JPH11501131A

JPH11501131A - 会話の急速符号化のためのデプス第１代数コードブック

Info

Publication number: JPH11501131A
Application number: JP8527130A
Authority: JP
Inventors: アドゥール，ジャン−ピエール; ラフラム，クロード
Original assignee: ユニバーシテデシャーブルク
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1999-01-26
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: GB2299001A; KR19980702890A; JP3160852B2; SE9600918L; MY119252A; CN1114900C; IT1285305B1; KR100299408B1; ITTO960174A1; AU4781196A; GB9605123D0; MX9706885A; FR2731548B1; ATE193392T1; ITTO960174A0; CA2213740A1; CA2213740C; DK0813736T3; ES2112808A1; AR001189A1

Abstract

(57)【要約】音響信号をエンコードするためにコードブックをサーチする。このコードブックは、各々４０位置を備えた１組のコードベクターから成り、所定有効位置に与えられるＮ個の非ゼロ振幅パルスを包含する。サーチの複雑性を減ずるために、デプス第１サーチが用いられる。このサーチは、１からＭまでのレベルを備えたツリー構造を包含する。パス形成作業は、各レベルにおいて行われ、これにより、前のレベルからの合格パスを、所定のパルス−順序規則及び選択基準に従い、所定数の新たなパルスを選び、この新たなパルスの有効位置を選択することにより延長する。第１レベルに発し後続レベルのパス形成作業により延長されたパスは、合格コードベクターのＮ個の非ゼロ振幅パルスのそれぞれの位置を決定する。最初の幾つかかのレベルにおいて、信号に基づくパルス位置見込エスティメートを用いることは、パルススクリーニングにより有利な条件でサーチを開始することを可能にする。比率を最大化することに基づく選択基準は、プログレスをアクセスするのに、また競合する合格コードベクターの中で最良な一つを選択するのに用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】関連出願本願は、発明の名称を「会話の急速符号化のためのデプス第１代数コードブック」と題し、1995年3月10日に出願された米国特許出願第08/401,785号の一部継続出願（Ｃontinuation-Ｉn-Ｐart）である。発明の名称会話の急速符号化のためのデプス第１代数コードブック発明の背景１．発明の分野本発明は、音響信号に特定するわけではないが、特に会話信号の伝送及び合成化のため、デジタル信号へ符号化するための改善した技術に関する。２．従来技術の簡単な記載良好なサブジエクティブクォリティ／ビット率のトレイドオフ（取り決め）を備えた効率的なデジタル会話エンコーディング技術の要求は、例えば人工衛星、陸上移動体、デジタルラジオまたはパケット回路網を介する音声伝送、音声記憶、音声応答及び無線電話のような数々の分野において増大している。良好なクォリティ／ビット率のトレイドオフを達成できる最良な従来技術の一つは、いわゆるコードエクサイテッドリニヤプレディクション（ＣＥＬＰ）技術である。この技術によれば、会話信号は、Ｌをある特定の数とする時、連続するＬ個のサンプルのブロック（すなわちベクター）でサンプリングされて処理される。このＣＥＬＰ技術はコードブックの使用を要する。ＣＥＬＰにおけるコードブックは、Ｌサンプル長のシーケンスのインデックスセットである。以下、これをＬ寸法コードベクターと呼ぶ。このコードブックは、Ｍをコードブックのサイズ、しばしばビットｂの数としてＭ＝２^b で表わされる数とする場合、１からＭまでの範囲のインデックスｋを包含する。コードブックは、物理的メモリ（すなわちルックアップテーブル）に記憶されるか、または対応するコードベクターに対するインデックス（すなわち式）に関するメカニズムを照会するようにすることができる。ＣＥＬＰ技術によって会話を合成するには、会話サンプルの各ブロックを、会話信号のスペクトル特徴をモデルするフィルターを時間と共に変更して、コードブックからのコードベクターをフィルターすることにより合成する。エンコーダ端では、合成出力を計算して、コードブックから全てのコードベクターまたはサブセットを得る（コードブックサーチ）。このようにして保留したコードベクターは、知覚的に計重された歪み度に従い、当初の会話信号に最も近い合成出力を生ずるものである。第１の型式のコードブックは、いわゆるストカスティック（確率的）コードブックである。この種のコードブックの欠点は、これらがしばしば実質的な物理的記憶を含むことである。これらは、ストカスティックなもの、即ちインデックスから関連するコードベクター迄のパスが、ルックアップテーブルを含む意味においてランダムである（ルックアップテーブルは、ランダム的に発生された数の結果、即ち大きな会話トレーニングセットに適用されるストカスティック技術によるものである。ストカスティックコードブックのサイズは、記憶量及び／またはサーチの複雑さによって制約される傾向がある。第２の型式のコードブックは、代数コードブックである。ストカスティックコードブックとは対称的に、代数コードブックはランダムなものではなく、実質的な記憶を必要としない。代数コードブックは、ｋ番目のコードベクターのパルスの大きさと位置とを物理的記憶を全く必要としないか、最小限の物理的記憶を必要とするだけの規則を介して、対応するインデックスから得ることができる１組のインデックスされたコードベクターである。それ故、代数コードブックのサイズは、記憶要求によって制限されない。代数コードブックはまた、効率の良いサーチができるように設計することができる。発明の目的従って、本発明の目的は、音声信号のエンコーディングに際し、コードブックの複雑さを劇的に減少させ、しかも多くのクラスのコードブックに適用可能な方法及び装置を提供することにある。発明の要約さらに詳しくは、本発明によれば、音響信号をエンコードするためにコードブック内のデプス第１サーチ（奥行き優先サーチ）を実施する方法において：前記コードブックが、複数の異なる位置ｐを定め、コードベクターの所定の有効位置ｐにそれぞれ与えられるＮ個の非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含する１組のコードベクターＡｋを包含し；デプス第１サーチが、順序づけたレベルの数Ｍを定めるツリー構造を包含し、各レベルｍが非ゼロ振幅パルスの所定数Ｎｍ、Ｎｍ≧１に関連し、全てのＭレベルに関連する前記所定数の和が、前記コードベクターに包含される非ゼロ振幅バルスの数Ｎに等しく、前記ツリー構造の各々のレベルｍがさらに、所定のパルス −順序規則及び所定の選択基準のパス形成演算に関連し；前記デプス第１コードブックサーチの実施方法は： − 前記ツリー構造のレベル１において、前記関連パス形成演算が：前記関連パルス−順序規則に関係して、Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの数Ｎ１を選択して、前記選択基準に関係して、Ｎ１個の非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、少なくとも一つのレベル−１の合格パスを決定するステップと； − 前記ツリー構造のレベルｍにおいて、前記関連パス形成演算が、関連パルス−順序規則に関係して、レベル−（ｍ−１）形成の過程で、前に選択されなかった非ゼロ振幅パルスのＮｍ個を選択するサブステップと：前記関連パルス−順序規則に関係して、前に選択されなかったレベル−（ｍ− １）パス形成の過程で、前記Ｎｍ個の非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して；少なくとも一つのレベル−ｍ合格パスを形成するサブステップとを介して、レベル−（ｍ−１）合格パスを延長することにより、レベルｍ合格パスを反復的に決定するステップとを包含し；これにより、レベル−１に始まり前記ツリー構造で続くレベルに関連したパス形成演算の間に延長されたレベルｍ合格パスが、コードベクターのＮ個の非ゼロ振幅パルスのそれぞれの位置ｐを決定して合格コードベクターＡｋを決定する、デプス第１サーチ実施方法が提供される。本発明によればまた、音響信号をエンコードするためにコードブック内のデプス第１サーチを実施する方法において：前記コードブックが、複数の異なる位置ｐを定め、コードベクターの所定の有効位置ｐにそれぞれ与えられるＮ個の非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含する１組のコードベクターＡｋを包含し；前記デプス第１サーチが、（ａ）少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含するサブセットの数Ｍ内へのＮ個の非ゼロ振幅パルスの仕切と、（ｂ）前記非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐを表すノードを含み前記Ｍ個のサブセットの一つにそれぞれ関連し、さらに所定のパルス−順序規則及び所定の選択基準に関連する複数のサーチレベルを決定するツリー構造とを包含する方法であって；前記デプス第１コードブックサーチの実施方法は： − 前記ツリー構造の第１サーチレベルにおいて、前記関連パルス−順序規則に関係して、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成し；前記関連選択基準に関係して、前記少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを決定し； − 前記ツリー構造の後続する各々のサーチレベルにおいて、前記関連パルス−順序規則に関係して、前に選択されなかった前記非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成し；前記関連選択基準に関係して、前記関連サブセットの少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを延長するステップを包含し；これにより、第１サーチレベルにおいて決定され、これに後続するサーチレベルにおいて延長されたパスのそれぞれが、音響信号をエンコードするため合格コードベクターを構成するコードベクターＡｋのＮ個の非ゼロ振幅パルスの各位置ｐを決定するようにした、デプス第１サーチ実施方法が提供される。本発明はさらに、音響信号をエンコードするためにコードブック内のデプス第１サーチを実施する装置において：前記コードブックが、複数の異なる位置ｐを定め、コードベクターの所定の有効位置ｐにそれぞれ与えられるＮ個の非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含する１組のコードベクターＡｋを包含し；デプス第１サーチが、（ａ）少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含するサブセットの数Ｍ内へのＮ個の非ゼロ振幅パルスの仕切と、（ｂ）前記非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐを表すノードを含み前記Ｍ個のサブセットの一つにそれぞれ関連し、さらに所定のパルス−順序規則及び所定の選択基準に関連する複数のサーチレベルを決定するツリー構造とを包含する装置であって；前記デプス第１コードブックサーチの実施装置は： − 前記ツリー構造の第１サーチレベルのために、前記関連パルス−順序規則に関係して、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成する第１の手段と；前記関連選択基準に関係して、前記少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを決定する第１の位置選択手段と； − 前記ツリー構造の後続する各々のサーチレベルのために、前記関連パルス−順序規則に関係して、前に選択されなかった前記非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成する第２の手段と；後続するサーチレベルにおいて、前記関連選択基準に関係して、前記関連サブセットの少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを延長する第２の手段とを包含し；これにより、第１サーチレベルにおいて決定され、これに後続するサーチレベルにおいて延長されたパスのそれぞれが、音響信号をエンコードするため合格コードベクターを構成するコードベクターＡｋのＮ個の非ゼロ振幅パルスの各位置ｐを決定するようにした、デプス第１サーチ実施装置に関する。本発明はまた、複数個のセルに分割された広範囲の地域にサービスするためのセルラーコミュニケーションシステムにおいて、移動送受信ユニットと；セルのそれぞれの中に配設されたセルラーベースステーションと；これらセルラーベースステーション間のコミュニケーションを制御する手段と；一つのセル内に位置する各々の移動ユニットと、前記一つのセルのセルラーベースステーションとの間の双方向無線コミュニケーションサブシステムであって、前記移動ユニットと前記セルラーベースステーションの両方に設けられた（ａ）会話信号をエンコードする手段とこのエンコードされた会話信号を送信する手段とを包含する送信器と、（ｂ）送信されたエンコードされた会話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた会話信号をデコードする手段とを包含する受信器とを包含する双方向無線コミュニケーションサブシステムとを包含するセルラーコミュニケーションシステムであって；前記会話信号エンコード手段が、会話信号をエンコードするためにコードブック内のデプス第１サーチを実施する装置を包含し：前記コードブックが、複数の異なる位置ｐを定め、コードベクターの所定の有効位置ｐにそれぞれ与えられるＮ個の非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含する１組のコードベクターＡｋを包含し；前記デプス第１サーチが、（ａ）少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含するサブセットの数Ｍ内へのＮ個の非ゼロ振幅パルスの仕切と、（ｂ）前記非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐを表すノードを含み前記Ｍ個のサブセットの一つにそれぞれ関連し、さらに所定のパルス−順序規則及び所定の選択基準に関連する複数のサーチレベルを決定するツリー構造とを包含する装置であって；前記デプス第１コードブックサーチが： − 前記ツリー構造の第１サーチレベルにおいて、前記関連パルス−順序規則に関係して、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成する第１の手段と；前記関連選択基準に関係して、前記少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを決定する第１の位置選択手段と； − 前記ツリー構造の後続する各々のサーチレベルにおいて、前記関連パルス−順序規則に関係して、前に選択されなかった前記非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成する第２の手段と；後続するサーチレベルにおいて、前記関連選択基準に関係して、前記関連サブセットの少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを延長する第２の手段とを包含し；これにより、第１サーチレベルにおいて決定され、これに後続するサーチレベルにおいて延長されたパスのそれぞれが、音響信号をエンコードするため合格コードベクターを構成するコードベクターＡｋのＮ個の非ゼロ振幅パルスの各位置ｐを決定するようにした、セルラーコミュニケーションシステムに関する。本発明のこれらの目的、利点及びその他の特徴は、添付図面を例示のためだけに参照して述べる本発明の好適な実施例についての以下の非限定的な記載を読むことにより、さらに明らかとなろう。図面の簡単な説明第１図は、パルス位置見込エスティメータと最適化コントローラとを包含する、本発明によるエンコーディングシステムの好適な実施例の概略ブロック図である。第２図は、第１図のエンコーディングシステムに関連したデコーディングシステム概略ブロック図である。第３図は、最適化コードベクターを計算するために、第１図のエンコーディングシステムの最適化コントローラにより用いられた複数のネステドーループを略図的に示す図である。第４ａ図は、第３図のネステドーループサーチ技術のいくつかの特徴を例示するツリー構造を示す図である。第４ｂ図は、低位レベルにおける処理がいくつかの所定のしきい値を越える特性に条件づけされている場合の第４ａ図のツリー構造を示す図で、これはこのツリーの最も期待された領域のみを注目することによりツリーを発展させる、より速い方法である。第５図は、デプス第１サーチ技術がツリー構造を介して、如何にパルス位置の結合を処理しているかを例示する図で、この例は、インターリーブド単パルスパーミュテイションに従って設計した４０位置コードベクターの１０パルスコードブックに関する。第６図は、第１図のパルス位置見込エスティメータと最適化コントローラの作用を示す概略フローチャートである。第７図は、典型的なセルラーコミュニケーションシステムのインフラストラクチュアを例示する略図的ブロック図である。好適な実施例の詳細な説明本明細書においては、非限定的な例として、本発明によるデプス第１コードブックサーチ方法及び装置をセルラーコミュニケーションシステムに適用した場合を記載するが、これらの方法及び装置は、音響信号エンコーディングが要求される多くの他の型式のコミュニケーションシステムに用いて、同様な利点を得ることができることに注目すべきである。符号１（第７図）に示すようなセルラーコミュニケーションシステムにおいて、広範囲の地域を多数の小さなセルに分割することにより、この広範囲の地域全体に渡って、テレコミュニケーションサービスを行っている。各セルはセルラーベースステーション２を有し、無線信号チャンネル及びオーディオ及びデータチャンネルを提供している。無線信号チャンネルは、このセルラーベースステーションの適用範囲の制約内で、例えば符号３に示すような移動無線電話器（移動送受信器ユニット）を呼び出すのに、また、このセルラーベースステーション内または外の他の無線電話器に、さらには例えば公共交換電話回路網（ＰＳＴＮ）４のような他の回路網に呼び出しを繋げるのに利用される。一旦、無線電話器３が呼び出しを受けるのに成功すると、オーディオチャンネルまたはデータチャンネルが、この無線電話器３が位置するセルに対応するセルラーベースステーション２に繋がり、ベースステーション２と無線電話器３との間の通信がオーディオまたはデータチャンネルで行われる。無線電話器３はまた、呼び出しが行われている間信号チャンネルを介して制御またはタイミング情報を受ける。無線電話器３が一つの呼び出しの間に一つのセルを去り、もう一つのセルに入ると、無線電話器３は、この呼び出しを新しいセルのオーディオまたはデータチャンネルへ引き渡す。同様に、呼び出しがなければ、制御メッセージが信号チャンネルに送られ、これにより、この無線電話器３が新たなセルに関連するセルラーベースステーション２にログする。このようにして、広範囲の地域に渡っての移動体通信が可能となる。セルラー通信システム１はさらに、例えば無線電話器３とＰＳＴＮ４との間または第１のセル内の無線電話器３と第２のセル内の無線電話器３との間の通信の間、セルラーベースステーション２とＰＳＴＮ４との間の通信を制御するための制御端末５を包含している。もちろん、双方向無線通信サブシステムは、一つのセル内に位置する各無線電話器３と、このセルのセルラーベースステーション２との間の通信を確立するために必要である。このような双方向無線通信システムは典型的には、無線電話器３とセルラーベースステーション２の両方に、（ａ）会話信号をエンコードし、このエンコードされた会話信号を、例えば符号６または７に示すアンテナを介して送信する送信器と、（ｂ）送信されたエンコード済の会話信号を、同じアンテナ６または７を介して受信し、この受信されたエンコード済の会話信号をデコードする受信器とを包含する。当業者にはよく知られているように、音声エンコーディングは、双方向無線通信システムにおいて、すなわち無線電話器３とセルラーベースステーション２との間で、会話を送信するに必要な帯域幅を減少するために必要である。本発明の目的は、例えばセルラーベースステーション２と無線電話器３との間を、オーディオまたはデータチャンネルを介して会話信号を双方向送信するために、良好なサブジェクティブクオリティ／ビット率トレードオフを有する効率のよいデジタル会話エンコーディング技術を提供することにある。第１図は、この効率の良い技術を実施するために好適なデジタル会話エンコーティング装置のブロック図である。第１図の会話エンコーディングシステムは、本発明の親の米国特許出願第07/9 27,528号の第１図に示されているものと同一であるが、それに本発明のパルス位置エスティメータ１１２が付け加えられている。この親の米国特許出願第07/927 ,528号は、発明の名称を「代数コードに基づく効率の良い会話コーディングのための動的コードブック」と題し、1992年9月10日に出願された。アナログ入力会話信号は、サンプリングされブロック処理される。本発明は会話信号だけに限定されるものではないことを理解すべきである。他の型式の音声信号のエンコーディングもまた考えられるところである。例示の実施例では、入力サンプル会話Ｓのブロック（第１図）は、Ｌ個の同形のサンプルを包含している。ＣＥＬＰ文献では、Ｌは「サブフレーム」長として決められており、典型的には２０ないし８０の間にある。また、Ｌ個のサンプルのブロックは、Ｌ寸法ベクターと呼ばれている。各種のＬ寸法ベクターはエンコーディング過程中に作られる。第１図及び第２図に示されているこれらのベクターの表は、送信されたパラメータの表とともに、以下に示されている。主Ｌ寸法ベクターの表Ｓ入力会話ベクターＲ’ ピッチ除去残留ベクターＸターゲットベクターＤバックワードフィルタードターゲットベクターＡｋ代数コードブックからのインデックスｋのコードベクターＣｋイノベーションベクター（フィルターされたコードベクター）送信されたパラメータの表ｋコードベクターインデックス（代数コードブックの入力）ｑ利得ＳＴＰ短時プレディクションパラメータ（Ａ(z)を定める）ＬＴＰ長時プレディクションパラメータ（ピッチ利得ｂ及びピッチ遅延Ｔを定める）デコーディング原則デジタル入力（デマルチプレクサ２０５）と出力サンプル会話（合成フィルター２０４の出力）との間で実行される各種のステップを示す第２図の会話デコーディング装置について、先ず始めに記述するのがよいと思われる。デマルチプレクサ２０５は、デジタル入力チャンネルから受信したバイナリ情報から、４つの異なるパラメータ、即ちインデックスｋ，利得ｇ，短時プレディクションパラメータＳＴＰ、及び長時プレディクションＬＴＰを抽出する。会話信号の現在のＬ寸法ベクターＳは、後述するように、これら４つのパラメータを基本として合成される。第２図の会話デコーディング装置は、代数コード発生器２０１及びアダプティブプレフィルタ２０２からなる動的コードブック２０２、増幅器２０６、加算器２０７、長時プレディクタ２０３、及び合成フィルタ２０４を包含している。第１のステップでは、代数コード発生器２０１は、インデックスｋに応答してコードベクターＡｋを生ずる。第２のステップでは、コードベクターＡｋは、短時プレディクションパラメータＳＴＰにより供給されるアダプティブプレフィルタ２０２を通って処理されて、出力イノベーションベクターＣｋを生ずる。アダプティブプレフィルタ２０２の目的は、出力イノベーションベクターＣｋの周波数成分を動的に制御して会話の品質を高める、即ち、人間の耳に不愉快な周波数によって生ずる可聴歪みを減少させることである。アダプティブプレフィルタ２０２のための典型的な関数Ｆ(z)は次式で与えられる。Ｆa(z)は、０＜Ｙ₁＜Ｙ₂＜１が定数のフォーマント（formant）プレフィルタである。このプレフィルタは、フォーマント領域を強調し、殊に５ｋビット／ｓ以下のコーディング率において非常に効率良く働く。Ｆb(z)は、Ｔが時間変化ピッチ遅延、ｂ₀が一定または現在または前のサブフレームからの量子化長時ピッチプレディクションパラメータに等しいピッチプレフィルタである。Ｆb(z)は、すべてのコーディング率において、ピッチハーモニック周波数を強調するのに非常に有効である。それ故、Ｆ(z)は典型的には、フォーマントプレフィルタとしばしば組合されるピッチプレフィルタを包含する、即ち、Ｆ(z)＝Ｆa(z)Ｆb(z)である。他の型式のプレフィルタもまた、有利に用いることができる。ＣＥＬＰ技術に従って、出力サンプル会話信号Ｓが、増幅器２０６を介して利得ｇにより、まずコードブック２０８からイノベーションベクターＣｋをスケーリングすることにより得られる。次いで、加算器２０７は、スケーリングされた波形ｇＣｋを、ＬＴＰパラメータを供給され、フィードバックループ内に配置された長時プレティクタ２０３の出力Ｅ（合成フィルタ２０４の信号励起の長時プレディクション要素）に加算する。長時プレディクタ２０３は、下記のように規定されるトランスファ関数Ｂ(z)を有する。Ｂ（ｚ）＝ｂｚ^-T ここで、ｂ及びＴは、それぞれ上記において定めたピッチ利得及び遅延である。プレディクタ２０３は、会話のピッチ周期性をモデルするように最後に受信したＬＴＰパラメータｂ及びＴに従うトランスファ関数を有するフィルタである。これは、サンプルの適当なピッチ利得ｂ及び遅延Ｔを導入する。複合信号Ｅ＋ｇＣｋは、トランスファ関数１／Ａ(z)を有する合成フィルタ２０４の信号励起を構成する。このフィルタ２０４は、最後に受信したＳＴＰパラメータに従って正確なスペクトル形成を与える。さらに詳細には、フィルタ２０４は、会話の共鳴周波数（フォーマント）をモデルする。出力ブロックングフィルタリングによりアナログ信号に転換され得る合成サンプル会話信号である。代数コードブック２０８を設計するには多くの方法がある。本発明では、代数コードブック２０８は、Ｎ個の非ゼロ振幅パルス（または短時間のための非ゼロパルス）を有するコードベクターから構成される。ｐｉ及びＳ_p1を、それぞれ１番目の非ゼロパルスの位置及び振幅であるとする。振幅Ｓ_p1は、ｉ番目の振幅が固定されている故か、コードベクターサーチに先立ってＳ_p1を選択するための、幾つかの方法が存在する故に知られているものとする。ｐｉが１ないしＬの間を占めることができる組の位置をＴｉとするトラックを「トラックｉ」と呼ぶこととする。いくつかの典型的なトラックの組を、Ｌ＝４０として以下に示す。第１の例は、前述の米国特許出願第07/928,528号で紹介したが、「インターリーブドシングルパルスパーミュテイション」（ＩＳＰＰ）と呼ばれる設計である。ＩＳＰＰ（４０，５）と表示されるこの第１の設計例では、４０位置の一組が、４０／５＝８有効位置の５つのインターリーブドトラックでそれぞれ仕切られている。所定のパルスの８＝２³有効位置を特定するには、３ビットが必要である。それゆえ、全部で５_×３＝１５コーディングビットが、この特別の代数コードブック構造のためのパルス位置を特定するために要求される。このＩＳＰＰは、４０の位置のいずれの位置も、１つそしてたった一つだけのトラックに関係しているという意味では完全なものである。パルスまたはコーディングビットの数に関しての特別の要求を満足させるように、一つまたはそれ以上のＩＳＰＰからコードブック構造を抽出するには多くの方法がある。例えば、単にトラック５を無視することまたはトラック４及びトラック５を一体として一つのトラックと考えることにより、４パルスコードブックをＩＳＰＰ（４０，５）から抽出することができる。設計例２及び３は完全ＩＳＰＰ設計の他の例である。設計３において、トラックＴ５ないしＴ12の最後のパルス位置は、サブフレーム長Ｌ＝４０の外側へ欠落することに注目されたい。このような場合、最後のパルスは単に無視される。設計例４において、トラックＴ１及びＴ２は４０位置のいずれについても許容する。トラックＴ１とトラックＴ２の位置が重複していることに注目されたい。一つ以上のパルスが同じ位置を占拠する時、それらの振幅は単純に加算される。非常に多数の種類のコードブックを、ＩＳＰＰ設計に一般テーマの周辺に作ることができる。エンコーディング原則サンプルした会話信号Ｓは、第１図のエンコーディングシステムにより、ブロック毎にエンコードされる。第１図のエンコーディングシステムでは、１０２から１１２まで番号を付与した１１個のモデュールに分割されている。これらのモデュールの大部分の機能及び作動は、親出願である米国特許出願第07/927,528号の場合と変わりはない。それ故、以下の記述においては、各モデュールの機能と作動を少なくとも簡略に説明するが、この親出願である米国特許出願第07/927,528号に開示の内容と比べ、新規事項である点に焦点を置くことにする。会話信号のＬ個のサンプルの各ブロックのために、プレディクション（ＳＴＰ）パラメータと簡略に呼ぶ１組のリニヤプレディクションコーディング（ＬＰＣ）パラメータが、ＬＰＣスペクトルアナライザ１０２を介して、従来技術に従って作られる。、さらに詳細には、アナライザ１０２は、それぞれＬ個のサンプルのブロックＳのスペクトル特性をモデルする。Ｌ個のサンプルの入力ブロックＳは、ＳＴＰパラメータの現在の値を基礎とする下記のトランスファ関数を有するホワイトニングフィルタ１０３により処理される。ここで、ａ₀＝１、及びｚは、いわゆるｚ変換の通常の変数である。第１図に示すように、ホワイトニングフィルタ１０３は残留ベクターＲを生ずる。ピッチエクストラクタ１０４は、ＬＴＰパラメータすなわちピッチ遅延Ｔ及びピッチ利得ｇを計算し量子化する。エクストラクタ１０４の当初の状態についても、当初状態エクストラクタ１１０から値ＦＳにセットされる。ＬＴＰパラメータを計算し量子化する詳細な過程は、親出願である米国特許出願第07/927,528号に記載されており、当業者にとって周知のことである。従って、本明細書では詳述しない。フィルタレスポンスキャラクタライザ１０５（第１図）は、次のステップに用いるフィルタレスポンスキャラクタリゼイションＦＲＣを計算するための、ＳＴＰパラメータ及びＬＴＰパラメータが供給される。ＦＲＣ情報は、ｎ＝１，２，．．．Ｌとする次の３つの要素からなる。・ｆ（ｎ）：Ｆ(z)のレスポンスＦ(z)は一般にピッチプレフィルタを包含する。ここで、γはパーセプチュアルファクタである。さらに一般に、ｈ（ｎ）は、プレフィルタＦ(z)、パーセプチュアルウエイティングフィルタＷ(z)、及び合成フィルタ１／Ａ(z)のカスケードであるＦ(z)Ｗ (z)／Ａ(z)のインパルスレスポンスである。Ｆ(z)及び１／Ａ(z)は、デコーダで用いられたものと同じフィルタである。・Ｕ（ｉ，ｊ）：次式によるｈ（ｎ）の自動相関である。・Ｕ（ｉ，ｊ）：次式によるｈ（ｎ）の自動相関である。１≦ｉ≦Ｌ及びｉ≦ｊ≦Ｌ；ｈ（ｎ）＜１に対してｈ（ｎ）＝０長時プレディクタ１０６には、過去の励起信号（すなわち前のサブフレームのＥ＋ｇＣｋ）が供給され、正規のピッチ遅延Ｔ及び利得ｂを用いて新たなＥ成分を形成する。パーセプチュアルフィルタ１０７の当初の状態は、当初状態エクストラクタ１１０から供給される値ＦＳにセットされる。減算器１２１（第１図）により計算されるピッチ除去残留ベクターＲ’＝Ｒ−Ｅは、それからパーセプチュアルフィルタ１０７に供給され、このフィルタの出力にターゲットベクターＸを得る。第１図に示されているように、ＳＴＰパラメータはフィルタ１０７に供給され、これらのパラメータに関してトランスファ関数を変える。基本的には、Ｘ＝Ｒ’− Ｐである。ここで、Ｐは過去の励起からの「呼び出し」を含む長期時プレディクション（ＬＴＰ）の寄与を表す。エラーΔに適用されるＭＳＥ基準は、次のマトリックスで表すことができる。次のトランスファ関数を有するパーセプチュアルウェイティングフィルタを介して処理されたここで、γ＝0.8がパーセプチュアル定数であり、Ｈは、以下のようにしてｈ（ｎ）レスポンスから形成したＬ_×Ｌ下部三角テプリッツマトリックスである。ｈ（０）はマトリックス対角線を占め、ｈ（Ｌ−１）はそれぞれの下部対角線を占める。バックワードフィルタリングステップは、第１図のフィルタ１０８により行われる。利得ｇに対して上記の等式の導関数をゼロにセットすると、最適利得に対する量は次のとおりである。ｇに対するこの値をもって、最小限化は次のようになる。この目標数値は、最小限化を達成するための特殊のインデックスｋを定めるのに用いられる。 ‖ｘ‖² が固定の量である故に、この同じインデックスは、次の量を最小限化することにより見い出されることに注目されたい。ここで、Ｄ＝（ＸＨ）及び α_k ²＝‖Ａ_kＨ^T‖² である。バックワードフィルタ１０８では、バックワードフィルタドターゲットベクターＤ＝（ＸＨ）が計算される。この作業のための項「バックワードフィルタリング」は、時間逆転したＸのフィルタリングとして（ＸＨ）を解釈することに由来している。最適化コントローラ１０９の目的は、現在のＬサンプルブロックをエンコードするための最良のコードベクターを選択するのに、代数コードブックで得られるコードベクターを探すことである。Ｎ個の非ゼロ振幅パルスをそれぞれ有する、１組のコードベクターの中から最良のコードベクターを選択する基本基準は、最大化するべき比率の形で与えられる。ここで、また、ＡｋはＮ個の非ゼロ振幅パルスを有する。上記等式の分子はの２乗である。ここで、Ｄは、バックワードフィルタードターゲットベクターであり、Ａｋは、Ｎ個の振幅Ｓ_p1の非ゼロパルスを有する代数コードベクターである。分母は、エネルギ項で、下記のように表すことができる。ここで、Ｕ（ｐｉ，ｐｊ）は２つの単位振幅パルスに関連する相関関数であり、一方は位置ｐｉ、他方は位置ｐｊである。このマトリックスはレスポンスキャラクタライザモデュール１０５内で上述の等式に従って計算される。マトリックスは、第１図のブロック図でＦＲＣと記された組のパラメータに包含されている。この分母を計算する速い方法は、第４図に例示されたＮ−ネステドーループを包含する。これらの図では、トリム線記号Ｓ（i）及びＳＳ（i,j）が量”Ｓ_p” 及び”Ｓ_piＳ_pj”の代わりに用いられる。分子αｋ²の計算は、最も時間がかかる過程である。第４図の各ループにおいて行われるαｋ²への計算は、最外ループから最内ループへの各別のラインにおいて下記のように記すことができる。ここで、ｐｉはｉ番目の非ゼロパルスの位置である。もし、若干の前計算が最適化コントローラ１０９により成されてフィルタレスポンスキャラクタライザ１０５により供給されるマトリックスＵ（i,j）を下記の関係に従ってマトリックスＵ’（i,j）に変換するならば、前述の等式を簡略化することができる。ここで、ｓｋは、対応する振幅予測値（これについては後述する）の量子化に引き続く位置ｋにおける各個のパルスについて選択する。要素２は等式の流線化のための以下の説明では無視することにする。新たなマトリックスＵ’（j,k）について、迅速アルゴリズムの各ループのための計算（第３図参照）は、最外ループから最内ループへ各別のライン上で、以下のように書くことができる。第４ａ図及び第４ｂ図は、本発明と対比させるために第３図に例示した「ネステドーループサーチ」のいくつかの特徴を例示するツリー構造の２つの例を示す。第４ａ図のツリーの底部にあるターミナルノードは、各パルスが４つの可能位置の一つを取るとした場合の５パルス例（Ｎ＝５）のパルス位置の、全ての可能な組合せを例示するものである。完全な「ネステドーループサーチ」技術が、この図で示されるように基本的には左から右へと３つのノードを介して行われる。この「ネステドーループサーチ」の一つの欠点は、サーチの複雑性がパルス数Ｎの関数として増大することである。大きなパルス数Ｎを有するコードブックを処理できるようにするためには、このコードブックの部分的なサーチをするということを解決しなければならない。第４ｂ図は同じツリー構造を示すが、ここでは、迅速サーチが、ツリーの最も可能性のある領域だけに目を向けることにより達成される。さらに詳しくは、下位のレベルについての処理は全体的に行われるのではなく、若干のしきい値を越えるものについて行われるように条件づけられている。デプス第１サーチさて、本発明の主題を成す第１図のパルス位置見込エスティメータ１１２により行われる、別の迅速技術に目を向けることにする。この技術の一般的な特徴を先ず記述する。それから、この迅速技術の数々の典型的な例示的な実施例について記述する。このサーチの終着目的は、例えば、1995年2月6日に提出された米国特許出願第08/383,968号に記載されているように、パルスの振幅が固定であるかまたはサーチに先立って若干の信号を基本とするメカニズムにより選択されていると仮定して、最良のＮパルス位置の組についてコードベクターを決定することにある。基本的な選択基準は上述の比率Ｑｋの最大化にある。サーチの複雑性を減少させるために、パルス位置は、一つの時間にＮＭパルスと定められている。さらに詳しくは、Ｎ個のパルスが、Ｎｍ個のパルスのＭ個の非エンプティサブセットに仕切られて（第６図のステップ６０１）、Ｎ１＋Ｎ２．．．．＋Ｎｍ．．．＋ＮＭ＝Ｎとなる。第１のＪ＝Ｎ１＋Ｎ２．．．Ｎｍ-1パルスは、レベル−ｍパス、または長さＪのパスと呼ばれる。Ｊパルス位置のパスのための基本的基準は、Ｊ個の適切なパルスのみを考えた時の比率Ｑｋ（Ｊ）である。サーチは、サブセット＃１から始まり、ツリー構造に従って次々のサブセットに進み、これにより、サブセットｍがツリーのｍ番目のレベルでサーチされる。レベル１におけるサーチの目的は、サブセット＃１のＮ１個のパルスとそれらの有効位置を考慮に入れて、レベル１におけるツリーノードである長さＮ１の合格パスを一つまたはそれ以上の数を決定することにある。レベルｍ−１の終着ノードのそれぞれにおけるパスは、Ｎｍ個の新たなパルス及びそれらの有効位置を考えることにより、レベルｍにおける長さＮ１＋Ｎ２．．．Ｎｍに延長される。一つまたはそれ以上の数の合格延長パスが決定されて、レベル−ｍノードが構成される。最良のコードベクターは、基準Ｑｋ（Ｎ）をすべてのレベル−Ｍノードについて最大化する長さＮのパスに対応する。これに対して、上述した米国特許出願第07/927,528号では、パルス（またはトラック）が本発明における様々な順序の中で考えられている、前もって確立された一つの順序（ｉ＝１，２．．．Ｎ）で調査される。事実、サーチの間の任意の時における特定の状況下において、最も期待されるものと考えられる順序に従って考慮さる。このため、新たな歴時インデックスｎ（ｎ＝１，２，．．．Ｎ）が用いられ、サーチにおけるｎ番目のパルスのＩＤ（識別）番号が「パルス−順序関数」ｉ＝ｉ（ｎ）により与えられる。例えば、ある特定の時、一つの５パルスコードブックのためのサーチパスは次のパルス−順序関数に従って処理される。パルス順序が任意の時に、さらに期待されるかを知的に推測するために、本発明は「パルス位置見込エスティメートベクター」Ｂを導入している。これは、会話関連信号に基づいている。このエスティメートベクターＢのｐ番目のコンポーネントＢｐは、我々がサーチしている最良なコードベクターにおける、パルス占拠位置ｐ（ｐ＝１，２，．．．Ｌ）の蓋然性を特徴づけている。この最良なコードベクターは依然として未知であるが、この最良なコードベクターの若干の特性がどのようなものであるかを、会話関連信号から如何に推断され得るかを解明するのが、本発明の目的である。エスティメートベクターＢは、以下に述べるように用いることができる。第１に、エスティメートベクターＢは、パルス位置を推測するのに、トラックｉまたはｊのいずれにおいて、より容易であるかを決定する基礎的な役割を果たす。パルス位置を推測するのが、より容易であるトラックを最初に処理すべきなのである。この特性は、しばしばツリー構造の第１レベルにおいてＮｍ個のパルスを選択するパルス−順序規則に用いられる。第２に、所定のトラックのために、エスティメートベクターＢは、各有効位置の関連蓋然性を示す。この蓋然性は、基本選択基準Ｑｋ（ｊ）の代わりにツリー構造の最初の幾つかのレベルにおける選択基準として有利に用いられる。基本選択基準は、いかにしても最初の幾つかのレベルではあまりにもパルス数が少ないので、有効位置の選択に信頼性のある性能を発揮することができないのである。会話関連信号から、パルス位置見込エスティメートベクターＢを得る好適な方法は、正規化バックワードーフィルタードターゲットベクターＤ：および、正規化ピッチ−除去残留信号Ｒ’：の和を計算して、パルス位置見込エスティメートベクターＢを得ることである。ここで、βは、典型値が１／２である固定定数（βは代数コードに用いられる非ゼロパルスの百分率に依存する０から１までの範囲で選ばれる数）である。ここで、発明の名称を「会話の迅速コーディングのため信号選択パルス振幅を伴う代数コードブック」と題する1995年2月6日出願の米国特許出願第08/383,968 号に、同じエスティメートベクターＢが、異なるコンテキストについて異なる目的のために用いられていることを指摘しておきたい。この米国特許出願には、パルス振幅の最適値付近の組合せを優先的に選択する方法が記載されている。これは、非ゼロパルス振幅が、ｑ＞１の時ｑ値の一つを推測する代数コードブック設計のコンテキストに有効である。この観察は、信号それ自体から推断することができる、Ｂのような良好なエスティメータの発見が、効率のよい会話コーディングについて大きな意味を有することを確信させるものである。事実、位置或いは振幅のいずれにも対するエスティメータであることを超えて、これらはコードベクターＡｋそれ自体のためのエスティメータなのである。それ故、前述した米国特許出願第08/383,968号の原理及び本発明の原理との両方を組合せる任意のサーチ技術が本発明の範疇内にあることは明らかである。以下は、本発明の範疇内にある典型的な組合せ技術の例である。本明細書中、既に重なり合うトラックからの、２つまたはそれ以上のパルスがフレーム内の同一位置を占拠する時、これらは加算されるべきであることを指摘した。この位置−振幅トレードオフは、格子状のサーチにより共に最適化することができる。便宜上、既に定義した定数と変数の両方を以下に表として示す。デプス第１サーチの例デプス第１サーチの数々の典型例を考える。サーチ技術＃１代数コードブックＬ＝４０；Ｎ＝５ＩＳＰＰ（４０，５）（すなわち：Ｌ₁＝Ｌ₂＝．．Ｌ₅＝８）レベル−１パス形成演算のための第１パルス位置Ｐｉ（１）を選択する１０通りの方法は、５個のトラックそれぞれを順番に考えることであり、各トラックについて、このトラックのＢｐを最大化する２つの位置の一つを順に選択することである。規則Ｒ２規則２は、レベル２及び３で考慮する４個のパルスのために用いられるパルス順序関数を以下のように定義する。４個の残りのインデックスを円形に並べ、これらをｉ（1）番目のパルス（即ち、考慮中の特定のレベル−１のパルス数）の右から始めて時計回りに番号を付与し直すのである。サーチ技術＃２と呼ぶデプス第１コードブックの第２の例を示す。このサーチ技術は、デプス第１原理を明らかに実証する。サーチ技術＃２代数コードブックＬ＝４０；Ｎ＝１０ＩＳＰＰ（４０，１０）（すなわち：Ｌ₁＝Ｌ₂＝．．Ｌ₁₀＝４）規則Ｒ３パルスｉ（1）を選び、その位置を全てのｐに渡ってＢｐの最高値に従って選択する。ｉ（2）のために、残余の９個のパルス各々を順番に選択する。所定のｉ（2）のための選択基準は、Ｂｐをそのトラック内で最大化する位置を選択することから成る。規則Ｒ４レベル１の終わりにおいて、全パルス順序関数が、８個の残余のインデックスｎを円形に並べ、これらをｉ（2）の右から始めて時計回りに番号を付与し直すことにより決定される。サーチ技術＃２は、第５図及び第６図に例示されている。第５図は、インターリーブド単パルスパーミュテイションに従い設計した４０位置コードベクターの１０パルスコードブックに適用したデプス第１サーチ技術＃２のツリー構造を例示している。対応するフローチャートが第６図に例示されている。Ｌ＝４０の位置は、１０のトラックに仕切られ、それぞれのトラックがコードベクターのＮ＝１０の非ゼロ振幅パルスの一つと関連している。この１０のトラックは、Ｎのインターリーブド単パルスパーミュテイションに従ってインターリーブされる。ステップ６０１上述のパルス位置見込エスティメートベクターＢが計算される。ステップ６０２概算したＢｐの最大絶対値の位置ｐが計算される。ステップ６０３（レベル−１パス形成演算の開始）パルス（すなわちトラック）ｉ(1)を選択し、ステップ６０２で示される位置（第５図の５０１参照）と一致させるように、その有効位置を選択する。ステップ６０４（端レベル−１パス形成演算）ｉ(2)のために、残余の９個のパルス各々を順番に選択する。所定のｉ(2)のための選択基準は、この所定のｉ(2)のトラック内でＢｐを最大化する位置を選択することから成る。このようにして、９の各別のレベル−１合格パスが発生する（第５図の５０２参照）。前記各々のレベル−１合格パスは、その後ツリー構造の次のレベルに延長されて、９個の各別の合格コードベクターを形成する。明らかに、レベル−１の目的は、Ｂエスティメートに基づいたパルス対から出発して９個を抽出することにある。この理由から、レベル−ａパス形成演算は、第５図において「信号に基づいたパルススクリーニング」と呼ばれている。ステップ６０５（規則Ｒ４）計算時間を短縮するために、次の４つのレベルで用いられるパルス順序を予め設定する。即ち、ｎ＝３，４，．．．１０とする場合のパルス順序関数ｉ(ｎ)は、８個の残余のインデックスｎを一つの円上に並べ、これらをｉ(2)の右から始めて時計回りに番号を付与し直す。ステップ６０６、６０８、６０９（レベル２ないし５）レベル２ないし５は、効率を求めて設計されたもので、同一の過程に従うものである。即ち、余すところのない徹底的なサーチが、ｍ＝２，３，４，５とする時、関連選択基準Ｑｋ(2ｍ)に従って２つのパルス（第５図の５０３参照）の４つの位置の全ての１６の組合せについて行われる。わずか一つだけの合格パスがレベル２ないし５に関連する、各パス形成演算（第５図の５０４参照）から結果する（即ち１の分枝要素）ので、サーチの複雑性は、パルスの全数に正比例して増大する。この理由から、レベル２ないし５で行われるサーチは、デプス第１サーチとして正しく特徴づけされ得る。３つのサーチ技術は、構造、基準、問題ドメインにおいて大きく変化する。しかしながら、人工知能の分野では、２つの大きなサーチ体系、すなわち「ブレッズ第一（幅優先）サーチ」及び「デプス第１（奥行き優先）サーチ」を対比することが常である。ステップ６１０ステップ６０４で生じ、レベル２ないし５（すなわちステップ５０５ないし６０９）で延長された９つの各別のレベル−１合格パスは９個の合格コードベクターＡｋを構成する（第５図の５０５参照）。ステップ６１０の目的は、９個の合格コードベクターＡｋを比較し、最後のレベルに関連する選択基準、即ち、Ｑｋ(10)に従って最良な一つを選択する。「サーチ技術＃３」と呼ばれるデプス第１コードブックの第３の場合について記述を続け、一つ以上のパルスが同一位置を占拠することが可能である場合を例示する。サーチ技術＃３、１０パルスまたはそれ以下代数コードブックＬ＝４０；Ｎ＝１０各別のパルスの数≦１０２つのＩＳＰＰの和（４０，５）（即ち：Ｌ₁＝Ｌ₂＝．．Ｌ₅＝８；Ｌ₆＝Ｌ₇＝．．Ｌ₁₀＝８）規則Ｒ５２つのパルスは同一位置を占拠することができ、それ故、それらの振幅は互いに加算されて重複振幅パルスとなることに注目されたい。規則Ｒ５は、最初の２つのパルス位置がレベル−１合格パスの組を与えるように選択される方法を決定する。レベル−１合格パス最大化する位置のそれぞれにおいて、及び５つの各別のトラックのそれぞれのＢｐを最大化する、２つの位置を抽出することにより選択した１０のパルス位置のプールからの２個のパルス位置の全ての組合せにおいて、一つの重複振幅パルスに対応する。規則Ｒ６：規則Ｒ４と同様。本発明の好適な実施例を詳細に上述したが、これらの実施例は、本発明の性質及び精神を逸脱することなく、請求の範囲の範疇内において任意に変更することができる。本発明は会話信号の処理に限定されるものではなく、例えばオーディオのような他の型式の音響信号も処理できる。基本原理を同じとする、このような変形は明らかに本発明の範疇内にある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．音響信号をエンコードするためにコードブック内のデプス第１サーチ（奥行き優先サーチ）を実施する方法において：前記コードブックが、複数の異なる位置ｐを定め、コードベクターの所定の有効位置ｐにそれぞれ与えられるＮ個の非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含する１組のコードベクターＡｋを包含し；デプス第１サーチが、順序づけたレベルの数Ｍを定めるツリー構造を包含し、各レベルｍが非ゼロ振幅パルスの所定数Ｎｍ、Ｎｍ≧１に関連し、全てのＭレベルに関連する前記所定数の和が、前記コードベクターに包含される非ゼロ振幅バルスの数Ｎに等しく、前記ツリー構造の各々のレベルｍがさらに、所定のパルス −順序規則及び所定の選択基準のパス形成演算に関連し；前記デプス第１コードブックサーチの実施方法は： − 前記ツリー構造のレベル１において、前記関連パス形成演算が：前記関連パルス−順序規則に関係して、Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの数Ｎ１を選択して、前記選択基準に関係して、Ｎ１個の非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、少なくとも一つのレベル−１の合格パスを決定するステップと； − 前記ツリー構造のレベルｍにおいて、前記関連パス形成演算が、関連パルス−順序規則に関係して、レベル−（ｍ−１）形成の過程で、前に選択されなかった非ゼロ振幅パルスのＮｍ個を選択するサブステップと：前記関連パルス−順序規則に関係して、前に選択されなかったレベル−（ｍ− １）パス形成の過程で、前記Ｎｍ個の非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して；少なくとも一つのレベル−ｍ合格パスを形成するサブステップとを介して、レベル−（ｍ−１）合格パスを延長することにより、レベルｍ合格パスを反復的に決定するステップとを包含し；これにより、レベル−１に始まり前記ツリー構造で続くレベルに関連したパス形成演算の間に延長されたレベルｍ合格パスが、コードベクターのＮ個の非ゼロ振幅パルスのそれぞれの位置ｐを決定して合格コードベクターＡｋを決定する、デプス第１サーチ実施方法。２．音響信号をエンコードするためにコードブック内のデプス第１サーチを実施する方法において：前記コードブックが、複数の異なる位置ｐを定め、コードベクターの所定の有効位置ｐにそれぞれ与えられるＮ個の非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含する１組のコードベクターＡｋを包含し；前記デプス第１サーチが、（ａ）少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含するサブセットの数Ｍ内へのＮ個の非ゼロ振幅パルスの仕切と、（ｂ）前記非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐを表すノードを含み前記Ｍ個のサブセットの一つにそれぞれ関連し、さらに所定のパルス−順序規則及び所定の選択基準に関連する複数のサーチレベルを決定するツリー構造とを包含する方法であって；前記デプス第１コードブックサーチの実施方法は： − 前記ツリー構造の第１サーチレベルにおいて、前記関連パルス−順序規則に関係して、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成し；前記関連選択基準に関係して、前記少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを決定し； − 前記ツリー構造の後続する各々のサーチレベルにおいて、前記関連パルス−順序規則に関係して、前に選択されなかった前記非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成し；前記関連選択基準に関係して、前記関連サブセットの少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを延長するステップを包含し；これにより、第１サーチレベルにおいて決定され、これに後続するサーチレベルにおいて延長されたパスのそれぞれが、音響信号をエンコードするため合格コードベクターを構成するコードベクターＡｋのＮ個の非ゼロ振幅パルスの各位置ｐを決定するようにした、デプス第１サーチ実施方法。３．請求項２記載のデプス第１コードブックサーチ実施方法において、前記少なくとも一つのパスが複数のパスを包含し、前記ツリー構造の前記サーチレベルが少なくとも一つのサーチレベルを包含し、前記ツリー構造の最後のサーチレベルにおいて、前記関連選択基準に関係して、音響信号をエンコードするために前記パスにより定められた前記合格コードベクターＡｋの一つを選択するステップを包含する、デプス第１コードブックサーチ実施方法。４．請求項２記載のデプス第１コードブックサーチ実施方法において、少なくとも一つのインターリーブド単パルスパーミュテーション設計に従って、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの所定有効位置ｐを得るステップをさらに包含する、デプス第１コードブックサーチ実施方法。５．請求項２記載のデプス第１コードブックサーチ実施方法において、前記ツリー構造の前記後続する各々のサーチレベルにおいて、前記選択ステップが：前のサーチレベルで選択されたパルス位置ｐにより定められ、前記後続するサーチレベルに関連するサブセットの前記少なくとも一つのパルスの各有効位置ｐにより延長された、各々のパスの所定の数学的割合を計算し；さらに所定の数学的割合を最大化するパルス位置ｐにより定められる延長パスを保持することを包含する、デプス第１コードブックサーチ実施方法。６．請求項２記載のデプス第１コードブックサーチ実施方法において、前記ツリー構造の第１サーチレベルにおいて前記選択及び選択ステップが：音響信号に関係してパルス位置見込エスティメートベクターを計算し；前記関連するサブセットの少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスと、前記パルス位置見込エスティメートベクターに関係するその少なくとも一つの有効位置ｐとを選択することにより実行する、デプス第１コードブックサーチ実施方法。７．請求項６記載のデプス第１コードブックサーチ実施方法において、前記パルス位置見込位置エスティメートベクターを計算するステップが：ターゲット信号Ｘ、バックワードフィルタードターゲット信号Ｄ、及びピッチ除去残留信号Ｒ’を生ずるように音響信号を処理するステップと；前記ターゲット信号Ｘ、バックワードフィルタードターゲット信号Ｄ、及びピッチ除去残留信号Ｒ’の少なくとも一つに応答して、前記パルス位置見込エスティメートベクターＢを計算するステップとを包含する、デプス第１コードブックサーチ実施方法。８．請求項７記載のデプス第１コードブックサーチ実施方法において、前記ターゲット信号Ｘ、バックワードフィルタードターゲット信号Ｄ、及びピッチ除去残留信号Ｒ’の少なくとも一つに応答して、前記パルス位置見込エスティメートベクターＢを計算するステップが、正規化式：の前記バックワードフィルタードターゲット信号Ｄを正規化式：の前記ピッチ除去残留信号Ｒ’を加算して、これにより式：ここでβは固定定数、のパルス−位置見込エスティメートベクターＢを得ることを包含する、デプス第１コードブックサーチ実施方法。９．請求項８記載のデプス第１コードブックサーチ実施方法において、βが０と１との間に位置する値を有する固定定数である、デプス第１コードブックサーチ実施方法。 10．請求項９記載のデプス第１コードブックサーチ実施方法において、βが１／２の値を有する固定定数である、デプス第１コードブックサーチ実施方法。 11．請求項２記載のデプス第１コードブックサーチ実施方法において、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスが、それぞれのインデックスを有し、前記ツリー構造の前記後続する各々のサーチレベルにおいて、前記関連パルス順序化関数に関係して、前に選択されなかった前記非ゼロ振幅パルスのうち、少なくとも一つを選択するステップが、前記前に選択されなかった非ゼロパルスのインデックスを一つの円上に並べ、前記ツリー構造の、前のサーチレベルで選択した最後の非ゼロ振幅パルスの右から始めて時計回りに少なくとも一つの前記非ゼロ振幅パルスを選択することを包含する、デプス第１コードブックサーチ実施方法。 12．音響信号をエンコードするためにコードブック内のデプス第１サーチを実施する装置において：前記コードブックが、複数の異なる位置ｐを定め、コードベクターの所定の有効位置ｐにそれぞれ与えられるＮ個の非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含する１組のコードベクターＡｋを包含し；デプス第１サーチが、（ａ）少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含するサブセットの数Ｍ内へのＮ個の非ゼロ振幅パルスの仕切と、（ｂ）前記非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐを表すノードを含み前記Ｍ個のサブセットの一つにそれぞれ関連し、さらに所定のパルス−順序規則及び所定の選択基準に関連する複数のサーチレベルを決定するツリー構造とを包含する装置であって；前記デプス第１コードブックサーチの実施装置は： − 前記ツリー構造の第１サーチレベルのために、前記関連パルス−順序規則に関係して、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成する第１の手段と；前記関連選択基準に関係して、前記少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを決定する第１の位置選択手段と； − 前記ツリー構造の後続する各々のサーチレベルのために、前記関連パルス−順序規則に関係して、前に選択されなかった前記非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成する第２の手段と；後続するサーチレベルにおいて、前記関連選択基準に関係して、前記関連サブセットの少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを延長する第２の手段とを包含し；これにより、第１サーチレベルにおいて決定され、これに後続するサーチレベルにおいて延長されたパスのそれぞれが、音響信号をエンコードするため合格コードベクターを構成するコードベクターＡｋのＮ個の非ゼロ振幅パルスの各位置ｐを決定するようにした、デプス第１サーチ実施装置。 13．請求項12記載のデプス第１コードブックサーチ実施装置において、前記少なくとも一つのパスが、複数のパスを包含し、前記ツリー構造の前記サーチレベルが、最後のサーチレベルを包含し、さらに、前記ツリー構造の前記最後のサーチレベルにおいて、前記関連選択基準に関係して、音響信号をエンコードするために前記パスにより定められた前記合格コードベクターＡｋの一つを選択する手段を包含する、デプス第１コードブックサーチ実施装置。 14．請求項12記載のデプス第１コードブックサーチ実施装置において、少なくとも一つのインターリーブド単パルスパーミュテイション設計に従って、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの所定有効位置ｐを得る手段をさらに包含する、デプス第１コードブックサーチ実施装置。 15．請求項12記載のデプス第１コードブックサーチ実施装置において、前記第２の選択手段が：前記前のサーチレベルで選択された前記後続のサーチレベルに関連するサブセットの前記少なくとも一つのパルスの各有効位置ｐにより延長された、各々のパスについての所定の数学的割合を計算する手段と；前記所定の数学的割合を最大化するパルス位置ｐにより定められる延長パスを保持する手段とを包含する、デプス第１コードブックサーチ実施装置。 16．請求項12記載のデプス第１コードブックサーチ実施装置において、前記第１の選択手段が：音響信号に関係してパルス位置見込エスティメートベクターを計算する手段と；前記関連するサブセットの少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスと、前記パルス位置見込エスティメートベクターに関係する、その少なくとも一つの有効位置ｐとを選択する手段とを包含する、デプス第１コードブックサーチ実施装置。 17．請求項16記載のデプス第１コードブックサーチ実施装置において、前記パルス位置見込エスティメートベクターを計算する手段が：ターゲット信号Ｘ、バックワードフィルタードターゲット信号Ｄ、及びピッチ除去残留信号Ｒ’を生ずるように音響信号を処理する手段と；前記ターゲット信号Ｘ、前記バックワードフィルタードターゲット信号Ｄ、及び前記ピッチ除去残留信号Ｒ’の少なくとも一つに応答して、前記パルス位置見込エスティメートベクターＢを計算する手段とを包含する、デプス第１コードブックサーチ実施装置。 18．請求項17記載のデプス第１コードブックサーチ実施装置において、前記ターゲット信号Ｘ、前記バックワードフィルタードターゲット信号Ｄ、及び前記ピッチ除去残留信号Ｒ’の少なくとも一つに応答して：前記パルス位置見込エスティメートベクターＢを計算する手段が、正規化式：のバックワードフィルタードターゲット信号Ｄを、正規化式：のピッチ除去残留信号Ｒ’に加算し、これにより、式：ここでβは固定定数、のパス位置見込エスティメートベクターＢを得る手段を包含する、デプス第１コードブックサーチ実施装置。 19．請求項18記載のデプス第１コードブックサーチ実施装置において、βが０と１との間の値を有する固定定数である、デプス第１コードブックサーチ実施装置。 20．請求の範囲19記載のデプス第１コードブックサーチ実施装置において、β が１／２の値を有する固定定数である、デプス第１コードブックサーチ実施装置。 21．請求項12記載のデプス第１コードブックサーチ実施装置において、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスが、それぞれインデックスを有し、前記第２の選択手段が、前に選択されなかったパルスのインデックスを一つの円上に並べる手段と、前記ツリー構造の前のサーチレベルで選択された最後の非ゼロ振幅パルスの、右から始めて前記インデックスの時計回りの順に前記少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスを選択する手段とを包含する、デプス第１コードブックサーチ実施装置。 22．複数個のセルに分割された広範囲の地域にサービスするためのセルラーコミュニケーションシステムにおいて、移動送受信ユニットと；セルのそれぞれの中に配設されたセルラーベースステーションと；これらセルラーベースステーション間のコミュニケーションを制御する手段と；一つのセル内に位置する各々の移動ユニットと、前記一つのセルのセルラーベースステーションとの間の双方向無線コミュニケーションサブシステムであって、前記移動ユニットと前記セルラーベースステーションの両方に設けられた（ａ）会話信号をエンコードする手段とこのエンコードされた会話信号を送信する手段とを包含する送信器と、（ｂ）送信されたエンコードされた会話信号を受信する手段と受信されたエンコードされた会話信号をデコードする手段とを包含する受信器とを包含する双方向無線コミュニケーションサブシステムとを包含するセルラーコミュニケーションシステムであって；前記会話信号エンコード手段が、会話信号をエンコードするためにコードブック内のデプス第１サーチを実施する装置を包含し：前記コードブックが、複数の異なる位置ｐを定め、コードベクターの所定の有効位置ｐにそれぞれ与えられるＮ個の非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含する１組のコードベクターＡｋを包含し；前記デプス第１サーチが、（ａ）少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスをそれぞれ包含するサブセットの数Ｍ内へのＮ個の非ゼロ振幅パルスの仕切と、（ｂ）前記非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐを表すノードを含み前記Ｍ個のサブセットの一つにそれぞれ関連し、さらに所定のパルス−順序規則及び所定の選択基準に関連する複数のサーチレベルを決定するツリー構造とを包含する装置であって；前記デプス第１コードブックサーチが： − 前記ツリー構造の第１サーチレベルにおいて、前記関連パルス−順序規則に関係して、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成する第１の手段と；前記関連選択基準に関係して、前記少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを決定する第１の位置選択手段と； − 前記ツリー構造の後続する各々のサーチレベルにおいて、前記関連パルス−順序規則に関係して、前に選択されなかった前記非ゼロ振幅パルスの少なくとも一つを選択して、前記関連サブセットを形成する第２の手段と；後続するサーチレベルにおいて、前記関連選択基準に関係して、前記関連サブセットの少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスの有効位置ｐの少なくとも一つを選択して、前記ツリー構造のノードを介して少なくとも一つのパスを延長する第２の手段とを包含し；これにより、第１サーチレベルにおいて決定され、これに後続するサーチレベルにおいて延長されたパスのそれぞれが、音響信号をエンコードするため合格コードベクターを構成するコードベクターＡｋのＮ個の非ゼロ振幅パルスの各位置ｐを決定するようにした、セルラーコミュニケーションシステム 23．請求項22記載のセルラーコミュニケーションシステムにおいて、前記少なくとも一つのパスが、複数のパスを包含し、前記ツリー構造の前記サーチレベルが、最後のサーチレベルを包含し、さらに、前記ツリー構造の前記最後のサーチレベルにおいて、前記関連選択基準に関係して、音響信号をエンコードするために前記パスにより定められた前記合格コードベクターＡｋの一つを選択する手段を包含する、セルラーコミュニケーションシステム。 24．請求項22記載のセルラーコミュニケーションシステムにおいて、少なくとも一つのインターリーブド単パルスパーミュテイション設計に従って、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスの所定有効位置ｐを得る手段をさらに包含する、セルラーコミュニケーションシステム。 25．請求項22記載のセルラーコミュニケーションシステムにおいて、前記第２の選択手段が：前記前のサーチレベルで選択された前記後続のサーチレベルに関連するサブセットの前記少なくとも一つのパルスの各有効位置ｐにより延長された、各々のパスについての所定の数学的割合を計算する手段と；前記所定の数学的割合を最大化するパルス位置ｐにより定められる延長パスを保持する手段とを包含する、セルラーコミュニケーションシステム。 26．請求項22記載のセルラーコミュニケーションシステムにおいて、前記第１の選択手段が：音響信号に関係してパルス位置見込エスティメートベクターを計算する手段と；前記関連するサブセットの少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスと、前記パルス位置見込エスティメートベクターに関係する、その少なくとも一つの有効位置ｐとを選択する手段とを包含する、セルラーコミュニケーションシステム。 27．請求項26記載のセルラーコミュニケーションシステムにおいて、前記パルス位置見込エスティメートベクターを計算する手段が：ターゲット信号Ｘ、バックワードフィルタードターゲット信号Ｄ、及びピッチ除去残留信号Ｒ’を生ずるように音響信号を処理する手段と；前記ターゲット信号Ｘ、前記バックワードフィルタードターゲット信号Ｄ、及び前記ピッチ除去残留信号Ｒ’の少なくとも一つに応答して、前記パルス位置見込エスティメートベクターＢを計算する手段とを包含する、セルラーコミュニケーションシステム。 28．請求の範囲27記載のセルラーコミュニケーションシステムにおいて、前記ターゲット信号Ｘ、前記バックワードフィルタードターゲット信号Ｄ、及び前記ピッチ除去残留信号Ｒ’の少なくとも一つに応答して、前記パルス位置見込エスティメートベクターＢを計算する手段が、正規化式：のバックワードフィルタードターゲット信号Ｄを、正規化式：のピッチ除去残留信号Ｒ’に加算し、これにより、式：ここでβは固定定数：のパス位置見込エスティメートベクターＢを得る手段を包含する、セルラーコミュニケーションシステム。 29．請求項28記載のセルラーコミュニケーションシステムにおいて、βが０と１との間の値を有する固定定数である、セルラーコミュニケーションシステム。 30．請求項29記載のセルラーコミュニケーションシステムにおいて、βが１／２の値を有する固定定数である、セルラーコミュニケーションシステム。 31．請求項22記載のセルラーコミュニケーションシステムにおいて、前記Ｎ個の非ゼロ振幅パルスが、それぞれインデックスを有し、前記第２の選択手段が、前に選択されなかったパルスのインデックスを一つの円上に並べる手段と、前記ツリー構造の前のサーチレベルで選択された最後の非ゼロ振幅パルスの、右から始めて前記インデックスの時計回りの順に前記少なくとも一つの非ゼロ振幅パルスを選択する手段とを包含する、セルラーコミュニケーションシステム。