JP3430175B2 - スピーチ信号を高速符号化するための信号選択されたパルス振幅を備えた代数学的符号帳 - Google Patents

スピーチ信号を高速符号化するための信号選択されたパルス振幅を備えた代数学的符号帳

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明はサウンド信号を送信し、合成する観点から、
サウンド信号、特にスピーチ（音声）信号（これのみに
限定されず）をデジタル式に符号化するための改善され
た技術に関する。
【０００２】 良好な主観的な質とビットレートとを妥協させながら
効率的なデジタルスピーチ符号化技術への要求は、衛
星、地上モービル、デジタル無線すなわちパケットネッ
トワーク、音声記憶、音声応答および無線電話を通した
音声送信のような多数の用途で増大しつつある。
【０００３】 良好な質とビットレートとの妥協を図ることができる
従来の最良の技術の１つとして、いわゆる符号励振線形
予測（CELP）技術がある。この技術によれば、スピーチ
信号はＬ個のサンプル（すなわちベクトル）のブロック
にサンプリングされ、ブロックとして処理される。ここ
で、Ｌは所定の数である。CELP技術は符号帳を利用して
いる。
【０００４】 CELP技術で用いられる符号帳はＬ次元の符号ベクトル
と称されるＬ個のサンプル長さのシーケンスのインデッ
クスのついたセット（Ｌ個の異なる位置を決めるパルス
の組み合わせであり、この組み合わせのそれぞれの位置
ｐ＝１、２、…、Ｌに割り当てられたゼロ振幅パルスと
非ゼロ振幅パルスの双方から成る）である。この符号帳
は１〜Ｍまでの範囲のインデックスｋを含み、ここでＭ
はある数のビットｂで表示されることが多い符号帳のサ
イズを示す。 Ｍ＝2b
【０００５】 符号帳は物理的なメモリ（例えばルックアップテーブ
ル）に記憶したり、または対応する符号ベクトル（例え
ば式）にインデックスを関連付けるための機構を参照で
きる。
【０００６】 CELP技術によりスピーチ信号を合成するために、スピ
ーチ信号のスペクトル特性をモデル化した時間可変フィ
ルタを通して、符号帳からの適当な符号ベクトルをフィ
ルタリングすることによって、スピーチサンプルの各ブ
ロックを構成する。符号化器側では符号帳からの候補符
号帳のすべてまたはサブセットに対して合成出力を計算
する（符号帳サーチ）。保留された符号ベクトルは知覚
的に重み付けされたひずみの尺度に従って、基の音声信
号に最も近い合成出力を発生する符号ベクトルとなる。
【０００７】 第１のタイプの符号帳はいわゆる確率論的な符号帳で
ある。これら符号帳の欠点は、かなりの物理的な記憶を
行わなければならないことが多いことにある。これらの
符号帳は確率論的、すなわちインデックスから関連する
符号帳へのパスは、乱数すなわち多数の音声トレーニン
グセットに使用された統計学的技術の結果であるルック
アップテーブルを必要とするという意味でランダムであ
る。このような確率論的符号帳のサイズは記憶量および
／またはサーチの複雑さによって制限される傾向があ
る。
【０００８】 第２タイプの符号帳は代数学的符号帳である。確率論
的符号帳と対照すると、代数学的符号帳はランダムでは
なく、記憶装置を必要としない。代数学的符号帳はｋ番
目の符号帳のパルスの振幅および位置が物理的記憶装置
を全く必要としないか、または最小量しか必要としない
規則により、インデックスｋから発生できるようになっ
ているインデックスのついた符号ベクトルのセットとな
っている。従って、代数学的符号帳のサイズは記憶条件
によって制限されず、代数学的符号帳は効率的なサーチ
を行うようにも設計できる。
【０００９】 従って、本発明の課題はサウンド信号の符号化時に符
号帳のサーチの複雑さを劇的に低減するための方法およ
び装置を提供することにあり、このような方法および装
置は大きなクラスの符号帳に適用可能である。 本発明の別の課題は、符号帳のサーチの複雑さを低減
する見地から、符号帳パルスの組み合わせのサブセット
をアプリオリに選択し、このサブセットに対しサーチす
べき組み合わせを保留できる方法および装置を提供する
ことにある。 更に別の課題は、サーチの複雑さを増すことなく符号
ベクトルの個々の非ゼロ振幅のパルスがｑ個の可能な振
幅のうちの少なくとも一つをとることができるようにす
ることにより、符号帳のサイズを大きくすることにあ
る。
【００１０】 より詳細には、本発明によれば、各パルスの振幅／位
置の組み合わせがＬ個の異なる位置を定義し、パルスの
組み合わせのそれぞれの位置Ｐ＝１、２、....Lに割り
当てられたゼロ振幅および非ゼロ振幅パルスの双方を含
み、各非ゼロ振幅パルスがｑ個の可能な振幅のうちの少
なくともひとつをとるようになっており、パルスの振幅
／位置の組み合わせのセットから成る符号帳においてサ
ウンド信号を符号化する観点からサーチを実行する方法
であって、該方法が、 サウンド信号に関連し、パルスの振幅／位置の組み合
わせのサブセットを前記不合町から予め選択する工程
と、 サウンド信号を符号化する観点からパルスの振幅／位
置の組み合わせの前記サブセットのみをサーチする工程
とを備え、よって符号帳のパルスの振幅／位置の組み合
わせのサブセットのみをサーチしながら、サーチの複雑
性を低減する、符号帳においてサーチを実行する方法が
提供される。
【００１１】 予め選択する工程は位置ｐ＝１、２、....Lにｑ個の
可能な振幅のうちの有効な振幅を予め割り当てる関数Ｓ
をサウンド信号に関連して予め確定し、 サーチ工程は予め確定された関数に従う非ゼロ振幅の
パルスを有する前記符号帳のパルス振幅／位置の組み合
わせのみをサーチすることから成る。
【００１２】 更に本発明によれば、各パルスの振幅／位置の組み合
わせがＬ個の異なる位置を定義し、パルスの組み合わせ
のそれぞれの位置ｐ＝１、２、・・・・Ｌに割り当てら
れたゼロ振幅および非ゼロ振幅パルスの双方を含み、各
非ゼロ振幅パルスがｑ個の可能な振幅のうちの少なくと
も１つをとるようになっており、パルスの振幅／位置の
組み合わせのセットから成る符号帳においてサウンド信
号を符号化する観点からサーチを実行するための装置で
あって、 サウンド信号に関連し、パルスの振幅／位置の組み合
わせのサブセットを前記符号帳から予め選択するための
手段と、 サウンド信号を符号化する観点からパルスの振幅／位
置の組み合わせの前記サブセットのみをサーチするため
の手段とを備え、よって符号帳のパルスの振幅／位置の
組み合わせのサブセットのみをサーチしながらサーチの
複雑性を低減する、符号帳においてサーチを実行するた
めの装置が提供される。
【００１３】 予め選択するための手段は位置ｐ＝１、２、・・・・
Ｌに前記ｑ個の可能な振幅のうちの有効な振幅を予め割
り当てる関数Ｓをサウンド信号に関連して予め確定する
ための手段を備え、サーチ手段は予め確定された関数に
従う非ゼロ振幅のパルスを有する前記符号帳のパルス振
幅／位置の組み合わせのサーチに限定するための手段を
備える。
【００１４】 更に本発明によれば、複数のセルに分割された広大な
地理的エリアにサービスを行うためのセルラー通信シス
テムにおいて、 モービル携帯送信／受信ユニットと、 前記セル内にそれぞれ設置されたセルラー基地局と、 セルラー基地局との間の通信を制御するための手段
と、 １つのセル内に設置された各モービルユニットと前記
１つのセルのセルラー基地局との間で双方向に無線通信
するサブシステムとを備え、該双方向無線通信サブシス
テムが、モービルユニットおよびセルラー基地局の双方
において、（ａ）スピーチ信号を符号化するための手段
および符号化されたスピーチ信号を送信するための手段
とを含む送信機と、（ｂ）符号化され送信されたスピー
チ信号を受信するための手段および符号化され受信され
たスピーチ信号を受信するための手段を含む受信機とを
備えたセルラー通信システムが提供される。
【００１５】 スピーチ信号符号化手段はスピーチ信号を符号化する
観点から符号帳においてサーチを実行するための装置を
備え、この符号帳はパルス振幅／位置の組み合わせのセ
ットから成り、各パルス振幅／位置の組み合わせがＬ個
の異なる位置を定義し、このパルスの組み合わせのそれ
ぞれの位置ｐ＝１、２、・・・・Ｌに割り当てられたゼ
ロ振幅パルスおよび非ゼロ振幅パルスの双方を含み、各
非ゼロ振幅パルスがｑ個の異なる振幅のうちの少なくと
も１つをとり、前記サーチ実行装置は、 スピーチ信号に関連し、パルスの振幅／位置の組み合
わせのサブセットを前記符号帳から予め選択するための
手段と、 スピーチ信号を符号化する観点からパルスの振幅／位
置の組み合わせの前記サブセットのみをサーチするため
の手段とを備え、よって符号帳のパルスの振幅／位置の
組み合わせのサブセットだけをサーチしながら、サーチ
の複雑性を低減し、 予め選択するための手段は位置ｐ＝１、２、・・・・
Ｌに前記ｑ個の可能な振幅のうちの有効な振幅を予め割
り当てる関数Spをサウンド信号に関連して予め確定する
ための手段を備え、 サーチ手段が予め確定された関数に従う非ゼロ振幅の
パルスを有する前記符号帳のパルス振幅／位置の組み合
わせのサーチに限定するための手段を備える。 本発明の好ましい実施例によれば、ｑ個の可能な振幅
のうちの１つを各位置ｐに有効な振幅として予め割り当
て、パルス振幅／位置の組み合わせの非ゼロ振幅パルス
の各々が前記非ゼロ振幅パルスの位置ｐに予め割り当て
られた振幅Spに等しい振幅を有する際に、予め確定され
た関数に従う。
【００１６】 好ましくは、各位置ｐにｑ個の可能な振幅のうちの１
つを予め割り当てる工程は、 後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除
去残留信号R'を発生するようサウンド信号を処理する工
程と、 後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除
去残留信号R'に応答して振幅予測ベクトルＢを計算する
工程と、 前記位置ｐの各々に対し前記ベクトルＢの振幅予測値
Bpを量子化し、前記位置ｐに対し選択すべき振幅を得る
工程とを備える。
【００１７】 好ましくは、振幅予測ベクトルＢを計算する工程は、 次の正規化されたフォームの後方フィルタリングされ
た目標信号Ｄ を次の正規化されたフォームのピッチ除去残留信号R' に加算し、次のフォーム （ここでβは好ましくは０〜１の間にある値を有する固
定された定数である）の振幅予測ベクトルＢを得る工程
を含む。
【００１８】 本発明の更に好ましい実施例によれば、次の式 （ここでデノミネータ は非ゼロ振幅パルスのピーク振幅を表示する正規化ファ
クタである）を使ってベクトルＢのピーク値が正規化さ
れた振幅の予測値Bpを量子化する。 パルスの組み合わせの各々はＮ個の非ゼロ振幅のパル
スを含むことができ、更に少なくとも１つのＮ回インタ
ーリーブされた単一パルス順列符号に従って非ゼロ振幅
パルスの位置ｐを制限することが好ましい。
【００１９】 符号帳をサーチすることは次の式
【００２０】 （ここで、各ループのための計算式がＮ個のネスト状の
ループのうちの最も外側のループから最も内側のループ
へ別個のラインで表示され、pnが組み合わせのｎ番目の
非ゼロ振幅パルスの位置であり、U'（px、py）が位置ｐ
のうちの位置pxに予め割り当てられた振幅 および位置ｐのうちの位置pyに予め割り当てられた振幅 に従属した関数である）に従って、Ｎ個のネスト状のル
ープにより計算されたデノミネータ αk 2 を有する所定の比を最大にする工程を含むことが好まし
い。上記計算において、次の不等式
【００２１】 （ここで、 は位置pnに予め割り当てられた振幅であり、 が目標ベクトルＤのpn番目の成分であり、TDが後方フィ
ルタリングされた目標ベクトルＤに関連したスレッショ
ルドである）が真である時に、Ｎ個のネスト状のループ
の少なくとも最も内側のループをスキップすることがで
きる。 添付図面を参照して、単なる例として示された本発明
の好ましい実施例の対の非限定的な説明を読めば、本発
明の課題、利点およびそれ以外の特徴がより明らかとな
ろう。
【００２２】 図５は、代表的なセルラー通信システム１のインフラ
ストラクチャを示す。
【００２３】 本明細書では、本発明に係わるサーチ実施方法および
デバイスをセルラー通信システムに応用することを非限
定的実施例として開示するが、これら方法およびデバイ
スはサウンド信号の符号化が必要とされる他の多くのタ
イプの通信システムでも同様な利点を発揮しながら使用
できるものであることを念頭におくべきである。
【００２４】 セルラー通信システム例えば１では、広大なエリアを
多数のより小規模のセルに分割することにより、広大な
地理的エリアにわたって遠隔通信サービスを提供してい
る。各セルは無線信号チャンネルおよびオーディオおよ
びデータチャンネルを提供するためにセルラー基地局２
（図５）を有する。セルラーベース局のカバーエリア
（セル）の範囲内の移動無線電話（モービル送信機／受
信機ユニット）をページングし、基地局のセルの内外の
他の無線電話または公衆交換電話ネットワーク（PSTN）
４のような他のネットワークの呼び出しをするのに、無
線信号化チャンネルが利用される。
【００２５】 無線電話３が一旦発呼または呼び出しの受信に成功す
ると無線電話３が位置するセルに対応するセルラー基地
局２によってオーディオまたはデータチャンネルがセッ
トアップされ、このオーディオまたはデータチャンネル
を通して基地局２と無線電話３との間の通話が行われ
る。無線電話３は信号化チャンネルを通して制御または
タイミング情報を受信することも可能であり、この間、
通話が進行する。
【００２６】 通話中に無線電話３がセルから離れ、別のセルに進入
した場合、無線電話は通話中を新しいセル内の利用可能
なオーディオまたはデータチャンネルへその通話をハン
ドオーバーする。同様に、通話が進行しない場合、無線
電話が新しいセルに関連する基地局２にログオンするよ
うに、信号チャンネルを通して制御メッセージが送られ
る。このように、広大な地理的エリアにわたって移動通
信が可能となる。
【００２７】 セルラー通信システム１は更に、例えば無線電話３と
PSTN4との間の通信中に、または第１セルにおける無線
電話３と第２セル内の無線電話３との間の通信中にセル
ラー基地局２と公衆交換電話ネットワーク４との間の通
信を制御するターミナル５を含む。
【００２８】 当然ながら、１つのセル内に位置する各無線電話３と
そのセルのセルラー基地局２との間の通信を確定するの
に双方向の無線通信サブシステムが必要である。かかる
双方向の無線通信システムは一般に、無線電話３とセル
ラー基地局２の双方にて（ａ）スピーチ信号を符号化
し、この符号化されたスピーチ信号をアンテナ例えば６
または７を通して送信するための送信機と、（ｂ）同じ
アンテナ６または７を通して符号化され送信されたスピ
ーチ信号を受信し、符号化され受信されたスピーチ信号
を復号化するための受信機とを一般に含む。当業者には
周知のように、双方向無線通信システムを通して、すな
わち無線電話３と基地局２との間で、スピーチ信号を送
信するのに必要なバンド幅を狭くするのに、音声の符号
化が必要である。
【００２９】 本発明の目的は、オーディオまたはデータチャンネル
を通してセルラー基地局２と無線電話３との間で、例え
ばスピーチ信号を双方向に送信するのに主観的な質とビ
ットレートとを良好に妥協させた効率的なデジタルスピ
ーチ符号化技術を提供することにある。図１は、このよ
うな効率的な技術を実行するのに適したデジタルスピー
チ符号化デバイスの略ブロック図である。図１のスピー
チ符号化デバイスは本発明に係わる振幅セレクタ112が
追加された米国の元の特許出願第07/927,528号の図１に
示されたものと同じ符号化デバイスとなっている。元の
米国特許出願第07/927,528号は、「代数学的符号に基づ
く効率的なスピーチの符号化をするためのダイナミック
符号帳」を発明の名称として1992年９月10日に出願され
たものである。
【００３０】 アナログスピーチ信号は、サンプリングされ、ブロッ
ク処理される。本発明はスピーチ信号への応用のみに限
定されるものではないと理解すべきである。他のタイプ
のサウンド信号の符号化も行うことができる。
【００３１】 図示した実施例では、サンプリングされた入力スピー
チＳのブロック（図１）はＬ個の連続するサンプルから
成る。CELP文献では、Ｌはサブフレーム長さと表示され
ており、一般に20〜80の間である。更にＬ個のサンプル
のブロックはＬ次元のベクトルと称される。符号化方法
の際に種々のＬ次元のベクトルが発生される。図１およ
び２に示されるこれらベクトルのリストのみならず、送
信されるパワーメータのリストも下記に示す。
【００３２】 主要Ｌ次元ベクトルのリスト Ｓ 入力スピーチベクトル R' ピッチ除去残留ベクトル Ｘ 目標ベクトル Ｄ 後方フィルタリングされたターゲットベクトル Ak 代数学的符号帳からのインデックスｋの符号ベ
クトル Ck イノベーション（雑音源）ベクトル（フィルタ
リングされた符号ベクトル）
【００３３】 送信されるパラメータのリスト k 符号ベクトルインデックス（代数学的符号帳の
入力） g 利得 STP （Ａ（ｚ）を定める）短期予測パラメータ LTP （ピッチ利得ｂおよびピッチ遅れＴを定める）
長期予測パラメータ
【００３４】 復号化の原理 まずデジタル入力信号（デマルチプレクサ205の入力
信号）とサンプリングされた出力スピーチ信号（合成フ
ィルタ204の出力信号）との間で実行される種々の工程
を示す、図２のスピーチ復号化デバイスを説明すること
が好ましいと考える。
【００３５】 デマルチプレクサ205はデジタル入力チャンネルから
受信した二進情報より４つの異なるパラメータ、すなわ
ちインデックスｋと、利得ｇと、短期予測パラメータST
Pと、長期予測パラメータLTPを抽出する。次の説明で述
べるように、これら４つのパラメータに基づき、スピー
チ信号の現在のＬ次元ベクトルＳが合成される。
【００３６】 図２のスピーチ復号化デバイスは代数学的符号発生器
201と適応化プリフィルタ202から成るダイナミック符号
帳208と、増幅器206と、加算器207と、長期予測器203
と、合成フィルタ204とを含む。
【００３７】 第１ステップでは、代数学的符号発生器201はインデ
ックスｋに応答して符号ベクトルAkを発生する。
【００３８】 第２ステップでは、短期予想パラメータSTPおよび／
または長期予測パラメータLTPが供給される適応化プリ
フィルタ202により、符号ベクトルAkが処理され、出力
イノベーションベクトルCkが発生される。適応化プリフ
ィルタ202の目的はスピーチ信号の質を高めるよう、す
なわち人にとって耳障りな周波数によって生じる可聴ひ
ずみを低減するように、出力イノベーションベクトルCk
の周波数内容をダイナミックに制御することにある。適
応化プリフィルタ202の代表的な伝達関数Ｆ（ｚ）は次
のように示される。
【００３９】 Fa（ｚ）は０＜γ１＜γ２＜１を定数とするフォーマ
ントプリフィルタであり、このプリフィルタはフォーマ
ント領域を高め、特に5kbit/sより低い符号化レートで
極めて効果的に作動する。
【００４０】 Fb（ｚ）はＴを時間可変ピッチ遅れとし、boを定数ま
たは現在または先のサブフレームからの量子化された長
期ピッチ予測パラメータに等しくしたピッチプリフィル
タである。Fb（ｚ）はすべてのレートにおけるピッチ高
調波周波数を高めるのに極めて効果的であるので、Ｆ
（ｚ）は一般に次のようなフォーマントプリフィルタと
組み合わされることが多いピッチプリフィルタを含む。 Ｆ（Ｚ）＝Fa（Ｚ）Fb（Ｚ）
【００４１】 CELP技術によれば、増幅器206を通した利得ｇだけ符
号帳208からのイノベーションベクトルCkを最初にスケ
ーリングすることによって、サンプリングされた出力ス
ピーチ信号 を得る。次に加算器207は、フィードバックループ内に
設けられ、次のように定義された伝達関数Ｂ（ｚ）を有
するLTPパラメータが供給された長期予測器203の出力Ｅ
（合成フィルタ204の信号励振長期予測成分）へスケー
リングされた波形gCkを加算する。 Ｂ（Ｚ）＝bz-T
【００４２】 ここで、ｂおよびＴはそれぞれ上記のように定義され
たピッチ利得および遅延である。
【００４３】 予測器203はスピーチのピッチ周期性をモデル化する
よう、最後に受信されたLTPパラメータｂおよびＴに従
ったデンタル関数を有するフィルタである。この予測器
203はサンプルの適当なピッチ利得ｂおよび遅延時間Ｔ
を導入する、復号信号Ｅ＋gCkは伝達関数1/A（ｚ）（Ａ
（ｚ）は次の説明で定義する）を有する合成フィルタ20
4の信号励振を構成する。フィルタ204は最後に受信され
たSTPパラメータに従って正しいスペクトル整形を行
う。より詳細にはフィルタ204はスピーチの共振周波数
（フォーマント）をモデル化する。出力ブロック はサンプリングされ合成されたスピーチ信号であり、こ
のスピーチ信号は当業者に周知の技術に従って適当なエ
リアシング防止フィルタリングによりアナログ信号に変
換できる。
【００４４】 代数学的符号発生器201を設計するには多数の方法が
ある。上記米国特許出願第07/927,528号に開示された、
利点の多い方法は、少なくとも１つのＮ回インターリー
ブされた単一パルス順列符号を使用することから成る。
【００４５】 このような概念は、簡単な代数学的符号発生器201に
よって示される。本例ではＬ＝40であり、40次元符号ベ
クトルの組は と称すＮ＝５個の非ゼロ振幅パルスしか含まない。この
ようなより完全な表記方法では、ｐはサブフレーム内の
ｉ番目のパルスの位置を表す（すなわちpiは０〜Ｌ−１
の範囲となる）。
【００４６】 パルス は次のような８つの可能な位置p1に限定されているもの
と仮定する。すなわち ｐ＝０、５、10、15、20、25、30、35＝０＋8m1; m1＝０、１・・・・７。
【００４７】 トラック＃１と称すことができるこれら８つの位置内
では、 と７つのゼロ振幅パルスは自由な順列にできる。これは
単一パルス順列符号である。次に、同じように残りのパ
ルスの位置を制限することにより（すなわちトラック＃
２、トラック＃４およびトラック＃５を制限することに
よって、かかる５つの単一パルス順列符号をインターリ
ーブすることとする。
【００４８】 p1＝0,5,10,15,20,25,30,35＝０＋8m1 p2＝1,6,11,16,21,26,31,36＝１＋8m2 p3＝2,7,12,17,22,27,32,37＝２＋8m3 p4＝3,8,13,18,23,28,33,38＝３＋8m4 p5＝4,9,14,19,24,29,34,39＝４＋8m5
【００４９】 ここで整数mi＝０、１、・・・・７は各パルス の位置piを完全に定義していることに留意されたい。し
たがって、次の式を使用してmiをストレートフォワード
に多重化することによって、簡単な位置インデックスkp
を発生できる。
【００５０】 kp＝4096m1＋512m2＋64m3＋8m4＋m5 上記パルストラックを使用することにより他の符号帳
を発生できることを指摘したい。例えば最初の３つのパ
ルスが最初の３つのトラックの位置をそれぞれ占め、一
方、第４パルスがトラックを指定するために１ビットで
第４トラックまたは第５トラックのいずれかを占める場
合、４つのパルスしか使用できない。このようなデザイ
ンによって13ビットポジションの符号帳が生じる。
【００５１】 従来技術では、符号ベクトルサーチが複雑であるとい
う理由から、すべての実際の目的のために非ゼロ振幅パ
ルスは固定した振幅をとっていた。パルス が可能なｑ個の振幅のうちの１つをとり得る場合、サー
チではqN個もの多くのパルス振幅の組み合わせを検討し
なければならない。例えば第１実施例の５つのパルスが
固定された振幅の代わりにｑ＝４個の可能な振幅、例え
ば −１、＋２、−２のうちの１つをとり得ることが認めら
れる場合、代数学的符号帳のサイズは15ビットから15＋
（５×２）ビット＝25ビットまでジャンプする。すなわ
ちサーチは1000倍複雑となる。
【００５２】 本発明の目的は、高額な費用を支払うことなく、ｑ個
の振幅のパルスで極めて良好な性能を達成できるという
驚くべき事実を開示することにある。この解決案は、サ
ーチを符号ベクトルの限られたサブセットに限定するこ
とにある。のちの説明に述べるように、符号ベクトルを
選択する方法は入力スピーチ信号に関連する。
【００５３】 本発明の実際の利点は、符号ベクトルのサーチの複雑
さを増すことなく、個々のパルスが異なる可能な振幅を
とり得ることができるようにすることにより、ダイナミ
ック代数学的符号帳208のサイズを増加できることにあ
る。
【００５４】 符号化の原理 102〜112の番号の付いた11個のモジュールに分解され
た図１の符号化システムにより、ブロックごとにサンプ
リングされたスピーチ信号Ｓを符号化する。これらモジ
ュールのほとんどの機能および作動は、元の米国特許出
願第07/927,528号の説明と変わっていない。従って、次
の説明は、各モジュールの機能および作動を少なくとも
簡単に説明するものであるが、元の米国特許出願第07/9
27,528号の開示に関連した新規事項について説明を集中
する。
【００５５】 LPCスペクトルアナライザ102を使って従来技術によ
り、スピーチ信号のＬ個のサンプルの各ブロックに対し
ては、短期予測（STP）パラメータと称される線形予測
コーディング（LPC）パラメータの一組を発生する。よ
り詳細には、アナライザ102はＬ個のサンプルの各ブロ
ックＳのスペクトル特性をモデル化するものである。
【００５６】 STPパラメータの現在値に基づく次の伝達関数を有す
る白色化フィルタ103により、Ｌ個のサンプルの入力ブ
ロックＳを白色化する。
【００５７】 ここで、ao＝１であり、ｚはいわゆるｚ変換の通常の
変数である。図１に示すように、白色化フィルタ103は
残留ベクトルＲを発生する。 LTPパラメータ、すなわちピッチ遅れＴおよびピッチ
利得ｇを計算し、量子化するのに、ピッチ抽出器104が
使用される。この抽出器104の初期状態は初期状態抽出
器110からの値FSにもセットされる。元の米国特許出願
第07/927,528号にはLTPパラメータを計算し、量子化す
るための詳細な手順が記載されており、この方法は当業
者に周知であると考えられるので、本明細書ではこれ以
上説明しないこととする。
【００５８】 後のステップで使用するためのフィルタ応答特性FRC
を計算するためにフィルタ応答特性化器105（図１）にS
TPおよびLTPパラメータが供給される。このFRC情報はつ
ぎの３つの成分（ここでｎ＝１、２、・・・・Ｌから成
る）。 ・ｆ（ｎ）:F（ｚ）の応答 Ｆ（ｚ）は一般にピッチプリフィルタを含むことに留
意されたい。 ここでγは知覚的ファクターである。より一般的には
ｈ（ｎ）はプリフィルタＦ（ｚ）と、知覚的重み付けフ
ィルタＷ（ｚ）と、合成フィルタ1/A（ｚ）とのカスケ
ードであるＦ（ｚ）Ｗ（ｚ）/A（ｚ）のインパルス応答
である。ここで、Ｆ（ｚ）および1/A（ｚ）は図２の復
号器で使用されているのと同じフィルタである。
【００５９】 ・Ｕ（ｉ、ｊ）：つぎの式に従ったｈ（ｎ）の自動相関
化：
【００６０】 長期予測器106には適当なピッチ遅れＴおよび利得Ｂ
を使用して新しいＥ成分を形成するために、過去の励振
信号（先のサブフレームのＥ＋gCk）が供給される。
【００６１】 知覚的フィルタ107の初期状態は初期状態抽出器110か
ら供給される値FSにセットされる。減算器121（図１）
によって計算されるピッチの除かれた残留ベクトルR'＝
Ｒ−Ｅが知覚的フィルタ107に供給され、後方のフィル
タの出力で目標ベクトルＸが得られる。図１に示される
ように、フィルタ107にSTPパラメータが印加され、これ
らパラメータに関してその伝達関数を変える。基本的に
はＸ＝R'−Ｐ（ここでＰは過去の励振からの呼び出し音
を含む長期予測パラメータ（LTP）の寄与分を表示す
る）である。次のマトリックス表示でΔに適用されるMS
E基準について説明できる。
【００６２】
【００６３】 ここで、Ｈは次のようなｈ（ｎ）から形成されるＬ×
Ｌのより低い三角テプリッツマトリックスである。ｈ
（０）なる項はマトリックスの対角線を占め、ｈ
（１）、ｈ（２）、・・・・ｈ（Ｌ−１）はそれぞれの
低い対角線を占める。 図１のフィルタ108により後方へのフィルタリングス
テップが実行される。利得ｇに関し、上記式の誘導値を
０にセットすると、次のような最適利得が生じる。
【００６４】 ｇに対するこのような値を用いると、最小化は次のよ
うになる。
【００６５】 この目的は、最小化を達成する特定のインデックスｋ
を探すことである。‖Ｘ‖２は固定された値であるの
で、次の値を最大にすることにより同じインデックスを
見つけ出すことができる。
【００６６】 ここで、Ｄ＝（XH）であり、 である。 後方フィルタ108では後方にフィルタリングされた目
標ベクトルＤ＝（XH）が計算される。この演算のための
後方フィルタリングの項は時間反転されたＸのフィルタ
リングとして（XH）を解釈することから得られる。
【００６７】 上記元の米国特許出願第07/927,528号の図１には、振
幅セレクタ112しか加えられていない。この振幅セレク
タ112の機能は最適化コントローラ109によってサーチさ
れる符号ベクトルAkを最も見込みのある符号ベクトルAk
に保留し、符号ベクトルサーチの複雑さを低減すること
にある。これまでの説明で述べたように、各符号ベクト
ルAkはパルス振幅と位置との組み合わせ波形であり、こ
の波形はＬ個の異なる位置ｐを構成し、ゼロ振幅パルス
とこれら組み合わせのそれぞれの位置Ｐ＝１、２、・・
・・Ｌに割り当てられた非ゼロ振幅パルスの双方を含
み、ここで各非ゼロ振幅パルスはｑ個の異なる可能な振
幅のうちの少なくとも１つをとる。
【００６８】 次に図3a、3bおよび3cを参照する。この振幅セレクタ
112の目的は符号ベクトル波形の位置ｐとパルス振幅の
ｑ個の可能な値の間の関数Spを予め確定することにあ
る。符号帳サーチに先立ち、スピーチ信号に関する予め
確定された関数Spが発生される。より詳細には、この関
数を予め設定するにはスピーチ信号に関連し、波形の各
位置ｐにｑの可能な振幅のうちの少なくとも１つを予め
割り当てることから成る（図3aのうちの工程301）。
【００６９】 波形の各位置ｐに対しｑ個の振幅のうちの１つを予め
割り当てるには、後方フィルタリングされた目標ベクト
ルＤおよびピッチ除去残留ベクトルR'に応答して、振幅
予測ベクトルＢを計算する。より詳細には、振幅予測ベ
クトルＢは次のような正規化されたフォームの後方フィ
ルタリングされた目標ベクトルＤ および正規化されたフォームのピッチ除去残留ベクトル
R'
【００７０】 を加算（図3bのサブステップ301−１）し、次のフォー
ムの振幅予測ベクトルＢ を得るように計算される。ここでβは1/2の代表的な値
を有する固定された定数である（βの値は代数学的符号
で使用される非ゼロ振幅パルスのパーセントに応じて０
と１との間に選択される）。
【００７１】 波形の各位置ｂに対してはベクトルＢの対応する振幅
予測値Bpを量子化することによってその位置ｐに予め割
り当てるべき振幅Spが得られる。より詳細には、波形の
各位置ｐに対して次の式を使ってベクトルＢのピーク値
が正規化された振幅予測値Bpが量子化される（図3bのサ
ブステップ301−２）。 ここで、Ｑ（．）は量子化関数であり、
【００７２】 は非ゼロ振幅パルスのピーク振幅を表示する正規化フ
ァクタである。 ｑ＝２であり、すなわちパルスの振幅が２つの値だけ
しかとることができず 非ゼロ振幅パルスの密度N/Lが15％以下である重要な
特殊なケースでは、 βの値を０に等しくすることができ、振幅予測ベクト
ルＢは単に後方フィルタリングされた目標ベクトルＤに
減少し、よって Sp＝sign（Dp） となる。
【００７３】 最適化コントローラ109の目的は代数学的符号帳から
最良の符号ベクトルAkを選択することにある。選択基準
は各符号ベクトルAkに対して計算され、すべての符号ベ
クトルにわたって最大とすべき比として示される（ステ
ップ303）。
【００７４】 ここで、Ｄ＝（XH）であり、 である。 Akはそれぞれの振幅 のＮ個の非ゼロ振幅パルスを有する代数学的符号ベクト
ルであり、ニューメレータは の平方であり、デノミネータは次のように表記できるエ
ネルギー項である。
【００７５】 ここで、Ｕ（pi、pj）は２つの単位振幅パルス（１つ
は位置piにおけるパルスであり、他方のパルスは位置pj
におけるパルスである）に関連した相関性である。この
マトリックスはフィルタ応答特性化器105において上記
式に従って計算され、図１のブロック図内のFRCと称さ
れるパラメータの組内に含められる。
【００７６】 このデノミネータを計算するための高速方法（ステッ
プ304）はそれぞれの値 の変わりにトリムライン状の表記法Ｓ（ｉ）およびSS
（ｉ、ｊ）を使用する、図４に示されたＮ個のネスト状
のループを使用する。デノミネータ αk 2 の計算は最も時間のかかるプロセスである。図４の各ル
ープで実行される αk 2 に寄与する計算式は次のように最も外側のループから最
も内側のループへの別個のラインで書き表すことができ
る。
【００７７】
【００７８】 ここで、piはｉ番目の非ゼロ振幅パルスの位置であ
る。図４のＮ個のネスト状のループによってＮ個のイン
ターリーブされる単一パルス順列符号に従い、符号ベク
トルAkの非ゼロ振幅パルスを制限することが可能となる
ことに留意されたい。
【００７９】 本発明では、図3aのステップ301で予め確定された関
数にＮ個の非ゼロ振幅パルスが従うようになっている符
号ベクトルに、サーチすべき符号ベクトルAkのサブセッ
トを制限することにより、サーチの複雑さを劇的に低減
できる。符号ベクトルAkのＮ個の非ゼロ振幅パルスの各
々が、非ゼロ振幅パルスの位置ｐに予め割り当てられた
振幅に等しい振幅を有する際、予め確定された関数に従
う。
【００８０】 最初に予め確定された関数SpとマトリックスＵ（ｉ、
ｊ）のエントリーとを組み合わせ（図3aのステップ30
2）、次に、単位振幅の固定され、正とされたすべての
パルスＳ（ｉ）と共に図４のＮ個のネスト状のループを
使用することにより、符号ベクトルのサブセットの上記
制限を実行する。従って、非ゼロパルスの振幅が代数学
的符号帳内のｑ個の可能な値のいずれかをとり得る場合
でも、サーチの複雑さは固定されたパルス振幅の場合ま
で低減される（ステップ303）。より正確には、フィル
タ応答特性化器105によって供給されるマトリックスＵ
（ｉ、ｊ）は、次の関係式に従い予め確定された関数と
組み合されるステップ302）。
【００８１】 Ｕ′（i,j）＝SiSjU（i,j） ここでSiは振幅セレクタ112の選択方法から得られ
る。すなわちSjは対応する振幅予測値の量子化後、個々
の位置ｉに対して選択された振幅である。 このような新しいマトリックスを用いると、次のよう
に最も外側のループから最もも内側のループへの別個の
ラインに高速アルゴリズムの各ループの計算式を書くこ
とができる。
【００８２】
【００８３】 ここでpxは波形のｘ番目の非ゼロ振幅パルスの位置で
あり、U'（px、py）は、位置ｐにおける位置pxに対して
予め割り当てられた振幅 および位置ｐにおける位置pyに予め割り当てられた振幅 に従属した関数である。 更にサーチの複雑さを低減するには、特に次の不等式
が真となる最も内側のループ（このループのみに限定さ
れるだけではない）をスキップできる（図3cを参照）。
【００８４】 ここで は位置pnに予め割り当てられた振幅であり、 は目標ベクトルＤのpn番目の成分であり、TDは後方フィ
ルタリングされた目標ベクトルＤに関連したスレッショ
ルドである。
【００８５】 グローバル信号励振信号Ｅ＋gCkはコントローラ109か
らの信号gCkおよび予測器106からの出力Ｅから加算器12
0（図１）によって計算される。STPパラメータに関し、
変化する伝達関数1/A（ｚγ-1）を備えた知覚的フィル
タによって構成された初期状態抽出器モジュール110
は、フィルタ107およびピッチ抽出器104における初期ス
テートとして使用するための最終フィルタステートFSを
得るためのみの目的で、残留信号Ｒから信号励振信号Ｅ
＋gCkを減算する。
【００８６】 マルチプレクサ111により４つのパラメータｋ、ｇ、L
TPおよびSTPの組が適当なデジタルチャンネルフォーマ
ットに変換され、スピーチ信号のサンプルのブロックＳ
を符号化するための方法が完了する。
【００８７】 本発明の好ましい実施例を参照して、以下で本発明に
ついて説明したが、本発明の要旨から逸脱することな
く、添付した請求の範囲内においてこれら実施例を意図
的に変更できることは当然である。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 本発明に係わる振幅セレクタと最適化コントローラと
を含むサウンド信号符号化装置の略ブロック図である。
【図２】 図１の符号化装置に関連した復号化装置の略ブロック
図である。
【図３ａ】 信号選択されたパルス振幅に基づく、本発明による高
速符号帳サーチのための基本演算のためのシーケンスで
ある。
【図３ｂ】 パルス振幅と位置との組み合わせの各位置ｐにｑ個の
振幅のうちの１つを予め割り当てるための演算のシーケ
ンスである。
【図３ｃ】 ニューメレータ DAk T に対する第１のＮ−１個のパルスの寄与分が不充分であ
ると見なされるときにいつも最も内側のループをスキッ
プするＮ個の埋め込みループサーチで行われる演算のシ
ーケンスである。
【図４】 符号帳サーチで使用されるＮ個のネスト状のループの
略図である。
【図５】 代表的なセルラー通信システムのインフラストラクチ
ャを示す略ブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラフランム，クロード カナダ国 ジェイ１ジェイ ２エス８ ケベック，シャーブルック，フェアウェ ル 390 (56)参考文献 特開 平６−195098（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232996（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−75100（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−274199（ＪＰ，Ａ) 特許3160852（ＪＰ，Ｂ２) 国際公開91／13432（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/10

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】サウンド信号（Ｓ）の符号化中に前記サウ
    ンド信号（Ｓ）から符号化に関連した信号（R',D）を抽
    出し、 符号帳がパルスの振幅／位置の組み合わせ（Ak）のセッ
    トから成り、 各パルスの振幅／位置の組み合わせ（Ak）がＬ個の異な
    る位置（Ｐ）を定義し、パルスの組み合わせ（Ak）のそ
    れぞれの位置ｐ＝１、２、・・・・Ｌに割り当てられた
    ゼロ振幅および非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,S
    p5）の双方を含み、 各非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,Sp5）がｑ個の
    可能な振幅（Spi＝＋１、−１、＋２、−２）のうちの
    少なくとも１つをとるようになっており、サウンド信号
    （Ｓ）の符号化に関連し前記符号帳においてサーチを実
    行する方法であって、 前記符号帳サーチ実行方法が 各トラックのパルス位置が他のトラックのパルス位置
    （p1,p2,p3,p4およびp5）とインターリーブされてい
    る、パルス位置のトラックのセット（トラック＃1,トラ
    ック＃2,トラック＃3,トラック＃４及びトラック＃５）
    に従って符号帳のうちの組み合わせ（Ak）の非ゼロ振幅
    パルス（Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,Sp5）の位置ｐを制限する工
    程（303−１）と、 前記符号化に関連した信号の一部（R',D）に関連し、パ
    ルスの振幅／位置の組み合わせ（Ak）のサブセットを前
    記符号帳から予め選択する工程（301,302）と、 サウンド信号（Ｓ）を符号化するのに最適なパルスの振
    幅／位置の組み合わせを見付けるために、パルスの振幅
    ／位置の組み合わせの前記サブセットのみをサーチする
    工程（303）とを備え、よって符号帳のパルスの振幅／
    位置の組み合わせ（Ak）のサブセットのみをサーチしな
    がら、サーチの複雑性を低減し、 予め選択する前記工程（301,302）が位置ｐ＝１、２、
    ・・・・Ｌにｑ個の可能な振幅（Spi＝＋１、−１、＋
    ２、−２）のうちの有効な振幅を予め割り当てる関数
    （Sp）を符号化に関連する信号の前記部分（R'、Ｄ）に
    関連して予め確定（301−1,301−２）し、前記サーチ工
    程（303）が予め確定された関数（Sp）で各々が予め確
    定されたのと同じ振幅を前記非ゼロ振幅パルスの位置ｐ
    に有する非ゼロ振幅のパルス（Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,Sp5）
    を有する前記符号帳のパルス振幅／位置の組み合わせ
    （Ak）のみをサーチすることを含む、サウンド信号の符
    号化に関連して符号帳においてサーチを実行する方法。
  2. 【請求項２】関数を予め確定する前記工程が前記予め確
    定した関数（Sp）によりｑ個の可能な振幅（Spi＝＋
    １、−１、＋２、−２）のうちの１つを各位置ｐに有効
    な振幅として予め割り当てる工程（301−１、301−２）
    を含む請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記サウンド信号（Ｓ）の符号化中にサウ
    ンド信号（Ｓ）から抽出された符号化に関連する信号の
    前記部分（R',D）が、後方フィルタリングされた目標信
    号Ｄとピッチ除去された残留信号R'とを含み、各位置ｐ
    にｑ個の可能な振幅のうちの１つを予め割り当てる工程
    が、 後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除去
    された残留信号R'に応答して振幅予測ベクトルＢを計算
    する工程（301−１）と、 前記位置ｐの各々に対し前記ベクトルＢの振幅予測値Bp
    を量子化（301−２）し、前記位置ｐに対し選択すべき
    振幅を得る工程とを備えた、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】振幅予測ベクトルＢを計算する工程が、 次の正規化されたフォームの後方フィルタリングされた
    目標信号Ｄ を次の正規化されたフォームのピッチ除去された残留信
    号R' に加算（301−１）し、次のフォーム （ここでβは固定された定数である）の振幅予測ベクト
    ルＢを得る工程を含む、請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】βが０と１との間にある値を有する固定さ
    れた定数である、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】前記位置ｐの各々に対し量子化する前記工
    程が、次の式 （ここでデノミネータ は非ゼロ振幅パルスのピーク振幅を表示する正規化ファ
    クタである）を使って前記ベクトルＢのピーク値が正規
    化された振幅の予測値Bpを量子化することを含む、請求
    項３に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記パルスの組み合わせ（Ak）の各々がＮ
    個の非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,Sp5）を含
    み、 トラックのセットがＮ個の非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,
    Sp3,Sp4,Sp5）にそれぞれ関連したＮ個のトラック（ト
    ラック＃1,トラック＃2,トラック＃3,トラック＃４及び
    トラック＃５）のパルス位置を含み、 各トラック（トラック＃1,トラック＃2,トラック＃3,ト
    ラック＃４及びトラック＃５）のパルス位置がＮ−１個
    の他のトラックのパルス位置（p1,p2,p3,p4およびp5）
    とインターリーブされており、 前記制限する工程が各非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,S3p,
    Sp4,Sp5）のパルス位置を関連するトラックの位置に制
    限する（303−１）ことを含む、請求項１に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】前記パルス振幅／位置の組み合わせ（Ak）
    の各々がＮ個の非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,S
    p5）を含み、前記サーチ工程（303）が次の式にしたが
    って、 （ここで、各ループのための計算式はＮ個のネスト状の
    ループのうちの最も外側のループから最も内側のループ
    へ別個のラインで表示され、pnは組み合わせのｎ番目の
    非ゼロ振幅パルスの位置であり、U'（px、py）が位置ｐ
    のうちの位置pxに予め割り当てられた振幅 および位置ｐのうちの位置pyに予め割り当てられた振幅 に従属した関数である）に従って、Ｎ個のネスト状のル
    ープにより計算されたデノミネータ αk 2 を有する所定の比を最大にする工程を含む、請求項１に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】前記所定の比を最大にする工程が、 次の不等式 （ここで、 は位置pnに予め割り当てられた振幅であり、 は目標ベクトルＤのpn番目の成分であり、TDは後方フィ
    ルタリングされた目標ベクトルＤに関連したスレッショ
    ルドである）が真である時に、Ｎ個のネスト状のループ
    の少なくとも最も内側のループをスキップする工程（30
    3−２）を含む、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】サウンド信号（Ｓ）の符号化中に前記サ
    ウンド信号（Ｓ）から符号化に関連した信号（R'、Ｄ）
    を抽出し、 符号帳がパルスの振幅／位置の組み合わせ（Ak）のセッ
    トから成り、 各パルスの振幅／位置の組み合わせがＬ個の異なる位置
    （ｐ）を定義し、パルスの組み合わせのそれぞれの位置
    ｐ＝１、２、・・・・Ｌに割り当てられたゼロ振幅およ
    び非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,Sp5）の双方を
    含み、 各非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,Sp3,S4p,Sp5）がｑ個の
    可能な振幅（Spi＝＋１、−１、＋２、−２）のうちの
    少なくともひとつをとるようになっており、 サウンド信号の符号化に関連し前記符号帳においてサー
    チを実行する装置であって、 前記符号帳サーチ実行装置が 各トラックのパルス位置が他のトラックのパルス位置
    （p1、p2、p3、p4およびp5）とインターリーブされてい
    る、パルス位置のトラック（トラック＃1,トラック＃2,
    トラック＃3,トラック＃４及びトラック＃５）のセット
    に従って符号帳のうちの組み合わせ（Ak）の非ゼロ振幅
    パルス（Sp1,S2p,Sp3,Sp4,Sp5）の位置ｐを制限（303−
    １）する手段と、 前記符号化に関連した信号の一部（R'、Ｄ）に関連し、
    パルスの振幅／位置の組み合わせ（Ak）のサブセットを
    前記符号帳から予め選択する手段（301,302）と、 サウンド信号を符号化するのに最適なパルスの振幅／位
    置の組み合わせを見つけ、パルスの振幅／位置の組み合
    わせの前記サブセットのみをサーチする手段（303）と
    を備え、よって符号帳のパルスの振幅／位置の組み合わ
    せのサブセットのみをサーチしながら、サーチの複雑性
    を低減し、 予め選択する前記手段（301,302）が位置ｐ＝１、２、
    ・・・・Ｌにｑ個の可能な振幅（Spi＝＋１、−１、＋
    ２、−２）のうちの有効な振幅を予め割り当てる関数
    （Sp）を符号化に関連する信号の前記部分（R'、Ｄ）に
    関連して予め確定する手段（301−１、301−２）を有
    し、前記サーチ手段が予め確保された関数（Sp）で各々
    が予め確定されたのと同じ振幅を前記非ゼロ振幅パルス
    の位置ｐに有する非ゼロ振幅のパルス（Sp1,Sp2,Sp3,S
    p4,Sp5）を有する前記符号帳のパルス振幅／位置の組み
    合わせ（Ak）にサーチを限定することを含む、サウンド
    信号の符号化に関連して符号帳においてサーチを実行す
    る装置。
  11. 【請求項１１】関数を予め確定する手段が予め確定され
    た関数（Sp）によって、ｑ個の可能な振幅（Spi＝＋
    １、−１、＋２、−２）のうちの１つを有効振幅として
    各位置ｐに予め割り当てる（301−１、301−２）ための
    手段を備えたことを特徴とする請求項10記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記サウンド信号（Ｓ）の符号化中にサ
    ウンド信号（Ｓ）から抽出された符号化に関連する信号
    の前記部分（R'、Ｄ）が、後方フィルタリングされた目
    標信号Ｄとピッチ除去された残留信号R'とを含み、各位
    置ｐにｑ個の可能な振幅のうちの１つを予め割り当てる
    ための手段が、 後方フィルタリングされた目標信号Ｄおよびピッチ除去
    された残留信号R'に応答して振幅予測ベクトルＢを計算
    するための手段（301−１）と、 前記位置ｐの各々に対し前記ベクトルＢの振幅予測値Bp
    を量子化し（301−２）、前記位置ｐに対し選択すべき
    振幅を得るための手段とを備えた、請求項11記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】振幅予測ベクトルＢを計算するための手
    段が、 次の正規化されたフォームの後方フィルタリングされた
    目標信号Ｄ を次の正規化されたフォームのピッチ除去された残留信
    号R' に加算し（301−１）、次のフォーム （ここでβは固定された定数である）の振幅予測ベクト
    ルＢ を得るための手段を含む、請求項12記載の装置。
  14. 【請求項１４】βが０と１との間にある値を有する固定
    された定数である、請求項13記載の装置。
  15. 【請求項１５】前記量子化手段（301−２）が、前記位
    置ｐの各々に対し、次の式 （ここでデノミネータ は非ゼロ振幅パルスのピーク振幅を表示する正規化ファ
    クタである）を使用して前記ベクトルＢのピーク値が正
    規化された振幅の予測値Bpを量子化するための手段を含
    む、請求項12に記載の装置。
  16. 【請求項１６】前記パルスの組み合わせ（Ak）の各々が
    Ｎ個の非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,Sp5）を含
    み、 トラックのセットがＮ個の非ゼロ振幅パルスにそれぞれ
    関連したＮ個のトラックのパルス位置（トラック＃1,ト
    ラック＃2,トラック＃3,トラック＃４及びトラック＃
    ５）を含み、 各トラックのパルス位置がＮ−１個の他のトラックのパ
    ルス位置（p1、p2、p3、p4およびp5）とインターリーブ
    されており、 前記制限する手段（303−１）が各非ゼロ振幅パルス（S
    p1,Sp2,Sp3,Sp4,Sp5）のパルス位置を関連するトラック
    の位置に制限することを含む、請求項10に記載の装置。
  17. 【請求項１７】前記パルス振幅／位置の組み合わせの各
    々がＮ個の非ゼロ振幅パルス（Sp1,Sp2,Sp3,Sp4,Sp5）
    を含み、サーチ手段（303）がデノミネータ αk 2 を有する所定の比を最大にするための手段（303−４）
    と、次の式 （ここで、各ループのための計算式はＮ個のネスト状の
    ループのうちの最も外側のループから最も内側のループ
    へ別個のラインで表示され、pnは組み合わせのｎ番目の
    非ゼロ振幅パルスの位置であり、U'（px、py）は位置ｐ
    のうちの位置pxに予め割り当てられた振幅 および位置ｐのうちの位置pyに予め割り当てられた振幅 に従属した関数である）に従って、Ｎ個のネスト状のル
    ープにより前記デノミネータ を計算するための手段とを含む、請求項10に記載の装
    置。
  18. 【請求項１８】デノミネータ αk 2 を計算するための前記手段が、次の不等式 （ここで、 は位置pnに予め割り当てられた振幅であり、 は目標ベクトルＤのpn番目の成分であり、TDは後方フィ
    ルタリングされた目標ベクトルＤに関連したスレッショ
    ルドである）が真である時に、Ｎ個のネスト状のループ
    の少なくとも最も内側のループをスキップするための手
    段（303−２）を含む、請求項17記載の装置。
  19. 【請求項１９】複数のセルに分割された広大な地理的エ
    リアにサービスを行うためのセルラー通信システムにお
    いて、 モービル携帯送信／受信ユニット（３）と、 前記セル内にそれぞれ設置されたセルラー基地局（２）
    と、 セルラー基地局（２）の間の通信を制御するための手段
    （５）と、 １つのセル内に設置された各モービルユニット（３）と
    前記１つのセルのセルラー基地局（２）との間で双方向
    に無線通信するサブシステムとを備え、該双方向無線通
    信サブシステムが、モービルユニット（３）およびセル
    ラー基地局（２）の双方において、（ａ）スピーチ信号
    を符号化するための手段および符号化されたスピーチ信
    号を送信するための手段とを含む送信機と、（ｂ）符号
    化され送信されたスピーチ信号を受信するための手段お
    よび符号化され受信されたスピーチ信号を受信するため
    の手段を含む受信機とを備え、 前記スピーチ信号符号化手段がピーチ信号に応答し、ス
    ピーチ信号符号化パラメータ（ｋ、g,LTP,STP）の発生
    するための手段（102,103,104,105,106,107,108,109,11
    0,112,121）を含み、該スピーチ手段符号化パラメータ
    発生手段が前記スピーチ手段符号化パラメータのうちの
    少なくとも１つ（ｋ）を発生するよう、符号帳にてサー
    チを実行するための、請求項10〜18のいずれかに記載の
    装置（109）を含み、前記スピーチ信号（Ｓ）が前記サ
    ウンド信号を構成するセルラー通信システム。
  20. 【請求項２０】（ａ）スピーチ信号を符号化するための
    手段および符号化されたスピーチ信号を送信するための
    手段を含む送信機と、（ｂ）符号化され、送信されたス
    ピーチ信号を受信するための手段および符号化され、受
    信されたスピーチ信号を復号化するための手段を備えた
    受信機とを含む、セルラーネットワーク要素（２）であ
    って、 前記スピーチ信号符号化手段がスピーチ信号に応答し、
    スピーチ信号符号化パラメータ（ｋ、ｇ、LTP,STP）を
    発生するための手段（102,103,104,105,106,107,108,10
    9,110,112,121）を含み、該スピーチ手段符号化パラメ
    ータ発生手段が前記スピーチ手段符号化パラメータのう
    ちの少なくとも１つ（ｋ）を発生するよう、符号帳にて
    サーチを実行するための、請求項10〜18のいずれかに記
    載の装置（109）を含み、前記スピーチ信号（Ｓ）が前
    記サウンド信号を構成するセルラーネットワーク要素
    （２）。
  21. 【請求項２１】（ａ）スピーチ信号を符号化するための
    手段および符号化されたスピーチ信号を送信するための
    手段を含む送信機と、（ｂ）符号化され、送信されたス
    ピーチ信号を受信するための手段および符号化され、受
    信されたスピーチ信号を復号化するための手段を備えた
    受信機とを含む、セルラーモービル送信／受信ユニット
    （３）であって、 前記スピーチ信号符号化手段がスピーチ信号に応答し、
    スピーチ信号符号化パラメータ（ｋ、ｇ、LTP,STP）を
    発生するための手段（102,103,104,105,106,107,108,10
    9,110,112,121）を含み、該スピーチ手段符号化パラメ
    ータ発生手段が前記スピーチ手段符号化パラメータのう
    ちの少なくとも１つ（ｋ）を発生するよう、符号帳にて
    サーチを実行するための、請求項10〜18のいずれかに記
    載の装置（109）を含み、前記スピーチ信号（Ｓ）が前
    記サウンド信号を構成するセルラーモービル送信／受信
    ユニット（３）。
  22. 【請求項２２】モービル送信／受信ユニット（３）と、
    複数のセル内に位置するセルラー基地局（２）と、該セ
    ルラー基地局（２）の間の通信を制御するための手段
    （５）とを備え、複数のセルに分割された広い地理的エ
    リアにサービスするためのセルラー通信システムにおい
    て、 １つのセル内に設置された各モービルユニット（３）と
    前記１つのセルのセルラー基地局（２）との間で双方向
    に無線通信するサブシステムとを備え、該双方向無線通
    信サブシステムが、モービルユニット（３）およびセル
    ラー基地局（２）の双方において、（ａ）スピーチ信号
    を符号化するための手段および符号化されたスピーチ信
    号を送信するための手段とを含む送信機と、（ｂ）符号
    化され送信されたスピーチ信号を受信するための手段お
    よび符号化され受信されたスピーチ信号を受信するため
    の手段を含む受信機とを備え、 前記スピーチ信号符号化手段がスピーチ信号に応答し、
    スピーチ信号符号化パラメータ（ｋ、ｇ、LTP,STP）を
    発生するための手段（102,103,104,105,106,107,108,10
    9,110,112,121）を含み、該スピーチ手段符号化パラメ
    ータ発生手段が前記スピーチ手段符号化パラメータのう
    ちの少なくとも１つ（ｋ）を発生するよう、符号帳にて
    サーチを実行するための、請求項10〜18のいずれかに記
    載の装置を含み、前記スピーチ信号（Ｓ）が前記サウン
    ド信号を構成するセルラー通信システム。
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