法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2016-03-09
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G10L19/00 授权公告日:20110406 终止日期:20150119 申请日:20070119
专利权的终止
2011-04-06
授权
授权
2007-09-19
实质审查的生效
实质审查的生效
2007-07-25
公开
公开
技术领域
本发明属于语音编码技术领域，特别涉及语音编码抗信道误码技术
背景技术
速率为2.4kb/s的低速率语音编码在无线通信、保密通信、语音存储回放系统、具有语音功能的消费类产品中有广泛的应用。由于低速率语音编码使每个语音参数所承载的信息量加大，在条件较为苛刻或者恶劣的高误码率窄带无线信道环境下，例如：野外无线信道、短波超短波通信、保密通信等，信道误码对重建语音质量影响很大。受高误码率影响的低速率声码器重建语音可懂度、自然度和舒适度都会有较大的下降。而低速率语音传输的特殊性要求不允许有额外的带宽消耗和较大的编解码时延，这与传统信道编码需要额外带宽来保护数据且有编解码延时相矛盾，因此需要在编码器内部基于信源信道联合编码的思想进行语音参数保护。SELP低速率声码器将语音分为清音帧和浊音帧，并由清浊音参数(BPVC)来表示清浊音状态。其中浊音帧某些参数对合成语音质量影响不大，而清音帧中的某些参数不必传输，因而利用声码器本身的冗余度进行前向纠错保护。美国政府标准2.4 kb/s MELPe算法中，利用清音帧不传送的Fourier magnitudes，bandpass voicing和jitter bits参数的冗余采用3组(7，4)汉明码和一组(8，4)汉明码来保护LSF 7比特参数和增益8比特参数，浊音帧中清浊音信息与基音周期联合量化。由于采用汉明码仅能纠正一位比特错误，在高误码率的情况下，剩余误码率会显著增加。而且当发生错误的时候也只采用前帧参数直接替代本帧参数的方式，影响了有信道误码时的合成语音质量。因此需要采用更好的整体清浊音抗信道误码保护算法。
发明内容
本发明的目的是为了在保证无信道误码情况下合成语音质量基本不变的前提下，同时大幅度提高低速率声码器在高误码率窄带无线信道下的合成语音质量，提出一种基于2.4kb/sSELP低速率声码器的清音帧保护方法，能够在不增加额外带宽和无算法延时的情况下，显著提高噪声环境下的语音合成质量。
本发明提出的基于2.4kb/s SELP低速率声码器的清音帧保护方法，在数字集成电路芯片中依次按以下步骤实现的，在编码器端：
(1)2.4kb/s SELP声码器输出的清浊音参数(BPVC)最低位判断是否清浊音，将清音帧的清浊音参数由00000模式改为00101模式发送；
(2)采用BCH(15，7)码组保护第一级线谱对参数，共7比特，将校验位写到余量谱幅度参数的高8比特；采用BCH(31，16)码组保护第二、第三级线谱对参数和增益参数低4位，共16比特，将校验位写到余量谱幅度参数和基音周期共15比特；
(3)浊音帧采用改进的(7，4)汉明码保护线谱对参数矢量量化后的第一级，在信息位的最后一位填充零，校验位写到余量谱幅度参数的高6位，最后与被保护后的清音帧合路输出。
在语音解码端：
(1)接收到的语音参数序列提取出清浊音参数，并对清浊音参数逐比特位做权重加和；
(2)对于权重为偶数的清浊音参数，翻转清浊音参数比特顺序中最低位和第三低位，判断清浊音参数是否全为零；对清浊音参数全为零的帧直接判为清音帧；对于清浊音参数不全为零的帧，继续判别是否增益参数小于107并且受保护参数是否在BCH码的译码范围之内；对于在译码能力之内的帧判为清音帧，否则判为浊音帧；
(3)对于权重为奇数的清浊音参数，翻转清浊音参数比特顺序中最低位和第三低位，对于翻转后的清浊音参数进行多数位判决；
(4)对于多数判决小于2的帧，继续判断受保护参数是否在BCH码译码范围之内；对于在译码能力范围之内的帧判为清音帧，否则判为浊音帧；对于多数位判决大于或者等于2的帧，直接判为浊音帧；至此，清浊音判决结束；
(5)对于所有判为浊音帧的清浊音参数翻转清浊音参数比特顺序中最低位和第三低位，并选取在前面5帧清浊音参数信息的长时统计条件下后验概率最大的清浊音参数作为其恢复值；对于所有判为清音帧的清浊音参数置为全零模式；
(6)清音帧采用BCH(15，7)码组解码，恢复线谱对第一级参数7比特；采用BCH(31，16)码组解码，恢复第二、第三级线谱对参数和增益参数的低4位，共16比特；对不在BCH译码范围之内的参数用前帧对应的正确参数予以替代；
(7)浊音帧采用与编码端相对应的汉明码纠错；若检测到恢复得到的第四位信息位为1，则说明线谱对参数出错，采用基于信源信道联合特性的线谱对参数抗误码算法恢复，即在基于语音模式信息和长时特性的条件下选择均方误差意义下误差最小的参数作为其恢复值；首先翻转第4，5，6比特位加上接收到得线谱对参数共4个候选线谱对参数，然后设前两帧、前一帧和当前帧解码后线谱对参数分别为，N为参数的矢量维数，计算连续稳定浊音帧之间的矢量差值：
