【誤訳訂正書】
【提出日】平成17年7月5日(2005.7.5)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化された送信のために量子化された信号パラメータのビットストリーム表示を決定する方法であって、
前記信号パラメータの量子化のために選択されたコードブック値の頻度の履歴を解析することと、
前記コードブック値を再配列して、前記ビットストリームの内容を操作することとを備える。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、１つの信号を表す複数のパラメータに関連する複数のコードブックが再配列される。
【請求項３】
信号を符号化している間に、望ましくないパケット生成を減少させる方法であって、
前記信号を符号化している間に、所定のパラメータのためのコードブックにおける各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することと、
望ましくないパケットフォーマットに関連するコードブック位置に、最もまれにしか選択されないコードブック入力を配置することによって前記コードブックを再配列することとを備える。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、所定のパラメータのためのコードブックにおける各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することは、代表的な信号とノイズのサンプルを分析することを含む。
【請求項５】
請求項３に記載の方法において、
所定のパラメータのためのコードブックにおける各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することは、入力信号を分析することを含む。
【請求項６】
請求項３に記載の方法において、１つの信号を表す複数のパラメータに関連する複数のコードブックが再配列される。
【請求項７】
請求項３に記載の方法において、前記望ましくないパケットは、空のトラフィックチャンネルデータパケットである。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、全てバイナリの１を含む。
【請求項９】
請求項７に記載の方法において、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、１／８レートで符号化される。
【請求項１０】
信号を符号化している間に、望ましくないパケット生成を減少させる方法であって、
前記信号を符号化している間に、所定のパラメータのための各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することと、
望ましくないパケットフォーマットに関連するコードブック位置に、最も頻繁に選択されたコードブック入力を配置することによって前記コードブックを再配列することとを備える。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、所定のパラメータのためのコードブックにおける各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することは、代表的な信号とノイズのサンプルを分析することを含む。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、所定のパラメータのための各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することは、入力信号を分析することを含む。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法において、１つの信号を表す複数のパラメータに関連する複数のコードブックが再配列される。
【請求項１４】
音声を符号化する音声コーダであって、
音声信号を符号化している間に、所定のパラメータのためのコードブックにおける各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成する頻度履歴生成器と、
音声信号を符号化している間に、前記コードブックを再配列し、予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するコードブック再配列器とを備える。
【請求項１５】
請求項１４に記載の音声コーダにおいて、音声信号を符号化している間に、前記コードブックを再配列し、予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するコードブック再配列器は、望ましくないパケットの生成の確率を低減させる。
【請求項１６】
請求項１４に記載の音声コーダにおいて、音声信号を符号化している間に、前記コードブックを再配列し、予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するコードブック再配列器は、望ましいパケットの生成の確率を増加させる。
【請求項１７】
請求項１５に記載の音声コーダにおいて、前記望ましくないパケットは、空のトラフィックチャンネルデータパケットである。
【請求項１８】
請求項１７に記載の音声コーダにおいて、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、全てバイナリの１を含む。
【請求項１９】
請求項１７に記載の音声コーダにおいて、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、１／８レートで符号化される。
【請求項２０】
請求項１４に記載の音声コーダにおいて、前記コードブック再配列器は、１つの音声信号を表す複数のパラメータに関連する複数のコードブックを再配列する。
【請求項２１】
信号を符号化することが可能な基地局であって、
所定のパラメータのためのコードブックにおける各コードブック入力が、前記信号のパラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成する頻度履歴生成器と、
前記信号を符号化している間に、前記コードブックを再配列し、予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するコードブック再配列器とを備える。
【請求項２２】
請求項２１に記載の基地局において、信号を符号化している間に、前記コードブックを再配列し、予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するコードブック再配列器は、望ましくないパケットの生成の確率を低減させる。
【請求項２３】
請求項２１に記載の基地局において、信号を符号化している間に、前記コードブックを再配列し、予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するコードブック再配列器は、望ましいパケットの生成の確率を増加させる。
【請求項２４】
請求項２２に記載の基地局において、前記望ましくないパケットは、空のトラフィックチャンネルデータパケットである。
【請求項２５】
請求項２４に記載の基地局において、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、全てバイナリの１を含む。
【請求項２６】
請求項２４に記載の基地局において、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、１／８レートで符号化される。
【請求項２７】
請求項２１に記載の基地局において、前記コードブック再配列器は、１つの信号を表す複数のパラメータに関連する複数のコードブックを再配列する。
【請求項２８】
信号を符号化することが可能なユーザ端末であって、
所定のパラメータのためのコードブックにおける各コードブック入力が、前記信号のパラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成する頻度履歴生成器と、
前記信号を符号化している間に、前記コードブックを再配列し、予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するコードブック再配列器とを備える。
【請求項２９】
請求項２８に記載のユーザ端末において、信号を符号化している間に、前記コードブックを再配列し、予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するコードブック再配列器は、望ましくないパケットの生成の確率を低減させる。
【請求項３０】
請求項２８に記載のユーザ端末において、信号を符号化している間に、前記コードブックを再配列し、予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するコードブック再配列器は、望ましいパケットの生成の確率を増加させる。
【請求項３１】
請求項２９に記載のユーザ端末において、前記望ましくないパケットは、空のトラフィックチャンネルデータパケットである。
【請求項３２】
請求項３１に記載のユーザ端末において、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、全てバイナリの１を含む。
【請求項３３】
請求項３１に記載のユーザ端末において、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、１／８レートで符号化される。
【請求項３４】
請求項２８に記載のユーザ端末において、前記コードブック再配列器は、１つの信号を表す複数のパラメータに関連する複数のコードブックを再配列する。
【請求項３５】
符号化された送信のために量子化された信号パラメータのビットストリーム表示を決定する方法を、通信システム内のコンピュータに実行させる格納された命令を持つコンピュータ読取可能な媒体であって、前記方法は、
前記信号パラメータの量子化のために選択されたコードブック値の頻度の履歴を解析することと、
前記コードブック値を再配列して、前記ビットストリームの内容を操作することとを備える。
【請求項３６】
請求項３５に記載の製造品において、１つの信号を表す複数のパラメータに関連する複数のコードブックが再配列される。
【請求項３７】
信号を符号化している間に望ましくないパケット生成を低減する方法を、通信システム内のコンピュータに実行させる格納された命令を持つコンピュータ読取可能な媒体であって、前記方法は、
前記信号を符号化している間、所定のパラメータのためのコードブックにおける各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することと、
望ましくないパケットフォーマットに関連するコードブック位置に、最もまれにしか選択されないコードブック入力を配置することによって前記コードブックを再配列することとを備える。
【請求項３８】
請求項３７に記載の製造品において、所定のパラメータのための各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することは、代表的な信号とノイズのサンプルを分析することを含む。
【請求項３９】
請求項３７に記載の製造品において、所定のパラメータのための各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することは、入力信号を分析することを含む。
【請求項４０】
請求項３７に記載の製造品において、１つの信号を表す複数のパラメータに関連する複数のコードブックが再配列される。
【請求項４１】
請求項３７に記載の製造品において、前記望ましくないパケットを、空のトラフィックチャンネルデータパケットである。
【請求項４２】
請求項４１に記載の製造品において、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、全てバイナリの１を含んでいる。
【請求項４３】
請求項４１に記載の製造品において、前記空のトラフィックチャンネルデータパケットは、１／８レートで符号化される。
【請求項４４】
信号を符号化している間に望ましいパケット生成を増加させる方法を、通信システム内のコンピュータに実行させる格納された命令を持つコンピュータ読取可能な媒体であって、前記方法は、
前記信号を符号化している間、所定のパラメータのためのコードブックにおける各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することと、
望ましいパケットフォーマットに関連するコードブック位置に、最も頻繁に選択されるコードブック入力を配置することによって前記コードブックを再配列することとを備える。
【請求項４５】
請求項４４に記載の製造品において、所定のパラメータのための各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することは、代表的な信号とノイズのサンプルを分析することを含む。
【請求項４６】
請求項４４に記載の製造品において、所定のパラメータのための各コードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的な履歴を作成することは、入力信号を分析することを含む。
【請求項４７】
請求項４４に記載の製造品において、１つの信号を表す複数のパラメータに関連する複数のコードブックが再配列される。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】望ましくないパケット生成を減少する方法および装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に無線通信に係り、更に詳しくは、信号処理の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル技術による音声の送信は、特に長距離における用途、およびデジタル無線電話における用途として広く普及した。これによって、再構築された通話の認識性を維持しながら、チャンネルを介して送信されうる最小の情報量を決定することに興味が持たれるようになった。仮に通話が、単にサンプリングされ、デジタル化されて送信される場合には、従来のアナログ電話の音質を達成するために、１秒あたり６４キロビット（ｋｂｐｓ）オーダのデータレートが要求される。しかしながら、適切な符号化、送信、および受信器における再合成がなされる音声解析を用いることによって、データレートの大幅な減少が達成される。
【０００３】
人間の音声生成のモデルに関連したパラメータを抽出することによって音声を圧縮する技術を適用したデバイスは、音声コーダと呼ばれている。音声コーダは、受信した音声信号を時間ブロック、すなわち解析フレームに分割する。ここで、「フレーム」と「パケット」という用語は、相互に言い換えることができる。音声コーダは一般に、エンコーダとデコーダから、またはコデックから成っている。エンコーダは、受信した音声フレームを解析し、一定の相関ゲインとスペクトルパラメータを抽出する。そして、このパラメータを量子化してバイナリ表示する。すなわち、ビットからなるセット、またはバイナリデータパケットとする。このデータパケットは、通信チャンネルを介して受信器やデコーダへ送信される。デコーダは、データパケットを処理し、逆量子化してパラメータを生成し、この逆量子化されたパラメータを用いてフレームを再合成する。
【０００４】
音声コーダの機能は、デジタル化された音声信号を、音声に特有の自然な不要成分の全てを取り除くことによって、低ビットレートの信号に圧縮することである。このデジタル圧縮は、入力音声フレームを１セットのパラメータで表示し、１セットのビットを用いてパラメータを表示するために量子化することによって達成される。仮に入力音声フレームがビット数Ｎｉを有し、音声コーダによって生成されたデータパケットがビット数Ｎｏを有する場合には、音声コーダによってなされる圧縮ファクターＣｒは、Ｎｉ／Ｎｏとなる。
【特許文献１】米国特許第5,926,786号
【特許文献２】米国特許第5,784,532号
【非特許文献１】A. Gersho & R. M. Gray, Vector Quantization and Signal Compression (1992)
【非特許文献２】R. J. McAulay & T. F. Quatieri, Sinusoidal Coding, in Speech Coding and Synthesis ch. 4 (W. B. Kleijn & K. K. Paliwal eds., 1995)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決すべき課題は、目標圧縮ファクターを達成する一方で、デコードされた音声を高い音質で得ることにある。音声コーダの性能は、以下の（１）と（２）とに依存する。（１）上述したような解析と合成との組み合わせからなる音声モデルが如何に良好であるか。（２）パラメータ量子化処理が、フレーム毎のビット数Ｎｏの目標ビットレートにおいて如何に良好になされたか。従って、音声モデルの目的は、音声信号のエッセンス、すなわち目標音質を、おのおののフレームについて少ないパラメータのセットとして得ることである。
【０００６】
音声コーダは、一度に小さなセグメントの音声を符号化するために、高速時間分解処理を適用することによって時間領域音声波形を取得することを試みる時間領域コーダとして適用されうる。おのおののサブフレームにおいて、コードブック空間からの高精度表示は、本技術分野において知られている様々な探索アルゴリズムの方法によって見出される。または、音声コーダは、１セットのパラメータからなる入力音声フレームのショートターム音声スペクトルを取得し（解析し）、そのスペクトルパラメータから音声波形を再生成するために対応する合成処理を行うことを試みる周波数領域コーダとしても適用されうる。パラメータ量子化手段は、蓄積されたコードベクトル表示にしたがって表示することによってこのパラメータを保存する。このコードベクトル表示は、非特許文献１に記載されている公知の量子化技術に従っている。所定の送信システム内における異なるタイプの音声は、異なる音声コーダを適用することによって符号化され、更に異なる送信システムが所定の音声タイプを異なった方法で符号化する場合もある。一般に、発声されたりされなかったりする音声セグメントは、高ビットレートで取得され、バックグランドノイズや静寂時のセグメントは、極めて低いレートで動作するモードで表示される。ＣＤＭＡデジタル携帯システムにおいて用いられる音声コーダは、可変ビットレート（ＶＢＲ）技術を適用している。この技術では、音声アクティビティと、音声信号の局所的な特徴に基づいて、２０ｍｓ毎に４つのデータレートのうちの１つが選択される。このデータレートには、フルレート、１／２レート、１／４レート、１／８レートがある。一般に、過渡的な音声セグメントはフルレートで符号化される。発声された音声セグメントは１／２レートで符号化される。一方、静寂時とバックグランドのノイズ（アクティブではない音声）は、１／８レートで符号化される。１／８レートでは、従来、スペクトルパラメータと、信号におけるエネルギー形状のみが低ビットレートで量子化される。
【０００７】
低ビットレートにおける符号化のために、音声信号が時間変化展開スペクトルとして解析されるような様々な方法による音声のスペクトル（すなわち、周波数領域）符号化の方法が開発されている。例えば非特許文献２を参照のこと。スペクトルコーダは、時間変化音声波形に正確に似せるよりもむしろ、音声のおのおのの入力フレームのショートタームの音声スペクトルを、１セットのスペクトルパラメータでモデル化すなわち予測することを目的とする。そして、このスペクトルパラメータは符号化され、デコードされたパラメータによって音声の出力フレームが生成される。結果として得られた合成音声は、オリジナルの入力音声波形には一致しないが、類似した認識性を実現する。当該技術分野において良く知られた周波数領域コーダの例としては、多重バンド励起コーダ（ＭＢＥｓ）、正弦曲線変換コーダ（ＳＴＣｓ）、および高調波コーダ（ＨＣｓ）がある。このような周波数領域コーダは、低ビットレートにおいて、少ない有効ビット数で正確に量子化されるコンパクトなパラメータセットを有する高品質なパラメトリックモデルを提供する。
【０００８】
音声を符号化する処理は、ピッチ、信号出力ゲイン、スペクトルエンベロープ、増幅率、および位相スペクトルといった１セットのパラメータを用いることによる音声信号の表示を含んでいる。これらパラメータは、その後送信のために符号化される。このパラメータは、おのおののパラメータを量子化し、更に量子化されたパラメータの値をビットストリームに変換することによって、送信のための符号化がなされる。パラメータは、予め定められた有限数セットのコードブック値から、そのパラメータに最も近い概算値を探索することによって量子化される。コードブック入力は、スカラ値のみならずベクトル値であってもよい。パラメータ値に最も近い概算値であるコードブック入力のインデックスは、送信のためにパケット化される。受信器では、オリジナルの音声信号を合成するために、デコーダは、送信されたインデクスを用いた簡単なルックアップ技術を適用し、同一のコードブックから音声パラメータを再生する。
【０００９】
音声符号化処理では、送信用のバイナリパケットを生成する。このバイナリパケットは、コードブックインデクスのあらゆる可能な順列を含んでいる。また、このコードブックインデックスは、全て１を含むパケットを含んでいる。既存のＣＤＭＡシステムでは、全て１を含んでいるパケットは、空のトラフィックチャンネルデータのために確保される。信号メッセージが全く送信されていない場合には、空のトラフィックチャンネルデータが物理層において生成される。空のトラフィックチャンネルデータは、ユーザ端末と基本局との間の接続性を維持する。ユーザ端末は、モバイル加入者のための携帯電話、コードレス電話、ページングデバイス、無線局所ループデバイス、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、インターネットテレフォニーデバイス、衛星通信システムの部品、あるいは通信システムにおけるあらゆる部分デバイスからなりうる。ＥＩＡ／ＴＩＡ／ＩＳ−９５において定義されるように、空のトラフィックチャンネルデータは、全てのビットが１にセットされた１／８レートのパケットと等価である。空のトラフィックチャンネルデータを含むパケットは、一般に、音声デコーダによって、削除箇所として宣言される。音声エンコーダは、量子化された音声パラメータを表示しているコードブックインデクスの順列に対し、空のトラフィックチャンネルデータのために確保された全て１を含んだイリーガルなパケットを生成させないようにしている。仮に１／８レートのパケットが量子化後に全て１になった場合、一般にエンコーダは、新しいパケットを再計算することによってこのパケットを修正する。この再計算処理は、全てが１という訳ではないパケットが生成されるまで繰り返される。パケットの修正、すなわち再計算によって、やや最適に符号化されたパケットが得られる。やや最適に符号化されたパケットは何れもシステムにおける符号化効率を低下させる。従って、音声の符号化処理の過程で、全て１の、すなわちあらゆる望ましくない順列を含むイリーガルなパケットが生成される確率を低下させることによって、再計算を回避するというニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここで開示された実施例は、信号を符号化している間に、全て１を含む、すなわちあらゆる望ましくない順列を含むイリーガルな空のトラフィックチャンネルデータパケットを生成する可能性を低減することによって、上述されたニーズに対処する。すなわち、ある局面は、符号化された送信のために量子化された信号パラメータのビットストリーム表示を決定するための方法である。この方法は、信号パラメータの量子化のために選択されたコードブック値の頻度の履歴を解析し、コードブック入力に対してビットストリームの内容を操作するように再配列する。もう一つの局面は、音声を符号化するための音声コーダである。この音声コーダは、音声信号を符号化している間に、所定パラメータに対するコードブックにおけるおのおののコードブック入力が、パラメータ量子化の間に選択された頻度の統計的履歴を生成する頻度履歴生成手段と、音声信号を符号化している間に予め定められたパケットフォーマットを生成する確率を操作するようにコードブックを再配列するコードブック再配列手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、信号を符号化している間に、望ましくないパケット生成を減少させることによって符号化効率を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
開示された実施例は、信号を符号化している間にイリーガルなすなわち望ましくないパケット生成を低減することによって符号化効率を高める方法および装置を提供する。信号を符号化している間において、イリーガルなすなわち望ましくないパケットを生成する可能性は、先ず第１に、信号パラメータの量子化によって選択されたコードブック値の頻度の履歴を解析することによって低減される。その後、イリーガルなすなわち望ましくないパケットを生成するインデクスが、最も希にしか使用されない入力を含むようにコードブック入力が再配列される。様々なパラメータに対する複数のコードブックを再配列することにより、信号符号化の過程でイリーガルな望ましくないパケットが生成される可能性、つまり確率は更に低減する。
【００１３】
図１において、第１のエンコーダ１０は、デジタル化された通話サンプルＳ（ｎ）を受信し、このサンプルＳ（ｎ）を、送信媒体１２、すなわち通信チャンネル１２を介して第１のデコーダ１４へと送信するために符号化する。デコーダ１４は、符号化された音声サンプルをデコードし、出力音声信号ＳＳＹＮＴＨ（ｎ）を合成する。逆方向における送信のために、第２のエンコーダ１６が、デジタル化された音声サンプルＳ（ｎ）を符号化する。この音声サンプルＳ（ｎ）は、通信チャンネル１８を介して送信される。第２のデコーダ２０は、符号化された音声サンプルを受信してデコードし、合成された出力音声信号ＳＳＹＮＴＨ（ｎ）を生成する。
【００１４】
音声サンプルＳ（ｎ）は音声信号を表している。この音声信号は、例えば、パルスコード変調（ＰＣＭ）や、コンパンドされたμ法則であるＡ法則など、当該技術分野において知られた様々な方法によってデジタル化され、量子化されたものである。当該技術分野で知られているように、音声サンプルＳ（ｎ）は、入力データのフレームとしてまとめられる。ここで、各々のフレームは、予め定められた数のデジタル化された音声サンプルＳ（ｎ）からなる。好適な実施例では、サンプリングレートとして８ｋＨｚが適用され、２０ｍｓのフレームはおのおの１６０のサンプルからなっている。以下に示す実施例では、データ送信のレートは、フレームとフレームとの関係に基づいて、フルレートから、１／２レートへ、１／４レートへ、１／８レートへと変化しうる。または、他のデータレートが使われることもありうる。ここで使用されているように、「フルレート」あるいは「高速」という用語は、一般的に８ｋｂｐｓ以上のデータレートに相当する。そして、「１／２レート」あるいは「低レート」という用語は、一般的に４ｋｂｐｓ以下のデータレートに相当する。データの送信レートを変化させることは効果的である。というのも、低いビットレートを、相対的に少ない音声情報を含むフレームに選択的に適用することができるからである。当業者によって理解されることであるが、他のサンプリングレート、フレームサイズ、データ送信レートもまた適用されうる。
【００１５】
第１のエンコーダ１０および第２のデコーダ２０はともに第１の音声コーダ、または音声コデックを備えている。同様に、第２のエンコーダ１６および第１のデコーダ１４はともに第２の音声コーダを備えている。音声コーダが、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションに固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、ディスクリートゲートロジック、ファームウェア、あるいは従来技術によるプログラマブルソフトウェアモジュールおよびマイクロプロセッサとともに実装されうることもまた当業者によって理解される。このソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、レジスタ、または当該技術分野において知られている他の型式による書き込み可能な記憶媒体に納めることも可能である。または、あらゆる従来型のプロセッサ、コントローラ、または状態装置であってもマイクロプロセッサに代用することが可能である。音声符号化用に特別に設計された典型的なＡＳＩＣは、特許文献１および特許文献２に記載されている。特許文献１は、「APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUIT (ASIC) FOR PERFORMING RAPID SPEECH COMPRESSION IN A MOBILE TELEPHONE SYSTEM」と題され、本明細書で開示された実施例の譲受人に譲渡され、本願に引用して援用する。特許文献２もまた「APPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUIT (ASIC) FOR PERFORMING RAPID SPEECH COMPRESSION IN A MOBILE TELEPHONE SYSTEM」と題され、本明細書で開示された実施例の譲受人に譲渡され、本願に引用して援用する。
【００１６】
図２は、図１に示すエンコーダ１０，１６およびデコーダ１４，２０によって使用されうるゲインコードブック２００の簡単な典型例を示す図である。典型的なコードブックは、イリーガルな空のトラフィックチャンネルデータパッケージが、音声ゲインパラメータを量子化している間に、どのようにして生成されうるのかを説明するのに役立つ。典型的なコードブック２００は、８つの典型的なゲイン入力２０２〜２１６を含んでいる。
【００１７】
典型的なコードブック２００における入力位置０ ２０２は、ゲイン値０を有している。この値０が、量子化されている現実のゲインパラメータにほぼ最も近い場合には、ビットストリーム０００が送信のためにパケット化される。
【００１８】
典型的なコードブック２００の入力位置１  ２０４は、ゲイン値１５を有している。この値１５が、量子化されている現実のゲインパラメータにほぼ最も近い場合には、ビットストリーム００１が送信のためにパケット化される。
【００１９】
典型的なコードブック２００の入力位置２ ２０６は、ゲイン値３０を有している。この値３０が、量子化されている現実のゲインパラメータにほぼ最も近い場合には、ビットストリーム０１０が送信のためにパケット化される。
【００２０】
典型的なコードブック２００の入力位置３  ２０８は、ゲイン値４５を有している。この値４５が、量子化されている現実のゲインパラメータにほぼ最も近い場合には、ビットストリーム０１１が送信のためにパケット化される。
【００２１】
典型的なコードブック２００の入力位置４  ２１０は、ゲイン値６０を有している。この値６０が、量子化されている現実のゲインパラメータにほぼ最も近い場合には、ビットストリーム１００が送信のためにパケット化される。
【００２２】
典型的なコードブック２００の入力位置５  ２１２は、ゲイン値７５を有している。この値７５が、量子化されている現実のゲインパラメータにほぼ最も近い場合には、ビットストリーム１０１が送信のためにパケット化される。
【００２３】
典型的なコードブック２００の入力位置６  ２１４は、ゲイン値９０を有している。この値９０が、量子化されている現実のゲインパラメータにほぼ最も近い場合には、ビットストリーム１１０が送信のためにパケット化される。
【００２４】
典型的なコードブック２００の入力位置７  ２１６は、ゲイン値１０５を有している。この値１０５が、量子化されている現実のゲインパラメータにほぼ最も近い場合には、ビットストリーム１１１が送信のためにパケット化される。
【００２５】
典型的な実施例において、イリーガルな１／８レートの空のトラフィックチャンネルデータパケットは、全てが１である１６のビットを有している。この実施例では、エンコーダがそれぞれ１０３，１０４，９８，９９および１００に等しい５つのサンプルゲインパラメータ値の量子化を開始した場合には、送信パケットは、１に等しい１つのビットを含む。値１０５を有するコードブック入力位置７  ２１６が、１０３，１０４，９８，９９および１００にほぼ最も近いので、３つの１からなるビットストリームが、５つのパラメータのおのおのについてパケット化される。５つのパラメータを量子化した後は、典型的な１／８レートパケットは１６の１を含んでいる。５つのサンプルゲインパラメータの符号化によって生成される典型的な１／８レートパケットは、受信器において消去を引き起こすイリーガルな空のトラフィックチャンネルデータパケットを構成している。受信器におけるこの消去を回避するために、このパケットは、修正または再計算される必要がある。仮にパケットが修正された場合には、必ずしも最適ではない符号化がなされ、システムにおける符号化効率が低下する。符号化効率の低下によって、従来システムによる音声符号化の過程において、イリーガルなパケットの生成、すなわち必ずしも最適ではない符号化がなされるという結果がもたらされる。
【００２６】
図３は、典型的な実施例に関するフローチャート３００である。フローチャート３００における各ステップは、音声の符号化の過程においてイリーガルな、すなわち望ましくないパケットの生成の可能性を低減するものである。大きな代表音声とノイズのサンプル、すなわち入力音声信号に基づくパラメータの量子化処理の過程において、おのおののコードブック入力がどのような頻度で選択されたかを示す統計的な頻度履歴解析がなされる。ある実施例では、大きな代表音声とノイズのデータベースが、音声およびノイズのサンプルを提供するために使用される。この統計的な頻度履歴に関して最も使用されることのないコードワード入力は、ビットストリームの生成によってイリーガルな、あるいは他の望ましくないパケットを生成することができるコードブック入力位置に配置される。最も使用されることのないコードブック入力を、望ましくないビットパターンに相当する位置に配置することは、望ましくないビットパターンがパケット化される確率を低下させる。履歴的な頻度解析とコードブック再配列処理は、コデックにおいて量子化されたパラメータの全てのコードブックに対して繰り返すことができる。付加的な再配列されたコードブックのおのおのによって、イリーガルな、あるいは他の望ましくないパケットを生成する可能性が更に低下する。統計的な頻度解析とコードブック再配列は、一般にはオフラインで行われる。しかしながら、リアルタイムで行うようにしても構わない。
【００２７】
典型的な実施例におけるイリーガルなパケットが１／８レート、すなわち全てが１である空のトラフィックチャンネルデータパケットとして記述されている。しかしながら、ここで開示した実施例に係る技術は、フォーマット、サイズおよび／または送信レートによって変化しうる望ましくないパケットの可能性を低下することにも適応されうることは、当業者にとって明らかなことである。ここで開示された実施例はＣＤＭＡ通信システムに関して記述されているものの、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）、無線ローカルループ（ＷＬＬ）、構内交換機（ＰＢＸ）、あるいは他の知られたシステムのような他のタイプの通信システムや変調技術についても適用できることもまた理解されよう。さらに、他の汎用スペクトルシステムと同様に、ＴＤＭＡやＦＤＭＡのように良く知られた送信変調スキームを用いたシステムもまた、ここで開示した実施例を実現しうる。当業者であれば、ここで開示された実施例は、この典型的な音声符号化への応用に限定されるものではないことを理解できるであろう。ここで開示された実施例はまた、例えばビデオコーディング、イメージコーディング、あるいはオーディオコーディングのような一般的な信号ソース符号化技術に適用することも可能である。
【００２８】
開示された実施例の原理が、望ましいビットストリームに相当するコードブック位置に、最も頻繁に使用される入力が配置されるようにコードブックを再配列することによって、望ましいパケットを生成する可能性を高めることに適用されうることも、この技術によって更に明らかになるであろう。信号を符号化している間に望ましいパケット生成を増加させる方法は、頻度の統計的な履歴を生成することと、コードブックを再配列することとからなる。前者では、信号を符号化している間に、所定のパラメータに対するおのおののコードブック入力がパラメータ量子化の間に選択された頻度の統計的な履歴を生成する。また後者は、最も頻繁に選択されたコードブック入力を、望ましいパケットフォーマットに相当するコードブック位置に配置することによってコードブックを再配列する。
【００２９】
ステップ３０２では、統計的な頻度履歴サンプルが生成される。頻度履歴は、所定のパラメータに対するおのおののコードブック入力が、パラメータ量子化処理の過程においてどれだけ頻繁に選択されたかを決定するために、大きな代表音声およびノイズのサンプルを解析することによって生成される。ある実施例では、大きな代表音声およびノイズのサンプルを含むデータベースを用いて統計的な頻度履歴が生成される。制御フローはステップ３０４に進む。
【００３０】
ステップ３０４では、予め定めたパケットフォーマットの回避または促進のために所定のパラメータに対するコードブック入力が操作される。コードブックを操作して望ましくないパケットフォーマットを回避するために、統計的な頻度履歴にしたがって、最も用いられていないコードワード入力がコードブック入力位置に配置される。この位置では、ビットストリーム生成が、前述した望ましくないパケットを生成しうる。最も用いられないコードブック入力を、望ましくないビットパターンに相当する位置に配置することによって、望ましくないビットパターンがパケット化される確率が低下する。コードブックを操作して望ましいパケットフォーマットを促進するために、統計的な頻度履歴にしたがって、最も用いられているコードワード入力がコードブック入力位置に配置される。この位置では、ビットストリーム生成が、前述した望ましいパケットを生成しうる。この望ましいビットパターンに伴う位置に最も用いられているコードブック入力を配置することによって、望ましいビットパターンがパケット化される確率が高められる。コードブックの再配列ステップは図４に更に詳細に記載されている。
【００３１】
ある実施例では、ステップ３０２とステップ３０４とは、望ましいパケット結果に対するコードブックを不変的に再配列するために、コードブックの設計段階の過程でオフラインで実行される。また別の実施例では、ステップ３０２とステップ３０４とは、ある特定の時間において、望ましいパケット結果に対するコードブックを再配列するためにリアルタイムで動的に実行される。ステップ３０４の後に、制御フローはステップ３０６に進む。
【００３２】
ステップ３０６では、入力音声信号がエンコーダに提供され、そこでパケット化と送信とがなされる。制御フローはその後ステップ３０８に進む。
【００３３】
ステップ３０８では、入力音声サンプルが解析され、適切なパラメータが抽出される。制御フローはその後ステップ３１０に進む。
【００３４】
ステップ３１０では、この抽出されたパラメータが量子化され、更にパケット化される。ステップ３０２とステップ３０４におけるコードブックの再配列によって、生成されたパケットが望ましくないフォーマットを含んでいる確率は大幅に低下する。制御フローはその後ステップ３１２に進む。
【００３５】
ステップ３１２では、コードブック再配列がなされたにもかかわらず、望ましくないパケットが生成されていないことを確認するためにパケットがチェックされる。もしも望ましくないパケットが生成されていない場合には、制御フローは、パケットがビットストリーム送信のために出力されるステップ３１４に進む。確率が大幅に低くなったにせよ、もしもステップ３１２において望ましくないパケットが生成された場合には、制御フローはステップ３１０に戻り、従来技術による必ずしも最適ではないコードブック入力を用いた量子化処理が繰り返される。ステップ３１０とステップ３１２では、パケットが望ましくないフォーマットを含まなくなるまでパケットが繰り返し再生成される。
【００３６】
ステップ３０６からステップ３１４までの処理は、おのおののパケット、すなわち送信のためにエンコーダに入力されたデータのフレームに対して繰り返される。当業者であれば、図３に示されるステップの指令は、限定されるものでないことが理解されよう。
【００３７】
この方法は、開示された実施例の範囲から逸脱することなく説明されたステップを省略したり、あるいは再配列することによって容易に変更される。
【００３８】
図４は、図３におけるコードブック再配列ステップ３０４の詳細を示している。典型的な実施例では、頻度ヒストグラム４０６は、図２に示す典型的なコードブック２００を用いて、図３におけるステップ３０２で生成された統計的な頻度履歴サンプルから生成される。ヒストグラム４０６は、図２における典型的なコードブック２００における入力位置３の値４５が、パラメータ量子化処理の過程で最も低い頻度で選択される入力であることを示している。この最も低い頻度で選択された入力４１０である４５という値は、コード位置７にスワップされる。これによって、空のチャンネルトラフィックデータパケットの生成が望ましくない典型的な実施例において、全てが１である望ましくないビットストリームを生成する。そして位置７に配置していた入力４０８である１０５という値は、コード位置３の入力４１０の値である４５と置き換わる。再配列されたコードブック４０４が、量子化された入力４１０の値４５が量子化の過程で選択される可能性を低減したので、全て１からなる望ましくないビットストリームが生成される可能性が低減された。
【００３９】
図５は、エンコーダ装置５００の典型的な実施例を示す図である。エンコーダ装置５００は、信号を符号化している間に望ましくないパケット生成を減少させることによって、符号化効率を高める。頻度履歴生成器５０８は、大きな代表音声およびノイズのサンプルである入力音声信号を解析することによって、選択頻度履歴を作成する。ある実施例では、統計的な頻度履歴は、大きな代表音声およびノイズのサンプルを含むデータベースを用いて作成される。パラメータの量子化処理の過程で行われる所定のパラメータに対するおのおのの符号入力の選択頻度は頻度履歴生成器５０８によって決定され、コードブック再配列部５１０に入力される。
【００４０】
コードブック再配列部５１０は、予め定められたパケットフォーマットを回避あるいは促進するためにコードブック入力を再配列し、再配列されたコードブック５１２を生成する。コードブック再配列は、コンピュータの負荷を低減するために通常はオフラインで実行される。しかしながら、オプションとしてリアルタイムで行うこともできる。
【００４１】
音声信号は、パラメータ評価部５０２へと入力される。パラメータ評価部５０２は、量子化に関連するパラメータを抽出する。抽出されたパラメータは、パラメータ量子化部５０４に入力される。パラメータ量子化部５０４は、再配列されたコードブック５１２を用いて送信パケットを生成する。この送信パケットは、パケット有効部５０６によって有効化される。パケット有効部５０６は、符号化された音声ビットストリームを出力する。ある実施例では、信号を符号化している間に望ましくないパケットの生成を減少させることによって符号化効率を高めるエンコーダ装置５００を基地局が備えている。同様のエンコーダ装置５００をユーザ端末が備えているような実施例もある。また別の実施例では、基地局またはユーザ端末は、コンピュータ読取可能な媒体を備えている。この媒体には、インストラクションが格納されている。このインストラクションは、通信システムにおけるコンピュータに対して、信号を符号化している間に、所定のパラメータに対するおのおののコードブック入力がパラメータ量子化の間に選択される頻度の統計的履歴を作成させる。更に、望ましくないパケット生成を減少するために、または望ましいパケット生成を増加するためにコードブックを再配列させる。
【００４２】
上述したように、信号を符号化している間に、望ましくないパケット生成を減少させることによって符号化効率を高める斬新でかつ改良された方法および装置についての記載を行った。当業者であれば、情報や信号もまた、多くの異なる技術および技法を用いて表現されうることを理解できよう。例えば、データ、インストラクション、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、および上記の記載を通じて参照されるチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または粒子、光学場または粒子、あるいはそれらの何れかの組合せで表現されうる。
【００４３】
これらの技術によって、種々示された論理ブロック、モジュール、回路、および上述された実施例に関連して記載されたアルゴリズムステップもまた、電子的ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいはそれらの組み合わせによって実施されることが更に明らかになるであろう。ハードウェアとソフトウェアとの互換性を明確に説明するために、様々な実例的な部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能に関連して上記の如く記載された。それら機能がハードウェアに実装されるのか、あるいはソフトウェアに実装されるのかは、全体システムに課せられる個別のアプリケーションおよび設計条件に依存する。熟練した技術者であれば、おのおのの特定のアプリケーションに応じて変更することによって上述した機能を実施できるかもしれない。しかしながら、これを実施するか否かの判断は、本発明の範囲から逸脱したものと解釈すべきではない。
【００４４】
様々に示された論理ブロック、モジュール、および上述された実施例に関連して記載された回路もまた実装され、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションに固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア部品、あるいは上述された機能を実現するために設計された何れかの組み合わせとともに実行されうる。汎用プロセッサとしてマイクロプロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、従来技術によるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは状態機器を用いることも可能である。プロセッサは、たとえばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続された１つ以上のマイクロプロセッサ、またはその他の配置のような計算デバイスの組み合わせとして実装することも可能である。
【００４５】
ここで開示された実施例に関連して記述された方法やアルゴリズムのステップは、ハードウェアや、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールや、これらの組み合わせによって直接的に具現化される。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは当該技術分野で知られているその他の型式の記憶媒体に収納されうる。典型的な記憶媒体は、プロセッサがそこから情報を読み取り、またそこに情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。または、記憶媒体はプロセッサに不可欠となりうる。このプロセッサと記憶媒体は、ＡＳＩＣに収納することができる。ＡＳＩＣをユーザ端末に備える場合もある。または、このプロセッサと記憶媒体が、ユーザ端末におけるディスクリートな部品として収納されることもある。
【００４６】
開示された実施例における上述の記載は、いかなる当業者であっても、本発明の活用または利用を可能とするようになされている。これらの実施例への様々な変形例もまた、当業者に対しては明らかであって、ここで定義された一般的な原理は、発明的な能力を要すことなく他の実施例にも適用されうる。このように、本発明は、上記で示された実施例に制限されるものではなく、ここで記載された原理と新規の特徴に一致した広い範囲に相当するものを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】音声コーダによってそれぞれの端部で終了している通信チャンネルのブロック図。
【図２】簡素化されたゲインコードブックを例示する図。
【図３】符号化処理のステップを示すフローチャート。
【図４】図３で記述されたコードブック再配列ステップを示す図。
【図５】エンコーダのブロック図。
【符号の説明】
【００４８】
１０，１６…エンコーダ、１２，１８…通信チャンネル、１４，２０…デコーダ、２００，４０４，５１２…コードブック、２０２〜２１６…ゲイン入力、４０６…ヒストグラム、５００…エンコーダ装置、５０２…パラメータ評価部、５０４…パラメータ量子化部、５０６…パケット有効部、５０８…頻度履歴生成器、５１０…コードブック再配列部