TW201214416A - Systems, methods, apparatus, and computer-readable media for multi-stage shape vector quantization - Google Patents

Description

201214416 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於音訊信號處理領域。 本專利申請案主張2010年7月30曰申請之名為「用於音 訊信號之有效變換域編碼之系統、方法、裝置及電腦可讀 媒體（SYSTEMS，METHODS，APPARATUS，AND COMPUTER-READABLE MEDIA FOR EFFICIENT TRANSFORM-DOMAIN CODING OF AUDIO SIGNALS)」之臨時申請案第 61/369,662 號的優先權。本專利申請案主張2010年7月31日申請之名 為「用於動態位元分配之系統、方法、裝置及電腦可讀媒 體（SYSTEMS, METHODS，APPARATUS, AND COMPUTER-READABLE MEDIA FOR DYNAMIC BIT ALLOCATION)」 之臨時申請案第61/369,705號的優先權。本專利申請案主 張2010年8月1日申請之名為「用於多級形狀向量量化之系 統、方法、裝置及電腦可讀媒體（SYSTEMS，METHODS, APPARATUS, AND COMPUTER-READABLE MEDIA FOR MULTI-STAGE SHAPE VECTOR QUANTIZATION)」之臨 時申請案第61/369,751號的優先權。本專利申請案主張 2010年8月17日申請之名為「用於一般化音訊編碼之系 統、方法、裝置及電腦可讀媒體（SYSTEMS，METHODS， APPARATUS, AND COMPUTER-READABLE MEDIA FOR GENERALIZED AUDIO CODING)」之臨時申請案第 61/3 74,565號的優先權。本專利申請案主張2010年9月17曰 申請之名為「用於一般化音訊編碼之系統、方法、裝置及 157908.doc 201214416 電腦可讀媒體（SYSTEMS，METHODS, APPARATUS，AND COMPUTER-READABLE MEDIA FOR GENERALIZED AUDIO CODING)」之臨時申請案第61/384,237號的優先 權。本專利申請案主張2011年3月31曰申請之名為「用於 動態位元分配之系統、方法、裝置及電腦可讀媒體 (SYSTEMS, METHODS，APPARATUS，AND COMPUTER-READABLE MEDIA FOR DYNAMIC BIT ALLOCATION)」 之臨時申請案第61/470,438號的優先權。 【先前技術】 基於修改型離散餘弦變換（MDCT)之編碼方案通常用於 編碼一般化音訊信號，該等一般化音訊信號可包括話音及/ 或非話音内容，諸如音樂。使用MDCT編碼之現有音訊編 碼解碼器之實例包括MPEG-1音訊層3(MP3)、杜比數位（杜 比實驗室（London，UK);亦稱作AC-3且標準化為ATSC A/52)、Vorbis(Xiph.Org基金會（Somerville，MA))、視窗媒 體音訊（WMA，微軟公司（Redmond，WA))、適應性變換聲 響編碼（ATRAC，索尼公司（Tokyo, JP))，及進階音訊編碼 (AAC，最近已在ISO/IEC 14496-3:2009中予以標準化）。 MDCT編碼亦為一些電信標準（諸如增強型可變速率編碼解 碼器（EVRC，2010年1月25日在第三代合作夥伴計劃 2(3GPP2)文件C.S0014-D v2.0中予以標準化））的組成部 分。G.718編碼解瑪器（2008年6月的「Frame error robust narrowband and wideband embedded variable bit-rate coding of speech and audio from 8_32 kbit/s」，電信標準化 157908.doc 201214416 部門（ITU-T)(Geneva，CH)，2008 年 11 月及 2009 年 8 月校 正，2009年3月及2010年3月修正）係使用MDCT編碼之多層 編碼解碼器之一實例。 【發明内容】 根據一個一般組態之一種向量量化方法包括：藉由選擇 在一第一碼簿之複數個第一碼薄向量當中的一相應第—碼 薄向量來量化具有一第一方向之一第一輸入向量，及產生 基於該所選第一碼簿向量之一旋轉矩陣。此方法亦包括： 計异（Α)具有該第一方向之一向量與（Β)該旋轉矩陣之乘積 以產生具有與該第一方向不同之一第二方向的一旋轉向 量’及藉由選擇在-第二碼薄之複數個第二碼簿向量當中 的-相應第二碼薄向量來量化具有該第^方向《一第二轸 入向量。亦揭示相應的向量反量化方法。亦揭示具: 特徵之電腦可讀儲存媒體（例如，非暫時媒體），: 特徵使讀取該等特徵之機器執行此方法。 根據一個一般組態之一 用於向量：!：化之裝置包括 r4n .曰-/> »» 向里里化，盆經@能、 輸入向量且收具有H向之—第- 的-相應第：碼薄之複數個第一碼薄向量當中 的相應第-碼薄向量；及—旋轉矩陣 以產生基於該所選第— 其紐組態 包括··-乘法器L 量之一旋轉矩陣。此裝置亦 采去器’其經組態以計算(Α) 方 與(Β)該旋轉矩陣之乘積以產生具有二；之 不同之一第-太Am ^ /、通弟—方向 其經組態以接收：有，：轉向及-第二向量量化器， 接I、有該第二方向之一第二輸入向量且選擇 157908.doc 201214416 在一第一碼薄之複數個第二碼薄向量當中的一相應第二碼 薄向量。亦揭示用於向量反量化之相應裝置。 根據另個般組態之一用於處理音訊信號之訊框的裝 置包括·用於藉由選擇在—第—碼薄之複數個第—碼薄向 莖當中的一相應第—碼薄向量來量化具有一第一方向之一 f一輸入向量的構件，纟用於產生基於該所選第-碼薄向 夏之p旋轉矩陣的構件。此裝置亦包括：用於計算（A)具 有該第一方向 < -向量與(B)該旋轉矩陣之乘積以產生具 有與該第-方向不同之一第二方向的一旋轉向量的構件，、 及用於藉由選擇在—第二碼薄之複數個第二碼薄向量杂中 的-相應第二碼薄向量來量化具有該第二方向之一第二輸 入向量的構件。亦揭示用於向量反量化之相應裝置。 【實施方式】 在曰益形狀向量！化方案中，可能需要在多級中執行形 狀向量之編碼（例如，以減少複雜性及儲存）。如本文中所 描述之多級形狀向量量化架構可在此等情況下用以支援針 對多種位元率的有效增益形狀向量量化。 味非艾上下 ......... 怡鈮」在本文中 以才曰示其普通意義中之任一 任者包括如在導線'匯流排 其他傳輸媒體上所表達之一 °己隐體位置（或一組記憶體 置）的狀態。除非受上下文明砝 卜文明確限制，否則術語「產生 在本文中用以指示其普通音義中 遇W義中之任一者，諸如，計算 以其他方式產生。除非受上 .. r又月磲限制，否則術語「 异」在本文中用以指示盆並 咅 /、Θ通意義中之任一者，諸如 157908.doc 201214416 算、評估、平滑化及/或自複數個值進行選擇。除非與上 下文明確限制’否則術語「獲得」用以指示其普通心中 之任-者’諸如計算、導出、接收(例如，自外部器件)及/ 或擷取（例如，自儲存元件陣列卜除非受上下文明確限 制，否則術語「選擇」肖以指示其普通意義中之任一者： 諸如識別、指示、應用及/或使用兩者或兩者以上之集人 中的至少一者且少於全部。在本描述及申請專利範圍^ 用術語「包含」之處，其並不排除其他元件或操作。術任 「基於」（如在「A基於B」中）用以指示其普通意義中W 一者，包括以下情況：⑴「自..·導出」（例如，「B^之前 身」）；（ii)「至少基於」（例如，「A至少基於B」）；及若 在特定情形下適當，則（iii)「等於」（例如，「A等於B」）右 類似地，術語「回應於」用以指示其普通意義中之任一 者，包括「至少回應於」》 除非另外指示，否則術語「系列」用以指示兩個或兩個 以上項的序列。術語「對數」用以指示以十為底數之對 數，但此運算擴展到其他底數亦在本發明之範嘴内。術語 「頻率分量」用以指示在信號之一組頻率或頻帶當中的一 者’諸如信號之頻域表示的樣本（例#，由快速;立葉變 換產生）或信號之次頻帶（例如，巴克尺度或梅爾尺度次頻 帶）。 除非另外指示，否則具有特定特徵之裝置之操作的任何 揭不内容亦明確地意欲揭示具有類似特徵之方法（且反之 亦然）’且根據特定組態之裝置之操作的任何揭示内容亦 157908.doc _ 201214416 明確地意欲揭示根據類似組態之方法（且反之亦然）。如特 定上下文所指示，術語「組態」可關於方法、裝置及/戋 系統來使用。除非特定上下文另外指示，否則一般性地且 可互換地使用術語「方法」、「處理程序」、「程序」及「技 術」。除非特定上下文另外指示，否則一般性地且可互換 地使用術語「裝置」及「器件」。術語「元件」及「模 組」通常用以指示較大組態之一部分。除非受上下文明確 限制’否則術語「系統」在本文中用以指示其普通意義中 之任一者，包括「為達成一共同目的而互動之元件之群 組」。以引用方式對文件之一部分的任何併入亦應被理解 為併入在該部分内所弓丨用之術語或變數的定義（其中此等 定義出現於該文件中之別處）以及在所併入部分中所引用 之任何圖》 本文中所描述之系統、方法及裝置通常適用於音訊信號 在頻域中之編碼表示。此表示之典型實例為在變換域中之 :系列變換係數。合適之變換的實例包括離散正交變換， 諸如正弦早-變換。合適之正弦單_變換的實例包括離散 一角變換’離散二角變換包括（不限於）離散餘弦變換 (T)離散正弦變換（DS取離散傅立葉變換⑽丁）。合 適之變換的其他實例自枯 |妁包括此4變換之重疊版本。合 換的特定實例為上文介紹之修改型dct(mdct)。 在本發明全扁中引用音訊頻率範圍之「低 頻帶」（等效地，「上頻帶、 」及冋 之低頻帶及3.5至7 kHz之：：帶引用零至四千赫兹(卿

Hz之円頻帶的特定實例。明確指出， 157908.doc 201214416 本文中所論述之原理不以任何方式限於此特定實例，除非 明確地敍述此限制。明確地想到且特此揭示編碼、解碼、 分配、量化及/或其他處理之此等原理所適用的頻率範圍 之其他實例（同樣不受限制）包括具有為〇、25、50、100、 150及200 Hz中之任一者的下限及為3〇〇〇、3500、4000及 4500 Hz中之任一者的上限之低頻帶，及具有為3〇〇〇、 3500、4000、4500及5000 Hz中之任一者的下限及為 6000、6500、7000 ' 7500、8000、8500及 9000 Hz 中之任 一者的上限之高頻帶。亦明確地想到且特此揭示此等原理 (同樣不受限制）適用於具有為3〇〇〇、35〇〇、4〇〇〇、45〇〇、 5_、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500及 9000 Hz中之任_ 12.5 、 13 、 13.S 、 13.5 > Η . 的上限之高頻帶 者的下限及為 10、10.5、11、11.5、12、 14、14.5、15、15.5及 16 kHz 中之任一者 亦明確指出，儘管高頻帶信號通常將在 編碼處理程序之較早階段（經由重新取樣及/或整數倍降低

用作主編碼解石馬器， 但其仍然為南頻帶信號且其攜 之多級形狀量化操作之編碼 信號（例如，包括話音）。或者，可能 用於非話音音訊（例如，音樂）。在此 为類方案一起用來判定音訊信號之 且選擇合適之編碼方案。 述之多級形狀量化操作之編碼方案可 或用作在多層或多級編碼解碼器中之 157908.doc 201214416 一層或級。在一此實例中，使用此編碼方案來編碼一音訊 信號之頻率内容的一部分（例如，低頻帶或高頻帶），且使 用另一編碼方案來編碼該信號之頻率内容的另—部分。在 另一此貫例中’使用此編碼方案來編碼另一編碼層之殘餘 (亦即’原始信號與編碼信號之間的誤差）。 增益形狀向量量化係可用以藉由解耦向量能量而有效地 編碼信號向量（例如，表示聲音或影像資料）之編碼技術， 向量能量係由來自向量方向之由形狀表示的增益因數表 不。此技術可尤其適用於信號之動態範圍可能較大之應 用，諸如音訊信號（諸如話音及/或音樂）之編碼。 增益形狀向量量化器（GS VQ)分開編碼輸入向量％之形狀 及增益。圖1A展示增益形狀向量量化操作之實例。在此實 例中’形狀量化器Sq100經組態以藉由以下操作來執行向 !!化（VQ)方案：自一碼簿選擇經量化之形狀向量左作為 該碼薄中最接近該輸人向量χ(例如，在均方誤差意義上最 接近）的向量，及輸出針對該碼薄中之向量$的索引。在另 一實例中，形狀量化器SQ100經組態以藉由以下操作來執 行脈衝編碼量化方案··選擇最接近該輸入向量x(例如，在 均方誤差意義上最接近）之單位脈衝之單位範數型樣，及 輸出針對該型樣的碼簿索引。範數計算器nci〇經組能以 輸入向量X之範數㈣’且增益量化器柳〇經組態以 里化該範數來產生經量化之增益值。 157908.doc 201214416 此約束簡化碼薄搜尋（例如 運算）。舉例而言，形d 自均方誤差計算簡化為内積

的。舉例而言， 搜尋策略。 .擇向量左。此搜尋可為詳盡的或最佳化 可將该等向量配置於該碼簿内以支援特定 可能需要約束形狀量化器SQ 1〇〇之輸

在一些狀況下， 為單位範數（例如， 位範數形狀向量kx/INi，且形狀量化器SQ1〇〇經配置以接 收形狀向量S作為其輸入。在此狀況下，形狀量化器 SQ100可經組態以根據諸如arg max々(y7^)之運算自κ個單 位靶數向量S*(A：=〇，1......尺-1)之碼薄當中選擇向量5。 或者’形狀量化器SQ 1 〇〇可經組態以自單位脈衝之型樣 之碼薄當中選擇向量左。在此狀況下，量化器Sq1〇〇可經 組態以選擇在經正規化時最接近形狀向量S之型樣（例如， 在均方誤差意義上最接近）^此型樣通常被編碼為媽薄索 引，該碼簿索引指示該型樣中之脈衝數目及每一佔用位置 的標s志。選擇型樣可包括按比例調整輸入向量及使其與型 樣匹配，且經量化之向量S係藉由正規化所選型樣而產 生。可由形狀量化器SQ100執行以編碼此等型樣之脈衝編 碼方案的實例包括因數脈衝編碼及組合脈衝編碼。 增益量化器GQ10可經組態以執行增益之純量量化或將 157908.doc 201214416 該增益與其他增益組合成為增益向量以用於向量量化。在 圖丨八及圖⑺之實例中，增益量化器GQi〇經配置以接收及 量化作為範數||χ||的輸人向量χ之增益（亦稱為「開放迴路 增益」）。在其他狀況下，增益係基於經量化之形狀向量左 與原始形狀之關聯。此增益稱為「閉合迴路增益」。圖lc 展示此增㈣狀向量量化操作的實例，其包括内積計算器 IP10及形狀量化器SQ100之實施SQu〇，實施SQ110亦產生 經量化之形狀向量S。計算器IP10經配置以計算經量化之 形狀向量左與原始輸入向量之内積（例如，^)，且增益量 化态GQ10經配置以接收及量化作為閉合迴路增益的此乘 積。就形狀量化器SQ110產生不良形狀量化結果而言，閉 合迴路增益將較低。就形狀量化器準確地量化形狀而言， 閉口迴路增益將較咼。當形狀量化理想時，閉合迴路增益 等於開放迴路增益。圖1D展示類似增益形狀向量量化操作 之實例其包括正規器NL20，正規器NL20經組態以正規 化輸入向量X來產生單位範數形狀向量s=x/|w丨以作為形狀 量化器SQ110的輸入。 在諸如音樂及話音之音訊信號中，可藉由將信.號之訊框 變換至變換域（例如，快速傅立葉變換（1?1?丁）或]^1)(：^域）中 及由此等變換域係數形成次頻帶而形成信號向量。在一實 例中，編碼器經組態以藉由以下操作來編碼訊框：根據預 定劃分方案（亦即，在接收訊框之前解碼器已知之固定劃 分方案）將變換係數劃分為一組次頻帶，及使用向量量化 (VQ)方案（例如，如本文中所描述之GSvq方案）來編碼每 157908.doc 12 201214416 一次頻帶。對於此狀況，可選擇形狀碼薄以表示將單位超 球面劃分為均勻的量化單元(例如，v_〇i區域卜 另實例中’可能需要識別一信號内之有效能量區域 且與該信號之其餘部分分開編碼此等區域。舉例而言，可 能需要藉由使用相對較多位元編碼此等區域及相對較少位 疋（或甚至不使用位元）編碼該信號之其他區域來增加編嗎 效率。此等區域可大體上共用特定類型之形狀，以使得相 應向量之形狀比其他者更有可能落入單位球面之一些區域 内。具有高言皆波含量之信號之有效區域（例如）可經選擇以 具有峰中心形狀。圖16展示針對線性預測編碼殘餘信號之 高頻帶部分（例如’表示在3.5至7 kHz之範圍中的音訊内 容）的140個MDCT係數之訊框之此選擇的實例，其展示將 該訊框劃分為㈣次頻帶及此選擇操作之殘#。在此等狀 況下，可能需要設計形狀碼薄以表示將單位超球面劃分為 不均勻的量化單元。 多級向量量化方案藉由編碼前一級之量化誤差以使得可 在解碼器處減少此誤差來產生更準確之結果。可能需要在 增益形狀VQ情形中實施多級VQ。 如上文所指出，形狀量化器通常實施為向量量化器，其 中約束為碼簿向量具有單位範數。然而，預期形狀量化写 之量化誤差（亦即，輸入向量X與相應所選碼薄向量之間的 差）不會具有單位範數，此情形產生可擴充性（scalability) 問題且使多級形狀量化器之實施有問題。為了在解碼器處 獲得有用結果，舉例而言’通常將需要對量化誤差向量之 157908.doc •13· 201214416 >· a▲兩者的編碼°對誤差增益之編碼產纟額外待傳 輸資訊’其在位元受約束之情形(例如，蜂巢式電話、衛 星通信）中可為不良的。 圖2Α展示根據一般組態之用於多級形狀量化之裝置 Α1〇〇的方塊圖，其避免了誤差增益之量化。裝置Α⑽包 括如上文所描述之形狀量化器SQm之例子及形狀量化器 SQ⑽的例子SQ·。第一形狀量化器吻驗组態以量化 第輸入向罝V10a之形狀（例如，方向）以產生長度為\之 第碼薄向里Sk及針對Sk的索引。裝置A100亦包括：旋 轉矩陣產生器200 ’其經組態以產生基於所選向量讥之 NXN旋轉矩陣Rk;及乘法，其經組態以計算旋轉 矩陣Rk與第二向量vl〇b之乘積以產生向量r=(Rk)v(其中v 表示向量¥101))。向量乂101)具有與向量乂10&相同的方向（例 如，向量V1〇a與V10b可為相同向量，或一者可為另一者 之正規化版本）’且向量r具有與向量vl〇a&vi〇b不同的方 向。第二形狀量化器SQ2〇〇經組態以量化向量『（或具有與 向量γ相同的方向之向量）之形狀（例如，方向）以產生第二 碼薄向量Sn及針對Sn的索引。（注意，在一般狀況下’第 二形狀量化器SQ200可經組態以接收一並非向量以旦具有與 向量r相同的方向之向量作為輸入。） 在此方法中，編碼由第一形狀量化器SqU〇執行之每一 第一級量化之誤差包括藉由旋轉矩陣Rk來旋轉相應輸入向 量的方向’該旋轉矩陣Rk係基於經選擇以表示輸入向 量之第一級碼薄向量Sk及（B)參考方向。參考方向係解碼 157908.doc ，14· 201214416 态已知的且可為固定的。參考方向亦可與輸入向量VlOa無 關0 、可能需要組態旋轉矩陣產生器2〇〇以使用一公式，該公 式在使對向量VlOb之任何其他影響最小化的同時產生所要 之旋轉。圖3A展示可由旋轉矩陣產生器2〇〇使用之公式的 一實例，旋轉矩陣產生器200藉由用當前所選向量处(作為 長度為N之行向量）替換該公式中之5來產生旋轉矩陣Rk。 在此實例中，參考方向為單位向量[丨，〇，〇， ·，〇]之方 向，但可選擇任-其他參考方向。此參考方向之潛在優勢 包括：：於每-輸入向量’彳自相應碼薄向量以相對小的 代價計算相應旋轉矩陣；及可相對小的代價且以極少其他 影響來執行相應旋轉’此對於固定點實施可能尤為重要。 乘法器ML10經配置以計算矩陣向量乘積㈣卜”此單 位範數向I係第二形狀量化級（亦即，第二形狀量化器 SQ200)之輸入。基於相同參考方向來建構每一旋轉矩陣引 起相對於該方向之量化誤差的集中，此情形支援該誤差之 有效第二級量化。 由旋轉矩陣Rk引發之旋轉係可逆的（在計算誤差之界限 内）’以使传可藉由與該旋轉矩陣之轉置相乘來逆轉該旋 轉。圖2B展示根據一般組態之用於多級形狀反量化之裝置 D1〇〇的方塊圖。裝置卿包括：第—形狀反量化器_， 其：組態以回應於針對向量Sk之索引而產生第一所選碼薄 向量S:;及第二形狀反量化器_，其經組態以回應於針 對向量Sn之索引而產生第二所選碼薄向量〜。裝置叫〇 s. 157908.doc 15 201214416 亦包括旋轉矩陣產生器210，其經組態以基於第一級碼薄 向量Sk產生旋轉矩陣RkT，該旋轉矩陣RkT係在編碼器處 (例如，由產生器200)產生之相應旋轉矩陣的轉置。舉例而 言，產生器210可經實施以根據與產生器2〇〇相同的公式產 生-矩陣’且接著計算該矩陣之轉置（例如，#由繞該矩 陣主對角線反轉該矩P車），或制—為該公式之轉置的產 生公式。裝置D100亦包括乘法sML3〇，其將輸出向量左計 算為矩陣向量乘積RkTxSn。 圖4使用簡單二維實例說明裝置八1〇〇的操作原理。在左 側，在第一級中藉由選擇在一組碼簿向量（如虛線箭頭所 扎不）田中的最接近之Sk(由星指示）來量化單位範數向量 S。可使用内積運算（例如，藉由選擇與向量s之内積最小 之碼薄向量）來執行碼薄搜尋。碼薄向4可在單位超球面 内均勻地分佈(例如，如圖4中所展示)或可如本文中所指出 不均勻地分佈。 如圖4之左下方所展示，使用向量減法來判定第一級之 量化誤差產生一不再為單位範數之誤差向量。取而代之， 如圖4之中心所展示，藉由旋轉矩陣Rk來旋轉該向量s，旋 轉矩陣Rk係基於如本文中所描述之碼薄向量讥。舉例而 言，可選擇旋轉矩陣Rk作為將使碼薄向量Sk旋轉至一規定 參考方向（由點指示）之矩陣。圖4之右側說明第二量化級， 其中藉由自第二碼薄選擇最接近RkxS(例如，與向量处^ 具有最小内積）之向量（如由三角形指示）來量化經旋轉之向 量RkxS。如圖4中所展示，旋轉操作使第一級量化誤差集 157908.doc -16- 201214416 中於參考方向附近，以使得第二碼薄可涵蓋少於整個單位 超球面〇 對於S[l]接近負一之狀況，圖3A中之產生公式可涉及除 以極小的數，此情形可引起計算問題，尤其在固定點實施 中。可能需要組態旋轉矩陣產生器2〇〇及21〇以在此狀況下 改為使用圖3B中之公式（例如，每當s[1]小於零時以使 得將總是除以至少等於一的數）。或者，在此狀況下可藉 由在編碼器處沿第一軸線（例如，參考方向）反轉該旋轉矩 陣及在解碼器處逆轉該反轉來獲得等效的效果。 對參考方向之其他選擇可包括其他單位向量中之任一 者。舉例而言，圖5A及圖5B展示針對由長度為N之單位向 量[〇，0，…，0，丨]所指示的參考方向之對應於圖3八及圖 3B中所展示的公式之產生公式的實例。圖6展示針對由長 為之單位向1所指示的參考方向之對應於圖中所展 不的公式之產生公式的一般實例，該單位向量之僅有的非 零元素為第d個元素（其中1<d<N)。一般而言，可能需要 轉矩陣处定義所選第-碼薄向量在-平㈣至參考向量的 向之旋轉（例如，如在圖3A、圖、圖*、圖5八、圖 B圖6中所展不之實例中），該平面包括所選第一碼薄向 量及參考向里。儘管向量Vi〇b通常將不會位於此平面中， 但使向量VlGb乘以旋轉矩陣处將冑向量V⑽在平行於此 平面之一平面内旋轉。乘以旋轉矩俥Rk使向量繞一（n_2 維）子工間旋轉’該子空間與所選第一碼簿向量及參考方 向兩者正交。 157908.doc •17· 201214416 圖7A及圖7B分別展示將裝置A100應用於圖ία及圖⑺之 開放迴路增益編碼結構的實例。在圖7 a中，裝置a 1 〇 〇經 配置以接收向量X作為輸入向量V10a及向量V10b，且在圖 7B中，裝置A100經配置以接收形狀向量3作為輸入向量 VlOa及向量VlOb。 圖7C展示可在閉合迴路增益編碼結構（例如，如圖1(：及 圖1D中所展示）中使用之裝置A1〇〇之實施AU〇的方塊圖。 裝置A110包括：轉置器4〇〇，其經組態以計算旋轉矩陣Rk 之轉置（例如，繞矩陣Rk之主對角線反轉該矩陣Rk)丨及乘 法器ML20，其經組態以將經量化之形狀向量左計算為矩陣 向量乘積RkTxSn。圖8A及圖8B分別展示將裝置八11()應用 於圖1C及圖1D之開放迴路增益編碼結構的實例。 本文中所描述之多級形狀量化原理可擴展至任意數目個 形狀量化級。舉例而言，圖9A展示作為裝置A1〇〇之擴展 之三級形狀量化器的示意圖。在此圖中，各種標籤表示以 下結構或值：向量方向¥1及乂2;碼薄向量〇1及〇 ;碼薄 索引XI、X2及X3 ;量化器Ql、Q2及q3 ;旋轉矩陣產生器 G1及G2·，及旋轉矩陣R1及R2。圖叩展示作為裝置An〇之 擴展且產生經量化之形狀向量S的三級形狀量化器之類似 示意圖（在此圖中，每一標籤TR表示矩陣轉置器圖9(：展 示作為裝置D100之擴展之相應三級形狀反量化器的示意 圖。 音訊信號之低位元率編碼常常要求對可用來編碼音訊信 號訊框之内容的位元之最佳利用。音訊信號訊框之内容可 157908.doc -18· 201214416 為該信號之PCM樣本或該信號之變換域表示。信號向量之 編碼通常包括：將向量劃分為複數個子向量，^位°元分配 指派給每-子向量’及將每一子向量編碼為相應分配數目 個位元。在典型音訊編碼應用中可能需要（例如）針對每一 訊框對大量（例如，十或二十個）不同次頻帶向量執行增益 形狀向量量化《訊框大小之實例包括1〇〇、12〇、14〇、 及180個值（例如，變換係數）’且次頻帶長度之實例包括 五、六、七、八、九、十、十一及十二。 一種位元分配方法為，在不同形狀向量當中均勻地分割 總位元分配B(且使用（例如）閉合迴路增益編碼方案）。舉例 而言，分配至每一子向量之位元之數目隨訊框變化可為固 定的。在此狀況下，解碼器可能已組態成已知位元分配方 案’以使得編碼器不需要傳輸此資訊。然而，對位元之最 佳利用之目標可為確保以若干位元來編碼音訊信號訊框之 各種分置，位70之數目與該等分量之感知有效值有關（例 如，成比例）。輸入次頻帶向量中之一些可能較不有效（例 如，可捕獲極少能量），以使得可藉由將較少位元分配至 此等形狀向量及將較多位元分配至較重要次頻帶之形狀向 量來獲得更好的結果。 由於固定分配方案未考量子向量之相對感知有效值的變 化，所以可能需要改為使用動態分配方案，以使得分配至 每一子向量之位元的數目可隨訊框變化而變化。在此狀況 下，將與用於每一訊框之特定位元分配方案有關之資訊供 應至解碼器以使得可解碼該訊框。 I57908.doc -19- 201214416 訊編碼器將位元分配作為旁側資訊顯式傳輸至 解碼器。舉例而言， m 諸如AAC之音訊編碼演算法通常使用 旁側貧訊或熵編碼方案（諸如霍夫曼（Huffman)編碼）來傳達 =分配資訊。僅使用旁側資訊來傳達位元分配係低效率 ，係因為此旁側f訊並非直接用於編碼信號 霍夫曼編瑪或算術編碼之可變長度碼字可提供某種優勢， ^能遭遇長碼字’長碼字可減少編碼效率。可能需:改 為使用動態位元分古安 _ ., -方案，该動it位兀分配方案係基於編 ”、’盗㉟11皆已知之經編碼之增益參數，以使得可在益 ㈣U自編碼n顯式傳輸至解碼器的情況 t此效率對於諸如蜂巢式電話之低位元率應用可 重要。 可在無旁側資訊之情況下藉由根據相關聯之增益的值分 配用於形狀量化器之位元來實施此動態位元分配。在源編 碼意義上’閉合迴路增益可被視為更佳，此係因為，和開 放迴路增益不同，閉合迴路增騎量了特定形狀量化誤 j。然而’可能需要基於此增益值執行上游處理。具體而 言’可能需要使用增益值來決定如何量化形狀（例如，使 用增益值在該等形狀當中動態地分配量化位元預算）。在 此狀況下，因為增益控制該位元分配，所以形狀量化明靖 編碼器及解碼器處之增益，以使得使用非形狀相依 性開放迴路增益計算而非形狀相依性閉合迴路增益。 為了支援動態分配方案，可能需要實施形狀量化器及反 量化器（例如’量化器SQU〇、SQ2〇〇、sQ2i〇;反量化器 157908.doc -20· 201214416 500及00)以回應於分配給待量化之每一形狀的位元之特 疋數目而自不同大小之碼簿當中(亦#，自具有不同索引 長度的,薄备中)選擇。在此實例中，裝置Α100之量化器 2的或夕者（例如，量化器叫11〇及叫細或叫21〇)可經 實施、使用具有較短索引長度之瑪薄來編碼開放迴路增益 較低之次頻帶向量的形狀，且使用具有較長索引長度之碼 薄來編碼開玫迴路増益較高之次頻帶向量的形狀。此動態 刀配方案m態以使用在向量增益與形狀碼薄索引長度 (其可為曰固定的或以其他方式確定的)之間的映射，以使得 相應反里化器可應用相同方案而無需任何額外旁側資訊。 在開放坦路增益編碼之狀況下，可能需要組態解碼器 (例如，增歧量化器）以將開放迴路增益乘以因數γ，因數 γ隨用以編碼形狀之位元的數目（例如，針對形狀碼薄向量 之索引的長度)而變化。當使用極少位元來量化形狀時， 形狀量化器很可能產生大的誤差，以使得向量3及％能不 會很好地匹配’因此可能需要在解碼器處減少增益以反映 該誤差。校正因數γ僅在平均意義上表示此誤差：校正因 數γ僅取決於碼簿(具體而言，取決於碼薄中之位元的數 目）’而不取决於輸人向量α任何特定細節。編碼解碼器 可經組態以使得不傳輸校正因數γ，而僅由解碼器根據有 多少位元用以量化向量S而自一表讀取。 此权正因敦γ基於位 ▼玉^ ,巧叩έ雕具 形狀s有多近。隨著位元率上升’平均誤差將減小且校正 因數γ之值將接近-，且隨著位元率下降為極低，s與向量 157908.doc 21 201214416 '之間的關聯(例如，向量〜内積)將減小，且校正因 數γ之值亦將減小。雖然、可能需要獲得與在閉合迴路增益 中相同的效果（例如’在實際逐個輸入之適應性意義上曰）， 但對於開放迴路狀況，校正通常僅在平均意義上可用。 或者，可執行在開放迴路方法與閉合迴路增益方法之間 的-種内插法。此方法藉由動態校正因數來增大開放迴路 增益表達，該動態校正因數取決於特定形狀量化之品質而 非僅取決於基於長度之平均量化誤差。可基於量化形狀及 非量化形狀之點積來計算此因數。可能需要極粗略地編碼 此校正因數之值（例如，作為㈣編碼至四或人個條目之 碼薄中），以使得可以極少位元來傳輸此校正因數。 可能需要有效率地制增益參數中隨時間及/或跨頻率 的關聯。如上文所指出，可在音訊編碼中藉由將信號之訊 框變換至變換域中及由此等變換域係數形成次頻帶來形成 信號向量。可能需要使用預測性增益編碼方案來利用來自 連續訊框之向量之能量之間的關聯。或者或另夕卜，可能需 要使用變換增益編碼方案來利用在單—訊框内之次頻帶之 能量之間的關聯。 圖Η)Α展示增益量化器GQl〇之實施gqi〇〇的方塊圖該 實施GQHH)包括如本文中所描述之旋轉矩陣之不同應用。 增益量化器華〇包括增益向量計算器gvci〇，其經組態 以接收輸入信號之訊框的M個次頻帶向量以至爾且產生次 頻帶增益值之相應向量GV1〇qM個次頻帶可包括整個訊框 (例如，根據預定劃分方案劃分為_次頻帶）。或者，Μ 157908.doc •22 201214416 個次頻帶可包括少於該訊框之全部（例如，如根據如在本 文中所指出之實例中的動態次頻帶方案所選擇）。次頻帶 之數目Μ的實例包括（不限於）五、六、七、八、九、十及 二十。 圖10Β展示增益向量計算器GVC10之實施GVC2〇的方塊 圖。向量計算器GVC20包括增益因數計算器之μ個例子 GC10-1、gc 1 0-2，…，GC1 Ο-M，其各自經組態以計算Μ 個次頻帶中之一相應次頻帶的相應增益值GWd、G1〇_ 2 ’ ··· ’ G10-M。在一實例中，每一增益因數計算器GC10_ 1、GC10-2，…，GC10-M經組態以將相應增益值計算為相 應次頻帶向量之範數^在另一實例中，每一增益因數計算 器GC10-1、Gci〇-2，…，GC10-M經組態在分貝或其他對 數或感知尺度上計算相應增益值。在一此實例中，每一增 益因數計算器GC10-1、GC10-2，…，GC10-M經組態以根 據諸如GCl0-m=101og丨〇||Xm||2之表達式（其中Xm表示相應次 頻帶向量）來計算相應增益值GC10-m(l<=m<=M)。 向量計算器GVC20亦包括向量暫存器VR10，其經組態 以針對相應訊框將Μ個增益值G10-1至G10-M中之每一者储 存至長度為Μ之向量的一相應元素且將此向量作為增益向 量GV10輸出。 增益量化器GQ100亦包括：旋轉矩陣產生器2〇〇的實施 25〇 ’其經組態以產生旋轉矩陣Rg ;及乘法sML3〇,其經 組態以將向量gr計算為Rg與增益向量GV10之矩陣向量乘 積。在一實例中’產生器250經組態以藉由用長度為Mi 157908.doc -23- 201214416 ^ ^ ^ t Y(^ t . r=[l,u,...,iyvF)# ^ 0 3A t ^ ^ , 之產生公式中的s來產生矩陣Rg。所得旋轉矩_Rg具有2 生輸出向量gr之作用，輸出向量以在其第一元素中具有增 益向量GV10之平均功率。 儘管其他變換可用以產生此第一元素平均值（例如， FFT、MDCT、沃爾什（Walsh)或小波變換），但由此變換產 生之輸出向量gr之其他元素中的每一者為在此平均值與向 量GV10之相應元素之間的差。藉由分離訊框之平均增益 值與次頻帶增益之間的差，此方案使得已用以編碼每一次 頻帶中（例如，尚聲訊框中）之該能量的位元能夠變得可用 來編碼每一次頻帶中之精細細節。此等差亦可用作用於將 位元動態分配至相應形狀向量之方法（例如，如本文中所 描述）的輸入。對於需要將平均功率置於向量gr之不同元素 中的狀況，可改為使用本文中所描述之產生公式中的一相 應公式。 增益量化器GQ100亦包括向量量化器Vq丨0，其經組態以 1化向量gr之至少一子向量（例如，不包括平均值之長度為 M-1的子向量）來產生經量化之增益向量qV1〇(例如，作為 一或多個碼薄索引）。在一實例中，向量量化器Vq1〇經實 施以執行分割式向量量化。對於增益值至⑴^厘為 開放迴路增益之狀況，可能需要組態相應反量化器以將如 上文所描述之校正因數γ應用於相應解碼增益值。 圖11Α展示相應增益反量化器DQ 1〇〇之方塊圖。反量化 器〇Q 100包括：向量反量化器DQ1 〇，其經組態以反量化經 157908.doc -24· 201214416 量化之增益向量QV10來產生經反量化之向量（gr)D ;旋轉 矩陣產生器260，其經組態以產生在量化器GQl〇〇中應用 之旋轉矩陣的轉置RgT ;及乘法器ML4〇，其經組態以計算 矩陣Rg與向量（gr)D之矩陣向量乘積來產生經解碼之增益 向量DV10。對於經量化之增益向量Qvl〇不包括向量y之 平均值7〇素的狀況（例如，如本文中關於圖12A所描述）， 經解碼之平均值可以其他方式與經反量化之向量（gr)D的元 素組合以產生經解碼之增益向量D V丨〇之相應元素。 子應於由平均功率所佔用之向量之元素的增益可（例 如，在反量化之後）自增益向量之其他元素導出（例如，在 解碼器處’且為達成位元分配之目的，可能在編碼器 處）。舉例而言，可將此增益計算為在（八）平均值所暗示之 總增益（亦即，平均值乘以河）與（3)其他（mi)個重建構增 益之總和之間的差。儘管此導出可具有將其他（⑹）個重 建構增益之量化誤差累積至所導出增益值中的效果，但其 亦避免了編碼及傳輸該增益值的代價。 月確#曰出，增益量化器GQ1〇〇可與如本文中所描述之多 級形狀量化裝置八1〇〇的實施（例如，AU〇) 一起使用且亦 可獨立於裝置Al〇〇而使用（如在將單級增益形狀向量量化 應用於各組相關次頻帶向量時）。 如上文所指出，具有預測性增益編碼之GSVQ可用以隨 訊框變化而以差分方式編碼一組所選（例如，高能量）次頻 帶的增益因數。可能需要使用包括預測性增益編碼之增益 形狀向量量化方案，以使得每一次頻帶之增益因數係獨立 157908.doc •25- 201214416 於彼此且相對於前一訊框之相應增益因數以差分方式被編 碼。 圖11B展示增益量化器gqi〇之預測性實施GQ200的方塊 圖，該預測性實施GQ200包括：純量量化器Cq10，其經組 態以量化預測誤差PE1 〇來產生經量化之預測誤差Qp 1 〇及 針對誤差QP10之相應碼薄索引；加法器AD10，其經組態 以自增益值GN10減去預測增益值PG10來產生預測誤差 PE10 ;加法器AD2〇 ’其經組態以將經量化之預測誤差 QP10加至預測增益值PG10 ;及預測器PD10，其經組態以 基於經量化之預測誤差QP10及預測增益值pG1〇的先前值 的一或多個總和來計算預測增益值PG1〇。預測器]?〇1〇可 實施為具有諸如之轉移函數的二階有限脈衝 回應濾波器。圖11Ε展示預測器PD10之此實施PD20的方塊 圖。用於此滤波器之實例係數值包括（al，a2)=(〇.g，〇2)。 輸入增益值GN10可為如本文中所描述之開放迴路增益或 閉合迴路增益。圖UC展示增益量化器GQ10之另一預測性 實施GQ210的方塊圖，在此狀況下，純量量化器CQl〇不必 輸出對應於所選索引之碼薄條目。圖11D展示增益反量化 器GD200之方塊圖，該增益反量化器GD2〇〇可用以（例如， 在相應解碼器處）根據針對經量化之預測誤差qPi〇之碼薄 索引（如由增益量化器GQ200及GQ210中之任一者產生）來 產生解碼增益值DN10。反量化器GD200包括··純量反量化 器CD10，其經組態以產生如碼簿索引所指示之經反量化 之預測誤差PD10 ;預測器pdio之一例子，其經配置以某 157908.doc -26 - 201214416 於解碼增益值DN10的一或多個先前值產生預測增益值 DG10 ;及加法器AD20之一例子，其經配置以將預測增益 值DG10與經反量化之預測誤差PD10相加以產生解碼增益 值 DN10。 明確指出’增益量化器GQ200或GQ210可與如本文中所 描述之多級形狀量化裝置A100的實施（例如，A110)—起使 用，且亦可獨立於裝置A100而使用（如在將單級增益形狀 向量1化應用於各組相關次頻帶向量時）。對於增益值 GB10為開放迴路增益之狀況，可能需要組態相應反量化 器以將如上文所描述之校正因數γ應用於相應解碼增益 值。 可能需要組合預測性結構（諸如增益量化器GQ2〇〇或 GQ210)與用於增益編碼的變換結構（諸如增益量化器 GQ100)。圖PA展不一實例，其中增益量化器Gqi〇〇經組 態以如本文中所描述而量化次頻帶向量χ1至χΜ，以產生 來自向量gr之平均增益值AG1〇及基於向量以的其他（例 如，差分）元素之經量化之增益向量Qvl〇e在此實例中， 預測性增益量化器GQ200(或者，GQ21〇)經配置以僅對平 均增益值AGIO操作。 可能需要結合如本文中所描述之動態分配方法而使用如 圖12A中所展示之方法。因為次頻帶增益之平均分量不影 響在次頻帶當中的動態分配’所以在不依賴於過去之情況 下編媽差分分量可用來獲得可以抵抗預測性編碼操作之失 敗(例如’由於先前訊框之抹除)的動態分配操作及對抗過 157908.doc -27- 5- 201214416 去訊框之丟失的穩健性。明確指出，此配置可與如本文中 所描述之多級形狀量化裝置A100的實施（例如，aii〇)一起 使用，且亦可獨立於裝置A100而使用（如在將單級增益形 狀向量量化應用於各組相關次頻帶向量時）。 明確地想到且特此揭示，可根據本文中所描述之多級形 狀量化原理來實施本發明中所指示的形狀量化操作中之任 一者。包括裝置A100之實施之編碼器可經組態以將音訊信 號處理為一系列片段。片段（或「訊框」）可為變換係數的 區塊，其對應於具有通常在約五或十毫秒至約四十或五十 毫秒之範圍中的長度之時域片段。時域片段可為重疊的 (例如，與相鄰片段重疊達25%或5〇%)或非重疊的。 可能需要在音訊編碼器中獲得高品質及低延遲。音訊編 碼器可使用大的訊框大小來獲得高品質，但不幸的是，大 的訊框大小通常引起較長延遲。如本文中所描述之音訊編 碼器的潛在優勢包括藉由短訊框大小（例如，二十毫秒的 訊框大小，其具有十毫秒之預看）之高品質編碼。在一特 定實例中，將時域信號劃分為一系列二十毫秒的非重疊片 #又，且在四十毫秒的窗内進行用於每一訊框之，該 四十毫秒的窗與相鄰訊框中之每一者重疊達十毫秒。 在一特定實例中，由包括裝置A1〇〇之實施之編碼器處理 的一系列片段（或「訊框」）中之每一者含有表示〇至4 kHz 之低頻帶頻率範圍（亦稱作低頻帶MDCT，或 160個MDCT係數之集合。在另一特定實例中，由此編碼器 處理的一系列訊框中之每一者含有表示35至7 kHz之高頻 157908.doc •28- 201214416 帶頻率範圍（亦稱作高頻帶MDCT，或ΗΒ-MDCT)的140個 MDCT係數之集合。 包括裝置A100之實施的編碼器可經實施以編碼具有固定 及相等長度之次頻帶。在一特定實例中，每一次頻帶具有 為七個頻格（frequency bin)之寬度（例如，175 Hz，頻格間 隔為25 Hz)，以使得每一次頻帶向量之形狀的長度為七。 然而’明確地想到且特此揭示，本文中所描述之原理亦可 應用於以下狀況：其中次頻帶的長度可隨目標訊框變化而 變化’及/或在一目標訊框内之該組次頻帶中的兩者或兩 者以上（可能全部）之長度可能不同。 包括裳置A100之實施的音訊編碼器可經組態以接收音訊 #號之訊框（例如，LPC殘餘）以作為變換域中之樣本（例 如’作為變換係數’諸如MDCT係數或FFT係數）^此編碼 器可經實施以藉由以下操作來編碼每一訊框：根據預定劃 分方案（亦即’在接收訊框之前解碼器已知之固定劃分方 案）將變換係數分組為一組次頻帶，及使用增益形狀向量 里化方案來編碼每一次頻帶。在此預定劃分方案之一實例 中’將每一 100個元素的輸入向量劃分為具有各別長度 (25、35、40)之三個子向量。 對於具有高諧波含量之音訊信號（例如，音樂信號、有 聲話音信號）’頻域中之有效能量區域的位置在給定時間 可為隨時間相對持續的。可能需要藉由利用隨時間的此關 聯來執行音訊信號之有效變換域編碼。在一此實例中，使 用動態-人頻帶選擇方案來使待編碼之訊框之感知重要（例 5. 157908.doc .29· 201214416 如，高能量）次頻帶與經解碼之前一訊框之相應感知重要 ㈣M為「㈣性模式編碼」）。在—特定應用 中使用此方案來編碼對應於音訊信號的〇至4他範圍之 MDCT變換係數’諸如線性預測編碼（Lpc)操作之殘餘。可 在上文所列出之巾請案中找到依賴性模式編碼之額外描 述，本申請案主張該等申請案之優先權。 在另一實例中，使用基本頻率F〇之選定值及在頻域中之 相鄰峰之間的間隔之選定值來模型化财信號之—組所選 次頻帶中之每一者的位置。可在上文所列出之申請案中找 到此讀波模型化之額外描述’本φ請案主張該等f請案之 優先權。 可能需要組態音訊編碼解碼器以分開編碼相同信號之不 同頻帶。舉例而言’可能需要組態此編碼解碼器以產生編 碼一音訊信號之低頻帶部分的第一編碼信號及編碼該相同 曰訊L號之两頻帶部分的第二編碼信號。可能需要此分頻 帶編碼之應用包括必須保持與窄頻解碼系統相容之寬頻編 碼系統。此等應用亦包括一般化音訊編碼方案，其藉由支 援針對不同頻帶使用不同編碼方案來達成一系列不同類型 之音訊輸入信號（例如，話音及音樂）之有效編碼。 對於分開編碼彳§號之不同頻帶的狀況，在一些狀況下有 可旎藉由使用來自另一頻帶之經編碼（例如，經量化）之資 訊來增加一頻帶中之編碼效率，此係因為此經編碼之資訊 在解媽器處將已經是已知的《舉例而言，可應用寬鬆諧波 模型以使用來自一音訊信號訊框之第一頻帶（亦稱為 157908.doc -30- 201214416 「源」頻帶）之變換係數的經解碼表示之資訊來編碼該相 同音訊信號訊框之第二頻帶（亦稱為「待模型化」頻帶）的 變換係數。對於諧波模型所適用之此狀況，可増加編碼效

率’此係因為第—頻帶之經解碼表示在解碼器處已可# 得。 X 此擴展式方法可包括判定與經編碼之第一頻帶諧波相關 之第二頻帶的次頻帶。在用於音訊信號（例如，複雜音樂 信號)之低位元率編碼演算法中，可能需要將該信號之」 訊框分割為多個頻帶（例如，低頻帶及高頻帶）且利用此等 頻帶之間的關聯來有效率地編碼該等頻帶之變換域表示。 在此擴展之一特定實例中，對應於音訊信號訊框之3 5 至7仙頻帶的魔丁係數（此後稱作上頻帶MDCT或UB_ MDCT)係基於來自該餘之經量化之低頻帶M町頻譜（〇 至4 kHz)的諧波資訊而編碼。明確指出’在此擴展之其他 實例中，兩個頻率範圍不需要重疊且甚至可分離(例如， 基於來自0至4 kHz頻帶之經解碼表㈣資訊來編碼訊框之 7至M kHz頻帶）。可在上文所列出之中請案中找到諸波模 型化之額外描述’本中請案主張該等巾請案之優先權。 圖ΠΑ展禾根據—般組態之向量量化方法ΜΠΗ)的流程 圖，該方法軸包括任務Τι〇〇、Τ2〇〇、τ3〇〇及屬。任 務層藉由在第—碼簿之複數個第-碼薄向4 ㈣- 相應第-碼薄向量來量化具有第—方向之第—輸入向量 (例如’如本文中關於形狀量化器_〇所描述）。任務 侧產生基於該所選第-碼薄向量之旋轉矩陣（例如，如 157908.doc -31- 201214416 本文中關於％轉矩陣產生器2〇〇所描述）。任務計算 (Α)具有該第一方向之向量與（Β)旋轉矩陣的乘積以產生具 有第二方向之旋轉向量（例如，如本文中關於乘法器福〇 所描述）。任務Τ4〇〇藉由在第二碼薄之複數個第二碼簿向 里*中k擇相應第二碼薄向量來量化具有第二方向之第 輸入向里（例如，如本文中關於第二形狀量化器所 描述）。 圖13B展不根據一般組態之用於向量量化之裝置剛 的方塊圖。裝置贿00包括用於藉由在第一碼薄之複數個 第一碼薄向量當中選擇一相應第一碼薄向量來量化具有第 -方向之第-輸入向量(例如，如本文中關於形狀量化器 SQ1〇0所描述）的構件削〇。裳置MF刚亦包括用於產生基 於該所選第-碼薄向量之旋轉矩陣(例如，如本文中關於 旋轉矩陣產生器所描述）的構件F2⑽。裝置職⑼亦包 括用於計算⑷具有該第-方向之向量與（B)旋轉矩陣的乘 積以產生具有第二方向之旋轉向量(例如，如本文中關於 乘法器ML10所描述）的構件F3〇〇。i置贿⑼亦包括用於 藉由在第二碼薄之複數個第二碼薄向量當中選擇—相應第 二碼薄向量來量化具有第二方向之第二輪入向量(例如， 如本文中關於第二形狀量化器叫所描述）的構件F伽。 圖14A展示根據—般組態之用於向量反量化之 ΜΓΜΟΟ的流㈣’該方法_⑽包括任務侧、侧、 薦及Τ900。任務Τ_自第—碼薄之複數個第_媽薄向 罝當中選擇由第-碼薄索引指示之第—碼薄向量（例如， 157908.doc -32· 201214416 如本文中關於第-形狀反量化器5〇〇所描述）。任務τ7〇〇產 生基於該所選第-碼薄向量之旋轉矩陣（例如，如本文中 關於旋轉矩陣產生器210所摇述）。任務Τ8〇〇自第二瑪薄之 複數個第二碼薄向量當中選擇由第二碼薄索弓^指示且呈有 第一方向之第二碼薄向量（例如，如本文中關於第二形狀 反量化器600所描述广任務Τ9〇〇計算（Α)具有該第一方向 之向量與（Β)旋轉矩陣的乘積以產生具有與該第一方向不 同之第二方向的旋轉向量(例如，如本文中關於乘法器 ML30所描述）。 圖"Β展示根據一般組態之用於向量反量化之裝置 則〇〇的方棟圖UDF1〇〇包括用於自第一.碼薄之複數 個第一碼薄向量當中選擇由第一碼薄索引指示之第一碼薄 向量（例如，如本文中關於第一形狀反量化器5〇〇所描述）的 構件裝置DF100亦包括用於產生基於該所選第一碼 薄向量之旋轉矩陣（例如，如本文中關於旋轉矩陣產生器 所描述）的構件F700。裝置DF1〇〇亦包括用於自第二碼 薄之複數個第二碼薄向量當中選擇由第二碼薄索引指示且 八有第方向之第二碼薄向量（例如，如本文中關於第二 形狀反量化器600所描述）的構件F8〇(^裝置DF1〇〇亦包括 用於計算（A)具有該第一方向之向量與（B)旋轉矩陣的以乘 積產生具有與該第一方向不同之第二方向之旋轉向量（例 如如本文中關於乘法器ML30所描述）的構件F900。 圖12B展不包括裝置Al〇〇之實施之通信器件Di〇的方塊 圖。盗件D10包括晶片或晶片組csl〇(例如，行動台數據機 157908.doc •33· 201214416 (MSM)晶片組），其體現裝置A100(或MF100)及可能裝置 D100(或DF100)之元件。晶片/晶片組CS10可包括一或多個 處理器，其可經組態以執行裝置A100或MF100之軟體及/ 或韌體部分（例如，作為指令）。

晶片/晶片組CS10包括：接收器，其經組態以接收一射 頻（RF)通信信號且解碼及再現編碼於該RF信號内之音訊信 號；及傳輸器，其經組態以傳輸描述一經編碼之音訊信號 (例如，包括如由裝置A100產生之碼薄索弓丨）之一 RF通信信 號，該經編碼之音訊信號係基於由麥克風MV10產生的一 信號。此器件可經組態以經由一或多種編碼及解碼方案 (亦稱為「編碼解碼器」）以無線方式傳輸及接收語音通信 資料。此等編碼解碼器之實例包括：增強型可變速率編碼 解碼器，如名為「Enhanced Variable Rate Codec，Speech Service Options 3, 68, and 70 for Wideband Spread Spectrum Digital Systems」之第三代合作夥伴計劃2(3GPP2)文件 C.S0014-C, vl.0(2007年 2 月）（在 www-dot-3gpp-dot_org 線上 可得）中所描述；可選模式聲碼器話音編碼解碼器，如名 為「Selectable Mode Vocoder (SMV) Service Option for Wideband Spread Spectrum Communication Systems」之 3GPP2 文件 C.S0030-0，ν3·0(2004 年 1 月）（在 www-dot-3gpp-dot-org線上可得）中所描述；適應性多速率（AMR)話音編 碼解碼器，如文件ETSI TS 126 092 V6.0.0(歐洲電信標準 協會（ETSI)(Sophia Antipolis Cedex，FR)，2004年 12 月）中 所描述；及AMR寬頻話音編碼解碼器，如文件ETSI TS 157908.doc •34· 201214416 12ό 192 V6.0.0(ETSI，2004年12月）中所描述。舉例而言， 晶片或晶片組CS10可經組態以產生遵循一或多個此等編碼 解碼器之經編碼訊揮。 器件D10經組態以經由天線C30接收及傳輸rf通信信 號。器件D10在至天線C30之路徑中亦可包括雙工器及一 或多個功率放大器。晶片/晶片組csl〇亦經組態以經由小 鍵盤C10接收使用者輸入且經由顯示器C2〇顯示資訊。在 此實例中，器件D10亦包括一或多個天線C4〇以支援全球 定位系統（GPS)定位服務及/或與諸如無線（例如， BlUetoothTM)頭戴式耳機之外部器件的短程通信。在另一 貫例中，此通信器件本身為Bluet〇〇thTM頭戴式耳機且無小 鍵盤C10、顯示器C20及天線C3〇e 通信器件D10可體現於多種通信器件中，包括智慧型手 機與膝上型及平板電腦β圖15展示手機111〇〇(例如，智慧 型手機）之前視圖、後視圖及側視圖，手機Η1〇〇具有：配 置於正面上之兩個語音麥克；配置於 背面上之語音麥克風厘乂1〇_2 ;位於正面之頂部轉角處的 誤差麥克風ΜΕ10 ;及位於背面上的雜訊參考麥克風 MR10。揚聲器LS10配置於正面的頂部中心處，接近誤差 麥克風ΜΕ10，且亦提供兩個其他揚聲器、 LS20R(例如，用於揚聲器電話應用）。此手機之該等麥克 風之間的最大距離通常為約十或二十公分。 本文中所揭示之方法及裝置通常可應用於任何收發及/ 或音訊感測應用中，尤其是此等應用之行動或其他攜帶型 157908.doc •35- 201214416 例子。舉例而言，本文中所揭示之組態的範圍包括駐留於 經組態以使用分碼多重存取（CDMA)空中介面之無線電話 通仏系統中的通信器件。然而，熟習此項技術者將理解， 具有如本文中所描述之特徵的方法及裝置可駐留於使用熟 習此項技術者已知之多種技術的各種通信系統之任一者 中’諸如經由有線及/或無線（例如，CDMA、TDMA、 FDMA及/或TD_SCDMA)傳輸通道使用網際網路語音通訊 協定（VoIP)之系統。 明確地想到且特此揭示，本文中所揭示之通信器件可適 用於封包交換式網路（例如，經配置以根據諸如ν〇ιρ之協 定攜載音訊傳輸之有線及/或無線網路）及/或電路交換式網 路中。亦明確地想到且特此揭示，本文中所揭示之通信器 件可適用於窄頻編碼系統（例如，編碼約四千赫茲或五千 赫茲之音訊頻率範圍的系統）中及/或用於寬頻編碼系統（例 如，編碼大於五千赫兹之音訊頻率的系統）中，該等系統 包括全頻帶寬頻編碼系統及分頻帶寬頻編瑪系統。 提供所描述組態之介紹以使熟習此項技術者能夠製造或 使用本文中所揭示之方法及其他結構。本文中所展示及描 述之流程圖、方塊圖及其他結構僅為實例，且此等結構之 2變體亦在本發明之範_内。對此等組態之各種修改係 可月匕的i本文中所介紹之一般原理亦可應用於其他组 態^因此’本發明不意欲限於上文所展示之組態，而是與 符合在本文中(包括在形成原始發明内容之一部分的所申 請之附加中請專利範圍中）以㈣方式揭示之原理及新穎 157908.doc • 36 · 201214416 特徵的最廣範_相一致。 熟:此項技術者將理解，可使用多種不同工藝及技術中 之任一者來表示資訊及信號。舉例而言，可藉由電屋、電 流、電磁波、磁場或磁性粒子、光場或光學粒子或其任一 組合來表示在以上描述全篇令可提及之資料指令、命 令、資訊、信號、位元及符號。 對於如本文中所揭示之組態之實施的重要設計要求可包 括使處理延遲及/或料複雜性（通常以每秒多少百萬指令 或MIPS量測得）最小化，尤其是對於計算密集型應用諸 如壓縮音訊或視聽資訊（例如，根據諸如本文中所識別之 實例中之—者的壓縮格式來編碼mu)的播放， 或用於寬頻通信(例如，纟高於八千赫茲(諸如，12、16、 44.1、48或192 kHz)之取樣率下的語音通信）之應用。 如本文中所揭示之裝置（例如，裝置ai〇〇 ' Am _〇、題〇〇或DF100)可以被認為適用於所意欲之應用的 硬體與軟體及/或與韌體之任一組合來實施。舉例而言， 此裝置之70件可製造為駐留於（例如）相同晶片上或在一晶 片組中之兩個或兩個以上晶片當中的電子器件及/或光學 器件。此器件之-實例為諸如電晶體或邏輯閘之固定或可 程式化邏輯元件陣列，且此等元件中之任一者可實施為一 或多個此等陣列。此等元件中之任何兩者或兩者以上或甚 至全部可實施於相同陣列内。此或此等陣列可實施於一或 多個晶片内（例如，包括兩個或兩個以上晶片之晶片組 内）。 ·« 157908.doc •37· 201214416 本文中所揭示之裝置(例如，裴置A1〇〇、Au〇、D⑽、 MF100或DF10G)之各種實施的—或多個元件可全部或部分 實施為-或多個指令集，該一或多個指令集經配置以執行 於一或多個固定或可程式化邏輯元件陣列上，諸如微處理 器、嵌人式處理器、π>核心、數位信號處理器、FPGA(場 可程式化閘陣列）、ASSP(特殊應用標準產品）及ASIC(特殊 應用積體電路如本文中所揭示之裝置之實施的各種元 件中之任一者亦可體現為一或多個電腦（例如，包括經程 式化以執行一或多個指令集或指令序列之一或多個陣列的 機器、，亦稱為「處理器」）’且此等元件中之任何兩者或 兩者以上或甚至全部可實施於相同的此或此等電腦内。 如本文令所揭示之處理器或用於處理之其他構件可製造 為駐留於（例如）相同晶片上或在—晶片組中之兩個或兩個 以上晶片#中的一或多個電子器件及/或光學器件。此裝 置之-實例為諸如電晶體或邏輯閘之固定或可程式化邏輯 元件陣列，且此等元件中之任一者可實施為一或多個此等 陣列。此或此等陣列可實施於一或多個晶片内（例如，包 括兩個或兩個以上晶片之晶片組内）。此等陣列之實例包 括固定或可程式化邏輯元件陣列，諸如微處理器、嵌入式 處理器、IP核心、、DSP、FPGA、ASSPMSIC。如本文; 所揭示之處理器或用於處理之其他構件亦可體現為—或多 個電腦（例如，包括經程式化以執行一或多個指令集或指 令序列之一或多個陣列的機器）或其他處理器。有可能= 用如本文中所描述之處理器來執行與方法M100或二 157908.doc -38- 201214416 之實施的程序並非直接相關的任務或執行與方法m⑽或 MDHH)之實施的程序並非直接相關的其他指令集，諸如與 嵌入有該處理器之器件或备姑,/x丨. 次系統（例如，音訊感測器件）之另 一操作相關的任務。如本文中所揭示之方法的-部分亦有 可能由該音訊感測器件之處理器執行，且該方法之另一部 分將在一或多個其他處理器之控制下執行。° 熟習此項技術者將瞭解’結合本文中所揭示之組態所描 述的各種說明性模組、邏輯區塊、電路及測試及其他操作 可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。此等模组、 邏輯區塊、電路及操作可藉由通用處理器、數位信號處理 器（DSP)、ASIC或ASSP、FPGA或其他可程式化邏輯器 件' 離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其經設計以產 生如本文中所揭示之組態的任一組合來實施或執行。舉例 而言，此組態可至少部分實施為硬連線電路，實施為製造 至特殊應用積體電路中之電路組態，或實施為載入 發性儲存器令之_程式或作為機器可讀取程式碼自 儲存媒體載人或載人至資料儲存媒體中之軟體程式， 心馬為可由邏輯元件陣列（諸如，通用處理器或其他數位 W處理單元）執行的指令。通用處理器可為微處理器 但在替代财，處理器可為任何習知之處理器、、 微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算器件之組= 例如DSP與微處理器之組合、複數個微處理m = 核心之-或多個微處理器，或任—其他此組態。軟體° 可駐留於諸如RAM(隨機存取記憶體）之非暫時儲存媒體、、 157908.doc •39· 201214416 ROM(唯讀記憶體）、諸如快閃RAM之非揮發性 RAM(NVRAM)、可抹除可程式化R〇M(EpR〇M) '電可抹 除可程式化ROM(EEPROM)、暫存器、硬碟、抽取式磁碟 或CD-ROM中；或駐留於此項技術中已知之任一其他形式 之儲存媒體中。說明性儲存媒體耦接至處理器以使得處理 器可自儲存媒體讀取資訊或將資訊寫入至儲存媒體。在替 代例中，儲存媒體可整合至處理器。處理器及儲存媒體可 駐留於ASIC中。ASIC可駐留於使用者終端機中 例中，處理器及儲存媒ϋ可作為離I组件而駐留於使用者 終端機中。 >王蒽’本文中所揭 〜廿很"a ν内那，万法Ml〇〇、 MD100及關於本文中所描述之各種裝置的操作所揭示之其 他方法）可由諸如處理器之邏輯元件陣列執行，且如本^ ^所描述之裝置的各種元件可實施為經設計以執行於此陣 1上的模組。如本文甲所使用，術語「模組」或「子模 :」可指呈軟體、硬體或勒體形式之包括 例 如，邏輯表達式）的任何方法、裝置、器件 '單 ^ 可讀資料儲存媒體。應理解，多個模組或系統 且一個模組或系統可分成多個模組:系統 時，處理程^b。當以軟體或其他電腦可執行指令來實施 之要素基本上為用以執行相關任務之程式碼 片段，諸如藉由t^ ^ 对又％式碼 類似者。術語「軟體、Γ=件、組件、資料結構及其 語言碼、機器碼、：=理:為包括原始程式碼、組合 —進位碼、勒體'巨集碼、微碼、可由 157908.doc 201214416 邏輯兀件陣列執行之任何一或多個指令集或指令序列，及 ，等實例之任__組合^程式或程式碼片段可儲存於處理器 可4媒體中或可經由傳輸媒體或通信鏈路藉由體現於载波 中之電腦資料信號來傳輸。 本文中所揭示之方法、方案及技術之實施亦可有形地體 現(例如，在本文中所列出的一或多個電腦可讀儲存媒體 之有形電腦可讀特徵中）為可由包括邏輯元件陣列（例如， 處理器、微處理器、微控制器或其他有限狀態機）之機器 執仃的#多個指令集。術語「電腦可讀媒體」可包括可 儲存或轉移資訊之任―媒體，包括揮發性儲存媒體、非揮 =性儲存媒體、抽取式儲存媒體及非抽取式儲存媒體。電 腦可讀媒體之實例包括電子電路、半導體記憶體器件、 R〇M、快閃記憶體、可抹除r〇m(erom)、軟性磁碟或其 他磁性儲存器、CD初M/DVD或其他光學儲存器硬碟:戈 可用乂儲存所要資訊之任一其他媒體、光纖媒體、射頻 (RJ〇鍵路’或可用以攜載所要資訊且可被存取之任一其他 媒體。電腦資料信號可包括可經由諸如電子網路通道、光 纖二氣電磁、RF鏈路等之傳輸媒體而傳播的任一信 號。程式碼片段可經由諸如網際網路或企業内部網路之電 腦網路下載。在任何狀況下’本發明之料^應解釋為受 此等貫施例限制。 、本文中所描述之方法之任務中的每—者可直接以硬體、 、由處理态執行之軟體模組或以兩者之組合來體現。在如 本文中所揭示之方法之—實施的典型應用中，邏輯元件 157908.doc 201214416 如，邏輯間)陣列經組態以執行方法之各種任務中的一 者、-者以上或甚至全部。任務中之一或多者（可 部）亦可實施為體現於電腦程式產品（例如，— 次王 =存媒體，諸如，磁碟、快閃記憶卡或其他非揮發::: 記憶晶片，等等)中之程式碼(例如，-或多個 "集）’該程式碼可由包括邏輯元件陣列（例如，處理 :、微處理器、微控制器’或其他有限狀態機)之機器(例 如’電腦）讀取及/或執行。如本文中所揭示之方法之 Γ任務亦可由—個以上之此陣列或機器執行。在此等或 -他實施中，可在用於無線通信之器件(諸如，蜂巢式電 話)或具有此通信能力之其他器件内執行任務。此器件可 經組態以與電路交換式網路及/或封包交換式網路通信（例 如’使㈣如讀之-或多種協定）。舉例而言此器件 可包括經組態以接收及/或傳輸經編碼之訊框的灯電路。 明確地揭示，本文中所揭示之各種方法可由諸如手機、 頭戴式耳機或攜帶型數位助理（PDA)之攜帶型通信器件執 行且本文中所描述之各種裝i可包括於此器件内。典型 的I3時（例如，線上）應用為使用此行動器件進行之電話 話。 在一或多個例示性實施例中，本文中所描述之操作可以 硬體軟體、韌體或其任一組合實施。若以軟體實施，則 此等操作可作為—或多個指令或程式碼而儲存於電腦可讀 媒體上或經由電腦可讀媒體傳輸。術語「電腦可讀媒體」 包括電腦可讀儲存媒體及通信(例如，傳輸)媒體。作為實 157908.doc -42· 201214416 例而非限制，電腦可讀儲存媒體可包含：儲存元件之陣 列，諸如半導體記憶體（可包括（不限於）動態或靜態RAM、 、EEPR〇M& /或快閃RAM)，或鐵電式記憶體、磁阻 式記憶體、雙向記憶體、聚合記憶體或相變記憶體；CD· 或八他光碟儲存器；及/或磁碟儲存器或其他磁性儲 存器件。此等儲存媒體可儲存可由電腦存取之呈指令或資 料結構形式的資訊。通信媒體可包含可用以攜載呈指令或 資料結構形式之所要程式碼且可由電腦存取之任一媒體， 包括促進電腦程式自一位置轉移至另一位置的任一媒體。 又，將任何連接恰當地稱為電腦可讀媒體。舉例而言，若 使用同軸電缓 '光纖繞線、雙絞線、數位用戶線（DSL)， 或諸如紅外線、無線電及/或微波之無線技術自網站、飼 服器或其他遠端源傳輸軟體’則同軸電纜、光纖纜線、雙 絞線、DSL，或諸如紅外線、無線電及/或微波之無線技術 包括於媒體之定義中。如本文中所使用，磁碟及光碟包括 緊密光碟（CD)、雷射光碟、光碟、數位影音光碟（DVD)、 軟性磁碟及Blu-ray Discm(藍光光碟聯盟（㈣而卿， CA))，其中磁碟通常以磁性方式再現資料，而光碟藉由雷 射以光學方式再現資料。以上各者之組合亦應包括於電腦 可讀媒體之範疇内。 如本文中所描述之聲響信號處理裝置可併入至一電子器 件（諸如’通信器件）中’該電子器件接受話音輸入以便控 制某些操作或可以其他方式受益於所要雜訊與背景雜訊之 分離。許多應料受益於增強清㈣所要聲音或分離清楚 157908.doc -43- 201214416 的所要聲音與源自多個方向之背景聲音。此等應用可包括 併有諸如以下能力的電子或計算器件中之人機介面：語音 辨識及偵測、話音增強及分離、語音啟動式控制及其類似 者。可能需要實施此聲信號處理裝置以適合於僅提供有限 處理能力之器件中。 可將本文中所描述之模叙、元件及器件之各種實施的元 件製造為駐留於(例如)相同晶片上或在一晶片組中之兩個 或兩個以上晶片當中的電子器件及/或光學器件。此器件 之一實例為固定或可程式化邏輯元件陣列，諸如電晶體或 閘。本文中所描述之裝置之各種實施的一或多個元件亦可 完全或部分實施為-或多個指令集，該一或多個指令集經 配置以執行於一或多個固定或可程式化邏輯元件陣列上， :如微處理器 '嵌入式處理器' Ip核心、數位信號處理 器、FPGA、ASSP及 ASIC。 有可能使用如本文中所描述之裝置之實施的—或多個元 ^來執订與該裳置之操作並非直接相關的任務或執行與該 、置之操作並非直接相關的其他指令集，諸如與嵌入有該 置之器件或系統之另-操作有關的任務。此裝置之實施 之一或多個元件亦有可能且士 u 八有共同的結構（例如，用以執 :在不同時間對應於不同元件之程式碼部分的處理器，經 2以執行在不科㈣應於不同元件之任務的指令集， :在不同時間執行不同元件之操作的電子及/或光學器件 之配置） 【圖式簡單說明】 157908.doc • 44 · 201214416 圖1A至圖1D展示增益形狀向量量化操作之實例。 圖2Α展示根據一般組態之用於多級形狀量化之裝置 A100的方塊圖。 圖2B展不根據一般組態之用於多級形狀反量化之裝置 D100的方塊圖。 圖3A及請展示可用以產生旋轉矩陣之公式的實例。 圖4使用簡單二維實例說明裝置Αι〇〇的操作原理。 圖5A、圖5B及圖6展示可用以產生旋轉矩陣之公式的實 例。 圖7A及圖7B分別展示將裝置A1〇〇應用於圖lA及圖⑺之 開放迴路增益編碼結構的實例。 圖7C展不可在閉合迴路增益編碼結構中使用之裝置 A100之實施All〇的方塊圖。 圖8A及圖印分別展示將裝置A110應用於圖ic及圖1D之 開放迴路增益編碼結構的實例。 圖9 A展示作為裝置A100之擴展之三級形狀量化器的示 意圖。 圖9B展不作為裝置A110之擴展之三級形狀量化器的示 意圖。 圖9C展不作為裝置D1〇〇之擴展之三級形狀反量化器的 不意圖。 圖1〇A展不增益量化器GQ10之實施GQ100的方塊圖。 圖10B展不増益向量計算器gvC10之實施GVC20的方塊 圖。 157908.doc -45- 201214416 圖11A展示增益反量化器DQ100之方塊圖。 圖11B展示增益量化器GQ10之預測性實施GQ200的方塊 圖。 圖11C展示增益量化器GQ10之預測性實施GQ210的方塊 圖。 圖11D展示增益反量化器GD200之方塊圖。 圖11E展示預測器PD10之實施PD20的方塊圖。 圖12A展示包括增益量化器GQ100及GQ200之例子的增 益編瑪結構。 圖12B展示包括裝置A100之實施之通信器件D10的方塊 圖。 圖13A展示根據一般組態之用於向量量化之方法M100的 流程圖。 圖13B展示根據一般組態之用於向量量化之裝置MF 100 的方塊圖。 圖14A展示根據一般組態之用於向量反量化之方法 MD10 0的流程.圖。 圖14B展示根據一般組態之用於向量反量化之裝置 DF100的方塊圖。 圖15展示手機H100之前視圖、後視圖及側視圖。 圖16展示一實例之量值對頻率的圖，在該實例中模型化 UB-MDCT信號。 【主要元件符號說明】 200 旋轉矩陣產生器 157908.doc -46- 201214416 210 旋轉矩陣產生器 250 旋轉矩陣產生器 260 旋轉矩陣產生器 400 轉置器 500 第一形狀反量化器 600 第二形狀反量化器 A100 多級形狀量化之裝置 A110 多級形狀量化之裝置 AD 10 加法器 AD20 加法器 AGIO 平均增益值 Cl 碼薄向量 C2 碼簿向量 CIO 小鍵盤 C20 顯示器 C30 天線 C40 天線 CD10 純量反量化器 CQ10 純量量化器 CS10 晶片或晶片組 DIO 通信器件 D100 用於多級形狀反量化之裝置 DF100 用於向量反量化之裝置 DG10 預測增益值 157908.doc -47- 201214416 DNIO 解碼增益值 DQ10 向量反量化器 DQ100 增益反量化器 DV10 經解碼之增益向量 G1 旋轉矩陣產生器 G2 旋轉矩陣產生器 G10-1 增益值 G10-2 增益值 G10-M 增益值 GC10-1 增益因數計算器 GC10-2 增益因數計算器 GC10-M 增益因數計算器 GD200 增益反量化器 GN10 增益值 GQ10 增益量化器 GQ100 增益量化器 GQ200 增益量化器 GQ210 增益量化器 gr 向量 (g〇D 向量 GV10 增益向量 GVC10 增益向量計算器 GVC20 增益向量計算器 H100 手機 157908.doc -48- 201214416 IP10 内積計算器 LS10 揚聲器 LS20L 揚聲器 LS20R 揚聲器 M100 向量量化方法 MD100 用於向量反量化之方法 ME 10 誤差麥克風 MF100 用於向量量化之裝置 ML 10 乘法器 ML20 乘法器 ML30 乘法器 ML40 乘法器 MR10 參考麥克風 MV 10 麥克風 MV10-1 語音麥克風 MV10-2 語音麥克風 MV10-3 語音麥克風 NC10 範數計算器 NL10 正規器 NL20 正規器 PD10 預測器/經反量化之預測誤差 PD20 預測器 PE10 預測誤差 PG10 預測增益值 • 49· 157908.doc 201214416

Ql 量化器 Q2 量化器 Q3 量化器 QP10 經量化之預測誤差 QV10 經量化之增益向量 r 向量 R1 旋轉矩Is車 R2 旋轉矩陣 Rg 旋轉矩陣 RgT 旋轉矩陣之轉置 Rk 旋轉矩唪 RkxS 經旋轉之向量 S 形狀向量 Sk 第一碼薄向量 Sn 第二碼簿向量 SQ100 形狀量化器 SQ110 第一形狀量化器 SQ200 第二形狀量化器 SQ210 形狀量化器 VI 向量方向 V2 向量方向 VlOa 第一輸入向量 VlOb 第二向量 VQ10 向量量化器 157908.doc -50- 201214416 VR10 向量暫存器 X 向量 xl 次頻帶向量 XI 碼薄索引 X2 碼薄索引 X3 碼薄索引 xM 次頻帶向量 llxll 向量範數 Λ s 向量 157908.doc -51

Claims (1)

1. 201214416 七、申請專利範園： 1· -種用於向量量化之裝置’該裝置包含： 方向 碼薄 第向里量化器，其經組態以接收具有—第 第輪入向置，且在一第一碼簿之複數個 向量當中選擇-相應第-碼薄向量； 其經組態以產生基於該所選第 —旋轉矩陣產生器， 碼薄向量之一旋轉矩陣 一乘法器，其經組態以計算（A)具有該第—方向 向量與(B)該旋轉矩陣的-乘積以產生具有與該第1方: 不同之一第二方向之-旋轉向量；及 ° 第一向量量化器，其經組態以接收具有該第二方向 之—第二輸入向量’且在-第二碼薄之複數個第二碼薄 向量當中選擇—相應第二碼薄向量。 2. 如％求項丨之裝置，其中在該複數個第一碼薄向量及該 複數個第二碼薄向量當中的每一者係一單位範數向量。 3. 如請求項1之装置’纟中該第-向量量化器經組態以基 於„亥第一輪入向量之一增益值自複數個碼薄當中選擇該 第一碼薄。 4·如凊求項1之裝置，其中對於在該複數個第一碼薄向量 當t的每一者，該第一輸入向量與該碼薄向量之一内積 不大於該第一輸入向量與該所選第一碼簿向量之一内 積。 5.如请求項1之裝置，其中該第一輸入向量係在一音訊信 號之—訊框之複數個次頻帶向量當中的一者，且 157908.doc 201214416 其中該裝置包括一增益量化器，其經組態以基於該音 訊6號之一先前訊極之一平均增益值來編碼該複數個次 頻帶向量的一平均增益值。 6. 如請求項1之裝置，其中該旋轉矩陣之至少一列之元素 中的每一者係基於該所選第一碼薄向量之一相應元素。 7. 如請求項1之裝置，其中該旋轉矩陣之至少一行之元素 中的每一者係基於該所選第一碼薄向量之一相應元素。 8. 如月长項1之裝置，其中該旋轉矩陣係基於與該第一輸 入向量無關之一參考向量。 9. 如明求項8之裝置，其中該參考向量具有僅一個非零元 素0 10.如請求項8之裝 兵T該旋轉矩陣定義該所运乐—喝 薄=在—平面内至該參考向量的方向之-旋轉，該平 面 該所選第一碼薄向量及該參考向量。 旋轉矩二之裝置其中該乘法器經組態以藉由計算該 第一輪入向量之一乘積來計算具有該第一 向量與該旋轉矩陣的該乘積。 12. 如請求们之裝置，其中該 位脈衝之—型樣。 弟碼薄向量係基於單 13. -種向量量化方法，該方法包含： 藉由在—第_碼薄之複數個 相應第-瑪薄向量來量化具有一第=向…選擇-向量； 有第—方向之一第一輸入 產生基於該所選第-瑪薄向量之-旋轉矩陣； 157908.doc -2 201214416 :算⑷具有該第-方向之一向量與⑻該旋轉矩陣的 一乘積以產生具有與該第-方向Μ之 旋轉向量，·及 二碼薄向量當中選擇一 第二方向之一第二輸入 藉由在一第二碼薄之複數個第 相應第二碼薄向量來量化具有該 向量。 14 15, 16. 17. 18. 19. 20. 如清求们3之方法，其中在該複數個第—碼簿向量及該 複數個第二碼薄向量當中的每一者係一單位範數向量。 如請求们3之方法，其中該量化—第__輸人向量包括基 於該第-輸人向量之—增益值自複數個碼薄當中選擇該 第一碼薄。 =吻求項13之方法’其中對於在該複數個第—碼薄向量 當中的每-者’該第-輸人向量與該碼簿向量之一内積 不大於該第一輸入向量與該所選第一碼薄向量之一内 積0 如凊求項13之方法，其中該第—輸人向量係、在一音訊信 號之一訊框之複數個次頻帶向量當中的一者，且 其中u方法包括基於該音訊信號之一先前訊框之一平 均增益值來編碼該複數個次頻帶向量的一平均增益值。 如請求項13之方法，其中該旋轉矩陣之至少一列之元素 中的每一者係基於該所選第一碼簿向量之一相應元素。 如咐求項13之方法，其令該旋轉矩陣之至少一行之元素 中的母者係基於該所選第一碼薄向量之一相應元素。 如明求項13之方法，其中該旋轉矩陣係基於與該第一輸 157908.doc 201214416 入向量無關之一參考向量。 21•如請求項20之方法，其中該 素。 蕙具有僅一個非零元 22. 如請求項20之方法’其中 薄向量在-平面内至該參考向量的^義該所選第一碼 面包括該所選第-碼薄向量及該參考向°旦之。—旋轉，該平 23. 如請求項13之方法，其中藉 ： 輸入向量之-乘積來執行該計算具二τ二該第- 量與該旋轉矩陣㈣乘^ H方向之該向 24. 如請求項13之方法，其中 位脈衝之-型樣。 ^第碼薄向量係基於單 25. —種用於向量量化之裝置，該裝置包含： 用於藉由在一第一碼薄之複數個第、 擇一相應第一碼薄向量來量化具''、古Ρ田選 輸入向量的構件; 有[方向之-第一 件用於產生基於該所選第-碼薄向量之—旋轉矩陣的構 用於計算⑷具有該第一方向之—向 方向 陣的-乘積以產生具有與該第一方向不同之； 之一旋轉向量的構件；及 由在一第二碼薄之複數個第二碼薄向量當中驾 擇-相應第二碼薄向量來量化具有該第 輸入向量的構件。 —弟一 A如請求項25之裝置’其中在該複數個第-碼薄向量及， 157908.doc 201214416 複數個第二碼薄向量當中的每一者係一單位範數向量。 27. 如請求項25之裝置，其中該用於量化一第一輸入向量之 構件經組態以基於該第一輸入向量之一增益值自複數個 碼薄當中選擇該第一碼薄。 28. =明求項25之裝置，其中對於在該複數個第一碼薄向量 田中的每一者，該第一輸入向量與該碼薄向量之一内積 不大於該第一輸入向量與該所選第一碣薄向量之一 積。 以.^求項25之裝置，其中該第—輸人向量係在一 號之一訊框之複數個次頻帶向量當中的—者，且 —其中該農置包㈣於基於該音訊信號之—先前訊框之 平均增益值來編碼該複數個次頻帶向量的 值的構件。 丁叼增益 3〇·如請，項25之裝置’其中該旋轉矩陣之至少—列 中的母-者係基於該所選第一碼薄向量之一” 31·如請求項25之裝置，其中該旋轉矩陣之至少 中的每-者係基於該所選第一碼薄向量;丁：素 — 裝置〜、中該旋轉矩陣係基於篥—終 入向I無闕之一參考向量。 /…第—輸 33. 如請求項32之裝置， 素。 ”中該參考向量具有僅-個非零元 34. 如請求項32之裝置，其+_轉 薄向量在-平面内至該參考向量的方=該所選第—碼 面包括該所選第一碼薄向量及該參考向量。《轉，該平 m ·>- 157908.doc •5- 201214416 35·如請求項25之裝窨 & ’其中該用於計算一类籍夕姓 態以藉由計算該_ 《積之構件經組 卞开该才疋轉矩陣與該第一 計算具有該第一方 乘積來 36.如請求項25之褒置 向f與該旋轉矩陣的該乘積。 ,r ^ "，其中該所選第—碼薄向量係基於單 位脈衝之一型樣。 土义早 3 7 · —種用於反量化一 、'-量化之向量的裝置，該經量 量包括一第一碼t /匕之向 含： ）丨次弟—碼薄索引，該裝置包 一第一向量反量化 ^ ύ- Δ ^ a ώ 器，其經組態以接收該第一碼薄帝 引，且自一篦—级怨* w序家 第碼薄產生一相應第一碼薄向量. 一旋轉矩陣產生器， 向量之-旋轉矩陣； 生基於該第-碼薄 -第二向量反量化器’其經組態以接 引，且自一第-踩觴* 矛一碼潭索 帛—碼薄產生具有一第一方向 碼薄向量；及 ^日竭第一 二乘法器’其經組態以計算⑷具有該第一方向之一 向里與W該旋轉矩陣的一乘積以產 不同之-第二方向之一旋轉向量。 X第方向 38. —種反量化一經詈介 上里化之向|的方法，該經量化 括一第一石馬薄幸弓丨；5 —楚-** 里己· 第二簡索引，該方法包含： 自-第-碼薄之複數個第 一满篕+ ?丨托- 里田r選擇由該第 馬厚索引才日不之一第一碼薄向量； 產生基於該所選第-碼薄向量之-旋轉矩陣； 自一第二碼薄之複數個第 碼潭向里當中選擇由該第 157908.doc 201214416 二碼薄索引指示且具有—第— 計算（A)具有該第—方向之向之一第二碼薄向量； 一乘積以產生具有與該第—向量與（B)該旋轉矩陣的 旋轉向量。 °不同之—第二方向之一 39. 於反！化-經量化之向量 量包括-第·《碼薄索引及 、置’該經量化之向 含： 第一碼薄索引，該裝置包 用％、目 片一蝎溥之複數侗埜 該第-碼Μ Μ示之 ―Μ向量當中選擇由 用於產生基於該所選第—：=量的構件； 件； '、’薄向里之—旋轉矩陣的構 該第二碼薄索 量的構件； 硬数個第三碼薄向量當中選擇由 且具有-帛-方向之一第二碼薄向 陳=算㈧具有該第-方向之-向量與_轉矩 陣的一乘積以產生具有與嗜笛^_ 舟负兴”亥第一方向不同之一第二方向 之一旋轉向量的構件。 4ϋ具有㈣特徵之㈣時電腦可讀儲存媒體，該等有 形特徵使一讀取該等特徵之機器進行以下操作： 藉由在一第一碼簿之複數個第一碼薄向量當中選擇一 相應第一碼薄向量來量化具有一第一方向之一第一輸入 向量； 產生基於該所選第一碼薄向量之一旋轉矩陣； 汁算（Α)具有该第一方向之一向量與（Β)該旋轉矩陣的 两 _多，.. 157908.doc 201214416 一乘積以產生具有與該第一方向不同之一第二方向的一 旋轉向量；及 藉由在一第二碼薄之複數個第二碼薄向量當中選擇一 相應第二碼薄向量來量化具有該第二方向之一第二輸入 向量。 157908.doc