FI118104B - Vektorikoodausmenetelmä, sitä käyttävä kooderi ja dekooderi - Google Patents
Vektorikoodausmenetelmä, sitä käyttävä kooderi ja dekooderi Download PDFInfo
- Publication number
- FI118104B FI118104B FI971373A FI971373A FI118104B FI 118104 B FI118104 B FI 118104B FI 971373 A FI971373 A FI 971373A FI 971373 A FI971373 A FI 971373A FI 118104 B FI118104 B FI 118104B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- vectors
- vector
- representative
- weighted
- codebooks
- Prior art date
Links
- 239000013598 vector Substances 0.000 title claims description 891
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 57
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 124
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 39
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 39
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 28
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 28
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 17
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims 2
- 244000287680 Garcinia dulcis Species 0.000 claims 1
- 241000894007 species Species 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 13
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 7
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- -1 respectively Substances 0.000 description 1
- 238000010187 selection method Methods 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/02—Conversion to or from weighted codes, i.e. the weight given to a digit depending on the position of the digit within the block or code word
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/008—Vector quantisation
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/005—Correction of errors induced by the transmission channel, if related to the coding algorithm
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/3082—Vector coding
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L2019/0001—Codebooks
- G10L2019/0004—Design or structure of the codebook
- G10L2019/0005—Multi-stage vector quantisation
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L2019/0001—Codebooks
- G10L2019/0013—Codebook search algorithms
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L2019/0001—Codebooks
- G10L2019/0013—Codebook search algorithms
- G10L2019/0014—Selection criteria for distances
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
118104
Vektorikoodausmenetelmä, sitä käyttävä kooderi ja dekooderi
Keksinnön taustaa 5
Esillä oleva keksintö liittyy vektorikoodausmenetelmään, jota käytetään puheen, kuvien ja monen muun informaation koodaamiseen, ja se sopii erityisen hyvin virheille alttiina olevalla kanavalla, kuten matkapuhelinkanavalla, siirrettävän informaa-10 tion koodaamiseksi, ja se koodaa tulovektorin useita koodikirjoja käyttäen kunkin niistä koostuessa useista edustusvekto-reista, Keksintö kohdistuu myös vektorikooderiin, joka käyttää yllä mainittua vektorikoodausmenetelmää, ja vektoridekooderiin vektorikooderin koodaamien koodien dekoodaamiseksi.
15
Menetelmät, joita on ehdotettu vektorien siirtämiseksi ka-navavirheille alttiina olevia kanavia pitkin, ovat asettaneet edustusvektorit ennakoimaan mahdolliset kanavavirheet ja ottamaan huomioon kanavavirheet .edustusvektoreita nimettäessä. 20 Näitä menetelmiä on esitetty julkaisuissa Kumazawa, Kasahara and Namekawa, "A Communication of Vector Quantizers for noisy j·,·. Channels," Transactions of the Institute of Electronics, • · !. Information and Communication Engineers of Japan, Voi. J67-B, * · I, ,* No. 1, pp. 1-8, 1984, Zeger and Gersho, "Pseudo-Grey Coding," ·’ 25 IEEE Trans, on Comm., Vol. 38, No. 12, pp. 2147-2158, 1990 ja * ’ muussa kirjallisuudessa. Nämä menetelmät pitävät kaikki edus- • * ; *·· tusvektorit yhdessä koodikirjassa ja vaativat näin ollen suu- * · · ί.ί Ϊ ren muistikapasiteetin koodikirjan varastoimiseksi.
; ;*· 3Ö Menetelmänä, joka ei vaadi suurta varastointikapasiteettia »·· .*·*. vektorien siirtämiseksi kanavavirheille alttiina olevilla • · • « « • kanavilla, on ehdotettu siirtää vektorit kvantisoimalla ne • · * ensin kahta strukturoitua koodikirjaa käyttäen. Tämä on esi- • · · *...· tetty julkaisussa Moriya, "Two-Channel Vector Quantizer .'ί*. 35 Applied to Speech coding," Transactions of the Institute of ,···, Electronics, Information and Communication Engineers of Japan, • · IT87-106, pp. 25-30, 1987 ja muussa kirjallisuudessa. Tässä menetelmässä on kaksi pienimittakaavaista koodikirjaa ja se 2 118104 käyttää kahta edustusvektoria yhdistelmänä tarvittavan varas-tointikapasiteetin vähentämiseksi ja siirtää kaksi osoitetta, jotka osoittavat kahta edustusvektoria kanavavirheiden vaikutuksen vähentämiseksi. Tätä menetelmää kuvataan kuvioihin 5 IA ja IB viittaamalla. Koodikirjojen edustusvektorit kehitetään etukäteen esim. oppimalla. Kuviossa IA kuvatussa koode-rissa yksi edustusvektori z2i noudetaan koodikirjasta CB1 ja yksi edustusvektrori ztJ koodikirjasta CB2 ja sitten ne summataan yhteen vektorin yhdistämisosassa 3 vektorisumman y..= zlt + 10 z2j kehittämiseksi, ja etäisyys d(X, yi6) yhdistetyn edustusvek-torin yi:) ja tulovektorin X tulonavasta 4 välillä lasketaan vääristymänä etäisyyden laskentaosassa 5. Ohjausosa 6 ohjaa ;r edustusvektorin valintakytkimiä 7 ja 8 koodikirjoja CB1 ja CB2 ' varten etsii edustusvektorit z21 ja z2i, jotka minimoivat etäi-15 syyden laskentaosan 5 lähdön d(X, yL·) . Ohjausosa 6 tarjoaa f koodattuina lähtöinä lähtönavoissa 9 edustusvektorien z1± ja z2j osoitteet i ja j, jotka antavat minimietäisyyden.
Kuvion IB kooderissa ohjausosa 6 ohjaa edustusvektorin va-20 lintakytkimiä 13 ja 14 osoitteiden i ja j mukaisesti tulo- koodissa tulonavasta 11 ja lukee edustusvektorit z21 ja z2a koodikirjoista CB3 ja CB4 vastaavasti. Näin luetut edustus-vektorit zlt ja z2j yhdistetään vektorin yhdistämisosassa 17 • ♦· I. . rekonstruoiduksi vektoriksi yLi= zu + z21, joka tarjotaan lähtö- * *# 25 navassa 18. Sattumalta koodikirjat CB3 ja CB4 ovat identtisiä CB1 ja CB2 kanssa vastaavasti.
·· • ·· 4 « · · · Yllä kuvioiden IA ja IB yhteydessä kuvattu menetelmä säästää koodikirjojen varastoimiskapasiteettia edustusvektorien varas- : 3 0 toimiseksi ja vähentää kanavavirheiden vaikutusta yhdistämällä • · · * \ vektorit dekooderissa kahta niitä vastaavaa osoitetta käyttä- * * * *. mällä.
* · · • * » • · • · · ./. • · *···* Tässä menetelmässä kuitenkin, jos esiintyy virhe osoitteissa :*·*: 35 siirron aikana kanavalla, silloin ilmenee vääristymää kaikissa ·*“. vastaanotetun vektorin elementeissä. Olosuhteiden mukaan virhe • · • · · voi aiheuttaa epänormaalin suuren määrän vääristymää dekoodatussa lähdössä.
3 118104
Toinen tämän menetelmän ongelma on, että vaaditun prosessoinnin määrä on hyvin suuri, koska se sisältää etäisyyden d(X, y^) laskennan jokaiselle kahden koodikirjan edustusvektorien yhdistelmälle etsittäessä etäisyyden minimoivaa edustusvekto-5 rien paria.
Keksinnön yhteenveto
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on tarjota vektorikoodaus-10 menetelmä, joka estää virheen tulokoodissa dekooderiin aiheuttamasta vakavaa vääristymää lähdössä.
Toisena esillä olevan keksinnön tavoitteena on tarjota vek-torikoodausmenetelmä, joka estää virheen tulokoodissa dekoode-15 riin aiheuttamasta vakavaa vääristymää lähdössä ja sallii \ v vaadittavan prosessoinnin määrän vähentämisen.
Toisena esillä olevan keksinnön tavoitteena on tarjota vekto-rikooderi, joka toteuttaa yllä mainitun vektorikoodausmenetel-20 män.
Vielä eräänä esillä olevan keksinnön tavoitteena on tarjota • « vektoridekooderi, joka dekoodaa vektorikoodausmenetelmällä, * *« . joka toteuttaa yllä mainitut tavoitteet, koodatun vektorin.
• « i • · ; \ 25 * Esillä olevan keksinnön ensimmäisen aspektin vektorikoodausme- • · • ** netelmän ja kooderin mukaisesti vastaavista koodikirjoista • · * *.· * olevat edustusvektorit yhdistetään ja yhdistetyn edustusvekto- rin ja tulovektorin välinen etäisyys lasketaan; tässä tapauk- ::: 30 sessa yhdistettävät edustusvektorit kerrotaan ennalta määrä- * · tyillä eri painokerroinvektoreilla, joista kukin koostuu sa- ··· *. masta määrästä komponentteja. Ainakin yhdellä kunkin painoker- • * · roinvektorin komponenteista on maksimiarvo, ja vastaavien pai- • · **;·* nokerroinvektorien maksimikornponenttien paikat eroavat koodi- 35 kirjoissa. Kunkin edustusvektorin kertominen painokerroinvek-torilla tehdään kustakin koodikirjasta luetulle edustusvekto- • · · rille, tai painotetut edustusvektorit, jotka on vastaavasti 4 118104 esikerrottu painokerroinvektoreilla, on esivarastoitu kuhunkin koodikirjaan.
Esillä olevan keksinnön toisen aspektin vektorikoodausmenetel-5 män ja vektorikooderin mukaisesti ensimmäisessä aspektissa painotettujen edustusvektorien, jotka kerrotaan painokerroinvektoreilla kussakin koodikirjassa, joukon jakautumaa approksimoidaan suorilla viivoilla, sitten tulovektori projisoidaan kullekin suoralle viivalle ja valitaan useita projektion 10 ympärillä läsnä olevia painotettuja edustusvektoreita kutakin koodikirjaa kohden. Näin valitut vastaavien koodikirjojen painotetut edustusvektorit yhdistetään pareittain ja se yhdistetyistä vektoreista, jolla on minimietäisyys tulovektoriin, valitaan yhdistettynä edustusvektorina.
t 15
Kolmannessa aspektissa esillä oleva keksintö liittyy dekoode-riin koodeja varten, jotka on koodattu vektoreiksi ensimmäisen ja toisen aspektin mukaisesti. Vastaavista koodikirjoista luetut edustusvektorit kerrotaan painokerroinvektoreilla ker-20 roinvälineillä ja kerrotut painotetut edustusvektorit yhdistetään rekonstruoiduksi vektoriksi; painokerroinvektorit vali-taan samalla tavalla kuin keksinnön ensimmäisessä aspektissa.
* · • a a a
« M
·· · Täten, keksinnön mukainen menetelmä tulovektorin koodaamiseksi • a * · • a \ 25 käyttäen M koodikirjaa, joista kullakin on useita samadimen- «a··· a · .. sioisia indeksoituja edustusvektoreita, sanotun M ollessa • * * kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, sanotun • * · V * menetelmän käsittäessä vaiheet: a r.
!,·,·’ 30 (a) valitaan M edustusvektoria, yksi kustakin koodikirjasta; aa· • a • a a a a (b) kerrotaan kukin valittu edustusvektori vastaavalla paino- • a a “I kerroinvektorilla lukumäärästä M ennalta määrättyjä painoker- • * • · “· roinvektoreita, joilla on sama dimensiomäärä kuin sanotuilla • · · ·/· : 35 edustusvektoreilla, lukumäärän M painotettuja edustusvektoreja :*“· luomiseksi, • · · 5 118104 (c) summataan kaikki sanotut M painotettua edustusvektoria yhdistetyn edustusvektorin kehittämiseksi; (d) lasketaan etäisyys sanotun tulovektorin ja sanotun 5 yhdistetyn edustusvektorin välillä; (e) toistetaan vaiheet (a), (b), (c) ja (d) sanotun yhdistetyn edustusvektorin etsimiseksi ja määräämiseksi, jolla on minimi-etäisyys vaiheessa (d) lasketun perusteella; ja 10 (f) tulostetaan koodattuna tulovektorina jokaiselle lukumäärän M painotetulle edustusvektorille, jotka muodostavat vaiheessa (e) määritetyn yhdistetyn edustusvektorin, vastaavan edustus-vektorin indeksi vastaavassa lukumäärän M koodikirjassa, on i j 15 tunnettu siitä, että kullakin lukumäärän M painokerroin- vektorilla on komponenteissaan yksi maksimikomponentti, jonka arvo on suurempi kuin kaikkien muiden komponenttien, maksimi-komponenttinsa esittämän painokerroinvektorin dimension erotessa muiden maksimikomponenttiensä esittämien M-l:n painoker-20 roinvektorin dimensioista niin, että kustakin koodikirjasta johdettujen painotettujen edustusvektorien jakauma on keskit- ·*·*. tynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensio- • · naalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensio- • ·· naalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli • · ‘t"\ 25 on eri kullekin lukumäärän M koodikirjalle.
• · • · • ·
Edelleen, esitetään keksinnön mukainen menetelmä tulovektorin • ♦ · *·* * koodaamiseksi käyttäen M koodikirjaa, joista kullakin on usei ta samadimensioisia indeksoituja edustusvektoreita, sanotun M *.j,· 30 ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, ί ί sanotun menetelmän käsittäessä vaiheet: ··· » « • * · * · · 'Ι’,Ι' (a) hankitaan jokaisesta sanotusta M koodikirjasta vastaava • · *1' ryhmä edustusvektoreja ja kerrotaan edustusvektorit kussakin • ··
V : 35 ryhmässä vastaavalla painokerroinvektorilla lukumäärästä M
: : painokerroinvektoreja, joilla on sama dimensiomäärä kuin * ♦ · sanotuilla edustusvektoreilla, lukumäärän M ryhmiä saamiseksi painotettuja edustusvektoreja, jossa 6 118104 jokaisella sanotuista M painokerroinvektorista on komponenteissaan yksi maksimikomponentti, jonka arvo on suurempi kuin kaikkien muiden komponenttien arvot, vastaavan maksimikompo-nenttinsa esittämän painokerroinvektorin dimension erotessa 5 muiden maksimikomponenttiensa esittämien M-l:n painokerroinvektorin dimensioista niin, että kustakin koodikirjasta johdettujen painotettujen edustusvektorien jakauma on keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensio-naalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaali) lista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M ryhmälle; (b)määritetään M suoraa viivaa painotettujen edustusvektorien sanottujen M ryhmän approksimoimiseksi, vastaavasti; projisoi-15 daan sanottu tulovektori sanotuille M suoralle viivalle M- * dimensioisessa koordinaattijärjestelmässä ja esivalitaan kustakin painotettujen edustusvektorien ryhmästä aliryhmä painotettuja edustusvektoreita, jotka ovat sanotun tulovektorin vastaavan projektion yhdellä sanotuista suorista viivoista H 20 vieressä tai lähellä sitä; ·*·*· (c) valitaan lukumäärä M painotettuja edustusvektoreja, yksi * * kustakin alaryhmästä, ja summataan ne yhdistetyn edustusvekto- * *i 4 ·« · rin saamiseksi; • * * ' Φ · * *. 25 *·»* • · .. (d) lasketaan etäisyys sanotun yhdistetyn edustusvektorin ja » · * *’ sanotun tulovektorin välillä;
Mt * * · • · · (e) toistetaan sanotut vaiheet (c) ja (d) sanottujen M alaryh- ·,·,ϊ 30 män painotettujen edustusvektorien kullekin yhdistelmälle sellaisen yhdistetyn edustusvektorin etsimiseksi ja määrittä- t miseksi, jolla on minimietäisyys vaiheessa (d) lasketun * * * perusteella; ja • · • · • · · 4 · ft ί#ί : 35 (f) tuotetaan koodattuna tulovektorina jokaiselle painotetulle reja, jotka muodostavat vaiheessa (e) määritetyn yhdistetyn :***: edustusvektorille lukumäärässä M painotettuja edustusvekto- * · · , 7 118104 edustusvektorin, vastaavan edustusvektorin indeksi vastaavassa koodikirjassa lukumäärässä M koodikirjoja.
Yhä, esitetään keksinnön mukainen menetelmä tulovektorin koo-5 daamiseksi käyttäen M koodikirjaa, joista kullakin on useita samadimensioisia indeksoituja, painotettuja edustusvektoreita, sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, sanotun menetelmän käsittäessä vaiheet: 10 (a) valitaan lukumäärä M painotettuja edustusvektoreja yksi kustakin koodikirjasta; (b) summataan kaikki M sanottua painotettua edustusvektoria yhdistetyn edustusvektorin kehittämiseksi;
15 I
(c) lasketaan etäisyys sanotun tulovektorin ja sanotun yhdistetyn edustusvektorin välillä; (d) toistetaan sanotut vaiheet (a),(b) ja (c) sanotun yhdis-20 tetyn edustusvektorin etsimiseksi ja määrittämiseksi, jolla on minimietäisyys vaiheessa (c) lasketun perusteella; ja ·· · • ♦ * • t • * ;·, (e) tulostetaan koodattuna tulovektorina jokaiselle painote- * «* ;·4·. tulle edustusvektorille lukumäärässä M painotettuja edustus- • · 25 vektoreja, jotka muodostavat vaiheessa (d) määritetyn yhdiste-• ** * tyn edustusvektorin, vastaavan edustusvektorin indeksi vastaa- • · *t>** vassa koodikirjassa lukumäärässä M koodikirjoja, * I f * * « * jossa kussakin M koodikirjassa sanotut painotetut edustusvek- « 30 torit ovat vektoreja, joiden jakauma on keskittynyt huomatta- ··* ί ; vasti lähemmäksi yhtä näiden edustusvektorien dimensionaali- ··« f sista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista * · · *11 akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri • « • · “* kullekin lukumäärän M koodikirjalle.
• · · : : : 35 * ;***; Vielä, esitetään keksinnön mukainen menetelmä tulovektorin koodaamiseksi käyttäen lukumäärää M koodikirjoja, joista kullakin on useita samadimensioisia indeksoituja edustusvekto- 8 118104 reita, sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, sanotun menetelmän käsittäessä vaiheet: f (a) projisoidaan sanottu tulovektori M:lie suoralle viivalle 5 M-dimensioisessa koordinaattijärjestelmässä ja esivalitaan jokaisesta koodikirjasta sanotussa lukumäärässä M koodikirjoja vastaava ryhmä vektoreita, jotka ovat sanotun tulovektorin vastaavan projektiokohdan yhdellä sanotuista suorista viivoista M vieressä tai lähellä sitä, jokaisen sanotuista M 10 suorista viivoista approksimoidessa painotettujen edustusvek-torien jakaumaa vastaavassa koodikirjassa lukumäärässä M koodikirjoja; i (b) valitaan lukumäärä M painotettuja edustusvektoreja, yksi 15 kustakin sanotusta ryhmästä ja summataan ne yhdistetyn 1' edustusvektorin saamiseksi; (c) lasketaan etäisyys sanotun yhdistetyn edustusvektorin ja , sanotun tulovektorin välillä; 20 (d) toistetaan sanotut vaiheet (b) ja (c) jokaiselle sanottu-jen M ryhmän painotettujen edustusvektorien kombinaatiolle • · yhdistetyn edustusvektorin, jolla on minimietäisyys vaiheessa J «« (c) lasketun perusteella, etsimiseksi ja määrittämiseksi; ja • · 25 * » ,, (e) tulostetaan koodattuna tulovektorina jokaiselle lukumäärän • · M painotetulle edustusvektorilie, jotka muodostavat vaiheessa • * · *·* ’ (d) määritetyn yhdistetyn edustusvektorin, kyseisen painotetun edustusvektorin indeksi vastaavassa koodikirjassa lukumäärässä :.i.: 30 M koodikirjoja,
• M
• · • · ♦ · * jossa kussakin M koodikirjassa sanotut painotetut edustus- ti· vektorit ovat vektoreja, joiden jakauma on keskittynyt huomat- • · * · · f *“ tavastx lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalisista »·· ϊ#ί ϊ 35 akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri ··· kullekin lukumäärän M koodikirjalle.
9 118104
Keksinnön mukainen kooderi tulovektorin koodaamiseksi käsittäen: M koodikirjaa kullakin niistä ollessa useita indeksoituja 5 samandimensioisia edustusvektoreita; valintavälineet M edustusvektoria sisältävän joukon valitsemiseksi, yksi edustusvektori kustakin koodikirjasta; 10 kerrontavälineet jokaisen, valintavälineiden avulla valitun, edustusvektorin kertomiseksi vastaavalla painokerroinvekto-rilla joukosta ennalta määrättyjä painokerroinvektoreja käsittäen M painokerroinvektoria, joilla on sama määrä dimensioita kuin sanotuilla edustusvektoreilla, lukumäärän M painotettuja 15 edustusvektoreja kehittämiseksi; ;:|j vektorien yhdistämisosan sanottujen M painotetun edustusvektorin summaamiseksi yhdistetyn edustusvektorin kehittämiseksi; 20 etäisyyden laskentaosan etäisyyden laskemiseksi sanotulta vektorien yhdistämisosalta tulevan sanotun yhdistetyn edustus- JV. vektorin ja sanotun tulovektorin välillä; ja • · • · • * • ·· j.^· ohjausosan, joka käyttää sanottuja valintavälineitä, kerronta- « * 25 välineitä, sanottua vektorien yhdistämisosaa ja sanottua „ etäisyyden laskentaosaa yhdistetyn edustusvektorin, jolla on * * • ** etäisyyden laskentaosan mukaan minimietäisyys, etsimiseksi ja • t · t .k V * määrittämiseksi, sekä jokaiselle, joukon M painotettuja edus tusvektoreja edustusvektorille, jotka edustusvektorit muodos-ϊ.ί,ί 30 tavat yhdistetyn edustusvektorin, joilla on sanottu minimi- :***; etäisyys, vastaavan koodikirjan lukumäärässä M koodikirjoja ··· vastaavan edustusvektorin indeksin tulostamiseksi koodattuna • · * « · « *" tulovektorina; • · • * ··· tT: 35 on tunnettu siitä, että jokaisella lukumäärän M painokerroin- arvo on muiden komponenttien arvoja suurempi, vastaavan maksimikomponenttinsa edustaman painokerroinvektorin dimension :***; vektorilla on komponenteissaan yksi maksimikomponentti, jonka ··* ; ' ! .., : 10 118104 erotessa muiden maksimikomponenttiensa edustamien M-l paino-kerroinvektorien dimensioista niin, että kustakin koodikirjasta johdetuilla painotetuilla edustusvektoreilla on jakauma, joka on keskittynyt paljon lähemmäksi yhtä näiden vektorien 5 dimensionaalista akselia kuin mitä tahansa muuta näiden vektorien dimensionaalisista akseleista, sanotun yhden dimen-sionaalisen akselin ollessa eri kullekin lukumäärän M koodi-kirjalle.
10 Keksinnön mukainen kooderi tulovektorin koodaamiseksi käsittäen : M koodikirjaa kullakin niistä ollessa useita indeksoituja samandimensioisia edustusvektoreita; 15 --.¾ valintavälineet M edustusvektoria sisältävän joukon valitsemiseksi, yksi edustusvektori kustakin koodikirjasta; vektorien yhdistämisosan sanottujen M vektorin summaamiseksi 20 yhdistetyn edustusvektorin kehittämiseksi; |·.·. etäisyyden laskentaosan etäisyyden laskemiseksi sanotun yhdis- • · *·. tetyn edustusvektorin ja tulovektorin välillä; ja # ·· ·· · • · · • * * *, 25 ohjausosan, joka käyttää sanottuja valintavälineitä, sanottua •«••a.
tt ’ vektorien yhdistämisosaa ja sanottua etäisyyden laskentaosaa • · • ** yhdistetyn edustusvektorin, jolla on etäisyyden laskentaosan ··· i « i t *.* · mukaan minimietäisyys, etsimiseksi ja määrittämiseksi, sekä jokaiselle, joukon M edustusvektoreja edustusvektorille, jotka 30 edustusvektorit muodostavat yhdistetyn edustusvektorin, joilla ·"*: on sanottu minimietäisyys, vastaavan koodikirjan lukumäärässä ··* ", M koodikirjoja vastaavan edustusvektorin indeksin tulostami- • · · • · · *** seksi koodattuna tulovektorina; • · * ·
Ml
ί*Γ: 35 on tunnettu siitä, että sanotut edustusvektorit jokaisessa M
**"; koodikirjassa ovat painotettuja edustusvektoreja, joilla on ··· jakauma, joka on keskittynyt paljon lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalisista akseleista kuin mitä tahansa 118104 11 muuta näiden vektorien dimensionaalisista akseleista, sanotun yhden dimensionaalisen akselin ollessa eri kullekin lukumäärän M koodikirjalle.
5 Keksinnön mukainen kooderi akustisen tulosignaalivektorin koodaamiseksi käsittää: M virityslähdekoodikorjaa kullakin niistä ollessa useita viritysvektoreita, sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on 10 yhtä suuri tai suurempi kuin 2; ensimmäisestä M:nteen vahvistuksen tuottavat osat M viritys-vektorin, yksi kustakin virityslähdekoodikirjasta, kertomiseksi ensimmäisestä M:nteen vahvistuksella, vastaavasti; 15 summausosan sanotuilta ensimmäisestä Mrnteen vahvistuksen tuottavilta osilta tulevien sanottujen lukumäärältään M vahvistuksella varustetun viritysvektorin summaamiseksi yhdistetyn viritysvektorin kehittämiseksi; 20 synteesisuodattimen sovitettuna virittymään sanotusta yhdiste- {*.·. tystä viritysvektorista, syntetisoidun akustisen signaalin • · ;·. luomiseksi; ·· t • · · • * *, 25 suodatinkertoimet kehittävät välineet, jotka on sovitettu • · .. analysoimaan sanottua akustista tulosignaalia parametrien saa- • * • ** miseksi, jotka esittävät sen spektrin verhokäyrää, kvantisoi- • · · *·* * maan sanotut parametrit sekä asettamaan ne sanotun synteesi suodattimen suodatinkertoimiksi; !;j!·· 30 : *: vääristymän laskentavälineet erotuksen laskemiseksi sanotun *«* \t akustisen tulosignaalin ja sanotun syntetisoidun akustisen • * * "I signaalin välillä ja sanotun syntetisoidun akustisen signaalin * · **;·’ vääristymän sanotusta akustisesta tulosignaalista laskemiseksi ΓΓ: 35 sanotusta erotuksesta; • · • · ··· . ' M vahvistuskoodikirjaa, joista kullakin on useita indeksoituja M-dimensioisia vahvistusvektoreja; > ί 12 11 8104 kerrontavälineet sanotuista M vahvistuskoodikirjasta vastaavasti valittujen vahvistusvektorien kertomiseksi M ennalta .5; määrätyllä M-dimensioisella painokerroinvektorilla painotettu-5 jen vahvistusvektorien kehittämiseksi sanotuilla M painokerroinvektorilla kullakin ollessa yksi maksimikomponentti, jonka arvo on suurempi kuin kaikkien muiden komponenttien arvot, maksimikomponenttinsa esittämän vastaavan painokerroinvektorin dimension erotessa muiden maksimikomponenttiensa esittämien M-10 l:n painokerroinvektorin dimensioista niin, että kustakin koodikirjasta johdettujen painotettujen vahvistusvektorien jakauma on keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi \ 15 dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M vahvis-tuskoodikirjaile; vektorien yhdistämisosan sanottujen M painotetun vahvistus- vektorin summaamiseksi M-dimensioisen yhdistetyn vahvistus- 20 vektorin kehittämiseksi ja sanotun yhdistetyn vahvistus- vektorin ensimmäisestä Mrnteen komponentin asettamiseksi JV. ensimmäisestä M:nteen vahvistukseksi sanotuissa ensimmäisestä l.
* · • · M-.nteen vahvistuksen tuottavissa osissa, vastaavasti; ja • ·· ·♦ ♦ • · · * » *, 25 ohjausvälineet sanottujen M viritysvektorin valinnan ohjaami- MM» • · „ seksi sanotuista M virityslähdekoodikirjasta yhdistetyn viri- • · * ** tysvektorin määräämiseksi, joka minimoi sanotun syntetisoidun • · · V * akustisen signaalin vääristymän suhteessa sanottuun akustiseen tulosignaalin, sanotun vääristymän laskemiseksi laskentaväli- 30 neillä vastaavasti sanotuista M vahvistuskoodikirjasta valit- j]**j tujen vahvistusvektorien jokaiselle yhdistelmälle yhdistetyn *. vahvistusvektorin määräämiseksi, joka minimoi sanotun vääris- • · · ‘‘l tymän, ja jokaiselle lukumäärän M painotettuja vahvistus- • » **·* vektoreja vahvistusvektorille, jotka vahvistusvektorit muodos- • · · ί^ί ! 35 tavat määritetyn yhdistetyn vahvistusvektorin, vastaavan :*"· vahvistuskoodikirjän lukumäärässä M vahvistuskoodikirjoja * * *
vastaavan vahvistusvektorin indeksin tulostamiseksi osana koodattua akustista tulovektoria sekä jokaiselle lukumäärän M
118104 13 vahvistuksella varustetulle viritysvektorille, jotka muodostavat määritetyn yhdistetyn viritysvektorin, vastaavan viri-tyslähdekoodikirjän lukumäärässä M virityslähdekoodikirjoja vastaavan viritysvektorin indeksin tulostamiseksi osana koo-5 dattua akustista tulovektoria. 1
Keksinnön mukainen kooderi akustisen tulosignaalivektorin ' koodaamiseksi käsittää: 10 M virityslähdekoodikirjaa kullakin niistä ollessa useita virity svektoreita, sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2; ensimmäisestä M:nteen vahvistuksen tuottavat osat M viritys-15 vektorin, yksi kustakin virityslähdekoodikir j as ta, kertomi- r’| seksi ensimmäisestä M:nteen vahvistuksella, vastaavasti; summausosan sanotuilta ensimmäisestä M:nteen vahvistuksen tuottavilta osilta tulevien sanottujen lukumäärä Itään M 20 vahvistuksella varustetun viritysvektorin summaamiseksi yhdistetyn viritysvektorin kehittämiseksi; M · ♦ · t • · • · synteesisuodattimen sovitettuna virittymään sanotusta yhdiste- • · tystä viritysvektorista, syntetisoidun akustisen signaalin • · *, 25 luomiseksi; • · • * • · *tt" suodatinkertoimet kehittävät välineet, jotka on sovitettu • · · *·* ‘ analysoimaan sanottua akustista tulosignaalia parametrien saamiseksi, jotka esittävät sen spektrin verhokäyrää, kvanti- 30 soimaan sanotut parametrit sekä asettamaan ne sanotun syn- ί : teesisuodattimen suodatinkertoimiksi; ·*· * * · · • · · II* vääristymän laskentavälineet erotuksen laskemiseksi sanotun • · • · ( "* akustisen tulosignaalin ja sanotun syntetisoidun akustisen • · · :.· ' 35 signaalin välillä ja sanotun syntetisoidun akustisen signaalin vääristymän sanotusta akustisesta tulosignaalista laskemiseksi sanotusta erotuksesta; : 14 118104 M painotettua vahvistuskoodikirjaa, joista kullakin on useita indeksoituja M-dimensioisia painotettuja vahvistusvektoreja, joilla on jakauma, joka on keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalisista akseleista kuin 5 muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M painotetulle vahvistuskoodikir j alle,- vektorien yhdistämisosan sanottujen, lukumäärästä M painotet-10 tuja koodikirjoja vastaavasti valitun, M painotetun vahvis-tusvektorin summaamiseksi yhdistetyn vahvistusvektorin kehittämiseksi ja sanotun yhdistetyn vahvistusvektorin ensimmäisestä M:nteen komponentin asettamiseksi ensimmäisestä M:nteen vahvistukseksi sanotuissa ensimmäisestä M:nteen vahvistuksen 15 tuottavissa osissa, vastaavasti; ja ohjausvälineet sanottujen M viritysvektorin valinnan ohjaamiseksi sanotuista M virityslähdekoodikirjasta yhdistetyn viri- .¾ tysvektorin määräämiseksi, joka minimoi sanotun syntetisoidun 20 akustisen signaalin vääristymän suhteessa sanottuun akustiseen tulosignaalin, sanotun vääristymän laskemiseksi laskentaväli- «*.·. neillä vastaavasti sanotuista M painotetusta vahvistuskoodi- • · ;·, kirjasta valittujen painotettujen vahvistusvektorien jokai- • ·· selle yhdistelmälle yhdistetyn vahvistusvektorin määräämi- • · *. 25 seksi, joka minimoi sanotun vääristymän, ja jokaiselle luku- * määrän M painotettuja vahvistusvektoreja vahvistusvektorille, • · : ’* jotka vahvistusvektorit muodostavat määritetyn yhdistetyn ··· • · · *♦* * vahvistusvektorin, vastaavan vahvistuskoodikirjän lukumäärässä M painotettuja vahvistuskoodikirjoja vastaavan painotetun 30 vahvistusvektorin indeksin tulostamiseksi osana koodattua akustista tulovektoria sekä jokaiselle lukumäärän M vahvistuk- ··« *. sella varustetulle viritysvektorille, jotka muodostavat • · · määritetyn yhdistetyn viritysvektorin, vastaavan virityslähde- • » *·;** koodikirjan lukumäärässä M virityslähdekoodikirjoja vastaavan ·· i#! : 35 viritysvektorin indeksin tulostamiseksi osana koodattua akustista tulovektoria.
• · · 118104 15
Keksinnön mukainen dekooderi syötetyn koodin dekoodaamiseksi käsittäen: M koodikirjaa kussakin niistä ollessa useita indeksoituja 5 edustusvektoreita sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2,- kertojavälineet edustusvektorien valitsemiseksi, jotka edus-tusvektorit vastaavat sanotun syötetyn koodin vastaavia 10 indeksejä, sanottujen koodikirjojen vastaavista vektoreista ja sanottujen valittujen edustusvektorien kertomiseksi sanottuja M koodikirjaa varten ennalta määrätyillä M painokerroin-vektorilla M painotetun edustusvektorin kehittämiseksi; ja 15 vektorien yhdistämisosan, joka yhdistää sanotut M painotettua i edustusvektoria rekonstruoiduksi vektoriksi; on tunnettu siitä, että sanotuilla M painokerroinvektorilla kullakin on yksi maksimikomponentti, jonka arvo on suurempi 20 kuin kaikkien muiden komponenttien arvot, maksimikomponent-tinsa esittämän vastaavan painokerroinvektorin dimension erotessa muiden maksimikomponenttiensa esittämien M-l:n paino- • · kerroinvektorin dimensioista niin, että kustakin koodikirjasta • · · !.. johdettujen painotettujen edustusvektorien jakauma on • * 9 9 · • *, 25 keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalisista akseleista kuin muita näiden vektorien • · • · I ** dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaa- « « · ·.· · linen akseli on eri kullekin lukumäärän M koodikirjalle.
: 30 Keksinnön mukainen dekooderi syötetyn koodin dekoodaamiseksi • · · käsittäen: • · · « * · · M koodikirjaa kussakin niistä ollessa useita indeksoituja • · *···* edustusvektoreita sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on yhtä 35 suuri tai suurempi kuin 2; ja ·«» • · • · • · « vektorien yhdistämisosan sanotuista M koodikirjasta sanotun syötetyn koodin M indeksiä vastaavien edustusvektorien 118104 16 valitsemiseksi ja niiden yhdistämiseksi rekonstruoiduksi vektoriksi; on tunnettu siitä, että jokainen M koodikirjoista käsittää 5 indeksoituja painotettuja edustusvektoreja, joiden jakauma on keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M koodikirjalle.
10
Piirustusten lyhyt kuvaus
Kuvio IA on lohkokaavio näyttäen tavanomaista vektorikoo-dausmenetelmää käyttävän kooderin konfiguraation;
15 ' I
Kuvio IB on lohkokaavio näyttäen tavanomaista dekooderia käytettäväksi kuvion IA kooderissa;
Kuvio 2A on lohkokaavio näyttäen esimerkkiä esillä olevan 20 keksinnön toteuttavasta kooderista; :V. Kuvio 2B on lohkokaavio näyttäen esillä olevan keksinnön * 1 .
·· 2 toteuttavan dekooderin; • 1 ...
« « « *· · • 2 # * \ 25 Kuvio 3A on koodikirjan CB1 kutakin edustusvektoria zu • · · · · | näyttävä piirros; • · • · · • 1 · *.· · Kuvio 3B on kertomalla kukin edustusvektori zu painoker- roinvektorilla w1 saatua vektoria esittävä piirros; : 30 ··· ;3: Kuvio 3C on koodikirjan CB2 kutakin edustusvektoria z , « · « ^ ", näyttävä piirros; • · 1 # 1 · ...
t · t · • · ’···’ Kuvio 3D on kertomalla kukin edustusvektori ztj painoker- :11; 35 roinvektorilla w2 saatua vektoria esittävä piirros; 2 • · · • · • 1 3 118104 n
Kuvio 3E on piirros, joka näyttää esimerkkejä yhdistetystä ' vektorista ja virheellisestä yhdistetystä vektorista esillä olevassa keksinnössä; 5 Kuvio 3F on piirros, joka näyttää esimerkkejä yhdistetystä vektorista ja virheellisestä yhdistetystä vektorista tekniikan tasossa;
Kuvio 4 on piirros, joka näyttää painotettujen edustusvek- 10 torien joukkoa ja suoraa viivaa approksimointia vasten esillä olevan keksinnön vektorikoodausmenetelmän selittämiseksi; ·$·
Kuvio 5 on lohkokaavio kuvaten esimerkkiä esillä olevan i keksinnön kooderista, jolle sovelletaan CELP kaaviota; 15 >
Kuvio 6A on taulukko näyttäen ensimmäisen koodikirjan siihen varastoituneine painotettuneine vahvistusvektoreineen;
Kuvio 6B on taulukko näyttäen toisen koodikirjan siihen 20 varastoituneine painotettuneine vahvistusvektoreineen;
Kuvio 7 on piirros näyttäen kuvioiden 6A ja 6B painotetut • · vahvi s tusvektor it koordinaatti järjestelmässä; • ·· •« · • · · * *# 25 Kuvio 8 on lohkokaavio kuvaten esillä olevan keksinnön koode- ria sovellettuna satunnaisten herätevektorien kvantisointiin; • · • · • »· *·· V · Kuvio 9 on lohkokaavio kuvaten esillä olevan keksinnön koo- deria sovellettuna äänenkorkeuden herätevektorien kvanti- i : 30 sointiin; • · · • · · • · • · ·*« *. Kuvio 10 on lohkokaavio kuvaten esillä olevan keksinnön • mm 1 • · ♦ kooderia sovellettuna VSELP skeemaan; • · • · • * * :*·*: 35 Kuvio 11 on piirros näyttäen rekonstruoidun puheen segmen- toituneen signaalikohinasuhteen suhteessa kanavan virhesuh- teeseen tapauksissa, joissa käytetään yhden vahvistuksen 118104 is koodikirjaa ja kahden vahvistuksen koodikirjaa vektorien, joilla on vahvistukset gp ja gc, koodaamiseksi kuviossa 5;
Kuvio 12 on piirros näyttäen ekvivalenttisena Q arvona re-5 konstruoidun puheen MOS:n suhteessa kuvion 11 kahden tapauksen kanavavirhesuhteeseen; ja
Kuvio 13 on piirros näyttäen rekonstruoidun puheen segmen-taalisen SN suhteen suhteessa kanavan virhesuhteeseen esillä 10 olevan keksinnön tapauksessa, joka käyttää kahta painotettua vahvistuskoodikirjaa vahvistukset g ja gc omaavien vektorien koodaamiselle kuviossa 5.
Parhaana pidettyjen suoritusmuotojen kuvaus 15
Kuvioissa 2A ja 2B on kuvattuna lohkomuodossa esillä olevan keksinnön suoritusmuoto, jossa kuvioiden IA ja IB osia vastaavat osat on merkitty samoilla viitenumeroilla. Kuvion 2A kooderissa on varustettu kertojat 21 ja 22 vastaavien va-20 lintakytkimien 7, 8 ja vektoriyhdistämisosan 3 välillä, joilla L-dimensioiset (missä L on kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2) koodikirjoista CB1 ja CB2 valitut edus- % • · tusvektorit 1u=(zm, zli2, ... , zliL) ja z2.= (z2jl, z2j2, z2.L) • ·· I. . kerrotaan vastaavilla L-dimensioisten painokerroinvektorien • s · : \ 25 wu= (wn, w12, ... , wu) ja w2=(w21, w22, ... , w2L) komponenteilla vastaavasti. Ainakin yhdellä kunkin painokerroinvektorien w, ·· 1 • · . . , $ : 2 ja w2 L komponentista on maksimiarvo ja vastaavien paino- 4 # ·· :.Σ J kerroinvektorien w2 ja w2 maksimikomponenttien paikat eroavat koodikirjoissa CB1 ja CB2. Esillä olevan keksinnön mukaan f : 30 painokerroinvektorit w. ja w, esitetään seuraavilla paino- - ;3: kerroinmatriiseilla W2 ja W2, joilla on diagonaalielementteinä 4 ♦ · *. komponenttien arvot wu, w12, ... , w, , joilla edustusvektorien • ♦ · *·|·1 vastaavat komponentit kerrotaan: • · φ · *·· ' · · 2 * · · 3 ' • · • · · 118104 19 wii 0 0 O wi2 0---0
Wi · : 0 : (1) : :: ‘*.0 .0 ......0 WiL.
"wax 0 ...... 0 0 W22 0---0 W2 = : 0 : (2) : : \ 0 0 ...... 0 W2L.
painokerroinvektorit ja voidaan mieluiten valita niin, | että koodikirjojen CB1 ja CB2 painokerroinmatriisien W2 ja W2 5 summaksi tulee yksikkömatriisin vakiokerroin seuraavasti: '
Wli 0 ...... 0 W21 0 ...... 0 0 Wl2 0 - 0 0 W22 0 ·· 0 • o '·. : + ; o '·. ; • : -.0 : : '-.0 i .0 ...... 0 W1L. .0 — — 0 W2L.
• I I
: ri o ...... o' i\. 01 ° : x K (3)
·« I
• · · . . A
: : ·· 0 oo-oi • · k d • · ··..·-• *· missä K on ennalta määrätty vakio. Vektorit w1zli ja w2z2j, jotka • * · • saadaan kertomalla edustusvektorit z1± ja z2i vastaavilla paino- 10 kerroinvektoreilla wx ja w2 vastaavasti, yhdistetään vektorien *·ί.* yhdistämisosassa 3, ja koodikirjoista CBl ja CB2 etsitään ··· edustusvektorit zu ja z2., jotka minimoivat etäisyyden . yhdistetyn vektorin yu ja tulovektorin X välillä.
• · · • · · ·*.· • · 15 Tällaisessa yllä kuvatussa konfiguraatiossa esim. kun L=2, * * * *.* * edustusvektorit za ja z2. ilmaistaan kaksidimensioisina vekto- * * * ' reina zli=(zlil# zli2) ja z2d=(z2:)1, z2d2) vastaavasti. Oletetaan että k=2 ja että painokertoimet, jotka toteuttavat yhtälön (3) ovat 118104
2C
w1=(wll=1.8, w12=0.2) ja w2= (w21=0.2, w22=l.8) . Olettaen, että koodikirjan CBl edustusvektorit zu, z12, . . . ovat oleellisesti tasaisesti jakautuneita tietyn kaksidimensioisen alueen, jonka määrittelee ziu ensimmäisessä ulottuvuudessa ja zli2 toisessa 5 ulottuvuudessa, yli kuten on näytetty kuviossa 3A painotettuna edustusvektorei 11a zu' ja z12',..., jotka on saatu kertomalla kukin edustusvektori ζη=(ζια· zU2) painokerroinvektorilla w1=(wll=1.8, 0.2), ovat keskittyneet lähelle ensimmäistä ulot- tuvuusakselia, kuten on näytetty kuviossa 3B. Samoin olettaen, 10 että koodikirjan CB2 edustusvektorit z21, z22, . . . ovat oleellisesti tasaisesti jakautuneita tietyn kaksidimensioisen alueen, jonka määrittelee kaksi akselia, kuten on kuvattu kuviossa 3C painotettuna edustusvektorei11a, jotka on saatu kertomalla kukin edustusvektorit z21, z22, ... painokerroinvektoreilla 15 w2=(0.2, 1.8), ovat keskittyneet lähelle toista ulottuvuus- akselia, kuten on näytetty kuviossa 3D.
Oletetaan esimerkiksi, että kun lähetyspuolella on päätetty, että painotetulla edustusvektorien z21 ja zu yhdistetyllä 20 vektorilla on minimivääristymä suhteessa tulosignaaliin X, yhden painotetun edustusvektorin zu osoitteesta tulee zu', i kuviossa 3E näytetyn kanavavirheen johdosta. Tässä yhteydessä • # :·. yhdistetty vektori y., muuttuu y ' :ksi vastaanotinpuolella. On olemassa mahdollisuus, että painotettu edustusvektori zu • * *. 25 muuttuu miksi tahansa muuksi edustusvektoriksi zu' , mutta # · koska vektorilla zu on vino jakautuma, virhevektorin Ay =Ayid- • · • yld' yhdistettyjen vektorien yld ja ytJ' välillä toisen • · * *·* * ulottuvuuskomponentin arvo on suhteellisen pieni huolimatta siitä, kuinka paljon vektori zu voi muuttua. Vastakohtana 30 tälle tapauksessa, missä yhdistettyä vektoria ei ole kerrottu
t » I
i : painokertoimella, jos yksi edustusvektori zu muuttuu edustus- vektoriksi zu', näiden vektorien ζ2. ja zu' yhdistetyistä vekto- * · · reistä ja toisesta edustusvektori s ta z„ tulee y.. ja y.,', * · vastaavasti, kuten on näytetty kuviossa 3F. Koska on toden- • * · i 35 näköistä, että edustusvektori zu voi muuttua miksi tahansa :***: koodikirjan CBl edustusvektoriksi ja koska edustusvektorit z„, z12, . . . ovat jakautuneet suurelle alueelle, virhevektorilla Ay yhdistetyn vektorin yld ja muuttuneen yhdistetyn vektorin yid ' -:.21 118104 välillä on todennäköisesti huomattavan isot ensimmäisen ja toisen ulottuvuuden komponentit.
Toisin sanoen kuvion 3E esimerkissä, kun painotetusta edus-5 tusvektorista (w.z,,, w12zli2) tulee (wuzui'# w12zm') kanavavirheestä johtuen vääristymä keskittyy ensimmäisen ulottuvuuden komponenttiin w11ziu' toisen ulottuvuuden komponentin w12zus' särön pitämiseksi alhaalla, jolloin vääristymä kokonaisuutena vähenee.
10
Kuvio 2B kuvaa lohkomuodossa esillä olevan keksinnön mukaista dekooderin suoritusmuotoa, johon tuodaan nimet i ja j ja painokerroinvektorit w2 ja w2 kuvion 2A kooderilta ja koodi ytj dekoodataan. Dekooderi11a on samat koodikirjat CB3 ja CB4 kuin 15 CBl ja CB2 kuviossa 2A, lukee i ja j nimiset edustusvektorit tulokoodista koodikirjoista CB3 ja CB4 ja yhdistää ne kuten kuvion IB tapauksessa. Tässä suoritusmuodossa on varustettu kertojat 24 ja 25 kytkimien 13, 14 ja vektorien yhdistämisosan 17 väliin, joilla koodikirjoista CB3 ja CB4 luetut edustus-20 vektorit zu ja z2i kerrotaan samoilla painokerroinvektoreilla ja w2, kuin käytettiin vastaavissa kuvion 2A kooderin IV. kertojissa 21 ja 22. Näin kerrotut edustusvektorit w1zu ja w2z2;j yhdistetään vektorien yhdistämisosassa 17 rekonstruoiduksi ; • «· ··,·, vektoriksi yi;i. Kuten ilmenee yllä olevasta, on myös mahdol- • · *, 25 lista jättää pois kertojat 21, 22, 24 ja 25 esivarastoimalla kuvioiden 2A ja 2B koodikirjoihin CBl, CB3 ja CB2, CB4 paino- • · • ** tetut edustusvektorit, jotka on saatu kertomalla edustusvek- • · · *·* * torit zu ja z2j painokerroinvektoreilla w1 ja w2, vastaavasti.
ϊ,·,ϊ 30 Kuvion 2A kooderissa yhdistetty vektori yLj määrätään kutakin :]*]: koodikirjoihin CBl ja CB2 esivarastoitujen edustusvektorien zu \ ja z2. kombinaatiota kohti, silloin kunkin yhdistetyn vektorin • · · "I vääristymä lasketaan suhteessa tulosignaalivektoriin X, ja · ·" päätös tehdään siitä, mikä edustusvektorien zu ja z2j pari • · · ί#ί ί 35 antaa minimivääristymän. Tällä menetelmällä kuitenkin lasku-toimenpiteiden määrä lisääntyy jyrkästi koodikirjojen CBl ja CB2 kasvaessa kooltaan. Seuraavaksi annetaan kuvaus järjestelystä, joka esivalitsee pieniä määriä edustusvektoreita zu ja • · · 118104 22 z2. ja määrää edustusvektorien parin minimivääristymän niiden keskuudessa vähentäen näin laskennallista monimutkaisuutta ja täten lyhentäen operointiaikaa.
5 Oletettakoon esim. että kuvion 2A koodikirjoilla CBl ja CB2 on 8 ja 16 edustusvektoria, vastaavasti, ja vektorit zu ja z2. ovat kaikki kaksidimensioisia. Kuviossa 4 kahdeksan painotettua edustusvektoria, jotka on saatu kertomalla koodikirjan CBl kahdeksan edustusvektoria zu painokerroinvektorilla 10 ^=(1/^=1.8, wia=0.2), on osoitettu risteillä; 16 painotettua edustusvektoria, jotka on samalla lailla saatu kertomalla 16 koodikirjan CB2 edustusvektoria z2j painokerroinvektoreilla w2=(w2i=0.2, Wjj=1.8), on osoitettu valkoisilla ympyröillä. Tu-losignaalivektori on osoitettu X:lla, joka koostuu ennalta 15 määrätystä lukumäärästä signaalinäytteitä kussakin kehyksessä, i tässä esimerkissä kaksi näytettä.
l
Kaksidimensioisten vektorien zu ja z2. kaksidimensioiset paino- kerroinvektorit w2 ja w2 määritetään niin, että ne toteuttavat 20 yhtälön (3); tässä esimerkissä wu+w21=w12+w22=2. Kuten kuviossa 4 on kuvattu, valkoisilla ympyröillä merkityt painotetut edus- !V. tusvektorit ja risteillä merkityt painotetut edustusvektorit • * ;·, jakautuvat erikseen vastakkaisille puolille suhteessa 45° • ·· J.4. kulmassa olevaan ja origon (0,0) kautta kulkevaan suoraan • * *. 25 viivaan. Seuraava kuvaus annetaan oletuksella, että tällaiset ·*··«
,, * painotetut edustusvektorit on varastoituneena kuvion 2A
i » • ” koodikirjoihin CBl ja CB2 ja kuvion 2B koodikirjoihin CB3 ja *.* * CB4, jolloin kertojat 21, 22, 24 ja 25 on jätetty pois.
ϊ,ϊ^ί 30 Tässä järjestelyssä koodikirjan CBl painotettujen edustus- vektorien joukkoa (osoitettu risteillä) on approksimoitu suo- ΐ ·«« \ ralla viivalla 27. So. suora viiva on määritetty niin, että • · · etäisyyksien DU,D12, ..., D summa sen ja vastaavien valkois- • · *"*’ ten ympyröiden välillä (tai etäisyydet ensimmäisen ulottuvuus- : : : 35 akselin suunnassa) on minimi.
• M
• · • · 1 j • · «
Tulovektori X projisoidaan approksimoiduille suorille viivoille 27 ja 28 ja useat projektioiden ympärillä olevat painotetut 118104 23 edustusvektorit valitaan. So. laskenta tehdään abskissan arvosta ja näin ensimmäisen ulottuvuuden arvo tulosignaali-vektorin X kautta kulkevan suoran viivan 29 ja yhdensuuntaisena approksimoivaa suoraa viivaa 28 ja approksimoivan suoran 5 viivan 27 leikkauskohdassa, silloin arvoa plx ja ristillä merkittyjen painotettujen edustusvektorien arvoja (ensim- > '··- mäisten komponenttien arvot), joilla on laaja ensimmäisen ulottuvuuden jakautuma, verrataan ja ennalta määrätty lukumäärä, esim. kolme, painotettuja edustusvektoreita valitaan 10 alaryhmänä lisääntyvässä erotuksen järjestyksessä arvon ja vastaavan painotetun edustusvektorin ensimmäisen ulottuvuuden arvon välillä. Tällä tavoin painotetut edustusvektorit esivalitaan koodikirjaa CB1 varten. Samalla tavoin lasketaan ordinaatan arvo ja näin ollen toisen ulottuvuuden arvo p2y 15 tulosignaalivektorin X kautta kulkevan suoran viivan 31 ja rinnan approksimoivan suoran viivan 27 kanssa olevan ja approksimoivan viivan 28 leikkauspisteessä P2, silloin toisen ulottuvuuden arvoa p2y ja valkoisilla ympyröillä merkittyjen painotettujen edustusvektorien toisen ulottuvuuden arvoja 20 (toisten komponenttien arvot), joilla on laaja toisen ulottuvuuden jakautuma, ja ennalta määrätty lukumäärä, esim. kolme, painotettuja edustusvektoreita valitaan alaryhmänä H2 lisään- : * · j*. tyvässä erotuksen järjestyksessä arvon p2v ja painotettujen ;·#.φ edustusvektorien toisen ulottuvuuden arvojen välillä. Tämä on • · *. 25 painotettujen edustusvektorien esivalinta koodikirjaa CB2 var- ····· .! ’ ten.
• ·· • * * y • · · *·* * Vain näin esivalituista painotetuista edustusvektoreista koodikirjoista CBl ja CB2 etsitään painotettujen edustusvek- * ϊ.ί,ϊ 30 torien paria, jolla on minimietäisyys niiden yhdistetyn : vektorin ja tulosignaalivektorin välillä. Tässä esimerkissä, koska kolme painotettua edustusvektoria esivalitaan kustakin • · · !!I koodikirjasta CBl ja CB2, niiden kombinaatioiden määrä on • * *J* yhdeksän. Kun ei käytetä esivalintajärjestelyä, painotettujen • · · ! 35 edustusvektorien kombinaatioiden määrä (yhdistettyjen edustus- :***: vektorien määrä) on 8x16=128, ja kun esivalinta tehdään, ♦♦♦ etäisyyden tulovektoriin X laskentatoimenpiteiden määrä vähenee 9/128 tarvittavista laskentatoimenpiteistä, kun ei esiva- 118104 24 lintaa tapahdu. Tässä esivalintajärjestelyssä, kun käytetään M koodikirjaa, edustusvektorien dimensioiden määrä myös asetetaan M:ksi. M:llä painokerroinvektorilla kullakin on ainakin yksi maksimikomponentti eri komponenttipaikoissa (so. eri * 5 dimensioissa) ja kertomalla edustusvektori painokerroinvektorilla tämä dimensio korostuu enemmän kuin muut dimensiot.
Kuvio 5 kuvaa esillä olevan keksinnön mukaista koodausmenetelmän suoritusmuotoa sovellettuna CELP (Code-Excited Linear 10 Prediction) järjestelmän puheen koodaukseen. CELP järjestelmässä, kuten on paljastettu julkaisussa M.R. Schroeder and B.S. Atal "Code-Excited Linear Prediction (CELP): High- :
Quality Speech at Very Low Bit Rates", Proc. ICASSP'85, pp.
937-940, 1985, esimerkiksi, korkeuden virityksen lähdekoodi- 15 kirjasta luetut korkeuden viritysvektorit ja satunnaisen virityksen lähdekoodikirjasta luetut satunnaisen virityksen vektorit varustetaan vastaavasti vahvistuksilla ja yhdistetään pareittain, sitten yhdistetyt vektorit syötetään kukin viri-tysvektorina synteesisuodattimeen syntetisoidun puheen saami-20 seksi, sitten kaksi vektoria ja kaksi vahvistusta niitä varten määritetään, mikä minimoi syntetisoidun puheen vääristymän suhteessa tulevaan puheeseen, ja näiden vektorien indeksit * · j\ (label) ja vahvistusten indeksit tulostetaan tulevan puheen * ♦· koodattuina tuloksina yhdessä synteesisuodattimen suodatinker- * * *. 25 toimien kanssa. Soveltamalla esillä olevan keksinnön vekto- • Φ nkoodausmenetelmää vahvistusten koodaamiseen kahta vektoria ♦ · ♦ ’* varten CELP-järjestelmässä on mahdollista estää suuren vää- ··· ♦ ♦ · V * ristymän syntyminen dekoodatussa tai rekonstruoidussa puheessa kanavavirheen johdosta vahvistuksia esittävissä koodeissa.
: 30 » · ·
Tulonavan 34 kautta syötetty tulopuhesignaali X näytteiste- *. tään kiinteällä jaksolla ja ilmaistaan vektorina, joka tuote- • * « * * * taan digitaalisten näytearvojen sekvenssinä jokaisella kehys- • · *···* jaksolla. Jokaisen kehyksen tulosignaalivektori X on alttiina * ·* ! 35 esim. LPC-analyysille suodatinkertoimet määräävässä osassa 35, josta tuotetaan lineaariset ennustekertoimet. Lineaarisia ennustekertoimia käytetään laskemaan spektrin verhokäyrä-parametri, joka kvantisoidaan suodatinkertoimen kvantisoi- • · * ' ' 25 118104 vassa osassa 36, ja kvantisoitu arvo asetetaan synteesi-suodattimen 37 suodatinkertoimeksi. Korkeuden virittävässä • :%f l lähdekoodikirjassa 39 on varastoituneena aaltomuotojen näyte-arvojen sekvenssejä, jotka vastaavasti sisältävät eri kor-5 keusjaksokomponentteja ja on indeksoitu korkeuden viritys- i vektoreina. Satunnaisvirityksen lähdekoodikirjassa 43 on varastoituneena eri satunnaisten aaltomuotojen näytearvojen sekvenssejä, jotka vastaavasti on indeksoitu satunnais-viritysvektoreina. Korkeusviritysvektorit ja satunnaisviri-10 tysvektorit, jotka on varastoitu korkeusvirityksen lähdekoo- dikirjaan 39 ja satunnaisvirityksen lähdekoodikirjaan 43 koostuvat kukin samasta määrästä komponentteja kuin yhden kehyksen näytteet. Ohjausosa 6 ohjaa valintakytkintä 38 yhden - korkeusviritysvektoreista valitsemiseksi korkeusvirityksen 15 lähdekoodikirjasta 39, ja valittu korkeusviritysvektori ker rotaan annetulla vahvistuksella vahvistuksen tuottavassa osassa 41, sen jälkeen se kohdistetaan synteesisuodattimeen 37. Erotus synteesisuodattimelta tulevan syntetisoidun puheen Xp ja tulopuhesignaalin X välillä lasketaan vähentäjässä 20 48, ja vääristymän laskentaosassa 5 erotusta käytetään laskemaan vääristymä D seuraavasti: D=||X-Xp||2. Samalla "·*; tavoin muut korkeusviritysvektorit otetaan peräkkäin korkeus- • · ί*. virityksen lähdekoodikirjasta 39 kytkimen 38 kautta ohjausosan t ··,·, 6 ohjaamana, sitten yllä mainittu vääristymä lasketaan kul- • m 25 lekin korkeusviritysvektorille, ja määritetään korkeusviri-tysvektori, jolla on minimivääristymä. Seuraavaksi yksi satun- • · nai s virityksen lähdekoodikir jaan 43 varastoiduista satunnais- « t · *·* * viritysvektoreista otetaan ulos kytkimellä 42 ja vahvistetaan annetulla vahvistuksella vahvistuksen tuottavassa osassa 46, 30 sen jälkeen se syötetään summaimeen 47, jossa se yhdistetään • * · • mttS jo määritettyyn korkeusviritysvektoriin virityssignaalivekto- .]·. riksi E. Virityssignaalivektori E tuodaan synteesisuodatti- • · · l’.l melle 37 syntetisoidun puheen kehittämiseksi ja sen vääristymä • · -suhteessa tulopuhesignaaliin lasketaan samalla tavoin. Samoin * 35 tämä vääristymä lasketaan myös kullekin satunnaisvirityksen lähdekoodikirjassa 43 jäljellä olevista satunnaisviritysvek-toreista määritetään satunnaisviritysvektori, jolla on minimi-vääristymä.
i ..· 26 : 118104
Korkeusviritysvektorin ja satunnaisviritysvektorin valinnan jälkeen kuten yllä on mainittu, vahvistuksen tuottavien osien 41 ja 46 vahvistukset gp ja gc määritetään niin, että vääristy- * 5 mä minimoituu kuten jäljempänä kuvataan. Vahvistuskoodi-kirjoihin CBl ja CB2 on varastoituneena vahvistusvektorit zu (missä i=l, ... , a) ja z2j (missä j= 1, ... , b), vastaavasti. Vahvistusvektorit zu ja z2. koostuvat kukin kahdesta komponentista ja ne ilmaistaan seuraavasti: zu - (zm, zli2) z2j = 10 (z2jl, z2.2) , vastaavasti. Vahvistuskoodikirjoista CBl ja CB2 ulos otetut vahvistusvektorit zu ja z2j kerrotaan painoker-roinvektoreilla w1 = (wn, w12) ja w2 = (w21, w22) kertojilla 21 ja 22, vastaavasti, joista tuotetaan painotetut vahvistusvektorit
Yi = (Yli* yj Yi = yd2) · Tässä 15
Yil “^ΙΙΙ^ΙΙ' Yi2 —Yjl-Yj2"Z2i2W22
Vektorien yhdistämisosassa 3 painotetut vahvistusvektorit y. ja y. yhdistetään yhdistetyksi vahvistusvektoriksi G=(gi>, gc) , 20 joka koostuu näistä komponenteista seuraavasti: "·*: 9ρ=Υϋ+Υ2ΐ' ^=Υΐ2+Υ:2 (5) • » • · • · * · *
Yhdistetyn vahvistusvektorin G ensimmäinen ja toinen kom- • · 25 ponentti gp ja gc tuodaan ensimmäisenä ja toisena vahvistuksena * vahvistuksen tuottaviin osiin 41 ja 46, jossa niitä käytetään • · • ’* kertomaan vastaavasti korkeusvirityksen lähdekoodikirjasta 39 • · · *·* * ja satunnaisvirityksen lähdekoodikirjasta 46 peräisin olevat korkeusviritysvektori Cp ja satunnaisviritysvektori CR.
: 3 0 • · ·
Vahvistuksen tuottavissa osissa 41 ja 46 vastaavasti vahvis- • · · tuksilla gp ja gc kerrotut korkeusviritysvektori gpCp ja satun- • · · I” naisviritysvektori gcCR summataan yhteen summaimella 47 ja sum- • * *;** mattu lähtö syötetään viritysvektorina E= gpCp+ gcCR synteesi- : : : 35 suodattimelle 37 syntetisoiduksi puheeksi x. Erotus synteti- soidun puheen x ja tulopuhesignaalin X välillä lasketaan vähentäjässä 48 ja erotus tuodaan vääristymän laskentaosaan 5, jossa D=||X— x | |2 lasketaan syntetisoidun puheen x vääristy- • · · 118104 27 mänä tulopuhesignaalin X suhteen. Ohjausosa 6 ohjaa valinta-kytkimiä 7 ja 8 vahvistusvektorien valitsemiseksi vahvistus- *' koodikirjoista CB1 ja CB2, ja valitut vahvistusvektorit zu ja z2i kerrotaan eri painokerroinvektoreilla ja w2 kertojilla 21 5 ja 22 vastaavasti, sen jälkeen ne tuodaan vektorien yhdistä-misosaan 3. Painokerroinvektorit w2 ja w2 ovat kaksidimen-sioisia yhtälön (3) toteuttavia vektoreita, ja kunkin vektorin kaksi elementtiä eroavat toisistaan. Vahvistuskoodikirjojen CBl ja CB2 vahvistusvektorit valitaan niin, että ne minimoivat 10 vääristymän laskentaosassa 5 lasketun vääristymän. Valittaessa vahvistusvektorit, jotka minimoivat vääristymän, tulostetaan vahvistusindeksit, jotka osoittavat vahvistuskoodikirjojen CBl ja CB2 valittuja vahvistusvektoreita, indeksit, jotka .> osoittavat viritysvektoria ja satunnaisviritysvektoria kor-15 keusvirityksen lähdekoodikirjasta 39 ja satunnaisvirityksen l lähdekoodikirjasta 43 kuten aiemmin kuvattiin ja indeksi, joka osoittaa suodatinkerroinjoukkoa synteesisuodattimessa 37, tulopuhesignaalin X koodattuina tuloksina koodin tulostus-osasta 49.
20
Kuvion 5 suoritusmuodossa vääristymä lasketaan jokaiselle ·*·*. vahvistuskoodikir joista CBl ja CB2 valittujen vahvistusvek- • · j\ torien yhdistelmälle niin, että saadaan määrättyä vahvis- 4 ^ tusvektorien pari, joka antaa minimi vääristymän. Kuten aiemmin * · 25 on kuvion 4 yhteydessä viitattu, minimi vääristymän tarjoava • 9 .. vahvistusvektorien pari voidaan kuitenkin myös määrätä esiva- • · *>φ*’ litsemalla useita vahvistusvektorien zu ja z2. kandidaattia ja * · · *·* * laskemalla tällaisten esivalittujen vahvistusvektorien jokaiselle yhdistelmälle vääristymä tapauksessa, jossa ne on 30 yhdistetty korkeusviritysvektorin CH ja satunnaisviritys- »»« vektorin Cp kanssa. Tällöin, kuten kuvion 4 tapauksessa, . painotetut vahvistuskoodikirjät CBl' ja CB2' valmistetaan • · 4 I" esim. taulukkona I ja II, kuten on näytetty kuvioissa 6A ja • * *" 6B, esilaskemalla painotetut vahvistusvektorit ··· : :: 35 yii=zuwi=(zmwii' zii2Wi2) = (yiu/ Yli.) Z2j^2~ [ Z2jl^21 ' Z2j2W22 ) (Y2jlf Y2j2) 28 118104 jotka ovat vahvistuskoodikirjojen CBl ja CB2 vahvistusvek-torien zl£ ja z2j ja pamokerromvektorien w1-(wu> wl2) ja w2= (w21, w22) tuloja, ja koodikirjoja CBl' ja CB2' käytetään kuvion 5 koodikirjojen CBl ja CB2 korvaajina ja kertojat jätetään pois.
5 Kuten kuvion 4 tapauksessa, kaikki painotetun vahvistuskoodikir jän CBl' kaksidimensioiset painotetut vektorit yu piirretään pisteinä kaksidimensioisessa koordinaattijärjestelmässä, kuten on osoitettu mustilla ympyröillä kuviossa 7 ja tällaisten pisteiden ryhmää lähinnä oleva suora viiva Lx 10 esilasketaan pienimmän neliösumman menetelmällä. Samoin kaikki painotetun vahvistuskoodikirjän CB2' kaksidimensioiset painotetut vektorit y2i piirretään pisteinä kaksidimensioisessa koordinaattijärjestelmässä, kuten on osoitettu valkoisilla ympyröillä kuviossa 7 ja tällaisten pisteiden ryhmää lähinnä 15 oleva suora viiva L2 esilasketaan pienimmän neliösumman T_ menetelmällä.
Kuten kuvion 5 esimerkin tapauksessa vahvistuksen tuottavien osien 41 ja 46 vahvistukset asetetaan arvion mukaan ja kor-20 keusviritysvektori Cp, joka antaa minimivääristymän määritetään, jota seuraa satunnaisviritysvektorin CH määritys, joka antaa minimi vääristymän. Seuraavaksi synteesisuodattimen 37 » ψ ;·. lähtö x. mitataan, kun ainoastaan korkeusviritysvektori C„ ;·.·, kohdistetaan siihen virityssignaalina vahvistuksin gp=l ja • | *. 25 gc=0. Samoin mitataan synteesisuodattimen 37 lähtö xR, kun * · .. ainoastaan satunnaisviritysvektori C,, kohdistetaan siihen • · ·/* virityssignaalina vahvistuksin gp=0 ja gc=l. Koska syntetisoi-
* * · A
*·* * dun puheen lähtö x synteesisuodattimelta 37, joka tuotetaan kun koodikirjoista 39 ja 43 valitut vektorit Cp ja CR kerrotaan 30 vahvistuksilla gp ja gc vastaavasti, ilmaistaan seuraavasti X-gpxP+gcXR, syntetisoidun puheen x vääristymä suhteessa , ]·β tulopuhe signaali in X annetaan seuraavalla yhtälöllä: • · · • · · * · · D=| |x-gpxp-gcxR| \3 0'* 35 =X*X+gpaxB*x>+ g/x/x.
'2gpxtxp-2gextxll-2gpg1!xptx, (6) 118104 29 missä 1 merkitsee transpoosia. Osittaisdifferentioimalla yllä mainittu yhtälö vahvistusten gp ja gc suhteen niiden löytämiseksi, jotka minimoivat vääristymän D saadaan seuraavat yhtälöt: 5 5D/agP=2gpxPtxP-2xtxp-2gcxptxR (7) öD/a9c=2gcxRtxR-2xtxR-2gpxptxR (8)
Koska vääristymä D on alaspäin konvergoiva funktio suhteessa 10 kumpaankin vahvistukseen gp ja gc, kuten on ilmeistä yhtälöstä (6) , vahvistukset gp ja gc, jotka minimoivat vääristymän D, ovat arvoja, kun gD/Qg^-0 ja 5D/^gc=0. Näin ollen saadaan g.Xp'xp-gA'x^x. : o> t 15 -gex,‘x.+ 9οΧ;Χη=Χ6Χρ (10) yhtälöistä (7) ja (8) vastaavasti. Seuraavasta yhtälöistä, a . a a 4. a ^ a . a
Xptxp -xpfcXR gp xtxp * (11>
A ^ A A ^ A A * A
L-XptXR XRfcXR Jl gcJ [_XfcXR_ • · · ·*2ο • * *. .* saadaan yhtälöt (9) ja (10) toteuttavat vahvistukset g ja gc • ·* ilmaistua seuraavasti: ····« <| * "* * * A L A A 4 A ^ * A I. A ™ 9p XpfcXp -XpfcXR Χ&Χρ • ·· r (12) ::: jjJcJ L-xp^R xr^rJ L^xr.
. X
• ♦ · » · · 25 Laventamalla yhtälö (12) saadaan vahvistukset gp ja gc seu- • « » " • raavilla yhtälöillä, vastaavasti: ♦ · · • · · • · • * · • · lfAtAAtA ΛtΛAtΛ^ *...* gp=k{xRxR. x xp+ xp xR. x XR} (13) gc=k{x/xp. xcxR+ xp‘xR. xcxp) (14) 30 • · missä k=l/(xptxp. χ^χ,,-2 xptxR) . Näin saatu vahvistuksien pari (gp, gc} on yhdistelmä vahvistuksista, jotka minimoivat 30 118104 vääristymän D. Tämä pari on piirretty optimaalisena vahvis-tusvektorina, kuten on osoitettu pisteellä P0 kuviossa 7 ja suorat viivat L2 ja L2 on piirretty pisteestä P0 määräten niiden leikkaukset Pt ja P2 suorien Lx ja L2 kanssa. Useita 5 painotettuja vahvistusvektoreita y11=(ylil, yli2) , joiden ordi-naatta-arvot ovat lähellä pistettä P2 valitaan koodikirjasta CB1' (kuviossa 6A näytetty taulukko I) ensimmäisen alaryhmän muodostamiseksi. Samoin useita painotettuja vahvistusvektoreita yaj=(y2.1, y2.2) , joiden abskissa-arvot ovat lähellä pistettä P2 10 valitaan koodikirjasta CB2' (kuviossa 6B näytetty taulukko XI) toisen alaryhmän muodostamiseksi.
Tässä tapauksessa ennalta määrätty määrä painotettuja vahvistusvektoreita (esim. neljä taulukosta I pisteen P2 suhteen 15 ja kahdeksan taulukosta II pisteen P2 suhteen) valitaan lisääntyvässä etäisyysjärjestyksessä pisteistä ja P2. Toinen menetelmä on valita painotetut vahvistusvektorit, jotka ovat ennalta määrättyjen etäisyyksien d2 ja d2 sisällä pisteistä P2 ja P2 vastaavasti. Vaihtoehtoisesti, koska kahdeksan vektoria 20 yu on esivarastoitu koodikirjaan CB1', vahvistuskomponenttien yli2 i=n:s ja i=(n+4):s keskiarvot lasketaan arvoille n=l, 2, •V. 3, 4 varten vastaavasti, ja näin saadut arvot asetetaan • · :*. kynnysarvoiksi Th2, Th2, Th3 ja Th3. Jos ordinaatta-arvo plc • " leikkauspisteessä P3 on plc <Th3, silloin (i=l, ..., 4) :nnet • ♦ 25 painotetut vahvistusvektorit valitaan, ja jos on Thn< plc · .. <Thn+1, missä n=l, 2, 3, 4, silloin (i=n+l, ..., n+4) :nnet * · painotetut vahvistusvektorit valitaan. Samoin, koska 16 vekto- • · · .
*·* ria y2j on esivarastoitu koodikirjaan CB2' , vahvistuskompo nenttien y2ji (j=m):s ja (j=m+8):s keskiarvot lasketaan arvoil-30 le m=l, ..., 8 varten vastaavasti, ja näin saadut arvot asete- ί_β4ί taan kynnysarvoiksi Th1# ...,Th8. Jos abskissa-arvo p2p leik- . kauspisteessä P2 on p2p <Thlf (j=l, . . . , 8) :nnet painotetut .
* * * vahvistusvektorit valitaan, ja jos on Thm< p2p gThml, missä n-1, ..., 8, (j=m+l, ..., m+8):nnet vektorit valitaan. On myös mah- ♦ · · '·/* · 35 dollista käyttää useita muita valintamenetelmiä.
Φ · · • · • · • * ·
Annetaan kuvaus vielä toisesta menetelmästä vektoriehdokkaiden esivalitsemiseksi koodikirjoista käyttämättä aiemmin mainittu- 118104 31
ja approksimoivia suoria viivoja L1 ja L2 perustuen pienimmän neliösumman menetelmään. Ensinnäkin syntetisoitu puhesignaali Xp mitataan, kun ainoastaan korkeusviritysvektori Cp korkeus- T
virityksen lähdekoodikirjasta 39 tuodaan virityssignaali-5 vektorina E synteesisuodattimeen 37 vahvistusvektorien ollessa asetettu gp=l ja gc=0. Samoin syntetisoitu puhesignaali Xc mitataan, kun ainoastaan satunnaisviritysvektori CR satunnais-virityksen lähdekoodikirjasta 43 tuodaan virityssignaali-vektorina E vahvistusvektorien ollessa asetettu gp=0 ja gc=l.
10 Vahvistuskoodikirjassa CBl varastoitujen vahvistusvektorien esivalitsemiseksi arvo D^i) lasketaan jokaiselle i:lle seuraavasti:
Di(i) =1 |X-WUZU1XP| Ia (15) 15
Sitten ennalta määrätty määrä, esim. kolme, vahvistusvektoria esivalitaan vahvistuskoodikirjasta CBl lisääntyvässä arvon D^i) järjestyksessä. Vahvistuskoodikirjassa CB2 varastoitujen vahvistusvektorien esivalitsemiseksi arvo D2(j) lasketaan c 20 samoin jokaiselle j:lle seuraavasti: D2(j) =1 |X-W11Z2jJXc| I1 (16) • · • · « « • ·· . Sitten ennalta määrätty määrä, esim. kolme, vahvistusvektoria • * * * *t 25 esivalitaan vahvistuskoodikirjasta CB2 lisääntyvässä arvon m D2(j) järjestyksessä. Ainoastaan näin koodikirjoista CBl ja ϊ " CB2 esivalittujen vahvistusvektorien zu ja z2. tripleteille V · lasketaan arvo D(i, j) seuraavasti: i:‘: 30 D (i, j) = M X-(WilZlil+ wl2zli2)xp -(wuz2jl+ Wnz2d2)xc| I2 (17) ·»» • ·
• M
*. Sitten arvon minimoivat i ja j tarjotaan koodattuna lähtöinä.
* · * *“*' Tämä menetelmä mahdollistaa myös laskennallisen monimutkai- * · *···* suuden vähentämisen.
35 .*·*. Näin yksitellen ensimmäisestä ja toisesta alaryhmästä esi- • · · valittujen painotettujen vahvistusvektorien kaikista pareista haetaan painotettujen vahvistusvektorien paria, joka antaa 118104 32 minimivääristymän tulopuhesignaalista X, so. näin on määritetty ensimmäisen ja toisen vahvistuksen gp ja gc optimipari, joka yhdistetään. Sitten indeksit, jotka edustavat aiemmin määrättyä korkeusviritysvektorin ja satunnaisviritysvektorin 5 paria ja yhdistettyä vahvistusvektoria (gp, ge) , so. korkeus-virityksen lähdekoodikirjän 39 korkeusviritysvektorin indeksi, satunnaisvirityksen lähdekoodikirjän 43 satunnaisviritysvektorin indeksi, painotettujen vahvistuskoodikirjojen CBl' ja CB2' (tai vahvistuskoodikirjojen CBl ja CB2) vahvistusvektorien 10 indeksit ja kvantisoimalla suodatinkerroin tuotettu indeksi tulostetaan tulopuhevektorin X koodattuina tuloksina.
Joka tapauksessa painokerroinvektorien wx ja w2 kertominen kertojilla 21 ja 22 alkaa saamaan vaikutusta kanavavirheen 15 estämiseksi pahasti vääristämästä dekoodattua lähtöä, kun vastaavien komponenttien suhde, esim. painokerroinvektorien wlx ja w;i ylittää arvon 2:1. Vaikka suhde on asetettu 10:1 tai suuremmaksi, kanavavirheen aiheuttamaa vääristymää ei voida merkittävästi parantaa tai eliminoida; päin vastoin, dekoo-20 dattu lähtö mieluummin vääristyy vakavasti, kun ei ilmene ' kanavavirhettä, so. kun kanava on normaali.
·· « • · · • * ♦ « ;·. Kuvion 5 suoritusmuodossa painokerroinvektorit, painotetut • ·· vahvistusvektorit ja yhdistetty vahvistusvektori on kaikki • « \ 25 kuvattu olevan kaksidimensioisia vektoreita silmälläpitäen ··«·· • · sitä, että annetaan vahvistukset viritysvektoreille, jotka on • ♦ • ** luettu sekä korkeusvirityksen lähdekoodikirjasta 39 että • « · *·* * satunnaisvirityksen lähdekoodikirjasta 43. CELP-järjestelmässä on kuitenkin tapauksia, missä tarjotaan useita korkeusviri-!.·,· 30 tyksen lähdekoodikir joja ja satunnaisvirityksen lähdekoo- *: dikirjoja (joihin tästä lähin viitataan yksinkertaisesti # virityksen lähdekoodikirjoina) ja virityksen koodikirjoista * · « ' . n" lit luetut viritysvektorit kerrotaan vastaavasti vahvistuksilla ja • · *“* yhdistetään virityssignaalivektoriksi E. Yleensä esillä olevan ·*· ί#Ι i 35 keksinnön mukaan, kun käytetään M virityksen lähdekoodikirjaa, :”*♦ varustetaan M vahvistuskoodikirjaa (tai painotetun vahvis- • · · tuksen koodikirjaa) vahvistusten tarjoamiseksi M viritysvekto-rille ja yhdistetylle vahvistusvektorille, painokerroinvekto- 118104 33 rit ja painotetut vahvistusvektorit asetetaan sen mukaisesti kaikki M-dimensioisiksi vektoreiksi.
Kuvion 5 suoritusmuodossa satunnaisvirityksen lähdekoodikirja 5 43 voi olla muodostettu useista koodikirjoista. Esim. kuten kuviossa 8 on näytetty, satunnaisvirityksen lähdekoodikirja 43 on muodostettu kahdesta koodikirjasta 43a ja 43b; tässä tapauksessa yksi satunnaisviritysvektori valitaan jommasta kummasta koodikirjasta 43a ja 43b ja näin valitut satun-10 naisviritysvektorit kerrotaan painokerroinvektoreilla ja painokerroinkertojilia 51a ja 51b vastaavasti. Painokerroin-vektorit w. ja wB>, valitaan niin, että niillä on sama suhde kuin painokerroinvektorien w1 ja w2 välillä, kuten on kuvattu kuvioon 2A viitatessa. Kertojien 51a ja 51b lähdöt yhdistetään 15 satunnaisvektorin yhdistämisosassa 52 ja yhdistetty lähtö tuodaan, kuten kuviossa 5 satunnaisvirityksen lähdekoodikirjasta 43 valittu satunnaisviritysvektori, vahvistuksen tuottavaan osaan 46. Kuten aiemmin on kuvion 5 yhteydessä kuvattu, satunnaisviritysvektorit valitaan satunnaisvirityksen lähde-20 koodikirjoista 43a ja 43b ohjausosan 6 ohjauksen alaisena niin, että syntetisoidun puhesignaalin x vääristymä tulopu-hesignaalista X tulee minimiksi.
• « • Φ • · ··
Kuten satunnaisviritysvektorin koodauksen tapauksessa, esillä « · 25 oleva keksintö soveltuu myös korkeusviritysvektorin koodaa- • * miseen kuvion 5 konfiguraatiossa. Näin ollen kuten kuviossa 9 • · • ** on näytetty, korkeusvirityksen lähdekoodikirja on muodostettu • · · • · · *.* * kahdesta koodikirjasta 39a 3a 39b; yksi korkeusviritysvektorin valitaan jommasta kummasta koodikirjasta 39a ja 39b, sitten ne 30 kerrotaan painokerroinvektoreilla ja wpb painokerroinkerto- :***: jilla 53a ja 53b, vastaavasti, sitten nämä kerrotut lähdöt ♦ ·· .
yhdistetään korkeusviritysvektorien yhdistämisosassa 54, ja
♦ * Z
"* yhdistetty lähtö tarjotaan kuten kuviossa 5 korkeusvirityksen • « **;·* lähdekoodikir jasta 43 valittu korkeusviritysvektori kertojaan ··· t ^ ί: : 35 41. Kertojissa 53a ja 53b asetetut painokerromvektorit wPa ja ·’**; wpb määrätään samalla tavoin kuin painokerroinvektorit w2 ja w, • · · kuviossa 2A.
.... "'mr 118104 34
Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa kvantisointiin kuviossa 5 näytetyssä suodatinkertoimet kvantisoivassa osassa konfiguroimalla suodatinkertoimet kvantisoiva osa 36 samalla tavoin kuin on kuvattu kuviossa 2A. So. edustavat spektrin 5 verhokäyrävektorit on esivarastoitu koodikirjoihin CB1 ja CB2 kuviossa 2A, sitten yksi jommasta kummasta koodikirjasta CB1 ja CB2 valittu edustava spektrin verhokäyrävektori kerrotaan vastaavalla painokerroinvektorilla wx ja w2, ja kerrotut vektorit yhdistetään vektorien yhdistämisosassa 3. Koodikirjoista 10 CB1 ja CB2 valituista edustavista spektrin verhokäyrävekto-reista etsitään edustavien spektrin verhokäyrävektorien kombinaatiota, joka antaa minimietäisyyden niiden yhdistetyn vektorin ja suodatinkertoimet määräävästä osasta 35 (kuvio 5) tulevan tulospektrin verhokäyrävektorin välillä.
15
Esillä olevan keksinnön mukainen vektorikoodausmenetelmä on sovellettavissa VSELP-järjestelmään yhtä hyvin. Kuvio 10 kuvaa sen suoritusmuodon pääasiallisia osia. Tässä tapauksessa kuvion 5 satunnaisvirityksen koodikirja 43 muodostuu joukosta 20 perusvektorikoodikirjoja 43x - 43n, joista kuhunkin on varas toituna yksi satunnaisviritysvektori. Perusvektorikoodikirjoja ··,·. 431 - 43 luetut satunnaisviritysvektorit polarisoidaan posi- • · tiiviseksi tai negatiiviseksi polaarisuuden ohjausosissa 56v -
• M
56n ja polaarisuudeltaan ohjatut satunnaisviritysvektorit
Kuten ymmärretään yllä annetusta kuvauksesta kuvioon 10 j „ 118104 35 viitaten, satunnaisvirityksen koodikirja 43 kuviossa 5 voidaan myös korvata kuvion 10 perusvektorikoodikirjoilla 432 - 43n ja 5 polaarisuuden ohjausosilla 562 - 56n. Sama koskee kuvion 8 koodikirjoja 43a ja 43b. Korkeusvirityksen lähdekoodikirja 39 kuviossa 5 voidaan myös muodostaa sillä, mitä kutsutaan adaptiiviseksi koodikirjaksi, joka adaptiivisesti kehittää korkeusviritysvektorin korkeusjaksosta, joka on saatu analy-10 soimalla tulopuhesignaalia ja edellisen kehyksen virityssig-naalivektoria E. Tätä adaptiivista koodikirjaa voidaan käyttää korkeusvirityksen lähdekoodikirjana 39, kun kuvioiden 8 tai 10 konfiguraatiota käytetään korvaamaan satunnaisvirityksen ?ii lähdekoodikirja 43. Lisäksi esillä oleva keksintö on sovellet-15 tavissa myös puhesignaalin tehon mielivaltaiseen vektori- koodauksen yhdistelmään, spektrin verhokäyräparametrin vekto-rikoodaukseen, korkeusvirityksen lähdekoodikirjän vektori-koodaukseen ja satunnaisvirityksen lähdekoodikirjän vektori-koodaukseen.
20
Kuten aiemmin on kuvattu kertojat 21 ja 22 kuviossa 2A voidaan ·*·*· jättää pois esivarastoimalla edustusvektoreina painotetut * m ί*. edustusvektorit w2zu ja w2z2j, jotka on saatu kertomalla *·.·, edustusvektorit koodikirjoissa CBl ja CB2 painokerroinvekto- * · 25 reillä w2 ja w2. Samoin kertojat 24 ja 25 kuviossa 2B voidaan • · jättää pois esivarastoimalla edustusvektoreina painotetut • · edustusvektorit w^. ja w2z2j koodikirjoihin CB3 ja CB4, • t · *·* ' vastaavasti. Myös kuvion 5 suoritusmuodossa kertojat 21 ja 22 voidaan jättää pois esivarastoimalla painokerroinvektorit vah- *.·.· 30 vistuskoodikirjoihin CBl ja CB2. Myös kuvioissa 8 ja 9 kertoja • · · 51a, 51b ja 53a ja 53b voidaan jättää pois esivarastoimalla . . ]·, painotetut vektorit koodikirjoihin 43a, 43b ja 39a, 39b.
• * · * · * • · * * · • · *" Kun yllä kahdesta koodikirjasta luetut edustusvektorit vek- * * * : 35 toriyhdistetään, esillä oleva keksintö on myös sovellettavissa : : : järjestelmään, missä edustusvektorit kolmesta tai useammasta * * · koodikirjasta luetut edustusvektorit vektoriyhdistetään.
Lisäksi esillä olevan keksinnön kuvion 5 suoritusmuoto on 118104 36 kuvattu sovellettuna tulopuhesignaalin koodaukseen, mutta on tarpeetonta sanoa, että keksintö on sovellettavissa tavallisten akustisten signaalien koodaukseen yhtä hyvin kuin puhesignaalin koodaukseen.
5
Seuraavaksi kuvataan ominaisuuksia, jotka saadaan sovellettaessa tavanomaisia tekniikoita ja esillä olevaa keksintöä tapauksissa, joissa vektorikoodataan vahvistukset gp ja gc kuvion 5 CELP-puheenkoodauksessa.
10 (A) Ensimmäinen tavanomainen tekniikka korvaa kuvion 5 kaksi vahvistuskoodikirjaa CB1 ja CB2 yhdellä vahvistuskoodi-kirjalla, joka spesifioi yhden kaksidimensioisen vahvistusvek-torin seitsemänbittisellä indeksillä ja sillä on 27=128 indek-15 siä. Vahvistuskoodikirjasta luetun kaksidimensioisen vektorin yhtä komponenttia käytetään vahvistuksena gp korkeusviritys-vektorille ja toista elementtiä vahvistuksena gc satunnais-viritysvektorille.
20 (B) Toinen tavanomainen tekniikka käyttää kahta kuviossa 5 näytettyä vahvistuskoodikirjaa CB1 ja CB2, mutta ei käytä ·*.*. painokerroinvektoreita. Koodikirja CB1 esivarastoi siihen 23 • · i*. kaksidimensioista vektoria, joista kukin spesifioidaan kolme- • ·· ··.·, bittisellä indeksillä, ja koodikirja CB2 esivarastoi siihen 24 * · *. 25 kaksidimensioista vektoria, joista kukin spesifioidaan ···· • · .. neljäbittisellä indeksillä. Kahdesta koodikirjasta vastaavasti • * * ]* valitut vektorit yhdistetään yhdeksi kaksidimensioiseksi • * · *·* * vektoriksi; yhtä yhdistetyn vektorin elementtiä käytetään vahvistuksena gp ja toista elementtiä vahvistuksena ge.
30 * · · ^ : : (C) Esillä olevan keksinnön esimerkissä sovellettuna kuvion 5 « a · [•m vahvistusvektorien koodaamiseen yllämainitussa tapauksessa (B) • * ·
Hl vahvistuskoodikir joista CBl ja CB2 luetut vahvistusvektorit ♦ * ·** kerrotaan painokerroinvektoreilla wx =(1.8, 0.2) ja w2= (0.2, • a· y ί 35 1.8) ja sitten summataan yhteen yhdistetyksi vektoriksi.
:***: Vahvistuskoodikir jät CBl' ja CB2 ', jotka varastoivat kertomal- ··« la kahdesta vahvistuskoodikirjasta CBl ja CB2 luetut vahvistusvektorit painokerroinvektoreilla wp ja w2 saadut painotetut ’ »» 37 118104 vahvistusvektorit vastaavasti, ovat samoja kuin kuvioissa 6A ja 6B.
Kuviossa 11 on osoitettu käyrillä Ali ja Bll rekonstruoidun 5 puheen segmentaalisen signaalikohinasuhteen mitatut tulokset virhetaajuuteen nähden, kun kanavavirhe ilmaantui vah-vistusindekseissä puheen koodatuissa tuloksissa tapausten (A) ja (B) konfiguraatioilla kuviossa 5. Segmentiaalinen SN suhde on saatu mittaamalla kunkin kehyksen SN suhde useita minuut-10 te ja ja keskiarvoistamalla mitatut tulokset. Kahden koodi-kirjan käyttö (käyrä Bll) saa paremman segmentaalisen signaalikohinasuhteen kanavavirheeseen nähden kuin yhtä koodikirjaa käyttävässä tapauksessa (käyrä Ali).
15 Kuviossa 12 on näytetty käyrillä A12 ja B12 ekvivalenttiset Q arvot, jotka on muunnettu 24 tavallisen ihmisen keskimääräisistä rekonstruoidun puheen mielipidearvioista suhteessa vah-vistusindeksien kanavavirhetaajuuteen kuvion 11 tapauksessa. Kuten kuviosta 12 ilmenee kahden koodikirjan käyttö on suo-20 siteltavaa kanavavirhetaajuuden kannalta, ja vaikka kuviossa 11 näytetyt kaksi tapausta eivät suuresti eroa signaalikohina- ·*·': suhdeominaisuuksiltaan, ne eroavat suuresti psykoakustisesti.
• » • · • · • *·
Kuvio 13 näyttää käyrällä C13 rekonstruoidun puheen segmen- • · 2 5 taalisen signaalikohinasuhteen mitatut tulokset kanavavirhe- • .. taajuuteen nähden tapauksessa (C) kuten kuvion 11 tapauksessa, • «· tapauksen (B) käyrän Bll ollessa näytetty vertailukäytön * « · *·' vuoksi. Selvästi rekonstruoidun puheen SN-suhde kanavavirhe- taajuuteen nähden esillä olevan keksinnön tapauksessa on 30 parempi kuin tekniikan tasossa. Sen tosiasian valossa, että • * · ·,..ί kuvioiden 11 ja 12 SN-suhteiden erotuksella on suuri vaikutus . .·. ekvivalenttiseen Q arvoon, odotetaan, että esillä oleva • · * #··^ keksintö, joka käyttää kahta painotettua koodikirjaa, parantaa • · *!* ekvivalenttista Q arvoa enemmän kuin tapauksessa, jossa • · « V· 35 käytetään kahta painottamatonta koodikirjaa.
• » · • · • · • · ·
Kuten yllä on kuvattu, esillä olevan keksinnön mukaisesti tapauksessa, jossa vektorit koodataan käyttäen useita (M) 118104 38 koodikirjoja, joista kullakin on L-dimensioiset vektorit, valitaan L-dimensioiset painokerroinvektorit wlf . .., wH koodi-kirjoja varten niin, että painokerroinmatriisien wit . .., WM, joista kullakin on painokerroinvektorien komponentit dia-5 gonaalielementteinä, summa tulee yksikkömatriisin vakiomoni-kerraksi. Tämän tuloksena kunkin koodikirjan vektorijakautuma poikkeaa tai vinoutuu L painokerroinvektorilla niin, että yksittäiset vektorit lähestyvät L-dimensioisen koordinaatti-järjestelmän eri koordinaattiakseleita (so. puristavat muiden 10 dimensioiden komponenttiarvoja). Tapauksessa, jossa signaali koodataan tällaisten painotettujen kustakin koodikirjasta peräisin olevien vektorien parilla tavalla, joka minimoi vääristymän ja painokerroinvektoreita vastaavien M koodikirjan indeksit lähetetään, jos virhe esiintyy, esim. yhdessä 15 indekseistä lähetyksen aikana kanavalla, on mahdollista, että virhe yhden dimension koordinaattiakselin suunnassa on suuri, i mutta koska kaikkien muiden dimensioiden koordinaattiakselien - suunnassa virhe puristuu, yhdistetyn vektorin absoluuttiarvon virhe ei tule niin suureksi. Näin ollen esillä olevan 20 keksinnön sovellus puhesignaalien koodaukseen on tehokas kanavavirheistä seuraavien epänormaalisuuksien eliminoimi- ·*·’. sessa.
• · * * • * * ··
Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaisesti kunkin koodikirjan • * 25 useita painotettuja vektoreita esivalitaan tulosignaalivek- .
* · .. toreita varten ja koodauksen vääristymä lasketaan suhteessa • · pelkästään tällaisiin esivalittuihin painotettuihin vekto- • · · *·* ’ reihin nähden tämä ymmärrettävästi vähentää koodaukseen sisältyvien laskutoimitusten määrää ja nopeuttaa koodausta.
: 3 0 • * ·
Esillä oleva keksintö on myös sovellettavissa siihen, mitä 4«4 kutsutaan CELP- tai VSELP-puheenkoodausjärjestelyksi, missä * * * tapauksessa keksintöä voidaan soveltaa spektrin verhokäyrä- * * *;** parametrien vektorikoodaukseen, tehon vektorikoodaukseen ja • · * : 35 kunkin koodikirjan vektorikoodaukseen yksittäin tai saman- : **: aikaisesti.
* · · % 118104 39
On ilmeistä, että muunnelmia ja variaatioita voidaan tehdä poikkeamatta esillä olevan keksinnön uusien käsitteiden sovellusalueesta.
·· · • ® · • · * 9 * · • · • t · • · · • Φ · • 1 * ♦ • 1 • · * · • ·· * • Φ « • · · . ... * ® 1 Φ • ® Φ » 1 1 • · · • · · • « Φ Φ * Φ · * * • · Φ *·· *·1 * 1 Φ .
Φ · • Φ *·· Φ · • · · Φ ® · Φ Φ · · • · • · * · Φ . ' .
Claims (27)
1. Menetelmä tulovektorin koodaamiseksi käyttäen M koodikirjaa «.f | (CBl, CB2), joista kullakin on useita samadimensioisia indek-5 soituja edustusvektoreita, sanotun M:n ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, sanotun menetelmän käsittäessä vaiheet: (a) valitaan M edustusvektoria, yksi kustakin koodikirjasta; 10 (b) kerrotaan kukin valittu edustusvektori vastaavalla paino-kerro invektorilla lukumäärästä M ennalta määrättyjä painoker-roinvektoreita, joilla on sama dimensiomäärä kuin sanotuilla edustusvektoreilla, lukumäärän M painotettuja edustusvektoreja 15 luomiseksi, i (c) slimmataan kaikki sanotut M painotettua edustusvektoria yhdistetyn edustusvektorin kehittämiseksi; ν' 20 (d) lasketaan etäisyys sanotun tulovektorin ja sanotun yh distetyn edustusvektorin välillä; • · · • * · * » ♦ » (e) toistetaan vaiheet (a), (b), (c) ja (d) sanotun yhdistetyn -e • ·· edustusvektorin etsimiseksi ja määräämiseksi, jolla on * · 25 minimietäisyys vaiheessa (d) lasketun perusteella; ja • * • I • * • ** (f) tulostetaan koodattuna tulovektorina jokaiselle lukumäärän • · * h' * M painotetulle edustusvektorille, jotka muodostavat vaiheessa (e) määritetyn yhdistetyn edustusvektorin, vastaavan edustus-3 0 vektorin indeksi vastaavassa lukumäärän M koodikirjassa (CBl, CB2), tunnettu siitä, että kullakin lukumäärän M painoker-roinvektorilla on komponenteissaan yksi maksimikomponentti, 1*1 jonka arvo on suurempi kuin kaikkien muiden komponenttien, t · * · *” maksimikomponenttinsa esittämän painokerroinvektorin dimension • ·* J 35 erotessa muiden maksimikomponenttiensa esittämien M-l:n :***; painokerroinvektorin dimensioista niin, että kustakin koodi- • * · kirjasta johdettujen painotettujen edustusvektorien jakauma on keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien 118104 41 dimensionaalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M koodikirjalle (CB1, CB2) . 5
2. Menetelmä tulovektorin koodaamiseksi käyttäen M koodikirjaa (CB1, CB2), joista kullakin on useita samadimensioisia indeksoituja edustusvektoreita, sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, sanotun menetelmän 10 käsittäessä vaiheet: (a) hankitaan jokaisesta sanotusta M koodikirjasta (CB1, CB2) vastaava ryhmä edustusvektoreja ja kerrotaan edustusvektorit kussakin ryhmässä vastaavalla painokerroinvektorilla lukumää- 15 rästä M painokerroinvektoreja, joilla on sama dimensiomäärä kuin sanotuilla edustusvektoreilla, lukumäärän M ryhmiä saamiseksi painotettuja edustusvektoreja, jossa jokaisella sanotuista M painokerroinvektorista on komponen- *- 20 teissään yksi maksimikomponentti, jonka arvo on suurempi kuin kaikkien muiden komponenttien arvot, vastaavan maksimi- •V. komponenttinsa esittämän painokerroinvektorin dimension ero- ~ Ϊ*. tessa muiden maksimikomponenttiensa esittämien M-l:n paino- « · · kerroinvektorin dimensioista niin, että kustakin koodikirjasta • · j 25 johdettujen painotettujen edustusvektorien jakauma on keskit- • · .. tynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensio- • · * *’ naalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensio- • · « • · · ' *·* * naalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M ryhmälle; : ·*: 30 • · · ; * · · (b) määritetään M suoraa viivaa (27, 28) painotettujen , edustusvektorien sanottujen M ryhmän approksimoimiseksi, ···'·· I” vastaavasti; projisoidaan sanottu tulovektori sanotuille M • · '** suoralle viivalle M-dimensioisessa koordinaattijärjestelmässä * · · · 35 ja esivalitaan kustakin painotettujen edustusvektorien ryhmästä aliryhmä painotettuja edustusvektoreita, jotka ovat sanotun tulovektorin vastaavan projektion yhdellä sanotuista suorista viivoista M vieressä tai lähellä sitä (27, 28); 42 118104 (c) valitaan lukumäärä M painotettuja edustusvektoreja, yksi kustakin alaryhmästä, ja summataan ne yhdistetyn edustusvekto-rin saamiseksi; 5 t (d) lasketaan etäisyys sanotun yhdistetyn edustusvektorin ja sanotun tulovektorin välillä; (e) toistetaan sanotut vaiheet (c) ja (d) sanottujen M ala-10 ryhmän painotettujen edustusvektorien kullekin yhdistelmälle sellaisen yhdistetyn edustusvektorin etsimiseksi ja määrittämiseksi, jolla on minimietäisyys vaiheessa (d) lasketun perusteella; ja •4 15 (f) tuotetaan koodattuna tulovektorina jokaiselle painotetulle edustusvektorille lukumäärässä M painotettuja edustusvektoreja, jotka muodostavat vaiheessa (e) määritetyn yhdistetyn edustusvektorin, vastaavan edustusvektorin indeksi vastaavassa koodikirjassa lukumäärässä M koodikirjoja (CB1, CB2). 20 f
3. Menetelmä tulovektorin koodaamiseksi käyttäen M koodikirjaa ·*·*; (CB1', CB2') , joista kullakin on useita samadimensioisia • · j*. indeksoituja, painotettuja edustusvektoreita, sanotun M olles- sa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, • · 25 sanotun menetelmän käsittäessä vaiheet: • · • · • · (a) valitaan lukumäärä M painotettuja edustusvektoreja yksi • * · ’·* kustakin koodikirjasta; ·.*.· 30 (b) summataan kaikki M sanottua painotettua edustusvektoria • · · ί#><ϊ yhdistetyn edustusvektorin kehittämiseksi; * * • « * • * ♦ (c) lasketaan etäisyys sanotun tulovektorin ja sanotun yh- • · *;* distetyn edustusvektorin välillä; • · · · : 35 * .-1 (d) toistetaan sanotut vaiheet (a),(b) ja (c) sanotun yhdistetyn edustusvektorin etsimiseksi ja määrittämiseksi, jolla on minimietäisyys vaiheessa (c) lasketun perusteella; ja 118104 43 (e) tulostetaan koodattuna tulovektorina jokaiselle painotetulle edustusvektorille lukumäärässä M painotettuja edustus-vektoreja, jotka muodostavat vaiheessa (d) määritetyn yhdis-5 tetyn edustusvektorin, vastaavan edustusvektorin indeksi vastaavassa koodikirjassa lukumäärässä M koodikirjoja (CBl', CB2'), jossa kussakin M koodikirjassa (CBl', CB2') sanotut painotetut 10 edustusvektorit ovat vektoreja, joiden jakauma on keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden edustusvektorien dimensionaalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M koodikirjalle 15 (CBl', CB2').
4. Menetelmä tulovektorin koodaamiseksi käyttäen lukumäärää M koodikirjoja (CBl', CB2'), joista kullakin on useita samadimensioisia indeksoituja edustusvektoreita, sanotun M 20 ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, sanotun menetelmän käsittäessä vaiheet: ♦ * · * ♦ ♦ ♦ (a) projisoidaan sanottu tulovektori Mille suoralle viivalle • · · « ··.♦. (27, 28) M-dimensioisessa koordinaatti järjestelmässä ja esiva- * · *. 25 Iitaan jokaisesta koodikirjasta sanotussa lukumäärässä M ·»··· • · „ koodikirjoja vastaava ryhmä vektoreita, jotka ovat sanotun < • · tulovektorin vastaavan projektiokohdan yhdellä sanotuista • · · *·* * suorista viivoista M vieressä tai lähellä sitä (27, 28), jokaisen sanotuista M suorista viivoista (27, 28) approksimoi-:,·.ϊ 30 dessa painotettujen edustusvektorien jakaumaa vastaavassa koodikirjassa lukumäärässä M koodikirjoja; • · · a • « · • · Φ (b) valitaan lukumäärä M painotettuja edustusvektoreja, yksi S * *1* kustakin sanotusta ryhmästä ja summataan ne yhdistetyn • · · ί ί ! 35 edustusvektorin saamiseksi; • · * • · • * • · · (c) lasketaan etäisyys sanotun yhdistetyn edustusvektorin ja sanotun tulovektorin välillä; -'-J 118104 44 (d) toistetaan sanotut vaiheet (b) ja (c) jokaiselle sanottujen M ryhmän painotettujen edustusvektorien kombinaatiolle yhdistetyn edustusvektorin, jolla on minimietäisyys vaiheessa 5 (c) lasketun perusteella, etsimiseksi ja määrittämiseksi; ja (e) tulostetaan koodattuna tulovektorina jokaiselle lukumäärän M painotetulle edustusvektorilie, jotka muodostavat vaiheessa (d) määritetyn yhdistetyn edustusvektorin, kyseisen painotetun 10 edustusvektorin indeksi vastaavassa koodikirjassa lukumäärässä M koodikirjoja (CB1', CB2'), jossa kussakin M koodikirjassa (CBl', CB2') sanotut painotetut edustusvektorit ovat vektoreja, joiden jakauma on keskittynyt 15 huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionsa- ; lisistä akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M koodikirjalle (CBl', CB2').
5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa sano tut M painokerroinvektoria valitaan niin, että sanottujen ·*·*, painokerroinvektoreiden komponentteja diagonaalielement teinä • » käyttävien M diagonaalimatriisin summa tulee yksikkömatriisin * * vakiomonikerraksi. • · ; \ 25 • ·
6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, jossa sanottu • φ esivalitseminen vaiheessa (b) sisältää vaiheen sanottujen « 1 « " painotettujen edustusvektorien, jotka ovat lähinnä sanotun tulovektorin projektion paikkaa sanotuilla M suoralla viivalla :.·,ϊ 30 (27, 28), ennalta määrätyn lukumäärän valitsemiseksi.
• · · * · • · • · · . ]·' 7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, jossa sanottu • * ‘.V, esivalitseminen vaiheessa (a) sisältää vaiheen sanottujen • ♦ * « ·** painotettujen edustusvektorien, jotka ovat lähinnä sanotun ·*· i.J· 35 tulovektorin projektion paikkaa sanotuilla M suoralla viivalla :***: (27, 28), ennalta määrätyn lukumäärän valitsemiseksi. • · * 118104 45
8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, jossa sanottu esivalitseminen vaiheessa (b) sisältää vaiheen sanottujen painotettujen edustusvektorien, jotka sijaitsevat ennalta määrätyn etäisyyden sisällä sanotun tulovektorin projektion pai- 5 kasta sanotuilla M suoralla viivalla (27, 28), valitsemiseksi.
9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, jossa sanottu esivalitseminen vaiheessa (a) sisältää vaiheen sanottujen painotettujen edustusvektorien, jotka sijaitsevat ennalta mää- 10 rätyn etäisyyden sisällä sanotun tulovektorin projektion paikasta sanotuilla M suoralla viivalla (27, 28), valitsemiseksi.
10. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, jossa sanotun yhden, vastaavaan koodikirjaan (CBl, CB2; CBl', CB2') assosi- 15 oidun, dimensionaalisen akselin suunta merkitään korostetuksi suunnaksi ja se painotetun edustusvektorin komponentti, joka vastaa korostettua suuntaa, merkitään korostetuksi komponentiksi, sanotun esivalitsemisen sisältäessä jokaiselle koodi-kirjalle (CBl, CB2; CBl', CB2') vaiheen, jossa: 20 määritetään, mihin F+l arvoalueista sanotun tulovektorin projektion assosioidulla yhdellä M suorista viivoista (27, 28) i « ;·, koordinaatti Px, sanotussa korostetussa suunnassa, kuuluu, ja « ·· • valitaan sanotuksi alaryhmäksi painotetut edustusvektorit • · 25 joiden korostettu komponentti kuuluu samaan arvoalueeseen, • · • · • · • “ jossa sanotut F+l arvoaluetta määritetään lukumäärän F ennalta ·· « * · ** * määrättyjä kynnysarvoja avulla, jotka edelleen jakavat koko vastaavasta koodikirjasta (CBl, CB2; CBl', CB2') johdettujen * ·.·,· 30 painotettujen edustusvektorien korostettujen komponenttien arvoalueen, järjestettynä nousevaan järjestykseen, F+l aluee-seen, F:n ollessa kokonaisluku yhtä suuri tai suurempi kuin 1.
* * · • · · * · · • · *;·* 11. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, jossa sanotun • · ίφϊ ί 35 yhden, vastaavaan koodikirjaan (CBl, CB2; CBl', CB2' ) assosi- :***: oidun, dimensionaalisen akselin suunta merkitään korostetuksi * · · suunnaksi ja se painotetun edustusvektorin komponentti, joka vastaa korostettua suuntaa, merkitään korostetuksi komponen- 118104 46 tiksi, sanotun esivalitsemisen sisältäessä jokaiselle koodikirjalle (CBl, CB2; CBl', CB2') vaiheen, jossa: „ määritetään, mihin F+l arvoalueista sanotun tulovektorin 5 projektion assosioidulla yhdellä M suorista viivoista (27, 28) koordinaatti Px, sanotussa korostetussa suunnassa, kuuluu, ja valitaan sanotuksi ryhmäksi painotetut edustusvektorit, joiden korostettu komponentti kuuluu samaan arvoalueeseen, 10 jossa sanotut F+l arvoaluetta määritetään lukumäärän F ennalta määrättyjä kynnysarvoja avulla, jotka edelleen jakavat koko vastaavasta koodikirjasta (CBl, CB2; CBl', CB2') johdettujen painotettujen edustusvektorien korostettujen komponenttien arvoalueen, järjestettynä nousevaan järjestykseen, F+l aluee-15 seen, F:n ollessa kokonaisluku yhtä suuri tai suurempi kuin 1. '
12. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän tai patenttivaatimuksen 5 mukaisen menetelmän tämän ollessa riippuvainen patenttivaatimuksesta 1 käyttö akustista tulosignaalia 20 esittävän akustisen tulovektorin koodaamiseksi käyttäen M virittävää lähdekoodikirjaa (39, 43), joista kullakin on usei- •V. ta indeksoituja viritysvektoreita, ja M vahvistuskoodikirjaa • · ;1, (CBl, CB2), joista kullakin on useita indeksoituja M-dimensio- • ·♦ ;·φ·# naalisia vahvistusvektoreja, sanotun M ollessa kokonaisluku, • « *. 25 joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, sanotun menetelmän kä- • · .. eittäessä vaiheet: • · • ·· • · · • · ♦ *·1 1 (i) lasketaan sanotun akustisen tulovektorin spektrin verho- käyräparametrit, kvantisoidaan sanotut spektrin verhokäyrä- 30 parametrit ja asetetaan sanotut kvantisoidut parametrit syn- : : teesi suodattimen (37) suodatinkertoimiksi,- • · · 1 « • 1 · (ii) valitaan M viritysvektoria, yksi kustakin sanotuista M * ♦ » . virittävästä lähdekoodikinasta (39, 43) niin, että sanotun • ·» V · 35 synteesisuodattimen syntetisoiman akustisen signaalin vääris- J : tymä suhteessa sanottuun akustiseen tulosignaaliin minimoi daan; 118104 47 (iii) suoritetaan patenttivaatimuksen 1 vaiheet välillä (a)- (f) käyttäen sanottuja vahvistusvektoreja edustusvektoreina; jossa vaihe (d) sisältää vaiheet, joissa: 5 (dl) kerrotaan vaiheessa (ii) valitut sanotut M viritysvek- ^ toria ja sanotun yhdistetyn edustusvektorin ensimmäinen - M:s - i i komponentti ensimmäisenä - M:ntenä vahvistuksena, vastaavasti; (d2) summataan sanotut vahvistuksilla varustetut M viritys-10 vektoria yhdistetyn viritysvektorin luomiseksi ja viritetään sanottu synteesisuodatin sanotulla yhdistetyllä viritysvek-torilla syntetisoidun akustisen signaalin kehittämiseksi; ja (d3) lasketaan, sanottuna etäisyytenä, sanotun synteettisen 15 akustisen signaalin vääristymä suhteessa sanottuun akustiseen tulosignaaliin; ja jossa vaiheessa (f) tulostetaan, osana koodattua akustista tulovektoria, sanotut indeksit vahvistusvektori-indekseinä ja 20 vaiheessa (ii) valitut viritysvektorit yksilöivät indeksit.
;*·*: 13. Patenttivaatimuksen 2 mukaisen menetelmän tai jonkin • · i*.>t patenttivaatimuksen 5, 6, 8 ja 10 ollessa riippuvainen patenttivaatimuksesta 2 mukaisen menetelmän käyttö akustista · 25 tulosignaalia esittävän akustisen tulovektorin koodaamiseksi • · käyttäen M virittävää lähdekoodikir jaa (39, 43), joista kullakin on useita indeksoituja viritysvektoreita, ja M 1 * · · *·' vahvistuskoodikir jaa (CBl, CB2), joista kullakin on useita indeksoituja M-dimensionaalisia vahvistusvektoreja, sanotun M 30 ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, • · · sanotun menetelmän käsittäessä vaiheet: > • • i · *·* * (i) lasketaan sanotun akustisen tulosignaalivektorin spektrin • 4 *Γ verhokäyräparametrit, kvantisoidaan sanotut spektrin verhokäy- • ·· * 35 räparametrit ja asetetaan sanotut kvantisoidut parametrit syn- M» ί ί teesisuodattimen (37) suodatinkertoimiksi; *11 ' ' ' 118104 48 (ii) valitaan M viritysvektoria, yksi kustakin sanotuista M virittävästä lähdekoodikirjasta (39, 43) niin, että sanotun synteesisuodattimen syntetisoiman akustisen signaalin vääristymä suhteessa sanottuun akustiseen tulosignaaliin mini- 5 moidaan; (iii) lasketaan M optimaalista vahvistuskerrointa lukumäärälle M vaiheessa (ii) määriteltyjä viritysvektoreja, vastaavasti, sanotun syntetisoidun akustisen signaalin ja akustisen 10 signaalin välisen vääristymän minimoimiseksi; ja (iv) suoritetaan patenttivaatimuksen 2 vaiheet välillä (a)-(f) käyttäen sanottuja vahvistusvektoreja edustusvektoreina ja tu-lovektorin sisältäessä sanotut, kohdassa (iii) lasketut, M 15 vahvistuskerrointa komponentteinaan; jossa vaihe (d) sisältää ' % vaiheet, joissa: (dl) kerrotaan vaiheessa (ii) valitut sanotut M viritysvektoria ja sanotun yhdistetyn edustusvektorin ensimmäinen - M:s 20 komponentti ensimmäisenä - M:ntenä vahvistuksena, vastaavasti; (d2) summataan sanotut vahvistuksilla varustetut M viritys- " Φ · ... ... ··/ vektoria yhdistetyn viritysvektorin luomiseksi ja viritetään • ·· I. . sanottu synteesisuodatin sanotulla yhdistetyllä viritysvekto- * · · * \ 25 rilla syntetisoidun akustisen signaalin kehittämiseksi; ja • * M • · ·* ** (d3) lasketaan, sanottuna etäisyytenä, sanotun synteettisen • · * V : akustisen signaalin vääristymä suhteessa sanottuun akustiseen tulosignaaliin; ja : 30 * * · ;***; jossa vaiheessa (f) tulostetaan, osana koodattua akustista • · · *. tulovektoria, sanotut indeksit vahvistusvektori-indekseinä ja * · · *;!*’ vaiheessa (ii) valitut viritysvektorit yksilöivät indeksit. • * • · • · · *
14. Patenttivaatimuksen 3 mukaisen menetelmän käyttö akustista * ·**’. tulosignaalia esittävän akustisen tulovektorin koodaamiseksi • · · käyttäen M virittävää lähdekoodikirjaa (39, 43), joista kullakin on useita indeksoituja viritysvektoreita, ja M vah- •19 118104 vistuskoodikirjaa (CBl', CB2'), joista kullakin on useita indeksoituja M-dimensionaalisia painotettuja vahvistusvekto-reja, sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, sanotun menetelmän käsittäessä vaiheet: 5 (i) lasketaan sanotun akustisen tulosignaalivektorin spektrin verhokäyräparametrit, kvantisoidaan sanotut spektrin verhokäy-räparametrit ja asetetaan sanotut kvantisoidut parametrit syn-teesisuodattimen (37) suodatinkertoimiksi; 10 (ii) valitaan M viritysvektoria, yksi kustakin M virittävästä lähdekoodikirjasta (39, 43) niin, että sanotun synteesisuo- dattimen syntetisoiman akustisen signaalin vääristymä suhteessa sanottuun akustiseen tulosignaaliin minimoidaan; 15 (iii) suoritetaan patenttivaatimuksen 3 vaiheet (a)-(e) käyttäen painotettuja vahvistusvektoreja painotettuina edustusvektoreina; jossa vaihe (c) sisältää vaiheet, joissa: 20 (cl) kerrotaan vaiheessa (ii) valitut sanotut M viritys-vektoria ja sanotun yhdistetyn edustusvektorin ensimmäinen -M: s komponentti ensimmäisenä - M:ntenä vahvistuksena, vastaa- • « ,··. vasti; • · · *·· * * · * « | \ 25 (c2) summataan sanotut vahvistuksilla varustetut M viritys- • · vektoria yhdistetyn viritysvektorin luomiseksi ja viritetään * · sanottu synteesisuodatin (37) sanotulla yhdistetyllä viritys- * · · ’·* * vektorilla syntetisoidun akustisen signaalin kehittämiseksi; ja :.h; 30 • · · (c3) lasketaan, sanottuna etäisyytenä, sanotun synteettisen . \ akustisen signaalin vääristymä suhteessa sanottuun akustiseen • « · ’.V. tulosignaaliin; ja • · • · • · · * · Vl : 35 jossa vaiheessa (e) tulostetaan, osana koodattua akustista tulovektoria, sanotut indeksit painotettuina vahvistusvektori-indekseinä ja vaiheessa (ii) valitut viritysvektorit yksilöivät indeksit. 118104 50
15. Patenttivaatimuksen 4 mukaisen menetelmän tai jonkin patenttivaatimuksen 7, 9 ja 11 ollessa riippuvainen patenttivaatimuksesta 4 mukaisen menetelmän käyttö akustista 5 tulosignaalia esittävän akustisen tulovektorin koodaamiseksi käyttäen M virittävää lähdekoodikirjaa (39, 43), joista kullakin on useita indeksoituja viritysvektoreita, ja M vahvistuskoodikirjaa (CBl'', CB2'), joista kullakin on useita indeksoituja M-dimensionaalisia painotettuja 10 vahvistusvektoreja, sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2, sanotun menetelmän käsittäessä vaiheet: (i) lasketaan sanotun akustisen tulosignaalivektorin spektrin 15 verhokäyräparametrit, kvantisoidaan sanotut spektrin verho- ; käyräparametrit ja asetetaan sanotut kvantisoidut parametrit synteesisuodattimen (37) suodatinkertoimiksi; (ii) valitaan M viritysvektoria, yksi kustakin M virittävästä 20 lähdekoodikirjasta (39, 43) niin, että sanotun synteesi suodattimen syntetisoiman akustisen signaalin vääristymä {V. suhteessa sanottuun akustiseen tulosignaaliin minimoidaan; * · • · .= ♦ ♦ (iii) lasketaan M optimaalista vahvistuskerrointa vaiheessa • · 25 (ii) määritellyille M viritysvektoreille, vastaavasti, synte- .. * tisoidun akustisen signaalin ja akustisen signaalin välisen - ♦ · • *’ vääristymän minimoimiseksi; ja • · · • · « « (iv) suoritetaan patenttivaatimuksen 4 vaiheet (a)-(e) *.i.: 30 käyttäen painotettuja vahvistusvektoreja painotettuina : edustusvektoreina ja tulovektorin sisältäessä sanotut, ··· ~ kohdassa (iii) lasketut, M vahvistuskerrointa • · · * ' ' * * * I" komponentteinaan; jossa vaihe (c) sisältää vaiheet, joissa: • * • · • · · * * · -t • ‘· ! 35 (cl) kerrotaan vaiheessa (ii) valitut sanotut M viritysvekto- :***: ria ja sanotun yhdistetyn edustusvektorin ensimmäinen - M: s • · * komponentti ensimmäisenä - M:ntenä vahvistuksena, vastaavasti; 118104 51 (c2) summataan sanotut vahvistuksilla varustetut M viritys-vektoria yhdistetyn viritysvektorin luomiseksi ja viritetään sanottu synteesisuodatin (37) sanotulla yhdistetyllä viritys-vektorilla syntetisoidun akustisen signaalin kehittämiseksi; 5 (c3) lasketaan, sanottuna etäisyytenä, sanotun synteettisen akustisen signaalin vääristymä sanottuun akustiseen tulosig-naaliin; ja 10 jossa vaiheessa (e) tulostetaan, osana koodattua akustista tu- lovektoria, sanotut indeksit painotettuina vahvistusvektori-indekseinä ja vaiheessa (ii) valitut viritysvektorit yksilöivät indeksit. 15
16. Kooderi tulovektorin koodaamiseksi käsittäen: M koodikirjaa (CBl, CB2) kullakin niistä ollessa useita indeksoituja samandimensioisia edustusvektoreita; 20 valintavälineet (7, 8) M edustusvektoria sisältävän joukon va-litsemiseksi, yksi edustusvektori kustakin koodikirjasta; • » • · « · * · · • kerrontavälineet (21, 22) jokaisen, valintavälineiden (7, 8) • · 25 avulla valitun, edustusvektorin kertomiseksi vastaavalla • f··· * i t pamokerroinvektonlla joukosta ennalta määrättyjä painoker- • · ’* roinvektoreja käsittäen M painokerroinvektoria, joilla on sama « · · * määrä dimensioita kuin sanotuilla edustusvektorei 11a, lukumäärän M painotettuja edustusvektoreja kehittämiseksi; : 30 * · · vektorien yhdistämisosan (3) sanottujen M painotetun edustus- 4 · · vektorin summaamiseksi yhdistetyn edustusvektorin kehittä- • · · "* miseksi; « * • · * · · ♦ • » · : ‘ : 35 etäisyyden laskentaosan (5) etäisyyden laskemiseksi sanotulta vektorien yhdistämisosalta tulevan sanotun yhdistetyn edus- * « * tusvektorin ja sanotun tulovektorin välillä; ja 118104 52 ohjausosan (6), joka käyttää sanottuja valintavälineitä (7, 8), kerrontavälineitä (21, 22), sanottua vektorien yhdistämis-osaa (3) ja sanottua etäisyyden laskentaosaa (5) yhdistetyn edustusvektorin, jolla on etäisyyden laskentaosan (5) mukaan 5 minimietäisyys, etsimiseksi ja määrittämiseksi, sekä jokaiselle, joukon M painotettuja edustusvektoreja edustusvekto-rille, jotka edustusvektorit muodostavat yhdistetyn edustus-vektorin, joilla on sanottu minimietäisyys, vastaavan koodi-kirjan (CB1, CB2) lukumäärässä M koodikirjoja vastaavan 10 edustusvektorin indeksin tulostamiseksi koodattuna tulovekto-rina; tunnettu siitä, että jokaisella lukumäärän M painokerroin-vektorilla on komponenteissaan yksi maksimikomponentti, jonka ^ 15 arvo on muiden komponenttien arvoja suurempi, vastaavan maksimikomponenttinsa edustaman painokerroinvektorin dimension erotessa muiden maksimikomponenttiensa edustamien M-l paino-kerroinvektorien dimensioista niin, että kustakin koodi-kirjasta johdetuilla painotetuilla edustusvektorei11a on 20 jakauma, joka on keskittynyt paljon lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalista akselia kuin mitä tahansa muuta näiden vektorien dimensionaalisi s ta akseleista, sanotun yhden * · • · ··. dimensionaalisen akselin ollessa eri kullekin lukumäärän M 4 ·· i koodikirjalle (CBl, CB2). ’ • · ; \ 25
17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen kooderi, jossa sanotut M • * w • · • " painokerroinvektoria on valittu niin, että M:n diagonaalimat- «*· « « 4 *.** riisin summa, joilla diagonaalimatriiseilla on jokaisella vastaavan painokerroinvektorin komponentit diagonaalielement- ::: 30 teinään, on yksikkömatriisin vakiomonikerta. ·· · • · • · • · * i *.
18. Kooderi tulovektorin koodaamiseksi käsittäen: • · « • * · ---31 • · · ··* - * · **;·* M koodikirjaa (CBl', CB2') kullakin niistä ollessa useita I it "f 35 indeksoituja samandimensioisia edustusvektoreita; * ♦ · • · • · • « « ' valintavälineet (7, 8) M edustusvektoria sisältävän joukon valitsemiseksi, yksi edustusvektori kustakin koodikirjasta; 118104 vektorien yhdistämisosan (3) sanottujen M vektorin summaamiseksi yhdistetyn edustusvektorin kehittämiseksi; 5 etäisyyden laskentaosan (5) etäisyyden laskemiseksi sanotun yhdistetyn edustusvektorin ja tulovektorin välillä; ja ohjausosan (6), joka käyttää sanottuja valintavälineitä, sanottua vektorien yhdistämisosaa (3) ja sanottua etäisyyden 10 laskentaosaa (5) yhdistetyn edustusvektorin, jolla on etäisyyden laskentaosan (5) mukaan minimietäisyys, etsimiseksi ja määrittämiseksi, sekä jokaiselle, joukon M edustusvektoreja edustusvektorille, jotka edustusvektorit muodostavat yhdistetyn edustusvektorin, joilla on sanottu minimietäisyys, vastaa-15 van koodikirjan (CBl, CB2) lukumäärässä M koodikirjoja vastaavan edustusvektorin indeksin tulostamiseksi koodattuna tulovektorina; tunnettu siitä, että sanotut edustusvektorit jokaisessa M 20 koodikirjassa (CBl', CB2') ovat painotettuja edustusvektoreja, joilla on jakauma, joka on keskittynyt paljon lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalisista akseleista kuin mitä • · * * ··. tahansa muuta näiden vektorien dimensionaalisista akseleista, - • · !.t.t sanotun yhden dimensionaalisen akselin ollessa eri kullekin 25 lukumäärän M koodikirjalle (CBl', CB2').
• « * · · • · • * • · : 19. Patenttivaatimuksen 16, 17 tai 18 mukainen kooderi, jossa II» * · · *.* * sanottu ohjausosa (6) sisältää: ί,ί.ϊ 3 0 välineet ryhmän painotettuja edustusvektoreja esivalitsemi- ;***: seksi kustakin M koodikirjasta, jotka edustusvektorit ovat • · · *. tulovektorin projektiokohdan vastaavalla yhdellä lukumäärästä * * * : *|* M suoria viivoja (27, 28) vieressä tai lähellä, kunkin sanotun t · *·“* suoran viivan (27, 28) ollessa viiva, joka on lähimpänä M* tl 1 35 vastaavaa painotettujen edustusvektorien jakaumaa yhdessä ;’**· lukumäärän M koodikirjoja; »· · 54 118104 jossa sanottu etäisyyden laskentaosa (5) on ohjattu laskemaan sanottu etäisyys jokaiselle lukumäärän M painotettujen edustusvektorien kombinaatiolle, jotka vektorit on valittu sanotuista M ryhmästä, sellaisen painotettujen edustusvekto-5 rien kombinaation määrittämiseksi, joka minimoi sanotun etäisyyden.
20. Kooderi akustisen tulosignaalivektorin koodaamiseksi käsittäen: 10 M virityslähdekoodikirjaa (39, 43) kullakin niistä ollessa useita viritysvektoreita, sanotun M ollessa kokonaisluku, joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2 ,- 15 ensimmäisestä Mmteen vahvistuksen tuottavat osat (41, 46) M viritysvektorin, yksi kustakin virityslähdekoodikirjasta (39, 43), kertomiseksi ensimmäisestä M:nteen vahvistuksella, vastaavasti; 20 summausosan (47) sanotuilta ensimmäisestä Minteen vahvistuksen - tuottavilta osilta (41, 46) tulevien sanottujen lukumäärältään ·*·’. M vahvistuksella varustetun viritysvektorin summaamiseksi • a yhdistetyn viritysvektorin kehittämiseksi; a aa . • a··.' aa*'.·', a a ‘m \ 25 synteesisuodattimen (37) sovitettuna virittymään sanotusta • · yhdistetystä viritysvektorista, syntetisoidun akustisen aa' signaalin luomiseksi; a a a a a a a suodatinkertoimet kehittävät välineet (35, 36), jotka on 30 sovitettu analysoimaan sanottua akustista tulosignaalia pa- rametrien saamiseksi, jotka esittävät sen spektrin verho- . ! käyrää, kvantisoimaan sanotut parametrit sekä asettamaan ne * a a sanotun synteesisuodattimen (37) suodatinkertoimiksi; aa aa a · a a a « a V ί 35 vääristymän laskentavälineet (5) erotuksen laskemiseksi - sanotun akustisen tulosignaalin ja sanotun syntetisoidun akustisen signaalin välillä ja sanotun syntetisoidun akustisen 118104 55 signaalin vääristymän sanotusta akustisesta tulosignaalista laskemiseksi sanotusta erotuksesta; M vahvistuskoodikirjaa (CBl, CB2), joista kullakin on useita 5 indeksoituja M-dimensioisia vahvistusvektoreja; ‘4*1 kerrontavälineet (21, 22) sanotuista M vahvistuskoodikirjasta (CBl, CB2) vastaavasti valittujen vahvistusvektorien kertomiseksi M ennalta määrätyllä M-dimensioisella painokerroin-10 vektorilla painotettujen vahvistusvektorien kehittämiseksi sanotuilla M painokerroinvektorilla kullakin ollessa yksi mak-simikomponentti, jonka arvo on suurempi kuin kaikkien muiden komponenttien arvot, maksimikomponenttinsa esittämän vastaavan painokerroinvektorin dimension erotessa muiden maksimikompo- 't. 15 nenttiensa esittämien M-l:n painokerroinvektorin dimensioista niin, että kustakin koodikirjasta johdettujen painotettujen vahvistusvektorien jakauma on keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka 20 sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M vahvistuskoodikirjalle (CBl, CB2); • · · * t · * · vektorien yhdistämisosan (3) sanottujen M painotetun vah- • ·· ··,·. vistusvektorin summaamiseksi M-dimensioisen yhdistetyn vah- • · 25 vistusvektorin kehittämiseksi ja sanotun yhdistetyn vahvis- * tusvektorin ensimmäisestä M:nteen komponentin asettamiseksi • * : *’ ensimmäisestä M:nteen vahvistukseksi sanotuissa ensimmäisestä • · · • · · V* M:nteen vahvistuksen tuottavissa osissa (41, 45), vastaavasti; ja :.:V 30 : *; ohjausvälineet (6) sanottujen M viritysvektorin valinnan * Λ « )· ohjaamiseksi sanotuista M virityslähdekoodikirjasta (39, 43) • · · I* yhdistetyn viritysvektorin määräämiseksi, joka minimoi sanotun • · *·* syntetisoidun akustisen signaalin vääristymän suhteessa sano- • * * · 35 ttuun akustiseen tulosignaalin, sanotun vääristymän las- ;***; kemiseksi laskentavälineillä vastaavasti sanotuista M vahvis- • · · tuskoodikirjasta (CBl, CB2) valittujen vahvistusvektorien jokaiselle yhdistelmälle yhdistetyn vahvistusvektorin mää- 118104 56 räämiseksi, joka minimoi sanotun vääristymän, ja jokaiselle lukumäärän M painotettuja vahvistusvektoreja vahvistusvek-torille, jotka vahvistusvektorit muodostavat määritetyn yhdistetyn vahvistusvektorin, vastaavan vahvistuskoodikirjan 5 (CB1, CB2) lukumäärässä M vahvistuskoodikirjoja vastaavan vahvistusvektorin indeksin tulostamiseksi osana koodattua akustista tulovektoria sekä jokaiselle lukumäärän M vahvistuksella varustetulle viritysvektorille, jotka muodostavat määritetyn yhdistetyn viritysvektorin, vastaavan viritys- 10 lähdekoodikirjän (39, 43) lukumäärässä M virityslähde- koodikirjoja vastaavan viritysvektorin indeksin tulostamiseksi osana koodattua akustista tulovektoria.
21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen kooderi, jossa sanotut M 15 painokerroinvektoria on valittu niin, että M:n diagonaali-matriisin summa, joilla diagonaalimatriiseilla on jokaisella vastaavan painokerroinvektorin komponentit diagonaali- elementteinään, on yksikkömatriisin vakiomonikerta. .¾
22. Kooderi akustisen tulosignaalivektorin koodaamiseksi käsittäen: - ·· · i i · • · • · :*. M virityslähdekoodikirjaa (39, 43) kullakin niistä ollessa • ·· ♦ useita viritysvektoreita, sanotun M ollessa kokonaisluku, joka • Φ 25 on yhtä suuri tai suurempi kuin 2; **··· ♦ ♦ M • · ensimmäisestä M.-nteen vahvistuksen tuottavat osat (41, 46) H • t· *·* ’ viritysvektorin, yksi kustakin virityslähdekoodikirjasta (39, 43), kertomiseksi ensimmäisestä M:nteen vahvistuksella, 30 vastaavasti; ··· « i • « • · · , ]· summausosan (47) sanotuilta ensimmäisestä M:nteen vahvistuksen * · · tuottavilta osilta (41, 46) tulevien sanottujen lukumäärältään I « "·’ M vahvistuksella varustetun viritysvektorin summaamiseksi • · ί,ί : 35 yhdistetyn viritysvektorin kehittämiseksi; • · · • t • · • · « j 118104 57 synteesisuodattimen (37) sovitettuna virittymään sanotusta yhdistetystä viritysvektorista, syntetisoidun akustisen signaalin luomiseksi; 5 suodatinkertoimet kehittävät välineet (35, 36), jotka on sovitettu analysoimaan sanottua akustista tulosignaalia parametrien saamiseksi, jotka esittävät sen spektrin verho-käyrää, kvantisoimaan sanotut parametrit sekä asettamaan ne sanotun synteesisuodattimen (37) suodatinkertoimiksi; 10 vääristymän laskentavälineet (5) erotuksen laskemiseksi sanotun akustisen tulosignaalin ja sanotun syntetisoidun akustisen signaalin välillä ja sanotun syntetisoidun akustisen signaalin vääristymän sanotusta akustisesta tulosignaalista 15 laskemiseksi sanotusta erotuksesta; M painotettua vahvistuskoodikir jaa (CB1', CB2'), joista kullakin on useita indeksoituja M-dimensioisia painotettuja - f vahvistusvektoreja, joilla on jakauma, joka on keskittynyt * 20 huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaali-sista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri • ♦ j.#* kullekin lukumäärän M painotetulle vahvistuskoodikirjalle I. !* (CB1' , CB2 ') ; • ♦ ♦ • · * * 25 vektorien yhdistämisosan (3) sanottujen, lukumäärästä M ,·? • » .* *** painotettuja koodikirjoja (CBl', CB2') vastaavasti valitun, M V : painotetun vahvistusvektorin summaamiseksi yhdistetyn vahvis- tusvektorin kehittämiseksi ja sanotun yhdistetyn vahvistusvek- : 30 torin ensimmäisestä M:nteen komponentin asettamiseksi ensim- » · * ·**· mäisestä M:nteen vahvistukseksi sanotuissa ensimmäisestä ·*· *, M:nteen vahvistuksen tuottavissa osissa (41, 46), vastaavasti; * * · k · * ... -,a ·*« » ♦ « · • · · :***· 35 ohjausvälineet (6) sanottujen M viritysvektorin valinnan « .***. ohjaamiseksi sanotuista M virityslähdekoodikirjasta (39, 43) * · · yhdistetyn viritysvektorin määräämiseksi, joka minimoi sanotun syntetisoidun akustisen signaalin vääristymän suhteessa sanot- 118104 58 tuun akustiseen tulosignaalin, sanotun vääristymän laskemiseksi laskentavälineillä vastaavasti sanotuista M painotetusta vahvistuskoodikirjasta (CBl', CB2') valittujen painotettujen vahvistusvektorien jokaiselle yhdistelmälle yhdiste-5 tyn vahvistusvektorin määräämiseksi, joka minimoi sanotun " vääristymän, ja jokaiselle lukumäärän M painotettuja vahvis- · tusvektoreja vahvistusvektorille, jotka vahvistusvektorit muodostavat määritetyn yhdistetyn vahvistusvektorin, vastaavan vahvistuskoodikirjän (CBl', CB2') lukumäärässä M paino-10 tettuja vahvistuskoodikirjoja vastaavan painotetun vahvistus-vektorin indeksin tulostamiseksi osana koodattua akustista tulovektoria sekä jokaiselle lukumäärän M vahvistuksella varustetulle viritysvektorille, jotka muodostavat määritetyn yhdistetyn viritysvektorin, vastaavan virityslähdekoodikirjän >* 15 (39, 43) lukumäärässä M virityslähdekoodikirjoja vastaavan viritysvektorin indeksin tulostamiseksi osana koodattua akustista tulovektoria.
23, Patenttivaatimuksen 20, 21 tai 22 mukainen kooderi, jossa 20 sanotut ohjausvälineet (6) sisältävät välineet lukumäärän M painotettujen vahvistusvektorien ryhmiä * · määräämiseksi, joissa jokaisen ryhmän vektorit on johdettu ·; * «· ··... vastaavasta koodikirjasta lukumäärässä M koodikirjoja (CBl, 1 \ 25 CB2; CBl', CB2'); ·♦»· » • · • · < • I välineet, kun M viritysvektoria määritetään, sanottujen • · · *·* * ensimmäisestä M:nteen vahvistusten ohjaamiseksi niiden optimi- arvojen määrittämiseksi, jotka optimiarvot minimoivat sanotun i.:.: 30 vääristymän,· • · · « · ♦ * • · · välineet painotettujen vahvistusvektorien ryhmän esivalitse- • · * miseksi kustakin M koodikirjasta, jotka vektorit ovat sano- ; ( · *“·* tuista optimaalisista ensimmäisestä M:nteen vahvistuksista »M J 35 koostuvan vektorin projektiokohdan lukumäärälle M suoria viivoja (27, 28) vieressä tai lähellä, vastaavasti, sanottujen H suoran viivan (21, 28) ollessa viivoja, joista jokainen on lähimpänä vastaavaa painotettujen edustusvektorien jakaumaa yhdessä lukumäärän M koodikirjoja; ja 59 11810 4 välineet vääristymän laskentavälineiden (5) ohjaamiseksi 5 sanotun vääristymän laskemiseksi jokaiselle sanotuista M ryhmästä vastaavasti valitun M painotetun vahvistusvektorin yhdistelmälle, ja sanotun vääristymän minimoivien painotettujen vahvistusvektorien yhdistelmän määrittämiseksi.
24. Patenttivaatimuksen 19 tai 23 mukainen kooderi, jossa * £ kun sanotun yhden, vastaavan koodikirjan (CBl, CB2) kanssa assosioidun, dimensionaalisen akselin suunta merkitään korostetuksi suunnaksi ja painotetun edustusvektorin kompo-15 nentti, joka vastaa korostettua suuntaa, merkitään korostetuksi komponentiksi, sanotut välineet esivalitsemiseksi käsittävät kullekin sanotulle koodikirjalle (CBl, CB2; CBl', CB2'): : 20 välineet määrittämään mihin F+l arvoalueista sanotun tulo- vektorin projektion assosioidulla yhdellä M suorista viivoista ·***. (27, 28) koordinaatti Px, sanotussa korostetussa suunnassa, • · kuuluu, ja valitaan sanotuksi ryhmäksi painotetut edustusvek- • ·· « torit joiden korostettu komponentti kuuluu samaan arvoaluee- • · *.
25 seen, ····♦ ·' • · ·· • « * ** jossa sanotut F+l arvoaluetta määritetään lukumäärän F ennalta ♦ « · *·* * määrättyjä kynnysarvoja avulla, jotka edelleen jakavat koko vastaavasta koodikirjasta (CBl, CB2; CBl', CB2') johdettujen 30 painotettujen edustusvektorien korostettujen komponenttien • * · arvoalueen, joka järjestetty nousevaan järjestykseen. • · I • · · "* 25. Dekooderi syötetyn koodin dekoodaamiseksi käsittäen: • · • · · • · · ϊ 35 M koodikirjaa (CB3, CB4) kussakin niistä ollessa useita j oka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2; t* *: indeksoituja edustusvektoreita sanotun M ollessa kokonaisluku, • · · 118104 60 kertojavälineet (24, 25) edustusvektorien valitsemiseksi, jotka edustusvektorit vastaavat sanotun syötetyn koodin vastaavia indeksejä, sanottujen koodikirjojen (CB3, CB4) vastaavista vektoreista ja sanottujen valittujen edustusvek-5 torien kertomiseksi sanottuja M koodikirjaa (CB3, CB4) varten ennalta määrätyillä M painokerroinvektorilla M painotetun edustusvektorin kehittämiseksi; ja vektorien yhdistämisosan (17), joka yhdistää sanotut M paino-10 tettua edustusvektoria rekonstruoiduksi vektoriksi; tunnettu siitä, että sanotuilla M painokerroinvektorilla kullakin on yksi maksimikomponentti, jonka arvo on suurempi kuin kaikkien muiden komponenttien arvot, maksimikomponent-15 tinsa esittämän vastaavan painokerroinvektorin dimension erotessa muiden maksimikomponenttiensa esittämien M-l:n painokerroinvektorin dimensioista niin, että kustakin koodi-kirjasta johdettujen painotettujen edustusvektorien jakauma on i keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien 20 dimensionaalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensio-naalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M koodikirjalle (CB1, CB2). • · • · · • · * *, 25
26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen dekooderi, jossa sanotut M " * painokerroinvektoria on valittu niin, että M:n diagonaalimat- • · ‘ ** riisin summa, joilla diagonaalimatriiseilla on jokaisella ··· V · vastaavan painokerroinvektorin komponentit diagonaaliele- mentteinään, on yksikkömatriisin vakiomonikerta. :30 • Il
;***; 27. Dekooderi syötetyn koodin dekoodaamiseksi käsittäen: * · · • « t M koodikirjaa (CB3, CB4) kussakin niistä ollessa useita *··*’ indeksoituja edustusvektoreita sanotun M ollessa kokonaisluku, 35 joka on yhtä suuri tai suurempi kuin 2; ja • · · • « • · Φ · · vektorien yhdistämisosan (17) sanotuista M koodikirjasta sanotun syötetyn koodin M indeksiä vastaavien edustusvektorien 118104 61 valitsemiseksi ja niiden yhdistämiseksi rekonstruoiduksi vektoriksi; tunnettu siitä, että jokainen M koodikirjoista käsittää 5 indeksoituja painotettuja edustusvektoreja, joiden jakauma on keskittynyt huomattavasti lähemmäksi yhtä näiden vektorien dimensionaalisista akseleista kuin muita näiden vektorien dimensionaalista akseleista, joka sanottu yksi dimensionaalinen akseli on eri kullekin lukumäärän M koodikirjalle. 10
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24412894A JP3273455B2 (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | ベクトル量子化方法及びその復号化器 |
| JP24412894 | 1994-10-07 | ||
| PCT/JP1995/001989 WO1996011468A1 (fr) | 1994-10-07 | 1995-09-29 | Procede de codage de vecteurs et codeur/decodeur associe |
| JP9501989 | 1995-09-29 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI971373A FI971373A (fi) | 1997-04-03 |
| FI971373A0 FI971373A0 (fi) | 1997-04-03 |
| FI118104B true FI118104B (fi) | 2007-06-29 |
Family
ID=17114186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI971373A FI118104B (fi) | 1994-10-07 | 1997-04-03 | Vektorikoodausmenetelmä, sitä käyttävä kooderi ja dekooderi |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | USRE38279E1 (fi) |
| EP (1) | EP0786762B1 (fi) |
| JP (1) | JP3273455B2 (fi) |
| KR (1) | KR100215709B1 (fi) |
| CN (1) | CN1167046C (fi) |
| AU (1) | AU682128B2 (fi) |
| DE (1) | DE69527078T2 (fi) |
| FI (1) | FI118104B (fi) |
| HK (1) | HK1001636A1 (fi) |
| MY (1) | MY116640A (fi) |
| TW (1) | TW294870B (fi) |
| WO (1) | WO1996011468A1 (fi) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU727706B2 (en) * | 1995-10-20 | 2000-12-21 | Facebook, Inc. | Repetitive sound compression system |
| US5835037A (en) * | 1996-12-31 | 1998-11-10 | Iterated Systems, Inc. | Method and apparatus for modeling discrete data sequences by multiple vector representation |
| JP3684751B2 (ja) * | 1997-03-28 | 2005-08-17 | ソニー株式会社 | 信号符号化方法及び装置 |
| US7117146B2 (en) * | 1998-08-24 | 2006-10-03 | Mindspeed Technologies, Inc. | System for improved use of pitch enhancement with subcodebooks |
| JP2001075600A (ja) * | 1999-09-07 | 2001-03-23 | Mitsubishi Electric Corp | 音声符号化装置および音声復号化装置 |
| US7337110B2 (en) * | 2002-08-26 | 2008-02-26 | Motorola, Inc. | Structured VSELP codebook for low complexity search |
| AU2002952079A0 (en) * | 2002-10-16 | 2002-10-31 | Darrell Ballantyne Copeman | Winch |
| US7054807B2 (en) * | 2002-11-08 | 2006-05-30 | Motorola, Inc. | Optimizing encoder for efficiently determining analysis-by-synthesis codebook-related parameters |
| JP3887598B2 (ja) * | 2002-11-14 | 2007-02-28 | 松下電器産業株式会社 | 確率的符号帳の音源の符号化方法及び復号化方法 |
| DE102004041418A1 (de) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Micronas Gmbh | Verfahren zur Codierung eines ersten und zweiten Datenwortes und Verfahren zur Decodierung eines codierten Datenwortes |
| US20060080090A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-04-13 | Nokia Corporation | Reusing codebooks in parameter quantization |
| JP2006295829A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 量子化装置、量子化プログラム、及び信号処理装置 |
| US20100049508A1 (en) * | 2006-12-14 | 2010-02-25 | Panasonic Corporation | Audio encoding device and audio encoding method |
| BRPI0818062A2 (pt) * | 2007-10-12 | 2015-03-31 | Panasonic Corp | Quantizador vetorial, quantizador vetorial inverso, e métodos |
| WO2013185857A1 (en) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Method and arrangement for scalable low-complexity coding/decoding |
| EP3069338B1 (en) | 2013-11-13 | 2018-12-19 | Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewand | Encoder for encoding an audio signal, audio transmission system and method for determining correction values |
| AU2020340956A1 (en) * | 2019-09-03 | 2022-03-24 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Audio filterbank with decorrelating components |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63187376A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-08-02 | Nec Corp | パタ−ン認識装置 |
| JPH02287399A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-27 | Fujitsu Ltd | ベクトル量子化制御方式 |
| US5010574A (en) * | 1989-06-13 | 1991-04-23 | At&T Bell Laboratories | Vector quantizer search arrangement |
| JPH0332228A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Fujitsu Ltd | ゲイン―シェイプ・ベクトル量子化方式 |
| US5701392A (en) * | 1990-02-23 | 1997-12-23 | Universite De Sherbrooke | Depth-first algebraic-codebook search for fast coding of speech |
| JPH0458617A (ja) * | 1990-06-28 | 1992-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ベクトル量子化装置 |
| US5313552A (en) * | 1991-03-27 | 1994-05-17 | Unisys Corporation | Apparatus for quantizing an input group of data samples into one of N quantized groups of data via a process on less than N/2 reference groups of data samples |
| US5396576A (en) * | 1991-05-22 | 1995-03-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Speech coding and decoding methods using adaptive and random code books |
| JPH05232994A (ja) * | 1992-02-25 | 1993-09-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 統計コードブック |
| JPH06130995A (ja) * | 1992-10-16 | 1994-05-13 | Oki Electric Ind Co Ltd | 統計コードブック及びその作成方法 |
| JP3224955B2 (ja) * | 1994-05-27 | 2001-11-05 | 株式会社東芝 | ベクトル量子化装置およびベクトル量子化方法 |
| IT1271182B (it) * | 1994-06-20 | 1997-05-27 | Alcatel Italia | Metodo per migliorare le prestazioni dei codificatori vocali |
| JP2970407B2 (ja) * | 1994-06-21 | 1999-11-02 | 日本電気株式会社 | 音声の励振信号符号化装置 |
| JPH08179796A (ja) * | 1994-12-21 | 1996-07-12 | Sony Corp | 音声符号化方法 |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP24412894A patent/JP3273455B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-09-29 EP EP95932940A patent/EP0786762B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-29 CN CNB95195265XA patent/CN1167046C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-29 WO PCT/JP1995/001989 patent/WO1996011468A1/ja active IP Right Grant
- 1995-09-29 KR KR1019970702269A patent/KR100215709B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-09-29 US US09/691,862 patent/USRE38279E1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-29 AU AU35782/95A patent/AU682128B2/en not_active Expired
- 1995-09-29 US US08/793,133 patent/US5825311A/en not_active Ceased
- 1995-09-29 DE DE69527078T patent/DE69527078T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-04 TW TW084110433A patent/TW294870B/zh not_active IP Right Cessation
- 1995-10-05 MY MYPI95002975A patent/MY116640A/en unknown
-
1997
- 1997-04-03 FI FI971373A patent/FI118104B/fi not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-01-27 HK HK98100715A patent/HK1001636A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3578295A (en) | 1996-05-02 |
| JP3273455B2 (ja) | 2002-04-08 |
| WO1996011468A1 (fr) | 1996-04-18 |
| EP0786762A4 (en) | 1999-03-03 |
| AU682128B2 (en) | 1997-09-18 |
| MY116640A (en) | 2004-03-31 |
| KR100215709B1 (ko) | 1999-09-01 |
| EP0786762B1 (en) | 2002-06-12 |
| DE69527078D1 (de) | 2002-07-18 |
| CN1167046C (zh) | 2004-09-15 |
| EP0786762A1 (en) | 1997-07-30 |
| US5825311A (en) | 1998-10-20 |
| HK1001636A1 (en) | 1998-07-03 |
| JPH08110799A (ja) | 1996-04-30 |
| USRE38279E1 (en) | 2003-10-21 |
| TW294870B (fi) | 1997-01-01 |
| CN1158665A (zh) | 1997-09-03 |
| FI971373A (fi) | 1997-04-03 |
| FI971373A0 (fi) | 1997-04-03 |
| DE69527078T2 (de) | 2002-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI118104B (fi) | Vektorikoodausmenetelmä, sitä käyttävä kooderi ja dekooderi | |
| US5208862A (en) | Speech coder | |
| JP3114197B2 (ja) | 音声パラメータ符号化方法 | |
| EP2200023B1 (en) | Multichannel signal coding method and apparatus and program for the methods, and recording medium having program stored thereon. | |
| US5398069A (en) | Adaptive multi-stage vector quantization | |
| US20070168197A1 (en) | Audio coding | |
| US20070019869A1 (en) | Multi-mode alpha image processing | |
| MY120520A (en) | Vector quantization method and speech encoding method and apparatus | |
| CZ20031500A3 (cs) | LPC vektorové kvantifikovací zařízení | |
| WO2010142743A2 (en) | Method for encoding/decoding a 3d mesh model that comprises one or more components | |
| JP3143956B2 (ja) | 音声パラメータ符号化方式 | |
| CA2115185C (en) | Device for encoding speech spectrum parameters with a smallest possible number of bits | |
| JP2626492B2 (ja) | ベクトル量子化装置 | |
| JPH01205638A (ja) | 多量ベクトル量子化方法及びその装置 | |
| Agrell | Spectral coding by fast vector quantization | |
| CA2201858C (en) | Vector coding method, encoder using the same and decoder therefor | |
| EP0602954B1 (en) | System for search of a codebook in a speech encoder | |
| JP2003345392A (ja) | 分割型スケーリング因子を用いたスペクトル包絡パラメータのベクトル量子化器 | |
| JP3194930B2 (ja) | 音声符号化装置 | |
| JP3272214B2 (ja) | 格子量子化器および入力ベクトルを格子量子化するための方法 | |
| KR101461840B1 (ko) | 낮은 복잡도의 타깃 벡터 식별 | |
| JP2774003B2 (ja) | コード励振線形予測符号化装置 | |
| JP3335650B2 (ja) | 音声符号化方式 | |
| Chatterjee et al. | Optimum transform domain split VQ | |
| JPH0527798A (ja) | 音声の線形予測パラメータ符号化方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 118104 Country of ref document: FI |
|
| MA | Patent expired |