專利名稱：從已編碼參數(shù)估計(jì)話音能量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及通信。更具體地，本發(fā)明涉及對(duì)通信的估計(jì)幀能量進(jìn)行確定。
背景技術(shù)：
通信系統(tǒng)(如無線通信系統(tǒng))是可用的，并提供了多種類型的通信。例如，無線和 有線系統(tǒng)允許語音和數(shù)據(jù)通信。通信服務(wù)提供商不斷努力提供增強(qiáng)的通信能力。
當(dāng)前取得進(jìn)步的一個(gè)領(lǐng)域包括基于分組的網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。使用這種網(wǎng) 絡(luò)，通過例如消除對(duì)級(jí)聯(lián)編碼的需要，無代碼轉(zhuǎn)換器的操作可以提供具有低延遲的更高質(zhì) 量的話音。在無代碼轉(zhuǎn)換器的操作環(huán)境中，很多話音處理應(yīng)用程序應(yīng)當(dāng)能夠在已編碼參數(shù) 的域內(nèi)進(jìn)行操作。在編碼激勵(lì)線性預(yù)測(CELP)話音編碼(現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中最普遍的話音編碼 范例)中，有若干個(gè)有用的編碼參數(shù)，包括例如固定和自適應(yīng)碼本參數(shù)、基音周期、線性預(yù) 測編碼合成濾波器參數(shù)。例如，對(duì)通信(如，語音通信)的幀或分組的話音能量進(jìn)行估計(jì)針 對(duì)諸如增益控制或回波抑制之類的技術(shù)提供了有用的信息。開發(fā)一種在不執(zhí)行完全解碼過 程的情況下從已編碼參數(shù)估計(jì)幀能量的高效方法以避免級(jí)聯(lián)編碼并降低計(jì)算復(fù)雜度，這種 開發(fā)是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
處理通信的示例性方法包括確定已編碼幀的子幀的估計(jì)激勵(lì)能量分量。還確定 了子幀的估計(jì)濾波器能量分量。根據(jù)估計(jì)激勵(lì)能量分量和估計(jì)濾波器能量分量來確定子幀 的估計(jì)能量。從以下詳細(xì)描述中，所公開的示例的各種特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。該詳細(xì)描 述的附圖可以簡要描述如下。


圖1示意性地示出了示例通信布置的所選部分。圖2是總結(jié)了一個(gè)示例方式的流程圖。圖3是示出了通信的估計(jì)子幀能量和實(shí)際話音能量之間的關(guān)系的圖解說明。圖4以圖表方式示出了線性預(yù)測編碼合成濾波器的響應(yīng)。圖5以圖表方式示出了估計(jì)幀能量與實(shí)際幀能量的相關(guān)性同用于確定估計(jì)幀能 量的多個(gè)采樣之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式下面公開的示例提供了確定通信的估計(jì)幀能量而無需對(duì)通信進(jìn)行完全解碼的能 力。例如，對(duì)于可用于諸如通信系統(tǒng)中的增益控制或回波抑制之類的目的的話音幀能量進(jìn) 行估計(jì)來說，本描述的幀能量估計(jì)技術(shù)是有用的。圖1示意性地示出了通信布置20的所選部分。在一個(gè)示例中，布置20表示諸如用于無線通信的移動(dòng)臺(tái)之類的通信設(shè)備的所選部分。本發(fā)明不限于任何特定類型的通信設(shè) 備，并且圖1的圖示是示意性的并用于討論的目的。 示例通信布置20包括能夠至少從另一設(shè)備接收通信的收發(fā)器22。激勵(lì)部分24和 線性預(yù)測編碼(LPC)合成濾波器部分26均提供了輸出，幀能量估計(jì)器28使用該輸出來估 計(jì)與接收到的通信相關(guān)聯(lián)的能量。在一個(gè)示例中，激勵(lì)部分24的輸出是基于自適應(yīng)碼本增 益gp和固定碼本增益g。的，這些術(shù)語要在增強(qiáng)型可變速率CODEC (EVRC)處理的上下文中理 解。激勵(lì)部分24的輸出是激勵(lì)能量分量。在本示例中，激勵(lì)部分24的輸出是LPC合成濾 波器部分26的輸入信號(hào)。在本描述中，LPC濾波器部分26的輸出被稱為濾波器能量分量。在一個(gè)示例中，幀能量估計(jì)器28確定接收到的話音或語音通信的已編碼話音幀 的每一個(gè)子幀的估計(jì)幀能量。幀能量估計(jì)器28提供幀能量估計(jì)，而無需對(duì)已編碼幀進(jìn)行完 全解碼。通過使用LPC合成濾波器部分26和激勵(lì)部分24提供的編碼參數(shù)以及下面將要描 述的技術(shù)，幀能量估計(jì)器28提供對(duì)接收到的通信(如，話音或語音通信)的幀能量的有用 估計(jì)。圖2包括總結(jié)了一個(gè)示例方式的流程圖30。在32處，接收通信的已編碼幀。接收 到的已編碼幀包括多個(gè)子幀。在34處，估計(jì)子幀的激勵(lì)能量分量。36處的步驟包括確定子 幀的估計(jì)濾波器能量分量。在38處，根據(jù)估計(jì)激勵(lì)能量分量與估計(jì)濾波器能量分量的乘積 來確定子幀的能量。在一個(gè)示例中，獲得所確定的子幀能量和估計(jì)能量分量，而無需對(duì)已編 碼通信(如，語音通信的已編碼幀)進(jìn)行完全解碼。估計(jì)激勵(lì)能量分量與估計(jì)濾波器能量分量的乘積提供了對(duì)幀能量的有用估計(jì)，并 可以由下面的等式來描述P(m) Xe(m) Xh(M)(等式 1)其中，和Xh(m)分別是估計(jì)激勵(lì)能量分量和估計(jì)濾波器能量分量。通過在 不執(zhí)行完全解碼過程的情況下使用已編碼參數(shù)，這種關(guān)系提供了幀能量的估計(jì)P (m)。在考慮使用上述關(guān)系的示例方式之前，考慮在使用了完全解碼過程的情況下可以 如何確定幀能量是有益的。例如，第m個(gè)幀的已解碼話音信號(hào)可以表示如下χ (m ；n) = h(m ；η) *eT (m ；η)(等式 2)其中，h(m ；η)是LPC合成濾波器的濾波器，eT(m ；η)是總激勵(lì)信號(hào)。CELP編碼幀的實(shí)際能量可以描述如下<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 4</formula>其中，H(m;k)^P Et(m ;k)分別是 h(m;n) *eT(m;n)的 FFT 表示。與計(jì)算P (m)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)缺點(diǎn)是必須執(zhí)行完全CELP解碼過程。這包括導(dǎo)出激勵(lì) 信號(hào)以及如下描述的LPC合成濾波器―‘ = 7~ 10-^k (等式 4)
此外，激勵(lì)信號(hào)必須通過H (ζ)進(jìn)行濾波。使用關(guān)系P(m) ^ Ae(m) Ah(m)允許估計(jì)幀能量而無需完全解碼過程。在一個(gè)示例中，估計(jì)子幀的激勵(lì)能量分量包括利用可從EVRC得到的兩個(gè)碼本參 數(shù)。在一個(gè)示例中，EVRC以已知的方式從接收到的子幀中找到自適應(yīng)碼本增益％和固定碼 本增益g。。在一個(gè)示例中，根據(jù)以下關(guān)系使用自適應(yīng)碼本增益gp和固定碼本增益g。eT (η) = gpe (η) = gcc (η)(等式 5)其中e(n)是自適應(yīng)碼本貢獻(xiàn)，以及c (η)是固定碼本貢獻(xiàn)。相應(yīng)地，總激勵(lì)可以近 似為eT (η) ^ gpe (η- τ ) +gcc (η)(等式 6)^ gpeT (η- τ ) +gcc (η)其中，τ是感興趣的通信的基音周期。激勵(lì)的子幀能量可以表示為Σ e^{n) per(n- ") = g^in)}2 ηη婷(/1-” = 5^^2( )(等式 7) η η^S pS C^ 一 ^)c(n)
η 在一個(gè)示例中，對(duì)L個(gè)采樣進(jìn)行以上等式中的求和。一個(gè)示例包括基于前一子幀能量來對(duì)自適應(yīng)碼本貢獻(xiàn)e (η)的能量進(jìn)行近似。這 種近似可以描述如下le^(n~T) Ae(m-l)(等式 8) η將其代入等式7中，得到^eM88 s2pifn)A(m-i) + Csl(m)(等式 9)其中，λ (m-1)是前一子幀能量，C是針對(duì)碼本貢獻(xiàn)c2 (η)而使用的恒定能量項(xiàng)。在 一個(gè)示例中，在EVRC中，子幀中的C2 (η)的八個(gè)采樣具有幅度+1或-1，其余采樣具有零值， 使得將C的值設(shè)置為8。所公開的技術(shù)的一個(gè)示例使用是用于估計(jì)話音或語音通信的話音能量。圖3包括 曲線圖40，曲線圖40示出了 42處的實(shí)際話音能量以及使用等式9的關(guān)系獲得的估計(jì)激勵(lì) 子幀能量分量。從圖3中可以看出，當(dāng)使用等式9的方式時(shí)，在估計(jì)激勵(lì)能量分量與實(shí)際話 音能量之間有顯著的相關(guān)性。另一個(gè)示例包括利用至少兩個(gè)先前子幀來對(duì)自適應(yīng)碼本貢獻(xiàn)的能量進(jìn)行近似。 認(rèn)識(shí)到自適應(yīng)碼本貢獻(xiàn)至少有點(diǎn)周期性允許從通信中與感興趣的子幀相距大致一個(gè)基音 周期的部分選擇至少兩個(gè)先前子幀，以使得所選先前子幀來自通信的對(duì)應(yīng)先前部分。一個(gè) 示例包括使用兩個(gè)連續(xù)的先前子幀，以使得自適應(yīng)碼本貢獻(xiàn)被近似視為兩個(gè)連續(xù)先前子 幀的內(nèi)插如下
<formula>formula see original document page 6</formula>其中，i是根據(jù)通信的基音周期而選擇的。使用該估計(jì)技術(shù)得到針對(duì)激勵(lì)能量分 量的以下估計(jì) <formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 6</formula>使用該后一種方式而不是與等式9相關(guān)聯(lián)的方式得到對(duì)于很多情況至少與圖3所 示的結(jié)果一樣好的結(jié)果。在一些示例中，與使用等式9獲得的估計(jì)相比，與等式11相關(guān)聯(lián) 的方式提供了對(duì)激勵(lì)能量分量的更精確估計(jì)。在一個(gè)示例中，估計(jì)濾波器能量分量包括使用LPC合成濾波器的參數(shù)。一般地， 第m個(gè)子幀處的LPC合成濾波器的能量可以表示為<formula>formula see original document page 6</formula>當(dāng)然，對(duì)無限數(shù)目的采樣求和是不實(shí)際的，本示例包括認(rèn)識(shí)到LPC合成濾波器是 最小相位穩(wěn)定系統(tǒng)，并且，假定大多數(shù)信號(hào)能量集中在濾波器響應(yīng)的初始部分中是合理的。 圖4以圖表方式示出了 LPC濾波器的示例脈沖響應(yīng)50。從圖4可以看出，脈沖響應(yīng)50的最 顯著幅度出現(xiàn)在脈沖響應(yīng)的開始處(如，逼近圖的左邊)。在一個(gè)示例中，以如下關(guān)系使用減少數(shù)目的采樣來估計(jì)LPC合成濾波器能量分 量<formula>formula see original document page 6</formula>其中，K > O是用于確定濾波器能量的減少的采樣的數(shù)目(如，丟棄或忽略多少采 樣)。只要利用了充分?jǐn)?shù)目的采樣，與使用等式12相比，使用減少數(shù)目的采樣，可以獲得所 確定的估計(jì)LPC合成濾波器能量分量之間的充分精確的相關(guān)性。圖5以圖表方式示出了針對(duì)多種不同通信(如，不同類型的話音、語音通信或其他 可聽通信)的估計(jì)能量和實(shí)際能量之間的相關(guān)性。曲線60和曲線62中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于不 同的通信。在一個(gè)示例中，圖5中的曲線中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于不同類型的語音通信(如，不同 的內(nèi)容)。從圖5可以看出，隨著所丟棄的采樣的數(shù)目增加，相關(guān)性降低。在一個(gè)示例中，已 經(jīng)經(jīng)驗(yàn)性地確定了，利用LPC合成濾波器響應(yīng)的最多前10個(gè)采樣提供充分的相關(guān)性和足夠 的信息以估計(jì)濾波器響應(yīng)能量分量。一個(gè)特定示例通過僅使用LPC合成濾波器響應(yīng)的前6 或7個(gè)采樣來得到有效的結(jié)果。給定了本描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠確定對(duì)于其特定情 況來說多少采樣將是有用的或必需的。使用等式9或11之一已確定估計(jì)激勵(lì)分量并使用等式13已確定估計(jì)濾波器能量 分量后，使用以下關(guān)系來確定感興趣的子幀的估計(jì)幀能量λ (m)<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 6</formula>
L-1-K Σ h2(m;n) n=0使用以上技術(shù)允許估計(jì)通信(如，話音或語音通信)的幀能量而不必對(duì)通信進(jìn)行 完全解碼。這種估計(jì)技術(shù)降低了計(jì)算復(fù)雜度并更快地提供了有用的能量估計(jì)，這兩者都促 進(jìn)了增強(qiáng)型語音通信能力。在一些示例中，使用所確定的估計(jì)幀能量來控制后續(xù)通信。在一個(gè)示例中，估計(jì)幀 能量用于增益控制。在另一個(gè)示例中，估計(jì)幀能量用于回波抑制。實(shí)際上，前面的描述是示例性的而非限制。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，所公開的示例 的變體和修改可變得顯而易見，而不必然脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。對(duì)本發(fā)明的合法保護(hù)范圍僅 可通過研究權(quán)利要求來確定。
權(quán)利要求
一種處理通信的方法，包括以下步驟確定已編碼幀的子幀的估計(jì)激勵(lì)能量分量；確定所述子幀的估計(jì)濾波器能量分量；以及根據(jù)估計(jì)激勵(lì)能量分量和估計(jì)濾波器能量分量來確定所述子幀的估計(jì)能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括根據(jù)估計(jì)激勵(lì)能量分量與估計(jì)濾波器能量分量的乘積來確定估計(jì)能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括 確定對(duì)激勵(lì)能量分量的自適應(yīng)貢獻(xiàn)； 確定對(duì)激勵(lì)能量分量的固定貢獻(xiàn)；以及基于所確定的自適應(yīng)貢獻(xiàn)和固定貢獻(xiàn)來確定估計(jì)激勵(lì)能量分量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，確定自適應(yīng)貢獻(xiàn)的步驟包括基于已編碼幀的至少一個(gè)先前子幀的能量，估計(jì)所述子幀的自適應(yīng)貢獻(xiàn)；以及 確定已編碼幀的多個(gè)估計(jì)子幀自適應(yīng)貢獻(xiàn)之和。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，包括基于緊鄰的先前子幀，估計(jì)所述子幀的自適應(yīng)貢獻(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，包括基于所述通信的基音周期，選擇至少兩個(gè)連續(xù)的先前子幀，其中，所述通信是至少部分 周期性的，并且所述基音周期指示了所述通信在與所述基音周期相對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔處的對(duì) 應(yīng)部分，以及，所述方法包括使用所述基音周期，從所述通信中與所述子幀相對(duì)應(yīng)的先前 部分選擇至少兩個(gè)連續(xù)的先前子幀。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括使用增強(qiáng)型可變速率CODEC來確定與所述自適應(yīng)貢獻(xiàn)相關(guān)聯(lián)的自適應(yīng)碼本增益； 使用增強(qiáng)型可變速率CODEC來確定與所述固定貢獻(xiàn)相關(guān)聯(lián)的固定碼本增益；以及 基于所確定的自適應(yīng)碼本增益和固定碼本增益，確定估計(jì)激勵(lì)能量分量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述估計(jì)濾波器能量分量與線性預(yù)測編碼合成 濾波器相關(guān)聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括僅選擇濾波器的響應(yīng)的初始部分來確定所述估計(jì)濾波器能量分量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在不對(duì)所述子幀進(jìn)行完全解碼的情況下，確定估計(jì)幀能量。
全文摘要
一種處理通信的方法，包括確定已編碼幀的子幀的估計(jì)激勵(lì)能量分量。還對(duì)子幀的濾波器能量分量進(jìn)行估計(jì)。對(duì)子幀的估計(jì)能量的確定是基于估計(jì)激勵(lì)能量分量和估計(jì)濾波器能量分量的。該技術(shù)允許估計(jì)諸如語音通信之類的通信的幀能量而不必對(duì)通信進(jìn)行完全解碼。
文檔編號(hào)G10L11/00GK101816038SQ200880109899
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月3日
發(fā)明者曹濱士, 艾哈邁德·A·塔拉夫, 金道淑 申請(qǐng)人:朗訊科技公司