[发明专利]用于多码率语音和音频编解码器的帧擦除隐藏

说明书

技术领域

一个或多个实施例涉及用于对音频进行编码和解码的科技和技术，更具体的，涉及用于使用利用多码率语音和音频编解码器的改进的帧错误隐藏对音频进行编码和解码的科技和技术。

背景技术

在针对预计编码的语音或音频的帧在它们的传输期间遭遇偶尔丢失的环境的语音和音频编码的技术领域中，编码的语音或音频传输或解码系统被设计为帧丢失限制到少量百分比。

为了限制这些帧丢失，或为了补偿这些帧丢失，可由独立于用于对语音或音频进行编码或解码的语音编解码器的解码系统实现帧擦除隐藏（FEC）算法。很多编解码器使用仅解码器的算法，以减少由帧丢失造成的劣化。

这样的FEC算法最近已被用于在蜂窝通信网络或根据给定标准或规范操作的环境中。例如，所述标准或规范可定义应被用于连接和通信的通信协议和/或参数。不同标准和/或规范的示例包括例如全球移动通信系统（GSM）、GSM/增强型数据速率GSM演进（EDGE）、美国移动电话系统（AMPS）、宽带码分多址（WCDMA）或第三代系统（3G）通用移动电信系统（UMTS）、国际移动电信2000（IMT-2000）。这里，先前已使用可变码率编码或固定码率编码执行语音编码。在可变码率编码中，源使用算法来将语音分类为不同码率，并根据各个预定比特率对分类语音进行编码。可选择地，已使用固定比特率执行语音编码，其中，可根据固定比特率对检测的声音语音音频进行编码。这种固定码率编解码器的示例包括由第三代合作伙伴项目（3GPP）开发的用于GSM/EDGE和WCDMA通信网络的多码率语音编解码器，诸如，自适应多码率（AMR）编解码器和自适应多码率宽带（AMR-WB）编解码器，所述编解码器根据这样检测的语音信息并还基于诸如网络性能和空中接口的无线电信道条件等因素，对语音进行编码。术语多码率指依据编解码器的操作的模式可用的固定码率。例如，AMR包含用于语音的从4.7kbit/s到12.2kbit/s的八个可用比特率，而AWR-WB包含用于语音的从6.6kbit/s到23.85kbit/s的九个比特率。AMR和AMR-WB编解码器的规范分别可用在用于第三代3GPP无线系统的3GPP TS26.090和3GPP TS26.190技术规范，可在用于第三代3GPP无线系统的第三代的3GPP TS26.194技术规范中找到AMRWB的语音检测方面，其公开被包含在本文中。

在这样的蜂窝环境中，例如，可由于例如蜂窝无线链路中的干扰或IP网络中的路由器溢出而导致丢失。例如，目前正在开发新的第四代3GPP无线系统，被称为增强型分组业务（EPS），EPS的主要空中接口被称为长期演进（LTE）。作为示例，图1示出具有语音媒体组件12的EPS10，其中，根据用于宽带语音音频数据的示例AMR-WB编解码器和用于窄带语音音频数据的AMR编解码器对语音数据进行编码，所述AMR也可被称为AMR窄带（AMR-NB）。EPS10符合例如在3GPP版本8和9中的UMTS和LTE语音编解码器。在3GPP版本8和9中的UMTS与LTE语音编解码器也可被称为用于通过在3GPP版本8和9中的EPS的IP多媒体核心网络子系统（IMS）的多媒体电话服务，这是用于第三代3GPP无线系统的第四代的第一版本。IMS是用于传送互联网协议（IP）多媒体服务的架构框架。

虽然已经考虑了潜在的传输干扰和蜂窝或无线网络失败而开发了LTE，但是在3GPP蜂窝网络中传输的语音帧将仍然遭遇擦除（在传输期间小百分比的帧和/或包丢失）。擦除是例如由解码器进行的分类，用于解码器假设包的信息已丢失或无法使用。在EPS网络的情况下，例如，帧擦除可仍被预测。为了解决擦除帧，解码器通常会实现帧错误隐藏（FEC）算法，以减轻相应的丢失帧的影响。

一些FEC方法仅使用解码器来解决擦除帧（即，丢失帧）的隐藏。例如，解码器注意到或被动注意到已发生帧擦除，并从刚在擦除帧之前或有时刚在擦除帧之后到达解码器的已知好的帧估计擦除帧的内容。

一些3GPP蜂窝网络的特点在于能够识别发生的帧擦除并向接收站通知发生的帧擦除。因此，语音解码器知道接收到的语音帧将被认为是好的帧还是将被认为是擦除帧。由于语音和音频的性质，如果实施适当的帧擦除减轻或隐藏措施，则可容忍很小百分比的帧擦除。一些FEC算法可仅使用噪声来代替丢失的包（例如，静音，一些类型的淡出/淡入或一些类型的插值），以帮助使帧的丢失不太明显。