[发明专利]一种语音丢包隐藏方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种语音丢包隐藏方法及其系统，特别是涉及一种适用于无线VoIP环境下的一种语音丢包隐藏方法及基于该方法的语音丢包隐藏系统。

背景技术

目前，由于VoIP技具有易于集成、成本低廉、使用方式灵活等特点，已逐步从基于有线网络的应用向基于无线网络的应用发展。在无线网络的特殊应用环境下，由于其固有的高丢包率等特性，使得VoIP技术在向无线网络移植的过程中，需要充分考虑丢包对语音质量造成的影响。丢包隐藏技术是基于人类语音的强时间相关性，在语音接收端，通过已经成功接收的语音信息，近似恢复出由于丢包而缺失的数据，使人耳感觉不出丢包的事实。这种技术由于其不需发送端的参与，且易于实施，成为当今一种较为主流的语音质量提升技术。

目前各种丢包隐藏技术层出不穷，如静音替代、白噪声替代、包复制替代等，都对传输过程中丢失的语音包进行了重建和修补，在一定程度上起到了对语音质量的恢复效果。但目前的算法都存在一定的缺陷，过于简单的算法对语音的恢复效果不够明显，太复杂的算法对媒体流的处理要求太高，不满足实时应用的需求。对之前已经收到的语音帧进行加窗叠加的算法由于其运算相对简单，并且实际恢复效果较好，在丢包隐藏算法中得到了广泛的采用。

目前已有的叠加加窗算法主要采用的是事先已经确定好的窗口函数对收到的语音帧进行处理，并没有根据实际的语音波形对窗口函数进行动态地修改，使用固定的窗口函数必然导致算法不够灵活，无法适应语音特性变化较大的媒体数据，从而影响到恢复出的语音质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实际恢复效果更好的，基于VoIP无线环境下的语音丢包隐藏方法及其系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种语音丢包隐藏方法，其特征在于，具体方法步骤为：选取一个窗口函数，将窗口函数与丢失帧左边的数据逐样点相乘，得到离散语音数据A，再将窗口函数与丢失帧右边的数据逐样点相乘，得到离散语音数据B；将A，B两段数据最靠近丢失帧的m个样点逐样点相加，得到一段m个样点的数据，作为恢复出来的语音数据，填补在丢失帧的位置，进行语音恢复；

所述方法还包括：周期性的对恢复过程中使用的窗口函数进行调整更新。

作为优选，对窗口函数进行更新的具体方法步骤为：步骤一、选取一帧，前一帧语音帧p和后一帧语音帧q都没有丢失的，基准语音帧a(在这里假设语音帧a丢失)；步骤二、通过前一帧语音帧p、后一帧语音帧q和当前的窗口函数恢复出语音帧b；步骤三、比较语音帧a(实际上没有丢失的真实语音帧a)与b之间的差异，得到关于当前窗口函数恢复效果的比较数据，从而对当前窗口函数进行调整更新。新的窗口函数生成以后，旧窗口函数直接丢弃，后续的丢失语音恢复皆通过新的窗口函数完成，直到再次更新窗口函数。

作为优选，所述步骤三中，对当前窗口函数进行调整的方法为：设置窗口函数宽度为语音帧宽度的2倍，且左右对称，窗口函数在实际使用过程中均是以离散值存在，由于窗口函数是一个对称函数，因此对其横坐标为正的右半部分进行调整，就可以得到整个新的窗口函数，将当前窗口函数的右半部分样点值表示为[w₁，w₂，w₃...w_m]，原始语音帧a表示为[a₁，a₂，a₃...a_m]，恢复出来的语音帧b表示为[b₁，b₂，b₃...b_m]，则窗口函数更新的公式为：w′_n＝2×w_n/(b_n/a_n+b_m+1-n/a_m+1-n)，根据更新公式对当前窗口函数进行调整更新；

其中，m表示一帧语音帧的长度，n表示窗口函数右半部分的n个样点，1≤n≤m，w′_n表示调整后的新窗口函数右半部分在x＝n-1处对应的y值的样点值，根据窗口函数的对称性，可得到左半部分n个样点的取值，从而得到完整的更新后的窗口函数。

作为优选，所述基准语音帧的选取方法为：给一定时间内收到的全部语音帧赋予一个标签，表示该语音帧可能被选作基准语音数据；将赋予标签的语音帧中缺失的语音帧及其相临语音帧进行标记，表示该语音帧不能被选作基准语音数据；在标记剩下的语音帧中随机选取一帧语音帧，作为基准语音帧。