DE102005032079A1

DE102005032079A1 - Noise suppression process for decoded signal comprise first and second decoded signal portion and involves determining a first energy envelope generating curve, forming an identification number, deriving amplification factor

Info

Publication number: DE102005032079A1
Application number: DE200510032079
Authority: DE
Inventors: Martin Gartner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-01-11

Abstract

A noise suppression process comprising a first decoded signal portion (S CELP) and a second decoded signal portion (S TDAC) which involves determining a first energy envelope generating curve (ENV CELP) and a second energy envelope generating curve (ENV TDAC) of the first signal portion and of the second decoded signal portion. The process then involves forming an identification number (R) depending on a comparison of the first and second energy envelope generating curves, deriving an amplification factor (G) which depends on the identification number. An independent claim is also included for the device e.g. communication equipment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Decodierung eines Signals, welches mittels eines Hybridcodierers codiert wurde. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechend ausgestaltete Vorrichtung zur Decodierung.The Invention relates to a method for decoding a signal, which has been coded by means of a hybrid coder. The invention further relates to a correspondingly configured device for Decoding.

Zur Codierung von Audiosignalen haben sich unterschiedliche Verfahren als besonders effektiv herausgestellt. So hat sich beispielsweise zur qualitativ guten Codierung von Sprachsignalen, welche eine gute Qualität aufweisen, und bei gleichzeitig niedrigen Bitraten des codierten Datenstroms insbesondere die sogenannte CELP Technologie (Code Excited Linear Prediction) als günstig erwiesen. CELP arbeitet im Zeitbereich und basiert auf einem Anregungsmodell für ein variables Filter. Hierbei wird das Sprachsignal sowohl durch Filterparameter als auch durch Parameter, welche das Anregungssignal beschreiben, dargestellt.to Encoding of audio signals have different procedures proved to be particularly effective. So, for example to the good quality coding of speech signals, which is a good quality and at low bit rates of the coded Data stream in particular the so-called CELP technology (Code Excited Linear Prediction) as favorable proven. CELP works in the time domain and is based on an excitation model for a variable filter. Here, the speech signal becomes both by filter parameters as well as by parameters which describe the excitation signal, shown.

Zumeist wird in Hinblick auf Codierer auch von dem entsprechenden Decodierer gesprochen, der die codierten Daten wieder entschlüsseln bzw. decodieren kann. Entsprechende Kommunikationsgeräte weisen einen solchen sogenannten Codec auf, um eben Daten versenden und empfangen zu können, was für eine Kommunikation erforderlich ist.mostly With respect to encoders, this is also done by the corresponding decoder spoken, the decrypt the coded data or decode can. Corresponding communication devices have such a so-called Codec on, just to be able to send and receive data, what for one Communication is required.

Für die Codierung von Musik- und Sprachsignalen, welche eine sehr hohe Qualität insbesondere auch bei höheren Bitraten des codierten Datenstroms aufweisen sollen, haben sich vor allem sogenannte perceptuelle Codecs (Codec = Codierer/Decodierer) durchgesetzt. Diese perceptuellen Codecs basieren auf einer Informationsreduktion im Frequenzbereich und sie nutzen Mas kierungseffekte des menschlichen Hörsystems aus, d.h., dass beispielsweise bestimmte Frequenzen oder Änderungen, die der Mensch nicht wahrnehmen kann, auch nicht dargestellt werden. Dadurch wird die Komplexität des Coders oder Codecs gesenkt. Da diese Coder meist mit einer Transformierung des Zeitsignals in den Frequenzbereich arbeiten, wobei die Transformierung beispielsweise mittels MDCT (Modified Discrete Cosine Transformation) vorgenommen wird, werden diese oft auch als Transformcoder oder -codecs bezeichnet. Dieser Ausdruck wird im Rahmen der weiteren Anmeldung verwendet.For the coding of music and speech signals, which is a very high quality in particular at higher Bitrates of the encoded data stream should have become especially so-called perceptual codecs (codec = coder / decoder) enforced. These perceptual codecs are based on an information reduction in the frequency domain and they use miking effects of the human hearing that is, for example, that certain frequencies or changes, which the human being can not perceive, nor be represented. This adds complexity of the coder or codec lowered. Because these coders mostly with a transformation the time signal to work in the frequency domain, the transformation for example by means of MDCT (Modified Discrete Cosine Transformation) These are often also called Transformcoder or called codecs. This expression will be in the context of further Login used.

In letzter Zeit kommen zunehmend sogenannte skalierbare Codecs zum Einsatz. Skalierbare Codecs sind solche Codecs, die zunächst eine exzellente Audioqualität bei relativ hoher Bitrate des codierten Datenstroms erzeugen. Damit ergeben sich relativ lange, periodisch zu übertragende Pakete.In Recently, so-called scalable codecs are increasingly being used Commitment. Scalable codecs are codecs that are initially a excellent audio quality at relatively high bit rate of the encoded data stream. In order to result in relatively long, periodically transmitted packets.

Ein Paket ist eine Mehrzahl Daten, welche in einem Zeitintervall anfallen, und zusammen eben in diesem Paket übertragen werden. Bei Paketen werden oftmals wichtige Daten zuerst und weniger wichtige Daten nachfolgend übertragen. Bei diesen langen Paketen besteht jedoch die Möglichkeit, diese Pakete zu kürzen, indem ein Teil der Daten entfernt wird, insbesondere indem der zeitlich zuletzt übertragene Teil des Paketes abgeschnitten wird. Damit geht natürlich eine Verschlechterung der Qualität einher.One Packet is a majority of data that accumulates in a time interval and be transferred together in this package. For packages often become important data first and less important data subsequently transferred. However, these long packages have the ability to accept these packages shorten, by removing some of the data, especially by timing last transmitted Part of the package is cut off. This is of course one Deterioration of quality associated.

Wegen der zuvor genannten Eigenschaften bietet es sich für skalierbare Codecs an, bei niedrigen Bitraten mit CELP Codecs zu arbeiten und bei höheren Bitraten mit Transformcodecs. Dies hat zur Entwicklung von hybriden CELP/Transformcodecs geführt, die ein Basissignal mit guter Qualität nach dem CELP Verfahren codieren und zusätzlich dazu ein Zusatzsignal nach dem Transformcodec-Verfahren generieren, mit dem das Basis signal verbessert wird. Dies führt dann zu der erwünschten exzellenten Qualität.Because of The aforementioned features make it scalable Codecs to work at low bitrates with CELP codecs and at higher Bit rates with transform codecs. This has led to the development of hybrids CELP / Transform codecs, which encode a good quality base signal according to the CELP method and additionally to generate an additional signal according to the Transformcodec method, with which the base signal is improved. This then leads to the desired excellent quality.

Nachteilig bei der Verwendung dieser Transformcodecs ist, dass ein sogenannter „Pre-Echo Effekt" auftritt. Dabei handelt es sich um ein Störgeräusch, das gleichmäßig über die gesamte Blocklänge eines Transform-Coder Blocks verteilt ist. Unter einem Block versteht man, eine Gesamtheit von Daten, welche gemeinsam codiert werden. Für Transformcodecs beträgt eine typische Blocklänge 40 msec. Das Störgeräusch des Pre-Echo Effekts entsteht durch Quantisierungsfehler von übertragenen spektralen Komponenten. Bei gleichmäßigem Signalpegel liegt der Pegel dieses Störgeräusches überall unter dem Pegel des Nutzsignals. Hat man allerdings ein Nutzsignal mit einem Null-Pegel gefolgt von einem plötzlichen hohen Pegel, so ist dieses Störgeräusch vor dem Einsetzen des hohen Pegels deutlich zu hören. In der Literatur ist ein bekanntes Beispiel hierfür der Signalverlauf beim Klappern einer Castanette.adversely When using these transform codecs is that a so-called "pre-echo Effect "occurs. This is a noise that evenly over the entire block length a transform coder block is distributed. Under a block understands man, a set of data that is coded together. For transform codecs is a typical block length 40 msec. The noise of the Pre-Echo effects arises from quantization errors of transmitted spectral components. At a uniform signal level The level of this noise is everywhere under the level of the useful signal. But if you have a useful signal with a zero level followed by a sudden high level, so is this noise before clearly hear the onset of the high level. In the literature is a well-known example of this the signal when rattling a Castanette.

Zur Reduktion dieses Effekts werden bereits verschiedene Verfahren angewandt. Diese arbeiten aber alle mit der Übertragung von Zusatzinformationen, was wiederum das Coderdesign sehr komplex gestaltet oder erzwingt, dass die Coder mit vorübergehend erhöhten Bitraten arbeiten müssen.to To reduce this effect, various methods are already being used. But these all work with the transmission of additional information, which in turn makes the coder design very complex or enforces that the coder with temporarily increased Bitrates have to work.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache Möglichkeit zu schaffen, eine Störgeräuschreduktion bei mittels eines hybriden Coders codierten Signalen herbeizuführen, bei der keine Zusatzinformation benötigt wird.outgoing from this prior art, it is an object of the present invention an easy way to create a noise reduction bring about coded by means of a hybrid coder signals at which requires no additional information becomes.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These The object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Für diese Störgeräuschreduktion bei einem decodierten Signal, das sich aus einem ersten, z.B. von einem CELP Decodierer stammenden, und einem zweiten, z.B. von einem Transform-Decodierer stammenden Signal zusammensetzt, werden folgende Schritte durchgeführt:
Aus den beiden decodierten Signalbeiträgen wird jeweils die zugehörige Energiehüllkurve ermittelt. Unter Energiehüllkurve versteht man insbesondere den Energieverlauf eines Signals gegenüber der Zeit.For this noise reduction in a decoded signal, which is composed of a first, for example originating from a CELP decoder and a second, for example originating from a transform decoder signal, the following steps are performed:
The associated energy envelope is determined from the two decoded signal contributions. By energy envelope is meant in particular the energy curve of a signal over time.

Aus einem Vergleich beider Hüllkurven wird eine Kennzahl gebildet, beispielsweise ein Verhältnis.Out a comparison of both envelopes a key figure is formed, for example a ratio.

Diese Kennzahl dient wiederum zum Ableiten eines Verstärkungsfaktors.These Key figure in turn serves to derive a gain factor.

Dieses Verfahren weist insbesondere Vorteile auf, wenn Energie z.B. bei dem Codierverfahren, welches zum ersten decodierten Signalbeitrag führt, zuverlässiger erkannt wird. Dann kann nämlich durch die Kennzahl oder den Verstärkungsfaktor eine Abweichung erkannt werden.This In particular, the method has advantages when energy is e.g. at the coding method, which is the first decoded signal contribution leads, more reliably recognized becomes. Then you can a difference due to the characteristic number or the gain factor be recognized.

Insbesondere kann der zweite decodierte Signalbeitrag mit dem Verstärkungsfaktor multipliziert werden. Dadurch kann die oben erwähnte Abweichung korrigiert werden.Especially the second decoded signal contribution may be with the gain be multiplied. As a result, the above-mentioned deviation can be corrected become.

Sämtliche Signale können in Zeitabschnitte unterteilt sein, wobei insbesondere die Zeitabschnitte, welche für den ersten decodierten Signalbeitrag verwendet werden, kürzer sein können als diejenigen für den zweiten.All Signals can be divided into time segments, in particular the time periods, which for be shorter than the first decoded signal contribution can as those for the second.

Damit können aufgrund der höheren Zeitauflösung Energieabweichungen im zweiten Signalbeitrag besser korrigiert werden.In order to can due to the higher time resolution Energy deviations are better corrected in the second signal contribution.

Der erste Signalbeitrag kann aus einem CELP Decodierer stammen, der ein CELP codiertes Signal decodiert, der zweite aus einem Transformdecodierer, der ein transformcodiertes Signal decodiert. Dieses transformcodierte Signal kann insbesondere auch den ersten, CELP-decodierten Signalbeitrag enthalten, der nach der Decodierung transform-codiert wurde, zum vom Sender übertragenen transformcodierten Signal addiert wurde (also schon im Frequenzbereich), und dann im Transformdecodierer als Beitrag zum zweiten Signalbeitrag decodiert wird.Of the first signal contribution may come from a CELP decoder, the decode a CELP coded signal, the second from a transform decoder, which decodes a transform coded signal. This transform coded Signal may in particular also contain the first, CELP-decoded signal contribution, which has been transform encoded after decoding to that transmitted by the transmitter transformed signal was added (ie already in the frequency domain), and then in the transform decoder as a contribution to the second signal contribution is decoded.

Alternativ hierzu kann eine Summenbildung aus dem übertagenen CELP-codierten Signal und dem übertragenen transformcodierten-Signal auch im Zeitbereich erfolgen.alternative this can be a summation of the transmitted CELP-coded signal and the transferred transform coded signal also in the time domain.

Der Verstärkungsfaktor kann insbesondere gleich der Kennzahl sein. Dann kann sich bei Bildung eines geeigneten Verhältnisses einen entsprechende Schwächung des zweiten decodierten Signalbeitrages ergeben, wenn dieses vornehmlich das Pre-Echo noise enthält.Of the gain can be equal to the key figure in particular. Then, when forming a appropriate ratio a corresponding weakening of the second decoded signal contribution, if this predominantly the pre-echo contains noise.

Insbesondere kann es sich bei dem ersten Decoder um einen auf der CELP-Technologie basierenden, oder/und bei dem zweiten Coder um einen Transformdecoder handeln. Damit ergibt sich eine besonders effektive Geräuschreduktion bei gleichzeitig exzellenter Qualität des decodierten Signals.Especially For example, the first decoder may be one based on CELP technology or / and the second coder is a transform decoder act. This results in a particularly effective noise reduction at the same time excellent quality of the decoded signal.

Die Veränderung des empfangenen Gesamtsignals auf Decoderseite kann insbesondere nur dann vorgenommen werden, wenn bestimmte Kriterien vorliegen.The change the received total signal on the decoder side can in particular only be made if certain criteria are met.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Verändern des empfangenen Gesamtsignals auf Decoderseite nur erfolgt, wenn die Signalpegeländerung eine bestimmte Schwelle übersteigt. Dies ermöglicht eine besonders effektive Pre-Echo-Reduktion, da der Pre-Echo-Effekt – wie bereits dargelegt – hauptsächlich bei Pegeländerungen auftritt, da dann das Pre-Echo Geräusch überhalb des Signalpegels liegt. Andererseits wird durch dieses selektive Verändern nicht unnötigerweise auf die Qualitätsverbesserung durch den zweiten Coder verzichtet.Especially it is envisaged that changing of the received total signal on the decoder side only occurs when the signal level change exceeds a certain threshold. this makes possible a particularly effective pre-echo reduction, as the pre-echo effect - as already set out - mainly at level changes occurs because then the pre-echo noise is above the signal level. On the other hand, this selective change does not become unnecessary on the quality improvement dispensed through the second coder.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, bei dem aufbauend auf dem erläuterten Verfahren das decodierte Signal bzw. dessen erste und zweite decodierte Signalbeiträge nach Frequenzbereichen getrennt behandelt werden. Dies hat folgenden Vorteil. Beim Decodieren ist für mehrere Frequenzbänder die Sollenergie für diese Frequenzbändern bekannt, nämlich aus der Energie der einzelnen nach Frequenzbereichen getrennten ersten decodierten Signalbeiträge, beispielsweise CELP-Signale. Durch den zweiten decodierten Signalbeitrag kann nun ein Add-on Signal (Zusatzbeitrag) bereitgestellt werden, welches jedoch in seiner Energie erheblich abweichen kann. Problematisch ist vor allem, wenn die Energie des zweiten decodierten Signalbeitrags erheblich zu hoch ist, z.B. aufgrund von Pre-Echo-Effekten. Das Verfahren führt nun für jedes einzeln behandelte Frequenzband eine Begrenzung der Energie (bzw. des Pegels) des zweiten Signalbeitrags abhängig von der Energie des ersten Signalbeitrags ein. Dieses Verfahren ist umso effektiver, je mehr Frequenzbänder auf diese Weise getrennt behandelt werden.According to one Another aspect of the invention provides a method, in based on the explained Process the decoded signal or its first and second decoded signal posts be treated separately according to frequency ranges. This has the following Advantage. When decoding is for several frequency bands the energy of choice for these frequency bands known, namely from the energy of each separated by frequency ranges first decoded signal contributions, for example, CELP signals. By the second decoded signal contribution Now an add-on signal (additional contribution) can be provided which, however, can deviate considerably in its energy. Problematic is especially when the energy of the second decoded signal contribution considerably too high, e.g. due to pre-echo effects. The procedure leads now for each individually treated frequency band a limitation of the energy (resp. the level) of the second signal contribution depending on the energy of the first Signal contributions. This method is the more effective the more Frequency bands on treated this way separately.

Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand beispielhafter Ausführungsformen dargestellt.Further advantages of the invention will become apparent hand illustrated exemplary embodiments.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Darstellung der wesentlichen Komponenten auf einer Codiererseite und einer Decodiererseite zur Erläuterung des beispielhaften Ablaufs eines Codierungs/Decodierungsvorganges; 1 a representation of the essential components on an encoder side and a decoder side for explaining the exemplary sequence of a coding / decoding process;

2 eine schematische Darstellung einer Kommunikationsanordnung zur Übertragung eines codierten Signals zwischen Kommunikationsgeräten über ein Kommunikationsnetz; 2 a schematic representation of a communication arrangement for transmitting a coded signal between communication devices via a communication network;

3 eine Decodiereinrichtung bzw. eine Geräuschunterdrückungseinrichtung zur Erläuterung der Reduktion von Pre-Echos mit Hilfe von Gain-Adaption, welche auf einem CELP Signal basiert; 3 a decoding device for explaining the reduction of pre-echoes with the aid of gain adaptation, which is based on a CELP signal;

4 eine weitere Ausführungsform zur Pegelanpassung bzw. zur Reduktion von Pre-Echos. 4 a further embodiment for level matching or for the reduction of pre-echoes.

In 1 ist der schematische Ablauf eines Codierungs- und Decodierungsvorgang anhand einer Ausführungsführungsform gezeigt. Auf einer Codiererseite C wird ein analoges an einen Empfänger zu übertragendes Signal S mittels einer Vorverarbeitungseinrichtung PP für die Codierung vorverarbeitet bzw. vorbereitet, beispielsweise indem es digitalisiert wird. Es erfolgt weiterhin eine Zerlegung des Signals in Zeitabschnitte bzw. Rahmen in einer Unterteilungseinheit F. Ein derart vorbereitetes Signal wird einer Codierungseinheit COD zugeführt. Die Codierungseinheit COD weist einen hybriden Coder auf, der einen ersten Coder, einen CELP-Coder COD1 und einen zweiten Coder, einen Transformcoder COD2 umfasst. Der CELP-Coder COD1 umfasst eine Mehrzahl von CELP-Codern COD1_A, COD1_B, COD1_C, welche in unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeiten. Durch diese Aufteilung in unterschiedliche Fre quenzbereiche kann eine besonders akkurate Codierung gewährleistet werden. Ferner unterstützt diese Aufteilung in unterschiedliche Frequenzbereiche sehr gut das Konzept eines skalierbaren Codecs, da je nach gewünschter Skalierung nur einer, mehrere oder alle Frequenzbereiche übertragen werden können. Der CELP-Coder COD1 liefert einen Grundbeitrag S_G zum codierten Gesamtsignal S_GES. Der Transformcoder COD2 liefert einen Zusatzbeitrag S_Z zum codierten Gesamtsignal S_GES. Das codierte Gesamtsignal S_GES wird mittels einer Kommunikationsvorrichtung KC auf der Codiererseite C an eine Kommunikationsvorrichtung KD auf einer Decodiererseite D übertragen. Hier erfolgt ggf. eine Verarbeitung (beispielsweise eine Aufspaltung des codierten Gesamtsignals in die Beiträge S_G und S_Z) der Daten bzw. des empfangenen codierten Gesamtsignals S_GES in einer Verarbeitungseinrichtung PROC, wobei anschließend die verarbeiteten Daten bzw. das verarbeitete Signal einer Decodiereinrichtung DEC zur nachfolgenden Decodierung DEC übertragen werden (vgl. dazu auch die 3 und 4). An die Decodierung schließt sich eine Geräuschreduktion in einer Geräuschreduktionseinrichtung NR an, die in 3 in größerem Detail dargestellt ist.In 1 the schematic flow of a coding and decoding process is shown by means of an embodiment. On an encoder side C, an analogue signal S to be transmitted to a receiver is preprocessed or preprocessed for the coding by means of a preprocessing device PP, for example by being digitized. Furthermore, a decomposition of the signal into time segments or frames in a subdivision unit F takes place. A signal prepared in this way is supplied to a coding unit COD. The coding unit COD comprises a hybrid coder comprising a first coder, a CELP coder COD1 and a second coder, a transform coder COD2. The CELP coder COD1 comprises a plurality of CELP coders COD1_A, COD1_B, COD1_C, which operate in different frequency ranges. By this division into different frequency ranges a particularly accurate coding can be ensured. Furthermore, this division into different frequency ranges very well supports the concept of a scalable codec, since depending on the desired scaling only one, several or all frequency ranges can be transmitted. The CELP coder COD1 delivers a basic contribution S_G to the coded total signal S_GES. The transform coder COD2 provides an additional contribution S_Z to the coded total signal S_GES. The coded total signal S_GES is transmitted by means of a communication device KC on the coder side C to a communication device KD on a decoder side D. Here, if necessary, a processing (for example, a splitting of the coded total signal into the contributions S_G and S_Z) of the data or of the received coded total signal S_GES in a processing device PROC takes place, in which case the processed data or the processed signal of a decoding device DEC for subsequent decoding DEC transferred (see also the 3 and 4 ). The decoding is followed by a noise reduction in a noise reduction device NR, which in 3 is shown in greater detail.

In 2 ist ein erstes Kommunikationsgerät COM1 (beispielsweise repräsentierend die Komponenten auf der Codiererseite C von 1) dargestellt, welches eine Sende- und Empfangseinheit ANT1 (beispielsweise entsprechend der Kommunikationsvorrichtung KC) zum Übertragen oder/und Empfangen von Daten, sowie eine Recheneinheit CPU1 aufweist, die zur Realisierung der Komponenten auf der Codiererseite C bzw. zur Durchführung des in 1 dargestellten Codierverfahrens (Verarbeitung auf der Codiererseite C) eingerichtet ist. Die Übertragung von Daten erfolgt mittels der Sende/Empfangseinheit ANT1 über ein Kommunikationsnetz CN (das beispielsweise je nach zu verwendenden Kommunikationsgeräten als Internet, ein Telefonnetz bzw. Mobilfunknetz eingerichtet sein kann). Der Empfang erfolgt durch ein zweites Kommunikationsgerät COM2 (beispielsweise repräsentierend die Komponenten auf der rechten Seite der 1), welches wiederum eine Sende- und Empfangseinheit ANT2 (beispielsweise entsprechend der Kommunikationsvorrichtung KB), sowie eine Recheneinheit CPU2 aufweist, welche zur Realisierung der Komponenten auf der Decodiererseite D bzw. zur Durchführung eines Decodierverfahrens (Verarbeitung auf der Decodiererseite D) gemäß 1 eingerichtet ist. Beispiele für mögliche Realisierungen der Kommunikationsgeräte COM1 und COM2, in denen dieses Verfahren zur Anwendung kommen kann, sind IP-Telefone, Voice-Gateways oder Mobiltelefone.In 2 is a first communication device COM1 (for example, representing the components on the encoder side C of FIG 1 ), which has a transmitting and receiving unit ANT1 (for example, according to the communication device KC) for transmitting and / or receiving data, as well as a computing unit CPU1, which for the realization of the components on the encoder side C or for performing the in 1 illustrated encoding method (processing on the encoder side C) is set up. The transmission of data takes place by means of the transmitting / receiving unit ANT1 via a communication network CN (which can be set up, for example, depending on the communication devices to be used as Internet, a telephone network or mobile network). The reception is performed by a second communication device COM2 (for example, representing the components on the right side of FIG 1 ), which in turn has a transmitting and receiving unit ANT2 (for example, corresponding to the communication device KB), and a computing unit CPU2, which for the realization of the components on the decoder side D or for performing a decoding method (processing on the decoder side D) 1 is set up. Examples of possible implementations of the communication devices COM1 and COM2 in which this method can be used are IP telephones, voice gateways or mobile telephones.

Es sei nun auf 3 verwiesen, in der die Decodierungseinrichtung DEC und die Geräuschreduktionseinrichtung NR mit den wesentlichen Komponenten zur schematischen Darstellung des Ablaufs einer Pre-Echo-Reduktion zu sehen ist.It is now up 3 in which the decoding device DEC and the noise reduction device NR with the essential components for the schematic representation of the sequence of a pre-echo reduction can be seen.

Ein CELP-codiertes Signal S_COD,CELP (entsprechend dem Signal S_G) wird mittels eines Gesamtband-CELP-Decodierers DEC_GES,CELP decodiert. Das decodierte Signal S_CELP wird einerseits zu einer (ersten) Energiehüllkurvenbestimmungseinheit GE1 zur Bestimmung der zugehörigen Hüllkurve ENV_CELP, anderseits zu einem TDAC(Time domain aliasing cancellation)Encoder COD_TDAC weitergeleitet. Bei der TDAC-Codierung handelt es sich um ein Beispiel für eine Transformcodierung.One CELP coded signal S_COD, CELP (corresponding to the signal S_G) decoded by means of an overall band CELP decoder DEC_GES, CELP. On the one hand, the decoded signal S_CELP becomes a (first) energy envelope determination unit GE1 for determining the associated envelope ENV_CELP, on the other hand to a TDAC (time domain aliasing cancellation) encoder COD_TDAC forwarded. TDAC encoding is an example for one Transform coding.

Das codierte Signal S_COD,CELP,TDAC wird zusammen mit dem von Empfängerseite stammenden transformcodierten Signal S_COD,TDAC (entsprechend dem Signal S_Z) zu einem Transformdecodierer DEC_TDAC geleitet, um ein decodiertes Signal S_TDAC zu erzeugen. Auch aus diesem decodierten Signal S_TDAC wird ebenfalls in einer (zweiten) Energiehüllkurvenbestimmungseinheit GE2 die zugehörige Energiehüllkurve ENV_TDAC be stimmt. In einer Verhältnisbestimmungseinheit D wird das Verhältnis R der Energiehüllkurven zueinander als Kennzahl zeitabschnittweise bestimmt. In einer Bedingungsfeststellungseinheit BFE wird festgestellt, ob das Verhältnis R einen festgelegten Mindestabstand von 1 (1: beide Energiehüllkurven gleich) hat, d.h. dass die Pegel beider Signale gleich sind oder zumindest nur um einen vorgegebenen Prozentsatz voneinander abweichen.The coded signal S_COD, CELP, TDAC is transformed into a transform together with the receiver-side derived transform coded signal S_COD, TDAC (corresponding to the signal S_Z) decoder DEC_TDAC to generate a decoded signal S_TDAC. Also from this decoded signal S_TDAC, the associated energy envelope ENV_TDAC is also determined in a (second) energy envelope determination unit GE2. In a ratio determination unit D, the ratio R of the energy envelopes to each other as a measure is determined in portions. In a condition determination unit BFE, it is determined whether the ratio R has a fixed minimum distance of 1 (1: both energy envelopes equal), ie that the levels of both signals are the same or at least differ only by a predetermined percentage.

Ergebnis ist dann ein Verstärkungsfaktor bzw. Dämpfungsfaktor G, der im gezeigten Fall gleich dem Verhältnis R (Kennzahl) ist, mit dem der transformdecodierte Signalbeitrag S_TDAC in einer Multiplikationseinrichtung M multipliziert wird, um ein endgültiges störgeräuschreduziertes Signal S_OUT zu erhalten. Genauer gesagt, wird beispielsweise davon ausgegangen, dass das Verhältnis R gebildet wird durch R = ENV_CELP/ENV_TDAC, und wurde festgelegt, dass dieses Verhältnis einen vorbestimmten Schwellenwert SW nicht unterschreiten darf, so wird bei unterschreiten des Schwellenwerts SW der transformdecodierte Signalbeitrag S_TDAC mit einem Verstärkungsfaktor G, beispielsweise G = R multipliziert, was zu einer Dämpfung des Signalbeitrags S_TDAC führt. Es ist ferner möglich, in dem Fall, in dem der Schwellenwert SW nicht unterschritten wird, dem Verstärkungsfaktor G den Wert "1" zuzuordnen, so dass bei einer Multiplikation des Signalbeitrags S_TDAC, die dann in jedem Fall stattfinden kann, der Wert S_TDAC unverändert bleibt.Result is then a gain factor or damping factor G, which in the case shown is equal to the ratio R (code), with the transform-coded signal contribution S_TDAC in a multiplication device M multiplied by a final noise-reduced signal S_OUT to obtain. More precisely, for example, it is assumed that the ratio R is formed by R = ENV_CELP / ENV_TDAC, and has been set that this ratio must not fall below a predetermined threshold value SW, thus, when the threshold value SW is undershot, the transform decoder is transformed Signal contribution S_TDAC with a gain G, for example G = R multiplies, resulting in attenuation of the signal contribution S_TDAC leads. It is also possible in the case where the threshold value SW is not fallen below, the gain G assign the value "1", so that at a multiplication of the signal contribution S_TDAC, which then in can take place in any case, the value S_TDAC remains unchanged.

Somit kann im Fall einer Abweichung der Energie des transformdecodierten Signalbeitrags S_TDAC, wobei die Abweichung eben der genannte Pre-Echo-Effekt ist, die Energie bzw. der Pegel dieses Signalbeitrags zum zuverlässigeren Wert des CELP-decodierten Signals S_CELP bewegt werden, so dass das endgültige Signal S_out störgeräuschreduziert ist.Consequently can in the case of a deviation of the energy of the transform decoded Signal contributions S_TDAC, where the deviation is just the aforementioned pre-echo effect is, the energy or the level of this signal contribution to the more reliable Value of the CELP-decoded signal S_CELP be moved so that the final one Signal S_out noise reduced is.

Es sei nun auf 4 verwiesen, anhand der eine weitere Ausführungsform zur Reduzierung des Pre-Echoeffekts erläutert werden soll.It is now up 4 Reference is made to explain a further embodiment for reducing the pre-echo effect.

Es ist möglich, dass anstelle nur eines CELP-codecs mehrere, nach Frequenzbereichen getrennte (CELP- oder andere) Codecs vorhanden sind. Die in 4 gezeigte Ausführungsform entspricht größtenteils der in 3 gezeigten Ausführungsform und stellt ein Erweiterung diesbezüglich dar, dass das in 3 gezeigte Verfahren nicht auf die Gesamtsignale von CELP (oder anderen)-Decoder und Transformdecoder angewendet wird, sondern dass das Verfahren getrennt nach Frequenzbereichen angewendet wird. Das heißt, es findet zunächst eine Aufteilung des Gesamtsignals bzw. der einzelnen Signalbeiträge nach Frequenzbereichen statt, wobei das Verfahren von 3 dann pro Frequenzbereich auf die einzelnen Signalbeiträge angewendet werden kann.It is possible that instead of just one CELP codec there are multiple (CELP or other) codecs separated by frequency ranges. In the 4 For the most part, the embodiment shown corresponds to that in FIG 3 shown embodiment and is an extension in this regard that the in 3 is not applied to the overall signals from CELP (or other) decoder and transform decoder, but that the method is applied separately to frequency ranges. That is, there is first a division of the total signal or the individual signal contributions to frequency ranges instead, the method of 3 then per frequency range can be applied to the individual signal contributions.

Der Vorteil davon wird im Folgenden erläutert. Beim Decoder ist für mehrere Frequenzbänder die Sollenergie für diese Frequenzbänder bekannt, nämlich aus der Energie der einzelnen nach Frequenzbereichen getrennten CELP-Signale. Der Transformdecoder liefert nun ein Add-on Signal (Zusatzbeitrag), welches jedoch in seiner Energie erheblich abweichen kann. Problematisch ist vor allem, wenn die Energie des Signals aus dem Transformdecoder erheblich zu hoch ist, z.B. aufgrund von Pre-Echo-Effekten. Das Verfahren führt nun für jedes einzeln behandelte Frequenzband eine Begrenzung der Transformcodec-Energie abhängig von der CELP-Energie ein. Dieses Verfahren ist umso effektiver, je mehr Frequenzbänder auf diese Weise getrennt behandelt werden.Of the Advantage thereof will be explained below. The decoder is for several Frequency bands the Energy for these frequency bands known, namely from the energy of each separated by frequency ranges CELP signals. The Transform Decoder now provides an add-on signal (Additional contribution), which, however, differ considerably in its energy can. Especially problematic is when the energy of the signal is significantly too high from the transform decoder, e.g. due to pre-echo effects. The procedure leads now for each individually treated frequency band limits the Transformcodec energy depending on CELP energy. This method is the more effective the more frequency bands treated separately in this way.

Dies wird anhand von folgendem Beispiel sofort deutlich:
Das Gesamtsignal bestehe aus einem 2000 Hz Ton, welches gänzlich aus dem CELP codec Anteil kommt. Zusätzlich, aufgrund von Preecho Effekten liefert der Transformcodec nun noch ein Störsignal mit einer Frequenz von 6000 Hz; die Energie des Störsignals sei 10% der Energie des 2000 Hz Tons.This is immediately apparent from the following example:
The total signal consists of a 2000 Hz sound, which comes entirely from the CELP codec portion. In addition, due to Preecho effects, the Transformcodec now provides an interference signal with a frequency of 6000 Hz; the energy of the interfering signal is 10% of the energy of the 2000 Hz tone.

Das Kriterium zur Begrenzung des Transformcodec-Anteils sei, dass dieser max. gleich groß wie der CELP-Anteil sein darf. Fall 1: Es wird kein Splitting nach Frequenzbändern gemacht (erste Ausführungsform): Dann wird das 6000 Hz Störsignal nicht unterdrückt, da es nur 10% der Energie des 2000Hz Tons aus dem CELP Codec hat.The The criterion for limiting the Transformcodec share is that this Max. the same size as may be the CELP share. Case 1: There is no splitting after frequency bands (first embodiment): Then the 6000 Hz interference signal will not work suppressed since it has only 10% of the energy of the 2000Hz tone from the CELP codec.

Fall 2: Die Frequenzbänder A: 0 – 4000 Hz und B: 4000 Hz – 8000 Hz werden getrennt behandelt (weitere Ausführungsform): In diesem Fall wird das Störsignal komplett unterdrückt, da im oberen Frequenzband der CELP-Anteil Null ist, und somit auch das Transformcodecsignal auf den Wert Null begrenzt wird.case 2: The frequency bands A: 0 - 4000 Hz and B: 4000 Hz - 8000 Hz are treated separately (further embodiment): In this case becomes the interfering signal completely suppressed, because in the upper frequency band the CELP component is zero, and thus also the Transformcodecsignal is limited to the value zero.

In 4 ist nun (entsprechend zu 3) wieder eine Decodierungseinrichtung DEC und eine Geräuschreduktionseinrichtung NR mit den wesentlichen Komponenten zur schematischen Darstellung des Ablaufs einer Pegelanpassung bzw. Pre-Echo-Reduktion zu sehen. Für die Erzeugung von codierten Signalen bzw. die Übertragung an einen Empfänger sei wieder auf die 1 oder 2 verwiesen.In 4 is now (corresponding to 3 ) again to see a decoding device DEC and a noise reduction device NR with the essential components for the schematic representation of the sequence of a level adjustment or pre-echo reduction. For the generation of coded signals or the transmission to a receiver is again on the 1 or 2 directed.

Ein CELP-codiertes Signal S_COD,CELP (entsprechend dem Signalbeitrag S_G) wird mittels eines Gesamtband-CELP-Decodierers DEC_GES,CELP' decodiert. Der Gesamtband-CELP-Decodierer umfasst dabei zwei Decodiereinrichtungen, eine erste Decodiereinrichtung DEC_FB_A zum Decodieren des Signals S_COD,CELP in einem ersten Frequenzband A und eine zweite Decodiereinrichtung DEC_FB_B zum Decodieren des Signals S_COD,CELP in einem zweiten Frequenzband B. Ein erstes decodiertes Signal S_CELP_A wird zu einer (ersten) Energiehüllkurvenbestimmungseinheit GE1_A zur Bestimmung der zugehörigen Hüllkurve ENV_CELP_A geleitet, während ein zweites decodiertes Signal S_CELP_B zu einer (zweiten) Energiehüllkurvenbestimmungseinheit GE1_B zur Bestimmung der zugehörigen Hüllkurve ENV_CELP_B geleitet wird.A CELP coded signal S_COD, CELP (corresponding to the signal contribution S_G) is decoded by means of a total band CELP decoder DEC_GES, CELP '. The total band CELP decoder comprises two decoding devices, a first decoding device DEC_FB_A for decoding the signal S_COD, CELP in a first frequency band A and a second decoding device DEC_FB_B for decoding the signal S_COD, CELP in a second frequency band B. A first decoded signal S_CELP_A is passed to a (first) energy envelope determination unit GE1_A for determining the associated envelope ENV_CELP_A, while a second decoded signal S_CELP_B is passed to a (second) energy envelope determination unit GE1_B for determining the associated envelope ENV_CELP_B.

Ein von der Empfängerseite stammendes transformcodiertes Signal S_COD,TDAC (entsprechend dem Signal S_Z) wird zu einem Transformdecodierer DEC_TDAC geleitet, um ein decodiertes Signal S_TDAC zu erzeugen, das wiederum einem Frequenzbandsplitter (Frequenzbandaufteiler) FBS zugeführt wird. Dieser teilt das Signal S_TDAC in zwei Signale, nämlich S_TDAC_A für das Frequenzband A und S_TDAC_B für das Frequenzband B auf. Die Aufteilung in Frequenzbänder kann optional auch im Frequenzbereich, vor der Rücktransformation in den Zeitbereich, erfolgen. Dadurch entfällt insbesondere die mit einem im Zeitbereich arbeitenden Frequenzbandsplitter (Hoch-, Tief-, oder Bandpassfilter) einhergehende Verzögerung. Auch aus diesen decodierten frequenzbandabhängigen Signalen S_TDAC_A und S_TDAC_B wird ebenfalls in einer (dritten) Energiehüllkurvenbestimmungseinheit GE2_A bzw. einer (vierten) Energiehüllkurvenbestimmungseinheit GE2_B die zugehörige Energiehüllkurve ENV_TDAC_A bzw. ENV_TDAC_B bestimmt.One from the receiver side originating transform coded signal S_COD, TDAC (corresponding to the Signal S_Z) is passed to a transform decoder DEC_TDAC, to generate a decoded signal S_TDAC, which in turn is a frequency band splitter (Frequency band splitter) FBS is supplied. This one shares that Signal S_TDAC into two signals, namely S_TDAC_A for the frequency band A and S_TDAC_B for the frequency band B. The Division into frequency bands Optionally also in the frequency domain, before the back transformation into the time domain, respectively. This is eliminated in particular those with a frequency band splitter operating in the time domain Delay (high, low, or band pass filter). Also from these decoded frequency band-dependent signals S_TDAC_A and S_TDAC_B is also stored in a (third) energy envelope determination unit GE2_A or a (fourth) energy envelope determination unit GE2_B the associated one energy envelope ENV_TDAC_A or ENV_TDAC_B determined.

In einer ersten Verstärkungsbestimmungseinheit BD_A wird für das Frequenzband A anhand der Energiehüllkurven ENV_CELP_A und ENV_TDAC_A ein Verstärkungsfaktor (oder auch Dämpfungsfaktor, da die Verstärkung negativ ist) G_A bestimmt, während in einer zweiten Verstärkungsbestimmungseinheit BD_B für das Frequenzband B anhand der Energiehüllkurven ENV_CELP_B und ENV_TDAC_B ein Verstärkungsfaktor (Dämpfungsfaktor) G_B bestimmt wird. Die Bestimmung der jeweiligen Verstärkungsfakto ren kann entsprechend der Bestimmung von 3 (vgl. Komponenten D, BFE) von statten gehen. Es kann dabei beispielsweise wieder ein jeweiliges Verhältnis (Kennzahl) R_A, R_B der Energiehüllkurven für ein jeweiliges Frequenzband A und B, nämlich R_A = ENV_CELP_A/ENV_TDAC_A bzw. R_B = ENV_CELP_B/ENV_TDAC_B gebildet werden, wobei für ein jeweiliges Frequenzband ein Schwellenwert SW_A bzw. SW_B festgelegt wird, bei dessen Unterschreiten ein jeweiliger Verstärkungsfaktor G_A (beispielsweise G_A = R_A) bzw. G_B (beispielsweise G_B = R_B) erzeugt wird, der schließlich auf ein jeweiliges frequenzbandabhängiges Signal S_TDAC_A bzw. S_TDAC_B anzuwenden ist (um eine Dämpfung herbeizuführen). Wird ein jeweiliger Schwellenwert nicht unterschritten kann ein jeweiliger Verstärkungsfaktor G_A bzw. G_B auf "1" festgelegt werden, so dass bei einer Multiplikation ein jeweiliges frequenzbandabhängiges Signal S_TDAC_A bzw. S_TDAC_B unverändert bleibt.In a first gain determination unit BD_A, a gain factor (or attenuation factor, since the gain is negative) G_A is determined for the frequency band A, while in a second gain determination unit BD_B for the frequency band B, a gain factor is calculated using the energy envelopes ENV_CELP_B and ENV_TDAC_B (Damping factor) G_B is determined. The determination of the respective amplification factors can be carried out in accordance with the determination of 3 (see components D, BFE). In this case, for example, a respective ratio (characteristic number) R_A, R_B of the energy envelopes for a respective frequency band A and B, namely R_A = ENV_CELP_A / ENV_TDAC_A or R_B = ENV_CELP_B / ENV_TDAC_B, can again be formed, wherein for a respective frequency band a threshold value SW_A or SW_B, below which a respective amplification factor G_A (for example G_A = R_A) or G_B (for example G_B = R_B) is generated, which is finally to be applied to a respective frequency band-dependent signal S_TDAC_A or S_TDAC_B (to bring about a damping). If a respective threshold value is not undershot, a respective amplification factor G_A or G_B can be set to "1", so that when a multiplication occurs, a respective frequency band-dependent signal S_TDAC_A or S_TDAC_B remains unchanged.

In einer ersten Multiplikationseinrichtung M_A für das Frequenzband A wird schließlich der Verstärkungsfaktor G_A mit dem Signal S_TDAC_A und wird der Verstärkungsfaktor G_B mit dem Signal S_TDAC_B multipliziert. Schließlich werden die multiplizierten (eventuell gedämpften) frequenzbandabhängigen Signale zusammengeführt, um ein endgültiges störgeräuschreduziertes (Gesamtfrequenz-)Signal S_OUT' zu erzielen.In a first multiplier M_A for the frequency band A is finally the gain factor G_A with the signal S_TDAC_A and the amplification factor G_B with the signal S_TDAC_B multiplied. After all become the multiplied (possibly attenuated) frequency band dependent signals merged, for a final störgeräuschreduziertes (Total frequency) signal S_OUT 'too achieve.

Es sei bemerkt, dass obwohl im vorliegenden Beispiel lediglich eine Aufspaltung der decodierten Signalbeiträge S_CELP_A, S_CELP_B, S_TDAC_A und S_TDAC_B in zwei Frequenzbereiche A und B stattgefunden hat, eine Aufteilung auch in 3 oder mehr Frequenzbereiche möglich und vorteilhaft sein kann.It It should be noted that although in the present example only one Splitting of the decoded signal contributions S_CELP_A, S_CELP_B, S_TDAC_A and S_TDAC_B has occurred in two frequency ranges A and B, one Distribution also possible in 3 or more frequency ranges and may be advantageous.

Claims

Method for noise suppression (S_OUT) in a decoded Signal resulting from a first decoded signal contribution (S_CELP) and a second decoded signal contribution (S_TDAC) with the following steps: a. Determining a first energy envelope (ENV_CELP) and a second energy envelope (ENV_TDAC) the first signal contribution (S_CELP) and the second decoded signal contribution (S_TDAC); b. Forming a key figure (R) depending on from a comparison of first and second energy envelope (ENV_CELP, ENV_TDAC); c. Derive a gain factor (G) depending from the key figure (R).

The method of claim 1 with the following further Step: d. Multiplying the second decoded signal contribution (S_TDAC) with the gain factor (G) if the measure (R) does not have a set criterion (C) Fulfills.

Method according to one of the preceding claims, in the decoded signal contributions (S_TDAC, S_CELP) is divided into time segments and the steps a) to d) take place on a periodic basis.

Method according to claim 3, wherein the length of the Time periods for the first and the second decoded signal contribution (S_TDAC, S_CELP) is different and the steps a) to d) on a time scale for the shorter Period of time.

Method according to one of the preceding claims, in the first decoded signal contribution (S_CELP) by decoding a first coding contribution (S_COD, CELP) from a first decoder (DEC_GES, CELP) and the second decoded signal contribution (S_TDAC) by decoding a second coding contribution (S_COD, TDAC, S_COD, CELP, TDAC) from a second decoder (DEC_TDAC).

The method of claim 5, wherein the second coding contribution (S_TDAC) contains the first coding contribution (S_CELP).

Method according to one of the preceding claims, in the index (R) by forming the ratio of first and second energy envelope (ENV_CELP, ENV_TDAC) is formed.

Method according to one of the preceding claims, in the gain factor (G) is equal to the index (R).

Method according to one of the preceding claims, in the first decoded signal (S_CELP) by decoding a Signal (S_COD, CELP) is formed, which of a plurality of first coders (COD1_A, COD1_B, COD_C) is derived, which in different Frequency ranges work.

Method according to one of the preceding claims 5 or 6, in which the first decoder (DEC_GES_CELP) is formed by a CELP decoder becomes.

Method according to one of the preceding claims 5, 6 or 10, in which the second decoder (DEC_TDAC) is replaced by a transform Decoder is formed.

Method according to one of the preceding claims 5, 6, 10 or 11, in the first and second decoders (DEC_TDAC, DEC_CELP) the same frequency range.

Method for noise suppression in a frequency band associated decoded signal, which consists of a respective first decoded signal contribution (S_CELP_A, S_CELP_B) and a respective second decoded signal contribution (S_TDAC_A, S_TDAC_B) for a respective sub-frequency band of the frequency band composed, with following steps: a. Determining a first energy envelope (ENV_CELP_A, ENV_CELP_B) of the respective first decoded signal contribution and a second energy envelope (ENV_TDAC_A, ENV_TDAC_B) and the respective second decoded Signal contributions for one respective subfrequency band; b. Forming a respective key figure (R_A, R_B) depending from a comparison of first and second energy envelope for a respective subfrequency band; c. Deriving a respective amplification factor (G_A, G_B) depending from the respective key figure for a respective subfrequency band.

The method of claim 13 with the following further Step: d. Multiplying the second decoded signal contribution (S_TDAC_A, S_TDAC_B) with the respective amplification factor (G_A, G_B) for a respective one Sub-frequency band, if the respective code (R_A, R_B) is a fixed one Criterion not met.

Device, in particular communication device, with a Arithmetic unit (CPU2), the implementation of a method according to Claims 1 to 14 is formed.