專利名稱：一種噪聲整形的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號處理技術(shù)，特別涉及一種噪聲整形的方法和裝置。
背景技術(shù)：
噪聲整形是一種利用人耳聽覺掩蔽原理對編解碼器所產(chǎn)生的量化噪聲 譜進行整形的技術(shù)，即把信號中的噪聲譜調(diào)整為近似語音譜的形狀，利用人 耳聽覺掩蔽效應，使得信號中的噪聲不容易被察覺。通常在進行語音信號傳 輸時，為了減少語音信號傳輸時占用的帶寬， 一般將語音信號進行編碼后進 行傳輸，然后在接收端進行解碼得到該語音信號，為了提高解碼后語音信號 的主觀聽覺質(zhì)量，常常在編碼端進行噪聲整形處理，然后再將噪聲整形處理 和編碼后的語音信號發(fā)送出去。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的噪聲整形設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)圖，如圖l所示，在編碼
端的處理過程為首先計算語音信號與其經(jīng)過預測濾波器后得到預測信號的 誤差，得到預測殘差信號d(n); d(n)與反饋信號fq(n)進行組合計算后得到量 化器的輸入信號u(n); u(n)經(jīng)過量化器進行編碼處理得到編碼后的信號 uq(n);進行反饋時，量化器的輸入信號u(n)與量化器的輸出信號uq(n)進行 差值計算，得到差值信號q(n);該差值信號q(n)經(jīng)過噪聲整形濾波器的整形 濾波處理后得到反饋信號fq(n)。量化器編碼后的輸出信號uq(n)經(jīng)傳輸后到 達解碼端，在解碼端的處理過程為由于在編碼端輸出的信號uq(n)實質(zhì)上 是語音信號與其經(jīng)過預測濾波器后得到預測信號的誤差，經(jīng)處理后得到的一 種殘差信號，所以，在解碼端需要將接收到的信號uq(n)加上其經(jīng)預測濾波 器得到的預測信號，得到最終還原出的語音信號，該還原出的語音信號便是 經(jīng)過噪聲整形后的語音信號。
但是，現(xiàn)有技術(shù)中的這種噪聲整形的方法，其在編碼端的輸出信號并不 是語普信號經(jīng)噪聲整形后的編碼信號，而是對語音信號和其經(jīng)預測濾波器處 理后的信號相減得到的殘差信號進行噪聲整形濾波處理后的編碼信號，所 以，在解碼端也必須加入預測濾波器對殘差信號進行補償才能還原出語音信 號，也就是說，采用這種噪聲整形方法時，同時也需要對原有解碼端進行更 改。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了 一種噪聲整形的方法和裝置，使得對語音信號進行 噪聲整形處理時不需要對原有解碼端進行更改。
一種噪聲整形的方法，該方法包括
對語音信號進行自適應的噪聲整形處理，得到信號& (");
對所述信號&進行固定的噪聲整形處理，得到信號"^);
對信號進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號。 一種噪聲整形的方法，該方法包括
將語音信號進行固定的噪聲整形處理，得到信號&'("); 對所述信號& 進行自適應的噪聲整形處理，得到信號M ;
對所述信號M'(")進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號。 一種噪聲整形的裝置，該裝置包括
自適應噪聲整形單元，用于對語音信號"")進行自適應噪聲整形處理，得 到信號A(");
固定噪聲整形單元，用于對所述自適應噪聲整形單元進行自適應噪聲整形
處理后得到的信號W")進行固定噪聲整形處理，得到信號;
語音編碼單元，用于對所述固定噪聲整形單元處理后得到的信號"(")進 行語音編碼，得到編碼輸出端的輸出信號。
一種噪聲整形的裝置，該裝置包括
固定噪聲整形單元，用于對語音信號"")進行固定噪聲整形處理，得到信 號A '(");
自適應噪聲整形單元，用于對所述固定噪聲整形單元得到的信號A '(")進行
自適應噪聲整形處理，得到信號"'(")；
語音編碼單元，用于將所述自適應噪聲整形單元得到的信號"'(")進行 語音編碼，得到編碼端的輸出信號。
由以上技術(shù)方案可以看出，在本發(fā)明實施例提供的方法和裝置中，對語 音信號先進行自適應的噪聲整形處理，再進行固定的噪聲整形處理，對進行 固定噪聲整形處理后的信號進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號；或者， 對語音信號先進行固定的噪聲整形處理，再進行自適應的噪聲整形處理，對 進行自適應噪聲整形處理后的信號進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號。 由于固定的噪聲整形處理和自適應的噪聲整形處理均是對語音信號本身所 做的噪聲整形處理，而不涉及語音信號與預測濾波器的殘差信號，所以，在 解碼端不需要做任何改變即可解碼還原出經(jīng)噪聲整形的語音信號。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的噪聲整形設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明實施例提供的噪聲整形裝置的第 一種組成結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明實施例提供的噪聲整形裝置的第二種組成結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本發(fā)明實施例提供的一個具體噪聲整形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明實施例提供的另一個具體噪聲整形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體 實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
本發(fā)明實施例提供的噪聲整形的方法包括對語音信號進行固定的 噪聲整形以及根據(jù)該語音信號進行自適應的噪聲整形處理后，形成信號 ;將該信號進行語音編碼形成編碼端的輸出信號。 其中，對語音信號進行固定的噪聲整形以及根據(jù)該語音信號s(力進 行自適應的噪聲整形處理的順序，可以是先進行固定的噪聲整形處理，再根 據(jù)該語音信號s(力進行自適應的噪聲整形處理；也可以是先根據(jù)該語音信號 進行自適應的噪聲整形處理，再進行固定的噪聲整形處理。 先根據(jù)語音信號進行自適應的噪聲整形處理，再進行固定的噪聲整 形處理的過程可以包括以下過程
將語音信號s(")與第二反饋信號/2《2(")進行組合后得到信號^0),將信 號與第 一反饋信號/;仏(力進行組合后得到信號;對該信號進行 語音編碼后得到編碼端的輸出信號；將編碼端的輸出信號經(jīng)解碼后得到的信 號與信號&(")組合后得到信號仏(")，信號仏(")經(jīng)第 一噪聲整形濾波處 理后得到反饋信號/《(")；將信號與語音信號^(")組合后得到信號 & ("),根據(jù)語音信號 對信號& (")進行第二噪聲整形濾波處理后得到反 饋信號/2《2(")。
在該過程中，根據(jù)語音信號<m)對信號&(m)進行第二噪聲整形濾波處理 后得到的反饋信號/2《2(")與語音信號^")進行組合得到信號^(")，實現(xiàn)了對 語音信號進行的自適應噪聲整形處理。進一 步將信號仏0)經(jīng)第 一噪聲整形濾 波處理后得到反饋信號乂仏(")與進行組合得到信號"(")實現(xiàn)了對語音 信號進行的固定噪聲整形處理。
先對語音信號進行固定的噪聲整形處理，再根據(jù)該語音信號^(")進行自 適應的噪聲整形處理的過程可以包括以下過程
將語音信號與第 一反饋信號/仏進行組合后得到信號& '( ),將
信號^ '(w)與第二反饋信號/2《2'(w)進行組合后得到信號w'(");對該信號w'(w)
進行語音編碼后得到編碼端的輸出信號；將編碼端的輸出信號經(jīng)解碼后得到
的信號w'(")與信號A'(")組合后得到信號《2'("),根據(jù)語音信號A 對信號
^'(w)進行第二噪聲整形濾波處理后得到反饋信號/2《2'(");將信號w^(n)與 語音信號s(")組合后得到信號《'(《)，信號^ 進行第二噪聲整形濾波處理
后得到反饋信號y;《'(")。
在該過程中，將信號A'(")經(jīng)第 一 噪聲整形濾波處理后得到反饋信號 力仏'(m)與語音信號s(")進行組合得到信號A 實現(xiàn)了對語音信號進行的固 定噪聲整形處理。進 一 步根據(jù)語音信號A'(")對信號&'(")進行第二噪聲整形
濾波處理后得到反饋信號/2 2'(")與信號<(")進行組合，實現(xiàn)了對語音信號 進行的自適應噪聲整形處理。
上述過程中，進行固定噪聲整形處理是對信號頻譜包絡(luò)進行的粗略噪聲 整形處理，根據(jù)語音信號進行的自適應噪聲整形處理是對信號頻譜精細結(jié)構(gòu) 進行的噪聲整形處理。
圖2為本發(fā)明實施例提供的噪聲整形裝置的第一種組成結(jié)構(gòu)圖，如圖2 所示，該裝置包括自適應噪聲整形單元210、固定噪聲整形單元220和語 音編碼單元230。
自適應噪聲整形單元210，用于對語音信號s(w)進行自適應噪聲整形處 理，得到信號a(w)。
固定噪聲整形單元220,用于對自適應噪聲整形單元210進行自適應噪 聲整形處理后得到的信號進行固定噪聲整形處理，得到信號。
語音編碼單元230,用于對固定噪聲整形單元220處理后得到的信號 wO)進行語音編碼，得到編碼端的輸出信號。
其中，自適應噪聲整形單元210可以包括第一組合單元211、第二語 音解碼單元212、第四組合單元213、線性預測分析單元214和第二噪聲整 形濾波單元215。
第一組合單元211,用于將語音信號s(")與第二噪聲整形濾波單元215得到的反饋信號(M)進行組合后得到信號& (W)。
第二語音解碼單元212，用于對語音編碼單元230編碼后得到的輸出信 號進行解碼，得到信號^(")。
第四組合單元213,用于將語音信號s(")與第二語音解碼單元212得到 的信號^(w)進行組合，得到信號《2(")。
線性預測分析單元214，用于對語音信號s(w)進行線性預測分析。
第二噪聲整形濾波單元215，用于根據(jù)線性預測分析單元214得到的線 性預測分析結(jié)果，對第四組合單元213得到的信號&(")進行噪聲整形濾波 處理，得到反饋信號/2《2(")。
自適應噪聲整形單元210還可以包括預加重單元216，用于對語音信 號^0)進行預加重處理；
第二噪聲整形濾波單元215,還可以根據(jù)預加重單元216的處理結(jié)果， 執(zhí)行所述對第四組合單元213得到的信號&0)進行噪聲整形濾波處理的操 作。
線性預測分析單元214和第二噪聲整形濾波單元215可以設(shè)置在同一個 單元中。
固定噪聲整形單元220可以包括第二組合單元221、第一語音解碼單 元222、第三組合單元223和第一噪聲整形濾波單元224。
第二組合單元221,用于將自適應噪聲整形單元210得到的信號&(")與
第一噪聲整形單元得到的反饋信號/i仏(")進行組合，得到信號"Oz)。
第一語音解碼單元222,用于對語音編碼單元230編碼后得到的輸出信
號進行解碼，得到信號^(")。
第三組合單元223,用于將自適應噪聲整形單元210得到的信號^(")與
第 一語音解碼單元222得到的信號進行組合，得到信號仏(")。
第 一噪聲整形濾波單元224,用于對第三組合單元223得到的信號仏(")
進行噪聲整形濾波處理，得到反饋信號力《,(n)。
另外，也可以將第一語音解碼單元222和第二語音解碼單元212設(shè)置為 一個單元。
圖3為本發(fā)明實施例提供的噪聲整形裝置的第二種組成結(jié)構(gòu)圖，如圖3 所示，該裝置包括固定噪聲整形單元310、自適應噪聲整形單元320和語 音編碼單元330。
固定噪聲整形單元310，用于對語音信號^(")進行固定噪聲整形處理， 得到信號^ '(")。
自適應噪聲整形單元320，用于對固定噪聲整形單元310得到的信號 V(")進行自適應噪聲整形處理，得到信號w'O)。
語音編碼單元330，用于將自適應噪聲整形單元320處理后得到的信號 m'( )進行語音編碼，得到編碼端的輸出信號。
其中，固定噪聲整形單元310可以包括第一組合單元311、第一語音 解碼單元312、第四組合單元313和第一噪聲整形濾波單元314。
第一組合單元311,用于將語音信號s(n)與第一噪聲整形濾波單元得到 的反饋信號乂仏'(")進行組合后得到信號& '(")。
第一語音解碼單元312，用于對語音編碼單元330編碼后得到的輸出信 號進行解碼，得到信號^'(")。
第四組合單元313，用于將語音信號s(")與第一語音解碼單元312得到 的信號^'(w)進行組合，得到信號仏'(n)。
第 一噪聲整形濾波單元314，用于對第四組合單元313得到的信號仏'(") 進行噪聲整形濾波處理，得到反饋信號y;仏'( )。
自適應噪聲整形單元320可以包括第二組合單元321、第二語音解碼 單元322、第三組合單元323、線性預測分析單元324和第二噪聲整形濾波 單元325。
第二組合單元321，用于將固定噪聲整形單元310得到的信號^ '(")與第
二噪聲整形濾波單元325得到的反饋信號/2&(")進行組合后得到信號。
第二語音解碼單元322,用于對語音編碼單元230編碼后得到的輸出信 號進行解碼，得到信號^'(")。
第三組合單元323,用于將固定噪聲整形單元310得到的信號^ '(")與第 二語音解碼單元322得到的信號w《'(")進行組合，得到信號
線性預測分析單元324，用于對固定噪聲整形單元310得到的信號& '(") 進行線性預測分析。
第二噪聲整形濾波單元325，用于根據(jù)線性預測分析單元324得到的線 性預測分析結(jié)果，對第三組合單元323得到的信號&'0)進行噪聲整形濾波
處理，得到反饋信號/2《2'(")。
自適應噪聲整形單元320還可以包括預加重單元326，用于對信號 & 'O)進行預加重處理；
第二噪聲整形濾波單元325，還可以根據(jù)預加重單元216的處理結(jié)果， 執(zhí)行所述對第三組合單元323得到的信號&'(")進行噪聲整形濾波處理的操作。
線性預測分析單元324和預加重單元326可以設(shè)置在同一個單元中實現(xiàn)。
第一語音解碼單元312和第二語音解碼單元322也可以設(shè)置為一個單元。
圖2所示的噪聲整形裝置的組成結(jié)構(gòu)圖是與先根據(jù)語音信號進行自適 應噪聲整形處理，再進行固定噪聲整形處理對應的，圖3所示的噪聲整形裝
置的組成結(jié)構(gòu)圖是與先進行固定噪聲整形處理，再進行自適應噪聲整形處理 相對應的。
為了使本發(fā)明更加的清楚，下面具一個具體實施例對圖2所示結(jié)構(gòu)的噪 聲整形裝置以及其對應的方法進行詳細描述。圖4為本發(fā)明實施例提供的一 個具體噪聲整形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4中，將第一語音解碼單元和第二語
音解碼單元設(shè)置為一個本地語音解碼器，將預加重單元和線性預測分析單元 設(shè)置為一個預加重和線性預測分析器。下面是利用該具體裝置實現(xiàn)噪聲整形
的反饋處理過程
1)將語音信號^")與第二反饋信號/2《2(")都輸入第一加法器，進行組 合后輸出信號^(")。
利用該第 一加法器進行的信號組合可以是將語音信號與第二反饋
信號/2《20)相加，也可以是相減。在取相加或相減時會影響到第二噪聲整形 濾波器的噪聲整形濾波方式的選取不同。
2 )將第 一加法器輸出的信號與第 一反饋信號乂仏(")都輸入第二加 法器，進行組合后輸出信號M(n)。
利用該第二加法器進行的信號組合也可以是將語音信號^(")與第 一反 饋信號力仏(")相加，也可以是相減。在取相加或相減時會影響到第一噪聲整 形濾波器的噪聲整形濾波方式的選取不同。
3) 將第二加法器輸出的信號w(")輸入語音編碼器進行語音編碼后，得
到編碼端的輸出信號。該輸出信號即為需要進行傳輸最終達到解碼端的信 號。在解碼端對該信號進行解碼便可還原出語音信號。該還原出的語音信號 便是進行了噪聲整形后的語音信號，提高了該語音信號的主觀聽覺質(zhì)量。
4) 在編碼端將語音編碼器輸出的信號經(jīng)本地語音解碼器解碼，輸出信
號M《(力。
5 )將本地語音解碼器輸出的信號w g (w)與信號第 一 加法器輸出的信號 A(")輸入第三加法器，進行組合后輸出信號仏(")。
第三加法器對信號和信號&(")的組合為將兩信號進行相減，對相 減后絕對值符號的選取也會影響到第 一噪聲整形濾波器的噪聲整形濾波方 式的選取。
6 )將第三加法器輸出的信號仏(")輸入第 一噪聲整形濾波器進行處理，
輸出反饋信號f1q1(n).
該第一噪聲整形濾波器的處理方法是預先設(shè)定的，也就是說，它是獨立 于語音信號。
一旦設(shè)定完畢后，對于不同的語音信號，其噪聲整形方式F1是固定不變的，其主要功能是對語音信號的頻譜包絡(luò)進行整形，即對量化噪聲 的平坦譜進行粗略的噪聲整形，抑制高頻噪聲。
當?shù)诙臃ㄆ鞯慕M合方式為相加，第三加法器的組合方式為&(w)減去
W(")時，設(shè)語音編碼器以及本地語音解碼器產(chǎn)生的量化噪聲為 Delta(n)=u(n)-uq(n),經(jīng)過第 一 噪聲整形濾波器后的量化噪聲為q1(n)=s1(n)-uq(n)。
對上述兩個式子進行z變換后，可以得出經(jīng)過第一噪聲 整形濾波器后的量化噪聲與語音編碼器以及本地語音解碼器產(chǎn)生的量化噪 聲在頻譜上的關(guān)系為<formula>formula see original document page 17</formula>(1)在預先設(shè)定第一噪聲整形濾波器的處理方式時，可以利用(l)式，并 根據(jù)想要得到的信號的性能，對處理方式的表達式巧進行選取。例如，想要
降低高頻噪聲能量，可以根據(jù)(1)式進行選擇，可以令巧-0.8z-1，便可
以得到不錯的效果。當然，選取的巧并不是只有唯一的表達式，可以利用(1)
式，根據(jù)實際的需求進行選取，也就是說，該第一噪聲整形濾波器可以有多 種設(shè)計，零極點、全零點、全極點濾波器中能夠得到想要的信號性能的濾波 器均可以選取。
當?shù)诙臃ㄆ骱?或第三加法器的組合方式發(fā)生變化時，可以采用同樣 的方式得出不同的經(jīng)過第 一噪聲整形濾波器后的量化噪聲與語音編碼器以 及本地語音解碼器產(chǎn)生的量化噪聲在頻譜上的關(guān)系，即第二加法器和/或第 三加法器采用不同的組合方式，(1)式中的符號略有變化，例如，當?shù)诙?br> 加法器的組合為相減，而第三加法器的組合為uq(n)減去s1(n)時，(1)式變
為<formula>formula see original document page 17</formula>，其它情況在此不再贅述。
7 )將本地語音解碼器輸出的信號w《(")與語音信號sO)輸入第四加法 器，進行組合后輸出信號&(w)。
第四加法器對信號和語音信號的組合方式為將兩信號相減， 相減后所得數(shù)據(jù)絕對值符號的選取也會影響到第二噪聲整形濾波器的噪聲 整形濾波方式的選取。
8) 將語音信號輸入預加重和線性預測分析器，進行預加重和線性預測 分析處理，第二噪聲整形濾波器利用預加重和線性預測分析處理器輸出的處 理結(jié)果，確定自身的自適應噪聲整形濾波處理方法。
該自適應噪聲整形濾波處理方法是隨著語音信號的頻譜做動態(tài)變化的。
9) 將第四加法器輸出的信號&(m)輸入第二噪聲整形濾波器，第二噪聲
整形濾波利用自身的自適應噪聲整形濾波處理方法，對信號&(力進行處理， 輸出反饋信號/2《2(")。
當?shù)谝患臃ㄆ鞯慕M合方式為相加，第四加法器的組合方式為與語音信號 減去信號時，仍然設(shè)語音編碼器以及本地語音解碼器產(chǎn)生的量化 噪聲為a(w) = w(")-w《(")，經(jīng)過第二噪聲整形濾波器后的量化噪聲為 《2(") = s(")-t^(w),又由于《2(")=仏(")-/2《2(" —1),對上述兩個式子進4亍z
變換后，可以得出經(jīng)過第二噪聲整形濾波器后的量化噪聲與語音編碼器以及 本地語音解碼器產(chǎn)生的量化噪聲在頻譜上的關(guān)系為
第二噪聲整形濾波器的整形濾波方式的選取是根據(jù)語音信號的變化而 進行自適應變化的，它的整形濾波方式的表達式尸2是根據(jù)預加重和線性預測 分析后的結(jié)果選取的。其主要功能是對語音信號進行頻譜精細結(jié)構(gòu)的噪聲整 形，也就是在不改變之前噪聲整形頻譜大致形狀的情況下，對諧波之間的頻 譜進行更為精細的噪聲整形，從而進一步提高主觀聽覺質(zhì)量。
由于噪聲功率譜隨頻率的增加而減小，其大部分能量集中在低頻范圍
內(nèi)，為了抑制語音信號的低頻噪聲，采用了預加重的方法。預加重處理是利 用語音信號特性和噪聲特性的差別來有效地對信號進行處理，通過加重語音 信號的高頻分量，來對低頻噪聲進行抑制，具體預加重的方法是現(xiàn)有技術(shù)中 已有的方法，在此不再贅述。
為了使第二噪聲整形濾波器的處理方式更加接近語音信號的頻譜圖，本 發(fā)明實施例采用線性預測分析的方法使得語音信號的每個取樣值能夠用過 去若干各取樣值的線性組合來逼近，具體為通過實際語音信號取樣值和線性 預測樣值之間的均方誤差最小，來確定唯一的一組線性組合中所用的加權(quán)系 數(shù)作為線性預測結(jié)果。通過線性預測分析的方法可以實現(xiàn)對語音信號中的中 高頻信號諧波之間的噪聲進行抑制。這也是現(xiàn)有技術(shù)中的已有的方法，在此 不再贅述。
另外，線性預測分析可以在對語音信號進行預加重處理后的信號上進行 性，根據(jù)線性預測分析得到的預測結(jié)果確定第二噪聲整形濾波的處理方式的 表達式《。也可以只對語音信號進行線性預測分析，根據(jù)線性預測分析的預 測結(jié)果確定第二噪聲整形濾波的處理方式的表達式F2 。線性預測分析后得出 m個加權(quán)系數(shù)a,.,/ = 1， ...，m。再由式(2)以及想要得到的信號的性能，確
定表達式i^。例如，可以令尸2=^^-。同樣，選取的尸2并不是只有唯
1 + S V'
一的表達式，可以利用(2)式，根據(jù)實際的需求進行選取，也就是說，該 第二噪聲整形濾波器不限于某種特定歸來，零極點、全零點、全極點濾波器 中能夠滿足性能需求的濾波器均可以選取。
圖5為本發(fā)明實施例提供的另一個具體噪聲整形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖 5中的具體結(jié)構(gòu)是圖3所示的噪聲整形裝置以及對應的方法的一個具體實 例，該結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)方式與圖4的不同之處在于，首先進行自適應噪聲整形處 理，再進行固定噪聲整形處理，具體處理過程不再贅述。
由以上描述可以看出，在本發(fā)明實施例提供的方法和裝置中，對語音信
號先進行自適應的噪聲整形處理，再進行固定的噪聲整形處理，對進行固定
噪聲整形處理后的信號進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號；或者，對語
音信號先進行固定的噪聲整形處理，再進行自適應的噪聲整形處理，對進行
自適應噪聲整形處理后的信號進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號。由于
固定的噪聲整形處理和自適應的噪聲整形處理均是對語音信號本身所做的 噪聲整形處理，而不涉及語音信號與預測濾波器的殘差信號，所以，在解碼
端不需要做任何改變即可解碼還原出經(jīng)噪聲整形的語音信號。
并且，本發(fā)明實施例給出了具體的固定濾波整形和自適應濾波整形相結(jié)
合的二層結(jié)構(gòu)的整形濾波裝置和方法，通過固定濾波整形對語音信號進行頻
譜包絡(luò)的整形，實現(xiàn)對噪聲的平坦譜進行粗略的噪聲整形，通過對語音信號
進行預加重和線性預測分析來確定自適應濾波整形的方式，根據(jù)語音信號的
變化實時地進行自適應濾波整形，從而在不改變語音信號頻語大致形狀的條
件下，對語音信號頻譜的精細結(jié)構(gòu)進行整形，從而進一步提高主觀聽覺質(zhì)量。
同時，采用預加重和線性預測分析來確定自適應濾波整形方式，能夠很好的
對語音信號的低頻噪聲進行抑制，同時也對語音信號的中高頻噪聲進行抑
制，使語音信號的聽覺質(zhì)量得到進一步地提高。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本
發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在
本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種噪聲整形的方法，其特征在于，該方法包括對語音信號s(n)進行自適應的噪聲整形處理，得到信號s1(n)；對所述信號s1(n)進行固定的噪聲整形處理，得到信號u(n)；對信號u(n)進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述對語音信號^")進行自 適應的噪聲整形處理，得到信號^")包括對所述編碼端輸出的信號進行語音 解碼得到信號"^力，將信號"^")與所述語音信號^")組合后得到信號A("), 根據(jù)語音信號對信號&(")進行第二噪聲整形濾波處理后得到反饋信號 A&("),將所述語音信號^")與第二反饋信號/2&(")進行組合后得到信號
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對所述信號&(")進行固定 的噪聲整形處理，得到信號"(")包括對所述編碼端輸出的信號進行語音解碼 得到信號"^")，將所述信號"^^與所述信號^")進行組合，得到信號A^), 將所述信號《(")經(jīng)第一噪聲整形濾波處理后得到反饋信號" ,將所述信號與第一反饋信號/A(")進行組合后得到信號"(")。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)語音信號^力對信號&(")進行第二噪聲整形濾波處理包括對所述語音信號^")進行線性預測分 析處理，根據(jù)線性預測分析處理后的結(jié)果實時地確定第二噪聲整形濾波處理的噪聲整形濾波處理方式，利用所述確定的處理方式，對所述信號&(")進行第二 噪聲整形濾波處理；或者，對所述語音信號進行預加重和線性預測分析處理，根據(jù)預加重和線性 預測分析處理后的結(jié)果實時地確定第二噪聲整形濾波處理的噪聲整形濾波處理方式，利用所述確定的處理方式，對所述信號&(")進行第二噪聲整形濾波處理。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述將信號"^")與所述語 音信號^")組合包括將信號"^")減去所述語音信號^")或者將所述語音信號 ^")減去信號^(");將所述語音信號^")與第二反饋信號,2《2W進行組合包括將所述語音信 號與第二反饋信號(")進行相加或相減。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將所述信號"^")與所述信 號& W進行組合包括將所述信號"^")減去所述信號& (")或者將所述信號 ^")減去所述信號^(");將所述信號&(")與第一反饋信號,^")進行組合包括將所述信號5 與第 一反饋信號,A (")進行相加或相減。
7、 一種噪聲整形的方法，其特征在于，該方法包括將語音信號s(")進行固定的噪聲整形處理，得到信號A '("); 對所述信號& '(")進行自適應的噪聲整形處理，得到信號"'(")； 對所述信號M '^)進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述將語音信號"^進行固 定的噪聲整形處理，得到信號V(")包括對所述編碼端輸出的信號進行語音解 碼得到信號^'(")，將所述信號w'(")與所述信號"")進行組合，得到信號將所述信號仏'(")經(jīng)第一噪聲整形濾波處理后得到反饋信號y;仏'(")，將所述信號與第 一反饋信號力仏'(")進行組合后得到信號& 丫")。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，對所述信號V(")進行自適 應的噪聲整形處理，得到信號"^包括對所述編碼端輸出的信號進行語音解 碼得到信號^'("),將信號^'(w)與所述信號A'(W組合后得到信號^'(")，根據(jù)所述信號S1'(n)對信號q2'(n)進行第二噪聲整形濾波處理后得到反饋信號 f2q2 '(n)，將所述信號S1'(n)與第二反饋信號f2q2 '(n)進行組合后得到信號u'(n)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述信號S1'(n)對信號 q2'(n)進行第二噪聲整形濾波處理包括對所述信號S1'(n)進行線性預測分析處理，根據(jù)線性預測分析處理后的結(jié)果實時地確定第二噪聲整形濾波處理的噪聲整形濾波處理方式，利用所述確定的處理方式，對所述信號 q2'(n)進行第二噪聲整形濾波處理；或者，對所述信號S1'(n)進行預加重和線性預測分析處理，根據(jù)預加重和線性預測分析處理后的結(jié)果實時地確定第二噪聲整形濾波處理的噪聲整形濾波處理方式，利用所述確定的處理方式，對所述信號q2'(n)進行第二噪聲整形濾波處理。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將所述信號uq'(n)與所述信號S(n)進行組合包括將所述信號uq'(n)減去所述信號S(n)，或者將所述信號S(n)減去所述信號uq'(n)；將所述信號S(n)與第 一反饋信號f1q1'(n)進行組合包括將所述S(n)與第一反饋信號f1q1'(n)進行相加或相減。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，將信號uq'(n)與所述信號S1'(n)組合包括將所述信號uq'(n)減去所述信號S1'(n)，或者，將所述信號S1'(n)減去所述信號uq'(n);將所述信號S1'(n)與第二反饋信號f2q2'(n)進行組合包括將所述信號S1'(n)與第二反饋信號f2q2'(n)進行相加或相減。
13、 一種噪聲整形的裝置，其特征在于，該裝置包括 自適應噪聲整形單元，用于對語音信號s(n)進行自適應噪聲整形處理，得到信號s1(n);固定噪聲整形單元，用于對所述自適應噪聲整形單元進行自適應噪聲整形處理后得到的信號s1(n)進行固定噪聲整形處理，得到信號u(n)；語音編碼單元，用于對所述固定噪聲整形單元處理后得到的信號u(n)進行 語音編碼，得到編碼輸出端的輸出信號。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述自適應噪聲整形單元 包括第二語音解碼單元，用于對所述語音編碼單元編碼后得到的輸出信號進行 解碼，得到信號uq(n)；第四組合單元，用于將所述語音信號 s(n) 與所述第二語音解碼單元得到的信號uq(n)進行組合，得到信號q2(n);線性預測分析單元，用于對所述語音信號進行線性預測分析； 第二噪聲整形濾波單元，用于根據(jù)所述線性預測分析單元得到的線性預測分析結(jié)果，對所述第四組合單元得到的信號q2(n)進行噪聲整形濾波處理，得到 反饋信號f2q2(n);第 一組合單元，用于將所述語音信號s(n)與所述第二噪聲整形濾波單元得到的反饋信號f2q2(n)進行組合后得到信號s1(n)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所迷自適應噪聲整形單元還包括預加重單元，用于對所述語音信號s(n)進行預加重處理；所述第二噪聲整形濾波單元，還可以根據(jù)所述預加重單元的處理結(jié)果，執(zhí)行所述對第四組合單元得到的信號進行噪聲整形濾波處理的操作。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述固定噪聲整形單元包括第一語音解碼單元，用于對所述語音編碼單元編碼后得到的輸出信號進行 解碼，得到信號uq(n);第三組合單元，用于將所述自適應噪聲整形單元得到的信號s1(n)與所述第一語音解碼單元得到的信號uq(n)進行組合，得到信號q1(n);第一噪聲整形濾波單元，用于對所述第三組合單元得到的信號uq(n)進行噪 聲整形濾波處理，得到反饋信號q1(n)；第二組合單元，用于將所迷自適應噪聲整形單元得到的信號q1(n)與所述第一噪聲整形單元得到的反饋信號f1q1(n)進行組合，得到信號u(n)。
17、 一種噪聲整形的裝置，其特征在于，該裝置包括固定噪聲整形單元，用于對語音信號s(n)進行固定噪聲整形處理，得到信 號s1'(n);自適應噪聲整形單元，用于對所述固定噪聲整形單元得到的信號s1'(n)進行自適應噪聲整形處理，得到信號u'(n);語音編碼單元，用于將所述自適應噪聲整形單元得到的信號u'(n)進行語音 編碼，得到編碼端的輸出信號。
18、 根據(jù)權(quán)利要求n所述的裝置，其特征在于，所述固定噪聲整形單元包括第一語音解碼單元，用于對所述語音編碼單元編碼后得到的輸出信號進行 解碼得到信號uq'(n);第四組合單元，用于將所述語音信號s(n)與所述第一語音解碼單元得到的 信號uq'(n)進行組合，得到信號q1'(n);第一噪聲整形濾波單元，用于對所述第四組合單元得到的信號q1'(n)進行噪 聲整形濾波處理，得到反饋信號f1q1'(n)；第 一組合單元，用于將語音信號s(n)與所述第 一噪聲整形濾波單元得到的反饋信號f1q1'(n)進行組合，得到信號s1'(n)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述自適應噪聲整形單元 包括 第二語音解碼單元，用于對所述語音編碼單元編碼后得到的輸出信號進行解碼，得到信號uq'(n);第三組合單元，用于將所述固定噪聲整形單元得到的信號s1'(n)與所述第二語音解碼單元得到的信號uq'(n);進行組合，得到信號q2'(n);線性預測分析單元，用于對所述固定噪聲整形單元得到的信號s1'(n)進行線 性預測分析；第二噪聲整形濾波單元，用于根據(jù)所述線性預測分析單元得到的線性預測分析結(jié)果，對所述第三組合單元得到的信號q2'(n);進行噪聲整形濾波處理，得 到反饋信號f2q2'(n);第二組合單元，用于將所述固定噪聲整形單元得到的信號s1'(n)與所述第二 噪聲整形濾波單元得到的反饋信號f2q2'(n); 進行組合后得到信號u'(n)。
20、根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述自適應噪聲整形單元 還包括預加重單元，用于對所述固定噪聲整形單元得到的信號V(")進行預加 重處理；所述第二噪聲整形濾波單元，還用于根據(jù)所述預加重單元的處理結(jié)果，執(zhí) 行所述對第三組合單元得到的信號s1'(n)進行噪聲整形濾波處理的操作。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種噪聲整形的方法和裝置，對語音信號s(n)進行自適應的噪聲整形處理，得到信號s₁(n)；對所述信號s₁(n)進行固定的噪聲整形處理，得到信號u(n)；對信號u(n)進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號。還提供了一種噪聲整形的方法和裝置，將語音信號s(n)進行固定的噪聲整形處理，得到信號s₁′(n)；對所述信號s₁′(n)進行自適應的噪聲整形處理，得到信號u′(n)；對所述信號u′(n)進行語音編碼，形成編碼端的輸出信號。由于固定的噪聲整形處理和自適應的噪聲整形處理均是對語音信號本身所做的噪聲整形處理，而不涉及語音信號與預測濾波器的殘差信號，所以，在解碼端不需要做任何改變即可解碼還原出經(jīng)噪聲整形的語音信號。
文檔編號G10L19/14GK101388215SQ20071015395
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月15日
發(fā)明者清 張, 偉 李, 杜正中, 毅 楊, 晨 胡, 磊 苗, 許麗凈, 許劍峰, 齊峰巖 申請人:華為技術(shù)有限公司