"可変レートボコーダのエンコーディングレートを決定する装置であって、入力信号Snを受取り、予め定められたサブバンドエネルギ計算フォーマットにしたがって複数のサブバンドエネルギ値を決定するサブバンドエネルギ計算手段と、信号エネルギ推定値と背景雑音推定値を決定し、各サブバンドにおける複数のエンコーディングレート閾値を決定し、各エンコーディングレート閾値が前記信号エネルギ推定値対前記背景雑音推定値の比に基づいている閾値計算手段と、前記複数のサブバンドエネルギ値および前記複数のエンコーディングレート閾値を受信し、前記複数のサブバンドエネルギ値および前記複数のエンコーディングレート閾値により前記入力信号Snに対するエンコーディングレートを決定するレート決定手段121416とを具備している装置。前記サブバンドエネルギ計算装置は、にしたがって前記複数のサブバンドエネルギ値のそれぞれを決定するように適用され、ここで、Lはバンドパススフィルタhbpnのタップ数であり、Rsiは入力信号Snの自己相関関数であり、Rhbpはバンドパスフィルタhbpnの自己相関関数である請求項1記載の装置。前記閾値計算手段は信号対雑音比値にしたがってスケール値を決定するように適用される請求項1記載の装置。前記閾値計算手段は背景雑音推定値と前記スケール値とを乗算することにより少なくとも1つの閾値を決定するように適用される請求項3記載の装置。前記レート決定手段は、前記エンコーディングレートを決定するために前記複数のサブバンドエネルギ値の少なくとも1つを前記少なくとも1つの閾値と比較するように適用される請求項1記載の装置。前記レート決定手段は、前記エンコーディングレートを決定するために前記複数のサブバンドエネルギ値の少なくとも1つを前記少なくとも1つの閾値と比較するように適用される請求項4記載の装置。前記レート決定手段121416は複数の示唆されたエンコーディングレートを決定するように適用され、各示唆されたエンコーディングレートは前記複数のサブバンドエネルギ値の各々に対応し、前記レート決定手段は前記複数の示唆されたエンコーディングレートにしたがって前記エンコーディングレートを決定するように適用される請求項1記載の装置。前記サブバンドエネルギ計算手段はサブバンドエネルギ計算装置を含み、前記レート決定手段121416は、前記複数のサブバンドエネルギ値を受信し前記複数のサブバンドエネルギ値にしたがって前記エンコーディングレートを選択するように適用されたレート選択装置を含む請求項1記載の装置。前記サブバンドエネルギ計算装置は、にしたがって前記複数のサブバンドエネルギ値のそれぞれを決定するように適用され、ここで、Lはバンドパススフィルタhbpnのタップ数であり、Rsiは入力信号Snの自己相関関数であり、Rhbpはバンドパスフィルタhbpnの自己相関関数である請求項8記載の装置。前記サブバンドエネルギ計算装置および前記レート選択装置間に配置された閾値計算装置をさらに含み、前記閾値計算装置が前記サブバンドエネルギ値を受け、複数のサブバンドエネルギ値にしたがってエンコーディングレート閾値のセットを決定するように適用される請求項8記載の装置。前記閾値計算装置が前記複数のサブバンドエネルギ値にしたがって信号対雑音比値を決定するように適用される請求項10記載の装置。前記閾値計算装置が前記信号対雑音比値にしたがってスケール値を決定するように適用される請求項11記載の装置。前記閾値計算装置が背景雑音推定値と前記スケール値とを乗算することにより少なくとも1つの閾値を決定するように適用される請求項12記載の装置。前記レート選択装置は、前記エンコーディングレートを決定するために前記複数のサブバンドエネルギ値の少なくとも1つを少なくとも1つの閾値と比較するように適用される請求項8記載の装置。前記レート選択装置は、前記エンコーディングレートを決定するために前記複数のサブバンドエネルギ値の少なくとも1つを前記少なくとも1つの閾値と比較するように適用される請求項13記載の装置。前記レート選択装置は複数の示唆されたエンコーディングレートを決定するように適用され、各示唆されたエンコーディングレートは前記複数のサブバンドエネルギ値の各々に対応し、前記レート選択装置は前記複数の示唆されたエンコーディングレートにしたがって前記エンコーディングレートを決定するように適用される請求項8記載の装置。可変レートボコーダのエンコーディングレートを決定する方法であって、入力信号Snを受取り、予め定められたサブバンドエネルギ計算フォーマットにしたがって複数のサブバンドエネルギ値を決定し、信号エネルギ推定値と背景雑音推定値の比に基づいて信号対雑音比値を決定し、各サブバンドにおいて信号対雑音比値に基づいて複数のエンコーディングレート閾値を決定し、前記複数のサブバンドエネルギ値および前記複数のエンコーディングレート閾値にしたがって前記入力信号Snに対するエンコーディングレートを決定するステップを含む方法。複数のサブバンドエネルギ値を決定する前記ステップは、にしたがって行なわれ、ここで、Lはバンドパススフィルタhbpnのタップ数であり、Rsiは入力信号Snの自己相関関数であり、Rhbpはバンドパスフィルタhbpnの自己相関関数である請求項17記載の方法。エンコーディングレート閾値のセットを決定する前記ステップは前記信号対雑音比値にしたがってスケール値を決定する請求項17記載の方法。エンコーディングレート閾値のセットを決定する前記ステップは背景雑音推定値と前記スケール値とを乗算することにより前記レート閾値を決定する請求項19記載の方法。前記エンコーディングレートを決定するステップは、前記エンコーディングレートを決定するために前記複数のサブバンドエネルギ値の少なくとも1つを少なくとも1つの閾値と比較する請求項17記載の方法。前記エンコーディングレートを決定するステップは、前記エンコーディングレートを決定するために前記複数のサブバンドエネルギ値の少なくとも1つを前記少なくとも1つの閾値と比較する請求項20記載の方法。前記複数のサブバンドエネルギ値の各々にしたがって示唆されたエンコーディングレートを発生するステップをさらに含み、前記エンコーディングレートを決定するステップは前記示唆されたエンコーディングレートの1つを選択する請求項17記載の方法。前記サブバンドエネルギ計算手段が入力信号の各周波数サブバンドに対する信号エネルギを決定するサブバンドフィルタサブシステムを含み、前記レート決定手段が入力信号Snの各周波数サブバンドの信号エネルギに基づいて入力信号のエンコーディングレートを選択するレート選択サブシステムを含む請求項1記載の装置。サブバンドフィルタサブシステムは複数のサブバンドエネルギ計算素子を含み、各複数のサブバンドエネルギ計算素子は周波数サブバンド信号エネルギを決定するように適用される請求項24記載の装置。レート選択サブシステムは複数の閾値適用素子を含み、各複数の閾値適用素子は、オーディオ信号が周波数サブバンドに存在するか否かを判断するため、対応しているサブバンドエネルギ計算素子からの周波数サブバンド信号エネルギを使用するように適用される請求項25記載の装置。各閾値適用素子は対応する周波数サブバンドの信号エネルギおよび雑音推定値に基づいた閾値を決定するように構成され、閾値はオーディオ信号が周波数サブバンド中に存在するか否かを決定するために使用される請求項26記載の装置。複数の閾値適用素子は入力信号Snの各周波数サブバンドの結合された信号エネルギに基づいて閾値を決定するように構成され、閾値はオーディオ信号が周波数サブバンド中に存在するか否かを決定するために使用される請求項26記載の装置。本発明の第1の目的は、背景雑音としての低エネルギの非音声音スピーチのコーディングの確率を削減することによる一方法を提供することである。本発明においては、入力信号は、高周波数成分と低周波数成分とにフルタリングされる。このフルタリングされた入力信号の成分は、次に、スピーチの存在を検出するためにそれぞれ分析される。なぜならば、非音声音は高い周波数成分をもっており、その強度は高い周波数バンドに係わり、このバンドにおいては、全周波数バンドにわたる背景雑音に比較すれば、その背景雑音からの識別が更にしやすい故である。本発明の第2の目的は、信号エネルギのみならず背景雑音エネルギをも考慮した、閾値レベルの設定をすることによる一手段を提供することにある。本発明において、音声検知の閾値設定は、その入力信号の信号対雑音比SNRの予測に基づいている。例示する実施例によれば、信号エネルギは、アクティブスピーチの時間中における、その最大信号エネルギとして予測され、また、背景雑音エネルギは、無音の時間中におけるその最大信号エネルギとして予測される。本発明の第3の目的は、可変レートボコーダを通る音楽のためのコーディングの一方法を提供することである。例示する実施例によれば、レート選択装置は、閾値レベルが上昇した閾値を超過する連続的なフレームの数を検知して、そのフレームの数の周期性のチェックを行う。もし、その入力信号に周期的があれば、音楽が在ることを示している。音楽の存在が検知されると、その信号がフルレートでコード化されるようなレベルに閾値が設定される。本発明は、可変レートボコーダにおけるエンコーディングレートの選択決定のための発明装置および、その改良された方法である。本発明は、可変レートボコーダのエンコーディングレートを決定する装置において、入力信号を受取り、予め定められたサブバンドエネルギ計算フォーマットにしたがって複数のサブバンドエネルギ値を計算するサプバンドエネルギ計算手段と、前記複数のサブバンドエネルギ値を受取って、前記複数のサブバンドエネルギ値にしたがってそのエンコーディングレートを決定するレート決定手段とを具備していることを特徴とする。とする。図1を参照すると、入力信号Sは、サブバンドエネルギ計算用の構成要素4および、サブバンドエネルギ計算用の構成要素6に供給される。この入力信号Sは、オーディオ信号と背景雑音とから構成されている。このオーディオ信号は一般的にはスピーチであるが、もちろん音楽であってもよい。本発明の実施例においては、入力信号Sは、0~4kHzの周波数を有し、これはほぼ人間のスピーチ信号のバンド幅である。例示する実施例においては、4kHzの入力信号Sは、2つに分離したサブバンドにフィルタリングされる。この2つに分離したサブバンドは、各々、0~2kHzの間および、2~4kHzの間に存在する。例示する実施例においては、入力信号は、サブバンドフィルタによって、複数のサブバンドに分離されてもよく、このデザインは、従来技術で良く知られており、1994年2月1日出願の米国特許番号08/189,819周波数選択アダプティプ適応フィルタリングに詳細開示され、本願発明の譲受人に譲渡されたものであり、この内容の開示は文献の援用である。サブフィルタのインパルスレスポンスは、ローパスフィルタのためのものとしては、hLで示され、ハイパスフィルタのためのものとしては、hHで示されている。その信号のサブバンド構成要素の結果得られるエネルギは、例えば、値RL0および値RH0を与えるために計算され得る。すなわち、従来技術で良く知られているように、単純に、サブバンドフィルタ出力サンプルのスクエア即ち、二乗を合算することによって得られる。好適実施例によっては、入力信号Sがサブバンドエネルギ計算用の構成要素4に供給されたとき、入力フレームの低周波数構成要素であるRL0が、下式により算出される。ただし、Lは、インパルスレスポンスhLをもつローパスフィルタにおいて、タップする数である。また、このRsは、下式で与えられる入力信号Sの自己相関関数である。ただし、Nは、フレーム中のサンプル数である。また、RhLは、下式で与えられるローパスフィルタhLの自己相関関数である。高周波数RHは、サブバンドエネルギ計算用の構成要素6において、計算される。サブバンドフィルタの自己相関関数の値は、計算ロード即ち、負荷を削減するため、先に計算され得る。さらに、計算された幾つかのRSの値は、入力信号Sのコーディングにおける他の計算に使われる。そしてこれは、本発明のエンコーディングレート選択方法のネット即ち、正味の計算負担を削減する。例えば、LPCフィルタタップ値の計算については、上述の従来技術では良く知られており、米国特許番号08/004,484には詳述されている。もし、あるものが10タップLPCフィルタを要する方法でスピーチをコード化すると仮定した場合、Rsだけは計算が必要であり但し、iは、11~L1、更にこれらに加えて、この計算は信号のコーディングにおいても利用される。なぜならば、Rs但し、iは、0~10は、LPCフィルタタップ値の計算において使用される。例示する実施例では、これらのサブバンドフィルタは17タップ、即ち、L=17である。サブバンドエネルギ計算用の構成要素4は、計算されたRLの値を供給し、そして、サブバンドエネルギ計算用の構成要素6は、計算されたRHの値を、サブバンドレート決定用の構成要素14へ供給する。サブバンドレート決定用の構成要素12は、RLの値を、2つの所定の閾値TL12とTLfullとに対して比較を行い、圧縮に従って、示唆されたエンコーディングレートRATELをアサインする。そのレートのアサイメントは、次記に従って処理される。RATEL=1/8レートRL≦TL124RATEL=半レートTL12<RL≦TLfull5RATEL=フルレートRL>TLfull6サブバンドレート決定用の構成要素14は、同様な取扱いによって、高い周波数エネルギ値RHに従って、異なる2つの閾値TH12およびTHfullに基づき、示唆するエンコーディングレートRATEHを選択する。サブバンドレート決定用の構成要素12は、示唆されたエンコーディングレートRATELをエンコーディングレート選択用の構成要素16へ供給し、一方、サブバンドレート決定用の構成要素14は、示唆されたエンコーディングレートRATEHをこのエンコーディングレート選択用の構成要素16へ供給する。例示する実施例においては、このエンコーディングレート選択用の構成要素16は、2つの示唆するレートの高い方を選択し、選択されたエンコードレートとして、高いレートを提供する。また、サブバンドエネルギ計算用の構成要素4は、低い周波数エネルギの値RLも、閾値適応用の構成要素8に供給する。そしてここでは、次の入力フレームのために、閾値TL12およびTLfullが計算される。同様に、サブバンドエネルギ計算用の構成要素6は、高い周波数エネルギの値RHを、閾値適応用の構成要素10に供給する。そしてここでも、次の入力フレームのために、閾値TH12およびTHfullが計算される。閾値適応用の構成要素8は、低い周波数エネルギ値RLを受け取ると、Sが背景雑音またはオーディオ信号を含むか否かを判定する。例示する実施例では、オーディオ信号が在るか否かをこの閾値適応用の構成要素8が判定することによる方法としては、下式で与えられる正規化自己相関関数機能以下、NACFと略称するによって審査する方法である。ただし、eは、LPCフィルタによる、入力信号Sのフィルタリングからの結果をもたらすホルマント残留信号。LPCフィルタによる、信号のフィルタリングや、設計については良く知られており、前述された米国特許番号08/004,484に詳述されている。入力信号Sは、LPCフィルタによりフィルタリングされ、ホルマントの相互作用を取り除く。NACFは、オーディオ信号が存在するか否かを判断するために、再び閾値と比較される。もし、NACFが所定の閾値よりも大きい場合は、これは、スピーチ又は音楽のようなオーディオ信号の存在を特徴づける周期性を有する入力フレームであることを示している。ここで、スピーチおよび音楽のパーツには周期性はないが、NACFのローバリュー即ち、極小値を示すであろうし、背景雑音は通常、どんな周期性も現わさないと共に、NACFのローバリューをほとんど常に示す。Sが背景雑音を含んでいると判断されると、NACFの値は、閾値TH1よりも小さく、よって、RLの値は、現在の背景雑音の予測値BGNLを更新するために使用される。ここに例示した実施例では、TH1は0.35である。RLは、再び、現在の背景雑音の予測値BGNLと比較される。もし、RLがこの予測値BGNLより小さい場合には、NACFの値を無視して、この予測値BGNLがRLに等しいとして設定される。背景雑音の予測値BGNLは、NACFが閾値TH1よりも小さい場合にのみ増加される。もし、このRLがBGNLよりも大きく、そしてNACFがTH1よりも小さい場合には、背景雑音エネルギを示すBGNLが、αlBGNLとして設定される。なお、αlは1以上の数である。なお、ここで例示する実施例では、αlは1.03である。BGNLは、NACFがTH1より小さい限り増加し続ける。また、背景雑音の予測値BGNLが最大値BGNmaxに設定される時点において、BGNLが所定のこの最大値BGNmaxに達するまでは、RLが現在の背景雑音の予測値BGNLより大きい。もし、オーディオ信号が検出された場合には、第2の閾値TH2を超過するNACFの値によって表され、この信号エネルギ予測値SLが更新される。例示する実施例では、TH2は0.5に設定される。RLの値は、現在のローパス信号エネルギ予測値SLに対して比較される。もし、RLがこの現在のローパス信号エネルギ予測値SLよりも大きい場合は、SLはRLに等しく設定される。もし逆に、RLがこの予測値SLよりも小さい場合は、再度、NACFがTH2より大きい場合にだけ、SLは、α2SLとして設定される。なお、ここで例示する実施例では、α2は0.96である。閾値適応用の構成要素8は、次に、下式8に従って信号対雑音比の予測値を計算する。閾値適応用の構成要素8は、次に、下式9~12に従って、量子化信号対雑音比のインデックスISNRLを計算する。ただし、nintとは、最も近い整数にラウンド例えば、四捨五入する機能値である。閾値適応用の構成要素8は、信号対雑音比のインデックスISNRLへの信号に従って、2つのスケーリングファクタ即ち、計数逓減率KL12およびKLfullを選択または計算する。例えば、次に示す表1にはスケーリングファクタ値のルックアップテーブル1が提供されている。これらの2つの値は、下式に従ってレート選択のための閾値を計算するのに使用される。TL12=KL12BGNL11TLfull=KLfullBGNL12ただし、TL12は、低周波数ハーフ半レート閾値、TLfullは、低周波数フルレート閾値。閾値適応用の構成要素8は、レート決定用の構成要素12に、TL12およびTLfullを供給する。一方、閾値適応用の構成要素10は、レート決定用の構成要素14に、TH12およびTHfullを供給する。オーディオ信号エネルギの予測値Sの初期値は次のように設定される。但し、SL又はSHでもよい。初期の信号エネルギの予測値SINITは、-18.0dBMOで、3.17dBmOは、フルサイン曲線の信号強度を示す。例示する実施例では、-8031~8031の増幅範囲でのデジタルのサイン曲線である。また、SINITは、アコースティック信号が存在することが決定されるまで使用される。1つのアコースティック信号が最初に検出されることによる方法は、1つの閾値に対してNACFを比較することである。例示する実施例では、このNACFは、連続する10フレームのための閾値を超過しなければならない。このコンディションが合致した後には、信号エネルギの予測値Sは、先の10フレームにその最大の信号エネルギ値が設定される。背景雑音の予測値BGNLの初期値は、BGNmaxに初めは設定される。サブバンドフレームエネルギ値が受け取られると直ちに、但し、その値はBGNmaxよりも小さいが背景雑音の予想値が、受け取られたサブバンドエネルギレベルの値にリセットされる。そして、前述されたように、背景雑音の予想値BGNLの生成が行われる。好適実施例においては、フルレートスピーチフレームの連続が続くときには、ハングオーバーコンディションがアクチュエートされる。そして、ローレートのフレームが検出される。例示する実施例において、4つの連続するスピーチフレームが、1フレームによりフルレートでエンコードされるときには、エンコーディングレートENC0RDINGRATEがフルレートよりも小さく設定され、その計算された信号対雑音比は、所定の最小SNRよりも小さく、また、そのフレームのためのエンコーディングレートがフルレートで設定される。なお、例示する実施例では、この所定の最小SNRは、式8の規定によれば、27.5dBである。好適実施例においては、ハングオーバーフレームの数は、信号のノイズレシオ即ち、S/Nに対する一作用機能である。例示する実施例では、ハングオーバーフレームの数は、次のように規定されている。ハングオーバーフレーム番号=122.5<SNR<27.513ハングオーバーフレーム=2SNR≦27.514ハングオーバーフレーム=0SNR≧27.515本発明はまた、音楽の存在を検知するための一方法を提供することでもあり、前述したように、ポーズの無いことで、その背景雑音の測定が再設定されることを許容する。音楽の存在を検知する方法とは、コールの最初に音楽成分が存在しないことを推量することである。これは、本発明のエンコーディングレート選択装置をして、適切に推測し、初期の背景雑音エネルギBGNinitに初期化することを許容している。なぜならば、背景雑音と異なる音楽は、ある周期的な特徴を有している。本発明は、背景雑音から音楽を区別するためにNACFの値を検証している。また、本発明の音楽検知方法は、下式に従って平均NACFの値を計算する。ただし、NACFは、式7に規定されている。また、Tは、背景雑音の予測された値が、初期の背景雑音の予測値BGNINITから増加していく場合における連続するフレーム数である。もし、背景雑音BGNが、フレームの所定の値Tのために増加していき、NACFAVEが所定の閾値を超過すると、音楽の存在が検知され、背景雑音BGNは予測値BGNINITにリセットされる。ここで、注意することは、このT値は、エンコーディングレートがフルレートより下に降下しない十分な低さにセットされることである。したがって、このT値は、BGNintおよびアコースティック信号の一機能として設定されるべきである。好適実施例の前述の内容は、当業者だれもが本発明品を作り又は利用できるようにするために提供されている。したがって、これらの好適実施例の種々な改良については当業者には明らかであり、また、ここで定義された本発明の要旨は、その発明の能力を使うことなく、他の実施例にも応用され得るものである。以上のように、本発明は、ここで開示された実施例に限るものではなく、この要旨およびここに開示の発明を有した広い範囲にも一致するものである。"