JP2003517157A - 位相スペクトル情報をサブサンプリングする方法および装置 - Google Patents

位相スペクトル情報をサブサンプリングする方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 位相スペクトル情報をサブサンプリングする方法および装置は、フレームのプロトタイプの位相スペクトル情報のインテリジェントサブサンプリングを使用することによりそのプロトタイプを解析し、再構成するスピーチコーダを含んでいる。プロトタイプを解析するために、スピーチコーダは基準プロトタイプの位相パラメータを生成し、現在のプロトタイプの位相パラメータを発生させ、その現在のプロトタイプの位相パラメータを多数の周波数帯域における基準プロトタイプの位相パラメータと相関させる。線形位相シフト値を使用してプロトタイプを再構成するために、スピーチコーダは基準プロトタイプの位相パラメータを生成し、そのプロトタイプに関連した１組の線形位相シフト値を発生させ、位相ベクトルを位相パラメータおよび線形位相シフト値から複数の周波数帯域にわたって構成する。円回転値を使用してプロトタイプを再構成するために、スピーチコーダはプロトタイプに関連した１組の円回転値を生成し、１組のバンドパス波形を多数の周波数帯域において発生させ、そのバンドパス波形が基準プロトタイプの位相パラメータと関連させられ、そのバンドパス波形を円回転値に基づいて修正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にスピーチ処理の分野に関し、とくにスピーチコーダによって送
信される位相スペクトル情報をサブサンプリングする方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル技術による音声の伝送は、とくに長距離およびデジタル無線電話適用
において広まってきている。このために、再構成されたスピーチの知覚される品
質を維持しながらチャンネルによって送信されることのできる最少量の情報を決
定することに関心が持たれてきている。単にサンプリングしてデジタル化するだ
けでスピーチが送信された場合、通常のアナログ電話のスピーチ品質を達成する
には６４キロビット／秒（ｋｂｐｓ）程度のデータレートが必要である。しかし
ながら、適切な符号化、伝送および受信機での再合成が後続するスピーチ解析を
使用することによってデータレートを著しく減少させることが可能である。
【０００３】 スピーチを圧縮する装置は多くの通信分野で使用されている。例示的な分野
は無線通信である。無線通信の分野には、たとえば、コードレス電話、ページン
グ、無線ローカルループ、セルラーおよびＰＣＳ電話システムのような無線電話
、移動インターネットプロトコル（ＩＰ）電話、ならびに衛星通信システムを含
む多くの適用がある。とくに重用な適用は移動加入者に対する無線電話である。
【０００４】 たとえば、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、時分割多重アクセス（Ｔ
ＤＭＡ）および符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）を含む無線通信システムに対
する種々の無線インターフェースが開発されている。それと接続する際に、たと
えば Advanced Mobile Phone Service（ＡＭＰＳ）、 Global System for Mobil
e Communications（ＧＳＭ）および Interim Standard 95（ＩＳ−９５）を含む
種々の国内および国際規格が制定されている。例示的な無線電話通信システムは
符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）システムである。ＩＳ−９５規格およびその
派生物であるＩＳ９５Ａ、ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８、ＩＳ−９５Ｂ、提案
されている第３世代規格であるＩＳ−９５ＣおよびＩＳ−２０００等（ここでは
、まとめてＩＳ−９５と呼ぶ）は、セルラーまたはＰＣＳ電話通信システムに対
するＣＤＭＡ無線インターフェースの使用を規定するために米国電気通信工業会
（ＴＩＡ）およびその他のよく知られている規格団体により公布されている。Ｉ
Ｓ＝９５規格の使用にしたがって実質的に構成された例示的な無線通信システム
は、その権利が本出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている米国特許第 5
,103,459号明細書および第 5,901,307号明細書に記載されている。
【０００５】 人間の音声発生のモデルに関連のあるパラメータを抽出することによってス
ピーチを圧縮する技術を使用する装置はスピーチコーダと呼ばれている。スピー
チコーダは入ってきたスピーチ信号を時間のブロック、すなわち解析フレームに
分割する。スピーチコーダは一般にエンコーダおよびデコーダを含んでいる。エ
ンコーダは入ってきたスピーチフレームを解析してある適切なパラメータを抽出
し、その後そのパラメータを２進表示、すなわち１組のビットまたは２進データ
パケットに量子化する。そのデータパケットは通信チャンネルによって受信機お
よびデコーダに伝送される。デコーダはデータパケットを処理し、それらを量子
化される前の形態に戻してパラメータを生成し、量子化される前の形態に戻され
たパラメータを使用してスピーチフレームを再合成する。
【０００６】 スピーチコーダの機能は、デジタル化されたスピーチ信号をスピーチに内在
する固有の冗長性を全て除去することによって低ビットレートの信号に圧縮する
ことである。デジタル圧縮は、入力スピーチフレームを１組のパラメータで表し
、そのパラメータを１組のビットで表すために量子化を使用することによって行
われる。入力スピーチフレームがいくつかのビットＮi を有し、スピーチコーダ
により生成されたデータパケットが多数のビットＮo を有している場合、スピー
チコーダによって得られる圧縮係数はＣr ＝Ｎi ／Ｎo である。問題は、ターゲ
ットの圧縮係数を獲得しながら、復号されたスピーチの高い音声品質を保持する
ことである。スピーチコーダの性能は（１）スピーチモデル、すなわち上述の解
析および合成処理の組合せがどの程度良好に機能するか、および（２）パラメー
タ量子化処理がＮo ビット／フレームのターゲットビットレートでどの程度良好
に行われるかに依存する。したがって、スピーチモデルの目的は各フレームに対
する少ないパラメータセットによりスピーチ信号の本質、すなわちターゲット音
声品質を計算することである。
【０００７】 スピーチ信号を表すのに適したパラメータセット（ベクトルを含む）の探索
はスピーチコーダの設計においておそらくもっとも重要である。良好なパラメー
タセットでは、知覚的に正確なスピーチ信号の再構成のために必要なシステム帯
域幅が低くなる。ピッチ、信号パワー、スペクトルエンベロープ（またはフォル
マント）、振幅スペクトル、および位相スペクトルはスピーチコーディングパラ
メータの例である。
【０００８】 スピーチコーダは時間ドメインコーダとして構成されてもよく、この時間ド
メインコーダは、スピーチの小さい［一般に５ミリ秒（ｍｓ）のサブフレーム］
セグメントを一時に符号化するために高い時間分解能処理を使用することによっ
て時間ドメインスピーチ波形を捕捉しようとする。各サブフレームに対して、技
術的に知られている種々のサーチアルゴリズムにより、コードブックスペースか
ら高精度の標本が見出される。その代わりに、スピーチコーダは周波数ドメイン
コーダとして構成されてもよく、この周波数ドメインコーダは、１組のパラメー
タ（解析）により入力スピーチフレームの短期間のスピーチスペクトルを捕捉し
、対応した合成処理を使用してそのスペクトルパラメータからスピーチ波形を再
生しようとする。パラメータ量子化装置は、文献［ A.Gersho & R.M.Gray,Vecto
r Quantization and Signal Compression(1992) ］に記載されている既知の量子
化技術にしたがって記憶されたコードベクトル表示でパラメータを表すことによ
ってそれらを保存する。
【０００９】 よく知られている時間ドメインスピーチコーダは、ここにおいて全文が参考
文献とされている文献［ L.B.Rabiner & R.W.Schafer,Digital Processing of S
peech Signals 396-453(1978) ］に記載されているコード励起線形予測（ＣＥＬ
Ｐ）コーダである。ＣＥＬＰコーダにおいて、スピーチ信号中の短期相関すなわ
ち冗長は、短期フォルマントフィルタの係数を見出す線形予測（ＬＰ）解析によ
って除去される。短期予測フィルタを入来するスピーチフレームに適用すること
によりＬＰ剰余信号が発生され、この信号は長期予測フィルタパラメータおよび
後続的な統計的コードブックによりさらにモデル化され、量子化される。このよ
うにして、ＣＥＬＰコーディングでは時間ドメインスピーチ波形を符号化するタ
スクがＬＰ短期間フィルタ係数を符号化するタスクと、ＬＰ剰余を符号化するタ
スクとに分割される。時間ドメインコーディングは固定レートで行われる（すな
わち、各フレームに対して同数のビットＮo を使用して）か、あるいは可変レー
トで行われる（異なったタイプのフレーム内容に対して異なったビットレートが
使用される）ことができる。可変レートコーダは、ターゲット品質を得るために
十分なレベルにコーデックパラメータを符号化するために必要なビット量だけを
使用することを試みる。例示的な可変レートＣＥＬＰコーダは、その権利が本出
願人に譲渡され、全文がここにおいて参考文献とされている米国特許第 5,414,7
96号明細書に記載されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＥＬＰコーダのような時間ドメインコーダは一般に、時間ドメインスピーチ
波形の正確さを保存するためにフレーム当たりの大きいビット数Ｎo に依存する
。このようなコーダは一般に、フレーム当たりのビット数Ｎo が比較的大きい（
たとえば、８ｋｂｐｓ以上）ならば優れた音声品質を伝送する。しかしながら、
低いビットレート（４ｋｂｐｓ以下）では、時間ドメインのコーダは利用可能な
ビット数が制限されるため、高品質で頑強な性能を保持することができない。低
いビットレートでは、コードブックスペースが制限されるために、高レートの商
業用での開発が成功している通常の時間ドメインコーダの波形整合能力が除去さ
れる。したがって、時間的な改善にもかかわらず、低いビットレートで動作する
多くのＣＥＬＰコーディングシステムは、一般に雑音として特徴付けられる知覚
的に大きい歪みの影響を受ける。
【００１１】 現在、中程度から低い（すなわち、２．４乃至４ｋｂｐｓ以下の範囲の）ビ
ットレートで動作する高品質のスピーチコーダを開発する研究への関心が高まっ
ており、また商業的にも強く必要とされている。適用分野には、無線電話、衛星
通信、インターネット電話、種々のマルチメディアおよび音声ストリーミング用
、ボイスメールならびに他の音声記憶システムが含まれる。大容量に対する必要
性と、パケット損失状況下における頑強な性能に対する要求がその推進力である
。近年における種々のスピーチコーディング標準化の努力は、低レートのスピー
チコーディングアルゴリズムの研究および開発を推し進めたもう１つの直接的な
駆動力である。低レートのスピーチコーダは許容可能な適用帯域幅当たりのチャ
ンネル、またはユーザ増加させ、適切なチャンネルコーディングの付加的な層と
結合された低レートのスピーチコーダはコーダ仕様の全体的なビット収支に適合
し、チャンネルエラー状態下において頑強な性能を得ることができる。
【００１２】 スピーチを低ビットレートで効率的に符号化する１つの効果的な技術は、マ
ルチモードコーディングである。例示的なマルチモードコーディング技術は、そ
の権利が本出願人に譲渡され、全文がここにおいて参考文献とされている米国特
許出願第09/217,341号明細書（“ VARIABLE RATE SPEECH CODING”, filed Dece
mber 21,1998）に記載されている。通常のマルチモードコーダは、異なったタイ
プの入力スピーチフレームに対して異なったモード、すなわち符号化・復号アル
ゴリズムを適用する。各モード、すなわち符号化・復号処理は、たとえば有音声
スピーチ、無音声スピーチ、移行スピーチ（有音声と無音声との間の）、および
背景雑音（非スピーチ）のようなあるタイプのスピーチセグメントを最も効率的
な方法で最適に表すようにカストマイズされる。外部の開ループモード決定メカ
ニズムは入力スピーチフレームを検査し、そのフレームに適用すべきモードを決
定する。開ループモード決定は一般に、入力フレームからある数のパラメータを
抽出し、ある時間およびスペクトル特性に関してそのパラメータを評価し、モー
ド決定をその評価に基づかせることによって行われる。
【００１３】 ２．４ｋｂｐｓ程度のレートで動作するコーディングシステムは一般に本質
的にパラメトリックである。すなわち、このようなコーディングシステムは、ス
ピーチ信号のピッチ周期およびスペクトルエンベロープ（またはフォルマント）
を規則的なインターバルで記述したパラメータを送信することによって動作する
。これらのいわゆるパラメトリックコーダの例はＬＰボコーダシステムである。
【００１４】 ＬＰボコーダは、有音声スピーチ信号をピッチ周期当りの信号パルスでモデ
ル化する。この基本的な技術は、とくにスペクトルエンベロープに関する伝送情
報を含むように増強されてもよい。ＬＰボコーダは一般に妥当な性能を提供する
が、それらは典型的にバズとして特徴付けられる知覚的に著しい歪みを導入する
可能性がある。
【００１５】 近年、波形コーダおよびパラメトリックコーダの両者のハイブリッドである
コーダが出現してきた。これらのいわゆるハイブリッドコーダの例はプロトタイ
プ波形補間（ＰＷＩ）スピーチコーディングシステムである。ＰＷＩスピーチコ
ーディングシステムはまた、プロトタイプピッチ周期（ＰＰＰ）スピーチコーダ
として認識されることができる。ＰＷＩスピーチコーディングシステムは有音声
スピーチをコード化する効率的な方法を提供する。ＰＷＩの基本概念は、代表的
なピッチサイクル（プロトタイプ波形）を固定インターバルで抽出し、その記述
を送信し、プロトタイプ波形間で補間を行うことによってスピーチ信号を再構成
することである。ＰＷＩ方法はＬＰ残留信号またはスピーチ信号のいずれに関し
て行われてもよい。例示的なＰＷＩまたはＰＰＰスピーチコーダは、本出願人に
権利が譲渡され、全文がここにおいて参考文献とされている米国特許出願第09/2
17,494号明細書（PERIODIC SPEECH CODING,filed December 21,1998 ）に記載さ
れている。別のＰＷＩまたはＰＰＰスピーチコーダは、米国特許第 5,884,253号
明細書および文献[ W.Bastiaan Kleijn & Wolfgang Granzow“ Methods for Wav
eform Interpolation in Speech Coding, ”in 1 Digital Signal Processing 2
15-230(1991)] に記載されている。
【００１６】 多くの通常のスピーチコーダでは、所定のピッチプロトタイプの位相パラメ
ータはエンコーダによってそれぞれ個々に量子化されて送信される。その代わり
、位相パラメータは、帯域幅を保存するために量子化されたベクトルであっても
よい。しかしながら、低ビットレートのスピーチコーダでは、満足できる音声品
質を維持するために可能な最少数のビットを送信することが有効である。このた
めに、いくつかの通常のスピーチコーダにおいて、位相パラメータはエンコーダ
により全く送信されない可能性があり、またそのデコーダは再構成のために位相
を使用しないか、あるいはある固定され、記憶された位相パラメータセットを使
用する可能性がある。いずれの場合も、結果的に得られる音声品質は低下する可
能性がある。したがって、位相スペクトル情報をエンコーダからデコーダに送信
するために必要なエレメントの数を減少させ、それによって送信される位相情報
を減少させる低ビットレートのスピーチコーダを提供することが望ましい。した
がって、送信されるフレーム当たりの位相パラメータが減少されたスピーチコー
ダが必要とされている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、送信されるフレーム当たりの位相パラメータが減少されたスピーチ
コーダに関する。したがって、本発明の１つの特徴において、スピーチコーダに
おいてフレームのプロトタイプを処理する方法は、基準プロトタイプの複数の位
相パラメータを生成し、プロトタイプの複数の位相パラメータを発生させ、プロ
トタイプの位相パラメータを基準プロトタイプの位相パラメータと複数の周波数
帯域において相関させるステップを有効に含んでいる。
【００１８】 本発明の別の特徴において、スピーチコーダにおいてフレームのプロトタイ
プを処理する方法は、基準プロトタイプの複数の位相パラメータを生成し、プロ
トタイプに関連した複数の線形位相シフト値を発生させ、その位相パラメータと
その線形位相シフト値から位相ベクトルを複数の周波数帯域にわたって形成する
ステップを有効に含んでいる。
【００１９】 本発明のさらに別の特徴において、スピーチコーダにおいてフレームのプロ
トタイプを処理する方法は、プロトタイプに関連した複数の円回転値を生成し、
複数のバンドパス波形を複数の周波数帯域で発生させ、その複数のバンドパス波
形が基準プロトタイプの複数の位相パラメータと関連させられ、複数のバンドパ
ス波形を複数の円回転値に基づいて修正するステップを有効に含んでいる。
【００２０】 本発明の別の特徴において、スピーチコーダは、フレームの基準プロトタイ
プの複数の位相パラメータを生成する手段と、現在のフレームの現在のプロトタ
イプの複数の位相パラメータを発生させる手段と、現在のプロトタイプの位相パ
ラメータを基準プロトタイプの位相パラメータと複数の周波数帯域において相関
させる手段とを有効に備えている。
【００２１】 本発明のさらに別の特徴において、スピーチコーダは、フレームの基準プロ
トタイプの複数の位相パラメータを生成する手段と、現在のフレームの現在のプ
ロトタイプに関連した複数の線形位相シフト値を発生させる手段と、位相パラメ
ータと線形位相シフト値から位相ベクトルを複数の周波数帯域にわたって形成す
る手段とを有効に備えている。
【００２２】 本発明の別の特徴において、スピーチコーダは、現在のフレームの現在のプ
ロトタイプに関連した複数の円回転値を生成する手段と、フレームの基準プロト
タイプの複数の位相パラメータと関連した複数のバンドパス波形を複数の周波数
帯域で発生させる手段と、複数のバンドパス波形を複数の円回転値に基づいて修
正する手段とを有効に備えている。
【００２３】 本発明の別の特徴において、スピーチコーダは、スピーチコーダによって処
理されている現在のフレームから現在のプロトタイプを抽出するように構成され
たプロトタイプ抽出装置と、プロトタイプ抽出装置に結合されており、フレーム
の基準プロトタイプの複数の位相パラメータを生成し、現在のプロトタイプの複
数の位相パラメータを発生させ、現在のプロトタイプの位相パラメータを基準プ
ロトタイプの位相パラメータと複数の周波数帯域において相関させるように構成
されたプロトタイプ量子化装置とを有効に備えている。
【００２４】 本発明のさらに別の特徴において、スピーチコーダは、スピーチコーダによ
って処理されている現在のフレームから現在のプロトタイプを抽出するように構
成されたプロトタイプ抽出装置と、プロトタイプ抽出装置に結合されており、フ
レームの基準プロトタイプの複数の位相パラメータを生成し、現在のプロトタイ
プに関連した複数の線形位相シフト値を発生させ、その位相パラメータとその線
形位相シフト値から位相ベクトルを複数の周波数帯域にわたって構成するように
構成されたプロトタイプ量子化装置とを有効に備えている。
【００２５】 本発明の別の特徴において、スピーチコーダは、スピーチコーダによって処
理されている現在のフレームから現在のプロトタイプを抽出するように構成され
たプロトタイプ抽出装置と、プロトタイプ抽出装置に結合されており、現在のプ
ロトタイプに関連した複数の円回転値を生成し、フレームの基準プロトタイプの
複数の位相パラメータに関連している複数のバンドパス波形を発生させ、複数の
円回転値に基づいて複数のバンドパス波形を修正するように構成されたプロトタ
イプ量子化装置とを有効に備えている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に説明する例示的な実施形態は、ＣＤＭＡ無線インターフェースを使用す
るように構成された無線電話通信システムに属する。しかしながら、当業者は、
本発明の特徴を使用するサブサンプリング方法および装置が当業者に知られてい
る広範囲のテクノロジーを使用する種々の通信システムの任意のもので実施する
ことが可能なことを認識するであろう。 図１に示されているように、ＣＤＭＡ無線電話システムは一般に、複数の移動
加入者装置10と、複数の基地局12と、基地局制御装置（ＢＳＣ）14と、および移
動装置交換局（ＭＳＣ）16とを含んでいる。ＭＳＣ16は、通常の公衆交換電話網
（ＰＳＴＮ）18とインターフェースするように構成されている。ＭＳＣ16はまた
ＢＳＣ14とインターフェースするように構成されている。ＢＳＣ14はバックホー
ルラインによって基地局12に結合されている。バックホールラインは、たとえば
、Ｅ１／Ｔ１、ＡＴＭ、ＩＰ、ＰＰＰ、フレームリレー、ＨＤＳＬ、ＡＤＳＬ、
またはｘＤＳＬ等を含むいくつかの既知のインターフェースの任意のものをサポ
ートするように構成されている。２以上のＢＳＣ14がそのシステム内に存在して
いてもよいことが認識される。各基地局12は、無指向性アンテナまたは基地局12
から半径方向の特定の方向に向けられたアンテナをそれぞれ含んでいる１以上の
セクタ（示されていない）を含んでいることが有効である。その代わりに、各セ
クタは２個のダイバーシティ受信用アンテナを備えていてもよい。各基地局12は
、複数の周波数割当てをサポートするように都合よく設計されることができる。
セクタと周波数割当ての交差点をＣＤＭＡチャンネルと呼ぶことができる。基地
局12はまた基地局トランシーバサブシステム（ＢＴＳ）12として知られている。
その代わりに“基地局”はＢＳＣ14および１以上のＢＴＳ12をまとめて呼ぶため
に工業的に使用されてもよい。ＢＴＳ12はまた“セルサイト”12と呼ばれること
もある。その代わりに、所定のＢＴＳ12の個々のセクタはセルサイトと呼ばれて
もよい。移動加入者装置10は一般に、セルラーまたはＰＣＳ電話機10である。そ
のシステムは、ＩＳ−９５規格にしたがって使用されるように構成されるのがよ
い。
【００２７】 セルラー電話システムの一般的な動作中、基地局12は移動装置10のセットか
ら逆方向リンク信号のセットを受信する。移動装置10は電話呼またはその他の通
信を処理する。所定の基地局12によって受信された各逆方向リンク信号は、基地
局12内で処理される。結果的に得られたデータはＢＳＣ14に転送される。ＢＳＣ
14は、基地局12間におけるソフトハンドオフの編成を含む呼リソース割当ておよ
び移動性管理機能を行う。ＢＳＣ14はまた受信されたデータをＭＳＣ16に導き、
そのＭＳＣ16はＰＳＴＮ18とのインターフェース用の付加的な経路設定サービス
を行う。同様に、ＰＳＴＮ18はＭＳＣ16とインターフェースし、ＭＳＣ16はＢＳ
Ｃ14とインターフェースし、このＢＳＣ14が基地局12を制御して順方向リンク信
号のセットを移動装置10のセットに送信する。
【００２８】 図２に示されているように、第１のエンコーダ100 はデジタル化されたスピ
ーチサンプルｓ（ｎ）を受取り、伝送媒体102 すなわち通信チャンネル102 によ
り第１のデコーダ104 に送信するためにそのサンプルを符号化する。デコーダ10
4 は符号化されたスピーチサンプルを復号し、出力スピーチ信号ｓSYNTH （ｎ）
を合成する。逆方向に送信するために第２のエンコーダ106 がデジタル化された
スピーチサンプルｓ（ｎ）を符号化し、それが通信チャンネル108 で送信される
。第２のデコーダ110 はその符号化されたスピーチサンプルを受取って復号し、
合成された出力スピーチ信号ｓSYNTH （ｎ）を発生させる。
【００２９】 スピーチサンプルｓ（ｎ）は、たとえば、パルス符号変調（ＰＣＭ）、圧伸
μ法則またはＡ法則を含む技術的に知られている種々の方式の任意のものにした
がってデジタル化されて量子化されたスピーチ信号を意味する。技術的に知られ
ているように、スピーチサンプルｓ（ｎ）は、各フレームが予め定められた数の
デジタル化されたスピーチサンプルｓ（ｎ）を含む入力データのフレームに構成
される。例示的な実施形態において、１６０個のサンプルを含む２０ｍ秒のフレ
ームによって８ｋＨｚのサンプリングレートが使用される。以下に説明する実施
形態において、データ伝送レートは１３．２ｋｂｐｓ（フルレート）から６．２
ｋｂｐｓ（１／２レート）、２．６ｂｐｓ（１／４レート）、１ｂｐｓ（１／８
レート）にフレーム単位で都合よく変更されてもよい。データ伝送レートの変更
は有効である。それは、比較的少量のスピーチ情報を含むフレームに対して低い
ビットレートを選択的に使用することができるからである。当業者によって認識
されるように、別のサンプリングレート、フレームサイズおよびデータ伝送レー
トを使用することができる。
【００３０】 第１のエンコーダ100 と第２のデコーダ110 は第１のスピーチコーダ、すな
わちスピーチコーデックを構成している。スピーチコーダは、スピーチ信号を送
信するために、たとえば図１を参照して上述した加入者装置、ＢＴＳ、またはＢ
ＳＣを含む任意の通信装置において使用されることができる。同様に第２のエン
コーダ106 と第１のデコーダ104 は第２のスピーチコーダを構成している。当業
者によって認識されるように、スピーチコーダはデジタル信号プロセッサ（ＤＳ
Ｐ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、離散型ゲート論理装置、ファームウ
ェア、あるいは任意の通常のプログラム可能なソフトウェアモジュールおよびマ
イクロプロセッサにより構成されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ
メモリ、フラッシュメモリ、レジスタまたはその他の任意の形態の技術的に知ら
れている記憶媒体であることができる。その代わりに、任意の通常のプロセッサ
、制御装置または状態マシンがマイクロプロセッサの代わりに使用されることが
できる。スピーチコーディングのためにとくに設計された例示的なＡＳＩＣは、
それらの権利が本出願人に譲渡され、全文がここにおいて参考文献とされている
米国特許第 5,727,123号明細書および米国特許出願第08/197,417号明細書（“VO
CODER ASIC”,filed February 16 1994 ）に記載されている。
【００３１】 図３において、スピーチコーダにおいて使用されることのできるエンコーダ2
00 は、モード決定モジュール202 と、ピッチ評価モジュール204 と、ＬＰ解析
モジュール206 と、ＬＰ解析フィルタ208 と、ＬＰ量子化モジュール210 と、お
よび剰余量子化モジュール212 とを備えている。入力スピーチフレームｓ（ｎ）
はモード決定モジュール202 、ピッチ評価モジュール204 、ＬＰ解析モジュール
206 、およびＬＰ解析フィルタ208 に供給される。モード決定モジュール202 は
、各入力スピーチフレームｓ（ｎ）の特徴である周期性、エネルギ、信号対雑音
比（ＳＮＲ）、またはゼロ交差レートにとくに基づいてモード指標ＩM およびモ
ードＭを生成する。周期性にしたがってスピーチフレームを分類する種々の方法
は、その権利が本出願人に譲渡され、全文がここにおいて参考文献とされている
米国特許第 5,911,128号明細書に記載されている。このような方法はまた米国電
気通信工業会の工業暫定規格ＴＩＡ／ＥＩＡ ＩＳ−１２７およびＴＩＡ／ＥＩ
Ａ ＩＳ−７３３に含まれている。例示的なモード決定方式はまた、上述の米国
特許出願第09/217,341号明細書に記載されている。
【００３２】 ピッチ評価モジュール204 は、各入力スピーチフレームｓ（ｎ）に基づいて
ピッチ指標ＩP および遅延値Ｐ0 を生成する。ＬＰ解析モジュール206 は各入力
スピーチフレームｓ（ｎ）に関して線形予測解析を行ってＬＰパラメータａを発
生させる。ＬＰパラメータａはＬＰ量子化モジュール210 に供給される。ＬＰ量
子化モジュール210 はまたモードＭを受取り、それによって量子化処理をモード
依存方式で行う。ＬＰ量子化モジュール210 はＬＰ指標ＩLPおよび量子化された
ＬＰパラメータ：
【数１】 を生成する。ＬＰ解析フィルタ208 は入力スピーチフレームｓ（ｎ）に加えて、
量子化されたＬＰパラメータ＾ａを受取る。ＬＰ解析フィルタ208 はＬＰ剰余信
号Ｒ［ｎ］を発生し、これは入力スピーチフレームｓ（ｎ）と量子化された線形
予測されたパラメータ＾ａに基づいて再構成されたスピーチとの間のエラーを表
す。ＬＰ剰余信号Ｒ［ｎ］、モードＭおよび量子化されたＬＰパラメータ＾ａは
剰余量子化モジュール212 に供給される。これらの値に基づいて、剰余量子化モ
ジュール212 は剰余指標ＩR および量子化された剰余信号＾Ｒ［ｎ］を生成する
。
【００３３】 図４において、スピーチコーダにおいて使用されることのできるデコーダ300 はＬＰパラメータデコードモジュール302 と、剰余デコードモジュール304 と
、モードデコードモジュール306 と、およびＬＰ合成フィルタ308 とを含んでい
る。モードデコードモジュール306 はモード指標ＩM を受取って復号し、モード
Ｍをそこから発生させる。ＬＰパラメータデコードモジュール302 はモードＭと
ＬＰ指標ＩLPを受取る。ＬＰパラメータデコードモジュール302 は受取った値を
復号して、量子化されたＬＰパラメータ＾ａを生成する。剰余デコードモジュー
ル304 は剰余指標ＩR と、ピッチ指標Ｉ Pと、およびモード指標Ｉ Mとを受取る
。剰余デコードモジュール304 は受取った値を復号して、量子化された剰余信号
＾Ｒ［ｎ］を発生させる。量子化された剰余信号＾Ｒ［ｎ］および量子化された
ＬＰパラメータ＾ａはＬＰ合成フィルタ308 に供給され、このＬＰ合成フィルタ
308 が復号された出力スピーチ信号＾ｓ［ｎ］をこれらから合成する。
【００３４】 図３のエンコーダ300 および図４のデコーダ400 の種々のモジュールの動作
および構成は技術的に知られており、上述した米国特許第 5,414,796号明細書お
よび文献[L.B.Rabiner & R.W.Schafer,Digital Processing of Speech Signal,3
96-453(1978)] に記載されている。
【００３５】 図５のフローチャートに示されているように、１実施形態によるスピーチコ
ーダは、スピーチサンプルを送信のために処理するときに１組のステップを行う
。ステップ400 において、スピーチコーダはスピーチ信号のデジタルサンプルを
連続したフレームで受取る。スピーチコーダは所定のフレームを受信することに
よってステップ402 に進む。ステップ402 において、スピーチコーダはそのフレ
ームのエネルギを検出する。エネルギはフレームのスピーチアクティビティの尺
度である。スピーチ検出はデジタル化されたスピーチサンプルの振幅の２乗を合
計し、結果的に得られたエネルギをしきい値と比較することによって行われる。
１実施形態では、しきい値は変化している背景雑音レベルに基づいて適合される
。例示的な可変しきい値スピーチ活動検出器は、上述の米国特許第 5,414,796号
明細書に記載されている。ある無音声スピーチ音は、誤って背景雑音として符号
化される可能性のある著しく低いエネルギのサンプルである可能性が高い。これ
が発生しないようにするために、上述の米国特許第 5,414,796号明細書に記載さ
れているように、無音声スピーチを背景雑音から弁別するために低エネルギサン
プルのスペクトル傾斜が使用されてもよい。
【００３６】 フレームのエネルギを検出した後、スピーチコーダはステップ404 に進む。
ステップ404 において、スピーチコーダは、検出されたフレームがスピーチ情報
を含むものとしてフレームを分類するのに十分なエネルギを有しているか否かを
決定する。検出されたフレームのエネルギが予め定められたしきい値レベルより
低い場合、スピーチコーダはステップ406 に進む。ステップ406 において、スピ
ーチコーダはフレームを背景雑音（すなわち。非スピーチ、または沈黙）として
符号化する。１実施形態では、背景雑音フレームは１／８レートすなわち１ｋｂ
ｐｓで符号化される。ステップ404 において、検出されたフレームのエネルギが
予め定められたしきい値レベル以上である場合、そのフレームはスピーチとして
分類され、スピーチコーダはステップ408 に進む。
【００３７】 ステップ408 において、スピーチコーダは、そのフレームが無音声スピーチ
であるかどうかを決定する。すなわち、スピーチコーダはそのフレームの周期性
を検査する。種々の既知の周期性決定方法には、たとえば、ゼロ交差の使用およ
び正規化された自己相関関数（ＮＡＣＦ）の使用が含まれている。とくにゼロ交
差およびＮＡＣＦを使用した周期性の検出は、米国特許第 5,911,128号明細書お
よび米国特許出願第09/217,341号明細書に記載されている。さらに、有音声スピ
ーチを無音声スピーチから弁別するために使用されている上記の方法は、米国電
気通信工業会の暫定規格ＴＩＡ／ＥＩＡ ＩＳ−１２７およびＴＩＡ／ＥＩＡ
ＩＳ−７３３に含まれている。ステップ408 においてフレームが無音声スピーチ
であると決定された場合、スピーチコーダはステップ410 に進む。ステップ410
において、スピーチコーダはフレームを無音声スピーチとして符号化する。１実
施形態において、無音声スピーチフレームは１／４レートすなわち２．６ｋｂｐ
ｓで符号化される。ステップ408 においてフレームが無音声スピーチではないと
決定された場合、スピーチコーダはステップ412 に進む。
【００３８】 ステップ412 において、スピーチコーダは、たとえば上記の米国特許第 5,91
1,128号明細書に記載されているような、技術的に知られている周期性決定方法
を使用して、そのフレームが移行スピーチであるかどうかを決定する。そのフレ
ームが移行スピーチであると決定された場合、スピーチコーダはステップ414 に
進む。ステップ414 において、フレームは移行スピーチ（すなわち、無音声スピ
ーチから有音声スピーチへの移行）として符号化される。１実施形態では、移行
スピーチフレームは、本出願人にその権利が譲渡され、ここにおいて全文が参考
文献とされている米国特許出願第09/307,294号明細書（MULTIPULSE INTERPOLATI
VE CODING OF TRANSITION SPEECH FRAMES,filed May 7,1999）に記載されている
マルチパルス補間符号化方法にしたがって符号化される。別の実施形態では、移
行スピーチフレームはフルレート、すなわち１３．２ｋｂｐｓで符号化される。
【００３９】 スピーチコーダは、ステップ412 においてフレームは移行スピーチではない
と決定した場合、そのフレームを有音声スピーチとして符号化する。１実施形態
において、有音声スピーチフレームは１／２レート、すなわち６．２ｋｂｐｓで
符号化されることができる。有音声スピーチフレームはフルレート、すなわち１
３．２ｋｂｐｓで（８ｋのＣＥＬＰコーダではフルレート、すなわち８ｋｂｐｓ
で）符号化されることもできる。しかしながら、当業者に認識されるように、１
／２レートで有音声フレームを符号化することにより、コーダは有音声フレーム
の定常状態の性質を利用することにより貴重な帯域幅を節約することが可能にな
る。さらに、有音声スピーチを符号化するために使用されるレートと関係なく、
有音声スピーチは過去のフレームからの情報を使用して有効にコード化され、し
たがって、予測的に符号化されると言える。
【００４０】 当業者は、スピーチ信号または対応したＬＰ剰余のいずれも図５に示されて
いるステップを行うことによって符号化されることができることを認識するであ
ろう。雑音、無音声、移行および有音声スピーチの波形特性は、図６のＡのグラ
フにおいて時間の関数として示されている。雑音、無音声、移行および有音声Ｌ
Ｐ剰余の波形特性は、図６のＢのグラフにおいて時間の関数として示されている
。
【００４１】 １実施形態において、プロトタイプピッチ周期（ＰＰＰ）スピーチコーダ500
は図７に示されているように反転フィルタ502 と、プロトタイプ抽出装置504
と、プロトタイプ量子化装置506 と、プロトタイプの量子化から復元する装置50
8 と、補間／合成モジュール510 と、ＬＰＣ合成モジュール512 とを備えている
。スピーチコーダ500 はＤＳＰの一部分として構成されると都合がよく、また、
たとえばＰＣＳまたはセルラー電話システムにおける加入者装置または基地局内
、あるいは衛星システムにおける加入者装置またはゲートウェイ内等に設けられ
てもよい。
【００４２】 スピーチコーダ500 において、ｎをフレーム数としてデジタル化されたスピ
ーチ信号ｓ（ｎ）は、反転ＬＰフィルタ502 に供給される。特定の実施形態では
、フレーム長は２０ｍ秒である。反転フィルタの伝達関数Ａ（ｚ）は以下の式に
したがって計算される： Ａ（ｚ）＝１−ａ1 ｚ-1−ａ2 ｚ-2−…−ａp ｚ-p， ここで、係数ａI は、ここにおいて共に参考文献とされている米国特許第 5,414
,796号明細書および米国特許出願第09/217,494号明細書に記載されているように
既知の方法にしたがって選択された予め定められた値を有するフィルタタップで
ある。数ｐは、反転ＬＰフィルタ502 が予測のために使用している前のサンプル
の数を示す。特定の実施形態において、ｐは１０に設定されている。
【００４３】 反転フィルタ502 はＬＰ剰余信号ｒ（ｎ）をプロトタイプ抽出装置504 に供
給する。プロトタイプ抽出装置504 はプロトタイプを現在のフレームから抽出す
る。このプロトタイプは、デコーダにおいてＬＰ剰余信号を再構成するためにフ
レーム内に同様に位置された前のフレームからのプロトタイプが補間／合成モジ
ュール510 により線形的に補間される現在のフレームの一部分である。
【００４４】 プロトタイプ抽出装置504 はプロトタイプをプロトタイプ量子化装置506 に
供給し、このプロトタイプ量子化装置506 は図８を参照して以下に説明される技
術にしたがってプロトタイプを量子化する。量子化された値は、ルックアップテ
ーブル（示されていない）から得られてもよく、チャンネルによって送信するた
めの遅延およびその他のコードブックパラメータを含むパケットに組立てられる
。パケットは送信機（示されていない）に供給され、チャンネルによって受信機
（示されていない）に送信される。反転ＬＰフィルタ502 、プロトタイプ抽出装
置504 およびプロトタイプ量子化装置506 は現在のフレームに関するＰＰＰ解析
を行われたと言われる。
【００４５】 受信機はパケットを受信し、そのパケットをプロトタイプ量子化装置508 に
供給する。このプロトタイプ量子化装置508 は、図９を参照して以下に説明され
る技術にしたがってパケットを量子化される前の状態に戻す。プロトタイプ量子
化装置508 は、量子化される前の状態に戻されたプロトタイプを補間／合成モジ
ュール510 に供給する。補間／合成モジュール510 は、現在のフレームのために
ＬＰ剰余信号を再構成するためにフレーム内に同様に位置された前のフレームか
らのプロトタイプをプロトタイプに補間する。補間およびフレーム合成は、米国
特許第 5,884,253号明細書および上述された米国特許出願第09/217,494号明細書
に記載されている既知の方法にしたがって都合よく行われる。
【００４６】 補間／合成モジュール510 は、再構成されたＬＰ剰余信号＾ｒ（ｎ）をＬＰ
Ｃ合成モジュール512 に供給する。ＬＰＣ合成モジュール512 はまた送信された
パケットから線形スペクトル対（ＬＳＰ）値を受取り、これらの値は再構成され
たＬＰ剰余信号＾ｒ（ｎ）についてＬＰＣフィルタ処理を行って再構成されたス
ピーチ信号＾ｓ（ｎ）を生成するために使用される。別の実施形態では、スピー
チ信号＾ｓ（ｎ）のＬＰＣ合成は、現在のフレームの補間／合成を行う前にプロ
トタイプに対して行われてもよい。プロトタイプ量子化復元装置508 、補間／合
成モジュール510 およびＬＰＣ合成モジュール512 は現在のフレームのＰＰＰ解
析を行われたと言われる。
【００４７】 １実施形態において、プロトタイプ量子化装置600 は、図８に示されている
効率的な送信のためにインテリジェントサブサンプリングを使用してプロトタイ
プフェーズの量子化を行う。プロトタイプ量子化装置600 は、第１および第２の
離散フーリエ級数（ＤＦＳ）係数計算モジュール602 、604 、第１および第２の
分解モジュール606 、608 、帯域識別モジュール610 、振幅ベクトル量子化装置
612 、相関モジュール614 ならびに量子化装置616 を含んでいる。
【００４８】 プロトタイプ量子化装置600 において、基準プロトタイプが第１のＤＦＳ係
数計算モジュール602 に供給される。この第１のＤＦＳ係数計算モジュール602
は、以下説明するように基準プロトタイプに対するＤＦＳ係数を計算し、基準プ
ロトタイプに対するＤＦＳ係数を第１の分解モジュール606 に供給する。この第
１の分解モジュール606 は、以下説明するように基準プロトタイプに対するＤＦ
Ｓ係数を振幅および位相ベクトルに分解する。第１の分解モジュール606 は、そ
の振幅および位相ベクトルを相関モジュール614 に供給する。
【００４９】 現在のプロトタイプは、第２のＤＦＳ係数計算モジュール604 に供給される
。この第２のＤＦＳ係数計算モジュール604 は、以下説明するように現在のプロ
トタイプに対するＤＦＳ係数を計算し、現在のプロトタイプに対するＤＦＳ係数
を第２の分解モジュール608 に供給する。この第２の分解モジュール608 は、以
下説明するように現在のプロトタイプに対するＤＦＳ係数を振幅および位相ベク
トルに分解する。第２の分解モジュール608 は、その振幅および位相ベクトルを
相関モジュール614 に供給する。
【００５０】 第２の分解モジュール608 はまた、現在のプロトタイプに対する振幅および
位相ベクトルを帯域識別モジュール610 に供給する。この帯域識別モジュール61
0 は以下説明するように相関させるために周波数帯域を識別し、帯域識別指標を
相関モジュール614 に供給する。
【００５１】 第２の分解モジュール608 はまた、現在のプロトタイプに対する振幅ベクト
ルを振幅ベクトル量子化装置612 に供給する。この振幅ベクトル量子化装置612
は以下説明するように現在のプロトタイプに対する振幅ベクトルを量子化し、送
信のために振幅量子化パラメータを発生させる。特定の実施形態において、振幅
ベクトル量子化装置612 は量子化された振幅値を帯域識別モジュール610 （この
接続は簡明化のために図示されていない）および、または相関モジュール614 に
供給する。
【００５２】 相関モジュール614 は以下説明するように全ての周波数帯域において相関を
行って、全ての帯域に対して最適線形位相シフトを決定する。別の実施形態では
、以下説明するように全ての帯域に対して最適円回転を決定するために、相互相
関がパンドパス信号に関して時間ドメインで行われる。相関モジュール614 は線
形位相シフト値を量子化装置616 に供給する。別の実施形態では、相関モジュー
ル614 は円回転値を量子化装置616 に供給する。量子化装置616 は以下説明する
ように受信された値を量子化して、送信のために位相量子化パラメータを発生さ
せる。
【００５３】 １実施形態において、プロトタイプの量子化から復元する装置700 は、図９
に示されているようにＤＦＳの構成要素である周波数帯域に関する線形シフトを
使用してプロトタイプ位相スペクトルの再構成を行う。プロトタイプの量子化復
元装置700 は、ＤＦＳ係数計算モジュール702 と、反転ＤＦＳ計算モジュール70
4 と、分解モジュール706 と、結合モジュール708 と、帯域識別モジュール710
と、振幅ベクトルを量子化から復元する装置712 と、構成モジュール714 と、お
よび位相を量子化から復元する装置716 とを含んでいる。
【００５４】 プロトタイプ量子化復元装置700 において、基準プロトタイプはＤＦＳ係数
計算モジュール702 に供給される。ＤＦＳ係数計算モジュール702 は以下説明す
るように基準プロトタイプに対するＤＦＳ係数を計算し、その基準プロトタイプ
に対するＤＦＳ係数を分解モジュール706 に供給する。分解モジュール706 は以
下説明するようにその基準プロトタイプに対するＤＦＳ係数を振幅および位相ベ
クトルに分解する。分解モジュール706 は基準位相（すなわち、基準プロトタイ
プに対する位相ベクトル）を構成モジュール714 に供給する。
【００５５】 位相量子化パラメータは、位相量子化復元装置716 により受取られる。位相
量子化復元装置716 は以下に説明するように受取った位相量子化パラメータを量
子化から復元し、線形位相シフト値を発生させる。この位相を量子化から復元す
る装置716 は線形位相シフト値を分解モジュール714 に供給する。
【００５６】 振幅ベクトル量子化パラメータは、振幅ベクトル量子化復元装置712 により
受取られる。振幅ベクトル量子化復元装置712 は以下説明するように受取った振
幅量子化パラメータを量子化から復元し、量子化から復元された振幅値を発生さ
せる。この振幅量子化復元装置712 は量子化から復元された振幅値を結合モジュ
ール708 に供給する。振幅ベクトル量子化復元装置712 はまた量子化から復元さ
れた振幅値を帯域識別モジュール710 に供給する。帯域識別モジュール710 は以
下説明するように結合のために周波数帯域を識別し、帯域識別指標を構成モジュ
ール714 に供給する。
【００５７】 構成モジュール714 は、以下説明するように基準位相および線形位相シフト
値から修正された位相ベクトルを構成する。構成モジュール714 は修正された位
相ベクトル値を結合モジュール708 に供給する。
【００５８】 結合モジュール708 は以下説明するように量子化から復元された振幅値およ
び位相値を結合し、再構成された修正されたＤＦＳ係数ベクトルを発生させる。
結合モジュール708 は結合された振幅および位相ベクトルを反転ＤＦＳ計算モジ
ュール704 に供給する。反転ＤＦＳ計算モジュール704 は以下説明するように再
構成された修正されたＤＦＳ係数ベクトルの反転ＤＦＳを計算し、再構成された
現在のプロトタイプを発生させる。
【００５９】 １実施形態において、プロトタイプ量子化復元装置800 は、図９に示されて
いるようにエンコーダにおけるプロトタイプ波形の構成要素であるバンドパス波
形について時間ドメインで行われた円回転を使用してプロトタイプ位相スペクト
ルの再構成を行う。プロトタイプ量子化復元装置800 はＤＦＳ係数計算モジュー
ル802 、バンドパス波形合計装置804 、分解モジュール806 、反転ＤＦＳ／バン
ドパス信号生成モジュール808 、帯域識別モジュール810 、振幅ベクトル量子化
復元装置812 、構成モジュール814 および位相量子化復元装置816 を含んでいる
。
【００６０】 プロトタイプ量子化復元装置800 において、基準プロトタイプはＤＦＳ係数
計算モジュール802 に供給される。ＤＦＳ係数計算モジュール802 は以下説明す
るように基準プロトタイプに対するＤＦＳ係数を計算し、基準プロトタイプに対
するＤＦＳ係数を分解モジュール806 に供給する。分解モジュール806 は以下説
明するように基準プロトタイプに対するＤＦＳ係数を振幅および位相ベクトルに
分解する。分解モジュール806 は基準位相（すなわち、基準プロトタイプの位相
ベクトル）を構成モジュール814 に供給する。
【００６１】 位相量子化パラメータは、位相量子化復元装置816 によって受取られる。位
相量子化復元装置816 は以下説明するように受取った位相量子化パラメータを量
子化から復元し、円回転値を発生させる。位相量子化復元装置816 は円回転値を
構成モジュール814 に供給する。
【００６２】 振幅ベクトル量子化パラメータは、振幅ベクトル量子化復元装置812 によっ
て受取られる。振幅ベクトル量子化復元装置812 は以下説明するように受取った
振幅量子化パラメータを量子化から復元し、量子化から復元された振幅値を発生
させる。振幅ベクトル量子化復元装置812 は量子化から復元された振幅値を反転
ＤＦＳ／バンドパス信号生成モジュール808 に供給する。振幅ベクトル量子化復
元装置812 はまた量子化から復元された振幅値を帯域識別モジュール810 に供給
する。帯域識別モジュール810 は以下説明するように結合のために周波数帯域を
識別し、帯域識別指標を反転ＤＦＳ／バンドパス信号生成モジュール808 に供給
する。
【００６３】 この反転ＤＦＳ／バンドパス信号生成モジュール808 は各帯域に対する量子
化から復元された振幅値と基準位相値を結合し、以下説明するように各帯域に対
する反転ＤＦＳを使用してその結合からバンドパス信号を計算する。反転ＤＦＳ
／バンドパス信号生成モジュール808 は構成モジュール814 にバンドパス信号を
供給する。
【００６４】 構成モジュール814 は以下説明するように量子化から復元された円回転値を
使用して各バンドパス信号を円回転させ、回転されたバンドパス信号を生成する
。構成モジュール814 は修正された回転されたバンドパス信号をバンドパス波形
合計装置804 に供給する。バンドパス波形合計装置804 は全てのバンドパス信号
を合計して再構成されたプロトタイプを発生させる。
【００６５】 図８のプロトタイプ量子化装置600 と図９のプロトタイプ量子化装置700 は
正常動作で機能して、プロトタイプピッチ周期波形の位相スペクトルをそれぞれ
符号化し、復号する。送信機／エンコーダ（図８）において、現在のフレームの
プロトタイプｓC （ｎ）の位相スペクトルφk c はＤＦＳ表記：
【数２】 を使用して計算される。ここでＣk c は現在のプロトタイプの複素ＤＦＳ係数で
あり、ω0 c はプロトタイプｓC （ｎ）の正規化された基本周波数である。位相
スペクトルφk c はＤＦＳを構成する複素係数の角度である。基準プロトタイプ
の位相スペクトルφk r は同様の方法で計算され、Ｃk r およびφk r を与える
。その代わりに、基準プロトタイプの位相スペクトルφk r は、基準プロトタイ
プを有するフレームが処理された後で記憶されたものであり、記憶装置から検索
されるに過ぎない。特定の実施形態において、基準プロトタイプは前のフレーム
からのプロトタイプである。基準フレームおよび現在のフレームの両方からの両
プロトタイプに対する複素ＤＦＳは、式：
【数３】 に示されているように振幅スペクトルおよび位相スペクトルの積として表される
ことができる。複素ＤＦＳもまたベクトルであるため、振幅スペクトルおよび位
相スペクトルはベクトルであることを認識しなければならない。ＤＦＳベクトル
の各要素は対応したプロトタイプの時間期間の逆数に等しい周波数の高調波であ
る。最大周波数がＦｍ Ｈｚ（少なくとも２Ｆｍ Ｈｚのレートでサンプリング
された）であり、高調波振動数がＦｏ Ｈｚの信号に関して、Ｍ個の高調波が存
在する。高調波の数ＭはＦｍ／Ｆｏに等しい。したがって、各プロトタイプの位
相スペクトルベクトルおよび振幅スペクトルベクトルはＭ個の要素から構成され
ている。
【００６６】 現在のプロトタイプのＤＦＳベクトルはＢ個の帯域幅に分割され、Ｂ個の各
帯域幅に対応した時間信号はバンドパス信号である。帯域の数Ｂは高調波の数Ｍ
より少ないように制限される。Ｂ個のバンドパス時間信号を全て合計することに
よって元の現在のプロトタイプが得られる。同様に、基準プロトタイプに対する
ＤＦＳベクトルもまた同数のＢ個の帯域に分割される。
【００６７】 Ｂ個の各帯域に関して、基準プロトタイプに対応したバンドパス信号と現在
のプロトタイプに対応したバンドパス信号との間で相互相関が行われる。相互相
関は周波数ドメインのＤＦＳベクトルに関して行われることができる：
【数４】 相互相関はまた式：
【数５】 にしたがって対応した時間ドメインのバンドパス信号に関して行われてもよい（
たとえば、図１０の量子化復元装置800 により）。ここでＬは現在のプロトタイ
プのサンプルの長さであり、ω0 r およびω0 c はそれぞれ基準プロトタイプお
よび現在のプロトタイプの正規化された基本周波数であり、ｒi はサンプルの円
回転である。帯域ｂI に対応したバンドパス時間ドメイン信号Ｓbi r （ｎ）およ
びＳbi c （ｎ）はそれぞれ次式で与えられる：
【数６】
【００６８】 １実施形態において、式：
【数７】 で示されるようにＣk c を得るために量子化された振幅ベクトル＾Ａk c が使用
される。基準プロトタイプのバンドパスＤＦＳベクトルの全ての可能な線形位相
シフトに対して相互相関が行われる。その代わりに、基準プロトタイプのバンド
パスＤＦＳベクトルの全ての可能な線形位相シフトのサブセットに対して相互相
関が行われてもよい。別の実施形態では、時間ドメインアプローチが使用され、
基準プロトタイプのバンドパス時間信号の全ての可能な円回転に対して相互相関
が行われる。１実施形態において、基準プロトタイプのバンドパス時間信号の全
ての可能な円回転のサブセットに対して相互相関が行われてもよい。相互相関プ
ロセスにより、Ｂ個の各帯域に対する相互相関の最大値に対応したＢ個の線形位
相シフト（あるいは、時間ドメインにおいてバンドパス時間信号に関して相互相
関が行われる実施形態では、Ｂ個の円回転）が発生される。その後、Ｂ個の線形
位相シフト（あるいは別の実施形態では、Ｂ個の円回転）が量子化され、Ｍ個の
元の位相スペクトルベクトル要素の代わりに位相スペクトルを表すものとして送
信される。振幅スペクトルベクトルは別々に量子化され、送信される。したがっ
て、基準プロトタイプのバンドパスＤＦＳベクトル（またはバンドパス時間信号
）は、現在のフレームのプロトタイプの対応したＤＦＳベクトル（またはバンド
パス時間信号）を符号化するためのコードブックとして都合よく機能する。した
がって、位相情報を量子化して送信するために必要な要素の数は少なくなり、そ
れによって結果的に位相情報のサブサンプリングが行われ、送信が効率的に行わ
れる。これは、ビットが不十分なために、位相情報がその多量の位相要素により
ほとんど量子化されず、あるいは位相情報が全く送信されず、その結果いずれも
品質の低下を招いてしまう低ビットレートスピーチコーディングにおいてとくに
有益である。上述した実施形態により、量子化すべき要素が少なくなるために、
低ビットレートコーダは優れた音声品質を維持することが可能となる。
【００６９】 受信機／デコーダ（図９）（および当業者に認識されるように、デコーダの
エンコーダのコピー）において、Ｂ個の線形位相シフト値が基準プロトタイプの
Ｂ帯域分割されたＤＦＳベクトルのデコーダのコピーに適用され、修正されたプ
ロトタイプＤＦＳ位相ベクトル：
【数８】 を発生させる。その後、修正されたＤＦＳベクトルは受取られて復号された振幅
スペクトルベクトルと修正されたプロトタイプＤＦＳ位相ベクトルの積として得
られる。その後、再構成されたプロトタイプは修正されたＤＦＳベクトルに関す
る反転ＤＦＳ動作を使用して構成される。時間ドメインアプローチが使用される
別の実施形態において、Ｂ個の各帯域に対する振幅スペクトルベクトルおよび同
数のＢ個の帯域に対する基準プロトタイプの位相ベクトルが結合され、反転ＤＦ
Ｓ動作がその結合に関して行われ、Ｂ個のバンドパス時間信号を発生させる。そ
の後、Ｂ個のバンドパス時間信号はＢ個の円回転値を使用して円回転される。Ｂ
個のバンドパス時間信号の全てが合計されて、再構成されたプロトタイプを発生
させる。
【００７０】 以上、位相スペクトル情報をサブサンプリングする新しい方法および装置を
説明してきた。当業者は、ここに記載の実施形態と関連されて説明されている種
々の例証的な論理ブロックおよびアルゴリズムのステップがデジタル信号プロセ
ッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、離散型ゲートまたはトラ
ンジスタ論理装置、たとえばレジスタおよびＦＩＦＯ等の離散型ハードウェアコ
ンポーネント、１組のファームウェア命令を実行するプロセッサ、あるいは任意
の通常のプログラム可能なソフトウェアモジュールおよびプロセッサにより構成
され、あるいは行われてもよいことを認識するであろう。プロセッサはマイクロ
プロセッサであると都合がよいが、別の実施形態ではプロセッサは任意の通常の
プロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、または状態マシンであってもよい。
ソフトウェアモジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、レジスタ、あるい
は任意の他の形態の技術的に知られている書込み可能記憶媒体内に設けられるこ
とができる。当業者はさらに、上記の説明で引用することのできるデータ、命令
、コマンド、情報、信号、ビット、符号、およびチップは、電圧、電流、電磁波
、磁界または粒子、あるいは光学フィールドまたは粒子、もしくはそれらの組合
せで便利に表わされていることを認識するであろう。
【００７１】 以上、本発明の好ましい実施形態を図示および説明してきた。しかしながら
、当業者は、ここに開示されている実施形態に対する種々の変更が本発明の技術
的範囲を逸脱することなく行われることが可能であることを認識するであろう。
したがって、本発明は添付された請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線電話システムのブロック図。
【図２】 スピーチコーダによって各端末で終端される通信チャンネルのブロック図。
【図３】 エンコーダのブロック図。
【図４】 デコーダのブロック図。
【図５】 スピーチコーディング決定手順を示すフローチャート。
【図６】 スピーチ信号振幅対時間および線形予測（ＬＰ）剰余振幅対時間をそれぞれ示
すグラフ。
【図７】 プロトタイプピッチ周期スピーチコーダのブロック図。
【図８】 図７のスピーチコーダで使用されることのできるプロトタイプ量子化装置のブ
ロック図。
【図９】 図７のスピーチコーダで使用されることのできるプロトタイプの量子化から復
元する装置のブロック図。
【図１０】 図７のスピーチコーダで使用されることのできるプロトタイプの量子化から復
元する装置のブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１０Ｌ 7/04 Ｇ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5D045 CC02 CC07 5J064 AA01 BA16 BB03 BC02 BC03 BC16 BD02 【要約の続き】 と関連させられ、そのバンドパス波形を円回転値に基づ いて修正する。

Claims (81)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基準プロトタイプの複数の位相パラメータを生成し、 プロトタイプの複数の位相パラメータを発生させ、 プロトタイプの位相パラメータを基準プロトタイプの位相パラメータと複数の
    周波数帯域において相関させるステップを含んでいるスピーチコーダにおけるフ
    レームのプロトタイプを処理する方法。
  2. 【請求項２】 生成するステップは、基準プロトタイプに対する離散フーリ
    エ級数係数を計算し、その離散フーリエ級数係数をその基準プロトタイプに対す
    る振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解するステップを含んでおり、発生させ
    るステップは、プロトタイプに対する離散フーリエ級数係数を計算し、その離散
    フーリエ級数係数をそのプロトタイプに対する振幅ベクトルおよび位相ベクトル
    に分解するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 相関させるステップを行うべき周波数帯域を識別するステッ
    プをさらに含んでいる請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 フレームはスピーチフレームである請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 フレームは線形予測剰余のフレームである請求項１記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 相関させるステップは、プロトタイプに対する複数の最適線
    形位相シフト値を発生させる請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 相関させるステップは、プロトタイプに対する複数の最適円
    回転値を発生させる請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 線形位相シフト値を量子化し、プロトタイプに対する複数の
    振幅パラメータを量子化するステップをさらに含んでいる請求項６記載の方法。
  9. 【請求項９】 円回転値を量子化し、プロトタイプに対する複数の振幅パラ
    メータを量子化するステップをさらに含んでいる請求項７記載の方法。
  10. 【請求項１０】 基準プロトタイプの複数の位相パラメータを生成し、 プロトタイプに関連した複数の線形位相シフト値を発生させ、 その位相パラメータとその線形位相シフト値から位相ベクトルを複数の周波数
    帯域にわたって構成するステップを含んでいるスピーチコーダにおけるフレーム
    のプロトタイプの処理方法。
  11. 【請求項１１】 生成するステップは、基準プロトタイプに対する離散フー
    リエ級数係数を計算し、その離散フーリエ級数係数をその基準プロトタイプに対
    する振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解するステップを含んでいる請求項１
    ０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 構成するステップを行うべき周波数帯域を識別するステッ
    プをさらに含んでいる請求項１０記載の方法。
  13. 【請求項１３】 フレームはスピーチフレームである請求項１０記載の方法
    。
  14. 【請求項１４】 フレームは線形予測剰余のフレームである請求項１０記載
    の方法。
  15. 【請求項１５】 発生させるステップにおいて、複数の線形位相シフト値を
    発生させるためにプロトタイプに関連した複数の量子化された位相パラメータを
    量子化される前の形態に戻す請求項１０記載の方法。
  16. 【請求項１６】 複数の量子化される前の形態に戻された振幅パラメータを
    生成するためにプロトタイプに関連した複数の振幅量子化パラメータを量子化さ
    れる前の形態に戻すステップをさらに含んでおり、識別するステップにおいて、
    帯域は複数の量子化される前の形態に戻された振幅パラメータに基づいて識別さ
    れる請求項１２記載の方法。
  17. 【請求項１７】 構成された位相ベクトルをプロトタイプと関連した複数の
    振幅パラメータと組合せて組合せベクトルを生成し、その組合せベクトルの逆離
    散フーリエ級数を計算してプロトタイプの再構成されたバージョンを生成するス
    テップをさらに含んでいる請求項１０記載の方法。
  18. 【請求項１８】 プロトタイプに関連した複数の円回転値を生成し、 複数のバンドパス波形を複数の周波数帯域において発生させ、その複数のバン
    ドパス波形が基準プロトタイプの複数の位相パラメータと関連され、 複数のバンドパス波形を複数の円回転値に基づいて修正するステップを含んで
    いるスピーチコーダにおけるフレームのプロトタイプの処理方法。
  19. 【請求項１９】 発生させるステップを行うべき周波数帯域を識別するステ
    ップをさらに含んでいる請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 フレームはスピーチフレームである請求項１８記載の方法
    。
  21. 【請求項２１】 フレームは線形予測剰余のフレームである請求項１８記載
    の方法。
  22. 【請求項２２】 生成するステップにおいて、複数の円回転値を発生させる
    ためにプロトタイプに関連した複数の量子化された位相パラメータが量子化され
    る前の形態に戻される請求項１８記載の方法。
  23. 【請求項２３】 複数の量子化される前の形態に戻された振幅パラメータを
    生成するためにプロトタイプに関連した複数の振幅量子化パラメータを量子化さ
    れる前の形態に戻すステップをさらに含んでおり、識別するステップにおいて、
    帯域は複数の量子化される前の形態に戻された振幅パラメータに基づいて識別さ
    れる請求項１９記載の方法。
  24. 【請求項２４】 発生させるステップは、基準プロトタイプに対する離散フ
    ーリエ級数係数を計算し、その離散フーリエ級数係数をその基準プロトタイプに
    対する振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解し、位相ベクトルを複数の量子化
    される前の形態に戻された振幅パラメータと組合せ、その位相ベクトルの逆離散
    フーリエ級数を計算して複数のバンドパス波形を発生させるステップを含んでい
    る請求項２３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 複数の修正されたバンドパス波形を合計してプロトタイプ
    の再構成されたバージョンを生成するステップをさらに含んでいる請求項１８記
    載の方法。
  26. 【請求項２６】 フレームの基準プロトタイプの複数の位相パラメータを生
    成する手段と、 現在のフレームの現在のプロトタイプの複数の位相パラメータを発生させる手
    段と、 現在のプロトタイプの位相パラメータを基準プロトタイプの位相パラメータと
    複数の周波数帯域において相関させる手段とを具備しているスピーチコーダ。
  27. 【請求項２７】 生成する手段は、基準プロトタイプに対する離散フーリエ
    級数係数を計算する手段と、その離散フーリエ級数係数をその基準プロトタイプ
    に対する振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解する手段とを含んでおり、発生
    させる手段は、現在のプロトタイプに対する離散フーリエ級数係数を計算する手
    段と、その離散フーリエ級数係数をその現在のプロトタイプに対する振幅ベクト
    ルおよび位相ベクトルに分解する手段とを備えている請求項２６記載のスピーチ
    コーダ。
  28. 【請求項２８】 複数の周波数帯域を識別する手段をさらに含んでいる請求
    項２６記載のスピーチコーダ。
  29. 【請求項２９】 現在のフレームはスピーチフレームである請求項２６記載
    のスピーチコーダ。
  30. 【請求項３０】 現在のフレームは線形予測剰余のフレームである請求項２
    ６記載のスピーチコーダ。
  31. 【請求項３１】 相関させる手段は、現在のプロトタイプに対する複数の最
    適線形位相シフト値を発生させる請求項２６記載のスピーチコーダ。
  32. 【請求項３２】 相関させる手段は、現在のプロトタイプに対する複数の最
    適円回転値を発生させる請求項２６記載のスピーチコーダ。
  33. 【請求項３３】 線形位相シフト値を量子化する手段と、現在のプロトタイ
    プに対する複数の振幅パラメータを量子化する手段とをさらに含んでいる請求項
    ２６記載のスピーチコーダ。
  34. 【請求項３４】 円回転値を量子化する手段と、現在のプロトタイプに対す
    る複数の振幅パラメータを量子化する手段とをさらに含んでいる請求項２６記載
    のスピーチコーダ。
  35. 【請求項３５】 スピーチコーダは、無線通信システムの加入者装置内に設
    けられている請求項２６記載のスピーチコーダ。
  36. 【請求項３６】 フレームの基準プロトタイプの複数の位相パラメータを生
    成する手段と、 現在のフレームの現在のプロトタイプに関連した複数の線形位相シフト値を発
    生させる手段と、 位相パラメータと線形位相シフト値から位相ベクトルを複数の周波数帯域にわ
    たって構成する手段とを具備しているスピーチコーダ。
  37. 【請求項３７】 生成する手段は、基準プロトタイプに対する離散フーリエ
    級数係数を計算する手段と、その離散フーリエ級数係数をその基準プロトタイプ
    に対する振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解する手段とを含んでいる請求項
    ３６記載のスピーチコーダ。
  38. 【請求項３８】 複数の周波数帯域を識別する手段をさらに含んでいる請求
    項３６記載のスピーチコーダ。
  39. 【請求項３９】 現在のフレームはスピーチフレームである請求項３６記載
    のスピーチコーダ。
  40. 【請求項４０】 現在のフレームは線形予測剰余のフレームである請求項３
    ６記載のスピーチコーダ。
  41. 【請求項４１】 発生させる手段は、複数の線形位相シフト値を発生させる
    ために現在のプロトタイプに関連した複数の量子化された位相パラメータを量子
    化される前の形態に戻す手段を含んでいる請求項３６記載のスピーチコーダ。
  42. 【請求項４２】 複数の量子化される前の形態に戻された振幅パラメータを
    生成するために現在のプロトタイプに関連した複数の振幅量子化パラメータを量
    子化される前の形態に戻す手段をさらに含んでおり、識別する手段は、複数の量
    子化される前の形態に戻された振幅パラメータに基づいて複数の帯域を識別する
    手段を含んでいる請求項３８記載のスピーチコーダ。
  43. 【請求項４３】 構成された位相ベクトルを現在のプロトタイプと関連した
    複数の振幅パラメータと組合せて組合せベクトルを生成する手段と、その組合せ
    ベクトルの逆離散フーリエ級数を計算して現在のプロトタイプの再構成されたバ
    ージョンを生成する手段とをさらに含んでいる請求項３６記載のスピーチコーダ
    。
  44. 【請求項４４】 スピーチコーダは、無線通信システムの加入者装置内に設
    けられている請求項３６記載のスピーチコーダ。
  45. 【請求項４５】 現在のフレームの現在のプロトタイプに関連した複数の円
    回転値を生成する手段と、 フレームの基準プロトタイプの複数の位相パラメータと関連した複数のバンド
    パス波形を複数の周波数帯域で発生させる手段と、 複数のバンドパス波形を複数の円回転値に基づいて修正する手段とを具備して
    いるスピーチコーダ。
  46. 【請求項４６】 複数の周波数帯域を識別する手段をさらに含んでいる請求
    項４５記載のスピーチコーダ。
  47. 【請求項４７】 現在のフレームはスピーチフレームである請求項４５記載
    のスピーチコーダ。
  48. 【請求項４８】 現在のフレームは線形予測剰余のフレームである請求項４
    ５記載のスピーチコーダ。
  49. 【請求項４９】 生成する手段は、複数の円回転値を発生させるために現在
    のプロトタイプに関連した複数の量子化された位相パラメータを量子化される前
    の形態に戻す手段を含んでいる請求項４５記載のスピーチコーダ。
  50. 【請求項５０】 複数の量子化される前の形態に戻された振幅パラメータを
    生成するために現在のプロトタイプに関連した複数の振幅量子化パラメータを量
    子化される前の形態に戻す手段をさらに含んでおり、識別する手段は、複数の量
    子化される前の形態に戻された振幅パラメータに基づいて帯域を識別する手段を
    含んでいる請求項４６記載のスピーチコーダ。
  51. 【請求項５１】 発生させる手段は、基準プロトタイプに対する離散フーリ
    エ級数係数を計算する手段と、その離散フーリエ級数係数をその基準プロトタイ
    プに対する振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解する手段と、位相ベクトルを
    複数の量子化される前の形態に戻された振幅パラメータと組合せる手段と、その
    位相ベクトルの逆離散フーリエ級数を計算して複数のバンドパス波形を発生させ
    る手段とを含んでいる請求項５０記載のスピーチコーダ。
  52. 【請求項５２】 複数の修正されたバンドパス波形を合計して現在のプロト
    タイプの再構成されたバージョンを生成する手段をさらに含んでいる請求項４５
    記載のスピーチコーダ。
  53. 【請求項５３】 スピーチコーダは、無線通信システムの加入者装置内に設
    けられている請求項４５記載のスピーチコーダ。
  54. 【請求項５４】 スピーチコーダによって処理されている現在のフレームか
    ら現在のプロトタイプを抽出するように構成されたプロトタイプ抽出装置と、 プロトタイプ抽出装置に結合され、フレームの基準プロトタイプの複数の位相
    パラメータを生成し、現在のプロトタイプの複数の位相パラメータを発生させ、
    現在のプロトタイプの位相パラメータを基準プロトタイプの位相パラメータと複
    数の周波数帯域において相関させるように構成されたプロトタイプ量子化装置と
    を具備しているスピーチコーダ。
  55. 【請求項５５】 プロトタイプ量子化装置はさらに、基準プロトタイプに対
    する離散フーリエ級数係数を計算し、その離散フーリエ級数係数をその基準プロ
    トタイプに対する振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解し、現在のプロトタイ
    プに対する離散フーリエ級数係数を計算し、その離散フーリエ級数係数をその現
    在のプロトタイプに対する振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解するように構
    成されている請求項５４記載のスピーチコーダ。
  56. 【請求項５６】 プロトタイプ量子化装置はさらに、複数の周波数帯域を識
    別するように構成されている請求項５４記載のスピーチコーダ。
  57. 【請求項５７】 現在のフレームはスピーチフレームである請求項５４記載
    のスピーチコーダ。
  58. 【請求項５８】 現在のフレームは線形予測剰余のフレームである請求項５
    ４記載のスピーチコーダ。
  59. 【請求項５９】 プロトタイプ量子化装置はさらに、現在のプロトタイプに
    対する複数の最適線形位相シフト値を発生させるように構成されている請求項５
    ４記載のスピーチコーダ。
  60. 【請求項６０】 プロトタイプ量子化装置はさらに、現在のプロトタイプに
    対する複数の最適円回転値を発生させるように構成されている請求項５４記載の
    スピーチコーダ。
  61. 【請求項６１】 プロトタイプ量子化装置はさらに、線形位相シフト値を量
    子化し、現在のプロトタイプに対する複数の振幅パラメータを量子化するように
    構成されている請求項５９記載のスピーチコーダ。
  62. 【請求項６２】 プロトタイプ量子化装置はさらに、円回転値を量子化し、
    現在のプロトタイプに対する複数の振幅パラメータを量子化するように構成され
    ている請求項６０記載のスピーチコーダ。
  63. 【請求項６３】 スピーチコーダは、無線通信システムの加入者装置内に設
    けられている請求項５４記載のスピーチコーダ。
  64. 【請求項６４】 スピーチコーダによって処理されている現在のフレームか
    ら現在のプロトタイプを抽出するように構成されたプロトタイプ抽出装置と、 プロトタイプ抽出装置に結合され、フレームの基準プロトタイプの複数の位相
    パラメータを生成し、現在のプロトタイプに関連した複数の線形位相シフト値を
    発生させ、その位相パラメータとその線形位相シフト値から位相ベクトルを複数
    の周波数帯域にわたって形成するように構成されたプロトタイプ量子化装置とを
    具備しているスピーチコーダ。
  65. 【請求項６５】 プロトタイプ量子化装置はさらに、基準プロトタイプに対
    する離散フーリエ級数係数を計算し、その離散フーリエ級数係数をその基準プロ
    トタイプに対する振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解するように構成されて
    いる請求項６４記載のスピーチコーダ。
  66. 【請求項６６】 プロトタイプ量子化装置はさらに、複数の周波数帯域を識
    別するように構成されている請求項６４記載のスピーチコーダ。
  67. 【請求項６７】 現在のフレームはスピーチフレームである請求項６４記載
    のスピーチコーダ。
  68. 【請求項６８】 現在のフレームは線形予測剰余のフレームである請求項６
    ４記載のスピーチコーダ。
  69. 【請求項６９】 プロトタイプ量子化装置はさらに、複数の線形位相シフト
    値を発生させるために現在のプロトタイプに関連した複数の量子化された位相パ
    ラメータを量子化される前の形態に戻すように構成されている請求項６４記載の
    スピーチコーダ。
  70. 【請求項７０】 プロトタイプ量子化装置はさらに、複数の量子化される前
    の形態に戻された振幅パラメータを生成するために現在のプロトタイプに関連し
    た複数の振幅量子化パラメータをさらに量子化される前の形態に戻し、複数の量
    子化される前の形態に戻された振幅パラメータに基づいて複数の帯域を識別する
    ように構成されている請求項６６記載のスピーチコーダ。
  71. 【請求項７１】 プロトタイプ量子化装置はさらに、位相ベクトルを現在の
    プロトタイプと関連した複数の振幅パラメータと組合せて組合せベクトルを生成
    し、その組合せベクトルの逆離散フーリエ級数を計算して現在のプロトタイプの
    再構成されたバージョンを生成するように構成されている請求項６４記載のスピ
    ーチコーダ。
  72. 【請求項７２】 スピーチコーダは、無線通信システムの加入者装置内に設
    けられている請求項６４記載のスピーチコーダ。
  73. 【請求項７３】 スピーチコーダによって処理されている現在のフレームか
    ら現在のプロトタイプを抽出するように構成されたプロトタイプ抽出装置と、 プロトタイプ抽出装置に結合され、現在のプロトタイプに関連した複数の円回
    転値を生成し、フレームの基準プロトタイプの複数の位相パラメータに関連して
    いる複数のバンドパス波形を発生させ、複数の円回転値に基づいて複数のバンド
    パス波形を修正するように構成されているプロトタイプ量子化装置とを具備して
    いるスピーチコーダ。
  74. 【請求項７４】 プロトタイプ量子化装置はさらに、複数の周波数帯域を識
    別するように構成されている請求項７３記載のスピーチコーダ。
  75. 【請求項７５】 現在のフレームはスピーチフレームである請求項７３記載
    のスピーチコーダ。
  76. 【請求項７６】 現在のフレームは線形予測剰余のフレームである請求項７
    ３記載のスピーチコーダ。
  77. 【請求項７７】 プロトタイプ量子化装置はさらに、複数の円回転値を発生
    させるために現在のプロトタイプに関連した複数の量子化された位相パラメータ
    を量子化される前の形態に戻すように構成されている請求項７３記載のスピーチ
    コーダ。
  78. 【請求項７８】 プロトタイプ量子化装置はさらに、複数の量子化される前
    の形態に戻された振幅パラメータを生成するために現在のプロトタイプに関連し
    た複数の振幅量子化パラメータを量子化される前の形態に戻し、複数の量子化さ
    れる前の形態に戻された振幅パラメータに基づいて周波数帯域を識別するように
    構成されている請求項７４記載のスピーチコーダ。
  79. 【請求項７９】 プロトタイプ量子化装置はさらに、基準プロトタイプに対
    する離散フーリエ級数係数を計算し、その離散フーリエ級数係数をその基準プロ
    トタイプに対する振幅ベクトルおよび位相ベクトルに分解し、位相ベクトルを複
    数の量子化される前の形態に戻された振幅パラメータと組合せ、その位相ベクト
    ルの逆離散フーリエ級数を計算して複数のバンドパス波形を発生させるように構
    成されている請求項７８記載のスピーチコーダ。
  80. 【請求項８０】 プロトタイプ量子化装置はさらに、複数の修正されたバン
    ドパス波形を合計して現在のプロトタイプの再構成されたバージョンを生成する
    ように構成されている請求項７３記載のスピーチコーダ。
  81. 【請求項８１】 スピーチコーダは、無線通信システムの加入者装置内に設
    けられている請求項７３記載のスピーチコーダ。
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