專利名稱：數(shù)據(jù)分組序列的傳輸設備和方法及其解碼器和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信應用，具體涉及經(jīng)由面向分組的網(wǎng)絡的音頻信號的實時通信。
背景技術：
在經(jīng)由面向分組的網(wǎng)絡的實時通信中，例如IP語音(VoIP)中，通常不能保證所有的分組(packet)均在所需要的時間內(nèi)到達接收機。其原因在于，當以面向分組的方式(例如經(jīng)由因特網(wǎng))傳輸數(shù)據(jù)時，不同的分組采取經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)
絡的不同路徑，并且該不同的分組可以采用的、從該分組的^:射機至該分組的
接收機的、經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的路徑取決于當前的網(wǎng)絡狀況。
即使以產(chǎn)生分組的順序來發(fā)送分組，到達接收機的順序也很有可能不同。發(fā)現(xiàn)了有利路徑的分組甚至可能"追上"較早時間發(fā)送但卻采取從發(fā)射機至接收機的較長路徑的分組。
由于接收機緩沖器在分組序列中的所有分組到達之前將簡單地進行緩沖，因此對于不需要實時操作的應用或者允許相對大的延遲的實時應用而言，上述狀況不會成問題?？梢允纠缘赝ㄟ^分組處的分組號或者分組序列指示來確定分組在序列中的位置，然后接收機將在復制分組或傳遞分組之前以正確的順序?qū)Ψ纸M進行分類。
然而，選擇的緩沖器越小，或者分組在從發(fā)射機向接收機傳輸時可以具有的可允許延遲越小，則分組失敗率越大。不僅在分組確實已丟失時會導致分組丟失，而且在分組從發(fā)射機到達接收機需要過長的時間時也會導致分組丟失。另一存在問題的情況是當分組在從發(fā)射機至接收機的過程中經(jīng)歷了數(shù)據(jù)損壞時，即分組實際上產(chǎn)生錯誤時。這種對延遲要求苛刻的應用在因特網(wǎng)電話(IP語音)中出現(xiàn)，在這種應用中，為了使呼叫不被中斷，從發(fā)射機至接收機的分組必須滿足的延遲需求在順序方面相對嚴格。具體地，當在發(fā)射機側(cè)布置了音頻編碼器并在接收機處布置了解碼器，并且在接收機處不再有要編碼的數(shù)據(jù)時，也即當接收機側(cè)的解碼器由于缺少數(shù)據(jù)呈現(xiàn)而"崩潰"時，'結果將是呼叫中斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種盡管要求較高但能提供良好的通信質(zhì)量的用于傳送數(shù)據(jù)分組的思想。
本發(fā)明的目的是通過一種根據(jù)權利要求l的用于傳輸數(shù)據(jù)分組序列的設備、
一種根據(jù)權利要求19的用于傳輸數(shù)據(jù)分組序列的方法、 一種根據(jù)權利要求20的用于對數(shù)據(jù)分組序列進行解碼的解碼器、 一種根據(jù)權利要求24的用于對數(shù)據(jù)分組序列進行解碼的方法、或者一種根據(jù)權利要求25的計算機程序來實現(xiàn)的。
為了避免解碼器側(cè)的崩潰和/或避免解碼器側(cè)的用戶可聽見的偽像，根據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行對分組序列中的分組是否丟失或錯誤的檢測。如果確定了這種分組丟失或分組差錯，則將提供替代分組，該替代分組是關于分組語法的有效分組，然而，其中該替代分組的音頻內(nèi)容具有特定的內(nèi)容特性。根據(jù)本發(fā)明的用于傳輸數(shù)據(jù)分組序列的設備輸出未擾亂的分組序列，然而，其中錯誤分組或未接收到的分組已被替代分組所替代，因此該傳輸設備所的輸出序列包括至少一個接收到的分組以及一個替代分組。在一實施例中，替代分組中的分組或幀的內(nèi)容和/或內(nèi)容特性獨立于音頻信號，即不取決于在先或后續(xù)的分組或幀。然而，如果對該分組采取差錯隱藏措施，則合成的音頻內(nèi)容將取決于在先或后續(xù)的幀，即將不再為預定的或獨立于信號。 '
此外，該替代分組在有效載荷區(qū)域中提供了對該分組是替代分組的事實的指示，其中該指示是可忽略的或者可由基本解碼器來解釋的，以使得根據(jù)預定的內(nèi)容特性如同有效分組一樣地對該替代分組進行解碼，'并且其中該指示可由擴展解碼器解釋，該擴展解碼器與該基本解碼器相比具有用于執(zhí)行產(chǎn)生替代分組的內(nèi)容的差錯隱藏措施的擴展功能，該替代分組具有與該預定的內(nèi)容特性不 同的內(nèi)容特性。該替代分組可以是純有效載荷分組或者可以是包括有效載荷部 分和報頭部分的分組，該指示不存在于報頭部分，而是優(yōu)選地存在于有效載荷部分。
數(shù)據(jù)分組序列的接收機接收未擾亂的數(shù)據(jù)分組流，該數(shù)據(jù)分組均具有有效 的數(shù)據(jù)語法。該接收機將能夠容易地對數(shù)據(jù)分組序列進行解碼。在該接收機作 為基本接收機時，該接收機將因此容易地對替代分組進行解碼并再現(xiàn)預定的音 頻內(nèi)容。然而，由于該音頻內(nèi)容是預定的，因此這將導致質(zhì)量損失，并因此將 不能很好地適合在先的分組或幀以及后續(xù)的分組或幀。然而，與由于不存在分 組以及因此中斷了整個通信連接而導致的解碼器完全崩潰的情況相比，這種短 時質(zhì)量損失并不成問題。
相反地，擴展解碼器能夠使用替代分組中的、指出了該分組是替代分組而 非普通分組的指示來識別上述事實，并且不是簡單地處理替代分組，而是在接 收到替代分組時發(fā)起差錯隱藏措施。
除幀/分組重復之外，差錯隱藏措施示例性地包括已存于存儲器中的先前分 組或后續(xù)分組在先前分組和后續(xù)分組之間的外插。這種外插或.內(nèi)插具體包括在 差錯隱藏情況中對音頻信號的短時頻譜進行分頻段能量測量和合成，該音頻信 號的頻譜值是以大概隨機的方式產(chǎn)生的，然而，其中該隨機產(chǎn)生的音頻信號的 分頻段能量取決于已經(jīng)通過差錯隱藏措施而產(chǎn)生的、先前和/或后續(xù)的正確接收 的一個或更多分組的能量。
在一實施例中，替代分組所具有的預定內(nèi)容特性是零頻譜。這里的結果是 對預定的替代分組進行解碼的基本解碼器執(zhí)行"噪聲抑制"。備選地，該內(nèi)容特 性可以是其音頻內(nèi)容和/或頻譜值與絕對聽音閾值相關的音頻信號，并且是以該 音頻內(nèi)容小于該絕對聽音閾值的兩倍的方式來示例性地定義的，茵此，在所有 頻段中包括特定但少量的噪聲，該噪聲在特定情況下可能比簡單的"噪聲抑制" 在主觀上聽起來更好。


下面將參照附圖詳細地描述本發(fā)明的實施例，其中-
圖1示出了用于傳輸數(shù)據(jù)分組序列的設備的實現(xiàn)的電路框圖2是用于對數(shù)據(jù)分組序列進行解碼的解碼器的電路框圖3是用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組序列的音頻解碼器的電路框圖4特別示出了圖2的音頻呈現(xiàn)裝置的更特定的實現(xiàn)；
圖5A示出了編碼器輸出的數(shù)據(jù)分組序列；
圖5B示出了基站接收到的數(shù)據(jù)分組序列；
圖5C示出了由基站輸出并由移動單元接收的、已插入替代分組的數(shù)據(jù)分 組序列；
圖5D示出了音頻呈現(xiàn)裝置中所產(chǎn)生的音頻內(nèi)容的序列；
圖6A示出了根據(jù)ISO/IEC 14496-3:2005(E) MPEG4的extension_payload
的語法；
圖6B示出了用于例證extensionJype字段的值的表；' 圖7示出了用于基于變換的音頻編碼器/解碼器的示例性分組語法； 圖8示出了包括有效分組語法和預定內(nèi)容特性的替代分組的示例。
具體實施方式
，
圖1示出了一種用于傳輸表示音頻信號的數(shù)據(jù)分組序列的設備。在圖1中 示例性地實現(xiàn)為基站10的傳輸設備包括用于接收該序列中的分組的裝置ll，分 組語法是針對分組指定的。接收裝置11示例性地連接至面向分組的傳輸網(wǎng)絡， 例如因特網(wǎng)12。此外，基站10包括用于檢測分組序列中的分組是否丟失或發(fā) 生錯誤的裝置13。此外，還提供了用于提供替代分組的裝置14，以替代錯誤分 組或丟失的分組。替代分組是關于分組語法的有效分組，然而替代分組的音頻 內(nèi)容具有預定的內(nèi)容特性。此外，該基站包括用于輸出分組序列的裝置15，該 分組序列包括至少一接收的分組以及一替代分組。利用基站的示例，輸出裝置 15是耦合至天線16的HF前端，用于根據(jù)預定規(guī)范(例如NG.DECT規(guī)范)來將數(shù)據(jù)分組序列傳輸至下面將參照圖2進行更詳細討論的移動單元。
圖1中的裝置11經(jīng)由分組線路17耦合至輸出裝置15，以將接收到的普通
(也即無錯的)分組準時傳輸至裝置15。此外，該用于提供替代分組的裝置14 經(jīng)由替代分組線路18與輸出裝置.15相連。優(yōu)選地，用于提供替代分組的裝置 14包括在其中存儲替代分組的存儲器。只要識別到了丟失的或錯誤的分組，裝 置14都啟用存儲器訪問以從該存儲器中取回替代分組，并經(jīng)由線路18將該替 代分組饋入該輸出裝置15。
在一實施例中，控制檢測裝置13以檢測分組丟失，并在超過最大延遲的時 間內(nèi)未接收到分組序列中的分組時，啟用用于提供替代分組的裝置。在一實施 例中，該最大延遲示例性地可經(jīng)由控制線路19來控制?？梢越?jīng)由控制線路19 將在VoIP應用中示例性地包括最大延遲的QoS (服務質(zhì)量)請求饋入該檢測裝 置13。對于其它面向分組的應用+ ，除VoIP之外，還可能存在經(jīng)由控制線路 19饋入該檢測裝置13的不同QoS請求。備選地，該檢測裝置i3還可以具有固 定地設置的準則，根據(jù)該準則來檢測分組差錯或分組丟失并啟用用于提供替代 分組的裝置14。
在一實施例中，經(jīng)由替代分組線路18提供給輸出裝置15的替代分組不僅 具有預定的內(nèi)容特性，而且具有對該分組是替代分組的事實的指示。在一實施 例中，該指示使得接收該替代分組的基本解碼器忽略該指示并根據(jù)預定的內(nèi)容 特性如同有效分組一樣對該分組進行解碼，并使得與基本解碼器相比具有擴展 功能的擴展解碼器解釋該指示，以執(zhí)行針對替代分組產(chǎn)生與預定的內(nèi)容特性不 同的內(nèi)容的差錯隱藏措施。 .
圖2示出了可示例性地位于移動單元20中的用于對分組序列進行解碼的解 碼器。該解碼器包括用于接收分組語法針對其指定的分組序列的接收機21，該 序列包括至少數(shù)據(jù)分組以及至少"替代分組，該替代分組是關于該分組語法 的有效分組，并且該替代分組的音頻內(nèi)容包括預定的內(nèi)容特性。此外，該替代 分組包括對該分組是替代分組的事實的指示。然而，只能通過圖2所示的擴展編碼器來解釋該指示，而不能通過基本解碼器來解釋該指示。
由檢測器22完成對該替代指示的解釋，該檢測器22被實現(xiàn)為檢測分組是 否包含該指示并因此是替代分組。圖2中的擴展解碼器還包括差錯隱藏裝置23， 該差錯隱藏裝置23用于對包括與包含在替代分組中的預定內(nèi)容特性不同的內(nèi) 容特性的合成音頻內(nèi)容進行合成。此外，該擴展解碼器包括音頻呈現(xiàn)裝置24， 該音頻呈現(xiàn)裝置24用于在分組并非替代分組時呈現(xiàn)分組中的音頻內(nèi)容，以及用 于在分組是替代分組時呈現(xiàn)該合成音頻內(nèi)容。該音頻呈現(xiàn)裝置24與輸出單元 25相耦合，該輸出單元25示例性地包括D/A轉(zhuǎn)換器、放大器和揚聲器。
具體地說，該音頻呈現(xiàn)裝置經(jīng)由傳輸常規(guī)分組的分組線路26與接收機21 相耦合。此外，該音頻呈現(xiàn)裝置24經(jīng)由替代分組線路27與差錯隱藏裝置23相 連，通過該替代分組路線27將合成音頻內(nèi)容從差錯隱藏裝置23傳輸至音頻呈 現(xiàn)裝置24。
差錯隱藏裝置23可以以不同的方式來執(zhí)行差錯隱藏。簡單的差錯隱藏方法 是簡單地重復先前的幀和/或先前分組的音頻內(nèi)容或后續(xù)分組的音頻內(nèi)容。這種 差錯隱藏方法被稱為"幀重復"。備選地，可以實施該差錯隱藏方法以執(zhí)行外插 或內(nèi)插。該外插或內(nèi)插可以相對于頻譜值或頻段來執(zhí)行。在頻譜值外插的情況 下，可以基于一個或多個具有與先前幀相等的頻率的頻譜值來形成替代幀的頻 譜值。備選地，還可以關于多個頻段來執(zhí)行差錯隱藏，在該多個頻段中示例性 地由緩沖器作為隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生或以大概確定的方式產(chǎn)生一個頻段中的頻譜 值，然后對該頻譜值進行加權以使得該頻譜值所表示的能量等于目標能量，該 目標能量源自一個或多個先前的幀和/或一個或多個后續(xù)的幀。該先前和/或后續(xù) 的幀可以是有效的接收分組，或者可以是在發(fā)生分組丟失并且不僅丟失單個分 組而且丟失多個連續(xù)分組時由差錯隱藏裝置所產(chǎn)生的分組和/或幀。
在本發(fā)明的一個實施例中，產(chǎn)生分組序列的音頻編碼器是基于變化的音頻 編碼器。這種基于變換的音頻編碼器包括時頻轉(zhuǎn)換級30，通過時頻轉(zhuǎn)換級30 將時域音頻信號轉(zhuǎn)換為短時頻譜序列。將每個短時頻譜饋入執(zhí)行量化的量化器31，量化器31由心理聲學模型32控制，以便執(zhí)行該量化以使得量化噪聲不干 擾主觀的音頻印象。該量化器的下游是熵編碼器33，該熵編碼器33示例性地 可以是Huffman編碼器。該熵編碼器提供了與由量化器31以比例因子的形式示 例性地提供的、并由熵編碼器33以所使用的編碼表的形式示例性地提供的輔助 信息有關的比特序列，并且該比特序列形成了要提供給在輸出側(cè)輸出數(shù)據(jù)分組 序列的分組打包器34的數(shù)據(jù)。除了該分組打包器之外，如同示例性地在關鍵詞 MP3 (MPEG-1層3)或AAC (MPEG-4)或AC-3等中已知的，圖2中所示的 音頻編碼器表示了典型的基于變換的編碼器。應當指出，根據(jù)需求將分組打包 器34實現(xiàn)為針對每個音頻幀(即每個短時頻譜)產(chǎn)生一分組，.或者產(chǎn)生多于 一個的音頻幀，即將多個編碼的短時頻譜引入單個分組中。
圖4示出了圖2中的音頻呈現(xiàn)裝置24的更詳細的表示，具體地是示出了音 頻呈現(xiàn)裝置24與差錯隱藏裝置23的協(xié)作。在輸入側(cè)，音頻呈現(xiàn)裝置包括對分 組進行拆包以便從"主信息"中分離出輔助信息的分組拆包器40。
將主信息(即由比特序列表示的短時頻譜)饋入熵編碼器41，熵編碼器41 提供了量化索引，將該量化索引饋入反量化器42，反量化器42在輸出端處提 供量化后又反量化的頻譜值，然后經(jīng)框43中的頻時轉(zhuǎn)換之后使用該頻譜值產(chǎn)生 輸出音頻信號。熵解碼器41和反量化器42均可通過輔助信息來控制，該熵解 碼器典型地接收碼表索引，而該反量化器42接收用于執(zhí)行正確的反量化的比例 因子。
然后在分組拆包器40包括如圖2的檢測器22中存在的檢測特性時，該分 組拆包器40能夠向隱藏裝置22發(fā)送替代分組指示，以使得該隱藏裝置23可以 識別當前的分組并非圖3中的編碼器產(chǎn)生的分組，而是基站產(chǎn)生的替代分組。 在這種情況下，該隱藏裝置將向熵解碼器提供比特序列，或者向反量化器提供 量化索引序列，或者向頻時轉(zhuǎn)換裝置提供頻譜值序列，以便在任何位置處將合 成音頻內(nèi)容饋入解碼器功能鏈。優(yōu)選地，在該鏈的末端處(即在頻時轉(zhuǎn)換級43 處)饋入合成 內(nèi)容。這些頻譜內(nèi)容優(yōu)選地取決于己正確接收的先前的頻譜，或者取決于后續(xù)頻 譜，該后續(xù)頻譜可能已存在，并且可能包括與頻譜值、頻段或二者(即與頻譜 值和頻段)相關的差錯隱藏裝置，以用于合成該音頻內(nèi)容。
如同使用圖1和2已示出的，在基站和移動單元中利用本發(fā)明的實現(xiàn)，其 中假設基站可以以不正確的順序來接收分組，例如當基站與因特網(wǎng)相耦合時，
而移動單元取決于以正確的順序來接收分組序列。例如，通過DECT標準定義
基站與移動單元之間的這種通信連接。 '
在經(jīng)由面向分組的網(wǎng)絡的實時通信(例如VoIP)中，不能保證所有的分組
都在所需要的時間內(nèi)到達接收機。在特定的(非常有限的)時間之后，必須將 尚未到達的分組歸類為丟失的分組。在IP分組丟失的情況下，產(chǎn)生替代音頻幀 并通過基站進行傳輸。
這種替代將由下一代(NG) DECT系統(tǒng)中的基站來執(zhí)行。從基站向移動單 元傳輸該替代的幀，以代替原始的(而非接收到的)幀。NGDECT規(guī)范特別地 通過寬帶和超寬帶音頻編解碼器和IP終端來表示當前的DECT規(guī)范的擴展。
NGDECT站包括一個或多個從NGDECT基站接收呼叫的無線電話。因此， 可以使得VoIP呼叫直接經(jīng)過NG DECT電話。在理想情況下，可以將VoIP語 音分組從基站傳輸至移動單元，而無需在基站中進行再次編碼。
例如，當使用其常規(guī)語法未提供用信號通知幀丟失的特殊方式的音頻編解 碼器時，產(chǎn)生替代分組。這種替代音頻幀應當可由符合標準的解碼器進行解碼， 但在一實施例中，應當同時向擴展的解碼器提供明確地識別該幀是替代幀的方 式，以使得該擴展的解碼器可以啟用相應的對策，例如差錯隱藏。應當在沒有 較大計算復雜度的情況下另外完成替代幀的引入，具體地是在沒有基站對先前 音頻數(shù)據(jù)的特定估計的情況下完成的，以使得基站可以如同純中繼站(即提供 數(shù)據(jù)傳輸而不再進行解碼和編碼的站) 一樣地操作。因此，基站應當僅執(zhí)行非 常少量的分組拆包(如果有的話)，該分組拆包可示例性地僅被執(zhí)行用于恢復分 組序列信息，該分組序列信息指示數(shù)據(jù)分組被布置在該序列中的何處，因此可以對由該數(shù)據(jù)分組序列所表示的音頻內(nèi)容進行正確解碼。，
在一實施例中，基于變換的編碼器使用特定的用戶專用數(shù)據(jù)區(qū)域來向包括 擴展功能的解碼器(即擴展編碼器)提供信號通知，以指示相應的幀是替代幀， 即使底層的比特流語法標準尚未提供這種信號通知。
當幀或分組攜帶報頭和有效載荷部分時，其中該有效載荷部分包含有用數(shù) 據(jù)，由于在后續(xù)的音頻處理中無論如何都不會考慮報頭，因而該指示將丟失并 因此無法再進行差錯隱藏，因此優(yōu)選地將該指示容納在該有效載荷部分中。
當分組僅具有有效載荷部分而不具有報頭時，僅將該指示容納在有效載荷 部分，從而能夠?qū)崿F(xiàn)本實施例。優(yōu)選地，將該指示容納在音頻數(shù)據(jù)和/或音頻數(shù) 據(jù)部分中。
在一實施例中，在未提供用信號通知幀丟失的顯式方式的情況下，替代音 頻幀和/或替代分組滿足該替代幀和/或替代分組可由符合標準的解碼器進行解 碼的第一準則。第二準則是替代幀應當向擴展解碼器提供明確識別該幀是替代 幀的方式，以使得該擴展解碼器可以啟用差錯隱藏。 '
如果替代幀是根據(jù)預定的標準化的數(shù)據(jù)流語法和/或分組語法或幀語法的 有效幀，則符合標準的傳統(tǒng)的解碼器將能夠?qū)υ撎娲鷰M行解碼。在一實施例 中，優(yōu)選地通過不具有音頻內(nèi)容的幀來替代丟失的幀，即，執(zhí)行所謂的噪聲抑
制。噪聲抑制意味著整個頻譜被設置為零。具體地，通過使用AAC標準 (MPEG-4-音頻)，該變化優(yōu)選地用于產(chǎn)生零頻譜，在零頻譜中將用于傳輸頻譜 值的最高的比例因子頻段設置為零(max—sfb=0)。備選地，還可以傳輸針對再 次為零的比例因子頻段的頻譜值。'這原理上可以使用所提供的不同碼本中的任 何可用的Huffman碼本來實現(xiàn)，其中當使用碼本"ZERO一HCB" (Zero Huffman 碼表)時，顯然不必傳輸這些譜線。
應當指出，檢測錯誤幀或丟失幀的基站可以已執(zhí)行差錯隱藏措施。然而， 根據(jù)本發(fā)明，由于差錯隱藏措施在計算方面較為復雜，并且額外地需要估計先 前的(以及可能為將來的)音頻信號，因此基站優(yōu)選地不執(zhí)行這種差錯隱藏措施。具體地，當DECT基站為多個移動單元"提供服務"時，為了能夠執(zhí)行復
雜的差錯隱藏，其結果將是基站再次對所有音頻內(nèi)容連續(xù)地進行解碼和編碼。 除了對于較高的處理器和存儲器資源的相關需求之外，特別是在使用有損編碼 器時，結果將是由于串行編碼效應而導致的附加的質(zhì)量惡化。此外，延遲將大
大增加。
由于在AAC標準中未提供用信號通知幀丟失的顯式方式，在一實施例中， 使用常規(guī)的解碼器所忽略的信號通知方式。這里保持數(shù)據(jù)語法和/或分組語法。 另一方面，由于這種類型的幀也可以在常規(guī)操作中出現(xiàn)(例如在解碼器輸入端 處沒有信號時)，因此簡單地將幀的頻譜設置為零不足以提供關于這是替代幀和 /或替代分組的事實的安全的指示。
對于幀是替代幀和/或替代分組的事實的指示向擴展解碼器提供了以下信
息當前幀并非頻譜實際為零的幀，而是由于傳輸差錯而被引入到基站中以避
免解碼器故障和/或語音鏈路故障的幀。
音頻編碼標準典型地提供了允許附加有效載荷傳輸?shù)挠脩魧Ｓ脭?shù)據(jù)區(qū)域， 然而，其中該有效載荷被傳統(tǒng)的解碼器(即不具有擴展功能的基本解碼器)所
忽略。在AAC標準中，如圖6A中所定義的，這種用戶定義的有效載荷是所謂 的"extension_payload"。如圖6B所示，根據(jù)"extensionjype"變量的值，該 標準提供了不同的目的。圖6A和6B摘錄自標準ISO/IEC 14496-3: 2005 (E)。 在該標準中出于以下目的而提供了其中所述的填充單元(FILL)的使用。當針 對所有音頻數(shù)據(jù)以及所有附加數(shù)據(jù)的比特總數(shù)小于該幀中用于實現(xiàn)目標比特率 的所允許的最小比特數(shù)時，必須將填充單元添加至比特流中。當編碼器想要引 入這種DRC信息時，添加動態(tài)范圍控制比特(DRC比特)。如同標準所述，在 正常情況下，避免填充比特并使用自由比特(free bit)來填滿比特儲存和/或比 特保存庫。只有在比特儲存已滿時，才寫入填充比特。允許任何數(shù)目的填充比 特。'
在本發(fā)明的一實施例中，如圖7在70處所示，將"extension—type"設置為"0000"，以便與填充比特的標準使用相反地將對幀丟失的指示寫入"other一bits"字段。
在用于填充比特的標準中所提供的用戶專用數(shù)據(jù)區(qū)域用于提供對替代幀的 信號通知，即用于容納對于替代幀的指示。然而，根據(jù)實現(xiàn)，可以根據(jù) "extension—type"值的不同設置來使用其它"extension_payload ()"。由于優(yōu)選 地(通過將max—sfb設置為零)有效地傳輸零頻譜或者使用Zero Huffman碼本， 因此存在可用于各個extensionjayload ()的足夠的比特。
應當指出，在71處示出了針對替代分組的典型的遵從MPEG-4的數(shù)據(jù)流 和/或分組語法和/或幀語法，其中,如72處所示，使用變量"max—sfb=0"。優(yōu) 選地，還將獲得有效分組語法所需要的所有其它數(shù)據(jù)設置為零。然而，應當指 出，該數(shù)據(jù)自身并非對于替代幀的可靠的指示。由于正常的編碼器不會寫入具 有零頻譜的幀而是寫入特定的extension_payload，因此只有extension_payload 70 將產(chǎn)生可靠的指示。
圖8示出了針對采樣速率為48kHZ、單聲道信號、比特速率為64kBit/s的 新一代DECT的示例性替代幀。應當指出，由于比特流中的eXtension_payload 并非"按字節(jié)對齊"，因此在圖8中不容易看出如圖7在70處所示的 extension_payload。 .
此外，應當指出，"extensioru3ayload"中的比特組合包括也被稱為"差錯 模式"的比特模式，該比特模式與"FRAME—LOSS"的ASCII碼相對應。通 過該比特模式來保證不產(chǎn)生與extension_payload的其它用戶的沖突，這是因為 另外的用戶幾乎不可能使用"FRAME—LOSS"的ASCII碼來用信號通知與 "FRAME—LOSS"無關的事。
下面將參照圖5來討論可能在從分組的發(fā)射機至解碼器和/或至解碼器中的 音頻呈現(xiàn)裝置的傳輸場景中的不同點處出現(xiàn)的分組或幀的不同順序。
圖5A示出了編號為(i-1)、 i、 (i+l)、 (i+2)的分組的序列。這種正確的 分組或幀序列在面向分組的傳輸網(wǎng)絡(例如因特網(wǎng))的輸出端處出現(xiàn)。圖5B示出了在基站的輸入端處的分組序列，其中可以看出，在圖5B所考
慮的時域部分中分組i尚未到達，但是分組順序已經(jīng)變得混淆。其原因在于， 分組i已經(jīng)完全丟失或者獲得從發(fā)射機至接收機的非常長的路徑。另一方面，
分組(i+2)已經(jīng)獲得了非常有利的路徑，因此該分組在從發(fā)射機(即編碼器) 至基站輸入端處的途中"追上"了分組(i+l)。 '
在圖5B中，圖1中的接收裝置11將在分組到達時以正確的順序再次對分 組進行分類。此外，解碼裝置13將發(fā)現(xiàn)具有編號i的分組尚未出現(xiàn)或者發(fā)生錯 誤。因此，如圖5C所示，將產(chǎn)生針對編號i的替代分組。'因此圖5C示出了圖 1中的輸出裝置15所輸出的分組序列。在從根據(jù)圖1的基站至根據(jù)圖2的移動 單元的路徑上，分組順序沒有改變。然而，如圖2所示，擴展解碼器將識別編 號為i的分組是替代分組。與圖5D所示的產(chǎn)生音頻內(nèi)容的正常呈現(xiàn)的其它分組 相反地，針對替代分組產(chǎn)生返回至差錯隱藏措施的合成音頻內(nèi)容。
本發(fā)明的方法可根據(jù)情況以硬件或軟件來實現(xiàn)。其實現(xiàn)可以基于數(shù)字存儲 介質(zhì)，具體是基于具有可被電子地讀出的控制信號的磁盤或CD，該磁盤或CD 可與可編程計算機系統(tǒng)協(xié)作，以便執(zhí)行相應的方法。總體上，本發(fā)明還可在計 算機程序產(chǎn)品中實現(xiàn)，該計算機程序產(chǎn)品包括存儲在機器可讀載體上的程序代 碼，用于在該計算機程序產(chǎn)品在計算機上運行時執(zhí)行該方法。換言之，本發(fā)明 因此可以被實現(xiàn)為具有程序代碼的計算機程序，用于在該計算機程序在計算機 上運行時執(zhí)行該方法。
權利要求
1.一種用于傳輸表示音頻信號的數(shù)據(jù)分組序列的設備，包括接收裝置(11)，用于接收所述序列中的分組，分組語法是針對所述分組指定的；檢測裝置(13)，用于檢測所述分組序列中的分組是否丟失或發(fā)生錯誤；提供裝置(14)，用于提供替代分組以替代發(fā)生錯誤的分組或丟失的分組，所述替代分組是關于所述分組語法的有效分組，所述替代分組的音頻內(nèi)容具有預定的內(nèi)容特性，并且所述替代分組包含針對所述分組是替代分組的事實的指示，其中，所述指示是可被基本解碼器所忽略或解釋的，以使得可以根據(jù)所述預定的內(nèi)容特性如同有效分組一樣地對所述替代分組進行解碼，以及，所述指示是可由與所述基本解碼器相比具有擴展功能的擴展解碼器解釋的，以執(zhí)行產(chǎn)生所述替代分組的內(nèi)容的差錯隱藏措施，所述替代分組的內(nèi)容具有與所述預定的內(nèi)容特性不同的內(nèi)容特性；以及輸出裝置(15)，用于輸出所述分組序列，所述分組序列包括至少一個接收到的分組以及至少一個替代分組。
2. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，可由接收裝置(11)接收的序列中的分組 來自基于變換的音頻編碼器，并包括所述音頻信號的時域部分中的短時頻譜， 以及 '其中，所述預定的內(nèi)容特性是所有的頻譜值等于零或者共同表示小于心理 聲學靜止聽音閾值所表示的能量的兩倍的能量。
3. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述提供裝置(14)包括存儲器，用于存儲所述替代分組； . 存儲器讀取器，用于只要所述檢測裝置(13)檢測到發(fā)生錯誤的分組或丟失的分組時，就從所述存儲器中讀取所述替代分組。
4. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其屮，所述接收裝置(11)是電話基站的輸入接 口，并且可連接至被實現(xiàn)用于基于分組的數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡。'
5. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述替代分組具有所述指示所位于的有效載荷區(qū)域。
6. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述分組語法被實現(xiàn)為定義擴展有效載 荷字段，以及所述指示是由所述擴展有效載荷字段中的數(shù)據(jù)形成的。
7. 根據(jù)權利要求6所述的設備，其中，所述數(shù)據(jù)是根據(jù)字母代碼產(chǎn)生的，所述 數(shù)據(jù)具有指示數(shù)據(jù)丟失的含義。
8. 根據(jù)權利要求7所述的設備，其中，所述數(shù)據(jù)表示了表現(xiàn)"FRAME—LOSS"或"數(shù)據(jù)丟失"。
9. 根據(jù)權利要求7所述的設備，其中，所述字母代碼是ASCII碼。
10. 根據(jù)權利要求10所述的設備，其中，所述分組序列由音頻編碼器根據(jù) MPEG-1層3或MPEG-4 AAC產(chǎn)生，比特儲存功能被禁用。
11. 根據(jù)權利要求1所述的設備，所述設備被實現(xiàn)為基站。
12. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述分組語法包括填充數(shù)據(jù)字段，在對所述音頻信號的一部分進行編碼不需要為所述幀所提供的字節(jié)的最小數(shù)目時， 由基本解碼器填充所述填充數(shù)據(jù)字段，以及其中，所述指示由所述填充數(shù)據(jù)字段中的預定的比特組合來表示。
13. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述檢測裝置(13)被實現(xiàn)用于在預定 持續(xù)時間內(nèi)等待具有序列位置指示的數(shù)據(jù)分組，以及用于在經(jīng)過了所述預定持 續(xù)時間而未檢測到所述數(shù)據(jù)分組時，通過信號向所述用于提供的裝置(14)通知分組丟失。
14. 根據(jù)權利要求13所述的設備，其中，所尋找的所述序列位置指示信息是由在先或后續(xù)的有效分組的序列位置指示設置的。
15. 根據(jù)權利要求13所述的設備，其中，所述預定持續(xù)時間可通過QoS請求(19)來設置和預定。
16. 根據(jù)權利要求15所述的設備，其中，當所述QoS請求具有較小的延遲時， 所述預定持續(xù)時間較小，并且當所述QoS請求允許較大的延遲時，所述預定持 續(xù)時間較大。
17. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述輸出裝置(15)被實現(xiàn)用于將所述 分組序列作為未中斷的分組序列以及表示完整的連續(xù)序列的替代分組而輸出。
18. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述接收裝置(11)被實現(xiàn)為不對或至 多部分地對接收到的分組進行解碼，以檢測所述分組中的序列位置信息。
19. 一種用于傳輸表示音頻信號的數(shù)據(jù)分組序列的方法，包括-接收(11)所述序列中的分組，分組語法是針對所述分組指定的； 檢測(13)所述分組序列中的分組是否丟失或發(fā)生錯誤； 提供(14)替代分組以替代發(fā)生錯誤的分組或丟失的分組，所述替代分組 是關于所述分組語法的有效分組，所述替代分組的音頻內(nèi)容具有預定的內(nèi)容特 性，并且所述替代分組包含針對所述分組是替代分組的事實的指示，其中，所 述指示是可被基本解碼器忽略或解釋的，以使得根據(jù)所述預定的內(nèi)容特性如同 有效分組一樣地對所述替代分組進行解碼，以及，所述指示是可由與所述基本 解碼器相比具有擴展功能的擴展解碼器解釋，以執(zhí)行產(chǎn)生所述替代分組的內(nèi)容 的差錯隱藏措施，所述替代分組的內(nèi)容具有與所述預定的內(nèi)容特性不同的內(nèi)容 特性；以及 .輸出(15)所述分組序列，所述分組序列包括至少一個接收到的分組以及至少一個替代分組。
20. —種用于對分組序列進行解碼的解碼器，包括接收機(21)，用于接收所述序列中的分組，分組語法是針對所述分組指定 的，所述序列包括至少一個數(shù)據(jù)分組和至少一個替代分組，所述替代分組是關 于所述分組語法的有效分組，所述替代分組的音頻內(nèi)容具有預定的內(nèi)容特性， 并且所述替代分組包含針對所述分組是替代分組的事實的指示，其中，所述指 示使得基本解碼器能夠接收所述替代分組并能夠根據(jù)所述預定'的內(nèi)容特性如同 有效分組一樣地對所述替代分組進行解碼，并使得與所述基本解碼器相比具有 擴展功能的擴展解碼器能夠解釋所述指示以執(zhí)行產(chǎn)生所述替代分組的內(nèi)容的差 錯隱藏措施，所述替代分組的內(nèi)容具有與所述預定的內(nèi)容特性不同的內(nèi)容特性； 檢測器(22)，用于檢測分組是否包含所述指示并因此是替代分組； 差錯隱藏裝置(23)，用于合成所述替代分組的音頻內(nèi)容，所述音頻內(nèi)容的 內(nèi)容特性不同于所述預定的內(nèi)容特性；以及音頻呈現(xiàn)裝置(24)，用于在所述分組并非替代分組時呈現(xiàn)分組的所述音頻內(nèi)容，以及用于在所述分組是替代分組時呈現(xiàn)所述合成音頻內(nèi)容。
21. 根據(jù)權利要求20所述的解碼器，其中，所述預定的內(nèi)容特性是零頻譜，所述分組序列中的分組由基于變換的音頻編碼器產(chǎn)生，以及 所述音頻呈現(xiàn)裝置(24)包括基于變換的音頻解碼器(41， 42， 43)。
22. 根據(jù)權利要求21所述的解碼器，其中，所述差錯隱藏裝置(23)被實現(xiàn)用 于產(chǎn)生合成頻譜值，以及 .其中，所述音頻呈現(xiàn)裝置被實現(xiàn)用于將所述合成頻譜值轉(zhuǎn)換為時域表示 (43)。
23. 根據(jù)權利耍求20所述的解碼器，其中，所述差錯隱藏裝置(23)被實現(xiàn)用于通過對來自先前或后續(xù)的完整或隱藏的音頻分組的音頻內(nèi)容的外插來產(chǎn)生所 述合成音頻內(nèi)容，以及被實現(xiàn)用于通過對先前的完整或隱藏的分組以及后續(xù)的完整或隱藏的分組 的音頻內(nèi)容的內(nèi)插來產(chǎn)生所述合成音頻內(nèi)容。
24. -種用于對分組序列進行解碼的方法，包括接收(21)所述序列中的分組，分組語法是針對所述分組指定的，所述序列包括至少一個數(shù)據(jù)分組和至少一個替代分組，所述替代分組是關于所述分組語法的有效分組，所述替代分組的音頻內(nèi)容具有預定的內(nèi)容特性，并且所述替代分組包含針對所述分組是替代分組的事實的指示，其中，所述指示使得基本解碼器能夠接收所述替代分組并能夠根據(jù)所述預定的內(nèi)容特性如同有效分組一樣地對所述替代分組進行解碼，并使得與所述基本解碼器相比具有擴展功能的 擴展解碼器能夠解釋所述指示以執(zhí)行產(chǎn)生所述替代分組的內(nèi)容的差錯隱藏措施，所述替代分組的內(nèi)容具有與所述預定的內(nèi)容特性不同的內(nèi)容特性； 檢測(22)所述分組是否包含所述指示并因此是替代分組； 針對所述替代分組，通過差錯隱藏措施來合成(23)音頻內(nèi)容，所述音頻內(nèi)容的內(nèi)容特性不同于所述預定的內(nèi)容特性；以及在所述分組并非替代分組時呈現(xiàn)(24)分組的所述音頻內(nèi)容，以及在所述分組是替代分組時呈現(xiàn)所述合成音頻內(nèi)容。
25. —種計算機可讀程序，包括程序代碼，用于當根據(jù)權利要求19或24所述的方法在計算機上運行時執(zhí)行所述方法。
全文摘要
在經(jīng)由網(wǎng)絡的面向分組的數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳舷挛闹?，一種用于傳輸數(shù)據(jù)分組序列的設備對分組是否丟失或發(fā)生錯誤進行檢查。在這種情況下，提供了替代分組，該替代分組是關于分組語法的有效分組，然而該替代分組具有預定的內(nèi)容特性。在解碼器側(cè)，基本解碼器將該分組識別為有效分組，并對該有效分組進行解碼，而擴展解碼器可以基于該替代分組中的關于該分組是替代分組的事實的指示而啟用差錯隱藏措施，以提供更高質(zhì)量的音頻再現(xiàn)。
文檔編號H04L1/00GK101689961SQ200880009024
公開日2010年3月31日 申請日期2008年2月22日 優(yōu)先權日2007年3月20日
發(fā)明者M·勞瓦瑟, M·盧茨基, M·施內(nèi)爾, M·蓋耶, M·舒爾特, R·施佩爾施奈德 申請人:弗勞恩霍夫應用研究促進協(xié)會