减缓通信系统的音频质量下降的方法和装置

摘要

在进行串接编码的方案中减缓音频质量下降，一种这样的方案是在话音邮件业务的环境中。它确定音频信息信号的特性，并将该信号分类(303)，以确定是否要执行进一步编码(306)，如果“是”，应执行哪种编码率/编码类型。所确定的音频信号的特性特别是质量特性、先前编码的编码率、先前编码的类型和音频信息信号的先前编码的信号源。所确定的先前编码的信号源可包括特别是一个模拟网、一个数字网、一个PSTN或一个无线通信系统。根据这个信息，话音邮件业务将选定对该音频信息信号不进一步编码或用最好的可利用的编码算法对该音频信息信号编码。

说明书

本发明涉及通信系统，具体涉及减缓这种通信系统的音频质量下降。

众所周知，在通信系统中采用语音编码来减小语音传输中所需的带宽。在无线通信系统中，更具体地说，在蜂窝无线电电话系统中，通常采用小于16kbps的语音编码率。这些编码器能达到的质量或多或少地低于“长途电话质量”。长途电话基本上达到一般陆上电话系统所给出的质量水平，在该系统中语音编码率为64kbps。从总体上说，一个语音编码率减小时，质量水平相应地下降。

在无线通信系统中，一个具体类型/编码率的语音编码器的质量的测量可由平均评仪计分(mean opinion score(MOS))来给定。MOS是一种主观计分系统，其计分范围在1分至5分之间，或在劣到优之间。由听音者在计分范围内评价具体编码类型/编码率的编码器，与其它编码类型/编码率的编码器相比较。评定值越高，对听音者发声的语音质量越好。

在蜂窝无线电电话系统中，更具体地说，在数字蜂窝无线电电话系统中，串接的语音编码方案(tandem speech coding scenar-ios)存在一定的次数。在串接语音编码方案中，一个语音输入信号被编码不只一次，而可能被编码两次或多次。一个普通的例子是在一个蜂窝移动用户希望在一个话音邮递系统中留下或检索一个消息的时候。不仅是蜂窝系统对语音输入编码，而且话音邮递系统按照相同的或不同的算法同样地对语音输入信号编码。在这样的串接语音编码方案利用两个矢量合成激励线性预测(VSELP)语音编码器的串接编码的一个例子中，MOS计分从单一编码的3，85分减低到串接编码的3.13分。据此，现在需要一种用于语音编码的、能够减缓串接语音编码方案中过分质量下降的方法和装置。

图1概括地示出可以有益地使用本发明的数字蜂窝无线电电话系统。

图2概括地示出可以有益地使用本发明的基站的方框图。

图3概括地示出可以有益地使用本发明的话音邮递系统的方框图。

这里在通信系统中提供一种方法和装置，利用这种方法和装置可使语音编码类型/编码率适合于串接语音编码方案，以避免过分的语音质量下降。在串接情况发生时，例如，特别是，与一个蜂窝无线电电话系统结合在一起使用的话音邮递系统，所利用的语音编码类型/编码率可作适当的调整或选择，以减缓过分的质量下降。这里有几个按照本发明实施的语音编码的实施例，其选择机构可被分组为手动的、半自动的或全自动的。    

手动选择机构的一个例子中，对话音邮递系统可提供给几种语音编码率。数字蜂窝无线电电话系统中的用户可被指令，去按压由话音邮递系统检测到的一个键盘序列。由该用户输入的键盘序列可被用来指明如何适当地对用户的消息编码以便存储。

半自动选择机构的一个例子中，话音邮递系统可利用一个呼叫线路识别(CLI)来确定正被接通的号码。利用话音邮递系统本地的数据库，该话音邮递系统便可以确定消息源是否可能来自一个数字蜂窝无线电电话用户。如果“是”，话音邮递系统将适当地选择一种增强的(或许是一种较高速率或方法)语音编码技术，以在话音邮递系统中对用户的语音进行编码，以便数字式存储。

全自动选择机构的一个实施例中，在话音邮递系统中可提供几种不同类型的语音编码器。这些不同类型的语音编码器可以包括特别是具有不同算法、复杂性和/或编码率的语音编码器。每个不同类型的语音编码器可对用户的输入语音进行编码，并且为每个编码器可对具体的语音输入确定特性或度量标准。例如，质量特性可对每种语音编码器的相应信号重建能力的质量水平提供一个估计。在语音编码技术领域内众所周知的许多参数中，质量特性可以是信噪比(S/N)、分段信噪比(S/N)、感觉加权信噪比(S/N)。对于其质量特性超过特定的最小阈值而具有最低编码率的编码器，可作出选用决定。按照这种方式，可以确定最低的可接受的质量水平。根据评价结果，可将该选定的语音编码器的编码语音输出存储入话音邮递系统中。在另一个实施例中，能标识出增强编码所需的一种特征分析技术也能有益地被使用，以便测试的几个的应用中选择合适的语音编码器。众所周知，某些语音编码技术产生语音的人为产物。应用特征分析技术可检测出这些语音的人为产物，特征分析技术对于用来产生语音输入的编码器提供编码器性质和类型的判定。

图1既括地示出一个通信系统，更具体地说，一个数字蜂窝无线电电话系统，它可以有益地使用本发明。如图1所示，移动业务交换中心(MSC)105耦合到公共交换电话网(PSTN)100上。MSC105还耦合到一个基站控制器(BSC)109上，该基站控制器执行MSC105的交换功能，但位置远离MSC105。基站(BS)111、112耦合到BSC109，它们在优选实施例中能够与应用跳频脉冲群频率的多个移动站相通信。为简明起见，设从基站BS112到移动站(MS)114、115的通信发生在无线电信道121的下行线路上。耦合到MSC105上的还有话音邮件业务103，它也能有益地使用本发明。

图2示出基站的方框图，这里示例BS112，它也可以有益地使用本发明。图2示出的方框图也适用于优选实施例的BS111。接口200耦合到方框206，可往返地传送64kbps PCM语音数据(以及必需的控制信息)。在优选实施例中，方框206含有特别是摩托罗拉公司的MC68000微处理器(μp)和VSELP语音编码器。

图3示出一个话音邮件业务方框103的方框图，它可有益地使用本发明。虽然优选实施例示出一种话音邮件业务，但本领域内的技术人员理解，按照本发明的减缓音频质量下降的方法和装置可有益地使用在通信系统的任何区域，它以某种方式对音频信息信号作出改变或编码。继续参看图1和3，话音邮件业务方框1 03由接口300耦合到MSC105上。接口103从MSC105接收64kbps PCM编码语音形式的音频信息信号。在优选实施例中，音频信息信号可以是任何音频信号，但典型地是该通信系统中特定用户的语音信号。接口300耦合到分类电路303上，分类电路303根据音频信息信号的性质对该音频信息信号进行分类。在优选实施例中，音频信息信号的性质可以特别是与音频信息信号有关的质量特性、音频信息信号先前的编码率、音频信息信号先前的编码类型、以及音频信息信号先前编码的信号源。音频信息信号先前编码的信号源可以进一步细分为：该信号源是模拟网或数字网(典型的是PSTN100)和/或先前编码的信号源是PSTN100或一个诸如数字蜂窝无线电电话系统的无线通信系统。

在最简单的实施中，分类电路303可以包括一个摩托罗拉公司的MC56002数据信号处理器(图中未示出)。虽然，其它技术也可予应用，但音频信息信号先前编码率/类型和先前编码的信号源最好通过与音频信息信号一起发送规定它的“首标”信息来实施。例如，首标的一个比特可简直地通知分类电路303，先前编码的信号源是模拟网还是数字网；同时，另一个比特可规定出先前编码的信号源是PSTN100还是无线通信系统。在另一个实施例中，分类电路303可不应用这些首标比特就能够确定这个信息。

还参看图3，分类电路303耦合到编码器的方框306上。编码器306根据分类电路303所执行的分类对音频信息信号有选择性地编码。虽然图3未示明编码器306，但它可以包含多个不同的编码器，它们执行多种相应地不同的编码算法。可以应用的多种编码算法包括但不限于：波形编码、线性预测编码(LPC)、子带编码(SBC)、码激励线性预测(CELP)、随机激励线性预测(SELP)、矢量合成激励线性预测(VSELP)、改进的多频带激励(IMBE)、以及自适应差分脉码调制(ADPCM)编码算法。编码器306根据音频信息信号的分类可以用这些编码算法的任一种标法选择使用于对音频信息信号编码，或者也可以同样地选择根本不对音频信息信号编码，而是作为64kbps PCM存储起来。在这种情况下，分类电路已经确定，信号低劣得可使任何进一步的编码都会显著地降低音频信息信号的质量并超出可接受的界限之外。编码器306的输出信号输入到话音邮件存储器312中，简单地存储编码器306的编码(或未编码)输出。如前所述，这种有选择性的编码可以自动、半自动或手动地完成。

图3还示出按照本发明的减缓音频质量下降的增强型实施。参看图3，接口300可以从MSC105接收音频信息信号而不分类，且利用编码器306内的多种编码算法简单地将音频信息信号编码成为相应的多种数字压缩的表达物。换言之，每种数字压缩的表达物将对应于多种编码算法之一的一种输出。编码器306的输出可进入确定/选择电路309，该电路309为相应的编码器中存在的每种数字压缩的表达物确定各自相应编码的质量特性。确定/选择电路309然后根据各自相应的数字压缩编码的质量特性选择哪一个数字压缩的表达物可以用来存入话音邮件存储器312。除了确定质量特性(例如，在语音编码技术领域内众所周知的许多项参数中的信噪比S/N、分段S/N、感觉加权S/N)之外，各种相应编码的压缩效率特性也同样地可以用于选择过程中。质量特性和压缩效率特性的组合可就哪一种编码算法对特定的音频信息信号能提供最有效编码方面给出更为精确的总体估计。

本领域内的技术人员可以理解，分类技术试图预先确定出哪一种编码类型应予利用(如果编码发生)，同时，确定/选择技术可使音频信息信号总是被编码，然后对采用哪一种编码作出判定。虽然在图3中示明了这两种处理，但每一种可以单独地实现。例如，如果只是利用分类技术，则话音邮件业务103至少要包含接口300、分类电路303、编码器306和话音邮件存储器312。如果利用确定/选择技术，则话音邮件业务方框103至少包括接口300、编码器306、确定/选择电路309和话音邮件存储器312。在这种实施中，编码器306并不耦合到如图3所示的话音邮件存储器312上。

虽然参照特定的实施例业已具体地描述了本发明，但本领域内的技术人员理解，对此可作出形式上和细节上的各种改变不偏离本发明的精神实质和范围。