(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声を符号化してビットフレームにする方法であって、
音声信号をデジタル化してデジタル音声サンプル列にすることと、
一群のデジタル音声サンプルに関して、有声化メトリクスパラメータを推定することと、
連続する複数のデジタル音声サンプル群について各々推定された複数の有声化メトリクスパラメータをセットとして、該有声化メトリクスパラメータセットを合同で量子化して、エンコーダ有声化メトリクスビットセットを生成することと、
ビットフレームに上記エンコーダ有声化メトリクスビットセットを包含すること、を含み、
上記有声化メトリクスパラメータセットの合同量子化が、
有声化メトリクス残余パラメータを、所定の周波数帯域における上記デジタル音声サンプルの基本周波数についての高調波周波数でのエネルギーを表す有声化エネルギーと、上記所定の周波数帯域における上記基本周波数の高調波周波数以外の非高調波周波数におけるエネルギーを表す有声化エラー項との比を変換した変換比として演算することと、
複数の上記有声化メトリクス残余パラメータを結合して有声化メトリクス残余パラメータセットとすることと、
結合された上記有声化メトリクス残余パラメータセットを量子化すること、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
デジタル音声サンプルを、各サブフレームが複数のデジタル音声サンプルを含むサブフレーム列に分割することと、
サブフレーム列からのサブフレームを１つのフレームに対応するものとして指定すること、をさらに含み、
デジタル音声サンプル群が上記フレームに対応する上記複数のサブフレームに対応している請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記有声化メトリクスパラメータセットの合同量子化が、複数サブフレームの各々について少なくとも１つの有声化メトリクスパラメータの合同量子化を含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
上記有声化メトリクスパラメータセットの合同量子化が、単一サブフレームについて複数の有声化メトリクスパラメータの合同量子化を含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
上記複数の有声化メトリクス残余パラメータの結合は、上記複数の有声化メトリクス残余パラメータに対して線形変換を実行し各サブフレームについての変換された有声化メトリクス残余パラメータセットを生成することを含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
上記結合された有声メトリクス残余パラメータセットの量子化は、少なくとも１つのベクトル量子化器を使用することを含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
上記ビットフレームが、上記エンコーダ有声化メトリクスビットセットの少なくとも幾つかを保護する複数の冗長エラー制御ビットを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
上記有声化メトリクスパラメータ以外の追加的な音声モデルパラメータを量子化することによって複数の追加エンコーダビットを生成することと、該追加エンコーダビットを上記ビットフレーム内に包含すること、をさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
上記追加音声モデルパラメータが、スペクトル振幅を表すパラメータを含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
上記追加音声モデルパラメータが、基本周波数を表すパラメータを含む請求項８記載の方法。
【請求項１１】
上記追加音声モデルパラメータが、スペクトル振幅を表すパラメータを含む請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声の符号化と復号化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声の符号化及び復号化は多大なアプリケーションを有し、広範な研究が行われてきた。概して、音声圧縮と称される音声コーティングタイプは、音声の品質または了解度を事実上低減することなしに、音声信号表示に必要なデータ伝送速度を低減しようと努めている。音声圧縮技術は、音声コーダによって実行することができる。
【０００３】
音声コーダは通常、エンコーダとデコーダを含むものとされている。エンコーダは、マイクロフォンで生成されたアナログ信号をアナログ・デジタル変換器を使用して変換することにより生成可能であるようなデジタル表示音声から、圧縮されたビットストリームを生成する。デコーダは、圧縮されたビットストリームを、デジタル・アナログ変換器及びスピーカを通じた再生に適する音声のデジタル表現に変換する。実際のアプリケーションでは、エンコーダとデコーダは物理的に分離され、両者間をビットストリームが通信チャネルを使用して伝送されることが多い。
【０００４】
音声コーダの主要パラメータはコーダが達成する圧縮の程度であり、これは、エンコーダによって生成されるビットストリームのビット伝送速度で測られる。エンコーダのビット伝送速度は、概して、希望する忠実度（即ち、音声品質）と使用する音声コーダタイプとの関数である。様々なタイプの音声コーダが、高速（毎秒８ｋｂを越えるもの）、中速（毎秒３−８ｋｂ）及び低速（毎秒３ｋｂ未満）で作動するように設計されている。最近は、広範な移動通信アプリケーション（セルラ電話、衛星電話、陸上移動無線、機内電話等）に関連して、中速及び低速の音声コーダが注目されている。こうしたアプリケーションは典型的には、高品質の音声、及び音響ノイズ、チャネルノイズ（ビットエラー等）に起因する人工物に対する強靭さを必要としている。
【０００５】
ボコーダは、移動通信に対する高度な適用可能性が実証されている音声コーダの一種である。ボコーダは、短い時間間隔の励起に対するシステムの応答として音声をモデル化する。ボコーダシステムの例としては、線形予測ボコーダ、準同形ボコーダ、チャネルボコーダ、正弦変換コーダ（「ＳＴＣ」）、多帯域励起（「ＭＢＥ」）ボコーダ、改良型多帯域励起（「ＩＭＢＥ（登録商標）」）ボコーダ等がある。こうしたボコーダでは、音声が、各々モデルパラメータのセットによって特徴づけられた複数の短いセグメント（典型的には、１０−４０ｍｓ）に分割される。こうしたパラメータは典型的には、セグメントのピッチ、有声化状態、スペクトル包絡線等、各音声セグメントの基本的なエレメントを表現している。ボコーダは、こうした各パラメータに関して、多くの周知の表現のうちの１つを使用することができる。例えば、ピッチは、ピッチ周期、基本周波数または長期予測遅延として表現が可能である。同様に、有声化状態は、１つまたは複数の有声化メトリクス、有声化確率測定値または周期的エネルギーと確率的エネルギーの比によって表示が可能である。スペクトル包絡線は、全極フィルタレスポンスによって表現されることが多いが、スペクトル振幅のセットまたはその他のスペクトル測定値によって表示することもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ほんの少数のパラメータを使用して音声セグメントを表現できることから、ボコーダのようなモデルを基礎とする音声コーダは、典型的には、中速乃至低速のデータ伝送速度で作動可能である。しかしながら、モデルベースのシステムの品質は、基礎となるモデルの精度に依存する。従って、こうした音声コーダが高性能音声を達成しようとするならば、高忠実度のモデルを使用しなければならない。
【０００７】
高性能音声を提供し、中低速のビット伝送速度で良好に作動することが実証されている音声モデルの１つに、グリフィン（Ｇｒｉｆｆｉｎ）とリム（Ｌｉｍ）によって開発された多帯域励起（ＭＢＥ）音声モデルがある。このモデルは、より自然に響く音声の生成を可能にするフレキシブルな有声化構造を使用しており、音響的な背景ノイズの存在に対してより強靭となっている。この特性によって、ＭＢＥ音声モデルは、多くの商業的な移動通信アプリケーションに使用されている。
【０００８】
ＭＢＥ音声モデルは、基本周波数、バイナリ有声化／無声化（Ｖ／ＵＶ）メトリクスまたは決定セット及びスペクトル振幅のセットを使用して音声セグメントを表現する。ＭＢＥモデルは、セグメント毎の従来式の単一Ｖ／ＵＶ決定を、各決定が特定の周波数帯域内の有声化状態を表示する決定セットに標準化する。有声化モデルに於けるこの自在性の付加により、ＭＢＥモデルは、多少の摩擦音等の混合された有声音に対してより順応したものとなっている。この自在性の付加はまた、音響的背景ノイズによって悪化した音声のより正確な表現を可能にしている。広範な試験は、この一般化によって声の品質及び了解度が向上することを実証している。
【０００９】
ＭＢＥベースの音声コーダのエンコーダは、各音声セグメントについてモデルパラメータセットを推定する。ＭＢＥモデルパラメータには、基本周波数（ピッチ周期の逆数）、有声化状態を特徴づけるＶ／ＵＶメトリクスまたは決定セット及びスペクトル包絡線を特徴づけるスペクトル振幅のセットが含まれる。各セグメントについてＭＢＥモデルパラメータを推定した後、エンコーダは、同パラメータを量子化してビットフレームを生成する。エンコーダは選択的に、こうしたビットをエラー修正／検出コードで保護した上で、最終的なビットストリームを対応するデコーダへ向けてインタリーブし、伝送することができる。
【００１０】
デコーダは、受信したビットストリームを元の個々のフレームに変換する。この変換の一部として、デコーダは、逆インタリーブ及びエラー制御復号化を実行してビットエラーを修正または検出することができる。デコーダは次に、ビットフレームを使用してＭＢＥモデルパラメータを再構成する。デコーダは、これを使用して、知覚的にオリジナル音声に類似した音声信号を合成する。デコーダは、有声化された要素と無声化された要素を別個に合成し、次に有声化要素と無声化要素とを加えて最終的な音声信号を生成することができる。
【００１１】
ＭＢＥベースのシステムでは、エンコーダは、スペクトル振幅を使用して、推測された基本周波数の各高調波に於けるスペクトル包絡線を表示する。エンコーダは次に、各高調波周波数のスペクトル振幅を推定する。各高調波は、対応する高調波を含む周波数帯域が有声化または無声化の何れであると言明されているかによって、有声化されているか無声化されているかが指定される。高調波周波数が有声化されていると指定されているときは、エンコーダは、高調波周波数が無声化されていると指定されている場合に使用される振幅推定量とは異なる振幅推定量を使用することができる。デコーダでは、有声化された高調波と無声化された高調波とが識別され、有声化要素と無声化要素とが異なる手順を使用して別々に合成される。無声化要素は、白色ノイズ信号を濾過するために、重複加重法を使用して合成が可能である。当該方法によって使用されるフィルタは、有声化されていると指定された全ての周波数帯域をゼロに設定し、それ以外は、無声化されていると指定された領域のスペクトル振幅に整合させる。有声化要素は、同調された発振器バンクを使用して合成される。有声化されていると指定された各高調波に対して、発振器１つが割り当てられている。瞬時の振幅、周波数及び位相が補間されて、隣接セグメントに於ける対応パラメータとの整合が行われる。
【００１２】
ＭＢＥベースの音声コーダには、ＩＭＢＥ（登録商標）音声コーダ及びＡＭＢＥ（登録商標）音声コーダが含まれる。ＡＭＢＥ（登録商標）音声コーダは、初期のＭＢＥベース技術を改良して開発されたものであり、励起パラメータ（基本周波数及び有声化決定）のより粗である推定方法を含んでいる。この方法は、実際の音声に於いて発見される変化及びノイズをより良く追跡する能力がある。ＡＭＢＥ（登録商標）音声コーダは、典型的には１６チャネルを含むフィルタバンクと非線形性を使用して、励起パラメータの高信頼的推定を可能にする元となるチャネル出力セットを生成する。チャネル出力は、結合、処理されて基本周波数が推定される。その後、数個（例、８つ）の有声化帯域の各々に於けるチャネルが処理され、各有声化帯域の有声化決定（またはその他の有声化メトリクス）が推定される。
【００１３】
ＡＭＢＥ（登録商標）はまた、有声化決定とは別にスペクトル振幅も推定することができる。これを行うために、音声コーダは、ウィンドウ内に表示された各音声サブフレームの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を演算し、推定された基本周波数の倍数である周波数領域に於けるエネルギーを平均する。この方法にはさらに、推定されたスペクトル振幅から、ＦＦＴサンプリンググリッドによって導入された人工物を除去する補正を含めることができる。
【００１４】
ＡＭＢＥ（登録商標）音声コーダはまた、有声化された音声の合成に使用される位相情報を、当該位相情報をエンコーダからデコーダへ明確に伝送することなく再生する位相合成要素を包含することができる。ＩＭＢＥ（登録商標）音声コーダの場合と同じく、有声化決定を基礎とするランダム位相合成の適用が可能である。代替として、デコーダは、再生されたスペクトル振幅に平滑核を印加して、ランダムに生成された位相情報よりも知覚的にオリジナル音声のそれに近い可能性のある位相情報を生成することができる。
【００１５】
上述の技術は、例えば、フラナガン（Ｆｌａｎａｇａｎ）著「音声の解析、合成及び認識」Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、１９７２年、３７８−３８６頁（周波数を基礎とした音声解析−合成システムについて記述している）、ジャヤン（Ｊａｙａｎｔ）他著「波形のデジタルコーディング」Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ、１９８４年（音声のコード化について概説している）、米国特許第４，８８５，７９０号（正弦処理方法について記述している）、米国特許第５，０５４，０７２号（正弦処理方法について記述している）、アルメイダ（Ａｌｍｅｉｄａ）他著「有声化音声の非定常モデリング」ＩＥＥＥ  ＴＡＳＳＰ、ＡＳＳＰ−３１巻  第３号、１９８３年６月、６６４−６７７頁（調波モデリングと関連コーダについて記述している）、アルメイダ（Ａｌｍｅｉｄａ）他著「可変周波数の合成：改良型高調波コーディング法」ＩＥＥＥ会報  ＩＣＡＳＳＰ  ８４、２７．５．１−２７．５．４頁（多項有声化合成法について記述している）、クォーティエリ（Ｑｕａｔｉｅｒｉ）他著「正弦表示を基礎とする音声変換」ＩＥＥＥ  ＴＡＳＳＰ、ＡＳＳＰ３４巻  第６号、１９８６年１２月、１４４９−１９８６頁（正弦表示に基づく解析−合成技術について記述している）、マッカレイ（ＭｃＡｕｌａｙ）他著「音声の正弦表示を基礎とする中速コーティング」会報ＩＣＡＳＳＰ  ８５、９４５−９４８頁、Ｔａｍｐａ、ＦＬ、１９８５年３月２６−２９日（正弦変換音声コーダについて記述している）、グリフィン（Ｇｒｉｆｆｉｎ）著「マルチバンド励起ボコーダ」Ｐｈ．Ｄ．Ｔｈｅｓｉｓ、Ｍ．Ｉ．Ｔ、１９８７年（ＭＢＥ音声モデルと毎秒８０００バイトのＭＢＥ音声コーダについて記述している）、ハードウィック（Ｈａｒｄｗｉｃｋ）著「４．８ｋｂｐｓマルチバンド励起音声コーダ」ＳＭ．Ｔｈｅｓｉｓ、Ｍ．Ｉ．Ｔ、１９８８年５月（毎秒４８００バイトのＭＢＥ音声コーダについて記述している）、通信産業連盟（ＴＩＡ）「ＡＰＣＯプロジェクト２５ボコーダ解説」１．３版、１９９３年７月１５日、ＩＳ１０２ＢＡＢＡ（ＡＰＣＯプロジェクト２５スタンダードの毎秒７．２キロバイトのＩＭＢＥ（登録商標）音声コーダについて記述している）、米国特許第５，０８１，６８１号（ＩＭＢＥ（登録商標）ランダム位相合成について記述している）、米国特許第５，２４７，５７９号（ＭＢＥを基礎とする音声コーダのチャネルエラー軽減方法とフォーマット強化方法について記述している）、米国特許第５，２２６，０８４号（欧州特許出願第９２９０２７７２．０号）（ＭＢＥを基礎とする音声コーダの量子化及びエラー軽減方法について記述している）、米国特許第５，５１７，５１１号（欧州特許出願第９４９０２４７３．１号）（ＭＢＥを基礎とする音声コーダのビット優先順位決定方法とＦＥＣエラー制御方法について記述している）等に記述されている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、例えば、無線通信チャネルを低いデータ伝送速度で伝送されるビットストリームから高品質の音声を生成するための無線通信システムに於いて使用する音声コーダを特徴としている。本音声コーダは、低いデータ伝送速度、高品質音声及び背景ノイズ及びチャネルエラーに対する強靭さを結合させたものである。本音声コーダは、２つ以上の連続するサブフレームから推定された有声化メトリクスを合同で量子化する多重サブフレーム有声化メトリクス量子化器によって高性能を達成している。この量子化器は、先行システムよりも少ないビット数を使用して有声化メトリクスの量子化を行ない、先行システムと比肩しうる忠実度を達成する。本音声コーダは、ＡＭＢＥ（登録商標）音声コーダとして実行することができる。ＡＭＢＥ（登録商標）音声コーダは、「励起パラメータの推定」と題する１９９８年２月３日発行の米国特許第５，７１５，３６５号（欧州特許出願第９５３０２２９０．２号）、「マルチバンド励起音声コーダのスペクトル表示」と題する１９９８年５月１９日発行の米国特許第５，７５４，９７４号及び「再生位相情報を使用する音声合成」と題する１９９７年１２月３１日発行の米国特許第５，７０１，３９０号に於いて概説されている。
【００１７】
ある態様に於いては、概して、音声が符号化されてビットフレームとなる。音声信号は、デジタル化されてデジタル音声サンプル列となる。デジタル音声サンプル群に関して、有声化メトリクスパラメータセットが推定される。当該セットは、多数の有声化メトリクスパラメータを含んでいる。有声化メトリクスパラメータは次に、合同で量子化されてエンコーダ有声化メトリクスビットセットが生成される。その後、エンコーダ有声化メトリクスビットはビットフレームに包含される。
【００１８】
実行に際しては、以下のような１つまたは複数の特徴を包含することができる。デジタル音声サンプルは、各々が多数のデジタル音声サンプルを含むサブフレーム列に分割することができる。この列内のサブフレームは、１フレームに対応するものとして指定が可能である。デジタル音声サンプル群は、フレームのサブフレームに対応することが可能である。多数の有声化メトリクスパラメータの合同量子化は、多数のサブフレームの各々に関して少なくとも１つの有声化メトリクスパラメータを合同で量子化すること、または単一のサブフレームに関して多数の有声化メトリクスパラメータを合同で量子化すること、を包含可能である。
【００１９】
合同量子化は、有声化メトリクス残余パラメータを、有声化エラーベクトルと有声化エネルギーベクトルとの変換比として演算することを包含可能である。サブフレームからの残余有声化メトリクスパラメータは結合が可能であり、結合された残余パラメータは量子化が可能である。
【００２０】
フレームのサブフレームからの残余パラメータは、残余パラメータに対して線形変換を実行することにより結合が可能であり、次に結合される各サブフレームの変換残余係数が生成される。結合された残余パラメータは、ベクトル量子化器を使用して量子化が可能である。
【００２１】
ビットフレームは、少なくとも幾つかのエンコーダ有声化メトリクスビットを保護する冗長エラー制御ビットを包含可能である。有声化メトリクスパラメータは、ＭＢＥベースの音声モデルについて推定された有声化状態を表現することができる。
【００２２】
有声化メトリクスパラメータ以外の音声モデルパラメータを合同で量子化することにより、追加的なエンコーダビットを生成することができる。この追加的エンコーダビットは、ビットフレーム内に包含することができる。追加音声モデルパラメータには、スペクトル振幅及び基本周波数を表すパラメータが含まれる。
【００２３】
その他の一般的な態様に於いては、１フレームの複数のサブフレームの複数の基本周波数パラメータが合同で量子化され、エンコーダ基本周波数ビットセットが生成される。これは、ビットフレーム内に包含される。合同量子化は、残余基本周波数パラメータを基本周波数パラメータの変換平均と各基本周波数パラメータとの差として演算することを包含可能である。サブフレームからの残余基本周波数パラメータは結合が可能であり、結合された残余パラメータは量子化が可能である。
【００２４】
残余基本周波数パラメータは、残余パラメータに対して線形変換を実行することにより結合が可能であり、各サブフレームの変換残余係数が生成される。結合された残余パラメータは、ベクトル量子化器を使用して量子化が可能である。
ビットフレームは、少なくとも幾つかのエンコーダ基本周波数ビットを保護する冗長エラー制御ビットを包含可能である。基本周波数パラメータは、ＭＢＥベースの音声モデルについて推定された基本周波数の対数を表示することができる。
【００２５】
有声化メトリクスパラメータ以外の音声モデルパラメータを量子化することにより、追加的なエンコーダビットを生成することができる。この追加的エンコーダビットは、ビットフレーム内に包含することができる。
【００２６】
他の一般的な態様に於いては、１フレームの１サブフレームの１つの基本周波数パラメータが量子化され、量子化された基本周波数パラメータを使用して当該フレームの他のサブフレームの１つの基本周波数パラメータが補間される。次いで、量子化された基本周波数パラメータと補間された基本周波数パラメータが結合され、エンコーダ基本周波数ビットセットが生成される。
【００２７】
さらに他の一般的な態様に於いては、上述の通りに符号化されているビットフレームから音声が復号される。デコーダ有声化メトリクスビットがビットフレームから抽出され、音声フレームの複数のサブフレームに関する有声化メトリクスパラメータの合同再構成に使用される。サブフレームの再構成された有声化メトリクスパラメータの幾つかまたは全てを含む音声モデルパラメータを使用して、音声フレーム内の各サブフレームについてデジタル音声サンプルが合成される。
【００２８】
実行に際しては、以下のような１つまたは複数の特徴を包含することができる。合同再構成は、デコーダ有声化メトリクスビットを逆量子化してフレームの結合された残余パラメータセットを再構成することを包含可能である。結合された残余パラメータからは、各サブフレームの残余パラメータを別々に演算することができる。有声化メトリクスビットから、有声化メトリクスパラメータを形成することができる。
【００２９】
各サブフレーム別の残余パラメータは、フレームの結合残余パラメータからフレームの有声化メトリクス残余パラメータを分離することによって演算することができる。フレームの有声化メトリクス残余パラメータについて逆変換を実行し、各サブフレーム別の残余パラメータを生成することができる。有声化メトリクスデコーダパラメータについて逆ベクトル量子化変換を実行することにより、変換された残余パラメータから別々の有声化メトリクス残余パラメータを演算することができる。
【００３０】
ビットフレームは、有声化メトリクスパラメータ以外の音声モデルパラメータを表示する追加的なデコーダビットを包含可能である。音声モデルパラメータには、スペクトル振幅、基本周波数またはスペクトル振幅、基本周波数双方を表示するパラメータが含まれる。
【００３１】
再構成される有声化メトリクスパラメータは、多帯域励起（ＭＢＥ）音声モデルに於いて使用可能な有声化メトリクスを表すことができる。ビットフレームは、少なくとも幾つかのデコーダ有声化メトリクスビットを保護する冗長エラー制御ビットを包含可能である。逆ベクトル量子化を１つまたは複数のベクトルに適用して、フレームの結合残余パラメータセットを再構成することができる。
【００３２】
その他の態様に於いては、上述の通りに符号化されているビットフレームから音声が復号される。デコーダ基本周波数ビットがビットフレームから抽出される。デコーダ基本周波数ビットを使用して、音声フレームの複数のサブフレームに関する基本周波数パラメータが合同で再構成される。サブフレームの再構成された基本周波数パラメータを含む音声モデルパラメータを使用して、音声フレーム内の各サブフレームについてデジタル音声サンプルが合成される。
【００３３】
実行に際しては、以下のような特徴を包含することができる。合同再構成は、デコーダ基本周波数ビットを逆量子化してフレームの結合された残余パラメータセットを再構成することを包含可能である。結合された残余パラメータからは、各サブフレームの残余パラメータを別々に演算することができる。フレームの平均基本周波数残余パラメータの対数を演算可能であり、また各サブフレームの基本周波数微分残余パラメータの対数を演算可能である。別々の微分残余パラメータを平均基本周波数残余パラメータの対数に加算して、フレーム内の各サブフレームに関する再構成された基本周波数パラメータを形成することができる。
【００３４】
上述の技術は、コンピュータのハードウェアまたはソフトウェア、或いは両者を結合したものに於いて実行することができる。しかしながら、本技術は、任意の特定のハードウェアまたはソフトウェアに限定されない。本技術は、音声の符号化または復号化に使用可能なあらゆる演算または処理環境に於いて適用の場を見い出すことができる。本技術は、デジタル信号処理チップによって実行され、例えば当該チップに付属する記憶装置等に保存可能なソフトウェアとして実行することができる。本技術はまた、各々がプロセッサ、プロセッサによる読み取りが可能な保存媒体（揮発性及び不揮発性メモリ及び／或いは格納要素を含む）及び２つ以上の出力装置を含む複数のプログラマブルコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムに於いて実行が可能である。入力装置を使用して入力されたデータにプログラムコードが印加され、上述の機能が実行されて出力情報が生成される。出力情報は、１つまたは複数の出力装置に印加される。
【００３５】
各プログラムは、高レベルの手順または目的指向性プログラミング言語に於いて実行され、コンピュータシステムと通信することができる。本プログラムはまた、希望があればアッセンブラ言語または機械語に於いて実行可能である。何れの場合も、言語は、コンパイラ言語または翻訳言語であることも可能である。
【００３６】
こうした各コンピュータプログラムは、汎用または専用プログラマブルコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体または装置（ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスクまたは磁気ディスケット等）に格納することが可能であり、コンピュータは、記憶媒体または装置がコンピュータによって読み取られると本明細書に記述された手順を実行するように構成され、作動する。本システムはまた、記憶媒体の形態に起因してコンピュータが特定または予定の方法で作動するような、コンピュータプログラムに付随して形成された、コンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体として実行可能であると考えることができる。
【００３７】
その他の特徴及び優位点は、図面を含む以下の説明及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【００３８】
【発明の実施の形態】
ある実施例を、セルラ電話または衛星電話、移動無線、エアホン及びボイスページャ等の無線通信に、またセキュアテレフォニー及び音声マルチプレクサ等の有線通信に、また留守番電話及び口述録音機等に於ける音声のデジタル保存に適用可能な新規ＡＭＢＥ（登録商標）音声コーダ、またはボコーダ、の文脈に於いて説明する。図１を参照すると、ＡＭＢＥ（登録商標）エンコーダが、サンプル抽出された入力音声を処理し、５−３０ミリ秒毎にサブフレームパラメータセットを生成するＡＭＢＥ（登録商標）解析器１２０を使用して入力音声１１０の第１回目の解析を行って出力ビットストリームを生成する。２つの連続するサブフレーム、１３０及び１４０からのサブフレームパラメータは、フレームパラメータ量子化器１５０に供給される。パラメータは次にフレームパラメータ量子化器１５０によって量子化され、量子化された出力ビットフレームが形成される。フレームパラメータ量子化器１５０の出力は、オプションである前方向エラー訂正（ＦＥＣ）エンコーダ１６０へと供給される。エンコーダによって生成されたビットストリーム１７０は、チャネルを通って伝送されるか、記録媒体に保存が可能である。ＦＥＣエンコーダ１６０によって提供されたエラーコーティングは、伝送チャネルまたは記録媒体によって導入されるほとんどのエラーを修正することができる。伝送または記憶媒体にエラーがない場合は、ＦＥＣエンコーダ１６０は、さらなる冗長性を付加することなく、フレームパラメータ量子化器１５０によって生成されたビットをエンコーダ出力１７０へと通過させることができる。
【００３９】
図２は、フレームパラメータ量子化器１５０のより詳細なブロック図である。２つの連続するサブフレームの基本周波数パラメータが、基本周波数量子化器２１０によって合同で量子化されている。両サブフレームの有声化メトリクスは、有声化量子化器２２０によって処理される。両サブフレームのスペクトル振幅は、振幅量子化器２３０によって処理される。量子化されたビットは、結合器２４０内で結合され、フレームパラメータ量子化器の出力２５０が形成される。
【００４０】
図３は、基本周波数量子化器の１実施例を示している。基本周波数量子化器２１０によって受信された２つの基本周波数パラメータは、ｆｕｎｄ１及びｆｕｎｄ２として示されている。量子化器２１０は、ログプロセッサ３０５及び３０６を使用して、両基本周波数パラメータの対数（典型的には底は２）を生成する。ログプロセッサ３０５（ｌｏｇ2（ｆｕｎｄ１））及び３０６（ｌｏｇ2（ｆｕｎｄ２））の出力は、平均化器３１０によって平均され、０．５（ｌｏｇ2（ｆｕｎｄ１）＋ｌｏｇ2（ｆｕｎｄ２））として表示可能な出力が生成される。平均化器３１０の出力は、４ビットスカラー量子化器３２０によって量子化される。但し、ビット数の変動は、容易に調整される。本質的に、スカラー量子化器３２０は、平均化器３１０の高精度出力、これは例えば、１６または３２ビット長である可能性がある、を、１６の量子化レベルの内の１つに関連して４ビット出力に写す。特別な量子化レベルを表すこの４ビット数字は、可能性のある１６の量子化レベルの各々を平均化器の出力と比較し、最も近いものを量子化器出力として選択することにより決定することができる。オプションとして、スカラー量子化器がユニホームスカラー量子化器であれば、この４ビット出力は、平均化器の出力プラス偏差を予定のステップサイズΔで除し、ビット数によって決定された許容可能領域内の最も近い整数に丸めることにより決定することができる。
【００４１】
ユニホーム４ビットスカラー量子化器で使用される典型的な公式は、以下の通りである。
【数１】
0004101957.tif 000002
【００４２】
スカラー量子化器によって演算された出力、ビット数、は、結合器３５０を通過し、基本周波数量子化器の出力３６０の４つの最重要ビットが形成される。
量子化器３２０の４つの出力ビットはまた、４ビット逆スカラー量子化器３３０にも入力される。４ビット逆スカラー量子化器３３０は、この４ビットを、平均化器３１０の出力に類似してやはり高精度値であるその元の関連量子化器レベルへと変換する。この変換は、４つの出力ビットに対する各可能性が単一の量子化レベルに関連しているテーブルルックアップを通じて実行が可能である。オプションとして、逆スカラー量子化器がユニホームスカラー量子化器であれば、この変換は以下のように、４つのビット数に予定のステップサイズΔを乗じ、偏差を加算して出力量子化ｑｌを演算することにより達成が可能である。
【００４３】
【数２】
0004101957.tif 000003
ここで、Δは、量子化器３２０で使用されたものと同じである。減算ブロック３３５及び３３６は、ｌｏｇ2（ｆｕｎｄ１）及びｌｏｇ2（ｆｕｎｄ２）から逆量子化器３３０の出力を減算し、６ビットベクトル量子化器３４０に入力される２要素差分ベクトルを生成する。
【００４４】
６ビットベクトル量子化器３４０への２つの入力は、二次元の差分ベクトル：（ｚ０，ｚ１）として処理される。両成分ｚ０、ｚ１は、１つのフレームに含まれる２つのサブフレームからの差分要素（即ち、０番目のサブフレームの後に１番目のサブフレームが続く）を表している。この二次元ベクトルは、付録Ａの「基本周波数ＶＱコードブック（６ビット）」のような表に於ける二次元ベクトル（ｘ０（ｉ），ｘ１（ｉ））と比較される。この比較は、典型的には以下のように計算される距離測度、ｅ（ｉ）、に基づいて行われる。
【００４５】
【数３】
ｅ（ｉ）＝ｗ０*［ｘ０（ｉ）−ｚ０］2＋ｗ１*［ｘ１（ｉ）−ｚ１］2
ここで、ｉ＝０，１，．．．，６３。
但し、ｗ０及びｗ１は、有声化エネルギーの多いサブフレームからの要素に対してはエラー貢献度を低減し、有声化エネルギーの少ないサブフレームからの要素に対してはエラー貢献度を増大させる重み値である。好適な重みは、以下のように演算される。
【００４６】
【数４】
0004101957.tif 000004
但しＣ＝定数であり、好適な値は０．２５である。変数ｖｅｎｅｒi（０）及びｖｅｎｅｒi（１）は、ｉ番目の周波数帯域の各々０番目と１番目のサブフレームの有声化エネルギー項を表し、変数ｖｅｒｒi（０）及びｖｅｒｒi（１）は、ｉ番目の周波数帯域の各々０番目と１番目のサブフレームの有声化エラー項を表している。ｅ（ｉ）を最小にするベクトルの指数ｉは、ベクトル量子化器３４０の６ビット出力を生成するために表から選択される。
【００４７】
ベクトル量子化器は、任意の二次元ベクトルに対して提供する量子化パターン数を低減することにより、基本周波数の符号化に必要なビット数を低減させる。経験的データは、任意の話者に関して、基本周波数はサブフレーム毎に極度に変化しないことを示しており、従って、表２，表３によって提供されている量子化パターンは、ｘ０（ｎ）及びｘ１（ｎ）の小値へとより密に集束される。基本周波数の小さい変動に高密度の量子化レベルが存在することから、ベクトル量子化器は、サブフレーム間の基本周波数のこうした小さな変化をより正確に写すことができる。従って、ベクトル量子化器は、音声品質を極度に低下させることなく、基本周波数の符号化に必要なビット数を低減させる。
【００４８】
６ビットベクトル量子化器３４０の出力は、結合器３５０によって４ビットスカラー量子化器３２０の出力と結合される。スカラー量子化器３２０からの４ビットは、基本周波数量子化器２１０の出力３６０に於ける最重要ビットを形成し、ベクトル量子化器３４０からの６ビットは、出力３６０の重要度の低いビットを形成する。
【００４９】
図４は、合同基本周波数量子化器の第２の実施例を示している。ここでもやはり、基本周波数量子化器２１０によって受信される２つの基本周波数パラメータがｆｕｎｄ１及びｆｕｎｄ２として示されている。量子化器２１０は、ログプロセッサ４０５及び４０６を使用して、両基本周波数パラメータの対数（典型的には底は２）を生成する。第２サブフレームに関するログプロセッサ４０５の出力ｌｏｇ2（ｆｕｎｄ１）は、Ｎ＝４乃至８ビット（一般的には、Ｎ＝６）を使用してスカラー量子化４２０される。典型的には、ユニホームスカラー量子化器が以下の公式を使用して適用される。
【００５０】
【数５】
0004101957.tif 000005
量子化レベル表で構成される非ユニホームスカラー量子化器もまた、適用が可能である。出力であるビット数は、結合器４５０へと移行し、基本周波数量子化器の出力４６０のＮ個の最重要ビットを形成する。出力ビットはまた、逆スカラー量子化器４３０へと送られる。逆スカラー量子化器４３０は、ｌｏｇ2（ｆｕｎｄ１）に対応し、入力されたビットから以下の公式に従って再構成された量子化レベルを出力する。
【００５１】
【数６】
0004101957.tif 000006
現行フレームの再構成された量子化レベルｑｌ（０）は、１フレーム遅延要素４１０に入力される。１フレーム遅延要素４１０は、先行フレームからの類似値（即ち、先行フレームの第２サブフレームに対応する量子化レベル）を出力する。現行及びｑｌ（−１）として明示された遅延量子化レベルは、共に２ビットまたは類似の補間器に入力される。２ビット補間器は、表１に示された補間規則から、可能性のある４つの出力のうちでｌｏｇ2（ｆｕｎｄ２）に最も近いものを選択する。但し、ｑｌ（０）＝ｑｌ（−１）である場合は、量子化の精度を向上させるために他とは異なる規則が使用される。
【００５２】
【表１】
0004101957.tif 000007
ｌｏｇ2（ｆｕｎｄ２）に最も近い結果を生じさせる補間規則の２ビット指数ｉは、補間器４４０から出力され、結合器４５０に入力されて基本周波数量子化器４６０の出力の２つのＬＳＢを形成する。
【００５３】
図５を参照すると、有声化メトリクス量子化器２２０は、連続するサブフレームについて有声化メトリクスの合同量子化を実行する。有声化メトリクスは、ｎ番目のサブフレームのｋ番目の周波数帯域に於けるエネルギーを表す有声化エネルギー５１０、ｖｅｎｅｒk（ｎ）、と、ｎ番目のサブフレームのｋ番目の周波数帯域に於ける非高調波周波数でのエネルギーを表す有声化エラー項５２０、ｖｅｒｒk（ｎ）、との関数として表示することができる。変数ｎの値は、先行フレームの最終サブフレームは−１、現行フレームの２つのサブフレームは０及び１、次のフレームの最初のサブフレーム（遅延を考慮した上で利用可能であるとき）は２である。変数ｋは、８つの離散的周波数帯域に対応する０から７までの値を有している。
【００５４】
平滑器５３０は、現行フレームに於ける２つのサブフレームの各々について有声化メトリクスに平滑化操作を適用し、出力値εk（０）及びεk（１）を生成する。εk（０）の値は、以下のようにして計算される。
【数７】
0004101957.tif 000008
また、εk（１）の値は、次の２つの方法のうちの何れかによって計算される。１つの追加的な遅延サブフレームをボイスエンコーダに加えることにより予めｖｅｎｅｒk（２）及びｖｅｒｒk（２）が演算されているときは、εk（１）は以下のようにして計算される。
【００５５】
【数８】
0004101957.tif 000009
ｖｅｎｅｒk（２）及びｖｅｒｒk（２）が予め演算されていないときは、εk（１）の値は以下のようにして計算される。
【００５６】
【数９】
0004101957.tif 000010
Ｔは有声化限界値であって基準値０．２を有し、βは定数であって基準値０．６７を有する。
【００５７】
平滑器５３０からの両サブフレームの出力値εkは、非線形変換器５４０に入力され、以下のようにして出力値ｌｖkが生成される。
【数１０】
0004101957.tif 000011
ここで、ｋ＝０，１，．．．、但し、γの基準値は０．５であり、オプションとして、ρ（ｎ）は単純化して定数値である０．５に等しく設定し、ｄ0（ｎ）とｄ1（ｎ）の計算の必要性をなくすることができる。
【００５８】
現行フレームに関する非線形変換器の出力である、ｋ＝０，１．．．７、ｎ＝０，１のときの１６個の要素ｌｖk（ｎ）は、有声化ベクトルを形成する。このベクトルは、次いで、対応する有声化エネルギー項５５０、ｖｅｎｅｒk（０）、と共にベクトル量子化器５５０に入力される。典型的には、２つの方法のうちの１つがベクトル量子化器５６０によって適用されるが、多くの変形方法も使用が可能である。
【００５９】
第１の方法では、ベクトル量子化器が、単一ステップに於いて１６要素有声化ベクトル全体を量子化する。このベクトル量子化器は、その入力された有声化ベクトルを処理し、これを表４，表５に於ける「１６要素有声化メトリクスＶＱコードブック（６ビット）」のような関連するコードブック表の中のあらゆる可能な量子化ベクトルｘj（ｉ）、ｊ＝０，１，．．．，１５、と比較する。ベクトル量子化器によって比較される可能性のある量子化ベクトルの数は、典型的には２Nである。ここで、Ｎは当該ベクトル量子化器によって出力されるビット数である（典型的には、Ｎ＝６）。この比較は、加重平方距離、ｅ（ｉ）、を基礎としており、Ｎビットベクトル量子化器のｅ（ｉ）は、以下のようにして計算される。
【００６０】
【数１１】
0004101957.tif 000012
ベクトル量子化器５６０の出力は、コードブック表にあるｅ（ｉ）を最小にすることが発見されている量子化ベクトルのＮビット指数、ｉ、であり、ベクトル量子化のこの出力が、各フレームの有声化量子化器２２０の出力を形成する。
【００６１】
第２の方法では、ベクトル量子化器が有声化ベクトルを複数のサブベクトルに分割し、その各々が個々にベクトル量子化される。量子化に先だって大きいベクトルを複数のサブベクトルに分割することにより、ベクトル量子化器の複雑さとメモリ要件が低減される。多くの異なる分割を適用すれば、サブベクトルの数及び長さに多くの変形を生み出すことができる（例、８＋８、５＋５＋６、４＋４＋４＋４、．．．）。可能性のある１つの変形は、有声化ベクトルを、２つの８要素サブベクトル、ｌｖk（０）、ｋ＝０，１．．．７、及びｌｖk（１）、ｋ＝０，１．．．７、に分割することである。これは、有声化ベクトルを、第１サブフレームのための１つのサブベクトルと、第２サブフレームのための他のサブベクトルとに有効に分割する。各サブベクトルは個々にベクトル量子化され、以下のように、Ｎビットベクトル量子化器のｅn（ｉ）が最小にされる。
【００６２】
【数１２】
0004101957.tif 000013
ここで、ｉ＝０，１，．．．，２N−１、但し、ｎ＝０，１である。各２N量子化ベクトル、ｘj（ｉ）、但しｉ＝０，１，．．．，２N−１、は、８要素長（即ち、ｊ＝０，１，．．．，７）である。有声化ベクトルをサブフレームによって等しく分割することの１つの優位点は、フレーム内の２つのサブフレーム間では概して統計値に変化がないことから、両サブベクトルのベクトル量子化に同一のコードブック表を使用できることにある。表６には、４ビットコードブックの例「８要素有声化メトリクス分割ＶＱコードブック（４ビット）」が示されている。有声化量子化器２２０の出力でもあるベクトル量子化器５６０の出力は、個々のベクトル量子化器から出力されるビット数を結合して生成される。個々のベクトル量子化器は、２つの８要素サブベクトルのベクトル量子化に各々Ｎビットが使用されるとして、分割段階で２Ｎビットを出力する。
【００６３】
新たな基本量子化器及び有声化量子化器は、スペクトル振幅を量子化する様々な方法によって結合が可能である。図６が示すように、振幅量子化器２３０は、ＡＭＢＥ（登録商標）解析器から２つの連続するサブフレームの振幅パラメータ６０１ａ及び６０１ｂを受信する。パラメータ６０１ａは、奇数番号のサブフレーム（即ち、フレームの最終サブフレーム）のスペクトル振幅を表し、指数１が与えられている。奇数付番されたサブフレームの振幅パラメータ数は、Ｌ1で示されている。パラメータ６０１ｂは、偶数番号のサブフレーム（即ち、フレームの最初のサブフレーム）のスペクトル振幅を表し、指数０が与えられている。偶数付番されたサブフレームの振幅パラメータ数は、Ｌ0で示されている。
【００６４】
パラメータ６０１ａは、対数圧伸器６０２ａを通過する。対数圧伸器６０２ａは、パラメータ６０１ａに含まれる各Ｌ1振幅に対して２を底とする対数演算を実行し、Ｌ1要素から成るベクトルである信号６０３ａを生成する。
【数１３】
ｙ［ｉ］＝ｌｏｇ2（ｘ［ｉ］）
ここで、ｉ＝１，２，．．．，Ｌ1、但し、ｘ［ｉ］はパラメータ６０１ａを表し、ｙ［ｉ］は、信号６０３ａを表している。圧伸器６０２ｂは、パラメータ６０１ｂに含まれる各Ｌ0振幅に対して２を底とする対数演算を実行し、Ｌ0要素から成るベクトルである信号６０３ｂを生成する。
【００６５】
【数１４】
ｙ［ｉ］＝ｌｏｇ2（ｘ［ｉ］）
ここで、ｉ＝１，２，．．．，Ｌ0、但し、ｘ［ｉ］はパラメータ６０１ｂを表し、ｙ［ｉ］は、信号６０３ｂを表している。平均値計算機６０４ａ及び６０４ｂは、対数圧伸器６０２ａ及び６０２ｂによって生成された信号６０３ａ及び６０３ｂを受信し、各サブフレームの平均値６０５ａ及び６０５ｂを算出する。この平均値、またはゲイン値、は当該サブフレームの平均音声レベルを表しており、両サブフレームのスペクトル振幅の対数の平均を演算してサブフレーム内の調波数に依存するオフセットを加えることにより決定される。
【００６６】
信号６０３ａの場合、平均値は以下のように計算される。
【数１５】
0004101957.tif 000014
但し、出力ｙ1は、各フレームの最終サブフレームに対応する平均信号６０５ａを表している。信号６０３ｂの場合、平均値は以下のように計算される。
【００６７】
【数１６】
0004101957.tif 000015
但し、出力ｙ0は、各フレームの第１サブフレームに対応する平均信号６０５ｂを表している。
【００６８】
平均信号６０５ａ及び６０５ｂは、平均ベクトル量子化器６０６によって量子化される。平均ベクトル量子化器６０６は、典型的には８ビットを使用し、演算された平均ベクトル（ｙ0，ｙ1）を、表７〜表１２に示す「平均ベクトルＶＱコードブック（８ビット）」のようなコードブック表に記載された各候補ベクトルと比較する。この比較は、候補コードブックベクトル（ｘ０（ｉ），ｘ１（ｉ））の典型的には以下のように計算される距離測度、ｅ（ｉ）、に基づいて行われる。
【数１７】
ｅ（ｉ）＝［ｘ０（ｉ）−ｙ0］2＋［ｘ１（ｉ）−ｙ1］2
ここで、ｉ＝０，１，．．．，２５５。
ｅ（ｉ）を最小にする候補ベクトルの８ビット指数ｉが、平均ベクトル量子化器６０８ｂの出力を形成する。平均ベクトル量子化器の出力は、次いで結合器６０９に送られ、振幅量子化器の出力の一部を形成する。この平均ベクトル量子化器に適用される他のハイブリッドベクトル／スカラー方法が、１９９７年３月１４日に提出された「スペクトルパラメータの多重サブフレーム量子化」と題する米国特許出願第０８／８１８，１３０号に記述されている。
【００６９】
再度図６を参照すると、信号６０３ａ及び６０３ｂは、ブロックＤＣＴ量子化器６０７に入力される。但し、このブロックＤＣＴ量子化器６０７には、他の形式の量子化器も使用可能である。ブロックＤＣＴ量子化器の変形は、一般に採用されている。第１の変形例では、２つのサブフレーム信号６０３ａ及び６０３ｂが順番に量子化される（先に最初のフレーム、次いで最終フレーム）が、第２の変形例では、信号６０３ａ及び６０３ｂが合同で量子化される。第１変形例の優位点は、予測の基礎を先行フレームの最終サブフレームではなく先行サブフレーム（即ち、最初のサブフレーム）とし得ることから、最終サブフレームの予測がより有効であることにある。さらに、第１変形例は典型的に第２変形例ほど複雑でなく、必要な係数記憶も少ない。第２変形例の優位点は、合同量子化に２つのサブフレーム間の冗長性をより良く活用する傾向があり、量子化歪みが低下し、音声品質が向上することにある。
【００７０】
ブロックＤＣＴ量子化器６０７の例は、米国特許第５，２２６，０８４号（欧州特許出願第９２９０２７７２．０号）に記述されている。この例では、先行サブフレームに基づいて予測信号を演算し、次いでこの予測信号をスケーリング及び減算して差分信号を生成することにより、信号６０３ａ及び６０３ｂが順次量子化される。各サブフレームの差分信号は、次いで少数のブロック、典型的には１サブフレーム当たり６または８ブロック、に分割され、各ブロック毎に離散的余弦変換（ＤＣＴ）が演算される。各サブフレーム毎に、各ブロックからの第１ＤＣＴ係数がＰＲＢＡベクトルの形成に使用され、各ブロックの残りのＤＣＴ係数が、可変長のＨＯＣベクトルを形成する。ＰＲＢＡベクトル及びＨＯＣベクトルは、次いで、ベクトルまたはスカラー量子化の何れかを使用して量子化される。出力ビットは、ブロックＤＣＴ量子化器の出力６０８ａを形成する。
【００７１】
ブロックＤＣＴ量子化器６０７のその他の例は、１９９７年３月１４日に提出された「スペクトルパラメータの多重サブフレーム量子化」と題する米国特許出願第０８／８１８，１３０号に開示されている。この例では、ブロックＤＣＴ量子化器が、両サブフレームからのスペクトルパラメータを合同で量子化する。まず、各サブフレームの予測信号が、先行フレームの最終サブフレームを基礎として演算される。この予測信号は、縮小され（典型的な縮尺係数は０．６５または０．８）、両信号６０３ａ、６０３ｂから減算される。結果として得られた差分信号は、次いで複数のブロック（１サブフレームにつき４ブロック）に分割され、各ブロックがＤＣＴで処理される。各ブロックからの最初から２つのＤＣＴ係数をさらなる２×２変換セット及び８点ＤＣＴへ送ることにより、各サブフレームの８要素ＰＲＢＡベクトルが形成される。各ブロックの残りのＤＣＴ係数は、サブフレーム毎に４ＨＯＣベクトルセットを形成する。次に、現行フレームの２つのサブフレームからの対応するＰＲＢＡベクトル及びＨＯＣベクトル間で、和／差演算が実行される。結果的に得られた和／差成分はベクトル量子化され、ベクトル量子化器の結合された出力はブロックＤＣＴ量子化器６０８ａの出力を形成する。
【００７２】
さらなる例では、米国特許出願第０８／８１８，１３０号に開示された合同サブフレーム方法は、先行フレームの最終サブフレームからでなく、先行サブフレームから各サブフレームの予測信号を演算し、２つのサブフレームからのＰＲＢＡ及びＨＯＣベクトルの結合に使用される和／差演算を省くことによって、連続サブフレーム量子化器に転換可能である。ＰＲＢＡ及びＨＯＣベクトルは、次いでベクトル量子化され、結果として得られた両サブフレームのビット数が結合されてスペクトル量子化器８ａの出力を形成する。この方法は、より効率的なブロック分割及びＤＣＴ演算と結合された、より有効な予測戦略の使用を可能にする。しかしながら、この場合は、合同量子化によって追加される効率から利益は得られない。
【００７３】
スペクトル量子化器６０８ａからの出力ビットは、結合器６０９に於いて６０６から出力される量子化されたゲインビット６０８ｂと結合され、その結果、振幅量子化器の出力６１０が形成される。出力６１０はまた、図２の振幅量子化器２３０の出力をも形成する。
【００７４】
実施例についてもまた、ＡＭＢＥ（登録商標）音声デコーダの文脈に於いて記述することができる。図７が示すように、デジタル化され符号化された音声は、ＦＥＣデコーダ７１０によって処理が可能である。フレームパラメータ逆量子化器７２０は、次いで、本質的には上述の量子化工程の逆を行って、フレームパラメータデータをサブフレームパラメータ７３０及び７４０に変換する。サブフレームパラメータ７３０及び７４０は、次いでＡＭＢＥ（登録商標）音声デコーダ７５０に送られ、音声出力７６０に変換される。
【００７５】
図８は、フレームパラメータ逆量子化器の詳細図である。デバイダ８１０は、着信する符号化された音声信号を、基本周波数逆量子化器８２０と、有声化逆量子化器８３０と、多重サブフレーム振幅逆量子化器８４０とに分割する。こうした逆量子化器は、サブフレームパラメータ８５０及び８６０を生成する。
【００７６】
図９は、図３に示した量子化器を補足する基本周波数逆量子化器８２０の一例を示している。基本周波数量子化ビットはデバイダ９１０に供給され、デバイダ９１０は、同ビットを４ビット逆一様スカラー量子化器９２０と、６ビット逆ベクトル量子化器９３０とに供給する。スカラー量子化器の出力９４０は、加算器９６０及び９６５を使用して、逆ベクトル量子化器の出力９５０及び９５５と結合される。結果的な信号は、次いで逆圧伸器９７０及び９７５を通り、サブフレーム基本周波数パラメータｆｕｎｄ１及びｆｕｎｄ２を形成する。先に編入した参考文献に記述されているような、或いは上述の量子化技術を補足するような他の逆量子化技術の使用は可能である。
他の実施例は、特許請求の範囲の権利範囲内に存在する。
【表２】
0004101957.tif 000016
【表３】
0004101957.tif 000017
【表４】
0004101957.tif 000018
【表５】
0004101957.tif 000019
【表６】
0004101957.tif 000020
【表７】
0004101957.tif 000021
【表８】
0004101957.tif 000022
【表９】
0004101957.tif 000023
【表１０】
0004101957.tif 000024
【表１１】
0004101957.tif 000025
【表１２】
0004101957.tif 000026
【図面の簡単な説明】
【図１】  ＡＭＢＥ（登録商標）ボコーダシステムのブロック図である。
【図２】  合同パラメータ量子化器のブロック図である。
【図３】  基本周波数量子化器のブロック図である。
【図４】  代替の基本周波数量子化器のブロック図である。
【図５】  有声化メトリクス量子化器のブロック図である。
【図６】  多重サブフレームスペクトル振幅量子化器のブロック図である。
【図７】  ＡＭＢＥ（登録商標）デコーダシステムのブロック図である。
【図８】  合同パラメータ逆量子化器のブロック図である。
【図９】  基本周波数逆量子化器のブロック図である。
【符号の説明】
１１０…音声入力、  １２０…ＡＭＢＥサブフレーム解析器、  １３０…サブフレーム１パラメータ、  １４０…サブフレーム２パラメータ、  １５０…フレームパラメータ電子化器、  １６０…ＦＥＣエンコーダ、  ２１０…基本周波数量子化器、  ２２０…有声化電子化器、  ２３０…多重サブフレーム振幅量子化器。
【図１】
0004101957.tif 000027
【図２】
0004101957.tif 000028
【図３】
0004101957.tif 000029
【図４】
0004101957.tif 000030
【図５】
0004101957.tif 000031
【図６】
0004101957.tif 000032
【図７】
0004101957.tif 000033
【図８】
0004101957.tif 000034
【図９】
0004101957.tif 000035