧前的帧的所述量化參数，使用所述加权系数的组求加权和，并使用所述加权和求一帧前的帧的多个所述量化參数；以及判定単元，将由所述前ー帧补偿单元求出的所述ー帧前的帧的多个所述量化參数，与在ー巾贞前由所述分析单元求出的所述分析參数进行比较，选择所述ー巾贞前的一个所述量化參数，并选择与所选择的所述前ー巾贞的所述量化參数对应的加权系数组而进行编码。另外，本发明的參数解码方法，包括预测残差解码步骤，基于解码对象的当前帧中所包含的编码信息，求量化预测残差；以及參数解码步骤，基于所述量化预测残差，对參数进行解码，在所述预测残差解码步骤中，在所述当前帧丢失的情况下，根据先前解码所得的參数以及未来帧的量化预测残差的加权线性和，求当前帧的量化预测残差。本发明的參数解码方法包括预测残差解码步骤，基于语音编码比特串的当前帧中所包含的编码信息，求量化后的预测残差向量；以及參数解码步骤，基于所述预测残差向量，对參数进行解码，在所述当前帧丢失的情况下，在所述预测残差解码步骤中，使用下式求当前帧的所述预测残差向量，X [n] = bOx [n+1] +bly [n-1]
其中，bO = {bO (i)}，i =O,..., M-I,bO(i) = (l_a[l]，(i))([a[l]，(i) ] ~2-2a[l] ^ (i)+2)~(_l)，bl = {bl (i)}，i = 0，· · ·，M_l，和bl(i) = ([a[l]，(i)r2-2a[l]’(i)+2)~ (_1) _a[l] (i)，而且，a[l] ’⑴未来帧的预测系数组的第i分量；a[l] (i):当前帧的预测系数组的第i分量；x[n]:当前帧的所述预测残差向量；X[n+1]:未来帧的所述预测残差向量；y[η-I]:先前帧的解码导抗谱频率向量。本发明的參数解码装置，包括预测残差解码单元，基于语音编码比特串的当前帧中所包含的编码信息，求量化后的预测残差向量；以及參数解码单元，基于所述预测残差向量，对參数进行解码，在所述当前帧丢失的情况下，所述预测残差解码单元使用下式求当前帧的所述预测残差向量，X [n] = bOx [n+1] +bly [n-1]其中，bO = {bO (i)}，i = 0，...，M-I,b0(i) = (l_a[l]，(i))([a[l]，(i) ] ~2-2a[l] ^ (i)+2)~(_l)，bl = {bl (i)}，i = 0，· · ·，M_l,和bl(i) = ([a[l]，(i)r2-2a[l]’(i)+2)~ (_1) _a[l] (i) ·而且，a[l] ’⑴未来帧的预测系数组的第i分量；a[l]⑴当前帧的预测系数组的第i分量；x[n]:当前帧的所述预测残差向量；X[n+1]:未来帧的所述预测残差向量；y[η-I]:先前帧的解码导抗谱频率向量。发明的效果根据本发明，在进行预测量化的情况下，在当前帧丢失时，根据先前解码的參数、先前帧的量化预测残差、以及未来帧的量化预测残差的加权线性和，求当前帧的量化预测残差，由此能够进行參数的补偿处理以抑制主观质量的劣化。


图I是表示本发明的实施方式I的语音解码装置的主要结构的方框图。图2是表示本发明的实施方式I的语音解码装置的LPC解码单元的内部结构的图。图3是表示图2中的代码矢量解码单元的内部结构的图。图4是表示一例在不存在丢失帧的情况下进行了通常的处理的结果的图。图5是表示一例进行了本实施方式的补偿处理的结果的图。
图6是表示一例进行了现有的补偿处理的结果的图。图7是表示一例进行了现有的补偿处理的结果的图。图8是表示本发明的实施方式2的语音解码装置的主要结构的方框图。图9是表示图8中的LPC解码单元的内部结构的方框图。图10是表示图9中的代码矢量解码单元的内部结构的方框图。图11是表示本发明的实施方式3的语音解码装置的主要结构的方框图。 图12是表示图11中的LPC解码单元的内部结构的方框图。图13是表示图12中的代码矢量解码单元的内部结构的方框图。图14是表示图I中的增益解码单元的内部结构的方框图。图15是表示图14中的预测残差解码单元的内部结构的方框图。图16是表示图15中的子帧量化预测残差生成単元的内部结构的方框图。图17是表示本发明的实施方式5的语音编码装置的主要结构的方框图。图18是表不构成本发明的实施方式6的语音信号传输系统的语音信号发送装置以及语音信号接收装置的结构的方框图。图19是表示本发明的实施方式7的语音解码装置的LPC解码单元的内部结构的图。图20是表示图19中的代码矢量解码单元的内部结构的图。图21是表示本发明的实施方式8的语音解码装置的主要结构的方框图。图22是表示本发明的实施方式8的语音解码装置的LPC解码单元的内部结构的图。图23是表示图22中的代码矢量解码单元的内部结构的图。图24是表示本发明的实施方式9的语音解码装置的LPC解码单元的内部结构的图。图25是表示图24中的代码矢量解码单元的内部结构的图。图26是表示本发明的实施方式10的语音解码装置的主要结构的方框图。
具体实施例方式以下，參照附图详细地说明本发明的实施方式。另外，在以下的各个实施方式中，以将本发明的參数解码装置/參数编码装置分别适用于CELP型的语音解码装置/语音编码装置的情形为例进行说明。(实施方式I)图I是表示本发明实施方式I的语音解码装置的主要结构的方框图。在图I所示的语音解码装置100中，从未图示的编码装置传输的编码信息由复用分离单元101分离为固定码本代码匕+1、自适应码本代码An+1、増益代码Gn+1、以及LPC(线形预测系数=LinearPrediction Coefficients)代码Ln+1。语音解码装置100另外输入巾贞丢失代码Bn+1。这里的各个代码的下标η表示解码对象的帧号码。也就是说，在图I中，分离了解码对象的第η帧(以下称为“当前帧”)的下一个的第(n+1)帧(以下称为“下ー帧”)中的编码信息。固定码本代码Fn+1输入到固定码本矢量(Fixed Codebook Vector (FCV))解码单元102,自适应码本代码An+1输入到自适应码本矢量(Adaptive Codebook Vector (ACV))解码单元103，增益代码Gn+1输入到增益解码单元104，LPC代码Ln+1输入到LPC解码单元105。另外，帧丢失代码Bn+1输入到FCV解码单元102、ACV解码单元103、增益解码单元104、以及LPC解码单元105。FCV解码单元102在帧丢失代码Bn表示“第η帧为正常帧”的情况下，使用固定码本代码Fn生成固定码本矢量，在帧丢失代码Bn表示“第η帧为丢失帧”的情况下，通过帧丢失补偿(隐蔽)处理生成固定码本矢量。所生成的固定码本矢量输入到増益解码单元104以及放大器106。ACV解码单元103在帧丢失代码Bn表示“第η帧为正常帧”的情况下，使用自适应码本代码An生成自适应码本矢量，在帧丢失代码Bn表示“第η帧为丢失帧”的情况下，通过帧丢失补偿(隐蔽)处理生成自适应码本矢量。所生成的自适应码本矢量输入到放大器107。増益解码单元104在帧丢失代码Bn表示“第η帧为正常帧”的情况下，使用増益 码本代码6 以及固定码本矢量生成固定码本增益和自适应码本增益，在帧丢失代码Bn表示“第η帧为丢失帧”的情况下，通过帧丢失补偿(隐蔽)处理生成固定码本增益和自适应码本増益。所生成的固定码本增益输入到放大器106、所生成的自适应码本增益输入到放大器107。LPC解码单元105在帧丢失代码Bn表示“第η帧为正常帧”的情况下，使用LPC代码Ln对LPC參数进行解码，在帧丢失代码Bn表示“第η帧为丢失帧”的情况下，通过帧丢失补偿(隐蔽)处理，对LPC參数进行解码。解码所得的解码LPC參数输入到LPC合成単元109。另外，LPC解码单元105的细节后述。放大器106将从增益解码单元104输出的固定码本增益和从FCV解码单元102输出的固定码本矢量进行乘法运算，并将乘法运算结果输出到加法器108。放大器107将从增益解码单元104输出的自适应码本增益和从ACV解码单元103输出的自适应码本矢量进行乘法运算，并将乘法运算结果输出到加法器108。加法器108将从放大器106输出的乘以了固定码本增益后的固定码本矢量、与从放大器107输出的乘以了自适应码本增益后的自适应码本矢量进行加法运算，并将加法运算结果(以下称为“和矢量”)输出到LPC合成単元109。LPC合成单元109使用从LPC解码单元105输出的解码LPC參数，构成线性预测合成滤波器，将从加法器108输出的和矢量作为驱动信号来驱动线性预测合成滤波器，并将驱动的结果得到的合成信号输出到后置滤波器(post filter) IlO0后置滤波器110对从LPC合成単元109输出的合成信号进行共振峰(formant)增强和/或音调增强处理等，并作为解码语音信号输出。接下来，以补偿LPC參数的情形为例说明本实施方式的參数的补偿处理的细节。图2是表示图I中的LPC解码单元105的内部结构的图。LPC代码Ln+1输入到缓冲器201以及代码矢量解码单元203，帧丢失代码Bn+1输入到缓冲器202、代码矢量解码单元203以及选择器209。缓冲器201将下ー帧的LPC代码Ln+1保持一帧期间，并将其输出到代码矢量解码单元203。从缓冲器201输出到代码矢量解码单元203的LPC代码，作为由缓冲器201保持了一帧期间的结果，成为当前帧的LPC代码Ln。
缓冲器202将下ー帧的帧丢失代码Bn+1保持一帧期间，并将其输出到代码矢量解码单元203。从缓冲器202输出到代码矢量解码单元203的帧丢失代码，作为由缓冲器202保持了一帧期间的结果，成为当前帧的帧丢失代码Bn。代码矢量解码单元203输入先前M帧的量化预测残差矢量Xlri xn-M、前一帧的解码LSF矢量、下ー帧的LPC代码Ln+1、下ー帧的帧丢失代码Bn+1、当前帧的LPC代码Ln以及当前帧的帧丢失代码Bn，基于这些信息，生成当前帧的量化预测残差矢量xn，并将其输出到缓冲器204-1以及放大器205-1。另外，代码矢量解码单元203的细节后述。缓冲器204-1将当前帧的量化预测残差矢量Xn保持一帧期间，并将其输出到代码矢量解码单元203，缓冲器204-2、以及放大器205-2。输出到这些单元的量化预测残差矢量，作为由缓冲器204-1保持了一帧期间的结果，成为前ー帧的量化预测残差矢量Xlri。同样地，缓冲器204-i (i为从2到M-1)分别将量化预测残差矢量xn_i+1保持一帧期间，并将其、输出到代码矢量解码单元203、缓冲器204- (i+1)、以及放大器205- (i+Ι)。缓冲器204-M将量化预测残差矢量xn-M+1保持一帧期间，并将其输出到代码矢量解码单元203、以及放大器205-(M+1)。放大器205-1将量化预测残差矢量Xn与规定的MA预测系数α 0进行乘法运算，并将运算结果输出到加法器206。同样地，放大器205-j (j为从2到M+1)将量化预测残差矢量Xn-M与规定的MA预测系数。パ进行乘法运算，并将运算结果输出到加法器206。另外，MA预测系数的组可以为ー种固定值，根据ITU-T建议G. 729，准备两种组，在编码器端决定使用哪种组进行解码，作为LPC代码Ln的信息的一部分进行编码，并传输。此时，LPC解码单元105具有作为表格的MA预测系数的组，成为将编码器端所指定的组用作为图2中α。 αΜ的结构。加法器206计算从各个放大器205-1 205-(Μ+1)输出的乘了 MA预测系数后的量化预测残差矢量的总和，并将作为计算结果的解码LSF矢量yn输出到缓冲器207以及LPC变换单元208。缓冲器207将解码LSF矢量yn保持ー帧期间，并将其输出到代码矢量解码单元203。其結果，从缓冲器207输出到代码矢量解码单元203的解码LSF矢量，成为前ー帧的解码LSF矢量yn_lt)LPC变换单元208将解码LSF矢量yn变换成线性预测系数(解码LPC參数)，并将其输出到选择器209。选择器209基于当前帧的帧丢失代码Bn以及下ー帧的帧丢失代码Bn+1，选择从LPC变换单元208输出的解码LPC參数、或者从缓冲器210输出的前ー帧中的解码LPC參数。具体而言，在当前帧的帧丢失代码Bn表示“第η帧为正常帧”的情况下，或者在下ー帧的帧丢失代码Βη+1表示“第n+1帧为正常帧”的情况下，选择从LPC变换单元208输出的解码LPC參数，在当前帧的帧丢失代码Bn表示“第η帧为丢失帧”的情况下，并且在下ー帧的帧丢失代码Βη+1表示“第n+1帧为丢失帧”的情况下，选择从缓冲器210输出的前ー帧的解码LPC參数。然后，选择器209将选择结果作为最終的解码LPC參数输出到LPC合成单元109以及缓冲器210。另外，在选择器209选择从缓冲器210输出的前ー帧的解码LPC參数的情况下，实际上无需进行从代码矢量解码单元203到LPC变换单元208为止的处理的所有处理，只进行更新缓冲器204-1 204-M的内容的处理即可。
缓冲器210将从选择器209输出的解码LPC代码參数保持一帧期间，并将其输出到选择器209。其結果，从缓冲器210输出到选择器209的解码LPC參数，成为前ー帧的解码LPC參数。接下来，利用图3的方框图详细说明图2中的代码矢量解码单元203的内部结构。码本301生成由当前帧的LPC代码Ln确定的代码矢量，输出到切换开关309，并且生成由下ー帧的LPC代码Ln+1确定的代码矢量，输出到放大器307。另外，如上所述，根据ITU-T建议G. 729，在LPC代码Ln中还包含用于确定MA预测系数组的信息，虽然在该情况下，LPC代码Ln除了用于代码矢量的解码还用于MA预测系数的解码，但是这里省略说明。另外，码本既可以为多层结构，也可以为分离(split)结构。例如，根据ITU-T建议G. 729，码本结构为两层结构，并且第二层分离(split)为两个。另外，从多级结构和分离结构的码本输出的矢量通常不直接使用，而是在阶数间的间隔极端地小、顺序颠倒的情况下，一般进行保证使最小间隔成为特定值，或是保证顺序性的处理。
前M帧的量化预测残差矢量Xlri xn_M分别输入到对应的放大器302-1 302-M、以及对应的放大器305-1 305-M。放大器302-1 302-M分别将输入了的量化预测残差矢量Xlri xn_M与MA预测系数、 αΜ进行乘法运算，并将结果输出到加法器303。另外，如前所述，在ITU-T建议G. 729的情况下，MA预测系数的组存在两种，使用哪ー种的信息包含于LPC代码Ln。另外，在这些进行了乘法运算的丢失帧中，因为LPC代码Ln丢失，所以实际上使用在前ー帧使用了的MA预测系数组。也就是说，使用从前ー帧的LPC代码Llri解码出的MA预测系数组信息。另外，在前一帧也为丢失帧的情况下，使用再前ー个帧的信息。加法器303计算从放大器302-1 302-M输出的乘了 MA预测系数后的、各个量化预测残差矢量的总和，并将作为计算结果的矢量输出到加法器304。加法器304从由缓冲器207输出的前ー帧的解码LSF矢量yn_i中，减去由加法器303输出的矢量，并将作为计算结果的矢量输出到切换开关309。从加法器303输出的矢量为在当前帧中由MA型预测器预测出的预测LSF矢量，加法器304进行求生成前ー帧的解码LSF矢量所需的、当前帧的量化预测残差矢量的处理。也就是说，在放大器302-1 302-M、加法器303、以及加法器304中，计算使前ー帧的解码LSF矢量Ylri成为当前帧的解码LSF矢量yn的矢量。放大器305-1 305-M分别将输入了的量化预测残差矢量Xlri xn_M与加权系数 β Μ进行乘法运算，并将结果输出到加法器308。放大器306将从缓冲器207输出的前
ー帧的解码LSF矢量yn_i与加权系数β !进行乘法运算，并将运算结果输出到加法器308。放大器307将从码本301输出的代码矢量χη+1与加权系数β ο进行乘法运算，并将运算结果输出到加法器308。加法器308计算从放大器305-1 305-Μ、放大器306、以及放大器307输出的矢量的总和，并将作为计算结果的代码矢量输出到切换开关309。也就是说，加法器308通过对由下ー帧的LPC代码Ln+1所确定的代码矢量、前ー帧的解码LSF矢量、以及前M帧的量化预测残差矢量，进行加权加法运算，从而计算矢量。在当前帧的帧丢失代码Bn表示“第η帧为正常帧”的情况下，切换开关309选择从
码本301输出的代码矢量，并将其作为当前帧的量化预测残差矢量Xn输出。另ー方面，在当前帧的帧丢失代码Bn表示“第η帧为丢失帧”的情况下，切换开关309根据下ー帧的帧丢
失代码Βη+1具有哪种信息来进ー步选择要输出的矢量。也就是说，在下ー帧的帧丢失代码Βη+1表示“第n+1帧为丢失帧”的情况下，切换开关309选择从加法器304输出的矢量，并将其作为当前帧的量化预测残差矢量Xn输出。另夕卜，在该情况下，无需进行从码本301以及放大器305-1 305-M到加法器308为止的、用于生成矢量的过程的处理。而且，在下ー帧的帧丢失代码Bn+1表示“第n+1帧为正常帧”的情况下，切换开关309选择从加法器308输出的矢量，并将其作为当前帧的量化预测残差矢量Xn输出。另外，在该情况下，无需进行从放大器302-1 302-M到加法器304为止的、用于生成矢量的过程的处理。
如上所述，根据本实施方式，在当前帧丢失了的情况下，只要下ー帧被正常地接收，通过利用了先前解码的參数、先前接收到的帧的量化预测残差、以及未来的帧的量化预测残差的补偿处理专用的加权加法处理(加权线性和)，进行当前帧的LSF參数的解码量化预测残差的补偿处理，并使用补偿过的量化预测残差进行LSF參数的解码。由此，与重复使用先前的解码LSF參数相比，能够实现较高的补偿性能。以下，利用图4到图7，以与现有技术相比较的形式，列举具体例子说明进行了本实施方式的补偿处理的結果。另外，在图4到图7中，〇表示解码量化预测残差， 表示通过补偿处理得到的解码量化预测残差， 表示解码參数， 表示通过补偿处理得到的解码參数。图4表示一例在不存在丢失帧的情况下进行了通常的处理的结果的图，根据解码量化预测残差，按照下式(I)求出第η帧的解码參数yn。另外，在式(I)中，Cn是第η帧的
解码量化预测残差。yn = O. 6cn+0. 3^+0. lcn_2. . . (I)图5是表示一例进行了本实施方式的补偿处理的结果的图，图6以及图7是表示一例进行了现有的补偿处理的结果的图。在图5、图6和图7中，假设第η帧丢失，其它的帧为正常中贞。图5所示的本实施方式的补偿处理，使用下式(3)求丢失了的第η帧的解码量化预测残差cn，以使第n-Ι帧的解码參数yn_i与第η帧的解码參数yn之间的距离，以及第η帧的解码參数In与第n+1帧的解码參数yn+1之间的距离的和D(D通过下式(2)定义)最小，从而使解码參数的帧间的变动平缓。D=又时-又」2+、，」2…(2)= I O. 6cn+1+0. 3cn+0. lcn_「0. 6cn_0. 3cn_「0. lcn_2 2+1 0. 6cn+0. Sc^j+O.|2= I 0. 6cn+1-0. 3n_0. 2^^0. lcn_212+0. 6cn+0. 3(^^+0. lc^-y^j |2 …だ.fAI 1わ—dcn = 0. 4cn+1_0. 5333330^^0. 2cn_2+l. 333333yny (3)然后，本实施方式的补偿处理，使用根据式(3)求出的解码量化预测残差Cn，根据上式(I)，求丢失了的第η帧的解码參数yn。其結果，通过图4与图5的比较可知，通过本实施方式的补偿处理得到的解码參数In为与没有丢失帧的情况下的、通过通常的处理得到的解码參数大致相同的值。相对于此，图6所示的现有的补偿处理，在第η帧丢失了的情况下，将第n-Ι帧的解码參数直接用作第η帧的解码參数yn。另外，在图6所示的补偿处理中，通过上式(I)的倒算，求第η帧的解码量化预测残差cn。此时，因为未考虑伴随解码量化预测残差的变动的解码參数的变动，所以通过比较图4和图6可知，图6的通过现有的补偿处理得到的解码參数yn与没有丢失帧的情况下的、通过通常的处理得到的值极大地不同。另外，因为第η帧的解码量化预测残差Cn也不同，所以图6的通过现有的补偿处理得到的第n+1帧的解码參数yn+1也与没有丢失帧的情况下的、通过通常的处理得到的值不同。另外，图7所示的现有的补偿处理为通过内插插值而求解码量化预测残差的处理，在第η帧丢失了的情况下，将第n-Ι帧的解码量化预测残差(V1与第n+1帧的解码量化预测残差cn+1的平均值用作第η帧的解码量化预测残差cn。
然后，图7所示的现有的补偿处理，使用通过内插插值求出的解码量化预测残差Cn，根据上式(I)，求丢失了的第η帧的解码參数yn。其结果，通过图4与图7的比较可知，通过图7的现有的补偿处理得到的解码參数yn为与没有丢失帧的情况下的、通过通常的处理得到的值极大地不同。这是因为，即使解码量化预测残差较大地变动解码參数也通过加权移动平均而在帧间平缓地变动，相对于此，在该现有的补偿处理中，伴随解码量化预测残差的变动，解码參数也变动。另外，因为第η帧的解码量化预测残差Cn也不同，所以图7的通过现有的补偿处理得到的第n+1帧的解码參数yn+1也与没有丢失帧的情况下的、通过通常的处理得到的值不同。(实施方式2)图8是表示本发明实施方式2的语音解码装置的主要结构的方框图。图8所示的语音解码装置100与图I比较，不同之处仅为进ー步追加了补偿模式信息En+1作为输入到LPC解码单元105的參数。图9是表示图8中的LPC解码单元105的内部结构的方框图。图9所示的LPC解码单元105与图2比较，不同之处仅为进ー步追加了补偿模式信息En+1作为输入到代码矢量解码单元203的參数。图10是表示图9中的代码矢量解码单元203的内部结构的方框图。图10所示的代码矢量解码单元203与图3比较，不同之处仅为进ー步追加了系数解码单元401。系数解码单元401存储多种加权系数⑶づ βΜ)的组(以下称为“系数组”)，根据所输入的补偿模式信息Εη+1，从系数组中选择ー个加权系数的组，并将其输出到放大器305-1 305-Μ、306、以及 307。这样，根据本实施方式，除了在实施方式I说明过的特征，还准备用于进行补偿处理的加权加法运算的加权系数的组，在编码器端确认了使用哪个加权系数组能够得到较高的补偿性能后，再将用于确定最佳的组的信息传输到解码器端，在解码器端，基于接收到的信息，使用所指定的加权系数组进行补偿处理，因此能够得到比实施方式I更高的补偿性倉^:。(实施方式3)图11是表示本发明实施方式3的语音解码装置的主要结构的方框图。图11所示的语音解码装置100与图8比较，不同之处仅为进ー步追加了分离单元501，用于将输入到LPC解码单元105的LPC代码Ln+1分离为两种代码Vn+1和Kn+1代码V为用于生成代码矢量的代码，代码K为MA预测系数代码。图12是表示图11中的LPC解码单元105的内部结构的方框图。因为用于生成代码矢量的代码Vn和Vn+1与LPC代码同样地被使用，所以省略说明。图12所示的LPC解码单元105与图9比较，不同之处仅为进ー步追加了缓冲器601以及系数解码单元602，并且进一歩追加了 MA预测系数代码Kn+1作为输入到代码矢量解码单元203的參数。缓冲器601将MA预测系数代码Κη+1保持一帧期间，并将其输出到系数解码单元602。其結果，从缓冲器601输出到系数解码单元602的MA预测系数代码，成为前ー帧的MA预测系数代码Κη。
系数解码单元602存储多种系数组，根据帧丢失代码Bn和Βη+1、补偿模式信息Εη+1、以及MA预测系数代码Kn，确定系数组，并将其输出到放大器205-1 205-(Μ+1)。这里，系数解码单元602的系数组的确定方法为以下的三种。在输入的帧丢失代码Bn表示“第η帧为正常帧”的情况下，系数解码单元602选择以MA预测系数代码Kn所指定的系数组。另外，在输入的帧丢失代码Bn表示“第η帧为丢失帧”，帧丢失代码Βη+1表示“第n+1帧为正常帧”的情况下，系数解码单元602使用作为第n+1的參数接收的补偿模式信息En+1决定成为选择对象的系数组。例如，只要预先决定补偿模式信息En+1表示应当在作为补偿帧的第η帧使用的MA预测系数的模式，则能够直接使用补偿模式信息Εη+1来代替MA预测系数代码Κη。另外，在输入的帧丢失代码Bn表示“第η帧为丢失帧”，并且帧丢失代码Βη+1表示“第n+1帧为丢失帧”的情况下，能够利用的信息只有在前ー帧使用过的系数组的信息，因此系数解码单元602重复使用在前ー帧使用过的系数组。也可以固定地使用预先决定了模式的系数组。图13是表示图12中的代码矢量解码单元203的内部结构的方框图。图13所示的代码矢量解码单元203与图10比较，不同之处为系数解码单元401使用补偿模式信息En+1以及MA预测系数代码Kn+1的两者，选择系数组。在图13中，系数解码单元401具备多个加权系数组，加权系数组根据在下ー帧所使用的MA预测系数来准备。例如，在MA预测系数的组为两种的情况下，设ー种为模式0，另一种为模式1，则由下ー帧的MA预测系数的组为模式O时的专用的加权系数组群、以及下一帧的MA预测系数的组为模式I时的专用的加权系数组群组成。此时，系数解码单元401根据MA预测系数代码Κη+1，决定上述任一种加权系数组群，根据输入的补偿模式信息Εη+1，从系数组中选择ー个加权系数的组，并将其输出到放大器 305-1 305-Μ、306、以及 307。以下，表示一例加权系数 β M的决定方法。如上所述，在第η帧丢失，接收第n+1帧的情况下，即使能够正确地解码第n+1帧的量化预测残差，在两帧中最終的解码參数还是未知。因此，若不设定某些假设(约束条件)，则两个帧的解码參数无法唯一地确定。于是，根据下式(4)求量化预测残差yn，以使第η帧的解码參数与第n-Ι帧的解码參数之间的距离，以及第n+1帧的解码參数与第η帧的解码參数之间的距离的和的Du)最小，从而使第η以及第n+1帧的解码參数尽量不离开已经解码的第n-Ι帧的解码參数。
权利要求
1.參数解码方法，包括 预测残差解码步骤，基于语音编码比特串的当前帧中所包含的编码信息，求量化后的预测残差向量；以及 參数解码步骤，基于所述预测残差向量，对參数进行解码， 在所述当前帧丢失的情况下，在所述预测残差解码步骤中，使用下式求当前帧的所述预测残差向量，X [n] = bOx[n+1]+bly[n-1] 其中，bO = {bO (i)}, i = 0，...，M-I, b0(i) = a_a[l]，(i))([a[l]，(i)r2_2a[l]，(i)+2) ~ (-1), bl = {bl(i)}，i=0，...，M_l，和 bl(i) = ([a[l]，(i)r2_2a[l]’ ⑴+2)~ (_1) _a[l]⑴， 而且， a[l] ’ (i):未来帧的预测系数组的第i分量； a[l] (i):当前帧的预测系数组的第i分量； X[η]:当前帧的所述预测残差向量； X[n+1]:未来帧的所述预测残差向量； y[n-l]:先前帧的解码导抗谱频率向量。
2.如权利要求I所述的參数解码方法， 所述參数解码步骤包括 预测步骤，将先前帧的解码导抗谱频率向量乘以预测系数，从而生成预测向量；以及 加法步骤，将所述预测残差向量和所述预测向量相加，从而对參数进行解码。
3.參数解码装置，包括 预测残差解码单元，基于语音编码比特串的当前帧中所包含的编码信息，求量化后的预测残差向量；以及 參数解码单元，基于所述预测残差向量，对參数进行解码， 在所述当前帧丢失的情况下，所述预测残差解码单元使用下式求当前帧的所述预测残差向量，X [n] = bOx[n+1]+bly[n-1] 其中，bO = {bO (i)}, i = 0，· · ·，M-I, b0(i) = a_a[l]，(i))([a[l]，(i)r2_2a[l]，(i)+2) ~ (-1), bl = {bl (i)}, i = 0，···，M_1，和 bl(i) = ([a[l]’(i)r2-2a[l]’ ⑴+2)~ (_1) _a[l]⑴· 而且， a[l] ’ (i):未来帧的预测系数组的第i分量； a[l] (i):当前帧的预测系数组的第i分量； X[η]:当前帧的所述预测残差向量； X[n+1]:未来帧的所述预测残差向量；y[n-l]:先前帧的解码导抗谱频率向量。
4.如权利要求3所述的參数解码装置，所述參数解码单元包括预测单元，将先前帧的解码导抗谱频率向量乘以预测系数，从而生成预测向量；以及加法単元，将所述预测残差向量和所述预测向量相加，从而对參数进行解码。
全文摘要
本发明的参数解码方法包括预测残差解码步骤，基于语音编码比特串的当前帧中所包含的编码信息，求量化后的预测残差向量；以及参数解码步骤，基于所述预测残差向量，对参数进行解码，在所述当前帧丢失的情况下，在所述预测残差解码步骤中，使用规定的算式求当前帧的所述预测残差向量。
文档编号G10L19/08GK102682775SQ20121012078
公开日2012年9月19日 申请日期2007年11月9日 优先权日2006年11月10日
发明者江原宏幸 申请人:松下电器产业株式会社