[发明专利]基于AMR-NB语音信号的可变码率编码器和解码器及其编码和解码方法

摘要

本发明公开了一种基于AMR‑NB语音信号的可变码率编码器，包括：预处理单元，将语音信号数值化形成语音帧；语音帧质量判定单元，判定当前语音帧的质量等级给予语音帧各自的编码模式和目标比特率；编码模式选择单元，根据质量等级选择语音帧编码模式；比特率确定单元，根据编码模式来确定语音帧的目标比特率；码激励线性预测编码单元，根据语音帧目标比特率对语音帧执行编码形成编码后的语音帧。本发明还公开了一种与所述编码器对应使用的可变码率解码器，以及一种可变码率编码方法和一种可变码率解码方法。本发明相较于AMR的码率更低，能根据语音帧内容实现可变码率，能通过设置信道的语音质量，根据语音帧内容的重要性判定来选择所需要的编码速率模式。

主权项

1.一种基于AMR‑NB语音信号的可变码率编码器，其特征是,包括：预处理单元，将语音信号数值化形成语音帧，对语音帧进行滤波和增益控制，将语音帧发送至语音帧质量判定单元；语音帧质量判定单元，根据预处理单元发送的语音帧内容来判定当前语音帧的质量等级，按语音帧的质量级别排序，质量等级越高，选择的模式将更接近高比特的模式，依次给予语音帧各自的编码模式和目标比特率，其设置有可变码率的判定规则来判定当前帧的质量等级，将计算所得的质量等级值发送至编码模式选择单元；其中，所述判定规则如下:Ⅰ）判定当前语音帧能量为高即计算的能量值大于10.309dB，代表当前语音帧的质量等级趋向于12，需要给予更多的比特即编码比特率趋向于5.15kbit/s；Ⅱ）判定当前语音帧为浊音，代表当前语音帧的质量等级趋向于12，需要给予更多的比特即编码比特率趋向于5.15kbit/s；Ⅲ）判定当前语音帧能量为低即计算的能量值小于10.309dB，代表当前语音帧的质量等级趋向于0，需要给予较少的比特即编码比特率趋向于3.25kbit/s；Ⅳ）判定当前语音帧为固定的摩擦音，代表当前语音帧的质量等级趋向于0，需要给予较少的比特即编码比特率趋向于3.25kbit/s；Ⅴ）在时域中，判定当前语音帧能量与上一语音帧能量的差方小于20%以下，代表当前语音帧的质量等级趋向于0，需要给予较少的比特即编码比特率趋向于3.25kbit/s；Ⅵ）判定当前语音帧为低音调，代表当前语音帧的质量等级趋向于0，需要给予较少的比特即编码比特率趋向于3.25kbit/s；Ⅶ）判定当前语音帧为连续噪声，代表当前语音帧的质量等级趋向于0，需要给予较少的比特即编码比特率趋向于3.25kbit/s；将当前语音帧的质量等级从0到12排序，如果质量等级为0表示当前语音帧为不重要帧，如果质量等级为12表示当前语音帧为重要帧；编码模式选择单元，预设有编码模式，能根据语音帧质量等级选择语音帧的编码模式，当前语音帧质量等级越大，从预设编码模式中选择更接近高比特的编码模式；比特率确定单元，根据模式选择单元选择的编码模式来确定语音帧的目标比特率；码激励线性预测编码单元，根据确定的语音帧目标比特率对语音帧执行码激励线性预测变换编码，形成编码后的语音帧。