基于G.722.1的分布式语音编码
发布时间：2021-03-07 10:46
在语音通信网络中,为获得良好的语音通信质量,抗丢包技术不可或缺。为此,本文基于ITU G.722.1语音编码器,提出一种分布式语音编码方法。该方法在G.722.1编码器的基础上,构建一个互补编码器;然后在编码端,对同一帧语音分别用G.722.1编码器和其互补编码器进行语音编码,并发送编码结果;在解码端,在接收到其中任一语音码流时,用G.722.1解码器进行解码,其语音质量不低于G.722.1编码器的解码结果,而在接收到两个语音码流时,用G.722.1解码器先分别对两个语音码流进行解码,然后对解码结果进行联合处理,其最终的语音质量有明显提升,即有一定编码增益。仿真实验结果表明,本文分布式语音编码方法的抗丢包效果明显,相对于原始编解码器其语音质量进一步提升。
【文章来源】：信号处理. 2020,36(06)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
G.722.1编码比特流组成
基于G.722.1的分布式编码器如图2所示,它包括位于发送端的编码器1、编码器2模块和位于接收端的解码器模块。在发送端,对原始信号使用两个编码器进行编码,编码器1为G.722.1的ITU-T提供的原始编码器,编码器2为新构建的编码器,称为互补编码器。将两个编码器编码后的语音码流数据分别打包为packet1和packet2,并通过网络上的不同路由进行传送。在接收端,根据实际网络拥塞导致的丢包情况,分情况处理,这仅在G.722.1的原始解码器基础上进行少量修改即可。图2中编码器2的内部框图如图3所示,它分为编码参数调节、部分解码、感知误差计算三个模块。执行流程为:首先,原始信号在初始参数下进行编码,然后将编码后的信号进行部分解码;将当前部分解码结果与编码器1的部分解码结果共同输入到感知误差计算模块进行感知误差的计算;将计算得到的误差反馈给编码器用于参数调节。如此操作,进行多次反馈,得到最优参数;最后,使用这组最优参数作为编码器2的编码参数进行编码,得到编码器2的最终输出。下面对编码器2的各模块进行说明,并阐述不同情况下的解码处理方式。
图2中编码器2的内部框图如图3所示,它分为编码参数调节、部分解码、感知误差计算三个模块。执行流程为:首先,原始信号在初始参数下进行编码,然后将编码后的信号进行部分解码;将当前部分解码结果与编码器1的部分解码结果共同输入到感知误差计算模块进行感知误差的计算;将计算得到的误差反馈给编码器用于参数调节。如此操作,进行多次反馈,得到最优参数;最后,使用这组最优参数作为编码器2的编码参数进行编码,得到编码器2的最终输出。下面对编码器2的各模块进行说明,并阐述不同情况下的解码处理方式。为保证编码器2的编码结果可用G.722.1原始解码器进行解码,编码器2应在原始编码器1的基础上,进行参数调节。由式(1)、(5)、(6)、(7)可知,MLT变换是无损变换,Huffman编解码是无损压缩,若没有量化误差且信道没有误码,则可以将前280个MLT系数无损地传输到解码端,可以完成0～7 kHz频带信号的无损恢复。对于G.722.1编码器的任何改进,最终都会反映在使解码出的280个MLT系数更准确。由第2节的编码器原理可知,对MLT系数的频带均值进行量化时,量化重建值集合如式(3)、(4)所示,其量化间隔大,量化精度低,因此编码器2需要对编码器1的量化结果进行调整,使编码器1和编码器2联合解码的MLT系数更准确,且单独解码的编码器2的MLT系数的误差小于编码器1。本文用反馈结构确定最优的调整方法来保证量化调整的有效性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种自动等响度数字混音算法[J]. 呼德,陈喆,殷福亮. 信号处理. 2017(03)
本文编号：3068941
【文章来源】：信号处理. 2020,36(06)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
G.722.1编码比特流组成
基于G.722.1的分布式编码器如图2所示,它包括位于发送端的编码器1、编码器2模块和位于接收端的解码器模块。在发送端,对原始信号使用两个编码器进行编码,编码器1为G.722.1的ITU-T提供的原始编码器,编码器2为新构建的编码器,称为互补编码器。将两个编码器编码后的语音码流数据分别打包为packet1和packet2,并通过网络上的不同路由进行传送。在接收端,根据实际网络拥塞导致的丢包情况,分情况处理,这仅在G.722.1的原始解码器基础上进行少量修改即可。图2中编码器2的内部框图如图3所示,它分为编码参数调节、部分解码、感知误差计算三个模块。执行流程为:首先,原始信号在初始参数下进行编码,然后将编码后的信号进行部分解码;将当前部分解码结果与编码器1的部分解码结果共同输入到感知误差计算模块进行感知误差的计算;将计算得到的误差反馈给编码器用于参数调节。如此操作,进行多次反馈,得到最优参数;最后,使用这组最优参数作为编码器2的编码参数进行编码,得到编码器2的最终输出。下面对编码器2的各模块进行说明,并阐述不同情况下的解码处理方式。
图2中编码器2的内部框图如图3所示,它分为编码参数调节、部分解码、感知误差计算三个模块。执行流程为:首先,原始信号在初始参数下进行编码,然后将编码后的信号进行部分解码;将当前部分解码结果与编码器1的部分解码结果共同输入到感知误差计算模块进行感知误差的计算;将计算得到的误差反馈给编码器用于参数调节。如此操作,进行多次反馈,得到最优参数;最后,使用这组最优参数作为编码器2的编码参数进行编码,得到编码器2的最终输出。下面对编码器2的各模块进行说明,并阐述不同情况下的解码处理方式。为保证编码器2的编码结果可用G.722.1原始解码器进行解码,编码器2应在原始编码器1的基础上,进行参数调节。由式(1)、(5)、(6)、(7)可知,MLT变换是无损变换,Huffman编解码是无损压缩,若没有量化误差且信道没有误码,则可以将前280个MLT系数无损地传输到解码端,可以完成0～7 kHz频带信号的无损恢复。对于G.722.1编码器的任何改进,最终都会反映在使解码出的280个MLT系数更准确。由第2节的编码器原理可知,对MLT系数的频带均值进行量化时,量化重建值集合如式(3)、(4)所示,其量化间隔大,量化精度低,因此编码器2需要对编码器1的量化结果进行调整,使编码器1和编码器2联合解码的MLT系数更准确,且单独解码的编码器2的MLT系数的误差小于编码器1。本文用反馈结构确定最优的调整方法来保证量化调整的有效性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种自动等响度数字混音算法[J]. 呼德,陈喆,殷福亮. 信号处理. 2017(03)
本文编号：3068941
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