[发明专利]帧补偿方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及音频编解码领域，尤其是一种采用变换编码激励(Transform Coding Excitation，简称TCX)编码的编解码器在数据传输过程中数据帧发生丢包时，解码端进行丢包补偿方法及系统。

背景技术

增强自适应多速宽带(Extended Adaptive Multi-Rate Wideband，简称AMR-WB+)编解码器是一种语音音频编解码器，可以根据信号的特性选择语音编码方式，例如代数码本激励线性预测(ACELP，Algebraic Code Excited Linear Prediction)编码；或音频编码方式，例如TCX编码进行编码，在AMR-WB+编解码器的闭环模式编码端中，对于输入的声音信号同时用TCX和ACELP进行编码，比较这两种编码方式编码后的信号的信噪比，如果采用TCX编码的信号信噪比高，则将采用TCX编码方式编码的数据作为码流发向接收端；反之，则将采用ACELP编码方式编码的数据作为码流发向接收端。

TCX编码方式分为TCX256(以256样点为一个编码单位)，TCX512(以512个样点为一个编码单位)，TCX1024(以1024个样点为一个编码单位)三种模式。在AMR-WB+的闭环模式编码端，当采用TCX1024模式的数据帧(后面简称TCX1024帧)出现部分帧丢失，且其前一超帧也为TCX1024帧时，则可以前一正确帧作为补偿依据，对丢失帧进行补偿，而补偿方式有很多种，包括频谱插值、线形预测等方法。

其中频谱插值的补偿方式包括对幅值和相位分别进行的插值，其插值的依据是数据信号的幅度和相位均具有一定的连续性这一特性。其中幅值插值包括以下几个步骤：

计算先前帧的频谱的幅值，k＝1，2，......

计算当前帧的频谱的幅值，k＝1，2，......

利用当前帧中没有丢失且幅值非零的频谱幅值与对应位置的先前帧的频谱幅值计算出幅值增益：k＝1，2，......

利用上面算出gain，计算出丢失的频谱的幅值：A[k]＝gain·oldA[k]

在介绍相位插值之前，先说明打包传输数据的方式，原始数据为[0，1，2，3，4，5，6，7，8，......]，其中[0，1，2，3]分别代表第一个、第二个、第三个和第四个数据，依此类推，并分成四个子帧：

子帧1{[0，1，2，3]，[16，17，18，19]，......}，子帧2{[4，5，6，7]，[20，21，22，23]，......}，

子帧3{[8，9，10，11]，[24，25，26，27]，......}，子帧4{[12，13，14，15]，[28，29，30，31]，......}。

如果在接收数据时发生了某个子帧丢失，则需要通过先前接收的正确帧进行补偿，补偿的方式与幅值插值的思想近似，也是通过先前接收的正确帧的相位信息进行处理。例如接收过程中[K+1，...，K+N-1]的数据丢失，则可以通过正确接收的K和K+N进行补偿。

假设与为已知，则它们之间的相位值可按下式插出：

其中，

丢失的子帧中每一串数据都要重新计算，例如子帧2丢失，则[4，5，6，7]和[20，21，22，23]都需要计算一次以此类推)。

对于正确接收的数据的和有几种不同情况下的取值方式：对于不考虑两端的情况，即在一串出错数据的两侧有正确接收的数据。举例来说，当子帧1丢失时，其中的数据串[16，17，18，19]是丢失的，而数据[15]和[20]是正确接收的，则和就取实际数据。如果在帧的前端发生丢失，即丢失的数据前端没有正确数据的情况，这时取K＝0，并取而取实际值。对于丢失部分发生在帧的末端，即丢失的数据后端没有正确数据的情况，这时取取实际值。

但在现有的AMR-WB+编解码器的补偿方案中，只能针对当前帧是TCX1024，上一帧也是TCX1024的情况进行补偿，而补偿当前的丢失帧的依据为前一个正确帧的数据。如图1所示，为现有技术中帧补偿方法的流程示意图，包括以下步骤：

步骤101、判断是否接收到的数据帧是否发生数据丢失，即该数据帧是否为丢失帧，如果没有发生丢失，则正常执行解码操作；

步骤102、判断该丢失帧是否为TCX帧，是则执行步骤102，否则对该丢失帧进行丢帧处理，由于AMR-WB+编解码器中只采用了TCX和ACELP的编码方式，因此在丢失帧不是TCX帧时，即丢失帧为ACELP帧，则执行ACELP编码方式下的丢帧处理；