FR2760885A1 - Procede de codage de la parole par quantification de deux sous-trames, codeur et decodeur correspondants - Google Patents
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Abstract
La parole est codée selon une trame binaire de 90 ms pour une transmission au travers d'un canal de communication par satellite. Un signal de parole est numérisé selon des échantillons de parole numérisés qui sont ensuite divisés en sous-trames (200) . Des paramètres de modèle qui incluent un jeu de paramètres d'amplitude spectrale représentant une information spectrale pour la sous-trame sont estimés (210) pour chaque sous-trame. Deux sous-trames consécutives de la séquence de sous-trames sont combinées selon un bloc et leurs paramètres d'amplitude spectrale sont quantifiés de façon jointe. La quantification jointe (210) inclut la formation de paramètres d'amplitude spectrale prédits à partir des paramètres d'amplitude spectrale provenant du bloc précédent, le calcul de paramètres résiduels en tant que différence entre les paramètres d'amplitude spectrale et les paramètres d'amplitude spectrale prédits, la combinaison des paramètres résiduels provenant des deux sous-trames dans le bloc et l'utilisation de quantificateurs vectoriels pour quantifier les paramètres résiduels combinés selon un jeu de bits spectraux codés (220) .
Description
Arrière-plan de l'invention
La présente invention concerne le codage et le décodage de la parole.
Le codage et le décodage de la parole présentent un nombre important d'applications et ont été étudiés de façon étendue. En général, le type de codage de la parole appelé compression de la parole vise à réduire le débit de données nécessaire pour représenter un signal de parole sans réduire de manière significative la qualité ou l'intelligibilité de la parole. Des techniques de compression de la parole peuvent être mises en oeuvre au moyen d'un
codeur de parole.
Un codeur de parole est de façon générale considéré comme incluant un codeur et un décodeur. Le codeur produit un train de bits comprimé à partir d'une représentation numérique de la parole telle qu'il est possible d'en générer en convertissant un signal analogique produit par un microphone en utilisant un convertisseur analogique-numérique. Le décodeur convertit le train de bits comprimé selon une représentation numérique de la parole qui
convient pour une lecture par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-
analogique et d'un haut-parleur. Dans de nombreuses applications, le codeur et le décodeur sont physiquement séparés et le train de bits est transmis
entre eux en utilisant un canal de communication.
Un paramètre clé d'un codeur de parole est le niveau de compression que le codeur atteint, lequel est mesuré par le débit binaire du train de bits produit par le codeur. Le débit binaire du codeur est de façon générale fonction de la fidélité souhaitée (c'est-à-dire de la qualité de la parole) et du type de codeur de parole utilisé. Différents types de codeurs de parole ont été conçus pour fonctionner à des débits élevés (supérieurs à 8 kilobits par seconde ou "kbps"), à des débits intermédiaires (de 3 à 8 kbps) et à des débits faibles (inférieurs à 3 kbps). Récemment, les codeurs de parole à débit intermédiaire et à débit faible ont reçu une attention particulière du fait de leur large plage d'applications dans la communication mobile (par exemple les téléphones cellulaires, les téléphones par satellite, la radio mobile terrestre et les téléphones dans les avions). Ces applications nécessitent typiquement une parole de qualité élevée et une robustesse élevée vis- à-vis d'artefacts générés par un bruit acoustique et par un bruit de canal (par exemple des
erreurs binaires).
Les vocodeurs (codeurs vocaux) sont une classe de codeurs de parole qui ont été présentés comme convenant bien pour pouvoir être appliqués à des communications mobiles. Un vocodeur modélise la parole en tant que
réponse d'un système à une excitation sur de courts intervalles temporels.
Des exemples de systèmes de vocodeur incluent des vocodeurs à prédiction linéaire, des vocodeurs homomorphiques, des vocodeurs de canal, des codeurs à transformation sinusoïdale ("STC"), des vocodeurs à excitation multi-bande ("MBE") et des vocodeurs à excitation multi-bande améliorée ("IMBE" [marque déposée]). Dans ces vocodeurs, la parole est divisée selon de courts segments (typiquement de 10 à 40 millisecondes), chaque segment étant caractérisé par un jeu de paramètres de modèle. Ces paramètres représentent typiquement quelques éléments de base de chaque segment de parole tels que la hauteur de son du segment, I'état de voisage du segment et l'enveloppe spectrale du segment. Un vocodeur peut utiliser l'une d'un certain nombre de représentations connues pour chacun de ces paramètres. Par exemple, la hauteur de son peut être représentée en tant que période de hauteur de son, en tant que fréquence fondamentale ou en tant que retard de prédiction de long terme. De façon similaire, I'état de voisage peut être représenté par une ou plusieurs décisions voisé/non voisé, par une mesure de probabilité de voisage ou par un rapport énergie périodique sur énergie stochastique. L'enveloppe spectrale est souvent représentée par une réponse de filtre tous pôles mais peut également être représentée par un jeu
d'amplitudes spectrales ou par d'autres mesures spectrales.
Puisqu'ils permettent la représentation d'un segment de parole en utilisant seulement un petit nombre de paramètres, les codeurs de parole basés sur modèle tels que les vocodeurs peuvent typiquement fonctionner à des débits de données intermédiaires à faibles. Cependant, la qualité d'un système basé sur modèle dépend de la précision du modèle sous- jacent. Par conséquent, un modèle haute fidélité doit être utilisé si ces codeurs de parole
sont destinés à obtenir une qualité de parole élevée.
Un modèle de parole qui a été présenté comme assurant une parole de qualité élevée et comme fonctionnant bien à des débits binaires intermédiaires à faibles est le modèle de parole à excitation multibande (MBE) développé par Griffin et Lim. Ce modèle utilise une structure de voisage flexible qui lui permet de produire une parole présentant un son davantage naturel et qui le rend davantage robuste vis-à-vis la présence d'un bruit de fond acoustique. Ces propriétés ont eu pour effet que le modèle de parole MBE est utilisé dans un certain nombre d'applications de
communication mobile commerciales.
Le modèle de parole MBE représente des segments de parole en utilisant une fréquence fondamentale, un jeu de mesures binaires voisé/non voisé (V/UV) et un jeu d'amplitudes spectrales. Un avantage essentiel du modèle MBE par rapport à des modèles plus traditionnels est constitué par la représentation du voisage. Le modèle MBE généralise l'unique décision V/UV traditionnelle par segment selon un jeu de décisions dont chacune représente l'état de voisage dans une bande de fréquences particulière. Cette flexibilité ajoutée dans le modèle de voisage permet au modèle MBE de mieux s'adapter à des sons de voisage mélangés tels qu'un ensemble de conversations voisées. En plus, cette flexibilité ajoutée permet une représentation davantage précise de la parole qui a été corrompue par un bruit de fond acoustique. Un test étendu a démontré que cette généralisation
aboutissait à une qualité et à une intelligibilité de voix améliorées.
Le codeur d'un dispositif de codeur de parole basé sur MBE estime le jeu de paramètres de modèle pour chaque segment de parole. Les paramètres de modèle MBE incluent une fréquence fondamentale (l'inverse de la période de hauteur de son); un jeu de mesures V/UV ou de décisions V/UV qui caractérisent l'état de voisage; et un jeu d'amplitudes spectrales qui caractérisent l'enveloppe spectrale. Après estimation des paramètres de modèle MBE pour chaque segment, le codeur quantifie les paramètres afin de produire une trame de bits. Le codeur peut protéger optionnellement ces bits à l'aide de codes de correction/détection d'erreur avant d'entrelacer et de
transmettre le train de bits résultant sur un décodeur correspondant.
Le décodeur convertit le train de bits reçu en retour selon des trames individuelles. En tant que partie de cette conversion, le décodeur peut réaliser un désentrelaçage et un décodage de contrôle d'erreur afin de corriger ou de détecter des erreurs binaires. Le décodeur utilise alors les trames de bits afin de reconstruire les paramètres de modèle MBE que le décodeur utilise pour synthétiser un signal de parole qui ressemble du point de vue de la perception à la parole originale selon un degré élevé. Le décodeur peut synthétiser des composantes voisées et non voisées séparées puis il peut additionner les composantes voisées et non voisées afin de
produire le signal de parole final.
Dans les systèmes basés sur MBE, le codeur utilise une amplitude spectrale pour représenter l'enveloppe spectrale pour chaque harmonique de la fréquence fondamentale estimée. Typiquement, chaque harmonique est étiqueté comme étant soit voisé, soit non voisé en fonction de si la bande de fréquences qui contient l'harmonique correspondant a été déclarée comme étant voisée ou non voisée. Le codeur estime ensuite une amplitude spectrale pour chaque fréquence d'harmonique. Lorsqu'une fréquence d'harmonique a été étiquetée comme étant voisée, le codeur peut utiliser un estimateur d'amplitude qui diffère de l'estimateur d'amplitude utilisé
lorsqu'une fréquence d'harmonique a été étiquetée comme étant non voisée.
Au niveau du décodeur, les harmoniques voisés et non voisés sont identifiés et les composantes voisées et non voisées séparées sont synthétisées en utilisant des procédures différentes. La composante non voisée peut être synthétisée en utilisant un procédé à chevauchementaddition pondéré afin de filtrer un signal de bruit blanc. Le filtre est établi à zéro pour toutes les régions de fréquences déclarées comme étant voisées tandis que par ailleurs
il s'adapte aux amplitudes spectrales étiquetées comme étant non voisées.
La composante voisée est synthétisée en utilisant un groupe d'oscillateurs accordés, un oscillateur étant assigné à chaque harmonique qui a été étiqueté comme étant voisé. L'amplitude instantanée, la fréquence instantanée et la phase instantanée sont interpolées de manière à
correspondre aux paramètres correspondants au niveau de segments voisins.
Les codeurs de parole basés sur MBE incluent le codeur de parole IMBE (marque déposée) et le codeur de parole AMBE (marque déposée). Le codeur de parole AMBE (marque déposée) a été développé en tant qu'amélioration par rapport à des techniques basées sur MBE antérieures. Il inclut un procédé davantage robuste d'estimation des paramètres d'excitation (la fréquence fondamentale et les décisions V/UV) qui permet de mieux suivre les variations et le bruit trouvé dans une parole réelle. Le codeur de parole AMBE (marque déposée) utilise un groupe de filtres qui inclut typiquement 16 canaux et une non linéarité afin de produire un jeu de sorties de canal à partir duquel les paramètres d'excitation peuvent être estimés de façon fiable. Les sorties de canal sont combinées et traitées afin d'estimer la fréquence fondamentale puis les canaux dans chacune de plusieurs bandes de voisage (par exemple 8) sont traités afin d'estimer une décision V/UV (ou toute autre
mesure de voisage) pour chaque bande de voisage.
Le codeur de parole AMBE (marque déposée) peut également estimer les amplitudes spectrales indépendamment des décisions de voisage. Pour réaliser cela, le codeur de parole calcule une transformation de Fourier rapide ("FFT") pour chaque sous-trame de parole soumise à fenêtrage puis calcule la moyenne de l'énergie sur des régions de fréquences qui sont des multiples de la fréquence fondamentale estimée. Cette approche peut en outre inclure une compensation afin d'ôter des amplitudes spectrales
estimées des artefacts introduits par la grille d'échantillonnage FFT.
Le codeur de parole AMBE (marque déposée) peut également inclure une composante de synthèse de phase qui régénère l'information de phase utilisée lors de la synthèse de la parole voisée sans transmettre de façon explicite l'information de phase depuis le codeur sur le décodeur. Une synthèse de phase aléatoire basée sur les décisions V/UV peut être
appliquée comme dans le cas du codeur de parole IMBE (marque déposée).
Selon une variante, le décodeur peut appliquer une fonction primaire de lissage aux amplitudes spectrales reconstruites afin de produire une information de phase qui peut être du point de vue de la perception plus proche de celle de la parole originale que ne l'est l'information de phase
produite de façon aléatoire.
Les techniques mentionnées ci-avant sont décrites par exemple dans Flanagan, Speech Analysis, Synthesis and PerceDtion, Springer-Verlag, 1972, pages 378-386 (qui décrit un système d'analyse-synthèse de parole basé sur les fréquences); Jayant et suivants, Digital Codinq of Waveforms Prentice-Hall, 1984 (qui décrit un codage de parole général); le brevet des Etats-Unis n 4 885 790 (qui décrit un procédé de traitement sinusoïdal); le brevet des Etats-Unis n 5 054 072 (qui décrit un procédé de codage sinusoïdal); Almeida et suivants, "Nonstationary Modeling of Voiced Speech", IEEE TASSP, Vol. ASSP-31, n 3, Juin 1983, pages 664-677 (qui décrit une modélisation d'harmonique et un codeur associé); Almeida et suivants, 'Variable Frequency Synthesis: An Improved Harmonic Coding Scheme", IEEE Proc. ICASSP 84, pages 27.5.1-27.5.4 (qui décrit un procédé de synthèse voisée polynomiale); Quartieri et suivants, "Speech Transformations Based on a Sinusoidal Representation", IEEE TASSP, Vol. ASSP34, n 6, Déc. 1986, pages 1449-1986 (qui décrit une technique d'analyse-synthèse basée sur une représentation sinusoïdale); McAulay et suivants, "Mid-Rate Coding Based on a Sinusoidal Representation of Speech", Proc. ICASSP 85; pages 945-948, Tampa, FL, 26-29 Mars 1985 (qui décrit un codeur de parole par transformation sinusoïdale); Griffin, "Multiband Excitation Vocoder", Ph. D. Thesis, M. I. T., 1987 (qui décrit le modèle de parole à excitation multibande (MBE) ainsi qu'un codeur de parole MBE 8000 bps); Hardwick, "A 4,8 kbps Multi-Band Excitation Speech Coder", SM. Thesis, M. I. T., Mai 1988 (qui décrit un codeur de parole à excitation multibande à 4800 bps); Telecommunications Industry Association (TIA),
"APCO Project 25 Vocoder Description", version 1.3, 15 Juillet 1993,
IS102BABA (qui décrit un codeur de parole IMBE (marque déposée) 7,2 kbps pour un standard Project 25 APCO); le brevet des Etats-Unis n 5 081 681 (qui décrit une synthèse de phase aléatoire IMBE (marque déposée)); le brevet des Etats-Unis n 5 247 579 (qui décrit un procédé d'atténuation d'erreur de canal et un procédé d'amélioration de formant pour des codeurs de parole basés sur MBE); le brevet des Etats-Unis n 5 226 084 (qui décrit des procédés de quantification et d'allégement d'erreur pour des codeurs de parole basés sur MBE); le brevet des Etats-Unis n 5 517 511 (qui décrit des procédés d'arbitrage de priorité binaire et de contrôle d'erreur FEC pour des
codeurs de parole basés sur MBE).
Résume de l'invention L'invention caractérise un nouveau codeur de parole AMBE (marque déposée) pour une utilisation dans un système de communication par satellite afin de produire une parole de qualité élevée à partir d'un train de bits transmis sur un canal de satellite mobile à un débit de données faible. Le codeur de parole combine un débit de données faible, une qualité de voix
élevée et une robustesse vis-à-vis du bruit de fond et des erreurs de canal.
Ceci permet d'envisager une avancée de l'état de l'art au niveau du codage de la parole pour des communications mobiles par satellite. Le nouveau codeur de parole permet d'obtenir une performance élevée par l'intermédiaire d'un quantificateur d'amplitude spectrale à deux soustrames qui quantifie de façon jointe les amplitudes spectrales estimées à partir de deux sous-trames consécutives. Ce quantificateur permet d'obtenir une fidélité comparable à celle des systèmes de l'art antérieur bien qu'il utilise moins de bits pour quantifier les paramètres d'amplitude spectrale. Les codeurs de parole AMBE (marque déposée) sont décrits de façon générale dans la demande de brevet des Etats-Unis n 08/222,119 déposée le 4 Avril 1994 et intitulée "ESTIMATION OF EXCITATION PARAMETERS"; la demande de brevet des Etats- Unis n 08/392,188 déposée le 22 Février 1995 et intitulée "SPECTRAL
REPRESENTATIONS FOR MULTI-BAND EXCITATION SPEECH CODERS";
et la demande de brevet des Etats-Unis n 08/392 099, déposée le 22 Février 1995 et intitulée "SYNTHESIS OF SPEECH USING REGENERATED PHASE
INFORMATION", auxquels il est possible de se référencer.
Selon un aspect, de façon générale, l'invention caractérise un procédé de codage de la parole selon une trame de bits de 90 millisecondes pour une transmission sur un canal de communication de satellite. Un signal de parole est numérisé selon une séquence d'échantillons de parole numériques, les
échantillons de parole numériques sont divisés selon une séquence de sous-
trames survenant nominalement selon des intervalles de 22,5 millisecondes
et un jeu de paramètres de modèle est estimé pour chacune des soustrames.
Les paramètres de modèle pour une sous-trame incluent un jeu de paramètres d'amplitude spectrale qui représentent l'information spectrale pour la sous-trame. Deux sous-trames consécutives provenant de la séquence de sous-trames sont combinées selon un bloc et les paramètres d'amplitude spectrale provenant des deux sous-trames dans le bloc sont quantifiés de façon jointe. La quantification jointe inclut la formation de paramètres d'amplitude spectrale prédits à partir des paramètres d'amplitude spectrale quantifiés à partir du bloc précédent, le calcul de paramètres résiduels en tant que différence entre les paramètres d'amplitude spectrale et les paramètres d'amplitude spectrale pour le bloc, la combinaison des paramètres résiduels provenant des deux sous-trames dans le bloc et l'utilisation de quantificateurs vectoriels afin de quantifier les paramètres résiduels combinés selon un jeu de bits spectraux codés. Des bits de contrôle d'erreur redondants sont ensuite additionnés aux bits spectraux codes provenant de chaque bloc afin de protéger les bits spectraux codés dans le bloc vis-à-vis d'erreurs binaires. Les bits de contrôle d'erreur redondants et les bits spectraux codés additionnés provenant de deux blocs consécutifs sont ensuite combinés selon une trame de bits de 90 millisecondes pour une
transmission sur un canal de communication de satellite.
Des modes de réalisation de l'invention peuvent inclure une ou plusieurs des caractéristiques qui suivent. La combinaison des paramètres résiduels provenant des deux sous-trames dans le bloc peut inclure la division des paramètres résiduels provenant de chacune des sous-trames selon des blocs de fréquence, la réalisation d'une transformation linéaire sur les paramètres résiduels dans chacun des blocs de fréquence afin de
produire un jeu de coefficients résiduels transformés pour chacune des sous-
trames, le groupage d'une minorité des coefficients résiduels transformés provenant de tous les blocs de fréquence selon un vecteur PRBA et le groupage des coefficients résiduels transformés restants pour chacun des blocs de fréquence selon un vecteur HOC pour le bloc de fréquence. Les vecteurs PRBA pour chaque sous-trame peuvent être transformés afin de produire des vecteurs PRBA transformés et la somme vectorielle ainsi que la
différence vectorielle pour les vecteurs PRBA transformés pour les sous-
trames d'un bloc peuvent être calculées afin de combiner les vecteurs PRBA transformés. De façon similaire, la somme vectorielle et la différence vectorielle pour chaque bloc de fréquence peuvent être calculées afin de combiner les deux vecteurs HOC provenant des deux sous- trames pour ce
bloc de fréquence.
Les paramètres d'amplitude spectrale peuvent représenter les amplitudes spectrales logarithmiques estimées pour le modèle de parole à excitation multibande ("MBE"). Les paramètres d'amplitude spectrale peuvent être estimés à partir d'un spectre calculé indépendamment de l'état de voisage. Les paramètres d'amplitude spectrale prédits peuvent être formés en appliquant un gain inférieur à l'unité à l'interpolation linéaire des amplitudes spectrales quantifiées à partir de la dernière sous-trame dans le bloc précédent. Les bits de contrôle d'erreur pour chaque bloc peuvent être formés en utilisant des codes de bloc incluant des codes de Golay et des codes de Hamming. Par exemple, les codes peuvent inclure soit un code de Golay étendu [24, 12], soit trois codes de Golay [23, 12] et soit deux codes de
Hamming [15; 11].
Les coefficients résiduels transformés peuvent être calculés pour chacun des blocs de fréquence en utilisant une transformation cosinus discrète ("DCT"), celle-ci étant suivie par une transformation 2 sur 2 linéaire sur les deux coefficients DCT d'ordre le plus faible. Quatre blocs de fréquence peuvent être utilisés pour ce calcul et la longueur de chacun des blocs de fréquence peut être approximativement proportionnelle au nombre
de paramètres d'amplitude spectrale dans la sous-trame.
Les quantificateurs vectoriels peuvent inclure un quantificateur à séparation vectorielle trois voies utilisant 8 bits plus 6 bits plus 7 bits appliqué à la somme vectorielle PRBA et un quantificateur à séparation vectorielle deux voies utilisant 8 bits plus 6 bits appliqué à la différence vectorielle PRBA. La trame de bits peut inclure des bits additionnels représentant l'erreur dans les coefficients résiduels transformés, laquelle erreur est
introduite par les quantificateurs vectoriels.
Selon un autre aspect, de façon générale, I'invention caractérise un système permettant de coder une parole selon une trame de bits de 90 millisecondes pour une transmission sur un canal de communication de satellite. Le système inclut un numériseur qui convertit un signal de parole selon une séquence d'échantillons de parole numériques, un générateur de sous-trames qui divise les échantillons de parole numériques selon une séquence de sous-trames dont chacune inclut de multiples échantillons de parole numériques. Un estimateur de paramètres de modèle estime un jeu de paramètres de modèle qui inclut un jeu de paramètres d'amplitude spectrale pour chacune des sous-trames. Un combineur combine deux sous-trames consécutives provenant de la séquence de sous-trames selon un bloc. Un quantificateur d'amplitude spectrale à deux trames quantifie de façon jointe des paramètres provenant des sous- trames dans le bloc. La quantification jointe inclut la formation de paramètres d'amplitude spectrale prédits à partir des paramètres d'amplitude spectrale quantifiés provenant d'un bloc précédent, le calcul de paramètres résiduels en tant que différence entre les paramètres d'amplitude spectrale et les paramètres d'amplitude spectrale
prédits, la combinaison des paramètres résiduels provenant des deux sous-
trames dans le bloc et l'utilisation de quantificateurs vectoriels afin de quantifier les paramètres résiduels combinés selon un jeu de bits spectraux codés. Le système inclut également un codeur de code d'erreur qui additionne des bits de contrôle d'erreur redondants aux bits spectraux codés provenant de chaque bloc afin de protéger au moins certains des bits spectraux codés dans le bloc vis-à-vis d'erreurs binaires et un combineur qui combine les bits de contrôle d'erreur redondants et les bits spectraux codés additionnés provenant de deux blocs consécutifs selon une trame de bits de millisecondes pour une transmission sur un canal de communication de satellite. Selon un autre aspect, de façon générale, l'invention caractérise le décodage de la parole à partir d'une trame de 90 millisecondes qui a été codée comme décrit ci-avant. Le décodage inclut la division de la trame de
bits selon deux blocs de bits, chaque bloc de bits représentant deux sous-
trames de parole. Un décodage à contrôle d'erreur est appliqué à chaque bloc de bits en utilisant des bits de contrôle d'erreur redondants inclus dans le bloc afin de produire des bits à erreurs décodées qui sont au moins en partie protégés vis-à-vis d'erreurs binaires. Les bits à erreurs décodées sont utilisés pour reconstruire de façon jointe des paramètres d'amplitude spectrale pour les deux sous-trames dans un bloc. La reconstruction jointe inclut l'utilisation de livres de codes de quantificateurs vectoriels pour reconstruire un jeu de paramètres résiduels combinés à partir duquel des paramètres résiduels séparés pour les deux sous-trames sont calculés, la formation de paramètres d'amplitude spectrale prédits à partir des paramètres d'amplitude spectrale reconstruits à partir d'un bloc précédent et l'addition des paramètres résiduels séparés aux paramètres d'amplitude spectrale prédits afin de former les paramètres d'amplitude spectrale reconstruits pour chaque sous-trame dans le bloc. Les échantillons de parole numériques sont ensuite synthétisés pour chaque sous-trame en utilisant les paramètres
d'amplitude spectrale reconstruits pour la sous-trame.
Selon un autre aspect, de façon générale, l'invention caractérise un décodeur permettant de décoder la parole à partir d'une trame de bits de 90 millisecondes reçue sur un canal de communication de satellite. Le décodeur inclut un diviseur qui divise la trame de bits selon deux blocs de bits. Chaque bloc de bits représente deux sous-trames de parole. Un décodeur à contrôle d'erreur décode du point de vue des erreurs chaque bloc de bits en utilisant des bits de contrôle d'erreur redondants inclus dans le bloc afin de produire des bits à erreurs décodées qui sont au moins en partie protégés vis-à-vis d'erreurs binaires. Un reconstructeur d'amplitude spectrale à deux trames reconstruit de façon jointe les paramètres d'amplitude spectrale pour les deux sous- trames dans un bloc, la reconstruction jointe incluant l'utilisation de livres de codes de quantificateur vectoriel afin de reconstruire un jeu de paramètres résiduels combinés à partir des paramètres résiduels séparés pour les deux sous-trames, la formation de paramètres d'amplitude spectrale prédits à partir des paramètres d'amplitude spectrale reconstruits à partir d'un bloc précédent et l'addition des paramètres résiduels séparés aux paramètres d'amplitude spectrale prédits afin de former les paramètres d'amplitude spectrale reconstruits pour chaque sous-trame dans le bloc. Un synthétiseur synthétise les échantillons de parole numériques pour chaque sous-trame en
utilisant les paramètres d'amplitude spectrale reconstruits pour la soustrame.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au vu
de la description qui suit qui inclut les dessins.
Brève description des dessins
La figure 1 est un schéma fonctionnel simplifié d'un système de satellite; la figure 2 est un schéma fonctionnel d'une liaison de communication du système de la figure 1; les figures 3 et 4 sont des schémas fonctionnels d'un codeur et d'un décodeur du système de la figure 1; la figure 5 est un schéma fonctionnel général de composants du codeur de la figure 3; la figure 6 est un organigramme des fonctions de détection de voix et de tonalité du codeur; la figure 7 est un schéma fonctionnel d'un quantificateur d'amplitude à deux sous-trames du codeur de la figure 5; et la figure 8 est un schéma fonctionnel d'un quantificateur de vecteur
moyen du quantificateur d'amplitude de la figure 7.
Description
Un mode de réalisation de l'invention est décrit dans le contexte du nouveau codeur de parole AMBE ou vocodeur destiné à être utilisé dans le système de communication par satellite mobile IRIDIUM (marque déposée) , comme représenté sur la figure 1. IRIDIUM (marque déposée) est un
système de communication par satellite mobile global constitué par soixante-
six satellites 40 en orbite terrestre. IRIDIUM (marque déposée) assure des communications vocales par l'intermédiaire de terminaux utilisateur portables
ou basés sur véhicule 45 (c'est-à-dire des téléphones mobiles).
Par report à la figure 2, le terminal utilisateur au niveau de l'extrémité d'émission réalise une communication vocale en numérisant une parole 50reçue par l'intermédiaire d'un microphone 60 en utilisant un convertisseur analogique-numérique (A-N) 70 qui échantillonne la parole à une fréquence de 8 kHz. Le signal de parole numérisé traverse un codeur de parole 80 dans lequel il est traité comme décrit ci-après. Le signal est ensuite émis sur la liaison de communication par un émetteur 90. Au niveau de l'autre extrémité de la liaison de communication, un récepteur 100 reçoit le signal et le passe sur un décodeur 110. Le décodeur convertit le signal selon un signal de parole numérique synthétique. Un convertisseur numérique-analogique (N-A) convertit alors le signal de parole numérique synthétique selon un signal de parole analogique qui est converti selon une parole audible 140 par un
haut-parleur 130.
La liaison de communication utilise un accès multiple par division temporelle (TDMA) à transmission par salves avec une trame de 90 millisecondes. Deux débits de données différents pour la voix sont supportés: un mode demi-débit de 3467 bits par seconde ou bps (312 bits par trame de 90 millisecondes) et un mode débit complet de 6933 bps (624 bits pour une trame de 90 millisecondes). Les bits de chaque trame sont divisés entre un codage de parole et un codage à correction d'erreur vers l'avant ("FEC") afin d'abaisser le risque d'erreurs binaires qui normalement se
produisent sur un canal de communication de satellite.
Par report à la figure 3, le dispositif de codeur de parole dans chaque terminal inclut un codeur 80 et un décodeur 110. Le codeur inclut trois blocs fonctionnels principaux: analyse de parole 200, quantification de paramètre 210 et codage à correction d'erreur 220. De façon similaire, comme représenté sur la figure 4, le décodeur est divisé selon des blocs fonctionnels pour le décodage à correction d'erreur 230, la reconstruction de paramètre
240 (c'est-à-dire la quantification inverse) et la synthèse de parole 250.
Le codeur de parole peut fonctionner selon deux débits de données distincts: un débit complet de 4933 bps et un demi-débit de 2289 bps. Ces débits de données représentent des bits de voix ou source et ils excluent les bits FEC. Les bits FEC augmentent le débit de données des vocodeurs à débit complet et demi-débit jusqu'à respectivement 6933 bps et 3467 bps, comme mentionné ci-avant. Le système utilise une dimension de trame de voix de 90 millisecondes, laquelle trame est divisée en quatre sous-trames de 22,5 millisecondes. Une analyse et une synthèse de la parole sont réalisées sur une base par sous-trame tandis qu'une quantification et qu'un codage FEC sont réalisés sur un bloc de quantification de 45 millisecondes qui inclut deux sous-trames. L'utilisation de blocs de 45 millisecondes pour la quantification et le codage FEC conduit à 103 bits de voix plus 53 bits FEC par bloc dans le système à demi-débit, et à 222 bits de voix plus 90 bits FEC par bloc dans le système à débit complet. Selon une variante, le nombre de bits de voix et le nombre de bits FEC peuvent être réglés dans une plage avec seulement un effet progressif sur la performance. Dans le système à demi- débit, le réglage des bits de voix dans la plage de 80 à 120 bits avec le réglage correspondant au niveau des bits FEC dans la plage de 76 à 36 bits peut être réalisé. De façon similaire, dans le système à débit complet, les bits de voix peuvent être réglés sur la plage de 180 à 260 bits avec le réglage correspondant au niveau des bits FEC qui s'étend de 132 à 52 bits. Les bits de voix et FEC pour les blocs de quantification sont combinés pour former
une trame de 90 millisecondes.
Le codeur 80 réalise tout d'abord une analyse de parole 200. La première étape de l'analyse de parole est un traitement par groupe de filtres sur chaque sous-trame, ce traitement étant suivi par une estimation des paramètres de modèle MBE pour chaque sous-trame. Ceci met en jeu la division du signal d'entrée selon des sous-trames de 22,5 millisecondes en chevauchement en utilisant une fenêtre d'analyse. Pour chaque sous- trame de 22,5 millisecondes, un estimateur de paramètres de sous-trame MBE estime un jeu de paramètres de modèle qui incluent une fréquence fondamentale (l'inverse de la période de hauteur de son), un jeu de décisions voisé/non voisé (V/UV) et un jeu d'amplitudes spectrales. Ces paramètres sont générés en utilisant des techniques AMBE. Les codeurs de parole AMBE (marque déposée) sont décrits de façon générale dans la demande de brevet des États-Unis n 08/222,119 déposée le 4 Avril 1994 et intitulée "ESTIMATION OF EXCITATION PARAMETERS"; dans la demande de brevet des États-Unis n 08/392,188 déposée le 22 Février 1995 et intitulée
"SPECTRAL REPRESENTATIONS FOR MULTI-BAND EXCITATION
SPEECH CODERS"; et dans la demande de brevet des Etats-Unis n 08/392, 099 déposée le 22 Février 1995 et intitulée "SYNTHESIS OF SPEECH USING REGENERATED PHASE INFORMATION", référence pouvant être faite à ces documents afin de faciliter la compréhension de la
description.
En outre, le vocodeur à débit complet inclut une identification (ID) de fenêtre temporelle qui contribue à identifier une arrivée désordonnée de paquets TDMA au niveau du récepteur, lequel peut utiliser cette information pour placer l'information selon l'ordre correct avant le décodage. Les paramètres de parole décrivent complètement le signal de parole et sont passés au bloc de quantification de codeur 210 en vue d'un traitement ultérieur. Par report à la figure 5, une fois que les paramètres de modèle de sous-trame 300 et 305 sont estimés pour deux sous-trames de 22,5 millisecondes consécutives dans une trame, le quantificateur de fréquence fondamentale et de voisage 310 code les fréquences fondamentales estimées pour les deux sous-trames selon une séquence de bits de fréquence fondamentale et code en outre les décisions voisé/non voisé (V/UV) (ou toute autre mesure de voisage) selon une séquence de bits de voisage. Dans le mode de réalisation décrit, dix bits sont utilisés pour quantifier et coder les deux fréquences fondamentales. Typiquement, les fréquences fondamentales sont limitées par l'estimation de fondamentale à une plage d'approximativement [0,008, 0,05] o 1,0 est la fréquence de Nyquist (8 kHz) et le quantificateur de fondamentale est limité à une plage similaire. Puisque l'inverse de la fréquence fondamentale quantifiée pour une sous-trame donnée est de façon générale proportionnel à L, soit le nombre d'amplitudes spectrales pour cette sous-trame (L = largeur de bande/fréquence fondamentale), les bits de poids fort de la fréquence fondamentale sont typiquement sensibles à des erreurs binaires, et par conséquent, ils se voient
conférer une priorité élevée lors du codage FEC.
Le mode de réalisation décrit utilise huit bits en demi-débit et seize bits
en débit complet afin de coder l'information de voisage pour les deux sous-
trames. Le quantificateur de voisage utilise les bits alloués afin de coder l'état de voisage binaire (c'est-à-dire 1 = voisé et 0 = non voisé) dans chacune des huit bandes de voisage qui ont la préférence, o l'état de voisage est déterminé par des mesures de voisage estimées pendant une analyse de parole. Ces bits de voisage présentent une sensibilité modérée à des erreurs binaires et par conséquent, ils se voient conférer une priorité intermédiaire
lors du codage FEC.
Les bits de fréquence fondamentale et les bits de voisage sont combinés dans le combineur 330 avec les bits d'amplitude spectrale quantifiés provenant du quantificateur d'amplitude pour deux sous-trames 320, et un codage de correction d'erreur vers l'avant (FEC) est réalisé pour ce bloc de 45 millisecondes. La trame de 90 millisecondes est ensuite formée dans un combineur 340 qui combine deux blocs quantifiés de 45
millisecondes consécutifs selon une unique trame 350.
Le codeur incorpore un détecteur d'activité de voix (VAD) adaptatif qui classifie chaque sous-trame de 22,5 millisecondes comme étant soit une voix,
soit un bruit de fond, soit une tonalité, conformément à une procédure 600.
Comme représenté sur la figure 6, I'algorithme VAD utilise une information locale pour distinguer des sous-trames de voix vis-à-vis d'un bruit de fond (étape 605). Si les deux sous-trames dans chaque bloc de 45 millisecondes sont classifiées en tant que bruit (étape 610), alors le codeur quantifie le bruit de fond qui est présent en tant que bloc de bruit spécial (étape 615). Lorsque les deux blocs de 45 millisecondes constituant une trame de 90 millisecondes sont tous deux classifiés en tant que bruit, alors le système peut choisir de ne pas transmettre cette trame sur le décodeur, et le décodeur utilisera des
données de bruit reçues préalablement à la place de la trame manquante.
Cette technique de transmission activée par voix augmente la performance du système du fait qu'elle nécessite seulement la transmission des trames de
voix et des trames de bruit occasionnelles.
Le codeur peut également caractériser une détection et une
transmission de tonalité en support de DTMF, une progression d'appel (c'est-
à-dire une composition de numéro de téléphone, un état occupé et un retour de sonnerie) ainsi que des tonalités uniques. Le codeur vérifie chaque trame de 22,5 millisecondes afin de déterminer si oui ou non la sous-trame courante contient un signal de tonalité valide. Si une tonalité est détectée dans l'une ou l'autre des deux sous-trames d'un bloc de 45 millisecondes (étape 620), alors le codeur quantifie les paramètres de tonalité détectés (amplitude et index) dans un bloc de tonalité spéciale comme représenté dans le tableau 1 (étape 625) et applique un codage FEC avant de transmettre le bloc au décodeur en vue d'une synthèse ultérieure. Si aucune tonalité n'est détectée, alors un bloc de voix standard est quantifié comme décrit ci-après (étape 630). Tableau 1: représentation binaire des blocs de tonalité Demi-débit Débit complet b [] Valeur b [] Valeur élément # élément #
0-3 15 0-7 212
4-9 16 8-15 212
-12 3 MSB 16-18 3 MSB
d'amplitude d'amplitude
13-14 0 19-20 0
-19 5 MSB 21-25 5 MSB
d'amplitude d'amplitude -27 Index de tonalité 26-33 Index de tonalité détecté détecté 28-35 Index de tonalité 34-41 Index de tonalité détecté détecté 36-43 Index de tonalité 42-49 Index de tonalité détecté détecté 84-91 Index de tonalité 194-201 Index de tonalité détecté détecté 92-99 Index de tonalité 202-209 Index de tonalité détecté détecté
-102 0 210-221 0
Le vocodeur inclut une détection VAD et de tonalité pour classifier chaque bloc de 45 millisecondes comme étant soit un bloc de voix standard, soit un bloc de tonalité spéciale, soit un bloc de bruit spécial. Dans le cas o un bloc de 45 millisecondes n'est pas classifié en tant que bloc de tonalité spéciale, alors l'information de voix ou de bruit (comme déterminée par le VAD) est quantifiée pour les deux sous- trames constituant ce bloc. Les bits disponibles (156 dans le cas du demi-débit, 312 dans le cas du débit complet) sont alloués pour le codage des paramètres de modèle et le codage FEC comme représenté dans le tableau 2 o l'ID de fenêtre temporelle est un paramètre spécial utilisé par le récepteur à débit complet pour identifier l'ordonnancement correct des trames qui peuvent arriver en étant désordonnées. Après réservation des bits pour les paramètres d'excitation (mesures de fréquence fondamentale et de voisage), pour le codage FEC et pour l'ID de fenêtre temporelle, il y a 85 bits disponibles pour les amplitudes spectrales dans le système à demi-débit et 183 bits disponibles pour les amplitudes spectrales dans le système à débit complet. Afin de supporter le système à débit complet avec une quantité minimum de complexité supplémentaire, le quantificateur d'amplitude à débit complet utilise le même quantificateur que le système à demi-débit plus un quantificateur d'erreur qui utilise une quantification scalaire pour coder la différence entre les amplitudes spectrales non quantifiées et la sortie quantifiée du quantificateur
d'amplitude spectrale à demi-débit.
Tableau 2: allocation des bits pour un bloc de voix ou de bruit de 45 ms Paramètre Bits Bits de vocodeur (demi-débit) (débit complet) Fréquence fondamentale 10 16 Mesures de voisage 8 16 Gain 5+5=10 5+5+2*2=14 Vecteur PRBA 8+6+7+8+ 6=35 8+6+7+8+6+2*12=59 Vecteur HOC 4*(7+3)=40 4*(7+3)+2*(9+9+9+8)=110 ID de fenêtre 0 7
FEC 12+3*11+2*4=53 2*12+6*11=90
Total 156 312 Un quantificateur à deux sous-trames est utilisé pour quantifier les amplitudes spectrales. Le quantificateur combine une compression-expansion logarithmique, une prédiction spectrale, des transformations cosinus discrètes (DCT) et une quantification vectorielle et scalaire afin d'obtenir une efficacité élevée, laquelle est mesurée en termes de fidélité par bit, avec une complexité raisonnable. Le quantificateur peut être vu en tant que codeur à
transformation de prédiction bidimensionnelle.
La figure 7 représente le quantificateur d'amplitude à deux sous-
trames qui reçoit des entrées 1 a et 1 b provenant des estimateurs de
paramètres MBE pour deux sous-trames de 22,5 millisecondes consécutives.
L'entrée 1 a représente les amplitudes spectrales pour les sous-trames de 22,5 millisecondes de numéros impairs et se voit conférer un index de 1. Le
nombre d'amplitudes pour la sous-trame de numéro 1 est désigné par Li.
L'entrée 1 b représente les amplitudes spectrales pour les sous-trames de 22,5 millisecondes de numéros pairs et se voit conférer l'index de 0. Le
nombre d'amplitudes pour la sous-trame de numéro 0 est désigné par L0.
L'entrée l a traverse un compresseur-expanseur logarithmique 2a qui réalise une opération logarithme de base 2 sur chacune des amplitudes L1 contenues dans l'entrée la et qui génère un autre vecteur muni de L1 éléments de la manière qui suit:
y[i] = log2 (x[i]) pour i = 1, 2,..., LI.
o y[i] représente un signal 3a. Le compresseur-expanseur 2b réalise l'opération logarithme base 2 sur chacune des amplitudes Lo contenues dans l'entrée lb et génère un autre vecteur muni de L0 éléments d'une manière similaire:
y[i] = log2 (x[i]) pour i = 1, 2,..., Lo.
o y[i] représente un signal 3b.
Des calculateurs de moyenne 4a et 4b qui suivent les compresseurs-
expanseurs 2a et 2b calculent des moyennes 5a et 5b pour chaque sous-
trame. La moyenne ou valeur de gain représente le niveau de parole moyen pour la sous-trame. Dans chaque trame, deux valeurs de gain 5a, 5b sont déterminées en calculant la moyenne des amplitudes spectrales logarithmiques pour chacune des deux sous-trames puis en additionnant un
décalage qui dépend du nombre d'harmoniques dans la sous-trame.
Le calcul de moyenne des amplitudes spectrales logarithmiques 3a est calculé comme suit: 1 LI y=- x[i] +0,510og2(L1)
o la sortie, soit y, représente le signal moyen 5a.
Le calcul de moyenne 4b des amplitudes spectrales logarithmiques 3b est calculé d'une manière similaire: Lo y=1_ x[i] + 0,51og2(Lo) L0 i=1
o la sortie, soit y, représente le signal moyen 5b.
Les signaux moyens 5a et 5b sont quantifiés par un quantificateur 6 qui est en outre représenté sur la figure 8, les signaux moyens 5a et 5b étant respectivement référencés en tant que moyenne 1 et moyenne 2. Tout d'abord, un dispositif de calcul de moyenne 810 calcule la moyenne des signaux moyens. La sortie du dispositif de calcul de moyenne vaut 0, 5*(moyenne 1 + moyenne 2). La moyenne est ensuite quantifiée au moyen d'un quantificateur scalaire uniforme de 5 bits 820. La sortie du quantificateur 820 forme les cinq premiers bits de la sortie du quantificateur 6. Les bits de sortie du quantificateur sont ensuite quantifiés de façon inverse par un quantificateur scalaire inverse uniforme de 5 bits 830. Des soustracteurs 835 soustraient ensuite la sortie du quantificateur inverse 830 des valeurs d'entrée moyenne 1 et moyenne 2 afin de produire des entrées sur un quantificateur vectoriel de 5 bits 840. Les deux entrées constituent un vecteur bidimensionnel (zl et z2) à quantifier. Le vecteur est comparé à chaque vecteur bidimensionnel (constitué par xl (n) et x2(n)) dans le tableau contenu dans l'annexe A ("livre de codes VQ de gain (5 bits)"). La comparaison est basée sur la distance élevée au carré, soit e, qui est calculée comme suit: e(n) = [xl1 (n)-z]2 + [x2(n)-z2]2, pour n = 0, 1,... 31. Le vecteur provenant de l'annexe A qui minimise la distance élevée au carré, soit e, est sélectionné afin de produire les cinq derniers bits de la sortie du bloc 6. Les cinq bits provenant de la sortie du quantificateur vectoriel 840 sont combinés avec les cinq bits provenant de la sortie du quantificateur scalaire uniforme de cinq bits 820 par un combineur 850. La sortie du combineur 850 est constituée par dix bits qui constituent la sortie du bloc 6, laquelle sortie est étiquetée 21c et est utilisée en tant
qu'entrée sur le combineur 22 de la figure 7.
Par report en outre à la voie de signal principale du quantificateur, les signaux d'entrée de compresseur-expanseur logarithme 3a et 3b traversent des combineurs 7a et 7b qui soustraient des valeurs de prédicteur 33a et 33b de la partie de retour du quantificateur afin de produire un signal Dl(1) 8a et
un signal D,(0) 8b.
Puis les signaux 8a et 8b sont divisés selon quatre blocs de fréquence en utilisant la table de consultation dans l'annexe O. La table procure le nombre d'amplitudes à allouer à chacun des quatre blocs de fréquence sur la base du nombre total d'amplitudes pour la sous-trame qui est en train d'être divisée. Puisque le nombre d'amplitudes contenues dans une quelconque sous-trame s'inscrit dans la plage qui va d'un minimum de 9 à un maximum de 56, la table contient des valeurs pour cette même plage. Les longueurs de chaque bloc de fréquence sont réglées de telle sorte qu'elles soient approximativement selon un rapport de 0,2: 0,225: 0,275: 0,3 et de telle sorte que la somme des longueurs soit égale au nombre d'amplitudes
spectrales dans la sous-trame courante.
Chaque bloc de fréquence est ensuite soumis à une transformation cosinus discrète (DCT) 9a ou 9b afin de décorréler efficacement les données dans chaque bloc de fréquence. Les deux premiers coefficients DCT 10a et 1 Ob provenant de chaque bloc de fréquence sont ensuite séparés et soumis à une opération de rotation 2 x 2 12a ou 12b afin de produire le coefficient transformé 13a ou 13b. Une DCT à huit points 14a ou 14b est ensuite réalisée sur les coefficients transformés 13a et 13b afin de produire un vecteur PRBA 15a ou 1 5b. Les coefficients DCT restants 11la et 11 b provenant de chaque bloc de fréquence forment un jeu de quatre vecteurs de
coefficient d'ordre plus élevé (HOC) de longueur variable.
Comme décrit ci-avant, suite à la division de fréquence, chaque bloc
est traité au moyen des blocs de transformation cosinus discrète 9a ou 9b.
Les blocs DCT utilisent le nombre de cases d'entrée, soit W, et les valeurs pour chacune des cases, soit x(0), x(1),.... x(W-1) de la manière qui suit: yk)= lxi)cos(2i + 1)k pour 0 < k < (W- 1) y(k)=- x)c W i=O 2W Les valeurs y(O) et y(1) (identifiées par 10a) sont séparées des autres sorties
y(2) à y(W-1) (identifiées par 1 la).
Une opération de rotation 2x2 12a ou 12b est ensuite réalisée pour transformer les vecteurs d'entrée à 2 éléments 10a et 10b (x(0), x(1)) selon des vecteurs de sortie à 2 éléments 13a et 13b, soit (y(0), y(1)) au moyen de la procédure de rotation qui suit: y(0) = x(0) + SQRT (2) * x(1), et y(1) = x(0)- SQRT (2) *x(1) (SQRT = racine carrée) Une DCT 8 points est ensuite réalisée sur les quatre vecteurs à 2 élément (x(0), x(1),..., x(7)) à partir de 13a ou 13b conformément à l'équation qui suit: 1 7 (2i + 1) kn' y(k)= 8 E x(i) cosl l 6}pour 0 < k < 7 Yl) x(i)cos(2 1k i=0
La sortie, soit y(k), est un vecteur PRBA à 8 éléments 15a ou 15b.
Une fois que la prédiction et la transformation DCT des amplitudes des sous-trames individuelles ont été terminées, les deux vecteurs PRBA sont quantifiés. Les deux vecteurs à huit éléments sont tout d'abord combinés en utilisant une transformation par somme-différence 16 selon un vecteur de somme et un vecteur de différence. En particulier, une opération de somme/différence 16 est réalisée sur les deux vecteurs PRBA à 8 éléments a et 15b qui sont respectivement représentés par x et y afin de produire un vecteur à 16 éléments 17 représenté par z de la manière qui suit: z(i) = x(i) + y(i), et z(8+i) = x(i) - y(i),
pour i = 0, 1,...7.
Ces vecteurs sont ensuite quantifiés en utilisant un quantificateur à séparation vectorielle 20a o 8, 6 et 7 bits sont respectivement utilisés pour des éléments 1-2, 3-4 et 5-7 du vecteur de somme et 8 et 6 bits sont respectivement utilisés pour des éléments 1-3 et 4-7 du vecteur de différence. L'élément 0 de chaque vecteur est ignoré puisqu'il est fonctionnellement équivalent à la valeur de gain qui est quantifiée séparément. La quantification des vecteurs de somme et de différence PRBA 17 est réalisée par le quantificateur à séparation vectorielle PRBA 20a afin de produire un vecteur quantifié 21a. Les deux éléments z(1) et z(2) constituent un vecteur bidimensionnel destiné à être quantifié. Le vecteur est comparé à chaque vecteur bidimensionnel (constitué par xl(n) et x2(n) dans la table
contenue dans l'annexe B "livre de codes VQ Somme [1, 2] PRBA (8 bits)").
La comparaison est basée sur la distance élevée au carré, soit e, qui est calculée comme suit: e(n) = [xl (n)-z(1)]2 + [x2(n)-z(2)]2,
pour n = 0, 1,....,255.
Le vecteur provenant de l'annexe B qui minimise la distance élevée au carré, soit e, est sélectionné afin de produire les 8 premiers bits du vecteur
de sortie 21a.
Ensuite, les deux éléments z(3) et z(4) constituent un vecteur bidimensionnel à quantifier. Le vecteur est comparé à chaque vecteur bidimensionnel (constitué par xl(n) et x2(n) dans la table contenue dans l'annexe C "livre de codes VQ Somme [3, 4] PRBA (6 bits)"). La comparaison est basée sur la distance élevée au carré, soit e, qui est calculée comme suit: e(n) = [xl (n)-z(3)]2 + [x2(n)-z(4)]2,
pour n = 0, 1,...,63.
Le vecteur provenant de l'annexe C qui minimise la distance élevée au carré, soit e, est sélectionné pour produire les 6 bits suivants du vecteur de
sortie 21a.
Ensuite, les trois éléments z(5), z(6) et z(7) constituent un vecteur tridimensionnel à quantifier. Le vecteur est comparé à chaque vecteur tridimensionnel (constitué par xl(n), x2(n) et x3(n) dans la table contenue dans l'annexe D "livre de codes VQ Somme [5, 7] PRBA (7 bits)"). La comparaison est basée sur la distance élevée au carré, soit e, qui est calculée comme suit: e(n) [xl (n)-z(5)]2 + [x2(n)-z(6)]2 + [x3(n)- z(7)]2
pour n = 0, 1,..., 127.
Le vecteur provenant de l'annexe D qui minimise la distance élevée au carré, soit e, est choisi pour produire les 7 bits suivants du vecteur de sortie 21a. Ensuite, les trois éléments z(9), z(10) et z(11) constituent un vecteur tridimensionnel à quantifier. Le vecteur est comparé à chaque vecteur tridimensionnel (constitué par xl(n), x2(n) et x3(n) dans la table contenue dans l'annexe E "livre de codes VQ Dif [1, 3] PRBA (8 bits)"). La comparaison est basée sur la distance élevée au carré, soit e, qui est calculée comme suit: e(n) = [xl (n)-z(9)]2 + [x2(n)-z(1 0)]2 + [x3(n)-z(1)]2
pour n = 0, 1,..., 255.
Le vecteur provenant de l'annexe E qui minimise la distance élevée au carré, soit e, est sélectionné afin de produire les 8 bits suivants du vecteur de
sortie 21a.
Pour finir, les quatre éléments z(12), z(13), z(14) et z(15) constituent un vecteur à quatre dimensions à quantifier. Le vecteur est comparé à chaque vecteur à quatre dimensions (constitué par xl (n), x2(n), x3(n) et x4(n) dans la table contenue dans l'annexe F (livre de codes VQ Dif [4, 7] PRBA (6 bits)"). La comparaison est basée sur la distance élevée au carré, soit e, qui est calculée comme suit: e(n) = [xl (n)-z(12)]2 + [x2(n)-z(13)]2 + [x3(n)-z(14)]2 + [x4(n)-z(15)]2
pour n = 0, 1,..., 63.
Le vecteur provenant de l'annexe F qui minimise la distance élevée au carré, soit e, est sélectionné afin de produire les 6 derniers bits du vecteur de
sortie 21a.
Les vecteurs HOC sont quantifiés de façon similaire aux vecteurs PRBA. Tout d'abord, pour chacun des quatre blocs de fréquence, les deux vecteurs correspondants HOC provenant des deux sous-trames sont combinés en utilisant une transformation par somme-différence 18 qui produit
un vecteur de somme et de différence 19 pour chaque bloc de fréquence.
L'opération de somme/différence est réalisée séparément pour chaque bloc de fréquence sur les deux vecteurs HOC 11la et 11 b appelés respectivement x et y afin de produire un vecteur Zm J = max(Bro, Bmi) - 2 K = min(Bmo, Bm,1) - 2 zm(i) = 0,5 [x(i)+y(i)] pour 1 < i < K ZMi)= Y(i) SiLo >LI pour K < i < J _mi) JY(i) silo >L1 x(i) autrement Zm(J+i) = 0,5 [x(i)-y(i)] pour 0 < i < K O B,,mo et Bmr sont respectivement les longueurs du m-ième bloc de fréquence pour les sous- trames 0 et 1, comme mis en exergue dans l'annexe O, et z est déterminé pour chaque bloc de fréquence (c'est-à-dire que m est compris entre 0 et 3). Les vecteurs zm de somme et de différence d'élément J+K sont combinés pour l'ensemble des quatre blocs de fréquence (m est compris entre 0 et 3) afin de former ledit vecteur de somme/différence HOC 19. Du fait de la dimension variable de chaque vecteur HOC, les vecteurs de somme et de différence présentent également des longueurs variables et éventuellement différentes. Ceci est manipulé au niveau de l'étape de quantification vectorielle en ignorant de quelconques éléments au-delà des quatre premiers éléments de chaque vecteur. Les éléments restants sont quantifiés vectoriellement en utilisant sept bits pour le vecteur de somme et trois bits pour le vecteur de différence. Après que la quantification vectorielle est réalisée, la transformation par somme- différence originale est inversée en ce qui concerne les vecteurs de somme et de différence quantifiés. Puisque ce processus est appliqué à l'ensemble des quatre blocs de fréquence, un total de quarante (4 x (7+ 3)) bits est utilisé pour quantifier vectoriellement les
vecteurs HOC correspondant aux deux sous-trames.
La quantification des vecteurs de somme et de différence HOC 19 est réalisée séparément sur l'ensemble des quatre blocs de fréquence au moyen du quantificateur à séparation vectorielle HOC 20b. Tout d'abord, le vecteur Zm, représentant le m-ième bloc de fréquence est séparé et est comparé à chaque vecteur candidat dans les livres de codes de somme et de différence correspondants contenus dans les annexes. Un livre de codes est identifié sur la base du bloc de fréquence auquel il correspond et en fonction de s'il s'agit d'un code de somme ou de différence. Par conséquent, le "livre de codes VQ de Somme0 HOC (7 bits)" de l'annexe G représente le livre de codes de somme pour le bloc de fréquence 0. Les autres livres de codes sont annexe H "livre de codes VQ de DifO HOC (3 bits)", annexe I "livre de codes VQ Somme1 HOC (7 bits)", annexe J "livre de codes VQ Difl HOC (3 bits)", annexe K "livre de codes VQ Somme2 HOC (7 bits)", annexe L "livre de codes VQ Dif2 HOC (3 bits)", annexe M "livre de codes VQ Somme2 HOC (7 bits)", et annexe N "livre de codes VQ Dif3 HOC (3bits)". La comparaison du vecteur Zm pour chaque bloc de fréquence avec chaque vecteur candidat provenant des livres de codes de somme correspondants est basée sur la distance élevée au carré, soit e1l, pour chaque vecteur de somme candidat (constitué par xl (n), x2(n), x3(n) et x4(n)) qui est calculé comme suit: min(J. 4) eln= [z(i) - xi(n)]2 0 < n < 128 i=1 et sur la distance élevée au carré, soit e2m, pour chaque vecteur de différence candidat (constitué par xl(n), x2(n), x3(n) et x4(n)) qui est calculé comme suit: min(K,4) e2m= _ [z(J+i)-xi(m)]2 0 < m < 8 i=1
o J et K sont calculés comme décrit ci-avant.
L'index n du vecteur de somme candidat provenant du livre de codes de somme correspondant qui minimise la distance élevée au carré el,1 est représenté à l'aide de sept bits et l'index m du vecteur de différence candidat qui minimise la distance élevée au carré, soit e2m, est représenté par trois bits. Ces dix bits sont combinés à partir de l'ensemble des quatre blocs de
fréquence afin de former les quarante bits de sortie HOC 21 b.
Le bloc 22 multiplexe les vecteurs PRBA quantifiés 21a, la moyenne quantifiée 21b et la moyenne quantifiée 21c afin de produire des bits de sortie 23. Ces bits 23 sont les bits de sortie finale du quantificateur d'amplitude à deux sous-trames et sont également appliqués sur la partie de
retour du quantificateur.
Un bloc 24 de la partie de retour du quantificateur à deux sous-trames représente l'inverse des fonctions réalisées dans le super-bloc étiqueté Q sur le dessin. Le bloc 24 produit des valeurs estimées 25a et 25b de D, (1) et D,(0) (8a et 8b) en réponse aux bits quantifiés 23. Ces estimations seraient
égales à D1(1) et D1(0) en l'absence d'erreurs de quantification dans le super-
bloc étiqueté Q. Un bloc 26 additionne une valeur de prédiction mise à l'échelle 33a qui est égale à 0,8 * P1(1) à l'estimation de D,(1) 25a afin de produire une estimation M,(1) 27. Un bloc 28 retarde temporellement l'estimation M1(1) 27
d'une trame (de 40 millisecondes) afin de produire l'estimation Mi(-1) 29.
Un bloc de prédicteur 30 interpole ensuite les amplitudes estimées et les ré-échantillonne afin de produire L, amplitudes estimées, après quoi la valeur moyenne des amplitudes estimées est soustraite de chacune des L, amplitudes estimées afin de produire la sortie Pl(1) 31a. Puis les amplitudes estimées d'entrée sont interpolées et ré-échantillonnées afin de produire Lo amplitudes estimées, après quoi la valeur moyenne des amplitudes estimées est soustraite de chacune des L0 amplitudes estimées afin de produire la
sortie P1(0) 31b.
Un bloc 32a multiplie chaque amplitude dans P1(1) 31a par 0,8 afin de produire le vecteur de sortie 33a qui est utilisé dans le bloc de combineur d'élément de retour 7a. Pareillement, un bloc 32b multiplie chaque amplitude dans P1(1) 31b par 0,8 afin de produire le vecteur de sortie 33b qui est utilisé dans le bloc de combineur d'élément de retour 7b. La sortie de ce processus est le vecteur de sortie à amplitude quantifiée 23 qui est ensuite combiné
avec le vecteur de sortie des deux autres sous-trames, comme décrit ci-
avant. Une fois que le codeur a quantifié les paramètres de modèle pour chaque bloc de 45 millisecondes, les bits quantifiés reçoivent la priorité, sont codés FEC et entrelacés avant transmission. Les bits quantifiés reçoivent tout d'abord la priorité selon l'ordre de leur sensibilité approchée vis-à-vis d'erreurs binaires. L'expérimentation a démontré que les vecteurs de somme PRBA et HOC sont typiquement plus sensibles à des erreurs binaires que des vecteurs de différence correspondants. En outre, le vecteur de somme PRBA est typiquement plus sensible que le vecteur de somme HOC. Ces sensibilités relatives sont utilisées dans un schéma d'allocation de priorité qui donne de façon générale la priorité la plus élevée aux bits de fréquence fondamentale moyenne et de gain moyen, suivis par les bits de somme PRBA et par les bits de somme HOC, suivis par les bits de différence PRBA et par
les bits de différence HOC, suivis par les bits restants.
Un mélange de codes de Golay étendus [24, 12], de codes de Golay [23, 12] et de codes de Hamming [15, 11] est ensuite utilisé pour additionner des niveaux plus élevés de redondance aux bits plus sensibles tout en additionnant moins de redondance, voire pas de redondance du tout, aux bits moins sensibles. Le système à demi-débit applique un code de Golay [24, 12], suivi par trois codes de Golay [23, 12], suivis par deux codes de Hamming [15,11], les 33 bits restants étant non protégés. Le système à débit complet applique deux codes de Golay [24,12], suivis par six codes de Golay [23, 12], les 126 bits restants étant non protégés. Cette allocation a été conçue pour réaliser une utilisation efficace du nombre limité de bits disponibles pour FEC. L'étape finale consiste à entrelacer les bits codés FEC dans chaque bloc de 45 millisecondes afin d'étaler l'effet de quelconques salves courtes en erreur. Les bits entrelacés provenant de deux blocs de 45 millisecondes consécutifs sont ensuite combinés selon une trame de 90
millisecondes qui forme le train de bits de sortie du codeur.
Le décodeur correspondant est conçu pour reproduire une parole haute qualité à partir du train de bits codé après qu'il a été émis et reçu sur le canal. Le décodeur sépare tout d'abord chaque trame de 90 millisecondes selon deux blocs de quantification de 45 millisecondes. Le décodeur désentrelace ensuite chaque bloc et réalise un décodage à correction d'erreur afin de corriger et/ou de détecter certains motifs éventuellement à erreurs binaires. Afin d'obtenir une performance adéquate sur le canal de satellite mobile, tous les codes de correction d'erreur sont typiquement décodés jusqu'à leur capacité pleine de correction d'erreur. Puis les bits décodés FEC sont utilisés par le décodeur afin de réassembler les bits de quantification pour le bloc depuis lequel les paramètres de modèle
représentant les deux sous-trames dans ce bloc sont reconstruits.
Le décodeur AMBE (marque déposée) utilise les amplitudes spectrales logarithmiques reconstruites afin de synthétiser un jeu de phases qui sont
utilisées par le synthétiseur voisé afin de produire une parole à son naturel.
L'utilisation d'une information de phase synthétisée abaisse significativement le débit des données émises par rapport à un système qui émet directement cette information ou son équivalent entre le codeur et le décodeur. Le décodeur applique ensuite une amélioration spectrale aux amplitudes
spectrales reconstruites afin d'améliorer la qualité perçue du signal de parole.
Le décodeur réalise en outre une vérification quant à des erreurs binaires et lisse les paramètres reconstruits si les conditions de canal estimées locales indiquent la présence d'erreurs binaires éventuellement non corrigibles. Les paramètres de modèle à mesurer et à lisser (fréquence fondamentale, décisions V/UV, amplitudes spectrales et phases synthétisées) sont utilisés
lors de la synthèse de la parole.
Les paramètres reconstruits forment l'entrée appliquée sur l'algorithme de synthèse de parole du décodeur qui interpole des trames successives de paramètres de modèle dans des segments de parole de 22,5 millisecondes lissés. L'algorithme de synthèse utilise un jeu d'oscillateurs d'harmonique (ou un équivalent FFT à des fréquences élevées) afin de synthétiser la parole
voisée. Celle-ci est additionnée à la sortie d'un algorithme à chevauchement-
addition pondéré afin de synthétiser la parole non voisée. Les sommes forment le signal de parole synthétisé qui est émis en sortie sur un convertisseur N-A pour une diffusion sur un haut-parleur. Bien que ce signal de parole synthétisé puisse ne pas être proche de l'original sur une base échantillon par échantillon, il est perçu en tant que l'original par un auditeur humain.
ANNEXE A
Table des valeurs (5 bits) du livre de codes VQ de Gain n xl(n) x2(n)
*0 -6696 6699
1 -5724 5641
2 4860 4854
3 -3861 3824
4 -3132 3091
-2538 2630
6 -2052 2088
7 -1890 1491
8 -1269 1627
9 -1350 1003
-756 1111
1il -864 514
12 -324 623
13 486 162
14 -297 -109
54 379
16 21 49
17 326 122
18 21 441
19 522 -196
348 -686
21 826 466
22 630 -1005
23 1000 L -1323
24 1174 -809
1631 -1274
26 1479 -1789
27 2088 -1960
28 2566 -2524
29 3132 -3185
3958 -3994
31 ' 5546 -5978
ANNEXE B
Table des valeurs (8 bits) du livre de codes VQ de Somme[1,2] de PRBA n xl<n) 1x2(n> n xl(n) x2(ni) 1n x 1(fi) x2(n) n xl(n) x2(n> n xl(n> x2(n) n xl(n> x2<n)
8 -2022 14 52 9
-222 1333 45f Of9j [ 3199 15 512 - 402 7iO48 90 25 [iTJ3 94
1 -1734 -992 46 1670 1460 9 1 24 -13 136 294 -242 1 879 3 226 971 471
2 -2757 664 098 1075 186 292 137 368 -171 182 790 198 227 213 353
3 -2265 -953 48 -1056 70 93 194 81 138 310 -il 183 933 189 228 1356 228 4"169 181 49 864 -48 94- 11 131 1 3 3 8j 67 78 0 -1i 37-242 501 -972 296 195 1279 25 40 48j -165 185 795 405 230 1363 1450
6 -1412 -85 51 -841 159 96, 23.4 O 141 509 -281 186 648 495 231 1558 1540
7 -1110 -894 52 -672 97 13 O 142 455 -66 187 714 1138 232 1090 908
8 -2219 -467 5-3- 53-2 9 4 6 143 536 -50 188 795 594 23 14 8
9 -1780 -612 54 -675 242 99 -233 172 144 676 -1071 189 832 301 234 073 1248
I -411 20 F013 8
-1931 185 55 -1 2 0 1 6 145 770 -843 190 817 886 235 1368 1137
il1-1570 -270 56 -921 646 101 -6 O 146 642 -434 191 970 711 236 1 372 728
1 2-1484 -579 57 -839 444 102 -107 208 147 646 -575 192 1014 -1346 237 1574 901
1 3-1287 -487 58 -700 1442 103 -6 93 148 823 -630 193 1226 -870 238 1479 1956
2 -.,::,o - I.
14.1327.192 5-9 -68 23 1C04 -308 373 9 934 -989 239 498 1567
-1123 -336 60 -654 462 105 -650 74 43 5 1194 -429 20 18 1'
1 6 -857 -791 61 j-482 361 106 -378 1056 151 f 951 -418 196 1462 -1410 241 2092 460
1 7 -741 -1105 62 -459 801 107 -257 17-69 152 592 -186 197 1539 -1 146 242 1798 468
1 8-1097 -615 63T -4Z29 55 108 -1191 345 153 600 -312 19 8 135 -629 243 1844 737
1 9 -841 -528 64 -376 -1320 T 19 -9 790 154 6.46 -79 199 1460 -752 24 433 353
-,641 -190:2 65 -280 -950 110 -87 1085 155 695 -170 200 1010 -94 245 3030 330
21 -554 -820 J 66 -37,2 -695 111 -56 1789 156 73.4 -288 201 1172 -253 246 2224 714
22 -693 -623 67 -234 -520 112 99 -25 157 958 -268 202 1030 58 247 3557 553
23 -470 -557 68 -198 -715 113j 1881 -40 158 836 -87 203 1174 -53 248 1728 1221
24 -939 -367 69 -63 -945 114 60 185 159 837 -217 2704 19 -08 249 2053 975-
251 -816 -25 70 -92 -455 115 91 75 160 364 112 205 1422 -347 250 2038 1-544
/ 1 -37 I62116, 3 L 2 1
2 -15 -140 7 -7 -65 16 188 45 161 41 8 25 26 1273 8 251 2480 23
2 7 -630 -184 7 2 -403 -195 17 26 8 5 162 413 206 20O71581 -24 252 2689 775
2 8 -857 -433 7 3 -327 -350 118 194 175 163 465 125 208 1793 -787 253 3448 1098
29 -449 -418 74 -395 -55 119 2891 230 164 524 56 209 2178 -629 254 2526 1106
-534 -286 75 -280 -180 120 O 275 165 566 162 210 1645 -440 255312 76
31 -529-67 76 -195 -335 121 136 335 1 66 49 9 21 1 72 -48
32 -2597 O0 77 -90 -310 122 10 645 167 583 268 212 2231 -999
3 3-2243 O -78 -46 -20 123 1 9 450 168 361 481 213 2782 -782
34 -3072 il 7979 9 11 124 216 475 169 399 3-43 214 2607 -296 -1902 178 80 36 [ o-11951 2 3 7 015 391 -639 819 ',:.s 9 / 1 1802 -18
-1451 46 126 163 800 171_407 912 216 1
3? -1305 258 82 46 -4-41 127 292 1220 1721 513 431 21l7 2108 -283 3j-1804 506 8 4
36 -8 04 56 8 14 7 -39 128 349 -677 1731 527 612 218 1828 171
391 -1561 460 84 11 -744 129 439 -968 174 554 1618 21 05 60
401 -3194 632 85 2,8 -3 3 302 -358 175 606 750 220 2458 L4
41 -20855 678 86 175 -552 131 40 -303 176 621 49 221 3132 -53
42 14144 736 87 292 -502 132 95 -36 177 718 O 222 2765 46
43 -2533 920 88 10 -304 133 578 -743 178 674 135 223 41
44 -1634 908 1 3 31 79 688 238 224 5 18
ANNEXE C
Table des valeurs (6 bits) du livre de codes VQ de Somme[3,4] de PRBA n x1(n) x2<n) n x1(n) x2(n)
0 -1320 -848 32 203 -961
1 -820 743 33 18.4 -397
2 -440 -972 34 370 -550
3 -424 -584 35 358 -279
4 -715 -466 36 135 -199
-1155 -335 37 135 5
6 -627 J -243 38 277 -111
7 -402 f -183 39 444 -92
8 -165 -459 40 661 -744
9 -385 -378 41 593 -355
-160 -716 42 1193 -634
1 1 77 -594 43 933 -432
12 -198 -277 44 797 -191
13 -204 -115 45 611 66
14 -6 _ -362 46 1125 -130
1 5 -22 -1 73 47 1700 -24
16 -841 f -86 48 143 183
17 -1178 206 49 288 252
8 -551 20 50 307 60
19 1 -414 209 51 478 153
-713 252 52 189 457
21 -770 J 665 53 78 967
22 -433 473 54 445 393
r-23 -36 1 318 55 386 693
2 -33 R 5 - S819 67
L25 -148 49 57 681 266
F26! -5 f -33 58 1023 273
27 -10 124 59 1351 281
28| -195 234 60 708 551
29 -129 j 469 6 1 734 1016 o! 9 i J 62 983 618
[3 1 -4 647 63 1 751 723
ANNEXE D
Tabie des vaieurs (7 bits) du livre de codes VQ de Somme[5,7j de PRBA n x1(/n)x2(n) |x3(n) n xi(n) x2(n) x3(n) n | xl(n) >x2(n) x3(n)
0 -473 -644 -166 51 -226 100 273 102 107 336 -29
1 -334 483 439 5 -259 325 117 103 242 168 -29
2 -688 -460 -147 53 -192 618 0 104 458 168 -371
3 -387 -391 -108 54 -507 213 312 105 458 252 -162
4 -613 --253 -264 5 5 -226 348 390 106 269 0 -143
-291 -207 -322 56 -68 -57 78 107 377 63 -29
6 -592 -230 -30 57 -3 33 19 108 242 378 -295
7 -334 -92 -127 58 192 -57 156 109 917 525 -276
8 -226 -276 -108 S9 r-192 -12 585 110 256 588 -67
9 -140 -345 -264 60 -113 123 117 111 310 336 28
-248-805 61 -57 280 19 112 72 42 120
11 -183 -506 -108 62 -12 348 253 113 188 42 46
12-205-92 1 -S9S 63 -12 78 234 114 202 147 212
13 -22 - 92 -244 64 60 -383 -304 115 246 21 527
14-151 -138 -30 65 84 -473 -589 116 14 672 286
1543 -2531 -147 66112 -49_5 -152 117 43 189 101
16 -822 -308 208 67 204 -765 -247 118 57 147 379
17 -372 -563|80 68 108 -135 -209 119 159 420 527
240 69 156 -3550 -76 120 391 105 138
19 -253 -548 368 70 60 -180 -38 121 608 105 46
-504 -263 160 71 192 -158 -38 122 391 126 342
21 -319 -158 |48 72 204 -248.-456|123 927 63 231
22 -491 _ -173 528 73 420 495 -247 124 565 273 175
23 |-279 -233 |288 74 408 -293|-57 |125 579 546 212
24 -239 -368 64 75 744 -473 -19 L126 289 378 286
| 94 -563|15 48Q 2251475 | 637 252 j 619
26| -147 | -338| 224 77 768 -68 -285
27 -107 -338 528 78 276 -225 '-228
28 -133 -2031 96 79 480 -113 -190
29 -14 -2631 32 8r -40o3 88
-107 -98 352 8 210 -472 120
-31 %-1 -248 256 82 100 -633 - 408
32 -494 -52 -' 45 83 180 -265 520
33 -239 | 92 -257 84 50 -104 120
3 |48 t-72|-32 jt 85 _ 130| -219 104
-383 153 -82 86 110 -81 1 296_
36 -375 14 07 87H010 -265 312
37-205 543 |-382 |e8 270 1 -242 88
38 -36 379 57 1 89 3301 -771 104
39 -247j 338 -207 901 430 1 403 232
-171 -72 -220 91 590 T -219 504
41 -35 -72 -395 92 350 -104 24
42 -188 -11 -32 93 630 -173 104
43 -26 -52 -95 94 1 220 -58 136
44 '-94 71 -207 95[ 370 -104 248
-9 338 -245 96 67 63 -238
16i _,,
46-1| 53 -70 97 1 242 -42 -314
4 1 -18 215 j -132 98 80 105 -86 48 j -709 78 7 8 99 107 j -42 -29
49.-316,78 78 [ OO' 175 126 -_542
-462 -57 234 | 1 j202j 168 j -238
ANNEXE E
Tabl., des valeurs (8 bits) du livre de codes VQ de Dif.[1,3] de PRBA n xl(n) x2n> x3(ni) n xl<n) x2(fl)x3(n) n In 2n 3n n xl(n) x2(n> x3(n> n lx1n 2nIx3)
0 -1153 -430 -504 -751 598 389 110 I-143 1 64 -78 165 61 256 -615 220 560 66 44
i -1001 -626 -861 56 -432 -32 214 1i1 -20 389 -104 166 94 272 -206 820 O 110
2 -1240 -8-46 I -252 57 -414 -53 19 112 -270 90 93 167 99 144 -50 222 760 -66 660
3 -605 -748 -252 58 -526 157 233 113.185 72 O 188 113 16 -225 223 860 -99 396
4 16751 -381 -336 59 -320 136 233 T14 -230 O 186 169 298 80 -362 224 672 246 -360
-1175 -111 -546 60 *376 304 38 115 -131 108 124
3213 -î86 2265 04 2171 -90
6 -892 -307 -315 61 -357 325 214 116 -243 558 O 171 255 32 5186 2261504 217 -90
7 1-762.1111 -336- 692 -47-0- 3-88 -350 1 17T -212432 155 1721156 144 -167 227 714 246
-566 -405 -735 63 -357 199 I 428 118 -171 234 186 173 265 320 -245 228 462 681 -378
9 1 1-8-461 -483 64 -285 -592 -589 119 -158 126 279 174 122 496 -30 229 693 536 -234
-631 j -503] -420 65 -245 -345 -342 1201-108 O 93 175 298 176 -69 230 399 420 -18 l -370 T -479-252 66 -315 - 8i6-7' -228 121 -36 54 62 176 56 66 45 231 882 797 18
12 -523 -307 -462 67 -205 -400 -114 122 -41 144 480 177 61 145 112 232 1155 188 -216
13 -327 -185 -294 68 -270 -97 -570 1230 54 170 178 32 225 270 233 1722 217 -396
14 -631 -332 -231 69 -170 -97 -32 124 -90 180 62 179 99 13 225 234 987 275 108
-544 -136 -273 70 -280 -235 -152 125 4 162 0 180 28 304 45 235 1197 130 126
161-11701-348 -24 71 -260 -97 -114 125 -117 558 356 218118 251 0 236 1281 594 -180
171 94 -564 1-96 72 1-130 -592 -266 127 -81 342 77 182 118 808 697 237 1302 1000 -432
-897 T-3721120 73 -40 -29 -6 128 52 -363 -357 183 142 437 157 238 1155 565 108
19 -637 -828 144 74 -110 -235 228 129 52 -231 -186 184 156 92 45 239 1638 304 72
-845 -108] -96 75 -35 -235 130 37 -627 T 15 185 317 13 22 240 403 118 183
211-676 -132 120 76 -35 -97 -247 131 42 -396 T -155 186 194 145 270 241 557 295 131
22 -910 -324 552 77 -10 -15 -152 132 33 -66 T -45 1887 260 66 90 242 615 265 376
23 -624 -108 432 78 -120 -152 -133 133 80 -66 T -140 188 194 834 45 243 673 324 673
24 -572 -492 -168 79 -85 -42 -76 134 71 -165 -31 189 327 225 244 384 560 183
2i5 -416 -276 -24 80 -295 -472 86 135 90 -33 -16 190 189 278 495 245 673 501 148
26 -598 -420 148 81 -234 -248 O 136 151 -198 -140 1 191 199 225 135 246 365 442 411
l27 -390 -324 336 82,234.216 602 137_ 332 -1023 -186 192 336 -205 -390 247 364 324 236
28 -494 -108 -96 83 -172 -520 301 138 109 -363 T 193 364 -740 -656 248 827 147 323
29 42 -276 o _-168 8-4.286 -40 21 1398204 -165 -16 194 336 -383 -1 o44 249 961 413 411
-3 252 144 85 -177 -88 _ 140 180 -132 -279 195 448 -281 -349 2540058 177 63
31 I -364 -180 168 86 -253 - 72- 322 1411 2B4 - L -15-5 - 196 420 25 -103 251 1443 147 446
32 -1 114 107 1-280 87 -191 1-130, 129 1421 151 -66 -93 197 476 1-26 -267 252 1000 1032 166
33[-E76 [4 T -249 88 -53 -168 21 143L185 -33I 15 198 336 -128 -21 253 1558 708 253
-913 1 193-233 90 -105 -264 26 [145 146 -120 89 200 1616 -562 -308 255[ 1154 708 481
36 i-14601258 -249 91 -67 -136 129 146 78 -382 292 201 2100 -460 -164
37 1114[ 471481 92 -53 -40 21 147 78 -145 224 202 644 -358 -103
I-949[451 -109 9-3 1-6 -104 -43 148 15 -32 89 203 1148 -434 -62
39 639 559 -140 94 -105 -40 193 149[ 41 -82 22 204 672 -230 -595
-384 -43 -357 95 -29 -40 344 1501 10 -70 719 205 1344 -332 -615
32 4 7 9-176123.208 151 115 -32 89 206 644 -52 -164
4 27 -601 4 43 -4 7 97 -143 O -162 1521 162 -282 134 1 207 896 -205 -287
4 3 6 86 -i 98 -309 184 -156 153-304-345 22 208 460 -363 0
44 -566 408 -404 99 -205 20 -91 154[225 -270 -674 209 560 -660 O
-329 387 -218 100 -276 205 -403 155 335 -407 359 210 360 -924 572
Ii 60r32..258 j -202 101 -229 615 -234 156 T 256 -57 179. 211 360 -627 198
47 -511 193 -16 102 -238 225 -13 157T314 -182 112 212 420 -99 308
r4118994 177 103 -162 307 -91 158 146 -45 404 23 540 -66 154 I91-321 158,Lj.8_jL_5. 2, 38099 396 49 57 j7358 1047 -81861 -117 159 241 -195 f292 1 271 430 9 9 I 0 1482j 178 1311 105' -10 102 -2'21 160 2? 96 -89 215 500 -66 572
511-1014 53 370 106 -105 20 -39 161 56 128 -362 216 780 -264 66
52 751 199 292 107 -48 832 -26 16 4 -30 217 1620 -165 198
53' -582 I 88 136 108 -124 328 -26 13 10 32_ -69 218 640 -165 308
514 j 789 2 20604 109 -24 205 -143 164 1 432 -459 219 84-0 -561 374
ANNEXE F
Table des valeurs (8 bits) du livre de codes VQ de Dif.[1,3] de PRBA n xl(n) x2(n) f x3(n) x4(n); n xI(n) | x2(n) f x3(n) x4(n) 0 -279 -330 i -261 7 32 7 -275 -296 -45
1 465 -242 9 7 33 63 - 209 -72 -15
2 -248 -66 -189 7 34 91 - 253 -8 225
3 -279 -44 27 217 35 91 -55 40 45
4 -217 -198 -189 -233 36 119 - 99 -72 -225
-155 1 -154 1 -81 -53 37 427 -77 -72 -135
6 -62 -1 10 j -li7 157 38 399 - 121 -200 105
7 0 44 -153 -53 39 175 -33 -104 -75
8 -186 -110 63 -203 40 7 -99 24 -75
9 -310 0 207 -53 41 91 11 88 -15
-155 -242 99 187 42 119 -165 152 45
11 -155 -88 63 7 43 35 -55 88 75
12 -124 -330 27 -23 44 231 -319 120 -105
13 0 -110 207 -113 45 231 -55 184 -165
14 -62 -22 27 157 46 259 -143 -8 15
-93 0 279 127 47 371 -11 152 45
16 -413 48 -93 -115 48 60 71 -63 -55
17 -203 96 -56 -23 49 12 159 -63 -241
18 -443 168 -130 138 50 60 71 -21 69
19 -143 288 -130 115 51 60 115 -105 162
-113 0 -93 -138 52 108 5 -357 -148
21 -53 240 -241 -115 53 372 93 -231 -179
22 -83 72 -130 92 54 132 5 -231 100
23 j -53 192 1 -19 -23 55 180 225 -147 7 24 -113 | ' j 129 -92 56 36 27 63 -148
-323 240 129 -92 57 60 203 105 -24
*26 -83 72 92 46 58 108 93 189 100
27 -263 120 92 f 69 59 156 335 273 69
26 8 -23 168 314 -69 60 204 93 21 38
29 -53 j 360 92 -138 61 252 159 63 -148
I -23 0 -19 0 62 180 5 1 21 224
31 7 | 192 55 207 63 348 269 63 69
ANNEXE G
Table des valeurs (7 bits) du livre de codes VQ de SommeO de HOC n x. (n) xn) jx3n) x4(n) n xI4n) X2(h) x3(n) | X4(n) n xl(n) x2(n) x3(n) X4(n)|
0 -10871 -9871 -785 -114 55 -396 467 -351 105 110 74 464 682 256
-1087 6 2 2561-75/-
1 1 -7421 -903 -639 -570 56 | -396 -83 442 -435 1i1 120 464 136 64 2 -13631 -567 -639 -342 57 -243 82 259 -255 1i2 181 96 -43 -400
31 -6041 -315 -639 -456 58 -447 82 15 -255 113 379 182 21 -27
4 |-1501 -1491 -712 1026 S9 -5294 742 564 - 135 114 313 483 -1 -59 -336
-949 -819 274 0 60 -260- 83 15 225 115 1105 225 -435 -86
6 -880 -3991 4931 114 61 -2431 192 259 465 116 181 225 -559 240
6-880 399f 1-274 2 815
7 -742 -4831 -566 342 62 -328 247 137 -15 117 643 182 -473 -80
-880 -651 2371 -114 63 -2261 632 1371 105 118 313 225 -129 112
9 -742 -483 -2011 -342 64 -170 -641 -4361 -221 119 511 397 -43 -16
1 O-1294 -231 -128 -114 85 T 130 -885 -187 -273 120 379 139 215 48
11 -1156 -315 -128 -684 66 -30 -153 -519 -377 121 1 775 182 559 48
12 -1639 -819 18 0 687 j 30 -519 -851 -533 122 247 354 301 -272
13 -604 -567 18 342 |68 -170 -214 -602 -65 123 643 655 301 -16
14 -949 -315 310j 456 69 -70 -641 -270 247 124 247 53 731 176 -811 -315 -ssf 114 70 -150 - 214 -104 39 125 445 10 215 560
16 -3841 -666 -2821 -593 71 -10 - 31 -270 195 126 5771 526 215 368
17 -358 -1170 -564 -198 72 10 -458 394 -117 127 117'1 569 387 176
18 -514 -522 -376 -119 73 70 -519 -21 -221
19 -254 -378 -188 -277 74 -130 -275 145 -481
-254 -666 -940 -40 75 -110 -31 621 -221
2 1 -228 -378 -376 11i8 76 -110 -641 228 91
22 -5661 -162 -5641 118 77 70 -275 -21 39
23 -462j -234 -1881 39 78 -90 -214 145 -65
24 -436 -306 941 -198 79 -30 30 -21 39
-436j -738 or -119 80 326 -587 -4901 72
26 -436] -306 3761[ -119 81 1 8211 -252 -490 -186
1 27 -3321 -90 1881 39 82 1461 -252 -266 -72
I _I.. 4 -. l
28 -2801 -3781 -94 592 83 5061 -185 -210 -357
29 1 -2541 -450 94 118, 84- 2811 -252 -378T 270
-6181 -1621 188 118 85 5511 -319 -154T 156
31 -2281 -234. 470 355 86 41i -51 -2661 -15
32 -18061 -49 -245 -358 87 5961 16 -3781 384
33 | -860 -491 -245 199 88 5061 -319 182] -243
34.602 |4 - 491 893| 7761 -721 701 99
|35 | -602 146 931 -252 90 236 -185 701 -186
36 -774 81 49 13 91 731 -51 126 99
7-0281 92 [ 191 36
237 j -6021 81 49 384 92j 191 -386 -98 156
2 38 -9461 341 -441 225 |93 281 -989 -154 498
391 -688] 406 -147 -93 94 281 -185 14 213
|40 | -860 -49| 147 -41 il 95j 281 -386 350 156
41 -6881 211 245 -199 96 -18 144 -254 -192
42 -1290 2761 49 -305 97 97 144 -410 O0
|43 | -774 926T 147 -252 |98 -179 464 -410 -256
44-1462 146. 343 66 99 28 464 -98 -192
-1032 -_49 441 -40 '100 -156 144 -176 64
46 1 -946 471T 1471 172 1 01 j 143 80 -98 0
47 -516 211T 539 172 102 -133 336 -98 192
481 -481 -28 -290 -435 103 143 656 -488 128
4 -277 -28 -351 -195 1041 -133 208 -20 -576
501 -345i 687j -,7 -5 105 r 74 16 448 -192 51 1 - 2941 247 -107r -135 j106 -18 208| 58 -128
52 -3621 27 -46 -15 107 120 976 58 0
53 -3281 82 -290 108 144 370 192
54 j -4641 1921 -2291 45 109 1 1201 801 136 384
ANNEXE H
Tabie des valeurs (3 bits) du livre de codes VQ de Difi. de HOC n xl(n) x2(n) x3(n) x4(n)
O -558 -117 O O
i -248 195 88 -22
2 -186 -312 -176 -44
3 O 1 O 77
0 -117 154 -88
S 5 62 156 -1761 -55
I I î
2310-156 -661 2
7 7 73 0
ANNEXE I
Table des valeurs (7 bits) du livre de codes VQ de Somme1 de HOC n xl(n) x2(n) x3(n) I x4<n)I n I xl(n) x2(n) | x3(n) X 4(n) n 1(n) x2(n) x 3(n) x4(n)> _o-380 -528 -s363 71 55 f 2 - 280 -54 110 44 432 217 0 1 -380 -528 -.131 14 56 -336 0f 5 3 2 111 156 432 279 427 2 -1040 -186 -3131 -214 5 s -126 2401 420o- 112.0, 300 -13 -89 -163
I3 -578 -300 -1 3. -157 58 -315 320 280 -54 113 550 237 -266 -13
4 1 -974 -471.163 71 59 -147 600 140 32 114 450 7371 -30 -363
-512 -3001 -313 299 60 - 336 120 70 161 115 1050 387 -30 -.3
6 i -578 1 1291 37 185 61 63 120 140 7 116 300 -13 -384 137 71 186 -11i3 71 62 62 10 360 70 333 117 350 87 -89 187
8.-4461 -3571 2371 385 63 -63 200 630 118 118 300 487 -89 -13
9 -3801 -8701 2371 141 &16 1681 -793 -315 -'171 119 900 237 -443 37
-776 -72 1871 43 65 294 -273 -378 -399 120 500 -13 88 -63
11 -446j -243 87j -100 | 66| 147 -117 -126 -57 121 700 187 442 -13
12 -644 -414 387 71 67 231 -169 -378 -114 122 450 237 29 -263
13 -578 -642 87 299 68 -325 -63 123 700 387 88 37
14 -1304.15 237 128 69 84 -481 -252 171 124 300 187 88 37
1S | 41 -30o 187 470 701 105 -221 -189 228 125 350 -13, 324 237
1 221 -452 -385 -309 71 294, -4273 0 456 126 600 237 29 387
1 7 -77 -2001 -165 1-79 72 1 126 -585 0 -114 127 700 6871 442 187
| 18 1-221; -200 -110 -504 73 | 147 -325 252 -228j
191 -149 -2001 -440 1 -114 74 147 -169 63 -171
201 -221 -3261 0 276 75 315 -13 567 -171
2 1 -951 -6621 -165 406 76 126 -377 504 57
2 21 -95, -321 -220f 1 77 1 471-273 63 57
2 3 -23 -1581 -440 146 78 63 -169 252 171
24 -167 -4101 220 -114 7 9 273 -117 63 571
251 -95 -158j 110j 1Sf 80j 7361 -332 -487 96 - 203i -_74 2201 -244 1a1 i 17481 -179| -192 -32j |27 -591 -741 3es; -1141 82 7361 -261 -369j -416
12 -2751 -116 165 211 83 828 26 -192 -32
| -5 -4 52j 220 341 4 460 -6381 -251 160
1 301 -113 -741 3301 471 8 5 736 -2301 -1331 288
31 I -77 -116 0 21 1 86 368 -2301 -1331 32
32 1 -6421 571 -421 406 8 55 1 -31 52-77 487 544
33 f -507j 0j -371 -70 88 736 L 43444 -32 34 1 - l0471 5701 -1431 -14 89 11a041 3321 -741 -32 -41 71 55j -200 42 9j0 j 4601 -281 -15 -2224
1 -9126 O -143 8 91 644 -281 1 398 -160
3. -417 17 - 1 2 -79143 292 36 1 -7 221 32
-6871 285 28 98 931 4601 -383 1031 32
139 -372j 5131 -371 1 54 44j 6441 -281 1621 224 j 01 - 822 42j7 -294 9| 10121 -179 3391 160
41 -462 1711 142.238 76 10 -341 -5244
14 -1047 3421 331 -70 9 220 54 -93 -488 43 i -507 5701 1421 406 98 1561 378 -589 -122 44 - 552 114 3131 434 997
18j 216 -155 4 1 -462 57 28 -70 100 28a -31 427
46 -507 3427 4841 210 101 108J O 31 61
1 47 - -507 5'3 851 42 1 02 -41 162 -93 183
48 -210 4Di -140! -225 103 2041 432 -217 305
49I -211 O 54 104 44 162 311 -122
-3361 3601 -2101 -226 1 05 156j o 2171 f 2_71 1 511 -126i 280 701 -3 22 106 | 441 810 279f -122 t21 -2521 2001 1.11j 1 07 j 204j 378j 2171 -305! 53 -631 1601 -420 161 10i 124 -108 217 244j -2 0 3 -252200 1 1 2041 37217 f0 -305._L._
54 -168 240 -2101 32 1 0 2201 108 341
29 I - 4521 220
ANNEXE J
Table des valeurs (3 bits) du livre de codes VQ de Dif. 1 de HOC n I xl(n)x2(n) x3(n) x4(n)
0 -173 -285 5 28
1 -35 19 -179 76
2 -357 57 51 -20
3 -127 285 51 -20
4 il -19 5 -116
333 -171 -41 28
6 - 11 -19 143 1241
7 1 3331 2091 -41 -36
ANNEXE K
Table des valeurs (7 bits) du livre de codes VQ de Somme2 de HOC n x1(n) x2(n) x3(n) x4(n) n x1/n) x2(n) |x3(n) x4(n) n x1(n) x2(n) x3(n) x4(n) 0 -738 -670 -429 -179 55 r -63 656j - 4 63 110 105 440 405 34 1 450 -335 -99 -3 563 -26t 205 240 -21 111 265 165 165 102 2 - 450 -603 99 11 57.99 82 i -147 112 320 1t2 -32 -74
3 -306 -201 -231 167 58 -171 287 560 10 113 896 194 -41 10
4 -8t10 -201 -33 -137 5 9 246 160 189 114 32 11 2 -284 10
-378 -134 -231 -305 60 -153 287 -357 115 51 276 9 220
6 -1386 -67 -33 -95 61 j.99 287 400 -315 116 446 317 -410 -326
7 -666 -201 -363 283 62 -225 492 240 231 117 280 399 -32 -74
8 -450 402 297 -53 63 -4 328 80 -6 118 3t481 47 220
378 -670 561 -7 - 989 -124 -102 119 448 399 -15 10
|-1098 402 231 32 65 18 453 -289 -372 120 512 71 17 52
-594 -1005 99 -1 66.4 -788 41 168 121 640 276 -3 -74
12 -882 O 99| 15 67 145 -252 -289 168 122 | 320 153 472 220
13 -810 -268 363 -179 68 | -118| -2341 -57 123 896 30 31 52
14 -594 -335 99 283 69 165 -18 -179 -282 124 512 276 283 -242
-306 -201 j 65 157 70 1 145 -1851 -691 -571 125 832 645 31 7 16 -200 -13| -162| -28 71 225 -185 - 141 303j| 126 | 448 5221 57 304
17| 40 -323 -162 96 72 |105 -185 151 -237| 127 |980 276 409 94
18 1 -200 -5891 -3781 416 73 225 -587 261 -282
19 j -561 -5131 -3781 -32 74 1 65l -3861 151 78
-248 -285 -522 32 75 305 -252 371 -147
21 1841 -1331 -8 -32 76 243 -51 96 -57
22 |-120| -19| -234j 96 77 | 265| 16| 3161 -237j
-2 4 -23
23 | -s61 -133| -234j 416 78 45 -1851 536 78 24 | - 200j 437j -18 96 79 205 -185 261 213
-168 -209 414 -28 80 346 -44 -331 -3
6 |-152j -3 198 544 | 71 j 913 -298' -394 -207 27 1 - 561 -171l 541 160 1 82 1 4721 -216 -583 29 28 |-84 -95 54 41 83 | 98 -339j -142 206 29 |-152| -171 198| -32 84 472j -175| -268 -207 | -280| -171 j 558[ 96t 85 | 98 -52 -205 29 31 i-1B4| -19i 2701 288 8 6 j 346j -11j 4571 4421 32 - 463i 571 -228| 40 87 50| -52 - 205 383 33 | -26311"4j -293 -176 88 346 380 -16 34 j-4131 571 321 472 189 724 -625 47 -89
1 -3631 2281 -423 202 90 409 -380 236 206
36 -13|399 -35 -6 91 1291 -216 -16 29
37 |-5631 399j 32j -122 | 92 | 72 -11| 47j 443j 8463 342 -33 20 93j 351 -34 47 -30 -9 i4131 627 -1 631 202 94 I 3461 -52 -79 147
| 8131 171| 162 -338 9S_| 7871 -175 362 2
41 -4131 O 971 -176 96 |8BS[ 220| -195I -170
-185_._L17
42 j -513| 571 422| -14| 97 | 145j 110| -375| -510 643|- 463jO 97j 94 9 j 5 45,55-49 -34 44 1 -6631 5701 3571 -2305 99 j 18555 238 -313 855 227j 14 100j 245 440j -7S|-374 46 -1013 513 162j 40 101| 2851 825j -_5j 102 47 2813228 s52 256 102 | 8S 330 -255 374 48 j -^22S 82j Cj 63 103 | 185 330T 7S 102 49 | -63j 246| -801 63 104 | 25l 110| 285l -34i | -99| 82| -80j 273 105 | 6| SS -15| 34j 1 | 27i 246j -320j 6 106| 651 oj 105| 102 52 j -81| 697j -240j -357| 107f | 2251 5 5 105 510
53 | 4S|4101-640 -147 1086 105 110 4 -238
54 1 -2611 3691 -1601 -10 1091 3251 550 165 -102
ANNEXE L
Table des valeurs (3 bits) du livre de codes VQ de Dif.2 de HOC n xl(n) x2(n) X3(n) x4(n)
O -224 -2371 15 -9
i -36 -27 -195I -27
2 -365 113 36 9
3 -36 28 1 -27 -9
4 58 8 571 171
1991 -237 571 -9
6 1 -36 81 120 -81
7 1 401 1131 -48 -9
ANNEXE M
Table des valeurs (7 bits) du livre de codes VQ de Somme3 de HOC ri xl(n) x2(n) x3(n) x4(n)' n I xl() x2(n) x3(n> x4(n) n xl(n) x2(n) x3(n)i x4(n)
11-532 '-8-27 -2 6 -4 0 5 -0 1 10 710 78 3174
/0 -812 -216 -483 -129 55 -213 720 -2551 87 110 38 3180 115
/11 -532,-648 -2071.129 56I 49, 204 45I -203 10i 7
2 -868 -504 01 215 7 -264 75 1651 29 112 289 270 -1621.135
3 -532 -264 -69 129 58 -26-4 75.151 261 113 289 35 -2161 -35
4 -924 -72 0 -43 59 -1451 118 1 2 114 289 270 -378 189
-644 120_ -69 -215 60 4 nS 561 129 -54 27 /6] -868j.72 --3451 301 61 -179 290 116 357 5521 -1621 -51 izj -4761 -24 - 483] 344 4, 62 -315 376 2251 29 117 765 3641 - 324 -27 8 -7561 -216 276' 215 63 162 4621 - 15t145 118 221 270.1oet 189
9) -4761 -360 414 0 6.76] -129 -424-59 119 357 740 -432 35
-1260 -120 0 258 65 f 57 -43 -193 -247 120 221 82 0 81 1i1 -476 -264 69 430 66_ -19 -86 -578 270 121 357 82 162 -243
12 -924 24 552 -43 67 133 -258 -270 176 122 561 129 -54 459
1 3 -64-4 72 276 -129 68 1 9 -43 -39 -12 123 1241, 129 108 189
14 -476 24 0 43 69 190 O -578 -200 124 221 364 162 -189
-420 24 345 172 70 -76 0-193 129 125 425 505 -54 27
16 -390' -357 -406 O 71 171 2 -193 5 26 425 270 378 135
17 -143 -471 -350 -186 72 95 -258 269 -12 364 08 135
18 -162 -471 -182 310 73 152 -602 IlS -153
19 -143 -699 -3501 186 4 -76 -301 346
oj -390 -72 -350 -310 75 190 -473 38 176 j 21 J- 219 42 -126 -186 76 19 -172 115 -294
22] -333; -72 -182 62 77 76 -172 577 -153
23 -181 -1291 -238 496 78 -38 215 38 129
24 -371 -243 154 -124' 79 114 -86 38 317
-200 -141 -434 f80 208 -338 -132 -144 26J -2951 -813J 1541 124 f _ 649 -1958 -462 964 27] - ISij 711 42 -62 32 1,3 -473 -452J 102
28 1 434 -310 83 451 -68 -1982 102
29 -108 -72 2101 -62 84 J 502] -68 -396 -226
-2571 -186 1 54 124 85 943 -68] -308
31 -1431 -243 -70 862 86 4041 -68_ -.98 102
32 -704 1 95 -366 -127] 8:7 600j 671 -528 18 33 - 4486 91f -1831 -35 88 4531 -3381 1321I -308 34 -576 911 -1 221f2871 89 - 7961I -608 of -62 - 5 -4481 299 - 2441 103 90 - 3551 -4731 396 f 184 - 6 -1 216 611i -3051 57 91 551] -3381 O 184
371 -384 5071 -244T -12 71 9 2081 -2031 66 -62
38 1 -704 55 -88 149 93 6981 -2031 462 -62
2 1 -601 455j -183] 379 94 208] -681 264 266,
-13.44 3511 122 I -265 95I 551 -58J 132 20
41 -6401 351 -61 -35 -9' 2691 -2811 -290
42 -9601 299 f61] 149 97 1f 171 f 1 4 43 - 5121 351 [2441 333. 9 Â 220 j -831 58
44J -896 5071 -61].127 991 1061 1221 -2151 464
-576 455 24 -3111 100 211 465f -149 -116 46 I 768j 611 427 il1 101 21f 318 -347 o 47 -576e 8 1 0 103 102 -98 514 -479 406 48 -298 il18 -435 29 103 1 23 514 -83 174
49 -1961 290 -19 -29 104 [ -13 122 181 -406
-3491 24 7 -15f 87 105 f 140j 24 2471 -58 sî1 - 196 247! -2515 261 106 -981 220 511 174 52 -400j 677[ -555 -203 107 f -301 73 181 174 53] - 3491 333 -15 -435 18 4f 759 181 -174
1 41 -2641 419 -75 435 09 2 318 181 58
ANNEXE N
Table des valeurs (3 bits) du livre de codes VQ de Dif.3 de HOC n t xl(n x(n) x3( x2 ( n)
0 -941-248 60
i 00 -17 -100 -90
2 -376 -17 40 18
3 -141 247 -80 36
4 47 -50 -80 162
329 -182 20 -18
6 8 0 4911 200 0
7 -20 -18
ANNEXE O
Table des dimensions des blocs de fréquence Nombre total Nombre des Nombre des Nombre des Nombre des des amplitudes amplitudes pour le amplitudes pour le amplitudes pour le amplitudes pour le de sous-trame bloc de fréquence 1 bloc de fréquence 2 bloc de fréquence 3 bloc de fréquence 4
9 2 2 2 3
2 2 3 3
11 2 3 3 3
12 2 3 3 4
13 3 3 3 4
14 3 3 4 4
3 3 4 5
16 3 4 4 5
17 3 4 5 5
18 4 4 5 5
19 4 4 5 6
4 4 6 6
21 4 5 6 6
22 4 5 6 7
23 5 5 6 7
24 5 5 7 7
5 67 7 7
26 5 6 7 8
27 5 - 6 - 8 8
28 6 6 8 8
29 6 6 8 9
6 _7 8_ 9
31 6 7 9 9
32 6 7 9 10
33 7 7 9 10
*34 7 8 9 10
7 8 10 10
36 7 8 10 11
37 8 8 10 11
38 8 9 10 11
39 8 9 11 11
8 9 11 12
41 8 9 11 13
42 8 9 12 13
43 8 10 12 13
44 9 10 12 13
9 10 12 14
46 9 10 13 14
47 9 11 13 14
48 10 11 13 14
49 10 11 13 15
10 11 14 15
51 10 12 14 15
52 10 12 14 16
53 11 12 14 16
54 11 12 15 16
11 12 15 17
56 11 13 15 17
Claims (30)
1. Procédé de codage de la parole selon une trame de bits de 90 millisecondes pour une transmission sur un canal de communication de satellite, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: numérisation d'un signal de parole selon une séquence d'échantillons de parole numériques; division des échantillons de parole numériques selon une séquence de sous-trames, chacune des sous-trames comprenant une pluralité des échantillons de parole numériques;
estimation d'un jeu de paramètres de modèle pour chacune des sous-
trames, o les paramètres de modèle comprennent un jeu de paramètres d'amplitude spectrale qui représentent une information spectrale pour la sous-trame; combinaison de deux sous-trames consécutives provenant de la séquence de sous-trames selon un bloc; quantification de façon jointe des paramètres d'amplitude spectrale provenant des deux sous- trames dans le bloc, o la quantification jointe inclut la formation de paramètres d'amplitude spectrale prédits à partir des paramètres d'amplitude spectrale quantifiés provenant d'un bloc précédent, le calcul de paramètres résiduels en tant que différence entre les paramètres d'amplitude spectrale et les paramètres d'amplitude spectrale prédits, la combinaison des paramètres résiduels provenant des deux sous-trames dans le bloc et l'utilisation d'une pluralité de quantificateurs vectoriels afin de quantifier les paramètres résiduels combinés selon un jeu de bits spectraux codés; addition de bits de contrôle d'erreur redondants aux bits spectraux codés provenant de chaque bloc afin de protéger au moins certains des bits spectraux codés dans le bloc vis-à-vis d'erreurs binaires; et combinaison des bits de contrôle d'erreur redondants et des bits spectraux codés additionnés provenant de deux blocs consécutifs selon une trame de bits de 90 millisecondes pour une transmission sur un canal de
communication de satellite.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la combinaison des paramètres résiduels provenant des deux sous-trames dans le bloc comprend en outre:
la division des paramètres résiduels provenant de chacune des sous-
trames selon une pluralité de blocs de fréquence; la réalisation d'une transformation linéaire sur les paramètres résiduels dans chacun des blocs de fréquence afin de produire un jeu de coefficients résiduels transformés pour chacune des sous-trames; le groupage d'une minorité des coefficients résiduels transformés provenant de tous les blocs de fréquence selon un vecteur PRBA et le groupage des coefficients résiduels transformés restants pour chacun des blocs de fréquence selon un vecteur HOC pour le bloc de fréquence; la transformation du vecteur PRBA afin de produire un vecteur PRBA transformé et le calcul de la somme vectorielle et de la différence vectorielle afin de combiner les deux vecteurs PRBA transformés provenant des deux sous-trames; et le calcul de la somme vectorielle et de la différence vectorielle pour chaque bloc de fréquence afin de combiner les deux vecteurs HOC provenant
des deux sous-trames pour ce bloc de fréquence.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les paramètres d'amplitude spectrale représentent des amplitudes spectrales logarithmiques estimées pour un modèle de parole à excitation multibande
(MBE).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les paramètres d'amplitude spectrale sont estimés à partir d'un spectre calculé
indépendamment d'un état de voisage.
5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les paramètres d'amplitude spectrale prédits sont formés en appliquant un gain inférieur à l'unité à une interpolation linéaire des amplitudes spectrales
quantifiées provenant de la dernière sous-trame dans le bloc précédent.
6. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les bits de contrôle d'erreur redondants pour chaque bloc sont formés par une pluralité de codes de bloc incluant des codes de Golay et des codes de Hamming.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les codes de la pluralité de codes de bloc sont constitués par un code de Golay étendu [24, 12], par trois codes de Golay [23, 12] et par deux codes de
Hamming [15, 11].
8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les coefficients résiduels transformés sont calculés pour chacun des blocs de fréquence en utilisant une transformation cosinus discrète (DCT) suivie par une transformation 2 sur 2 linéaire sur les deux coefficients DCT d'ordre le
plus faible.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que quatre blocs de fréquence sont utilisés et en ce que la longueur de chaque bloc de fréquence est approximativement proportionnelle à un nombre de paramètres
d'amplitude spectrale dans la sous-trame.
10. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les quantificateurs vectoriels de la pluralité de quantificateurs vectoriels incluent un quantificateur à séparation vectorielle trois voies utilisant 8 bits plus 6 bits plus 7 bits appliqué à la somme vectorielle PRBA et un quantificateur à séparation vectorielle deux voies utilisant 8 bits plus 6 bits appliqué à la
différence vectorielle PRBA.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la trame de bits inclut des bits additionnels représentant l'erreur dans les coefficients résiduels transformés qui est introduite par les quantificateurs vectoriels.
12. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la séquence de sous-trames se produit nominalement selon un intervalle de
22,5 millisecondes par sous-trame.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la trame de bits est constituée par 312 bits dans un mode demi-débit ou par 624
bits dans un mode débit complet.
14. Procédé de décodage de la parole à partir d'une trame de bits de 90 millisecondes reçue sur un canal de communication de satellite, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: division de la trame de bits selon deux blocs de bits o chaque bloc de bits représente deux sous-trames de parole; application d'un décodage à contrôle d'erreur sur chaque bloc de bits en utilisant des bits de contrôle d'erreur redondants inclus dans le bloc afin de produire des bits à erreurs décodées qui sont au moins en partie protégés vis-à-vis d'erreurs binaires; utilisation des bits à erreurs décodées afin de reconstruire de façon jointe des paramètres d'amplitude spectrale pour les deux sous-trames dans un bloc, o la reconstruction jointe inclut l'utilisation d'une pluralité de livres de codes de quantificateur vectoriel afin de reconstruire un jeu de paramètres résiduels combinés à partir desquels des paramètres résiduels séparés pour les deux sous-trames sont calculés, formation de paramètres d'amplitude spectrale prédits à partir des paramètres d'amplitude spectrale reconstruits à partir d'un bloc précédent et addition des paramètres résiduels séparés aux paramètres d'amplitude spectrale prédits afin de former les paramètres d'amplitude spectrale reconstruits pour chaque sous-trame dans le bloc; et synthèse d'une pluralité d'échantillons de parole numériques pour chaque sous-trame en utilisant les paramètres d'amplitude spectrale
reconstruits pour la sous-trame.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le calcul des paramètres résiduels séparés pour les deux sous-trames à partir des paramètres résiduels combinés pour le bloc comprend les étapes supplémentaires de: division des paramètres résiduels combinés provenant du bloc selon une pluralité de blocs de fréquence; formation d'un vecteur de somme PRBA transformé et d'un vecteur de différence PRBA transformé pour le bloc; formation d'un vecteur de somme HOC et d'un vecteur de différence HOC pour chacun des blocs de fréquence à partir des paramètres résiduels combinés; application d'une opération inverse de somme et de différence et d'une transformation inverse aux vecteurs de somme et de différence PRBA transformés afin de former les vecteurs PRBA pour les deux sous-trames; et application d'une opération inverse de somme et de différence aux vecteurs de somme et de différence HOC afin de former des vecteurs HOC pour les deux sous-trames pour chacun des blocs de fréquence; et combinaison du vecteur PRBA et des vecteurs HOC pour chacun des blocs de fréquence pour chacune des sous-trames afin de former les
paramètres résiduels séparés pour les deux sous-trames dans le bloc.
16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que les paramètres d'amplitude spectrale reconstruits représentent les amplitudes spectrales logarithmiques utilisées dans un modèle de parole à excitation
multibande (MBE).
17. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un décodeur qui synthétise un jeu de paramètres de
phase en utilisant les paramètres d'amplitude spectrale reconstruits.
18. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que les paramètres d'amplitude spectrale prédits sont formés en appliquant un gain inférieur à l'unité à l'interpolation linéaire des amplitudes spectrales
quantifiées à partir de la dernière sous-trame dans le bloc précédent.
19. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que les bits de contrôle d'erreur pour chaque bloc sont formés par une pluralité de
codes de bloc incluant des codes de Golay et des codes de Hamming.
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que les codes de la pluralité de codes de bloc sont constitués par un code de Golay étendu [24, 12], par trois codes de Golay [23, 12] et par deux codes de
Hamming [15, 11].
21. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les coefficients résiduels transformés sont calculés pour chacun des blocs de fréquence en utilisant une transformation cosinus discrète ("DCT") suivie par une transformation 2 sur 2 linéaire sur les deux coefficients DCT d'ordre le
plus faible.
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que quatre blocs de fréquence sont utilisés et en ce que la longueur de chaque bloc de fréquence est approximativement proportionnelle au nombre de paramètres
d'amplitude spectrale dans la sous-trame.
23. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les livres de codes de la pluralité de livres de codesb de quantificateur vectoriel incluent un livres de codes de quantificateur à séparation vectorielle trois voies utilisant 8 bits plus 6 bits plus 7 bits appliqué au vecteur de somme PRBA et un livres de codes de quantificateur à séparation vectorielle deux
voies utilisant 8 bits plus 6 bits appliqué au vecteur de différence PRBA.
24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce que la trame de bits inclut des bits additionnels représentant l'erreur dans les coefficients résiduels transformés qui est introduite par les livres de codes de
quantificateur vectoriel.
25. Procédé selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que
les sous-trames présentent une durée nominale de 22,5 millisecondes.
26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que la trame de bits est constituée par 312 bits dans un mode demi-débit ou par 624
bits dans un mode débit complet.
27. Codeur pour coder la parole selon une trame de bits de 90 millisecondes pour une transmission sur un canal de communication de satellite, le système étant caractérisé en ce qu'il inclut: un numériseur configuré pour convertir un signal de parole selon une séquence d'échantillons de parole numériques; un générateur de sous- trame (200, 300, 305) configuré pour diviser les échantillons de parole numériques selon une séquence de sous-trames, chacune des sous-trames comprenant une pluralité des échantillons de parole numériques; un estimateur de paramètre de modèle (210, 310, 320) configuré pour estimer un jeu de paramètres de modèle pour chacune des sous-trames, o les paramètres de modèle comprennent un jeu de paramètres d'amplitudes spectrales qui représentent une information spectrale pour la sous-trame; un combineur configuré pour combiner deux sous-trames consécutives à partir de la séquence de sous-trames dans un bloc; un quantificateur d'amplitude spectrale à deux trames (210, 310, 320) configuré pour quantifier de façon jointe des paramètres provenant des deux sous-trames dans le bloc, o la quantification jointe inclut la formation de paramètres d'amplitude spectrale prédits à partir des paramètres d'amplitude spectrale quantifiés provenant d'un bloc précédent, le calcul de paramètres résiduels en tant que différence entre les paramètres d'amplitude spectrale et les paramètres d'amplitude spectrale prédits; la combinaison des paramètres résiduels provenant des deux sous-trames dans le bloc et l'utilisation d'une pluralité de quantificateurs vectoriels afin de quantifier les paramètres résiduels combinés selon un jeu de bits spectraux codés; un codeur de code d'erreur (220) configuré pour additionner des bits de contrôle d'erreur redondants aux bits spectraux codés provenant de chaque bloc afin de protéger au moins certains des bits spectraux codés dans le bloc vis-à- vis d'erreurs binaires; et un combineur configuré pour combiner les bits de contrôle d'erreur redondants et les bits spectraux codés additionnés provenant de deux blocs consécutifs selon une trame de bits de 90 millisecondes pour une
transmission sur un canal de communication de satellite.
28. Codeur selon la revendication 27, caractérisé en ce que le quantificateur d'amplitude spectrale à deux trames (210, 310, 320) est
configuré pour combiner les paramètres résiduels provenant des deux sous-
trames dans le bloc en:
divisant les paramètres résiduels provenant de chacune des sous-
trames selon une pluralité de blocs de fréquence; réalisant une transformation linéaire sur les paramètres résiduels dans chacun des blocs de fréquence afin de produire un jeu de coefficients résiduels transformés pour chacune des sous-trames; groupant une minorité des coefficients résiduels transformés provenant de tous les blocs de fréquence selon un vecteur PRBA et en groupant les coefficients résiduels transformés restants pour chacun des blocs de fréquence selon un vecteur HOC pour le bloc de fréquence; transformant le vecteur PRBA afin de produire un vecteur PRBA transformé et en calculant la somme vectorielle et la différence vectorielle afin
de combiner les deux vecteurs PRBA transformés provenant des deux sous-
trames; et en calculant la somme vectorielle et la différence vectorielle pour chaque bloc de fréquence afin de combiner les deux vecteurs HOC provenant des
deux sous-trames pour ce bloc de fréquence.
29. Décodeur pour décoder la parole à partir d'une trame de bits de millisecondes reçue sur un canal de communication de satellite, le décodeur étant caractérisé en ce qu'il inclut: un diviseur configuré pour diviser la trame de bits selon deux blocs de bits, chaque bloc de bits représentant deux sous-trames de parole; un décodeur de contrôle d'erreur (230) configuré pour décoder du point de vue des erreurs chaque bloc de bits en utilisant des bits de contrôle d'erreur redondants inclus dans le bloc afin de produire des bits à erreurs décodées qui sont au moins en partie protégés vis-à-vis d'erreurs binaires; un reconstructeur d'amplitude spectrale à deux trames (240) configuré pour reconstruire de façon jointe des paramètres d'amplitude spectrale pour les deux sous-trames dans un bloc, o la reconstruction jointe inclut I'utilisation d'une pluralité de livres de codes de quantificateurs vectoriels afin de reconstruire un jeu de paramètres résiduels combinés à partir desquels des paramètres résiduels séparés pour les deux sous- trames sont calculés, la formation de paramètres d'amplitude spectrale prédits à partir des paramètres d'amplitude spectrale reconstruits provenant d'un bloc précédent et l'addition des paramètres résiduels séparés aux paramètres d'amplitude spectrale prédits afin de former les paramètres d'amplitude spectrale reconstruits pour chaque sous-trame dans le bloc; et un synthétiseur (250) configuré pour synthétiser une pluralité d'échantillons de parole numériques pour chaque sous-trame en utilisant les
paramètres d'amplitude spectrale reconstruits pour la sous-trame.
30. Décodeur selon la revendication 29, caractérisé en ce que le quantificateur d'amplitude spectrale à deux trames (230) est configuré pour calculer les paramètres résiduels séparés pour les deux sous-trames à partir des paramètres résiduels combinés pour le bloc en: divisant les paramètres résiduels combinés provenant du bloc selon une pluralité de blocs de fréquence; formant un vecteur de somme PRBA transformé et un vecteur de différence PRBA transformé pour le bloc; formant un vecteur de somme HOC et un vecteur de différence HOC pour chacun des blocs de fréquence à partir des paramètres résiduels combinés; appliquant une opération inverse de somme et de différence ainsi qu'une transformation inverse aux vecteurs de somme et de différence PRBA transformés afin de former les vecteurs PRBA pour les deux sous-trames; et en appliquant une opération inverse de somme et de différence aux vecteurs de somme et de différence HOC afin de former des vecteurs HOC pour les deux sous-trames pour chacun des blocs de fréquence; et en combinant le vecteur PRBA et les vecteurs HOC pour chacun des blocs de fréquence pour chacune des sous-trames afin de former les
paramètres résiduels séparés pour les deux sous-trames dans le bloc.
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