[发明专利]采用信息隐藏技术进行AMR-WB语音编码或解码的方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信领域，特别涉及语音编码技术领域，具体涉及一种采用信息隐藏技术进行AMR-WB语音编码或解码，降低编码参数长度或编码速率的方法。

背景技术

自适应多速率宽带语音编码(AMR-WB)是3GPP/ETSI制定的用于第三代移动通信系统WCDMA中的宽带语音压缩编码技术，之后也被ITU-T采用作为G722.2标准，成为第一个同时被无线和有线通信采用的语音编码技术。AMR-WB支持9种速率模式(23.85，23.05，19.85，18.25，15.85，14.25，12.65，8.85，6.6kbit/s)，以更加智能的方式解决信源和信道编码的速率分配问题，此外AMR-WB提供语音带宽范围达到50HZ～7000HZ，用户可主观感受到比窄带编码更加自然、舒适和易于分辨的语音效果。3GPP的测试结果显示，AMR-WB语音编码器抗干扰度优于AMR语音编码器，并且明显节省资源。因此，AMR-WB在第三代移动通信中有着广泛的应用前景。

根据3GPP发布的技术规范TS26.190，AMR-WB采用代数码激励线性预测(ACELP)技术，在16kHZ的采样率下，编码器对20毫秒320个采样点的语音帧进行处理，提取ACELP模型参数，将他们编码后传输到接收端，在接收端，解码器通过解码参数来重建语音信号。ACELP模型参数包括VAD标志、长时预测滤波器索引、ISP索引、基音索引(4组)、固定码本索引和码本增益(4组)，在23.85kbit/s模式中还包含高带增益索引(4组)。

现有技术中编码流程如图1所示，根据其实现功能大致可以分为线性预测(LPC)分析、基音搜索、固定码本搜索三大部分。其中LPC分析完成的主要功能是获得线谱对参数(LSP)，并对LSP参数进行量化(得ISF索引)；基音搜索包括开环基音分析和闭环基音分析两部分，以获得基音延迟和基音增益这两个参数；代数码本搜索则是为了获得代数码本索引和代数码本增益，还包括了对码本增益的量化。解码流程如图2所示，通过解码相应的参数重建语音信号。

以18.25kbit/s模式为例，每20毫秒语音帧编码后得到的参数如表1，该模式下编码后的参数共365bit，则每秒需要传输的参数为365×50＝18250bit，即编码速率18.25kbit/s。

表1每20毫秒AMR-WB编码参数的比特数(18.25kbit/s)

语音编码的最终目的是在尽可能低的编码速率条件下，在解码端重建得到尽可能高的合成语音质量。因此，编码速率是衡量语音编码性能的重要指标，它直接反应对语音信息的压缩程度，用bit/s度量，表示每秒语音帧编码后的比特数。尽管标准AMR-WB对参数的编码算法较为高效，但是其编码后的参数比特数仍然很大，因此在获得与标准AMR-WB编码基本一样的语音质量前提下，减少ACELP模型参数编码比特数，从而降低编码速率，对于节省网络开销，具有很高的实用价值。

发明内容

本发明目的在于提供一种采用信息隐藏技术进行AMR-WB语音编码的方法，将ISF参数隐藏在固定码本参数中进行传输，解决了现有技术中编码后的参数比特数大带来了较大网络开销等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种采用信息隐藏技术进行AMR-WB语音编码的方法，所述AMR-WB语音编码器包括线性预测(LPC)分析模块、基音搜索模块、固定码本搜索模块；其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)根据编码速率模式通过LPC分析模块提取ISF参数编码，将其划分成步骤(2)中待嵌入的ISF隐藏信息S_T；

(2)固定码本搜索模块采取第一深度树优先搜索算法，在局部码本空间中搜索符合约束条件(I)的次优码本，并将S_T嵌入到固定码本索引中进行传输；

其中T为码本轨道编号，选自码本轨道0、码本轨道1、码本轨道2和码本轨道3；S_T为码本轨道T中要嵌入的ISF索引信息；N_T为码本轨道T中包含的非零脉冲数；P_Tk为码本轨道T中第k个脉冲；M为嵌入比特控制位，log₂M为每个轨道中可嵌入信息的最大比特数。

优选的，固定码本搜索模块内可以设置信息隐藏子模块，用于进行ISF索引信息的隐藏。该方法通过在固定码本索引中隐藏加入ISF索引信息，可降低编码速率。