JP2003108199A - 音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法および音声信号符号化器を有する通信装置 - Google Patents
音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法および音声信号符号化器を有する通信装置Info
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- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数のメモリ部分を低減すると共に、検索ア
ルゴリズムの計算動作の要求される数を低減する。 【解決手段】 符号励起線形予測（Code Excited Linea
r Prediction）プロセスを好ましくは用いて、テプリッ
ツ（Toeplitz）タイプの自己相関行列の三角行列の係数
を演算するために、ｎ個の音声信号サンプリングを含む
時間間隔が、ｐ個の可能パルス位置をそれぞれ有するｔ
個の整数のトラックに分割される、音声信号符号化器の
代数的符号ブック検索方法であり、前記係数が、隣接す
るトラックの組み合わせ；隣接しないトラックの組み合
わせ；全く相等しいトラックの組み合わせ；自己相関行
列の主要な対角線の（ダイアゴナル）係数；のグループ
に分類されてメモリ内の各領域に格納されている。
ルゴリズムの計算動作の要求される数を低減する。 【解決手段】 符号励起線形予測（Code Excited Linea
r Prediction）プロセスを好ましくは用いて、テプリッ
ツ（Toeplitz）タイプの自己相関行列の三角行列の係数
を演算するために、ｎ個の音声信号サンプリングを含む
時間間隔が、ｐ個の可能パルス位置をそれぞれ有するｔ
個の整数のトラックに分割される、音声信号符号化器の
代数的符号ブック検索方法であり、前記係数が、隣接す
るトラックの組み合わせ；隣接しないトラックの組み合
わせ；全く相等しいトラックの組み合わせ；自己相関行
列の主要な対角線の（ダイアゴナル）係数；のグループ
に分類されてメモリ内の各領域に格納されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、好ましくは符号
励起線形予測（Code Excited Linear Prediction）プロ
セスを用いて、テプリッツ（Toeplitz―人名―）タイプ
の自己相関行列の三角行列の係数を演算するために、ｎ
個の音声信号サンプリングを含む時間間隔がｐ個の可能
パルス位置をそれぞれ有するｔ個の整数のトラックに分
割される音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法
に関する。この発明はまた、音声信号符号化器を備える
個別の移動電話機に設けられる通信装置にも関する。
励起線形予測（Code Excited Linear Prediction）プロ
セスを用いて、テプリッツ（Toeplitz―人名―）タイプ
の自己相関行列の三角行列の係数を演算するために、ｎ
個の音声信号サンプリングを含む時間間隔がｐ個の可能
パルス位置をそれぞれ有するｔ個の整数のトラックに分
割される音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法
に関する。この発明はまた、音声信号符号化器を備える
個別の移動電話機に設けられる通信装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】このような方法は、デジタル音声通信手
順（手段）の中で用いられている。もしもアナログ音声
信号が個別のサンプリングレートでデジタル信号へと変
換されるならば、非常に大きな容量のデータが生成され
て、このデータは制限されたスループット（処理能力）
の無線チャネルを介してでは完全には送信することがで
きない。その限りでは、音声信号のデジタル化の後に、
この信号は圧縮される。信号は、不適切な成分が除去さ
れ、反復される成分には短縮された名前が与えられてこ
れらの短縮された名前のみが符号として送信されるよう
に圧縮される。
順（手段）の中で用いられている。もしもアナログ音声
信号が個別のサンプリングレートでデジタル信号へと変
換されるならば、非常に大きな容量のデータが生成され
て、このデータは制限されたスループット（処理能力）
の無線チャネルを介してでは完全には送信することがで
きない。その限りでは、音声信号のデジタル化の後に、
この信号は圧縮される。信号は、不適切な成分が除去さ
れ、反復される成分には短縮された名前が与えられてこ
れらの短縮された名前のみが符号として送信されるよう
に圧縮される。
【０００３】この移動電話を使用するための符号化プロ
セスの技術分野においては、ＣＥＬＰ（Code Excited L
inear Prediction―符号励起線形予測―）プロセス方法
が格別な重要性を獲得するようになってきている。この
効率的な符号化方法において自己相関行列に格納された
音成分が識別されて、係数として送信される。自己相関
行列は、行列が記載されたノートブック、またはこのノ
ートブックのアドレスのみが写し取られた符号（コー
ド）ブックと比較することができる。受信機は、受信し
たデジタル信号をオリジナル信号にできるだけ近いアナ
ログ音声信号に変換するために、全く相等しいノートブ
ックを必然的に要求する。
セスの技術分野においては、ＣＥＬＰ（Code Excited L
inear Prediction―符号励起線形予測―）プロセス方法
が格別な重要性を獲得するようになってきている。この
効率的な符号化方法において自己相関行列に格納された
音成分が識別されて、係数として送信される。自己相関
行列は、行列が記載されたノートブック、またはこのノ
ートブックのアドレスのみが写し取られた符号（コー
ド）ブックと比較することができる。受信機は、受信し
たデジタル信号をオリジナル信号にできるだけ近いアナ
ログ音声信号に変換するために、全く相等しいノートブ
ックを必然的に要求する。
【０００４】多数の符号化器／復号化器が、８ｋｂｐｓ
（キロビットパーセカンド― kilobits per second―）
以上のビットレートで動作するメソッドＣＳ−ＡＣＥＬ
ＰおよびＡＣＥＬＰを含むＩＴＵにより国際的に標準化
されている。
（キロビットパーセカンド― kilobits per second―）
以上のビットレートで動作するメソッドＣＳ−ＡＣＥＬ
ＰおよびＡＣＥＬＰを含むＩＴＵにより国際的に標準化
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このＣＥＬＰプロセス
においては、まず線形予測係数（以下、ＬＰＣ―Linear
Prediction Coefficient―と略記する。）分析がなされ
る。その後、残りの信号は、検索プロセスによる適応で
きる符号ブック内に量子化される。このようにして、音
声信号の周期的な部分は、ＬＴＰ分析（長期的な予測）
で雑音が除去（フィルタ）される。残りの信号は、第２
のブック内に量子化されて；このプロセスのための多数
の解決法が既に存在している。ＡＭＲプロセス（適応で
きるマルチレート音声コーデック）においては、代数的
な符号ブックが用いられている。代数的符号ブック検索
の原理は、個別の時間間隔を示すと共に制限された数の
パルスが＋１または−１の振幅（較差）を有する符号ベ
クトルを検索することに基づいている。
においては、まず線形予測係数（以下、ＬＰＣ―Linear
Prediction Coefficient―と略記する。）分析がなされ
る。その後、残りの信号は、検索プロセスによる適応で
きる符号ブック内に量子化される。このようにして、音
声信号の周期的な部分は、ＬＴＰ分析（長期的な予測）
で雑音が除去（フィルタ）される。残りの信号は、第２
のブック内に量子化されて；このプロセスのための多数
の解決法が既に存在している。ＡＭＲプロセス（適応で
きるマルチレート音声コーデック）においては、代数的
な符号ブックが用いられている。代数的符号ブック検索
の原理は、個別の時間間隔を示すと共に制限された数の
パルスが＋１または−１の振幅（較差）を有する符号ベ
クトルを検索することに基づいている。
【０００６】この符号ベクトルは、例えば合成フィルタ
を介して雑音の除去（フィルタ）が行なわれ、換言すれ
ば、復号化プロセスは送信側で行なわれ、信号の送信後
には受信側で行なわれている。非常に大きな数の可能符
号ベクトルは、最少の誤りエネルギーを有する、換言す
ればオリジナル信号にできるだけ同じである符号ベクト
ルを決定するために、縮小（ネスト化）された検索ルー
プにより体系的（組織的）にチェックされている。
を介して雑音の除去（フィルタ）が行なわれ、換言すれ
ば、復号化プロセスは送信側で行なわれ、信号の送信後
には受信側で行なわれている。非常に大きな数の可能符
号ベクトルは、最少の誤りエネルギーを有する、換言す
ればオリジナル信号にできるだけ同じである符号ベクト
ルを決定するために、縮小（ネスト化）された検索ルー
プにより体系的（組織的）にチェックされている。
【０００７】符号ベクトルのこの反復的な決定は、移動
電話の計算容量の大部分を占めているので、この検索ア
ルゴリズムの最適化は格別に効果的である。第１に、相
対的に高価であるＲＡＭのために要求されるＲＡＭ構成
要素として求められた多数のメモリ部分を低減すること
が望まれており、第２に、目的は、検索アルゴリズムの
計算動作の要求される数を低減することである。
電話の計算容量の大部分を占めているので、この検索ア
ルゴリズムの最適化は格別に効果的である。第１に、相
対的に高価であるＲＡＭのために要求されるＲＡＭ構成
要素として求められた多数のメモリ部分を低減すること
が望まれており、第２に、目的は、検索アルゴリズムの
計算動作の要求される数を低減することである。
【０００８】自己関数行列は、テプリッツ（Toeplitz）
行列であり、換言すればこれはその主要な対角線、およ
び最上位三角行列および／またはこれと同じに全ての係
数を含む最下位三角行列に関連して、対称である。した
がって、完全な自己相関行列の代わりに、メモリ領域を
節約するために三角行列のうちの唯１つを格納すること
が既に提案されていた。しかしながら、このプロセス
は、個々の係数の複雑なアドレッシングを導いているの
で、メモリ領域の節約は計算の複雑さが増大することに
より相殺されてしまう。
行列であり、換言すればこれはその主要な対角線、およ
び最上位三角行列および／またはこれと同じに全ての係
数を含む最下位三角行列に関連して、対称である。した
がって、完全な自己相関行列の代わりに、メモリ領域を
節約するために三角行列のうちの唯１つを格納すること
が既に提案されていた。しかしながら、このプロセス
は、個々の係数の複雑なアドレッシングを導いているの
で、メモリ領域の節約は計算の複雑さが増大することに
より相殺されてしまう。
【０００９】それゆえにこの発明は、必要なメモリスペ
ースを節約すると共に計算の複雑性を低減する方法を提
供することを目的としている。
ースを節約すると共に計算の複雑性を低減する方法を提
供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】冒頭に説明したタイプの
方法における子の問題を解決するために、この発明によ
り、隣接するトラックの組み合わせ、隣接しないトラッ
クの組み合わせ、全く相等しいトラックの組み合わせ、
および自己相関行列の主要対角線の係数にグループ分け
されたメモリ内に、係数を格納することを提案してい
る。
方法における子の問題を解決するために、この発明によ
り、隣接するトラックの組み合わせ、隣接しないトラッ
クの組み合わせ、全く相等しいトラックの組み合わせ、
および自己相関行列の主要対角線の係数にグループ分け
されたメモリ内に、係数を格納することを提案してい
る。
【００１１】この発明による方法において、自己相関行
列の要求された係数は、迅速で連続するアクセスを許容
するように、格納されている。そう（複雑）でなければ
要求されないのであろうが、三角行列の係数のための相
対的に複雑なメモリアドレスの計算は、かなり簡略化す
ることができる。幾つかの係数は、非常に頻繁に要求さ
れるが他の係数は非常にまれにしか要求されない。この
状況は最適化されたグループ分けにより実現されている
ので、自己相関行列の周期的に要求される係数は、より
簡単にアドレスすることができ、結果として非常に迅速
なアクセスをすることになる。
列の要求された係数は、迅速で連続するアクセスを許容
するように、格納されている。そう（複雑）でなければ
要求されないのであろうが、三角行列の係数のための相
対的に複雑なメモリアドレスの計算は、かなり簡略化す
ることができる。幾つかの係数は、非常に頻繁に要求さ
れるが他の係数は非常にまれにしか要求されない。この
状況は最適化されたグループ分けにより実現されている
ので、自己相関行列の周期的に要求される係数は、より
簡単にアドレスすることができ、結果として非常に迅速
なアクセスをすることになる。
【００１２】この発明は、それぞれの場合に隣接するト
ラックの組み合わせのグループおよび隣接しないトラッ
クの組み合わせのグループのために、それぞれがｐ×ｐ
個の係数のｔ個のデータ記録が格納されていることを提
案している。実用上非常に重要な、ＣＥＬＰまたはＡＣ
ＥＬＰプロセスの動作モードは、２つの隣接するパルス
の位置が同時に確立されているので、符号ベクトル毎の
ｐ個の可能パルス位置のためには、検索ループを介して
ｐ×ｐ個の通路があるということを提供している。
ラックの組み合わせのグループおよび隣接しないトラッ
クの組み合わせのグループのために、それぞれがｐ×ｐ
個の係数のｔ個のデータ記録が格納されていることを提
案している。実用上非常に重要な、ＣＥＬＰまたはＡＣ
ＥＬＰプロセスの動作モードは、２つの隣接するパルス
の位置が同時に確立されているので、符号ベクトル毎の
ｐ個の可能パルス位置のためには、検索ループを介して
ｐ×ｐ個の通路があるということを提供している。
【００１３】この検索ループ内で要求される係数への極
めて迅速かつ簡単なアクセスは、もしも係数がメモリ内
に連続的に格納されているのならば、実現可能である。
めて迅速かつ簡単なアクセスは、もしも係数がメモリ内
に連続的に格納されているのならば、実現可能である。
【００１４】この発明の更なる実施の態様において、自
己相関行列の水平方向または垂直方向のベクトルを表す
ｐ係数を有するデータ記録のサブグループが、第１の係
数のメモリポイントを表示する値と次のメモリポイント
に対する一定のステップ幅とが予め特定されているプロ
グラムループを介して読み出されるという構成が提供さ
れる。
己相関行列の水平方向または垂直方向のベクトルを表す
ｐ係数を有するデータ記録のサブグループが、第１の係
数のメモリポイントを表示する値と次のメモリポイント
に対する一定のステップ幅とが予め特定されているプロ
グラムループを介して読み出されるという構成が提供さ
れる。
【００１５】したがって、第１のメモリアドレスおよび
ステップ幅のための開始または最初の値、すなわち、そ
れぞれの場合における次のメモリポイントに対するメモ
リ箇所の数を定義するだけで充分である。ハードのメモ
リ内に格納されたルックアップテーブルの開始の値を用
いるか、あるいはそれらを計算して提供することができ
る。
ステップ幅のための開始または最初の値、すなわち、そ
れぞれの場合における次のメモリポイントに対するメモ
リ箇所の数を定義するだけで充分である。ハードのメモ
リ内に格納されたルックアップテーブルの開始の値を用
いるか、あるいはそれらを計算して提供することができ
る。
【００１６】ステップ幅は、隣接するトラックの組み合
わせグループのデータ記録のために有利に選択される。
この係数は、順次連続して格納され、特に簡単に読み出
すことができる。
わせグループのデータ記録のために有利に選択される。
この係数は、順次連続して格納され、特に簡単に読み出
すことができる。
【００１７】隣接しないトラックの組み合わせグループ
のデータ記録のために、ステップ幅ｐを選択することが
推奨される。
のデータ記録のために、ステップ幅ｐを選択することが
推奨される。
【００１８】全く相等しいトラックの組み合わせグルー
プのために要求されるメモリスペースを低減させるため
に、ｔ三角行列が連続的に格納可能である。１つの三角
行列は、全く相等しいトラックの組み合わせの各々に対
応し、あらゆるｔ三角行列は、１つのブロック内に格納
されている。
プのために要求されるメモリスペースを低減させるため
に、ｔ三角行列が連続的に格納可能である。１つの三角
行列は、全く相等しいトラックの組み合わせの各々に対
応し、あらゆるｔ三角行列は、１つのブロック内に格納
されている。
【００１９】これらの係数は相対的にまれにしか要求さ
れることがないので、もしもアクセスが僅かに少しだけ
複雑になっても不都合はない。計算の複雑性を更に低減
するために、ルックアップテーブルを介して再度アクセ
スが行なわれる。
れることがないので、もしもアクセスが僅かに少しだけ
複雑になっても不都合はない。計算の複雑性を更に低減
するために、ルックアップテーブルを介して再度アクセ
スが行なわれる。
【００２０】主要な対角線の計数は、１つのグループ内
に組み合わされて連続的に格納されている。
に組み合わされて連続的に格納されている。
【００２１】１つの時間間隔の範囲内でもしも４０の音
声信号サンプリングが実行されるならば好都合であるこ
とが分かる。もしもこの値が選択されたならば、このプ
ロセスは国際的に確立された規則により互換可能であ
る。音声信号用の８ｋＨｚの典型的なサンプリングレー
トのために２０ｍｓｅｃの時間間隔が要求されており、
この短い時間間隔の範囲内で、この音声信号は準静的
（quasistationary）なものとみなすことができると共
に、符号ベクトルにより表すことができる。
声信号サンプリングが実行されるならば好都合であるこ
とが分かる。もしもこの値が選択されたならば、このプ
ロセスは国際的に確立された規則により互換可能であ
る。音声信号用の８ｋＨｚの典型的なサンプリングレー
トのために２０ｍｓｅｃの時間間隔が要求されており、
この短い時間間隔の範囲内で、この音声信号は準静的
（quasistationary）なものとみなすことができると共
に、符号ベクトルにより表すことができる。
【００２２】自己相関行列は、好ましくは、時間ウィン
ドウ内の４０音声信号サンプリングに相当する、４０×
４０マトリックスである。
ドウ内の４０音声信号サンプリングに相当する、４０×
４０マトリックスである。
【００２３】この発明の実施態様によるプロセスにおけ
る反復する数を低減させるために、時間間隔が等しい長
さの整数のトラックへと分割されている。好ましくは、
時間間隔は、それぞれが８個のパルス位置を有する５個
のトラック、または、それぞれが１０個のパルス位置を
有する４個のトラックに分割されている。
る反復する数を低減させるために、時間間隔が等しい長
さの整数のトラックへと分割されている。好ましくは、
時間間隔は、それぞれが８個のパルス位置を有する５個
のトラック、または、それぞれが１０個のパルス位置を
有する４個のトラックに分割されている。
【００２４】もしも隣接するトラックと隣接しないトラ
ックとの組み合わせによる係数グループがそれぞれ６４
個の係数を含むブロックの大部分から形成されているの
ならば、係数に対する特に迅速なアクセスが実行され
る。反復の間にこれらの係数グループは、とりわけ頻繁
にアクセスされなくてはならない。したがって、これら
のグループはそれらが計算のために求められ、そのよう
に迅速にアクセスされるために格納されており；これは
計算の複雑性の低減を導いている。
ックとの組み合わせによる係数グループがそれぞれ６４
個の係数を含むブロックの大部分から形成されているの
ならば、係数に対する特に迅速なアクセスが実行され
る。反復の間にこれらの係数グループは、とりわけ頻繁
にアクセスされなくてはならない。したがって、これら
のグループはそれらが計算のために求められ、そのよう
に迅速にアクセスされるために格納されており；これは
計算の複雑性の低減を導いている。
【００２５】特に良好な結果は、もしも３２０の値が隣
接するトラックの組み合わせの係数グループのために決
定されるならば、実現可能である。隣接しないトラック
の組み合わせの係数グループのためにもまた、３２０の
値が決定される。全く相等しいトラックの組み合わせの
係数グループは１４０の値を含み；主要対角線の係数と
共に合計で８２０の係数が決定される。
接するトラックの組み合わせの係数グループのために決
定されるならば、実現可能である。隣接しないトラック
の組み合わせの係数グループのためにもまた、３２０の
値が決定される。全く相等しいトラックの組み合わせの
係数グループは１４０の値を含み；主要対角線の係数と
共に合計で８２０の係数が決定される。
【００２６】計算速度における更なる増加は、もしもメ
モリが幾つかのＲＡＭメモリバンクを有し、係数グルー
プが異なるＲＡＭメモリバンクに格納されたならば、実
現可能である。もしも係数グループが異なるＲＡＭメモ
リバンクに格納されているならば、これらの係数グルー
プは並列にアクセスすることができ、すなわち、２つの
係数を同時に読み出すことができる。したがって、メモ
リアクセス時間は凡そ半分にすることができる。
モリが幾つかのＲＡＭメモリバンクを有し、係数グルー
プが異なるＲＡＭメモリバンクに格納されたならば、実
現可能である。もしも係数グループが異なるＲＡＭメモ
リバンクに格納されているならば、これらの係数グルー
プは並列にアクセスすることができ、すなわち、２つの
係数を同時に読み出すことができる。したがって、メモ
リアクセス時間は凡そ半分にすることができる。
【００２７】この発明による方法は、移動電話のオペレ
ーティングシステムに対して特に有利に一体化すること
ができる。
ーティングシステムに対して特に有利に一体化すること
ができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面に示されているがこの発明を限定するものではな
い実施例を参照しながら詳細に説明する。図面は、線図
であり、図面の簡単な説明に記載されている内容のもの
である。
て図面に示されているがこの発明を限定するものではな
い実施例を参照しながら詳細に説明する。図面は、線図
であり、図面の簡単な説明に記載されている内容のもの
である。
【００２９】繰り返し検索プロセスにより、実際の信号
に最も良く対応するすなわちエラーエネルギーが最少と
なるコードベクトルが決定される。検索プロセスの範囲
内でパルスは次から次へと決定されるので、検索が進行
するにつれて、変数の数が減少させられる。
に最も良く対応するすなわちエラーエネルギーが最少と
なるコードベクトルが決定される。検索プロセスの範囲
内でパルスは次から次へと決定されるので、検索が進行
するにつれて、変数の数が減少させられる。
【００３０】図１の表は、４０個の音声信号サンプリン
グを含む時間間隔から、それぞれが１０個のパルス位置
を有する４個のトラックへの分割を示している。実際に
は重要である他の分割は、それぞれが８個の可能パルス
位置を有する５個のトラックへの分割である。それぞれ
のパルスについて、トラックを位置決めすることができ
るように定義される。
グを含む時間間隔から、それぞれが１０個のパルス位置
を有する４個のトラックへの分割を示している。実際に
は重要である他の分割は、それぞれが８個の可能パルス
位置を有する５個のトラックへの分割である。それぞれ
のパルスについて、トラックを位置決めすることができ
るように定義される。
【００３１】したがって、第１のパルスは、全部で４０
個の位置の代わりに１０（８）個の位置だけに配置する
ことができる。パルス位置は最少のエラーエネルギーを
有するように繰り返し選択される。その後、次のパルス
位置が既に確立された第１のパルス位置を考慮して、繰
り返し決定される。このプロセスは全てのパルスについ
て行なわれる。
個の位置の代わりに１０（８）個の位置だけに配置する
ことができる。パルス位置は最少のエラーエネルギーを
有するように繰り返し選択される。その後、次のパルス
位置が既に確立された第１のパルス位置を考慮して、繰
り返し決定される。このプロセスは全てのパルスについ
て行なわれる。
【００３２】動作モードを特定の周期で発生させるため
に、２つの隣接するパルスが同時に決定される。このた
めに、２つのパルスの全ての組み合わせが計算され、最
も好ましいパルス対が既にセットされたパルス対を考慮
して決定される。トラックが８個のパルス位置を有する
動作モードにおいては、８×８＝６４個の計算が要求さ
れ；１０個のパルス位置を有するトラックの場合、１０
×１０＝１００個の計算が各パルス対のために行なわれ
なければならない。以下の実施例は、パルス対が同時に
決定されるプロセスに関するものである。
に、２つの隣接するパルスが同時に決定される。このた
めに、２つのパルスの全ての組み合わせが計算され、最
も好ましいパルス対が既にセットされたパルス対を考慮
して決定される。トラックが８個のパルス位置を有する
動作モードにおいては、８×８＝６４個の計算が要求さ
れ；１０個のパルス位置を有するトラックの場合、１０
×１０＝１００個の計算が各パルス対のために行なわれ
なければならない。以下の実施例は、パルス対が同時に
決定されるプロセスに関するものである。
【００３３】図２は、８個のパルスがセットされる動作
モード用にテストされるべきトラック／パルス組み合わ
せの表を示している。第１パルスＩp0が逆フィルタされ
た目標信号の最大値を含むトラック内にセットされる。
この設定は実際の検索ループの前になされて、全体の検
索ループに適用されている。図示された実施において
は、逆フィルタされた目標信号の最大値がトラック２内
にある。したがって、この値は、全ての繰り返しにおけ
るパルスＩp0のために維持されている。第２のパルスＩ
p1は、トラックの８個の可能パルス位置の全てが決定さ
れることで決定される。
モード用にテストされるべきトラック／パルス組み合わ
せの表を示している。第１パルスＩp0が逆フィルタされ
た目標信号の最大値を含むトラック内にセットされる。
この設定は実際の検索ループの前になされて、全体の検
索ループに適用されている。図示された実施において
は、逆フィルタされた目標信号の最大値がトラック２内
にある。したがって、この値は、全ての繰り返しにおけ
るパルスＩp0のために維持されている。第２のパルスＩ
p1は、トラックの８個の可能パルス位置の全てが決定さ
れることで決定される。
【００３４】図２より明らかなように、繰り返し１にお
いては、トラック３の８個の位置がテストされる。トラ
ック３のパルス位置は、最少のエラーエネルギーと共に
選択される。Ｉp0およびＩp1の定義の後に、パルスＩp2
およびＩp3のための６４個の可能組み合わせがテストさ
れる。図２より明らかなように、Ｉp2は、第１の繰り返
しのために、トラック３で見つけられるべきであり、ト
ラック０では、Ｉp4が見つけられるべきである。
いては、トラック３の８個の位置がテストされる。トラ
ック３のパルス位置は、最少のエラーエネルギーと共に
選択される。Ｉp0およびＩp1の定義の後に、パルスＩp2
およびＩp3のための６４個の可能組み合わせがテストさ
れる。図２より明らかなように、Ｉp2は、第１の繰り返
しのために、トラック３で見つけられるべきであり、ト
ラック０では、Ｉp4が見つけられるべきである。
【００３５】その後パルス対Ｉp4−Ｉp5、Ｉp6−Ｉp7、
Ｉp8−Ｉp9が同様のプロセスで定義される。全ての組み
合わせがテストされてしまったとき、最少のエラーエネ
ルギーを有する符号ベクトルが格納されると共に、繰り
返し２が同様に行なわれる。最少のエラーエネルギーを
有するパルスが選択される。この繰り返しの符号ベクト
ルは、目標ベクトルに最も近似している。それぞれの繰
り返しのために、４つのパルス対がチェックされ、すな
わち全部で４×６４＝２５６個の計算が行なわれる。し
たがって、４つの繰り返しのためには、１０２４個の計
算が行われている。
Ｉp8−Ｉp9が同様のプロセスで定義される。全ての組み
合わせがテストされてしまったとき、最少のエラーエネ
ルギーを有する符号ベクトルが格納されると共に、繰り
返し２が同様に行なわれる。最少のエラーエネルギーを
有するパルスが選択される。この繰り返しの符号ベクト
ルは、目標ベクトルに最も近似している。それぞれの繰
り返しのために、４つのパルス対がチェックされ、すな
わち全部で４×６４＝２５６個の計算が行なわれる。し
たがって、４つの繰り返しのためには、１０２４個の計
算が行われている。
【００３６】図３は、一緒にチェックされる、隣接する
トラックと隣接しないトラックのテーブル（表）を示し
ている。図２から、トラックのある組み合わせが周期的
に、例えばＴr0−Ｔr1，Ｔr1−Ｔr3で発生しているが、
他の組み合わせは全く発生していないことが明かであ
る。図３の左側の欄は、検索プロセスのために必要な隣
接するトラックを含んでいる。
トラックと隣接しないトラックのテーブル（表）を示し
ている。図２から、トラックのある組み合わせが周期的
に、例えばＴr0−Ｔr1，Ｔr1−Ｔr3で発生しているが、
他の組み合わせは全く発生していないことが明かであ
る。図３の左側の欄は、検索プロセスのために必要な隣
接するトラックを含んでいる。
【００３７】検索プロセスは実際の検索ループへと分割
されており、この実際の検索ループにおいては、アクセ
スは自己相関行列の６４個の値を有するブロックについ
てなされ；それぞれが６４個の値を有する４つのパルス
対を備える４つの繰り返しについては全部で１０２４個
の行列のアクセスがその後になされる。
されており、この実際の検索ループにおいては、アクセ
スは自己相関行列の６４個の値を有するブロックについ
てなされ；それぞれが６４個の値を有する４つのパルス
対を備える４つの繰り返しについては全部で１０２４個
の行列のアクセスがその後になされる。
【００３８】検索ループの外側では、アクセスは８個の
値に対してなされ、全体で１２８０個のアクセスが自己
相関行列に対して行なわれる。従来のプロセスにおいて
は、全部の自己相関行列は、４０×４０＝１６００個の
値について格納されている。しかしながら、それぞれの
場合においては６４個の値のブロックが要求されている
ので、それらの値が一緒に格納される。ブロック内のシ
ーケンス（手順）はこれらの値が要求されたメモリアド
レスについての複雑な計算をすることなく一定のステッ
プ幅のプログラムループを介してアクセスすることがで
きるように選択される。
値に対してなされ、全体で１２８０個のアクセスが自己
相関行列に対して行なわれる。従来のプロセスにおいて
は、全部の自己相関行列は、４０×４０＝１６００個の
値について格納されている。しかしながら、それぞれの
場合においては６４個の値のブロックが要求されている
ので、それらの値が一緒に格納される。ブロック内のシ
ーケンス（手順）はこれらの値が要求されたメモリアド
レスについての複雑な計算をすることなく一定のステッ
プ幅のプログラムループを介してアクセスすることがで
きるように選択される。
【００３９】図３の左側の欄から理解できるように、全
体で３２０個の値を有する隣接するトラックの６４個の
値をそれぞれが有する５つのグループが存在している。
したがって、それぞれが６４個の値を有する隣接しない
トラックの５つの組み合わせもまた存在しているので、
ここで再び全部で３２０個の値が計算されなければなら
ない。
体で３２０個の値を有する隣接するトラックの６４個の
値をそれぞれが有する５つのグループが存在している。
したがって、それぞれが６４個の値を有する隣接しない
トラックの５つの組み合わせもまた存在しているので、
ここで再び全部で３２０個の値が計算されなければなら
ない。
【００４０】図４は、例えばＴr0−Ｔr0の２つの全く相
等しいトラックの組み合わせの係数を有する対角線状の
行列（マトリックス）を示している。全く相等しいトラ
ックの５つの組み合わせから、全部で１４０個の値を有
するブロックが形成される。このブロックへのアクセス
は、全てのアクセスの１０％のみがこの範疇（カテゴリ
ー）に該当しているので、相対的に稀少なものである。
この理由により、もしもアクセス、すなわち係数のアド
レッシングが僅かに少し複雑になったとしてもそれが不
都合となることはない。さらに、アクセスのための割り
当てテーブルを用いることも可能である。
等しいトラックの組み合わせの係数を有する対角線状の
行列（マトリックス）を示している。全く相等しいトラ
ックの５つの組み合わせから、全部で１４０個の値を有
するブロックが形成される。このブロックへのアクセス
は、全てのアクセスの１０％のみがこの範疇（カテゴリ
ー）に該当しているので、相対的に稀少なものである。
この理由により、もしもアクセス、すなわち係数のアド
レッシングが僅かに少し複雑になったとしてもそれが不
都合となることはない。さらに、アクセスのための割り
当てテーブルを用いることも可能である。
【００４１】図５は、主要な対角線の係数を示してい
る。合計で４０個の信号サンプリングが１つの時間間隔
内で行なわれているので、この主要な対角線は、１つの
ブロック内に連続的に格納される４０個の要素を含んで
いる。
る。合計で４０個の信号サンプリングが１つの時間間隔
内で行なわれているので、この主要な対角線は、１つの
ブロック内に連続的に格納される４０個の要素を含んで
いる。
【００４２】合計で、隣接するトラックの組み合わせに
おける合計で３２０個の係数、隣接しないトラックの組
み合わせにおける３２０個の係数、全く相等しいトラッ
クの組み合わせにおける１４０個の係数、および主要な
対角線の４０個の係数が計算されるので、合計して８２
０個の係数が計算されている。
おける合計で３２０個の係数、隣接しないトラックの組
み合わせにおける３２０個の係数、全く相等しいトラッ
クの組み合わせにおける１４０個の係数、および主要な
対角線の４０個の係数が計算されるので、合計して８２
０個の係数が計算されている。
【００４３】図６は、複数のグループで計算されるべき
全ての係数を示している。各楕円形のシンボルは、係数
の個別の番号を有するサブグループを表示している。ブ
ロック１および２において各サブグループは８個の係数
を有し、ブロック４においては５個の係数を有してい
る。ブロック３における係数の数は、対角線の行列であ
るため異なっている。
全ての係数を示している。各楕円形のシンボルは、係数
の個別の番号を有するサブグループを表示している。ブ
ロック１および２において各サブグループは８個の係数
を有し、ブロック４においては５個の係数を有してい
る。ブロック３における係数の数は、対角線の行列であ
るため異なっている。
【００４４】個々のブロックの計算について、以下、よ
り詳細に説明する。ブロック１ないし４のそれぞれは、
別々に計算することができる。図７において、これらの
ステップはブロック１のために示されている。第１のス
テップは、自己相関行列の値（３８／３９）で開始す
る。この行列は、図７に描かれた対角線が値０／１に到
達するまで対角線上で処理される。
り詳細に説明する。ブロック１ないし４のそれぞれは、
別々に計算することができる。図７において、これらの
ステップはブロック１のために示されている。第１のス
テップは、自己相関行列の値（３８／３９）で開始す
る。この行列は、図７に描かれた対角線が値０／１に到
達するまで対角線上で処理される。
【００４５】終了の値は、‘Ａ’とマークされ、右手側
の‘Ａ’とマークされた値（３３／３９）まで続いてい
る。同様のことはシンボル‘Ｂ’にも適用する。
の‘Ａ’とマークされた値（３３／３９）まで続いてい
る。同様のことはシンボル‘Ｂ’にも適用する。
【００４６】第１のステップの後のブロック１のメモリ
シーケンスは図８に示されており、矢印は、自己相関行
列からの係数が８×８個の値を備えるブロック内に格納
されている順番を表示している。第２のサブステップ
は、図７に示される値（３０／３９）から開始する。こ
の対角線は、値（０／４）まで処理され、第２の部分は
値（３０／３９）で開始され、以下同様に処理される。
シーケンスは図８に示されており、矢印は、自己相関行
列からの係数が８×８個の値を備えるブロック内に格納
されている順番を表示している。第２のサブステップ
は、図７に示される値（３０／３９）から開始する。こ
の対角線は、値（０／４）まで処理され、第２の部分は
値（３０／３９）で開始され、以下同様に処理される。
【００４７】図９は、第２のサブステップの後のブロッ
ク１のメモリシーケンスを示している。第１のステップ
で既に格納されていた全ての値は、図９に黒いドット
（●）によりマークされる。この第２のステップを介し
て、全体のブロックが充填される。図７に従うと、第１
のラインは、トラック０−トラック１の相関する値を含
んでおり、第２のラインは、トラック１−トラック２の
相関する値を含んでおり、以下同様である。
ク１のメモリシーケンスを示している。第１のステップ
で既に格納されていた全ての値は、図９に黒いドット
（●）によりマークされる。この第２のステップを介し
て、全体のブロックが充填される。図７に従うと、第１
のラインは、トラック０−トラック１の相関する値を含
んでおり、第２のラインは、トラック１−トラック２の
相関する値を含んでおり、以下同様である。
【００４８】図１０は、同様のやり方により生成するこ
とができる隣接しないトラックの値を有するブロック２
の計算を示している。図１０のブロック１と同様に、要
求される信号が描かれている。第１の部分は、値（３７
／３９）から始まっている。この対角線は値（０／２）
まで処理され、第１の部分は値（３２／３９）まで続け
られる。
とができる隣接しないトラックの値を有するブロック２
の計算を示している。図１０のブロック１と同様に、要
求される信号が描かれている。第１の部分は、値（３７
／３９）から始まっている。この対角線は値（０／２）
まで処理され、第１の部分は値（３２／３９）まで続け
られる。
【００４９】図１１は、前記第１のステップの後のブロ
ック２のメモリシーケンスを示している。第２の部分
は、値（３６／３９）から始まっている。対角線は、値
（０／３）まで続けられ、第２の部分は、値（３１／３
９）まで続けられる。
ック２のメモリシーケンスを示している。第２の部分
は、値（３６／３９）から始まっている。対角線は、値
（０／３）まで続けられ、第２の部分は、値（３１／３
９）まで続けられる。
【００５０】図１２は、前記第２のステップの後のブロ
ック２のメモリシーケンスを示している。第１のステッ
プで既に格納された全ての値は、ドットによりマークさ
れている。
ック２のメモリシーケンスを示している。第１のステッ
プで既に格納された全ての値は、ドットによりマークさ
れている。
【００５１】図１３は、全く相等しいトラックの組み合
わせのブロックについての計算を示している。上述した
実施例と同様に、要求される対角線が示されている。ブ
ロック３は、単一の経路で計算することができる。ブロ
ック３のメモリシーケンスは図１４に示されている。
わせのブロックについての計算を示している。上述した
実施例と同様に、要求される対角線が示されている。ブ
ロック３は、単一の経路で計算することができる。ブロ
ック３のメモリシーケンスは図１４に示されている。
【００５２】ブロック４用の係数は、自己相関行列の主
要な対角線の値である。
要な対角線の値である。
【００５３】１６００個の係数が演算されて格納される
従来の解決方法に比較して、このプロセスにおいては、
８２０個の係数が計算されなければならない。これは、
凡そ３０％の計算の複雑さの低減を与える。ＲＡＭメモ
リの必要条件は、凡そ４０％により低減される。
従来の解決方法に比較して、このプロセスにおいては、
８２０個の係数が計算されなければならない。これは、
凡そ３０％の計算の複雑さの低減を与える。ＲＡＭメモ
リの必要条件は、凡そ４０％により低減される。
【００５４】計算時間を更に短縮させるために、ブロッ
ク１およびブロック２が、メモリの分離独立したＲＡＭ
メモリバンク内に格納されているので、２つの値は同時
に読み出すことができる。
ク１およびブロック２が、メモリの分離独立したＲＡＭ
メモリバンク内に格納されているので、２つの値は同時
に読み出すことができる。
【００５５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明に係
る音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法および
音声信号符号化器を有する通信装置によれば、必要とさ
れるメモリスペースを節約できると共に計算の複雑性を
低減する方法を提供することができる。
る音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法および
音声信号符号化器を有する通信装置によれば、必要とさ
れるメモリスペースを節約できると共に計算の複雑性を
低減する方法を提供することができる。
【図１】この発明の実施形態におけるそれぞれが１０個
の可能パルス位置を有する４個のトラックに時間間隔を
分割した状態を示す説明図である。
の可能パルス位置を有する４個のトラックに時間間隔を
分割した状態を示す説明図である。
【図２】この発明の実施形態におけるテストされるべき
トラック／パルスの組み合わせを示す図表である。
トラック／パルスの組み合わせを示す図表である。
【図３】この発明の実施形態における隣接するトラック
および隣接しないトラックを示す図表である。
および隣接しないトラックを示す図表である。
【図４】この発明の実施形態における全く相等しいトラ
ックの組み合わせの係数を有する三角行列を示す説明図
である。
ックの組み合わせの係数を有する三角行列を示す説明図
である。
【図５】この発明の実施形態における主要対角線の係数
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図６】この発明の実施形態における計算されるべき全
ての係数の概観図である。
ての係数の概観図である。
【図７】この発明の実施形態における隣接するトラック
（ブロック）の組み合わせのグループの計算を示す説明
図である。
（ブロック）の組み合わせのグループの計算を示す説明
図である。
【図８】この発明の実施形態における第１のステップの
後でのブロック１のメモリシーケンスを示す説明図であ
る。
後でのブロック１のメモリシーケンスを示す説明図であ
る。
【図９】この発明の実施形態における第２のステップの
後でのブロック１のメモリシーケンスを示す説明図であ
る。
後でのブロック１のメモリシーケンスを示す説明図であ
る。
【図１０】この発明の実施形態における隣接しないトラ
ック（ブロック２）の組み合わせのグループの計算を示
す説明図である。
ック（ブロック２）の組み合わせのグループの計算を示
す説明図である。
【図１１】この発明の実施形態における第１のステップ
の後でのブロック２のメモリシーケンスを示す説明図で
ある。
の後でのブロック２のメモリシーケンスを示す説明図で
ある。
【図１２】この発明の実施形態における第２のステップ
の後でのブロック２のメモリシーケンスを示す説明図で
ある。
の後でのブロック２のメモリシーケンスを示す説明図で
ある。
【図１３】この発明の実施形態における全く相等しいト
ラック（ブロック３）の値を有するブロックの計算を示
す説明図である。
ラック（ブロック３）の値を有するブロックの計算を示
す説明図である。
【図１４】この発明の実施形態におけるブロック３のメ
モリスペースシーケンスを示す説明図である。
モリスペースシーケンスを示す説明図である。
Ｔｒ１〜Ｔｒ４ トラック
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ディートマール、グラードル
ドイツ連邦共和国ティルシェンロイト、ヘ
ルマンガッセ、５
Ｆターム(参考） 5D045 CA10 CC00
Claims (19)
- 【請求項１】好ましくは符号励起線形予測（Code Excit
ed Linear Prediction）プロセスを用いて、テプリッツ
（Toeplitz―人名―）タイプの自己相関行列の三角行列
の係数を演算するために、ｎ個の音声信号サンプリング
を含む時間間隔が、ｐ個の可能パルス位置をそれぞれ有
するｔ個の整数のトラックに分割される、音声信号符号
化器の代数的符号ブック検索方法において、 前記係数が、 隣接するトラックの組み合わせ；隣接しないトラックの
組み合わせ；全く相等しいトラックの組み合わせ；自己
相関行列の主要な対角線の（ダイアゴナル―diagonal
―）係数；のグループに分類されてメモリ内に格納され
ていることを特徴とする音声信号符号化器の代数的符号
ブック検索方法。 - 【請求項２】それぞれの場合における隣接するトラック
の組み合わせと隣接しないトラックの組み合わせのため
に、ｐ×ｐ個の係数をそれぞれ有するｔ個のデータ記録
が格納されていることを特徴とする請求項１に記載の音
声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項３】前記係数は、順次に連続して格納されてい
ることを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに
記載の音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項４】前記自己関数行列の水平方向または垂直方
向ベクトルを示す、ｐ個の係数を有するデータセット
が、前記第１の係数のメモリポイントを示す値と次のメ
モリポイントに対する一定のステップとが前もって特定
されているプログラムループを介して読み出されること
を特徴とする請求項２および請求項３の何れかに記載の
音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項５】前記隣接するトラックの組み合わせグルー
プでのデータ記録のために、前記ステップの値１が選択
されていることを特徴とする請求項４に記載の音声信号
符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項６】前記隣接しないトラックの組み合わせグル
ープでのデータ記録のために、前記ステップの値ｐが選
択されていることを特徴とする請求項４に記載の音声信
号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項７】全く相等しいトラックｔの組み合わせグル
ープでのデータ記録のために、三角行列が順次に連続し
て格納されていることを特徴とする請求項１ないし請求
項６の何れかに記載の音声信号符号化器の代数的符号ブ
ック検索方法。 - 【請求項８】全く相等しいトラックのグループの係数に
対するアクセスは、ルックアップテーブルを介して行な
われることを特徴とする請求項７に記載の音声信号符号
化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項９】主要な対角線の係数が順次に連続して格納
されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８の
何れかに記載の音声信号符号化器の代数的符号ブック検
索方法。 - 【請求項１０】４０個の音声信号サンプリングは、時間
間隔の範囲内に含まれていることを特徴とする請求項１
ないし請求項９の何れかに記載の音声信号符号化器の代
数的符号ブック検索方法。 - 【請求項１１】前記自己相関行列は、４０×４０の行列
（マトリックス―matrix―）である請求項１ないし請求
項１０の何れかに記載の音声信号符号化器の代数的符号
ブック検索方法。 - 【請求項１２】時間間隔は、それぞれが８個の可能パル
ス位置を含む５個のトラックに分割されていることを特
徴とする請求項１ないし請求項１１の何れかに記載の音
声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項１３】時間間隔は、それぞれが１０個の可能パ
ルス位置を含む４個のトラックに分割されていることを
特徴とする請求項１ないし請求項１１の何れかに記載の
音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項１４】前記隣接するトラックの組み合わせグル
ープのために、３２０個の係数が決定されることを特徴
とする請求項１ないし請求項１３の何れかに記載の音声
信号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項１５】前記隣接しないトラックの組み合わせグ
ループのために、３２０個の係数が決定されることを特
徴とする請求項１ないし請求項１４の何れかに記載の音
声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項１６】前記全く相等しいトラックの組み合わせ
グループのために、１４０個の係数が決定されることを
特徴とする請求項１ないし請求項１５の何れかに記載の
音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項１７】全部で８２０個の係数が決定されること
を特徴とする請求項１ないし請求項１６の何れかに記載
の音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法。 - 【請求項１８】係数のグループは、幾つかのＲＡＭメモ
リバンクを有するメモリの種々のＲＡＭメモリバンク内
に格納されていることを特徴とする請求項１ないし請求
項１７の何れかに記載の音声信号符号化器の代数的符号
ブック検索方法。 - 【請求項１９】個別の移動電話機に設けられて、請求項
１ないし請求項１８の何れかの記載の代数符号ブック検
索方法を行なうオペレーティングシステムを備えること
を特徴とする音声信号符号化器を有する通信装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10140507.3 | 2001-08-17 | ||
| DE10140507A DE10140507A1 (de) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | Verfahren für die algebraische Codebook-Suche eines Sprachsignalkodierers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003108199A true JP2003108199A (ja) | 2003-04-11 |
| JP4261142B2 JP4261142B2 (ja) | 2009-04-30 |
Family
ID=7695835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002237901A Expired - Fee Related JP4261142B2 (ja) | 2001-08-17 | 2002-08-19 | 音声信号符号化器の代数的符号ブック検索方法および音声信号符号化器を有する通信装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030046067A1 (ja) |
| EP (1) | EP1286331B1 (ja) |
| JP (1) | JP4261142B2 (ja) |
| AT (1) | ATE283531T1 (ja) |
| DE (2) | DE10140507A1 (ja) |
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