[发明专利]一种宽带语音编码器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及宽带语音编码技术，尤其涉及语音编码的宽带扩展技术。

背景技术

现在的电信网络已经普遍使用了光纤传输，原有的PSTN网络也逐渐被基于IP的网络代替，宽带语音的应用条件逐渐成熟。然而现有的宽带语音编码方法存在高延迟、高复杂度等缺点，而窄带声码器由于带宽较窄而具有较低的音频质量。因此，需要对窄带声码器进行宽带扩展，同时，能使得语音编码方法保持较低的延迟和计算复杂度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种宽带语音编码器及方法，能够使得语音编码器在保证编码效率的情况下，具有低延迟、低复杂度的特点。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种宽带语音编码器，包括：分频模块、低带编码器、低带解码器、差分运算模块、低带增强编码器、高带增强编码器以及码流复用模块，其中：

分频模块，用于从宽带数字语音信号中提取高频分量和低频分量，得到高子带信号和低子带信号，分别输出给高带增强编码器和低带编码器；

低带编码器，用于对低子带信号进行编码得到低带码流数据，分别输出给低带解码器和码流复用模块；

低带解码器，用于对低带码流数据进行解码得到低子带语音信号输出给差分运算模块；

差分运算模块，用于将原始的低子带信号与低子带语音信号相减得到一个低子带差分信号输出给低带增强编码器；

低带增强编码器，用于将低子带差分信号进行编码得到低带增强码流数据输出给码流复用模块；

高带增强编码器，用于将高子带信号进行编码得到高带增强码流数据输出给码流复用模块；

码流复用模块，用于将低带码流数据、低带增强码流数据以及高带增强码流数据进行复用打包处理，得到宽带语音码流数据输出。

进一步地，在分频模块前还连接有预处理模块，用于将宽带数字语音信号中的信号偏移和0～50Hz的低频信号分量滤除。

进一步地，该预处理模块由一个高通滤波器构成。

进一步地，分频模块包括一正交镜像滤波器，或者包括高、低通滤波器。

进一步地，低带编码器包括噪声整形模块和窄带编码器，其中，噪声整形模块用于将低子带信号进行噪声整形处理；窄带编码器用于将经过噪声整形处理的低子带信号进行编码，得到低带码流数据。

进一步地，低带编码器包括感知加权处理模块和窄带编码器，其中，感知加权处理模块用于将低子带信号进行感知加权处理；窄带编码器用于将经过感知加权处理的低子带信号进行编码，得到低带码流数据。

进一步地，窄带编码器由一个A律脉冲编码调制编码器取代。

进一步地，低带增强编码器进一步含有相互连接的低带增强编码模块和加权矢量量化器，其中：低带增强编码模块用于将低子带差分信号进行编码得到低带增强数据输出，加权矢量量化器用于将低带增强数据进行加权矢量量化处理，得到低带增强码流数据。

进一步地，加权矢量量化器中进一步含有一有限冲击响应FIR滤波器，该FIR滤波器用于将低带增强数据进行加权处理。

进一步地，所述高带增强编码器进一步含有相互连接的基于修正的离散余弦变换MDCT编码器和交织矢量量化器IVQ；其中，该MDCT编码器用于将高子带信号进行编码得到高带增强数据，该IVQ用于将高带增强数据进行交织矢量量化处理得到高带增强码流数据。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种宽带语音编码方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

(a)提取宽带数字语音信号的高频分量和低频分量，即得到高子带信号和低子带信号；

(b)将低子带信号进行低带编码得到低带码流数据；将低带码流数据进行低带增强编码处理，得到低带增强码流数据；将高子带信号进行高带增强编码处理高带增强码流数据；

(c)将高带增强码流数据、低带增强码流数据以及低带码流数据进行复用打包处理后得到宽带语音码流数据输出。

进一步地，在步骤(a)前要通过预处理，将宽带数字语音信号中的直流偏移和0～50Hz的低频分量滤除。

进一步地，该预处理通过高通滤波实现。

进一步地，其特征在于，步骤(b)所述低带增强编码处理进一步包括步骤：

(b1)将低带码流数据进行解码，得到低子带语音信号；

(b2)将原始的低子带信号和低子带语音信号进行差分运算得到低子带差值信号；

(b3)将低子带差值信号进行低带增强编码，得到低带增强码流数据。

进一步地，步骤(b3)低带增强编码通过将低子带差分信号进行编码得到低带增强数据，然后将低带增强数据进行加权矢量量化处理，得到低带增强码流数据。