(57)【要約】本発明は、座標回転ディジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）を用いてＮ個の波形の重畳により構成される波形を生成するための方法に関する。合成波形の生成を提供するために、前記ＣＯＲＤＩＣは、Ｎ個の計算段階において前記Ｎ個の波形の離散値を計算し、前記ＣＯＲＤＩＣからの前記離散値の前記出力は、前記波形の構成離散値を生成するために離散値の前の出力と累算される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標回転ディジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）を用いてＮ個の波形を重畳することにより構成される波形を生成する方法であって：
前記ＣＯＲＤＩＣは、Ｎ個の計算段階の範囲内で前記Ｎ個の波形の離散値を計算し；
前記ＣＯＲＤＩＣからの前記離散値の前記出力は、前記波形の構成離散値を生成するために離散値の前の出力と累算される；
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｎ個の計算段階毎に、前記Ｎ個の波形のＮ個の振幅値の第１キューの出力が前記ＣＯＲＤＩＣの振幅入力に与えられる、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｎ個の計算段階毎に、前記Ｎ個の波形のＮ個の位相値の第２キューの出力が前記ＣＯＲＤＩＣの位相入力に与えられる、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記Ｎ個の計算段階毎に、前記Ｎ個の波形のＮ個の位相値の第３キューの出力がＮ個の位相値の前記第２キューの出力に対して累積され、その累積された結果が位相値の前記第３キューの入力にフィードバックされ、それ故、Ｎ個の計算段階の後に、前記第３キューは位相オフセット値毎に累積されたＮ個の位相値を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、ＭｘＮ個の計算段階において、前記波形の１つの全期間を少なくとも備える前記波形のＭ個の離散値が計算される、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
特に請求項１に記載の方法による回路構成であって：
振幅入力を有するＣＯＲＤＩＣ；
位相入力；及び
出力；
を有する回路構成であり、
Ｎ個の振幅値の第１キューは前記振幅入力に結合され、Ｎ個の振幅値の第２キューは前記位相入力に結合され、Ｎ個の振幅値の第３キューは加算器に結合された前記第２キューの出力と伴っており；
前記加算器の出力は前記第２キューの入力に結合されている；
ことを特徴とする回路構成。
【請求項７】
請求項６に記載の回路構成であって、前記ＣＯＲＤＩＣの前記出力に結合されたフィードバック回路を有し、前記フィードバック回路は、Ｎ個の波形を重畳することにより合成され前記波形の構成離散値を生成するために前記ＣＯＲＤＩＣのＮ個の出力の累積を与える、ことを特徴とする回路構成。
【請求項８】
請求項１に記載の方法を実行することを特徴とするソフトウェア。
【請求項９】
請求項１に記載の方法に従ったソフトウェアであって、前記離散値は整数演算に基づいて計算される、ことを特徴とするソフトウェア。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法の使用法であって、正弦波符合化／復号化、パラメータ音声及び／又は映像符号化器／復号化器、及び／又はモバイル通信装置のための請求項６に記載の回路構成又は正弦波構成のための請求項８に記載のソフトウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標回転ディジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）を用いて、Ｎ個の波形の重畳により構成される波形を生成するための方法に関する。
【０００２】
本発明は、更に、ＣＯＲＤＩＣを有する回路構成、ＣＯＲＤＩＣを実行するソフトウェアプロダクト及びＣＯＲＤＩＣの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
Ｊａｃｋ  Ｖｏｌｂｅｒにより、文献“Ｔｈｅ  ＣＯＲＤＩＣ  ｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒｉｃ  ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ”，ＩＲＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｃｏｍｐｕｔ．，ｖｏｌ．ＥＣ−８，ｎｏ．３，ｐｐ．３３０−３３４，Ｓｅｐｔ．１９５９、において紹介された、座標回転ディジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）は平面座標回転に含まれる関係を解くためのコンピューティング技術である。
【０００４】
座標回転を計算することにより、ディジタル正弦波及びディジタル余弦波を生成することが可能である。図１は調和した正弦波及び余弦波のディジタル生成のためのＣＯＲＤＩＣ２を有する回路構成を示している。ＣＯＲＤＩＣ２は直交ベクトル座標Ｘｉｎ及びＹｉｎに対する入力４を有する。その回路構成は、パルス値ＰＨを受けるための入力６、並びに回転された直交ベクトル座標Ｘｏｕｔ及びＹｏｕｔを出力するための出力８を更に有する。座標Ｘｉｎ及びＹｉｎは、（Ｘｉｎ２＋Ｙｉｎ２）−１／２の大きさを有するベクトルを表す。入力ベクトルが回転される初期角度は位相値ＰＨ＿ｉｎｉｔにより与えられる。位相値ＰＨ＿ｉｎｉｔをＣＯＲＤＩＲに適用することにより、ベクトルの付加的回転をもたらすことが可能である。特定の周波数の波形を生成するために、位相値ＰＨはオフセット値ΔＰＨだけ累算される。値Ｘｉｎ、Ｙｉｎの１つ及びＰＨは、冗長であるとき、０に設定される。
【０００５】
正弦波又は余弦波を表す出力値Ｘｏｕｔ及びＹｏｕｔを生成するためには、位相入力ＰＨは、位相オフセット値ΔＰＨだけクロックサイクル毎に増加させる必要がある。位相値
ＰＨは正弦出力信号及び余弦出力信号のディジタル位相情報である。位相値は累算器１２により生成される。その累算器は現在の位相値ＰＨにΔＰＨ値を加算する。累積された移送値ＰＨ＋ΔＰＨは、次の計算段階のためにレジスタ１４に記憶される。サイン誤差を回避するために、位相データは２πｒａｄの範囲とすることが必要である。初期位相値ＰＨ＿ｉｎｉｔは、Ｘｉｎ、Ｙｉｎ及びＰＨ＿ｉｎｉｔにより表されるベクトルの回転を計算する開始時に入力６に与えられる。計算段階毎に、ＣＯＲＤＩＣは、次式のように計算され、
【０００６】
【数１】
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ここで、Ｃは定数であり、好ましくは略１である。最初の段階において、ＣＯＲＤＩＣは次式のように計算される。
【０００７】
【数２】
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次の段階において、ＣＯＲＤＩＣは次式のように計算される。
【０００８】
【数３】
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計算段階は時間と共に値ΔＰＨをとり、正弦波又は余弦波の周波数を決定する。
【０００９】
図２は、計数値１６ａを補間することにより生成される正弦波１６を示している。ＣＯＲＤＩＣ２により出力される、その正弦波６の対応する位相値１８を又、示している。位相オフセット値ΔＰＨが、１２ビットコードを有する２’ｓコンプリメントコード表示における１である場合、４０９６個の離散的な値１６ａのサンプルが１つの正弦波期間を生成するために必要である。この場合、出力周波数は、クロック周波数の１／４０９６である。ΔＰＨが２０４８である場合、全期間に対して２つのサンプルのみが必要である。
【００１０】
多重正弦波及び／又は多重余弦波と異なる周波数及び位相とを用いると、重畳により可能ないずれの波形を生成することが可能であるため、多重波を有する波形の生成が必要である。特に、音声及び／又は発話符号化器／復号化器において、異なる波形の生成は性能にクリティカルなタスクである。これらの波形を生成するためには、１つの構成は形への出力において重畳される種々の正弦波を生成する毎に、多くのＣＯＰＤＩＳを用いることが可能である。
【００１１】
この方法はコスト集約的である。複雑な構成波形のための膨大なハードウェアを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
それ故、本発明の目的は、ＣＯＲＤＩＣを用いることによる多重波形合成のためのコストパフォーマンスの高い方法を提供することである。本発明の他の目的は、高パワー効率の方法を提供することである。本発明の他の目的は、チップにおけるシリコン面積を減少させることである。本発明の更なる目的は、多重波形合成のための容易なソフトウェアの実施を提供することである。
【００１３】
以上の本発明の目的は、座標回転ディジタルコンピュータ（ＣＯＲＤＩＣ）を用いて、Ｎ個の波形の重畳により構成される波形を生成するための方法により達成され、ここで、前記ＣＯＲＤＩＣは、Ｎ個の計算段階の範囲内で、前記Ｎ個の波形の離散値を計算し、前記ＣＯＲＤＩＣからの前記離散値の前記出力は、前記波形の構成離散値を生成するために離散値の前の出力と累算される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一特徴は、特に、正弦波及び余弦波を重畳することにより、種々の波形を生成するために１つの単一のＣＯＲＤＩＣを用いることである。単一のＣＯＲＤＩＣそれぞれに対して、値Ｘｉｎ、Ｙｉｎ、ＰＨ及びΔＰＨの集合を波形毎に与えることに代えて、これらの集合は、１つのＣＯＲＤＩＣに対するＮ個の計算段階の間に供給される。Ｎ個の計算段階の後、Ｎ個の種々の波形に対するＮ個の離散値が計算される。各々の計算段階の間、値Ｘｉｎ、Ｙｉｎ、ＰＨ及びΔＰＨは、１つの単一波形のためのＣＯＲＤＩＣに供給される。Ｘｉｎ、Ｙｉｎ及びＰＨ＿ｉｎｉｔは冗長であり、それ故、１つの値を省略することが可能である。対応する離散値Ｘｏｕｔ、Ｙｏｕｔが出力される。出力は前の出力と累算される。Ｎ個の計算段階の後、累算された出力は、合成波形のための１つの離散値を表し、その合成波形は全ての離散値を補間することにより生成されることが可能である。前記波形の合成のための異なる波形の数Ｎは２と１００の間で変化し得るものであるが、特に、ＣＯＲＤＩＣのクロック周波数が、将来、高くなる場合に、その範囲に限定されるものではなく、更に大きくなり得る。
【００１５】
冗長性のために、１つの値を省略することが可能である、Ｎ個の異なるＸｉｎ、Ｙｉｎ及びＰＨ＿ｉｎｉｔを与えるために、請求項２に従った方法を提供する。ＰＨ＿ｉｎｉｔは０に設定されることが可能である。キューは、計算段階毎に、それぞれの波形に対して新しい入力値Ｘｉｎ及びＹｉｎを与える。キュー値は、前記ＣＯＲＤＩＣの入力に、Ｎ個の期間を伴ってラウンドロビン方式で与えられる。このようにして、Ｎ個の計算段階の後、第１の値が、位相オフセットの場合に、ＣＯＲＤＩＣの入力に供給され、第１の値が累算される。
【００１６】
ＣＯＲＤＩＣに各々の波形の位相値を与えるために、請求項３に従った方法を提供する。このキューは、それぞれの波形に対するＣＯＲＤＩＣを開始するように、第１のＮ個の計算段階群の間にＮ個の位相値を与える。
【００１７】
請求項４に従った方法を、各々の入力ベクトルの回転に対して提供する。位相値がＣＯＲＤＩＣに与えられた後、この値はΔＰＨだけ増加され、キューの入力にフィードバックされる。Ｎ個の計算段階の後、ＣＯＲＤＩＣは増加された位相情報ＰＨ＋ΔＰＨを与えられ、それ故、入力ベクトルは、ΔＰＨだけ増加された角度だけ回転されることが可能である。位相オフセット値ΔＰＨは、いずれの負の値からいずれの正の値までの間であって、好適には、−πｒａｄ＜ΔＰＨ＜πｒａｄの範囲内のＮ個のベクトルの各々に対して異なり得る。
【００１８】
請求項５に従った方法により、ＭｘＮ個の計算段階において、合成波形の全期間がＭ個の離散値を用いて計算される。これらの合成波形のＭ個の離散値は、前記ＣＯＲＤＩＣにより計算された異なるＮ個の離散値により各々構成される。
【００１９】
本発明の他の特徴は回路構成であって、特に上記のように、増幅入力を伴うＣＯＲＤＩＣ、位相入力及び出力から構成される回路構成であり、Ｎ個の増幅値の第１キューは前記増幅入力に結合され、Ｎ個の位相値の第２キューは前記移送入力に結合され、Ｎ個の周波数値の第３キューは加算器に結合された前記第２キューの出力と伴っており、前記加算器の出力は前記第２キューの入力に結合されている。キューはシフトレジスタ又はメモリ装置であることが可能であり、それらの各々はＮ個の値を搬送し、各々の計算段階毎にＣＯＲＤＩＣに新しい値を与える。キューはフィードバックされることが可能であり、それ故、それらキューの出力は又、ラウンドロビン方式で入力に与えられる。
【００２０】
請求項７に従ったフィードバック回路、Ｎ個の異なる波形のＮ個の離散値の累算は合成波の離散値を生成するようにするため、好適である。
【００２１】
本発明の他の特徴は、上記の方法を実行するためのソフトウェアである。更に好適には、離散値は整数演算に基づいて計算される。そのソフトウェアを実行することにより、例えば、マイクロプロセッサにおいて、ＭＰＥＧ符合化／復号化のような発話及び音声符合化／復号化が可能である。
【００２２】
本発明の他の特徴は、正弦波／余弦波合成、正弦波符合化／復号化、パラメータ音声及び／又は映像符号化器／復号化器、並びに／若しくは、モバイル通信装置のために、上記の方法、上記の回路構成又は上記のソフトウェアを用いることである。パラメータ音声復号化器における正弦波符合化においては、合成波形を構成するために、５０個の異なる波形を５０個の計算段階において計算することが有用であるとすることが可能である。
【００２３】
本発明の以上の及び他の特徴にてついては、図面を参照して説明することにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図３は、本発明に従ったＣＯＲＤＩＣ２を有する回路構成を示す図である。図１に加えて、図３は、入力値Ｘｉｎ及びＹｉｎに対する第１キュー４ｃ、位相値ＰＨに対する第２キュー１４ａ及び位相オフセット信号ΔＰＨに対する第３キューを示している。値ＰＨ＿ｉｎｉｔを０に設定することが可能である。ＰＨ＿ｉｎｉｔが０とは異なる場合、この値に対して更なるキューが存在することが可能である。累算器８ａ及び８ｅ並びにレジスタ８ｃを更に示している。その回路構成は次のように機能する。
【００２５】
各々のキュー４ｃ、１０ａ、１４ａは、例えば、５０個のスロットを有する。キュー４ｃにおいて、各々のスロットは、１つの正弦波の振幅を表すベクトルに対して初期値Ｘｉｎを維持する。このようにして、正弦波の５０個の異なる振幅を提供することが可能である。キュー１４ａは、それぞれ５０個の正弦波に対して５０個の位相値ＰＨを有し、キュー１０ａは、前記５０個のベクトルの各々に対して、ベクトルに対する１つの計算ｄ何回の間に、位相シフトを決定するために位相オフセット値ΔＰＨを維持する。この位相オフセット値ΔＰＨは又、それぞれの正弦波の周波数を決定する。
【００２６】
各々の正弦波に対する入力ベクトルは値ＰＨにより回転され、直交座標Ｘｏｕｔ及びＹｏｕｔにおける出力ベクトルが出力される。これは、前記５０個の入力値の各々に対してなされる。それらの出力ベクトルは、累算器１８ｄ及び１８ｅにおいて累算される。５０個の計算段階の後、累積出力ベクトルは合成波形の１つの離散値を表す。
【００２７】
計算段階毎に、位相値ＰＨは、それぞれ、各々の波形に対して、ΔＰＨだけ増加される。新しい位相値ＰＨ＋ΔＰＨがキュー１４ａの入力に与えられる。５０個の計算段階の後、新しい位相値ＰＨ＋ΔＰＨはＣＯＲＤＩＣ２に与えられる。そのときまでに、入力ベクトルは増加角度だけ回転される。ＭｘＮ個の計算段階の後、各々の位相値はＰＨ＋ＭｘΔＰＨとなる。Ｍは、合成波形が少なくとも１つの期間の長さであるように決定される。ＭｘＮ個の計算段階の後、合成波形の次の期間が計算されることが可能である。
【００２８】
離散的出力値を累積することにより、全ての正弦波は、合成波形を構成するように重畳される。合成波形の各々の離散値は、Ｎ個の計算段階において計算される。その後、合成波形の全体の期間が計算されるまで、次の離散値が計算される。
【００２９】
１つの単一のＣＯＲＤＩＣを用いることにより、合成波形の計算はコストパフォーマンスが高く、パワー効率が良好であり、ＭＰＥＧパラメータ（正弦波）符合化のような、複数の発話及び音声復号化器に適用されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術のＣＯＲＤＩＣを示す図である。
【図２】正弦波である。
【図３】本発明に従ったＣＯＲＤＩＣを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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