(57)【要約】索引付け方法は、パルス位置のトラックの一組を形成し、パルス位置のトラックのこの一組に従って、コードブックの組み合わせの非ゼロ振幅パルスの位置を制限し、対応するトラック内の位置、パルスの振幅、この対応するトラック内のパルス位置の数、に少なくとも関連して、コードブック内において組み合わせの各非ゼロ振幅パルスを索引付けすることを含む。１つのトラック内において１つおよび２つの非ゼロ振幅パルスの位置を索引付けるために、それぞれ手順ｃｏｄｅ＿１ｐｕｌｓｅ、ｃｏｄｅ＿２ｐｕｌｓｅを使用する。Ｘ≧３である数Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置が１つのトラック内に位置するとき、これらＸ個のパルスの副索引が、手順ｃｏｄｅ＿１ｐｕｌｓｅ、ｃｏｄｅ＿２ｐｕｌｓｅを用いて計算され、全体の索引が、これらの副索引を結合することによって計算される。
2004514182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号の効率的なエンコーディングとデコーディングのために、代数コードブックにおいてパルス位置と振幅を索引付けする方法であって、
コードブックは、一組のパルス振幅／位置組み合わせから成り、
各組み合わせは、異なる位置の数を規定し、組み合わせのそれぞれの位置に割り当てられた非ゼロ振幅パルスとゼロ振幅パルスの両方を含み、
各非ゼロ振幅パルスは、複数の可能な振幅の１つを取り、
索引付けする方法は、
これらのパルス位置の少なくとも１つのトラックの一組を形成し、
パルス位置の少なくとも１つのトラックのこの一組に従って、コードブックの組み合わせの非ゼロ振幅パルスの位置を制限し、
１つの非ゼロ振幅パルスの位置だけが、この一組の１つのトラック内に位置するとき、この１つの非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順１を設定し、
２つの非ゼロ振幅パルスの位置だけが、この一組の１つのトラック内に位置するとき、これら２つの非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順２を設定し、
Ｘ≧３である数Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置が、この一組の１つのトラック内に位置するとき、
この１つのトラックの位置を２つのセクションに分割し、
前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順Ｘを使用する、
ことを含み、この手順Ｘは、
各非ゼロ振幅パルスが位置する、２つのトラックセクションの１つを特定し、
少なくとも１つの前記トラックセクションとトラック全体において設定された手順１、２を用いて前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの副索引を計算し、
これらの副索引を組み合わせることにより、前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
各トラックのパルス位置を、他のトラックのパルス位置と、インターリーブすること含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算することは、
少なくとも２つの前記副索引を組み合わせることにより、少なくとも１つの中間索引を計算し、
残りの副索引と少なくとも１つの中間索引とを組み合わせることにより、前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算する、
ことを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記手順１は、前記１つのトラック内における前記１つの非ゼロ振幅パルスの位置を示す位置索引と、前記１つの非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引と、を含む位置・振幅索引を生成すること含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
位置索引は、第１の群のビットを含み、振幅索引は、少なくとも１つのビットを含む、ことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
振幅索引の前記少なくとも１つのビットは、より高いランクのビットであることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
各非ゼロ振幅パルスの前記複数の可能な振幅は、＋１と−１とを含み、振幅索引の前記少なくとも１つのビットは、符号ビットであることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
各非ゼロ振幅パルスの前記複数の可能な振幅は、＋１と−１とを含み、
手順１は、形式：
Ｉ１ｐ＝ｐ＋ｓ×２Ｍ、
を有する、前記１つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅符号を生成することを含み、ここで、ｐは、前記１つのトラックにおける前記１つの非ゼロ振幅パルスの位置索引であり、ｓは、前記１つの非ゼロ振幅パルスの符号索引であり、２Ｍは、前記１つのトラック内の位置の数であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記１つのトラック内の位置の数は、１６であり、位置・振幅索引は、以下の表２６：
【表２６】
2004514182.tif 000028
において示される５ビット索引であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
手順２は、
前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスの位置をそれぞれ示す第１および第２の位置索引と、
前記２つの非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引と、
を含む位置・振幅索引を生成することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
位置・振幅索引において、
振幅索引は、少なくとも１つのビットを含み、
第１の位置索引は、第１の群のビットを含み、
第２の位置索引は、第２の群のビットを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
位置・振幅索引において、
振幅索引の前記少なくとも１つのビットは、より高いランクのビットであり、
第１の群のビットは、中間のランクのビットであり、
第２の群のビットは、より低いランクのビットであることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
各非ゼロ振幅パルスの前記複数の可能な振幅は、＋１と−１とを含み、振幅索引の前記少なくとも１つのビットは、符号ビットであることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
手順２は、
前記２つのパルスが、同じ振幅を有するとき、第１の位置索引によって位置が示される非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引を生成すること、前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスのより小さな位置を示す第１の位置索引を生成すること、前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスのより大きな位置を示す第２の位置索引を生成することと、
前記２つのパルスが、異なる振幅を有するとき、第１の位置索引によって位置が示される非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引を生成すること、前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスのより大きな位置を示す第１の位置索引を生成すること、前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスのより小さな位置を示す第２の位置索引を生成することと、
を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
位置索引ｐ０と符号索引σ０の第１の非ゼロ振幅パルスの位置と、位置索引ｐ１と符号索引σ１の第２の非ゼロ振幅パルスの位置とが、前記一組の１つのトラック内に位置するとき、手順２は、形式（表２７）：
【表２７】
2004514182.tif 000029
の前記第１および第２の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成することを含み、ここで、２Ｍは、前記１つのトラック内の位置の数であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記１つのトラック内の位置の数は、１６であり、位置・振幅索引は、以下の表２８：
【表２８】
2004514182.tif 000030
において示される９ビット索引であることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
Ｘ＝３であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割することは、前記１つのトラックの位置を、下部および上部トラックセクションに分割することを含み、
手順３は、
少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含む、上部および下部トラックセクションの一方を特定し、
前記１つのトラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順１を用いて、残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、３つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する、
ことを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１８】
手順２を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算することは、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置が上部セクションに位置するとき、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を、上部セクションから下部セクションにシフトすることを含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を、上部セクションから下部セクションにシフトすることは、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置索引の最下位ビットの数を、この数の個数の１から成るマスクを用いて、マスキングすることを含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
手順２を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算することは、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスが位置する、前記下部および上部トラックセクションの一方を示すセクション索引を差し込むことを含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記１つのトラック内の位置の数は、１６であり、位置・振幅索引は、以下の表２９：
【表２９】
2004514182.tif 000031
において示される１３ビット索引であることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
前記手順１は、前記１つのトラック内における前記１つの非ゼロ振幅パルスの位置を示す位置索引と、前記１つの非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引と、を含む位置・振幅索引を生成することを含み、位置索引は、第１の群のビットを含み、位置索引は、少なくとも１つのビットを含み、
前記手順２は、前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスの位置をそれぞれ示す第１および第２の位置索引と、前記２つの非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引と、を含む位置・振幅索引を生成することを含み、振幅索引は、少なくとも１つのビットを含み、第１の位置索引は、第１の群のビットを含み、第２の位置索引は、第２の群のビットを含み、
Ｘ＝３であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割することは、前記１つのトラックの位置を、下部および上部トラックセクションに分割することを含み、
手順３は、
少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含む、上部および下部トラックセクションの一方を特定し、
前記１つのトラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順１を用いて、残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、３つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する、
ことを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２３】
Ｘ＝４であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割することは、前記１つのトラックの位置を、下部および上部トラックセクションに分割することを含み、
手順４は、
上部トラックセクションが、４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
さらに、前記上部トラックセクション置を、下部および上部トラックサブセクションに分割し、
少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含む、上部および下部トラックサブセクションの一方を特定し、
前記１つのトラックサブセクションの位置に適用される手順２を用いて、前記１つのトラックサブセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
上部トラックセクションの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、１つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記１つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの３つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
上部トラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の１つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
上部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
さらに、前記下部トラックセクション置を、下部および上部トラックサブセクションに分割し、
少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含む、上部および下部トラックサブセクションの一方を特定し、
前記１つのトラックサブセクションの位置に適用される手順２を用いて、前記１つのトラックサブセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
下部トラックセクションの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する、
ことを含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
手順４は、
前記１つのトラックサブセクションが、上部サブセクションであるとき、
手順２を用いて、前記１つのトラックサブセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算することが、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を、上部トラックサブセクションから下部トラックサブセクションにシフトすることを含む、
ことを含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を、上部サブセクションから下部サブセクションにシフトすることは、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置索引の最下位ビットの数を、この数の個数の１から成るマスクを用いて、マスキングすることを含むことを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
Ｘ＝５であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのトラックセクションに分割することは、前記１つのトラックの位置を、下部および上部セクションに分割することを含み、
手順５は、
少なくとも３つの非ゼロ振幅パルスが位置する、下部および上部トラックセクションの一方を検出し、
前記１つのトラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する、
ことを含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２７】
Ｘ＝５であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割することは、前記１つのトラックの位置を、下部および上部トラックセクションに分割することを含み、
手順５は、
上部トラックセクションが、５つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、前記上部トラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、１つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、上部トラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、上部トラックセクション内に位置する前記３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、下部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、５つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する、
ことを含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２８】
Ｘ＝６であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割することは、前記１つのトラックの位置を、下部および上部トラックセクションに分割することを含み、
手順６は、
上部トラックセクションが、６つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順５を用いて、前記上部トラックセクション内に位置する５つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
上部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、１つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の５つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順５を用いて、上部トラックセクション内に位置する５つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、下部トラックセクション内に位置する非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順４を用いて、上部トラックセクション内に位置する４つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、下部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの３つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順４を用いて、下部トラックセクション内に位置する４つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、５つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、残りの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順５を用いて、下部トラックセクション内に位置する５つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成し、
下部トラックセクションが、６つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順５を用いて、下部トラックセクション内に位置する５つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算し、
下部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、下部トラックセクション内に位置する残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算し、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する、
ことを含むことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
音響信号の効率的なエンコーディングとデコーディングのために、代数コードブックにおいてパルス位置と振幅を索引付けする装置であって、
コードブックは、一組のパルス振幅／位置組み合わせから成り、
各組み合わせは、異なる位置の数を規定し、組み合わせのそれぞれの位置に割り当てられた非ゼロ振幅パルスとゼロ振幅パルスの両方を含み、
各非ゼロ振幅パルスは、複数の可能な振幅の１つを取り、
索引付けする装置は、
これらのパルス位置の少なくとも１つのトラックの一組を形成する手段と、
パルス位置の少なくとも１つのトラックのこの一組に従って、コードブックの組み合わせの非ゼロ振幅パルスの位置を制限する手段と、
１つの非ゼロ振幅パルスの位置だけが、この一組の１つのトラック内に位置するとき、この１つの非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順１を設定する手段と、
２つの非ゼロ振幅パルスの位置だけが、この一組の１つのトラック内に位置するとき、これら２つの非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順２を設定する手段と、
Ｘ≧３である数Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置が、この一組の１つのトラック内に位置するとき、
この１つのトラックの位置を２つのセクションに分割する手段と、
前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順Ｘを行う手段と、
を含み、この手順Ｘを行う手段は、
各非ゼロ振幅パルスが位置する、２つのトラックセクションの１つを特定する手段と、
少なくとも１つの前記トラックセクションとトラック全体において設定された手順１、２を用いて前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの副索引を計算する手段と、
これらの副索引を組み合わせる手段を含み前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算する手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項３０】
各トラックのパルス位置を、他のトラックのパルス位置と、インターリーブする手段を含むことを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算する手段は、
少なくとも２つの前記副索引を組み合わせることにより、少なくとも１つの中間索引を計算する手段と、
残りの副索引と少なくとも１つの中間索引とを組み合わせることにより、前記Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算することと、
を含むことを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項３２】
前記手順１は、前記１つのトラック内における前記１つの非ゼロ振幅パルスの位置を示す位置索引と、前記１つの非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引と、を含む位置・振幅索引を生成する手段を含むことを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項３３】
位置索引は、第１の群のビットを含み、振幅索引は、少なくとも１つのビットを含む、ことを特徴とする請求項３２記載の装置。
【請求項３４】
振幅索引の前記少なくとも１つのビットは、より高いランクのビットであることを特徴とする請求項３３記載の装置。
【請求項３５】
各非ゼロ振幅パルスの前記複数の可能な振幅は、＋１と−１とを含み、振幅索引の前記少なくとも１つのビットは、符号ビットであることを特徴とする請求項３３記載の装置。
【請求項３６】
各非ゼロ振幅パルスの前記複数の可能な振幅は、＋１と−１とを含み、
手順１は、形式：
Ｉ１ｐ＝ｐ＋ｓ×２Ｍ、
を有する、前記１つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅符号を生成する手段を含み、ここで、ｐは、前記１つのトラックにおける前記１つの非ゼロ振幅パルスの位置索引であり、ｓは、前記１つの非ゼロ振幅パルスの符号索引であり、２Ｍは、前記１つのトラック内の位置の数であることを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項３７】
前記１つのトラック内の位置の数は、１６であり、位置・振幅索引は、以下の表２６：
【表２６】
2004514182.tif 000032
において示される５ビット索引であることを特徴とする請求項３６記載の装置。
【請求項３８】
手順２は、
前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスの位置をそれぞれ示す第１および第２の位置索引と、
前記２つの非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引と、
を含む位置・振幅索引を生成する手段を含むことを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項３９】
位置・振幅索引において、
振幅索引は、少なくとも１つのビットを含み、
第１の位置索引は、第１の群のビットを含み、
第２の位置索引は、第２の群のビットを含むことを特徴とする請求項３８記載の装置。
【請求項４０】
位置・振幅索引において、
振幅索引の前記少なくとも１つのビットは、より高いランクのビットであり、
第１の群のビットは、中間のランクのビットであり、
第２の群のビットは、より低いランクのビットであることを特徴とする請求項３９記載の装置。
【請求項４１】
各非ゼロ振幅パルスの前記複数の可能な振幅は、＋１と−１とを含み、振幅索引の前記少なくとも１つのビットは、符号ビットであることを特徴とする請求項３９記載の装置。
【請求項４２】
手順２は、
前記２つのパルスが、同じ振幅を有するとき、
第１の位置索引によって位置が示される非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引を生成する手段と、
前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスのより小さな位置を示す第１の位置索引を生成する手段と、
前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスのより大きな位置を示す第２の位置索引を生成する手段と、
前記２つのパルスが、異なる振幅を有するとき、
第１の位置索引によって位置が示される非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引を生成する手段と、
前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスのより大きな位置を示す第１の位置索引を生成する手段と、
前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスのより小さな位置を示す第２の位置索引を生成する手段と、
を含むことを特徴とする請求項３９記載の装置。
【請求項４３】
位置索引ｐ０と符号索引σ０の第１の非ゼロ振幅パルスの位置と、位置索引ｐ１と符号索引σ１の第２の非ゼロ振幅パルスの位置とが、前記一組の１つのトラック内に位置するとき、手順２は、形式（表２７）：
【表２７】
2004514182.tif 000033
の前記第１および第２の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段を含み、ここで、２Ｍは、前記１つのトラック内の位置の数であることを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項４４】
前記１つのトラック内の位置の数は、１６であり、位置・振幅索引は、以下の表２８：
【表２８】
2004514182.tif 000034
において示される９ビット索引であることを特徴とする請求項４３記載の装置。
【請求項４５】
Ｘ＝３であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割する手段は、前記１つのトラックの位置を、下部および上部トラックセクションに分割する手段を含み、
手順３は、
少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含む、上部および下部トラックセクションの一方を特定する手段と、
前記１つのトラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順１を用いて、残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、３つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
を含むことを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項４６】
手順２を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段は、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置が上部セクションに位置するとき、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を、上部セクションから下部セクションにシフトする手段を含むことを特徴とする請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を、上部セクションから下部セクションにシフトする手段は、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置索引の最下位ビットの数を、この数の個数の１から成るマスクを用いて、マスキングする手段を含むことを特徴とする請求項４６記載の装置。
【請求項４８】
手順２を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段は、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスが位置する、前記下部および上部トラックセクションの一方を示すセクション索引を差し込む手段を含むことを特徴とする請求項４５記載の装置。
【請求項４９】
前記１つのトラック内の位置の数は、１６であり、位置・振幅索引は、以下の表２９：
【表２９】
2004514182.tif 000035
において示される１３ビット索引であることを特徴とする請求項４５記載の装置。
【請求項５０】
前記手順１は、前記１つのトラック内における前記１つの非ゼロ振幅パルスの位置を示す位置索引と、前記１つの非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引と、を含む位置・振幅索引を生成する手段を含み、位置索引は、第１の群のビットを含み、位置索引は、少なくとも１つのビットを含み、
前記手順２は、前記１つのトラック内における２つの非ゼロ振幅パルスの位置をそれぞれ示す第１および第２の位置索引と、前記２つの非ゼロ振幅パルスの振幅を示す振幅索引と、を含む位置・振幅索引を生成する手段を含み、振幅索引は、少なくとも１つのビットを含み、第１の位置索引は、第１の群のビットを含み、第２の位置索引は、第２の群のビットを含み、
Ｘ＝３であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割する手段は、前記１つのトラックの位置を、下部および上部トラックセクションに分割する手段を含み、
手順３は、
少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含む、上部および下部トラックセクションの一方を特定する手段と、
前記１つのトラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順１を用いて、残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、３つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
を含むことを特徴とする請求項２９記載の装置。
【請求項５１】
Ｘ＝４であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割する手段は、前記１つのトラックの位置を、下部および上部トラックセクションに分割する手段を含み、
手順４は、
上部トラックセクションが、４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
さらに、前記上部トラックセクション置を、下部および上部トラックサブセクションに分割する手段と、
少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含む、上部および下部トラックサブセクションの一方を特定する手段と、
前記１つのトラックサブセクションの位置に適用される手順２を用いて、前記１つのトラックサブセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
上部トラックセクションの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合することによって、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、１つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記１つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの３つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
上部トラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の１つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
上部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
さらに、前記下部トラックセクション置を、下部および上部トラックサブセクションに分割する手段と、
少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含む、上部および下部トラックサブセクションの一方を特定する手段と、
前記１つのトラックサブセクションの位置に適用される手順２を用いて、前記１つのトラックサブセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
下部トラックセクションの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算することと、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、４つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
を含むことを特徴とする請求項５０記載の装置。
【請求項５２】
手順４は、
前記１つのトラックサブセクションが、上部サブセクションであるとき、
手順２を用いて、前記１つのトラックサブセクション内に位置する前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段が、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を、上部トラックサブセクションから下部トラックサブセクションにシフトする手段を含む、
ことを含むことを特徴とする請求項５１記載の装置。
【請求項５３】
前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置を、上部サブセクションから下部サブセクションにシフトする手段は、前記少なくとも２つの非ゼロ振幅パルスの位置索引の最下位ビットの数を、この数の個数の１から成るマスクを用いて、マスキングする手段を含むことを特徴とする請求項２４記載の装置。
【請求項５４】
Ｘ＝５であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割する手段は、前記１つのトラックの位置を、下部および上部トラックセクションに分割する手段を含み、
手順５は、
少なくとも３つの非ゼロ振幅パルスが位置する、下部および上部トラックセクションの一方を検出する手段と、
前記１つのトラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、前記１つのトラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
を含むことを特徴とする請求項５１記載の装置。
【請求項５５】
Ｘ＝５であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割する手段は、前記１つのトラックの位置を、下部および上部セクションに分割する手段を含み、
手順５は、
上部トラックセクションが、５つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、前記上部トラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、１つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、上部トラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、上部トラックセクション内に位置する前記３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、下部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算することと、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、５つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記１つのトラックの全体の位置に適用される手順２を用いて、残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、５つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
を含むことを特徴とする請求項５１記載の装置。
【請求項５６】
Ｘ＝６であるとき、
前記１つのトラックの位置を、２つのセクションに分割する手段は、前記１つのトラックの位置を、下部および上部セクションに分割する手段を含み、
手順６は、
上部トラックセクションが、６つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順５を用いて、前記上部トラックセクション内に位置する５つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
上部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、１つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の５つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順５を用いて、上部トラックセクション内に位置する５つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、下部トラックセクション内に位置する非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順４を用いて、上部トラックセクション内に位置する４つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、下部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の３つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、下部トラックセクション内に位置する前記３つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
上部トラックセクションの位置に適用される手順３を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの３つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、４つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、他の２つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順４を用いて、下部トラックセクション内に位置する４つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順２を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの２つの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、５つの非ゼロ振幅パルスの位置を含み、上部トラックセクションが、残りの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順５を用いて、下部トラックセクション内に位置する５つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
前記上部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、上部トラックセクション内に位置する残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
下部トラックセクションが、６つの非ゼロ振幅パルスの位置を含むとき、
前記下部トラックセクションの位置に適用される手順５を用いて、下部トラックセクション内に位置する５つの非ゼロ振幅パルスの第１の副索引を計算する手段と、
下部トラックセクションの位置に適用される手順１を用いて、下部トラックセクション内に位置する残りの非ゼロ振幅パルスの第２の副索引を計算する手段と、
前記第１および第２の副索引を結合する手段を含み、６つの非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を生成する手段と、
を含むことを特徴とする請求項５５記載の装置。
【請求項５７】
複数のセルに分割された大きな地理学的領域でサービスを提供する携帯電話通信システムであって、
可搬式送信機／受信機ユニットと、
前記セル内にそれぞれ位置する携帯電話基地局と、
携帯電話基地局間の通信を制御する手段と、
１つのセル内に位置する各可搬式ユニットとこの１つのセルの携帯電話基地局との間の双方向無線通信サブシステムであって、可搬式ユニットと携帯電話基地局の両方内に、（ａ）　発話信号をエンコーディングする手段とエンコードされた発話信号を送信する手段とを含む送信機と、（ｂ）　送信されたエンコードされた発話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた発話信号をデコーディングする手段とを含む受信機と、を含む、サブシステムと、
を含み、
前記発話信号エンコーディング手段は、発話信号に応答して発話信号エンコーディングパラメータを生成する手段を含み、この発話信号エンコーディングパラメータ生成手段は、少なくとも１つの前記発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする、請求項２９〜５６のいずれかに記載の装置と、を含み、前記発話信号は、前記音響信号を構成することを特徴とする携帯電話通信システム。
【請求項５８】
携帯電話ネットワーク要素であって、（ａ）　発話信号をエンコーディングする手段とエンコードされた発話信号を送信する手段とを含む送信機と、（ｂ）　送信されたエンコードされた発話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた発話信号をデコーディングする手段とを含む受信機と、を含み、
発話信号エンコーディング手段は、発話信号に応答して発話信号エンコーディングパラメータを生成する手段を含み、この発話信号エンコーディングパラメータ生成手段は、少なくとも１つの前記発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする、請求項２９〜５６のいずれかに記載の装置と、を含み、前記発話信号は、前記音響信号を構成することを特徴とする形態電話ネットワーク要素。
【請求項５９】
携帯電話可搬式送信機／受信機ユニットであって、（ａ）　発話信号をエンコーディングする手段とエンコードされた発話信号を送信する手段とを含む送信機と、（ｂ）　送信されたエンコードされた発話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた発話信号をデコーディングする手段とを含む受信機と、を含み、
前記発話信号エンコーディング手段は、発話信号に応答して発話信号エンコーディングパラメータを生成する手段を含み、この発話信号エンコーディングパラメータ生成手段は、少なくとも１つの前記発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする、請求項２９〜５６のいずれかに記載の装置と、を含み、前記発話信号は、前記音響信号を構成することを特徴とする携帯電話可搬式送信機／受信機ユニット。
【請求項６０】
複数のセルに分割された大きな地理学的領域でサービスを提供する携帯電話通信システムであって、可搬式送信機／受信機ユニットと、前記セル内にそれぞれ位置する携帯電話基地局と、携帯電話基地局間の通信を制御する手段と、を含むシステムにおいて、
１つのセル内に位置する各可搬式ユニットとこの１つのセルの携帯電話基地局との間の双方向無線通信サブシステムであって、可搬式ユニットと携帯電話基地局の両方内に、（ａ）　発話信号をエンコーディングする手段とエンコードされた発話信号を送信する手段とを含む送信機と、（ｂ）　送信されたエンコードされた発話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた発話信号をデコーディングする手段とを含む受信機と、を含み
前記発話信号エンコーディング手段は、発話信号に応答して発話信号エンコーディングパラメータを生成する手段を含み、この発話信号エンコーディングパラメータ生成手段は、少なくとも１つの前記発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする、請求項２９〜５６のいずれかに記載の装置と、を含み、前記発話信号は、前記音響信号を構成することを特徴とする双方向無線通信サブシステム。
【請求項６１】
音響信号をエンコーディングするエンコーダーであって、音響信号に応答し発話信号エンコーディングパラメータを生成する音響信号処理手段を含み、この音響信号処理手段は、
少なくとも１つの前記発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、
この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする、請求項２９〜５６のいずれかに記載の装置と、
を含むことを特徴とするエンコーダー。
【請求項６２】
音響信号エンコーディングパラメータに応答して音響信号を合成するデコーダーであって、
音響信号エンコーディングパラメータに応答して励起信号を生成するエンコーディングパラメータ処理手段を含み、このエンコーディングパラメータ処理手段は、
前記励起信号の一部を生成するために少なくとも１つの前記音響信号エンコーディングパラメータに応答する代数コードブックと、
この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする、請求項２９〜５６のいずれかに記載の装置と、
前記励起信号に応答して前記音響信号を合成する合成フィルター手段と、
を含むことを特徴とするデコーダー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、信号を、限定される訳ではないが特に発話信号を、送信・合成することを考慮して、デジタル方式で符号化する技術に関する。特に、本発明は、限定される訳ではないが特に、代数コード励起線形予測（Ａｌｇｅｂｒａｉｃ　Ｃｏｄｅ　Ｅｘｃｉｔｅｄ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）（ＡＣＥＬＰ）技術に基づく広帯域信号の高品質コーディングに必要とされる非常に大きな代数コードブックにおいて、非ゼロ振幅パルスのパルス位置と振幅を索引付けする方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
インターネット、パケットネットワーク用途ばかりでなく、オーディオ／ビデオ遠隔会議、マルチメディア、無線用途などのさまざまな用途において、良好な主観的（ｓｕｂｊｅｃｔｉｖｅ）品質／ビットレートトレードオフを有する効率的なデジタル広帯域発話／オーディオエンコーディング技術に対する要求が増加しつつある。最近までは、２００〜３４００Ｈｚの範囲にフィルタリングされた電話帯域幅が、主に、発話コーディング用途に使用されてきた。しかしながら、発話信号の明瞭さと自然さを向上させるために、広帯域発話用途の要求が増加しつつある。５０〜７０００Ｈｚの範囲の帯域幅が、対面発話品質を供給するのに十分であることが分かった。オーディオ信号として、この範囲によって与えられるオーディオ品質は、許容されるけれども、２０〜２００００Ｈｚの範囲で作動するＣＤ（コンパクトディスク）品質より、依然として低いままである。
【０００３】
発話エンコーダーは、発話信号をデジタルビットストリームに変換し、このデジタルビットストリームは、通信チャネルを通して伝達され（または、記憶媒体に格納され）る。発話信号は、デジタル化（サンプリングされサンプル毎に通常１６ビットで量子化）され、発話エンコーダーは、良好な主観的発話品質を維持しながら、より少数のビットでこれらのデジタルサンプルを表現する役割を果たす。発話デコーダーまたは合成装置は、伝達または格納されたビットストリームに作用し、音響信号に変換して戻す。
【０００４】
良好な品質／ビットレートトレードオフを実現できる最良の従来技術の１つに、いわゆるＣＥＬＰ（コード励起された線形予測（Ｃｏｄｅ　Ｅｘｃｉｔｅｄ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ））技術がある。この技術によれば、サンプリングされた発話信号は、一般にフレームと呼ばれるＬ個のサンプルの連続ブロックで処理され、ここで、Ｌはある所定数（１０〜３０ｍｓの発話に相当する）である。ＣＥＬＰでは、各フレームごとに、ＬＰ（線形予測（Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ））合成フィルターが、計算され伝達される。次に、Ｌ個のサンプルのフレームは、サイズがＮ個のサンプルのサブフレームと呼ばれる、より小さなブロックに分割され、ここで、Ｌ＝ｋＮであり、ｋは、フレーム中のサブフレームの数である（Ｎは一般に４〜１０ｍｓの発話に相当する）。励起信号が各サブフレームごとに決定され、この励起信号は、一般に２つの成分から構成され、一方は、過去の励起（ピッチ寄与部分または適応コードブックとも呼ばれる）からの成分であり、他方は、革新コードブック（固定コードブックとも呼ばれる）からの成分である。この励起信号は、合成発話を得るために、デコーダーに伝達され、ＬＰ合成フィルターの入力として使用される。
【０００５】
ＣＥＬＰ技術によって発話を合成するために、Ｎ個のサンプルの各ブロックは、発話信号のスペクトル特性をモデル化する時間変動フィルターを通して革新コードブックから適切なコードベクトルをフィルタリングすることによって合成される。これらのフィルターは、ピッチ合成フィルター（一般に過去の励起信号を含む適応コードブックとして構築される）とＬＰ合成フィルターとから構成される。エンコーダー端では、合成出力が、コードブックからのコードベクトルの全てまたは一部に対して計算される（コードブックサーチ）。保持されたコードベクトルは、知覚的に（ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌｌｙ）重み付けされたひずみ（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）方法によって、元の発話信号に最も近い合成出力を生成するコードベクトルである。この知覚的重み付けは、一般にＬＰ合成フィルターから得られるいわゆる知覚的重み付けフィルターを用いて実行される。
【０００６】
ＣＥＬＰ文脈上の革新コードブックは、Ｎサンプル長さ列の索引付けされた組であり、Ｎ次元コードベクトルと呼ばれることになる。各コードブック列は、１〜Ｍの範囲の整数ｋによって索引付けされており、ここで、Ｍは、ビットｂの数として通常示されるコードブックのサイズを表しており、Ｍ＝２ｂである。
【０００７】
コードブックは、物理記憶装置、例えば、参照テーブル（確率コードブック）に格納されることができ、あるいは、対応するコードベクトルに索引を関係させる機構、例えば、式（代数コードブック）を参照することができる。
【０００８】
第一の種類のコードブック、確率コードブックの欠点は、このコードブックが一般にかなりの物理ストレージを含むことである。このコードブックは、索引から関連するコードベクトルへの経路が、大きな発話列の組に適用される確率的技術またはランダムに生成された数の結果である参照テーブルを含むという意味において、確率的すなわちランダムである。確率コードブックのサイズは、ストレージとサーチの複雑さの少なくとも一方によって制限されがちである。
【０００９】
第二の種類のコードブックは代数コードブックである。確率コードブックとは対照的に、代数コードブックは、ランダムではなく、大きなストレージを必要としない。代数コードブックは、一組の索引付けされたコードベクトルであり、このコードベクトルの、ｋ番め（ｋｔｈ）のコードベクトルのパルスの位置と振幅は、物理ストレージを全く必要としないか最小限の物理ストレージだけを必要とする規則によって、対応する索引ｋから得ることができる。従って、代数コードブックのサイズは、ストレージの必要条件によって制限されない。代数コードブックは、効率的なサーチをするように設計することもできる。
【００１０】
ＣＥＬＰ方式（ＣＥＬＰ　ｍｏｄｅｌ）は、電話帯域音響信号をエンコードするのに非常に成功しており、いくつかのＣＥＬＰに基づく規格が、広範囲の用途において、特にデジタル携帯電話の用途において存在する。電話帯域では、音響信号は、２００〜３４００Ｈｚに帯域が限定されており、８０００サンプル／秒でサンプリングされる。広帯域発話／オーディオ用途では、音響信号は、５０〜７０００Ｈｚに帯域が限定されており、１６０００サンプル／秒でサンプリングされる。
【００１１】
電話帯域に最適化されたＣＥＬＰ方式を、広帯域信号に適用するときに、いくつかの困難が生じ、高品質の広帯域信号を得るためには、この方式に付加的特徴を追加する必要がある。これらの特徴には、効率的な知覚的重み付けフィルタリング、可変帯域幅ピッチフィルタリング、効率的な利得平滑化およびピッチ向上（ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）技術が含まれる。広帯域信号をコーディングするときに生じる別の重要な問題は、非常に大きな励起コードブックを使用する必要があることである。従って、最小限のストレージだけを必要とし、高速にサーチできる効率的なコードブック構造が、非常に重要になっている。代数コードブックは、その効率性によって知られており、さまざまな発話コーディング規格に、現在広く使用されている。代数コードブックと、関連する高速サーチ手順とは、１９９５年８月２２日発行の米国特許第５，４４４，８１６号（アドゥラ（Ａｄｏｕｌ）ら）、アドゥラ（Ａｄｏｕｌ）らに１９９７年１２月１７日に付与された第５，６９９，４８２号、アドゥラ（Ａｄｏｕｌ）らに１９９８年５月１９日に付与された第５，７５４，９７６号、１９９７年１２月２３日付の第５，７０１，３９２号（アドゥラ（Ａｄｏｕｌ）ら）に、記載されている。
【００１２】
【発明の目的】
本発明の目的は、限定される訳ではないが特に広帯域信号を効率的にエンコーディングするために、代数コードブックにおいてパルス位置と振幅を索引付けする新しい手順を提供することである。
【００１３】
【発明の開示】
本発明によれば、音響信号の効率的なエンコーディングおよびデコーディングのために、代数コードブックにおいてパルス位置と振幅を索引付けする方法が提供される。コードブックは、一組のパルス振幅／位置組み合わせから成り、各組み合わせは、異なる位置の数を規定し、組み合わせのそれぞれの位置に割り当てられた非ゼロ振幅パルスとゼロ振幅パルスの両方を含む。各非ゼロ振幅パルスは、複数の可能な振幅の１つを取り、索引付けする方法は、
これらのパルス位置の少なくとも１つのトラックの一組を形成し、
パルス位置の少なくとも１つのトラックのこの一組に従って、コードブックの組み合わせの非ゼロ振幅パルスの位置を制限し、
１つの非ゼロ振幅パルスの位置だけが、この一組の１つのトラック内に位置するとき、この１つの非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順１を設定し、
２つの非ゼロ振幅パルスの位置だけが、この一組の１つのトラック内に位置するとき、これら２つの非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順２を設定し、
Ｘ≧３である数Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置が、この一組の１つのトラック内に位置するとき、
トラックの位置を２つのセクションに分割し、
Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順Ｘを使用する、
ことを含み、この手順Ｘは、
各非ゼロ振幅パルスが位置する、２つのトラックセクションの１つを特定し、
少なくとも１つのトラックセクションとトラック全体において設定された手順１、２を用いてＸ個の非ゼロ振幅パルスの副索引を計算し、
これらの副索引を組み合わせることにより、Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算する、
ことを含む。
【００１４】
好ましくは、Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算することは、
少なくとも２つの副索引を組み合わせることにより、少なくとも１つの中間索引を計算し、
残りの副索引と少なくとも１つの中間索引とを組み合わせることにより、これらのＸ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算する、
ことを含む。
【００１５】
さらに、本発明は、音響信号の効率的なエンコーディングまたはデコーディングのために、代数コードブックにおいてパルス位置と振幅を索引付けする装置に関する。コードブックは、一組のパルス振幅／位置組み合わせから成り、各パルス振幅／位置組み合わせは、異なる位置の数を規定し、組み合わせのそれぞれの位置に割り当てられた非ゼロ振幅パルスとゼロ振幅パルスの両方を含み、各非ゼロ振幅パルスは、複数の可能な振幅の１つを取る。索引付けする装置は、
パルス位置の少なくとも１つのトラックの一組を形成する手段と、
パルス位置の少なくとも１つのトラックのこの一組に従って、コードブックの組み合わせの非ゼロ振幅パルスの位置を制限する手段と、
１つの非ゼロ振幅パルスの位置だけが、この一組の１つのトラック内に位置するとき、この１つの非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順１を設定する手段と、
２つの非ゼロ振幅パルスの位置だけが、この一組の１つのトラック内に位置するとき、これら２つの非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順２を設定する手段と、
Ｘ≧３である数Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置が、この一組の１つのトラック内に位置するとき、
トラックの位置を２つのセクションに分割する手段と、
Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置と振幅を索引付けする手順Ｘを実行する手段と、
を含み、この手順Ｘを実行する手段は、
各非ゼロ振幅パルスが位置する、２つのトラックセクションの１つを特定する手段と、
少なくとも１つのトラックセクションとトラック全体において設定された手順１、２を用いてＸ個の非ゼロ振幅パルスの副索引を計算する手段と、
これらの副索引を組み合わせる手段を含みＸ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算する手段と、
を含む。
【００１６】
好ましくは、Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算する手段は、
少なくとも２つの副索引を組み合わせることにより、少なくとも１つの中間索引を計算する手段と、
残りの副索引とこの少なくとも１つの中間索引とを組み合わせることにより、Ｘ個の非ゼロ振幅パルスの位置・振幅索引を計算する手段と、
を含む。
【００１７】
本発明は、さらに、
音響信号をエンコーディングするエンコーダーに関し、このエンコーダーは、音響信号に応答し発話信号エンコーディングパラメータを生成する音響信号処理手段を含み、この音響信号処理手段は、
少なくとも１つの発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、
この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする上述したような装置と、
を含み、
本発明は、さらに、音響信号エンコーディングパラメータに応答して音響信号を合成するデコーダーに関し、このデコーダーは、
音響信号エンコーディングパラメータに応答して励起信号を生成するエンコーディングパラメータ処理手段を含み、このエンコーディングパラメータ処理手段は、
励起信号の一部を生成するために少なくとも１つの音響信号エンコーディングパラメータに応答する代数コードブックと、
代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする上述したような装置と、
励起信号に応答して音響信号を合成する合成フィルター手段と、
を含み、
本発明は、さらに、複数のセルに分割された大きな地理学的領域でサービスを提供する携帯電話通信システムに関し、このシステムは、
可搬式送信機／受信機ユニットと、
セル内にそれぞれ位置する携帯電話基地局と、
携帯電話基地局間の通信を制御する手段と、
１つのセル内に位置する各可搬式ユニットとこの１つのセルの携帯電話基地局との間の双方向無線通信サブシステムであって、可搬式ユニットと携帯電話基地局の両方内に、（ａ）　発話信号をエンコーディングする手段とエンコードされた発話信号を送信する手段とを含む送信機と、（ｂ）　送信されたエンコードされた発話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた発話信号をデコーディングする手段とを含む受信機と、を含む、サブシステムと、
を含み、
発話信号エンコーディング手段は、発話信号に応答して発話信号エンコーディングパラメータを生成する手段を含み、この発話信号エンコーディングパラメータ生成手段は、少なくとも１つの発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする上述したような装置と、を含み、発話信号は、音響信号を構成し、
本発明は、さらに、携帯電話ネットワーク要素に関し、このネットワーク要素は、（ａ）　発話信号をエンコーディングする手段とエンコードされた発話信号を送信する手段とを含む送信機と、（ｂ）　送信されたエンコードされた発話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた発話信号をデコーディングする手段とを含む受信機と、を含み、
発話信号エンコーディング手段は、発話信号に応答して発話信号エンコーディングパラメータを生成する手段を含み、この発話信号エンコーディングパラメータ生成手段は、少なくとも１つの発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする上述したような装置と、を含み、
本発明は、さらに、携帯電話可搬式送信機／受信機ユニットに関し、このユニットは、（ａ）　発話信号をエンコーディングする手段とエンコードされた発話信号を送信する手段とを含む送信機と、（ｂ）　送信されたエンコードされた発話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた発話信号をデコーディングする手段とを含む受信機と、を含み、
発話信号エンコーディング手段は、発話信号に応答して発話信号エンコーディングパラメータを生成する手段を含み、この発話信号エンコーディングパラメータ生成手段は、少なくとも１つの発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする上述したような装置と、を含み、
本発明は、さらに、複数のセルに分割された大きな地理学的領域でサービスを提供する携帯電話通信システムであって、可搬式送信機／受信機ユニットと、セル内にそれぞれ位置する携帯電話基地局と、携帯電話基地局間の通信を制御する手段と、を含むシステムにおいて、
１つのセル内に位置する各可搬式ユニットとこの１つのセルの携帯電話基地局との間の双方向無線通信サブシステムに関し、この双方向無線通信サブシステムは、可搬式ユニットと携帯電話基地局の両方内に、（ａ）　発話信号をエンコーディングする手段とエンコードされた発話信号を送信する手段とを含む送信機と、（ｂ）　送信されたエンコードされた発話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた発話信号をデコーディングする手段とを含む受信機と、を含み、
発話信号エンコーディング手段は、発話信号に応答して発話信号エンコーディングパラメータを生成する手段を含み、この発話信号エンコーディングパラメータ生成手段は、少なくとも１つの発話信号エンコーディングパラメータを生成することを考慮して代数コードブックをサーチする手段と、この代数コードブックにおいて、パルス位置と振幅を索引付けする上述したような装置と、を含む。
【００１８】
本発明の上述のおよび他の目的、利点、特徴は、添付の図面だけを参照して例示として与えられた本発明の好ましい実施態様の非限定的な以下の説明を読むことで、より明らかになるであろう。
【００１９】
【発明を実施するための最良の形態】
当業者にはよく知られているように、４０１（図４）などの携帯電話通信システムは、数Ｃ個の、より小さなセルに大きな地理学的領域を分割することによって、この大きな地理学的領域に亘ってテレコミュニケーションサービスを提供する。Ｃ個の小さなセルは、それぞれの携帯電話基地局４０２１、４０２２、…、４０２Ｃによって、各セルに無線信号、オーディオ、データチャネルを提供するようにサービスが提供される。
【００２０】
無線信号チャネルは、携帯電話基地局４０２の有効範囲の領域（セル）の区域内で、４０３などの可搬式無線電話機（可搬式送信機／受信機ユニット）に呼び出しをかけ、さらに、基地局のセル内またはセル外に位置する他の無線電話機４０３または公衆交換電話網（Ｐｕｂｌｉｃ　Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＰＳＴＮ）４０４などの他のネットワークに呼び出しをかける、のに使用される。
【００２１】
一旦、無線電話機４０３が、呼び出しをかけまたは受けるのに成功すると、オーディオまたはデータチャネルが、無線電話機４０３とこの無線電話機４０３が位置するセルに対応する携帯電話基地局４０２との間に確立され、基地局４０２と無線電話機４０３との間の通信が、このオーディオまたはデータチャネルを通して実行される。無線電話機４０３は、呼び出しが進行している間、信号チャネルを通して制御またはタイミング情報を受け取ることもできる。
【００２２】
呼び出しが進行している間、無線電話機４０３が１つのセルを出て隣接する別のセルに入る場合、無線電話機４０３は、新しいセル基地局４０２の利用可能なオーディオまたはデータチャネルに呼び出しを引き渡す。呼び出しが進行していない間、無線電話機４０３が１つのセルを出て隣接する別のセルに入る場合、無線電話機４０３は、新しいセルの基地局４０２に接続するように信号チャネルを通して制御メッセージを送信する。このようにして、大きな地理学的領域に亘る移動通信が可能となる。
【００２３】
携帯電話通信システム４０１は、例えば、無線電話機４０３とＰＳＴＮ４０４との間または第１のセル内に位置する無線電話機４０３と第２のセル内に位置する無線電話機４０３との間の通信の間に、携帯電話基地局４０２とＰＳＴＮ４０４との間の通信を制御するように、制御端末４０５をさらに含む。
【００２４】
勿論、双方向無線無線通信サブシステムは、１つのセルの基地局４０２とこのセル内に位置する無線電話機４０３との間にオーディオまたはデータチャネルを確立する必要がある。図４に非常に簡略化された形態で例示されるように、そのような双方向無線無線通信サブシステムは、通常、無線電話機４０３内に、
送信機４０６と受信機４１０とを含み
送信機４０６は、
音声信号または送信する他の信号をエンコーディングするエンコーダー４０７と、
エンコーダー４０７から４０９などのアンテナを通して、エンコードされた信号を送信する送信回路４０８と、を含み、
受信機４１０は、
通常同じアンテナ４０９を通して、送信されたエンコードされた音声信号または他の信号を受信する受信回路４１１と、
受信回路４１１からの受信されたエンコードされた信号をデコーディングするデコーダー４１２と、を含む。
【００２５】
無線電話機４０３は、エンコーダー４０７へ音声信号または他の信号を供給するように、かつ、デコーダー４１２からの音声信号または他の信号を処理するように、他の従来の無線電話機回路４１３をさらに含む。これらの無線電話機回路４１３は、当業者によく知られており、従って、本明細書においてはさらに説明しないこととする。
【００２６】
さらに、このような双方向無線無線通信サブシステムは、通常、基地局４０２内に、
送信機４１４と受信機４１８とを含み
送信機４１４は、
音声信号または送信する他の信号をエンコーディングするエンコーダー４１５と、
エンコーダー４１５から４１７などのアンテナを通して、エンコードされた信号を送信する送信回路４１６と、を含み、
受信機４１８は、
同じアンテナ４１７を通してまたは別の異なるアンテナ（図示せず）を通して、送信されたエンコードされた音声信号または他の信号を受信する受信回路４１９と、
受信回路４１９からの受信されたエンコードされた信号をデコーディングするデコーダー４２０と、を含む。
【００２７】
基地局４０２は、通常さらに、制御端末４０５と送信機４１４および受信機４１８との間の通信を制御する基地局制御装置４２１を、この基地局制御装置４２１に関連するデータベース４２２とともに含む。基地局制御装置４２１は、基地局４０２と同じセル内に位置する４０３などの２つの無線電話機間の通信の場合、受信機４１８と送信機４１４との間の通信を制御することにもなる。
【００２８】
当業者によく知られているように、エンコーディングは、双方向無線無線通信サブシステムを通して、すなわち無線電話機４０３と基地局４０２との間で、信号、例えば、発話などの音声信号、を伝達するのに必要とされる帯域幅を低減するために必要とされる。
【００２９】
コード励起線形予測（ＣＥＬＰ）エンコーダーなどの１３ｋビット／秒またはそれ未満で通常作動するＬＰ音声エンコーダー（４１５、４０７など）は、発話信号の短期スペクトル包絡線をモデリングするのに、ＬＰ合成フィルターを一般に使用する。ＬＰ情報は、通常１０または２０ｍｓごとに、デコーダー（４２０、４１２など）に伝達され、デコーダー端において抜き出される。
【００３０】
本明細書に開示される新規な技術は、発話を含む電話帯域信号とともに、発話以外の音響信号とともに、さらには、他の種類の広帯域信号とともに、使用することができる。
【００３１】
図１は、広帯域信号に、よりよく対応するように修正された、ＣＥＬＰ型発話エンコーディング装置１００の概略ブロック図を示す。広帯域信号は、特に、音楽、ビデオ信号などの信号を含むことができる。
【００３２】
サンプリングされた入力発話信号１１４は、「フレーム」と呼ばれる連続するＬ個のサンプルのブロックに分割される。各フレームでは、フレーム内の発話信号を表す異なるパラメータが計算され、エンコードされ、伝達される。ＬＰ合成フィルターを表すＬＰパラメータが、通常、各フレームごとに一回計算される。フレームは、さらに、Ｎ個のサンプルの、より小さなブロック（長さＮのブロック）に分割され、このブロック内で、励起パラメータ（ピッチと革新）が決定される。ＣＥＬＰ文献内では、これら長さＮのブロックは、「サブフレーム」と呼ばれ、サブフレーム内のＮ個のサンプルの信号は、Ｎ次元ベクトルと呼ばれる。この好ましい実施態様では、長さＮは、５ｍｓに相当し、一方、長さＬは、２０ｍｓに相当するので、これは、１つのフレームが４つのサブフレームを含むことを意味している（１６ｋＨｚのサンプリングレートで、Ｎ＝８０であり、１２．８ｋＨｚにダウンサンプリングした後では、６４である）。さまざまなＮ次元ベクトルが、エンコーディング手順に生じる。図１、図２に現れるベクトルの一覧表と、伝達されるパラメータの一覧表を、以下に与える。
【００３３】
主なＮ次元ベクトルの一覧表
ｓ　　：広帯域信号入力発話ベクトル（ダウンサンプリング、前処理、プリエンファシス後）、
ｓｗ　：重み付けされた発話ベクトル、
ｓ０　：重み付けされた合成フィルターのゼロ入力応答、
ｓｐ　：ダウンサンプリングされ前処理された信号、
ｓ∧　：オーバーサンプリングされ合成された発話信号（ここでは、ｓの真上に∧が付いている記号にｓ∧を代用する。以下同様。）、
ｓ’　：デエンファシス前の合成信号、
ｓｄ　：デエンファシスされた合成信号、
ｓｈ　：デエンファシスと後処理後の合成信号、
ｘ　　：ピッチサーチ用の目標ベクトル、
ｘ２　：革新サーチ用の目標ベクトル、
ｈ　　：重み付けされた合成フィルターインパルス応答、
ｖＴ　：遅延Ｔにおける適応（ピッチ）コードブックベクトル、
ｙＴ　：フィルタリングされたピッチコードブックベクトル（ｈでたたみこみされたｖＴ）、
ｃｋ　：索引ｋにおける革新コードブック（革新コードブックのｋ番めのエントリー）、
ｃｆ　：向上され変倍された革新コードブック、
ｕ　　：励起信号（変倍された革新およびピッチコードベクトル）、
ｕ’　：向上された励起、
ｚ　　：帯域通過ノイズ列、
ｗ’　：白色ノイズ、
ｗ　　：変倍されたノイズ列。
【００３４】
伝達されるパラメータの一覧表
ＳＴＰ　　：（Ａ（ｚ）を規定する）短期予測パラメータ、
Ｔ　　：ピッチ遅延（またはピッチコードブック索引）、
ｂ　　：ピッチ利得（またはピッチコードブック利得）、
ｊ　　：ピッチコードベクトル上に使用される低域通過フィルターの索引、
ｋ　　：コードベクトル索引（革新コードブックエントリー）、
ｇ　　：革新コードブック利得。
【００３５】
この好ましい実施態様では、ＳＴＰパラメータは、１つのフレームにつき一回伝達され、残りのパラメータは、各サブフレームに（１つのフレームにつき４回）伝達される。
【００３６】
エンコーダー側
サンプリングされた発話信号は、１０１から１１１まで番号付けされた１１個のモジュールに分解される図１のエンコーディング装置１００によって、ブロック単位でエンコードされる。
【００３７】
入力発話信号は、フレームと呼ばれる上述したＬ個のサンプルのブロックで処理される。
【００３８】
図１を参照すると、サンプリングされた入力発話信号１１４は、ダウンサンプリングモジュール１０１において、ダウンサンプリングされる。例えば、信号は、当業者によく知られた技術を用いて、１６ｋＨｚから１２．８ｋＨｚへとダウンサンプリングされる。勿論、別の周波数へのダウンサンプリングを考えることができる。より小さな周波数帯域幅がエンコードされるので、ダウンサンプリングは、コーディング効率を向上させる。１つのフレーム内のサンプルの数が低減するので、これは、アルゴリズムの複雑さも低減させる。ビットレートが１６ｋビット／秒未満に低減されるとき、ダウンサンプリングを用いることは重要になり、１６ｋビット／秒の上では、ダウンサンプリングは、本質的ではない。
【００３９】
ダウンサンプリング後、２０ｍｓの３２０個のサンプルのフレームが、２５６個のサンプルのフレームに低減される（４／５のダウンサンプリング比）。
【００４０】
次に、入力フレームは、随意の処理ブロック１０２に供給される。前処理ブロック１０２は、５０Ｈｚカットオフ周波数を有する高域通過フィルターから構成されることができる。高域通過フィルター１０２は、５０Ｈｚ未満の不要な音響成分を除去する。
【００４１】
ダウンサンプリングされ前処理された信号は、ｓｐ（ｎ）、ｎ＝０、１、２、…、Ｌ−１によって表示され、ここで、Ｌは、フレームの長さ（１２．８ｋＨｚのサンプリング周波数では２５６）である。好ましい実施態様では、信号ｓｐ（ｎ）は、以下の伝達関数：
Ｐ（ｚ）＝１−μｚ−１、
を有するプリエンファシスフィルター１０３を用いてプリエンファシスされ、ここで、μは、０と１の間に位置する値（通常の値は、μ＝０．７）を有するプリエンファシス係数であり、ｚは、多項式Ｐ（ｚ）の変数を表す。より高次のフィルターを使用することもできるであろう。高域通過フィルター１０２とプリエンファシスフィルター１０３とは、より効率的な固定点の実現が得られるように、交換できることが、指摘される必要がある。
【００４２】
プリエンファシスフィルター１０３の関数は、入力信号の高周波数成分を向上させる。それは、さらに、入力発話信号のダイナミックレンジを低減させることで、それを、固定点の実現に、より適するようにさせる。プリエンファシスがないと、単精度計算を用いた固定点内のＬＰ解析は、実現が困難である。
【００４３】
プリエンファシスは、音響品質を向上させるのに寄与する、量子化誤差の適切な全体的な知覚的重み付けを達成するのにも、重要な役割を果たす。これは、以下に、より詳細に説明される。
【００４４】
プリエンファシスフィルター１０３の出力は、ｓ（ｎ）で表示される。この信号は、計算機モジュール１０４においてＬＰ解析を実行するのに使用される。ＬＰ解析は、当業者によく知られた技術である。この好ましい実施態様では、自己相関法（Ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　Ａｐｐｒｏａｃｈ）を用いる。自己相関法では、信号ｓ（ｎ）は、ハミング窓（Ｈａｍｍｉｎｇ　Ｗｉｎｄｏｗ）（一般に３０〜４０ｍｓ程度の長さを有する）を用いて、最初に窓付けされる。自己相関は、窓付けされた信号から計算され、レヴィンソン−ダービン回帰（Ｌｅｖｉｎｓｏｎ−Ｄｕｒｂｉｎ　Ｒｅｃｕｒｓｉｏｎ）が、ＬＰフィルター係数、ａｉを計算するのに使用され、ここで、ｉ＝１、…、ｐであり、は、ＬＰ次数で、広帯域コーディングでは通常１６である。パラメータａｉは、ＬＰフィルターの伝達関数の係数であり、以下の関係：
Ａ（ｚ）＝１＋Σｐｉ＝１ａｉｚ−１、
によって与えられる（ここで、Σｐｉ＝１は、ｉ＝１からｐまでの和を表す。以下同様。）。
【００４５】
ＬＰ解析は、計算機モジュール１０４において実行され、この計算機モジュール１０４は、ＬＰフィルター係数の量子化と補間を実行する。ＬＰフィルター係数は、最初に、量子化と補間の目的に、より適した別の同値変域（Ｅｑｕｖａｌｅｎｔ　Ｄｏｍａｉｎ）に変換される。線スペクトル対（ＬＳＰ）およびイミッタンススペクトル対（ＩＳＰ）変域が、量子化と補間を効率的に実行できる２つの変域である。１６ＬＰフィルター係数、ａｉは、分割または多段量子化またはこれらの組み合わせを用いて、３０〜５０ビット程度で量子化することができる。補間の目的は、各フレームごとに一回ＬＰフィルター係数を伝達する間、各サブフレームごとにＬＰフィルター係数を更新できるようにすることであり、それによって、ビットレートを増加せずにエンコーダー特性が向上する。ＬＰフィルター係数の量子化と補間は、他の点については、当業者によく知られていると思われるので、本明細書では、さらに説明はしないこととする。
【００４６】
以下の段落では、サブフレーム基準で実行される残りのコーディング演算を記載する。以下の記載では、フィルターＡ（ｚ）は、サブフレームの量子化されていない補間されたＬＰフィルターを示し、フィルターＡ∧（ｚ）は、サブフレームの量子化され補間されたＬＰフィルターを示す。
【００４７】
知覚的重み付け：
解析・合成（ａｎａｌｙｓｉｓ−ｂｙ−ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）エンコーダーにおいて、最適ピッチおよび革新パラメータは、知覚的に重み付けされた変域における合成された発話と入力発話との間の平均二乗誤差を最小化することによって、サーチされる。これは、重み付けされた入力発話と重み付けされた合成発話との間の誤差を最小化するのに相当する。
【００４８】
重み付けされた信号ｓｗ（ｎ）は、知覚的重み付けフィルター１０５において計算される。伝統的には、重み付けされた信号ｓｗ（ｎ）は、形式：
Ｗ（ｚ）＝Ａ（ｚ／γ１）／Ａ（ｚ／γ２）、
ここで、０＜γ２＜γ１≦１、
となる伝達関数Ｗ（ｚ）を有する重み付けフィルターによって計算される。
【００４９】
当業者にはよく知られるように、以前の解析・合成（ＡｂＳ）エンコーダーでは、解析は、量子化誤差が、知覚的重み付け誤差フィルター１０５の伝達関数の逆関数である伝達関数Ｗ−１（ｚ）によって、重み付けされることを示している。この結果は、「発話の予測的コーディングと主観的誤差基準」、ＩＥＥＥ会報（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ）ＡＳＳＰ、第２７巻、第３号、第２４７〜２５４頁、１９７９年６月、において、アタル（Ｂ．Ｓ．Ａｔａｌ）とシュレーダー（Ｍ．Ｒ．Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ）によって、詳しく記載されている。伝達関数Ｗ−１（ｚ）は、入力発話信号のフォルマント構造のいくつかを示している。従って、量子化誤差を整形することによって、人間の聴覚のマスキング特性が活用され、それによって、人間の聴覚は、フォルマント領域において、よりエネルギーを有し、このフォルマント領域では、人間の聴覚は、この領域に存在する強力な信号エネルギーによって、マスクされることになる。
【００５０】
上述した伝統的な知覚的重み付けフィルター１０５は、電話帯域信号では、よく作用する。しかしながら、この伝統的な知覚的重み付けフィルター１０５は、広帯域信号の効率的な知覚的重み付けには適していないことが見出された。さらに、伝統的な知覚的重み付けフィルター１０５は、フォルマント構造と必要とされるスペクトル傾き（ｔｉｌｔ）とを同時にモデリングするのに、固有の限界を有することも見出された。スペクトル傾きは、広帯域信号においては、低周波数と高周波数との間の広いダイナミックレンジによって、より顕著である。この問題を解決するために、広帯域入力信号の傾きとフォルマント重み付けを別々に制御するように、Ｗ（ｚ）内に傾きフィルターを追加することが提案されている。
【００５１】
この問題に対する、よりよい解決は、入力にプリエンファシスフィルター１０３を導入し、プリエンファシスされた発話ｓ（ｎ）に基づいてＬＰフィルターＡ（ｚ）を計算し、その分母を固定することによって修正されたフィルターＷ（ｚ）を使用することである。
【００５２】
ＬＰ解析は、モジュール１０４において、プリエンファシスされた信号ｓ（ｎ）に対して実行され、ＬＰフィルターＡ（ｚ）が得られる。さらに、固定された分母を有する新しい知覚的重み付けフィルター１０５も使用される。この伝統的な知覚的重み付けフィルター１０４のための伝達関数の一例が、以下の関係：
Ｗ（ｚ）＝Ａ（ｚ／γ１）／（１−γ２ｚ−１）、
ここで、０＜γ２＜γ１≦１、である、
によって与えられる。
【００５３】
より高次を、分母において使用することができる。この構造は、実質的に、傾きからフォルマント重み付けを切り離す。
【００５４】
Ａ（ｚ）が、プリエンファシスされた発話信号ｓ（ｎ）に基づいて計算されるので、フィルター１／Ａ（ｚ／γ１）の傾きは、Ａ（ｚ）が元の発話に基づいて計算される場合に比較して、より顕著でないことが、留意される。デエンファシスが、伝達関数：
Ｐ−１（ｚ）＝１／（１−μｚ−１）、
を有するフィルターを用いてデコーダー端において実行されるので、量子化誤差スペクトルは、伝達関数Ｗ−１（ｚ）Ｐ−１（ｚ）を有するフィルターによって整形される。一般的な場合であるが、γ１がμに等しく設定されるとき、量子化誤差のスペクトルは、Ａ（ｚ）がプリエンファシスされた発話信号に基づいて計算され伝達関数が１／Ａ（ｚ／γ１）であるフィルターによって、整形される。主観的リスニングは、プリエンファシスと修正された重み付けフィルタリングとの組み合わせにより誤差整形を実現するためのこの構造が、固定点アルゴリズムの実現が容易であるという利点に加えて、広帯域信号をエンコーディングするのに非常に有効であることを、示している。
【００５５】
ピッチ解析：
ピッチ解析を単純化するために、開ループピッチ遅延ＴＯＬが、開ループピッチサーチモジュール１０６において、重み付けされた発話信号ｓｗ（ｎ）を用いて最初に推定される。次に、閉ループピッチサーチモジュール１０７において、サブフレーム基準で実行される閉ループピッチ解析は、ＬＴＰパラメータＴとｂ（ピッチ遅延とピッチ利得）のサーチの複雑さを大幅に低減する開ループピッチ遅延ＴＯＬのまわりに、限定される。開ループピッチ解析は、当業者によく知られた技術を用いて、通常、モジュール１０６において、各１０ｍｓ（２つのサブフレーム）ごとに一回実行される。
【００５６】
ＬＴＰ（長期予測）解析用の目標ベクトルｘが、最初に計算される。これは、重み付けされた発話信号ｓｗ（ｎ）から、重み付けされた合成フィルターＷ（ｚ）／Ａ∧（ｚ）のゼロ入力応答ｓ０を差し引きすることによって、通常実行される。このゼロ入力応答ｓ０は、ゼロ入力応答計算機１０８によって計算される。より詳細には、目標ベクトルｘは、以下の関係：
ｘ＝ｓｗ−ｓ０、
を用いて計算され、ここで、ｘは、Ｎ次元目標ベクトルであり、ｓｗは、サブフレーム内の重み付けされた発話ベクトルであり、ｓ０は、その初期状態により組み合わされたフィルターＷ（ｚ）／Ａ∧（ｚ）の出力であるフィルターＷ（ｚ）／Ａ∧（ｚ）のゼロ入力応答である。ゼロ入力応答計算機１０８は、ＬＰ解析、量子化、補間計算機１０４から量子化され補間されたＬＰフィルターＡ∧（ｚ）に応答し、さらに、記憶装置モジュール１１１内に格納された重み付けされた合成フィルターＷ（ｚ）／Ａ∧（ｚ）の初期状態に応答し、フィルターＷ（ｚ）／Ａ∧（ｚ）のゼロ入力応答ｓ０（入力をゼロに等しく設定することによって決定された初期状態による応答の部分）を計算する。この演算は、当業者によく知られており、従って、さらに説明しないこととする。
【００５７】
勿論、別のしかしながら数学的に同等の方法を、目標ベクトルｘを計算するのに用いることができる。
【００５８】
重み付けされた合成フィルターＷ（ｚ）／Ａ∧（ｚ）のＮ次元インパルス応答ベクトルｈが、インパルス応答発生器１０９において、モジュール１０４からのＬＰフィルター係数Ａ（ｚ）とＡ∧（ｚ）を用いて計算される。さらに、この演算は、当業者によく知られており、従って、本明細書においてはさらに説明しないこととする。
【００５９】
閉ループピッチ（またはピッチコードブック）パラメータｂ、Ｔ、ｊは、閉ループピッチサーチモジュール１０７において、入力として目標ベクトルｘ、インパルス応答ベクトルｈ、開ループピッチ遅延ＴＯＬを用いて、計算される。伝統的には、ピッチ予測は、以下の伝達関数：
１／（１−ｂｚ−Ｔ）、
を有するピッチフィルターによって表され、ここで、ｂは、ピッチ利得であり、Ｔは、ピッチ遅延または遅れである。この場合、励起信号ｕ（ｎ）へのピッチ寄与部分は、ｂｕ（ｎ−Ｔ）によって与えられ、ここで、全励起は、
ｕ（ｎ）＝ｂｕ（ｎ−Ｔ）＋ｇｃｋ（ｎ）、
によって与えられ、ここで、ｇは、革新コードブック利得であり、ｃｋ（ｎ）は、索引ｋにおける革新コードベクトルである。
【００６０】
この表現は、ピッチ遅延Ｔがサブフレーム長さＮより短い場合、制限がある。別の表現では、ピッチ寄与は、過去の励起信号を含むピッチコードブックとして見ることができる。一般に、ピッチコードブック内の各ベクトルは、前のベクトルの１つシフトしたバージョン（１つのサンプルを捨てて、新しいサンプルを追加する）である。ピッチ遅延Ｔ＞Ｎに対して、ピッチコードブックは、フィルター構造（１／（１−ｂｚ−Ｔ）と同等であり、ピッチ遅延ＴにおけるピッチコードブックベクトルｖＴ（ｎ）は、
ｖＴ（ｎ）＝ｕ（ｎ−Ｔ）、
ｎ＝０，…，Ｎ−１、
によって与えられる。
【００６１】
Ｎより短いピッチ遅延に対して、ベクトルｖＴ（ｎ）は、ベクトルが完成されるまで、過去の励起からの利用可能なサンプルを繰り返すことによって生成される（これは、フィルター構造と同等ではない）。
【００６２】
最近のエンコーダーでは、音声化された音響セグメントの質を大幅に向上させる、より高いピッチ分解が使用される。これは、多相補間フィルターを用いて、過去の励起信号をオーバーサンプリングすることによって実現される。この場合、ベクトルｖＴ（ｎ）は、ピッチ遅延Ｔが非整数遅延（例えば、５０．２５）である、過去の励起の補間バージョンに通常相当する。
【００６３】
ピッチサーチは、目標ベクトルｘと変倍されたフィルタリングされた過去の励起との間の平均二乗された重み付けされた誤差Ｅを最小化するピッチ遅延Ｔと利得ｂを見出すことから成る。誤差Ｅは、
Ｅ＝‖ｘ−ｂｙＴ‖２、
として表され、ここで、ｙＴは、ピッチ遅延Ｔにおいてフィルタリングされたピッチコードブックベクトル：
ｙＴ（ｎ）＝ｖＴ（ｎ）＊ｈ（ｎ）
＝Σｎｉ＝０ｖＴ（ｉ）ｈ（ｎ−ｉ）、
ｎ＝０，…，Ｎ−１、
である。
【００６４】
誤差Ｅは、サーチ基準：
Ｃ＝ｘｔｙＴ（ｙｔＴｙＴ）−１／２、
を最大化することによって最小化され、ここで、ｔは、ベクトル転置を示す。
【００６５】
好ましい実施態様では、１／３サブサンプルピッチ分解を使用し、ピッチ（ピッチコードブック）サーチは、三段階から成る。
【００６６】
第１段階では、開ループピッチ遅延ＴＯＬが、開ループピッチサーチモジュール１０６において、重み付けされた発話信号ｓｗ（ｎ）に応答して推定される。先の説明において示したように、この開ループピッチ解析は、当業者によく知られた技術を用いて、通常、各１０ｍｓ（２つのサブフレーム）ごとに一回実行される。
【００６７】
第２段階では、サーチ基準Ｃが、サーチ手順を大幅に単純化する推定された開ループピッチ遅延ＴＯＬ（通常±５）のまわりの整数ピッチ遅延に対して、閉ループピッチサーチモジュール１０７において、サーチされる。以下の説明では、各ピッチ遅延ごとにたたみこみを計算する必要のない、フィルタリングされたコードベクトルｙＴを更新する簡単な手順が提案される。
【００６８】
一旦、最適な整数ピッチ遅延が、第２段階において見出されると、サーチの第３段階（モジュール１０７）が、最適な整数ピッチ遅延のまわりの分数を評価する。
【００６９】
ピッチ予測器が、ピッチ遅延Ｔ＞Ｎに対しては有効な仮定である形式１／（１−ｂｚ−Ｔ）のフィルターによって示されるとき、ピッチフィルターのスペクトルは、調和周波数が１／Ｔに関連する調和構造を、全周波数領域に亘って示す。広帯域信号の場合、広帯域信号における調和構造が拡張されたスペクトルの全体には及んでいないので、この構造は、あまり有効ではない。調和構造は、発話セグメントに依存して、特定の周波数にまで存在するだけである。従って、広帯域発話の音声化されたセグメントにおいてピッチ寄与の効率的な表現を実現するために、ピッチ予測フィルターは、広帯域スペクトルに亘って周期性の量を変える柔軟性が必要である。
【００７０】
広帯域信号の発話スペクトルの調和構造を効率的にモデリングするのを実現できる改善された方法が、本明細書に開示されており、それによって、いくつかの形式の低域通過フィルターが、過去の励起に適用され、より高い予測利得を有する低域通過フィルターが、選択される。
【００７１】
サブサンプルピッチ分解が、使用されるとき、低域通過フィルタを、より高いピッチ分解を得るのに使用される補間フィルター内へ組み込むことができる。この場合、選択された整数ピッチ遅延のまわりの分数が評価されるピッチサーチの第３段階は、異なる低域通過特性を有するいくつかの補間フィルターに対して繰り返され、サーチ基準Ｃを最大化させる分数とフィルター索引が選択される。
【００７２】
より単純な方法は、特定の周波数応答を有する補間フィルターを１つだけ用いて最適な分数のピッチ遅延を決定するように、上述した三段階のサーチを完成すること、選択されたピッチコードブックベクトルｖＴに異なる所定の低域通過フィルターを適用することにより最終的に最適な低域通過フィルター整形を選択すること、ピッチ予測誤差を最小化する低域通過フィルターを選択すること、である。この方法は、以下に、詳細に説明される。
【００７３】
図３は、提案された後者の方法の好ましい実施態様の概略ブロック図が例示する。
【００７４】
記憶装置モジュール３０３内には、過去の励起信号ｕ（ｎ）、ｎ＜０、が格納される。ピッチコードブックサーチモジュール３０１が、記憶装置モジュール３０３からの目標ベクトルｘ、開ループピッチ遅延ＴＯＬ、過去の励起信号ｕ（ｎ）、ｎ＜０、に応答し、上に定義されたサーチ基準Ｃを最小化するピッチコードブック（ピッチコードブック）サーチを実行する。モジュール３０１において実行されたサーチの結果から、モジュール３０２が、最適なピッチコードブックベクトルｖＴを生成する。サブサンプルピッチ分解が使用される（分数ピッチ）ので、過去の励起信号ｕ（ｎ）、ｎ＜０は、補間され、ピッチコードブックベクトルｖＴは、補間された過去の励起信号に相当することが、留意される。この好ましい実施態様では、補間フィルタ（モジュール３０１にあるが、図示されていない）は、７０００Ｈｚを超える周波数成分を除去する低域通過フィルター特性を有する。
【００７５】
好ましい実施態様では、Ｋ個のフィルター特性が使用され、これらのフィルター特性は、低域通過または帯域通過フィルター特性とすることができるであろう。一旦、最適なコードベクトルｖＴが、ピッチコードベクトル発生器３０２によって決定され供給されると、ｖＴのＫ個のフィルタリングされたバージョンが、３０５（ｊ）、ここで、ｊ＝１，２，…，Ｋ、などのＫ個の異なる周波数整形フィルターを用いて、それぞれ計算される。これらのフィルタリングされたバージョンは、ｖｆ（ｊ）で示され、ここで、ｊ＝１，２，…，Ｋ、である。異なるベクトルｖｆ（ｊ）は、それぞれのモジュール３０４（ｊ）、ここで、ｊ＝０，１，２，…，Ｋ、において、インパルス応答ｈでたたみこみされ、ベクトルｙ（ｊ）が得られ、ここで、ｊ＝０，１，２，…，Ｋ、である。各ベクトルｙ（ｊ）に対して、平均二乗されたピッチ予測誤差を計算するために、値ｙ（ｊ）は、対応する増幅器３０７（ｊ）によって、利得ｂが掛けられ、値ｂｙ（ｊ）は、対応する減算器３０８（ｊ）によって、目標ベクトルｘから差し引かれる。選択器３０９が、平均二乗されたピッチ予測誤差：
ｅ（ｊ）＝‖ｘ−ｂ（ｊ）ｙ（ｊ）‖２、
ｊ＝１，２，…，Ｋ、
を最小化する周波数整形フィルター３０５（ｊ）を選択する。
【００７６】
各ｙ（ｊ）の値に対して、平均二乗されたピッチ予測誤差ｅ（ｊ）を計算するために、対応する増幅器３０７（ｊ）によって、利得ｂが掛けられ、値ｂ（ｊ）ｙ（ｊ）は、減算器３０８（ｊ）によって、目標ベクトルｘから差し引かれる。各利得ｂ（ｊ）は、索引ｊにおける周波数整形フィルターに関連する、対応する利得計算機３０６（ｊ）において、以下の関係：
ｂ（ｊ）＝ｘｔｙ（ｊ）／‖ｙ（ｊ）‖２、
を用いて計算される。
【００７７】
選択器３０９において、パラメータｂ、Ｔ、ｊは、平均二乗されたピッチ予測誤差ｅを最小化するｖＴまたはｖｆ（ｊ）に基づいて選択される。
【００７８】
図１を再度参照すると、ピッチコードブック索引Ｔは、エンコードされ、マルチプレクサー１１２に伝達される。ピッチ利得ｂは、量子化され、マルチプレクサー１１２に伝達される。この新しい方法では、マルチプレクサー１１２において、選択された周波数整形フィルターの索引ｊをエンコードするのに、余分の情報が必要とされる。例えば、３つのフィルターが使用される場合（ｊ＝０，１，２，３）、この情報を表示するのに、２ビットが必要とされる。このフィルター索引情報ｊは、ピッチ利得ｂと合わせてエンコードすることもできる。
【００７９】
革新コードブック：
一旦、ピッチまたはＬＴＰ（長期予測）パラメータｂ、Ｔ、ｊが決定されると、次のステップは、図１のサーチモジュール１１０によって、最適な革新励起をサーチすることである。最初に、目標ベクトルｘが、ＬＴＰ寄与を差し引く：
ｘ２＝ｘ―ｂｙＴ、
ことによって、更新され、ここで、ｂは、ピッチ利得であり、ｙＴは、フィルタリングされたピッチコードブックベクトル（図３を参照して説明したように、遅延Ｔにおいて、選択された低域通過フィルターでフィルタリングされ、インパルス応答ｈでたたみこみされた、過去の励起）である。
【００８０】
ＣＥＬＰにおけるサーチ手順は、目標ベクトルと変倍されフィルタリングされたコードベクトルとの間の平均二乗された誤差：
Ｅ＝‖ｘ２−ｇＨｃｋ‖２、
を最小化する最適な励起コードベクトルｃｋと利得ｇを見出すことによって実行され、ここで、Ｈは、インパルス応答ベクトルｈから導かれる下三角たたみこみ行列である。
【００８１】
使用された革新コードブックが、代数コードブックから成る動的コードブックであり、その後に、米国特許第５，４４４，８１６号に従って、合成発話品質を改善するために特別なスペクトル成分を向上させる適応プレフィルターＦ（ｚ）が続くことを留意するだけの価値がある。このプレフィルターを設計するのに異なる方法を使用することができる。ここで、広帯域信号に関連する設計が使用され、それによって、Ｆ（ｚ）は、２つの部分、すなわち、周期性向上部分、１／（１−０．８５ｚ−Ｔ）と、傾き部分、（１−β１ｚ−１）とから成り、ここで、Ｔは、ピッチ遅延の整数部分であり、β１は、前のサブフレームの音声化に関連し、［０．０，０．５］の範囲にある。コードブックサーチの前に、インパルス応答ｈ（ｎ）は、プレフィルターＦ（ｚ）を含む必要があることが、留意される。すなわち、
ｈ（ｎ）←ｈ（ｎ）＋βｈ（ｎ−Ｔ）、
である。
【００８２】
好ましくは、革新コードブックサーチは、１９９５年８月２２日発行の米国特許第５，４４４，８１６号（アドゥラ（Ａｄｏｕｌ）ら）、アドゥラ（Ａｄｏｕｌ）らに１９９７年１２月１７日に付与された第５，６９９，４８２号、アドゥラ（Ａｄｏｕｌ）らに１９９８年５月１９日に付与された第５，７５４，９７６号、１９９７年１２月２３日付の第５，７０１，３９２号（アドゥラ（Ａｄｏｕｌ）ら）に記載されている代数コードブックを用いて、モジュール１１０において実行される。
【００８３】
代数コードブックを設計する多くの方法がある。本説明の実施態様では、代数コードブックは、Ｎｐ個の非ゼロ振幅パルス（または略して非ゼロパルス）ｐｉを有するコードベクトルから構成される。
【００８４】
ｍｉ、βｉをそれぞれ、ｉ番め（ｉｔｈ）の非ゼロパルスの位置、振幅と呼ぶ。ｉ番め（ｉｔｈ）の振幅が固定されているか、または、コードブックサーチの前にβｉを選択する何らかの方法が存在するので、振幅βｉは、知られていると仮定するものとする。パルス振幅の前選択（ｐｒｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）は、上述した米国特許第５，７５４，９７６号に記載されている方法に従って実行される。
【００８５】
「トラックｉ」で表示されたＴｉを、ｉ番目の非ゼロパルスが、０とＮ−１の間で占めることができる一組の位置ｐｉと呼ぶ。トラックの通常のいくつかの組が、Ｎ＝６４として、以下に与えられる。
【００８６】
いくつかの設計例が、米国特許第５，４４４，８１６号に導入されており、「インターリーブされた単一パルス置換（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｕｌｓｅ　Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎｓ）」（ＩＳＰＰ）と呼ばれる。これらの例は、Ｎ＝４０サンプルのコードベクトル長さに基づいていた。
【００８７】
ここで、Ｎ＝６４のコードベクトル長さと、表１に与えられた「インターリーブされた単一パルス置換（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｕｌｓｅ　Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎｓ）」構造ＩＳＰＰ（６４，４）とに基づく新しい設計例を与える。
【００８８】
【表１】
2004514182.tif 000003
【００８９】
表１：ＩＳＰＰ（６４，４）設計。
【００９０】
ＩＳＰＰ（６４，４）設計では、６４個の位置の一組が、それぞれ６０／４＝１６個の有効位置を含む４つのインターリーブされたトラックに分割される。４ビットが、与えられた非ゼロパルスの１６＝２４個の有効位置を特定するのに必要である。パルスまたはコーディングビットの数によって、特定の条件に対応するために、このＩＳＰＰ設計とコードブック構造とを導き出す多くの方法がある。各トラック内に配置することができる非ゼロパルスの数を変更することによって、この構造に基づいて、いくつかのコードブックを設計することができる。
【００９１】
単一符号付き非ゼロパルスを、各トラックに配置する場合、パルス位置は、４ビットでエンコードされ、その符号は（各非ゼロパルスを、正または負とすることができる場合）、１ビットでエンコードされる。従って、合計で４×（４＋１）＝２０のコーディングビットが、この特定の代数コードブック構造のためにパルス位置と符号を特定するのに必要となる。
【００９２】
２つの符号付き非ゼロパルスを、各トラックに配置する場合、２つのパルス位置は、８ビットでエンコードされ、それらの対応する符号は、パルス順序（これは、本明細書において、以下に詳述するものとする）を活用することによって、１ビットでエンコードすることができる。従って、合計で４×（４＋４＋１）＝３６のコーディングビットが、この特定の代数コードブック構造のためにパルス位置と符号を特定するのに必要となる。
【００９３】
各トラックに、３、４、５、または６つの非ゼロパルスを配置することによって、他のコードブック構造を設計することができる。そのような構造において、パルス位置と符号を効率的に効率的にコーディングする方法は、以下に開示することとする。
【００９４】
さらに、異なるトラックに等しくない数の非ゼロパルスを配置することによって、または、特定のトラックを無視することによって、あるいは、特定のトラックを結合することによって、他のコードブックを設計することができる。例えば、トラックＴ０とＴ２に、３つの非ゼロパルスを配置し、トラックＴ１とＴ３に、２つの非ゼロパルスを配置することによっって、コードブックを設計することができる（１３＋９＋１３＋９＝４２ビットコードブック）。トラックＴ２とＴ３とを結合することを考慮し、トラックＴ０、Ｔ１、Ｔ２−Ｔ３に、非ゼロパルスを配置することによって、他のコードブックを設計することができる。
【００９５】
理解できるように、ＩＳＰＰ設計の一般的主題のまわりに非常にさまざまなコードブックを構成することができる。
【００９６】
パルス位置と符号の効率的コーディング（コードブック索引付け）：
ここで、１つのトラックにつき１つから６つの符号付き非ゼロパルスを配置するいくつかの場合を検討するものとし、与えられたトラックにパルス位置と符号を合わせて効率的にコーディングする方法を開示する。
【００９７】
最初に、１つのトラックにつき１つの非ゼロパルスと２つの非ゼロパルスをコーディングする例を与えることにする。１つのトラックにつき１つの符号付き非ゼロパルスをコーディングすることは、直進的であり、１つのトラックにつき２つの符号付き非ゼロパルスをコーディングすることは、文献に、ＥＦＲ発話コーディング基準（ＥＦＲ　Ｓｐｅｅｃｈ　Ｃｏｄｉｎｇ　Ｓｔａｎｄａｒｄ）（可搬式通信用全地球システム（Ｇｌｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＧＳＭ　０６．６０、「デジタル携帯電話遠距離通信システム；拡張正規速度（ＥＦＲ）発話トランスコーディング（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｅｌｌｕｌａｒ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉａｔｉｏｎｓ　Ｓｙｓｔｅｍ；Ｅｎｈａｎｃｅ　Ｆｕｌｌ　Ｒａｔｅ　（ＥＦＲ）　Ｓｐｅｅｃｈ　Ｔｒａｎｓｃｏｄｉｎｇ）」、欧州遠隔通信基準機関（Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）、１９９６）に、記載されている。
【００９８】
２つの符号付き非ゼロパルスをコーディングする方法を示した後で、１つのトラックにつき３、４、５、６つの符号付き非ゼロパルスを効率的にコーディングする方法を開示することとする。
【００９９】
１つのトラックにつき１つの符号付きパルスのコーディング
長さＫのトラックにおいて、１つの符号付き非ゼロパルスは、符号に対して１ビット、位置に対してｌｏｇ２（Ｋ）ビットを必要とする。ここで、パルス位置をエンコードするのにＭビットが必要であることを意味する、Ｋ＝２Ｍとなる特別な場合を検討することとする。従って、長さＫ＝２Ｍのトラックにおいて、１つの符号付き非ゼロパルスに対して、合計でＭ＋１ビットが必要である。この好ましい実施態様では、符号（符号索引）を示すビットは、非ゼロパルスが正の場合、０に、非ゼロパルスが負の場合、１に設定されている。勿論、逆の表記を使用することもできる。
【０１００】
特定のトラック内のパルスの位置索引は、トラック内のパルス間隔によって分割（整数除法（Ｉｎｔｅｇｅｒ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ））されたサブフレーム内のパルス位置によって、与えられる。トラック索引は、この整数除法の剰余によって、見出される。表１のＩＳＰＰ（６４，４）を例にとれば、サブフレームサイズは、６４（０〜６３）であり、パルス間隔は、４である。サブフレーム位置２５におけるパルスは、２５ＤＩＶ４＝６の位置索引と、２５ＭＯＤ４＝１のトラック索引を有し、ここで、ＤＩＶは、整数除法を表し、ＭＯＤは、除法の剰余を示す。同様に、４０のサブフレーム位置におけるパルスは、位置索引１０、トラック索引０を有する。
【０１０１】
長さ２Ｍのトラックにおいて、位置索引ｐ、符号索引ｓを有する１つの符号付き非ゼロパルスは、
Ｉ１ｐ＝ｐ＋ｓ×２Ｍ、
によって、与えられる。
【０１０２】
Ｋ＝１６（Ｍ＝４ビット）の場合は、符号付きパルスの５ビット索引は、以下の表２のように表される。
【０１０３】
【表２】
2004514182.tif 000004
【０１０４】
手順（ｐｏｒｃｕｄｕｒｅ）ｃｏｄｅ＿１ｐｕｌｓｅ（ｐ，ｓ，Ｍ）は、長さ２Ｍのトラックにおいて、位置索引ｐ、符号索引ｓにおけるパルスをどのようにエンコードするかを示す。
【０１０５】
【表３】
2004514182.tif 000005
【０１０６】
（表３）手順１：Ｍ＋１ビットを用いた、長さＫ＝２Ｍのトラックにおける、１つの符号付き非ゼロパルスのコーディング。
【０１０７】
１つのトラックにつき２つの符号付きパルスのコーディング
Ｋ＝２Ｍの可能な位置の１つのトラックにつき２つの非ゼロパルスの場合、各パルスは、符号に対して１ビット、位置に対してＭビットを必要とし、合計で２Ｍ＋２ビットが必要となる。しかしながら、重要でないパルス順序によって、いくつかの重複が存在する。例えば、第１のパルスを位置ｐに、第２のパルスを位置ｑに配置するのは、第１のパルスを位置ｑに、第２のパルスを位置ｐに配置するのと、同等である。１つの符号だけをエンコーディングし、さらに、索引内の位置の順序から第２の符号を導き出すことによって、１ビットを節約することができる。この好ましい実施態様では、索引は、
Ｉ２ｐ＝ｐ１＋ｐ０×２Ｍ＋ｓ×２２Ｍ、
によって、与えられ、ここで、ｓは、位置索引ｐ０における非ゼロパルスの符号索引である。
【０１０８】
エンコーダーにおいては、２つの符号が等しい場合、より小さな位置が、ｐ０に設定され、より大きな位置が、ｐ１に設定される。一方、２つの符号が等しくない場合、より大きな位置が、ｐ０に設定され、より小さな位置が、ｐ１に設定される。
【０１０９】
デコーダーにおいては、位置ｐ０における非ゼロパルスの符号は、容易に利用できる。第２の符号は、パルス順序から導き出される。位置ｐ１が位置ｐ０より小さい場合、位置ｐ１における非ゼロパルスの符号は、位置ｐ０における非ゼロパルスの符号の逆である。位置ｐ１が位置ｐ０より大きい場合、位置ｐ１における非ゼロパルスの符号は、位置ｐ０における非ゼロパルスの符号と同じである。
【０１１０】
この好ましい実施態様では、索引内のビットの順序は、以下の表４に示される。ｓは、非ゼロパルスｐ０の符号に相当する。
【０１１１】
【表４】
2004514182.tif 000006
【０１１２】
位置索引ｐ０、ｐ１、符号索引σ０、σ１を有する２つの非ゼロパルスをエンコーディングする手順が、図５に示される。これは、以下の手順２においてさらに説明される。
【０１１３】
【表５】
2004514182.tif 000007
【０１１４】
（表５）手順２：２Ｍ＋１ビットを用いた、長さＫ＝２Ｍのトラックにおける、２つの符号付き非ゼロパルスのコーディング。
【０１１５】
１つのトラックにつき３つの符号付きパルスのコーディング
１つのトラックにつき３つの非ゼロパルスの場合、２つの非ゼロパルスの場合と同様の論理を使用することができる。２Ｍ個の位置を有するトラックに対しては、３Ｍ＋３ビットの代わりに、３Ｍ＋１ビットが必要となる。本明細書に開示されている、非ゼロパルスを索引付けする簡単な方法は、トラック位置を、半分に分割して２つのハーフ部分（セクション）に分割し、少なくとも２つの非ゼロパルスを含むハーフ部分を特定することである。各セクションにおける位置の数は、Ｋ／２＝２Ｍ／２＝２Ｍ−１であり、これは、Ｍ−１ビットで表示することができる。少なくとも２つの非ゼロパルスを含むセクションにおける２つの非ゼロパルスは、２（Ｍ−１）＋１ビットを必要とする、手順ｃｏｄｅ＿２ｐｕｌｓｅ（［ｐ０ｐ１］，［ｓ０ｓ１］，Ｍ−１）でエンコードされ、トラック内のどこにも（どちらのセクションにも）含まれることができる残りのパルスは、Ｍ＋１ビットを必要とする、手順ｃｏｄｅ＿１ｐｕｌｓｅ（ｐ，ｓ，Ｍ）でエンコードされる。最終的に、２つの非ゼロパルスを含むセクションの索引は、１ビットでエンコードされる。従って、必要なビットの全数は、２（Ｍ−１）＋１＋Ｍ＋１＋１＝３Ｍ＋１、である。
【０１１６】
２つの非ゼロパルスが、トラックの同じハーフ部分に位置するかチェックする簡単な方法は、それらの位置索引の最上位ビット（ＭＳＢ）が、同じかどうかをチェックすることによって、行われる。これは、ＭＳＢが等しければ０を与え、等しくなければ１を与える、排他的論理和論理演算によって、簡単に行うことができる。ＭＳＢ＝０は、位置がトラックの下位ハーフ部分（０〜（Ｋ／２−１））に属すことを意味し、ＭＳＢ＝１は、それが、上位ハーフ部分（Ｋ／２〜（Ｋ−１））に属すことを意味する、ことが留意される。２つの非ゼロパルスが、上位ハーフ部分に属す場合、２（Ｍ−１）＋１ビットを用いてそれらをエンコーディングする前に、それらを範囲（０〜（Ｋ／２−１））にシフトする必要がある。これは、Ｍ−１個の１（Ｍ−１の１’ｓ）から成るマスク（数２Ｍ−１−１に相当する）を用いて、Ｍ−１最下位ビット（ＬＳＢ）をマスキングすることによって、行うことができる。
【０１１７】
位置索引ｐ０、ｐ１、ｐ２、符号索引σ０、σ１、σ２における３つのパルスをエンコーディングする手順が、以下の手順３に記載される。
【０１１８】
【表６】
2004514182.tif 000008
【０１１９】
（表６）手順３：３Ｍ＋１ビットを用いた、長さＫ＝２Ｍのトラックにおける、３つの符号付きパルスのコーディング。
【０１２０】
以下の表７は、Ｍ＝４（Ｋ＝１６）の場合に対するこの好ましい実施態様による１３ビット索引における、ビットの配分を示している。
【０１２１】
【表７】
2004514182.tif 000009
【０１２２】
１つのトラックにつき４つの符号付きパルスのコーディング
長さＫ＝２Ｍのトラック内の４つの符号付き非ゼロパルスは、４Ｍビットを用いてエンコードすることができる。
【０１２３】
３つのパルスの場合と同様に、トラック内のＫ個の位置は、各セクションがＫ／２個のパルス位置を含む２つのセクション（２つのハーフ部分）に分割する。ここで、これらのセクションを、位置０からＫ／２−１までを有するセクションＡ、位置Ｋ／２からＫ−１までを有するセクションＢと表示する。各セクションは、０から４つの非ゼロパルスを含むことができる。以下の表８は、各セクションにおいて可能なパルスの数を表示する５つの場合（ｃａｓｅ）を示している。
【０１２４】
【表８】
2004514182.tif 000010
【０１２５】
場合０または４において、長さＫ／２＝２Ｍ−１のセクションにおける４つのパルスは、４（Ｍ−１）＋１＝４Ｍ−３ビットを用いてエンコードすることができる（これは、後ほど説明するものとする）。
【０１２６】
場合１または３において、長さＫ／２＝２Ｍ−１のセクションにおける１つのパルスは、Ｍ−１＋１＝Ｍビットで、エンコードすることができ、他のセクションにおける３つのパルスは、３（Ｍ−１）＋１＝３Ｍ−２ビットでエンコードすることができる。これは、合計でＭ＋３Ｍ−２＝４Ｍ−２ビットを与える。
【０１２７】
場合２において、長さＫ／２＝２Ｍ−１のセクションにおけるパルスは、２（Ｍ−１）＋１＝２Ｍ−１ビットでエンコードすることができる。従って、両方のセクションでは、２（２Ｍ−１）＝４Ｍ−２ビットが必要である。
【０１２８】
ここで、場合０と４を結合すると仮定するならば、場合索引は、２ビット（４つの可能な場合）でエンコードすることができる。また、場合１、２、３のいずれも、必要なビット数は、４Ｍ−２である。これは、合計で４Ｍ−２＋２＝４Ｍビットを与える。場合０または４では、いずれの場合も特定するのに１ビットが必要であり、セクションにおいて４つのパルスをエンコーディングするのに４Ｍ−３ビットが必要である。全体の場合に必要な２ビットを追加すると、これは、合計で１＋４Ｍ−３＋２＝４Ｍビットを与える。
【０１２９】
従って、上述した説明から理解できるように、４つのパルスは、合計４Ｍビットでエンコードすることができる。
【０１３０】
４Ｍビットを用いて、長さＫ＝２Ｍのトラックにおいて、４つの符号付き非ゼロパルスをエンコーディングする手順が、以下の手順４に示される。
【０１３１】
以下の４つの表は、Ｍ＝４（Ｋ＝１６）の好ましい実施態様による上述した異なる場合に対する索引におけるビットの配分を示す。１つのトラックにつき４つの符号付きパルスをエンコーディングするには、この場合、１６ビットが必要である。
【０１３２】
（表９）場合０または４。
【０１３３】
【表９】
2004514182.tif 000011
【０１３４】
（表１０）場合１。
【０１３５】
【表１０】
2004514182.tif 000012
【０１３６】
（表１１）場合２。
【０１３７】
【表１１】
2004514182.tif 000013
【０１３８】
（表１２）場合３。
【０１３９】
【表１２】
2004514182.tif 000014
【０１４０】
【表１３】
2004514182.tif 000015
【０１４１】
（表１３）手順４：４Ｍビットを用いた、長さＫ＝２Ｍのトラックにおける、４つの符号付き非ゼロパルスのコーディング。
【０１４２】
４つの非ゼロパルスが同じセクション内にある、場合０または１では、４（Ｍ−１）＋１＝４Ｍ−３ビットが必要であることが、留意される。これは、長さＫ／２＝２Ｍ−１のセクションにおいて、４つの非ゼロパルスをエンコーディングする簡単な方法を用いて行われる。これは、さらに、長さＫ／４＝２Ｍ−２のサブセクションにセクションを分割すること、少なくとも２つの非ゼロパルスを含むサブセクションを特定すること、２（Ｍ−２）＋１＝２Ｍ−３ビットを用いてサブセクションにおいて２つの非ゼロパルスをコーディングすること、１ビットを用いて少なくとも２つの非ゼロパルスを含むサブセクションの索引をコーディングすること、２（Ｍ−１）＋１＝２Ｍ−１ビットを用いて、残りの２つの非ゼロパルスがセクション内のどこにも含まれることができると仮定して、残りの２つの非ゼロパルスをコーディングすること、によって、行われる。これは、合計で（２Ｍ−３）＋（１）＋（２Ｍ−１）＝４Ｍ−３を与える。
【０１４３】
４Ｍ−３ビットを用いた、長さＫ／２＝２Ｍ−１のセクションにおける４つの符号付き非ゼロパルスのエンコーディングは、手順４＿セクションにおいて示される。
【０１４４】
【表１４】
2004514182.tif 000016
【０１４５】
（表１４）手順４＿セクション：４Ｍ−３ビットを用いた、長さＫ／２＝２Ｍ−１のセクションにおける４つの符号付きパルスのコーディング。
【０１４６】
１つのトラックにつき５つの符号付きパルスのコーディング
長さＫ＝２Ｍのトラック内の５つの符号付き非ゼロパルスは、５Ｍビットを用いてエンコードすることができる。
【０１４７】
４つの非ゼロパルスの場合と同様に、トラック内のＫ個の位置は、各セクションがＫ／２個の位置を含む２つのセクション（２つのハーフ部分）に分割される。ここで、これらのセクションを、位置０からＫ／２−１までを有するセクションＡ、位置Ｋ／２からＫ−１までを有するセクションＢと表示する。各セクションは、０から５つのパルスを含むことができる。以下の表１５は、各セクションにおいて可能なパルスの数を表示する６つの場合を示している。
【０１４８】
【表１５】
2004514182.tif 000017
【０１４９】
場合０、１、２では、セクションＢ内に少なくとも３つの非ゼロパルスがある。一方、場合３、４、５では、セクションＡ内に少なくとも３つのパルスがある。従って、５つの非ゼロパルスをエンコードする簡単な方法は、３（Ｍ−１）＋１＝３Ｍ−２ビットを必要とする手順３を用いて、同じセクション内で３つの非ゼロパルスをエンコードし、さらに、２Ｍ＋１ビットを必要とする手順を用いて、残りの２つのパルスをエンコードすることである。これは、５Ｍ−１ビットを与える。少なくとも３つの非ゼロパルスを含むセクション（場合（０，１，２）または場合（３，４，５））を特定するのに、余分のビットが必要である。従って、５つの符号付き非ゼロパルスをエンコードするのに、合計で５Ｍビットが必要である。
【０１５０】
５Ｍビットを用いて、長さＫ＝２Ｍのトラックにおいて、５つの符号付きパルスをエンコーディングする手順が、以下の手順５に示される。
【０１５１】
以下の２つの表は、Ｍ＝４（Ｋ＝１６）の好ましい実施態様による上述した異なる場合に対する索引におけるビットの配分を示す。１つのトラックにつき５つの符号付き非ゼロパルスをエンコーディングするには、この場合、２０ビットが必要である。
【０１５２】
（表１６）場合０、１および２。
【０１５３】
【表１６】
2004514182.tif 000018
【０１５４】
（表１７）場合３、４および５。
【０１５５】
【表１７】
2004514182.tif 000019
【０１５６】
【表１８】
2004514182.tif 000020
【０１５７】
（表１８）手順５：５Ｍビットを用いた、長さＫ＝２Ｍのトラックにおける、５つの符号付きパルスのコーディング。
【０１５８】
１つのトラックにつき６つの符号付きパルスのコーディング
長さＫ＝２Ｍのトラック内の６つの符号付きパルスは、この好ましい実施態様において６Ｍ−２ビットを用いてエンコードすることができる。
【０１５９】
５つのパルスの場合と同様に、トラック内のＫ個の位置は、各セクションがＫ／２個の位置を含む２つのセクション（２つのハーフ部分）に分割される。ここで、これらのセクションを、位置０からＫ／２−１までを有するセクションＡ、位置Ｋ／２からＫ−１までを有するセクションＢと表示する。各セクションは、０から６つのパルスを含むことができる。以下の表１９は、各セクションにおいて可能なパルスの数を表示する７つの場合を示している。
【０１６０】
【表１９】
2004514182.tif 000021
【０１６１】
場合０、６は、６つの非ゼロパルスが異なるセクションにあることを除き、同様であることが、留意される。同様に、場合１と５の間の相違、場合２と４の間の相違は、より多くのパルスを含むセクションである。従って、これらの場合は、結合することができ、より多くのパルスを含むセクションを特定するために、余分のビットを割り当てることができる。これらの場合は、最初に６Ｍ−５ビットを必要とするので、結合された場合は、セクションビットを考慮して６Ｍ−４ビットを必要とする。
【０１６２】
従って、ここで、状態が２つの余分のビットを必要とする、結合された場合の４つの状態を有する。これは、６つの符号付き非ゼロパルスに対して、合計で６Ｍ−４＋２＝６Ｍ−２ビットを与える。結合された場合は、以下の表２０に示される。
【０１６３】
【表２０】
2004514182.tif 000022
【０１６４】
場合０または６では、６つの非ゼロパルスを含むセクションを特定するのに、１ビットが必要である。このセクション内の５つの非ゼロパルスは、（パルスはこのセクションに限定されるので）５（Ｍ−１）ビットを必要とする手順５を用いてエンコードされ、残りのパルスは、１＋（Ｍ−１）を必要とする手順１を用いてエンコードされる。従って、この結合された場合には、合計で１＋５（Ｍ−１）＋Ｍ＝６Ｍ−４ビットが必要である。結合された場合の状態をエンコードするのに、余分の２ビットが必要であり、合計で６Ｍ−２ビットを与える。
【０１６５】
場合１または５では、５つのパルスを含むセクションを特定するのに、１ビットが必要である。このセクション内の５つのパルスは、５（Ｍ−１）ビットを必要とする手順５を用いてエンコードされ、他のセクション内のパルスは、１＋（Ｍ−１）ビットを必要とする手順１を用いてエンコードされる。従って、これらの結合された場合には、合計で１＋５（Ｍ−１）＋Ｍ＝６Ｍ−４ビットが必要である。結合された場合の状態をエンコードするのに、余分の２ビットが必要であり、合計で６Ｍ−２ビットを与える。
【０１６６】
場合２または４では、４つの非ゼロパルスを含むセクションを特定するのに、１ビットが必要である。このセクション内の４つのパルスは、４（Ｍ−１）ビットを必要とする手順４を用いてエンコードされ、他のセクション内の２つのパルスは、１＋２（Ｍ−１）ビットを必要とする手順２を用いてエンコードされる。従って、これらの結合された場合には、合計で１＋４（Ｍ−１）＋１＋２（Ｍ−１）＝６Ｍ−４ビットが必要である。場合の状態をエンコードするのに、余分の２ビットが必要であり、合計で６Ｍ−２ビットを与える。
【０１６７】
場合３では、各セクション内の３つの非ゼロパルスは、各セクション内において３（Ｍ−１）＋１ビットを必要とする手順３を用いてエンコードされる。これは、両方のセクションに対して６Ｍ−４ビットを与える。場合の状態をエンコードするのに、余分の２ビットが必要であり、合計で６Ｍ−２ビットを与える。
【０１６８】
６Ｍ−２ビットを用いて、長さＫ＝２Ｍのトラックにおいて、６つの符号付き非ゼロパルスをエンコーディングする手順が、以下の手順６に示される。
【０１６９】
以下の２つの表は、Ｍ＝４（Ｋ＝１６）の好ましい実施態様による上述した異なる場合に対する索引におけるビットの配分を示す。１つのトラックにつき６つの符号付き非ゼロパルスをエンコーディングするには、この場合、２２ビットが必要である。
【０１７０】
（表２１）場合０および６。
【０１７１】
【表２１】
2004514182.tif 000023
【０１７２】
（表２２）場合１および５。
【０１７３】
【表２２】
2004514182.tif 000024
【０１７４】
（表２３）場合２および４。
【０１７５】
【表２３】
2004514182.tif 000025
【０１７６】
（表２４）場合３。
【０１７７】
【表２４】
2004514182.tif 000026
【０１７８】
【表２５】
2004514182.tif 000027
【０１７９】
（表２５）手順６：６Ｍ−２ビットを用いた、長さＫ＝２Ｍのトラックにおける、６つの符号付きパルスのコーディング。
【０１８０】
ＩＳＰＰ（６４，４）に基づくコードブック構造例
ここで、上に説明したＩＳＰＰ（６４，４）設計に基づいて、異なるコードブック設計例を示す。トラックサイズは、１つのトラックにつきＭ＝４ビットを必要とするＫ＝１６である。異なる設計例は、１つのトラックにつき非ゼロパルスの数を変更することによって、得られる。８つの可能な設計を、以下に記載する。１つのトラックにつき非ゼロパルスの異なる組み合わせを選択することによって、他のコードブック構造を容易に得ることができる。
【０１８１】
設計１：１つのトラックにつき１つのパルス（２０ビットコードブック）
この例では、各非ゼロパルスが、（４＋１）ビット（手順１）を必要とし、４つのトラック内の４つのパルスに対して、合計で２０ビットを与える。
【０１８２】
設計２：１つのトラックにつき２つのパルス（３６ビットコードブック）
この例では、各トラック内の２つの非ゼロパルスが、（４＋４＋１）＝９ビット（手順２）を必要とし、４つのトラック内の８つの非ゼロパルスに対して、合計で３６ビットを与える。
【０１８３】
設計３：１つのトラックにつき３つのパルス（５２ビットコードブック）
この例では、各トラック内の３つの非ゼロパルスが、（３×４＋１）＝１３ビット（手順３）を必要とし、４つのトラック内の１２の非ゼロパルスに対して、合計で５２ビットを与える。
【０１８４】
設計４：１つのトラックにつき４つのパルス（６４ビットコードブック）
この例では、各トラック内の４つの非ゼロパルスが、（４×４）＝１６ビット（手順４）を必要とし、４つのトラック内の１６のパルスに対して、合計で６４ビットを与える。
【０１８５】
設計５：１つのトラックにつき５つのパルス（８０ビットコードブック）
この例では、各トラック内の５つの非ゼロパルスが、（５×４）＝２０ビット（手順５）を必要とし、４つのトラック内の２０の非ゼロパルスに対して、合計で８０ビットを与える。
【０１８６】
設計６：１つのトラックにつき６つのパルス（８８ビットコードブック）
この例では、各トラック内の６つの非ゼロパルスが、（６×４−２）＝２２ビット（手順６）を必要とし、４つのトラック内の２４の非ゼロパルスに対して、合計で８８ビットを与える。
【０１８７】
設計７：トラックＴ０、Ｔ２内の３つのパルスおよびトラックＴ１、Ｔ３内の２つのパルス（４４ビットコードブック）
この例では、３つの非ゼロパルストラックＴ０、Ｔ２が、１つのトラックにつき（３×４＋１）＝１３ビット（手順３）を必要とし、トラックＴ１、Ｔ３内の２つの非ゼロパルスが、１つのトラックにつき（１＋４＋４）＝９ビット（手順２）を必要とする。これは、４つのトラック内の１０の非ゼロパルスに対して、合計で（１３＋９＋１３＋９）＝４４ビットを与える。
【０１８８】
設計８：トラックＴ０、Ｔ２内の５つのパルスおよびトラックＴ１、Ｔ３内の４つのパルス（７２ビットコードブック）
この例では、５つの非ゼロパルストラックＴ０、Ｔ２が、１つのトラックにつき（５×４）＝２０ビット（手順５）を必要とし、トラックＴ１、Ｔ３内の４つの非ゼロパルスが、１つのトラックにつき（４×４）＝１６ビット（手順４）を必要とする。これは、４つのトラック内の１８の非ゼロパルスに対して、合計で（２０＋１６＋２０＋１６）＝７２ビットを与える。
【０１８９】
コードブックサーチ：
この好ましい実施態様では、米国特許第５，７０１，３９２号に記載されている、深さ第一（ｄｅｐｔｈ−ｆｉｒｓｔ）サーチを実行する特別な方法を使用し、それによって、行列ＨｔＨ（以下に定義するものとする）の成分を格納するのに必要とされる記憶装置が、大幅に低減される。この行列は、インパルス応答ｈ（ｎ）の自己相関を含み、それは、サーチ手順を実行するのに必要とされる。この好ましい実施態様では、この行列の一部分だけが計算され格納され、他の部分は、サーチ手順内でオンラインで計算される。
【０１９０】
代数コードブックは、目標ベクトルと変倍されフィルタリングされたコードベクトルとの間の平均二乗された誤差：
Ｅ＝‖ｘ２−ｇＨｃｋ‖２、
を最小化する最適な励起コードベクトルｃｋと利得ｇを見出すことによってサーチされ、ここで、Ｈは、インパルス応答ベクトルｈから導かれる下三角たたみこみ行列である。行列Ｈは、対角ｈ（０）および、より下の対角ｈ（１）、…、ｈ（Ｎ−１）を有する下三角トープリッツ（Ｔｏｅｐｌｉｔｚ）たたみこみ行列と定義される。
【０１９１】
平均二乗された重み付けされた誤差Ｅは、サーチ基準：
Ｑｋ＝（ｘｔ２Ｈｃｋ）２／（ｃｔｋＨｔＨｃｋ）
＝（ｄｔｃｋ）２／（ｃｔｋΦｃｋ）
＝（Ｒｋ）２／Ｅｋ、
を最大化することによって最小化され、ここで、ｄ＝Ｈｔｘ２、は、目標信号ｘ２（ｎ）とインパルス応答ｈ（ｎ）との間の相関（後退（ｂａｃｋｗａｒｄ）フィルタリングされた目標ベクトルとしても知られる）であり、Φ＝ＨｔＨ、は、ｈ（ｎ）の相関の行列である。
【０１９２】
ベクトルｄの成分は、
ｄ（ｎ）＝ΣＮ−１ｉ＝ｎｘ２（ｉ）ｈ（ｉ−ｎ）、
ｎ＝０，…，Ｎ−１、
によって計算され、対称行列Φの成分は、
φ（ｉ，ｊ）＝ΣＮ−１ｎ＝ｊｈ（ｎ−ｉ）ｈ（ｎ−ｊ）、
ｉ＝０，…，Ｎ−１、
ｊ＝ｉ，…，Ｎ−１、
によって計算される。
【０１９３】
ベクトルｄ、行列Φは、コードブックサーチの前に計算される。
【０１９４】
革新ベクトルｃｋが、ほんの少しの非ゼロパルスを含むだけなので、コードブックの代数構造は、非常に高速のサーチ手順を可能とする。サーチ基準Ｑｋの分子における相関は、
Ｒ＝Σ（Ｎｐ）−１ｉ＝０βｉｄ（ｍｉ）、
によって与えられ、ここで、ｍｉは、ｉ番めのパルスの位置であり、βｉは、その振幅であり、Ｎｐは、パルスの数である。サーチ基準Ｑｋの分母におけるエネルギーは、
Ｅ＝Σ（Ｎｐ）−１ｉ＝０φ（ｍｉ，ｍｉ）＋２Σ（Ｎｐ）−２ｉ＝０Σ（Ｎｐ）−１ｊ＝ｉ＋１βｉβｊφ（ｍｉ，ｍｊ）、
によって与えられる。
【０１９５】
サーチ手順を単純化するために、パルス振幅は、特定の基準信号ｂ（ｎ）を量子化することによって予め設定される。この基準信号を定義するのに、いくつかの方法を使用することができる。この好ましい実施態様では、ｂ（ｎ）は、
ｂ（ｎ）＝（Ｅｄ／Ｅｒ）１／２ｒＬＴＰ（ｎ）＋αｄ（ｎ）、
によって与えられ、ここで、Ｅｄ＝ｄｔｄは、信号ｄ（ｎ）のエネルギーであり、Ｅｒ＝ｒｔＬＴＰｒＬＴＰは、長期予測後の残留信号（Ｒｅｓｉｄｕａｌ　Ｓｉｇｎａｌ）であるｒＬＴＰ（ｎ）のエネルギーである。変倍係数（Ｓｃａｌｉｎｇ　Ｆａｃｔｏｒ）αは、基準信号のｄ（ｎ）への依存量を制御する。
【０１９６】
米国特許第５，７５４，９７６号に開示された信号選択化パルス振幅方法では、位置ｉにおけるパルスの符号は、その位置における基準信号の符号に等しく設定される。サーチを単純化するために、信号ｄ（ｎ）、行列Φは、前もって選択された符号を組み込むように修正される。
【０１９７】
ｓｂ（ｎ）が、ｂ（ｎ）の符号を含むベクトルを示すとする。修正された信号ｄ’（ｎ）は、
ｄ’（ｎ）＝ｓｂ（ｎ）ｄ（ｎ）、
ｎ＝０，…，Ｎ−１、
によって与えられ、修正された自己相関行列Φ’は、
φ’（ｉ，ｊ）＝ｓｂ（ｉ）ｓｂ（ｊ）φ（ｉ，ｊ）、
ｉ＝０，…，Ｎ−１；
ｊ＝ｉ，…，Ｎ−１、
によって与えられる。
【０１９８】
ここで、サーチ基準Ｑｋの分子における相関は、
Ｒ＝Σ（Ｎｐ）−１ｉ＝０ｄ’（ｉ）、
によって与えられ、サーチ基準Ｑｋの分母におけるエネルギーは、
Ｅ＝Σ（Ｎｐ）−１ｉ＝０φ’（ｍｉ，ｍｉ）＋２Σ（Ｎｐ）−２ｉ＝０Σ（Ｎｐ）−１ｊ＝ｉ＋１φ’（ｍｉ，ｍｊ）、
によって与えられる。
【０１９９】
ここで、サーチの目標は、パルスの振幅が上述したように選択されていると仮定して、Ｎｐ個のパルス位置の最良の組を有するコードベクトルを決定することである。基本選択基準は、上述した比Ｑｋの最大化である。
【０２００】
米国特許第５，７０１，３９２号によれば、サーチの複雑さを低減するために、パルス位置は、一度に決定されたＮｍ個のパルスである。より正確には、Ｎｐ個の利用可能なパルスを、Ｎ１＋Ｎ２…＋Ｎｍ…＋ＮＭ＝Ｎｐとなるように、それぞれＮｍ個のパルスのＭ個の空でない部分集合に分割する。考慮される最初のＪ＝Ｎ１＋Ｎ２…＋Ｎｍ−１個のパルスのための位置の特定の選択は、水準ｍ経路または長さＪの経路と呼ばれる。Ｊ個のパルス位置の経路のための基本基準は、Ｊ関連パルスだけが考慮されるときの比Ｑｋ（Ｊ）である。
【０２０１】
サーチは、部分集合＃１から始まり、部分集合ｍがツリーのｍ番めの水準においてサーチされるツリー構造に従って次の部分集合に進む。
【０２０２】
水準１におけるサーチの目的は、水準１におけるツリーノードである長さＮ１の１つまたは複数の候補経路を決定するために、部分集合＃１のＮ１個のパルスとそれらの有効位置とを考慮することである。
【０２０３】
水準ｍ−１の各末端ノードにおける経路は、Ｎｍ個の新しいパルスとそれらの有効位置とを考慮することによって、水準ｍにおける長さＮ１＋Ｎ２…＋Ｎｍに拡張される。１つまたは複数の拡張された候補経路は、水準ｍノードを構成するように決定される。
【０２０４】
最良のコードベクトルは、全ての水準Ｍノードについて、与えられた基準、例えば基準Ｑｋ（Ｎｐ）を、最大化する長さＮｐの経路に相当する。
【０２０５】
この好ましい実施態様では、２つのパルスが、通常、サーチ手順において一度に考慮され、すなわち、Ｎｍ＝２である。しかしながら、Ｎ×Ｎワード（この好ましい実施態様では、６４×６４＝４ｋワード）の記憶装置を必要とする、行列Φを計算し格納する代わりに、必要な記憶装置を大幅に低減する、記憶装置効率の良い方法を用いる。この新しい方法では、サーチ手順は、相関行列の必要な成分の部分だけを前もって計算し格納するように実行する。この部分は、連続するトラック内の可能性のあるパルス位置に相当するパルス応答の相関ばかりでなく、φ（ｊ，ｊ）、ｊ＝０，…，Ｎ−１、（行列Φの主対角の成分）に相当する相関に、関連する。
【０２０６】
記憶装置節約の例として、この好ましい実施態様では、サブフレームサイズは、Ｎ＝６４であり、これは、相関行列が、サイズ６４×６４＝４０９６であることを意味する。パルスは、連続するトラック、すなわち、トラックＴ０−Ｔ１、Ｔ１−Ｔ２、Ｔ２−Ｔ３、またはＴ３−Ｔ０、において、一度にサーチされた２つのパルスなので、必要な相関成分は、隣接するトラック内のパルスに相当する成分である。各トラックは、１６個の可能性のある位置を含むので、２つの隣接するトラックに相当する１６×１６＝２５６個の相関成分が存在する。従って、記憶装置の効率の良い方法では、必要な成分は、隣接するトラック（Ｔ０−Ｔ１、Ｔ１−Ｔ２、Ｔ２−Ｔ３、Ｔ３−Ｔ０）の４つの可能性に対して、４×２５６＝１０２４である。さらに、行列の対角における６４個の相関が必要である。４０９６ワードの代わりに、１０８８の格納の必要性がある。
【０２０７】
連続する２つのトラック内の２つのパルスを一度にサーチするこの好ましい実施態様では、深さ第一ツリーサーチ手順の特別な形式を用いる。複雑さを低減するために、制限された数の、第１のパルスの可能性のある位置を、評価する。さらに、多くのパルスを有する代数コードブックでは、サーチツリーの、より高い水準におけるいくつかのパルスを固定することができる。
【０２０８】
どの可能性のあるパルス位置を第１のパルスのために考慮するか聡明に推測すために、または、いくつかのパルス位置を固定するために、発話に関連する信号に基づく、「パルス位置可能性推定ベクトル」ｂを用いる。この推定ベクトルｂのｐ番めの成分ｂ（ｐ）は、サーチしている最良のコードベクトルにおける位置ｐ（ｐ＝０，１，…Ｎ−１）を占めるパルスの確率を特徴づける。
【０２０９】
与えられたトラックに対して、推定ベクトルｂは、各有効位置の相対確率を示す。有効位置を選択する際に信頼できる実行を与えるには少なすぎるパルスに基づいて、最初のわずかな水準においてとにかく作動する、基本選択基準Ｑｋ（ｊ）の代わりに、ツリー構造の最初のわずかな水準における選択基準として、この特性は、有利に使用することができる。
【０２１０】
この好ましい実施態様では、推定ベクトルｂは、上述したパルス振幅を前もって選択する際に使用されるのと同じ基準信号である。すなわち、
ｂ（ｎ）＝（Ｅｄ／Ｅｒ）１／２ｒＬＴＰ（ｎ）＋αｄ（ｎ）、
であり、ここで、Ｅｄ＝ｄｔｄは、信号ｄ（ｎ）のエネルギーであり、Ｅｒ＝ｒｔＬＴＰｒＬＴＰは、長期予測後の残留信号（Ｒｅｓｉｄｕａｌ　Ｓｉｇｎａｌ）であるｒＬＴＰ（ｎ）のエネルギーである。
【０２１１】
一旦、最適な励起コードベクトルｃｋとその利得ｇが、モジュール１１０によって選択されると、コードブック索引ｋと利得ｇは、エンコードされ、マルチプレクサー１１２に伝達される。
【０２１２】
図１を参照すると、パラメータｂ、Ｔ、ｊ、Ａ∧（ｚ）、ｋ、ｇは、通信チャネルを通して伝達される前に、マルチプレクサー１１２を通して多重化される。
【０２１３】
記憶装置更新：
記憶装置モジュール１１１（図１）において、重み付けされた合成フィルターＷ（ｚ）／Ａ∧（ｚ）の状態は、重み付けされた合成フィルターを通して励起信号ｕ＝ｇｃｋ＋ｂｖＴをフィルタリングすることによって、更新する。このフィルタリング後に、フィルターの状態は、記憶され、計算機モジュール１０８においてゼロ入力応答を計算するための初期状態として、次のサブフレームにおいて使用される。
【０２１４】
フィルターの状態を更新するために、目標ベクトルｘの場合のように、当業者によく知られた他の代替のしかしながら数学的に同等の方法を用いることができる。
【０２１５】
デコーダー側
図２の発話デコーディング装置２００は、デジタル入力２２２（デマルチプレクサー２１７への入力ストリーム）と出力サンプリングされた発話２２３（加算器２２１からのｓｏｕｔ）との間で実行されるさまざまなステップを例示する。
【０２１６】
デマルチプレクサー２１７は、デジタル入力チャネルから受け取られた二進情報から、合成モデルパラメータを抜き出す。受け取られた各二進フレームから、抜き出されたパラメータは、
ライン２２５上の短期予測パラメータ（ＳＴＰ）Ａ∧（ｚ）（１つのフレームにつき一回）と、
長期予測（ＬＴＰ）パラメータＴ、ｂ、ｊ（各サブフレームに対して）と、
革新コードブック索引ｋと利得ｇ（各サブフレームに対して）と、
である。
【０２１７】
現在の発話信号は、これらのパラメータに基づいて、以下に説明するように合成される。
【０２１８】
革新コードブック２１８は、索引ｋに応答して、革新コードベクトルｃｋを生成し、この革新コードベクトルｃｋは、増幅器２２４を通して、デコードされた利得ｇによって変倍される。好ましい実施態様では、革新コードベクトルｃｋを表示するために、上述した米国特許第５，４４４，８１６号、第５，６９９，４８２号，第５，７５４，９７６号、第５，７０１，３９２号において記載されたような革新コードブック２１８を用いる。
【０２１９】
増幅器２２４の出力における生成された変倍されたコードベクトルｇｃｋは、革新フィルター２０５を通して処理される。
【０２２０】
周期性向上：
さらに、増幅器２２４の出力における生成された変倍されたコードベクトルｇｃｋは、周波数依存ピッチ向上装置（ｅｎｈａｎｃｅｒ）、すなわち、革新フィルター２０５を通して処理される。
【０２２１】
励起信号ｕの周期性を向上させることで、音声化されたセグメントの場合の品質を向上させる。これは、以前は、革新コードブック（固定されたコードブック）２１８からの革新ベクトルを、形式１／（１−εｂｚ−Ｔ）のフィルターを通してフィルタリングすることによって、行われており、ここで、εは、０．５未満の係数であり、導入された周期性の量を制御する。この方法は、スペクトル全体に亘って周期性を導入するので、広帯域信号の場合、より効率的でない。本発明の一部である新しい代替の方法が開示され、それによって、より低い周波数に比較してより高い周波数を周波数応答が強調する革新フィルター２０５（Ｆ（ｚ））を通して、革新（固定された）コードブックからの革新コードベクトルｃｋをフィルタリングすることにより、周期性の向上が実現される。Ｆ（ｚ）の係数は、励起信号ｕにおける周期性の量に関連する。
【０２２２】
有効周期性係数を得るために、当業者に知られている多くの方法を利用できる。例えば、利得ｂの値は、周期性の表示を提供する。すなわち、利得ｂが１に近い場合、励起信号ｕの周期性は高く、利得ｂが０．５未満の場合、周期性は低い。
【０２２３】
フィルターＦ（ｚ）係数を導き出す別の効率的な方法は、これらの係数を、全体の励起信号ｕにおけるピッチ寄与の量に関連づけることである。この結果、周波数応答がサブフレーム周期性に依存することになり、より高い周波数が、より高いピッチ利得に対して、より強力に強調される（より強力な全体の傾きとなる）。革新フィルター２０５は、励起信号ｕがより周期的であるとき低い周波数における革新コードベクトルｃｋのエネルギーを低下させる効果を有し、これは、より高い周波数に比較してより低い周波数における励起信号ｕの周期性を向上させる。革新フィルター２０５のための提案された形式は、
（１）　Ｆ（ｚ）＝１−σｚ−１、
または、
（２）　Ｆ（ｚ）＝−αｚ＋１−αｚ−１、
であり、ここで、σまたはαは、励起信号ｕの周期性の水準から導かれた周期性係数である。
【０２２４】
第２の三項形式のＦ（ｚ）は、好ましい実施態様において使用する。周期性係数αは、音声化係数発生器２０４において計算される。励起信号ｕの周期性に基づいて周期性係数αを導き出すのに、いくつかの方法を用いることができる。２つの方法を、以下に示す。
【０２２５】
方法１：
全体の励起信号ｕに対するピッチ寄与の比は、音声化係数発生器２０４において、
Ｒｐ＝（ｂ２ｖＴｔｖＴ）／（ｕｔｕ）
＝ｂ２ΣＮ−１ｎ＝０ｖＴ２（ｎ）／ΣＮ−１ｎ＝０ｕ２（ｎ）、
によって、最初に計算され、ここで、ｖＴは、ピッチコードブックベクトルであり、ｂは、ピッチ利得であり、ｕは、加算器２１９の出力において、
ｕ＝ｇｃｋ＋ｂｖＴ、
によって与えられる励起信号ｕである。
【０２２６】
項ｂｖＴは、記憶装置２０３内に格納されるｕの過去の値とピッチ遅延Ｔとに応答するピッチコードブック（ピッチコードブック）２０１内に、その供給源を有することが、留意される。次に、ピッチコードブック２０１からのピッチコードベクトルｖＴは、デマルチプレクサー２１７からの索引ｊによってカットオフ周波数が調整される低域通過フィルター２０２を通して、処理される。結果として得られるコードベクトルｖＴは、次に、増幅器２２６を通して、デマルチプレクサー２１７からの利得ｂが掛けられ、信号ｂｖＴが得られる。
【０２２７】
係数αは、音声化係数発生器２０４において、
α＝ｑＲｐ、ただし、α＜ｑによって制限されている、
によって計算され、ここで、ｑは、向上の量を制御する係数である（この好ましい実施態様では、ｑは、０．２５に設定される）。
【０２２８】
方法２：
周期性係数αを計算する別の方法を、以下に説明する。
【０２２９】
最初に、音声化係数ｒｖが、音声化係数発生器２０４において、
ｒｖ＝（Ｅｖ−Ｅｃ）／（Ｅｖ＋Ｅｃ）、
によって計算され、ここで、Ｅｖは、変倍されたピッチコードベクトルｂｖＴのエネルギーであり、Ｅｃは、変倍された革新コードベクトルｇｃｋのエネルギーである。すなわち、
Ｅｖ＝ｂ２ｖＴｔｖＴ
＝ｂ２ΣＮ−１ｎ＝０ｖＴ２（ｎ）、
であり、
Ｅｃ＝ｇ２ｃｋｔｃｋ
＝ｇ２ΣＮ−１ｎ＝０ｃｋ２（ｎ）、
である。
【０２３０】
ｒｖの値は、−１と１の間にある（１は、純粋に音声化された信号に相当し、−１は、純粋に音声化されていない信号に相当する）ことが、留意される。
【０２３１】
この実施態様では、次に、係数αは、音声化係数発生器２０４において、
α＝０．１２５（１＋ｒｖ）、
によって、計算され、これは、純粋に音声化されない信号に対して０の値に一致し、純粋に音声化された信号に対して０．２５に一致する。
【０２３２】
第１の二項形式のＦ（ｚ）では、上述した方法１、２において、σ＝２αを用いることによって周期性係数σを近似することができる。そのような場合、周期性係数σは、上述した方法１では、以下のように、
σ＝２ｑＲｐ、ただし、σ＜２ｑによって制限されている、
と計算される。
【０２３３】
方法２では、周期性係数σは、以下のように、
σ＝０．２５（１＋ｒｖ）、
と計算される。
【０２３４】
従って、向上された信号ｃｆは、変倍された革新コードベクトルｇｃｋを、革新フィルター２０５（Ｆ（ｚ））を通してフィルタリングすることによって、計算される。
【０２３５】
向上された励起信号ｕ’は、加算器２２０によって、
ｕ’＝ｃｆ＋ｂｖＴ、
と計算される。
【０２３６】
この処理は、エンコーダー１００において実行されないことが、留意される。従って、エンコーダー１００とデコーダー２００との間の同期を維持するように、向上されていない励起信号ｕを用いて、ピッチコードブック２０１の内容を更新するのが、本質的である。従って、励起信号ｕは、ピッチコードブック２０１の記憶装置２０３を更新するのに使用され、向上された励起信号ｕ’は、ＬＰ合成フィルター２０６の入力において使用される。
【０２３７】
合成およびデエンファシス
合成された信号ｓ’は、向上された励起信号ｕ’を、形式１／Ａ∧（ｚ）を有するＬＰ合成フィルター２０６を通してフィルタリングすることによって計算され、ここで、Ａ∧（ｚ）は、現在のサブフレームにおいて補間されたＬＰフィルターである。図２において理解できるように、デマルチプレクサー２１７からのライン２２５上の量子化されたＬＰ係数Ａ∧（ｚ）は、それに従ってＬＰ合成フィルター２０６のパラメータを調整するように、ＬＰ合成フィルター２０６へ供給される。デエンファシスフィルター２０７は、図１のプリエンファシスフィルター１０３の逆である。デエンファシスフィルター２０７ｂの伝達関数は、
Ｄ（ｚ）＝１／（１−μｚ−１）、
によって与えられ、ここで、μは、０と１の間に位置する値（通常の値は、μ＝０．７）を有するプリエンファシス係数を表す。より高次のフィルターを使用することもできるであろう。
【０２３８】
ベクトルｓ’は、デエンファシスフィルターＤ（ｚ）（モジュール２０７）を通してフィルタリングされて、ベクトルｓｄが得られ、このベクトルｓｄは、５０Ｈｚ未満の不要な周波数を除去するために、高域通過フィルター２０８を通されて、さらに、ｓｈが得られる。
【０２３９】
オーバーサンプリングおよび高周波再生
オーバーサンプリングモジュール２０９は、図１のダウンサンプリングモジュール１０１の逆の処理を行う。この好ましい実施態様では、オーバーサンプリングは、当業者によく知られた技術を用いて、１２．８ｋＨｚサンプリングレートから元の１６ｋＨｚサンプリングレートに変換する。オーバーサンプリングされた合成信号は、ｓ∧と表示する。信号ｓ∧は、合成された広帯域中間信号とも呼ばれる。
【０２４０】
オーバーサンプリングされた合成信号ｓ∧は、エンコーダー１００におけるダウンサンプリング処理（図１のモジュール１０１）によって失われた、より高い周波数成分を含まない。これは、合成された発話信号に低域通過知覚を与える。元の信号の全帯域を再生するために、高周波数生成手順が、開示される。この手順は、モジュール２１０から２１６、加算器２２１において実行され、音声化係数発生器２０４（図２）からの入力を必要とする。
【０２４１】
この新しい方法では、励起変域において適切に変倍され次いで発話変域に変換された白色ノイズで、スペクトルの上部を満たすことによって、好ましくは、ダウンサンプリングされた信号ｓ∧を合成するのに用いたのと同じＬＰ合成フィルターで、それを整形することによって、高周波数成分が生成される。
【０２４２】
本発明に従う高周波数生成手順を、以下に記載する。
【０２４３】
ランダムノイズ発生器２１３は、当業者によく知られた技術を用いて、全周波数帯域幅に亘って平坦なスペクトルを有する白色ノイズ列ｗ’を生成する。生成された列は、元の変域におけるサブフレーム長さである長さＮ’である。Ｎは、ダウンサンプリングされた変域におけるサブフレーム長さであることが、留意される。この好ましい実施態様では、５ｍｓに相当する、Ｎ＝６４、Ｎ’＝８０である。
【０２４４】
白色ノイズ列は、利得調整モジュール２１４において、適切に変倍される。利得調整は、以下のステップから成る。第一に、生成されたノイズ列ｗ’のエネルギーは、エネルギー計算モジュール２１０によって計算された向上された励起信号ｕ’のエネルギーに等しく設定され、結果として得られた変倍されたノイズ列は、
ｗ（ｎ）＝ｗ’（ｎ）（ΣＮ−１ｎ＝０ｕ’２（ｎ）／ΣＮ’−１ｎ＝０ｗ’２（ｎ））１／２、　ｎ＝０，…，Ｎ’−１、
によって与えられる。
【０２４５】
利得変倍における第二のステップは、音声化係数発生器２０４の出力における合成された信号の高周波数成分を考慮して、音声化されたセグメント（音声化されていないセグメントに比較して高周波数では、より低いエネルギーが存在する）の場合に生成されたノイズのエネルギーを低減することである。好ましくは、スペクトル傾き計算機２１２を通して合成信号の傾きを測定し、それに応じてエネルギーを低減することによって、高周波数成分を測定することを実行する。零交差（Ｚｅｒｏ　Ｃｒｏｓｓｉｎｇ）測定などの他の測定を、同様に用いることができる。音声化されたセグメントに相当して、傾きが非常に強いとき、ノイズエネルギーは、されに低減される。傾き係数は、モジュール２１２において、合成信号ｓｈの第一相関係数として計算され、それは、
ｔｉｌｔ＝ΣＮ−１ｎ＝１ｓｈ（ｎ）ｓｈ（ｎ−１）／ΣＮ−１ｎ＝０ｓｈ２（ｎ）、
ただし、ｔｉｌｔ≧０、かつ、ｔｉｌｔ≧ｒｖ、によって条件付けられる、
によって与えられ、ここで音声化係数ｒｖは、
ｒｖ＝（Ｅｖ−Ｅｃ）／（Ｅｖ＋Ｅｃ）、
によって、与えられ、先に記載したように、ここで、Ｅｖは、変倍されたピッチコードベクトルｂｖＴのエネルギーであり、Ｅｃは、変倍された革新コードベクトルｇｃｋのエネルギーである。音声化係数ｒｖは、ほとんどの場合、ｔｉｌｔ未満であるが、この条件は、傾き（ｔｉｌｔ）値が負でかつその値がｒｖより高い場合の高周波音に対する予防措置として導入されたものである。従って、この条件は、そのような音信号に対するノイズエネルギーを低減する。
【０２４６】
傾き値は、平坦なスペクトルの場合、０であり、強く音声化された信号の場合は、１であり、高周波数において、より高いエネルギーが存在する音声化されていない信号の場合は、負である。
【０２４７】
高周波数成分の量から変倍係数をｇｔを導き出すのに、異なる方法を用いることができる。この発明では、上述した信号のｔｉｌｔに基づいて、２つの方法を与える。
【０２４８】
方法１：
変倍係数ｇｔは、ｔｉｌｔから、
ｇｔ＝１−ｔｉｌｔ、ただし、０．２≦ｇｔ≦１．０によって制限されている、によって導き出される。
【０２４９】
ｔｉｌｔが１に近づく強く音声化された信号では、ｇｔは、０．２であり、強く音声化されていない信号では、ｇｔは、１．０となる。
【０２５０】
方法２：
傾き係数ｇｔは、最初に、ゼロより大きいかまたは等しくなるように制限され、次に、変倍係数が、ｔｉｌｔから、
ｇｔ＝１０−０．６ｔｉｌｔ、
によって導き出される。
【０２５１】
従って、利得調整モジュール２１４において生成された変倍されたノイズ列ｗｇは、
ｗｇ＝ｇｔｗ’、
によって与えられる。
【０２５２】
ｔｉｌｔがゼロに近い場合、変倍係数ｇｔは、１に近く、エネルギーの低減にはならない。ｔｉｌｔ値が１の場合、変倍係数ｇｔは、生成されたノイズのエネルギーの１２ｄＢの低減になる。
【０２５３】
一旦、ノイズが適正に変倍されると（ｗｇ）、それは、スペクトル整形器２１５を用いて、発話変域に入れられる。好ましい実施態様では、これは、ダウンサンプリングされた変域において使用されたのと同じＬＰ合成フィルターの帯域幅拡張化バージョン（１／Ａ∧（ｚ／０．８））を通して、ノイズｗｇをフィルタリングすることによって、実現される。対応する帯域幅拡張化ＬＰフィルター係数は、スペクトル整形器２１５において計算される。
【０２５４】
次に、フィルタリングされ変倍されたノイズ列ｗｆは、帯域通過フィルター２１６を用いて、再生するのに必要とされる周波数範囲に、帯域通過フィルタリングされる。好ましい実施態様では、帯域通過フィルター２１６は、ノイズ列を、周波数範囲５．６〜７．２ｋＨｚに制限する。結果として得られた帯域通過フィルタリングされたノイズ列ｚは、加算器２２１において、オーバーサンプリングされた合成された発話信号ｓ∧に追加され、出力２２３において、最終の再現された音響信号ｓｏｕｔが得られる。
【０２５５】
本発明は、その好ましい実施態様によって、上述してきたが、この実施態様は、主題の発明の精神、性質から逸脱することなく、特許請求の範囲内において、随意に変更することができる。たとえ好ましい実施態様が広帯域発話信号の使用を説明しているとしても、主題の発明が、一般に広帯域信号を用いる他の実施態様も含むこと、必ずしも発話用途に限定されないことは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
広帯域エンコーディング装置の好ましい実施態様の概略ブロック図。
【図２】
広帯域デコーディング装置の好ましい実施態様の概略ブロック図。
【図３】
ピッチ解析装置の好ましい実施態様の概略ブロック図。
【図４】
図１の広帯域エンコーディング装置と図２の広帯域デコーディング装置とが構築できる携帯電話通信システムの簡略概略ブロック図。
【図５】
パルス位置と符号を索引付けすることを含む、長さｋ＝２Ｍのトラック内で２つの符号付きパルスをエンコーディングする手順に対する好ましい実施態様のフローチャート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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