СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЯ

1. Способ кодирования, состоящий в том, что
извлекают характеристические параметры фонового шума в пределах периода затягивания;
для первого суперкадра после периода затягивания выполняют кодирование фонового шума на основании извлеченных характеристических параметров фонового шума в пределах периода затягивания и характеристических параметров фонового шума первого суперкадра;
для суперкадров после первого суперкадра выполняют извлечение характеристических параметров фонового шума и выбор прерывистой передачи (DTX) для каждого кадра в суперкадрах после первого суперкадра; и
для суперкадров после первого суперкадра выполняют кодирование фонового шума на основании извлеченных характеристических параметров фонового шума текущего суперкадра, характеристических параметров фонового шума множества суперкадров до текущего суперкадра и окончательного выбора DTX.
2. Способ по п.1, в котором последовательность операций извлечения характеристических параметров фонового шума в пределах периода затягивания состоит в том, что:
для каждого кадра суперкадра в пределах периода затягивания получают коэффициент автокорреляции каждого кадра из суперкадра в пределах периода затягивания.
3. Способ по п.1, в котором последовательность операций, для первого суперкадра после периода затягивания, выполнения кодирования фонового шума на основании извлеченных характеристических параметров фонового шума в пределах периода затягивания и характеристических параметров фонового шума первого суперкадра состоит в том, что:
в пределах первого кадра и второго кадра первого суперкадра после периода затягивания сохраняют коэффициент автокорреляции соответствующего первого кадра и второго кадра из первого суперкадра после периода затягивания; и
t
в пределах второго кадра первого суперкадра после периода затягивания извлекают коэффициент фильтра LPC и остаточную энергию E первого суперкадра на основании коэффициентов автокорреляции первого кадра и второго кадра, и извлеченных характеристических параметров фонового шума в пределах периода затягивания, и выполняют кодирование фонового шума.
t
4. Способ по п.3, в котором последовательность операций извлечения коэффициента фильтра LPC и остаточной энергии E состоит в том, что: рассчитывают среднее значение коэффициентов автокорреляции первого суперкадра и четырех суперкадров, которые находятся перед первым суперкадром и в пределах периода затягивания; и
рассчитывают коэффициент фильтра LPC и остаточную энергию по среднему значению коэффициентов автокорреляции на основании алгоритма Левинсона-Дурбина; и
последовательность операций выполнения кодирования фонового шума в пределах второго кадра дополнительно состоит в том, что: преобразуют коэффициент фильтра LPC в область LSF для кодирования квантования; и выполняют кодирование линейного квантования над остаточной энергией в логарифмической области.
5. Способ по п.1, в котором последовательность операций, для суперкадров после первого суперкадра, выполнения извлечения характеристических параметров фонового шума для каждого кадра в суперкадрах после первого суперкадра состоит в том, что:
рассчитывают стационарный средний коэффициент автокорреляции текущего кадра на основании значений коэффициентов автокорреляции четырех последних следующих друг за другом кадров, причем стационарные средние коэффициенты автокорреляции являются средним значением коэффициентов автокорреляции двух кадров, имеющих промежуточные норменные значения коэффициентов автокорреляции в четырех последних следующих друг за другом кадрах; и
рассчитывают коэффициент фильтра LPC и остаточную энергию по стационарному среднему коэффициенту автокорреляции на основании алгоритма Левинсона-Дурбина.
6. Способ по п.5, в котором, после того как рассчитана остаточная энергия, способ дополнительно состоит в том, что
выполняют долговременное сглаживание над остаточной энергией для получения оценки энергии текущего кадра, алгоритмом сглаживания является:
при этом сглаженная оценка энергии текущего кадра присваивается в качестве остаточной энергии для квантования, как изложено ниже:
где k=1,2 представляет первый кадр и второй кадр, соответственно.
7. Способ по п.1, в котором последовательность операций, для суперкадров после первого суперкадра, выполнения выбора DTX для каждого кадра в суперкадрах после первого суперкадра дополнительно состоит в том, что
если коэффициент фильтра LPC текущего кадра и коэффициент фильтра LPC предыдущего суперкадра SID превышают заданное пороговое значение или оценка энергии текущего кадра существенно отлична от оценки энергии предыдущего суперкадра SID, устанавливают флажковый признак изменения параметров текущего кадра в 1; и
если коэффициент фильтра LPC текущего кадра и коэффициент фильтра LPC предыдущего суперкадра SID не превышают заданное пороговое значение и оценка энергии текущего кадра не является существенно отличной от оценки энергии предыдущего суперкадра SID, устанавливают флажковый признак изменения параметров текущего кадра в 0.
8. Способ по п.1, в котором последовательность операций выполнения выбора DTX для каждого кадра в суперкадрах после первого суперкадра дополнительно состоит в том, что
если кадр текущего суперкадра имеет выбор DTX в 1, выбор DTX для составляющей нижней полосы текущего суперкадра представляет 1.
9. Способ по п.8, в котором, если окончательный выбор DTX текущего суперкадра представляет 1, последовательность операций «для суперкадров после первого суперкадра, выполнения кодирования фонового шума на основании извлеченных характеристических параметров фонового шума текущего суперкадра, характеристических параметров фонового шума множества суперкадров до текущего суперкадра и окончательного выбора DTX» состоит в том, что:
определяют коэффициент сглаживания для текущего суперкадра, при этом, если выбор DTX первого кадра из текущего суперкадра представляет ноль, а выбор DTX второго кадра представляет 1, коэффициент сглаживания имеет значение 0,1; иначе, коэффициент сглаживания имеет значение 0,5;
выполняют сглаживание параметров для первого кадра и второго кадра текущего суперкадра, причем сглаженные параметры являются характеристическими параметрами текущего суперкадра для выполнения кодирования фонового шума, при этом сглаживание параметров состоит в том, что:
t
t
t,1
t,2
t,1
t,2
рассчитывают сглаженное среднее значение R(j) по стационарному среднему коэффициенту автокорреляции первого кадра и стационарному среднему коэффициенту автокорреляции второго кадра, как изложено ниже: R(j) = smooth_rateR(j)+(1 - smooth_rate)R(j), где smooth_rate - коэффициент сглаживания, R(j) - стационарный средний коэффициент автокорреляции первого кадра, а R(j) - стационарный средний коэффициент автокорреляции второго кадра;
t
рассчитывают коэффициент фильтра LPC из сглаженного среднего R(j) на основании алгоритма Левинсона-Дурбина; и
рассчитывают сглаженное среднее значение  из оценки энергии первого кадра и оценки энергии второго кадра, как изложено ниже:  где  - оценка энергии первого кадра, а  - оценка энергии второго кадра.
10. Способ по п.1, в котором последовательность операций «выполнения кодирования фонового шума на основании извлеченных характеристических параметров фонового шума текущего суперкадра, характеристических параметров фонового шума множества суперкадров до текущего суперкадра и окончательного выбора DTX» состоит в том, что
рассчитывают среднее значение коэффициентов автокорреляции множества суперкадров до текущего суперкадра;
рассчитывают средний коэффициент фильтра LPC множества суперкадров до текущего суперкадра на основании среднего значения коэффициентов автокорреляции множества суперкадров до текущего суперкадра;
если разность между средним коэффициентом фильтра LPC и коэффициентом фильтра LPC текущего суперкадра является меньшей, чем или равной заданному значению, преобразуют средний коэффициент фильтра LPC в область LSF для кодирования квантования;
если разность между средним коэффициентом фильтра LPC и коэффициентом фильтра LPC текущего суперкадра является большей, чем заданное значение, преобразуют коэффициент фильтра LPC текущего суперкадра в область LSF для кодирования квантования; и
выполняют кодирование линейного квантования над параметром энергии в логарифмической области.
11. Способ декодирования, состоящий в том, что
получают параметры генератора комфортного шума (CNG) для первого кадра первого суперкадра из кадра кодирования речи перед первым кадром первого суперкадра; и
выполняют декодирование фонового шума для первого кадра первого суперкадра на основании параметров CNG, при этом параметры CNG включают в себя: целевой возбужденный коэффициент усиления, определенный долговременным сглаженным коэффициентом усиления постоянного кодового словаря, который сглаживают по коэффициенту усиления постоянного кодового словаря кадров кодирования речи; и коэффициент фильтра LPC, определенный долговременным сглаженным коэффициентом фильтра LPC, который сглаживают по коэффициенту фильтра LPC кадров кодирования речи.
12. Способ по п.11, в котором, после последовательности операций выполнения декодирования фонового шума для первого кадра из первого суперкадра, способ дополнительно состоит в том, что
для кадров, иных, чем первый кадр первого суперкадра, после получения параметров CNG из предыдущего суперкадра SID, выполняют декодирование фонового шума на основании полученных параметров CNG.
13. Способ по п.11, в котором целевой возбужденный коэффициент усиления определяют, как изложено ниже:
<
целевой возбужденный коэффициент усиления = γ* коэффициент усиления постоянного кодового словаря, 0 < γ1.
14. Способ по п.11, в котором коэффициент фильтра LPC определяют, как изложено ниже:
коэффициент фильтра LPC = долговременный сглаженный коэффициент фильтра LPC, который сглаживается по коэффициенту фильтра LPC кадров кодирования речи.
15. Устройство кодирования, содержащее:
первый блок извлечения, сконфигурированный для извлечения характеристических параметров фонового шума в пределах периода затягивания;
второй блок кодирования, сконфигурированный, чтобы для первого суперкадра после периода затягивания выполнять кодирование фонового шума на основании извлеченных характеристических параметров фонового шума в пределах периода затягивания и характеристических параметров фонового шума первого суперкадра;
второй блок извлечения, сконфигурированный, чтобы для суперкадров после первого суперкадра выполнять извлечение характеристических параметров фонового шума для каждого кадра в суперкадрах после первого суперкадра.
блок выбора прерывистой передачи (DTX), сконфигурированный, чтобы для суперкадров после первого суперкадра выполнять выбор DTX для каждого кадра в суперкадрах после первого суперкадра; и
третий блок кодирования, сконфигурированный, чтобы для суперкадров после первого суперкадра выполнять кодирование фонового шума на основании извлеченных характеристических параметров фонового шума текущего суперкадра, характеристических параметров фонового шума множества суперкадров до текущего суперкадра и окончательного выбора DTX.
16. Устройство по п.15, в котором первый блок извлечения дополнительно содержит:
буферный модуль, сконфигурированный чтобы для каждого кадра суперкадра в пределах периода затягивания получать коэффициент автокорреляции каждого кадра из суперкадра в пределах периода затягивания.
17. Устройство по п.15, в котором второй блок кодирования содержит:
модуль извлечения, сконфигурированный, чтобы в пределах первого кадра и второго кадра первого суперкадра после периода затягивания сохранять коэффициент автокорреляции соответствующего первого кадра и второго кадра первого суперкадра после периода затягивания; и
t
модуль кодирования, сконфигурированный, чтобы в пределах второго кадра первого суперкадра после периода затягивания извлекать коэффициент фильтра LPC и остаточную энергию E первого суперкадра на основании коэффициентов автокорреляции первого кадра и второго кадра и извлеченных характеристических параметров фонового шума в пределах периода затягивания и выполнять кодирование фонового шума.
18. Устройство по п.15, в котором второй блок извлечения содержит:
первый модуль расчета, сконфигурированный для: расчета стационарного среднего коэффициента автокорреляции текущего кадра на основании значений коэффициентов автокорреляции четырех последних следующих друг за другом кадров, причем стационарное среднее значение коэффициентов автокорреляции является средним значением коэффициентов автокорреляции двух кадров, имеющих промежуточные норменные значения коэффициентов автокорреляции в четырех последних следующих друг за другом кадрах; и
второй модуль расчета, сконфигурированный для: расчета коэффициента фильтра LPC и остаточной энергии по стационарному среднему коэффициенту автокорреляции на основании алгоритма Левинсона-Дурбина.
19. Устройство по п.18, в котором второй блок извлечения дополнительно содержит:
второй модуль сглаживания остаточной энергии, сконфигурированный для выполнения долговременного сглаживания над остаточной энергией для получения оценки энергии текущего кадра, причем алгоритм сглаживания является:
при этом сглаженная оценка энергии текущего кадра присваивается в качестве остаточной энергии для квантования, как изложено ниже:
где k=1, 2 представляет первый кадр и второй кадр, соответственно.
20. Устройство по п.15, в котором блок выбора DTX содержит:
модуль сравнения с пороговым значением, сконфигурированный, чтобы: если коэффициент фильтра LPC текущего кадра и коэффициент фильтра LPC предыдущего суперкадра SID превышают заданное пороговое значение, формировать команду выбора;
модуль сравнения энергии, сконфигурированный для: расчета среднего значения остаточных энергий текущего кадра и трех последних предыдущих кадров в качестве оценки энергии текущего кадра; квантования среднего значения остаточных энергий квантователем в логарифмической области; если разность между декодированной логарифмической энергией и декодированной логарифмической энергией предыдущего суперкадра SID превышает заданное значение, формирования команды выбора; и
первый модуль выбора, сконфигурированный для установки флажкового признака изменения параметра текущего кадра в 1 согласно команде выбора.
21. Устройство по п.20, в котором блок выбора DTX дополнительно содержит:
второй блок выбора, сконфигурированный, чтобы: если выбор DTX для кадра из текущего суперкадра представляет 1, выбор DTX для составляющей нижней полосы текущего суперкадра представлял 1;
при этом третий блок кодирования содержит:
модуль команды сглаживания, сконфигурированный, чтобы: если окончательный выбор DTX текущего суперкадра представляет 1, формировать команду сглаживания;
модуль определения коэффициента сглаживания, сконфигурированный, чтобы: по приему команды сглаживания, определять коэффициент сглаживания для текущего суперкадра, при этом, если выбор DTX первого кадра из текущего суперкадра представляет ноль, а выбор DTX второго кадра из текущего суперкадра представляет 1, коэффициент сглаживания имеет значение 0,1; иначе, коэффициент сглаживания имеет значение 0,5; и
модуль сглаживания параметров, сконфигурированный для: выполнения сглаживания параметров для первого кадра и второго кадра текущего суперкадра, и причем сглаженные параметры являются характеристическими параметрами текущего суперкадра для выполнения кодирования фонового шума, при этом сглаживание параметров состоит в том, что
t
t
t,1
t,2
t,1
t,2
рассчитывают сглаженное среднее значение R(j) по стационарному среднему коэффициенту автокорреляции первого кадра и стационарному среднему коэффициенту автокорреляции второго кадра, как изложено ниже: R(j) = smooth_rateR(j)+(1 - smooth_rate)R(j), где smooth_rate - коэффициент сглаживания, R(j) - стационарный средний коэффициент автокорреляции первого кадра, а R(j) - стационарный средний коэффициент автокорреляции второго кадра;
t
рассчитывают коэффициент фильтра LPC из сглаженного среднего значения R(j) на основании алгоритма Левинсона-Дурбина; и
рассчитывают сглаженное среднее значение  из оценки энергии первого кадра и оценки энергии второго кадра, как изложено ниже:  где  - оценка энергии первого кадра, а  - оценка энергии второго кадра.
22. Устройство по п.15, в котором третий блок кодирования содержит:
третий модуль расчета, сконфигурированный для: расчета среднего коэффициента фильтра LPC множества суперкадров до текущего суперкадра на основании расчетного среднего значения коэффициентов автокорреляции множества суперкадров до текущего суперкадра;
первый модуль кодирования, сконфигурированный, чтобы: если разность между средним коэффициентом фильтра LPC и коэффициентом фильтра LPC текущего суперкадра является меньшей, чем или равной заданному значению, преобразовывать средний коэффициент фильтра LPC в область LSF для кодирования квантования;
второй модуль кодирования, сконфигурированный, чтобы: если разность между средним коэффициентом фильтра LPC и коэффициентом фильтра LPC текущего суперкадра является большей, чем заданное значение, преобразовывать коэффициент фильтра LPC текущего суперкадра в область LSF для кодирования квантования; и
третий модуль кодирования, сконфигурированный для: выполнения кодирования линейного квантования над параметром энергии в логарифмической области.
23. Устройство декодирования, содержащее:
блок получения параметров генератора комфортного шума (CNG), сконфигурированный для получения параметров CNG для первого кадра первого суперкадра из кадра кодирования речи перед первым кадром первого суперкадра; и
первый блок декодирования, сконфигурированный для выполнения декодирования фонового шума для первого кадра первого суперкадра на основании параметров CNG, при этом параметры CNG включают в себя: целевой возбужденный коэффициент усиления, определенный долговременным сглаженным коэффициентом усиления постоянного кодового словаря, который сглаживается по коэффициенту усиления постоянного кодового словаря кадров кодирования речи; и коэффициент фильтра LPC, определенный долговременным сглаженным коэффициентом фильтра LPC, который сглаживается по коэффициенту фильтра LPC кадров кодирования речи.
24. Устройство по п.23, дополнительно содержащее:
второй блок декодирования, сконфигурированный, чтобы: для кадров, иных, чем первый кадр первого суперкадра, после получения параметров CNG из предыдущего суперкадра SID выполнять декодирование фонового шума на основании полученных параметров CNG.