(57)【要約】  通信システムのエンコーダにおいてフレームを符号化する方法であって、フィルタバンクパラメータを含む、フレームに関連するパラメータの第１セットを計算する段階と、第１ステージにおいて、パラメータの第１セットに基づいて複数の符号化方法の１つ、すなわち符号化モードの１つを選択する段階と、前記フレームに関連するパラメータの第２セットを計算する段階と、第２ステージにおいて、前記第１ステージ選択の結果と前記パラメータの第２セットとに基づいて複数の符号化方法の１つ、すなわち符号化モードの１つを選択する段階と、第２ステージからの選択された符号化方法を使用してフレームを符号化する段階とを含む方法。
2007534020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムのエンコーダにおいてフレームを符号化する方法であって、
フィルタバンクパラメータを含む、前記フレームに関連するパラメータの第１セットを計算する段階と、
第１ステージにおいて、前記パラメータの第１セットに関連する事前に決められた条件に基づいて複数の符号化方法の１つを選択する段階と、
前記フレームに関連するパラメータの第２セットを計算する段階と、
第２ステージにおいて、前記第１ステージ選択の結果と前記パラメータの第２セットとに基づいて前記複数の符号化方法の１つを選択する段階と、
前記第２ステージからの前記選択された符号化方法を使用して前記フレームを符号化する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数の符号化方法は、第１の励振方法と第２励振方法とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パラメータの第１セットは、前記フレームに関連する１つ又はそれ以上の周波数帯域のエネルギーレベルに基づく請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１ステージにおいて、前記パラメータの第１セットの異なる事前に決められた条件に対して、どのような符号化方法も前記第１ステージで選択されない請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パラメータの第２セットは、前記フレームに関連するスペクトルパラメータ、ＬＴＰパラメータ、及び相関パラメータのうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の励振方法は、代数的符号励振線形予測励振である請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記第２励振方法は、変換符号化励振である請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記フレームが前記第２励振方法を使用して符号化される場合、前記符号化方法が更に、前記第１ステージ及び前記第２ステージでの選択に基づいて前記第２励振方法を使用して符号化された前記フレームの長さを選択する段階を含む請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記符号化フレームの長さの選択は、前記フレームの信号対ノイズ比に依存する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記エンコーダは、ＡＭＲ−ＷＢ＋エンコーダである請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記フレームは、音声フレームである請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記音声フレームがスピーチ又は非スピーチを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記非スピーチは、音楽を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
通信システムにおいてフレームを符号化するためのエンコーダであって、
フィルタバンクパラメータを含む、前記フレームに関連するパラメータの第１セットを計算するように適合された第１計算モジュールと、
前記パラメータの第１セットに関連する事前に決められた条件に基づいて複数の符号化方法の１つを選択するように適合された第１ステージ選択モジュールと、
前記フレームに関連するパラメータの第２セットを計算するように適合された第２計算モジュールと、
前記第１ステージ選択の結果と前記パラメータの第２セットとに基づいて前記複数の符号化方法の１つを選択するように適合された第２ステージ選択モジュールと、
前記第２ステージからの前記選択された符号化方法を使用して前記フレームを符号化するように適合された符号化モジュールと、
を備えることを特徴とするエンコーダ。
【請求項１５】
前記複数の符号化方法は、第１の励振方法と第２励振方法とを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の励振方法は、代数的符号励振線形予測励振である請求項１５に記載のエンコーダ。
【請求項１７】
前記第２励振方法は、変換符号化励振である請求項１５に記載のエンコーダ。
【請求項１８】
前記パラメータの第１セットは、前記フレームに関連する１つ又はそれ以上の周波数帯域のエネルギーレベルに基づく請求項１４に記載のエンコーダ。
【請求項１９】
前記第１ステージ選択モジュールは、前記パラメータの第１セットの異なる事前に決められた条件に基づいてどのような符号化方法も選択しないように適合されている請求項１４に記載のエンコーダ。
【請求項２０】
前記パラメータの第２セットは、前記フレームに関連するスペクトルパラメータ、ＬＴＰパラメータ、及び相関パラメータのうちの少なくとも１つを含む請求項１４に記載のエンコーダ。
【請求項２１】
前記第１ステージ選択モジュール及び前記第２ステージ選択モジュールでの選択に基づいて、前記第２励振方法を使用して符号化された前記フレームの長さを選択するように適合された第３ステージ選択モジュールを更に含む請求項１５に記載のエンコーダ。
【請求項２２】
前記符号化フレームの長さの選択は、前記フレームの信号対ノイズ比に依存する請求項１４に記載のエンコーダ。
【請求項２３】
前記エンコーダは、ＡＭＲ−ＷＢ＋エンコーダである請求項１４に記載のエンコーダ。
【請求項２４】
前記フレームは、音声フレームである請求項１４に記載のエンコーダ。
【請求項２５】
前記音声フレームは、スピーチ又は非スピーチを含む請求項１４に記載のエンコーダ。
【請求項２６】
前記非スピーチは、音楽を含む請求項１４に記載のエンコーダ。
【請求項２７】
請求項１４のエンコーダを含む端末。
【請求項２８】
前記端末は、信号処理デバイスである請求項２７に記載の端末。
【請求項２９】
前記端末は、モバイル端末である請求項２７に記載の端末。
【請求項３０】
通信システムのエンコーダにおいてフレームを符号化する方法であって、
フィルタバンクパラメータを含む、前記フレームに関連するパラメータの第１セットを計算する段階と、
第１ステージにおいて、前記パラメータの第１セットに基づいて第１の励振方法又は第２励振方法の１つを選択する段階と、
前記選択された励振方法を使用して前記フレームを符号化する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムのエンコーダにおいて信号を符号化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラー通信システムは、今日では一般的なものである。セルラー通信システムは通常、所与の規格又は仕様に従って動作する。例えば、規格又は仕様は、接続に使用されるものとする通信プロトコル及び／又はパラメータを定義することができる。種々の規格及び／又は仕様の実施例は、これらに限定されないが、ＧＳＭ（移動体通信用グローバルシステム）、ＧＳＭ／ＥＤＧＥ（エンハンスド・データ・レート・フォー・ＧＳＭ・エボリューション）、ＡＭＰＳ（アメリカン移動電話システム）、ＷＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元接続）又は第３世代（３Ｇ）ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動テレコミュニケーションシステム）、ＩＭＴ２０００（国際移動テレコミュニケーションズシステム２０００）などを含む。
【０００３】
セルラー通信システム及び一般の信号処理応用において、信号は、信号を表わすのに必要な情報の量を低減するために圧縮されることが多い。例えば音声信号は、一般にアナログ信号として取り込まれ、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータにおいてデジタル化され、次いで符号化される。セルラー通信システムでは、符号化された信号は、モバイル端末などのユーザ装置と基地局間の無線エア・インタフェースにわたって送信することができる。或いは、より一般的な信号処理システムでは、符号化された音声信号は、音声信号を後で使用又は再生するために記憶媒体内に格納することができる。
【０００４】
符号化は信号を圧縮し、セルラー通信システムなどでは、次にこの信号を許容可能な信号品質レベルを維持しながら最小のデータ量でエア・インタフェース介して送信することができる。これは、セルラー通信システムでは、無線エア・インタフェースを介した無線チャンネル容量が制限されるので特に重要である。
【０００５】
理想的な符号化方法は、可能な限り少ないビットで音声信号を符号化し、これによってチャンネル容量を最適化すると共に、可能な限りオリジナルの音声に近く聞こえる復号信号を生成する。実際には、通常、圧縮法のビットレートと復号されたスピーチの品質とのトレードオフが存在する。
【０００６】
圧縮又は符号化は、不可逆的又は可逆的とすることができる。不可逆的圧縮では、圧縮中に一部の情報が失われ、この場合、オリジナル信号を圧縮信号から完全に復元することはできない。可逆的圧縮では、通常は情報はわれず、オリジナル信号を圧縮信号から完全に復元することができる。
【０００７】
音声信号は、スピーチ、音楽（又は非スピーチ）、又はその両方を含む信号とみなすことができる。スピーチと音楽の特性が異なることにより、スピーチと音楽の両方に対して良好に機能する信号符号化方法を設計することが困難になる。スピーチ信号に最適な符号化方法は、多くの場合は音楽又は非スピーチ信号には最適ではない。従って、この問題を解決するため、スピーチ及び音楽の符号化における種々の符号化方法が開発されてきた。しかしながら、音声信号は、適切な符号化方法を選択できるようになる前に、スピーチ又は音楽として分類される必要がある。
【０００８】
スピーチ信号又は音楽／非スピーチ信号のいずれかとして音声信号を分類することは、困難な課題である。分類に要求される精度は、信号を用いるアプリケーションに応じて異なる。幾つかのアプリケーションでは、精度は、スピーチ認識或いは記憶及び検索目的のアーカイブなどの際には更に重要である。
【０００９】
しかしながら、主にスピーチから構成される音声信号の部分に対する符号化方法は、主に音楽から構成される部分に対して極めて効果的となる可能性がある。実際に、強い音の成分を備えた音楽に対する符号化方法はスピーチに極めて好適とすることができる可能性がある。従って、信号がスピーチ又は音楽のいずれから構成されているかに純粋に基づいて音声信号を分類する方法は、音声信号の最適圧縮方法の選択を必ずしももたらすとは限らない。
【００１０】
適応マルチレート（ＡＭＲ）コーデックは、ＧＳＭ／ＥＤＧＥ及びＷＣＤＭＡ通信ネットワークの第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によって開発された符号化方法である。更に、ＡＭＲは将来パケット交換網で使用されることが想定されている。ＡＭＲは、代数的符号励振線形予測（ＡＣＥＬＰ）による励振符号化に基づいている。ＡＭＲ及び適応マルチレート広帯域（ＡＭＲ−ＷＢ）コーデックは、８及び９のアクティブビットレートからそれぞれなり、更に、音声不活性検出（ＶＡＤ）及び不連続送信（ＤＴＸ）機能を含む。ＡＭＲコーデックのサンプリングレートは、８ｋＨｚである。ＡＭＲ  ＷＢコーデックでは、サンプリングレートは１６ｋＨｚである。
【００１１】
ＡＭＲ及びＡＭＲ−ＷＢコーデックの詳細は、３ＧＰＰ  ＴＳ２６．０９０及び３ＧＰＰ  ＴＳ２６．１９０技術仕様書に見ることができる。ＡＭＲ−ＷＢコーデック及びＶＡＤの更なる詳細は、３ＧＰＰ  ＴＳ２６．１９４技術仕様書に見ることができる。
【００１２】
別の符号化方法である拡張型ＡＭＲ−ＷＢ（ＡＭＲ−ＷＢ＋）コーデックでは、符号化は、２つの異なる励振方法、すなわちＡＣＥＬＰパルス様励振及び変換コード化（ＴＣＸ）励振に基づく。ＡＣＥＬＰ励振は、通常のＡＭＲ−ＷＢコーデックで既に使用されているのと同じである。ＴＣＸ励振は、ＡＭＲ−ＷＢ＋の特定修正である。
【００１３】
ＡＣＥＬＰ励振符号化は、信号がどのようにソースで生成されるかに関するモデルを使用して動作し、信号からモデルのパラメータを抽出する。更に具体的には、ＡＣＥＬＰ符号化は、人間の発声システムのモデルに基づいており、咽喉及び口が直線フィルタとしてモデル化され、信号は、フィルタを励振する空気の断続振動によって生成される。信号は、エンコーダによってフレーム単位ベースで分析され、各フレームについてモデル化された信号を表わすパラメータのセットが生成され、エンコーダによって出力される。パラメータのセットは、フィルタの励振パラメータ及び係数並びに他のパラメータを含むことができる。このタイプのエンコーダからの出力は、入力信号のパラメータ表示と呼ばれることが多い。パラメータのセットは、入力信号を再生成するために適切に構成されたデコーダによって使用される。
【００１４】
ＡＭＲ−ＷＢ＋コーデックでは、線形予測符号化（ＬＰＣ）は、信号の各フレームで計算されて、直線フィルタとして信号のスペクトル包絡をモデル化する。次いで、ＬＰＣ励振として知られるＬＰＣの結果が、ＡＣＥＬＰ励振又はＴＣＸ励振を使用して符号化される。
【００１５】
通常、ＡＣＥＬＰ励振は、長期予測子及び固定コードブックパラメータを利用するが、ＴＣＸ励振は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を利用する。更に、ＡＭＲ−ＷＢ＋コーデックではＴＣＸ励振は、３つの異なるフレーム長（２０、４０、及び８０ミリ秒）の１つを使用して行うことができる。
【００１６】
ＴＣＸ励振は、非スピーチ音声符号化で広く使用される。非スピーチ信号向けのＴＣＸ励振ベースの符号化の優位性は、知覚マスキング及び周波数ドメイン符号化を用いることに起因する。ＴＣＸ技術は優れた品質の音楽信号を提供するが、その品質は、断続的なスピーチ信号に対して良好ではない。逆に、ＡＣＥＬＰのような人間のスピーチ生成システムに基づくコーデックは、優れた品質のスピーチ信号をもたらすが、音楽信号の品質は不十分である。
【００１７】
従って、一般にＡＣＥＬＰ励振は主に、スピーチ信号の符号化に使用され、ＴＣＸ励振は主に、音楽及び他の非スピーチ信号の符号化に使用される。しかしながら、これは常に当てはまる訳ではなく、場合によってはスピーチ信号が音楽様の部分を有し、音楽信号がスピーチ様の部分を有する。音楽とスピーチの両方を包含する音声信号も存在し、この場合、ＡＣＥＬＰ励振又はＴＣＸ励振の１つにのみ基づく選択された符号化方法は最適でない可能性がある。
【００１８】
ＡＭＲ−ＷＢ＋における励振の選択は、幾つかの方法で行うことができる。
【００１９】
第１の最も簡単な方法は、信号を符号化する前に一度信号のプロパティを分析することで、信号をスピーチ又は音楽／非スピーチに分類し、信号のタイプに対してＡＣＥＬＰ及びＴＣＸから最適な励振を選択することである。これは、「事前選択」法として知られる。しかしながら、このような方法は、スピーチ及び音楽の両方の様々な特徴を有する信号には好適ではなく、スピーチ又は音楽のいずれに対しても最適化されない符号化信号をもたらすことになる。
【００２０】
更に複雑な方法は、ＡＣＥＬＰとＴＣＸ励振の両方を使用して音声信号を符号化し、次いでより優れた品質の合成音声信号に基づいて励振を選択することである。信号品質は、信号対ノイズタイプのアルゴリズムを使用して測定することができる。異なる励振全てが計算されて最良のものが選択される「総当たり」法としても知られるこの「合成による分析」タイプの方法は、良好な結果をもたらすが、多数の計算を実行する計算上の複雑さに起因して実用的ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の実施形態の目的は、上記の問題の一部を少なくとも部分的に軽減する、信号符号化用の励振方法を選択するための改良された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第１の態様によれば、通信システムのエンコーダにおいてフレームを符号化する方法が提供され、前記方法は、フィルタバンクパラメータを含む、フレームに関連するパラメータの第１セットを計算する段階と、第１ステージにおいて、パラメータの第１セットに関連する事前に決められた条件に基づいて複数の符号化方法の１つを選択する段階と、フレームに関連するパラメータの第２セットを計算する段階と、第２ステージにおいて第１ステージの選択の結果とパラメータの第２セットとに基づいて複数の符号化方法の１つを選択する段階と、第２ステージからの選択された符号化方法を使用してフレームを符号化する段階とを含む。
【００２３】
好ましくは、複数の符号化方法は、第１の励振方法及び第２励振方法を含む。
【００２４】
パラメータの第１セットは、フレームに関連する１つ又はそれ以上の周波数帯域のエネルギーレベルに基づくことができる。更にパラメータの第１セットの異なる事前に決められた条件に対して、どのような符号化方法も第１ステージで選択されない場合がある。
【００２５】
パラメータの第２セットは、フレームに関連するスペクトルパラメータ、ＬＴＰパラメータ、及び相関パラメータのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００２６】
好ましくは、第１の励振方法は代数的符号励振線形予測励振であり、第２励振方法は、変換符号化励振である。
【００２７】
フレームが第２励振方法を使用して符号化される場合、符号化方法は、第１ステージ及び第２ステージでの選択に基づいて第２励振方法を使用して符号化されたフレームの長さを選択する段階を更に含むことができる。
【００２８】
符号化フレームの長さの選択は、フレームの信号対ノイズ比に依存することができる。
【００２９】
好ましくは、エンコーダは、ＡＭＲ−ＷＢ＋エンコーダである。
【００３０】
フレームは、音声フレームとすることができる。好ましくは、音声フレームはスピーチ又は非スピーチを含む。非スピーチは、音楽を含むことができる。
【００３１】
本発明の別の態様によれば、通信システムにおいてフレームを符号化するためのエンコーダが提供され、前記エンコーダは、フィルタバンクパラメータを含む、フレームに関連するパラメータの第１セットを計算するように適合された第１計算モジュールと、パラメータの第１セットに関連する事前に決められた条件に基づいて複数の符号化方法の１つを選択するように適合された第１ステージ選択モジュールと、フレームに関連するパラメータの第２セットを計算するように適合された第２計算モジュールと、第１ステージ選択の結果とパラメータの第２セットとに基づいて複数の符号化方法の１つを選択するように適合された第２ステージ選択モジュールと、第２ステージからの選択された符号化方法を使用してフレームを符号化するように適合された符号化モジュールとを備える。
【００３２】
本発明の別の態様によれば、通信システムのエンコーダにおいてフレームを符号化する方法が提供され、前記方法は、フィルタバンクパラメータを含む、フレームに関連するパラメータの第１セットを計算する段階と、第１ステージにおいてパラメータの第１セットに基づいて第１の励振方法又は第２励振方法の１つを選択する段階と、選択された励振方法を使用してフレームを符号化する段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
ここで、本発明をより理解するために、単に例証として添付図面を参照する。
【００３４】
本発明を特定の実施例を参照しながら本明細書で説明する。しかしながら、本発明は、こうした実施例に限定されない。
【００３５】
図１は、本発明の１つの実施形態に従ってＡＭＲ−ＷＢ＋コーデックを使用して信号処理をサポートする通信システム１００を示す。
【００３６】
システム１００は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１０４、エンコーダ１０６、送信器１０８、受信器１１０、デコーダ１１２、及びデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１１４を含む種々の要素を備える。Ａ／Ｄコンバータ１０４、エンコーダ１０６、及び送信器１０８は、モバイル端末の一部を形成することができる。受信器１１０、デコーダ１１２、及びＤ／Ａコンバータ１１４は、基地局の一部を形成することができる。
【００３７】
システム１００はまた、図１に示されていないマイクロフォンなどの１つ又はそれ以上の音声源を含み、スピーチ及び／又は非スピーチ信号を含む音声信号１０２を生成する。アナログ信号１０２は、アナログ信号１０２をデジタル信号１０５に変換するＡ／Ｄコンバータ１０４で受信される。音声源がアナログ信号ではなくデジタル信号を生成する場合には、Ａ／Ｄコンバータ１０４はバイパスされることを理解されたい。
【００３８】
デジタル信号１０５がエンコーダ１０６に入力され、ここで、選択された符号化法を使用してフレーム毎にデジタル信号１０５を符号化及び圧縮を行うように符号化が実施され、符号化フレーム１０７を生成する。エンコーダは、ＡＭＲ−ＷＢ＋コーデック又は他の適切なコーデックを使用して動作することができ、以下により詳細に説明する。
【００３９】
符号化フレームは、デジタルボイスレコーダでなど、後で処理されるのに好適な記憶媒体内に記憶することができる。或いは、及び図１に示されるように、符号化フレームは、符号化フレーム１０９を送信する送信器１０８に入力される。
【００４０】
符号化フレーム１０９は、受信器１１０で受信され、受信器１１０はこれを処理し、符号化フレーム１１１をデコーダ１１２に入力する。デコーダ１１２は、符号化フレーム１１１を復号及び解凍する。デコーダ１１２はまた、受信された各符号化フレーム１１１に対してエンコーダで使用される特定の符号化方法を決定するための決定手段を含む。デコーダ１１２は、復号化方法を選択し、その決定に基づいて符号化フレーム１１１を復号する。
【００４１】
復号されたフレームは、復号信号１１３の形式でデコーダ１１２によって出力され、Ｄ／Ａコンバータ１１４に入力されて、デジタル信号である復号信号１１３をアナログ信号１１６に変換する。次いで、アナログ信号１１６は、ラウドスピーカを介して音声に変換するなど、これに応じて処理することができる。
【００４２】
図２は、本発明の好ましい実施形態における図１のエンコーダ１０６のブロック図を示す。エンコーダ１０６は、ＡＭＲ−ＷＢ＋コーデックに従って動作し、信号を符号化するためのＡＣＥＬＰ励振又はＴＣＸ励振の１つを選択する。選択は、エンコーダモジュールで生成されたパラメータを分析することによる入力信号に対する最適な符号化モデルの決定に基づく。
【００４３】
エンコーダ１０６は、音声活性検出（ＶＡＤ）モジュール２０２、線形予測符号化（ＬＰＣ）分析モジュール２０６、長期予測（ＬＴＰ）分析モジュール２０８、及び励振生成モジュール２１２を含む。励振生成モジュール２１２は、ＡＣＥＬＰ励振又はＴＣＸ励振の１つを使用して信号を符号化する。
【００４４】
エンコーダ１１６はまた、第１ステージ選択モジュール２０４、第２ステージ選択モジュール２１０、及び第３ステージ選択モジュール２１４に接続された励振選択モジュール２１６を含む。励振選択モジュール２１６は、信号を符号化するために励振生成モジュール２１２によって使用される励振方法（ＡＣＥＬＰ励振又はＴＣＸ励振）を決定する。
【００４５】
第１ステージ選択モジュール２０４は、ＶＡＤモジュール２０２とＬＰＣ分析モジュール２０６との間に接続される。第２ステージ選択モジュール２１０は、ＬＴＰ分析モジュール２０８と励振生成モジュール２１２との間に接続される。第３ステージ選択モジュール２１４は、励振生成モジュール２１２とエンコーダ１０６の出力との間に接続される。
【００４６】
エンコーダ１０６は、入力信号１０５がアクティブ音声又はサイレンス期間を含むかどうかを判定するＶＡＤモジュールで入力信号１０５を受信する。信号は、ＬＰＣ分析モジュール２０６に送信され、フレーム毎に処理される。
【００４７】
ＶＡＤモジュールはまた、励振選択に使用できるフィルタバンド値を計算する。サイレンス期間中、励振選択状態は、サイレンス期間の持続時間の間は更新されない。
【００４８】
励振選択モジュール２１６は、第１ステージ選択モジュール２０４で第１の励振方法を決定する。第１の励振方法は、ＡＣＥＬＰ励振又はＴＣＸ励振の１つであり、励振生成モジュール２１２で信号を符号化するのに使用されることになる。励振方法が第１ステージ選択モジュール２０４において決定することができない場合には、未定義のままにされる。
【００４９】
励振選択モジュール２１６によって決定されるこの第１の励振方法は、ＶＡＤモジュール２０２から受信されたパラメータに基づく。特に、入力信号１０５は、ＶＡＤモジュール２０２によって複数の周波数帯域に分割され、ここで各周波数帯域の信号は、関連するエネルギーレベルを有する。周波数帯域及び関連するエネルギーレベルは、第１ステージ選択モジュール２０４によって受信され、励振選択モジュール２１６にパスされ、そこで分析されて、該信号を第１の励振選択方法を用いて一般的にはスピーチ様又は音楽様として分類される。
【００５０】
第１の励振選択方法は、信号の低い周波数帯域と高い周波数帯域との間の関係をこれらの帯域におけるエネルギーレベル変動と共に分析する段階を含むことができる。また、種々の分析ウィンドウ及び決定閾値が、励振選択モジュール２１６による分析で使用することができる。信号に関連する他のパラメータも分析に使用することができる。
【００５１】
種々の周波数帯域を生成するＶＡＤモジュール２０２によって利用されるフィルタバンク３００の実施例が図３に示されている。各周波数帯域に関連するエネルギーレベルは、統計分析によって生成される。フィルタバンク構造３００は、３次フィルタブロック３０６、３１２、３１４、３１６、３１８、及び３２０を含む。フィルタバンク３００は、５次フィルタブロック３０２、３０４、３０８、３１０、及び３１３を更に含む。フィルタブロックの「次数」は、各出力サンプルを生成するのに使用されるサンプル数の観点での最大遅延である。例えば、
ｙ（ｎ）＝ａ*ｘ（ｎ）＋ｂ*ｘ（ｎ−１）＋ｃ*×（ｎ−２）＋ｄ*×（ｎ−３）は、３次フィルタのインスタンスを指定する。
【００５２】
信号３０１は、フィルタバンクに入力され、一連の３次及び／又は５次フィルタブロックによって処理されて、フィルタ処理された信号帯域４．８〜６．４ｋＨｚ３２２、４．０〜４．８ｋＨｚ３２４、３．２〜４．０ｋＨｚ３２６、２．４〜３．２ｋＨｚ３２８、２．０〜２．４ｋＨｚ３３０、１．６〜２．０ｋＨｚ３３２、１．２〜１．６ｋＨｚ３３４、０．８〜１．２ｋＨｚ３３６、０．６〜０．８ｋＨｚ３３８、０．４〜０．６ｋＨｚ３４０、０．２〜０．４ｋＨｚ３４２、０．０〜０．２ｋＨｚ３４４を生じる。
【００５３】
フィルタ処理された信号帯域４．８〜６．４ｋＨｚ３２２は、５次フィルタブロック３０２の後に５次フィルタブロック３０４を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域４．０〜４．８ｋＨｚ３２４は、５次フィルタブロック３０２の後に５次フィルタブロック３０４及び３次フィルタブロック３０６を介して信号をパスすることにより生成される。フィルタ処理された信号帯域３．２〜４．０ｋＨｚ３２６は、５次フィルタブロック３０２の後に５次フィルタブロック３０４及び３次フィルタブロック３０６を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域２．４〜３．２ｋＨｚ３３０は、５次フィルタブロック３０２の後で５次フィルタブロック３０８及び５次フィルタブロック３１０を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域２．０〜２．４ｋＨｚ３３０は、５次フィルタブロック３０２の後に５次フィルタブロック３０８、５次フィルタブロック３１０、及び３次フィルタブロック３１２を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域１．６〜２．０ｋＨｚ３３２は、５次フィルタブロック３０２の後で５次フィルタブロック３０８、５次フィルタブロック３１０、及び３次フィルタブロック３１２を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域１．２〜１．６ｋＨｚ３３４は、５次フィルタブロック３０２の後で５次フィルタブロック３０８、５次フィルタブロック３１３、及び３次フィルタブロック３１４を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域０．８〜１．２ｋＨｚ３３６は、５次フィルタブロック３０２の後で５次フィルタブロック３０８、５次フィルタブロック３１３、及び３次フィルタブロック３１４を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域０．６〜０．８ｋＨｚ３３８は、５次フィルタブロック３０２の後で５次フィルタブロック３０８、５次フィルタブロック３１３、３次フィルタブロック３１６、及び３次フィルタブロック３１８を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域０．４〜０．６ｋＨｚ３４０は、５次フィルタブロック３０２の後で５次フィルタブロック３０８、５次フィルタブロック３１３、３次フィルタブロック３１６、及び３次フィルタブロック３１８を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域０．２〜０．４ｋＨｚ３４２は、５次フィルタブロック３０２の後で５次フィルタブロック３０８、５次フィルタブロック３１３、３次フィルタブロック３１６、及び３次フィルタブロック３２０を介して信号をパスすることで生成される。フィルタ処理された信号帯域０．０から０．２ｋＨｚ３４４は、５次フィルタブロック３０２の後で５次フィルタブロック３０８、５次フィルタブロック３１３、３次フィルタブロック３１６、及び３次フィルタブロック３２０を介して信号をパスすることで生成される。
【００５４】
励振選択モジュール２１６によるパラメータの分析、特に、結果として得られた信号の分類を用いて、生成モジュール２１２で信号を符号化するための第１の励振方法、すなわち励振ＡＣＥＬＰ又はＴＣＸの１つを選択する。しかしながら、分析された信号が、明確にスピーチ様又は音楽様としての信号の分類が得られない場合、例えば、信号がスピーチの特徴と音楽の特徴とを有する場合には、どのような励振方法も選択されず、或いは不確実なものとして選択され、選択決定は後での方法選択ステージまで残される。例えば、ＬＰＣ及びＬＴＰ分析後の第２ステージ選択モジュール２１０で特定の選択を行うことができる。
【００５５】
以下は、励振方法を選択するのに使用される第１の励振選択方法の実施例である。
【００５６】
ＡＭＲ−ＷＢコーデックは、励振方法を決定する際にＡＭＲ−ＷＢ  ＶＡＤフィルタバンクを利用し、ここでは、２０ｍｓ入力フレーム毎に対し０〜６４００Ｈｚまでの周波数範囲に渡る１２サブ帯域の各々における信号エネルギーＥ（ｎ）が求められる。各サブ帯域のエネルギーレベルは、各サブ帯域からのエネルギーレベルＥ（ｎ）をそのサブ帯域の幅（Ｈｚ）で除算することによって正規化することができ、各帯域の正規化ＥＮ（ｎ）エネルギーレベルをもたらす。
【００５７】
第１ステージ励振選択モジュール２０４では、エネルギーレベルの標準偏差を、２つのウィンドウ、すなわちショートウィンドウｓｔｄｓｈｏｒｔ（ｎ）とロングウィンドウｓｔｄｌｏｎｇ（ｎ）を使用して１２のサブ帯域の各々について計算することができる。ＡＭＲ−ＷＢ＋の場合、ショートウィンドウの長さは４フレームであり、ロングウィンドウは１６フレームである。このアルゴリズムを用いると、現在のフレームからの１２エネルギーレベルと共に前の３又は１５フレームからの１２エネルギーレベル（結果として４及び１６フレームウィンドウを生じる）を用いて２つの標準偏差値が得られる。この計算の１つの特徴は、入力信号１０５がアクティブな音声を含むとＶＡＤモジュール２０２が判定した場合にのみ行われることである。これによって、アルゴリズムは、統計的なパラメータが歪められる可能性がある場合には、長期間のスピーチ／音楽を停止した後でより正確に対処できるようになる。
【００５８】
次に、各フレームに対して１２サブ帯域全てにわたる平均標準偏差が、ロング及びショートウィンドウの両方について計算され、ｓｔｄａｌｏｎｇ及びｓｔｄａｓｈｏｒｔの平均標準偏差値も計算される。
【００５９】
音声信号の各フレームに対して、低い周波数帯域と高い周波数帯域との間の関係を計算することができる。ＡＭＲ−ＷＢ＋では、ＬｅｖＬは、２から８までの低い周波数サブ帯域のエネルギーレベルの合計を取り、その合計をこれらのサブ帯域の全長（帯域幅）（Ｈｚ）で除算し正規化標準化することによって計算される。９から１２までの高い周波数サブ帯域については、これらのサブ帯域のエネルギーレベルの合計が計算され、正規化されてＬｅｖＨを得る。この実施例では、最も低いサブ帯域１は計算に使用されず、これは、このサブ帯域には通常不均衡なエネルギー量が含まれ、これが計算を不正確にし、他のサブ帯域による寄与が過小になることに起因する。これらの測定値から、関係ＬＰＨは次式で求められる。
ＬＰＨ＝ＬｅｖＬ／ＬｅｖＨ
【００６０】
更に、各フレームに対して現在のＬＰＨ値と３つ前のＬＰＨ値とを使用して、移動平均ＬＰＨａが計算される。現在のフレームに対する低周波数と高周波数の関係ＬＰＨａＦもまた、現在と７つ前の移動平均ＬＰＨａ値の加重和に基づいて計算され、より最新の値により重みが加えられる。
【００６１】
現在のフレームに対するフィルタブロックの平均エネルギーレベルＡＶＬは、各フィルタブロック出力から暗騒音の推定エネルギーレベルを減算し、次いで、減算したエネルギーレベルの各々と対応するフィルタブロックの最も高い周波数とを乗算した結果を合計することで計算される。これは、低い周波数で且つ高エネルギーのサブ帯域に比べると比較的少ないエネルギーを含む高周波サブ帯域を平衡する。
【００６２】
現在のフレームの総エネルギーＴｏｔＥ０は、フィルタブロック全てから結合エネルギーレベルを取り、各フィルタバンクの暗騒音推定値を減算することによって計算される。
【００６３】
上記の計算を行った後、以下の方法を用いてＡＣＥＬＰとＴＣＸ励振方法との間で選択することができ、ここで所与のフラグが設定された場合、他のフラグは設定の競合を防ぐためにクリアされると仮定する。
【００６４】
最初に、ロングウィンドウｓｔｄａｌｏｎｇの平均標準偏差値が、第１閾値ＴＨ１、例えば０．４と比較される。標準偏差値ｓｔｄａｌｏｎｇが第１閾値ＴＨ１よりも小さい場合、ＴＣＸモードフラグがセットされ、符号化用にＴＣＸ励振の選択を指示する。そうでなければ、低周波と高周波の関係の計算測定値ＬＰＨａＦが、第２閾値ＴＨ２、例えば２８０と比較される。
【００６５】
低周波及び高周波の関係の計算測定値ＬＰＨａＦが第２閾値ＴＨ２よりも大きい場合、ＴＣＸモードフラグが設定される。そうでなければ、標準偏差値ｓｔｄａｌｏｎｇから第１閾値ＴＨ１を引いた値の逆数が計算され、第１定数Ｃ１（例えば５）が減算された逆数値と合計される。合計値は、次式のように低周波及び高周波の関係の計算測定値ＬＰＨａＦと比較される。
Ｃ１＋（１／（ｓｔｄａｌｏｎｇ−ＴＨ１））＞ＬＰＨａＦ      （１）
【００６６】
比較の結果（１）が真である場合、ＴＣＸモードフラグが設定され、符号化のためのＴＣＸ励振の選択を指示する。比較の結果が真でない場合、標準偏差値ｓｔｄａｌｏｎｇは、第１の被乗数Ｍ１（例えば、−９０）と乗算され、第２定数Ｃ２（例えば１２０）は、乗算の結果に加えられる。合計値は、次式のように低周波及び高周波の関係の計算測定値ＬＰＨａＦと比較される。
（Ｍ１*ｓｔｄａｌｏｎｇ）＋Ｃ２＜ＬＰＨａＦ      （２）
【００６７】
合計値が低周波及び高周波の関係の計算測定値ＬＰＨａＦよりも小さい場合、言い換えると比較（２）の結果が真である場合には、ＡＣＥＬＰモードフラグが設定され、符号化のためにＡＣＥＬＰ励振の選択を指示する。そうでなければ、励振方法が現在のフレームに対してまだ決定できないことを示すＵＮＣＥＲＴＡＩＮモードフラグが設定される。
【００６８】
次に、現在のフレームに対する励振方法の選択が確認される前に、別の試験を行うことができる。
【００６９】
別の試験は、最初に、ＡＣＥＬＰモードフラグ又はＵＮＣＥＲＴＡＩＮモードフラグのいずれが設定されているかを判定する。いずれかが設定され、且つ現在のフレームに対するフィルタバンクの計算平均レベルＡＶＬが第３閾値ＴＨ３（例えば、２０００）よりも大きい場合には、ＴＣＸモードフラグが代わりに設定され、ＡＣＥＬＰモードフラグ及びＵＮＣＥＲＴＡＩＮモードフラグはクリアされる。
【００７０】
次に、ＵＮＣＥＲＴＡＩＮモードフラグが設定されたままである場合、ロングウィンドウ用の平均標準偏差値ｓｔｄａｌｏｎｇについて上述されたものと類似した計算が、ショートウィンドウ用の平均標準偏差値ｓｔｄａｓｈｏｒｔについて行われるが、比較には僅かに異なる値の定数及び閾値が使用される。
【００７１】
ショートウィンドウ用の平均標準偏差値ｓｔｄａｓｈｏｒｔが第４閾値ＴＨ４（例えば、０．２）よりも小さい場合には、ＴＣＸモードフラグが設定され、符号化のためにＴＣＸ励振の選択を指示する。そうでなければ、ショートウィンドウ用の標準偏差値ｓｔｄａｓｈｏｒｔから第４閾値ＴＨ４を引いた値の逆数が計算され、第３定数Ｃ３（例えば、２．５）が、減算された逆数値に合計される。合計値は、次式のように低周波及び高周波の関係の計算測定値ＬＰＨａＦと比較される。
Ｃ３＋（１／（ｓｔｄａｓｈｏｒｔ−ＴＨ４））＞ＬＰＨａＦ      （３）
【００７２】
比較の結果（３）が真である場合、ＴＣＸモードフラグが設定され、符号化のためにＴＣＸ励振の選択を指示する。比較の結果が真でない場合、標準偏差値ｓｔｄａｓｈｏｒｔに第２被乗数Ｍ２（例えば、−９０）が乗算され、第４定数Ｃ４（例えば、１４０）が乗算の結果に加えられる。合計値は、次式のように低周波及び高周波の関係の計算測定値ＬＰＨａＦと比較される。
Ｍ２*ｓｔｄａｓｈｏｒｔ＋Ｃ４＜ＬＰＨａＦ      （４）
【００７３】
合計値が低周波及び高周波の関係の計算測定値ＬＰＨａＦよりも小さい場合、言い換えると、比較の結果（４）が真である場合、ＡＣＥＬＰモードフラグが設定され、符号化のためにＡＣＥＬＰ励振の選択を指示する。そうでなければ、励振方法が現在のフレームに対してまだ決定できないことを示すＵＮＣＥＲＴＡＩＮモードフラグが設定される。
【００７４】
次のステージでは、現在のフレームと前のフレームのエネルギーレベルを調べることができる。現在のフレームの総エネルギーＴｏｔＥ０と前のフレームの総エネルギーＴｏｔＥ−１との間のエネルギーが第５閾値ＴＨ５（例えば、２５）よりも大きい場合、ＡＣＥＬＰモードフラグが設定され、ＴＣＸモードフラグ及びＵＮＣＥＲＴＡＩＮモードフラグがクリアされる。
【００７５】
最後に、ＴＣＸモードフラグ又はＵＮＣＥＲＴＡＩＮモードフラグが設定され、且つ現在のフレームに対するフィルタバンク３００の計算された平均レベルＡＶＬが第３閾値ＴＨ３より大きく、現在のフレームの総エネルギーＴｏｔＥ０が第６閾値ＴＨ６（例えば、６０）よりも小さい場合、ＡＣＥＬＰモードフラグが設定される。
【００７６】
上述の第１の励振選択方法が実行される場合、ＴＣＸモードフラグが設定されると、第１励振ブロック２０４でＴＣＸの第１の励振方法が選択され、或いはＡＣＥＬＰモードフラグが設定されると、第１励振ブロック２０４でＡＣＥＬＰの第２励振方法が選択される。しかしながら、ＵＮＣＥＲＴＡＩＮモードフラグが設定された場合には、第１の励振選択方法は未だ励振方法が決定されていない。この場合、ＡＣＥＬＰ又はＴＣＸ励振のいずれかが、第２ステージ選択モジュール２１０のような別の励振選択ブロックで選択され、ここで、更なる分析を行ってＡＣＥＬＰ又はＴＣＸ励振のどちらを使用するかを決定することができる。
【００７７】
上述の第１の励振選択方法は、以下の疑似コードで示すことができる。
if (stdalong<TH1)
SET TCX MODE
else if(LPHaF>TH2)
SET TCX_MODE
else if ((C1+(1/(stdalong-TH1)))>LPHaF)
SET TCX_MODE
else if((M1*stdalong+C2)<LPHaF)
SET ACELP_MODE
else
SET UNCERTAIN_MODE
if(ACELP_MODE or UNCERTAIN_MODE) and (AVL>TH3)
SET TCX_MODE
if(UNCERTAIN_MODE)
if(stdashort<TH4)
SET TCX_MODE
else      if((C3+(1/(stdashort-TH4)))>LPHaF)
SET TCX_MODE
else if((M2*stdashort+C4)<LPHaF)
SET ACELP_MODE
else
SET UNCERTAIN_MODE
if(UNCERTAIN_MODE)
if((TotE0/TotE-1)>TH5)
SET ACELP_MODE
if(TCX_MODE||UNCERTAIN_MODE))
if(AVL>TH3 and TotE0<TH6)
SET ACELP_MODE
【００７８】
第１ステージ選択モジュール２０４が上述の方法を終了し、信号を符号化するための第１の励振方法が選択された後、信号は、ＶＡＤモジュール２０２からＬＰＣ分析モジュール２０６に送信され、ここでフレーム毎に信号が処理される。
【００７９】
具体的には、ＬＰＣ分析モジュール２０６は、フレームの残留エラーを最小にすることによってフレームに対応するＬＰＣフィルタを決定する。ＬＰＣフィルタが決定されると、これはフィルタに対するＬＰＣフィルタ係数のセットで表わすことができる。ＬＰＣ分析モジュール２０６によって処理されたフレームは、ＬＰＣフィルタ係数などのＬＰＣ分析モジュールによって決定されたあらゆるパラメータと共にＬＴＰ分析モジュール２０８に送信される。
【００８０】
ＬＴＰ分析モジュール２０８は、受信されたフレーム及びパラメータを処理する。詳細には、ＬＴＰ分析モジュールはＬＴＰパラメータを計算し、これはフレームの基本周波数に密接に関連し、「ピッチ−遅れ」パラメータ又は「ピッチ遅延」パラメータと呼ばれることが多く、スピーチサンプルの観点でスピーチ信号の周期性を表わす。ＬＴＰ分析モジュール２０８によって計算される別のパラメータはＬＴＰゲインであり、スピーチ信号の基本周期性に密接に関連する。
【００８１】
ＬＴＰ分析モジュール２０８によって処理されたフレームは、計算されたパラメータと共に励振生成モジュール２１２に送信され、ここでフレームは、ＡＣＥＬＰ又はＴＣＸ励振方法の１つを使用して符号化される。ＡＣＥＬＰ又はＴＣＸ励振方法の１つの選択は、第２ステージ選択モジュール２１０と連動して励振選択モジュール２１６によって実行される。
【００８２】
第２ステージ選択モジュール２１０は、ＬＰＣ分析モジュール２０６及びＬＴＰ分析モジュール２０８によって計算されたパラメータと共に、ＬＴＰ分析モジュール２０８によって処理されたフレームを受け取る。これらのパラメータは、励振選択モジュール２１６によって分析され、ＬＰＣ及びＬＴＰパラメータ並びに正規化相関関係に基づいてＡＣＥＬＰ励振とＴＣＸ励振から現在のフレームで使用する最適な励振方法を決定する。詳細には、励振選択モジュール２１６は、ＬＰＣ分析モジュール２０６及び特にＬＴＰ分析モジュール２０８からのパラメータと相関パラメータとを分析し、ＡＣＥＬＰ励振及びＴＣＸ励振から最適励振方法を選択する。第２ステージ選択モジュールは、第１ステージ選択モジュールによって決定された第１の励振方法を検証し、或いは、第１の励振方法が第１の励振選択方法によって不確定と判定された場合、励振選択モジュール２１０は、このステージで最適な励振方法を選択する。この結果、フレームを符号化するための励振方法の選択は、ＬＴＰ分析が行われるまで遅延される。
【００８３】
正規化相関関係は、第２ステージ選択モジュールで使用でき、次式のように計算することができる。
【数１】
2007534020.tif 000003
ここで、フレーム長Ｎ、Ｔ０は、長さＮを有するフレームの開ループ遅れであり、Ｘiは符号化フレームのｉ番目のサンプルであり、Ｘi−Ｔ０は、サンプルＸiから除かれたＴ０サンプルである符号化フレームからのサンプルである。
【００８４】
また、第２ステージ励振選択には幾つかの例外があり、ここでＡＣＥＬＰ又はＴＣＸの第１ステージ励振選択を変更又は再選択することができる。
【００８５】
安定信号において、現在と前のフレームの最小及び最大遅れ値の差が事前に決められた閾値ＴＨ２を下回る場合、遅れは、現在と前のフレームとの間であまり変化しない可能性がある。ＡＭＲ−ＷＢ＋では、ＬＴＰゲインの範囲は通常、０と１．２の間である。正規化相関関係の範囲は、通常０と１．０の間である。一例として、高ＬＴＰゲインを示す閾値は、０．８を上回ることができる。ＬＴＰゲインと正規化相関関係の高い相関性（又は類似性）は、これらの差を調べることによって観測することができる。この差が、第３閾値、例えば現在及び／又は過去のフレームで０．１を下回る場合、ＬＴＰゲインと正規化相関関係は、高い相関性を有すると考えられる。
【００８６】
信号が本質的に過渡的なものである場合、これは、本発明の実施形態において第１の励振方法を使用して、例えばＡＣＥＬＰによってコード化することができる。過度的なシーケンスは、隣接するフレームのスペクトル距離ＳＤを使用することによって検出することができる。例えば、現在及び前のフレームでのイミッタンススペクトルペア（ＩＳＰ）係数から計算されたフレームｎのスペクトル距離ＳＤnが、事前に決められた第１閾値を越える場合、信号は過度的なものとして分類される。ＩＳＰ係数は、ＩＳＰ表示に変換されているＬＰＣフィルタ係数から得られる。
【００８７】
ノイズ様シーケンスは、第２励振方法を使用して、例えばＴＣＸ励振によってコード化することができる。これらのシーケンスは、周波数ドメインのフレームに沿ってＬＴＰパラメータ及び平均周波数を調べることにより検出することができる。ＬＴＰパラメータが極めて不安定であり、及び／又は平均周波数が事前に決められた閾値を越える場合、フレームは、ノイズ様信号を包含しているものと判定される。
【００８８】
第２励振選択方法で使用できるアルゴリズムの実施例を以下に説明する。
【００８９】
アクティブな音声信号を示すＶＡＤフラグがセットされ、第１の励振方法が未確定（例えばＴＣＸ＿ＯＲ＿ＡＣＥＬＰとして定義される）として第１ステージ選択モジュールで決定された場合、第２励振方法は以下のように選択することができる。
If(SDn>0.2)
Mode=ACELP_MODE;
else
if(LagDifbuf<2)
if(Lagn==HIGH LIMIT or Lagn==LOW LIMIT){
if(Gainn-NormCorrn<0.1 and NormCorrn>0.9)
Mode=ACELP_MODE
else
Mode=TCX_MODE
else if(Gainn-NormCorrn<0.1 and NormCorr>0.88)
Mode=ACELP_MODE
else if(Gainn-NormCorrn>0.2)
Mode=TCX_MODE
else
NoMtcx=NoMtcx+1
if(MaxEnergybuf<60)
if(SDn>0.15)
Mode=ACELP_MODE
else
NoMtcx=NoMtcx+1.
【００９０】
フレームｎのスペクトル距離ＳＤnは、次式のようにＩＳＰパラメータから計算される。
【数２】
2007534020.tif 000004
ここで、ＩＳＰnは、フレームｎのＩＳＰ係数ベクトルであり、ＩＳＰn（ｉ）は、このｉ番目の要素である。
【００９１】
ＬａｇＤｉｆbufは、前の１０個のフレーム（２０ミリ秒）の開ループ遅れ値を含むバッファである。
【００９２】
Ｌａｇnは、現在のフレームｎの２つの開ループ遅れ値を含む。
【００９３】
Ｇａｉｎnは、現在のフレームｎの２つのＬＴＰゲイン値を含む。
【００９４】
ＮｏｒｍＣｏｒｒnは、現在のフレームｎの２つの正規化相関値を含む。
【００９５】
ＭａｘＥｎｅｒｇｙbufは、エネルギー値を包含しているバッファの最大値である。エネルギーバッファは、現在及び前のフレーム（２０ミリ秒）の最後の６つの値を含む。
【００９６】
Ｉｐｈnは、スペクトル傾斜を示す。
【００９７】
ＮｏＭｔｃｘは、ＴＣＸ励振が選択された場合に、長いフレーム長（８０ミリ秒）を備えたＴＣＸ符号化を防ぐことを示すフラグである。
【００９８】
アクティブな音声信号を示すＶＡＤフラグが設定され、第１の励振方法がＡＣＥＬＰとして第１ステージ選択モジュールで決定された場合、第１の励振方法の決定は、ＴＣＸに方法を切り換えることができる以下のアルゴリズムに従って検証される。
if(LagDifbuf<2)
if(NormCorrn<0.80 and SDn<0.1)
Mode=TCX_MODE;
if(Iphn>200 and SDn<0.1)
Mode=TCX_MODE
【００９９】
ＶＡＤフラグが現在のフレームで設定され、前のスーパーフレーム（スーパーフレームは長さが８０ミリ秒で、４フレームを含み、各々が長さ２０ミリ秒である）においてＶＡＤフラグがフレームのうちの少なくとも１つでゼロに設定され、モードがＴＣＸモードとして選択されている場合、８０ミリ秒フレームを生じるＴＣＸ励振ＴＣＸ８０の使用が不能になる（フラグＮｏＭｔｃｘが設定される）。
if(vadFlagold==0 and vadFlag==1 and Mode==TCX_MODE))
NoMtcx=NoMtcx+1
【０１００】
ＶＡＤフラグが設定され、第１の励振選択方法が不確定（ＴＣＸ＿ＯＲ＿ＡＣＥＬＰ）又はＴＣＸとして決定された場合、第１の励振選択方法は、以下のアルゴリズムに従って検証される。
if(Gainn-NormCorrn<0.006 and NormCorrn>0.92 and Lagn>21)
DFTSum=0;
for(i=1;i<40;i++){
DFTSum=DFTSum+mag[i];
if(DFTSum>95 and mag[0]>5){
Mode=TCX_MODE;
else
Mode=ACELP_MODE;
NoMtcx=NoMtcx+1
【０１０１】
ｖａｄＦｌａｇoldは前のフレームのＶＡＤフラグであり、ｖａｄＦｌａｇは現在のフレームのＶＡＤフラグである。
【０１０２】
ＮｏＭｔｃｘは、ＴＣＸ励振方法が選択された場合に、長いフレーム長（８０ミリ秒）を備えたＴＣＸ励振を防ぐことを示すフラグである。
【０１０３】
Ｍａｇは、現在のフレームのＬＰフィルタ係数Ａｐから生成された離散フーリエ変換（ＤＦＴ）スペクトル包絡である。
【０１０４】
ＤＦＴＳｕｍは、ベクトルｍａｇの最初の要素（ｍａｇ（０））を除いたベクトルｍａｇの最初の４０要素の合計である。
【０１０５】
次に、第２ステージ選択モジュール２１０後のフレームが励振生成モジュール２１２に送信され、第２又は第１ステージ選択モジュール２１０又は２０４で選択された励振方法の１つを使用して、前のモジュールから受信されたパラメータと共にＬＴＰ分析モジュール２０８から受信されたフレームを符号化する。符号化は、励振選択モジュール２１６によって制御される。
【０１０６】
励振生成モジュール２１２によって出力されたフレームは、ＬＰＣ分析モジュール２０６、ＬＴＰ分析モジュール２０８、及び励振生成モジュール２１２によって決定されたパラメータで表わされる符号化フレームである。符号化フレームは、第３ステージ選択モジュール２１４を介して出力される。
【０１０７】
ＡＣＥＬＰ励振を用いてフレームが符号化される場合、符号化フレームは、第３ステージ選択モジュール２１４をそのまま通過し、符号化フレーム１０７として直接出力される。しかしながら、ＴＣＸ励振がフレームを用いて符号化された場合には、スーパーフレームの前に選択されたＡＣＥＬＰフレームの数に応じて、符号化フレームの長さを選択する必要があり、ここでスーパーフレームは、８０ミリ秒の長さを有し、４×２０ミリ秒フレームを含む。言い換えると、符号化されたＴＣＸフレームの長さは、先行するフレームにおけるＡＣＥＬＰフレームの数に依存する。
【０１０８】
ＴＣＸ符号化フレームの最大長さは、８０ミリ秒であり、単一の８０ミリ秒ＴＣＸ符号化フレーム（ＴＣＸ８０）、２×４０ミリ秒ＴＣＸ符号化フレーム（ＴＣＸ４０）、又は４×２０ミリ秒ＴＣＸ符号化フレーム（ＴＣＸ２０）から構成することができる。８０ミリ秒ＴＣＸフレームを符号化する方法に関する決定は、励振選択モジュール２１６によって第３ステージ選択モジュール２１４を使用して行われ、スーパーフレームにおける選択されたＡＣＥＬＰフレームの数に依存する。
【０１０９】
例えば、第３ステージ選択モジュール２１４は、励振生成モジュール２１２から符号化フレームの信号対ノイズ比を測定し、これに応じて２×４０ミリ秒符号化フレーム又は単一の８０ミリ秒符号化フレームのいずれかを選択することができる。
【０１１０】
第３励振選択ステージは、第１及び第２励振選択ステージで選択されたＡＣＥＬＰ方法の数が８０ミリ秒スーパーフレーム内の３つよりも小さい（ＡＣＥＬＰ＜３）場合にのみ行われる。以下の表１は、第３励振選択ステージの前及び後の可能な方法の組み合わせを示す。第３励振選択ステージでは、ＴＣＸ方法のフレーム長は、例えばＳＮＲに従って選択される。
【表１】
2007534020.tif 000005
【０１１１】
従って、説明された実施形態は、スピーチ信号及び過度信号を含むことができる長期にわたる高い相関性を有する周期信号に対してＡＣＥＬＰ励振を選択する。他方、ＴＣＸ励振は、定常信号、ノイズ様信号、及び音調様信号の特定の種類に対して選択されることになり、このような信号の周波数分解を処理し符号化するのにより好適である。
【０１１２】
実施形態における励振方法の選択は、遅延されるが、現在のフレームに適用され、従ってこれまで知られている構成よりも複雑さが少ない信号を符号化方法を提供する。また、説明された方法のメモリ消費量は、これまで知られている構成よりもかなり少ない。これは、限定されたメモリ及び処理能力を有するモバイルデバイスにおいて特に重要である。
【０１１３】
更に、ＶＡＤモジュール、ＬＰＣ及びＬＴＰ分析モジュールによりパラメータを使用することで、信号のより正確な分類、従って信号を符号化するための最適励振方法のより正確な選択をもたらす。
【０１１４】
前述の説明及び実施形態は、ＡＭＲ−ＷＢ＋コーデックを参照しているが、当業者であれば、該実施形態は他のコーデックにも等しく適用可能であり、１つよりも多い励振方法を代替の実施形態として、及び追加の実施形態として用いることができることが明らかである点に留意されたい。
【０１１５】
更に、上記の実施形態は２つの励振方法、すなわちＡＣＥＬＰ及びＴＣＸの１つを使用して説明しているが、当業者であれば、他の励振方法を代替の実施形態及び追加の実施形態で説明される方法の代わりに、及びこれと同様に用いることができる点は明らかであろう。
【０１１６】
エンコーダはまた、コンピュータ又は他の信号処理デバイスなどの他の端末並びにモバイル端末で使用できる。
【０１１７】
上記は、本発明の例示的な実施形態を説明しているが、添付の請求項に定義される本発明の範囲から逸脱することなく開示された解決策に対して幾つかの変形及び修正を行うことができる点を理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施形態を適用することができる通信ネットワークを示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態におけるＶＡＤフィルタバンク構造を示す図である。
【図１】
2007534020.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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