[发明专利]一种基于频域的丢包补偿方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及声音编码技术领域，特别涉及一种基于频域的丢包补偿方法、装置及系统。

背景技术

随着第三代(3G)、第四代(4G)移动通信技术和宽带互联网的发展，对宽带语音业务的需求日益增加，如IP电话(Voice over Internet Protocol，VoIP)业务。宽带语音业务涉及到语音压缩编码、打包分组、分配路由、存储交换、解包解压等交换处理，在IP网或互联网上实现语音通信，促进了网络资源利用，降低语音业务成本，同时提供比窄带语音更高质量的服务。

宽带语音业务的关键技术包括信令技术、编码技术、实时传输技术、服务质量(QoS)保证技术、以及网络传输技术等。其中编码技术又分为波形编码、参数编码和混合编码。波形编码包括窄带编码、宽带编码和超宽带编码。其中，宽带编码器处理频带0-7kHz的信号，超宽带编码器处理的语音带宽可达到16kHz，宽带编码器或超宽带编码器通常会在窄带0-4kHz信号采用代数码激励线性预测编码算法(Code Excited Linear Prediction，CELP)模型，在宽带或超宽带的高频部分，采用改进离散余弦变换(Modified Discrete Cosine Transform，MDCT)频带处理。图1给出了这类编码器的基本的框架。

IP数据包在网络传送过程中，不可避免地会出现丢包或者数据包损坏的情况。例如，数据包在网络传输的过程中被破坏，数据包由于网络拥塞或者网络节点的队列已满而被丢弃，数据包由于网络的故障而丢失，或者数据包仅仅由于到达接收端太晚而无法包括在重放语音中并被丢弃。而丢包是影响IP实时语音服务质量的最主要因素之一，当丢包发生时，在解码端必然不能重现丢失的IP包。当一帧或者相邻连续几帧被丢失时，解码器的语音质量会快速下降。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺点：在CELP模型的窄带编解码器中，有很多丢包补偿的方法和系统，但现有的丢包补偿技术都是在时域进行处理，并且大多使用在窄带编码器中，对宽带、超宽带编码器的宽带及超宽带扩展部分并不能够使用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出一种基于频域的丢包补偿方法，可以适用于宽带、超宽带编码器的宽带及超宽带扩展部分。该丢包补偿方法包括如下步骤：

采用数据恢复手段恢复丢失帧对应的核心编码数据，根据丢失帧的在前帧和/或在后帧对丢失帧的改进离散余弦变换MDCT系数的频域进行预测，得到丢失帧对应的MDCT系数；

用所述恢复出的核心编码数据和预测得到的MDCT系数合成对应于丢失帧的恢复帧；

其中，所述得到丢失帧对应的MDCT系数的步骤包括：若丢失帧数为1，用丢失帧前一帧/后一帧的MDCT系数乘以加权因子，得到丢失帧的MDCT系数；如果连续丢失帧数大于1，则用在前最后一个未丢失的帧/在后第一个未丢失帧的MDCT系数乘以加权因子，得到丢失帧的MDCT系数，所述加权因子的取值大于等于0，且小于等于1；或者，

用丢失帧之前的帧的MDCT系数乘以加权因子，得到前向预测的丢失帧的MDCT系数；用丢失帧之后的帧的MDCT系数乘以加权因子，得到后向预测的丢失帧的MDCT系数；将所述前向预测的丢失帧的MDCT系数与后向预测的丢失帧的MDCT系数加窗叠加，得到丢失帧对应的MDCT系数。

本发明实施例还提出一种能够实现基于频域的丢包补偿的接收端装置，包括解码子系统，用于对所收到的数据帧的MDCT系数和核心编码数据进行处理，得到解码的声音信号，该接收端装置还包括：

MDCT系数预测模块，用于用丢失帧前一帧/后一帧的MDCT系数乘以加权因子，得到丢失帧的MDCT系数；如果连续丢失帧数大于1，则用在前最后一个未丢失的帧/在后第一个未丢失帧的MDCT系数乘以加权因子，得到丢失帧的MDCT系数，所述加权因子的取值大于等于0，且小于等于1；或者，

所述MDCT系数预测模块用于用丢失帧之前的帧的MDCT系数乘以加权因子，得到前向预测的丢失帧的MDCT系数；用丢失帧之后的帧的MDCT系数乘以加权因子，得到后向预测的丢失帧的MDCT系数；将所述前向预测的丢失帧的MDCT系数与后向预测的丢失帧的MDCT系数加窗叠加，得到丢失帧对应的MDCT系数；

核心数据恢复模块，用于恢复丢失帧对应的核心编码数据；

则所述解码子系统根据来自MDCT系数预测模块的丢失帧对应的MDCT系数和来自数据恢复模块的核心编码数据进行处理得到丢失帧的解码声音信号。

本发明实施例还提出一种能够实现基于频域的丢包补偿系统，包括：