FR2730336A1 - Repertoire algebrique a amplitudes d'impulsions selectionnees en fonction du signal de parole pour un encodage rapide - Google Patents

Repertoire algebrique a amplitudes d'impulsions selectionnees en fonction du signal de parole pour un encodage rapide Download PDF

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Abstract

Lors de l'encodage d'un signal de son, une recherche est effectuée dans un répertoire. Ce répertoire consiste en un ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions. Chaque combinaison définit L positions différentes et comporte des impulsions d'amplitude nulle et des impulsions d'amplitude non nulle assignées à des positions respectives p = 1, 2, ...L de la combinaison. Chaque impulsion d'amplitude non nulle assume au moins une amplitude parmi q amplitudes possibles. Pour réduire la complexité de la recherche, un sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions faisant partie du répertoire est présélectionné en relation avec le signal de son, et la recherche est limitée à ce sous-ensemble de combinaisons. Cette présélection consiste à préétablir, en relation avec le signal de son, une fonction Sp entre les positions respectives p = 1, 2, ...L et les q amplitudes possibles, la recherche étant limitée aux combinaisons du répertoire ayant des impulsions d'amplitude non nulle qui respectent la fonction préétablie. La fonction peut être préétablie en pré-assignant l'une des q amplitudes possibles à chaque position p, la fonction préétablie étant respectée lorsque les impulsions d'amplitude non nulle d'une combinaison ont chacune un amplitude égale à l'amplitude Sp pré-assignée à la position p de cette impulsion.

Description

REPERTOIRE ALGEBRIOUE A AMPLITUDES
D'IMPUrSTONS SELECTILNNÉES EN FONCTION
DU SIGNAL DE PAROLE POUR UN ENCODAGE RAPIDE
La présente invention concerne une technique améliorée pour encoder numériquement un signal de son, en particulier mais non exclusivement un signal de parole, en vue de transmettre et
synthétiser ce signal de son.
La demande pour des techniques d'encodage numérique de la parole à la fois efficaces et présentant un bon compromis entre la qualité subjective et le débit binaire augmente dans de nombreux domaines tels que la transmission de la parole par satellite, les mobiles terrestres, la radio numérique, l'enregistrement vocal, la réponse vocale
et la téléphonie sans fil.
L'une des meilleures techniques antérieures capable de réaliser un bon compromis entre la qualité et le débit binaire est la technique de prédiction linéaire à excitation par codes CELP (Code Excited Linear Prediction). Conformément à cette technique, le signal de parole est échantil]mnné et traité par trames de L échantillons (c'est-à- dire
vecteurs), ou L est un nombre prédéterminé quelconque.
La technique CELP utilise un répertoire.
Un répertoire, dans le contexte de la CELP, est un groupe indexé de séquences longues de L échantillons nommées ci-après vecteurs-codes de dimension L (combinaisons d'impulsions définissant L positions différentes et comprenant des impulsions d'amplitude nulle et des impulsions d'amplitude non nulle assignees à des positions respectives p=l, 2, L de la combinaison). Le répertoire comporte un index k variant de 1 à M, o M représente la taille du répertoire parfois exprimée en nombre de bits b: M = 2b Un répertoire peut être mémorisé dans une mémoire physique (c'est-à-dire une table de recherche), ou peut se référer à un mécanisme pour associer un index au vecteur-code correspondant (par
exemple une formule).
Afin de synthétiser la parole conformément à la technique CELP, chaque trame d'échantillons de parole est synthétisé en filtrant le vecteur-code approprié du répertoire à l'aide de filtres variant dans le temps pour modéliser les carac:éristiaues spectrales du signal de parole Du c6té de l'encodeur, la sortie synthétique est calculée pour l'ensemble ou un sous-ensemble des vecteurs-codes candidats du répertoire (recherche dans le répertoire). Le vecteur-code retenu est celui produit par la sortie synthétique qui est le plus proche du signal de parole d'origine selon une mesure de
distorsion pondérée perceptuellement.
Un premier type de répertoires sont ceux nommés répertoires "stochastiques". Un inconvénient de ces répertoires est qu'ils nécessitent souvent un mémoire physique considérable. Ils sont stochastiques, c'est-à-dire aléatoires dans le sens que la correspondance entre l'index et le vecteur-code associé implique des tables de recherche qui sont le résultat de nombres générés aléatoirement ou de techniques statistiques appliquées à des ensembles considérables de formation de parole. La taille des répertoires stochastiques tend à être limitée par la
mémoire et/ou la complexité de la recherche.
Un second type de répertoires sont les répertoires algébriques. En contraste avec les répertoires stochastiques, les répertoires algébriques ne sont pas aléatoires et ne nécessitent aucune mémoire. Un répertoire algébrique est un ensemble de vecteurs-codes indexes dans lequel les amplitudes et les positions des impulsions du kile vecteur- code peuvent être dérivés de son index k par un règle ne nécessitant aucune ou encore une mémoire physique minimale. Ainsi, la taille du répertoire algébrique n'est pas limitée par des considérations de mémorisation. Les répertoires algébriques peuvent aussi être conçus pour effectuer une recherche
efficace.
Un objet de la présente invention est donc de fournir une méthode et un dispositif pour réduire de façon drastique la complexité de la recherche dans un répertoire lors de l'encodage d'un signal de son, ces méthode et dispositif s'appliquant à un classe
étendue de répertoires.
Un autre objet de la présente invention est une méthode et un dispositif capables de sélectionner à priori un sous-ensemble de combinaisons d'impulsions du répertoire et de restreindre la recherche à ce sous-ensemble en vue de réduire la complexité de la recherche à l'intérieur du
répertoire.
Un objet supplémentaire de la présente invention est d'augmenter la taille d'un répertoire en permettant aux impulsions d'amplitude non nulle individuelles des vecteurs-codes d'assumer au moins une amplitude parmi q amplitudes possibles sans pour cela augmenter la complexité de la recherche. Plus particulièrement, conformément à la présente invention, il est prévu une méthode pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de son, le répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'impulsions, et chaque combinaison d'impulsions définissant une pluralité de positions différentes et comportant des impulsions assignées à des positions respectives de la combinaison, cette méthode comprenant les étapes suivantes: pr6sélectionner, en relation avec le signal de son, un sous-ensemble de combinaisons d'impulsions du répertoire; et
exécuter une recherche limitée au sous-
ensemble de combinaisons d'impulsions en vue d'encoder le signal de son; de sorte que la complexité de la recherche
est réduite puisque celle-ci est limitée au sous-
ensemble de combinaisons d'impulsions du répertoire.
Le présente invention concerne également une méthode pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de son, dans laquelle le répertoire consiste en un ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions, chaque combinaison d'amplitudes/positions d'impulsions définit L positions différentes et comporte des impulsions d'amplitude nulle et des impulsions d'amplitude non nulle assignées à des positions respectives p = 1, 2,.... L de la combinaison, et chaque impulsion d'amplitude non nulle assume au moins une amplitude parmi q amplitudes possibles. Cette méthode comprend les étapes suivantes: présélectionner, en relation avec le signal de son, un sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire; et
exécuter une recherche limitée au sous-
ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions
d'impulsions en vue d'encoder le signal de son.
i nouveau, la complexité de la recherche
est réduite puisque celle-ci est limitée au sous-
ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions
d'impulsions du répertoire.
Conformément à la présente invention, il est en outre prévu un dispositif pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de son, le répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'impulsions, et chaque combinaison d'impulsions définissant une pluralité de positions différentes et comportant des impulsions assignées à des positions respectives de la combinaison, le dispositif comprenant: des moyens pour présélectionner, en relation avec le signal de son, un sous-ensemble de combinaisons d'impulsions du répertoire; et des moyens pour exécuter une recherche limitée au sous-ensemble de combinaisons d'impulsions
en vue d'encoder le signal de son.
La complexité de la recherche est réduite puisque cette recherche est limitée au sous-ensemble
de combinaisons d'impulsions du répertoire.
La présente invention concerne encore un dispositif pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de son, le répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulslons, chaque combinaison d'amplitudes/positions d'impulsions définissant L positions différentes et comportant des impulsions d'amplitude nulle et des impulsions d'amplitude non nulle assignées à des positions respectives p = 1, 2,...L de la combinaison, et chaque impulsion d'amplitude non nulle assumant au moins une amplitude parmi q amplitudes possibles. Ce dispositif comprend des moyens pour présélectionner, en relation avec le signal de son, un sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire, et des moyens pour exécuter une recherche limitée au sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions en vue d'encoder le signal de son, de sorte que la complexité de la recherche est réduite puisque celle-ci est limitée au sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions
d'impulsions du répertoire.
Selon l'invention, il est encore prévu un système de communication cellulaire pour couvrir une grande surface géographique divisée en une pluralité de cellules, comprenant: des unités mobiles de transmission/réception; des stations de base cellulaires respectivement situées à l'intérieur des cellules; des moyens pour contrôler la communication entre les stations de base cellulaires; un sous-système de communication bidirectionnel sans fil entre chaque unité mobile située à l'intérieur d'une cellule et la station de base cellulaire de la même cellule, le sous-système de communication bidirectionnel sans fil comprenant à l'intérieur de l'unité mobile et à l'intérieur de la station de base cellulaire (a) un transmetteur incluant des moyens pour encoder un signal de parole et des moyens pour transmettre le signal de parole encode, et (b) un récepteur incluant des moyens pour recevoir un signal de parole encodé transmis et des moyens pour décoder le signal de parole encodé reçu; dans lequel les moyens pour encoder le signal de parole comprennent un dispositif pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de parole, le répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'impulsions, et chaque combinaison d'impulsions définissant une pluralité de positions différentes et comportant des impulsions assignees à des positions respectives de la combinaison, le dispositif pour effectuer une recherche comprenant: des moyens pour présélectionner, en 20. relation avec le signal de parole, un sous-ensemble de combinaisons d'impulsions du répertoire; et des moyens pour exécuter une recherche limitée au sous-ensemble de combinaisons
d'impulsions en vue d'encoder le signal de son.
c En opération, la complexité de la recherche est réduite puisque cette recherche est limitée au sous-ensemble de combinaisons d'impulsions
du répertoire.
S Finalement, la présente invention concerne un système de communication cellulaire pour couvrir une grande surface géographique divisée en une pluralité de cellules, comprenant: des unités mobiles de transmission/réception; des stations de base cellulaires respectivement situées à l'intérieur des cellules; des moyens pour contrôler la communication entre les stations de base cellulaires; un sous-système de communication bidirectionnel sans fil entre chaque unité mobile située à l'intérieur d'une cellule et la station de base cellulaire de la même cellule, le sous-système de communication bidirectionnel sans fil comprenant à l'intérieur de l'unité mobile et à l'intérieur de la station de base cellulaire (a) un transmetteur incluant des moyens pour encoder un signal de parole et des moyens pour transmettre le signal de parole encodé, et (b) un récepteur incluant des moyens pour recevoir un signal de parole encodé transmis et des moyens pour décoder le signal de parole encodé reçu; dans lequel les moyens pour encoder le signal de parole comprennent un dispositif pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de parole, le répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions, chaque combinaison d'amplitudes/positions d'impulsions définissant L positions différentes et comportant des impulsions d'amplitude nulle et des impulsions d'amplitude non nulle assignées à des positions respectives p = 1, 2....L de la combinaison, et chaque impulsion d'amplitude non nulle assumant au moins une amplitude parmi q amplitudes possibles, le dispositif pour effectuer une recherche comprenant: des moyens pour présélectionner, en relation avec le signal de parole, un sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire; et des moyens pour exécuter une recherche limitée au sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions en vue d'encoder le signal de parole; de sorte que la complexité de la recherche est réduite puisque cette recherche est limitée au sous- ensemble de combinaisons
d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le sous-ensemble est présélectiornné en préétablissant, en relation avec le signal de son, une fonction Sp entre les positions respectives p = 1, 2, L et les q amplitudes possibles, et la recherche est limitée aux combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire dont les impulsions d'amplitude non nulle respectent la fonction préétablie. Avantageusement, la fonction Sp est préétablie en pré- assignant, en relation avec le signal de son, l'une des q amplitudes possibles à chaque position p. et la fonction préétablie est respectée lorsque les impulsions d'amplitude non nulle d'une combinaison d'amplitudes/positions d'impulsions
ont chacune une amplitude égale à l'amplitude SF pré-
assignée à la position p de l'impulsion d'amplitude
non nulle.
De préférence, la pré-assignation de l'une des q amplitudes possibles à chaque position p comprend les étapes suivantes: traiter le signal de parole de sorte à produire un signal-cible D ayant été filtré à rebours et un signal résiduel R' duquel une composante de prédiction à long terme a été retirée; calculer un vecteur estimatif d'amplituade B en réponse au signal-cible D et au signal résiduel R'; et pour chacune des positions p. quantifier une estimation d'amplitude R1, du vecteur B afin d'obtenir l'amplitude à sélectionner pour la position p. Le calcul du vecteur estimatif d'amplitude B comporte de préférence une étape de sommation du signal-cible D dans la forme normalisée suivante: D avec le signal résiduel R' dans la forme normalisée suivante: R/ I| R '1i pour ainsi obtenir un vecteur estimatif d'amplitude B de la forme suivante:
D RI
B= (1-D) D+ l'R o 5 est une constante fixe ayant de préférence une valeur située entre O et 1 Selon un autre mode de réalisation préférée de la présente invention, la qtuantification est réalisée sur une estimation d'amplitude normalisée à la valeur crête B. du vecteur B en utilisant l'expression suivante! B /max jB n dans laquelle le dénominateur est un facteur de normalisation représentant une
amplitude crête des impulsions d'amplitude non nulle.
Les impulsions d'amplitude non nulle sont avantageusement restreintes conformément à un nombre donné de codes de permutations d'impulsion unique entrelacées. La recherche dans le répertoire comprend de préférence une maximisation d'un rapport donné ayant un dénominateur O2 calculé au moyen de N bocucles imbriquées conformément à La relation suivante: k = gL/(p1,pl) +U'(p2p2) + 2u1(p1,P2) +U ([P3,P) + 2u1(p1,p,) 2ui'(p2,p) +U(r..j.)+ 2U(p.,..+ 2U(,..) +...+ 2U' (n.... 2(n.. ) o le calcul pour chaque boucle est exprimé dans une ligne séparée à partir de la boucle la plus à l'extérieur vers la boucle la plus à l'intérieur des N boucles imbriquées, ou pn est la position de la niez impulsion d'amplitude non nulle de la combinaison, et o U' (p.,p,) est une fonction qui dépend de l'amplitude Sp pré-assignée à une position p. parmi les positions p et l'amplitude sp pré- assignée à une
position py parmi les positions p. Dans le calcul ci-
dessus, au moins la boucle la plus à l'intérieur des N boucles imbriquées peut être omise chaque fois que l'inégalité suivante est vraie S Dp <T =D e o S est l'amplitude pré-assignée à la position p, DP est la pni_ composante du vecteur-cible D, et T- est un seuil relié au vecteur-cible D. Les objets, avantages et autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront
plus clairement la lecture de la description non
limitative qui suit d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donné à titre d'exemple seulement en référence aux dessins annexes dans lesquels: La figure 1 est un bloc diagramme schématique d'un dispositif d'encodage de signal de son comprenant un sélecteur d'amplitude et un contrôleur d'optimisation selon la présente invention; La figure 2 est un bloc diagramme schématique d'un dispositif de décodage associé au dispositif d'encodage de la figure 1; La figure 3a est une séquence d'opérations de base pour effectuer une recherche rapide dans un répertoire conformément à la présente invention, basée sur des amplitudes d'impulsions sélectionnées en fonction du signal de son; La figure 3b est une séquence d'opérations pour pré- assigner l'une des q amplitudes à chaque position p des combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions; La figure 3c est une séquence d'opérations qui décrit une recherche à l'aide de N boucles imbriquées dans laquelle la boucle la plus A l'intérieur est omise à chaque fois que la contribution des premières N-1 impulsions au numérateur DAkT est considérée insuffisante; La figure 4 est une représentation schématique des N boucles imbriquées utilisées pour la recherche dans le répertoire; et La figure 5 est un bloc diagramme schématique illustrant l'infrastructure d'un système
de communication cellulaire typique.
Tel que déjà mentionné, la figure 5 illustre l'infrastructure d'un système de
communication cellulaire typique 1.
Bien qu'une application de la méthode et du dispositif de recherche selon l'invention à un système de communication cellulaire soit divulguée dans le présent mémoire descriptif comme exemple non limitatif, on doit garder à l'esprit que ces méthodes et dispositif peuvent être utilisés avec les mêmes avantages dans plusieurs autres types de systèmes de
communication requérant 1'encodage d'un signal de son.
Dans un système de communication cellulaire tel que 1, un service de télécommunications est fourni sur une grande surface géographique en divisant cette grande surface en plusieurs cellules plus petites. Chaque cellule a une station de base cellulaire 2 (figure 5) pour fournir des voies de signalisation radio, des voies de transmission audio
et des voies de transmission de données.
Les voies de signalisation radio sont utilisées pour appeler des radiotéléphones mobiles (unités de transmission/réception mobiles) tels que 3 à l'intérieur des limites de la zone couverte (cellule) par la station de base cellulaire, et pour acheminer des appels à d'autres radiotéléphones à l'intérieur ou à l'extérieur de la cellule de la station de base, ou à un autre réseau tel que le
Réseau Téléphonique Public Commuté (RTPC) 4.
Lorsqu'un radiotéléphone 3 a acheminé ou reçu un appel avec succès, une voie de transmission audio ou de données est établie avec la station de base cellulaire 2 correspondant à la cellule à l'intérieur de laquelle le radiotéléphone 3 est situé, et la communication entre la station de base 2 et le radiotéléphone 3 s'effectue sur cette voie de transmission audio ou de données. Le radiotéléphone 3 peut aussi recevoir de l'information de contr8le et de synchronisation sur la voie de signalisation
pendant qu'un appel est en cours.
Lorsqu'un radiotéléphone 3 quitte la cellule pendant un appel et entre dans une autre cellule, le radiotéléphone transfère l'appel sur une voie de transmission audio ou de données disponible dans la nouvelle cellule. De façon similaire, si aucun appel n'est en cours, un message de contrôle est transmis sur la voie de signalisation de sorte que le radiotelephone s'enregistre dans la station de base 2 associée à la nouvelle cellule. De cette manière, la communication mobile sur une grande surface
géographique est possible.
Le système de communication cellulaire 1 comporte en outre un terminal 5 pour contr8ler la communication entre les stations de base cellulaires 2 et le Réseau Téléphonique Public Commuté (RTPC) 4, par exemple pendant un communication entre un radiotéléphone 3 et le RTPC 4, cu entre un radiotélephone 3 dans une première celiuie es un radintAléphone 3 dans une seconde cellule Bien entendu, un sous- système de communication radio sans fil bidirectionnel est requis pour établir la communication entre chaque radiotéléphone 3 situé dans une cellule et la station
de base cellulaire 2 de cette cellule. Un tel sous-
système de communication radio sans fil bidirectionnel comporte, de façon typique, dans le radiotéléphone 3 et également dans la station de base cellulaire 2 (a) un transmetteur pour encoder le signal de parole et pour transmettre le signal de parole ainsi encodé à travers une antenne tel que 6 ou 7, et (b) un récepteur pour recevoir un signal de parole encodé transmis à travers la même antenne 6 ou 7 et pour décoder le signal de parole encodé reçu. Comme il est bien connu des personnes versées dans la technique, l'encodage de la parole est nécessaire pour réduire la largeur de bande nécessaire a la transmission de la parole à travers le système de communication radio sans fil bidirectionnel, i.e. entre un radiotéléphone
3 et une station de base 2.
Le but de la présente invention est de fournir une technique numérique efficace pour l'encodage de la parole offrarnt un bon compromis entre la qualité subjective et le débit binaire, par exemple pour la transmission bidirectionnelle de signaux de parole entre un station de base cellulaire 2 et un radiotéléphone 3 à travers une voie de transmission audio ou de données. La figure 1 est un bloc diagramme schématique d'un dispositif d'encodage numérique de la parole adéquat pour mettre en oeuvre
une telle technique.
Le dispositif d'encodage de la parole de la figure 1 est le même dispositif d'encodage qu'illustré à la figure 1 du brevet US-A-5 444 816 auquel un sélecteur d'amplitude 112 conforme à la présente invention a été ajouté. Le document US-A-5 S15 444 816 a été délivré le 22 août 1995 pour une invention intitulée uDYNAMIC CODEBOOK FOR EFFICIENT
SPEECH CODING BASED ON ALGEBRAIC CODES".
Le signal de parole analogue est échantillonné et traité par blocs. Il doit être mentionné que la présente invention n'est pas limitée à une application à un signal de parole. L'encodage d'autres types de signaux de son peut aussi être envisagé. Dans l'exemple illustr4, le bloc d'entrée d'échantillons de parole S (figure 1) comporte L échantillons consécutifs. Dans la littérature relative au CELP, L est désigné comme étant la longueur de "sous- trame" et est typiquement situé entre 20 et 80. Egalement, les blocs de L échantillons sont désignés comme des vecteurs de dimension L. Des vecteurs de dimension L varies sont produits au cours de la procédure d'encodage. Une liste de ces vecteurs qui apparaissent aux figures 1 et 2, et aussi une liste des paramètres transmis est donnée ci-après: Liste des Drincipaux vecteurs de dimension L: S Vecteur de parole d'entrée; R' Vecteur résiduel duquel une composante de prédiction à long terme a été retirée; X Vecteur-cible; D Vecteur-cible ayant été filtré à rebours; A, Vecteur-code d'index k du répertoire algébrique; et Ck Vecteur d'innovation (vecteur- code filtré). Liste des paramtres transmi: k Index du vecteur-code (entrée du répertoire algébrique); g Gain; STP Paramètre de prédiction à court terme (définissant A(z)); et LTP Paramètres de prédiction à long terme
(définissant un gain b et un retard T).
PRINCIPE DE DÉCODAGE:
Nous croyons qu'il est préférable de tout d'abord décrire le dispositif de décodage de la parole de la figure 2 qui illustre les différentes étapes effectuées entre l'entrée numérique (1'entrée du démultiplexeur 205) et la parole échantillonnée à la
sortie du filtre de synthèse 204.
Le démultiplexeur 205 extrait quatre paramètres différents de l'information binaire qu'il reçoit d'une voie numérique d'entrée, à savoir l'index k, le gain g, les paramètres de prédiction à court terme STP, et les paramètres de prédiction à long terme LTP. Le vecteur S de dimension L du signal de parole est synthétisé sur la base de ces quatre
paramètres tel qu'il sera expliqué dans la description
qui suit.
Le dispositif de décodage de la parole de la figure 2 comprend un répertoire dynamique 208 composé d'un générateur de code algébrique 201 et d'un pré-filtre adaptatif 202, un amplificateur 206, un additionneur 207, un module de prédiction a long terme
203, et un filtre de synthèse 204.
Dans une première étape, le générateur de code algébrique 201 produit un vecteur-code A, en
réponse à l'index k.
Dans une seconde étape, le vecteur-code Ak est traité par le pré- filtre adaptatif 202 lui-même alimenté par les paramètres de prédiction à long terme
LTP pour produire un vecteur d'innovation de sortie Ck.
La fonction du pré-filtre adaptatif 202 est de contrôler de manière dynamique le contenu fréquentiel du vecteur d'innovation C. afin d'améliorer la qualité de la parole, c'est-à-dire de réduire la distorsion audible causée par des fréquences qui agacent l'oreille humaine. Des fonctions de transfert typiques F(z) pour le pré- filtre adaptatif 202 sont données ei-après: A (Z/y1) F(Z) = ( z/y2. ) Fb (Z) = _ VV-bz I 2 5 Fa(z) est un pré-filtre dans lequel 0 < y, < Y < 1 sont des constantes. Ce pré-filtre rehausse la région des formants et est très efficace spécialement lorsque le codage est réalisé à un débit
inférieur à 5 kbit/s.
Fb(z) est un pré-filtre ou T est un paramètre de prédiction à long terme représentatif d'un retard qui varie dans le temps et b0 est soit constant ou égal au paramètre (b) de prédiction à long terme quantifié des sous-trames courantes ou précédentes. Fb(z) est très efficace pour rehausser les fréquences harmoniques (pitch harmonie frequencies) à tous les débits. Ainsi, F(z) inclut, de façon typique, un pré-filtre Fb(z) parfois combiné a un pré-filtre Fa(z), à savoir: F(z) = Fa(z) Fb(z) Conformément à la technique CELP, le signal de parole échantillonné de sortie est obtenu en multipliant le vecteur d'innovation Ck en provenance du répertoire 208 par le gain g à l'aide de l'amplificateur 206. L'additionneur 207 somme alors la forme d'onde gCk mise à l'échelle avec la sortie E (la composante de prédiction à long terme du signal d'excitation du filtre de synthèse 204) du module de prédiction à long terme 203 alimenté par les
paramètres LTP, placé dans un boucle de contre-
réaction et ayant une fonction de transfert B(z) définie comme suit: B(z) = bz T o b et T sont respectivement les gain et retard
définis ci-dessus.
Le module de prédiction 203 est un filtre ayant une fonction de transfert qui dépend des derniers paramètres LTP reçus, c'est-a-dire les paramètres b et T afin de modéliser la périodicité de la parole. Il introduit les gain b et retard T appropriés des échantillons. Le signal composite E + gCk constitue le signal d'excitation du filtre de synthèse 204 ayant un fonction de transfert 1/A(z)
(A(z) étant défini dans la description qui suit). Le
filtre 204 fournit la forme spectrale correcte conformément aux derniers paramètres STP reçus. Plus particulièrement, le filtre 204 modélise les fréquences de résonance (formants) de la parole. La sortie 9 est le signal de parole échantillonné et synthétisé pouvant être converti en un signalanalogue à l'aide d'un filtre antirepliement approprié 2'? conformément à une technique bien connte de!'homme de l'art. Il existe plusieurs façons de construire un générateur de code algébrique 20! Une méthode avantageuse, divulguée dans le brevet américain précité US-A-5 444 816 consiste à utiliser des codes entrelacés, c'est-à-dire au moins un code, de
permutations d'impulsion unique.
Ce concept sera illustré au moyen d'un générateur de code algébrique simple 201. Dans cet exemple, L - 40 et l'ensemble de vecteurs-codes de dimension L 40 contient seulement N = 5 impulsions d'amplitude non nulle qui seront numérotées Sp, Sp, sp3, Sp, S. Dans cette notation plus détaillée, Pi représente la position de la iie
impulsion à l'intérieur de la combinaison (c'est-à-
dire que pi peut varier de 0 à T.-1). Supposons que l'impulsion SP soit limitée à huit positions possibles p, comme suit: pl - 0,5, 10,15,20,25,30,35 = 0+8m,;ml= 0,1...7 Parmi ces huit positions, qui peuvent être nommées "voie #1", une impulsion d'amplitude non nulle et sept impulsions d'amplitude nulle peuvent être librement permutées. Il s'agit d'un "code de permutations d'impulsion unique". Si nous entrelaçons maintenant N=5 "codes de permutations d'impulsion unique" de ce type en limitant également les positions
des impulsions restantes de la même façon (c'est-à-
dire aux voie #2, voie #3, voie #4, et voie #5).
pi = 0,5,10,15,20,25,30,35 = 0+8m1 P2 = 1,6,11,16,21,26,31,36 = +$m, p3 = 2,7,12,17,22,27,32,37 = 2+8m3 p = 3,8,13,18,23,28,33,38 = 3+8m4 P5 4, 9,14,19,24,29,34,39 4+8m5 A noter que les entiers mi = 0, 1,..., 7 définissent entièrement la position Pi de chaque impulsion S. Ainsi, un index de position simple k peut être dérivé par simple multiplexage des mirs en utilisant la relation suivante: kp = 4096 ml + 512 m2 + 64 m3 + 8 m4 + m, Il doit être noté que d'autres répertoires peuvent être dérivés en utilisant les voies 2G d'impulsions ci-dessus. Par exemple, seulement 4 impulsions peuvent être utilisées, o les trois premières impulsions occupent les positions dans les trois premières voies, respectivement, tandis que la quatrième impulsion occupe soit la quatrième soit la cinquième voie avec un bit d'identification de cette voie. Ce design donne lieu à un répertoire à
positions de 13 bits.
Dans l'art antérieur, il était assumé que les impulsions d'amplitude non nulle avaient à toutes fins utiles une amplitude fixe pour des raisons de complexité de la recherche du vecteur-code. En effet, si l'impulsion S peut assumer l'une quelconque parmi q amplitudes possibles, un nombre aussi grand que qN combinaisons d'amplitudes d'impulsions aura à être considérées pendant la recherche. Par exemple, si les cinq impulsions du premier exemple peuvent prendre l'une des q = 4 amplitudes possibles, par exemple SP = +1, -1, +2, -2 au lieu d'une amplitude fixe, la taille du répertoire algébrique passe de 15 à 15+ (5x2) bits = 25 bits, ce qui se traduit par un recherche
mille fois plus complexe.
Un but de la présente invention est de divulguer le fait surprenant qu'une très bonne performance peut être obtenue avec des impulsions de
q amplitudes sans accroitre pour autant la complexité.
La solution consiste à limiter la recherche à un sous-
ensemble restreint de vecteurs-codes. La méthode de sélection des vecteurs-codes est reliée au signal de parole d'entrée tel qu'il sera expliqué dans la
description qui suit.
Le bénéfice pratique de la présente invention est d'augmenter la taille du répertoire algébrique et dynamique 208 en permettant aux impulsions individuelles d'assumer différentes amplitudes possibles sans augmenter la complexité de
la recherche du vecteur-code.
PRINCIPE D' ENCODAGE:
Le signal de parole échantillonné S est encodé bloc par bloc par le système d'encodage de la
figure 1, formé de 11 modules numérotés de 102 à 112.
La fonction et l'opération de la plupart de ces
modules sont inchangées par rapport à la description
du brevet américain précité. US-A- 5 444 816. Donc,
bien que la description qui suit explique au moins
brièvement la fonction et l'opération de chaque module, elle se concentrera sur la matière aui est nouvelle par rapport à la divulgation du brevet américain précité US-A- 5 444 S1E Pour chaque sous-trame de L échantillons du signal de parole, un ensemble de paramètres de codage par prédiction linéaire LPC, nommés paramètres de prédiction à court terme STP, est produit conformément à une technique de l'art antérieur à l'aide d'un module analyseur de spectre LPC 102. Plus spécifiquement, le module analyseur 102 modélise les caractéristiques spectrales de chaque sous-trame S de
L échantillons.
La sous-trame d'entrée S de L échantillons est blanchie par un filtre blanchissant 103 ayant la fonction de transfert suivante basée sur les valeurs courantes des paramètres STP: M A(z) = az-i i-O o aa = 1, et z est la variable habituelle de la transformée en ez". Tel qu'illustré à la figure 1, le filtre blanchissant 103 produit un vecteur résiduel R. Un module extracteur de paramètres LTP 104 est utilisé pour calculer et quantifier les paramètres LTP, à savoir le retard T et le gain g de prédiction à long terme. L'état initial du module 104 est aussi initialisé à une valeur FS en provenance d'un module extracteur d'états initiaux 110. Une procédure détaillée pour calculer et quantifier les paramètres LTP est décrite dans le brevet américain ci-dessus mentionné US-A-5 444 816; cette procédure est bien connue de l'homme de l'art. En conséquence, celle-ci ne sera pas décrite davantage dans la présente divulgation. Un module de caractérisation des réponses des filtres 105 (figure 1) est alimenté par les paramètres STP et LTP pour calculer une caractéristique des réponses des filtres FRC pour fins
d'utilisation lors des étapes subséquentes.
L'information FRC est formée des trois composantes suivantes o n - 1, 2,
. L. f(n) i réponse de F(z) A noter que P(z) inclut, de façon typique, le pré-filtre de fréquence fondamentale. * h(n): réponse de - f(n) A(z -" o y est un facteur perceptuel. De façon plus générale, h(n) est la réponse impulsionnelle de F(z)W(z)/A(z) qui est une cascade du pré-filtre F(z), du filtre de pondération perceptuelle W(z) et du filtre de synthèse 1/A(z). A noter que F(z) et 1/A{z) sont les mêmes filtres que ceux utilisés dans le décodeur de la..DTD: figure 2.
* U(i,j): autocorrelation de h(n) conformément à l'expression suivante: L (i, j) - E h(k-i+l) h(kj+l) k=l pour LiiL et ij:L; h(n O pour n<l Le module de prédiction à long terme 106
est alimenté par le signal d'excitation passé (c'est-
à-dire E + gCk de la sous-trame précédente) pour former la nouvelle composante E utilisant des retard T et
gain b appropriés.
L'état initial du filtre perceptuel 107 est ajusté à la valeur FS en provenance du module extracteur d'états initiaux 110. Le vecteur résiduel R'= R-E calculé par un soustracteur 121 (figure 1) est alors appliqué au filtre perceptuel 107 pour obtenir à la sortie de ce filtre 107 un vecteur-cible X. Tel qu'illustré à la figure 1, les paramètres STP sont appliques au filtre 107 pour varier sa fonction de transfert en rapport avec ces paramètres. X = R' - P o P représente la contribution de la prédiction à long terme (LTP) incluant la "sonnerie" des excitations passées. Le critère MSE qui s'applique à A peut maintenant être exprimé sous la forme de la matrice suivante: minll2 minISI-s'III2 = minIS'-[P-gAsHT]!2 k k k = minlX- gAH r112 k o H est une matrice triangulaire inférieure L x L de Toeplitz formée à partir de la réponse h(n) comme suit. Le terme h(0) occupe la diagonale de la matrice et les termes h(1), h(2),...h(L- 1) occupent des
diagonales inférieures respectives.
Une étape de filtrage à rebours est effectuée par le filtre 108 de la figure 1. En mettant la dérivée de l'équation ci-dessus égale à zéro par rapport au gain g, nous obtenons le gain optimal suivant: cg X(AkH) T g= k Avec cette valeur de gain g, la minimisation devient: mxni!A![2=min {1xl2(X(AkH ú) r) 2 k k I^AkH T112 L'objectif est de trouver l'index k particulier pour lequel la minimisation est réalisée. A noter que puisque 1X12 est une quantité fixe, le même index peut être trouvé en maximisant la quantité suivante: (X(A HT)2 t (XH)AT r(2 (DAkT) 2 max - = max _= max k NA r'2 k c2 k k k
oi D = (XH) et oG I=AkH i2.
Dans le filtre à rebours 108, un vecteur- cible D - (XH) est calculé. Le terme "filtrage à rebours" pour cette opération provient de l'interprétation de (XH4) comme le filtrage de X
renversé dans le temps.
Seul un module sélecteur d'amplitude 112
a été ajouté a la figure 1 du brevet américain US-A-
US-A- 5 444 816. La fonction du sélecteur d'amplitude 112 est de restreindre les vecteurs-codes Ak qui font l'objet d'une recherche par le module contrôleur d'optimisation 109 aux vecteurs-codes les plus prometteurs pour ainsi réduire la complexité de la recherche des vecteurs-codes. Tel que décrit précédemment, chaque vecteur-code Ak est une forme d'onde décrivant une combinaison d'amplitudes/positions d'impulsions définissant L positions p différentes ct comprenant des impulsions d'amplitude nulle et des impulsions d'amplitude non nulle assignées à des positions respectives p _ 1, 2, L de la combinaison, dans laquelle chaque impulsion d'amplitude non nulle assume au moins une amplitude parmi q amplitudes différentes possibles. Se référant maintenant aux figure 3a, 3b et 3c, la fonction du module sélecteur d'amplitude 112 est de pré-établir une fonction S. entre les positions p de la forme d'onde du vecteur-code et les q valeurs
possibles d'amplitudes d'impulsions. La fonction pré-
établie Sp est dérivée en relation avec le signal de parole avant la recherche dans le répertoire. Plus
spécifiquement, cette fonction est pré-établie en pré-
assignant, en relation avec le signal de parole, au moins l'une des q amplitudes possibles à chaque position p de la forme d'onde (étape 301 de la figure 3a). Afin de pré-assigner l'une des q amplitudes à chaque position p de la forme d'onde, un vecteur estimatif d'amplitude B est calculé en réponse au vecteur-cible.D et au vecteur résiduel R'. Plus spécifiquement, le vecteur estimatif d'amplitude B est calculé en sommant (étape 301-1 de la figure 3b) le vecteur-cible D dans la forme normalisée suivante: 3E D et la vecteur résiduel R' dans la forme normalisée suivante: Rl I! R 'Ij pour ainsi obtenir un vecteur estimatif d'amplitude B de la forme: D_+ Rt = (l- Ditoll R'l o B est une constante fixe ayant une valeur typique de M (la valeur de 5 est choisie entre O et 1 dépendant du pourcentage d'impulsions d'amplitude non
nulle utilisées dans le code algébrique).
Pour chaque position p de la forme d'onde, l'amplitude S, à être préassignée à cette position p est obtenue en quantifiant une estimation d'amplitude correspondante B, du vecteur B. Plus spécifiquement, pour chaque position p de la forme d'onde, une estimation d'amplitude normalisée à la valeur crête Bp 39c du vecteur B est cuantifié (étape 301-2 de la figure 3b) en utilisant l'expression suivante: S = Q( //maxAi 1> P o3 Q (.) est une foncnion de quantification et maxlB | r, est un facteur de normalisation représentant une
amplitude crête des impulsions d'amplitude non nulle.
Dans le cas spécial important dans lequel: - q = 2, c'est-à-dire les amplitudes d'impulsions peuvent assumer seulement deux valeurs (i.e. S = 1); et PI - la densité des impulsions d'amplitude non nulle N/L est inférieure ou égale à 15%; la valeur de i peut être égale à zéro; alors, le vecteur estimatif d'amplitude B se réduit simplement au vecteur-cible D et par conséquent s$ = sign(Dp) 4O La fonction du module contrôleur d'optimisation 109 est de sélectionner le meilleur vecteur-code Ak du répertoire algébrique. Le critère de sélection est donné sous la forme d'un rapport à être calculé pour chaque vecteur-code Ak et à être maximisé parmi tous les vecteurs-codes (étape 303): (DA k) 2 max k2
o D = (XH) et 2 = FAkHTI2.
Puisque A, est un vecteur-code algébrique ayant N impulsions d'amplitudes respectives non nulles SP, le numérateur est égal au carré de Pj DAi = tDPS i--1 Dp Sp et le dénominateur est un terme d'énergie qui peut être exprime comme suit: ak = (XP)2ttSpSp U(ppj cx2 2 US(p.,p,) +2 S)PU(p
-SI J=1+P
4; o U(p.,p) est la corrélation associée à deux impulsions d'amplitude unitaire, l'une a la position Pi et l'autre à la positionp. Cette matrice est calculée avec l'équation ci-dessus par le module de s caractérisation des réponses des filtres 105 et est comprise dans l'ensemble de paramètres identifiées par la référence FRC dans le bloc diagramme de la figure 1. Une méthode rapide pour calculer ce dénominateur (étape 304) utilise les N boucles imbriquées illustrées à la figure 4 dans laquelle la notation S(i) et SS(i,j) est employée à la place des quantités respectives S et " S S Ir. Le calcul Pi P Pj du dénominateur "k2 est l'opération qui consomme le plus de temps. Les calculs contribuant à -ë et qui sont effectués dans chaque boucle de la figure 4 peuvent être présentés sur des lignes séparées à partir de la boucle la plus à l'extérieur jusqu'à la boucle la plus à l'intérieur comme suit: S 2U(pl,pl) +S U (p2, p2) - 2SS S U (p, p2)
+SP 2 N +
+SP 2U(P3, P3) + 2 [S S (P, P3) +SpP2SP U(P2 P3)]
-...... -- -
+ S U (p, PN P) + 2[S SP U ( Pi P) 5+2 S pvU P,2 t" +S PS, U M, A 1 o Pi est la position de la ii'. impulsion d'amplitude non nulle. A noter que les N boucles imbriquées de la figure 4 permettent de contraindre les impulsions d'amplitude non nulle des vecteurs-codes Ai à l'aide de
N codes de permutations d'impulsion unique entrelacés.
Dans la présente invention, la complexité de la recherche est réduite de façon drastique en réduisant le sous-ensemble de vecteurs-codes Ak à l'intérieur duquel la recherche est effectuée aux vecteurs-codes dont les N impulsions d'amplitude non nulle respectent
la fonction préétablie à l'étape 301 de la figure 3a.
La fonction préétablie est respectée lorsque les N impulsions d'amplitude non nulle d'un vecteur-code Ak
ont chacune une amplitude égale à l'amplitude pré-
assignée à la position p de l'impulsion d'amplitude
non nulle.
Cette limitation au sous-ensemble de vecteurs-
codes est tout d'abord réalisée en combinant la fonction préétablie Sp avec les entrées de la matrice U(i,j) (étape 302 de la figure 3a) et alors en utilisant les N boucles imbriquées de la figure 4 dans laquelle toutes les impulsions S(i) sont assumées être
fixes, positives et d'amplitude unitaire (étape 303).
Ainsi, bien que l'amplitude des impulsions d'amplitude non nulle puisse prendre l'une quelconque des q valeurs possibles dans le répertoire algébrique, la complexité de la recherche est réduite comme s'il s'agissait d'amplitudes fixes. Plus précisément, la matrice U(i,j) fournie par le module de caractérisation des réponses des filtres 105 est combiné avec la fonction préétablie selon la relation suivante (étape 302): Ul(i,j) = S1 5 U(i,j) o Si résulte de la méthode de sélection du module sélecteur d'amplitude 112, à savoir S1 est l'amplitude sélectionnée pour une position individuelle i suivant la quantification de l'estimation d'amplitude correspondante. Avec cette nouvelle matrice, le calcul pour chaque boucle de l'algorithme rapide peut être exprimé sur une ligne séparée, de la boucle la plus à l'extérieur vers la boucle la plus à l'intérieur, comme suit: C =YU (plP1]) t Ul(p2,p2) + 2U/(pl,p2) + U (p$,p3) + 2U/(pl,p3) t 2U(p2,,p3)
ÀÀ.......... ..À
+ U (p,,p,) + 2 U ' (pl,p) + 2(PP) + + 2U (PN-lP,) o px est la position de la xm impulsion d'amplitude non nulle de la forme d'onde, et o Ui' (p,,py) est une fonction dépendante de l'amplitude s pré- assignée une position p, parmi les positions p et l'amplitude s pré- assignée à une position py parmi les positions p. Pour réduire davantage la complexité de la recherche, on peut omettre (comme par exemple à la figure 3c) en particulier, mais non exclusivement, la boucle la plus a 1 '.i.ntérieur chaque fois que l'inégalité suivante est vraie: $ çD <Tn n -1 ipo P o Sp est l'amplitude pré-assignée à la positiorn p,, D est la pend composante du vecteur-cible D, et TDest un seuil relié au vecteur-cible D. Le signal d'excitation global E + gCk est fourni par un additionneur 120 (figure 1) à partir du signal gCk en provenance du module contrôleur 109 et
la sortie E en provenance du module de prédiction 106.
Le module extracteur d'états initiaux 110, constitué par un filtre perceptuel ayant une fonction de transfert 1/A(zy -1) qui varie en relation avec les paramètres STP, soustrait du signal résiduel R le signal d'excitation E + gCk aux seules fins d'obtenir l'état final des filtres FS pour utilisation comme état initial dans le filtre 107 et le module
d'extraction 104.
L'ensemble de quatre paramètres k, g, LTP et STP sont convertis dans un format de voie numérique approprié par un multiplexeur 111, ce qui complète la procédure d'encodage d'une sous-trame S
d'échantillons de signal de parole.
Bien que la présente -invention ait été décrite ci-dessus en référence à des modes de réalisation préférés de celle-ci, ces modes de réalisation peuvent être modifiés à volonté, à
l'intérieur de l'étendue des revendications annexées,
sans sortir de l'esprit et de la nature de la présente invention.

Claims (20)

REVENDICAT IONS
1. Une méthode pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de son, ledit répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'impulsions, et chaque combinaison d'impulsions définissant une pluralité de positions différentes et comportant des impulsions assignées à des positions respectives de ladite combinaison, ladite méthode comprenant les étapes suivantes: présélectionner, en relation avec le signal de son, un sous-ensemble de combinaisons d'impulsions du répertoire; et
exécuter une recherche limitée au sous-
ensemble de combinaisons d'impulsions en vue d'encoder le signal de son; de sorte que la complexité de la recherche est réduite puisque ladite recherche est limitée au sous-ensemble de combinaisons d'impulsions du
répertoire.
2. Une méthode pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de son, ledit répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions, chaque combinai-son d'amplitudes/positions d'impulsions définissant L positions différentes et comportant des impulsions d'amplitude nulle et des imrpulsions d'amplitude noQ: nulle assignées à des positions respectives p =!, 2, L de ladite combinaison, et chaque impulsion d'amplitude non nulle assumant au moins une amplitude parmi q amplitudes possibles, ladite méthode comprenant les étapes suivantes: présélectionner, en relation avec le signal de son, un sous- ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire; et
exécuter une recherche limitée au sous-
ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions en vue d'encoder le signal de son; de sorte que la complexité de la recherche est réduite puisque ladite recherche est limitée au sous- ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions
d'impulsions du répertoire.
3. Une méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que: l'étape de présélection comporte elle-même une étape qui consiste à pré6tablir, en relation avec le signal de son, une fonction Sp entre les positions respectives p - 1, 2,...L et les q amplitudes possibles; et l'étape d'exécution comporte iune recherche limitée aux combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire dont les impulsions d'amplitude non nulle respectent la fonction préétablie. 4. Vrne mLhtoe seeon!r -evendica1ion È, caractérisée en ce que 'étape qui consiste à préétablir une fonction comprend elle-même une étape qui consiste à pré-assigner, en relation avec le signal de son, l'une des q amplitudes possibles à chaque position p, et en ce que la fonction préétablie est respectée lorsque les impulsions d'amplitude non nulle d'une combinaison onz chacune une amplitude égale à l'amplitude S. pré- assignée à la position p de
l'impulsion d'amplitude non nulle.
5. Une méthode selon la revendication 4,
caractérise en ce que l'étape qui consiste à pré-
assigner l'une des q amplitudes possibles à chaque position p comprend les étapes suivantes: traiter le signal de son pour produire un signal-cible D ayant été filtré à rebours et un signal résiduel R' duquel une composante de prédiction à long terme a été retirée; calculer un vecteur estimatif d'amplitude B en réponse au signal-cible D et au signal résiduel R'; et pour chacune des positions p, quantifier une estimation d'amplitude B, dudit vecteur B pour obtenir l'amplitude à sélectionner pour ladite position p. 6. Une méthode selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'étape de calcul du vecteur estimatif d'amplitude B comporte une étape de sommatinc. eu slgna!-ci ErLi sans la forme nomalise suivante: D et du signal résiduel R' dans la forme normalisée suivante: - R'
II R TI
pour ainsi obtenir un vecteur estimatif d'amplitude B de la forme suivante: D + R IDII 11R Id
o 1 est une constante fixe.
7. Une méthode selon la revendication 6, caractérisée en ce que 1 est un constante fixe ayant
une valeur située entre 0 et 1.
8. Une méthode selon la revendication 5, caractérisée en ce que pour chacune des positions p. l'étape de quantification comprend la quantification d'une estimation d'amplitude normalisée à la valeur crête BE dudit vecteur B utilisant l'expression suivante: mi ax B. dans laquelle le dénorinareur max |B | n est un facteur de normalisation représentant une amplitude crête des impulsions d'amplitude non nulle. 9. Une méthode selon la revendication 1, comprenant en outre une étape qui consiste à restreindre les positions p des impulsions d'amplitude non nulle conformément à un nombre donné de codes de
permutations d'impulsion unique entrelacés.
10. Une méthode selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdites combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions comprennent chacune un nombre N d'impulsions d'amplitude non nulle, et en ce que l'étape d'exécution d'une recherche comporte une maximisation d'un rapport donné ayant un dénominateur ak2 calculé au moyen de N boucles imbriquées conformément à la relation suivante: - U (p,,pl) +U/ (p,,p,) + 2 U(p1,p2) +U {p3,p3) + 2U (p1,p3) + 2U<p:,p3)
À......... .
U (p> p,) + 2 U(p1 p,) + 2 U'(p2, P).. + 2 [W (p 1, Pl) o le calcul pour chaque boucle est exprime dans une ligne séparée à partir de la boucle la plus à l'extérieur vers la boucle la plus à l'intérieur des N boucle imbriquées, o p,, est la position de la nieme impulsion d'amplitude non nulle de la combinaison, et o U'(p,,py) est une fonction qui dépend de l'amplitude sp pré-assignée à une position Px parmi les positions p et l'amplitude SP pré-assignée à une position py parmi les positions p. 11. Une méthode selon la revendication 10, caractérisée en ce que la maximisation dudit rapport donné comprend l'omission d'au moins la boucle la plus à l'intérieur des N boucles- imbriquées chaque fois que l'inégalité suivante est vraie s D <7 St, p D o S est l'amplitude pré-assignée à la position p, D est la pni%e composante du vecteur-cible D, et TDest un seuil relié au vecteur-cible D. 12. Un dispositif pour effectuer une recherche dans un répertoire en vrue d'encoder un signal de son, ledit répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'impulsions, et chaque combinaison d'impulsions définissant une pluralité de positions différentes et comportant des impulsions assignées à des positions respectives de ladite combinaison, ledit dispositif comprenant: des moyens pour présélectionner, en relation avec le signal de son, un sous-ensemble de combinaisons d'impulsions du répertoire; et des moyens pour exécuter une recherche limitée au sous-ensemble de combinaisons d'impulsions en vue d'encoder le signal de son; de sorte que la complexité de la recherche est réduite puisque ladite recherche est limitée au sous-ensemble de combinaisons d'impulsions du répertoire. 13. Un dispositiif pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de son, ledit répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d' impulsions, chaque combinaison d'amplitudes/positions d'impulsions définissant L positions différentes et comportant des impulsions d'amplitude nulle et des impulsions d'amplitude non nulle assignées à des positions respectives p = 1, 2, 10...L de ladite combinaison, et chaque impulsion d'amplitude non nulle assumant au moins une amplitude parmi q amplitudes possibles, ledit dispositif comprenant: des moyens pour présélectionner, en relation avec le signal de. son, un sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire; et des moyens pour exécuter une recherche limitée au sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions en vue d'encoder le signal de son; de sorte que la complexité de la recherche est réduite puisque ladite recherche est limitée au sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions
d'impulsions du répertoire.
14. Un dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que: les moyens pour présélectionner comportent des moyens pour préétablir, en relation avec le signal de son, une fonction Sp entre les positons especves p = 1, 2,...L et les q amplitudes possibles; et les moyens pour exécuter une recherche comportent des moyens pour limiter la recherche aux combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire dont les impulsions d'amplitude non nulle
respectent la fonction préétablie.
15. Un dispositif selon la revendication 14, caractériesé en ce que les moyens pour préétablir une fonction comprennent des moyens pour préassigner, en relation avec le signal de son, l'une des q amplitudes possibles à chaque position p, et en ce que la fonction préétablie est respectée lorsque les impulsions d'amplitude non nulle d'une combinaison d'amplitudes/positions d'impulsions ont chacune une amplitude égale à l'amplitude sp pré-assignée à la
position p de l'impulsion d'amplitude non nulle.
16. Un dispositif selon la revendication , caractérisé en ce que les moyens pour pré-assigner l'une des q amplitudes possibles à chaque position p comprennent: des moyens pour traiter le signal de son de sorte à produire un signal-cible D ayant été filtré à rebours et un signal résiduel R' duquel une composante de prédiction à long terme a été retirée; des moyens pour calculer un vecteur estimatif d'amplitude B en réponse au signal-cible D et au signal résiduel R'; et des moyens pour quantifier, pour cicIune des positions p, une estimation d'amplitude BE dudit vecteur B afin d'obtenir l'amplitude à sélectionner pour ladite position p. 17. Un dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens pour calculer un vecteur estimatif d'amplitude B comportent des moyens pour sommer le signal-cible D dans la forme normalisée suivante: (l->D avec le signal résiduel R' dans la forme normalisée suivante: Ri pour ainsi obtenir un vecteur estimatif d'amplitude B de la forme suivante:
D R'
ODj HR /1
o 5 est une constante fixe.
18. Un dispcsi-if seion la revendication 17, caractérisé en ce que [' est un constante fixe
ayant une valeur située entre O et 1.
19. UIn dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens de quantification comprennent des moyens pour quantifier, pour chacune des positions p. une estimation d'amplitude normalisée à la valeur crête EBp dudit vecteur B en utilisant l'expression suivante: B/max | I dans laquelle le dénominateur maxiB.1 n est un facteur de normalisation représentant une
amplitude crête des impulsions d'amplitude non nulle.
20. Un dispositif selon la revendication 12, comprenant en outre des moyens pour restreindre les positions p des impulsions d'amplitude non nulle conformément à un nombre donné de codes de
permutations d'impulsion unique entrelacées.
21. Un dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que lesdites combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions comprennent chacune un nombre N d'impulsions d'amplitude non nule, e _ en ce..one X cYens Lour> exc te- uZ e_ recherche comportent des moyens pour nmaximiser un rapport donné ayant un dénominateur c, et des moyens pour calculer le daénominateur a," au moyen de N bouches imbriquées conformément à la relation suivante:
<2 U/
C =,(pPl) +U/(p,,p2) + 2U'(p,,pz) +U (p3,p3) + 2U (p1,p3) + 2U'(p2,p3)
.........CLMF: +(pNpp À 2U(tplp) 2U"(p2, + 1+ 2U(P2,p1t) o le calcul pour chaque boucle est exprimé dans une ligne séparée à partir de la boucle la plus à l'extérieur vers la boucle la plus à l'intérieur des
N boucles imbriquées, o p= est la position de la n-
impulsion d'amplitude non nulle de la combinaison, et o U' (p.,py) est une fonction qui dépend de l'amplitude Sp. pré-assignée à une position P. parmi les positions p et l'amplitude S pré-assignée à une position py parmi les positions p. 22. Un dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que les moyens pour calculer le dénominateur ak2 comprennent des moyens pour omettre au moins la boucle la plus à l'intérieur des N boucles irrriquées chaique fois ?ue i'inégalitt suivante est vraie
AS D <T
n =lpD_ r.
o S est l'amplicude pré-assignée d la position pn, D est la pe,'e composante du vecteur-cible D, et Test un seuil relié au vecteur-cible D. 23. Un système de communication cellulaire pour couvrir une grande surface géographique divisée en une pluralité de cellules, Comprenant! des unites mobiles de transmission/réception; des stations de base cellulaires respectivement situées à l'intérieur desdites cellules; des moyens pour contrôler la communication entre les stations de base cellulaires; un sous-système de communication bidirectionnel sans fil entre chaque unité mobile située à l'intérieur d'une cellule et la station de base cellulaire de la même cellule, ledit sous-système de communication bidirectionnel sans fil comprenant à l'intérieur de l'unité mobile et g l'intérieur de la station de base cellulaire (a) un transmetteur inciuant des m.oyers pour e coder un signalI de parole et des moyens pour transmettre le signal de parole encodé, et (b) un récepteur incluarntL des moyens pour recevoir un signal de parole encodé transmis et des moyens pour décoder le signal de parole encodé reçu; dans lequel lesdits moyens pour encoder le signal de parole comprennent un dispositif pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de parole, ledit répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'impulsions, et chaque combinaison d'impulsions définissant une pluralité de positions differentes et comportant des impulsions assignées à des positions respectives de la combinaison, ledit dispositif pour effectuer une recherche comprenant: des moyens pour présélectionner, en relation avec le signal de parole, un sous-ensemble de combinaisons d'impulsions du répertoire; et des moyens pour exécuter une recherche limitée au sous-ensemble de combinaisons d'impulsions en vue d'encoder le signal de son; de sorte que la complexité de la recherche est réduite puisque ladite recherche est limitée au sous-ensemble de combinaisons
d'impulsions du répertoire.
24. Un système de communication cellulaire pour couvrir une grande surface géographique divisée en une pluralité de cellules, comprenant; des unités mbi les d e transmission/réception; des stations de base cellulaires respectivement situées à l'intérieur desdites cellules; des moyens pour contrôler la communication entre les stations de base cellulaires; un sous-système de communication bidirectionnel sans fil entre chaque unité mobile située à l'intérieur d'une cellule et la station de base cellulaire de la même cellule, ledit sous-système de communication bidirectionnel sans fil comprenant à l'intérieur de l'unité mobile et à l'intérieur de la station de base cellulaire (a) un transmetteur incluant des moyens pour encoder un signal de parole et des moyens pour transmettre le signal de parole encodé, et (b) un récepteur incluant des moyens pour recevoir un signal de parole encodé transmis et des moyens pour décoder le signal de parole encodé reçu; dans lequel lesdits moyens pour encoder le signal de parole comprennent un dispositif pour effectuer une recherche dans un répertoire en vue d'encoder un signal de parole, ledit répertoire consistant en un ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions, chaque combinaison d'amplitudes/positions d'impulsions définissant L positions différentes et comportant des impulsions d'amplitude nulle et des impulsions d'amplitude non nulle assignées à des positions respectives p = 1, 2,... L de la combinaison, et chaque impulsion d'amplitude non nuit_ aumsumanrt au ins uI^e amplitude parmi q amplitudes possebles, ledit dispositif pour effectuer une recherche comprenanz: des moyens pour présélectionner, e.n relation avec le signal de parole, un sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire; et des moyens pour exécuter une recherche limitée au sous-ensemble de combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions en vue d'encoder le signal de parole; de sorte que la complexité de la recherche est réduite puisque ladite recherche est limitée au sous-ensemble de combinaisons
d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire.
25. Un système selon la revendication 24, caractérisé en ce que: les moyens pour présélectionner comportent des moyens pour pr6éétablir, en relation avec le signal de parole, une fonction Sp entre les positions respectives p = 1, 2,...L et les q amplitudes possibles; et les moyens pour exécuter une recherche comportent des moyens pour limiter la recherche aux combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions du répertoire dont les impulsions d'amplitude non nulle
respectent la fonction préétablie.
2. Un sysreme selro a r _ c an 25, caractérisé en ce que les tr. noyvens pour ré;os ir une fonction comprennent des moyens pour pré- assigner, cn relation avec le signal de parole, l'une des q amplitudes possibles à chaque position p. et en ce cue la fonction préétablie est respectée lorsque les impulsions d'amplitude non nulle d'une combinaison d'amplitudes/positions d'impulsions ont chacune une amplitude égale à l'amplitude S. pré-assignée à la position p de l'impulsion d'amplitude non nulle 27. Un système selon la revendication 26, caractérisé en ce que les moyens pour pré-assigner l'une des q amplitudes possibles à chaque position p comprennent: des moyens pour traiter le signal de parole de sorte à produire un signal- cible D ayant été filtré à rebours et un signal résiduel R' duquel une composante de prédiction à long terme a été retirée; des moyens pour calculer un vecteur estimatif d'amplitude B en réponse au signal-cible D et au signal résiduel R'; et des moyens pour quantifier, pour chacune des positions p. une estimation d'amplitude Bp dudit vecteur B afin d'obtenir l'amplitude à sélectionner pour ladite position p. 28. Un système selon la revendication 27, caractérisé en ce que les moyens pour calculer un vecteur estimatif d'amplitude B comportent des moyens pour sommer le signa!-cibIe D dais ia o'rme nrormai sle suivante: D
( 1- >;IDII
avec le signal résiduel R' dans la forme normalisle suivante: R I1 R 'jU pour ainsi obtenir un vecteur estimatif d'amplitude B de la forme suivante: D +Ri
B-(1 -1 ') -+ '--
JIDI! 1fR 'Il
o D est une constante fixe.
29. Un système selon la revendication 28, caractérisé en ce que 5 est un constante fixe ayant
une valeur située entre O et 1.
30. Un système selon la revendication 27, caractérisé en ce que les moyens de quantification comprennent des moyens pour quantifier, pour chacune des positions p. une estimation d'amplitude normalisée à la valeur crête Bp dudit vecteur B en utilisant l'expression suivante: dans laquelle le dénominateur max B est un facteur de normalisation représentant une amplitude crête des impulsions d'amplitude non nulle. 31. Un système selon la revendication 23, caractérisé en ce que ledit dispositif pour effectuer un recherche comprend en outre des moyens pour restreindre les positions p des impulsions d'amplitude non nulle conformément à un nombre donné de codes de
permutations d'impulsion unique entrelacés.
32. Un système selon la revendication 27, caractérisé en ce que lesdites combinaisons d'amplitudes/positions d'impulsions comprennent chacune un nombre' N d'impulsions d'amplitude non nulle, et en ce que les moyens pour exécuter une recherche comportent des moyens pour maximiser un rapport donné ayant un dénominateur ak2 et des moyens pour calculer le dénominateur a2 au moyen de N boucles imbriquées conformément à la relation suivante: 2 u/ = U(Pl'Pl +U/ (p2,p2) + 2U'(p1,p2) +UI (p3,p3) + 2U!(p1,p3) + 2U1(p2,p3)
*.. À.À. *. À.. .
+Ul(p,,pN) + 2U (pl,p1) + 2 U (p2,pN) +..+ 2 U'(pNp,) o le calcul pour chaque boucle est exprimé dans une ligne séparée à partir de la boucle la plus à l'extérieur vers la boucle la plus à l'intérieur des N boucles imbriquées, o pn est la position de la nième impulsion d'amplitude non nulle de la combinaison, et o U' (p,py) est une fonction qui dépend de l'amplitude P,. pré-assignée à une position p. parmi les positions p et l'amplitude sp, pré-assignée à une position py parmi les positions p. 33. Un système selon la revendication 32, caractérisé en ce que les moyens pour calculer le dénominateur ak2 comprennent des moyens pour omettre au moins la boucle la plus à l'intérieur des N boucles imbriquées chaque fois que l'inégalité suivante est vraie
> S D <T
O Sp est l'amplitude pré-assignée à la position p,., D., est la pri'e composante du vecteur-cible D, et Test urn seuil relié au vecteur-cible D.
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