(57)【要約】変換元コーデックと変換先コーデックとの間でＣＥＬＰパラメータをマッピングする装置および方法。この装置には、ＬＳＰマッピングモジュールと、ＬＳＰマッピングモジュールと組み合わされた適応コードブック・マッピングモジュールと、ＬＳＰマッピングモジュールおよび適応コードブック・マッピングモジュールと組み合わされた固定コードブック・マッピングモジュールとが含まれる。ＬＳＰマッピングモジュールには、ＬＰオーバーフローモジュールとＬＳＰパラメータ修正モジュールとが含まれる。適応コードブック・マッピングモジュールには、第１のピッチ利得コードブックが含まれる。固定コードブック・マッピングモジュールには、第１のターゲット処理モジュールと、パルス検索モジュールと、固定コードブック利得推定モジュールと、パルス位置検索モジュールとが含まれる。
2006504123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変換元コーデックと変換先コーデックとの間でＣＥＬＰパラメータをマッピングする装置であって、
ＬＳＰマッピングモジュールと、
このＬＳＰマッピングモジュールに組み合わされた適応コードブック・マッピングモジュールと、
前記ＬＳＰマッピングモジュールとこの適応コードブック・マッピングモジュールとに組み合わされた固定コード・マッピングモジュールとを備え、
前記ＬＳＰマッピングモジュールは、
複数の補間ＬＳＰパラメータに関連する情報を処理し、少なくともこの複数の補間ＬＳＰパラメータに関連する情報に基づき、オーバーフロー信号を生成するように構成されたＬＰオーバーフローモジュールと、
前記オーバーフロー信号に応答して、前記複数の補間ＬＳＰパラメータの少なくとも１つの少なくとも１つの周波数を修正するように構成されたＬＳＰパラメータ修正モジュールとを備え、
前記適応コードブック・マッピングモジュールは、第１のピッチ利得コードブックを備え、この第１のピッチ利得コードブックは第１の複数の項目を含み、この第１の複数の項目それぞれには複数の項とこの複数の項に関連する複数の和とを含み、
前記固定コードブック・マッピングモジュールは、
第１のターゲット信号を処理し、第１の修正ターゲット信号を生成するように構成された第１のターゲット処理モジュールと、
少なくとも前記第１の修正ターゲット信号に関連する情報に基づき、複数のパルスに対する第１の複数のパルス位置と符号とをサブフレーム中に位置づけるように構成されたパルス検索モジュールと、
少なくとも前記第１の複数のパルス位置と符号とに関連する情報に基づき、前記サブフレームに対する固定コードブック利得を推定するように構成された固定コードブック利得推定モジュールと、
前記第１の修正ターゲット信号と、インパルス応答信号と、前記推定した固定コードブック利得とを受信し、前記複数のパルスに対する第２の複数のパルス位置と符号とを出力するように構成されたパルス位置検索モジュールとを備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ＬＳＰパラメータ修正モジュールは、さらに、前記オーバーフロー信号に応答して、前記複数の補間ＬＳＰパラメータの前記少なくとも１つの前記少なくとも１つの周波数を増加させ、あるいは減少させるように構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ＬＳＰパラメータ修正モジュールは、実質的に信号品質の低下がないことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記変換先コーデックのデコーダは、信号のオーバーフローがないことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項５】
前記複数の項は、ピッチフィルタの第１のタップに対する第１の利得係数に関係する少なくとも１つの成分と関連し、前記複数の和は複数の積と関連し、この複数の積は、少なくとも前記ピッチフィルタの第２のタップに対する第２の利得係数と前記ピッチフィルタの第３のタップに対する第３の利得係数とに関連することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記ピッチフィルタの前記第２のタップは、前記ピッチフィルタの前記第３のタップと同じであることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記適応コードブック・マッピングモジュールは、マルチタップ・ピッチフィルタを含む変換先コーデックと関連することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記パルス位置検索モジュールは、
少なくとも１つのパルスの少なくとも１つの位置と１つの符号とを、第１のトラックに位置づけるように構成された単一トラックパルス検索モジュールと
前記第１のターゲット信号から前記少なくとも１つのパルスの寄与分を除去し、第１の更新ターゲット信号を出力するように構成されたターゲット更新モジュールと、
前記第１の更新ターゲット信号を受信し、第２の修正ターゲット信号を出力するように構成された第２のターゲット処理モジュールと、
前記少なくとも１つのパルスの前記少なくとも１つの位置と１つの符号とを前記第１のトラックに保存し、前記複数のパルスに対する前記第２の複数のパルス位置と符号とを出力するように構成されたバッファモジュールとを備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記パルス位置検索モジュールは、さらに、前記第１のトラックを選択するように構成されたトラック選択モジュールを備えることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記固定コードブック・マッピングモジュールは、固定コードブック、代数固定コードブックである固定コードブック、あるいはマルチパルス固定コードブックと関連することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記固定コードブック・マッピングモジュールは、スパース固定コードブックを含む変換先コーデックと関連することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１２】
前記ＬＳＰマッピングモジュール、前記適応コードブック・マッピングモジュール、および前記固定コードブック・マッピングモジュールは、Ｇ．７２３．１に関わる変換先コーデックと関連することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記ＬＳＰマッピングモジュール、前記適応コードブック・マッピングモジュール、および前記固定コードブック・マッピングモジュールは、ＧＳＭ−ＡＭＲに関わる変換先コーデックと関連することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１４】
前記ＬＳＰマッピングモジュールは、
少なくとも変換先コーデックに関わる複数の量子化テーブルと関連する情報に基づき、前記複数の補間ＬＳＰパラメータを量子化するように構成されたＬＳＰ量子化モジュールと、
前記量子化された複数の補間ＬＳＰパラメータをデコードするように構成されたＬＳＰデコーダ・安定化確認モジュールとをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１５】
前記ＬＳＰデコーダ・安定化確認モジュールは、さらに、前記デコードされた複数の補間ＬＳＰパラメータにおける第１のパラメータと第２のパラメータとの間の順序を付け、かつ間隔を取ることに関連する情報を処理するように構成され、前記第１のパラメータと前記第２のパラメータとは互いに隣接することを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記適応コードブック・マッピングモジュールは、
第２のターゲット信号を生成するように構成された適応コードブック・ターゲット生成モジュールと、
複数の励振信号を保存するように構成された適応コードブックと、
開ループピッチラグを受信し、候補ピッチラグ値を生成するように構成された候補ラグ選択モジュールと、
少なくとも前記適応コードブックと前記候補ピッチラグ値とに関連する情報に基づき、複数の候補信号を生成するように構成された候補ベクトル信号生成モジュールと、
前記ターゲット信号と前記複数の候補信号の遅延形との一組の内積、あるいは前記複数の候補信号の遅延形間での内積を計算し、少なくとも前記一組の内積と関連するベクトル信号を出力するように構成された自己相関・相互相関モジュールと、
前記ベクトル信号を受信し、前記第１のピッチ利得コードブックと前記受信したベクトル信号とに関連する項目の内積を推定し、少なくともこの内積と所定の値とに関連する情報を処理し、選択したコードベクトルのインデックスとこの選択したコードベクトルに関連する適応コードブック・ピッチラグとを出力するように構成された利得コードベクトル選択モジュールと、
前記選択したコードベクトルの前記インデックスと前記適応コードブック・ピッチラグとを保存するバッファモジュールとを備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項１７】
前記所定の値は、予め定められた最大値であることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記複数の項目は、変換先コーデックの第２のピッチ利得コードブックの第２の複数の項目と相関があることを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１９】
前記ベクトル信号は、前記複数の項と前記複数の和とに関連することを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項２０】
前記固定コードブック・マッピングモジュールは、
前記第１のターゲット信号を生成するように構成された固定コードブック・ターゲット生成モジュールと、
少なくとも前記第２の複数のパルス位置と符号とを受信し、前記第２の複数のパルス位置と符号とに関連する情報に基づき、固定コードブックベクトルを生成し、少なくとも前記第２の複数のパルス位置と符号とに関連する情報に基づき、前記サブフレームに対して固定コードブックのインデックスを決定するように構成されたコードベクトル構築モジュールとを備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項２１】
前記ＬＳＰマッピングモジュールと、前記適応コードブック・マッピングモジュールと、前記固定コードブック・マッピングモジュールとは、互いに独立に演算するように構成されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項２２】
変換元コーデックと変換先コーデックとの間でＬＳＰパラメータをマッピングする装置であって、
複数の補間ＬＳＰパラメータに関連する情報を処理し、少なくともこの複数の補間ＬＳＰパラメータに関連する情報に基づき、オーバーフロー信号を生成するように構成されたＬＰオーバーフローモジュールと、
前記オーバーフロー信号に応答して、少なくとも１つの前記複数の補間ＬＳＰパラメータの少なくとも１つの周波数を修正するように構成されたＬＳＰパラメータ修正モジュールと、
少なくとも変換先コーデックに関わる複数の量子化テーブルに関連する情報に基づき、前記複数の補間ＬＳＰパラメータを量子化するように構成されたＬＳＰ量子化モジュールと、
前記量子化された複数の補間ＬＳＰパラメータをデコードするように構成されたＬＳＰデコーダ・安定化確認モジュールとを備えることを特徴とする装置。
【請求項２３】
変換元コーデックと変換先コーデックとの間で適応コードブックをマッピングする装置であって、
ターゲット信号を生成するように構成された適応コードブック・ターゲット生成モジュールと、
複数の項目を含むピッチ利得コードブックであって、この複数の項目のそれぞれに複数の項とこの複数の項に関連する複数の和とが含まれるピッチ利得コードブックと、
開ループピッチラグを受信し、候補ピッチラグ値を生成するように構成された候補ラグ選択モジュールと、
少なくとも前記適応コードブックと前記候補ピッチラグ値とに関連する情報に基づき、複数の候補信号を生成するように構成された候補ベクトル信号生成モジュールと、
前記ターゲット信号と前記複数の候補信号の遅延形との一組の内積、あるいは前記複数の候補信号の遅延形間での内積を計算し、少なくとも前記一組の内積と関連するベクトル信号を出力するように構成された自己相関・相互相関モジュールと、
前記ベクトル信号を受信し、前記ピッチ利得コードブックと前記受信したベクトル信号とに関連する項目の内積を計算し、少なくともこの内積と所定の値とに関連する情報を処理し、選択したコードベクトルのインデックスとこの選択したコードベクトルに関連する適応コードブック・ピッチラグとを出力するように構成された利得コードベクトル選択モジュールと、
前記選択したコードベクトルの前記インデックスと前記適応コードブック・ピッチラグとを保存するバッファモジュールとを備えることを特徴とする装置。
【請求項２４】
変換元コーデックと変換先コーデックとの間で固定コードブックをマッピングする装置であって、
ターゲット信号を生成するように構成された固定コードブック・ターゲット生成モジュールと、
前記ターゲット信号を処理し、第１の修正ターゲット信号を生成するように構成されたターゲット処理モジュールと、
前記第１の修正ターゲット信号に関連する情報に少なくとも基づき、複数のパルスに対する第１の複数のパルス位置と符号とをサブフレームに位置づけるように構成されたパルス検索モジュールと、
少なくとも前記第１の複数のパルス位置と符号とに関連する情報に基づき、前記サブフレームに対する固定コードブック利得を推定するように構成された固定コードブック利得推定モジュールと、
前記第１の修正ターゲット信号と、インパルス応答信号と、前記推定した固定コードブック利得とを受信し、前記複数のパルスに対する第２の複数のパルス位置と符号とを出力するように構成されたパルス位置検索モジュールと、
前記第２の複数のパルス位置と符号とを受信し、固定コードブックベクトルを生成し、前記サブフレームに対する固定コードブックのインデックスを決定するように構成されたコードベクトル構築モジュールとを備えることを特徴とする装置。
【請求項２５】
前記パルス位置検索モジュールは、
少なくとも１つのパルスの少なくとも１つの位置と１つの符号とを第１のトラックに位置づけるように構成された単一トラックパルス検索モジュールと、
前記第１のターゲット信号から前記少なくとも１つのパルスの寄与分を除去し、第１の更新ターゲット信号を出力するように構成されたターゲット更新モジュールと、
前記第１の更新ターゲット信号を受信し、第２の修正ターゲット信号を出力するように構成された第２のターゲット処理モジュールと、
前記少なくとも１つのパルスの前記少なくとも１つの位置と１つの符号とを前記第１のトラックに保存し、前記複数のパルスに対する前記第２の複数のパルス位置と符号とを出力するように構成されたバッファモジュールとを備えることを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２６】
変換元コーデックと変換先コーデックとの間でＣＥＬＰパラメータをマッピングする方法であって、
複数の補間ＬＳＰパラメータと、複数の補間適応コードブックパラメータと、複数の補間固定コードブックパラメータとを受信する処理と、
少なくとも前記複数の補間ＬＳＰパラメータに関連する情報に基づき、複数の量子化ＬＳＰパラメータを生成する処理と、
少なくとも前記複数の補間適応コードブックパラメータに関連する情報に基づき、複数の量子化適応コードブックパラメータを生成する処理と、
少なくとも前記複数の補間固定コードブックパラメータに関連する情報に基づき、複数の量子化固定コードブックパラメータを生成する処理とを備え、
前記複数の量子化ＬＳＰパラメータを生成する処理は、少なくとも前記複数の補間ＬＳＰパラメータに関連する情報に基づき、オーバーフロー信号を生成する処理を備え、
前記複数の量子化適応コードブックパラメータを生成する処理は、ピッチ利得コードブックとベクトル信号とに関連する項目の内積を推定する処理を備え、このピッチ利得コードブックには複数の項目が含まれ、この複数の項目それぞれには複数の項とこの複数の項に関連する複数の和とが含まれ、
前記複数の量子化固定コードブックパラメータを生成する処理は、
少なくとも第１のターゲット信号に関連する情報に基づき、第１の修正ターゲット信号を生成する処理と、
少なくとも前記第１の修正ターゲット信号に関連する情報に基づき、複数のパルスに対する第１の複数のパルス位置と符号とをサブフレーム中に位置づける処理と、
少なくとも前記第１の複数のパルス位置と符号とに関連する情報に基づき、前記サブフレームに対する固定コードブック利得を推定する処理と、
前記第１の修正ターゲット信号と、インパルス応答信号と、少なくとも前記推定した固定コードブック利得とに関連する情報に基づき、前記複数のパルスに対する第２の複数のパルス位置と符号とを生成する処理とを備えることを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記複数の量子化ＬＳＰを生成する処理は、前記オーバーフロー信号に応答して、前記複数の補間ＬＳＰパラメータの少なくとも１つの少なくとも１つの周波数を修正する処理をさらに備えることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記複数の補間ＬＳＰパラメータの少なくとも１つの少なくとも１つの周波数を修正する前記処理は、
前記複数の補間ＬＳＰパラメータのうち、最初のＫ個のＬＳＰパラメータに関連する第１の和が第１の所定の値よりも大きい場合は、前記少なくとも１つの周波数を増加させる処理と、
前記複数の補間ＬＳＰパラメータのうち、最後のＫ個のＬＳＰパラメータに関連する第２の和が第２の所定の値よりも大きい場合は、前記少なくとも１つの周波数を減少させる処理とを備え、
Ｋが正の整数であることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記複数の補間ＬＳＰパラメータの少なくとも１つの少なくとも１つの周波数を修正する前記処理は、実質的に信号品質の低下がないことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
前記変換先コーデックのデコーダは、信号のオーバーフローがないことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３１】
複数の量子化ＬＳＰパラメータを生成する前記処理は、
少なくとも変換先コーデックに関する複数の量子化テーブルに関連する情報に基づき、前記複数の補間ＬＳＰパラメータを量子化する処理と、
前記量子化された複数の補間ＬＳＰパラメータをデコードする処理と、
前記デコードされた複数の補間ＬＳＰパラメータにおける第１のパラメータと第２のパラメータとの間の順序を付け、かつ間隔を取ることに関連する情報の処理であって、前記第１のパラメータと前記第２のパラメータとは互いに隣接する情報の処理とをさらに備えることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項３２】
複数の量子化ＬＳＰパラメータを生成する前記処理は、前記デコードされた複数の補間ＬＳＰパラメータを修正する処理をさらに備えることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
複数の量子化適応コードブックパラメータを生成する前記処理は、
第２のターゲット信号を生成する処理と、
複数の候補ピッチラグ値を生成する処理と、
少なくとも前記適応コードブックと前記複数の候補ピッチラグ値とに関連する情報に基づき、複数の候補信号を生成する処理と、
前記第２のターゲット信号と前記複数の候補信号の遅延形との一組の内積、あるいは前記複数の候補信号の遅延形間での内積を決定する処理と、
少なくとも前記一組の内積に関連するベクトル信号を生成する処理と、
前記第１のピッチ利得コードブックと前記受信したベクトル信号とに関連する項目の内積を決定する処理と、
少なくとも前記内積と所定の値とに関連する情報の処理と、
選択したコードベクトルのインデックスと、この選択したコードベクトルに関連する適応コードブック・ピッチラグとを出力する処理と、
前記選択したコードベクトルのインデックスと、前記適応コードブック・ピッチラグとを保存する処理とをさらに備えることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項３４】
前記第２のターゲット信号は、音声ドメイン、重み付き音声ドメイン、励振ドメイン、あるいはフィルタ処理した励振ドメインにあることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記複数の候補信号は、残余ドメインターゲット信号に関連し、合成とは無関係であることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
複数の量子化固定コードブックパラメータを生成する前記処理は、
少なくとも適応コードブックの寄与分と適応コードブック・ターゲット信号とに関連する情報に基づき、前記第１のターゲット信号を生成する処理と、
少なくとも前記第２の複数のパルス位置と符号とに関連する情報に基づき、固定コードブックベクトルを生成する処理と、
少なくとも前記第２の複数のパルス位置と符号とに関連する情報に基づき、前記サブフレームに対する固定コードブックのインデックスを決定するプロセスとをさらに備えることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項３７】
前記複数のパルスに対し第２の複数のパルス位置と符号とを生成する前記処理は、
少なくとも１つのパルスの少なくとも１つの位置と１つの符号とをトラックに位置づける処理と、
前記第１のターゲット信号から前記少なくとも１つのパルスの寄与分を除去するために、第１の更新ターゲット信号を生成する処理と、
少なくとも前記第１の更新ターゲット信号に関連する情報に基づき、第２の修正ターゲット信号を生成する処理と、
前記少なくとも１つのパルスの前記少なくとも１つの位置と１つの符号とを保存する処理と、
前記複数のパルスに対する前記第２の複数のパルス位置と符号とを出力する処理とをさらに備えることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項３８】
前記第１のターゲット信号は、音声ドメイン、重み付き音声ドメイン、励振ドメイン、あるいはフィルタ処理した励振ドメインにあることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００２年１０月２５日に出願した米国仮出願番号６０／４２１４４６、２００２年１０月２５日に出願した米国仮出願番号６０／４２１４４９、および２００２年１０月２５日に出願した米国仮出願番号６０／４２１２７０の優先権を主張する。これらは、ここに引用して援用するものである。
【０００２】
［連邦政府支援研究開発下での発明への権利に関する声明］
該当なし。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、一般には電気通信技術に関し、より詳細には、コード励振線形予測（ＣＥＬＰ）モデルパラメータの高速マッピング方法および装置に関する。単に一例としてだが、本発明は、あるＣＥＬＰコーダ／デコーダ（コーデック）から別のＣＥＬＰコーデックへの音声トランスコーディングに適用されてきたが、適用範囲がより広いことは明らかであろう。
【０００４】
コード励振線形予測（ＣＥＬＰ）方式の音声コーディング技術は、音声コーデックに広く用いられている。このようなコーデックは、音声信号をソースフィルタモデルとしてモデル化する。変換元／励振信号は、適応および固定コードブックを介して生成され、フィルタは短期線形予測コーダ（ＬＰＣ）によりモデル化される。次に、エンコードされた音声は、フィルタ係数および励振タイプを特定する一組のパラメータにより表される。ＣＥＬＰコーデックのパラメータには、線スペクトル対（ＬＳＰ）パラメータ、適応コードブックパラメータ、および固定コードブックパラメータが含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＥＬＰ技術を用いた業界標準コーデックには、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）・エンハンストフルレート（ＥＦＲ）・コーデック、適応マルチレート狭帯域（ＡＭＲ−ＮＢ）コーデック、適応マルチレート広帯域（ＡＭＲ−ＷＢ）、Ｇ．７２３．１、Ｇ．７２９、拡張可変レートコーデック（ＥＶＲＣ）、モード選択可能ボコーダ（ＳＭＶ）、ＱＣＥＬＰ、およびＭＰＥＧ−４がある。トランスコーディング処理では、ＣＥＬＰパラメータを、ある音声圧縮形式から別の音声圧縮形式に変換が可能である。いくつかのトランスコーディング技術は、圧縮信号を、パルス符号変調（ＰＣＭ）表示に完全にデコードし、次に、この信号を再びエンコードする。この技術は、通常、大量の処理が必要となり、著しい遅延を招く。他のトランスコーディング技術は、パラメータ空間に留まりながら、ＣＥＬＰパラメータをある圧縮形式から別の圧縮形式に変換する。この技術は、通常、オーバーフローエラーを生じがちな複雑な計算を用いる。
【０００６】
従って、ＣＥＬＰトランスコーディング技術の改良が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一般には電気通信技術に関し、より詳細には、コード励振線形予測（ＣＥＬＰ）モデルパラメータの高速マッピング方法および装置に関する。単に一例としてだが、本発明は、あるＣＥＬＰコーダ／デコーダ（コーデック）から別のＣＥＬＰコーデックへの音声トランスコーディングに適用されてきたが、適用範囲がより広いことは明らかであろう。
【０００８】
本発明の実施形態によれば、音声トランスコーダでＣＥＬＰパラメータをマッピングする装置は、変換元コーデックのＣＥＬＰパラメータと、変換先コーデックのフレームサイズ、サブフレームサイズ、あるいは他の特性と一致するように補間された中間信号とを、入力として受信する。この装置には、補間ＬＳＰパラメータを量子化ＬＳＰパラメータにマッピングするＬＳＰマッピングモジュールと、補間適応コードブックパラメータを量子化適応コードブックパラメータに高速でマッピングする適応コードブック・マッピングモジュールと、補間固定コードブックパラメータを量子化固定コードブックパラメータに高速でマッピングする固定コードブック・マッピングモジュールとが含まれる。ＬＳＰマッピングモジュールは、トランスコードされた信号が装置あるいはシステムによりデコードされようとする場合、信号のオーバーフローが潜在していないかどうかについて補間ＬＳＰパラメータを調べ、もし信号のオーバーフローが予測される場合、ＬＳＰパラメータを調整し、ＬＳＰパラメータを量子化する。適応コードブック・マッピングモジュールは、適応コードブック・ターゲット信号を生成し、適応コードブックから１つまたは複数の候補ピッチラグ値に対して適応コードブックの候補ベクトル信号を生成し、適応コードブック・ターゲット信号と候補信号との、数を減少した一組の自己相関および相互相関内積項を計算し、その自己相関および相互相関内積項のベクトルを最大内積に与える項目に対し、１つまたは複数の簡易化した利得ベクトル量子化コードブックの項目を検索する。固定コードブック・マッピングモジュールは、固定コードブック・ターゲット信号を生成し、修正ターゲット信号を生成するために固定コードブック・ターゲット信号を処理し、固定コードブック利得を推定するために用いる初期のパルス位置と符号とを検索するために急速パルス検索を行い、再度パルス位置高速検索技術を用いて代数コードブックの検索を行い、固定コードベクトルを構築し、固定コードブックのインデックスを出力する。
【０００９】
本発明の他の実施形態によれば、音声トランスコーダのＣＥＬＰパラメータマッピング方法には、補間ＬＳＰパラメータを変換先コーデックの量子化ＬＳＰパラメータにマッピングし、補間適応コードブックパラメータを量子化適応コードブックパラメータにマッピングし、補間固定コードブックパラメータを量子化固定コードブックパラメータにマッピングする処理が含まれる。
【００１０】
本発明のさらにもう１つの実施形態は、適応コードブックマッピングに対し簡易化したピッチ利得コードブックを構築する方法であって、この方法には、利得積を分類し、ピッチ利得コードブックの大きさを軽減する処理が含まれる。
【００１１】
本発明のさらにもう１つの実施形態によれば、固定代数コードブックのパルス位置高速検索方法には、検索する次のトラックを選択し、１つまたは複数のパルスに対する位置を定め、現在のトラック中のパルス寄与分をターゲットから減じ、残余パルスの検索用ターゲット信号を処理する一連の処理が含まれる。
【００１２】
本発明のさらにもう１つの実施形態によれば、変換元コーデックと変換先コーデックとの間でＣＥＬＰパラメータをマッピングする装置には、ＬＳＰマッピングモジュールと、ＬＳＰマッピングモジュールと対になった適応コードブック・マッピングモジュールと、ＬＳＰマッピングモジュールおよび適応コードブック・マッピングモジュールと対になった固定コードブック・マッピングモジュールとが含まれる。ＬＳＰマッピングモジュールには、複数の補間ＬＳＰパラメータに関する情報を処理し、かつ、少なくともこの複数の補間ＬＳＰパラメータに関する情報に基づきオーバーフロー信号を生成するように構成されたＬＰオーバーフローモジュールが含まれる。さらに、このＬＳＰマッピングモジュールには、オーバーフロー信号に応答して、複数の補間ＬＳＰパラメータの少なくとも１つの少なくとも１つの周波数を修正するように構成されたＬＳＰパラメータ修正モジュールが含まれる。適応コードブック・マッピングモジュールには、第１のピッチ利得コードブックが含まれる。この第１のピッチ利得コードブックには、第１の複数の項目が含まれる。この第１の複数の項目それぞれには、複数の項と、この複数の項に関する複数の和とが含まれる。固定コードブック・マッピングモジュールには、第１のターゲット信号を処理し、第１の修正ターゲット信号を生成するように構成された第１のターゲット処理モジュールが含まれる。さらに、この固定コードブック・マッピングモジュールには、サブフレームの複数のパルスに対して、第１の複数のパルス位置と符号とを、少なくとも第１の修正ターゲット信号に関する情報に基づいて検索するように構成されたパルス検索モジュールが含まれる。さらに、固定コード・マッピングモジュールには、サブフレームに対して、第１の複数のパルス位置と符号とに関する情報に基づき固定コードブックの利得を推定するように構成された固定コードブック利得推定モジュールが含まれる。また、この固定コードブック・マッピングモジュールには、第１の修正ターゲット信号、インパルス応答信号、および推定した固定コードブック利得を受信し、複数のパルスに対する第２の複数のパルス位置と符号とを出力するように構成されたパルス位置検索モジュールが含まれる。
【００１３】
本発明のさらにもう１つの実施形態によれば、変換元コーデックと変換先コーデックとの間でＬＳＰパラメータをマッピングする装置には、複数の補間ＬＳＰパラメータに関する情報を処理し、オーバーフロー信号を複数の補間ＬＳＰパラメータに関する情報に基づき生成するように構成されたＬＰオーバーフローモジュールが含まれる。さらにこの装置には、オーバーフロー信号に応答して少なくとも１つの複数の補間ＬＳＰパラメータの少なくとも１つの周波数を修正するように構成されたＬＳＰパラメータ修正モジュールが含まれる。さらにこの装置には、少なくとも、変換先コーデックに関する複数の量子化テーブルに関連する情報に基づき、複数の補間ＬＳＰパラメータを量子化するように構成されたＬＳＰ量子化モジュールが含まれる。また、この装置には、量子化された複数の補間ＬＳＰパラメータをデコードするように構成されたＬＳＰデコーダ・安定性確認モジュールが含まれる。
【００１４】
本発明のさらにもう１つの実施形態によれば、変換元コーデックと変換先コーデックとの間で適応コードブックをマッピングする装置には、ターゲット信号を生成するように構成された適応コードブック・ターゲット生成モジュールとピッチ利得コードブックとが含まれる。このピッチ利得コードブックには、複数の項目がある。この複数の項目それぞれに、複数の項と複数の項に関する複数の和とがある。さらにこの装置には、開ループのピッチラグを受信し、候補ピッチラグ値を生成するように構成された候補ラグ選択モジュールが含まれる。また、この装置には、少なくとも適応コードブックと候補ピッチラグ値とに関連する情報に基づき、複数の候補信号を生成するように構成された候補ベクトル信号生成モジュールが含まれる。さらにこの装置には、ターゲット信号と複数の候補信号の遅延形との一組の内積、あるいは複数の候補信号の遅延形間での内積を計算し、その一組の内積と関連するベクトル信号を出力するように構成された自己相関・相互相関モジュールが含まれる。さらこの装置には、ベクトル信号を受信し、ピッチ利得コードブックと受信したベクトル信号とに関連する項目の内積を計算し、少なくともその内積と所定の値とに関連する情報を処理し、選択したコードベクトルのインデックスとその選択したコードベクトルに関連する適応コードブック・ピッチラグとを出力するように構成された利得コードベクトル選択モジュールが含まれる。また、この装置には、選択したコードベクトルのインデックスと適応コードブック・ピッチラグとを保存するバッファモジュールが含まれる。
【００１５】
本発明のさらにもう１つの実施形態によれば、変換元コーデックと変換先コーデックとの間で固定コードブックをマッピングする装置には、ターゲット信号を生成するように構成された固定コードブック・ターゲット生成モジュールと、そのターゲット信号を処理し、第１の修正ターゲット信号を生成するように構成されたターゲット処理モジュールとが含まれる。さらに、この装置には、複数のパルスに対する第１の複数のパルス位置と符号とを、少なくとも、第１の修正ターゲット信号に関連する情報に基づき、サブフレーム中に位置づけるように構成されたパルス検索モジュールが含まれる。さらにこの装置には、サブフレームに対する固定コードブック利得を、少なくとも、第１の複数のパルス位置と符号とに関連する情報に基づき推定するように構成された固定コードブック利得推定モジュールが含まれる。また、この装置には、第１の修正ターゲット信号、インパルス応答信号、および推定した固定コードブック利得を受信し、複数のパルスに対する第２の複数のパルス位置と符号とを出力するように構成されたパルス位置検索モジュールが含まれる。さらにこの装置には、第２の複数のパルス位置と符号とを受信し、固定コードブックベクトルを生成し、サブフレームに対する固定コードブックのインデックスを決定するように構成されたコードベクトル構築モジュールが含まれる。
【００１６】
本発明のさらにもう１つの実施形態によれば、変換元コーデックと変換先コーデックとの間でＣＥＬＰパラメータをマッピングする方法には、複数の補間ＬＳＰパラメータ、複数の補間適応コードブックパラメータ、および複数の補間固定コードブックパラメータを受信する処理が含まれる。さらにこの方法には、少なくとも複数の補間ＬＳＰパラメータに関連する情報に基づき、複数の量子化ＬＳＰパラメータを生成し、少なくとも複数の補間適応コードブックパラメータに関連する情報に基づき、複数の量子化適応コードブックパラメータを生成し、少なくとも複数の補間固定コードブックパラメータに関連する情報に基づき、複数の量子化固定コードブックパラメータを生成する処理が含まれる。複数の量子化ＬＳＰパラメータの生成には、少なくとも複数の補間ＬＳＰパラメータに関連する情報に基づき、オーバーフロー信号を生成する処理が含まれる。複数の量子化適応コードブックパラメータの生成には、ピッチ利得コードブックとベクトル信号とに関連する項目の内積を推定する処理が含まれる。このピッチ利得コードブックには、複数の項目がある。この複数の項目それぞれに、複数の項と複数の項に関連する複数の和とがある。複数の量子化固定コードブックパラメータの生成には、少なくとも第１のターゲット信号に関連する情報に基づき、第１の修正ターゲット信号を生成し、少なくともこの第１の修正ターゲット信号に関連する情報に基づき、複数のパルスに対する第１の複数のパルス位置と符号とをサブフレーム中に位置づけ、少なくともこの第１の複数のパルス位置と符号とに関連する情報に基づき、サブフレームに対する固定コードブック利得を推定し、少なくとも第１の修正ターゲット信号、インパルス応答信号、および推定した固定コードブック利得に関連する情報に基づき、複数のパルスに対する第２の複数のパルス位置と符号とを生成する処理が含まれる。
【００１７】
他の技術に対し本発明を用いることで、数多くの利点が得られる。本発明のある実施形態では、高速ＬＳＰマッピング、適応コードブック高速マッピング、および固定コードブック高速マッピングの装置と方法とが提供される。この装置と方法により、変換先コーデックのデコーダで信号がオーバーフローするのを防止するために、マッピングされた線形予測パラメータを調整することができる。本発明のいくつかの実施形態では、計算量と計算の複雑さを軽減することができる。例えば、候補コードベクトルを検証するための計算が軽減され、あるいはピッチ利得コードブックへの項目を生成するための計算が軽減される。本発明のある実施形態では、必要なメモリ量もまた軽減される。例えば、簡易化ピッチ利得コードブックでは、各コードベクトル項目にはほとんど成分が含まれない。本発明のいくつかの実施形態では、自己相関および相互相関計算ユニットは、簡易化ピッチ利得コードブックの項目中の項に一致する形式で、短くなった内積成分ベクトルを出力する。ある実施形態では、本発明の適応コードブック検索の複雑さは、ピッチ利得コードブックの簡略化、計算された相関内積数の減少、および計算された遅延重み付き合成信号数の減少により、他の適応コードブック検索の複雑さよりも小さい。
【００１８】
対象とする実施形態に応じて、上記利点のうちの１つまたは複数を得ることができる。これらの利点、また、本発明の追加的な種々の目的、特徴、および効果については、以下の詳細な説明と添付の図面とを参照することにより、十分に理解することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、一般には電気通信技術に関し、より詳細には、コード励振線形予測（ＣＥＬＰ）モデルパラメータの高速マッピング方法および装置に関する。単に一例としてだが、本発明は、あるＣＥＬＰコーダ／デコーダ（コーデック）から別のＣＥＬＰコーデックへの音声トランスコーディングに応用されてきたが、適用範囲がより広いことは明らかであろう。
【００２０】
図１は、２つのＣＥＬＰベース音声コーデック間のトランスコーダを示す概略図である。米国特許出願番号１０／３３９，７９０と公開番号ＵＳ２００３／０１７７００４を参照のこと。この２つの文献は、ここに引用して援用するものである。このトランスコーダには、変換元コーデック・アンパッキングモジュール１１０、ＣＥＬＰパラメータ補間モジュール１２０、ＣＥＬＰパラメータ・マッピングモジュール１３０、および変換先コーデック・パッキングモジュール１４０が含まれる。ＣＥＬＰパラメータ補間モジュール１２０は、変換先コーデックのフレーム長やサブフレーム長に一致するようにＣＥＬＰパラメータを補間し、その結果、補間されたＣＥＬＰパラメータは、ＣＥＬＰパラメータ・マッピングモジュール１３０で変換先コーデックパラメータを形成するようにマッピングされる。変換先コーデック・パッキングモジュール１４０は、ビットストリームにパラメータを要求形式でパッキングする。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態によるＣＥＬＰパラメータ・マッピングモジュールの概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。ＣＥＬＰパラメータ・マッピングモジュール２００には、ＬＳＰマッピングモジュール２１０、適応コードブック・マッピングモジュール２２０、および固定コードブック・マッピングモジュール２３０が含まれる。以上は、種々のモジュールを用いて示したものであるが、多くの代替、修正および変形形態が可能である。例えば、いくつかのモジュールを拡張しても良いし、統合しても良い。また、他のモジュールを上記のモジュール間に入れても良い。実施形態に応じて、特定のモジュールを置き換えても良い。これらのモジュールに関するより詳細な内容については、本明細書を通して説明がある。
【００２２】
一例では、マッピングの計算要件を軽減するため、信号品質を落とすことなく、これらモジュールそれぞれにいくつかの高速マッピング技術が適用される。これらの技術には、適応コードブックマッピングと固定コードブックマッピングに対する高速処理が含まれる。さらに、これらの技術には、変換元コーデックから変換先コーデックまでの間、ＬＳＰパラメータの高速マッピングによる信号のオーバーフローを防ぐ方法が含まれる。これらの技術は一緒に用いることが可能であり、また、他のパラメータマッピング技術と併せて用いることも可能である。例えば、ＣＥＬＰパラメータ・マッピングモジュール２００が、ＣＥＬＰパラメータ・マッピングモジュール１３０として用いられる。
【００２３】
ある線形予測ベースの音声コーデックから、他の線形予測ベースの音声コーデックへの効率的なトランスコーディングでは、多くの場合、変換元コーデックから変換先コーデックまでの間、線スペクトル対（ＬＳＰ）パラメータの補間が用いられる。このことにより、線形予測（ＬＰ）パラメータを再計算する必要がなくなる。異種のコーデックは、異なるフレーム長、異なるサブフレーム長、異なる予測遅延、異なる予測次数、異なる帯域幅拡張、あるいは異なる種類のＬＰ分析ウインドウを用いているかもしれないので、あるコーデックからのＬＳＰパラメータは、他のコーデックへは適合しないかもしれない。場合によっては、あるコーデックからデコードされ、補間され、第２のコーデックで音声を再構成するのに用いられるＬＳＰパラメータにより、品質低下が生じるかもしれないし、ＬＰ分析が一致しないことによる信号のオーバーフローが生じるかもしれない。
【００２４】
単位円に沿って検索し、ゼロ交差に対し補間することにより、ＬＰ係数をＬＳＰ係数に変換する。ＬＳＰは、次の関係式により、［０，ｆｓ／２］の範囲でＨｚを単位とした線スペクトル周波数（ＬＳＦ）に変換できる。
【００２５】
【数１】
2006504123.tif 000003
【００２６】
ここで、ｆｓはサンプリング周波数、Ｎは予測次数である。周波数帯域でそれぞれ近接する複数のＬＳＦにより、ＬＰフィルタに著しい共振が生じ、結果として信号のオーバーフローを生じる。ＣＥＬＰベースの多くの音声コーデックでは、ＬＰフィルタの安定性を検証するために確認作業が実行される。これにより、ＬＳＦが正確に並んでおり、かつ隣接するＬＳＦ間には最小距離Δｍｉｎがあることが確かめられる。標準的なフィルタの安定性に関する基準は次式の通りである。
【００２７】
【数２】
2006504123.tif 000004
【００２８】
しかし、あるコーデックから他のコーデックへのトランスコーディングでは、二つのコーデックの安定性基準を満たしていたとしても信号のオーバーフローは生じうる。このことは、音声デコーダの固定小数点処理が行われる場合に明らかである。
【００２９】
例えばＧＳＭ−ＡＭＲからＧ．７２３．１へのトランスコーダでは、ＧＳＭ−ＡＭＲのフレームサイズ２０ｍｓとＧ．７２３．１のフレームサイズ３０ｍｓとの補償のためにＬＳＦは線形に補間される。補間されたＬＳＦは、次に、Ｇ．７２３．１で量子化されビットストリームに出力される。しかし、ＬＳＦがＧ．７２３．１標準の固定小数点処理でデコードされた場合は、ＧＳＭ−ＡＭＲとＧ．７２３．１の安定性基準が満たされていたとしても、ＬＰ分析が一致しないことから、Ｇ．７２３．１デコーダにおけるＬＳＰから線形予測係数（ＬＰＣ）への変換の中間変数にオーバーフローが生じる。デコーダでの信号のオーバーフローを防ぐために、トランスコーディングの最中に何らかの予防手段をとる必要がある。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態によるＬＳＰ高速マッピングモジュールの概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。ＬＳＰ高速マッピングモジュール３００には、ＬＰオーバーフロー予測モジュール３１０、ＬＳＰパラメータ修正モジュール３２０、ＬＳＰ量子化モジュール３３０、およびＬＳＰデコーダ・安定性確認モジュール３４０が含まれる。以上は、種々のモジュールを用いて示したものであるが、多くの代替、修正および変形形態が可能である。例えば、いくつかのモジュールを拡張しても良いし、統合しても良い。また、他のモジュールを上記のモジュール間に入れても良い。実施形態に応じて、特定のモジュールを置き換えても良い。これらのモジュールに関するより詳細な内容については、本明細書を通して説明がある。
【００３１】
ＬＳＰ高速マッピングモジュール３００は、変換元コーデックから変換先コーデックへの間での補間ＬＳＰパラメータを、変換先コーデックの量子化ＬＳＰパラメータへと変換する。さらに、このモジュール３００は、デコーダの潜在的なオーバーフロー状況を検出し、補間ＬＳＦによる信号のオーバーフローを避けるためにＬＳＦ調整を行うことができる。
【００３２】
図４は、本発明の一実施形態によるＬＳＰ高速マッピングの方法を説明する概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。図４に示すように、ＬＳＰ高速マッピング方法４００には、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４７０、および４８０で示す処理が含まれる。以上は、特定の処理順序を用いて示したものであるが、多くの代替、修正および変形形態が可能である。例えば、いくつかの処理を拡張しても良いし、統合しても良い。また、他の処理を上記の処理間に入れても良い。実施形態に応じて、特定の処理順を他と入れ換えても良い。この方法４００は、ＬＳＰ高速マッピングモジュール３００で実施されても良い。さらに、この方法４００を用いると、音声品質への影響を実質的に及ぼさずに、信号のオーバーフローを避けるためのＬＳＦ周波数の調整が可能である。これらの処理に関するより詳細な内容については、本明細書を通して説明がある。
【００３３】
図３、４に示すように、補間ＬＳＰパラメータ３５０がＬＰオーバーフロー予測モジュール３１０に入力され、デコーダでＬＰのオーバーフロー問題が潜在していないかどうかの確認作業が実施される。信号のオーバーフローが予測される場合は、ＬＳＰパラメータ修正モジュール３２０でＬＳＦが修正される。この修正については、さまざまなやり方で実施しても良い。例えば、処理４１０と４２０で、ＬＰオーバーフロー予測モジュール３１０は、補間ＬＳＰを入力として受け、次式のように、最初のＫ個のＬＳＰ合計値Ｅ１と最後のＫ個のＬＳＰ合計値Ｅ２とを計算する。
【００３４】
【数３】
2006504123.tif 000005
【００３５】
【数４】
2006504123.tif 000006
【００３６】
ここで、
2006504123.tif 000007
であり、Ｍは予測次数である。またＫは正の整数である。
【００３７】
処理４３０と４４０で、Ｅ１はＴｈｒ１と、Ｅ２はＴｈｒ２とそれぞれ比較される。ここで、Ｔｈｒ１とＴｈｒ２は事前に定義された閾値である。もし、Ｅ１＞Ｔｈｒ１またはＥ２＞Ｔｈｒ２であれば、信号のオーバーフローはデコーダで生じると予測され、ＬＳＰは、ＬＳＰパラメータ修正モジュール３２０において処理４５０で修正される。もし、Ｅ１＞Ｔｈｒ１であれば、補間ＬＳＰのうちの少なくとも１つの少なくとも１つの周波数を増加させ、もし、Ｅ２＞Ｔｈｒ２であれば、補間ＬＳＰのうちの少なくとも１つの少なくとも１つの周波数を減少させる。
【００３８】
次に処理４６０で、ＬＳＰパラメータは、ＬＳＰ量子化モジュール３３０により、変換先コーデックの量子化テーブルと方法とを用いて量子化される。この量子化されたＬＳＰパラメータは、処理４７０と４８０でデコードされ、ＬＳＰデコーダ・安定性確認モジュール３４０により安定性確認が実施される。この安定性確認では、通常、順序の正確さと隣接ＬＳＰ間の最小周波数間隔とを確認する。デコードされた変換先コーデックのＬＳＰパラメータは、トランスコーダ内のさらに先の処理で用いられる。例えば、ＬＳＰ高速マッピングモジュール３００は、ＬＳＰ高速マッピングモジュール２１０として用いられる。
【００３９】
１０次の線形予測フィルタはサンプリング周波数が８ｋＨｚの音声コーデックに広く用いられている。図５は、本発明の一実施形態による１０次の安定ＬＰ分析フィルタに対するＬＳＰパラメータを説明する概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。それぞれのバーの垂直成分はＬＳＰ値であり、−１＜ＬＳＰｉ＜＋１の範囲内にあり、水平成分は正規化ＬＳＦ値であり、０＜ＬＳＦｉ＜πの範囲内にある。
【００４０】
図６は、変換先コーデックで不安定なＬＰフィルタを生じる、あるいは信号のオーバーフローを生じるＬＳＰパラメータを説明する概略図である。最初の５つのＬＳＰパラメータは近接したＬＳＦ値を有し、１に近いＬＳＰ値を有す。これらのＬＳＰパラメータは隣接ＬＳＦの最小距離基準３１．２５Ｈｚを満たすが、標準的なデコーダでは信号のオーバーフローを生じる。これと比べ、本発明の実施形態によれば、ＬＳＰパラメータの修正によって、異なるＬＰ分析パラメータを持つコーデックに対する補間ＬＳＰに起因する信号のオーバーフローを回避できるだけではなく、音声品質も維持できる。図５に示すように、１０次の予測フィルタに対しては、知覚的に重要な最初のフォルマント周波数の位置に影響を及ぼし、信号品質を低下させるため、最初の３つのＬＳＰパラメータに対する修正は回避される。従って、最初の４つのＬＳＰ平均値が０．９１を超える場合は、修正により４番目、５番目および６番目のＬＳＦの周波数を、それぞれｆ４Ｈｚ、ｆ５Ｈｚおよびｆ６Ｈｚだけ増加させる。デコーダモジュールでの信号のオーバーフローの可能性を減らすために、異なる閾値、異なる周波数シフト、および異なる修正をＬＳＦに加えることも可能である。
【００４１】
本発明のある実施形態では、音声トランスコーディングにおける適応コードブック高速マッピング技術の実施方法および装置が提供される。例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２３．１などのＣＥＬＰベースのいくつかの音声コーダで、マルチタップ・ピッチ予測フィルタが用いられる。このマルチタップ・ピッチ予測子は、その周波数応答が整数ラグ間を補間できるため、シングルタップ予測子よりも高い予測利得を得ることができる。
【００４２】
図７は、Ｎタップのピッチ予測フィルタを説明する概略図である。マルチタップ・フィルタの伝達関数は次式によって与えられる。
【００４３】
【数５】
2006504123.tif 000008
【００４４】
ここでβｊはピッチ予測子係数、Ｎはフィルタタップの数、Ｌはピッチラグである。ＣＥＬＰコーディングでは、ターゲット信号ｓ（ｎ）が生成され、それは、音声領域、励振領域、あるいはフィルタ処理した励振領域のいずれにあってもよい。励振領域では、短期線形予測寄与分が除外されている。ターゲット信号ｓ（ｎ）と長さｌｓｆのサブフレームに対するピッチ予測寄与分との間の誤差信号は、次式によって与えられる。
【００４５】
【数６】
2006504123.tif 000009
【００４６】
ここで、ｓ‘（ｎ）はターゲット信号の遅延形であってもよいし、適応コードブック信号またはこれまでの励振信号を重み付きインパルス応答でフィルタ処理して求めても良い。平均二乗誤差εは次のように記述できる。
【００４７】
【数７】
2006504123.tif 000010
【００４８】
上式をさらに展開すると、次式が得られる。
【００４９】
【数８】
2006504123.tif 000011
【００５０】
ここでＲＳＳ（ｘ，ｙ）、ＲＳＳ‘（ｘ，ｙ）、ＲＳ’Ｓ‘（ｘ，ｙ）は、以下で与えられる自己相関および相互相関内積項である。
【００５１】
【数９】
2006504123.tif 000012
【００５２】
【数１０】
2006504123.tif 000013
【００５３】
【数１１】
2006504123.tif 000014
【００５４】
図８は、ＣＥＬＰコーデックにおける適応コードブックパラメータを決定する誤差最小化処理を説明する概略図である。最適なピッチパラメータを決定するため、平均二乗誤差を最小化する。これには、最適な利得係数β＝｛β０，β１，．．．，βＮ−１｝と、それに関連する８式の第２項の最大値を生じるピッチラグを求める処理が含まれる。高次のピッチ予測子ほどよりよい結果を生じるが、計算しなければならないＲＳ‘Ｓ’（ｉ，ｊ）項の数が指数関数的に増加する。計算負荷を軽減するため、利得積の項βｉβｊは、多くの場合、事前に計算されており、利得コードブックに保存されている。５タップのフィルタでは、１５個の利得積の項を追加する必要がある。従って、それぞれのコードブックベクトルには２０成分が含まれ、それらは、次に示すように、それぞれのタップに対する利得係数であり、事前に計算された利得係数の積である。
最初の５成分：   β０      β１      β２      β３      β４
次の５成分：    −β０２   −β１２   −β２２   −β３２   −β４２
最後の１０成分：−β０β１ −β０β２ −β１β２ −β０β３ −β１β3
−β２β３ −β０β４ −β１β４ −β２β４ −β３β４
【００５５】
図９は、ＣＥＬＰベースの音声コーデックにおけるピッチパラメータを決定するのに用いる手順を説明する概略図である。計算されたＲＳＳベクトルには、特定のラグ値に対する自己相関および相互相関内積項ＣＬが含まれる。ＲＳＳベクトルとインデックスｋの利得ベクトルとの内積の計算により、８式の第２項の値が求まる。この計算が、指定した範囲内でコードブックの全てのインデックス、および指定した範囲内で全てのラグ値に対して繰り返され、結果として最大内積を生じるインデックスｋｂｓｅｔとラグ値ｌａｇｂｅｓｔとが保存される。
【００５６】
図９に示すように、適応コードブック・マッピングモジュール９００には、利得コードブック９１０、利得コードベクトル選択モジュール９２０、候補ラグ取得モジュール９３０、適応コードブック９４０、候補ベクトル取得モジュール９５０、自己相関・相互相関モジュール９６０、およびバッファモジュール９８０が含まれる。自己相関・相互相関モジュール９６０は、ＲＳＳベクトル９７０を出力する。
【００５７】
本発明のある実施形態では、ピッチパラメータのエンコード中の予測誤差最小化に要求される複雑さは軽減される。この方法が、マルチタップ・ピッチフィルタ、および利得係数と事前に計算された利得積の項を含むコードブックを用いる音声コーデックに適用される。また、この方法には、類似のＲＳ‘Ｓ（ｉ，ｊ）項を一緒に分類する処理も含まれる。具体的な実施形態では、共通ラグ間の相違に対する自己相関の内積項が一緒に分類される。例えば、ピッチ予測子が５つのタップを有す場合、ＲＳ‘Ｓ（ｉ，ｊ）項は次のように分類される。
グループ１： ＲＳ‘Ｓ（０，０），ＲＳ’Ｓ（１，１），ＲＳ‘Ｓ（２，２），ＲＳ’Ｓ（３，３），ＲＳ‘Ｓ（４，４）
グループ２： ＲＳ‘Ｓ（０，１），ＲＳ’Ｓ（１，２），ＲＳ‘Ｓ（２， ３），ＲＳ’Ｓ（３，４）
グループ３： ＲＳ‘Ｓ（０，２），ＲＳ’Ｓ（１，３），ＲＳ‘Ｓ（２，４）
グループ４： ＲＳ‘Ｓ（０，３），ＲＳ’Ｓ（１，４）
グループ５： ＲＳ‘Ｓ（０，４）
【００５８】
この構成により、類似ラグ間の相違を有す成分の自己相関内積が分類される。さらに具体的な実施形態では、同一グループ内のＲＳ‘Ｓ（ｉ，ｊ）項は、ほぼ等しいものとみなすことができる。従って、１５個のＲＳ‘Ｓ（ｉ，ｊ）項を計算する代わりに、５個の項のみが必要とされる。従って、ＲＳＳベクトルには、１０個の項のみが含まれることになる。
【００５９】
図１０は、本発明の一実施形態による適応コードブック・高速マッピングモジュールの概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。適応コードブック・高速マッピングモジュール１０００には、利得コードブック１０１０、利得コードベクトル選択モジュール１０２０、候補ラグ取得モジュール１０３０、適応コードブック１０４０、候補ベクトル取得モジュール１０５０、自己相関・相互相関モジュール１０６０、およびバッファモジュール１０８０が含まれる。以上は、種々のモジュールを用いて示したものであるが、多くの代替、修正および変形形態が可能である。例えば、いくつかのモジュールを拡張しても良いし、統合しても良い。また、他のモジュールを上記のモジュール間に入れても良い。実施形態に応じて、特定のモジュールを他と置き換えても良い。これらのモジュールに関するより詳細な内容については、本明細書を通して説明がある。
【００６０】
以上説明したように、図１０に示す簡易化利得コードブック１０１０の各コードベクトル中の成分数ＣＬ‘は、図９に示す標準利得コードブック１０１０の各コードベクトル中の成分数ＣＬよりも少ない。一例では、適応コードブック・高速マッピングモジュール１０００は、適応コードブック・高速マッピングモジュール２２０として用いられる。
【００６１】
図１０Ａは、本発明の一実施形態による適応コードブック・高速マッピングモジュールのもう１つの概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。適応コードブック・高速マッピングモジュール１０９０には、簡易化利得コードブック１０９１、利得コードベクトル選択モジュール１０９２、候補ラグ選択モジュール１０９３、適応コードブック１０９４、候補ベクトル生成モジュール１０９５、自己相関・相互相関モジュール１０９６、バッファモジュール１０９８、および適応コードブック・ターゲット生成モジュール１０９９が含まれる。適応コードブック・高速マッピングモジュール１０９０は、適応コードブック・高速マッピングモジュール１０００と同じでも、あるいは異なってもよい。以上は、種々のモジュールを用いて示したものであるが、多くの代替、修正および変形形態が可能である。例えば、いくつかのモジュールを拡張しても良いし、統合しても良い。また、他のモジュールを上記のモジュール間に入れても良い。実施形態に応じて、特定のモジュールを他と置き換えても良い。これらのモジュールに関するより詳細な内容については、本明細書を通して説明がある。
【００６２】
適応コードブック１０９４には、複数の励振信号が保存される。候補ラグ選択モジュール１０９３は、開ループのピッチラグを受信し、候補ピッチラグ値を生成する。少なくとも、適応コードブック１０９４と候補ピッチラグ値とに関する情報に基づき、候補ベクトル信号生成モジュール１０９５が複数の候補信号を出力する。例えば、複数の候補信号が残りのドメインターゲット信号と関係があり、合成とは無関係である。適応コードブック・ターゲット生成モジュール１０９９で適応コードブック・ターゲット信号が生成される。例えば、音声ドメイン、重み付き音声ドメイン、励振ドメイン、あるいはフィルタ処理した励振ドメイン内の適応コードブック・ターゲット信号である。自己相関・相互相関モジュール１０９６は、その数を減少した一組の内積を演算し、ＲＳＳベクトル１０９７を生成する。一例では、このＲＳＳベクトル１０９７は、ＲＳＳベクトル１０７０と同じものである。このＲＳＳベクトル１０９７は、利得コードベクトル選択モジュール１０９２に移動し、そこで最適利得コードベクトルのインデックスｋｂｅｓｔを得るため、利得コードブック１０９１内の少なくとも１つのインデックスが検索される。このＲＳＳ値を生じるピッチラグの候補値がｌａｇｂｅｓｔである。ｋｂｅｓｔとｌａｇｂｅｓｔとは、利得コードブック１０９１の項目と、自己相関と相互相関の内積項のベクトルを最大内積に与える候補ラグ選択モジュール１０９３により生成された候補ラグとに関連する。
【００６３】
図１１は、本発明の一実施形態による適応コードブック高速検索でピッチパラメータを決定する方法を説明する概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。ピッチパラメータを決定する方法１１００には、開ループピッチ（ＯＬＰ）を取得する処理１１１０、ＯＬＰの範囲内で候補ラグＬＣを取得する処理１１２０、ラグＬＣで適応コードブックから候補ベクトルを取得する処理１１３０、候補ベクトルの自己相関内積を計算する処理１１４０、ターゲットベクトルと候補ベクトルとの相互相関内積を計算する処理１１５０、ＲＳＳベクトルを構築する処理１１６０、最適利得コードベクトルを簡易化利得コードブックから選択する処理１１７０、最適コードブックインデックスｋｂｅｓｔと最適ラグｌａｇｂｅｓｔとをバッファに保存する処理１１７２、ピッチの制限範囲が検索されているかどうかを判断する処理１１８０、および最適コードブックインデックスと最適ラグ値のビットストリームを出力する処理１１９０が含まれる。以上は、特定の処理順序を用いて示したものであるが、多くの代替、修正および変形形態が可能である。例えば、いくつかの処理を拡張しても良いし、統合しても良い。また、他の処理を上記の処理間に入れても良い。実施形態に応じて、特定の処理順を他と入れ換えても良い。これらの処理に関するより詳細な内容については、本明細書を通して説明がある。
【００６４】
ピッチ利得コードブックに対する保存用件、およびそれぞれのコードブック候補ベクトルを検証するのに必要な乗算の数は、
2006504123.tif 000015
だけ減少し、内積項の数と計算されるのに必要な合成残余信号は、
2006504123.tif 000016
だけ減少する。一例では、ピッチパラメータを決定する方法１１００は、適応コードブック高速マッピングモジュール１０００により実施される。
【００６５】
図１２は、適応コードブックと他の適応コードブックとを比較する本発明の一実施形態による概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。図１２に示すように、ピッチ利得コードブック１２１０は、ＧＳＭ適応マルチレート（ＡＭＲ）コーデックとＧ．７２３．１デュアルレート・音声コーデックとの間のトランスコーダに用いることができる。Ｇ．７２３．１は、５タップのピッチ予測子フィルタを用いる。サブフレーム０と２に対して、閉ループピッチラグは、±１サンプル分の間隔を隔てて、適切な開ループピッチラグの周囲から選択される。サブフレーム１と３に対しては、ピッチラグは、その前のサブフレームラグとは、−１、０、＋１、あるいは＋２サンプル分だけ異なっていてもよい。ピッチ予測子利得は、ビットレートとラグ値に応じて、８５項目のコードブックか１７０項目のコードブックかのいずれか１つを用いて量子化されたベクトルである。それぞれのコードブックの項目は、事前に計算された利得係数を持つ２０成分のベクトルであり、次のように構成される。
【００６６】
最初の５成分：   β０      β１      β２       β３     β４
次の５成分：    −β０２   −β１２   −β２２   −β３２  −β４２
最後の１０成分：−β０β１ −β０β２ −β１β２ −β０β３ −β１β３
−β２β３ −β０β４ −β１β４ −β２β４ −β３β４
【００６７】
本発明の実施形態によれば、ピッチ利得コードブック１２１０は再構築され、図１２の８５項目のピッチ利得コードブック１２２０に関して図示されるように、各項目は１０成分のみを備える。この再構築は、１７０項目のピッチ利得コードブックに対しても実行できる。例えば、ピッチ利得コードブック１２１０の複数の項目は、変換先コーデックで用いる別のピッチ利得コードブックにおける別の複数項目と関連付けられる。
【００６８】
ピッチ利得コードブック１２１０の各項目に対し、最後の５成分は、ピッチ利得コードブック１２１０の適切な項を合計することにより計算される。その結果、簡易化ピッチ利得コードブック１２２０は次の形式を備える。
【００６９】
最初の５成分：   β０      β１      β２      β３      β４
次の５成分：    
2006504123.tif 000017
【００７０】
この近似と簡易化により、ピッチ利得コードブックに対するメモリの保存用件は半減し、コードブック候補それぞれを検証するのに要する乗算と加算の数が半減し、さらに、ＲＳ‘Ｓ（ｉ，ｊ）内積項の数と計算するのに必要な合成残余信号が３分の１に減少する。
【００７１】
次式は、適応コードブック高速検索中に最大化される。
【００７２】
【数１２】
2006504123.tif 000018
【００７３】
ここで、Ｃｉは簡易化利得コードブックの項目におけるｉ番目の成分である。ＲＳ’Ｓ’（ｉ，ｊ）項は、その対応するグループの代表として選ばれ、同じグループの別の自己相関内積項と置き換えてもよい。
【００７４】
本発明のある実施形態によれば、音声トランスコーダにおける固定コードブック高速マッピング技術の方法と装置とが提供される。いくつかのＣＥＬＰ音声コーディングのアルゴリズムでは、必要な保存メモリ量を少なくするために代数構造の固定コードブックが用いられる。代数コードベクトルはスパースであり、ある位置では±１の大きさのパルスを有す。パルスの数やコードベクトルに対する候補パルスの位置は、コーディングアルゴリズム間で変化する。
【００７５】
例えば、サブフレーム内の各パルスに対する潜在的なパルス位置を、ＧＳＭ−ＡＭＲの１２．２ｋｂｐｓと１０．２ｋｂｐｓに対してそれぞれ表１と２とに示す。
【表１】
2006504123.tif 000019
【表２】
2006504123.tif 000020
【００７６】
これらの場合、トラックは交互に配置されており、パルス位置を共有しない。１２．２ｋｂｐｓモードに対して表１に示すように、５つのトラックが４０サンプルのサブフレーム内にあり、各トラックには可能なパルス位置が８つある。コードベクトルは１０パルス含み、各トラックに２パルスずつ含む。１０．２ｋｂｐｓモードに対して表２に示すように、４つのトラックが４０サンプルのサブフレーム内にあり、トラックあたり許容されるのは２パルスである。
【００７７】
図１３は、ＣＥＬＰコーデックで代数コードブックを検索するのに用いる装置の概略ブロック図である。例えば、この装置は、固定コードブック内で、ターゲット信号に最もよく一致するコードベクトルｃｋを検索するために用いる。ターゲット信号ｘ２（ｎ）は、重み付き入力音声信号から適応コードブック寄与分を引くことで生成される。代数コードブックは、次の項を最大化することで検索される。
【００７８】
【数１３】
2006504123.tif 000021
【００７９】
ここで、ｄ＝Ｈｔｘ２はターゲット信号と重み付き合成フィルタのインパルス応答ｈ（ｎ）との相関、Ｈ＝ｈＴｈは対角要素がｈ（０）および下方の対角要素がｈ（１），．．．，ｈ（３９）である下三角のテプリッツ行列、ｃｋはインデックスｋのコードベクトル、Φ＝ＨＴＨはｈ（ｎ）の自己相関行列である。計算の負荷は、多くの場合、Ｔｋ計算の数あるいは検証された候補の数によって測られる。ＡＣＥＬＰによる完全検索が計算上は強く求められており、より少ない数のコードブック候補を検証することで、この検索の複雑さを軽減することができる。代数構造とコードベクトルあたりのパルス数は、標準規格間でも異なり、複雑さを軽減するための各標準規格で適用される検索方法もまた異なる。例えばＧ．７２９では、集中検索が用いられ、可能な８１９２個の候補のうち、１４４０個の候補が検証される。ＧＳＭ−ＡＭＲでは、極大点に第１パルスを固定した後、縦型ツリー検索が用いられ、最も高次のモードに対し検証される候補の数は１０２４個である。これら高速手法を用いても、計算の複雑さは依然大きく、トランスコーダにおける計算の複雑さの総量の４０％にまでいたる。
【００８０】
図１４は、本発明の一実施形態による固定コードブック高速マッピングモジュールの概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。固定コードブック高速マッピングモジュール１４００には、ターゲット処理モジュール１４１０、高速パルス検索モジュール１４２０、固定コードブック（ＦＣＢ）利得推定モジュール１４３０、高速パルス位置検索モジュール１４４０、およびコードベクトル構築モジュール１４５０が含まれる。以上は、種々のモジュールを用いて示したものであるが、多くの代替、修正および変形形態が可能である。例えば、いくつかのモジュールを拡張しても良いし、統合しても良い。また、他のモジュールを上記のモジュール間に入れても良い。実施形態に応じて、特定のモジュールを他と置き換えても良い。これらのモジュールに関するより詳細な内容については、本明細書を通して説明がある。
【００８１】
一例では、このモジュール１４００では、ターゲット信号の各サブフレーム上で、固定コードブック高速マッピングが行われる。また他の例では、固定コード高速マッピングモジュール１４００は、固定コードブック高速マッピングモジュール２３０として用いられる。例えば、固定コードブック高速マッピングモジュール１４００は、固定コードブック、代数固定コードブックである固定コードブック、あるいはマルチパルス固定コードブックに関連する。また別の例では、固定コードブック高速マッピングモジュール１４００は、スパース固定コードブックを含む変換先コーデックに関連する。
【００８２】
固定コードブック・ターゲット信号１４６０、ｘ２（ｎ）、は、固定コードブック・ターゲット生成モジュールにより生成されてもよい。例えば、ターゲット信号１４６０は、音声ドメイン、重み付き音声ドメイン、励振ドメイン、あるいはフィルタ処理した励振ドメインのいずれかにある。この信号１４６０は、ターゲット処理モジュール１４１０で修正ターゲット信号１４６４、Ａ（ｎ）、を形成するＬＰフィルタのインパルス応答信号１４６２、ｈ（ｎ）、と次式のような相関がある。
【００８３】
【数１４】
2006504123.tif 000022
【００８４】
次に、高速パルス検索モジュール１４２０は、修正ターゲット信号１４６４、Ａ（ｎ）、を受け取り、関連するコードブック・トラックのうちＰｔ個ある最も高い位置に、コードベクトルにおいて要求されるＮＰ個のパルス全ての位置を設定する。ここで、Ｐｔは、トラックｔで許容される非ゼロパルスの数である。パルスの符号は、パルス位置でのＡ（ｎ）の符号に設定される。これらのパルス位置に対する初期値１４６６と符号とは、次に、ＦＣＢ利得推定モジュール１４３０により固定コードブック利得の推定値ｇｅｓｔを形成するのに用いられる。この固定コードブック利得推定値１４６８、修正ターゲット信号１４６４、およびインパルス応答信号１４７０が次に高速パルス位置検索モジュール１４４０で用いられ、最終的なパルス位置と符号１４７２とが決定される。インパルス信号１４７０は、インパルス信号１４６２と同じであってもよいし、異なってもよい。最後に、固定コードワードベクトルと固定コードブックのインデックスに対する信号１４７４が、コードベクトル構築モジュール１４５０で構築される。この信号１４７４はビットストリームに出力される。
【００８５】
図１５は、本発明の一実施形態による高速パルス位置検索モジュールの概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。高速パルス位置検索モジュール１５００には、トラック選択モジュール１５１０、単一トラックパルス検索モジュール１５２０、ターゲット更新モジュール１５３０、ターゲット処理モジュール１５４０、およびバッファモジュール１５８０が含まれる。例えば、この高速パルス位置検索モジュール１５００は、高速パルス位置検索モジュール１４４０として用いられる。以上は、種々のモジュールを用いて示したものであるが、多くの代替、修正および変形形態が可能である。例えば、いくつかのモジュールを拡張しても良いし、統合しても良い。また、他のモジュールを上記のモジュール間に入れても良い。実施形態に応じて、特定のモジュールを他と置き換えても良い。これらのモジュールに関するより詳細な内容については、本明細書を通して説明がある。
【００８６】
トラック選択モジュール１５１０はオプションであり、パルスやトラックを特定の次数で検索できるように調整できる。例えば、トラックのパルスを最大振幅サンプルあるいは最大エネルギで最初に設定することが望ましい。単一トラックパルス検索モジュール１５２０は、入力として、修正ターゲット信号１５５０、Ａ（ｎ）、とトラック数ｔとを受け、サブフレーム内の候補パルス位置を定義し、Ｐｔ個の最大サンプルの位置決めをする。ターゲット更新モジュール１５３０は、Ｐｔ個のパルスをインパルス応答信号１５６０、ｈ（ｎ）、で振動させ、利得をｇｅｓｔで調整することにより、現在のトラックにあるＰｔ個のパルスの音声ドメイン寄与分を決定する。ＡＣＥＬＰでは、パルスは振幅が＋１か−１かの単純なインパルスなので、パルスの音声ドメイン寄与分は、単純に、選ばれた位置にあり、かつ利得が調整されたＰｔ個のインパルスの合計である。この寄与分が、固定コードブック・ターゲット信号１４６０、ｘ２（ｎ）、から差し引かれる。ターゲット処理モジュール１５４０では、この結果をインパルス応答信号１５６０と相関させることで、別の修正ターゲット信号１５７０が生成される。この修正ターゲット信号１５７０は、トラック選択モジュール１５１０への入力として、また、より一層処理するために、修正ターゲット信号１５５０として単一トラックパルス検索モジュール１５２０への入力として用いることができる。バッファモジュールは、検索されたトラックの位置と符号とを保存し、全てのトラックが検索されると、サブフレーム内の全パルスの位置と符号とを出力する。
【００８７】
音声コーディングの標準規格に応じて、フォワードパルス、およびバックワードパルス、あるいはそのいずれか一方による増進効果を含んでもよい。
【００８８】
【数１５】
2006504123.tif 000023
【００８９】
【数１６】
2006504123.tif 000024
【００９０】
本発明の実施形態の検索アルゴリズムでは、Ｐｔ個のパルスが一度に単一トラックで検索されるので、コーデックの標準規格が容認すれば、同じ位置にある複数のパルスに対する制約が修正されてもよい。また、トラック中の全パルスよりも、繰り返し処理それぞれで１つのパルス位置を選択するだけのために、このアルゴリズムを修正してもよい。
【００９１】
図１６は、本発明の一実施形態による高速パルス位置検索方法を説明する概略図である。この図は単なる一例であり、本発明の範囲を不当に制限するものではない。また、多くの変形、代替、および修正形態があることは、当業者には明らかであろう。高速パルス位置検索方法１６００には、修正ターゲット信号を生成する処理１６１０、修正ターゲットにおけるピークを検索することで高速検索を実行する処理１６２０、固定コードブック利得を推定する処理１６３０、パルスを探索するため次のトラックを選択する処理１６４０、トラック中の１つまたは複数のパルスの位置を探索する処理１６５０、トラック中の１つまたは複数のパルスの符号を探索する処理１６６０、パルス位置と符号とをバッファに保存する処理１６７０、現在のトラック中のパルス寄与分を減じることでターゲット信号を更新する処理１６８０、残りのトラックに対し修正ターゲット信号を生成する処理１６９０、全てのパルスあるいはトラックが処理されたかどうかを判断する処理１６９２、およびコードベクトルを構築する処理１６９４が含まれる。一例では、この高速パルス位置検索方法１６００は、固定コードブック高速マッピングモジュール１４００で実行される。以上は、特定の処理順序を用いて示したものであるが、多くの代替、修正および変形形態が可能である。例えば、いくつかの処理を拡張しても良いし、統合しても良い。また、他の処理を上記の処理間に入れても良い。実施形態に応じて、特定の処理順を他と入れ換えても良い。これらの処理に関するより詳細な内容については、本明細書を通して説明がある。
【００９２】
例として、高速パルス位置検索方法１６００をＧ．７２３．１のＧＳＭ−ＡＭＲ１２．２ｋｂｐｓモードからＧＳＭ−ＡＭＲへのトランスコーダへ応用する。本発明の一実施例による検索手順を用いると、１０パルスのコードベクトルに対しパルス位置と符号とを決定するのに、５つの相関と４つの畳み込みしか必要ではない。この５つの相関は、トラックあたり１つの相関に対応し、４つの畳み込みは、最後のトラックを除いてトラックあたり１つの畳み込みに対応する。この畳み込み中の１つの信号は、２つの非ゼロサンプルしか持たないので、畳み込みは簡略化される。この信号は、現在のトラック中のパルスｃｔｅｍｐ（ｎ）しか含んでいないベクトルである。しかし、相関は、サブフレーム長ｌｓｆ＝４０の２つの非スパースベクトル間である。このことは、通常は、相当の量の乗算／加算演算が必要となる。先に計算された値と、演算次数を変更するやりかたとをうまく利用すれば、アルゴリズムの実施は簡略化できる。１４式から１６式までの計算を実行する代わりに、以下の手っ取り早い方法を用いることができる。Ａ（ｎ）と更新後のＡ（ｎ）との間の相違ｂ（ｎ）は、フィルタ処理され、利得調整されたｃｔｅｍｐ（ｎ）のｈ（ｎ）との相関である。
【００９３】
【数１７】
2006504123.tif 000025
【００９４】
【数１８】
2006504123.tif 000026
【００９５】
従って、以下のようにｂ（ｎ）をＡ（ｎ）から減じることにより計算を軽減することができる。
【００９６】
【数１９】
2006504123.tif 000027
【００９７】
計算の複雑さをさらに軽減するには、１７式を次のように再度整理することができる。
【００９８】
【数２０】
2006504123.tif 000028
【００９９】
【数２１】
2006504123.tif 000029
【０１００】
ｈ（ｎ）の自己相関ａｕｔｏｃｏｒｒｈ（ｎ）は、あらゆるサブフレームの最初に事前計算することができる。従って、ｂ（ｎ）は、事前計算したベクトルとｃｔｅｍｐ（ｎ）との間の畳み込みを必要とするだけで効率的に計算することができる。この畳み込みには、２つの非ゼロパルスを含むだけである。これにより、１つの自己相関、１つの相互相関、およびスパースベクトルｃｔｅｍｐ（ｎ）を持つサブフレームあたり４つの「畳み込み」のみに計算を軽減できる。
【０１０１】
具体的実施形態では、トラック中の２つのパルスは、ある基準に適合すれば同一位置に置くことができる。この基準は、複数の形式を取ることができる。例えば、トラック中の最大パルスの振幅が、サブフレーム中の全トラックを考慮して最大ターゲット振幅の０．９倍よりも大きく、他のパルスの振幅よりも１０倍よりも大きな場合。
【０１０２】
本発明のある実施形態による固定コードブックの高速検索方法は、代数コードブックを備えるＣＥＬＰコーダに適用してもよいし、代数類似の構造をもつように構成されるスパース・マルチパルスコーダを備えるＣＥＬＰコーダに適用してもよい。この方法は、他の検索方法と比較して、検証されるべきパルス位置の膨大な組み合わせを必要とせずに、複雑さを軽減させることができる。
【０１０３】
この発明のある実施形態によるＣＥＬＰパラメータマッピングは、少なくともＣＥＬＰベースの音声コーデックや、既存のコーデックであるＧ．７２３．１、ＧＳＭ−ＡＭＲ、ＥＶＲＣ、Ｇ．７２８、Ｇ．７２９、Ｇ．７２９Ａ、ＱＣＥＬＰ、ＭＰＥＧ−４  ＣＥＬＰ、ＳＭＶ、ＡＭＲ−ＷＢ、ＶＭＲ間同士の音声トランスコーダに適用してもよい。本発明のいくつかの実施形態では、固定コードブック・マッピングモジュールは、いかなるトラック方位、いかなるパルス数、およびいかなるフレームサイズをも持つ代数的なあるいはマルチパルスの固定コードブックに適するように構成することができる。本発明のある実施形態では、固定コードブック高速マッピングモジュールは、変換先コーデックがスパース固定コードブックを用いるいかなるトランスコーダの枠組みにも適用可能である。本発明のいくつかの実施形態では、適応コードブック高速マッピングモジュールは、変換先コードブックがマルチタップのピッチフィルタを用いるいかなるトランスコーダの枠組みにも適用可能である。本発明のある実施形態では、ＬＳＰパラメータ・マッピングモジュール、固定コードブック高速マッピングモジュール、および適応コードブック高速マッピングモジュールは、互いに独立に演算を行う。
【０１０４】
他の技術に対し本発明を用いることで、数多くの利点が得られる。本発明のある実施形態では、高速ＬＳＰマッピング、適応コードブック高速マッピング、および固定コードブック高速マッピングの装置と方法とが提供される。この装置と方法では、変換先コーデックのデコーダで信号がオーバーフローするのを防止するために、マッピングされた線形予測パラメータを調整することができる。本発明のいくつかの実施形態では、計算量と計算の複雑さを軽減することができる。例えば、候補コードベクトルを検証するための計算が軽減され、あるいはピッチ利得コードブックへの項目を生成するための計算が軽減される。本発明のある実施形態では、必要なメモリ量もまた軽減される。例えば、簡易化ピッチ利得コードブックには、各コードベクトル項目にはほとんど成分が含まれない。本発明のいくつかの実施形態では、自己相関および相互相関計算ユニットは、簡易化ピッチ利得コードブックの項目中の項に一致する形式で、内積成分の短くなったベクトルを出力する。ある実施形態では、本発明の適応コードブック検索の複雑さは、ピッチ利得コードブックの簡略化、計算された相関内積数の減少、および計算された遅延重み付き合成信号数の減少により、他の適応コードブック検索の複雑さよりも小さい。
【０１０５】
本発明の具体的実施形態を説明したが、説明した実施形態と等価な他の実施形態があることは、当業者には明らかであろう。従って、当然ながら、本発明は具体的に説明した実施形態には限定されず、添付の請求範囲によってのみ限定されるものである、
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】２つのＣＥＬＰベース・音声コーデック間のトランスコーダコーダを示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＣＥＬＰパラメータ・マッピングモジュールの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態によるＬＳＰ高速マッピングモジュールの概略図である。
【図４】本発明の一実施形態によるＬＳＰ高速マッピングの方法を説明する概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による１０次の安定ＬＰ分析フィルタに対するＬＳＰパラメータを説明する概略図である。
【図６】変換先コーデックで不安定なＬＰフィルタを生じる、あるいは信号のオーバーフローを生じるＬＳＰパラメータを説明する概略図である。
【図７】Ｎタップのピッチ予測フィルタを説明する概略図である。
【図８】ＣＥＬＰコーデックにおける適応コードブックパラメータを決定する誤差最小化処理を説明する概略図である。
【図９】ＣＥＬＰベースの音声コーデックにおけるピッチパラメータを決定するのに用いる手順を説明する概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態による適応コードブック・高速マッピングモジュールの概略図である。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態による適応コードブック・高速マッピングモジュールのもう１つの概略図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるピッチパラメータを適応コードブック高速検索で決定する方法を説明する概略図である。
【図１２】適応コードブックと他の適応コードブックとを比較する本発明の一実施形態による概略図である。
【図１３】ＣＥＬＰコーデックで代数コードブックを検索するのに用いる装置の概略ブロック図である。
【図１４】本発明の一実施形態による固定コードブック高速マッピングモジュールの概略図である。
【図１５】本発明の一実施形態による高速パルス位置検索モジュールの概略図である。
【図１６】本発明の一実施形態による高速パルス位置検索方法を説明する概略図である。
【図１】
2006504123.tif 000030
【図２】
2006504123.tif 000031
【図３】
2006504123.tif 000032
【図４】
2006504123.tif 000033
【図５】
2006504123.tif 000034
【図６】
2006504123.tif 000035
【図７】
2006504123.tif 000036
【図８】
2006504123.tif 000037
【図９】
2006504123.tif 000038
【図１０】
2006504123.tif 000039
【図１０Ａ】
2006504123.tif 000040
【図１１】
2006504123.tif 000041
【図１２】
2006504123.tif 000042
【図１３】
2006504123.tif 000043
【図１４】
2006504123.tif 000044
【図１５】
2006504123.tif 000045
【図１６】
2006504123.tif 000046
【国際調査報告】
2006504123.tif 000047
2006504123.tif 000048
2006504123.tif 000049
2006504123.tif 000050
2006504123.tif 000051