專利名稱：語音同步的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電信領域。更具體而言，本發(fā)明涉及為了測量語音質(zhì)量而將一個基準信號和一個測試信號同步。
背景技術：
在傳統(tǒng)的電信系統(tǒng)中，語音信號(例如口語句子)必須在其上通過的傳輸鏈可以包括語音編碼器、語音解碼器、空中接口、公共交換電話網(wǎng)(PSTN)鏈路、計算機網(wǎng)絡鏈路、接收緩存和信號處理邏輯。如本領域的技術人員所理解的，組成一個傳輸鏈的這些元素中的任何一個或多個可能使語音信號失真。因此，為了保證語音質(zhì)量超過最小可接受標準，測量語音信號的質(zhì)量是非常重要的，以便語音信號可以由收聽者聽見并理解。
典型地，測量語音質(zhì)量包括將一個基準信號發(fā)送通過一個傳輸鏈到接收實體。在這里，將由組成傳輸鏈的各元素引起失真的所接收的語音信號稱作測試信號。然后，測試信號和初始基準信號被轉發(fā)到一個語音質(zhì)量測量算法。然后，語音質(zhì)量測量算法通過將測試信號與基準信號相比較來執(zhí)行非常需要的質(zhì)量測量。
此外，語音信號可能遭受由組成傳輸鏈的一個或多個元素引起的傳輸延遲。為此，在語音質(zhì)量測量算法比較基站信號和測試信號之前，這兩個信號必須被正確對準。因此，信號同步是任何語音質(zhì)量測量過程的一個非常重要的方面。
當然，有許多用于同步諸如基站信號和測試信號的兩個信號的眾所周知的方法。一種這樣的方法涉及估計一個“全局(global)”延遲。根據(jù)該方法，將測試信號或基準信號在時域中移動一個等于被估計的全局延遲的量。之后，這兩個信號被供給語音質(zhì)量測量算法。另一個眾所周知的用于同步基站信號和測試信號的方法涉及迭代地在時域中對準這兩個信號，直到一個互相關測量或其它類似的測量被最大化為止。另一種技術涉及發(fā)送基準信號，此外還發(fā)送例如通過插入一個正弦曲線或線形調(diào)頻脈沖到該基準信號中來標識信號的一個或多個部分的信息。因此，測試信號的所述一個或多個部分可以被更容易地識別并且與基準信號的相應部分對準。
不過，上述每個用于同步一個基準信號和一個測試信號的方法假設由組成傳輸鏈的各部分所引入的延遲是固定延遲。換句話說，假設在基準信號和測試信號之間存在一個不變的時移。不幸的是，傳輸延遲很少是固定或不變的，尤其是隨著諸如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)的分組交換網(wǎng)的引入。例如，在實際上所有分組交換網(wǎng)方案中，傳輸延遲隨著業(yè)務量負載(即網(wǎng)絡中的擁塞等級)而變化。由于業(yè)務量負載通常在連續(xù)的基礎上變化，所以通過網(wǎng)絡的一個單獨語音信號所遭受的傳輸延遲會變化。這樣，由第一和第二點之間的測試信號所遭受的延遲將不同于在另外兩個點之間的相同測試信號所遭受的延遲。如果這些變化的傳輸延遲未被檢測，則基準信號和測試信號將無法被正確對準，并且語音質(zhì)量測量算法將可能無法執(zhí)行正確的語音質(zhì)量測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種算法，它能夠?qū)⒁粋€基準語音信號(這里稱作基準信號)與一個測試語音信號(這里稱作測試信號)同步，在此測試信號通過一個包括語音編碼器、語音解碼器、空中接口、PSTN鏈路、計算機網(wǎng)絡鏈路、緩沖區(qū)、邏輯設備和/或播放設備的任意傳輸鏈，并且其中這些傳輸鏈元素中的任何一個或多個可能會引起信號失真和/或引入變化的傳輸延遲?？傮w上，本發(fā)明的同步算法涉及選擇沿著基準信號的N個同步脈沖。然后，在所選擇的沿著基準信號的同步脈沖和相應的被近似的沿著測試信號的同步點之間執(zhí)行粗略等級同步。為了完成粗略等級的同步，包括同步脈沖、近似同步點對的不同組合的“路徑”被迭代擴充和測試，直到一個完整的具有對于任何其它路徑的最小整體“代價”的包括N個同步脈沖、近似同步點對的路徑出現(xiàn)為止，在此一個路徑的整體“代價”是與每個同步脈沖、同步點對相關的垂直同步測量和水平同步測量的函數(shù)。然后，在粗略等級同步過程中，在所標識的每個同步脈沖、近似同步點對上執(zhí)行一個優(yōu)良等級的同步過程。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠?qū)室粋€任意的基準信號和一個相應的測試信號的同步算法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種算法，它能夠?qū)恃刂粋€基準信號的段和沿著一個測試信號的相應段，其中測試信號遭受變化的傳輸延遲。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種魯棒的同步算法，它能夠在多種條件下同步一個基準信號和一個測試信號，這些條件包括由低比特率編解碼器失真、無線電信道比特錯誤和幀消除所引起的條件；由于例如網(wǎng)絡擁塞、播放緩存上溢和下溢所引起的信號延遲中的突然改變；幅度換算；模擬濾波；以及符號倒置。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以通過一種用于同步兩個信號的方法來達到上述以及其它目的。該方法包括從一個第一信號中選擇一個段，并將該段與來自一個第二信號的多個段相比較。然后，來自第一個信號的段被與來自第二個信號的多個段的相應一個同步。該同步基于一個垂直同步測量值和一個水平同步測量值，其中垂直同步測量值表示來自第一個信號的段與來自第二個信號的多個段相應一個之間的相似性。此外，水平同步測量表示沿著第二個信號的多個段中的相應一個的預期位置與沿著第二個信號的多個段的相應的一個的實際位置之間的差。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，利用一種用于同步第一信號與第二信號的方法來達到上述以及其它目的。該方法包括選擇沿著第一個信號的第一多個段。然后，對于第一多個段的每一個，產(chǎn)生一系列垂直同步測量值，其中每個序列垂直同步測量值表示第一多個段的相應一個與沿著第二個信號的第二多個段的每一個之間的相似性。此外，根據(jù)與第二多個段中的一個相關的相應序列的垂直同步測量值和一個水平同步測量，第一多個段中的一個被與第二多個段中的一個同步，并且其中水平測量表示沿著第二個信號的多個段的相應一個的位置與沿著第二個信號的多個段中的相應的一個的預期位置中的差。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，利用一種同步算法來達到上述以及其它目的。該同步算法包括同步一個基準語音信號和一個測試語音信號，其中測試語音信號被傳送通過一個傳輸網(wǎng)，并且其中傳輸網(wǎng)使得所述測試信號遭受變化的延遲和信號失真。此外，所述算法包括標識沿著基準語音信號的多個同步脈沖段，并且通過將每個同步脈沖段與沿著所述測試信號的各段相比較來為每個同步脈沖段產(chǎn)生一個垂直同步測量曲線。然后，沿著每個垂直同步測量曲線的多個最小值點被標識，其中每個最小值點對應于沿著基本上類似于相應同步脈沖段的測試信號的一個位置。然后，與沿著相應垂直同步測量曲線的每個最小值組合的每個同步脈沖段被確定為一個同步樹根。然后，所述算法標識具有最小垂直同步測量值的同步樹根。然后，通過將下一個同步脈沖與一個位于沿著測試信號的相應同步點同步來擴展與第一個同步樹根相關的路徑，其中所述下一個同步脈沖位于沿著基準信號的臨近與第一個同步樹根相關的同步脈沖的位置。最后，測量對于所述路徑的整體“代價”，其中整體代價是與同步樹根相關的垂直同步測量值、與沿著測試信號的同步點的位置相關的垂直同步測量值、以及水平同步測量值的函數(shù)，并且其中水平同步測量值表示沿著測試信號的同步點的位置與沿著測試信號的同步點的一個預期位置之間的差。


通過下面連同附圖的詳細描述可以理解本發(fā)明的目的和優(yōu)點，其中圖1說明本發(fā)明的概述；圖2是表示與本發(fā)明的同步算法相關的四個基本步驟的流程圖；圖3表示一個示范基準信號r(n)；圖4表示粗略等級同步的四個階段；圖5表示一個垂直同步測量曲線φ1的產(chǎn)生；圖6A和6B是說明與粗略等級同步的擴展和終止階段相關的程序步驟的框圖；圖7表示一個示范水平同步測量HA-1的導出；圖8是說明與估計一個“全局”幅度換算因子相關的過程步驟的框圖；圖9是說明與優(yōu)良等級同步相關的過程步驟的框圖；圖10表示一個基準信號和一個測試信號，其中測試信號遭受嚴重的失真和延遲；圖11表示同步樹的擴展以及計算該同步樹的整體“代價”的過程；以及圖12表示根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的多個同步樹和同步樹根的迭代擴展。
具體實施例方式
圖1表示本發(fā)明的概述，其中基準信號r(n)和測試信號t(n)被發(fā)送到一個同步算法。測試信號t(n)與基準信號r(n)相關，這是因為測試信號表示在基準信號通過一個包括例如語音編碼器、語音解碼器、空中接口、計算機網(wǎng)絡鏈路、無線電信鏈路和PSTN鏈路的一個任意傳輸鏈之后的基準信號r(n)，其中所述傳輸鏈的每個元素可能使得信號失真并且使得信號遭受變化的傳輸延遲。圖1還表示根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，同步算法最終產(chǎn)生N個三元組值{(Pr1，Pt1，q1)，(Pr2，Pt2，q2)…(PrN，PtN，qN)}，其中，Pr1，Pr2…PrN表示沿著基準信號r(n)的N個同步脈沖；Pt1，Pt2…PtN表示沿著測試信號t(n)的N個相應同步位置；并且q1，q2…qN表示與每個同步脈沖Pri、同步點Pti對相關的質(zhì)量測量。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，由同步算法執(zhí)行的四個基本步驟的流程圖。如圖所示，第一個步驟包括選擇沿著基準信號r(n)的N個同步脈沖{Pr1，Pr2…PrN}。在第二個步驟中，同步算法執(zhí)行一個粗略等級同步，其中沿著測試信號t(n)的N個近似同步點{Pt1，Pt2…PtN}被標識，對于沿著基準信號r(n)的N個同步脈沖{Pr1，Pr2…PrN}的每一個的相應的一個。在該第二個步驟中，為每個同步脈沖、近似同步點對產(chǎn)生一個中間質(zhì)量因子q1，q2…qN，其中質(zhì)量因子等于相應的垂直同步測量值，下面將詳細論述。在第三個步驟中，產(chǎn)生一個幅度換算估計。然后，在第四個步驟中，執(zhí)行一個優(yōu)良等級同步，其中優(yōu)良等級同步步驟產(chǎn)生上述的N個三元組值{(Pr1，Pt1，q1)，(Pr2，Pt2，q2)…(PrN，PtN，qN)}，如下所述，其中質(zhì)量因子q1，q2…qN等于信噪比值。現(xiàn)在更詳細地描述這些步驟中的每一個。
在第一個步驟中，同步算法選擇沿著基準信號r(n)的N個同步脈沖Pr1，Pr2…PrN(即，具有段長為Lpulse的N個同步段)。在選擇N個同步脈沖Pr1，Pr2…PrN時，同步算法遵循兩個原則標準。首先，同步算法根據(jù)沿著展示急劇瞬變特性的基準信號r(n)的段(也就是，其中與基準信號r(n)相關的能量顯著增加或減少的段)來選擇同步脈沖。選擇對應于展示急劇瞬變特性的段的同步脈沖的原因是這種段通常在測試信號中更易于標識?？傮w上，急劇瞬變存在于音節(jié)的開始和/或結尾。其次，同步算法選擇N個同步脈沖，以便這些同步脈沖均一地分布跨越在基準信號r(n)中。
圖3表示一個示范基準信號r(n)。在本例中，基準信號r(n)表示口語短語“the depth of this well(這口井的深度)”。而圖本身并未反映真實的數(shù)據(jù)，它沒有說明選擇沿著基準信號r(n)的N個同步脈沖的過程，其中為了說明的目的，N等于數(shù)字10。
在第二個步驟中，同步算法執(zhí)行一個粗略等級同步?？傮w上，該步驟的目的是將在前面的步驟中選擇的沿著基準信號r(n)的N個同步脈沖Pr1，Pr2…PrN的每一個與沿著測試信號t(n)的一個相應的近似同步點Pt1，Pt2…PtN同步。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，粗略等級同步步驟可以劃分成為四個階段建立階段、開始階段、擴展階段和終止階段。這四個階段在圖4中示出。
在粗略等級同步步驟的建立階段中，同步算法為每個同步脈沖Pr1，Pr2…PrN產(chǎn)生一個垂直同步測量曲線φ1，φ2…φN。同步算法通過將一個相應的同步脈沖Pri(或者更明確地沿著對應于同步脈沖Pri的長度為Lpulse的基準信號r(n)的一個段)與分布通過測試信號的多個段中的每一個相比較來產(chǎn)生每個垂直同步測量曲線，例如垂直同步φi。
為了說明，圖5表示垂直同步測量曲線φi的產(chǎn)生，如圖所示，同步算法通過將沿著對應于同步脈沖Pri的基準信號r(n)的段與沿著測試信號t(n)的多個段相比較來產(chǎn)生所述垂直同步測量曲線φi。與垂直同步測量值φi相關的值表示沿著對應于同步脈沖Pri的基準信號r(n)與沿著測試信號的每個段(與同步脈沖Pri相符的段與所述每個段相比較)之間的相似性。
如圖5所示，垂直同步測量曲線φi含有幾個最小值點，其中一個最小值點涉及在零值或者接近零值的垂直同步粗略曲線φi的任何部分。這些最小值點對應于并且因此用于標識沿著最類似于對應于同步脈沖Pri的段的測試信號t(n)的段。垂直同步測量曲線φi含有幾個最小值點的原因是類似的聲音可能在一個口語短語中出現(xiàn)幾次。例如，在口語短語“the depth of this well(這口井的深度)”中，之后跟隨著與單詞“depth”中的“e”相關的聲音的與單詞“the”中的“th”相關的聲音以之后跟隨著單詞“well”中的聲音“e”的單詞“this”中的聲音“th”再次出現(xiàn)。這樣，假設同步脈沖Pri覆蓋含有單詞“the”中的“th”的基準信號r(n)的一個段，本領域的技術人員預期當同步算法在將同步脈沖Pri與沿著測試信號t(n)的多個段相比較時，通過測試信號t(n)的對應于單詞“the”中“th”的部分并且再次當它通過測試信號t(n)的對應于單詞“this”中“th”的部分時，垂直同步測量曲線φi展示最小值點。不過，垂直同步測量曲線φi中對應于沿著測試信號t(n)的與單詞“the”中“th”相關的段的最小值點反映真實同步點；另外的一個或多個最小值點表示假的同步點。
為了提高同步算法在每個垂直同步測量曲線φ1，φ2…φN中標識真實最小值點的概率，同步算法觀察每個垂直同步測量曲線φ1，φ2…φN，并且為每個曲線標識一個固定數(shù)量的M個最小值點。在圖5所示的例子中，M是五。這樣，五個最小值點A-E被沿著垂直同步測量曲線φi標識。由于有N個垂直同步測量曲線φ1，φ2…φN以及為每個曲線標識的M個最小值點，所以同步算法標識總共N×M個最小值點，其中N×M個最小值點中的每一個表示一個潛在的同步脈沖Pri近似同步點Pti對。由于利用下面的進一步的說明而顯而易見的原因，沿著測試信號t(n)的對應于N×M個最小值點的每一個的位置在這里被稱作同步樹根，并且其中每個同步樹根潛在地用作粗略等級同步步驟的擴展階段的開始點。
一旦同步算法標識沿著基準信號r(n)的N個同步脈沖Pr1，Pr2…PrN，以及沿著測試信號t(n)的對于每個同步脈沖Pr1，Pr2…PrN的測試信號t(n)的M個潛在同步點位置，同步算法就確定哪個同步樹根展示最佳同步特性。同步算法通過為每個同步樹根導出一個“代價”因子來進行該確定。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，與每個同步樹根相關的代價因子等于相應的垂直同步測量值。對應于展示最小垂直同步測量值(即展示最小代價)的同步脈沖PrA、近似同步點PtA對被標識為展示最佳同步特性的同步脈沖、同步點對。因此，同步算法使用該同步脈沖PrA、同步點PtA對作為粗略等級同步步驟的擴展階段的開始點。
總體上，同步算法在粗略等級同步步驟的擴展階段中，通過迭代地擴展隨機(casual)和/或非隨機(non-casual)方向中的同步樹根以及隨后計算從相應的同步樹根發(fā)展而來的同步樹的整體代價，將沿著基準信號r(n)的每個同步脈沖Pr1，Pr2…PrN與沿著測試信號t(n)的相應的近似同步點Pt1，Pt2…PtN同步。如下面更詳細地說明的，一個給定的同步樹的整體代價等于與每個部分同步脈沖、同步點對相關的代價的和，其中與任何一個同步脈沖、同步點對相關的代價是相應的垂直同步測量值與除了定義同步樹根的初始同步脈沖、同步點對，水平同步測量H的函數(shù)。然后，在計算了對于同步樹的整體代價之后，同步算法獲得一個具有相對于任何其它同步樹或同步樹根最小的整體代價的下一個同步樹或同步樹根。該下一個同步樹或同步樹根被以類似方式擴展。如上所述，擴展過程被重復，直到一個同步樹被完全擴展，以便與該同步樹相關的一個路徑包括N個同步脈沖、近似同步點對并且具有低于與該或其它同步樹相關的所有其它路徑的整體代價。
圖6A是說明根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，粗略等級同步步驟的開始、擴展和終止階段的框圖。如步驟605所示，標識具有最小整體代價的同步樹或同步樹根，如上所述。最初有N×M個同步樹根，并且在開始階段，這些N×M個同步樹根中的一個被挑選作為具有最小代價因子。該同步樹根被在開始階段確定為擴展階段的開始點。由于與一個同步樹根相關的整體代價等于相應的垂直同步測量值，所以同步算法只需要比較與N×M個同步樹根的每一個相關的垂直同步測量值，以確定哪個具有最小代價。
根據(jù)判定步驟610，同步算法確定所選擇的同步樹根是否可以在隨機和非隨機方向中的任何一個或者兩個中被擴展。總體上，如果隨機和非隨機方向中的任何一個中剩余一個或多個未被同步的同步脈沖，則同步樹或同步樹根是可擴展的。如果根據(jù)判斷步驟610的“是”路徑，同步樹或同步樹根是可擴展的，則同步算法擴展該同步樹或同步樹根一個等級，也就是，在隨機和/或非隨機方向的任何一個中的一個同步脈沖。下面關于圖6B來更詳細地描述擴展一個同步樹或同步樹根的實際過程。盡管如此，在同步算法完成同步樹或同步樹根的擴展之后(其包括更新同步樹的整體代價)，同步算法尋找具有低于任何其它同步樹或同步樹根的代價的另一個同步樹或同步樹根。擴展過程被重復直到根據(jù)判定步驟610的“否”路徑，同步算法標識一個具有最小整體代價并且不能再擴展(即包括所有N個同步脈沖、近似同步點對)的同步樹為止。然后考慮終止粗略等級同步步驟。
圖6B是更詳細說明與根據(jù)圖6A的步驟615的擴展同步樹或同步樹根相關的過程步驟的框圖。在圖6B所示的例子中，擴展包括一個同步脈沖PrA-1以及一個相應的近似同步點PtA-1，其意味著當前的同步樹或同步樹根被在非隨機方向中從一個同步脈沖PrA、近似同步點PtA對擴展。不過，本領域的技術人員應當理解，圖6B所示的相同步驟可以在隨機方向中被執(zhí)行以擴展同步樹或同步樹根，以包括例如同步脈沖PrA+1、近似同步點PtA+1對。
如步驟650所示，擴展過程從沿著測試信號t(n)的近似同步點PtA-1的位置的估計開始。估計沿著信號t(n)的近似同步點PtA-1的位置主要是根據(jù)同步脈沖PrA和PrA-1之間的距離已知這樣一個事實，其是先前的近似同步點PtA的位置。這樣，使用以下關系式可以估計近似同步點PtA-1的位置。
PtA-1＝PtA-(PrA-PrA-1) (1)然后，在過程步驟655中，同步算法檢查與垂直同步測量曲線φA-1的一個段相關的垂直同步測量值，其中被檢查的段對應于近似同步點PtA-1的被估計的位置。實際上，要被檢查的段的大小基于由于傳輸延遲而被預期的最大移動。例如，段的大小可以覆蓋1秒的時間段或者大約8000個抽樣。
根據(jù)判定步驟660，同步算法判定沿著被檢查的段的最小值是否在該段的最中心部分，例如覆蓋200個抽樣(即在中心任何一側100個抽樣)的最中心部分。如果根據(jù)判斷步驟660的“是”路徑，沿著被檢查的垂直同步測量曲線φA-1的段的最小值在該段的最中心位置，則同步算法在過程步驟665中，標識沿著測試信號t(n)的近似同步點PtA-1的位置，以便對應于沿著垂直同步測量曲線φA-1的最小值的位置。
為了跟蹤粗略等級同步的質(zhì)量，同步算法在過程步驟670中導出這里稱作對于先前同步脈沖PrA、近似同步點PtA對與當前同步脈沖PrA-1、近似同步點PtA-1對之間的路徑的組合的同步測量值。組合的同步測量值實際上是與先前的近似同步點PtA相關的垂直同步測量值φA、與當前的近似同步點PtA-1相關的垂直同步測量值φA-1和水平同步測量HA-1的函數(shù)，其中水平同步測量HA-1表示沿著測試信號t(n)的近似同步點PtA-1的實際位置與近似同步點PtA-1的預期位置之間的差。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，可以使用以下關系式來導出組合的同步測量CA-1CA-1＝(φA+φA-1)*(1+(HA-1)/T)p(2)其中T和P是常量。如本領域技術人員應當理解的，水平同步測量HA-1隨著近似同步點PtA-1的實際位置與近似同步點PtA-1的預期位置之間的差的增加而增加。這進而又導致組合的同步粗略CA-1增加，其中較高的組合同步測量值趨向指示同步脈沖PrA-1與近似同步點PtA-1之間的較少正確的粗略等級同步。
將水平同步測量包括在上述過程中是非常重要的，這是因為它趨于惡化含有基本上沿著測試信號相對于一個預期位置放置的同步脈沖、同步點對的同步樹。因此，同步算法較少可能地選擇這些同步樹用于擴展，從而促進含有被更精確同步的同步脈沖、同步點對的同步樹的擴展。
圖7更詳細地說明一個示范水平同步測量HA-1的導出。在圖7的例子中，沿著測試信號t(n)的近似同步點PtA-1的預期位置是先前近似同步點PtA減去0.3秒，其中0.3秒是兩個相鄰同步脈沖PrA與PrA-1之間的實際和已知差。近似同步點PtA-1的實際位置由垂直同步測量曲線φA-1中的最小值位置、先前同步點PtA的位置減去0.35秒來確定。由于水平同步測量HA-1表示沿著測試信號t(n)的近似同步點PtA-1的實際和預期位置之間的差，如上所述，所以水平同步測量HA-1可以通過從另一個中減去一個而導出。在本例中，近似同步點PtA-1的實際位置由PtA-0.35給出，而近似同步點PtA-1的預期位置由PtA-0.30給出。因此，水平同步測量HA-1是0.05。然后，使用上面的等式(2)，如果T設置等于0.25，而P設置等于2，則組合同步測量CA-1將是0.32。
如步驟675所示，同步算法通過更新用于被擴展的同步樹的一個整體的組合同步測量CT來繼續(xù)擴展過程。通過將與每個同步脈沖、同步點對相關的組合的同步測量值Ci相加來導出對于被擴展的這個或任何其它同步樹的整體組合同步測量值CT，如下式所給出的CT=ΣCi(i∈R)---(3)]]>其中Ci由上面的等式(2)給出，其中R是與組成具有對于同步樹最小代價的路徑的同步脈沖、同步點對相關的一組索引。例如，如果當前的同步樹到該點已經(jīng)被擴展為只包括同步脈沖PrA、PrA-1和PrA+1，則CT將等于CA+CA-1+CA+1。
不過，如果根據(jù)判定步驟660的“否”路徑，最小值不在被檢查的垂直同步測量曲線φA-1段的最中心部分，則在過程的步驟680中，標識沿著測試信號t(n)的對于近似同步點PtA-1的兩個假設位置。第一個被標識的位置對應于近似同步點PtA-1的預期位置。沿著測試信號t(n)的第二個被標識的假設位置對應于沿著被檢查的垂直同步測量曲線φA-1段的最小值的實際位置。
根據(jù)過程的步驟685，同步算法然后導出一個組合同步測量值CA-1，如上所述，其中假設近似同步點PtA-1在第一個被標識的假設位置，即沿著測試信號t(n)的近似同步點PtA-1的預期位置。雖然在本例中的水平同步測量值HA-1相對小，但是如果不為零，則垂直同步測量值將相對高。然后，同步算法計算另一個組合同步測量值CA-1，其中現(xiàn)在假設近似同步點PtA-1位于第二個被標識的假設位置。
根據(jù)步驟675，同步算法產(chǎn)生兩個整體組合同步測量值，例如CT’，在此CT’表示對于當前同步樹的整體組合同步測量，假設近似同步點PtA-1位于沿著測試信號t(n)的第一個假設位置，以及CT”，在此CT”表示對于當前同步樹的整體組合同步測量，假設近似同步點PtA-1位于沿著測試信號t(n)的第二個假設位置。應當理解，同步樹現(xiàn)在含有兩個獨立的分支或路徑，一個包括在沿著測試信號t(n)的第一個假設位置的近似同步點，第二個包括沿著測試信號t(n)的第二個假設位置的近似同步點。該同步樹的隨后擴展包括一個分支或另一個，每一個都被同步算法以后單獨考慮。還應當指出，在被檢查的垂直同步測量曲線φA-1段的最中心部分中的最小值點的缺乏多半指示測試信號遭受嚴重失真或遭受變化的傳輸延遲。通過采用如上所述的同步樹分支技術，同步算法就能夠完成一個高質(zhì)量的同步，而不管缺乏關于在測試信號t(n)的失真和/或延遲之后的原因的知識。
為了進一步說明上述的粗略等級同步步驟，特別是當測試信號展示幀消除和延遲改變時，提供下面的例子。圖10表示一個基準信號r(n)和一個相應的測試信號t(n)?；鶞市盘杛(n)含有六個(6)同步脈沖Pr1，Pr2…Pr6。不過，如所示出的，沿著測試信號t(n)的與同步脈沖Pr1和Pr3相關的段已經(jīng)被消除。此外，在測試信號中對應于同步脈沖Pr4和Pr5的段之間顯然出現(xiàn)一個延遲變化。
給定上述信息以及圖10中的基準信號r(n)和測試信號t(n)，以下觀測被指出。垂直同步測量曲線φ1以及垂直同步測量曲線φ3只含有“假的”最小值點，這是由于如上所述，測試信號t(n)中對應于同步脈沖Pr1和Pr3的段已經(jīng)被消除。此外，垂直同步測量曲線φ2，φ4，φ5和φ6含有“真實的”和“假的”最小值點。
假設同步算法被設計為在每個垂直同步測量曲線中標識五個最小點(即M等于5)，則有26個“假的”同步樹根，這是由于在垂直同步曲線φ1和φ3中的所有五個最小點都是假的，而垂直同步曲線φ2，φ4，φ5和φ6中的五個最小點中的四個是假的。關于這些26個“假的”同步樹根，可以說在粗略等級同步步驟的擴展階段中，較差的同步匹配可能象高的垂直同步測量值那樣出現(xiàn)。此外，最小值點更可能偏離它們的預期位置，所以也有高的水平代價。因此，與從假的同步樹根發(fā)出的路徑相關的組合同步測量值可能非常高。這樣，算法實際上能夠丟棄假的假設，而集中于發(fā)源于“真實的”最小值點的同步樹。
還應當指出，當基于線性預測器系數(shù)(LPC)距離同步測量時，垂直同步測量值通常在指示非常好的質(zhì)量的值0.01和指示無相似性的值1.5之間。在本例中，為了清楚起見，假設對于“真實的”最小值點的垂直同步測量值是0.2，對于假的最小點是0.4，并且對于推斷的最小值點是0.8。此外，常量T設置等于0.06，而常量P設置等于2.0，其中T和P涉及組合同步測量。此外，在測試信號t(n)中的真實同步脈沖位置由Pt1，Pt2…Pt6給出，對于垂直同步測量曲線φ2，φ4，φ5和φ6，下列“真實的”最小值點被標識φ2(Pt2)，φ4(Pt4)，φ5(Pt5)和φ6(Pt6)。
現(xiàn)在討論圖11，其中說明了一個具有在Pt4的同步樹根的完整同步樹。此外，圖11所示的同步樹含有出現(xiàn)在Pt1，Pt3和Pt5的多個分支，與沿著測試信號的這些點相關的最小值點或者由于幀消除而不存在，象在Pt1和Pt3的情況中，或者延遲，象在Pt5的情況中。在任何情況下，圖11所示的完整路徑表示具有最小代價的路徑，其可以如下表示同步樹根 φ4(Pt4)+第一次迭代 (φ3(Pt3)+φ4(Pt4))*(1+(0/0.06))2+(φ4(Pt4)+φ5(Pt5))*(1+(0.04/0.06))2+第二次迭代 (φ2(Pt2)+φ3(Pt3))*(1+(0/0.06))2+(φ5(Pt5)+φ6(Pt6))*(1+(0/0.06))2+第三次迭代 (φ1(Pt1)+φ2(Pt2))*(1+(0/0.06))2＝同步樹根 0.2+
第一次迭代 (0.8+0.2)+((0.2+0.2)*2.78)+第二次迭代 (0.2+0.8)+(0.2+0.2)+第三次迭代 (0.8+0.2)＝4.71但是，本領域的技術人員應當理解，對于例如跟隨著圖11中的同步樹所示出的分支之一的路徑的任何其它的路徑的相似計算將導致更大的代價。
盡管圖11說明了一個被完全擴展的同步樹，但是如上所述，同步算法迭代地擴展不只一個同步樹，而是所有的同步樹(從它們相應的同步樹根開始)，假設每個同步樹根在擴展階段中的某個點展示最小代價。因此，圖12示出了發(fā)自在Pt2、Pt4、Pt5和Pt6的四個“真實的”同步樹根的同步樹的示范狀態(tài)。如圖所示，在第一次迭代過程中的同步算法擴展在臨近非隨機方向中的同步點Pt3的Pt4以及在隨機方向中的同步點Pt5的同步樹根。在兩個方向中擴展同步樹時，沒有在沿著測試信號的預期間隔的最中心部分中找到一個最小值點。因此，對于Pt3和Pt5標識了兩個假設位置(即分支)。然后，同步算法擴展另一個同步樹，或者在這種情況下，位于Pt5的一個同步樹根，在此，位于Pt5的同步樹根具有低于新擴展的包括Pt3、Pt4和Pt5的同步樹的代價。再次，同步算法在隨機和非隨機方向中都擴展該下一個同步樹根到Pt4和Pt6的位置。在第三次迭代之后，同步算法擴展另一個同步樹根。這次是在Pt2的同步樹根。如上面更詳細描述的，同步算法繼續(xù)擴展具有最小整體代價的同步樹和同步樹根的這個過程。最后，一個同步樹被完全擴展并且它展示最小可能的代價因子。此時，粗略等級同步步驟完成。
在粗略等級同步步驟完成之后，但是在優(yōu)良等級同步步驟之前，同步算法產(chǎn)生并應用一個估計的全局幅度換算因子。因為發(fā)送的語音信號的幅度可能受到組成傳輸鏈的任何一個或多個部分的影響(例如衰減)，所以產(chǎn)生和應用一個幅度換算因子是非常重要的。此外，本領域的技術人員應當理解，下面將詳細描述的優(yōu)良等級同步過程對于信號幅度是敏感的。
圖8是說明與用于產(chǎn)生估計的全局幅度換算因子的一個示范實施例相關的步驟的流程圖。如步驟805所示，同步算法為每個同步脈沖Pri、近似同步點Pti對{(Pr1，Pt1)，(Pr2，Pt2)…(PrN，PtN)}產(chǎn)生一個幅度估計Si。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，每個幅度估計Si基于相應的同步脈沖Pri和相應的近似同步點Pti之間的能量關系。
根據(jù)步驟810，為每個幅度估計Si產(chǎn)生一個加權因子wi。根據(jù)眾所周知的方法，加權因子wi從相應的中間質(zhì)量因子qi導出，其中qi是相應的垂直測量值的函數(shù)或者等于該值，其中qi提供關于測試信號的相應部分被傳輸鏈保護到何種程度的某個指示。
然后如步驟815所示，同步算法產(chǎn)生一個全局幅度換算因子SG。全局幅度換算因子SG實際上是基于每個幅度估計以及它們的各自加權因子{(S1，w1)，(S2，w2)…(SN，wN)}的被加權的中值。因此，只有沿著測試信號的已經(jīng)被良好保護的那些段實際上對于全局幅度換算因子SG的值有影響。
然后，如步驟820所示，為了規(guī)格化基準信號r(n)和測試信號t(n)的幅度，同步算法將全局幅度換算因子SG應用到測試信號?？商娲?，該算法可以顛倒全局幅度換算因子SG的值，并且將其應用到基準信號r(n)以規(guī)格化所述兩個信號的幅度。
一旦粗略等級同步步驟被完成，并且在與基準信號r(n)和測試信號t(n)相關的幅度被相對于彼此規(guī)格化之后，同步算法就執(zhí)行一個優(yōu)良等級同步過程。優(yōu)良等級同步過程的目的是最小化跟隨著粗略等級同步步驟的任何水平同步錯誤。
如圖2所示，在優(yōu)良等級同步步驟中，同步算法獲得在如上所述的粗略等級同步步驟過程中產(chǎn)生的N個三元組值{(Pri，Pti，qi)，(Pr2，Pt2，q2)…(PrN，PtN，qN)}以及全局幅度換算因子SG，并產(chǎn)生一個更精確的同步。這樣，優(yōu)良等級同步步驟導致N個三元組值{(Pr1，Pt1，q1)，(Pr2，Pt2，q2)…(PrN，PtN，qN)}，其中同步點Pt1，Pt2…PtN以及同步質(zhì)量因子q1，q2…qN不再被認為是近似值。
總體上，對于一個給定的同步脈沖Pri，優(yōu)良等級同步包括將基準信號r(n)的相應段與沿著測試信號t(n)的多個段的每一個相比較，其中對于得到的所有這些段的最中心點一起構成近似同步點Pti周圍的一個間隔，所述近似同步點Pti的位置是在上述粗略等級同步步驟中確定的。例如，與同步脈沖Pri相關的段可以與沿著測試信號t(n)的300個不同段相比較，其中沿著測試信號t(n)的每個段的中心點的位置可以從Pti-150個抽樣到Pti+150個抽樣。不過，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，在近似同步點Pti中和周圍的段的實際數(shù)量基于粗略等級同步步驟的正確性。
在將與同步脈沖Pri相關的段與和例如沿著測試信號t(n)的位置Pti-150個抽樣到Pti+150個抽樣相關的每個段相比較時，同步算法導出一個優(yōu)良等級同步測量。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，優(yōu)良等級測量是一個分段的信噪比(即SEG-SNR)。如果在與同步脈沖Pri和沿著測試信號t(n)的任何一個之間的比較導致一個大的SER-SNR值，則這兩個段之間的同步的質(zhì)量被認為是良好的，而這兩個段之間的同步的質(zhì)量被認為不如當SER-SNR值相對低時理想。因此，在優(yōu)良同步步驟中，同步算法確定當和與同步脈沖Pri相關的段相比較時，沿著測試信號t(n)的哪個段導致最大的SER-SNR值。沿著測試信號t(n)的這個段的位置被確定為優(yōu)良等級同步點Pti，而SER-SNR值被確定為同步qi的質(zhì)量。
圖9是說明用于完成對于N個同步脈沖Pri之一的優(yōu)良等級同步步驟的一個示范過程的框圖。如步驟905所示，作為粗略等級同步步驟的結果，同步算法接收沿著基準信號r(n)的同步脈沖Pri的位置、相應的近似同步點Pti的位置以及近似的或中間同步質(zhì)量因子qi，其中qi等于與同步脈沖Pri、近似同步點Pti對相關的組合同步測量值。
然后在步驟910中，同步算法將與同步脈沖Pri相關的段與沿著測試信號的各段中的第一個對準并比較，其中沿著測試信號的該第一個段的中心沿著測試信號位于Pti+j，其中變量j的值最初可以設置為例如-150個抽樣。這樣，將被與和同步脈沖Pri相關段相比較的沿著測試信號的第一個段在沿著測試信號集中在位置Pti-150個抽樣。
如步驟915所示，同步算法在比較兩個段時，確定信號能量等級(即剩余能量)中的差。然后，在步驟920中，同步算法導出一個SNR值，在此SNR值表示與同步脈沖Pri、同步點Pti-150對相關的同步質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，使用一個分段SNR或SEG-SNR?？梢愿鶕?jù)以下等式導出SEG-SNR-10B-1Σlog10Σ(n=0,...,D-1)(|r(Pri+b*D+n)|-|t((Pti+j)+b*D+n)|)2Σ(n=0,...,D-t)r(Pri+b*D+n)2---(4)]]>在此，與同步脈沖Pri相關的段與集中在沿著測試信號的Pti+j的段被劃分成為多個子段B，在此D是每個段的長度，并且b*D是同步脈沖的全部長度。此外，注意在等式(X)中，能量值|r(Pri+b*D+n)|和|t((Pti+j)+b*D+n|的幅度被使用。其目的是供給符號反轉。此外，可能采用一個額外的功能連同等式(X)來抑制展示負SNR的段對于整體SER-SNR值的不利影響。
然后，根據(jù)步驟925，同步算法判斷與同步脈沖Pri相關的段是否要與沿著測試信號的另外的段相比較。如果根據(jù)判斷步驟925的“是”路徑，有沿著測試信號的下一個段要與和同步脈沖Pri相關的段比較，則同步算法增加變量j的值，例如到-149個抽樣的值，并且如步驟910所示，對準和比較這些段。當然，該過程被重復直到沿著測試信號的所有段都被與和同步脈沖Pri的段相比較為止。此時，根據(jù)判斷步驟925的“否”路徑，沿著測試信號Pti+j的導致最佳SER-SNR的段被確定為優(yōu)良等級同步點Pti。
應當指出，已經(jīng)根據(jù)旨在在所有方面說明而非限制的示范實施例描述了本發(fā)明。這樣，本發(fā)明在詳細實現(xiàn)中可以有多種改變，這些改變是可以由本領域的人員或普通技術人員從這里所包含的描述中導出的。所有這些改變都認為是在由下列權利要求定義的本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。
權利要求
1.一種用于同步兩個信號的方法，包括步驟從第一信號中選擇一個段；將從所述第一信號中選擇的段與來自一個第二信號的多個段相比較；以及關于來自所述第二信號的所述多個段的每一個來檢測由來自所述第一信號的所述段所經(jīng)歷的干擾；以及根據(jù)一個垂直同步測量值和一個水平同步測量值而將來自所述第一信號的段與來自所述第二信號的多個段中的相應一個同步，其中垂直同步測量值表示來自所述第一信號的段與來自所述第二信號的多個段中的相應一個之間的相似性，并且其中水平同步測量表示沿著所述第二信號的多個段的相應一個的預期位置與沿著所述第二信號的多個段的相應一個的實際位置之間的差。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述從第一信號中選擇一個段的步驟包括步驟根據(jù)與被選擇的段相關的能量等級中的改變速率來選擇段。
3.根據(jù)權利要求1的方法還包括步驟關于幅度來將所述第二信號相對于所述第一信號換算。
4.根據(jù)權利要求1的方法還包括步驟將來自所述第一信號的段與沿著第二信號的多個段對準，其中沿著所述第二信號的多個段中的每一個位于相對于來自所述第一信號的段與之同步的所述多個段之一的一個間隔內(nèi)；根據(jù)一個相應的能量等級和與來自第一信號的段相關的一個能量等級來為沿著第二信號的多個段中的每一個確定一個信噪比；以及將來自所述第一信號的段與和最大信噪比相關的段重新同步。
5.根據(jù)權利要求1的方法，在此所述第一和第二信號是語音信號。
6.在一個信號傳輸網(wǎng)中，用于將第一信號與第二信號同步的方法包括步驟選擇沿著第一信號的第一多個段；為第一多個段中的每一個產(chǎn)生一系列垂直同步測量值，其中每個系列垂直同步測量值表示第一多個段中相應的一個與沿著第二信號的第二多個段的每一個之間的相似性；以及根據(jù)一個相應的系列垂直同步測量值和與所述第二多個段之一相關的一個水平同步測量而將第一多個段中的一個與第二多個段中的一個同步，其中水平測量表示沿著第二信號的多個段中的相應一個的位置與沿著第二信號的多個段中的相應一個的預期位置之間的差。
7.根據(jù)權利要求6的方法，其中所述選擇沿著第一信號的第一多個段的步驟包括步驟根據(jù)對應于第一多個段的每一個的信號能量中的改變速率來選擇第一多個段的每一個。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中第一多個段被以基本上相等的間隔分布在所述第一信號中。
9.根據(jù)權利要求6的方法，其中所述根據(jù)一個相應系列的垂直同步測量值和與所述第二多個段之一相關的一個水平同步測量而將第一多個段之一與第二多個段之一對準的步驟包括步驟根據(jù)沿著所述第一信號的所述第一多個段的相應一個的已知位置來估計對于沿著所述第二信號的所述第二多個段之一的位置；檢查對應于沿著所述第二信號的所述第二多個段之一的被估計的位置的多個垂直同步測量值，并標識最小垂直同步測量值；以及根據(jù)與最小垂直測量值相關的一個位置來將所述第一多個段之一與沿著所述第二信號的一個位置同步。
10.根據(jù)權利要求6的方法還包括步驟將所述第一多個段的每一個與所述第二多個段的相應一個同步；為每對被同步的段產(chǎn)生一個幅度估計；根據(jù)與一對相應的被同步的段相關的一個同步質(zhì)量因子而為每個幅度估計產(chǎn)生一個加權因子；將每個加權因子應用到相應的幅度估計中；以及根據(jù)每對被同步的段的被加權幅度估計來產(chǎn)生一個全局幅度換算因子。
11.根據(jù)權利要求6的方法還包括步驟將所述第一多個段中的一個與沿著所述第二信號的靠近所述第二多個段中的一個的多個段相比較；以及根據(jù)一個分段信噪比值來改進所述第一多個段中的一個與沿著所述第二信號的靠近所述第二多個段之一的多個段中的一個的同步。
12.根據(jù)權利要求6的方法，其中所述第一信號是一個基準語音信號，而所述第二信號是一個測試語音信號，并且其中所述第二信號表示在經(jīng)歷了變化的傳輸延遲之后的所述第一信號。
13.在一個信號傳輸網(wǎng)中，一種用于同步一個基準語音信號和一個測試語音信號的同步算法，其中測試語音信號被傳輸通過傳輸網(wǎng)，并且其中傳輸網(wǎng)引起測試信號經(jīng)歷變化的傳輸延遲和信號失真，所述算法包括步驟標識沿著基準語音信號的多個同步脈沖段；通過將每個同步脈沖段與沿著測試信號的段相比較來為每個同步脈沖段產(chǎn)生一個垂直同步測量曲線，其中相對低的同步測量值指示一個同步脈沖段與沿著測試信號的一個相應段之間的相似性；標識沿著每個垂直同步測量曲線的多個最小值點，其中每個最小值點對應于沿著測試信號的基本上類似于相應的同步脈沖段的隨機位置；將與沿著相應垂直同步測量曲線的每個最小值點組合的每個同步脈沖段確定為一個同步樹根；標識具有最小垂直同步測量值的第一同步樹根；通過將下一個同步脈沖與位于沿著測試信號的一個相應同步點同步來擴展來自第一同步樹根的一個路徑，其中所述下一個同步脈沖位于沿著基準信號的靠近與第一同步樹根相關的同步脈沖的位置；以及為同步樹路徑測量一個整體“代價”，其中整體代價是與同步樹根相關的垂直同步測量值、與沿著測試信號的同步點的位置相關的一個垂直同步測量值以及一個水平同步測量值的函數(shù)，并且其中水平同步測量值表示沿著測量信號的同步點的位置與沿著測量信號的同步點的一個預期位置之間的差。
14.根據(jù)權利要求13的算法，其中所述標識具有最小垂直同步測量值的第一同步樹根的步驟包括步驟將第一同步樹根的垂直同步測量值與和另外的同步樹根相關的垂直同步測量值相比較。
15.根據(jù)權利要求13的算法，其中所述擴展第一同步樹根的步驟包括步驟檢查沿著垂直同步測量曲線的一個間隔的對應于下一個同步脈沖的垂直同步測量值，其中所述間隔具有一個包括同步點被預期的位置的最中心區(qū)域；為所述間隔確定一個最小垂直同步測量值；以及確定沿著測試信號的同步點的位置，以便如果最小垂直同步測量值位于所述間隔的最中心區(qū)域中，則該位置對應于沿著垂直同步測量曲線的最小垂直同步測量值的位置。
16.根據(jù)權利要求13的算法，其中所述擴展第一同步樹根的步驟包括步驟檢查沿著垂直同步測量曲線的一個間隔的對應于下一個同步脈沖的垂直同步測量值，其中所述間隔具有一個包括同步點的被預期位置的最中心區(qū)域；為所述間隔確定一個最小垂直同步測量值；以及如果對于所述間隔的最小垂直同步測量值在最中心區(qū)域之外，則為沿著測試信號的同步點確定兩個假設位置。
17.根據(jù)權利要求16的算法，其中對于沿著測試信號的同步點的假設位置中的一個與沿著垂直同步測量曲線的最小值的位置相符。
18.根據(jù)權利要求16的算法，其中對于沿著測試信號的同步點的假設位置中的一個與沿著垂直同步測量曲線的最小值的被預期的位置相符。
19.根據(jù)權利要求13的算法，還包括步驟標識具有最小整體代價的下一個同步樹根或同步樹路徑；判定所述下一個同步樹根或同步樹路徑是否是可擴展的；如果是擴展的，則擴展所述下一個同步樹根或同步樹路徑；并且更新與所述下一個同步樹根或同步樹路徑相關的整體代價。
20.根據(jù)權利要求19的算法，還包括步驟如果所述被標識的下一個同步樹根或同步樹路徑具有最小代價并且不能再擴展，則將所述下一個同步樹根或同步樹路徑標識作為具有最小代價的同步路徑。
21.根據(jù)權利要求19的算法，還包括步驟繼續(xù)標識下一個同步樹路徑，直到具有最小代價的同步樹不能再擴展為止。
全文摘要
一種算法,其能夠同步兩個語音信號,一個是基準信號,另一個是測試信號,在此測試信號通過一個任意的傳輸鏈,該傳輸鏈包括任何數(shù)量的不同元素,如語音編碼器、語音解碼器、空中接口、PSTN鏈路、計算機網(wǎng)絡鏈路、緩沖區(qū)、邏輯設備和/或播放設備,并且其中任何一個或多個這些傳輸鏈元素可能使得測試信號失真和/或引入變化的傳輸延遲。所述算法包括選擇沿著基準信號的N個同步脈沖。然后,在同步脈沖和沿著測試信號的相應的近似點之間執(zhí)行粗略等級同步。通過迭代地擴展和測試大量的“同步樹”來完成該粗略等級同步,其中每個同步樹進而又包括幾個路徑或同步脈沖、同步點對的組合。最后,所述算法完全擴展一個展示低于任何其它同步樹的整體“代價”的同步樹,在此整體代價是與每個同步脈沖、同步點對相關的垂直和水平測量值的函數(shù)。此外,在粗略等級同步過程中,在每個同步脈沖、近似同步點對上執(zhí)行優(yōu)良等級同步過程。
文檔編號H04L7/04GK1385014SQ00815048
公開日2002年12月11日 申請日期2000年10月20日 優(yōu)先權日1999年10月29日
發(fā)明者B·蒂穆斯, J·倫德貝里, A·斯泰納松 申請人:艾利森電話股份有限公司