(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号帳がパルスの振幅／位置の組み合わせ（Ａk）のセットから成り、
各パルスの振幅／位置の組み合わせがＬ個の異なる位置を定義し、パルスの組み合わせのそれぞれの位置ｐ＝１、２、....Ｌに割り当てられたゼロ振幅および非ゼロ振幅パルスの双方を含み、
各非ゼロ振幅パルスがｑ個の可能な振幅のうちの少なくとも１つをとるようになっており、サウンド信号の符号化に関連し前記符号帳においてサーチを実行する方法であって、
前記符号帳サーチ実行方法が
サウンド信号に関連し、パルスの振幅／位置の組み合わせ（Ａk）のサブセットを前記符号帳から予め選択する工程と、
サウンド信号を符号化するためにパルスの振幅／位置の組み合わせの前記サブセットのみをサーチする工程とを備え、よって符号帳のパルスの振幅／位置の組み合わせのサブセットのみをサーチしながら、サーチの複雑性を低減し、
予め選択する前記工程が位置ｐ＝１、２、....Ｌとｑ個の可能な振幅との間の振幅／位置関数（Ｓp）をサウンド信号に関連して予め確定することを含み、
振幅／位置関数（Ｓp）を予め確定する前記工程がｑ個の可能な振幅のうちの１つを各位置ｐに有効な振幅として予め割り当てる工程を含み
各位置ｐにｑ個の可能な振幅のうちの１つを予め割り当てる工程が、
サウンド信号を処理して後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除去された残留信号Ｒ’を発生する工程と、
後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除去された残留信号Ｒ’に応答して振幅予測ベクトルＢを計算する工程と、
前記位置ｐの各々に対し前記ベクトルＢの振幅予測値Ｂpを量子化し、前記位置ｐに対し選択すべき振幅を得る工程とを備え、
パルス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）のサブセットをサーチする工程が予め確定された関数（Ｓp）により予め割り当てられた振幅に等しい振幅を各々有する非ゼロ振幅のパルスを有する前記符号帳のうちのパルス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）にサーチを限定することを含む、サウンド信号の符号化に関連して符号帳においてサーチを実行する方法。
【請求項２】
振幅予測ベクトルＢを計算する工程が、
次の正規化されたフォームの後方フィルタリングされた目標信号Ｄ
0004187556.tif 000055
を次の正規化されたフォームのピッチ除去された残留信号Ｒ’
0004187556.tif 000056
に加算し、次のフォーム
0004187556.tif 000057
（ここでβは固定された定数である）の振幅予測ベクトルＢを得る工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
βが０と１との間にある値を有する固定された定数である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記位置ｐの各々に対し振幅ベクトル予測値を量子化する前記工程が、次の式
0004187556.tif 000058
（ここでデノミネータ
0004187556.tif 000059
は非ゼロ振幅パルスのピーク振幅を表示する正規化ファクタである）を使って前記ベクトルＢのピーク値が正規化された振幅の予測値Ｂpを量子化することを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
パルス位置のトラックのセットに従って符号帳のうちの組み合わせ（Ａk）の非ゼロ振幅パルスの位置ｐを制限する工程を更に含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法
【請求項６】
各トラックのパルス位置と他のトラックのパルス位置とがインターリーブされている、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記パルスの組み合わせ（Ａk）の各々がＮ個の非ゼロ振幅パルスを含み、
トラックのセットがＮ個の非ゼロ振幅パルスにそれぞれ関連したＮ個のトラックのパルス位置を含み、
各トラックのパルス位置がＮ−１個の他のトラックのパルス位置とインターリーブされており、
前記位置ｐを制限する工程が各非ゼロ振幅パルスのパルス位置を関連するトラックの位置に制限することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記パルス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）の各々がＮ個の非ゼロ振幅パルスを含み、前記パルス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）の前記サブセットをサーチする前記工程が次の式
0004187556.tif 000060
（ここで、各ループのための計算式はＮ個のネスト状のループのうちの最も外側のループから最も内側のループへ別個のラインで表示され、ｐnは組み合わせのｎ番目の非ゼロ振幅パルスの位置であり、Ｕ’（ｐx、ｐy）が位置ｐのうちの位置ｐxに予め割り当てられた振幅
0004187556.tif 000061
および位置ｐのうちの位置ｐyに予め割り当てられた振幅
0004187556.tif 000062
に従属した関数である）に従って、Ｎ個のネスト状のループにより計算されたデノミネータ
0004187556.tif 000063
を有する所定の比を最大にする工程を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記所定の比を最大にする工程が、
次の不等式
0004187556.tif 000064
（ここで、
0004187556.tif 000065
は位置ｐnに予め割り当てられた振幅であり、
0004187556.tif 000066
は目標ベクトルＤのｐn番目の成分であり、ＴDは後方フィルタリングされた目標ベクトルＤに関連したスレッショルドである）が真である時に、Ｎ個のネスト状のループの少なくとも最も内側のループをスキップする工程を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
符号帳がパルスの振幅／位置の組み合わせ（Ａk）のセットから成り、
各パルスの振幅／位置の組み合わせがＬ個の異なる位置を定義し、パルスの組み合わせのそれぞれの位置ｐ＝１、２、....Ｌに割り当てられたゼロ振幅および非ゼロ振幅パルスの双方を含み、
各非ゼロ振幅パルスがｑ個の可能な振幅のうちの少なくとも１つをとるようになっており、サウンド信号の符号化に関連し前記符号帳においてサーチを実行する装置であって、
前記符号帳サーチ実行装置が
サウンド信号に関連し、パルスの振幅／位置の組み合わせ（Ａk）のサブセットを前記符号帳から予め選択する手段と、
サウンド信号を符号化するためにパルスの振幅／位置の組み合わせの前記サブセットのみをサーチする手段とを備え、よって符号帳のパルスの振幅／位置の組み合わせのサブセットのみをサーチしながら、サーチの複雑性を低減し、
予め選択する前記手段が位置ｐ＝１、２、....Ｌとｑ個の可能な振幅との間の振幅／位置関数（Ｓp）をサウンド信号に関連して予め確定する手段を含み、
振幅／位置関数（Ｓp）を予め確定する前記手段がｑ個の可能な振幅のうちの１つを各位置ｐに有効な振幅として予め割り当てる手段を含み
各位置ｐにｑ個の可能な振幅のうちの１つを予め割り当てる手段が、
サウンド信号を処理して後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除去された残留信号Ｒ’を発生する手段と、
後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除去された残留信号Ｒ’に応答して振幅予測ベクトルＢを計算する手段と、
前記位置ｐの各々に対し前記ベクトルＢの振幅予測値Ｂpを量子化し、前記位置ｐに対し選択すべき振幅を得る手段とを備え、
パルス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）のサブセットをサーチする工程が予め確定された関数（Ｓp）により予め割り当てられた振幅に等しい振幅を各々有する非ゼロ振幅のパルスを有する前記符号帳のうちのパルス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）にサーチを限定する手段を含む、サウンド信号の符号化に関連して符号帳においてサーチを実行する装置。
【請求項１１】
振幅予測ベクトルＢを計算するための手段が、
次の正規化されたフォームの後方フィルタリングされた目標信号Ｄ
0004187556.tif 000067
を次の正規化されたフォームのピッチ除去された残留信号Ｒ’
0004187556.tif 000068
に加算し、次のフォーム
0004187556.tif 000069
（ここでβは固定された定数である）の振幅予測ベクトルＢを得るための手段を含む、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
βが０と１との間にある値を有する固定された定数である、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記量子化手段が、前記位置ｐの各々に対し、次の式
0004187556.tif 000070
（ここでデノミネータ
0004187556.tif 000071
は非ゼロ振幅パルスのピーク振幅を表示する正規化ファクタである）を使用して前記ベクトルＢのピーク値が正規化された振幅の予測値Ｂpを量子化するための手段を含む、請求項１０〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
パルス位置のトラックのセットに従って符号帳のうちの組み合わせ（Ａk）の非ゼロ振幅パルスの位置ｐを制限する手段を更に含む、請求項１0〜１３のいずれかに記載の装置
【請求項１５】
各トラックのパルス位置と他のトラックのパルス位置とがインターリーブされている、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記パルスの組み合わせ（Ａk）の各々がＮ個の非ゼロ振幅パルスを含み、
トラックのセットがＮ個の非ゼロ振幅パルスにそれぞれ関連したＮ個のトラックのパルス位置を含み、
各トラックのパルス位置がＮ−１個の他のトラックのパルス位置とインターリーブされており、
前記制限する手段が各非ゼロ振幅パルスのパルス位置を関連するトラックの位置に制限することを含む、請求項１４記載の装置。
【請求項１７】
前記パルス振幅／位置の組み合わせの各々がＮ個の非ゼロ振幅パルスを含み、サーチ手段がデノミネータ
0004187556.tif 000072
を有する所定の比を最大にするための手段と、次の式
0004187556.tif 000073
（ここで、各ループのための計算式はＮ個のネスト状のループのうちの最も外側のループから最も内側のループへ別個のラインで表示され、ｐnは組み合わせのｎ番目の非ゼロ振幅パルスの位置であり、Ｕ’（ｐx、ｐy）は位置ｐのうちの位置ｐxに予め割り当てられた振幅
0004187556.tif 000074
および位置ｐのうちの位置ｐyに予め割り当てられた振幅
0004187556.tif 000075
に従属した関数である）に従って、Ｎ個のネスト状のループにより前記デノミネータ
0004187556.tif 000076
を計算するための手段とを含む、請求項１０〜１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記所定の比を最大にするための前記手段が、次の不等式
0004187556.tif 000077
（ここで、
0004187556.tif 000078
は位置ｐnに予め割り当てられた振幅であり、
0004187556.tif 000079
は目標ベクトルＤのｐn番目の成分であり、ＴDは後方フィルタリングされた目標ベクトルＤに関連したスレッショルドである）が真である時に、Ｎ個のネスト状のループの少なくとも最も内側のループをスキップするための手段を含む、請求項１５記載の装置。
【請求項１９】
複数のセルに分割された広大な地理的エリアにサービスを行うためのセルラー通信システムにおいて、
モービル携帯送信／受信ユニット（３）と、
前記セル内にそれぞれ設置されたセルラー基地局（２）と、
セルラー基地局（２）の間の通信を制御するための手段（５）と、
１つのセル内に設置された各モービルユニット（３）と前記１つのセルのセルラー基地局（２）との間で双方向に無線通信するサブシステムとを備え、該双方向無線通信サブシステムが、モービルユニット（３）およびセルラー基地局（２）の双方において、（ａ）スピーチ信号を符号化するための手段および符号化されたスピーチ信号を送信するための手段とを含む送信機と、（ｂ）符号化され送信されたスピーチ信号を受信するための手段および符号化され受信されたスピーチ信号を復号するための手段を含む受信機とを備え、
前記スピーチ信号符号化手段がスピーチ信号に応答し、スピーチ信号符号化パラメータを発生するための手段を含み、該スピーチ信号符号化パラメータ発生手段が前記スピーチ信号符号化パラメータのうちの少なくとも１つを発生するよう、符号帳にてサーチを実行するための、請求項１０〜１８のいずれかに記載の装置を含み、前記スピーチ信号が前記サウンド信号を構成するセルラー通信システム。
【請求項２０】
（ａ）スピーチ信号を符号化するための手段および符号化されたスピーチ信号を送信するための手段を含む送信機と、（ｂ）符号化され、送信されたスピーチ信号を受信するための手段および符号化され、受信されたスピーチ信号を復号化するための手段を備えた受信機とを含む、セルラーネットワーク要素（２）であって、
前記スピーチ信号符号化手段がスピーチ信号に応答し、スピーチ信号符号化パラメータを発生するための手段を含み、該スピーチ信号符号化パラメータ発生手段が前記スピーチ信号符号化パラメータのうちの少なくとも１つを発生するよう、符号帳にてサーチを実行するための、請求項１０〜１８のいずれかに記載の装置を含み、前記スピーチ信号が前記サウンド信号を構成するセルラーネットワーク基地局（２）。
【請求項２１】
（ａ）スピーチ信号を符号化するための手段および符号化されたスピーチ信号を送信するための手段を含む送信機と、（ｂ）符号化され、送信されたスピーチ信号を受信するための手段および符号化され、受信されたスピーチ信号を復号化するための手段を備えた受信機とを含む、セルラーモービル送信／受信ユニット（３）であって、
前記スピーチ信号符号化手段がスピーチ信号に応答し、スピーチ信号符号化パラメータを発生するための手段を含み、該スピーチ信号符号化パラメータ発生手段が前記スピーチ信号符号化パラメータのうちの少なくとも１つを発生するよう、符号帳にてサーチを実行するための、請求項１０〜１８のいずれかに記載の装置を含み、前記スピーチ信号が前記サウンド信号を構成するセルラーモービル送信／受信ユニット（３）。
【請求項２２】
モービル送信／受信ユニット（３）と、複数のセル内に位置するセルラー基地局（２）と、該セルラー基地局（２）の間の通信を制御するための手段（５）とを備え、複数のセルに分割された広い地理的エリアにサービスするためのセルラー通信システムにおいて、
１つのセル内に設置された各モービルユニット（３）と前記１つのセルのセルラー基地局（２）との間で双方向に無線通信するサブシステムとを備え、該双方向無線通信サブシステムが、モービルユニット（３）およびセルラー基地局（２）の双方において、（ａ）スピーチ信号を符号化するための手段および符号化されたスピーチ信号を送信するための手段とを含む送信機と、（ｂ）符号化され送信されたスピーチ信号を受信するための手段および符号化され受信されたスピーチ信号を受信するための手段を含む受信機とを備え、
前記スピーチ信号符号化手段がスピーチ信号に応答し、スピーチ信号符号化パラメータを発生するための手段を含み、該スピーチ信号符号化パラメータ発生手段が前記スピーチ信号符号化パラメータのうちの少なくとも１つを発生するよう、符号帳にてサーチを実行するための、請求項１０〜１８のいずれかに記載の装置を含み、前記スピーチ信号が前記サウンド信号を構成するセルラー通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサウンド信号を送信し、合成する観点から、サウンド信号、特にスピーチ（音声）信号（これのみに限定されず）をデジタル式に符号化するための改善された技術に関する。
【０００２】
良好な主観的な質とビットレートとを妥協させながら効率的なデジタルスピーチ符号化技術への要求は、衛星、地上モービル、デジタル無線すなわちパケットネットワーク、音声記憶、音声応答および無線電話を通した音声送信のような多数の用途で増大しつつある。
【０００３】
良好な質とビットレートとの妥協を図ることができる従来の最良の技術の１つとして、いわゆる符号励振線形予測（ＣＥＬＰ）技術がある。この技術によれば、スピーチ信号はＬ個のサンプル（すなわちベクトル）のブロックにサンプリングされ、ブロックとして処理される。ここで、Ｌは所定の数である。ＣＥＬＰ技術は符号帳を利用している。
【０００４】
ＣＥＬＰ技術で用いられる符号帳はＬ次元の符号ベクトルと称されるＬ個のサンプル長さのシーケンスのインデックスのついたセット（Ｌ個の異なる位置を決めるパルスの組み合わせであり、この組み合わせのそれぞれの位置ｐ＝１、２、…、Ｌに割り当てられたゼロ振幅パルスと非ゼロ振幅パルスの双方から成る）である。この符号帳は１〜Ｍまでの範囲のインデックスｋを含み、ここでＭはある数のビットｂで表示されることが多い符号帳のサイズを示す。
Ｍ＝２b
【０００５】
符号帳は物理的なメモリ（例えばルックアップテーブル）に記憶したり、または対応する符号ベクトル（例えば式）にインデックスを関連付けるための機構を参照できる。
【０００６】
ＣＥＬＰ技術によりスピーチ信号を合成するために、スピーチ信号のスペクトル特性をモデル化した時間可変フィルタを通して、符号帳からの適当な符号ベクトルをフィルタリングすることによって、スピーチサンプルの各ブロックを構成する。符号化器側では符号帳からの候補符号帳のすべてまたはサブセットに対して合成出力を計算する（符号帳サーチ）。保留された符号ベクトルは知覚的に重み付けされたひずみの尺度に従って、元の音声信号に最も近い合成出力を発生する符号ベクトルとなる。
【０００７】
第１のタイプの符号帳はいわゆる確率論的な符号帳である。これら符号帳の欠点は、かなりの物理的な記憶を行わなければならないことが多いことにある。これらの符号帳は確率論的、すなわちインデックスから関連する符号帳へのパスは、乱数すなわち多数の音声トレーニングセットに使用された統計学的技術の結果であるルックアップテーブルを必要とするという意味でランダムである。このような確率論的符号帳のサイズは記憶量および／またはサーチの複雑さによって制限される傾向がある。
【０００８】
第２タイプの符号帳は代数学的符号帳である。確率論的符号帳と対照すると、代数学的符号帳はランダムではなく、記憶装置を必要としない。代数学的符号帳はｋ番目の符号帳のパルスの振幅および位置が物理的記憶装置を全く必要としないか、または最小量しか必要としない規則により、インデックスｋから発生できるようになっているインデックスのついた符号ベクトルのセットとなっている。従って、代数学的符号帳のサイズは記憶条件によって制限されず、代数学的符号帳は効率的なサーチを行うようにも設計できる。
【０００９】
従って、本発明の課題はサウンド信号の符号化時に符号帳のサーチの複雑さを劇的に低減するための方法および装置を提供することにあり、このような方法および装置は大きなクラスの符号帳に適用可能である。
本発明の別の課題は、符号帳のサーチの複雑さを低減する見地から、符号帳パルスの組み合わせのサブセットをアプリオリに選択し、このサブセットに対しサーチすべき組み合わせを保留できる方法および装置を提供することにある。
更に別の課題は、サーチの複雑さを増すことなく符号ベクトルの個々の非ゼロ振幅のパルスがｑ個の可能な振幅のうちの少なくとも一つをとることができるようにすることにより、符号帳のサイズを大きくすることにある。
【００１０】
より詳細には、本発明によれば、各パルスの振幅／位置の組み合わせがＬ個の異なる位置を定義し、パルスの組み合わせのそれぞれの位置ｐ＝１、２、．．．．Ｌに割り当てられたゼロ振幅および非ゼロ振幅パルスの双方を含み、各非ゼロ振幅パルスがｑ個の可能な振幅のうちの少なくともひとつをとるようになっており、パルスの振幅／位置の組み合わせのセットから成る符号帳においてサウンド信号を符号化する観点からサーチを実行する方法であって、該方法が、
サウンド信号に関連し、パルスの振幅／位置の組み合わせのサブセットを前記符号帳から予め選択する工程と、
サウンド信号を符号化する観点からパルスの振幅／位置の組み合わせの前記サブセットのみをサーチする工程とを備え、よって符号帳のパルスの振幅／位置の組み合わせのサブセットのみをサーチしながら、サーチの複雑性を低減する、符号帳においてサーチを実行する方法が提供される。
【００１１】
予め選択する工程は位置ｐ＝１、２、．．．．Ｌにｑ個の可能な振幅のうちの有効な振幅を予め割り当てる関数Ｓをサウンド信号に関連して予め確定し、
サーチ工程は予め確定された関数に従う非ゼロ振幅のパルスを有する前記符号帳のパルス振幅／位置の組み合わせのみをサーチすることから成る。
【００１２】
更に本発明によれば、各パルスの振幅／位置の組み合わせがＬ個の異なる位置を定義し、パルスの組み合わせのそれぞれの位置ｐ＝１、２、・・・・Ｌに割り当てられたゼロ振幅および非ゼロ振幅パルスの双方を含み、各非ゼロ振幅パルスがｑ個の可能な振幅のうちの少なくとも１つをとるようになっており、パルスの振幅／位置の組み合わせのセットから成る符号帳においてサウンド信号を符号化する観点からサーチを実行するための装置であって、
サウンド信号に関連し、パルスの振幅／位置の組み合わせのサブセットを前記符号帳から予め選択するための手段と、
サウンド信号を符号化する観点からパルスの振幅／位置の組み合わせの前記サブセットのみをサーチするための手段とを備え、よって符号帳のパルスの振幅／位置の組み合わせのサブセットのみをサーチしながらサーチの複雑性を低減する、符号帳においてサーチを実行するための装置が提供される。
【００１３】
予め選択するための手段は位置ｐ＝１、２、・・・・Ｌに前記ｑ個の可能な振幅のうちの有効な振幅を予め割り当てる関数Ｓをサウンド信号に関連して予め確定するための手段を備え、サーチ手段は予め確定された関数に従う非ゼロ振幅のパルスを有する前記符号帳のパルス振幅／位置の組み合わせのサーチに限定するための手段を備える。
【００１４】
更に本発明によれば、複数のセルに分割された広大な地理的エリアにサービスを行うためのセルラー通信システムにおいて、
モービル携帯送信／受信ユニットと、
前記セル内にそれぞれ設置されたセルラー基地局と、
セルラー基地局との間の通信を制御するための手段と、
１つのセル内に設置された各モービルユニットと前記１つのセルのセルラー基地局との間で双方向に無線通信するサブシステムとを備え、該双方向無線通信サブシステムが、モービルユニットおよびセルラー基地局の双方において、（ａ）スピーチ信号を符号化するための手段および符号化されたスピーチ信号を送信するための手段とを含む送信機と、（ｂ）符号化され送信されたスピーチ信号を受信するための手段および符号化され受信されたスピーチ信号を受信するための手段を含む受信機とを備えたセルラー通信システムが提供される。
【００１５】
スピーチ信号符号化手段はスピーチ信号を符号化する観点から符号帳においてサーチを実行するための装置を備え、この符号帳はパルス振幅／位置の組み合わせのセットから成り、各パルス振幅／位置の組み合わせがＬ個の異なる位置を定義し、このパルスの組み合わせのそれぞれの位置ｐ＝１、２、・・・・Ｌに割り当てられたゼロ振幅パルスおよび非ゼロ振幅パルスの双方を含み、各非ゼロ振幅パルスがｑ個の異なる振幅のうちの少なくとも１つをとり、前記サーチ実行装置は、
スピーチ信号に関連し、パルスの振幅／位置の組み合わせのサブセットを前記符号帳から予め選択するための手段と、
スピーチ信号を符号化する観点からパルスの振幅／位置の組み合わせの前記サブセットのみをサーチするための手段とを備え、よって符号帳のパルスの振幅／位置の組み合わせのサブセットだけをサーチしながら、サーチの複雑性を低減し、
予め選択するための手段は位置ｐ＝１、２、・・・・Ｌに前記ｑ個の可能な振幅のうちの有効な振幅を予め割り当てる関数Ｓpをサウンド信号に関連して予め確定するための手段を備え、
サーチ手段が予め確定された関数に従う非ゼロ振幅のパルスを有する前記符号帳のパルス振幅／位置の組み合わせのサーチに限定するための手段を備える。
本発明の好ましい実施例によれば、ｑ個の可能な振幅のうちの１つを各位置ｐに有効な振幅として予め割り当て、パルス振幅／位置の組み合わせの非ゼロ振幅パルスの各々が前記非ゼロ振幅パルスの位置ｐに予め割り当てられた振幅Ｓpに等しい振幅を有する際に、予め確定された関数に従う。
【００１６】
好ましくは、各位置ｐにｑ個の可能な振幅のうちの１つを予め割り当てる工程は、
後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除去残留信号Ｒ’を発生するようサウンド信号を処理する工程と、
後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除去残留信号Ｒ’に応答して振幅予測ベクトルＢを計算する工程と、
前記位置ｐの各々に対し前記ベクトルＢの振幅予測値Ｂpを量子化し、前記位置ｐに対し選択すべき振幅を得る工程とを備える。
【００１７】
好ましくは、振幅予測ベクトルＢを計算する工程は、
次の正規化されたフォームの後方フィルタリングされた目標信号Ｄ
0004187556.tif 000002
を次の正規化されたフォームのピッチ除去残留信号Ｒ’
0004187556.tif 000003
に加算し、次のフォーム
0004187556.tif 000004
（ここでβは好ましくは０〜１の間にある値を有する固定された定数である）の振幅予測ベクトルＢを得る工程を含む。
【００１８】
本発明の更に好ましい実施例によれば、次の式
0004187556.tif 000005
（ここでデノミネータ
0004187556.tif 000006
は非ゼロ振幅パルスのピーク振幅を表示する正規化ファクタである）を使ってベクトルＢのピーク値が正規化された振幅の予測値Ｂpを量子化する。
パルスの組み合わせの各々はＮ個の非ゼロ振幅のパルスを含むことができ、更に少なくとも１つのＮ回インターリーブされた単一パルス順列符号に従って非ゼロ振幅パルスの位置ｐを制限することが好ましい。
【００１９】
符号帳をサーチすることは次の式
0004187556.tif 000007
【００２０】
（ここで、各ループのための計算式がＮ個のネスト状のループのうちの最も外側のループから最も内側のループへ別個のラインで表示され、ｐnが組み合わせのｎ番目の非ゼロ振幅パルスの位置であり、Ｕ’（ｐx、ｐy）が位置ｐのうちの位置ｐxに予め割り当てられた振幅
0004187556.tif 000008
および位置ｐのうちの位置ｐyに予め割り当てられた振幅
0004187556.tif 000009
に従属した関数である）に従って、Ｎ個のネスト状のループにより計算されたデノミネータ
0004187556.tif 000010
を有する所定の比を最大にする工程を含むことが好ましい。上記計算において、次の不等式
0004187556.tif 000011
【００２１】
（ここで、
0004187556.tif 000012
は位置ｐnに予め割り当てられた振幅であり、
0004187556.tif 000013
が目標ベクトルＤのｐn番目の成分であり、ＴDが後方フィルタリングされた目標ベクトルＤに関連したスレッショルドである）が真である時に、Ｎ個のネスト状のループの少なくとも最も内側のループをスキップすることができる。
添付図面を参照して、単なる例として示された本発明の好ましい実施例の対の非限定的な説明を読めば、本発明の課題、利点およびそれ以外の特徴がより明らかとなろう。
【００２２】
図５は、代表的なセルラー通信システム１のインフラストラクチャを示す。
【００２３】
本明細書では、本発明に係わるサーチ実施方法およびデバイスをセルラー通信システムに応用することを非限定的実施例として開示するが、これら方法およびデバイスはサウンド信号の符号化が必要とされる他の多くのタイプの通信システムでも同様な利点を発揮しながら使用できるものであることを念頭におくべきである。
【００２４】
セルラー通信システム例えば１では、広大なエリアを多数のより小規模のセルに分割することにより、広大な地理的エリアにわたって遠隔通信サービスを提供している。各セルは無線信号チャンネルおよびオーディオおよびデータチャンネルを提供するためにセルラー基地局２（図５）を有する。セルラーベース局のカバーエリア（セル）の範囲内の移動無線電話（モービル送信機／受信機ユニット）をページングし、基地局のセルの内外の他の無線電話または公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）４のような他のネットワークの呼び出しをするのに、無線信号化チャンネルが利用される。
【００２５】
無線電話３が一旦発呼または呼び出しの受信に成功すると無線電話３が位置するセルに対応するセルラー基地局２によってオーディオまたはデータチャンネルがセットアップされ、このオーディオまたはデータチャンネルを通して基地局２と無線電話３との間の通話が行われる。無線電話３は信号化チャンネルを通して制御またはタイミング情報を受信することも可能であり、この間、通話が進行する。
【００２６】
通話中に無線電話３がセルから離れ、別のセルに進入した場合、無線電話は通話中を新しいセル内の利用可能なオーディオまたはデータチャンネルへその通話をハンドオーバーする。同様に、通話が進行しない場合、無線電話が新しいセルに関連する基地局２にログオンするように、信号チャンネルを通して制御メッセージが送られる。このように、広大な地理的エリアにわたって移動通信が可能となる。
【００２７】
セルラー通信システム１は更に、例えば無線電話３とＰＳＴＮ４との間の通信中に、または第１セルにおける無線電話３と第２セル内の無線電話３との間の通信中にセルラー基地局２と公衆交換電話ネットワーク４との間の通信を制御するターミナル５を含む。
【００２８】
当然ながら、１つのセル内に位置する各無線電話３とそのセルのセルラー基地局２との間の通信を確定するのに双方向の無線通信サブシステムが必要である。かかる双方向の無線通信システムは一般に、無線電話３とセルラー基地局２の双方にて（ａ）スピーチ信号を符号化し、この符号化されたスピーチ信号をアンテナ例えば６または７を通して送信するための送信機と、（ｂ）同じアンテナ６または７を通して符号化され送信されたスピーチ信号を受信し、符号化され受信されたスピーチ信号を復号化するための受信機とを一般に含む。当業者には周知のように、双方向無線通信システムを通して、すなわち無線電話３と基地局２との間で、スピーチ信号を送信するのに必要なバンド幅を狭くするのに、音声の符号化が必要である。
【００２９】
本発明の目的は、オーディオまたはデータチャンネルを通してセルラー基地局２と無線電話３との間で、例えばスピーチ信号を双方向に送信するのに主観的な質とビットレートとを良好に妥協させた効率的なデジタルスピーチ符号化技術を提供することにある。図１は、このような効率的な技術を実行するのに適したデジタルスピーチ符号化デバイスの略ブロック図である。図１のスピーチ符号化デバイスは本発明に係わる振幅セレクタ１１２が追加された米国の元の特許出願第０７／９２７，５２８号の図１に示されたものと同じ符号化デバイスとなっている。元の米国特許出願第０７／９２７，５２８号は、「代数学的符号に基づく効率的なスピーチの符号化をするためのダイナミック符号帳」を発明の名称として１９９２年９月１０日に出願されたものである。
【００３０】
アナログスピーチ信号は、サンプリングされ、ブロック処理される。本発明はスピーチ信号への応用のみに限定されるものではないと理解すべきである。他のタイプのサウンド信号の符号化も行うことができる。
【００３１】
図示した実施例では、サンプリングされた入力スピーチＳのブロック（図１）はＬ個の連続するサンプルから成る。ＣＥＬＰ文献では、Ｌはサブフレーム長さと表示されており、一般に２０〜８０の間である。更にＬ個のサンプルのブロックはＬ次元のベクトルと称される。符号化方法の際に種々のＬ次元のベクトルが発生される。図１および２に示されるこれらベクトルのリストのみならず、送信されるパワーメータのリストも下記に示す。
【００３２】
主要Ｌ次元ベクトルのリスト
Ｓ    入力スピーチベクトル
Ｒ’  ピッチ除去残留ベクトル
Ｘ    目標ベクトル
Ｄ    後方フィルタリングされたターゲットベクトル
Ａk    代数学的符号帳からのインデックスｋの符号ベクトル
Ｃk    イノベーション（雑音源）ベクトル（フィルタリングされた符号ベク
トル）
【００３３】
送信されるパラメータのリスト
ｋ        符号ベクトルインデックス（代数学的符号帳の入力）
ｇ        利得
ＳＴＰ    （Ａ（ｚ）を定める）短期予測パラメータ
ＬＴＰ    （ピッチ利得ｂおよびピッチ遅れＴを定める）長期予測パラメータ
【００３４】
復号化の原理
まずデジタル入力信号（デマルチプレクサ２０５の入力信号）とサンプリングされた出力スピーチ信号（合成フィルタ２０４の出力信号）との間で実行される種々の工程を示す、図２のスピーチ復号化デバイスを説明することが好ましいと考える。
【００３５】
デマルチプレクサ２０５はデジタル入力チャンネルから受信した二進情報より４つの異なるパラメータ、すなわちインデックスｋと、利得ｇと、短期予測パラメータＳＴＰと、長期予測パラメータＬＴＰを抽出する。次の説明で述べるように、これら４つのパラメータに基づき、スピーチ信号の現在のＬ次元ベクトルＳが合成される。
【００３６】
図２のスピーチ復号化デバイスは代数学的符号発生器２０１と適応化プリフィルタ２０２から成るダイナミック符号帳２０８と、増幅器２０６と、加算器２０７と、長期予測器２０３と、合成フィルタ２０４とを含む。
【００３７】
第１ステップでは、代数学的符号発生器２０１はインデックスｋに応答して符号ベクトルＡkを発生する。
【００３８】
第２ステップでは、短期予想パラメータＳＴＰおよび／または長期予測パラメータＬＴＰが供給される適応化プリフィルタ２０２により、符号ベクトルＡkが処理され、出力イノベーションベクトルＣkが発生される。適応化プリフィルタ２０２の目的はスピーチ信号の質を高めるよう、すなわち人にとって耳障りな周波数によって生じる可聴ひずみを低減するように、出力イノベーションベクトルＣkの周波数内容をダイナミックに制御することにある。適応化プリフィルタ２０２の代表的な伝達関数Ｆ（ｚ）は次のように示される。
0004187556.tif 000014
【００３９】
Ｆa（ｚ）は０＜γ1＜γ2＜１を定数とするフォーマントプリフィルタであり、このプリフィルタはフォーマント領域を高め、特に５ｋｂｉｔ／ｓより低い符号化レートで極めて効果的に作動する。
【００４０】
Ｆb（ｚ）はＴを時間可変ピッチ遅れとし、ｂoを定数または現在または先のサブフレームからの量子化された長期ピッチ予測パラメータに等しくしたピッチプリフィルタである。Ｆb（ｚ）はすべてのレートにおけるピッチ高調波周波数を高めるのに極めて効果的であるので、Ｆ（ｚ）は一般に次のようなフォーマントプリフィルタと組み合わされることが多いピッチプリフィルタを含む。
Ｆ（Ｚ）＝Ｆa（Ｚ）Ｆb（Ｚ）
【００４１】
ＣＥＬＰ技術によれば、増幅器２０６を通した利得ｇだけ符号帳２０８からのイノベーションベクトルＣkを最初にスケーリングすることによって、サンプリングされた出力スピーチ信号
0004187556.tif 000015
を得る。次に加算器２０７は、フィードバックループ内に設けられ、次のように定義された伝達関数Ｂ（ｚ）を有するＬＴＰパラメータが供給された長期予測器２０３の出力Ｅ（合成フィルタ２０４の信号励振長期予測成分）へスケーリングされた波形ｇＣkを加算する。
Ｂ（Ｚ）＝ｂｚ-T
【００４２】
ここで、ｂおよびＴはそれぞれ上記のように定義されたピッチ利得および遅延である。
【００４３】
予測器２０３はスピーチのピッチ周期性をモデル化するよう、最後に受信されたＬＴＰパラメータｂおよびＴに従ったデンタル関数を有するフィルタである。この予測器２０３はサンプルの適当なピッチ利得ｂおよび遅延時間Ｔを導入する。複合信号Ｅ＋ｇＣkは伝達関数１／Ａ（ｚ）（Ａ（ｚ）は次の説明で定義する）を有する合成フィルタ２０４の信号励振を構成する。フィルタ２０４は最後に受信されたＳＴＰパラメータに従って正しいスペクトル整形を行う。より詳細にはフィルタ２０４はスピーチの共振周波数（フォーマント）をモデル化する。出力ブロック
0004187556.tif 000016
はサンプリングされ合成されたスピーチ信号であり、このスピーチ信号は当業者に周知の技術に従って適当なエリアシング防止フィルタリングによりアナログ信号に変換できる。
【００４４】
代数学的符号発生器２０１を設計するには多数の方法がある。上記米国特許出願第０７／９２７，５２８号に開示された、利点の多い方法は、少なくとも１つのＮ回インターリーブされた単一パルス順列符号を使用することから成る。
【００４５】
このような概念は、簡単な代数学的符号発生器２０１によって示される。本例ではＬ＝４０であり、４０次元符号ベクトルの組は
0004187556.tif 000017
と称すＮ＝５個の非ゼロ振幅パルスしか含まない。このようなより完全な表記方法では、ｐはサブフレーム内のｉ番目のパルスの位置を表す（すなわちｐiは０〜Ｌ−１の範囲となる）。
【００４６】
パルス
0004187556.tif 000018
は次のような８つの可能な位置ｐ1に限定されているものと仮定する。すなわちｐ＝０、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５＝０＋８ｍ1；
ｍ1＝０、１・・・・７。
【００４７】
トラック＃１と称すことができるこれら８つの位置内では、
0004187556.tif 000019
と７つのゼロ振幅パルスは自由な順列にできる。これは単一パルス順列符号である。次に、同じように残りのパルスの位置を制限することにより（すなわちトラック＃２、トラック＃４およびトラック＃５を制限することによって、かかる５つの単一パルス順列符号をインターリーブすることとする。
【００４８】
0004187556.tif 000020
【００４９】
ここで整数ｍi＝０、１、・・・・７は各パルス
0004187556.tif 000021
の位置ｐiを完全に定義していることに留意されたい。したがって、次の式を使用してｍiをストレートフォワードに多重化することによって、簡単な位置インデックスｋpを発生できる。
【００５０】
0004187556.tif 000022
上記パルストラックを使用することにより他の符号帳を発生できることを指摘したい。例えば最初の３つのパルスが最初の３つのトラックの位置をそれぞれ占め、一方、第４パルスがトラックを指定するために１ビットで第４トラックまたは第５トラックのいずれかを占める場合、４つのパルスしか使用できない。このようなデザインによって１３ビットポジションの符号帳が生じる。
【００５１】
従来技術では、符号ベクトルサーチが複雑であるという理由から、すべての実際の目的のために非ゼロ振幅パルスは固定した振幅をとっていた。パルス
0004187556.tif 000023
が可能なｑ個の振幅のうちの１つをとり得る場合、サーチではｑN個もの多くのパルス振幅の組み合わせを検討しなければならない。例えば第１実施例の５つのパルスが固定された振幅の代わりにｑ＝４個の可能な振幅、例えば
0004187556.tif 000024
−１、＋２、−２のうちの１つをとり得ることが認められる場合、代数学的符号帳のサイズは１５ビットから１５＋（５×２）ビット＝２５ビットまでジャンプする。すなわちサーチは１０００倍複雑となる。
【００５２】
本発明の目的は、高額な費用を支払うことなく、ｑ個の振幅のパルスで極めて良好な性能を達成できるという驚くべき事実を開示することにある。この解決案は、サーチを符号ベクトルの限られたサブセットに限定することにある。のちの説明に述べるように、符号ベクトルを選択する方法は入力スピーチ信号に関連する。
【００５３】
本発明の実際の利点は、符号ベクトルのサーチの複雑さを増すことなく、個々のパルスが異なる可能な振幅をとり得ることができるようにすることにより、ダイナミック代数学的符号帳２０８のサイズを増加できることにある。
【００５４】
符号化の原理
１０２〜１１２の番号の付いた１１個のモジュールに分解された図１の符号化システムにより、ブロックごとにサンプリングされたスピーチ信号Ｓを符号化する。これらモジュールのほとんどの機能および作動は、元の米国特許出願第０７／９２７，５２８号の説明と変わっていない。従って、次の説明は、各モジュールの機能および作動を少なくとも簡単に説明するものであるが、元の米国特許出願第０７／９２７，５２８号の開示に関連した新規事項について説明を集中する。
【００５５】
ＬＰＣスペクトルアナライザ１０２を使って従来技術により、スピーチ信号のＬ個のサンプルの各ブロックに対しては、短期予測（ＳＴＰ）パラメータと称される線形予測コーディング（ＬＰＣ）パラメータの一組を発生する。より詳細には、アナライザ１０２はＬ個のサンプルの各ブロックＳのスペクトル特性をモデル化するものである。
【００５６】
ＳＴＰパラメータの現在値に基づく次の伝達関数を有する白色化フィルタ１０３により、Ｌ個のサンプルの入力ブロックＳを白色化する。
0004187556.tif 000025
【００５７】
ここで、ａo＝１であり、ｚはいわゆるｚ変換の通常の変数である。図１に示すように、白色化フィルタ１０３は残留ベクトルＲを発生する。
ＬＴＰパラメータ、すなわちピッチ遅れＴおよびピッチ利得ｇを計算し、量子化するのに、ピッチ抽出器１０４が使用される。この抽出器１０４の初期状態は初期状態抽出器１１０からの値ＦＳにもセットされる。元の米国特許出願第０７／９２７，５２８号にはＬＴＰパラメータを計算し、量子化するための詳細な手順が記載されており、この方法は当業者に周知であると考えられるので、本明細書ではこれ以上説明しないこととする。
【００５８】
後のステップで使用するためのフィルタ応答特性ＦＲＣを計算するためにフィルタ応答特性化器１０５（図１）にＳＴＰおよびＬＴＰパラメータが供給される。このＦＲＣ情報はつぎの３つの成分（ここでｎ＝１、２、・・・・Ｌから成る）。
・ｆ（ｎ）：Ｆ（ｚ）の応答
Ｆ（ｚ）は一般にピッチプリフィルタを含むことに留意されたい。
0004187556.tif 000026
ここでγは知覚的ファクターである。より一般的にはｈ（ｎ）はプリフィルタＦ（ｚ）と、知覚的重み付けフィルタＷ（ｚ）と、合成フィルタ１／Ａ（ｚ）とのカスケードであるＦ（ｚ）Ｗ（ｚ）／Ａ（ｚ）のインパルス応答である。ここで、Ｆ（ｚ）および１／Ａ（ｚ）は図２の複号器で使用されているのと同じフィルタである。
【００５９】
・Ｕ（ｉ、ｊ）：つぎの式に従ったｈ（ｎ）の自動相関化：
0004187556.tif 000027
【００６０】
長期予測器１０６には適当なピッチ遅れＴおよび利得Ｂを使用して新しいＥ成分を形成するために、過去の励振信号（先のサブフレームのＥ＋ｇＣk）が供給される。
【００６１】
知覚的フィルタ１０７の初期状態は初期状態抽出器１１０から供給される値ＦＳにセットされる。減算器１２１（図１）によって計算されるピッチの除かれた残留ベクトルＲ’＝Ｒ−Ｅが知覚的フィルタ１０７に供給され、後方のフィルタの出力で目標ベクトルＸが得られる。図１に示されるように、フィルタ１０７にＳＴＰパラメータが印加され、これらパラメータに関してその伝達関数を変える。基本的にはＸ＝Ｒ’−Ｐ（ここでＰは過去の励振からの呼び出し音を含む長期予測パラメータ（ＬＴＰ）の寄与分を表示する）である。次のマトリックス表示でΔに適用されるＭＳＥ基準について説明できる。
【００６２】
0004187556.tif 000028
【００６３】
ここで、Ｈは次のようなｈ（ｎ）から形成されるＬ×Ｌのより低い三角テプリッツマトリックスである。ｈ（０）なる項はマトリックスの対角線を占め、ｈ（１）、ｈ（２）、・・・・ｈ（Ｌ−１）はそれぞれの低い対角線を占める。
図１のフィルタ１０８により後方へのフィルタリングステップが実行される。利得ｇに関し、上記式の誘導値を０にセットすると、次のような最適利得が生じる。
【００６４】
0004187556.tif 000029
ｇに対するこのような値を用いると、最小化は次のようになる。
0004187556.tif 000030
【００６５】
この目的は、最小化を達成する特定のインデックスｋを探すことである。
‖Ｘ‖2は固定された値であるので、次の値を最大にすることにより同じインデックスを見つけ出すことができる。
0004187556.tif 000031
【００６６】
ここで、Ｄ＝（ＸＨ）であり、
0004187556.tif 000032
である。
後方フィルタ１０８では後方にフィルタリングされた目標ベクトルＤ＝（ＸＨ）が計算される。この演算のための後方フィルタリングの項は時間反転されたＸのフィルタリングとして（ＸＨ）を解釈することから得られる。
【００６７】
上記元の米国特許出願第０７／９２７，５２８号の図１には、振幅セレクタ１１２しか加えられていない。この振幅セレクタ１１２の機能は最適化コントローラ１０９によってサーチされる符号ベクトルＡkを最も見込みのある符号ベクトルＡkに保留し、符号ベクトルサーチの複雑さを低減することにある。これまでの説明で述べたように、各符号ベクトルＡkはパルス振幅と位置との組み合わせ波形であり、この波形はＬ個の異なる位置ｐを構成し、ゼロ振幅パルスとこれら組み合わせのそれぞれの位置Ｐ＝１、２、・・・・Ｌに割り当てられた非ゼロ振幅パルスの双方を含み、ここで各非ゼロ振幅パルスはｑ個の異なる可能な振幅のうちの少なくとも１つをとる。
【００６８】
次に図３ａ、３ｂおよび３ｃを参照する。この振幅セレクタ１１２の目的は符号ベクトル波形の位置ｐとパルス振幅のｑ個の可能な値の間の関数Ｓpを予め確定することにある。符号帳サーチに先立ち、スピーチ信号に関する予め確定された関数Ｓpが発生される。より詳細には、この関数を予め設定するにはスピーチ信号に関連し、波形の各位置ｐにｑの可能な振幅のうちの少なくとも１つを予め割り当てることから成る（図３ａのうちの工程３０１）。
【００６９】
波形の各位置ｐに対しｑ個の振幅のうちの１つを予め割り当てるには、後方フィルタリングされた目標ベクトルＤおよびピッチ除去残留ベクトルＲ’に応答して、振幅予測ベクトルＢを計算する。より詳細には、振幅予測ベクトルＢは次のような正規化されたフォームの後方フィルタリングされた目標ベクトルＤ
0004187556.tif 000033
および正規化されたフォームのピッチ除去残留ベクトルＲ’
【００７０】
0004187556.tif 000034
を加算（図３ｂのサブステップ３０１−１）し、次のフォームの振幅予測ベクトルＢ
0004187556.tif 000035
を得るように計算される。ここでβは１／２の代表的な値を有する固定された定数である（βの値は代数学的符号で使用される非ゼロ振幅パルスのパーセントに応じて０と１との間に選択される）。
【００７１】
波形の各位置ｂに対してはベクトルＢの対応する振幅予測値Ｂpを量子化することによってその位置ｐに予め割り当てるべき振幅Ｓpが得られる。より詳細には、波形の各位置ｐに対して次の式を使ってベクトルＢのピーク値が正規化された振幅予測値Ｂpが量子化される（図３ｂのサブステップ３０１−２）。
0004187556.tif 000036
ここで、Ｑ（．）は量子化関数であり、
0004187556.tif 000037
【００７２】
は非ゼロ振幅パルスのピーク振幅を表示する正規化ファクタである。
ｑ＝２であり、すなわちパルスの振幅が２つの値だけしかとることができず
0004187556.tif 000038
非ゼロ振幅パルスの密度Ｎ／Ｌが１５％以下である重要な特殊なケースでは、βの値を０に等しくすることができ、振幅予測ベクトルＢは単に後方フィルタリングされた目標ベクトルＤに減少し、よって
Ｓp＝ｓｉｇｎ（Ｄp）
となる。
【００７３】
最適化コントローラ１０９の目的は代数学的符号帳から最良の符号ベクトルＡkを選択することにある。選択基準は各符号ベクトルＡkに対して計算され、すべての符号ベクトルにわたって最大とすべき比として示される（ステップ３０３）。
【００７４】
0004187556.tif 000039
ここで、Ｄ＝（ＸＨ）であり、
0004187556.tif 000040
である。
Ａkはそれぞれの振幅
0004187556.tif 000041
のＮ個の非ゼロ振幅パルスを有する代数学的符号ベクトルであり、ニューメレータは
0004187556.tif 000042
の平方であり、デノミネータは次のように表記できるエネルギー項である。
【００７５】
0004187556.tif 000043
ここで、Ｕ（ｐi、ｐj）は２つの単位振幅パルス（１つは位置ｐiにおけるパルスであり、他方のパルスは位置ｐjにおけるパルスである）に関連した相関性である。このマトリックスはフィルタ応答特性化器１０５において上記式に従って計算され、図１のブロック図内のＦＲＣと称されるパラメータの組内に含められる。
【００７６】
このデノミネータを計算するための高速方法（ステップ３０４）はそれぞれの値
0004187556.tif 000044
の変わりにトリムライン状の表記法Ｓ（ｉ）およびＳＳ（ｉ、ｊ）を使用する、図４に示されたＮ個のネスト状のループを使用する。デノミネータ
0004187556.tif 000045
の計算は最も時間のかかるプロセスである。図４の各ループで実行される
0004187556.tif 000046
に寄与する計算式は次のように最も外側のループから最も内側のループへの別個のラインで書き表すことができる。
【００７７】
0004187556.tif 000047
【００７８】
ここで、ｐiはｉ番目の非ゼロ振幅パルスの位置である。図４のＮ個のネスト状のループによってＮ個のインターリーブされる単一パルス順列符号に従い、符号ベクトルＡkの非ゼロ振幅パルスを制限することが可能となることに留意されたい。
【００７９】
本発明では、図３ａのステップ３０１で予め確定された関数にＮ個の非ゼロ振幅パルスが従うようになっている符号ベクトルに、サーチすべき符号ベクトル
Ａkのサブセットを制限することにより、サーチの複雑さを劇的に低減できる。符号ベクトルＡkのＮ個の非ゼロ振幅パルスの各々が、非ゼロ振幅パルスの位置ｐに予め割り当てられた振幅に等しい振幅を有する際、予め確定された関数に従う。
【００８０】
最初に予め確定された関数ＳpとマトリックスＵ（ｉ、ｊ）のエントリーとを組み合わせ（図３ａのステップ３０２）、次に、単位振幅の固定され、正とされたすべてのパルスＳ（ｉ）と共に図４のＮ個のネスト状のループを使用することにより、符号ベクトルのサブセットの上記制限を実行する。従って、非ゼロパルスの振幅が代数学的符号帳内のｑ個の可能な値のいずれかをとり得る場合でも、サーチの複雑さは固定されたパルス振幅の場合まで低減される（ステップ３０３）。より正確には、フィルタ応答特性化器１０５によって供給されるマトリックスＵ（ｉ、ｊ）は、次の関係式に従い予め確定された関数と組み合わされる（ステップ３０２）。
【００８１】
Ｕ′（ｉ，ｊ）＝ＳiＳjＵ（ｉ，ｊ）
ここでＳiは振幅セレクタ１１２の選択方法から得られる。すなわちＳjは対応する振幅予測値の量子化後、個々の位置ｉに対して選択された振幅である。
このような新しいマトリックスを用いると、次のように最も外側のループから最も内側のループへの別個のラインに高速アルゴリズムの各ループの計算式を書くことができる。
【００８２】
0004187556.tif 000048
【００８３】
ここでｐxは波形のｘ番目の非ゼロ振幅パルスの位置であり、Ｕ’（ｐx、ｐy）は、位置ｐにおける位置ｐxに対して予め割り当てられた振幅
0004187556.tif 000049
および位置ｐにおける位置ｐyに予め割り当てられた振幅
0004187556.tif 000050
に従属した関数である。
更にサーチの複雑さを低減するには、特に次の不等式が真となる最も内側のループ（このループのみに限定されるだけではない）をスキップできる（図３ｃを参照）。
0004187556.tif 000051
【００８４】
ここで、
0004187556.tif 000052
は位置ｐnに予め割り当てられた振幅であり、
0004187556.tif 000053
は目標ベクトルＤのｐn番目の成分であり、ＴDは後方フィルタリングされた目標ベクトルＤに関連したスレッショルドである。
【００８５】
グローバル信号励振信号Ｅ＋ｇＣｋはコントローラ１０９からの信号ｇＣｋおよび予測器１０６からの出力Ｅから加算器１２０（図１）によって計算される。ＳＴＰパラメータに関し、変化する伝達関数１／Ａ（ｚγ-1）を備えた知覚的フィルタによって構成された初期状態抽出器モジュール１１０は、フィルタ１０７およびピッチ抽出器１０４における初期ステートとして使用するための最終フィルタステートＦＳを得るためのみの目的で、残留信号Ｒから信号励振信号Ｅ＋
ｇＣｋを減算する。
【００８６】
マルチプレクサ１１１により４つのパラメータｋ、ｇ、ＬＴＰおよびＳＴＰの組が適当なデジタルチャンネルフォーマットに変換され、スピーチ信号のサンプルのブロックＳを符号化するための方法が完了する。
【００８７】
本発明の好ましい実施例を参照して、以上で本発明について説明したが、本発明の要旨から逸脱することなく、添付した請求の範囲内においてこれら実施例を意図的に変更できることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる振幅セレクタと最適化コントローラとを含むサウンド信号符号化装置の略ブロック図である。
【図２】図１の符号化装置に関連した復号化装置の略ブロック図である。
【図３ａ】信号選択されたパルス振幅に基づく、本発明による高速符号帳サーチのための基本演算のためのシーケンスである。
【図３ｂ】パルス振幅と位置との組み合わせの各位置ｐにｑ個の振幅のうちの１つを予め割り当てるための演算のシーケンスである。
【図３ｃ】ニューメレータ
0004187556.tif 000054
に対する第１のＮ−１個のパルスの寄与分が不充分であると見なされるときにいつも最も内側のループをスキップするＮ個の埋め込みループサーチで行われる演算のシーケンスである。
【図４】符号帳サーチで使用されるＮ個のネスト状のループの略図である。
【図５】代表的なセルラー通信システムのインフラストラクチャを示す略ブロック図である。
【図１】
0004187556.tif 000080
【図２】
0004187556.tif 000081
【図３ａ】
0004187556.tif 000082
【図３ｂ】
0004187556.tif 000083
【図３ｃ】
0004187556.tif 000084
【図４】
0004187556.tif 000085
【図５】
0004187556.tif 000086