[发明专利]数字音频二进制帧中的二进制误差的处理

说明书

技术领域

本发明涉及电信领域中的数字信号的处理。这些信号例如可以是语言信号、音乐信号、视频信号，或者更通常地，可以是多媒体信号。更具体地，本发明旨在防止编码的数据遭受比特误差、以及比特帧中的比特误差的处理。

本发明更具体地适用于分级类型的编码/解码系统。

背景技术

存在用于转换为数字形式并压缩数字音频信号的各种技术。最普通的技术是：

-波形编码方法，诸如PCM(脉冲编码调制)和ADPCM(自适应差分脉冲编码调制)编码，

-基于分析和综合的参数编码方法，诸如CELP(代码激励线性预测)编码，以及

-在子带中或通过变换而进行的感知编码的方法。

这些技术依次地、逐采样地(PCM或ADPCM)、或者按照被称为“帧”的采样块(CELP和变换编码)来处理输入信号。对于所有这些编码器而言，然后所编码的值被多路复用在传送信道上传送的比特流中。

取决于传送信道的可靠性和类型，扰动可影响所传送的信号，并在解码器所接收的比特流上产生误差。这些误差可孤立地发生在比特流或突发中。例如，对于移动网络上的或DECT(数字增强无绳电话)类型的无线链路上的传送，遭遇这类问题。

比特流中的出错的比特的结果根据所使用的编码器并且还根据受误差影响的参数的类型而变化。显然，在对参数进行编码的比特之中的出错的比特的位置(或权重)也很重要。例如，对于标量类型(scalar-type)的量化而言，最高有效位MSB上的误差比最低有效位LSB上的误差更为严重。

在ITU-T标准G.711中，通过按照由均匀标量量化跟随的片段、以线性函数的形式而使用幅度压缩定律的PCM编码，来在8个比特上表示每个采样。对于每个采样而言，G.711生成8个代码比特，所述8个代码比特包括1个符号比特、用于标识压缩定律的片段的3个比特、和用于指定给定片段上的级别(level)的方位的4个比特。高幅度采样的符号比特上的隔离误差导致了解码信号中的非常明显的不连续性，并且高度地降低了监听质量。相反，在指定了片段上的级别方位的最低有效位上的孤立误差实际上是听不到的。由于量化是标量类型，所以对比特误差的敏感度随着被破坏的比特的位置而增加，最低敏感比特是指定了片段上的级别的方位的最低有效位，以及最高敏感比特是指示了片段标识符的最高有效位。符号比特的敏感度取决于编码的当前采样的绝对值。

通过CELP类型编码来给出另一示例。在这个情况下，节距参数(或基本周期)对比特误差非常敏感。通常，这个参数通过标量类型量化器来编码。这是ITU-T标准G.729的情况，其中以被划分为两个子帧的10ms帧来对信号进行编码。以绝对模式来在8个比特上编码第一5ms子帧中的节距T₁；以与T₁相关的相对模式来编码第二5ms子帧中的节距T₂。

对与T₁相关联的索引的第一比特反向的比特误差可将节距的值从T₁＝143改变到T₁＝61²/₃。此外，T₂将被很差地解码，这是因为它的值由于相对编码而必定处于T₁附近。利用这个示例可以看出，单个出错的比特可完全地破坏10ms帧的解码。在表示了固定CELP编码词典的索引的比特上的误差通常具有小得多的影响，并且不生成任何听得到的恶化。

在基于变换的编码器(诸如，ITU-T G.722.1标准化编码器、或者来自法国电信的专有TDAC编码器(TDAC代表了时域混叠取消))中，参数通常与两个不同的信息项相关联：谱包络和谱的“精细结构”(也就是说，由谱包络所标准化的谱)。信号的短期谱典型地被划分为特定数目的子带，并且谱包络被定义为每个子带的RMS值。这个包络经常通过由差分霍夫曼编码跟随的标量量化来编码。这样，以绝对模式来对第一量化索引进行编码，并且以相对于前一子带的差分模式来对其它索引进行编码。由于这个包络编码的递归性，所以给定子带中的比特误差被传播到随后的子带、直到谱结束位置，并且解码的包络因此变得“随机”于其中出现了误差的子带。此外，在其中表示了谱的精细结构的比特的动态分配取决于解码的谱包络的特定变体中(这是对于G.722.1和TDAC编码器的情况)，比特误差对谱包络的影响还被传播到精细结构的解码，其于是变得异常。

先前的示例示出了比特流的各个比特通常需要不同的保护级别和不同的策略、以用于隐藏比特误差。