[发明专利]改进语音丢包修补质量的语音编码系统

说明书

技术领域

本发明属于信号编码领域。具体讲是语音编码领域；尤其是专为改进在语音包传输时丢包后性能的补偿。

背景技术

传统来讲，所有的参数化语音编码方法常常都是利用语音信号本身的冗余，来减少必须传输的信息量，并估算语音信号短时段内的参数。这种冗余首先起因于语音波形周期性的重复和频谱包络慢变过程。

不同形式语音波形的冗余对应于不同类型的语音信号，如浊声和清声。就浊声语音而言，语音信号基本上是周期性的；然而，这种周期性在语音段中是变化的，且周期波形在语音段之间缓慢变化。低比特率的语音编码可以很大地受益于这种周期性。浊声周期称为基音周期(pitch)，这种基音周期性预测被命名为长项预测。至于清音，其信号更像一个随机噪声，周期性也较小。

在任何情况下，参数编码通过分割频谱包络和语音段的激励来减少语音段的冗余。频谱包络慢变过程被描述成线性预测(也称作短项预测)。低比特率的语音编码也同样受益于短项预测。这种编码的优点就来自于参数的慢速变化。然而，在几毫秒内这些参数值有很大变化的可能性很小。因此，在8k Hz或16k Hz采样时，语音编码算法是将10～30毫秒语音段作为一帧。而20毫秒是最常用的帧长。在较近期的知名国际标准中，诸如G.723、G.729、EFR、AMR，编码激励线性预测技术(CELP)已经被广泛采用；通常编码激励线性预测技术(CELP)被理解为是编码激励、长项预测和短项预测各技术的综合。利用编码激励线性预测技术(CELP)的语音编码算法在语音压缩领域已经相当流行。

图1显示CELP初始语音编码器，利用综合分析法，综合语音102和原始语音101之间的加权误差109被减到最小，即最小化113。W(z)是加权滤波器110。它对误差信号111进行加权滤波处理。1/B(z)是长项预测滤波器105，1/A(z)是短项预测滤波器，标为103。编码激励108，又被称作固化码本(fixed codebook)激励，在通过线性滤波器前乘于增益Gc(标为106)。短项预测线性滤波(标为103)通过分析原始信号101完成，并由一个线性预测系数集合表示：

A(z)=Σi=1P1+ai·z-i,i=1,2,...,P---(1)]]>

加权滤波器(110)涉及和用到上面的短项预测滤波。一个典型的加权滤波器可表示为：

W(z)=A(z/α)A(z/β),---(2)]]>

其中β＜α，0＜β＜1，0＜α≤1。长项预测(105)取决于基音周期和基音周期增益；