專利名稱：一種窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法
技術領域：
本發明屬于語音編碼技術領域，特別是涉及低速率及超低速率參數語音編碼方法。
背景技術：
語音編碼在通信系統、語音存儲回放系統、具有語音功能的消費類產品中有廣泛的應用。近些年來國際電信聯盟(ITU)、ー些區域組織和ー些國家相繼制定了一系列語音壓縮編碼標準，并在編碼速率為2. 4kb/s到16kb/s上得到了令人滿意的語音質量。目前國內外的研究主要集中在2.4kb/s以下速率高質量語音壓縮編碼上，主要用于無線通信、保密通信、大容量語音存儲回放等。低速率語音編碼中激勵信號的合成非常重 要，而多帶激勵信號合成是目前激勵信號合成的重要手段，混合激勵線性預測編碼算法等均采用了多帶激勵模型。多帶激勵信號合成主要依靠于子帶清濁音度參數，因此子帶清濁音度參數的高效量化傳輸對合成語音質量具有重要意義。目前子帶清濁音度參數的量化方法如下
(O對輸入語音信號米樣點按時間順序分巾貞;
(2)按幀提取子帶清濁音度參數；
(3)聯合多個語音幀組成超幀，多個語音幀的子帶清濁音度參數組成超幀子帶清濁音度參數；
(4)對超幀子帶清濁音度參數進行矢量量化，將其量化索引值進行編碼傳輸，量化碼本的訓練方法可參照楊行峻等人著《語音信號數字處理》矢量量化一章中所采用的LBG算法；
(5)解碼端根據索引值搜索碼本得到超幀子帶清濁音度參數；
(6)根據超幀子帶清濁音度參數，得到每個語音幀的子帶清濁音度參數，送入激勵信號合成端生成激勵信號。上述已有技術對子帶清濁音度參數進行矢量量化，在編碼速率進ー步降低時，用于子帶清濁音度參數量化的比特數減少，從而無法高效量化子帶清濁音度參數，進ー步使合成語音質量受到較大影響。實際上，連續語音幀的子帶清濁音度參數具有較強的相關性，因而連續超幀的子帶清濁音度參數間也具有較強的相關性，現有技術并未考慮或利用到這種相關性，從而無法進ー步提高子帶清濁音度參數的量化效率。
發明內容
本發明利用連續語音幀或超幀間子帶清濁音度參數的相關性，提供ー種窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法，以提高量化效率，進ー步改善合成語音質量。本發明采用以下技術方案
一種窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法，編解碼端分別設定退出計數器戰em = O ,挑ぉ=O ,設定退出間隔為し然后通過以下步驟進行量化；
編碼端1)編碼端對輸入的語音信號樣點按時間順序分幀，按幀提取子帶清濁音度參數；
2)聯合多個語音幀組成超幀，對應的多個語音幀的子帶清濁音度參數組成超幀子帶清濁音度參數；
3)對當前超幀判斷是否為L的整數倍，若是，則采用初始碼本對所述超幀子帶清濁音度參數進行矢量量化；若不是，則將上一超幀量化后的子帶清濁音度參數采用初始碼本進行量化，并以量化值《為索引從條件碼本中選取該索引所對應的碼本Q，利用該碼本Cs對當前超幀子帶清濁音度參數進行量化并得到索引值index ；
4)將索引值進行編碼傳輸，訊雛+1,轉至步驟3)；
解碼端5)解碼端判斷Wlfc是否為L的整數倍，若是，則根據所述索引值index捜索初 始碼本得到超幀子帶清濁音度參數；若不是，利用初始碼本對上ー超幀量化后的子帶清濁音度參數進行量化，得到索引值《，并依據該索引值從條件碼本集中選取匹配的碼本Q，根據索引值index搜索碼本Cs得到超巾貞子帶清池音度參數；
6)根據步驟5)得到的超幀子帶清濁音度參數，得到每個語音幀的子帶清濁音度參數，送入激勵信號合成端生成激勵信號，,轉至步驟5)。依據本發明的上述窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法，考慮到了連續超幀子帶清濁音度參數的相關性，采用狀態轉移機的原理，對當前超幀子帶清濁音度量化時，考慮到了上一超幀的子帶清濁音度參數，因此提高了子帶清濁音度參數的量化效率。在提高效率的同時，通過誤碼擴散抑制，也就是通過定時退出機制，防止誤碼擴散，降低因采用參數相關性而導致的誤碼擴散范圍。上述窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法，所述初始碼本和所述條件碼本均為離線訓練得到。上述窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法，所述條件碼本的個數依賴于子
帶清濁音度參數的量化比特數M ,即外=#。
圖I為已知的ー種子帶清濁音度參數量化流程框圖。圖2為依據本發明的ー種子帶清濁音度參數量化流程框圖。
具體實施例方式下面結合說明書附圖以具體實施例的方式詳述本發明的技術方案。依據本發明的實施例，基于子帶清濁音度參數的幀間相關性，對當前超幀子帶清濁音度參數進行量化時，考慮其前一超幀的子帶清濁音度參數，選擇不同的碼本，對其進行更加精細的量化，提高其量化效率。若信道有誤碼存在，當某一超幀的子帶清濁音度參數傳輸出錯時，其后續所有超幀子帶清濁音度參數的碼本信息將發生錯誤，導致誤碼擴散，為了防止誤碼擴散，采用了定時退出機制。即設定退出間隔L，每當L的整數倍個超幀編碼結束后，則重新采用初始碼本對超幀子帶清濁音度參數進行矢量量化。采用定時退出的方案，即使某一超幀的子帶清濁音度參數傳輸出錯，只會對不超過L個語音幀產生影響。從而，采用合適的量化方案，充分利用連續語音幀或超幀間子帶清濁音度參數的相關性，提高其量化效率，從而進一歩改善合成語音質量，解決低速率、超低速率語音編碼中子帶清濁音度參數量化效率低下的問題。參照說明書附圖2所示子帶清濁音度參數量化流程，其包括以下步驟
1)編解碼端分別設定退出計數器《雙=O, 如=O ,設定退出間隔為L，從而，每當L的
整數倍個超幀編碼結束后，則重新采用初始碼本對超幀子帶清濁音度參數進行矢量量化；
2)在編碼端，對輸入語音信號樣點按時間順序分幀；(此處的分幀不是超幀！)
3)按幀提取子帶清濁音度參數；應知步驟2)和步驟3)在順序上沒有邏輯上的關聯性；
4)聯合況個語音幀組成超幀，N個語音幀的子帶清濁音度參數組成超幀子帶清濁音度參數，如果每個語音幀提取た個子帶清濁音度參數，則每超幀共有Nxk個子帶清濁音度參數；
5)判斷是否為L的整數倍，若是，采用初始碼本對超幀子帶清濁音度參數進行矢量量化；若不是，將上一超幀量化后的子帶清濁音度參數采用初始碼本進行量化，假設量化得到的索引值為》，根據量化索引值《從條件碼本集合中選取該索引對應的碼本Q，利用碼本Cm對當前超幀子帶清濁音度參數進行量化并得到索引值index ；
6)將索引值進行編碼傳輸，轉至步驟5);應知，這里的邏輯式
是計算機學中的賦值，而非數學表達式。本步驟中的初始碼本和條件碼本集均為離線訓練得到，降低所獲得碼本所受到外界干擾因素；
7)解碼端判斷《* 是否為L的整數倍。若是，根據索引值index捜索初始碼本得到超幀子帶清濁音度參數；若不是，利用初始碼本對上ー超幀量化后的子帶清濁音度參數進行量化，得到索引值《，根據索引值ぃ從條件碼本集中選取碼本C；，根據解碼端收到的索引
值index搜索碼本Cfs得到超巾貞子帶清池音度參數；
8)根據步驟7)得到的超幀子帶清濁音度參數，得到每個語音幀的子帶清濁音度參數，送入激勵信號合成端生成激勵信號，，轉至步驟7)。ー個更具體實施例詳細說明如下
上述方法步驟I)中退出間隔L根據超幀大小決定，一般時長為Is左右，比如語音分析
幀為25ms，若連續4個語音幀組成ー個超幀，則可以取值￡ =，= 10個超幀；
25.4
對輸入語音信號樣點按時間順序分幀的實施例是按8kHz頻率采樣、已經過高通濾波去除エ頻干擾的語音樣點。每25ms，也就是200個語音樣點構成ー幀。按美國政府2400b/s混合激勵的線性預測(MELP)語音編碼算法標準所描述的方法提取子帶清濁音度參數，記為ぶ。
權利要求
1.一種窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法，其特征在于，編解碼端分別設定退出計數器=O , =0 ,設定退出間隔為L，然后通過以下步驟進行量化； 編碼端1)編碼端對輸入的語音信號樣點按時間順序分幀，按幀提取子帶清濁音度參數； 2)聯合多個語音幀組成超幀，對應的多個語音幀的子帶清濁音度參數組成超幀子帶清濁音度參數； 3)對當前超幀判斷是否為L的整數倍，若是，則采用初始碼本對所述超幀子帶清濁音度參數進行矢量量化；若不是，則將上一超幀量化后的子帶清濁音度參數采用初始碼本進行量化，假設量化值為^ ，根據量化索引值從條件碼本中選取所對應的碼本Q，利用碼本Cs對當前超幀子帶清濁音度參數進行量化并得到索引值index ； 4)將索引值進行編碼傳輸， = ,+!,轉至步驟3)； 解碼端5)解碼端判斷《-是否為L的整數倍，若是，則根據索引值index搜索初始碼本得到超幀子帶清濁音度參數；若不是，利用初始碼本對上一超幀量化后的子帶清濁音度參數進行量化，得到索引值《，并依據該索引值從條件碼本集中選取匹配的碼本Q，根據索引值index搜索碼本Cs得到超巾貞子帶清池音度參數； 6)根據步驟5)得到的超幀子帶清濁音度參數，得到每個語音幀的子帶清濁音度參數，送入激勵信號合成端生成激勵信號，爾缸=m奴+1 ,轉至步驟5)。
2.根據權利要求I所述的窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法，其特征在于，所述初始碼本和所述條件碼本均為離線訓練得到。
3.根據權利要求2所述的窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法，其特征在于，所述條件碼本的個數Atc依賴于子帶清濁音度參數的量化比特數M ,即Nc = 2^。
全文摘要
本發明公開了一種窄帶語音子帶清濁音度參數的量化方法，考慮到了連續超幀子帶清濁音度參數的相關性，采用狀態轉移機的原理，對當前超幀子帶清濁音度量化時，考慮到了上一超幀的子帶清濁音度參數，因此提高了子帶清濁音度參數的量化效率。在提高效率的同時，通過誤碼擴散抑制，也就是通過定時退出機制，防止誤碼擴散，降低因采用參數相關性而導致的誤碼擴散范圍。
文檔編號G10L19/038GK102855878SQ20121035230
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者李曄, 馬曉鳳, 樊燕紅, 姜競賽, 郝秋赟 申請人:山東省計算中心