[发明专利]一种音频压缩流的解码端错误恢复方法

说明书

技术领域

本发明属于音频处理技术领域，尤其涉及一种音频压缩流的解码端错误恢复方法。

背景技术

为了节约存储空间和传输带宽，越来越多的高保真音频采用压缩编码并分帧传输，如MP3，AC3，AAC，WMA等。在存储和传输过程中，随机错误或者网络拥塞会带来帧丢失的问题，从而导致音频质量的下降。音频的错误恢复技术就是要在帧丢失的情况下，恢复出原始帧从而改善主观听觉质量。

解码端的音频错误恢复方法是对于接收到的数据通过一些方法来近似出丢失的数据，它既可以在时域，也可以在压缩域进行。因为音频一帧包含较多样点(1024～2048个样点)，所以在时域上的错误恢复方法需要保存前向后向若干帧，从而导致存储空间开销过大，且仅适用于丢帧率低(＜10％)的情况。而之前的压缩域错误恢复方法效果均不是十分理想。早期使用简单的静音，帧替代方法很难获得良好的错误恢复效果，而用噪声替代丢失帧(Y Huang，et al.，Packet loss compensation method using injection ofspectrally shaped noise，to Zarlink Semiconductor Inc.，2006.)的方法是分析前后帧的能量，用一定能量的噪声来替代丢失帧，仍然较为简单，难以对付较高丢帧率(＞10％)的情况。基于正弦加噪声模型的错误恢复方式(R.Sang-Uk and K.Rose，“An MDCT Domain Frame-Loss ConcealmentTechnique for MPEG Advanced Audio Coding，”Proc.IEEE InternationalConference on Acoustics，Speech and Signal Processing(ICASSP ′07)，2007，pp.I-273-I-276.)则是将改进离散余弦变换MDCT系数分为正弦部分与噪声部分，对正弦部分采用了MDCT-MDST(改进离散正弦变换)的计算方法。计算MDST变换的频谱能量方法需要使用前向后向共四帧数据，并且需要根据二次方程确定MDCT系数正弦部分的符号，所以运算复杂度高，并且该方法未能解决可能存在的双重敲击声。

综上所述，目前的解码端音频错误恢复技术尚不能实现对音频帧的高效错误处理，从而使得音频丢失帧的主观感受不理想。

发明内容

本发明提供了一种音频压缩流的解码端错误恢复方法，该方法基于正弦瞬态模型MDCT变换编码的错误恢复技术，改进了在MDCT变换域上前后帧的系数进行正弦估计与恢复的方法，算法复杂度大大降低。

一种音频压缩流的解码端错误恢复方法包括六个步骤，如下：

1.检测得到当前MDCT域的解码音频流的某一帧发生帧丢失，命名该帧为第m帧，该帧的前一帧为m-1帧，该帧的后一帧为第m+1帧；

2.将解码音频流的MDCT系数进行分类，分为MDCT系数正弦成分和MDCT系数非正弦成分；

3.对解码音频流的丢失帧的前后帧进行瞬态信息检测，判断丢失帧的前后帧是否有瞬态帧；

4.若瞬态检测判断丢失帧的前后帧有瞬态帧，则采用瞬态帧恢复方法，即用非瞬态帧替代丢失帧；

5.若瞬态检测判断的前后帧无瞬态帧，则进行丢失帧的正弦成分系数恢复和非正弦成分系数恢复，实现解码音频流的丢失帧的错误恢复；

6.输出恢复好的解码音频流。

本发明所述的MDCT变换方法如下：

以x(n)表示时域的第m帧内的一维音频信号序列，w(n)表示对信号所加的窗函数，MDCT  变换表示为(9)式：