JP2003308100A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号帳で、迅速にサーチを実行。 【解決手段】 符号帳はパルスの振幅／位置の組み合わ
せ（Ａk）で、異なる位置Ｌと、各位置ｐ＝１、
２、....Ｌに割り当てられたゼロ振幅、非ゼロ振幅パル
スの双方を含む。各非ゼロ振幅パルスはｑ個の可能な振
幅の少なくとも１つをとる。（Ａk）のサブセットを符
号帳から予め選択し、そのサブセットのみをサーチして
複雑性を低減する。サブセットを予め選択するのに、振
幅／位置関数をサウンド信号に関連して予め確定する。
この確定は、サウンド信号を処理して後方フィルタされ
た目標信号Ｄ及びピッチ除去された残留信号Ｒ’を発生
し、後方フィルタされた目標信号Ｄ及びピッチ除去され
た残留信号Ｒ’に応答して振幅予測ベクトルＢを計算し
各位置ｐに対しベクトルＢの振幅予測値Ｂpを量子化
し、特定の位置ｐに対し選択すべき振幅を得、ｑ個の可
能な振幅の１つを各位置ｐに有効な振幅として予め割り
当てを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】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、元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
ットを前記符号帳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Ｂ
p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 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０７／９
２７，５２８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ＳＴＰ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２
０１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Ｓ
ＴＰ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Ａ
k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。複合信号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２０４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、２
０、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】
【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】 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１
５＋（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０７／９２７，５
２８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０７／９２７，
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１１
０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１
０５（図１）にＳＴＰ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
の複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Ｓ
ＴＰ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ＭＳＥ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０７／９２７，５
２８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Ａ k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ＦＲ
Ｃ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 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 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３０２）、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わされる（ステップ３０
２）。
【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１２０（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、ＬＴＰ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、以上
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 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 Ｆターム(参考） 5D045 CA10 5J064 AA02 BA13 BB03 BC08 BC12 BC25

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 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
    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、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方法で
    あって、 前記符号帳サーチ実行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（Ａk）のサブセットを
    前記符号帳から予め選択する工程と、 サウンド信号を符号化す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、 予め選択する前記工程が位置ｐ＝１、２、....Ｌとｑ個
    の可能な振幅との間の振幅／位置関数（Ｓp）をサウン
    ド信号に関連して予め確定することを含み、 振幅／位置関数（Ｓp）を予め確定する前記工程が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
    て予め割り当てる工程を含み各位置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、 サウンド信号を処理して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’を発生する
    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
    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Ｂ
    p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、 パルス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）のサブセットを
    サーチする工程が予め確定された関数（Ｓp）を満たす
    非ゼロ振幅のパルスを有する前記符号帳のうちのパルス
    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方法。
  2. 【請求項２】 パルス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）
    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に関数（Ｓp）により予め割り当てられた振幅に等
    しい振幅を有する際に、予め確定された関数（Ｓp）が
    満たされる、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 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１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 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３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記位置ｐの各々に対し振幅ベクトル予
    測値を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１〜４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 パルス位置のトラックのセットに従って
    符号帳のうちの組み合わせ（Ａk）の非ゼロ振幅パルス
    の位置ｐを制限する工程を更に含む、請求項１〜５のい
    ずれかに記載の方法
  7. 【請求項７】 各トラックのパルス位置と他のトラック
    のパルス位置とがインターリーブされている、請求項６
    記載の方法。
  8. 【請求項８】 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
    ルス位置とインターリーブされており、 前記位置ｐを制限する工程が各非ゼロ振幅パルスのパル
    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６のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記パルス振幅／位置の組み合わせ（Ａ
    k）の各々がＮ個の非ゼロ振幅パルスを含み、前記パル
    ス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）の前記サブセットを
    サーチする前記工程が次の式 （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）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 を有する所定の比を最大にする工程を含む、請求項１〜
    ８のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 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を
    含む、請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 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
    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、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サウンド信号に関連し、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と、 サウンド信号を符号化す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
    低減し、 予め選択する前記手段が位置ｐ＝１、２、....Ｌとｑ個
    の可能な振幅との間の振幅／位置関数（Ｓp）をサウン
    ド信号に関連して予め確定する手段を含み、 振幅／位置関数（Ｓp）を予め確定する前記手段が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
    て予め割り当てる手段を含み各位置ｐにｑ個の可能な振
    幅のうちの１つを予め割り当てる手段が、 サウンド信号を処理して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’を発生する
    手段と、 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
    された残留信号Ｒ’に応答して振幅予測ベクトルＢを計
    算する手段と、 前記位置ｐの各々に対し前記ベクトルＢの振幅予測値Ｂ
    pを量子化し、前記位置ｐに対し選択すべき振幅を得る
    手段とを備え、 パルス振幅／位置の組み合わせ（Ａk）のサブセットを
    サーチする工程が予め確定された関数（Ｓp）を満たす
    非ゼロ振幅のパルスを有する前記符号帳のうちのパルス
    振幅／位置の組み合わせ（Ａk）にサーチを限定する手
    段を含む、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。
  12. 【請求項１２】 パルス振幅／位置の組み合わせ
    （Ａk）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に関数（Ｓp）により予め割り当てられた
    振幅に等しい振幅を有する際に、予め確定された関数
    （Ｓp）が満たされる、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、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１１または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１１〜１４のいずれかに記載の装置。
  16. 【請求項１６】 パルス位置のトラックのセットに従っ
    て符号帳のうちの組み合わせ（Ａk）の非ゼロ振幅パル
    スの位置ｐを制限する工程を更に含む、請求項１１〜１
    ５のいずれかに記載の装置
  17. 【請求項１７】 各トラックのパルス位置と他のトラッ
    クのパルス位置とがインターリーブされている、請求項
    １６記載の装置。
  18. 【請求項１８】 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
    ルス位置とインターリーブされており、 前記制限する手段が各非ゼロ振幅パルスのパルス位置を
    関連するトラックの位置に制限することを含む、請求項
    １６記載の装置。
  19. 【請求項１９】 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を含み、サーチ手段がデ
    ノミネータ を有する所定の比を最大にするための手段と、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１１〜１８のい
    ずれかに記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記所定の比を最大にするための前記
    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
    手段を含む、請求項１７記載の装置。
  21. 【請求項２１】 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スピーチ信号に応答し、
    スピーチ信号符号化パラメータを発生するための手段を
    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
    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１１〜２０のいずれかに記載の装置を含み、前記
    スピーチ信号が前記サウンド信号を構成するセルラー通
    信システム。
  22. 【請求項２２】 （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を発生するための手段を
    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
    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１１〜２０のいずれかに記載の装置を含み、前記
    スピーチ信号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）。
  23. 【請求項２３】 （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を発生するための手段を
    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
    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１１〜２０のいずれかに記載の装置を含み、前記
    スピーチ信号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）。
  24. 【請求項２４】 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を発生するための手段を
    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
    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１１〜２０のいずれかに記載の装置を含み、前記
    スピーチ信号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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