[发明专利]音频编码设备、音频解码设备及其方法

说明书

本申请是申请号为200480014149.X、申请日为2004年4月30日、发明 名称为“音频编码设备、音频解码设备、音频编码方法和音频解码方法”的发 明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用在编码和发送语音和/或声音信号的通信系统中的语音编 码设备、语音解码设备及其方法。

背景技术

在数字无线通信、以因特网为代表的分组通信和语音存储等领域中，为 了有效地利用无线电信号的传输信道容量和存储媒体，编码/解码语音信号的 技术是必不可少的，并且，人们已经开发出许多语音编码/解码方案。在这些 系统当中，CELP(码激励线性预测)语音编码/解码方案已经实际用作主流技 术。

CELP型语音编码设备根据事先存储的语音模型编码输入语音。更具体地 说，CELP型语音编码设备将数字化语音信号划分成大约20ms的帧，一帧一 帧地对语音信号进行线性预测分析，获取线性预测系数和线性预测残差矢量， 和分开编码线性预测系数和线性预测残差矢量。

为了进行低位速率通信，由于存储的语音模型量是有限的，在传统CELP 型语音编码/解码方案中主要存储发声语音模型。

在诸如因特网通信之类发送分组的通信系统中，取决于网络状态，会发 生分组丢失，最好，即使部分编码信息丢失了，也可以从其余编码信息部分 中解码出语音和声音。类似地，在根据通信容量改变位速率的可变速率通信 系统中，当通信容量降低时，最好，通过只发送部分编码信息就可以轻易地 减轻通信容量的负担。因此，作为允许利用全部编码信息或部分编码信息解 码语音和声音的技术，最近人们把注意力放在可伸缩编码技术上。一些可伸 缩编码方案已经按惯例公开。

可伸缩编码系统一般包括基本层和扩充层，这些层构成基本层是最低层 的分层结构。在每个层中，编码等于较低层中的输入信号和输出信号之间的 差值的残差信号。根据这种构造，可以利用所有层的编码信息或只利用较低 层的编码信息解码语音和/或声音信号。

但是，在传统可伸缩编码系统中，CELP型语音编码/解码系统用作基本 层和扩充层的编码方案，从而在计算和编码信息两个方面都需要相当大的数 量。

发明内容

因此，本发明的目的是提供利用少量计算和编码信息就能够实现可伸缩 编码的语音编码设备、语音解码设备及其方法。

上述的目的通过如下的步骤达到：提供进行长期预测的扩充层，利用语 音或声音的长期相关性特性对扩充层中的残差信号进行长期预测以便提高解 码信号的质量，利用基本层的长期预测信息获取长期预测日志，从而减少计 算量。

根据本发明的一个方面提供了一种语音编码设备。所述语音编码设备包 括：基本层编码器，用于编码输入信号而生成第一编码信息；基本层解码器， 用于解码所述第一编码信息而生成第一解码信号，同时生成作为表示语音所 具有的长期相关性的信息的长期预测信息；加法器，用于获取作为所述输入 信号与所述第一解码信号之间的差值的残差信号；以及扩充层编码器，用于 根据所述长期预测信息获取扩充层的长期预测延迟，从存储在缓冲器中的先 前长期预测信号序列中取出倒退相当于所述长期预测延迟的所述长期预测信 号，利用所述长期预测信号和由所述加法器获取的所述残差信号，计算长期 预测系数，编码所述长期预测系数而生成第二编码信息。

根据本发明的另一个方面提供了一种从上述语音编码设备接收第一编码 信息和第二编码信息而解码语音的语音解码设备。所述语音解码设备包括： 基本层解码器，用于解码所述第一编码信息而生成第一解码信号，同时生成 作为表示语音所具有的长期相关性的信息的长期预测信息；扩充层解码器， 用于根据所述长期预测信息获取扩充层的长期预测延迟，从存储在缓冲器中 的所述先前长期预测信号序列中取出倒退相当于所述长期预测延迟的所述长 期预测信号，解码所述第二编码信息而生成第二解码信号；以及加法器，用 于相加所述第一解码信号和所述第二解码信号，并输出作为相加结果的语音 信号。

附图简述

图1是例示根据本发明第一实施例的语音编码设备和语音解码设备的配 置的方块图；

图2是例示根据上面实施例的基本层编码部分的内部配置的方块图；

图3是说明根据上面实施例的基本层编码部分中的参数确定部分确定从 自适应激励码本中生成的信号的处理的图形；

图4是例示根据上面实施例的基本层解码部分的内部配置的方块图；