第1の適応コードブック励振残差の事前量子化器であって、変換領域で動作する前記事前量子化器、および前記第1の適応コードブック励振残差から生成される第2の励振残差に応答するCELP革新コードブックモジュールを含む、複合革新コードブック符号化デバイス。前記第1の適応コードブック励振残差は、LP残差から適応コードブック寄与を引くことによって得られる、請求項1に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記事前量子化器は、前記第1の適応コードブック励振残差の周波数領域への変換の計算機を含む、請求項1および2のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記変換は、DCT変換である、請求項3に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記事前量子化器は、前記変換された第1の適応コードブック励振残差の量子化器を含む、請求項3および4のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記変換された第1の適応コードブック励振残差の前記量子化器は、代数的ベクトル量子化器である、請求項5に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記第1の適応コードブック励振残差の前記変換を計算するより前に前記第1の適応コードブック励振残差のプリエンファシスフィルターをさらに含む、請求項3から6のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記プリエンファシスフィルターは、前記第1の適応コードブック励振残差の低周波数を強調する、請求項7に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記量子化され、変換された第1の適応コードブック励振残差の逆変換の計算機、時間領域寄与を生成するための前記逆変換された適応コードブック励振残差のディエンファシスフィルター、および第2の励振残差を生成するための適応コードブック寄与からの前記時間領域寄与の減算器を含む、請求項5から8のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記CELP革新コードブックモジュールは、ACELP革新コードブック探索モジュールである、請求項1から9のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記事前量子化器は、指定のしきいを超えるエネルギーを有する周波数領域変換係数だけを量子化し、その結果前記第2の励振残差のスペクトルダイナミックスは、所望の範囲内に低減されるまたは維持される、請求項1から10のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。前記量子化器は、利用できるビット量に応じて、より低い周波数だけに関係する変換係数を符号化する、請求項5から11のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイス。請求項1から12のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化デバイスを含むCELP符号器。事前量子化済み符号化パラメーターの第1の革新励振寄与への逆量子化器であって、前記符号化パラメーターに応答する逆変換計算機を含む前記逆量子化器、および第2の革新励振寄与を生成するようにCELP革新コードブックパラメーターに応答するCELP革新コードブック構造体を含む複合革新コードブック。前記逆量子化器は、前記事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化するための復号器を含む、請求項14に記載の複合革新コードブック。前記復号器は、AVQ復号器を含む、請求項15に記載の複合革新コードブック。前記逆変換計算機は、前記逆量子化済み符号化パラメーターに応答する、請求項15および16のいずれか一項に記載の複合革新コードブック。前記逆変換は、逆DCT変換である、請求項17に記載の複合革新コードブック。前記逆量子化器は、前記第1の励振寄与を生成するために前記逆変換された逆量子化済み符号化パラメーターを供給されるディエンファシスフィルターを含む、請求項17および18のいずれか一項に記載の複合革新コードブック。請求項14から19のいずれか一項に記載の複合革新コードブックを含むCELP復号器。第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップであって、変換領域で行われる前記事前量子化するステップ、および前記第1の適応コードブック励振残差から生成される第2の励振残差に応答してCELP革新コードブックを探索するステップを含む、複合革新コードブック符号化方法。LP残差から適応コードブック寄与を引くことによって前記第1の適応コードブック励振残差を得るステップを含む、請求項21に記載の複合革新コードブック符号化方法。前記第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップは、前記第1の適応コードブック励振残差の周波数領域への変換を計算するステップを含む、請求項21および22のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。前記変換は、DCT変換である、請求項23に記載の複合革新コードブック符号化方法。前記第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップは、前記変換された第1の適応コードブック励振残差を量子化するステップを含む、請求項23および24のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。前記変換された第1の適応コードブック励振残差を量子化するステップは、前記変換された第1の適応コードブック励振残差を代数的ベクトル量子化するステップを含む、請求項25に記載の複合革新コードブック符号化方法。前記第1の適応コードブック励振残差の前記変換を計算するより前に前記第1の適応コードブック励振残差をプリエンファシスフィルタリングするステップをさらに含む、請求項23から26のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。プリエンファシスフィルタリングするステップは、前記第1の適応コードブック励振残差の低周波数を強調するステップを含む、請求項27に記載の複合革新コードブック符号化方法。前記量子化され、変換された第1の適応コードブック励振残差の逆変換を計算するステップ、前記逆変換された適応コードブック励振残差をディエンファシスフィルタリングして時間領域寄与を生成するステップ、および適応コードブック寄与から前記時間領域寄与を引いて前記第2の励振残差を生成するステップを含む、請求項25から28のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。前記CELP革新コードブック探索は、ACELP革新コードブック探索である、請求項21から29のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。前記第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップは、指定のしきいを超えるエネルギーを有する周波数領域変換係数だけを事前量子化するステップを含み、その結果前記第2の励振残差のスペクトルダイナミックスは、所望の範囲内に低減されるまたは維持される、請求項21から30のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。前記変換された第1の適応コードブック励振残差を量子化するステップは、利用できるビット量に応じて、より低い周波数だけに関係する変換係数を符号化するステップを含む、請求項25から31のいずれか一項に記載の複合革新コードブック符号化方法。事前量子化済み符号化パラメーターを第1の革新励振寄与に逆量子化するステップであって、前記符号化パラメーターの逆変換を計算するステップを含む、前記事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化するステップ、および第2の革新励振寄与を生成するためにCELP革新コードブックパラメーターをCELP革新コードブック構造体に適用するステップを含む複合革新コードブック復号化方法。前記事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化するステップは、逆量子化された符号化パラメーターを生成するように前記事前量子化済み符号化パラメーターを復号化するステップを含む、請求項33に記載の複合革新コードブック復号化方法。前記事前量子化済み符号化パラメーターを復号化するステップは、前記事前量子化済み符号化パラメーターをAVQ復号化するステップを含む、請求項34に記載の複合革新コードブック復号化方法。前記符号化パラメーターの逆変換を計算するステップは、前記逆量子化された符号化パラメーターの前記逆変換を計算するステップを含む、請求項34および35のいずれか一項に記載の複合革新コードブック復号化方法。前記逆変換は、逆DCT変換である、請求項36に記載の複合革新コードブック復号化方法。前記逆変換され、逆量子化された符号化パラメーターをディエンファシスフィルタリングして前記第1の革新励振寄与を生成するステップを含む、請求項36に記載の複合革新コードブック復号化方法。従って、より高いビットレートで使用するためにより良く適合された革新コードブック構造体の必要性がある。より具体的には、本開示は、第1の適応コードブック励振残差を事前量子化するステップであって、変換領域で行われるその事前量子化するステップ、および第1の適応コードブック励振残差から生成される第2の励振残差に応答してCELP革新コードブックを探索するステップを含む、複合革新コードブック符号化方法、事前量子化済み符号化パラメーターを第1の革新励振寄与に逆量子化するステップであって、符号化パラメーターの逆変換を計算するステップを含む、その事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化するステップ、および第2の革新励振寄与を生成するためにCELP革新コードブックパラメーターをCELP革新コードブック構造体に適用するステップを含む、複合革新コードブック復号化方法、第1の適応コードブック励振残差の事前量子化器であって、変換領域で動作するその事前量子化器、および第1の適応コードブック励振残差から生成される第2の励振残差に応答するCELP革新コードブックモジュールを含む、複合革新コードブック符号化デバイス、上述の複合革新コードブック符号化デバイスを含むCELP符号器、事前量子化済み符号化パラメーターの第1の革新励振寄与への逆量子化器であって、その符号化パラメーターに応答する逆変換計算機を含むその逆量子化器、および第2の革新励振寄与を生成するようにCELP革新コードブックパラメーターに応答するCELP革新コードブック構造体を含む複合革新コードブック、ならびに上述の複合革新コードブックを含むCELP復号器に関する。複合革新コードブックデバイスおよび対応する方法の前述および他の特徴は、ほんの一例として添付図面を参照すると仮定して、例示的な実施形態の次の非制限的説明を読むことでより明らかになろう。図2の復号器200を参照すると、CELP革新コードブック構造体、例えば図1のACELP革新コードブック構造体110は、より高いビットレートではより良好な性能および拡張性を提供しながら、より低いビットレートではACELPの利点および符号化効率が保持されるように変更される。もちろん、ACELP以外のCELPモデルが、使用される可能性もある。より具体的には、図2は、図1のACELP革新コードブック構造体110の変更から結果として生じる柔軟で拡張性のある複合革新コードブック201を示す。例示されるように、複合革新コードブック201は、2つの段、変換領域で動作する第1の復号化段202および時間領域ACELPコードブックを使用する第2の復号化段203の組合せを含む。図2の復号器200をさらに説明するより前に、ACELP符号器300が、図3を参照して部分的に説明される。線形予測フィルタリング図3を参照すると、ACELP符号器300は、符号化すべき入力音響信号302を処理するLPフィルター301を含む。LPフィルター301は、例えばz変換で次の伝達関数、を提示してもよく、ただしaiは、a01となる線形予測係数であり、Mは、線形予測係数の数である。LP係数aiは、ACELP符号器300のLP分析器で決定される。LPフィルター301は、それの出力にLP残差303を生成する。適応コードブック探索LPフィルター301からのLP残差信号303は、適応コードブック寄与305を見いだすためにACELP符号器300の適応コードブック探索モジュール304で使用される。適応コードブック探索モジュール304はまた、ピッチ遅延およびピッチ利得を含む、復号器200に送られるピッチパラメーター320も生成する。閉ループピッチ探索としてもまた周知の適応コードブック探索は通常、いわゆる目標信号の計算および聴覚的加重領域で元の信号と合成信号との間の誤差を最小化することによってパラメーターを見いだすことを含む。ACELP符号器の適応コードブック探索は、その他の点では当業者には周知であると思われ、それに応じて、本明細書ではさらに述べられない。ACELP符号器300はまた、変換領域で動作し、事前量子化器と呼ばれる第1の符号化段306、および時間領域で動作し、例えばACELPを使用する第2の符号化段307を含む複合革新コードブック符号化デバイスも含む。例示的な実施形態での図3で例示されるように、第1の段または事前量子化器306は、低周波数を強調するプリエンファシスフィルターF308、離散コサイン変換計算機309および代数的ベクトル量子化器310を含む。第2の段307は、ACELP革新コードブック探索モジュール311を含む。DCTおよびAVQの使用は、単に例であり、他の変換が、使用されてもよく、変換係数を量子化するための他の方法がまた、使用されてもよいことに留意すべきである。本明細書の上で述べられるように、事前量子化器306は、例えば音響信号の周波数表現としてのDCTおよびDCTの周波数領域係数を量子化し、符号化するための代数的ベクトル量子化器を使用してもよい。事前量子化器306は、特により低いビットレートにおいて、第1の段の量子化器よりもむしろ事前調整段としてより多く使用される。より具体的には、事前量子化器306を使用して、ACELP革新コードブック探索モジュール311は、第1の適応コードブック励振残差313よりも正常なスペクトルダイナミックスを持つ第2の励振残差312に適用される。その意味では、事前量子化器306は、適応コードブック探索の不完全な働きに部分的に起因する、時間および周波数での大きな信号ダイナミックスを吸収し、LP加重領域での符号化誤差を最小化するタスクをACELP革新コードブック探索に任せる。ピッチ残差信号313の生成ACELP符号器300は、LP残差信号303から適応コードブック寄与305を引いて事前量子化器306に入力される上述の第1の適応コードブック励振残差313を生成するための減算器314を含む。適応コードブック励振残差r1nは、r1nrngpνnによって与えられ、ただしrnは、LP残差であり、gpは、適応コードブック利得であり、νnは、適応コードブック励振である。事前量子化事前量子化器306の動作は、図3を参照して次に述べられる。プリエンファシスフィルタリング第2の符号化段307でACELP革新コードブック探索のサブフレームと整列している所与のサブフレームでは、第1の適応コードブック励振残差313は、プリエンファシスフィルターF308を使ってプリエンファシスされる。図4は、プリエンファシスフィルターF308の周波数応答の例を示し、プリエンファシスフィルターのダイナミックスは、周波数応答の最小振幅と最大振幅との間の差として示される。例となるプリエンファシスフィルターFは、F1によって与えられ、それは、差分方程式ynxnαyn1に対応し、ただしxnは、プリエンファシスフィルターF308に入力される第1の適応コードブック励振残差313であり、ynは、プリエンファシスされた第1の適応コードブック励振残差であり、係数αは、プリエンファシスのレベルを制御する。この限定されない例では、もしαの値が、0から1の間に設定されるならば、プリエンファシスフィルターF308は、より低い周波数でより大きな利得およびより高い周波数でより低い利得を有することになり、それは、より低い周波数が増幅される、プリエンファシスされた第1の適応コードブック励振残差ynを生成することになる。プリエンファシスフィルターF308は、この残差のより低い周波数を強化するためにスペクトル傾斜を第1の適応コードブック励振残差313に適用する。DCT計算計算機309は、例えば長方形の非重なり窓を使用してプリエンファシスフィルターF308からのプリエンファシスされた第1の適応コードブック励振残差ynに例えばDCTを適用する。この限定されない例では、DCTIIが、使用され、それは、として定義される。代数的ベクトル量子化量子化器、例えばAVQ310は、計算機309からのDCTYkの周波数領域係数を量子化し、符号化する。AVQ実装の例は、米国特許第7106228号で見いだすことができる。AVQ310からの量子化され、符号化された周波数領域DCT係数315は、事前量子化済みパラメーターとして復号器に送られる。例えば、AVQ310は、事前量子化済みパラメーターとして大域的利得および拡大縮小された量子化済みDCT係数を生成してもよい。ビットレートに応じて、AVQ310についての目標信号対雑音比が、設定される。ビットレートが高いほど、このSNRは、高く設定される。AVQ310の大域的利得は次いで、スペクトル最大AVQSNRよりも大きい平均振幅を持つDCT係数のブロックだけが量子化されることになるように設定され、ただしスペクトル最大は、プリエンファシスフィルターF308の周波数応答の最大振幅である。他の量子化されないDCT係数は、0に設定される。別の手法では、DCT係数の量子化済みブロックの数は、ビットレート量に依存し、例えばAVQは、利用できるビット量に応じて、より低い周波数だけに関係する変換係数を符号化してもよい。励振残差信号312の生成逆DCT計算第2の符号化段307のための励振残差信号312を得るために、AVQ310からのAVQ量子化済みDCT係数315は、計算機316で逆DCT変換される。ディエンファシスフィルタリング次いで逆DCT変換された係数315は、ディエンファシスフィルター1F317を通して処理されて事前量子化器306から時間領域寄与318を得る。ディエンファシスフィルター1F317は、プリエンファシスフィルターF308の逆伝達関数を有する。本明細書の上で与えられるプリエンファシスフィルターF308のための限定されない例では、ディエンファシスフィルター1F1αz1の差分方程式は、ynxnαxn1によって与えられ、ただし、ディエンファシスフィルターの場合には、xnは、プリエンファシスされた量子化済み励振残差であり、ynは、ディエンファシスされた量子化済み励振残差であり、係数αは、本明細書の上で定義されている。第2の励振残差を生成するための減算最後に、減算器319は、現在のサブフレームで適応コードブック探索を用いて見いだされる適応コードブック寄与305からディエンファシスされた励振残差ynを引いて第2の励振残差312をもたらす。ACELP革新コードブック探索第2の励振残差312は、第2の符号化段307でACELP革新コードブック探索モジュール311によって符号化される。ACELP符号器の革新コードブック探索は、その他の点では当業者に周知であると思われ、それに応じて、本明細書ではさらに述べられない。ACELP革新コードブック探索計算機311の出力でのACELP革新コードブックパラメーター333は、ACELPパラメーターとして復号器に送られる。符号化パラメーター333は、革新コードブックインデックスおよび革新コードブック利得を含む。複合革新コードブック201の動作図2の復号器200に戻って参照すると、逆量子化器202と呼ばれる、複合革新コードブック201の第1の復号化段は、AVQ復号器および逆DCT計算機204、ならびに図3の符号器300のフィルター317に対応する逆フィルター1F205を含む。逆量子化器202からの寄与は、次の通りに得られる。AVQ復号化まず初めに、変換領域復号器、この例ではAVQが、例えば図3のAVQ310からのAVQ量子化済みDCT係数315によって形成される復号化済み事前量子化済み符号化パラメーターを受け取る。より具体的には、AVQ復号器は、復号器200によって受け取られる復号化済み事前量子化済み符号化パラメーターを逆量子化する。逆DCT計算逆DCT計算機は次いで、逆変換、例えば逆DCTをAVQ復号器からの逆量子化され、拡大縮小されたパラメーターYkに適用する。この限定されない例では、として定義される逆DCTIIが、使用される。ディエンファシスフィルタリング復号器計算機204からのAVQ復号化され、逆DCT変換されたパラメーターynは次いで、ディエンファシスフィルター1F205を通して処理されて逆量子化器202から第1の段の革新励振寄与208を生成する。ACELPパラメーター復号化図3のACELP革新コードブック探索計算機311での符号化はまた、傾斜フィルターを組み込んでもよく、それは、第1の符号化段306のDCT計算機309およびAVQ310からの情報によって制御されてもよいが必ずしもそうでなくてもよい。図2の復号器200では、復号化済みACELPパラメーターは、第2の復号化段203によって受け取られる。復号化済みACELPパラメーターは、ACELP革新コードブック探索計算機311の出力でのACELP革新コードブックパラメーター333を含み、それは、復号器に送られ、革新コードブックインデックスおよび革新コードブック利得を含む。図2の複合革新コードブック201の第2の復号化段は、増幅器207を使用して革新コードブック利得だけ増幅されるコードベクトルを生成するように革新コードブックインデックスに応答するACELPコードブック206を含む。第2のACELP革新コードブック励振寄与209は、増幅器207の出力に生成される。このACELP革新コードブック励振寄与209は、逆量子化器202での逆フィルター1F205の関係と同じように、上述の傾斜フィルターが符号器に組み込まれる場合にはそれの逆のものを通して処理される。使用される傾斜フィルターは、フィルターFと同じとすることができるが、しかし一般的にそれは、Fとは異なることになる。励振寄与の追加最後に、復号器200は、適応コードブック寄与113、逆量子化器202からの励振寄与208およびACELP革新コードブック励振寄与209を合計して全励振信号211を形成するための加算器210を含む。合成フィルタリング励振信号211は、LP合成フィルター212を通して処理されて音響信号213を回復する。図3を参照すると、事前量子化器306のDCT計算機309およびAVQ310は、ダイナミックスで所与のしきいを超える励振残差スペクトルの部分を符号化することに集中する。それは、典型的な2段量子化器での場合のように、第2の符号化段307のための第2の励振残差312を白色化することを目指していない。従って、符号器300においては、第2の段307によって符号化される第2の励振残差312は、制御されたスペクトルダイナミックスを持つ励振残差であり、過剰なスペクトルダイナミックスは、第1の符号化段で事前量子化器306によってある程度吸収されている。ビットレートが増加するにつれて、DC成分から出発する、AVQSNRおよび量子化済みDCTブロックの数の両方は、第1の段で増加する。別の例では、量子化済みDCTブロックの数は、利用できるビットレート量に依存する。しかしながら、ビットレートが高いほど、より多くのビットが、比例して、第1の符号化段で事前量子化器306によって使用され、それは、加重LPフィルターのスペクトル包絡線に追随するために全符号化ノイズがますます多く形成される結果をもたらす。本発明は、例示的な実施形態に関係して前述の説明で述べられたけれども、これらの実施形態は、本発明の範囲および本質から逸脱することなく添付の請求項の範囲内で随意に変更されてもよい。