СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ, СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ, КОДЕР, ДЕКОДЕР, ПРОГРАММА И НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ
ENCODING METHOD, DECODING METHOD, ENCODER, DECODER, PROGRAMME AND RECORDING MEDIUM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к способу кодирования-декодирования, более конкретно, к способу кодирования и декодирования шума и импульсных последовательностей.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Одним способом для кодирования сигналов временных последовательностей, таких как речевые сигналы и акустические сигналы с малым количеством битов, является линейное предсказание с кодовым возбуждением (CELP), которое используется в сотовых телефонах и т.п. CS-ACELP и 3GPP AMR (см., например, непатентный документ 1), определенные в ITU-T G.729, являются типовыми методами CELP.
[0003] Для кодирования и декодирования в предопределенном временном интервале (кадре, подкадре и т.д.) типовые методы CELP используют линейную сумму адаптивных сигнальных компонентов, полученных задержкой одного или более сигналов возбуждения в момент, предшествующий предопределенному временному интервалу, в соответствии с периодом основного тона и импульсной последовательностью из фиксированной кодовой книги, в качестве сигнала возбуждения предопределенного временного интервала. Период основного тона и импульсная последовательность кодируются, и генерируется код, включающий в себя код, соответствующий периоду основного тона, и код, соответствующий импульсной последовательности.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ. НЕПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0004] Непатентный документ 1: Проект партнерства по созданию третьего поколения (3GPP), Техническая спецификация (TS) 26.090, “AMR speech codec; Transcoding functions”, Версия 4.0.0 (2001-03)
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0005] Обычные методы CELP в основном используются в беспроводной связи, что влечет за собой много ошибок кода. Поскольку изменение в количестве битов усилило бы искажение, вызванной ошибкой кода, обычные методы CELP присваивают фиксированное количество битов кодам, соответствующим импульсным последовательностям. Нет необходимости рассматривать ошибки кода в IP коммуникации. Обычные методы CELP не изменяют количество битов, присваиваемое соответствующим импульсным последовательностям в кадрах, для улучшения качества.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
[0006] В кодировании согласно настоящему изобретению, коды, соответствующие шуму или импульсной последовательности, получают с количеством битов, присваиваемых кодам, соответствующим остаткам предсказания (кодам, соответствующим шуму или импульсной последовательности), получаемым в соответствии с анализом предсказания, применяемым к сигналам временных последовательностей, включенным в предопределенный временной интервал, переключаемым согласно тому, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, соответствующей предопределенному временному интервалу или интервалу перед предопределенным временным интервалом входных сигналов временных последовательностей, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность.
[0007] В декодировании согласно настоящему изобретению обеспечивается, что коды, соответствующие шуму или импульсной последовательности, включенным в коды, соответствующие предопределенному временному интервалу, декодируются для получения шума или импульсной последовательности, соответствующих предопределенному временному интервалу, причем режим декодирования для кодов, соответствующих шуму или импульсной последовательности, переключается согласно тому, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, причем индекс получают из входных кодов, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность.
ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Уровень периодичности и/или стационарности определяет степень влияния разрешения кодирования шума или импульсной последовательности на качество всего кодирования. Поскольку количество битов, назначаемых кодам, соответствующим шуму или импульсной последовательности, переключается в соответствии с уровнем периодичности и/или стационарности, в настоящем изобретении может быть улучшена эффективность сжатия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Фиг. 1 - вид, показывающий пример функциональной конфигурации кодеров согласно вариантам осуществления;
Фиг. 2 - вид, показывающий пример функциональной конфигурации декодеров согласно вариантам осуществления;
Фиг. 3 - вид, показывающий пример кодирования в варианте осуществления;
Фиг. 4А - вид, показывающий пример поиска фиксированной кодовой книги в варианте осуществления, и фиг. 4В - вид, показывающий пример декодирования фиксированной кодовой книги в варианте осуществления;
Фиг. 5 - вид, показывающий пример функциональной конфигурации блока кодирования параметров во втором варианте осуществления;
Фиг. 6 - вид, показывающий пример функциональной конфигурации блока декодирования параметров во втором варианте осуществления;
Фиг. 7А - вид, показывающий пример кодирования во втором вари анте осуществления, и Фиг. 7В - вид, показывающий пример декодирования во втором варианте осуществления;
Фиг. 8 - вид, иллюстрирующий модификацию кодирования.
НАИЛУЧШИЕ РЕЖИМЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] Теперь варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылками на чертежи.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
При кодировании, в вариантах осуществления, анализ предсказания применяют к сигналам временных последовательностей, включенным в предопределенный временной интервал, и получают коды, которые включают в себя коды, соответствующие параметрам предсказания сигналов временных последовательностей, и коды, соответствующие шуму или импульсной последовательности. Когда получают коды, соответствующие шуму или импульсной последовательности, количество битов, назначаемых кодам, соответствующим остаткам предсказания (кодам, соответствующим шуму или импульсной последовательности), получаемым в соответствии с анализом предсказания, применяемым к сигналам временных последовательностей, включенным в предопределенный временной интервал, переключается согласно тому, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность.
[0011] Уровень периодичности и/или стационарности определяет степень влияния разрешения кодирования шума или импульсной последовательности на качество кодирования сигналов временных последовательностей (качество синтезированных сигналов после декодирования относительно сигналов временных последовательностей перед кодированием).
Если сигналы временных последовательностей имеют низкую стационарность (упоминаются как нестационарные), они также имеют низкую периодичность (упоминаются как непериодические) и высокие шумовые свойства. В таком случае степень влияния разрешения кодирования периодических компонентов сигналов временных последовательностей на качество кодирования сигналов временных последовательностей мала. Соответственно, степень влияния разрешения кодирования кодов, соответствующих остаткам предсказания, на качество кодирования сигналов временных последовательностей становится относительно большой. С другой стороны, если сигналы временных последовательностей имеют высокую стационарность (упоминаются как стационарные), то они также имеют высокую периодичность (упоминаются как периодические) и низкие шумовые свойства. В таком случае степень влияния периодических компонентов сигналов временных последовательностей на качество кодирования велико. Соответственно, степень влияния разрешения кодирования кодов, соответствующих остаткам предсказания, на качество кодирования сигналов временных последовательностей становится относительно малой.
Поэтому эффективность сжатия может быть улучшена путем переключения количества битов, назначаемых кодам, соответствующим остаткам предсказания, согласно уровню периодичности и/или стационарности.
[0012] Более конкретно, если сигналы временных последовательностей определены как стационарные (периодические), то малое количество битов назначается кодам, соответствующим остаткам предсказания; если сигналы временных последовательностей определены как нестационарные (непериодические), то большое количество битов назначается кодам, соответствующим остаткам предсказания.
Например, количество битов кодов, соответствующих остаткам предсказания, полученным, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, удовлетворяет условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, делается меньшим, чем количество битов кодов, соответствующих остаткам предсказания, полученным, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, не удовлетворяет условию, которое указывает высокую периодичность и/или стационарность. Альтернативно, например, количество битов кодов, соответствующих остаткам предсказания, полученным, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, удовлетворяет условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность, делается большим, чем количество битов кодов, соответствующих остаткам предсказания, полученным, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, не удовлетворяет условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность.
[0013] При декодировании, в вариантах осуществления, режим декодирования для кодов, соответствующих шуму или импульсной последовательности, включенным в коды, соответствующие предопределенному временному интервалу, переключается соответственно тому, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, причем индекс получен из входных кодов, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность, и коды, соответствующие шуму или импульсной последовательности, декодируются в шум или импульсную последовательность, соответствующие предопределенному временному интервалу.
[0014] Основные положения, описанные выше, могут быть применены к любому способу выполнения анализа предсказания сигналов временных последовательностей, включенных в предопределенный временной интервал, и получения кодов, которые включают в себя коды, соответствующие параметрам предсказания, и коды, соответствующие остаткам предсказания.
Примеры анализа предсказания включают в себя анализ краткосрочного предсказания, такой как анализ линейного предсказания, анализ долгосрочного предсказания, такой как анализ основного тона, и анализ, в котором выполняются два типа анализа, описанные выше. Примеры выполнения как анализа краткосрочного предсказания, так и анализа долгосрочного предсказания, включают в себя способ выполнения анализа краткосрочного предсказания сигналов временных последовательностей для получения остатков и выполнения анализа долгосрочного предсказания остатков или их соответствующих значений. Примеры параметров предсказания включают в себя квантованные значения коэффициентов линейного предсказания, квантованные значения коэффициентов, таких как коэффициенты PARCOR или коэффициенты пар линейного спектра, которые могут быть преобразованы в коэффициенты линейного предсказания, периоды основного тона и квантованные усиления основного тона. Примеры шума или импульсных последовательностей включают в себя остатки линейного предсказания, остатки долговременного предсказания, остатки, получаемые, когда выполняется как анализ краткосрочного предсказания, так и анализ долгосрочного предсказания, и импульсные последовательности из фиксированной кодовой книги, соответствующие остаткам.
[0015] В типовых методах CELP, упомянутых выше, квантованные значения коэффициентов, которые могут быть преобразованы в коэффициенты линейного предсказания, периоды основного тона и квантованные усиления основного тона, которые получают из результатов анализа основного тона перцепционных весовых значений остатков, полученных анализом линейного предсказания сигналов временных последовательностей, соответствуют параметрам предсказания, и сигнальные компоненты, образованные из одного или более сигналов, имеющих значение, составленное из комбинации ненулевого единичного импульса из фиксированной кодовой книги и его полярности (положительной или отрицательной), и одного или более сигналов, имеющих нулевое значение, соответствуют импульсным последовательностям. Варианты осуществления, в которых эти основные положения применяются к типовому методу CELP, будут описаны ниже, но настоящее изобретение не ограничивается ими.
[0016] ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Первый вариант осуществления настоящего изобретения описан ниже.
КОНФИГУРАЦИЯ
Как показано на фиг. 1, кодер 11 в первом варианте осуществления включает в себя блок 111 анализа линейного предсказания, адаптивную кодовую книгу 112, фиксированную кодовую книгу 113, блок 114 анализа основного тона, блок 115 поиска фиксированной кодовой книги, перцепционный взвешивающий фильтр 116, фильтр 117 синтеза, блок 118 квантования усиления, блок 119 кодирования параметров. Блок 115 поиска фиксированной кодовой книги включает в себя первый блок 115а поиска, второй блок 115b поиска и переключатель 115с.
Как показано на фиг. 2, декодер 12 в первом варианте осуществления включает в себя адаптивную кодовую книгу 122, фиксированную кодовую книгу 123, блок 125 выбора фиксированной кодовой книги, блок 127 синтеза и блок 129 декодирования параметров. Блок 125 выбора фиксированной кодовой книги включает в себя первый блок 125а выбора, второй блок 125b выбора и переключатель 125с.
Кодер 11 и декодер 12 в этом варианте осуществления являются специальными устройствами, сформированными, когда известный компьютер или специальный компьютером, обеспеченный центральным процессорным блоком (CPU), оперативной памятью (RAM), постоянной памятью (ROM) и т.п., считывает программу и данные. По меньшей мере часть блоков обработки кодера 11 и декодера 12 могут быть сформированы аппаратными средствами, такими как интегральная схема.
[0017] СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ
Кодер 11 принимает сигналы временных последовательностей x(n) (n=0 до L-1; L - целое число, равное 2 или больше, каждое значение n обозначает точку выборки), такие как речевые сигналы и акустические сигналы, сегментированные на блоки кадров, которые являются предопределенными временными интервалами. Блок 111 анализа линейного предсказания выполняет анализ линейного предсказания сигналов временных последовательностей x(n) (n=0 до L-1) в каждой точке выборки n (n=0 до L-1) в кадре, подлежащем обработке (далее упоминается как «текущий кадр»), и выводит информацию линейного предсказания LPC info (включенную в параметры предсказания), которая является кодами, соответствующими квантованным значениям коэффициентов для определения полюсного фильтра 117 синтеза в текущем кадре. Например, блок 111 анализа линейного предсказания вычисляет коэффициенты линейного предсказания α(m) (m=1 до Р; Р - положительное целое число и α - порядок линейного предсказания), соответствующие сигналам временных последовательностей x(n) (n=0 до L-1) в текущем кадре, преобразует коэффициенты линейного предсказания α(m) (m=1 до Р) в коэффициенты пар линейного спектра LPS и выводит коды, соответствующие квантованным коэффициентам пар линейного спектра LPS в качестве информации линейного предсказания LPC info.
f1
f1
f2
f2
f3
f3
f1
f2
f3
f1
f2
f3
f1
f2
f3
f4
[0018] Фиксированная кодовая книга 113 выводит импульсную последовательность, сформированную одним или более сигналами, имеющими значение, составленное из комбинации ненулевого единичного импульса и его полярности и одного или более сигналов, имеющих нулевое значение, в каждом подкадре, полученном делением одиночного кадра, под управлением блока 115 поиска фиксированной кодовой книги. В примере, показанном здесь, один кадр делится на четыре равных подкадра. То есть кадр, имеющий L точек выборки от 0 до L-1, имеет первый подкадр, имеющий точки выборки от 0 до L-1, второй подкадр, имеющий точки выборки от L до L-1, третий подкадр, имеющий точки выборки от L до L-1, и четвертый подкадр, имеющий точки выборки от L до L-1. L, L и L являются положительными целыми числами, удовлетворяющими соотношению 0<L<L<L<L. Импульсные последовательности c, c, c и c, соответствующие подкадрам с первого по четвертый, выражаются соответственно следующим образом:
f1
f1
f1
c=c(n)(n=0 до L-1)
f2
f2
f1
f2
c=c(n)(n=L до L-1)
f3
f3
f2
f3
c=c(n)(n=L до L-1)
f4
f4
f3
c=c(n)(n=L до L-1)
1
2
3
4
[0019] Адаптивная кодовая книга 112 сохраняет сигналы возбуждения, генерируемые в предшествующих точках. Адаптивная кодовая книга 112 выводит адаптивные сигнальные компоненты v(n)(n=0 до L-1), которые могут быть получены путем использования сигналов возбуждения, задержанных в соответствии с периодами Т, Т, Т и Т основного тона, полученными в индивидуальных подкадрах, то есть в подкадрах с первого по четвертый. Сигналы возбуждения u(n) (n=0 до L-1), соответствующие импульсным последовательностям из фиксированной кодовой книги 113, и адаптивные сигнальные компоненты из адаптивной кодовой книги 112 являются следующими:
p1
c1
f1
f1
u(n)=g·v(n)+g·c(n) (n=0 до L-1)
p2
c2
f2
f1
f2
u(n)=g·v(n)+g·c(n) (n=L до L-1)
p3
c3
f3
f2
f3
u(n)=g·v(n)+g·c(n) (n=L до L-1)
p4
c4
f4
f3
u(n)=g·v(n)+g·c(n) (n=L до L-1)
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
f1
f2
f3
f4
Здесь g, g, g и g являются усилениями основного тона, заданными для адаптивных сигнальных компонент v(n) в подкадрах с первого по четвертый, соответственно, и g, g, g и g являются усилениями фиксированной кодовой книги, заданными для импульсных последовательностей c, c, c и c в подкадрах с первого по четвертый, соответственно. Усиления основного тона и усиления фиксированной кодовой книги в общем упоминаются как усиления возбуждения.
1
2
3
4
p1
p2
p3
p4
f1
f2
f3
f4
c1
c2
c3
c4
1
2
3
4
p1
p2
p3
p4
f1
f2
f3
f4
c1
c2
c3
c4
1
2
3
4
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
f1
f2
f3
f4
f1
f2
f3
f4
f1
f2
f3
f4
[0020] Блок 114 анализа основного тона получает периоды Т, Т, Т и Т основного тона и усиления g, g, g и g основного тона, соответственно, в подкадрах с первого по четвертый. Блок 15 поиска фиксированной кодовой книги получает импульсные последовательности c, c, c и c и усиления g, g, g и g фиксированной кодовой книги в подкадрах с первого по четвертый, соответственно. Периоды Т, Т, Т и Т основного тона и усиления g, g, g и g основного тона, импульсные последовательности c, c, c и c и усиления g, g, g и g фиксированной кодовой книги вычисляются, например, чтобы минимизировать значения, получаемые применением перцепционного взвешивающего фильтра 16 к разностям между входными сигналами временных последовательностей x(n) (n=0 до L-1) и синтезированными сигналами x'(n) (n=0 до L-1), полученными применением полюсного фильтра 117 синтеза, определенного посредством информации линейного предсказания LPC info, к сигналам возбуждения u(n) (n=0 до L-1). Периоды основного тона выражаются как целые кратные интервалов между точками выборки (целочисленное разрешение) или с использованием целых кратных интервалов между точками выборки и фракционных значений (фракционное разрешение). Если адаптивные сигнальные компоненты v(c) выражаются с использованием периодов основного тона с фракционным разрешением, то используется фильтр интерполяции, который выполняет взвешенное усреднение множества сигналов возбуждения, задержанных в соответствии с периодами основного тона. Блок 114 анализа основного тона выводит периоды Т, Т, Т и Т основного тона и усиления g, g, g и g основного тона. Блок 115 поиска кодовой книги выводит усиления g, g, g и g фиксированной кодовой книги и индексы C, C, C и C кода, которые являются кодами, соответствующими импульсным последовательностям c, c, c и c, соответственно. Поиск и кодирование импульсных последовательностей c, c, c и c в этом варианте осуществления являются отличительными признаками и будут описаны ниже.
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
f1
f2
f3
f4
p
j
cj
pj
cj
fj
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
f1
f2
f3
f4
[0021] Усиления g, g, g и g основного тона и усиления g, g, g и g фиксированной кодовой книги являются входами в блок 118 квантования усиления. Блок 118 квантования усиления квантует усиления g, g, g и g основного тона и усиления g, g, g и g фиксированной кодовой книги и выводит коды, такие как индексы, определяющие квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ основного тона, и коды, такие как индексы, определяющие квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги. Коды, соответствующие квантованным усилениям g^, g^, g^ и g^ основного тона и квантованным усилениям g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги, будут выражены ниже как коды GA, GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения. Например, если код, соответствующий квантованному усилению g^ основного тона, и код, соответствующий квантованному усилению g^ фиксированной кодовой книги, отдельно получены в j-ом подкадре (j=1 до 4), комбинация кода, соответствующего квантованному усилению g^ основного тона, и кода, соответствующего квантованному усилению g^ фиксированной кодовой книги, будет выражаться как код GA квантованного усиления возбуждения. Если квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ основного тона кодированы вместе в одном кадре, и если квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги кодированы вместе в одном кадре, то комбинации кодов, соответствующих квантованным усилениям g^, g^, g^ и g^ основного тона, и кодов, соответствующих квантованным усилениям g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги будут выражаться как коды GA, GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения.
[0022] Комбинации усилений основного тона и усилений фиксированной кодовой книги могут также быть векторно квантованными и кодированными. Если комбинации усилений основного тона и усилений фиксированной кодовой книги векторно квантованы и кодированы, то коды, такие как индексы, ассоциируются с комбинациями квантованных усилений основного тона и квантованных усилений фиксированной кодовой книги. Комбинации квантованных усилений основного тона и квантованных усилений фиксированной кодовой книги, полученных векторным квантованием, называются векторами квантованного усиления, а коды, полученные векторным квантованием, называются кодами векторно-квантованного усиления (кодами VQ усиления). Код VQ усиления является примером кода квантованного усиления возбуждения. Этот тип векторного квантования может ассоциировать один код VQ усиления с комбинацией квантованного усиления основного тона и квантованного усиления фиксированной кодовой книги, соответствующих тому же самому подкадру, может ассоциировать один код VQ усиления с комбинацией квантованного усиления основного тона и квантованного усиления фиксированной кодовой книги, соответствующей каждому из множества подкадров, или может ассоциировать один код VQ усиления с комбинацией квантованного усиления основного тона и квантованного усиления фиксированной кодовой книги, соответствующей тому же самому кадру.
gc
cj
gc
cj
[0023]Этот тип векторного квантования использует таблицу (двумерную кодовую книгу) для задания кодов VQ усиления, соответствующих, например, комбинациям квантованных усилений основного тона и квантованных усилений фиксированной кодовой книги. Примером двумерной кодовой книги является таблица, в которой комбинации квантованных усилений основного тона и квантованных усилений фиксированной кодовой книги ассоциированы с кодами VQ усиления. Другим примером двумерной кодовой книги является таблица, в которой комбинации квантованных усилений основного тона и квантованных значений для значений, соответствующих усилениям фиксированной кодовой книги, ассоциированы с кодами VQ усиления. Примеры значений, соответствующих усилениям фиксированной кодовой книги, включают в себя коэффициент коррекции, представляющий отношение между оцененным значением усиления фиксированной кодовой книги в текущем подкадре (или кадре), предсказанным из энергии сигнальной компоненты из фиксированной кодовой книги в предыдущем подкадре (кадре) и усиления фиксированной кодовой книги в текущем подкадре (или кадре). Примеры коэффициентов коррекции включают γ, заданный в 5.8.2 “Quantization of codebook gains” в непатентном документе 1. Например, следующее соотношение справедливо для усиления g фиксированной кодовой книги в j-ом подкадре (j=1 до 4), коэффициента коррекции γ и оцененного значения pg усиления фиксированной кодовой книги в j-ом подкадре (j=1 до 4):
cj
gc
cj
g=γ×pg
[0024] Двумерная кодовая книга может быть одиночной таблицей или может быть сформирована множеством таблиц, подобно двухкаскадной сопряженно структурированной кодовой книге в ссылке 1, “ITU-T Recommendation G.729, “Coding of Speech at 8 kbit/s using Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited Linear Prediction (CS-ACELP)”. Если двумерная кодовая книга составлена из множества таблиц, код VQ усиления, соответствующий комбинации квантованного усиления основного тона и квантованного усиления фиксированной кодовой книги, является комбинацией индексов, определенных в каждой таблице, составляющей двумерную кодовую книгу, например, по отношению к комбинации квантованного усиления основного тона и квантованного усиления фиксированной кодовой книги.
j
pj
fj
fj
cj
pj
cj
fj
pj
fj
[0025] Фиг. 3 показывает пример, в котором усиление основного тона и усиление фиксированной кодовой книги квантованы и кодированы в подкадрах. В примере, показанном на фиг. 3, блок 114 анализа основного тона сначала выполняет анализ основного тона с использованием адаптивной кодовой книги 112 и получает период T основного тона и усиление g основного тона (анализ основного тона), блок 115 поиска фиксированной кодовой книги выполняет поиск в фиксированной кодовой книге 113, чтобы найти импульсную последовательность c, индекс C кода, соответствующий ей, и усиление g фиксированной кодовой книги (поиск фиксированной кодовой книги и кодирование), и блок 118 квантования усиления векторно квантует комбинацию усиления g основного тона и усиления g фиксированной кодовой книги и получает код GA квантованного усиления возбуждения, который является кодом VQ усиления, соответствующим вектору квантованного усиления, составленному из квантованного усиления g^ основного тона и квантованного усиления g^ фиксированной кодовой книги (векторное квантование усиления и кодирование) в каждом j-ом подкадре (j=1 до 4).
1
2
3
4
f1
f2
f3
f4
f1
f2
f3
f4
Т
1
2
3
4
[0026] Параметры возбуждения, включающие в себя информацию линейного предсказания LPC info, периоды Т, Т, Т и Т основного тона, индексы C, C, C и C кода и коды GA, GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения, вводятся в блок 119 кодирования параметров. Блок 119 кодирования параметров получает код С периода основного тона путем кодирования периодов Т, Т, Т и Т основного тона и генерирует и выводит битовый поток BS, который является кодом, соответствующим входным параметрам возбуждения.
[0027] Поиск и кодирование импульсных последовательностей
f1
f2
f3
f4
Далее описываются поиск и кодирование импульсных последовательностей c, c, c и c (импульсных последовательностей, соответствующих остаткам предсказания, полученным соответственно анализу предсказания сигналов временных последовательностей, включенных в предопределенный временной интервал) из фиксированной кодовой книги 113, которые являются отличительными признаками данного варианта осуществления.
f1
f2
f3
f4
Как показано в примере на фиг. 4А, при поиске и кодировании импульсных последовательностей c, c, c и c в этом варианте осуществления, переключатель 115с определяет, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность (этап S111), чтобы выбрать: либо первый блок 115а поиска выполняет поиск фиксированной кодовой книги (далее упоминается как «первый поиск фиксированной кодовой книги») и кодирование (далее упоминается как «первое кодирование»), соответственно кодам, имеющим малое количество битов (этап S112 с малым количеством битов кодирования), либо второй блок 115b поиска выполняет поиск фиксированной кодовой книги (далее упоминается как «второй поиск фиксированной кодовой книги») и кодирование (далее упоминается как «второе кодирование»), соответственно кодам, имеющим большое количество битов (этап S113 с большим количеством битов кодирования).
[0028] Более конкретно, когда переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), первый блок 115а поиска выполняет первый поиск в фиксированной кодовой книге только импульсных последовательностей, которые могут быть выражены кодовыми индексами (кодами), имеющими первое количество R1, которое является малым, битов, получает, посредством первого кодирования, индексы кода, соответствующие импульсным последовательностям, полученным посредством первого поиска в фиксированной кодовой книге, и выводит индексы кода (этап S112). Когда переключатель 115с определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), второй блок 115b поиска выполняет второй поиск в фиксированной кодовой книге импульсных последовательностей, которые могут быть выражены кодовыми индексами, имеющими второе количество R2, которое является большим (R2>R1), битов, получает, посредством второго кодирования, индексы кода, соответствующие импульсным последовательностям, полученным посредством второго поиска в фиксированной кодовой книге, и выводит индексы кода (этап S113).
[0029] В итоге, количество битов индексов кода, соответствующих, соответственно, импульсным последовательностям, которые получены, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, удовлетворяет условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность (этап S112), меньше, чем количество битов индексов кода, соответствующих соответственно, импульсным последовательностям, которые получены, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, не удовлетворяет условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность (этап S113). Альтернативно, количество битов индексов кода, соответствующих импульсным последовательностям, которые получены, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, удовлетворяет условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность (этап S113), больше, чем количество битов индексов кода, соответствующих импульсным последовательностям, которые получены, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, не удовлетворяет условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность (этап S112).
[0030] Специальные случаи обработки на этапах S111 до S113 будут описаны далее.
СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 1 ЭТАПА S111
В специальном случае 1 этапа S111, в качестве индекса, который указывает уровень стационарности (периодичности) сигналов временных последовательностей, используется оцененное значение усиления предсказания, которое является отношением величин сигналов временных последовательностей к величинам остатков предсказания, полученных анализом линейного предсказания сигналов временных последовательностей.
Переключатель 115с в этом случае определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), когда условие, что оцененное значение усиления предсказания больше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность), удовлетворено, и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие не удовлетворено. Альтернативно, переключатель 115с в этом случае определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), когда условие, что оцененное значение усиления предсказания меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность), не удовлетворено, и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие удовлетворено. Основа определения состоит в том, что во временном интервале, в котором сигналы являются стационарными (периодическими), поскольку действует линейное предсказание, остатки предсказания являются малыми, и отношение величин сигналов временных последовательностей к величинам остатков предсказания становится большим.
[0031] Например, оцененное значение усиления предсказания, определенное квантованными PARCOR коэффициентами или их соответствующими значениями используется в качестве индекса. Более конкретно, оцененное значение Е усиления предсказания, заданное следующим выражением (1), например, используется в качестве индекса.
(1)
m
Здесь k в выражении (1) является квантованным PARCOR коэффициентом m-го порядка, определенным информацией линейного предсказания LPC info. Значение выражения (1) не уменьшается (увеличивается слабо и монотонно) по отношению к величине квантованного PARCOR коэффициента m-го порядка. В этом примере информация линейного предсказания LPC info вводится в переключатель 115с. Переключатель 115с проверяет, является ли оцененное значение Е усиления предсказания, полученное из информации линейного предсказания LPC info, большим, чем заданное значение, и определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если это условие удовлетворено, или определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если это условие не удовлетворено.
Альтернативно, переключатель 115с проверяет, является ли оцененное значение Е усиления предсказания, полученное из информации линейного предсказания LPC info, меньшим, чем заданное значение, и определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если это условие не удовлетворено, или определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если это условие удовлетворено.
[0032] Этап S111 в этом случае может выполняться в каждом кадре или может выполняться в каждом подкадре кадра. Анализ линейного предсказания сигналов временных последовательностей для получения индекса в этом случае может выполняться в каждом кадре или может выполняться в каждом подкадре. Временной интервал, в котором выполняется анализ линейного предсказания, чтобы получить индекс, в этом случае может совпадать с, может перекрывать или может не перекрывать временной интервал, в котором выполняются поиск в фиксированной кодовой книге и кодирование в соответствии с результатом определения, выполненного с использованием индекса.
[0033] Например, оцененное значение усиления предсказания может быть получено в каждом кадре; может быть определено, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими), с использованием оцененного значения усиления предсказания в текущем кадре в качестве индекса; и может быть выбрано согласно результату определения, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем кадре.
Альтернативно, оцененное значение усиления предсказания в кадре перед текущим кадром (например, непосредственно предшествующем кадре) может быть использовано в качестве индекса, чтобы определять, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими); и может быть выбрано согласно результату определения, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем кадре. Альтернативно, оцененное значение усиления предсказания, полученное в каждом подкадре, может быть использовано в качестве индекса, чтобы определять, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими); и может быть выбрано согласно результату определения, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в подкадре или подкадре после этого подкадра (например, в непосредственно следующем подкадре).
[0034] Может быть определено, является ли α большим, чем заданное значение, путем проверки, удовлетворено ли α> заданного значения, и может быть определено, является ли α большим, чем заданное значение, путем проверки, удовлетворено ли α≥ (заданное значение + константа). В этих случаях заданное значение может быть установлено в качестве порога в процессе, и (заданное значение + константа) может быть установлено в качестве порога в процессе.
Аналогичным образом, может быть определено, является ли α меньшим, чем заданное значение, путем проверки, удовлетворено ли α< заданного значения, и может быть определено, является ли α меньшим, чем заданное значение, путем проверки, удовлетворено ли α≤ (заданное значение - константа). В этих случаях заданное значение может быть установлено в качестве порога в процессе, и (заданное значение - константа) может быть установлено в качестве порога в процессе. Это также применимо в других определениях, которые будут описаны ниже.
[0035] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 2 ЭТАПА S111
Специальный случай 2 этапа S111 использует квантованный PARCOR коэффициент или его соответствующее значение в качестве индекса, который указывает уровень стационарности (периодичности) сигналов временных последовательностей.
Информация (например, информация линейного предсказания LPC info) для получения величины квантованного PARCOR коэффициента или его соответствующего значения вводится в переключатель 115с в этом случае. Переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), когда условие, что величина квантованного PARCOR коэффициента, полученного из входной информации, или его соответствующее значение больше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность) удовлетворено, и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если это условие не удовлетворено. Альтернативно, переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), когда условие, что величина квантованного PARCOR коэффициента или его соответствующее значение меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность) не удовлетворено, и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие удовлетворено. Основа определения состоит в том, что величина PARCOR коэффициента, вероятно, увеличится во временном интервале, в котором сигналы являются стационарными (периодическими).
m'
m'
m
[0036] Например, величина квантованного PARCOR коэффициента m'-го порядка, k (например, m'=1) или величина значения, соответствующего квантованному PARCOR коэффициенту k, может быть использована в качестве индекса, значение, соответствующее величинам множества квантованных PARCOR коэффициентов k, может быть использовано в качестве индекса, оцененное значение усиления предсказания, заданное выражением (1), может быть использовано в качестве индекса, и значение другой неубывающей функции (слабо монотонно возрастающей функции), соответствующее квантованным PARCOR коэффициентам, может быть использовано в качестве индекса. Примеры значения, соответствующего величинам множества α', включают в себя среднее величин множества α', сумму величин множества α', взвешенную сумму величин множества α'. Примеры величины α включают в себя амплитуду, абсолютное значение, энергию и мощность α. Эти примеры также применимы к другим индексам, что будет описано ниже.
[0037] Этап S111 в этом случае может выполняться в каждом кадре или может выполняться в каждом подкадре. Анализ линейного предсказания сигналов временных последовательностей для получения индекса в этом случае может выполняться в каждом кадре или может выполняться в каждом подкадре. Временной интервал, в котором выполняется анализ линейного предсказания для получения индекса, в этом случае может совпадать, может перекрывать или может не перекрывать временной интервал, в котором выполняются поиск фиксированной кодовой книги и кодирование, в соответствии с результатом определения, сделанного с использованием индекса.
[0038] Например, квантованный PARCOR коэффициент или соответствующее ему значение могут быть получены в каждом кадре, сигналы могут быть определены как стационарные (периодические) или нестационарные (непериодические) с использованием квантованного PARCOR коэффициента или соответствующего ему значения в текущем кадре в качестве индекса, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование. Альтернативно, может быть определено, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими) с использованием квантованного PARCOR коэффициента или соответствующего ему значения в кадре перед текущим кадром (например, непосредственно предшествующим кадром) в качестве индекса, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем кадре. Альтернативно, может быть определено, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими) с использованием квантованного PARCOR коэффициента, полученного в каждом подкадре, или соответствующего ему значения в качестве индекса, и соответственно может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в подкадре или последующем подкадре (например, в непосредственно следующем подкадре).
[0039] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 3 ЭТАПА S111
Специальный случай 3 этапа S111 использует квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение в качестве индекса, который указывает уровень стационарности (периодичности) сигналов временных последовательностей. Примеры значений, соответствующих квантованному усилению основного тона, включают в себя среднее квантованных усилений основного тона и значение неуменьшающейся функции (слабо монотонно возрастающей функции) по отношению к величине квантованного усиления основного тона.
В этом случае информация (например, квантованные усиления основного тона или коды квантованного усиления основного тона, такие как коды VQ усиления) для получения квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения вводятся в переключатель 115с. Переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если удовлетворено условие, что квантованное усиление основного тона, полученное из входной информации, или соответствующее ему значение больше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие не удовлетворяется. Альтернативно, переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если не удовлетворено условие, что квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие удовлетворяется. Основа для определения состоит в том, что во временном интервале, в котором сигналы являются стационарными (периодическими), периоды основного тона являются высоко периодическими, и усиления основного тона являются большими.
[0040] Этап S111 в этом случае может выполняться в каждом кадре или может выполняться в каждом подкадре. Анализ основного тона, квантование и кодирование для получения индекса в этом случае также могут выполняться в каждом кадре или могут выполняться в каждом подкадре. Временной интервал, в котором выполняется анализ основного тона и тому подобное для получения индекса, в этом случае может совпадать, может перекрывать или может не перекрывать временной интервал, в котором выполняются поиск фиксированной кодовой книги и кодирование, в соответствии с результатом определения, сделанного с использованием индекса. Если информация для получения квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения представляет собой код VQ усиления, то квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение, используемые на этапе S111, должны браться из предшествующего подкадра или кадра. Причина заключается в порядке обработки в каждом кадре или каждом подкадре: Блок 115 поиска фиксированной кодовой книги определяет импульсные последовательности и получает усиления фиксированной кодовой книги в соответствии с определенными импульсными последовательностями, и блок 118 квантования усиления получает квантованные усиления фиксированной кодовой книги и коды VQ усиления на основе усилений фиксированной кодовой книги, в этом порядке, и определение на этапе S111 не может быть сделано в каждом кадре или подкадре на основе кода VQ усиления кадра или подкадра.
f1
f1
[0041] Например, если усиление основного тона и усиление фиксированной кодовой книги являются векторно-квантованными и кодированными, то квантованное усиление основного тона, соответствующее коду VQ усиления в подкадре перед текущим целевым кадром поиска фиксированной кодовой книги и кодирования (например, непосредственно предшествующего подкадра) может быть подано из блока 118 квантования усиления в каждом подкадре, может быть определено, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими) с использованием квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения в качестве индекса, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем подкадре. Если усиление основного тона и усиление фиксированной кодовой книги кодируются отдельно, то квантованное усиление основного тона в текущем подкадре может быть подано из блока 118 квантования усиления, может быть определено, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими) с использованием квантованного усиления основного тона в текущем подкадре или соответствующего ему значения в качестве индекса, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем подкадре. Дополнительно, фиксированное количество битов может быть назначено индексу C кода в первом подкадре, расположенном в начале кадра; и в первом подкадре определение на этапе S111 может не выполняться, и поиск фиксированной кодовой книги и кодирование могут быть применены к импульсным последовательностям, которые могут быть выражены индексом C кода, имеющим фиксированное количество битов. В этом случае определение на этапе S111 выполняется только во втором и последующих подкадрах.
[0042] Также может быть определено, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими) с использованием квантованного усиления основного тона в одиночном подкадре (например, первом подкадре), включенном в текущий кадр или предшествующий кадр (например, непосредственно предшествующий кадр), или соответствующего ему значения в качестве индекса, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем кадре. Если определение использует квантованное усиление основного тона, имеющее наименьшую величину среди квантованных усилений основного тона в подкадрах, включенных в кадр, то определение с использованием квантованного усиления основного тона в одиночном подкадре, включенном в предшествующий кадр, будет работать хорошо.
[0043] Альтернативно, если все квантованные усиления основного тона в подкадрах, включенных в предшествующий кадр (например, непосредственно предшествующий кадр), больше, чем заданное значение, то сигналы могут быть определены как стационарные (периодические), и первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут быть выбраны в текущем кадре; в противном случае сигналы могут быть определены как нестационарные (непериодические), и второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут быть выбраны в текущем кадре. Альтернативно, если заданное количество квантованных усилений основного тона или больше в предшествующем кадре больше, чем заданное значение, то сигналы могут быть определены как стационарные (периодические), и первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут быть выбраны в текущем кадре; в противном случае сигналы могут быть определены как нестационарные (непериодические), и второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут быть выбраны в текущем кадре.
[0044] Альтернативно, если все квантованные усиления основного тона в подкадрах, включенных в предшествующий кадр меньше, чем заданное значение, то сигналы могут быть определены как нестационарные (непериодические), и второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут быть выбраны в текущем кадре; в противном случае сигналы могут быть определены как стационарные (периодические), и первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут быть выбраны в текущем кадре. Альтернативно, если заданное количество квантованных усилений основного тона или больше в предшествующем кадре меньше, чем заданное значение, то сигналы могут быть определены как нестационарные (непериодические), и второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут быть выбраны в текущем кадре; в противном случае сигналы могут быть определены как стационарные (периодические), и первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут быть выбраны в текущем кадре.
f1
[0045] Сигналы могут также быть определены как стационарные (периодические) или нестационарные (непериодические) с использованием квантованного усиления основного тона в первом подкадре, включенном в текущий подкадр, или соответствующего ему значения в качестве индекса, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование во всех подкадрах иных, чем первый подкадр в текущем кадре. В этом случае фиксированное количество битов может быть назначено индексу C кода в первом подкадре. Альтернативно, определение может быть выполнено с использованием квантованного усиления основного тона в предыдущем кадре или в подкадре, включенном в этот кадр, или соответствующего ему значения, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в первом подкадре.
[0046] Сигналы могут также быть определены как стационарные (периодические) или нестационарные (непериодические) с использованием значения, соответствующего величинам множества квантованных усилений основного тона во множестве подкадров в текущем кадре или предшествующем кадре в качестве индекса, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем кадре или в подкадрах, включенных в этот кадр.
[0047] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 4 ЭТАПА S111
Специальный случай 4 этапа S111 использует квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение и квантованное усиление фиксированной кодовой книги или соответствующее ему значение, в качестве индексов, которые указывают уровень периодичности (стационарности) сигналов временных последовательностей. Примеры значений, соответствующих квантованному усилению фиксированной кодовой книги, включают в себя квантованный коэффициент коррекции, который описан ниже. Примеры значений, соответствующих квантованному усилению основного тона, включают в себя среднее квантованных усилений основного тона и значение неуменьшающейся функции (слабо монотонно возрастающей функции) по отношению к величинам квантованных усилений основного тона.
[0048] В этом случае информация (например, квантованное усиление кодовой книги и квантованное усиление основного тона или код квантованного усиления возбуждения, такой как код VQ усиления) для получения квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения и квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения вводятся в переключатель 115с. Если удовлетворено условие, которое указывает, что отношение квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения к квантованному усилению фиксированной кодовой книги или соответствующему ему значению, полученным из входной информации, больше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность), то переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), а если это условие не удовлетворено, то переключатель 115с определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими). Альтернативно, если не удовлетворено условие, которое показывает, что отношение квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения к квантованному усилению фиксированной кодовой книги или соответствующему ему значению меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность), то переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), а если это условие удовлетворено, то переключатель 115с определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими). Основа для определения состоит в том, что во временном интервал, в котором сигналы являются стационарными (периодическими), периоды основного тона являются высоко периодическими, и отношения квантованных усилений основного тона или соответствующих им значений к квантованным усилениям фиксированной кодовой книги или соответствующим им значениям являются большими.
[0040] Этап S111 в этом случае может выполняться в каждом кадре или может выполняться в каждом подкадре. Анализ основного тона, поиск фиксированной кодовой книги, квантование и кодирование для получения индекса в этом случае также могут выполняться в каждом кадре или могут выполняться в каждом подкадре. Временной интервал, в котором выполняется анализ основного тона, поиск фиксированной кодовой книги и тому подобное для получения индекса, в этом случае находится перед временным интервалом, в котором выполняются поиск фиксированной кодовой книги и кодирование, в соответствии с результатом определения, сделанным с использованием индекса. Причина заключается в порядке обработки в каждом кадре или каждом подкадре: Блок 115 поиска фиксированной кодовой книги определяет импульсные последовательности и получает усиления фиксированной кодовой книги в соответствии с определенными импульсными последовательностями, и блок 118 квантования усиления получает квантованные усиления фиксированной кодовой книги на основе полученных усилений фиксированной кодовой книги, в этом порядке, и определение на этапе S111 не может быть сделано в каждом кадре или подкадре на основе усиления фиксированной кодовой книги в кадра или подкадре или кода, соответствующего усилению фиксированной кодовой книги.
f1
f1
[0041] Например, если квантованное усиление основного тона и квантованное усиление фиксированной кодовой книги в предшествующем подкадре перед текущим подкадром (например, непосредственно предшествующим подкадром) может быть подано из блока 118 квантования усиления, то сигналы могут быть определены как стационарные (периодические) или нестационарные (непериодические) с использованием квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения и квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения в качестве индексов, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем подкадре. Дополнительно, фиксированное количество битов может быть назначено индексу C кода в первом подкадре, расположенном в начале кадра; и в первом подкадре определение на этапе S111 может не выполняться, и поиск фиксированной кодовой книги и кодирование могут быть применены к импульсным последовательностям, которые могут быть выражены индексом C кода, имеющим фиксированное количество битов.
[0051] Сигналы также могут быть определены как стационарные (периодические) или нестационарные (непериодические) с использованием квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения и квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения в одиночном подкадре (например, первом подкадре), включенном в текущий кадр или предшествующий кадр (например, непосредственно предшествующий кадр), в качестве индекса, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем кадре.
[0052] Альтернативно, если все определения, сделанные в подкадрах, включенных в предшествующий кадр, с использованием комбинации квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения и квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения в каждом подкадре, указывают, что сигналы являются стационарными (периодическими), то первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут быть выбраны в текущем кадре; в противном случае второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут быть выбраны в текущем кадре. Альтернативно, если определения, сделанные в заданном количестве подкадров или больше, включенных в предшествующий кадр, указывают, что сигналы являются стационарными (периодическими), то первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут быть выбраны в текущем кадре; в противном случае второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут быть выбраны в текущем кадре.
[0053] Альтернативно, если все определения, сделанные в подкадрах, включенных в предшествующий кадр, с использованием комбинации квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения и квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения в каждом подкадре указывают, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), то второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут быть выбраны в текущем кадре; в противном случае первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут быть выбраны в текущем кадре. Альтернативно, если определения, сделанные в заданном количестве подкадров или больше, включенных в предшествующий кадр, указывают, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), то второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут быть выбраны в текущем кадре; в противном случае первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут быть выбраны в текущем кадре.
f1
[0054] Сигналы могут также быть определены как стационарные (периодические) или нестационарные (непериодические) с использованием комбинации квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения и квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения в первом подкадре, включенном в текущий подкадр, и в результате этого определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование во всех подкадрах иных, чем первый подкадр текущего кадра. В этом случае фиксированное количество битов может быть назначено индексу C кода в первом подкадре. Альтернативно, может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в первом подкадре с использованием комбинации квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения и квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения в предшествующем кадре или подкадре, включенном в этот кадр, в качестве индекса.
[0055] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 5 ЭТАПА S111
Специальный случай 5 этапа S111 использует квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение и значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, в качестве индексов, которые указывают уровень стационарности (периодичности) сигналов временных последовательностей. В этом случае квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение и значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, сравниваются с первым заданным значением и вторым заданным значением, соответственно.
cj
c
c
gc
cj
gc
gc
[0056] В общем, периоды основного тона являются высоко периодическими, и усиления основного тона являются большими в стационарных кадрах. Хотя периоды основного тона имеют высокую периодичность в кадре, расположенном на нарастающей границе речи, периоды основного тона имеют низкую периодичность, и усиления основного тона являются малыми в непосредственно предшествующем кадре. В кадре, находящемся у нарастающей границы речи, оцененное значение pg усиления фиксированной кодовой книги в текущем кадре, предсказанное с использованием предшествующего кадра, становится малым. Поскольку квантованное усиление g' фиксированной кодовой книги в текущем кадре определяется как заданное соотношением g'=γ^×pg (γ^- квантованный коэффициент коррекции), γ^ (значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги) становится большим значением в кадре, расположенном у нарастающей границы речи. Поэтому, даже если квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение мало, если значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, велико, то кадр может рассматриваться как стационарный. Напротив, если квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение мало и если значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, мало, то кадр может рассматриваться как нестационарный.
[0057] Примеры критериев определения, использующие индексы, будут приведены ниже.
Критерий 1 определения: если квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение меньше, чем первое заданное значение, и если значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, больше, чем второе заданное значение, то сигналы временных последовательностей определяются как стационарные (периодические).
Критерий 2 определения: если квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение меньше, чем первое заданное значение, и если значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, меньше, чем второе заданное значение, то сигналы временных последовательностей определяются как нестационарные (непериодические).
p
gc
gc
gc
gc
Примеры значений, соответствующих квантованному усилению основного тона, включают в себя среднее квантованных усилений основного тона и значение неубывающей функции (слабо монотонно возрастающей функции) квантованных усилений основного тона. Примером квантованного усиления основного тона является g^ (квантованное усиление адаптивной кодовой книги) в непатентном документе 1. Примеры значений, соответствующих квантованному усилению фиксированной кодовой книги, включают в себя квантованное усиление фиксированной кодовой книги и квантованный коэффициент γ^ коррекции. Примером квантованного коэффициента γ^ коррекции является γ^ (оптимальное значение для γ) в непатентном документе 1.
[0058] Информация (например, код квантованного усиления возбуждения, такой как квантованное усиление фиксированной кодовой книги и квантованное усиление основного тона или код VQ усиления) для получения значения, соответствующего квантованному усилению фиксированной кодовой книги, и квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения вводится в переключатель 115с в этом случае. Если значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, и квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение, полученные из входной информации, удовлетворяют критерию 1 определения, то переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими); если условие не удовлетворено, то переключатель 115с определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими). Альтернативно, если значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, и квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение, полученные из входной информации, удовлетворяют критерию 2 определения, то переключатель 115с определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими); если условие не удовлетворено, то переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими).
[0059] Этап S111 в этом случае может быть выполнен в каждом кадре или может быть выполнен в каждом подкадре. Анализ основного тона, поиск фиксированной кодовой книги, квантование и кодирование для получения индекса в этом случае могут выполняться в каждом кадре или могут выполняться в каждом подкадре. Как в специальном случае 4 этапа S111, временной интервал, соответствующий индексу, в этом случае находится перед временным интервалом, в котором выполняется поиск фиксированной кодовой книги и кодирование в соответствии с результатом определения, сделанным с использованием индекса. Причина является той же, что и описанная в специальном случае 4 этапа S111. Другое условие может быть добавлено к критерию 1 и 2 определения.
[0060] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 6 ЭТАПА S111
В специальном случае 6 этапа S111 комбинация усиления основного тона и усиления фиксированной кодовой книги векторно квантуется на этапе S111, и код VQ усиления ассоциируется с комбинацией квантованного усиления основного тона и квантованного усиления фиксированной кодовой книги. Этот случай использует код VQ усиления в качестве индекса, который указывает уровень стационарности (периодичности) сигналов временных последовательностей. Например, определения в специальных случаях 3, 4 или 5 этапа S111 делаются с использованием кода VQ усиления в качестве индекса. Примеры методов определения с использованием кода VQ усиления описаны ниже.
[0061] Как описано ранее, один код VQ усиления соответствует одной комбинации квантованного усиления основного тона и квантованного усиления фиксированной кодовой книги или одной комбинации квантованного усиления основного тона и квантованного значения для значения, соответствующего квантованному усилению фиксированной кодовой книги. Поэтому результаты определения в специальных случаях 3, 4 или 5 этапа S111 могут быть ассоциированы с соответствующими кодами VQ усиления. Более конкретно, поскольку определение в специальном случае 3 этапа S11 делается с использованием квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения в качестве индекса, результат определения может быть ассоциирован с кодом VQ усиления, соответствующим квантованному усилению основного тона, соответствующему индексу (значение, соответствующее квантованному усилению основного тона). Поскольку определение в специальном случае 4 этапа S11 делается с использованием отношения между квантованным усилением основного тона или соответствующим ему значением и квантованным усилением фиксированной кодовой книги или соответствующим ему значением в качестве индекса, код VQ усиления, соответствующий отношению, используемому в качестве индекса, может быть ассоциирован с результатом определения. Поскольку определение в специальном случае 5 этапа S11 делается с использованием квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения и квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения в качестве индексов, код VQ усиления, соответствующий квантованному усилению основного тона и квантованному усилению фиксированной кодовой книги, соответствующий индексам, может быть ассоциирован с результатом определения. Поэтому, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими), может быть определено заранее в специальном случае 3, 4 или 5 этапа S111, и таблица, в которой такое определение ассоциировано с кодом VQ усиления, соответствующим результату определения, может быть сохранена в переключателе 115с. Переключатель 115с может получить результат определения, соответствующий входному коду VQ усиления, со ссылкой на такую таблицу. Альтернативно, поскольку такой результат определения определяет, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование, таблица, в которой каждый код VQ усиления ассоциирован с информацией, указывающей, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование, может быть сохранена в переключателе 115с. В этом случае переключатель 115с может получить режим для поиска фиксированной кодовой книги и кодирования (первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование), соответствующий входному коду VQ усиления, со ссылкой на такую таблицу.
[0062] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 7 ЭТАПА S111
Специальный случай 7 этапа S111 использует величину разности между значением, соответствующим периоду основного тона сигналов временных последовательностей в первом временном интервале, и значением, соответствующим периоду основного тона сигналов временных последовательностей во втором временном интервале, который находится в предопределенном позиционном соотношении с первым временным интервалом, или соответствующим ему значением, в качестве индекса, который показывает уровень стационарности (периодичности) сигналов временных последовательностей. Первый временной интервал может следовать за вторым временным интервалом, и первый временной интервал может предшествовать второму временному интервалу. Первый временной интервал и второй временной интервал могут быть смежными временными интервалами или могут быть несмежными временными интервалами. Альтернативно, первый временной интервал и второй временной интервал могут частично перекрываться. Примеры значения, соответствующего периоду основного тона, включают в себя период основного тона и целочисленную часть периода основного тона. Примером значения, соответствующего величине разности, является значение неубывающей функции (слабо монотонно возрастающей функции) относительно величины разности.
[0063] Информация (например, периоды основного тона, целочисленная часть периодов основного тона, разность между периодами основного тона, разность между целочисленными частями периодов основного тона) для получения величины разности между значением, соответствующим периоду основного тона сигналов временных последовательностей в первом временном интервале, и значением, соответствующим периоду основного тона сигналов временных последовательностей во втором временном интервале, который следует за первым временным интервалом, или соответствующего ей значения, вводится в переключатель 115с в этом случае. Если удовлетворяется условие, что величина разности, полученной из входной информации, или соответствующее ей значение меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность), то переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими); если условие не удовлетворяется, то переключатель 115с определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими). Альтернативно, если не удовлетворяется условие, что величина разности или соответствующее ей значение больше, чем заданное значение (условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность), то переключатель 115с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими); если условие удовлетворяется, то переключатель 115с определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими). Основой определений является то, что сигналы временных последовательностей, такие как речевые сигналы, имеют малые вариации в периоде основного тона во временном интервале, в котором сигналы являются стационарными (периодическими), и большие вариации в периоде основного тона во временном интервале, в котором сигналы являются нестационарными (непериодическими).
[0064] Этап S111 в этом случае может выполняться в каждом кадре или может выполняться в каждом подкадре. Первый временной интервал и второй временной интервал могут быть кадром или подкадром. Первый временной интервал и второй временной интервал, соответствующие индексу, в этом случае могут совпадать, могут перекрывать или могут не перекрывать временной интервал, в котором выполняются поиск фиксированной кодовой книги и кодирование, в соответствии с результатом определения, сделанным с использованием индекса.
1
2
[0065] Например, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими), может быть определено с использованием величины разности между целочисленной частью периода основного тона в предшествующем подкадре перед текущим целевым подкадром поиска фиксированной кодовой книги (например, непосредственно предшествующим подкадром) и целочисленной частью периода основного тона в текущем подкадре в качестве индекса, и на основе определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем подкадре. Альтернативно, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими), может быть определено с использованием величины разности TD (1,2) между целочисленными частями периодов Т и Т основного тона в первом и втором подкадрах, включенных в предшествующий кадр перед текущим кадром (например, непосредственно предшествующий подкадр), в качестве индекса, и на основе определения может быть выбрано, следует ли выполнять первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование или второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование в текущем подкадре.
1
2
3
4
[0066] Альтернативно, величина разности TD(1, 2) между целочисленными частями периодов Т и Т основного тона в первом и втором подкадрах, включенных в предшествующий кадр перед текущим кадром (например, непосредственно предшествующий кадр) и величина разности TD(3, 4) между целочисленными частями периодов Т и Т основного тона в третьем и четвертом подкадрах могут быть использованы в качестве индексов, и если они обе меньше, чем заданное значение, то сигналы могут быть определены как стационарные (периодические), и первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут выполняться в текущем кадре; в противном случае, сигналы могут быть определены как нестационарные (непериодические), и второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут выполняться в текущем кадре. Альтернативно, если как разность TD(1, 2), так и разность TD(3, 4) больше, чем заданное значение, то сигналы могут быть определены как нестационарные (непериодические), и второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут выполняться в текущем кадре; в противном случае, сигналы могут быть определены как стационарные (периодические), и первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут выполняться в текущем кадре.
[0067] Альтернативно, если разность TD(1, 2) меньше, чем заданное значение А, и если разность TD(3, 4) меньше, чем заданное значение В, то сигналы могут быть определены как стационарные (периодические), и первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут выполняться в текущем кадре; в противном случае, сигналы могут быть определены как нестационарные (непериодические), и второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут выполняться в текущем кадре. Альтернативно, если разность TD(1, 2) больше, чем заданное значение А, и если разность TD(3, 4) больше, чем заданное значение В, то сигналы могут быть определены как нестационарные (непериодические), и второй поиск фиксированной кодовой книги и второе кодирование могут выполняться в текущем кадре; в противном случае, сигналы могут быть определены как стационарные (периодические), и первый поиск фиксированной кодовой книги и первое кодирование могут выполняться в текущем кадре.
[0068] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 8 ЭТАПА S111
Являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими), может быть определено в соответствии с тем, удовлетворяется ли комбинация по меньшей мере некоторых условий, описанных в специальных случаях 1-7 этапа S111.
Являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими), может быть определено в соответствии с тем, удовлетворяются ли условия, описанные в специальных случаях 1-7 этапа S111, и некоторые дополнительные условия.
[0069] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 1 ЭТАПОВ S112 И S113
Примеры первого поиска фиксированного кода и первого кодирования (этап S112), которые выполняются, когда определено, что сигналы временных последовательностей являются стационарными (периодическими), и второго поиска фиксированного кода и второго кодирования (этап S113), которые выполняются, когда определено, что сигналы временных последовательностей являются нестационарными (непериодическими), будут описаны ниже.
Далее описываются примеры поиска фиксированной кодовой книги и кодирования в каждом подкадре, имеющем 64 точки выборок, будут описаны ниже. Эти примеры не ограничивают настоящее изобретение.
[0070] Во втором поиске фиксированной кодовой книги и втором кодировании (с большим количеством битов кодирования) в этом случае второй блок поиска 115b выполняет поиск среди позиций, заданных в фиксированной кодовой книге 113, как перечислено в Таблице 1, получает импульсную последовательность, состоящую из четырех сигналов, имеющих значения комбинаций позиций и полярностей единичных импульсов, и шестнадцати сигналов, имеющих нулевые значения, и выводит соответствующий код (индекс кода) (этап S113).
В этом случае четыре трека, каждый из которых имеет шестнадцать позиций (точек выборок) единичных импульсов, определены для одиночного подкадра. Второй блок 115b поиска задает импульсную последовательность, соответствующую подкадру, путем выбора позиции и полярности одного единичного импульса в каждом треке. Сигнальные значения в точках выборок в подкадре, иных, чем позиции выбранных единичных импульсов, равны нулю. Информация, необходимая для выражения импульсной последовательности, включает в себя четыре бита для выражения позиции импульса и один бит для выражения полярности импульса в каждом треке. Каждый трек требует пять битов и всего 20 битов для четырех треков, чтобы выразить импульсную последовательность подкадра. Иными словами, индекс кода импульсной последовательности для одиночного подкадра имеет 20 битов.
[0071] В первом поиске фиксированной кодовой книги и первом кодировании (с малым количеством битов) в этом случае импульсная последовательность получается путем выполнения поиска в диапазоне, который может быть выражен меньшим количеством битов, чем количество битов, выражающих импульсную последовательность, которая получена из Таблицы 1 первым блоком 115а поиска, и соответствующий индекс кода выводится (этап S112).
Например, первый блок поиска 115а выполняет поиск среди позиций, заданных в фиксированной кодовой книге 113, как перечислено в Таблице 2, получает импульсную последовательность, состоящую из трех сигналов, имеющих значения комбинаций позиций импульсов и полярностей импульсов, и 61 сигнала, имеющих нулевые значения, и выводит соответствующий индекс кода.
В этом случае три трека, каждый из которых имеет шестнадцать позиций единичных импульсов, определены для одиночного подкадра. Первый блок 115а поиска задает импульсную последовательность, соответствующую подкадру, путем выбора позиции и полярности одного единичного импульса в каждом треке. Сигнальные значения в точках выборок в подкадре, иных, чем позиции выбранных единичных импульсов, равны нулю. В этом случае индекс кода импульсной последовательности одиночного подкадра имеет 15 битов. Здесь, хотя трек 4 исключен из позиций единичных импульсов, любой другой трек может быть исключен из позиций единичных импульсов.
[0072] Альтернативно, первый блок 115а поиска может получить импульсную последовательность, составленную из трех сигналов, имеющих значения комбинаций позиций и полярностей единичных импульсов, и 61 сигнала, имеющих нулевые значения, путем выбора трех треков динамически из перечисленных в Таблице 1, заданной в фиксированной кодовой книге 113, и может вывести соответствующий индекс кода (этап S112). В этом случае два дополнительных бита потребуются, чтобы выразить один трек, который не выбран из четырех треков. Поэтому индекс кода импульсной последовательности для одиночного подкадра имеет 17 битов.
[0073] Позиции единичных импульсов в треке могут быть сокращены относительно тех, что показаны в Таблице 1. Например, как показано в Таблице 3, позиции единичных импульсов в треке 4 могут быть фиксированным образом ограничены до половины (восьми) от тех, что показаны в Таблице 1.
В показанном примере один подкадр имеет три трека (треки 1-3), каждый из которых имеет 16 позиций единичных импульсов и один трек (трек 4) имеет восемь позиций единичных импульсов. Индекс кода импульсной последовательности единичного подкадра имеет 19 битов в показанном примере.
[0074] Альтернативно, позиции единичных импульсов в множестве треков могут быть фиксировано сокращены относительно того, что показано в Таблице 1. Например, как показано в Таблице 4, если позиции единичных импульсов в двух из четырех треков в Таблице 1 сокращены наполовину (восемь) количество битов индекса кода импульсной последовательности единичного подкадра становится равным 19 битам.
[0075] Альтернативно, например, если позиции единичных импульсов во всех четырех треках в Таблице 1 сокращены наполовину, количество битов индекса кода импульсной последовательности единичного подкадра становится равным 16 битам.
[0076] Альтернативно, первый блок 115а поиска может получить импульсную последовательность, составленную из двух сигналов, имеющих значения комбинаций позиций импульсов и полярностей импульсов, и 62 сигнала, имеющих нулевые значения, путем поиска среди позиций, перечисленных в Таблице 5, и может вывести соответствующий индекс кода.
Информация, требуемая для выражения импульсной последовательности, в этом случае включает в себя пять битов для выражения позиции одного импульса и один бит для выражения полярности импульса в каждом треке. Поэтому каждый трек требует шести битов, и 12 битов в целом для двух треков выражают импульсную последовательность в подкадре. Индекс кода импульсной последовательности для одиночного подкадра имеет 12 битов.
[0077] Способ ограничения позиций единичных импульсов не ограничен. Позиции единичных импульсов в первой половине или второй половине трека могут быть исключены, или альтернативные позиции единичных импульсов могут быть исключены. Полярности импульсов могут также быть фиксированы на положительные или отрицательные. Например, если полярности единичных импульсов фиксированы, когда по позициям, перечисленным в Таблице 1, проводится поиск, количество битов индекса кода импульсной последовательности для одиночного подкадра становится равным 16 битам.
[0078] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 2 ЭТАПОВ S112 И S113
В первом поиске фиксированной кодовой книги и первом кодировании (с малым количеством битов кодирования) в этом случае первый блок 115а поиска получает импульсную последовательность, составленную из четырех сигналов, имеющих значения комбинаций позиций импульсов и полярностей единичных импульсов, и 60 сигналов, имеющих нулевые значения, путем поиска среди позиций, перечисленных в Таблице 1, заданной в фиксированной кодовой книге 113, и выводит соответствующий код (этап S112). В этом случае индекс кода импульсной последовательности для одиночного подкадра имеет 20 битов.
[0079] Во втором поиске фиксированной кодовой книги и втором кодировании (с большим количеством битов кодирования) в этом случае второй блок 115b поиска получает импульсную последовательность путем поиска в диапазоне, который может быть выражен количеством битов большим, чем количество битов, выражающих импульсную последовательность, которая получена из Таблицы 1, и выводит соответствующий индекс кода (этап S113).
Например, второй блок 115b поиска задает импульсную последовательность, соответствующую подкадру, путем выбора позиций и полярностей двух единичных импульсов для предопределенного трека (например, трека 1), приведенного в Таблице 1, и выбора, для других треков, позиции и полярности одиночного единичного импульса для каждого трека. Сигнальные значения в точках выборок в подкадре иных, чем позиции выбранных единичных импульсов, равны нулю. Индекс кода импульсной последовательности, соответствующей одиночному подкадру, в этом примере имеет 25 битов.
[0080] Альтернативно, второй блок 115b поиска может выбрать позицию одиночного единичного импульса для предопределенного трека (например, трека 1), приведенного в Таблице 1, и при этом выбранный единичный импульс и другой единичный импульс, расположенный на фиксированное количество точек выборок (например, четырех точек выборок) после выбранного единичного импульса, могут быть заданы. Второй блок 115b поиска далее выбирает полярности этих двух единичных импульсов и выбирает, для других треков, позицию и полярность одиночного единичного импульса для каждого трека, чтобы задать импульсную последовательность, соответствующую подкадру. Индекс кода импульсной последовательности для одиночного подкадра в этом примере имеет 21 бит.
[0081] Альтернативно, второй блок 115b поиска может выбрать позицию одиночного единичного импульса для предопределенного трека (например, трека 1), приведенного в Таблице 1, и может выбрать, находится ли позиция другого единичного импульса на фиксированное число точек выборок (например, четырех точек выборок) перед или после выбранного единичного импульса, чтобы задать первый единичный импульс и другой единичный импульс на фиксированное число точек выборок перед или после первого единичного импульса. Второй блок 115b поиска далее выбирает полярности этих двух единичных импульсов и выбирает, для других треков, позицию и полярность одиночного единичного импульса для каждого трека, чтобы задать импульсную последовательность, соответствующую подкадру. Здесь один дополнительный бит добавляется, чтобы выразить, является ли второй единичный импульс заданным на фиксированное число точек выборок перед или после первого единичного импульса, и индекс кода импульсной последовательности, соответствующей одиночному подкадру, имеет 22 бита.
[0082] СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ
1
2
3
4
f1
f2
f3
f4
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
f1
f2
f3
f4
Битовый поток (BS) (код), выведенный из блока 119 кодирования параметров в кодере 11 (фиг. 11), вводится как входной код в блок 129 декодирования параметров в декодере 12 (фиг. 2). Блок 129 декодирования параметров декодирует битовый поток BS и выводит информацию линейного предсказания LPC info, периоды Т', Т', Т' и Т' основного тона, индексы C, C, C и C кода и квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ основного тона и квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги, соответствующие кодам GA, GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения.
f1
f2
f3
f4
f1
f2
3
f4
1
2
3
4
[0083] Фиксированная кодовая книга 123 декодирует входные индексы C, C, C и C кода под управлением блока 125 выбора фиксированной кодовой книги и выводит импульсные последовательности c, c, с и c, соответствующие кадру. Адаптивная кодовая книга 122 выводит адаптивные сигнальные компоненты v'(n) (n=0 до L-1), заданные входными периодами Т', Т', Т' и Т' основного тона.
f1
f2
3
f4
c1
c2
c3
c4
p1
p2
p3
p4
[0084] Следующие сигналы возбуждения u'(n) (n=0 до L-1), полученные суммированием импульсных последовательностей c, c, с и c, умноженных на квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги, и адаптивных сигнальных компонентов v'(n) (n=0 до L-1), умноженных на квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ основного тона, добавляются к адаптивной кодовой книге 122.
p1
c1
f1
f1
u'(n)=g^·v'(n)+g^·c(n) (n=0 до L-1)
p2
c2
f2
f1
f2
u'(n)=g^·v'(n)+g^·c(n) (n=L до L-1)
p3
c3
f3
f2
f3
u'(n)=g^·v'(n)+g^·c(n) (n=L до L-1)
p4
c4
f4
f3
u'(n)=g^·v'(n)+g^·c(n) (n=L до L-1)
Полюсный фильтр 127 синтеза, заданный информацией линейного предсказания LPC info, применяется к сигналам возбуждения u'(n) (n=0 до L-1), и сгенерированные синтезированные сигналы х'(n) (n=0 до L-1) выводятся.
[0085] СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ ИНДЕКСА КОДА
f1
f2
f3
f4
Режим для декодирования индексов C, C, C и C кода, который является отличительным признаком этого варианта осуществления, будет описан ниже.
f1
f2
f3
f4
f1
f2
f3
f4
f1
f2
f3
f4
f1
f2
3
f4
Как показано на фиг. 4В, при декодировании индексов C, C, C и C кода в этом варианте осуществления переключатель 125с выбирает режим кодирования индексов C, C, C и C кода (кодов, соответствующих импульсным последовательностям), включенных в битовый поток BS, соответствующий кадру (предопределенному временному интервалу), в зависимости от того, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, полученный из входного битового потока BS (кода), условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность (этап S121). Первый блок 125а выбора, второй блок 125b и фиксированная кодовая книга 123 декодируют индексы C, C, C и C кода и получают импульсные последовательности c, c, с и c, соответствующие текущему кадру (этапы S122, S123).
[0086] Индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, полученный из входного битового потока BS (кода) в декодере 12, соответствует индексу, который указывает уровень периодичности и/или стационарности сигналов временных последовательностей, введенных в кодер 11.
[0087] Если переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), первый блок 125а выбора декодирует входной индекс кода в режиме декодирования для декодирования индекса кода, имеющего малое количество R1 битов, и получает импульсную последовательность (этап S122). Если переключатель 125с определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), второй блок 125b выбора декодирует входной индекс кода в режиме декодирования для декодирования индекса кода, имеющего большое количество R2 (R2>R1) битов, и получает импульсную последовательность (этап S123).
[0088] Иными словами, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, удовлетворяет условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, фиксированная кодовая книга 123 декодирует индекс кода (код), имеющий первое количество R1 битов, соответствующее импульсной последовательности (этап S122), а когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, не удовлетворяет условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, фиксированная кодовая книга 123 декодирует код, имеющий второе количество R2 битов, соответствующее импульсной последовательности (этап S123). Альтернативно, когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, удовлетворяет условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность, фиксированная кодовая книга 123 декодирует код, имеющий второе количество R2 битов, соответствующее импульсной последовательности (этап S123), а когда индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, не удовлетворяет условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, фиксированная кодовая книга 123 декодирует код, имеющий первое количество R1 битов, соответствующее импульсной последовательности (этап S122).
[0089] Обработка этапов S121-S123 соответствует обработке этапов S111-S113, описанной ранее. Являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими), определяется на этапе S121 на основе того же критерия, что и на этапе S111, а декодирование на этапе S122 или S123 выполняется в режиме декодирования, соответствующем этапу S112 или S113.
[0090] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 1 ЭТАПА S121
Специальный случай 1 этапа S121 соответствует режиму декодирования после выполнения обработки, описанной выше в специальном случае 1 этапа S111. Этот случай использует оцененное значение усиления предсказания, которое соответствует отношению величин сигналов временных последовательностей к величинам остатков предсказания, полученных анализом линейного предсказания сигналов временных последовательностей, введенных в кодер 11. Здесь информация для получения индекса (информация линейного предсказания LPC info, полученная, например, блоком 129 декодирования параметров) вводится в переключатель 125с. Переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если удовлетворяется условие, что оцененное значение усиления предсказания больше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие не удовлетворяется. Альтернативно, переключатель 125с в этом случае определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если не удовлетворяется условие, что оцененное значение усиления предсказания меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие удовлетворяется.
[0091] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 2 ЭТАПА S121
Специальный случай 2 этапа S121 соответствует режиму декодирования после выполнения обработки, описанной ранее в специальном случае 2 этапа S111. Квантованный PARCOR коэффициент или соответствующее ему значение используется в этом случае в качестве индекса, который указывает уровень периодичности и/или стационарности. Информация (информация линейного предсказания LPC info, полученная, например, блоком 129 декодирования параметров) для получения величины квантованного PARCOR коэффициента или соответствующего ему значения вводится в этом случае в переключатель 125с. Переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если удовлетворяется условие, что величина квантованного PARCOR коэффициента, полученного из входной информации, или соответствующее ему значение больше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие не удовлетворяется. Альтернативно, переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если не удовлетворяется условие, что величина квантованного PARCOR коэффициента или соответствующего ему значения меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие удовлетворяется.
[0092] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 3 ЭТАПА S121
Специальный случай 3 этапа S121 соответствует режиму декодирования после выполнения обработки, описанной ранее в специальном случае 3 этапа S111. Квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение используется в этом случае в качестве индекса, который указывает уровень периодичности и/или стационарности. Информация для получения квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения (например, квантованное усиление основного тона, полученное в блоке 129 декодирования параметров, или код квантованного усиления возбуждения, такой как код VQ усиления, включенный в битовый поток BS (коды), введенный в декодер 12) вводится в этом случае в переключатель 125с. Переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если удовлетворяется условие, что квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение, полученное из входной информации, больше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие не удовлетворяется. Альтернативно, переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если не удовлетворяется условие, что квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие удовлетворяется.
[0093] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 4 ЭТАПА S121
Специальный случай 4 этапа S121 соответствует режиму декодирования после выполнения обработки, описанной ранее в специальном случае 4 этапа S111. Квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение и квантованное усиление фиксированной кодовой книги или соответствующее ему значение используются в этом случае в качестве индексов, которые указывают уровень стационарности (периодичности). Информация для получения квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения и квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения (например, квантованное усиление фиксированной кодовой книги, полученное в блоке 129 декодирования параметров, квантованное усиление основного тона, полученное в блоке 129 декодирования параметров, или код квантованного усиления возбуждения, такой как код VQ усиления, включенный в битовый поток BS (коды), введенный в декодер 12) вводится в этом случае в переключатель 125с. Переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если удовлетворяется условие, что отношение квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения к квантованному усилению фиксированной кодовой книги или соответствующему ему значению, полученному из входной информации, больше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие не удовлетворяется. Альтернативно, переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если не удовлетворяется условие, которое показывает, что отношение квантованного усиления основного тона или соответствующего ему значения к квантованному усилению фиксированной кодовой книги или соответствующему ему значению меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность), и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие удовлетворяется.
[0094] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 5 ЭТАПА S121
Специальный случай 5 этапа S121 соответствует режиму декодирования после выполнения обработки, описанной ранее в специальном случае 5 этапа S111. Квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение и значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, используются в этом случае в качестве индексов, которые указывают уровень стационарности (периодичности). Квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение и значение, соответствующее квантованному усилению фиксированной кодовой книги, сравниваются с первым заданным значением и вторым заданным значением, соответственно. Информация (например, квантованное усиление фиксированной кодовой книги, полученное в блоке 129 декодирования параметров, квантованное усиление основного тона, полученное в блоке 129 декодирования параметров, или коды квантованного усиления возбуждения, такие как код VQ усиления, включенный в битовый поток BS (коды), введенный в декодер 12) для получения квантованного усиления фиксированной кодовой книги или соответствующего ему значения и значения, соответствующего квантованному усилению основного тона, вводится в этом случае в переключатель 125с. Переключатель 125с определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если квантованное усиление фиксированной кодовой книги или соответствующее ему значение и квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение, полученные из входной информации, удовлетворяют критерию 2 определения, описанному ранее, и определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если условие не удовлетворяется. Альтернативно, переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если квантованное усиление фиксированной кодовой книги или соответствующее ему значение и квантованное усиление основного тона или соответствующее ему значение, полученные из входной информации, удовлетворяют критерию 1 определения, описанному ранее, и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие не удовлетворяется.
[0095] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 6 ЭТАПА S121
Специальный случай 6 этапа S121 соответствует режиму декодирования после выполнения обработки, описанной ранее в специальном случае 6 этапа S111. Код VQ усиления, включенный в битовый проток BS (коды), введенный в декодер 12, используется в этом случае как индекс, который указывает уровень стационарности (периодичности). Являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими) определяется перед этим в соответствии с любым из специальных случаев 3-5 этапа S121, и таблица, ассоциирующая результаты определения с соответствующими кодами VQ усиления, сохраняется в переключателе 125с. Переключатель 125с получает результат определения, соответствующий входному коду VQ усиления, со ссылкой на таблицу. Альтернативно, таблица, в которой коды VQ усиления ассоциированы с режимами декодирования, может быть сохранена в переключателе 125с. В этом случае переключатель 125с может получать режим декодирования, соответствующий входному коду VQ усиления, со ссылкой на таблицу.
[0096] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 7 ЭТАПА S121
Специальный случай 7 этапа S121 соответствует режиму декодирования после выполнения обработки, описанной ранее в специальном случае 7 этапа S111. Величина разности между значением, соответствующим периоду основного тона в первом временном интервале, и значением, соответствующим периоду основного тона во втором временном интервале, который находится после первого временного интервала, или соответствующее ей значение используется в этом случае в качестве индекса, указывающего уровень стационарности (периодичности). Информация (например, периоды основного тона, полученные в блоке 129 декодирования параметров, целочисленные части периодов основного тона, разность между периодами основного тона, разность между целочисленными частями периодов основного тона) для получения величины разности между значением, соответствующим периоду основного тона в первом временном интервале, и значением, соответствующим периоду основного тона во втором временном интервале, который находится после первого временного интервала, или соответствующего ей значения вводятся в этом случае в переключатель 125с. Переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если условие, что величина разности, полученной из введенной информации, или соответствующего ей значения меньше, чем заданное значение (условие, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность) удовлетворено, и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие не удовлетворено. Альтернативно, переключатель 125с определяет, что сигналы являются стационарными (периодическими), если условие, что величина разности или соответствующего ей значения больше, чем заданное значение (условие, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность) не удовлетворено, и определяет, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), если условие удовлетворено.
[0097] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 8 ЭТАПА S121
Специальный случай 8 этапа S121 соответствует режиму декодирования после выполнения обработки, описанной ранее в специальном случае 8 этапа S111.
Являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими), определяется в соответствии с тем, удовлетворена ли комбинация по меньшей мере некоторых из условий, описанных в специальных случаях 1-7 этапа S121, или удовлетворены ли эти условия плюс другое условие.
[0098] ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее будет описан второй вариант осуществления. Этот вариант осуществления является модификацией первого варианта осуществления. В этом варианте осуществления режим кодирования и режим декодирования периода основного тона выбираются в соответствии с результатом определения, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими). Вклад периодических компонентов сигналов временных последовательностей в коды в целом является малым во временном интервале, в котором сигналы являются нестационарными (непериодическими).
Поэтому даже если разрешение для выражения периодов основного тона или частоты кодирования (частоты кадров, где выполняется кодирование) снижается, то качество кодирования не снижается существенно. Во втором варианте осуществления разрешение для выражения периодов основного тона или частоты кодирования, используемых, если сигналы определены как нестационарные (непериодические), делается более низким, чем разрешение для выражения периодов основного тона или частоты кодирования, используемых, если сигналы определены как стационарные (периодические).
В основном, ниже будут отписаны отличия от первого варианта осуществления. Элементы, которые идентичны тем, которые использовались в первом варианте осуществления, будут обозначены теми же самыми ссылочными позициями, и описание таких элементов будет опущено. Хотя в приведенном ниже описании разрешение для выражения периодов основного тона или частоты кодирования контролируется в единицах кадров, разрешение для выражения периодов основного тона или частоты кодирования может также контролироваться в единицах подкадров или суперкадров.
[0099] КОНФИГУРАЦИЯ
Как показано на фиг. 1, кодер 21 во втором варианте осуществления включает в себя блок 111 анализа линейного предсказания, адаптивную кодовую книгу 112, фиксированную кодовую книгу 113, блок 214 анализа основного тона, блок 115 поиска фиксированной кодовой книги, перцепционный взвешивающий фильтр 116, фильтр 117 синтеза, блок 118 квантования усиления и блок 219 кодирования параметров. Как показано на фиг. 5, блок 219 кодирования параметров включает в себя блок 2191 определения, переключатели 2192 и 2193, первый блок 2194 кодирования периода основного тона, второй блок 2195 кодирования основного тона и блок 2196 синтеза.
Как показано на фиг. 2, декодер 22 во втором варианте осуществления включает в себя адаптивную кодовую книгу 122, фиксированную кодовую книгу 123, блок 125 выбора фиксированной кодовой книги, фильтр 127 синтеза и блок 229 декодирования параметров. Как показано на фиг. 6, блок 229 декодирования параметров включает в себя блок 2291 определения, переключатели 2292, 2293, первый блок 2294 декодирования периода основного тона, второй блок 2295 декодирования основного тона и блок 2296 разделения.
[0100] СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ
Способ отличается от способа в первом варианте осуществления только в обработке в блоке 219 кодирования параметров. Ниже будет описана только обработка в блоке 219 кодирования параметров.
1
2
3
4
f1
f2
f3
f4
f1
f2
f3
f4
Параметры возбуждения, включающие в себя информацию линейного предсказания LPC info, периоды Т, Т, Т и Т основного тона, индексы C, C, C и C кодов, коды GA, GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения, вводятся в блок 219 кодирования параметров.
[0101] Блок 2191 определения определяет, являются ли сигналы временных последовательностей x(n) (n=0 до L-1) стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими) (этап S215). Это определение должно выполняться, например, как описано на этапе S111.
1
2
3
4
1
2
3
4
Т
1
2
3
4
1
2
3
4
Т
Если на этапе S215 определено, что сигналы временных последовательностей x(n) (n=0 до L-1) являются стационарными (периодическими), то переключатель 2192 посылает периоды Т, Т, Т и Т основного тона на первый блок 2194 кодирования периода основного тона под управлением блока 2191 определения. Первый блок 2194 кодирования периода основного тона кодирует периоды Т, Т, Т и Т основного тона, выраженные с первым разрешением в первых временных интервалах, и выводит полученные коды С периода основного тона (этап S216). Если на этапе S215 определено, что сигналы временных последовательностей x(n) (n=0 до L-1) являются нестационарными (непериодическими), то переключатель 2192 посылает периоды Т, Т, Т и Т основного тона на второй блок 2195 кодирования периода основного тона под управлением блока 2191 определения. Второй блок 2195 кодирования периода основного тона кодирует периоды Т, Т, Т и Т основного тона, выраженные с вторым разрешением во вторых временных интервалах, и выводит полученные коды С периода основного тона. Здесь первое разрешение выше, чем второе разрешение, и/или первый временной интервал короче, чем второй временной интервал (этап S217). Специальные случаи этапов S216 и S217 будут описаны ниже.
[0102] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 1 ЭТАПОВ S216 И S217
1
2
3
4
2
4
1
3
2
4
В этом случае этапа S216 (стационарный (периодический)), разрешение для выражения периодов Т, Т, Т и Т основного тона является фракционным разрешением (первым разрешением) или целочисленным разрешением, и первый блок 2194 кодирования периода основного тона кодирует их в подкадрах независимым образом. Первый блок 2194 кодирования периода основного тона также кодирует разности между целочисленными частями периодов Т и Т основного тона и целочисленными частями периодов Т и Т основного тона, причем периоды основного тона выражаются с фракционным разрешением (первым разрешением). Первый блок 2194 кодирования периода основного тона далее кодирует фракционные части периодов Т и Т основного тона двумя битами каждый.
1
2
3
4
В этом случае этапа S217 (нестационарный (непериодический)), разрешение для выражения периодов Т, Т, Т и Т основного тона является только целочисленным разрешением (вторым разрешением), и второй блок 2195 кодирования периода основного тона кодирует периоды основного тона в подкадрах независимым образом и генерирует коды соответственно периодам основного тона в текущем кадре. «Кодирование в подкадрах независимым образом» означает, что период основного тона подкадра кодируется в режиме кодирования независимо от периодов основного кадра в других подкадрах.
[0103] СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 2 ЭТАПОВ S216 И S217
1
2
3
4
1
3
2
4
1
3
2
4
В этом случае этапа S216 (стационарный (периодический)), первый блок 2194 кодирования периода основного тона кодирует периоды Т, Т, Т и Т основного тона в подкадрах (первых временных интервалах). Например, значения периодов Т и Т основного тона кодируются в подкадрах независимым образом; кодируются разности между целочисленными частями периодов Т и Т основного тона и целочисленными частями периодов Т и Т основного тона; и кодируются фракционные части периодов Т и Т основного тона двумя битами каждый.
Т
1
2
3
4
1
2
3
4
В этом случае этапа S217 (нестационарный (непериодический)), второй блок 2195 кодирования периода основного тона получает коды, соответствующие периодам основного тона во временных интервалах (вторых временных интервалах), сформированных из множества подкадров, и генерирует коды С периода основного тона, соответствующие периодам Т, Т, Т и Т основного тона в текущем кадре. Более конкретно, коды генерируются для множества подкадров с использованием общих периодов основного тона (частота кодирования периода основного тона снижается). Например, любой из кодов, полученный путем кодирования периодов Т и Т основного тона, выраженных с целочисленным разрешением, используется как общий код периодов основного тона первого и второго подкадров, и любой из кодов, полученных путем кодирования периодов Т и Т основного тона, выраженных с целочисленным разрешением, используется как общий код периодов основного тона третьего и четвертого подкадров. (Конец описания «Специальный случай 2 этапов S216 и S217»).
Т
1
2
3
4
f1
f2
f3
f4
Т
f1
f2
f3
f4
[0104] Коды С периода основного тона, соответствующие периодам Т, Т, Т и Т основного тона в текущем кадре, выведенные из первого блока 2194 кодирования периода основного тона или второго блока 2195 кодирования периода основного тона, посылаются переключателем 2193 на блок 2196 синтеза под управлением блока 2191 определения. Блок 2196 синтеза генерирует битовый поток BS путем комбинирования информации линейного предсказания LPC info, индексов C, C, C и C кода, кодов С периода основного тона, соответствующих периодам основного тона в текущем кадре, и кодов GA, GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения, таких как коды VQ усиления, и выводит их (этап S218).
[0105] СПОСОБ ДЕКОДИРОВАНИЯ
1
2
3
4
f1
f2
f3
f4
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
f1
f2
f3
f4
Битовый проток BS, выведенный из блока 219 кодирования параметров в кодере 21 (фиг. 1), вводится в блок 229 декодирования параметров в декодере 22 (фиг. 2). Блок 229 декодирования параметров декодирует битовый проток BS и выводит информацию линейного предсказания LPC info, периоды Т', Т', Т' и Т' основного тона, индексы C, C, C и C кода и квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ основного тона и квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги, соответствующие кодам GA, GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения. Способ отличается от способа согласно первому варианту осуществления только обработкой в блоке 229 декодирования параметров. Только обработка в блоке 229 декодирования параметров будет описана ниже.
f1
f2
f3
f4
Т
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
f1
f2
f3
f4
[0106] Блок 2296 разделения в блоке 229 декодирования параметров (фиг. 6) отделяет от битового потока BS или декодирует битовый поток BS и выводит информацию линейного предсказания LPC info, индексы C, C, C и C кода, коды С периода основного тона, соответствующие периодам основного тона в текущем кадре, и квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ основного тона и квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги и выводит их. Квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ основного тона и квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги получают декодированием кодов GA, GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения (этап S224).
Т
[0107] Для задания режима декодирования для кодов С периода основного тона блок 2291 определения определяет, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими) в текущем кадре (этап S225). Это определение делается с использованием того же способа, как используется на этапе S216 в кодере 21.
Т
Т
Т
1
2
3
4
Режим декодирования для кодов С периода основного тона переключается в соответствии с результатом определения на этапе S225. Если на этапе S225 определено, что сигналы являются стационарными (периодическими), то переключатель 2292 посылает коды С периода основного тона текущего кадра на первый блок 2294 кодирования периода основного тона под управлением блока 2291 определения. Первый блок 2294 кодирования периода основного тона декодирует коды С периода основного тона с использованием процесса декодирования, соответствующего процессу кодирования, который был выполнен первым блоком 2194 кодирования периода основного тона (фиг. 5), и получает и выводит периоды T'=Т', Т', Т' и Т' основного тона текущего кадра (этап S226). Первый блок 2294 декодирования периода основного тона декодирует коды, полученные кодированием периодов основного тона, выраженных с первым разрешением в первых временных интервалах. Иными словами, коды, соответствующие периодам основного тона, декодируются в режиме декодирования для получения периодов основного тона, выраженных с первым разрешением в первых временных интервалах. Конкретные примеры этапа S226 будут описаны ниже.
[0108] [КОГДА СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 1 ИЛИ 2 ЭТАПА S216 ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В КОДЕРЕ 21]
1
3
Т
Т
В этом случае первый блок 2294 декодирования периода основного тона извлекает период Т' основного тона первого подкадра и период Т' основного тона второго подкадра из кодов С периода основного тона и выводит их. Первый блок 2294 декодирования периода основного тона также извлекает, из кодов С периода основного тона, разность между целочисленной частью периода основного тона второго подкадра и целочисленной частью периода основного тона первого подкадра, разность между целочисленной частью периода основного тона четвертого подкадра и целочисленной частью периода основного тона третьего подкадра, фракционную часть периода основного тона второго подкадра и фракционную часть периода основного тона четвертого подкадра.
2
1
Первый блок 2294 декодирования периода основного тона далее получает период Т' основного тона второго подкадра путем суммирования целочисленной части периода основного тона первого подкадра, полученной из периода Т' основного тона первого подкадра, разности между целочисленной частью периода основного тона второго подкадра и целочисленной частью периода основного тона первого подкадра и фракционной части периода основного тона второго подкадра и выводит его.
4
3
Первый блок 2294 декодирования периода основного тона также получает период Т' основного тона четвертого подкадра путем суммирования целочисленной части периода основного тона третьего подкадра, полученной из периода Т' основного тона третьего подкадра, разности между целочисленной частью периода основного тона четвертого подкадра и целочисленной частью периода основного тона третьего подкадра и фракционной части периода основного тона четвертого подкадра и выводит его. (Конец описания специального случая этапа S226)
Т
Т
1
2
3
4
[0109] Если на этапе S225 определено, что сигналы являются нестационарными (непериодическими), то переключатель 2292 посылает коды С периода основного тона текущего кадра на второй блок 2295 кодирования периода основного тона под управлением блока 2291 определения. Второй блок 2295 декодирования периода основного тона декодирует коды С периода основного тона с использованием процесса декодирования, соответствующего процессу кодирования, который был выполнен вторым блоком 2195 кодирования периода основного тона (фиг. 5), и выводит периоды T'=Т', Т', Т' и Т' основного тона текущего кадра (этап S227). Специальные случаи этапа S227 будут описаны ниже.
[0110] [КОГДА СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 1 ЭТАПА S217 ИСПОЛЬЗОВАН В КОДЕРЕ 21]
1
2
3
4
Т
В этом случае второй блок 2295 декодирования периода основного тона извлекает периоды Т', Т', Т' и Т' основного тона с первого по четвертый подкадров, выраженные с целочисленным разрешением (вторым разрешением), из кодов С периода основного тона и выводит их.
[КОГДА СПЕЦИАЛЬНЫЙ СЛУЧАЙ 2 ЭТАПА S217 ИСПОЛЬЗОВАН В КОДЕРЕ 21]
Т
1
2
1
3
4
3
1
2
3
4
В этом случае второй блок 2295 декодирования периода основного тона извлекает из кодов С периода основного тона периоды основного тона во временных интервалах (вторых временных интервалах), составленных из множества подкадров, и выводит их. Иными словами, коды, соответствующие периодам основного тона, декодируются в режиме декодирования для получения периодов основного тона во вторых временных интервалах. В примере, в котором первый и второй подкадры и третий и четвертый подкадры образуют вторые временные интервалы, идентичные периоды Т' и Т'= Т' основного тона извлекаются для первого и второго подкадров, идентичные периоды Т' и Т'= Т' основного тона извлекаются для третьего и четвертого подкадров, и периоды Т', Т', Т' и Т' основного тона выводятся (конец специального случая этапа S227).
1
2
3
4
f1
f2
f3
f4
p1
p2
p3
p4
c1
c2
c3
c4
[0111] Периоды Т', Т', Т' и Т' основного тона текущего кадра, полученные декодированием, выводятся переключателем 2293 под управлением блока 2291 определения. Блок 229 декодирования параметров далее выводит информацию линейного предсказания LPC info, индексы C, C, C и C кода, квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ основного тона и квантованные усиления g^, g^, g^ и g^ фиксированной кодовой книги. Последующие процессы такие же, как в первом варианте осуществления.
[0112] ДРУГИЕ ВАРИАЦИИ
Настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными выше. Например, количество битов (количество назначенных битов) кодов, соответствующих некоторым параметрам возбуждения в кадре, может быть получено, и способ получения остальных параметров возбуждения и способ кодирования для кадра могут быть выбраны в соответствии с количеством неназначенных (оставшихся) битов, полученных вычитанием количества назначенных битов из установленного количества битов, определенного для кодов в кадре. Например, если количество неназначенных битов больше, чем заданное значение, диапазон поиска периода основного тона, включенный в остальные параметры возбуждения в кадре, может быть расширен, разрешение поиска периода основного тона и частота могут быть повышены, количество битов, назначенных коду, соответствующему импульсной последовательности, включенное в остальные параметры возбуждения, может быть увеличено, или интервал квантования (шаг квантования) кодов квантованного усиления возбуждения, включенный в остальные параметры возбуждения, может быть уменьшен, по сравнению со случаем, когда количество неназначенных битов не больше, чем заданное значение.
1
2
3
4
f1
f2
f3
f1
f2
f3
Т
1
2
3
4
f1
f2
f3
f1
f2
f3
f4
f4
f4
f4
f4
f4
f4
f4
[0113] Альтернативно, полное количество битов кодов, соответствующих кадру, может сохраняться постоянным. Иными словами, полное количество предопределенных битов может быть назначено кодам, соответствующим временному интервалу, который включает в себя предопределенный временной интервал и второй предопределенный временной интервал после предопределенного временного интервала. В этом случае, как описано в первом и втором вариантах осуществления, блок 115 поиска фиксированной кодовой книги выбирает количество битов, подлежащих назначению кодам, соответственно остаткам предсказания, полученным в соответствии с анализом предсказания сигналов временных последовательностей, включенных в предопределенный временной интервал. Блок 115 поиска фиксированной кодовой книги далее определяет количество битов, подлежащих назначению кодам, соответствующим вторым остаткам предсказания, полученным из анализа предсказания сигналов временных последовательностей, включенных во второй предопределенный временной интервал, соответственно, например, количеству неназначенных битов, определенных из полного количества битов, и количеству битов, назначенных кодам соответственно остаткам предсказания, и получает коды, соответствующие вторым остаткам предсказания. Например, как показано на фиг. 8, анализ основного тона, поиск фиксированной кодовой книги и кодирование и квантование усиления и кодирование, описанные ранее в первом и втором вариантах осуществления, выполняются в первом по третий подкадрах, и анализ основного тона выполняется в четвертом подкадре, чтобы получить периоды Т, Т, Т и Т основного тона, индексы C, C и C кода и коды GA, GA и GAквантованного усиления возбуждения. Сумма количества битов кодов С периода основного тона, соответствующих периодам Т, Т, Т и Т основного тона, количества битов индексов C, C и C кода и количества битов кодов GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения задается как количество назначенных битов, и получают количество битов, не назначенных в кадре. Количество неназначенных битов назначается индексу C кода и коду GA квантованного усиления возбуждения в четвертом подкадре (назначение количества неназначенных битов), и получают индекс C кода и код GA квантованного усиления возбуждения с назначенным количеством битов. Количество неназначенных битов может назначаться индексу C кода и коду GA квантованного усиления возбуждения в предопределенном отношении, и фиксированное количество битов может назначаться либо индексу C кода, либо коду GA квантованного усиления возбуждения в четвертом подкадре.
1
2
3
4
f1
f2
f3
f4
f1
f2
f3
f4
Т
1
2
3
4
f1
f2
f3
f4
f1
f2
f3
f4
[0114] Альтернативно, периоды Т, Т, Т и Т основного тона, индексы C, C, C и C кода и коды GA, GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения могут быть получены, как описано ранее в первом и втором вариантах осуществления; сумма количества битов кодов С периода основного тона, соответствующих периодам Т, Т, Т и Т основного тона, количества битов индексов C, C, C и C кода и количества битов кодов GA, GA и GA квантованного усиления возбуждения задается как количество назначенных битов, и количество неназначенных битов, полученных путем вычитания количества назначенных битов из установленного количества битов, может быть назначено коду GA квантованного усиления возбуждения четвертого подкадра.
[0115] Если режим кодирования в подкадре, включенном в кадр, выбран в соответствии с количеством неназначенных битов, режим декодирования, соответствующий режиму кодирования, может быть определен при декодировании в зависимости от количества неназначенных битов. Более конкретно, блок 125 выбора фиксированной кодовой книги может выбрать режим декодирования для кодов, соответствующих второму шуму или второй импульсной последовательности, включенным в коды, соответствующие второму преопределенному временному интервалу, в соответствии с количеством битов, назначенных второму преопределенному временному интервалу, определенным из полного количества битов и количества битов кодов, соответствующих шуму или импульсной последовательности, включенным в коды, соответствующие преопределенному временному интервалу, может декодировать коды, соответствующие второму шуму или второй импульсной последовательности, и может получить второй шум или вторую импульсную последовательность, соответствующие второму преопределенному временному интервалу.
[0116] В вариантах, описанных ранее, количество битов, назначаемых коду, соответствующему импульсной последовательности, выбирается в соответствии с тем, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность. Количество битов, назначаемых шуму, полученному из анализа предсказания сигналов временных последовательностей, включенных в предопределенный временной интервал, может быть выбрано в соответствии со сходным критерием определения, и коды, соответствующие шуму, могут генерироваться. Например, количество битов, назначаемых кодам, соответствующим остаткам (шуму) предсказания, полученным анализом линейного предсказания сигналов временных последовательностей в предопределенном временном интервале, может быть выбрано в соответствии с результатом определения того, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими), и коды, соответствующие остаткам предсказания, могут генерироваться.
[0117] Количество битов, назначаемых кодам, соответствующим шуму или импульсной последовательности, может быть выбрано из трех или более разных количеств битов в соответствии с тем, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность, а не из двух различных количеств битов, определенных согласно тому, являются ли сигналы стационарными (периодическими) или нестационарными (непериодическими). В таком случае может быть определено множество условий, которые указывают высокую периодичность и/или высокую стационарность, и множество условий, которые указывают низкую периодичность и/или низкую стационарность. Например, 25 битов могут быть назначены, если индекс удовлетворяет первому условию и второму условию, 20 битов могут быть назначены, если индекс удовлетворяет первому условию, но не удовлетворяет второму условию, и 18 битов могут быть назначены, если индекс не удовлетворяет ни первому условию, ни второму условию.
[0108] Альтернативно, битовый поток BS может включать в себя вспомогательную информацию, с помощью которой кодер 11 или кодер 21 может задавать некоторый элемент (количество битов кодов, соответствующих шуму или импульсной последовательности, разрешение периода основного тона, режим кодирования и т.д.), выбранный в соответствии с тем, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень периодичности и/или стационарности, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность. В таком случае декодер 12 или декодер 22 может задавать выбранный элемент с использованием вспомогательной информации, включенной в битовый поток BS.
[0119] Каждый тип обработки, описанной выше, может выполняться не только последовательно по времени согласно порядку в описании, но и параллельно или индивидуально, если необходимо, или в соответствии с функциональными возможностями обработки каждого устройства, которое исполняет обработку. Соответствующие изменения могут быть сделаны в вариантах осуществления без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0120] Когда конфигурации, описанные выше, реализуются компьютером, детали обработки функций, которые должны быть обеспечены каждым устройством, описываются в программе. Когда программа исполняется компьютером, функции обработки реализуются компьютером.
Программа, содержащая детали обработки, может быть записана на считываемом компьютером носителе записи. Считываемый компьютером носитель записи может быть материальным (нетранзиторным) носителем записи. Такие носители записи включают в себя, например, устройство магнитной записи, оптический диск, магнито-оптический носитель записи и полупроводниковую память.
[0121] Программа распространяется путем продажи, переноса, абонирования портативного носителя записи, например, такого как DVD или CD-ROM, с программой, записанной на нем. Программа также может распространяться путем сохранения программы в блоке хранения или серверном компьютере и переноса программы с серверного компьютера на другой компьютер через сеть.
[0122] Компьютер, который исполняет этот тип программы, сначала сохраняет программу, записанную на портативном носителе записи, или программу, перенесенную с серверного компьютера, в своем блоке хранения. Затем компьютер считывает программу, сохраненную в своем блоке хранения, и исполняет обработку в соответствии со считанной программой. В другой форме исполнения программы компьютер может считывать программу непосредственно с портативного носителя записи и исполнять обработку в соответствии с программой, или компьютер может исполнять обработку в соответствии с программой каждый раз, когда компьютер получает программу, перенесенную с серверного компьютера. Альтернативно, вышеописанная обработка может выполняться так называемой службой провайдера услуг приложений (ASP), в которой функции обработки реализуются только путем выдачи инструкций исполнения программы и получения результатов без переноса программы с серверного компьютера на данный компьютер. Программа в этой форме включает в себя информацию, которая предоставляется для использования в обработке компьютером и соответственно обрабатывается как программа (нечто, не являющееся непосредственной инструкцией компьютеру, а данными или тому подобным, которое имеет характеристики, которые определяют обработку, исполняемую компьютером).
[0123] В описании, приведенном выше, каждое устройство реализуется исполнением предопределенной программы на компьютере, но по меньшей мере часть деталей обработки может быть реализована аппаратными средствами.
ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
[0124] 11, 21: кодеры
12, 22: декодеры.