(57)【要約】  ある装置及び方法において、時間変化する信号は、処理され、そして全−極モデルに達するように周波数ドメイン線形予測（ＦＤＬＰ）スキームを介してエンコードされる。本スキームの結果としてもたらされる残差信号が、推定される。全−極モデルの量子化された値と残差信号は、送信又は記憶のために適したエンコードされた信号としてパケット化される。時間変化する信号を再生するために、エンコードされた信号は、デコードされる。デコーディング・プロセスは、基本的にエンコーディング・プロセスの逆である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の周波数変換値を与えること；
値の集合を生成するために前記周波数変換値に周波数ドメインにおいて線形予測スキームを適用すること；
前記信号のキャリア周波数情報を推定すること；及び
前記信号のエンコードされたデータとして前記値の集合及び前記キャリア周波数情報を含めること
を具備する、信号をエンコードするための方法。
【請求項２】
前記信号は時間変化する信号の一部であり、前記方法は、前記信号の前記エンコードされたデータとして前記時間変化する信号の複数の部分をエンコードすることをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項３】
エンコーディングの前に離散信号として前記信号を変換することをさらに具備する、請求項２の方法。
【請求項４】
通信チャネルを経由して前記信号の前記エンコードされたデータを送ることをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項５】
前記信号の周波数成分を評価すること、そしてその後、前記信号の前記キャリア周波数情報として前記周波数成分の一部を選択することをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項６】
信号の周波数変換値の周波数ドメインにおける線形予測スキームから結果としてもたらされる値の集合を与えること；
前記値の集合を時間ドメイン値に変換すること；
前記信号のキャリア周波数情報を与えること；及び
前記信号のデコードされたデータとして前記時間ドメイン値及び前記キャリア周波数情報を含めること
を具備する、信号をデコードするための方法。
【請求項７】
前記信号は時間変化する信号の一部であり、前記方法は、前記信号の前記デコードされたデータとして前記時間変化する信号の複数の部分をデコードすることをさらに具備する、請求項６の方法。
【請求項８】
時間変化する信号として前記信号の前記デコードされたデータを変換することをさらに具備する、請求項７の方法。
【請求項９】
前記線形予測スキームから結果としてもたらされる前記値の集合及び前記キャリア周波数情報を通信チャネルから受け取ることをさらに具備する、請求項６の方法。
【請求項１０】
前記周波数情報から信号キャリアを与えること；
前記時間ドメイン値から信号エンベロープを与えること；及び
前記信号の時間変化するバージョンとして前記信号エンベロープにより前記信号キャリアを変調すること
をさらに具備する、請求項６の方法。
【請求項１１】
時間変化する信号の信号エンベロープを推定するための方法であって、
前記時間変化する信号の周波数ドメイン変換値を与えること；
パラメータの集合を生成するために前記周波数ドメイン変換値に周波数ドメインにおいて線形予測スキームを適用すること；及び
前記時間変化する信号の前記信号エンベロープの推定値として該周波数ドメインから時間ドメインに前記パラメータの集合を変換すること
を具備する方法。
【請求項１２】
前記時間変化する信号は、信号キャリアをさらに含み、前記方法は、前記時間変化する信号の周波数成分を評価することにより前記信号キャリアを推定すること、そしてその後、前記時間変化する信号の前記信号キャリアの別の１つの推定値として前記周波数成分の一部を選択することをさらに具備する、請求項１１の方法。
【請求項１３】
信号の周波数変換値を与えるための手段；
値の集合を生成するために前記周波数変換値に周波数ドメインにおいて線形予測スキームを適用するための手段；
前記信号のキャリア周波数情報を推定するための手段；及び
前記信号のエンコードされたデータとして前記値の集合及び前記キャリア周波数情報を含めるための手段
を具備する、信号をエンコードするための装置。
【請求項１４】
前記信号は時間変化する信号の一部であり、前記装置は、前記信号の前記エンコードされたデータとして前記時間変化する信号の複数の部分をエンコードするための手段をさらに具備する、請求項１３の装置。
【請求項１５】
エンコーディングの前に離散信号として前記信号を変換するための手段をさらに具備する、請求項１４の装置。
【請求項１６】
通信チャネルを経由して前記信号の前記エンコードされたデータを送るための手段をさらに具備する、請求項１３の装置。
【請求項１７】
前記信号の周波数成分を評価するため、そしてその後、前記信号の前記キャリア周波数情報として前記周波数成分の一部を選択するための手段をさらに具備する、請求項１３の装置。
【請求項１８】
信号の周波数変換値の周波数ドメインにおける線形予測スキームから結果としてもたらされる値の集合を与えるための手段；
前記値の集合を時間ドメイン値に変換するための手段；
前記信号のキャリア周波数情報を与えるための手段；及び
前記信号のデコードされたデータとして前記時間ドメイン値及び前記キャリア周波数情報を含めるための手段
を具備する、信号をデコードするための装置。
【請求項１９】
前記信号は時間変化する信号の一部であり、前記装置は、前記信号の前記デコードされたデータとして前記時間変化する信号の複数の部分をデコードするための手段をさらに具備する、請求項１８の装置。
【請求項２０】
時間変化する信号として前記信号の前記デコードされたデータを変換するための手段をさらに具備する、請求項１９の装置。
【請求項２１】
前記線形予測スキームから結果としてもたらされる前記値の集合及び前記キャリア周波数情報を通信チャネルから受け取るための手段をさらに具備する、
請求項１８の装置。
【請求項２２】
前記周波数情報から信号キャリアを与えるための手段；
前記時間ドメイン値から信号エンベロープを与えるための手段；及び
前記信号の時間変化するバージョンとして前記信号エンベロープにより前記信号キャリアを変調するための手段
をさらに具備する、請求項１８の装置。
【請求項２３】
時間変化する信号の信号エンベロープを推定するための装置であって、
前記時間変化する信号の周波数ドメイン変換値を与えるための手段；
パラメータの集合を生成するために前記周波数ドメイン変換値に周波数ドメインにおいて線形予測スキームを適用するための手段；
前記時間変化する信号の前記信号エンベロープの推定値として該周波数ドメインから時間ドメインに前記パラメータの集合を変換するための手段
を具備する装置。
【請求項２４】
前記時間変化する信号は、信号キャリアをさらに含み、前記装置は、前記時間変化する信号の周波数成分を評価することにより前記信号キャリアを推定するため、そしてその後、前記時間変化する信号の前記信号キャリアの別の１つの推定値として前記周波数成分の一部を選択するための手段をさらに具備する、請求項２３の方法。
【請求項２５】
信号の周波数変換値を与えるために、そして値の集合を生成するために前記周波数変換値に周波数ドメインにおいて線形予測スキームを適用するために、そしてさらに、前記信号のキャリア周波数情報を推定するために構成されたエンコーダ；及び
前記信号のエンコードされたデータとして前記値の集合及び前記キャリア周波数情報をパケット化するために前記エンコーダに接続されたデータ・パケッタイザ
を具備する、信号をエンコードするための装置。
【請求項２６】
通信チャネルを経由して前記エンコードされたデータを送るために前記データ・パケッタイザに接続された送信回路をさらに具備する、請求項２５の装置。
【請求項２７】
信号の周波数変換値の周波数ドメインにおける線形予測スキームから結果としてもたらされる値の集合、及び前記信号のキャリア周波数情報を逆パケット化するために構成されたデータ逆パケッタイザ；及び
前記逆パケッタイザに接続されたデコーダ、前記デコーダは前記値の集合を時間ドメイン値へと変換するために構成される
を具備する、信号をデコードするための装置。
【請求項２８】
下記のためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードを物理的に組み込んだコンピュータ読取り可能な媒体、
を具備する、コンピュータ・プログラム製品であって、
該プログラム・コードは；
信号の周波数変換値を与えるため；
値の集合を生成するために前記周波数変換値に周波数ドメインにおいて線形予測スキームを適用するため；
前記信号のキャリア周波数情報を推定するため；及び
前記信号のエンコードされたデータとして前記値の集合及び前記キャリア周波数情報を含めるため
のプログラム・コードである、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項２９】
前記信号は時間変化する信号の一部であり、前記コンピュータ読取り可能な媒体は、前記信号の前記エンコードされたデータとして前記時間変化する信号の複数の部分をエンコードするためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードをさらに具備する、請求項２８のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項３０】
前記コンピュータ読取り可能な媒体は、エンコーディングする前に離散信号として前記信号を変換するためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードをさらに具備する、請求項２９のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項３１】
前記コンピュータ読取り可能な媒体は、通信チャネルを経由して前記信号の前記エンコードされたデータを送るためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードをさらに具備する、請求項２８のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項３２】
前記コンピュータ読取り可能な媒体は、前記信号の周波数成分を評価するため、そしてその後、前記信号の前記キャリア周波数情報として前記周波数成分の一部を選択するためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードをさらに具備する、請求項２９のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項３３】
下記のためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードを物理的に組み込んだコンピュータ読取り可能な媒体、
を具備する、コンピュータ・プログラム製品であって、
該プログラム・コードは；
信号の周波数変換値の周波数ドメインにおける線形予測スキームから結果としてもたらされる値の集合を与えるため；
前記値の集合を時間ドメイン値に変換するため；
前記信号のキャリア周波数情報を与えるため；及び
前記信号のデコードされたデータとして前記時間ドメイン値及び前記キャリア周波数情報を含めるため
のプログラム・コードである、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項３４】
前記信号は時間変化する信号の一部であり、前記コンピュータ読取り可能な媒体は、前記信号の前記デコードされたデータとして前記時間変化する信号の複数の部分をデコードするためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードをさらに具備する、請求項３３のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項３５】
前記コンピュータ読取り可能な媒体は、時間変化する信号として前記信号の前記デコードされたデータを変換するためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードをさらに具備する、請求項３４のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項３６】
前記コンピュータ読取り可能な媒体は、前記線形予測スキームから結果としてもたらされる前記値の集合及び前記キャリア周波数情報を通信チャネルから受け取るためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードをさらに具備する、請求項３２のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項３７】
前記コンピュータ読取り可能な媒体は：
前記周波数情報から信号キャリアを与えるため；
前記時間ドメイン値から信号エンベロープを与えるため；及び
前記信号の時間変化するバージョンとして前記信号エンベロープにより前記信号キャリアを変調するため
のコンピュータ読取り可能なプログラム・コードをさらに具備する、請求項３２のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項３８】
下記のためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードを物理的に組み込んだコンピュータ読取り可能な媒体、
を具備する、時間変化する信号の信号エンベロープを推定するためのコンピュータ・プログラム製品であって、
該プログラム・コードは；
前記時間変化する信号の周波数ドメイン変換値を与えるため；
パラメータの集合を生成するために前記周波数ドメイン変換値に周波数ドメインにおいて線形予測スキームを適用するため；
前記時間変化する信号の前記信号エンベロープの推定値として該周波数ドメインから時間ドメインに前記パラメータの集合を変換するため
のプログラム・コードである、コンピュータ・プログラム製品。
【請求項３９】
前記時間変化する信号は、信号キャリアをさらに含み、前記コンピュータ読取り可能な媒体は、前記時間変化する信号の周波数成分を評価することにより前記信号キャリアを推定するため、そしてその後、前記時間変化する信号の前記信号キャリアの別の１つの推定値として前記周波数成分の一部を選択するためのコンピュータ読取り可能なプログラム・コードをさらに具備する、請求項３８のコンピュータ・プログラム製品。
【請求項４０】
時間変化する信号の周波数ドメインにおける線形予測スキームから生成される値の集合のコンピュータ読取り可能なデータを組み込んでいる第１の信号部分；及び
前記時間変化する信号のキャリア情報のコンピュータ読取り可能なデータを組み込んでいる第２の信号部分、前記第２の信号部分は、前記第１の信号部分と結合される、
を具備する、媒体波中に組み込まれた信号。
【請求項４１】
時間変化する信号から推定される信号キャリア；及び
前記信号キャリアを変調する信号エンベロープ、前記信号エンベロープは、前記時間変化する信号の周波数ドメインにおける線形予測スキームから生成される周波数ドメイン変換値の時間ドメイン変換から形成される、
を具備する、媒体波中に組み込まれた信号。
【発明の詳細な説明】
【関連文献】
【０００１】
［米国特許法３５§１１９による優先権の主張］
特許に関する本出願は、米国特許仮出願番号第６０／７２９，０４４号、名称“スペクトル・ダイナミックスに基づく信号コーディング及びデコーディング（Signal Coding and Decoding Based on Spectral Dynamics）”、２００５年１０月２１日出願、に優先権を主張し、本出願の譲受人に譲渡され、そして本明細書中に引用によってその全体が取り込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に信号処理に係わり、そして特に、記憶及び検索のために又は通信のために信号をエンコードすること及びデコードすることに関する。
【背景技術】
【０００３】
ディジタル電気通信において、信号は、送信のためにコード化され、そして受信のためにデコードされる必要がある。信号のコーディングは、送信媒体を経由する伝搬のために適したフォ−マットへと原信号を変換することに関係する。その目的は、媒体の帯域幅の少ない消費であることのほかに、原信号の品質を保護することである。信号のデコーディングは、コーディング・プロセスの逆を含む。
【０００４】
公知のコーディング方式は、パルス−コード変調（ＰＣＭ：pulse-code modulation）の技術を使用する。図１を参照して、それは、例えば、会話信号のセグメントであり得る時間変化する信号ｘ（ｔ）を示す。ｙ−軸とｘ−軸は、それぞれ、強度と時間を表す。アナログ信号ｘ（ｔ）は、複数のパルス２０によりサンプリングされる。各パルス２０は、特定の時刻における信号ｘ（ｔ）を表している強度を有する。パルス２０のそれぞれの強度は、その後、例えば、後の送信のためにディジタル値にコード化されることが可能である。
【０００５】
帯域幅を節約するために、ＰＣＭパルス２０のディジタル値は、送信の前に対数信号圧縮伸長技術を使用して圧縮されることが可能である。受信側では、受信機は、上に述べたコーディング・プロセスの逆を単に実行して、元々の時間変化する信号ｘ（ｔ）の近似バージョンを再生する。上述の方式を利用する装置は、一般にａ−則（a-law）コーデック又はμ−則（μ-law）コーデックと呼ばれる。
【０００６】
ユーザの数が増加するにつれて、帯域幅を節約するためのさらなる実際的な必要性がある。例えば、無線通信システムにおいて、非常に多数のユーザは、有限の周波数スペクトルを共有することであり得る。各ユーザは、通常、他のユーザとの間で限られた帯域幅を割り当てられる。
【０００７】
過去１０年くらいの間において、かなりの量の進展が、会話コーダの開発においてなされてきている。一般に適用される技術は、コード励振線形予測（ＣＥＬＰ：code excited linear prediction）の方法を利用する。ＣＥＬＰ法の詳細は、出版物、題名“会話信号のディジタル処理（Digital Processing of Speech Signals）”、ラビナー及びシェーファー著、プレンティス・ホール、ＩＳＢＮ：０１３２１３６０３１、１９７８年９月、及び題名“会話信号の離散−時間処理（Discrete-Time Processing of Speech Signal）”、デラー、プロアキ、及びハンセン著、ウィレイ−ＩＥＥＥプレス、ＩＳＢＮ：０７８０３５３８６２、１９９９年９月、に見られる。ＣＥＬＰ法の基盤になる基本原理が、以下に簡単に説明される。
【０００８】
参照は、ここで図１に戻る。各ＰＣＭサンプル２０を独立してディジタル的にコーディングすることそして送信することの代わりにＣＥＬＰ法を使用して、ＰＣＭサンプル２０は、グループでコード化されそして送信される。例えば、図１の時間変化する信号ｘ（ｔ）のＰＣＭパルス２０は、最初に複数のフレーム２２へと区分される。各フレーム２２は、例えば、２０ｍｓの一定の期間である。各フレーム２２内のＰＣＭサンプル２０は、ＣＥＬＰスキーム（scheme）を介して一括してコード化され、そしてその後送信される。サンプリングされたパルスの具体例のフレームは、図１に示されたＰＣＭパルス・グループ２２Ａ−２２Ｃである。
【０００９】
簡単の目的で、例示のために３つのＰＣＭパルス・グループ２２Ａ−２２Ｃだけを取り上げる。送信の前のエンコーディングの期間に、ＰＣＭパルス・グループ２２Ａ−２２Ｃのディジタル値は、線形予測器（ＬＰ：linear predictor）モジュールへと連続的に供給される。結果の出力は、周波数値の集合であり、“ＬＰフィルタ”又は簡単に“フィルタ”とも呼ばれ、それはパルス・グループ２２Ａ−２２Ｃのスペクトル成分を基本的に表わす。ＬＰフィルタは、次に量子化される。
【００１０】
ＬＰモジュールは、ＰＣＭパルス・グループ２２Ａ−２２Ｃのスペクトル表示の近似値を生成する。そのように、予測プロセスの期間に、エラー又は残差値が導入される。残差値は、コードブックにマッピングされ、それはＰＣＭパルス・グループ２２Ａ−２２Ｃのコード化されたディジタル値をぴったりと符合させるために利用可能な様々な組み合わせのエントリを搬送する。コードブック中の最適値がマッピングされる。マッピングされた値は、送信されようとしている値である。全体のプロセスは、時間ドメイン線形予測（ＴＤＬＰ：time-domain linear prediction）と呼ばれる。
【００１１】
そのように、電気通信においてＣＥＬＰ法を使用して、エンコーダ（図示されず）は、ＬＰフィルタとマッピングされたコードブック値とを単に生成する必要があるだけである。送信機は、上記のａ−則エンコーダ及びμ−則エンコーダにおけるように、個々にコード化されたＰＭＣパルス値の代わりに、ＬＰフィルタとマッピングされたコードブック値とを送信することだけが必要である。その結果、通信チャネル帯域幅の実質的な量は、節約されることが可能である。
【００１２】
受信機側では、送信機におけるものと類似のコードブックを同様に有する。受信機中のデコーダ（図示されず）は、同じコードブックを頼りにし、上記のように単にエンコーディング・プロセスの逆を行う必要があるだけである。受信されたＬＰフィルタとともに、時間変化する信号ｘ（ｔ）は、再生されることが可能である。
【００１３】
これまでは、公知の会話コーディング方式、例えば、上記のＣＥＬＰスキーム、のうちの多くは、コード化される信号が短時間変化しないという仮定に基づいている。すなわち、これらの方式は、コード化されたフレームの周波数成分が変化せず、そしてフィルタを励振する際に単純な（全−極）フィルタとある入力表示によって近似されることが可能であるという前提に基づいている。上記のようにコードブックに到達している様々なＴＤＬＰアルゴリズムは、そのようなモデルに基づいている。それにも拘らず、個体間の音声パターンは、非常に異なることがある。さまざまな楽器から発せられる音のような、人間でないオーディオ信号は、同様に、人間の対応するもののそれとは区別できる程度に異なる。さらに、上に説明したようなＣＥＬＰプロセスでは、リアル・タイム信号処理を促進させるために、短時間フレームが通常選択される。より具体的に、図１に示されるように、コードブック中のベクトルの対応するエントリに、２２Ａ−２２ＣのようなＰＣＭパルス・グループの値をマッピングする際のアルゴリズムの遅延を低減するために、短時間ウィンドウ２２は、例えば、図１に示されたように２０ｍｓに定められる。しかしながら、各フレームから導出されるスペクトル又はフォ−マット情報は、大部分が共通であり、そして別のフレームとの間で共有されることが可能である。その結果、フォ−マット情報は、帯域幅節約のために最善の利益をもたらす方法ではない方法で、通信チャネルを経由して多かれ少なかれ繰り返して送られる。
【００１４】
したがって、信号品質の保存を改善し、人間の会話だけでなく様々な他の音に適用可能であり、そしてさらにチャネル・リソースの効率的な利用のためのコーディング方式及びデコーディング方式と提供する必要がある。
【非特許文献１】“会話信号のディジタル処理（Digital Processing of Speech Signals）”、ラビナー及びシェーファー著、プレンティス・ホール、ＩＳＢＮ：０１３２１３６０３１、１９７８年９月。
【非特許文献２】“会話信号の離散−時間処理（Discrete-Time Processing of Speech Signal）”、デラー、プロアキ、及びハンセン著、ウィレイ−ＩＥＥＥプレス、ＩＳＢＮ：０７８０３５３８６２、１９９９年９月。
【非特許文献３】“離散−時間信号処理（Discrete-Time Signal Processing）”、第２版、アレンＶ．オッペンハイム、ロナルドＷ．シェーファ、ジョンＲ．バック著、プレンティス・ホール、ＩＳＢＮ：０１３７５４９２０２。
【発明の開示】
【サマリー】
【００１５】
ある装置及び方法において、時間変化する信号は、複数のフレームに区分され、そして各フレームは、周波数ドメイン線形予測（ＦＤＬＰ：frequency domain linear prediction）スキームを介してエンコードされて、複数の副帯域中の信号のスペクトル情報を搬送する全−極モデルに到達する。本スキームの結果としてもたらされる残差信号は、複数の副帯域において推定される。全−極モデルの全フレーム中の全ての副帯域の量子化された値と残差信号は、送信又は記憶のために適したエンコードされた信号としてパケット化される。時間変化する信号を再生するために、エンコードされた信号は、デコードされる。デコーディング・プロセスは、本質的にエンコーディング・プロセスの逆である。
【００１６】
区分されたフレームは、継続期間が比較的長くなるように選択されることが可能であり、信号ソースのフォ−マット又は共通スペクトル情報のより効率的な使用を結果としてもたらす。記載されたように与えられる装置及び方法は、人間の音声だけでなく、様々な楽器から発せられる音のような別の音、又はそれらの組み合わせに対する使用のために適している。
【００１７】
これらのそしてその他の特徴及び利点は、添付された図面を使用して以下に述べる詳細な説明から、当業者に明確になるであろう。図面では、類似の参照符号は類似の部分を呼ぶ。
【詳細な説明】
【００１８】
下記の説明は、当業者が本発明を実行しそして使用することを可能にするために示される。詳細が、説明の目的のために以下の記載において説明される。本発明が、これらの具体的な詳細を使用せずに実行され得ることを当業者が理解するはずであることが、認識されるはずである。別の例では、周知の構造及びプロセスは、不必要な詳細で本発明の記載を不明確にしないために詳しく述べられない。そのように、本発明は、示された実施形態により限定されるように意図されていないが、本明細書中に開示された原理及び特徴と整合する最も広い範囲に一致すべきである。
【００１９】
図２は、本発明の具体例の実施形態を与えるためのハードウェアの一般的な模式図である。本システムは、全体として参照番号３０によって示される。システム３０は、コーディング部３２とデコーディング部３４とにほぼ分けられることが可能である。部分３２と３４との間に配置されたものは、データ・ハンドラ３６である。データ・ハンドラ３６の例は、データ記憶デバイス又は通信チャネルであり得る。
【００２０】
コーディング部３２には、データ・パケッタイザ４０に接続されたエンコーダ３８がある。時間変化する入力信号ｘ（ｔ）は、エンコーダ３８とデータ・パケッタイザ４０とを通過した後で、データ・ハンドラ３６に向けられる。
【００２１】
逆の順番であるが幾分か類似の方式で、デコーディング部３４には、データ逆パケッタイザ４４につなげられたデコーダ４２がある。データ・ハンドラ３６からのデータは、データ逆パケッタイザ４４に供給され、それは元々の時間変化する信号ｘ（ｔ）の再生のためにパケット化されたデータをデコーダ４２に順に送る。
【００２２】
図３は、図２に示されたシステム３０のエンコーディング部３２に含まれる処理のステップを説明するフロー図である。以下の説明では、図３は、図４−図１０とともに参照される。
【００２３】
図３のステップＳ１において、時間変化する信号ｘ（ｔ）は、例えば、パルス−コード変調（ＰＣＭ：pulse-code modulation）のプロセスを介して、最初にサンプリングされる。信号ｘ（ｔ）の離散バージョンは、ｘ（ｎ）によって表わされる。図４では、連続信号ｘ（ｔ）だけが示される。図４を不明瞭にしないために明確化の目的のために、非常に多数のｘ（ｎ）の離散パルスは、示されない。
【００２４】
本明細書及び添付された特許請求の範囲では、具体的に指定されない限り適切な場合にはいつでも、用語“信号”は、幅広く構成される。そのように、用語、信号は、連続信号と離散信号とを含み、そしてさらに周波数ドメイン信号と時間ドメイン信号とを含む。それに加えて、下記では、小文字のシンボルは、時間ドメイン信号を表し、そして大文字のシンボルは、周波数ドメイン信号を表す。残りの表記は、以降の説明において導入される。
【００２５】
ステップＳ２に進んで、サンプリングされた信号ｘ（ｎ）は、複数のフレームに区分される。そのようなフレームの１つは、図４に示されるように参照番号４６により示される。具体例の実施形態では、そのフレーム４６の継続期間は、１秒であるように選択される。
【００２６】
選択されたフレーム４６内の時間変化する信号は、図４ではｓ（ｔ）と標識を付けられる。連続信号ｓ（ｔ）は、強調され、そして図５に繰り返される。図５に示された信号セグメントｓ（ｔ）は、図４に示されたような同じ信号セグメントｓ（ｔ）と比較してはるかに引き延ばされた時間スケールを有することを、注意すべきである。すなわち、図５のｘ−軸の時間スケールは、図４の対応するｘ−軸スケールと比較して著しく伸ばされ離されている。
【００２７】
信号ｓ（ｔ）の離散バージョンは、ｓ（ｎ）により表わされる、ここで、ｎは、サンプル番号をインデックスする整数である。時間の連続信号ｓ（ｔ）は、次の数式により離散信号ｓ（ｎ）と関連付けられる：
ｓ（ｔ）＝ｓ（ｎτ）
（１）
ここで、τは、図５に示されるようにサンプリング周期である。
【００２８】
図３のステップＳ３へと進んで、サンプリングされた信号ｓ（ｎ）は、周波数変換を受ける。この実施形態では、離散余弦変換（ＤＣＴ：discrete cosine transform）の方法が利用される。以降、この明細書及び添付された特許請求の範囲では、用語“周波数変換”と“周波数ドメイン変換”とは、互換的に使用される。同様に、用語“時間変換”と“時間ドメイン変換”は、互換的に使用される。数学的には、時間ドメインから周波数ドメインへの離散信号ｓ（ｎ）の変換は、次式のように表現されることが可能である：
【数１】
2009512895.tif 000003
【００２９】
ここで、ｓ（ｎ）は、上記のように定義され、ｆは、離散周波数であり、そこでは０≦ｆ≦Ｎであり、Ｔは、ｓ（ｎ）のＮ個のパルスのＮ個の変換された値の線形アレイであり、そして係数ｃは、１≦ｆ≦Ｎ−１に対して、ｃ（０）＝（１／Ｎ）１／２，ｃ（ｆ）＝（２／Ｎ）１／２により与えられる。
【００３０】
時間ドメイン・パラメータｓ（ｎ）の周波数ドメイン・パラメータＴ（ｆ）へのＤＣＴは、図５に図式的に示される。この実施形態の周波数ドメイン変換Ｔ（ｆ）のＮ個のパルス化されたサンプルは、ＤＣＴ係数と呼ばれる。
【００３１】
図３のステップＳ４に進んで、ＤＣＴ変換Ｔ（ｆ）のＮ個のＤＣＴ係数は、記憶され、そしてその後、複数の周波数副帯域ウィンドウへと適応される。副帯域ウィンドウの相対的な配列が、図６に示される。副帯域ウィンドウ５０のような各副帯域ウィンドウは、可変サイズ・ウィンドウとして表わされる。具体例の実施形態では、ガウス分布が副帯域を表すために利用される。図示されたように、副帯域ウィンドウのメディアンは、線形には間を空けられていない。むしろ、ウィンドウは、バーク・スケールにしたがって間を空けられる、すなわち、スケールは、人間の知覚のある既知の特性にしたがって与えられる。具体的に、副帯域ウィンドウは、低周波数側では高周波数側よりも狭い。そのような配列は、哺乳動物の聴覚システムの感覚的な生理機能が、オーディオ周波数スペクトルの高い側でのより広い周波数範囲よりも低い側でのより狭い周波数範囲により良く適応されているという知見に基づいている。
【００３２】
副帯域の数Ｍを選択する際に、複雑さと信号品質との間の釣り合いがあるはずである。すなわち、エンコードされた信号のより高い品質が望まれる場合には、より多くの副帯域が、選択されることが可能であるが、より多くのパケット化されたデータ・ビットと、さらに残差信号のより複雑な取扱いとの犠牲がある。一方で、より少ない数の副帯域は、単純さの目的のために選択されることができるが、結果として比較的低い品質を有するエンコードされた信号になることがある。その上、副帯域の数は、サンプリング周波数に依存するように選択されることが可能である。例えば、サンプリング周波数が１６，０００Ｈｚであるときに、Ｍは、１５になるように選択されることが可能である。具体例の実施形態では、サンプリング周波数は、８，０００Ｈｚになるように、そして１３に設定されたＭ（すなわち、Ｍ＝１３）で選択される。
【００３３】
図６に示されるように、Ｎ個のＤＣＴ係数は、分けられ、そしてＭ個の重なるガウス・ウィンドウの形式でＭ個の副帯域へとフィットされる。
【００３４】
各副帯域中の分けられたＤＣＴ係数は、さらに処理される必要がある。エンコーディング処理は、ここで図３のステップＳ５−Ｓ８へと進む。この実施形態では、ステップＳ５−Ｓ８のそれぞれは、並列にサブステップのＭ個の集合の処理を含む。すなわち、サブステップのＭ個の集合の処理は、多かれ少なかれ同時に実行される。以降、明確さと簡潔さの目的で、ｋ番目の副帯域を取り扱うためのサブステップＳ５ｋ−Ｓ８ｋを含んでいる集合だけが説明される。その他の副帯域の集合の処理が実質的に同じであることが、注目されるはずである。
【００３５】
実施形態の以下の説明では、Ｍ＝１３そして１≦ｋ≦Ｍであり、そこではｋは整数である。それに加えて、ｋ番目の副帯域においてソートされたＤＣＴ係数は、Ｔｋ（ｆ）で表わされ、それは周波数ドメイン項である。ｋ番目の副帯域Ｔｋ（ｆ）中のＤＣＴ係数は、その時間ドメイン対応部を有し、それはｓｋ（ｎ）で表わされる。
【００３６】
この時点において、様々な周波数ドメイン項と時間ドメイン項を定義するためそして区別するために脱線することは、役に立つ。
【００３７】
ｋ番目の副帯域ｓｋ（ｎ）中の時間ドメイン信号は、自身の対応する周波数対応部Ｔｋ（ｆ）の逆離散余弦変換（ＩＤＣＴ：inverse discrete cosine transform）により得られることが可能である。数学的には、次式のように表わされる：
【数２】
2009512895.tif 000004
【００３８】
ここで、ｓｋ（ｎ）とＴｋ（ｆ）は、上に定義された通りである。再び、ｆは、離散周波数であり、そこでは、０≦ｆ≦Ｎであり、そして係数ｃは、０≦ｆ≦Ｎ−１に対して、ｃ（０）＝（１／Ｎ）１／２、ｃ（ｆ）＝（２／Ｎ）１／２により与えられる。
【００３９】
周波数ドメインから時間ドメインに議論を切り替えると、ｋ番目の副帯域ｓｋ（ｎ）中の時間ドメイン信号は、本質的に２つの部分、すなわち、図７の右側に示されたように、ヒルベルト・エンベロープ（Hilbert envelope）ｓ〜ｋ（ｎ）及びヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）、からなり、そして後でさらに説明される。別の方法で述べると、ヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）を用いてヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）を変調することは、結果としてｋ番目の副帯域ｓｋ（ｎ）中の時間ドメイン信号になる。代数的に、次のように表わされる：
ｓｋ（ｎ）＝ｓ〜ｋ（ｎ）ｃｋ（ｎ）
（４）
そのように、式（４）から、もし時間ドメインのヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）とヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）が既知の場合には、ｋ番目の副帯域ｓｋ（ｎ）中の時間ドメイン信号は、再生されることができる。再生された信号は、その無損失再生を近似する。その関係は、図７に幾分か図式的に示される。図７の左の周波数ドメイン側において、ｋ番目の副帯域中の周波数変換Ｔｋ（ｆ）のＤＣＴ係数は、参照番号２８によって示される。図７の右の時間ドメイン側において、ヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）は、参照番号５２によって示され、そして時間ドメイン信号ｓｋ（ｎ）は、参照番号５４によって示される。
【００４０】
ここで、図３に戻って、サブステップＳ５ｋ−Ｓ７ｋは、ヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）とヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）を決定することに基本的に関係する。具体的に、サブステップＳｋ５とＳ６ｋは、ヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）を計算することを取扱い、そしてサブステップＳ７ｋは、ヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）を推定することに関係する。
【００４１】
前に述べたように、ｋ番目の副帯域中の時間ドメイン項ヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）は、対応する周波数ドメイン・パラメータＴｋ（ｆ）から導出されることが可能である。しかしながら、サブステップＳ５ｋでは、パラメータＴｋ（ｆ）の正確な変換のためのＩＤＣＴプロセスを使用する代わりに、パラメータＴｋ（ｆ）の周波数ドメイン線形予測（ＦＤＬＰ）のプロセスが、具体例の実施形態において利用される。ＦＤＬＰプロセスから結果としてもたらされるデータは、さらに簡素化されることが可能であり、そしてその結果、送信のために又は記憶のためにさらに適する。
【００４２】
次の段落では、ＦＤＬＰプロセスは、簡単に説明され、より詳細な説明が続く。
【００４３】
簡単に述べると、ＦＤＬＰプロセスでは、ヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）の周波数ドメイン対応部が推定され、その対応部は、Ｔ〜ｋ（ｆ）として代数的に表わされ、そして図７に仮想線で示されそして５６と番号を付けられる。しかしながら、エンコードされるように向けられている信号は、ｓｋ（ｎ）である。パラメータｓｋ（ｎ）の周波数ドメイン対応部は、Ｔｋ（ｆ）であり、それは図７に実線で示されそして５７と番号を付けられる。下記に説明されるように、パラメータＴ〜ｋ（ｆ）が近似値であるので、近似値Ｔ〜ｋ（ｆ）と実際の値Ｔｋ（ｆ）との間の差も、同様に推定されることができ、その差は、Ｃｋ（ｆ）として表わされる。パラメータＣｋ（ｆ）は、周波数ドメイン・ヒルベルト・キャリアと呼ばれ、そしてしかも時には残差値と呼ばれる。
【００４４】
以降、さらに詳しいＦＤＬＰプロセスとパラメータＣｋ（ｆ）を推定することが説明される。
【００４５】
ＦＤＬＰプロセスでは、レビンソン−ダービン（Levinson-Durbin）のアルゴリズムが、利用されることが可能である。数学的に、レビンソン−ダービン・アルゴリズムにより推定されようとしているパラメータは、次式により表わされることができる：
【数３】
2009512895.tif 000005
【００４６】
そこでは、Ｈ（ｚ）はｚ−ドメインにおける変換関数であり、ｚはｚ−ドメインにおける複素変数であり、ａ（ｉ）は全−極モデルのｉ番目の係数であり、それはヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）；ｉ＝０，．．．，Ｋ−１；の周波数ドメイン対応部Ｔ〜ｋ（ｆ）を近似する。時間ドメイン・ヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）は、上にすでに説明されている（例えば、図７参照）。
【００４７】
ｚ−ドメインにおけるＺ−変換の基礎は、出版物、題名“離散−時間信号処理（Discrete-Time Signal Processing）”、第２版、アレンＶ．オッペンハイム、ロナルドＷ．シェーファ、ジョンＲ．バック著、プレンティス・ホール、ＩＳＢＮ：０１３７５４９２０２、に見られることができ、そしてここではさらに詳しくは述べない。
【００４８】
式（５）において、Ｋの値は、フレーム４６（図４）の長さに基づいて選択されることが可能である。具体例の実施形態では、Ｋは、１秒に設定したフレーム４６の継続時間で２０になるように選択される。
【００４９】
本質において、式（５）により例示されたようなＦＤＬＰプロセスでは、ｋ番目の副帯域Ｔｋ（ｆ）における周波数ドメイン変換のＤＣＴ係数は、時間ドメイン・ヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）の周波数対応部Ｔ〜ｋ（ｆ）の係数ａ（ｉ）、ここで、０＜ｉ＜Ｋ−１、の集合に結果としてなるレビンソン−ダービン・アルゴリズムを介して処理される。図式的に、ＦＤＬＰプロセスは、図８に示される。
【００５０】
レビンソン−ダービン・アルゴリズムは、本分野において周知であり、そしてここでは繰り返されない。そのアルゴリズムの基礎は、出版物、題名“会話信号のディジタル処理（Digital Processing of Speech Signals）”、ラビナ及びシェーファ著、プレンティス・ホール、ＩＳＢＮ：０１３２１３６０３１、１９７８年９月、に見られることができる。
【００５１】
図３のサブステップＳ６ｋへと進んで、結果の係数ａ（ｉ）は、量子化される。すなわち、各値ａ（ｉ）に対して、近いフィットが、近似値に到達するようにコードブック（図示されず）に結び付けられる。このプロセスは、損失のある近似と呼ばれる。量子化の間に、ａ（ｉ）の全体のベクトル、ここで、ｉ＝０からｉ＝Ｋ−１、が量子化されることが可能である、あるいは、全ベクトルがセグメント化され、そして別々に量子化されることができる、のいずれかである。再び、コードブック・マッピングを介した量子化プロセスは、同様に周知であり、そしてさらに詳しく述べられない。
【００５２】
ＦＤＬＰプロセスの結果は、パラメータＴ〜ｋ（ｆ）、周波数ドメインにおいて表わされるヒルベルト・エンベロープ、であり、そして図７に参照番号５６により識別される仮想線として図式的に示される。パラメータＴ〜ｋ（ｆ）の量子化された係数ａ（ｉ）は、同様に図７に図式的に表示されることができる。そのうちの２つは、６１及び６３と名付けられ、パラメータＴ〜ｋ（ｆ）を表す仮想線５６上に乗る。
【００５３】
パラメータＴ〜ｋ（ｆ）の量子化された係数ａ（ｉ）、ここで、ｉ＝０からＫ−１、は、データ・ハンドラ３６（図２）に送られるエンコードされた情報の一部である。
【００５４】
上記のように、そしてここで繰り返されるように、パラメータＴ〜ｋ（ｆ）が原パラメータＴｋ（ｆ）の損失のある近似であるので、２つのパラメータの差は、残差値と呼ばれ、それは代数的にＣｋ（ｆ）として表わされる。違うように表現すると、前に述べたように全−極モデルに達するようにレビンソン−ダービン・アルゴリズムを介してサブステップＳ５ｋとＳ６ｋにおけるフィッティング・プロセスの際に、原信号に関するある情報は、取り込むことができないことがある。高い品質の信号エンコーディングが意図されている場合、すなわち、無損失エンコーディングが望まれる場合には、残差値Ｃｋ（ｆ）は推定される必要がある。残差値Ｃｋ（ｆ）は、基本的に信号ｓｋ（ｎ）のキャリア周波数ｃｋ（ｎ）の周波数成分を含み、そしてさらに説明される。
【００５５】
残差値の推定は、図３のサブステップＳ７ｋにおいて実行される。
【００５６】
ヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）を推定する際に複数のアプローチがある。
【００５７】
単刀直入のアプローチは、ヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）が白色ノイズで大部分が構成されると仮定することである。白色ノイズ情報を得るための１つの方法は、原信号ｘ（ｔ）（図４）のバンド−パス・フィルタリングを行うことである。フィルタリング・プロセスにおいて、白色ノイズの主な周波数成分は、同定されることが可能である。
【００５８】
原信号ｘ（ｔ）（図４）が声に出された信号、すなわち、人間から発せられる音声の会話セグメント、である場合には、ヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）は、わずかな周波数成分だけで極めて予測可能であり得る。これは、副帯域ウィンドウ５０（図６）が低周波数側の、すなわち、ｋが比較的小さな値である、ところに置かれる場合には、特に事実である。図９は、代表的な音声信号のヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）の具体例のスペクトル表示である。すなわち、パラメータＣｋ（ｆ）は、極めて狭い周波数帯域を有し、図９に示されるように近似帯域幅５８により認識される。時間ドメインにおいて表わされるとき、パラメータＣｋ（ｆ）は、事実がヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）であることにあり、そして図１０に示される。図９と図１０の両方において、示されたものは、実際には離散パラメータｃｋ（ｎ）の時間−連続バージョンｃｋ（ｔ）である：同じことがパラメータＣｋ（ｆ）にあてはまる。これは、離散成分の多重性を表示することが描かれる図面の明確さを曖昧にするはずであるためである。
【００５９】
図１０に示されるように、ヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）は、極めて規則的であり、そしてわずかなサイン曲線周波数成分だけを用いて表わされることが可能である。ほどよく高品質なエンコーディングのために、最も強い成分だけが選択されることができる。例えば、“ピーク・ピッキング”法を使用して、図９のピーク６０と６２の付近のサイン曲線周波数成分は、ヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）の成分として選択されることができる。
【００６０】
残差信号を推定する際の別の１つの代案として、各副帯域ｋ（図６）は、事前に、基本周波数成分を割り当てられることができる。ヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）のスペクトル成分を解析することによって、各副帯域の基本周波数成分又は複数の成分は、推定されることができ、そしてそれらの複数の高調波とともに使用されることができる。
【００６１】
原信号ソースが音声であるか非音声であるかに拘わらずより忠実な信号再生のために、上に述べられた方法の組み合わせが、使用されることが可能である。例えば、周波数ドメインにおけるヒルベルト・キャリアＣｋ（ｆ）についての簡単な基準を決めることを介して、原信号セグメントｓ（ｔ）（図５）が音声であるか非音声であるかどうかが、検出されることができそして判断されることができる。そのように、信号セグメントｓ（ｔ）が音声であると判断される場合には、図９と図１０の説明におけるようなスペクトル推定方法が、使用されることができる。一方で、信号セグメントｓ（ｔ）が非音声であると判断される場合には、前に述べたような白色ノイズ再生方法が、適用されることができる。
【００６２】
ヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）の推定の際に使用されることが可能なさらに別のアプローチがある。このアプローチは、周波数ドメインにおけるヒルベルト・キャリアＣｋ（ｆ）（図９）のスペクトル成分のスカラー量子化を含む。ここで、量子化の後で、ヒルベルト・キャリアの強度と位相は、導入される歪みが最小化されるように、損失のある近似により表わされる。
【００６３】
パラメータＣｋ（ｆ）又はｃｋ（ｎ）のいずれかのヒルベルト・キャリア・データは、データ・ハンドラ３６（図２）に最終的に送られるエンコードされた情報の別の一部である。
【００６４】
参照は、ここで図３に戻る。ヒルベルト・エンベロープｓ〜ｋ（ｎ）とヒルベルト・キャリアｃｋ（ｎ）情報が上記のようにｋ番目の副帯域から獲得された後で、獲得された情報は、ステップＳ８ｋに示されるようにエントロピー・コーディング方式を介してコード化される。
【００６５】
その後、Ｍ個の副帯域のそれぞれからの全てのデータは、図３のステップＳ９に示されるように、つなげられそしてパケット化される。必要に応じて、データ圧縮及び暗号化を含むこの分野において周知の様々なアルゴリズムが、パケット化プロセスにおいて実行されることができる。その後、パケット化されたデータは、図３のステップＳ１０に示されたように、データ・ハンドラ３６（図２）に送られることができる。
【００６６】
データは、デコーディング及び再生のためにデータ・ハンドラ３６から取り出されることができる。図２を参照して、デコーディングの間に、データ・ハンドラ３６からのパケット化されたデータは、逆パケッタイザ４４に送られ、そして次に、デコーダ４２によるデコーディング・プロセスを受ける。デコーディング・プロセスは、上に説明したようなエンコーディング・プロセスの実質的に逆である。明確化の目的で、デコーディング・プロセスは、詳しくは述べられないが、図１１のフローチャートに要約される。
【００６７】
送信の間に、もしＭ個の周波数副帯域のうちのほとんどのデータが破壊されない場合には、再生された信号の品質は、大きく影響を受けないはずである。これは、比較的長いフレーム４６（図４）が少量のデータの不完全性を補償するために十分なスペクトル情報を取り込むことができるためである。
【００６８】
図１２と図１３は、それぞれ図２の、エンコーディング部３２とデコーディング部３４の具体例のハードウェア・インプリメンテーションを説明する模式図である。
【００６９】
参照は、図１２のエンコーディング部３２に最初に向けられる。エンコーディング部３２は、様々な形式で作り込まれることができ、又は組み込まれることができ、例えば、少しだけ名前を挙げると、コンピュータ、携帯音楽プレーヤ、個人ディジタル補助装置（ＰＤＡ：personal digital assistants）、無線電話機、及びその他である。
【００７０】
エンコーディング部３２は、複数の回路を一緒につなげる中央データ・バス７０を備える。その回路は、中央処理ユニット（ＣＰＵ：central processing unit）又はコントローラ７２、入力バッファ７６、及びメモリ・ユニット７８を含む。この実施形態では、送信回路７４が同様に含まれる。
【００７１】
もしエンコーディング部３２が無線デバイスの一部である場合には、送信回路７４は、図面には示されないが無線周波数（ＲＦ：radio frequency）回路に接続されることが可能である。送信回路７４は、回路部３２の外へ送り出す前にデータ・バス７０からのデータを処理しそしてバッファする。ＣＰＵ／コントローラ７２は、データ・バス７０のデータ管理の機能を実行し、そしてメモリ・ユニット７８の命令的コンテントを実行することを含む、一般的なデータ処理の機能をさらに実行する。
【００７２】
図１２に示されたように別々に配置される代わりに、代案として、送信回路７４は、ＣＰＵ／コントローラ７２の部品であり得る。
【００７３】
入力バッファ７６は、（図示されない）他のデバイス、例えば、マイクロフォン又はレコーダの出力につなげられることができる。
【００７４】
メモリ・ユニット７８は、参照番号７７により一般的に表わされるコンピュータ読取り可能な命令の集合を含む。本明細書そして添付された特許請求の範囲では、用語“コンピュータ読取り可能な命令”と“コンピュータ読取り可能なプログラム・コード”は、互換的に使用される。この実施形態では、その命令は、その他のものの中で、ＤＣＴ機能７８’、ウィンドウイング機能８０、ＦＤＬＰ機能８２、量子化器機能８４、エントロピー・コーダ機能８６、及びパケッタイザ機能８８を含む。
【００７５】
様々な機能が、例えば、図３に示されたエンコーディング・プロセスの説明において、説明されてきている。
【００７６】
参照は、ここで図１３のデコーディング部３４に向けられる。再び、デコーディング部３４は、上に説明されたエンコーディング部３２のように様々な形式で作り込まれる又は組み込まれることが可能である。
【００７７】
デコーディング部３４は、同様に、様々な回路、例えば、ＣＰＵ／コントローラ９２、出力バッファ９６、及びメモリ・ユニット９７、に一緒に接続された中央バス９０を有する。さらに、受信回路９４が同様に含まれることができる。再び、受信回路９４は、デコーディング部３４が無線デバイスの一部である場合には、ＲＦ回路（図示されず）に接続されることが可能である。受信回路９４は、回路部３４へと送る前にデータ・バス９０からのデータを処理しそしてバッファする。代わりとして、受信機９４は、示されたように別々に配置されるよりはむしろＣＰＵ／コントローラ９２の部分であり得る。ＣＰＵ／コントローラ９２は、データ・バス９０のデータ管理の機能を、そしてさらにメモリ・ユニット９７の命令コンテントを実行することを含む一般的なデータ処理の機能を実行する。
【００７８】
出力バッファ９６は、ラウドスピーカ又は増幅器の入力のような、他のデバイス（図示されず）につなげられることができる。
【００７９】
メモリ・ユニット９７は、参照番号９９により一般的に示される命令の集合を含む。この実施形態では、その命令は、その他のものの中で、例えば、逆パケッタイザ機能９８、エントロピー・デコーダ機能１００、逆量子化器機能１０２、ＤＣＴ機能１０４、合成機能１０６、及びＩＤＣＴ機能１０８の部分を含む。
【００８０】
様々な機能が、例えば、図１１に示されたエンコーディング・プロセスの記述において説明されてきている。
【００８１】
エンコーディング部３２とデコーディング部３４とが、それぞれ図１２と図１３において別々に示されていることに注意すべきである。ある複数のアプリケーションでは、２つの部分３２と３４は、極めて多くの場合に一緒に与えられる。例えば、電話機のような通信デバイスでは、エンコーディング部３２とデコーディング部３４の両方が、インストールされる必要がある。その意味で、ある回路又はユニットは、複数の部分の間で共通に共用されることができる。例えば、図１２のエンコーディング部３２中のＣＰＵ／コントローラ７２は、図１３のデコーディング部３４中のＣＰＵ／コントローラ９２と同じであることが可能である。同じように、図１２の中央データ・バス７０は、図１３の中央データ・バス９０に接続される又は同じであることができる。その上、それぞれエンコーディング部３２とデコーディング部３４の両方における機能のための全ての命令７７と９９は、図１２のメモリ・ユニット７８又は図１３のメモリ・ユニット９７と同様な１つのメモリ・ユニット中に一緒に蓄積されそして管理されることができる。
【００８２】
この実施形態では、メモリ・ユニット７８又は９９は、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）回路である。具体例の命令部分７８’，８０，８２，８４，８６，８８，９８，１００，１０２，１０４，１０６と１０８は、ソフトウェア・ルーチン又はモジュールである。メモリ・ユニット７８又は９７は、別の１つのメモリ回路（図示されず）につなげられることができ、それは揮発性タイプ又は不揮発性タイプのいずれでも可能である。代わりとして、メモリ・ユニット７８又は９７は、別の回路タイプ、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去書き込み可能読み出し専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（電気的書き込み可能読み出し専用メモリ）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、磁気ディスク、光ディスク、及びこの分野において周知の他のものからなることができる。
【００８３】
その上、メモリ・ユニット７８又は９７は、用途特定集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）であり得る。すなわち、機能のための命令又はコード７７と９９は、配線により接続されたもの又はハードウェアによって与えられるもの、若しくはそれらの組み合わせであり得る。それに加えて、機能のための命令７７と９９は、ハードウェア又はソフトウェアで与えられるものとして必ずしも明確に分類される必要がない。命令又はコード７７と９７は、ソフトウェアとハードウェアの両方の組み合わせとしてデバイス中に与えられることは確かに可能である。
【００８４】
上の図３と図１１に説明されそして示されたようなエンコーディング・プロセス及びデコーディング・プロセスが、同様に、この分野において公知の任意のコンピュータ読取り可能な媒体で搬送されるコンピュータ読取り可能な命令又はプログラム・コードとしてコード化されることが可能であることは、さらに注目されるべきである。本明細書及び添付された特許請求の範囲では、用語“コンピュータ読取り可能な媒体”は、任意の媒体を呼び、それは実行のために、例えば、図１２又は図１３にそれぞれ示され説明されたＣＰＵ／コントローラ７２又は９２のような、いずれかのプロセッサに命令を与える際に関係する。そのような媒体は、記憶装置タイプであることが可能であり、そしてしかも前に説明したような、例えば、それぞれ図１２と図１３中のメモリ・ユニット７８と９７の説明におけるような、揮発性記憶媒体又は不揮発性記憶媒体の形式を取ることができる。そのような媒体は、しかも送信タイプのものであることができ、そして同軸ケーブル、銅線、光ケーブル、及び機械又はコンピュータにより読取り可能な信号を搬送することが可能な音響波、電磁波、又は光波を搬送する無線インターフェース含むことができる。本明細書及び添付された特許請求の範囲では、具体的に同定されない限り、信号搬送波は、光波、電磁波、及び音響波を含む媒体波を集合的に呼ぶ。
【００８５】
最後に、その他の変更は、本発明の範囲内で可能である。記載されたように具体例の実施形態では、オーディオ信号の処理だけが図示された。しかしながら、本発明がそのように限定されないことが注意されるべきである。超音波信号のような別のタイプの信号の処理は、同様に可能である。本発明が、同報通信設定において非常によく使用されることが可能である、すなわち、１つのエンコーダからの信号が複数のデコーダに送られることが可能である、ことは、同様に注目されるべきである。その上、説明されたような具体例の実施形態は、無線アプリケーションにおいて使用されるように限定される必要がない。例えば、従来の有線電話機は、記載されたような具体例のエンコーダとデコーダをインストールされることができる。それに加えて、実施形態を説明する際に、レビンソン−ダービン・アルゴリズムが使用された、予測フィルタ・パラメータを推定するためにこの分野において公知である別のアルゴリズムが、同様に使用されることが可能である。その上に、記載されたような変換演算は、離散余弦変換を必ずしも含む必要がなく、様々なタイプの非直交変換、信号依存変換のような別のタイプの変換が、同様に可能でありそしてこの分野において周知である。それに加えて、実施形態に関連して記述された、任意の論理ブロック、回路、及びアルゴリズムのステップは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせで与えられることが可能である。形式そして詳細における命題の変更及びその他の変更は、本発明の範囲及び精神から逸脱することなくこの中で行われることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】離散信号へとサンプリングされた時間変化する信号のグラフ表示を示す図である。
【図２】本発明の例示された実施形態のハードウェア・インプリメンテーションを示す概略の模式図である。
【図３】例示された実施形態のエンコーディング・プロセスに含まれるステップを説明するフローチャートである。
【図４】複数のフレームへと区分された時間変化する信号のグラフ表示である。
【図５】図４の時間ドメイン信号のフレームの周波数ドメイン変換のグラフ表示である。
【図６】複数の副帯域に関する変換されたデータをソートするための複数の重なるガウス・ウィンドウのグラフ表示である。
【図７】ｋ番目の副帯域中の変換されたデータの周波数ドメインと時間ドメインとの関係を示すグラフ表示である。
【図８】周波数ドメイン線形予測プロセスを示すグラフ表示である。
【図９】代表的な声に出された信号の信号キャリアの例示されたスペクトル成分を示すグラフ表示である。
【図１０】図９の信号キャリアの時間ドメイン・バージョンである。
【図１１】例示された実施形態のデコーディング・プロセスに含まれるステップを説明するフローチャートである。
【図１２】例示された実施形態にしたがったエンコーダの回路の一部の模式図である。
【図１３】例示された実施形態にしたがったデコーダの回路の一部の模式図である。
【図１】
2009512895.tif 000006
【図２】
2009512895.tif 000007
【図３】
2009512895.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2009512895.tif 000017
【図１３】
2009512895.tif 000018
【国際調査報告】
2009512895.tif 000019
2009512895.tif 000020
2009512895.tif 000021
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