[发明专利]信号解码期间帧丢失的改进型校正

说明书

本发明涉及信号处理，所述信号包括在连续帧中分布的一系列采样。在这种信号解码期间进行处理，以便替换在解码过程中丢失的至少一个信号帧，所述处理具体包括以下步骤：1)在解码器可利用的有效信号中搜索(S3)具有与基于所述有效信号而确定的周期相对应的时长的信号段；2)分析(S4)信号段的频谱，以确定信号段的频谱分量；3)通过从至少一部分频谱分量中构成一个合成信号来合成(S6)丢失帧的至少一个替换帧。

技术领域

本发明涉及到一种信号校正，尤其是在解码器中，收到信号时该解码器发生帧丢失的情况下的信号校正。

背景技术

信号具有一系列采样的形式，这些采样分解成连续帧，而“帧”的意思是由几个采样组成的信号段(如果信号的形式是例如根据ITU-T G.711建议的编码解码器中的一系列采样，那么有可能实现一个帧包含单独一个采样)。

本发明涉及到数字信号处理领域，具体为但不专属于音频信号编码/解码领域。采用编码器和解码器(通过实时传输或者通过储存后续传输)的通信被信道条件扰乱时(例如，由于无线电问题、接入网络阻塞等)，发生帧丢失。

在这种情况下，解码器利用帧丢失校正(或“隐蔽”)机制，以便尝试通过解码器内的可用信息以重构信号代替丢失的信号(例如，已经解码的信号或者在上一帧中收到的参数)。通过这种技术，即使信道性能已经劣化，也可以保持良好的服务质量。

帧丢失校正技术通常与编码用途的类型密切相关。

如果是以CELP(码激励线性预测)类型技术为基础的语音信号编码，那么帧丢失校正尤其利用CELP模型。比如，在根据ITU-T G.722.2建议的编码过程中，代替一个丢失帧(或一个“数据包”)的解决方案包括通过衰减器扩展长期增益预测的使用，以及通过使导谱频率ISF(Immittance Spectral Frequency)趋向于各自的平均值而扩展每个ISF参数的使用。还要重复语音信号的基音(指定为“LTP延迟”的参数)。此外，向解码器提供具有“创新”(在CELP编码过程中进行激励)特征的参数的随机值。

需要注意的是，将此类方法应用于变换编码或PCM或ADPCM型波形编码需要在传输信号的解码器中进行CELP型参数分析，这带来额外的复杂性。

在与波形编码器相对应的ITU-TG.711建议中，(在该建议文本的附录I中列举的)帧丢失校正处理的信息性示例包括在已经解码的语音信号中找到基音周期，通过在已解码的信号和(通过隐蔽重构的)重复的信号之间还原-添加(“重叠相加”)来重复最后的基音周期。通过这样处理，可以“平顺”音频失真(artifacts)，但是在解码器中需要额外延迟(该延时对应于还原时间)。

在通过转换进行编码的情况下，替换帧丢失的最常用的技术包括重复最后收到的帧的解码频谱。例如，如果按照ITU-T G.722.1建议，相当于具有50％还原和正弦型分析/合成窗口的改进离散余弦变换(MDCT)的MLT(“改进重叠变换”)变换用来提供最后丢失的帧与重复帧之间足够缓慢的转换，以便平顺与频谱简单重复相关的失真；通常，如果大于一个帧丢失，则把重复频谱设为零。

有利的是，这种隐蔽的方法不需要额外延迟，因为它利用重构信号与传递信号之间的还原-添加，以便形成一种“交叉渐变”(由于MLT变换导致时间混叠)。它代表一种资源成本非常低的技术。

然而，它有一个关于在帧丢失前的信号和重复信号之间时序不一致的缺点。这一缺点的结果是相位不连续性(或不一致性)，如果减少与两帧相关联的信号之间的还原时间，所述相位不连续性则会产生严重的音频失真(尤其在采用称为“短延时”的MDCT帧的情况下)。图1B中阐释了在短延时MLT变换情况下的短期还原状况，与此相对的是图1A所示的根据G.722.1建议采用正弦窗的通常情况(从而为非常渐进式的调制提供较长的还原时间ZRA)。如图1B所示，短延时窗口的调制产生相位偏移，由于还原区ZRB较短，可听见所述相位偏移。