ITTO960174A1 - Ricerca del manuale dei codici algebrici a prima profondita' per la codifica rapida del parlato - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad una tecnica perfezionata per codificare digitalmente un segnale sonoro, in particolare ma non esclusivamente un segnale d? parola, allo scopo di trasmettere e sintetizzare questo segnale sonoro.
La richiesta per efficienti tecniche d? codifica di parola digitali con un buon compromesso soggettivo qual it?./quantita di bit e in crescita per numerose applicazioni, quali trasmissione di voce su satelliti, stazioni mobili terrestri, rete radio digitale o impaccata, memorizzazione della voce, risposta di voce e telefonia senza fili.
Una delle migliori tecniche precedenti in grado di realizzare un buon compromesso qualit?/ammontare di bit ? la cosiddetta tecnica CELP. Secondo questa tecnica, il segnale di parola viene campionato ed elaborato in successivi blocchi di campione L (cio? vettori), in cui L ? un qualche numero predeterminato. La tecnica CELP utilizza un manuale di codici.
Un manuale di codici, nel contesto CELP, ? una serie indicizzata, di lunghe sequenze di campione L che verranno indicate come vettori di codice L-dimens?onali. Il manuale d? codici comprende un indice k che si estende da 1 a M . in cui M rappresenta la dimensione del manuale d? codici talvolta espresso come un numero di bit b:
Un manuale di codici pu? essere memorizzato in una memoria fisica (ad esempio una tabella di ricerca), oppure pu? riferirsi ad un meccanismo per mettere in relazione l'indice con un corrispondente vettore di codice (ad esempio una formula).
Per sintetizzare la parola secondo la tecnica CELP, ogni blocco di campione di parola viene sintetizzato filtrando l'appropriato vettore d? codice dal manuale d? codici tramite filtri variabili nel tempo che modellano le caratte ristiche spettrali del segnale di parola. Alla estremit? codificata, l<'>uscita sintetica viene calcolata per tutti o per una sottoserie dei vettori di codice dal manuale di codice (ricerca del manuale di codice). Il vettore di codice trattenuta e quello che produce l'uscita sintetica che ? la pi? vicina al segnale di parola originale secondo una misura di distorsione ponderata percettivamente.
Un primo tipo di manuale d? codice sono i cosiddetti manuali d? codice "stocastici". Un inconveniente di questi manuali di codici e che questi spesso comportano una sostanziale memoria f?sica. Essi sono stocastici, cio? casuali nel senso che il percorso dall'indice al vette:?re di codice associato comporta tabelle di cne iono il risultato di numeri generati casualmente o tecniche statistiche applicate a grandi serie di formazione della parola. La dimensione dei manuali di codice stocastici tende ad essere limitata dalla complessit? di memorizzazione e/oppure ricerca. Un secondo tipo di manua' codici alaebrici A differenza dei manuali di codice stocastici, i manuali di codice algebrici non sono casuali e non richiedono una sostanziale memorizzazione. Un manuale di codice algebrico ? una serie di vettori di codice con indice le cui ampiezze e posizioni degli impulsi del vettore d? codice kmo possono essere derivate da un corrispondente indice k tramite una regola che richiede nessuna o una m?nima memoria f?sica. Perci?, la dimensione dei manuali di codice algebrici non ? limitata da requisiti di memoria. I manuali di codice algebrici possono anche essere previsti per una efficiente ricerca.
Uno scopo della presente invenzione ? perci? quello di provvedere un metodo ed un dispositivo per ridurre drasticamente la complessit? della ricerca su manuali di codici nella codifica di un segnale sonoro, questi metodo e dispositivo essendo applicabili ad una ampia classe di manLIali di codice.
Pi? in particolare, secondo la presente invenzione, viene provvisto un metodo per eseguire una ricerca a prima profondit? in un manuale di codici allo scopo di codificare un segnale sonoro, in cui:
il manuale di codici comprende una serie di vettori di codice ?k,definenti ognuno una pluralit? di differenti posizioni p e comprendenti N impulsi di ampiezza diversa da zero attribu?bili ognuno a posizioni valide predeterminate p del vettore di codice;
la ricerca a prima profondit? comporta una struttura ad albero definente un numero M di livelli ordinati, ogni livello m essendo associato con un numero predeterm?nato N di impulsi di ampiezza diversa da zero, Nm> 1, in cui la somma dei numeri predeterminati associati con tutti i livelli M ? uguale al numero N degli impulsi di ampiezza diversa da zero contenuti nei vettori di codice, ogni livello m dalla struttura ad albero essendo ulteriormente associato con una operazione di costruzione di un percorso, con una data regola di classificazione di impulsi e con un dato criterio di selezione;
il metodo di esecuzione della ricerca del manuale di codici a prima profondit? comprendendo le operazioni di:
- in un livello i della struttura ad albero, l?operazione associata di costruzione del percorso consiste nel :
scegliere un numero N 1 degli impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con la regola associata classificazione di impulsi;
selezionare almeno una delle posizioni valide p degli impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con il criterio di selezione associato per definire almeno un percorso candidato di livello 1;
- in un livello m della struttura ad albero, l?operazione di costruzione del percorso associato definisce in modo ricorrente un percorso candidato di livello m estendendo un percorso candidato di livella ( m-1.) attraverso le seguenti sottoopera:ioni;
scegliere Nm degli impulsi di ampiezza diversa da zero non precedentemente scelto nel corso della costruzione del percorso di livello (m-1'; in relazione con la regola associata diclassificazione di impulsi;
selezionare almeno una delle posizioni valide p degli Nm impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con il criterio di selezione associato per formare almeno un percorso candidato di livello m:
in cui un percorso candidato di livello M originato ad un livello 1 ed esteso durante le operazioni di costruzione di percorsi associate con successivi livelli della struttura ad albero determina le rispettive posizioni p degli N impulsi di ampiezza diversa da zero di un vettore di codice e definisce co.s? un vettore di codice candidato ?k,.
Inoltre, secondo la presente invenzione, viene provvisto un metodo per eseguire una ricerca a prima profondit? in un manuale di codici allo scopo di codificare un segnale sonoro, in cui:
il manuale di codici comprende una serie d? vettori di codice ??.definenti ognuno una pluralit? di differenti posizioni p e comprendente N-impulsi di ampiezza diversa da zero attribuibili ognuno a posizioni valide predeterminate p del vettore di codice ;
una ricerca a prima profondit? comporta (a) una ripartizione degli N impulsi di ampiezza diversa da zero in un numero M di sottoserie comprendenti ognuna almeno un impulso di ampiezza diversa aa zero, e (b) una struttura ad albero comprendente nodi rappresentativi delle posizioni valide p degli N-impulsi di ampiezza diversa da zero e definenti una pluralit? di livelli di ricerca associati ognuno ad una delle sottoserie M, ogni livello di ricerca essendo ulteriormente associato ad una data regolai di classificazione di impulsi e ad un dato criterio di selezione:
il metodo di esecuzione della ricerca del manuale di codici a prima profondit? comprendendo le operazioni di:-?
in un primo livello di ricerca della struttura ad albero,
scegliere almeno uno degli N impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con la regola associata di classificazione di impulsi per formare la sottoserie associata:
selezionare almeno una delle posizioni valide p di detto almeno un impulso di ampiezza diverso da zero in relazione con ? criteri di selezione associato per definire almeno un percorso attraverso i nodi della struttura ad albero;
- in ogni successivo livello di ricerca della struttura ad albero,
scegliere almeno uno degli impulsi di ampiezza diversa da zero non precedentemente scelti in relazione con la regola associata di classificazione di impulsi per formare la sottoserie associata; e
selezionare almeno una delle posizioni valide p_ di detto almeno un impulso di ampiezza diversa da zero della sottoserie associata in relazione con i criteri di selezione associato per estendere detto almeno un percorso attraverso i nodi della struttura ad albero;
in cui ogni percorso definito al primo livello di ricerca ed esteso durante i successivi livelli di ricerca determina le rispettive posizioni p degli N impulsi di ampiezza diversa da zero di un vettore di codice ?k, che costituisce un vettore di codice candidato in considerazione della codifica del segnale di suono.
La presente invenzione si riferisce pure ad un dispositivo per eseguire una ricerca a pr?ma profondit? in un manuale di codici allo scopo di codificare un segnale di suono, in cui:
il manuale di codice comprende una serie di vettori di codice ?k definenti ognuno una pluralit? di differenti posizioni p e comprendente N impulsi di ampiezza diversa da zero attribuibili ognuno a posizioni valide predeterminate p del vettore di codice ;
la ricerca a prima profondit? comporta fa) una ripartizione degli N impulsi di ampiezza diversa da zero in un numero N di sottoserie comprendenti ognuna almeno un impulso di ampiezza diversa da zero, e (b ) una struttura ad albero comprendente nodi rappresentativi delle posizioni valide p degli N impulsi di ampiezza diversa da zero e definenti una pluralit? di livelli di ricerca associati ognuno ad una delle ir! sottoserie, ogni livello di ricerca essendo ulteriormente associato ad una data regola di classificazione di impulsi e ad un dato criterio di selezione:
il dispositivo di esecuzione della ricerca di manuali di codici a prima profondit? comprendendo:
- per un primo livello di ricerca della struttura ad albero.
primi mezzi per scegliere almeno uno degli N impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con la regola associata di classificazione di impulsi per formare la sottoserie associata;
primi mezzi per selezionare almeno una delle posizioni valide p dell 'almeno un impulso di ampiezza diversa da zero in relazione con il criterio? di selezione associato per definire almeno uri percorso atti" a verso i nodi della struttura ad albero;
- per ogni successivo livello di ricerca della struttura ad albera,
secondi mezzi per scegliere almeno uno degli impulsi di ampiezza diversa da zero non precedentemente scelti in relazione con la regola associata di classificazione di impulsi per formare la sottoserie associata; e
secondi mezzi per selezionare, nel successivo livello di ricerca,almeno una delle posizioni valide p dell?almeno un impulso di ampiezza diverso da zero della sottoserie associata in relazione con il criterio d? selezione associato per estendere l'almeno un percorso attraverso i nodi della struttura ad albero;
in cui ogni percorso definito al primo livello di ricerca ed esteso durante i successivi livelli di ricerca determina le rispettive posizioni p. dei N impulsi di ampiezza diversa da zero di un vettore di codice costituente un vettore di codice candidato allo scopo di <' >codificare - il seanale di suono .
La presente invenzione si riferisce inoltre ad un sistema di comunicazione cellulare per servire una vasta area geografica suddivisa in una pluralit? di celle, comprendente:
unit? mobili t rasmetti tore/ ricevi tore ;
stazioni cellulari di base ri spettivamente collocate nelle celle;
mezzi per controllare la comunicazione tra le stazioni cellulari di base;
un sottosistema di comunicazione bidirezionale senza fili tra ogni unit? mobile situata in una cella e la stazione cellulare di base della cella, il sottos?stema di comunicazione bidirezionale senza fili comprendendo in entrambe l?unit? mobile e la stazione di base cellulare (a) un trasmettitore comprendente mezzi per codificare un segnale di parola e mezzi per trasmettere il segnale di parola codificato, e (b) un ricevitore comprendente mezzi per ricevere un segnale di parola codificato trasmesso e mezzi per decodificare il segnale di parola codificato ricevuto;
in cui il mezzo di codifica di segnale di parola comprende un dispositivo per eseguire una ricerca a prima profondit? in un manuale di codici allo scopo di codificare il segnale di parola, in cui :
il manuale di codici comprende una serie di vettori d? codice ?k, definenti ognuno una pluralit? di differenti posizioni p e comprendente N impulsi d? ampiezza diversa da zero attribuibili ognuno a posizioni valide predeterminate p del vettore di codici ;
la ricerca a prima profondit? comporta (a) una ripartizione degli N impulsi di ampiezza diversa da zero in un numero M di sottoserie comprendenti ognuna almeno un impulso di ampiezza diversa da zero, e (b) una struttura ad albero comprendente nodi rappresentativi delle posizioni valide p degli N impulsi di ampiezza diversa da zero e definenti una pluralit? di livelli di ricerca associati ognuno ad una delle sottoserie M, ogni livello di ricerca essendo ulteriormente associato ad una data regola di classificazione di impulsi e ad un dato criterio di selezione;
il dispositivo di esecuzione della ricerea del manuale di codici a prima profondit? comprendendo: - per un primo livello di ricerca della struttura ad albero,
un primo mezzo per scegliere almeno uno degli N impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con la regola associata di classificazione degli impulsi per formare la sottoserie associata;
un primo mezzo per selezionare almeno una delle posizioni valide p dell 'almeno un impulso di ampiezza diversa da zero in relazione con il criterio di selezione associato per definire almeno un percorso attraverso i nodi della struttura ad albero;
- per ogni successivo livello di ricerca della struttura ad albero;
un secondo mezzo per scegliere almeno uno degli impulsi di .ampiezza diversa da zero non precedentemente scelto in relazione con la funzione associata d? classificazione degli impulsi per formare la sattoserie associata; e
un secondo mezzo per selezionare, nel successivo livello di ricerca, almeno una delle posizioni valide p dell?almeno un impulso di ampiezza diversa da zero della sottoserie associata in relazione con il criterio d? selezione associato per estendere l'almeno un percorso attraverso ? nodi della struttura ad albero;
in cui ogni percorso definito al primo livello di ricerca ed esteso durante i successivi livelli di ricerca determina le rispettive posizioni p degli H impulsi di ampiezza diversa da zero di un vettore di codici ?k.costituente un vettore di codice candidato in considerazione della codifica del segnale di suono.
Gli scopi, vantaggi ed altre caratteristiche della presente invenzione risulteranno pi? evidenti dalla lettura della seguente descrizione non limitativa di sue forme di reaiizzazione preferite, fornite a titolo di esempio soltanto con riferimento ai disegni allegati.
Nei disegni allagati:
la figura.1 ? un diagramma a blocchi schematico di una forma di realizzazione preferita di un sistema d? codifica in accordo con la presente invenzione, comprendente un vaiutatore della probabilit? della posizione degli impulsi e un controllo di ottimizzazione;
la figura 2 ? un diagramma a blocchi schematico di un sistema di decodif ica associato con i l sistema di codifica della figura
la figura 3 ? una rappresentaz ione schematica di una pluralit? di cicli annidati impiegati dal controllore di ottimizzazione del sistema di codifica della figura 1 per calcolare vettori di codice ottimi;
la figura 4a illustra una struttura ad albero per illustrare a titolo di esempio alcune caratteristiche della tecnica di <">ricerca a cicli annidati" della figura 3;
la figura 4b illustra la struttura ad albero della figura 4a quando 1 ?elaborazione ai livelli inferiori ? condizionata dalla prestazione che supera una certa data soglia; questo ? un metodo pi? rapido per esplorare l?albero focalizzandosi soltanto sulle regioni pi? promettenti di tale albero;
la figura-5 illustra come la tecnica di ricerca a prima profondit? procede attraverso una struttura ad albero sino a certe combinazioni di posizioni di impulsi; l?esempio si riferisce ad un manuale di codici a dieci impulsi di vettore di codice a 40 posizioni secondo una permutazione intercalata a impulso singolo;
la figura 6 ? un diagramma di flusso schematico illustrante il funzionamento del valutatore delle probabilit? della posizione di impulsi e di un controllo di ottimizzazione della figura 1; e
la figura 7 ? un diagramma a blocchi schematico illustrante la infrastruttura di un tipico sistema di comunicazione cellulare.
Sebbene l'applicazione del metodo di ricerca del manuale di codici a prima profondit? e del dispositivo secondo l'invenzione ad un sistema di comunicazione cellulare venga descritta come un esempio non limitativo nella presente descrizione, si dovrebbe tenere presente che questi metodi e dispositivo possono essere impiegati con gli stessi vantaggi in parecchi altri tipi di sistemi di comunicazione in cui si richiede una codifica del segnale di suono.
In un sistema di comunicazione cellulare quale 1 (figura 7)., viene provvisto un servizio di telecomunicazione su una ampia area geografica suddividendo tale ampia area in parecchie celle piu piccole. Ogni cella ha una stazione di base cellulare 2 per provvedere canali di segnalazione radio e canali audio e di dati.
I canali di segnalazione radio vengono utilizzati per paginare radio telefoni mobili (unit? mobili trasmettitore/ricevitore) quali 3, entro i limiti dell?area di copertura della stazione di base cellulare (cella) , e passare chiamate ad altri radiotelefoni 3 sia all 'interno, sia all 'esterno della cella della stazione di base, oppure su un'altra rete, quale la rete telefonica pubblica ( PSTN ) 4.
Dopo che un radiotelefono 3 ha trasmesso o ricevuto una chiamata con successo, un canale audio o di dati viene impostato con la stazione di base cellulare 2 corrispondente alla cella in cui i<'>1 radiotelefono 3 ? disposto, e la comunicazione dalla stazione d? base 2 e il radiotelefono 3 avviene su tale canale audio o di dati. Il radiotelefono 3 pu? anche ricevere un?informazione d? controllo o di temporizzazione sul canale d? segnalazione mentre una chiamata ? in corso.
Se un radiotelefono 3 lascia una cella durante una chiamata e entra in un?altra cella, il radiotelefono inoltra la chiamata ad un canale audio o di dati disponibile nella nuova cella. Analogamente, se nessuna chiamata ? in corso, un messaggio di controllo viene inviato sul canale d? segnalazione in modo che il radiotelefono 3 registra sulla stazione di base 2 associata con la nuova cella. In questo modo, ? possibile una comunicazione mobile su un?ampia area geografica.
Il sistema di comunicazione cellulare 1 comprende inoltre un terminale 5 per controllare la comunicazione tra le stazioni di base cellulari 2 e la PSTN 4, per esempio durante una comunicazione tra un radiotelefono 3 e la PSTN 4, oppure tra un radiotelefono 3 in una prima cella e un radiotelefono 3 in una seconda cella.
Naturalmente si richiede un sottosistema di comunicazione radio bidirezionale senza fili per stabilire una comunicazione tra ogni radiotelefono 3 situato in una cella e la stazione di base cellulare 2 di tale cella. Un tale sistema di comunicazione radio senza fili bidirez iona 1e comprende tipicamente tanto nel radiotelefono 3 guanto nella stazione di base cellulare 2 (a) un trasmettitore per codificare?il segnale di voce e per trasmettere il segnale di voce codificato attraverso un?antenna quale 6 o 7, e (b) un ricevitore per ricevere un segnale di voce codificato trasmesso attraverso la stessa antenna 6 e 7 e per decodificare il segnale di voce codificato ricevuto. Come ? ben noto alle persone esperte nella tecnica, la codifica di voce ? richiesta allo scopo di ridurre la larghezza di banda necessaria per trasmettere la voce attraverso il sistema di comunicazione radio senza f ili bidirezionale, cio? tra un radiotelefono 3 e una stazione di base 2.
Lo scopo della presente invenzione ? quello di provvedere una tecnica di codifica del parlato digitale efficace con un buon compromesso qualit? soggettiva/ammontare di bit per esempio per la trasmissione bidirezionale di segnali di parlato tra una stazione di base cellulare 2 e un radiotelefono 3 tramite un canale audio o di dati. La figura 1 ? un diagramma a blocchi schematico di un dispositivo codif icatore di parlato digitale adatto per realizzare questa tecnica efficace.
Il sistema di codifica del parlato della figura 1 ? lo stesso dispositivo
nella figura 1 nella domanda di brevetto principale statunitense n?. 07/927.528, cui ? stato aggiunto un valutatore della posizione di impulsi 112 in accordo con la presente invenzione. La domanda di brevetto statunitense principale n. 07/927.528 ? stato depositata il 10 settembre 1992 per un?invenzione intitolata <">Manuale di codice dinamico per la codifica eff icace del parlato in base a codici algebrici<" >.
Il segnale di parlato - di ingresso analogico viene campionato ed elaborato a blocchi. E? sottinteso che la presente invenzione non ? limitata da un'applicazione a segnali di parlato. Pu? anche essere prevista la codifica di altri tipi di segnali sonori.
Nell'esempio illustrato, il blocco del parlato di campione di ingresso S (figura 1) comprende L campioni consecutivi. Nella letteratura CELP, L ? designato come la lunghezza di "sub-frequenza" ed ? situato tipicamente tra 20 e 80. Inoltre, i blocchi dei campioni L sono indicati come vettori L-dimensionali. Vari- vettori L-dimensionali vengono prodotti nel corso del procedimento di codifica. Un elenco di questi vettori che compaiono nelle figure 1 e 2, come pure un elenco di parametri trasmessi, vengono forniti in seguito.
PRINCIPIO DI DECODIFICAZIONE
Si ritiene preferibile descrivere dapprima il dispositivo di decodifica del parlato della figura 2 illustrante le varie operazioni effettuate tra l?ingresso digitale (ingresso del demultiplexer 205) e il parlato campionato in uscita (uscita del filtro di sintesi 204)-Il demultiplexer 205 estrae quattro differenti parametri dalla informazione binaria ricevuta da un canale di ingresso digitale, cio? l'indice k, il guadagno g, i parametri di previsione a breve termine 3TP e i parametri di previsione a lungo termine LTP. Il vettore S L-d?mens?onale corrente del segnale di parlato viene sintetizzato sulla base d? questi quattro parametri, come verr? spiegato nella descrizione seguente.
Il dispositivo di decodifica del parlato della figura 2 comprende un manuale di codice dinamico 20S composto da un generatore di codici algeforici 201 e da un prefiltro adattativo 202, da un amplificatore 206, da un addizionatore 207, da un calcolatore a lungo termine 203 e da un filtro di sintesi 204.
In una prima operazione, il generatore di codici algebrici 201 produce un vettore di codice in risposta all'indice k.
In una seconda operazione, il vettore di codice ?k. viene elaborato tramite un prefiltro adattativo 202 alimentato con i parametri di previsione a lungo termine STP per produrre un vettore di innovazione di uscita ?k,. Lo scopo del prefiltro adattativo 202 ? di controllare dinamicamente il contenuto in frequenza del vettore d? innovazione d? uscita Ck in modo da aumentare la qualit? del parlato, cio? ridurre la distorsione udibile provocata dalle frequenze che disturbano l'orecchio umano. Tipiche funzioni di trasferimento F(, z) per il prefiltro adattativo 202 vengono fornite sotto:
Fb(.z) ? un prefiltro di passo in cui T ? il ritardo di passo variante con il tempo e bn ? sia costante sia uguale al parametro di previsione dei passo a lungo termine quantificato dalle subfrequenze correnti o precedenti. ? molto efficace per aumentare le frequenze armoniche del passo ad ogni velocit?. Perci? comprende tipicamente un pref?ltro del passo talvolta combinato con un prefiltro formante, in particolare Possono anche essere applicate con profitto altre forme di prefiltro.
In accordo con la tecnica CELP, il segnale d? parlata campionato in uscita S viene attenuto scalando dapprima il vettore di innovazione dal manuale di codice 208 dai guadagno g attraverso 1 amplificatore 206. L'addizionatore 207 addiziona quindi la forma d'onda scalata alla uscita E (la componente di previsione a lungo termine dell'eccitazione del segnale del filtro di sintesi 204) di un calcolatore a lungo termine 20 3 alimentato con i parametri LTP, posto in un anello di retroazione ed avente una funzione di trasferimento B(z) definita come segue:
in cui b e T sono il guadagno di passo e il ritardo definiti precedentemente, rispettivamente.
Il calcolatore 203 ? un filtro avente una funzione di trasferimento in accordo con i parametri LTP ricevuti per ultimi di b e T per modellare la periodicit? di passo del parlato. Esso introduce l?opportuno guadagno di passo b e ritardo T dei campioni. Il segnale composito costituisce l?eccitazione del segnale del filtro di sintesi 204 che ha una funzione di trasferimento 1/A(z). Il filtro 204 provvede la corretta sagomatura dello spettro in accordo con i parametri STP ricevuti per ultimo. Pi? specificamente, il filtro 204 modella le frequenze risonanti (formanti) del parlato. Il blocco di uscita S ? il segnale di parlata campionato sintetizzato che pu? essere convertito in un segnale analogico con una adatta filtrazione anti-zigrinatura in accordo con una tecnica ben nota.
Esistono parecchi modi per progettare un manuale di codici algebrici 208. Nella presente invenzione, il manuale di codici algebrici 208 ? composto da vettori di codice aventi N impulsi di ampiezza diversa da zero (oppure in breve impulsi diversi da zero).
Siano la posizione e 1'ampiezza del diversi da zero, rispettivamente. Si ammette che l'ampiezza sia nota s?a poich? la ? fissata, sia perch? esiste un qualche metodo per selezionare S - prima della ricerca del vettore di codice.
Si chiami "traccia i", indicata Ti la serie di posizioni che pi pu? occupare tra 1 e L. Alcune tipiche serie di tracce vengono fornite in seguito ammettendo L = 40.
Il primo esempio ? un disegno introdotto nella suddetta domanda di brevetto statunitense n. 927.528 e indicato come "Permutazioni di impulso singolo intercalato" (ISPP). Nell'esempio del primo disegno, indicato ISPPI'40,5), una serie di 40 posizioni viene ripartita in 5 tracce intercalate di 40/5 = 8 posizioni valide ognuna. Si richiedono tre bit per specificare le 8-2? posizioni valide di un dato impulso. Perci?, s? richiede un totale di 5x3 - 15 bit codificanti per specificare le posizioni dell'impulso per questa particolare struttura del
Il ISPP ? completo nel senso che una qualsiasi delle 40 posizioni ? in relazione con una e soltanto con una traccia. Es?stono parecchi modi per derivare una struttura d? manuale di codici da uno o piu ISPP per adattarsi a particolari requisiti in termini di numero di impulsi o di bit di codifica. Per esempio, un manuale di codici a quattro impulsi pu? essere derivato da ISPP (40,5) ignorando semplicemente la traccia 5, oppure considerando l'unione delle tracce 4 e 5 come una singola traccia. Gli esempi di disegno 2 e 3 provvedono altri casi di disegni completi d? ISPP.
Si deve notare nel disegno 3, che la posizione dell?ultimo impulso delle tracce da T5 a T12 cadoai di fuori della lunghezza della sub-frequenza L-40. In tal caso , l ' ul timo impulso viene semplicemente ignorato.
Nell'esempio di disegno 4, le tracce Tl e T2 permettono una qualsiasi delle 40 posizioni. Si deve notare che le posizioni delle tracce T1 e T2 si sovrappongono,. Quando pi? di un impulso occupa la stessa posizione , le loro ampiezze vengono semplicemente addizionate.
Una grande variet? di manuali di codice pu? essere costruita intorno al tema generale dei disegni ISPP.
PRINCIPIO DI CODIFICA
Il segnale di parlato campionato S viene codificato su un blocco mediante la base di blocchi con il sistema di codifica della figura 1 che ? suddiviso in 11 moduli numerati da 102 a 112. La funzione e l ?operazione della maggior parte di questi moduli sono inalterati, rispetto alla descrizione della domanda di brevetto statunitense n . 07/927.528. Perci?, sebbene la descrizione seguente spieghi almeno brevemente la funzione e l ?operazione di ogni modulo, essa si focalizza sul problema che ? nuovo rispetto alla descrizione della domanda di brevetto statunitense n.
07/927.528.
Per ogni blocco di L campioni di segnale di parlato, una serie di Parametri di codifica di previsione lineare (LPC) definiti parametri di previsione a breve termine (STP) , viene prodotta in accordo con una tecnica precedente tramite un analizzatore di spettro LPC 102. Pi? specificamente, l ' analizzatore 102 modella le caratteristiche spettrali di ogni blocco S di campioni L.
Il blocco di ingresso S di campione L ? sbianch?to da un filtro di sbianchimento 103 avente la seguente funzione di trasferimento in base ai valori correnti dei parametri STP:
in cui ? la variabile usuale della cosiddetta trasformata Z. Come illustrato nella figura 1, il filtro di sbianchimento 103 produce un vettore residuo R.
Un estrattore di passo 104 viene impiegato per calcolare e quantificai'e i parametri LTP. specificamente il ritardo di passo T e il guadagno di passo g. Lo stato iniziale dell?estrattore 104 viene pure impostato ad un valore FS da un estrattore di stato iniziale 110. Un procedimento dettagliata per calcolare e quantificare i parametri LTP viene descritto nella domanda di brevetto principale statunitense n.07/927.528 e si ritiene che sia ben nota alle persone esperte nella tecnica. Di conseguenza, questa non verr? ulteriormente elaborata nella presente descrizione.
Un caratterizzatoredi risposta del filtro 103 (.figura 1) viene alimentato con i parametri STP e LTP per calcolare una caratterizzazione di risposta del filtro FRC per l?impiego nelle fasi successive. L?informazione FRC ? costituita dai seguenti tre componenti in cui n - 1, 2, ... L.
Si noti che F(z ) comprende generalmente il prefiltro del passo.
Il calcolatore a lungo termine 106 viene alimentato con il segnale della passata eccitazione (cio? della sub-frequenza precedente) per formare il nuovo componente E impiegando l'adatto ritardo di passo T e guadagno b.
Lo stato iniziale del filtro percettivo 107 viene impostato al valore FS fornito dall estrattore di stato iniziale 110. Il vettore residuo rimosso dal passo R'-R-E calcolato mediante un sottrattone 121 (figura 1) viene quindi inviato al filtro percettivo 107 per ottenere all uscita di quest?ultimo filtro un vettore di traguardo X. Come illustrato nella figura I, i parametri STP vengono applicati al filtro 107 per variare la sua funzione di trasferimento in relazione a questi parametri. Fondamentalmente, X = R? - P in cui P rappresenta il contributo della previsione a lungo termine (CIP) comprendente la "chiamata" dalle eccitazioni passate. Il criterio MSE che si applica all <' >errore pu? ora essere stabilito nelle seguenti
annotazioni di matrice:
rispettivam e.n te S elaborato tramite un f iltro ponderatore percettivo avente la seguente funziona di trasferimento:
? una costante percettiva, H ? una matrice Toepl?tz triangolare inferiore ,
formata dalla risposta h( n) come segue. Il termine h(0) occupa la diagonale della matrice e i termini
occupano le rispettive
diagonali inferiori.
Una fase di filtrazione alla rovescia viene eseguita dal filtro 108 della figura 1. Impostando dzero la derivata della precedente equazione rispetto al guadagno g fornisce il guadagno ottimo come segue:
Nel filtro inverso 108, un vettore di traguardo filtrato alla rovescia D - (XH) viene calcolato. Il termine "filtrazione alla rovescia" per questa operazione deriva dall interpretazione di (XH ? come la filtrazione di X invertite^ nel tempo.
Lo scopo del controllore di ottimizzazione 109 e di ricercare i vettori di codice disponibili nel manuale di codice algebrico per scegliere il migliore vettore di codice per codificare il blocco corrente del campione L. Il criterio fondamentale per selezionare il migliore vettore di codice tra una serie di vettori di codice aventi ognuno N impulsi di ampiezza diversa da zero ? fornito nella forma di un rapporto da massimizzare:
in cui D ? il vettore di traguardo filtrato alla rovescia e A ? il vettore di codice algebrico avente N impulsi di ampiezza differente, da zero
Il denominatore ? un termine di energia che pu? essere espresso
in cui ? la correlazione associata con due impulsi di ampiezza unitaria, uno alla posizione p^ e l'altro alla posizione Questa matrice viene calcolato, in accordo con la precedente equazione nel modulo caratterizzatore di risposta del filtro 105 e incluso nella serie di parametri indicati come FRC nel diagramma a blocchi della figura 1.
Un metodo rapido per calcolare questo denominatore comporta i N cicli annidati nella figura 4, in cui la notazione viene impiegata invece delle rispettive quantit?
Il calcolo del denominatore il
processo piu lungo. I calcoli che contribuiscono a
che vengono eseguiti in ogni ciclo della figura
4 possono essere scritti su linee separate dal ciclo piu esterno al ciclo pi? interno come segue:
in cui pi ? la posizione del i<mo >impulso diverso da zero.
La precedente equazione pu? essere semplificata se un precalcolo viene eseguito dal controllore di ottimizzazione 109 per trasformare la matrice U(i,j) alimentata dal caratt?rizzator? d? risposta del filtro 105 in una matrice U (i,j) in accordo con la seguente relazione:
in cui S l?ampiezza scelta per un impulso individuale nella posizione dopo 1a quantificazione della corrispondente valutazione d? ampiezza (che verr? descritta nella descrizione seguente ). Il fattore 2 viene ignorato nel resto della discussione allo scopo di semplificare le equazioni
Con la nuova matrice U ?(;j,k ), il calcolo (vedere figura 3) per ogni ciclo dell?algoritmo rapido pu? essere scritto su una riga separata dal ciclo pi? esterno a quello pi? interno come segue:
Le figure 4a e 4b illustrano due esempi di una struttura ad albero per illustrare alcune caratteristiche della tecnica di ricerca a "ciclo annidato" ora descritta e illustrata nella figura 3 allo scopo di metterle in confronto con la presente invenzione. I nodi terminali alla base delt'alber? della figura 4 a illustrano tutte le possibili combinazioni delle posizioni di impulsi per un esempio a cinque impulsi (N = 5) in cui ogni impulso pu? assumere una di quattro possibili posizioni. La tecnica completa di "ricerca a cicli annidati" procede attraverso i tre nodi fondamentalmente da sinistra a destra come indicato. Un inconveniente del l 'approccio di "ricerca a cicli annidati" ? che la complessit? della ricerca aumenta in funzione del numero di impulsi N. Per potere elaborare manuali di codice aventi un maggiore numero N di impulsi, ? necessario impostare una ricerca parziale del manuale di codici. La figura 4b illustra lo stesso albero in cui si ottiene una ricerca pi? rapida focalizzandosi soltanto sulle zone pi? promettenti dell?albero. Pi? esattamente, il procedere a livelli inferiori non ? sistematica ma condizionato su una prestazione che supera alcune date soglie.
Ricerca a prima profondit?
Si rivolga ora l?attenzione alla tecnica alternativa pi? rapida che costituisce l?oggetto della presente invenzione e effettuata dal v aiutatore delle probabilit? delle posizioni di impulsi 112 e dal controllore di ottimizzazione 109 della figura 1. Verranno dapprima descritte le caratteristiche generali di questa tecnica. Successivamente, verranno descritte parecchie forme di realizzaz ione illustrative tipiche della tecnica pi? rapida.
Lo scopo della ricerca ? di determinare il vettore d? codice con la migliore serie di N posizioni di impulsi ammettendo che le ampiezze degli impulsi siano o fissate o siano state scelte da un qualche meccanismo basato sul segnale prima della ricerca quale descritte nella domanda di brevetto statunitense in corso 08/383.968 depositata il 6 febbraio 1995. Il criterio di selezione fondamentale ? la massimizzazione del suddetto rapporto
Allo scopo di ridurre la complessit? della ricerca, le posizioni degli impulsi vengono determinate a impulsi per volta. Pi? esattamente, gli N impulsi disponibili sono ripartiti (fase 601 della figura 6) in M sottoinsiemi non vuoti di N impulsi rispettivamente in modo che Una particolare scelta di posizioni per i primi
impulsi considerati ? definita, un percorso di livello m o un percorso di lunghezza J. Il criterio fondamentale per un percorso di J posizioni di impulso ? il rapporto quando vengono presi in considerazione soltanto J impulsi relativi.
La ricerca incomincia con il sottoinsieme n. 1 e procede con? successivi sotto insiemi secondo una struttura ad albero in cui il sottoinsieme m viene ricercato al livello m<mo >dell?albero.
Lo scopo della ricerca al livello 1 ? di considerare gli impulsi del sottoinsieme n. 1 e le loro posizioni valide allo scopo di determinare uno, o un numero di percorsi candidati di lunghezza che sono i tre nodi a livello 1.
Il percorso ad ogni nodo terminante di livello m-l ? esteso alla lunghezza al livello m considerando Nm nuovi impulsi e le loro posizioni valide. Un percorso, o parecchi percorsi estesi candidati vengono determinati per costituire nodi di livello m.
Il miglior vettore di codice corrisponde a quel percorso di lunghezza N che massimizza il criterio rispetto a tutti i nodi di livello M.
Mentre nella suddetta domanda di brevetto statunitense n. 927.528, gli impulsi (o tracce) vengono esplorati in un ordine prestabilito (i = 1, 2, ... N), questi vengono considerati in vari ordini nella presente invenzione. In pratica, essi possono essere considerati secondo quale ordine si ritiene il pi? promettente nelle particolari circostanze in un qualsiasi momento durante la ricerea. A tal fine,
.. N) e il numero di identificazione D si utilizza un.nuovo indice cronologico n (n - 1, 2,/ dell'impulso n<mo >considerato nella ricerca ? dato dalla "funzione dell?ordine d? impulso": i = i(n). Per esempio, in un qualche particolare tempo, il percorso d? ricerca per un manuale di codici a cinque impulsi, pu? procedere secondo la seguente funzione di ordine di impulsi:
Allo scopo di indovinare intelligentemente quale ordine di impulsi ? maggiormente oromet tenta in un qualsiasi momento, la presente invenzione introduce un <">vettore di valutazione della probabilit? di posizione degli impulsi<" >Es, che si basa sui segnali relativi al parlato. II. p<mo >componente di questo vettore di valutazione 8 caratterizza la probabilit? di un impulso che occupi la posizione p ( p = 1, .z, ... L) nel migliore vettore di codice che si sta ricercando. Questo migliore vettore di codice ? ancora sconosciuto e e lo scopo della presente invenzione descrivere 'Come alcune propriet? di questo migliore vettore di codice possano essere dedotte da segnali correlati al<' >parlata.
Il vettore di valutazione B pu? essere impiegato come segue.
Dapprima, il vettore di valutazione B serve come base per determinare per quale traccia i o j ? pi? facile indovinare la posizione dell'impulso. La traccia per la quale la posizione dell'impulso ? piu facile da indovinare dovrebbe essere elaborata per prima. Questa propriet? viene spesso impiegata nella regola di disposizione degli impulsi per scegliere i N impulsi al primo livello della struttura ad albero.
In secondo luogo, per una data traccia, il vettore di valutazione B indica la probabilit? relativa di ogni posizione valida. Ci? viene opportunamente impiegato con vantaggio come un criterio di selezione nei primi pochi livelli della struttura ad albero invece dei criteri di selezione fondamentale che in ogni caso nei primi pochi livelli agisce su tr?ppopochi impulsi per provvedere una prestazione affidabile nel selezionare posizioni valide,
Il metodo preferito per ottenere il vettore B di valutazione della probabilit? di posizione degli impulsi da segnali correlati al parlato consiste nel calcolare la somma del vettore di traguardo normalizzato filtrato alla rovescia D:
e il segnale residuo normalizzato rimosso dal passo R
Si deve mettere qui in evidenza che lo stesso vettore di valutazione H viene impiegato in un differente contesto e per un differente scopo nella domanda di brevetto statunitense nLImero di serie 08/585. 968 depositata il 6 febbraio 1995 per un?invenzione intitolata "Manuale di codici algebrici con ampiezze di impulsi scelti di segnale per la codifica rapida dei parlato", che descrive un metodo per selezionare a priori una combinazione quasi ottimale di amoiezze di impulsi. Ci? ? utile nel contesto di un disegno di manuale di codici algebrici in cui le ampiezze di impulsi diverse da zero possono assumere uno di g valori, in cui q > 1.
Questa osservazione conferma che la scoperta di buoni valutatori quali 8 che possono essere dedotti dal segnale stesso ? di importanza fondamentale per una efficace codificazione del<' >parlati - In pratica, oltre ad essere valutatori per entrambe le posizioni o ampiezze, essi sono valutatori per il vettore di codice Ak. stesso. Perci?, qualsiasi tecnica di ricerca che combini i due principi di detta domanda di brevetto statunitense numero di serie 08/383.9?8 e della presente domanda ? chiaramente entro la natura e lo spirito della, presente invenzione. Il seguente ? un esempio di una tipica tecnica combinata nello spirito dell invenzione. E<? >stato messo precedentemente in evidenzi nella presente descrizione che .auando due o pi? impulsi da tracce che si sovrappongono hanno in comune la stessa posizione nella sequenza , questi dovrebbero essere addizionati. Questo compromesso ..di posizione/ampiezza pu? essere congiuntamente ottimizzato da una ricerca a graticcio.
Per comodit? , tanto le costanti quanto le variabili sopra definite sono elencate in seguito.
Regola RI:
I 10 modi per scegliere una prima posizione dell'impulso per l'operazione di costruzione del percorso di livello 1 e di considerare ognuna delle cinque <'>tracce in successione, e per ogni traccia scegliere ogni volta una delle due posizioni che massimizzano Bp per la traccia in consideraz?one .
Regola R2:
La regola 2 definisce la funzione dell'ordine dell'impulso da utilizzare per quattro impulsi considerati ai livelli 2 e 5 come segue. Si<? >dispongono i quattro rimanenti indici su un cerchio e si rinumerano gli stessi in senso orario oartendo dalla destra dell?impulso 1(1) (cio? il numero di impulso del nodo particolare di livello 1 considerato:
.Si passa ora ad un secondo caso della ricerca del manuale di codici a prima profondit? definita la tecnica di ricerca n. 2 che esemplifica chiaramente il principio della prima profondit?.
Regola R3
Si sceglie l'impulso i(i) e si seleziona la sua posizione secondo il massimo di 8 su tutto p. Per i(l). si sceglie ogni volta ognuno dei rimanenti 9 impulsi. I criteri ai selezione per un dato ii2 ) consiste nel selezionare la posizione che massimizza Bp entro la sua traccia.
Regola R4
Alla fine del livello 1. L <'>intera funzione dell <'>'ordine degli imoulsi ? determinata disponendo gli otto indici rimanenti n su uri cerchio e rinume randol i in un senso orario partendo alla destra d? 1(2).
La tecnica di ricerca n viene illustrata nelle figure 5 e 6 . La figura illustra la struttura ad albero della tecnica di ricerca a prima profondit? n. 2 applicata ad un manuale d? codici a 10 impulsi di 40 posizioni di vettori di codice previsti secondo una permutazione intercalata di impulso singolo . Il diagramma di flusso cor rispondente viene illustrato nella figura 6.
Le L-40 posizioni sono ripartite in 10 tracce associate ognuna ad uno degli N = 10 impulsi d? ampiezza diversa da zero dei vettori- di codice. Le dieci tracce vengono intercalate in accordo con N permutazioni a impulso singolo intercalate.
Fase 601
Viene calcolato il suddescritto vettore 8 di valutazione della probabilit? di posizione dell ?impulso .
Fase 602
Viene calcolata la posizione p. del valore assoluto massimo del stimato.
Fase 603 - Livello di partenza - operazioni di costruzione del percorso 1
Si sceglie l'impulso (cio? la traccia) i(1 ) e si seleziona ia sua posizione valida in modo che si adatti alla posizione riscontrata nella fase 602 (vedere 501 nella figura 5).
Fase 604 (livello finale - operazione di costruzione del percorso 1
Per i(2) si sceglie ogni volta ognuno dei rimanenti 9 impulsi. Il criterio di selezione per un dato i(2) consista nel selezionare la posizione che massimizza Rp entro la traccia di detto dato il2). Cosi, 9 distinti percorsi candidati di livello 1 vengono originati (vedere 502 nella figura 5). Ognuno di detti percorsi candidati di livello 1 viene successivamente esteso attraverso successivi livelli della struttura ad albero per formare 9 vettori di codice candidati dist?nti. Chiaramente, lo scopo del livello 1 ? di prelevare nove buone coppie di partenza d? impulsi in base alla valutazione di B. Per Questa ragione, le operazioni di costruzione d? un percorso a livello vengono definita selezione di impulsi in base al segnale" nella figura 5.
Fase 605 (regola R4)
Per risparmiare tempo di calcolo, l'ordine degli impulsi da utilizzare nei successivi livelli 4 ? predisposto. In particolare, la funzione dell'ordine di impulsi i?.n) per n = 3, 4, ... 10, viene determinata disponendo gli otto indici rimanenti n.su un cerchio e rinumerandoli in un senso orario partendo alla destra di i(2). Secondo questo ordine, gli impulsi i(3) e i(4) vengono scelti per il livello 2. gli impulsi i(5) e ?C6 sono gi? scelti per il livello 3, e cosi via.
Fasi 606.607, 608.609 (livelli da 2 a 5~) I livelli da 2 a 5 sono previsti per l'efficienza e seguono procedimenti identici. In particolare, viene applicata una ricerca completa a tutte le 16 combinazioni delle quattro posizioni dei due impulsi considerati (vedere 503 nella figura 5) secondo il criterio d? selezione associato
in cui m = 2, 3, 4, 5 e i1 numero di livello.
Poich? soltanto un percorso candidato singolo risulta da o.gni operazione di costruzione del percorso (vedere 504 nella figura 5) associato con i livelli (cio? il fattore di diramazione di 1), la complessit? della ricerca cresce in modo soltanto essenzialmente lineare con il numero totale di impulsi. Par questa ragione, la ricerca effettuata nei livelli da 2 a 5 pu? essere caratterizzata con precisione come una ricerca a prima profondit?. La tecnica di ricerca ad albero varia notevolmente come struttura, criteri e domini del problema, tuttavia, nel campo della intelligenza artificiale e normale mettere a confronto due ampie classi di filosofia di ricerca, cio? <">ricerche a prima ampiezza" e "ricerche a prima profondit?".
Fase 610
I 9 distinti percorsi candidati di livello i originati nella fase fa04 e estesi attraverso i livelli da 2 a 5 (cio? la fase da 605 a 609) costituiscono nuovi vettori di codice candidati Ak (vedere 505 nella figura 5).
Lo scopo della fase 610 ? di confrontare i 9 vettori di codice candidati A,K, e selezionare il migliore a seconda del criterio di selezione associato con l 'ultimo livello, in particolare Qk( 10).
Si continua con un terzo caso della ricerca del manuale d? codici a prima profondit? chiamato "tecnica di ricerca n. 5" allo scopo di illustrare un caso in cui piu di un impulso pu? occupare la stessa posizione.
Regola R5
Si noti che due impulsi possono occupare la stessa posizione perci? la loro ampiezza si aggiunge per dare un impulso di ampiezza doppia. La regola R5 determina il modo in cui le pi"ime due posizioni, degli impulsi vengono scelte allo scopo di provvedere la serie di percorsi candidati d? livello
1
livello 1 corrispondo ad un impulso di ampiezza doppia ad ognuna delle posizioni massimizzando Bp nelle cinque tracce distinte , e tutte le combinazioni di due posizioni di impulsi dal gruppo di dieci posizioni di impulsi scelti prelevando le due posizioni che massimizzano Bp in ognuna delle cinque distinte tracce.
Regola R6: simile alla regola R4
Sebbene siano state descritte qui in dettaglio forme d? realizzazione preferite della presente invenzione, queste forme di realizzazione possono essere modificate a volont?, entro lo scopo delle rivendicazioni allegate, senza scostarsi dalla natura e dallo spirito dell'invenzione. Inoltre, l invenzione non e limitata al trattamento d? un segnale di parlata; si possono elaborare altri tipi d? segnali sopori, quali audio. Tali modifiche, che conservano il principio fondamentale sono evidentemente entro lo scopo della presente invenzione .
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1. - Metodo per effettuare una ricerca a prima profondit? ?n un manuale di codici allo scopo di codificare un segnale di suono, in cui: detto manuale di codici comprende una serie di vettori di codice A,K, definenti ognuno una pluralit? di differenti posizioni p e comprendenti N impulsi di ampiezza diversa da zero attribu?bili ognuno a posizioni valide predeterminate p del vettore di codice ; detta ricerca a prima profondit? comporca una struttura ad albero definente un numero M di livelli ordinato, ogni livello m essendo associato con un numero predeterminato N di impulsi di ampiezza diversa da zero, N > 1, in cui la somma d? detti numeri predeterminati associati con tutti i detti livelli M ? uguale al numero N degli impulsi eli ampiezza diversa da zero compresi in detti vettori d? codice, ogni livello m della struttura ad albero essendo ulteriormente associato con una operazione di costruzione di percorso, con una data regola di classificazionedi impulsi e con un dato criterio di selezione; detto metodo di esecuzione della ricerca di manuale di codici a prima profondit?, comprendendo le operazioni di: - in un livello 1 della struttura ad albero, l'operazione associata di costruzione del percorso consiste nel: . cegliere un numero N1 di detti M impulsi di ampietra diversa da zero in relazione con la regola associata di classificazione di impulsi, selezionare almeno una delle posizioni valide ? cii detti N impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con il criterio di scelta associato per definire almeno un percorso candidato di livello 1; - in un livello m della struttura ad albero, l'operazione associata di costruzione di un percorso definisce in modo ricorrente un percorso candidato di livello m estendendo un percorso candidato di livello (m-1 .) tramite le s?guenti sottofasi: scegliendo Nm di detti impulsi di ampiezza differente da zero non precedentemente scelti nel corso della costruzione d? detto percorso d? livello (m-l) in relazione con la regola associata di classificazione di impuIsi: selezionando almeno una delle posiziom valide p di detti N impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con il criterio di selezione associata per formare almeno un percorso candidato di livello m: in cui un percorso candidato di livello M originato da un livello 1 ed esteso durante l'operazione di costruzione del percorso associata con successivi livelli della struttura ad albero determina le rispettive posizioni p dei H impulsi di ampiezza diversa da zero di un vettore di codice e definisce cosi un vettore di codice candidato Ak. . 2. - Metodo per eseguire una ricerca a prima profondit? in un manuale di codici allo scopo di codificare un segnale di suono, in cui: detto manuale di codice comprende un serie di vettori di codice definenti ognuno una pluralit? di differenti posizioni p e comprendenti N impulsi di ampiezza diversa da zero attribuibili ognuno a posizioni predeterminate valide p del vettore, di codice ; detta ricerca a prima profondit? comporta (a) una posizione degli N impulsi di ampiezza diversa da zero in un numero M di sottoserie comprendenti ognuna almeno un impulso di ampiezza diverso da zero, e (b) una struttura ad albero comprendente nodi rappresentativi delle posizioni valide p dei N impulsi di ampiezza diversa da zero e definenti una pluralit? di livelli di ricerca associati ognuno ad una delle sottoserie fi, ogni livello di ricerca essendo ulteriormente associato con una data regola di classificazione degli impulsi e ad un dato criterio di selezione; detto metodo di esecuzione della ricerca dei manuale di codici a prima profondit? comprendendo le operazioni di : in un primo livello di ricerca della struttura ad albero, scegliere almeno uno di detti M impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con la regola associata di classificazione degli impulsi per formare la sottoser?e associata; scegliere almeno una di dette posizioni valide p di detto almeno un impulso di ampiezza diversa da zero in relazione con ? criteri di selezione associato per definire almeno un percorso attraverso i nodi della struttura ad albero; - in ogni successivo livello di ricerca della struttura ad albero, scegliere almeno uno di detti impulsi di ampiezza diversa da zero non precedentemente scelto in relazione con la regola associata di classificazione di impulsi per formare la sottoserie associata ; selezionare almeno una delle posizioni valide p di detto almeno un impulso di ampiezza diversa da zero della sottoserie associata in relazione con il criterio di selezione associato per estendere detto almeno un percorso attraverso i nodi della struttura ad albero; in cui ogni percorso definito al primo livello di ricerca ed esteso durante ? successivi livelli di ricerca determina le rispettive posizioni p dei N impulsi di ampiezza diversa da zero del vettore di codice ?k. che costituisce un vettore di codice candidato allo scopo di codificare il segnale di suono . 3. - Metodo per l'esecuzione della ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 2, in cui detto almeno un percorso comprende una pluralit? di percorsi, in cui detti livelli di ricerca della struttura ad albero comprendono almeno un livello di ricerca e in cui detto metodo comprende, nell 'ultimo livello di ricerca della struttura ad albero, l'operazione di selezionare in relazione con il criterio di selezione associato uno dei vettori di codice candidati definito da detti percorsi allo scopo di codificare il segnale di suono. 4. - Metodo per l'esecuzione della ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 2, comprendente inoltre le operazioni di derivare le posizioni valide predeterminate p dei N impulsi di ampiezza diversa da zero in accordo con almeno un disegno di permutazione di impulso singolo ?n tercalato . 5. - Metodo di esecuzione della ricerca di un manuale d? codice a prima profondit? secondo la rivendicazione 2, in cui, in ognuno di detti livelli di ricerca successivi della struttura ad albero, l 'operazione di selezione consiste nel: calcolare un dato rapporto matematico per ogni percorso definito dalla posizione dell'impulso p scelte nel primo livello d? ricerca e esteso da ogni posizione valida p. di detto almeno un impulso della sottoserie associata con detto livello di ricerca successivo; e,. trattenere il percorso esteso definito dalle posizioni degli impulsi p. che massimizzano detto dato rapporto, 6, - Metodo per l'esecuzione della ricerca d? un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 2, in cui, al primo livello di ricerca della struttura ad albero, le fasi di scelta e di selezione vengono effettuate: calcolando un vettore di valutazione della probabilit? del la posizione dell ' impulso in relazione con il segnale del suono; e selezionare detto almeno un impulsa di ampiezza diverso da zero della sottoserie associata e detta almeno una posizione valida p dello stesso in relazione con detto vettore di valutazione della probabilit? della posizione dell?impulso. 7, - Metodo di esecuzione della ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 6,in cui l'operazione di calcolare il vettore della valutazione della probabilit? della posizione dell?impulso comprende le operazioni di: elaborare il segnale del suono per produrre un segnale di traguardo X, un segnale di traguardo f iltrato alla rovescia D e un segnale residuo rimosso dal passo R? ; e calcolare il vettore 8 della valutazione della probabilit? della posizione dell ? impulso in risposta ad almeno uno di detto segnale di traguardo X, segnale di traguardo filtrato alla rovescia D e segnale residuo rimosso dal passo R' . 8. - Metodo per eseguire la ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 7, in cui l'operazione di calcolare il vettore 6 di valutazione della probabilit? della posizione dell'impulso in risposta ad almeno uno di detto segnale di traguardo X, segnale di traguardo filtrato alla rovescia D e segnale residuo rimosso dal passo R", consiste nel: sommare il segnale di traguardo filtrato alla rovescia D in forma normalizzata:9. - Metodo per eseguire la ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 8, in cui b e una costante fissa avente un valore che si trova tra 0 e 1. 10. - Metodo per eseguire la ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 9, in cui b ? una costante fissa avente un valore di 1/2. 11. - Metodo per l'esecuzione delia ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 2, in cui detti N impulsi di ampiezza diversa da zero hanno rispettivi indici, e in cui, in ognuno di detto successivo livello di ricerca della struttura ad albero, l?operazione di scegliere almeno uno di detti impulsi di ampiezza diversa da zero non precedentemente scelto in relazione con la funzione associata di classificazione di impulsi consiste nel disporre gli indici degli impulsi non precedentemente scelti su un cerchio e scegliendo detto almeno un impulso d? ampiezza diversa da zero in accordo con una sequenza in senso orario degli indici iniziando alla destra dell?ultimo impulso di ampiezza diversa da zero scelto nel precedente livello di ricerca della struttura ad albero. 12. - Dispositivo per eseguire una ricerca a prima profondit? in un manuale di codici allo scopo di codificare un segnale di suono, in cui: detto manuale di codice comprende una seria d? vettori di codice ?k. definenti ognuno una pluralit? di differenti posizioni p e comprendenti N impulsi di ampiezza diversa da zero ognuno attribuibile a posizioni valide predeterminate p del vettore di codice ; detta ricerca a prima profondit? comporta (a) una ripartizione dei N impulsi d? ampiezza diversa da zero in un numero M di sottoserie comprendenti ognuna almeno un impulso di ampiezza diversa da zero e fb ) una struttura ad albero comprendente nodi rappresentativi delle posizioni valide p dei N impulsi di ampiezza diversa da zero e definenti una pluralit? di livelli di ricerca associati ognuno ad una dette sottoserie M, ogni livello di ricerca essendo inoltre associato con una data regola di classificazione di impulsi e con un dato criterio di selezione; detto dispositivo per l'esecuzione della ricerca del manuale di codici a prima profondit? comprendendo: . - per un primo livello di ricerca della struttura ad albero, un primo mezzo per scegliere almeno uno di detti N impulsi d? ampiezza diversa da zero in relazione con la regola associata di classificazione di impulsi per formare la sottoserie associata; un primo mezzo per selezionare almeno una dalle posizioni valide p di detto almeno un impulso di ampiezza diversa da zero in relazione con il criterio di selezione associato per definire almeno un percorso attra verso i nodi della struttura ad albero ; per ogni successivo livello di ricerca della struttura ad albero. un secondo mesco aer scegliere almeno uno di detti impulsi di ampiezza diversa da zero non precedentemente scelta in relazione con la funzione associata di classificazione d? impulsi per formare .la sottoserie associata; e un secondo mezzo per selezionare, in detto livello successivo di ricerca, almeno una delle posizioni valide p. di detto almeno un impulso di ampiezza diversa da zero della sdttoserie associata in relazione con il criterio di selezione associato per estendere .detto almeno un percorso attraverso i nodi della struttura ad albero; in cui ogni percorso definito al primo livello d? ricerca ed esteso durante ? successivi livelli di ricerca determina le rispettiva posizioni p dei N impulsi di ampiezza diversa da zero di un vettore di codice Ak che costituisce un vettore di codice candidato allo scopo di codificare il segnale di suono. 13. - Dispositivo per .eseguire la ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 12, in cui detto almeno uri percorso comprende una pluralit? di percorsi . in cui detti livelli di ricerca della struttura ad albero comprendono un ultimo livello di ricerca, e in cui detto dispositivo comprende un mezzo per selezionare, nell'ultimo livello di ricerca della struttura ad albero e in relazione con il criterio di selezione associato, uno dei vettori di codice candidati definito da detti percorsi allo scopo di codificare il segnale di suono. 14. - Dispositivo per eseguire la ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 12, comprendente inoltre un mezzo per derivare le posizioni valide predeterminate p dei N impulsi di ampiezza diversa da zero in accordo con l almeno un disegno di permutazione a impulso singolo intercalato. 15. - Dispositivo per eseguire la . ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 12, in cui detto secondo mezzo di selezione comprende: un mezzo per calcolare un dato rapporto matematico per ogni percorso def inito dalle posizioni di impulsi p scelte nel primo livello di ricerca ed estese da ogni posizione valida p di detto almeno un impulso della sottoserie associata con detto livello di ricerca successivo; e un mezzo per trattenere il percorso esteso definito dalle posizioni di impulsi p che massimizzano detto dato rapporto. 16. - Dispositivo per eseguire la ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 12, in cui il primo mezzo di scelta e il primo mezzo di selezione comprendono: un mezzo per calcolare un vettore di valutazione della probabilit? della posizione di impulso in relazione con il segnale di suono; e un mezzo per selezionare detto almeno un impulso di ampiezza diversa da zero della sottoserie associata e detta almeno una posizione valida p di questa in relazione con detto vettore di valutazione della probabilit? delia posizione d? impulso. 17. - Dispositivo per eseguire la ricerca di un manuale di codice a prima profondit? secondo la rivendicazione 16, in cui detto mezzo per calcoLare il vettore di valutazione della probabilit? della posizione di impulso comprende; un mezzo per elaborare il segnale di suono in modo da produrre un segnale di traguardo X, un segnale di traguardo filtrato alla rovescia 0 e un segnale residuo rimosso dal passo R' ; e un mezzo per calcolare il ve ttore di valutazione della probabilit? della posizione di impulso B in risposta ad almeno uno di detti segnale di traguardo X. segnale di traguardo filtrato alla rovescia D e segnale residuo rimosso dal passo R'. 18. - Dispositivo per eseguire una ricerca del manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 17, in cui detto mezzo oer calcolare il vettore di valutazione della probabilit? della posizione di impulso B in risposta ad almeno uno di detti segnale di traguardo X, segnale di traguardo filtrato alla rovescia D e segnale residuo rimosso dal passo R?, comprende: un mezzo...per sommare il segnale di traguardo filtrato alla, rovescia D in forma normalizzata:19. - Dispositivo per eseguire una ricerca del manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 18, in cui ? una costante fissa avente un valore situato tra 0 e 1. 20. - Dispositivo per eseguire una ricerca del manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 19, in cui ? una costante fissa avente un valore di 1/2. 21. - Dispositivo per eseguire una ricerca di un manuale di codici a prima profondit? secondo la rivendicazione 12, in cui detti N impulsi di ampiezza diversa da zero hanno rispettivi indici, e in cui detto secondo mezzo di scelta comprende: un mezzo per disporre gli indici degli impulsi non precedentemente scelti su un cerchio: e un mezzo per scegliere detto almeno un impulso di ampiezza diverso da zero in accordo con una sequenza in senso orario degli indici partendo alla destra dell ultimo impulso di ampiezza diversa da zero scelto nel precedente livello di ricerca della struttura ad albero. 22. - Sistema di comunicazione cellulare per servire una vasta area geografica suddivisa in una pluralit? di celle, comprendente; unit? mobili trasmettitore/ricevitore; stazioni di basa cellulare rispettivamente situate in dette celle; mezzi per controllare la comunicazione tra le stazioni di base cellulare; un sottosistema di comunicazione bidirezionale senza fili tra ogni unit? mobile situata in una cella e la stazione di base cellulare di detta cella, detto sottosistema di comunicazione bidirezionale senza fili comprendendo tanto nell'unit? mobile quanto nella stazione di base cellulare (a) un trasmettitore comprendente un mezzo per codificare,un segnale di parlato e un mezzo per trasmettere il segnale di parlato codificato, e fb) un ricevitore comprendente un mezzo per ricevere un segnale di parlato codificato trasmesso e un mezzo per decodificare il segnala di parlato codificato ricevoto; in cui detto mezzo di codifica del segnale di parlato comprende un dispositivo per eseguire una ricerca a prima profondit? in un manuale di codici allo scopo di codificare il segnale di parlato, in cui; detto manuale di codici comprende una serie di vettori di codice definenti ognuno una pluralit? di posizioni differenti p e conriprendenti M impulsi di ampiezza diversa da zero attribuibili ognuno a posizioni valide predeterminate p del vettore di codice; detta ricerca a prima profondit? comporta (a) una ripartizione dei N impulsi di ampiezza diversa da zero in un numero ri di sottoserie comprendenti ognuna almeno un impulso di ampiezza diversa da zero, e (b) una struttura ad albero comprendente nodi rappresentativi delle posizioni valide p dei n impulsi di ampiezza diversa da zero e definenti una pluralit? di livelli di ricerca associato ognuno ad Lina delle sottoserie M, ogni livello di ricerca essendo ulteriormente associato con una data regola di classificazione di impulsi e con un dato criterio di selezione; detto dispositivo per eseguire una ricerca del manuale di codici a prima profondit? comprendendo: per un primo livello di ricerca della struttura ad albero, un primo mezzo per scegliere almeno uno di detti N impulsi di ampiezza diversa da zero in relazione con la regola associata di classificazione di impulsi per formare la sottoserie associata; un primo mezzo per selezionare almeno una delle posizioni valide p di detto almeno un impulso di ampiezza diversa da zero in relazione con il criterio di selezione associato per definire almeno un percorso attraverso i nodi della struttura ad albero; - per ogni successivo livello di ricerca della struttura ad albero, un secondo mezzo per scegliere almeno uno di detti impulsi di ampiezza diversa da zero non precedentemente scelto in relazione con la regola associata d? classi ficazione di impulsi per formare la sottoserie associata; e un secondo mezzo per selezionare, in detto livello successivo di ricerca, almeno una delle posizioni valide p d? detto almeno un impulso di ampiezza diverso da zero della sottoserie associata in relazione con il criterio di selezione associato per estendere detto almeno un percorso attraverso i nodi della struttura ad albera; in cui ogni percorso definito al primo livello di ricerca ed esteso durante i successivi livelli di ricerca determina le rispettive posizioni p dei N impulsi di ampiezza diversa da zero di un vettore di codice ?k. che costituisce un vettore di codice candidato allo scopo di codificare il segnale di suono. 23 Sistema di comunicazione cellulare secondo la rivendicazione 22, in cui detto almeno un percorso comprende una pluralit? di percorsi, in cui detti livelli di ricerca della struttura ad albero comprendono un ultimo livello di ricerca, e in cui detto dispositivo comprenda un mezzo per selezionare, nell<?>ultimo livello di ricerca della struttura ad albero e in relazione con il criterio di selezione associato, uno dei vettori di codice candidati ?k, definito da dati percorsi allo scopo di codificare il segnale di suono. 24 Sistema di comunicazione cellulare secondo la rivendicazione 22. comprendente inoltre un mezzo per derivare le posizioni valide predeterminate p dei N impulsi di ampiezza diversa da zero in accordo con almeno un disegno di permutazione a impulso singolo intercalato. 25. - Sistema di comunicazione cellulare secondo la rivendicazione 22, in cui detto secondo elemento di selezione comprende; un mezzo per calcolare un dato rapporto matematico per ogni percorso definito dalle posizioni degli impulsi p scelti nel primo livello di ricerca ed esteso da ogni posizione valida p di detto almeno uh impulso della sottoserie associata a detto livello di ricerca successivo un mezzo per trattenere il percorso esteso definito dalle posizioni di impulsi p che massimizzano detto dato rapporto. 26 . - Sistema di comunicazione cellula!' e secondo la rivendicazione 22, in cui il primo mezzo di scelta e il primo mezzo di selezione comprendono: un mezzo per calcolare un vettore di valutazione della probabilit? della posizione di impulsi in relazione con il segnale di suono; e un mezzo per selezionare detto almeno un impulso di ampiezza diverso da zero della sottoserie associata e detto almeno una posizione valida p_ di questi in relazione con detto vettore d? valutazione della probabilit? della posizione di impulsi. 27. - Sistema di comunicazione cellulare secondo la rivendicai ione 26, in cui detto mezzo per calcolare il vettore di valutazione della probabilit? della posizione di impulsi comprende: un mezzo per elaborare il segnale di suono in modo da produrre un segnale di traguardo X, un segnale di traguardo filtrato alla rovescia 0 e un segnale residuo rimosso dal passo R ?; e un mezzo per calcolare il vettore -di valutazione della probabilit? della posizione di. impulsi B in risposta ad almeno uno di detti segnale di traguardo X, segnale di traguardo filtrato alla rovescia D e segnale residuo rimosso dal passo R <? >. 28. - Sistema di comunicazione cellulare secondo la rivendicazione 27, in cui detto mezzo per calcolare il vettore di valutazione della probabilit? di posizione dell'impulso B in risposta ad almeno uno di detti segnali, di traguardo X, segnale di traguardo filtrato alla rovescia D e segnale residuo rimosso dal passo R<''>, comprende: un mezzo per sommare il segnale di traguardo filtrato alla -rovescia D in forma normalizzata:29 Sistema di comunicazione cellulare secondo 1a rivendicazione 23, in cui e una costante fissa avente un valore che si trova tra 0 e 1. 30. - Sistema di comunicazione cellulare secondo la rivendicazione cui una costante fissa avente un valore di 1/2. 31. ~ Sistema di comunicazione cellulare secondo la rivendicazione 22, in cui detti N impulsi di ampiezza diversa da zero hanno rispettivi indici, e in cui detto secondo mezzo di scelta comp rende: un mezzo per disporre gli indici degli impulsi non precedentemente scelti su un cerchio; e un mezzo per scegliere detto almeno un impulso di ampiezza diversa da zero in accordo con una sequenza in senso orario degli indici partendo alla destra dell'ultimo impulso di ampiezza diverso, da zero scelto nel precedente livello di ricerca della struttura ad albero.
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