一種語音通信方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種語音通信方法和設備。
【背景技術】
[0002] 語音通信已經成為人們生活中必不可少的部分，基于語音通信，有蜂窩網電話、有 線電話、IP電話等多種形式。如圖1所示，在這些語音通信方式中，通話者將語音信號經過 Codec，轉化為編碼的信號，這些編碼的信號，通過各類網絡，傳輸到通話的目的地，并通過 Codec解碼，最終發送給另外的通話者。
[0003] 在上述語音通信方式中，可以采用不同的編碼方法，例如，基于聽覺掩蔽效應的變 換域的編碼方法、基于發生模型的碼激勵線性預測的編碼方法等。上述編碼方法的核心是： 將聲音信號進行處理，提取一定的有規律的參數之后，將殘余的信號以及提取的參數打包 發送給接收端。然后，接收端在根據傳輸過來的參數和殘余信號，進行逆過程解碼，繼而還 原信號數據。
[0004] 但是，在這些語音通信方式中，編碼對象的帶寬(頻率范圍）是固定的，一旦選定編 碼對象的帶寬范圍，則編碼范圍就固定下來，而這個編碼范圍不能反映人類語音特性。事實 上，每個人的語音范圍非常窄（如男性的語音頻帶范圍低，很難發出高音，女性很難發出低 音等)，因此對于語音通信來說，一大部分的編碼范圍都是冗余的，且語音編碼的冗余會帶 來流量的大量消耗。

【發明內容】

[0005] 本發明實施例提供一種語音通信方法和設備，以避免編碼范圍的冗余。
[0006] 為達到上述目的，本發明實施例提供一種語音通信方法，所述方法包括：
[0007] 語音信號發送端確定語音頻帶范圍；
[0008] 所述語音信號發送端確定所述語音頻帶范圍內的頻帶限制數據；
[0009] 所述語音信號發送端利用所述頻帶限制數據對語音信號進行編碼處理，并將編碼 處理之后的語音信號發送給語音信號接收端。
[0010] 所述語音信號發送端確定語音頻帶范圍的過程，具體包括：
[0011] 所述語音信號發送端對語音信號進行頻譜分析，利用時頻變換方式將語音信號從 時域轉化到頻域，并統計各個頻帶的語音能量；
[0012] 所述語音信號發送端將語音信號在各個頻帶的語音能量進行累計，得到語音信號 在各個頻帶的語音能量分布情況，并利用所述語音信號在各個頻帶的語音能量分布情況確 定語音信號對應的語音頻帶范圍。
[0013] 所述語音信號發送端確定所述語音頻帶范圍內的頻帶限制數據的過程，具體包 括：所述語音信號發送端在所述語音頻帶范圍內配置初始頻帶限制數據P n-U，其中，所述初 始頻帶限制數據PNiN表示在頻帶[N_1，N)區間內的頻譜量化比特數；所述語音信號發送端 利用所述初始頻帶限制數據Ppu確定所有語音樣本的平均信噪比；當所述平均信噪比達 到預設閾值時，確定所述初始頻帶限制數據Pim, N是合理的，并確定所述初始頻帶限制數據 Pim, N為所述語音頻帶范圍內的頻帶限制數據；當所述平均信噪比未達到所述預設閾值時， 確定所述初始頻帶限制數據P im, N是不合理的，并確定所述初始頻帶限制數據Pim, N不是所 述語音頻帶范圍內的頻帶限制數據。
[0014] 所述語音信號發送端利用所述初始頻帶限制數據PN_U N確定所有語音樣本的平均 信噪比，具體包括：
[0015] 所述語音信號發送端利用所述初始頻帶限制數據PN_u計算頻帶[N-l，N)的信噪 t匕，并利用所述頻帶[N-1，N)的信噪比計算語音樣本的信噪比，并利用所述語音樣本的信噪 比計算所有語音樣本的平均信噪比。
[0016] 所述語音信號發送端在所述語音頻帶范圍內配置初始頻帶限制數據PN_UN之后，所 述方法還包括：所述語音信號發送端設定調整閾值，并利用所述調整閾值調整所述初始頻 帶限制數據Pp 1, N，以使得調整后的初始頻帶限制數據Pp1, N對應的平均信噪比達到所述預 設閾值；其中，所述語音信號發送端在利用所述調整閾值調整所述初始頻帶限制數據Ph， N時，遵循如下原則：（1)總體比特分配不變，根據各語音樣本能量分布的規律，盡量降低樣 本分布較少的頻帶區域的比特分配，增加樣本分布較多的頻帶區域的比特分配；（2)當調 整無效時，增加整體的比特分配，并將比特分配給沒有比特分配的頻帶。
[0017] 所述語音信號發送端利用所述頻帶限制數據對語音信號進行編碼處理，具體包 括：對于頻域編碼，所述語音信號發送端在所述頻帶限制數據的限制下，對所述語音信號 進行編碼處理；或者，對于混合編碼或時域編碼，所述語音信號發送端為每一個頻段區間 [N-1，N)設置多個帶通濾波器，并利用所述頻帶限制數據PN_UN確定各帶通濾波器的衰減系 數，并將所述語音信號通過各帶通濾波器，并對通過帶通濾波器濾波后的語音信號進行編 碼處理；其中，所述頻帶限制數據P NiN表示在頻帶[N-l，N)區間內的頻譜量化比特數。
[0018] 所述語音信號發送端確定語音頻帶范圍內的頻帶限制數據，之后還包括：所述語 音信號發送端將頻帶限制數據發送給語音信號接收端，由語音信號接收端利用所述頻帶限 制數據對編碼處理之后的語音信號進行解碼處理。
[0019] 本發明實施例提供一種語音通信設備，所述設備具體包括：
[0020] 語音頻帶寬度分析學習模塊，用于確定語音頻帶范圍；
[0021] 語音頻帶編碼范圍選擇模塊，用于確定語音頻帶范圍內的頻帶限制數據；
[0022] 語音編碼模塊，用于利用所述頻帶限制數據對語音信號進行編碼處理，并將編碼 處理之后的語音信號發送給語音信號接收端。
[0023] 所述語音頻帶寬度分析學習模塊，具體用于對語音信號進行頻譜分析，利用時頻 變換方式將語音信號從時域轉化到頻域，統計各個頻帶的語音能量；將語音信號在各個頻 帶的語音能量進行累計，得到語音信號在各個頻帶的語音能量分布情況，利用所述語音信 號在各個頻帶的語音能量分布情況確定語音信號對應的語音頻帶范圍。
[0024] 所述語音頻帶編碼范圍選擇模塊，具體用于在所述語音頻帶范圍內配置初始頻帶 限制數據P NiN，其中，所述初始頻帶限制數據PNiN表示在頻帶[N-1，N)區間內的頻譜量化 比特數；利用所述初始頻帶限制數據Pu n確定所有語音樣本的平均信噪比；當所述平均信 噪比達到預設閾值時，確定所述初始頻帶限制數據Pim, N是合理的，并確定所述初始頻帶限 制數據Pim, N為所述語音頻帶范圍內的頻帶限制數據；當所述平均信噪比未達到所述預設 閾值時，確定所述初始頻帶限制數據Pim,N是不合理的，并確定所述初始頻帶限制數據P im,N 不是所述語音頻帶范圍內的頻帶限制數據。
[0025] 所述語音頻帶編碼范圍選擇模塊，進一步用于利用所述初始頻帶限制數據 算頻帶[N_1，N)的信噪比，并利用所述頻帶[N_1，N)的信噪比計算語音樣本的信噪比，并利 用所述語音樣本的信噪比計算所有語音樣本的平均信噪比。
[0026] 所述語音頻帶編碼范圍選擇模塊，進一步用于在語音頻帶范圍內配置初始頻帶限 制數據P im, N后，設定調整閾值，并利用所述調整閾值調整所述初始頻帶限制數據Pim, N，使 得調整后的初始頻帶限制數據PNiN對應的平