Способ кодирования, способ декодирования, устройство кодера, устройство декодера, программа и носитель записи

Способ кодирования, способ декодирования, устройство кодера, устройство декодера, программа и носитель записи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу кодирования и более конкретно к способу кодирования периода основного тона.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционные системы для кодирования сигналов временной последовательности, таких как речевые сигналы и звуковые сигналы с помощью небольшого числа битов, включают в себя систему кодирования, которая получает периоды основного тона для целевых сигналов, подлежащих кодированию, и выполняет кодирование (см., например, Непатентную литературу 1). Система линейного предсказания с кодовым возбуждением (CELP), которая используется для мобильных телефонов и т.п., будет описана в виде примера традиционной системы кодирования, в которой осуществляется получение периодов основного тона и выполняется кодирование.

На фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая пример традиционной системы CELP.

Кодер 91 принимает сигналы временной последовательности, x(n)(n=0,...,L-1; L является целым числом, равным или большим 2), такие как речевые сигналы и звуковые сигналы, разделенные на единицы кадров, которые являются заранее заданными временными интервалами. Блок 911 анализа с линейным предсказанием выполняет анализ с линейным предсказанием для включенных в текущий кадр сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности в соответственные моменты времени n=0,...,L-1, чтобы сформировать информацию линейного предсказания «LPC-инфо» для идентификации полюсного синтезирующего фильтра 915, используемого для текущего кадра. Например, блок 911 анализа с линейным предсказанием вычисляет коэффициенты линейного предсказания, α(m)(m=1,...,P; P представляет порядок линейного предсказания, являющийся положительным целым числом), для сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности в текущем кадре, преобразовывает коэффициенты α(m)(m=1,...,P) линейного предсказания в LSP-коэффициенты линейных спектральных пар и выводит квантованные значения LSP-коэффициентов линейных спектральных пар в качестве информации линейного предсказания LPC-info.

Фиксированная кодовая книга 914 выводит компоненты c(n)(n=0,...,L-1) сигнала, образуемые из одного или нескольких сигналов, имеющих каждый значение, образуемое из ненулевого отдельного импульса и его знака «плюс» или «минус», и одного или нескольких сигналов, имеющих каждый значение нуль, под управлением блока 913 поиска. Адаптивная кодовая книга 912 хранит сигналы возбуждения, сформированные в прошлые моменты во времени, и адаптивная кодовая книга 912 выводит адаптивные компоненты сигнала, v(n)(n=0,...,L-1), полученные путем использования сигналов возбуждения, задержанных в соответствии с периодами T основного тона, полученными блоком 913 поиска. Сигналы возбуждения для текущего кадра, соответствующие компонентам c(n)(n=0,...,L-1) сигнала из фиксированной кодовой книги 914 и адаптивным компонентам v(n)(n=0,...,L-1) сигнала из адаптивной кодовой книги 912, можно выразить, как изложено ниже:

u(n)=g_p×v(n)+g_c×c(n) (n=0,...,L-1) (1)

Здесь g_p представляет коэффициент усиления основного тона, задаваемый адаптивным компонентам v(n) сигнала, и g_c представляет коэффициент усиления фиксированной кодовой книги, задаваемый компонентам c(n) сигнала.

Блок 913 поиска осуществляет поиск периодов T основного тона, компонентов c(n)(n=0,...,L-1) сигнала, коэффициентов g_p усиления основного тона и коэффициентов g_c усиления фиксированной кодовой книги с тем, чтобы минимизировать значения, полученные путем применения перцепционного взвешивающего фильтра 916 к разностям между входными сигналами временной последовательности, x(n)(n=0,...,L-1; n будет именоваться точкой выборки), и синтезированными сигналами x′(n)(n=0,...,L-1), полученными путем применения полюсного синтезирующего фильтра 915, идентифицированного информацией линейного предсказания LPC-info, к сигналам u(n)(n=0,...,L-1) возбуждения. Блок 913 поиска выводит параметры возбуждения, которые включают в себя периоды T основного тона, индексы C_f кодов (в кодовой книге), идентифицирующие компоненты c(n)(n=0,...,L-1) сигнала, коэффициенты g_p усиления основного тона и коэффициенты g_c усиления фиксированной кодовой книги.

При этом информация линейного предсказания, LPC info, обновляется в каждом кадре, и периоды T основного тона, индексы C_f кодов, коэффициенты g_p усиления основного тона и коэффициенты g_c усиления фиксированной кодовой книги обновляются в каждом подкадре, включенном в кадр. Если в каждом кадре имеется один подкадр, количество информации, такой как параметры возбуждения, является небольшим, но временные изменения сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности не могут отслеживаться, вызывая большое искажение кодирования. Противоположный эффект получается, если каждый кадр содержит большое число подкадров. Слишком большое число подкадров обуславливает, что улучшение качества становится насыщенным, и только увеличивают количество информации. В описанном ниже примере один кадр разделяется на четыре равных подкадра. Индексы C_f кодов, полученные в первом, втором, третьем и четвертом подкадрах, отсчитываемых сверху кадра (именуемых первым, вторым, третьим и четвертым подкадрами), выражены в виде C_f1, C_f2, C_f3 и C_f4. Коэффициенты g_p усиления основного тона и коэффициенты g_c усиления фиксированной кодовой книги, полученные в первом, втором, третьем и четвертом подкадрах, выражаются соответственно как g_p1, g_p2, g_p3 и g_p4 и g_c1, g_c2, g_c3 и g_c4, и коэффициенты усиления основного тона и коэффициенты усиления фиксированной кодовой книги все вместе называются коэффициентами усилениями возбуждения. Периоды T основного тона, получаемые в первом, втором, третьем и четвертом подкадрах, выражены в виде T₁, T₂, T₃ и T₄. Период T основного тона выражается просто целым кратным интервалу между точками выборки, n (целочисленное разрешение) или комбинацией целого кратного интервалу между точками n выборки и дробного значения (дробное разрешение). При дробном разрешении, в котором дробное значение выражается двумя битами, например, имеются четыре выражения для периодов T основного тона: T_int-1/4, T_int, T_int+1/4, T_int+1/2 (T_int является целым числом). Если адаптивные компоненты v(n) сигнала выражаются с использованием периодов T основного тона с дробным разрешением, то используется интерполирующий фильтр для выполнения взвешенного усреднения множества сигналов возбуждения, задержанных в соответствии с периодами T основного тона.

Параметры возбуждения, которые включают в себя периоды T основного тона, индексы C_f кодов, коэффициенты g_p усиления основного тона и коэффициенты g_c усиления фиксированной кодовой книги, вводятся на блок 917 кодирования параметров, и блок 917 кодирования параметров формирует битовый поток BS, составленный из кодов, соответствующих параметрам, и выводит его. Коэффициенты g_p усиления основного тона и коэффициенты g_c усиления фиксированной кодовой книги могут кодироваться посредством векторного квантования, которое выбирает оптимальные коды для пар из коэффициентов усиления основного тона и коэффициентов усиления фиксированной кодовой книги.

На фиг.2A представлен вид, показывающий примерную структуру битового потока BS, при использовании периодов T основного тона с дробным разрешением, и на фиг.2B представлен вид, иллюстрирующий коды, соответствующие периодам T основного тона при дробном разрешении. На фиг.3 представлен вид, иллюстрирующий разрешающие способности для выражения периода T основного тона (разрешающие способности периода).

При использовании периодов T основного тона с дробным разрешением, как показано на фиг.2A и 2B, формируются коды, соответствующие целочисленным частям и дробным частям периодов T=T₁, T₂, T₃, T₄ основного тона. В примере, показанном на фиг.2A и 2B, девять битов назначены периодам основного тона в первом и третьем подкадрах, и значения для периодов T₁ и T₃ основного тона в первом и третьем подкадрах (отличия от наименьшего значения для периодов основного тона) кодируются отдельно системой кодирования, независимой от периодов основного тона для других подкадров (частей периода основного тона). Независимое кодирование периода основного тона для данного подкадра системой кодирования, независимой от периодов основного тона для других подкадров, называется независимым кодированием в каждом подкадре. Обычно является предпочтительным выражать более короткий период T основного тона с дробным разрешением. В примере, показанном на фиг.3, если целочисленная часть периода T основного тона равна минимальному значению T_min или больше него и меньше T_Α, период T основного тона выражается с дробным разрешением, в котором дробное значение выражается двумя битами (четверное дробное разрешение); если целочисленная часть периода T основного тона имеет значение от T_Α до T_B, период T основного тона выражается с дробным разрешением, в котором дробное значение выражается одним битом (двойное дробное разрешение); и если целочисленная часть периода T основного тона имеет значение от T_B до максимального значения T_max, период T основного тона выражается так же, как целое кратное интервалу между точками выборки n (целочисленное разрешение).

Во втором и четвертом подкадрах (фиг.2A и 2B) разности между целочисленными частями периодов T₂ и T₄ основного тона во втором и четвертом подкадрах и целочисленными частями периодов T₁ и T₃ основного тона в первом и третьем подкадрах отдельно кодируются четырьмя битами (целочисленные части разности), и значения после десятичной запятой (дробные части) периодов T₂ и T₄ основного тона кодируются отдельно двумя битами (четверное дробное разрешение), независимо от значений разности целочисленных частей. Поиск периодов T₂ и T₄ основного тона осуществлялся в диапазоне, в котором разности между их целочисленными частями и целочисленными частями периодов T₁ и T₃ основного тона соответственно могут кодироваться четырьмя битами. Другими словами, поиск периодов T₂ и T₄ основного тона осуществлялся в диапазоне так, чтобы значения соответствующих целочисленных частей находились в диапазоне от значений целочисленных частей периодов T₁ и T₃ основного тона минус 8 до значений целочисленных частей периодов T₁ и T₃ основного тона плюс 7 соответственно.

Битовый поток BS, выводимый из блока 917 кодирования параметров в кодере 91 (фиг.1), вводится на блок 927 декодирования параметров в декодере 92. Блок 927 декодирования параметров декодирует битовый поток BS и выводит индексы C_f=C_f1, C_f2, C_f3, C_f4 кодов, коэффициенты g_p′=g_p1′, g_p2′, g_p3′, g_p4′ усиления основного тона, коэффициенты g_c′=g_c1′, g_c2′, g_c3′, g_c4′ усиления фиксированной кодовой книги, периоды T=T₁′, T₂′, T₃′, T₄′ основного тона и информацию линейного предсказания LPC info, полученные путем декодирования.

Фиксированная кодовая книга 924 выводит компоненты c′(n)(n=0,...,L-1) сигнала, идентифицированные индексами C_f кодов, и адаптивная кодовая книга 922 выводит адаптивные компоненты v′(n)(n=0,...,L-1) сигнала, идентифицированные периодами T′ основного тона. Затем сигналы u′(n)(n=0,...,L-1) возбуждения, которые являются суммами произведений, полученных путем умножения компонентов c′(n)(n=0,...,L-1) сигнала на коэффициенты g_c′ усиления фиксированной кодовой книги, и произведений, полученных путем умножения адаптивных компонентов v′(n)(n=0,...,L-1) сигнала на коэффициенты g_p′ усиления основного тона, добавляются к адаптивной кодовой книге 922. Полюсный синтезирующий фильтр 925, идентифицированный информацией линейного предсказания LPC info, применяется к сигналам u′(n)(n=0,...,L-1) возбуждения, и выводятся синтезированные сигналы x′(n)(n=0,...,L-1), сгенерированные в качестве результата.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ЛИТЕРАТУРА

НЕПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Непатентная литература 1: Проект партнерства систем связи 3-го поколения (3GPP), Техническое описание (TS) 26.090, "AMR speech code; Transcoding functions" (Речевой код(ек) AMR; функции транскодирования), Версия 4.0.0(2001-03))

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В традиционной системе CELP кодирование выполняется фиксированным числом битов, назначаемых коду для периодов основного тона в каждом кадре. Это не ограничивается системой CELP, а также используется в других традиционных системах, где осуществляется получение периодов основного тона для целевых сигналов, подлежащих кодированию, и выполняется кодирование.

В настоящем изобретении разработан способ кодирования периодов основного тона, чтобы повысить эффективность компрессии.

СРЕДСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В способе кодирования по настоящему изобретению вычисляются периоды основного тона, соответствующие сигналам временной последовательности, включенные в заранее заданный временной интервал, и выводится код, соответствующий периодам T основного тона. В этом кодировании разрешающие способности, используемые, чтобы выражать периоды основного тона и/или режим кодирования периода основного тона, переключаются в соответствии с тем, удовлетворяет ли индекс, указывающий уровень периодичности и/или стационарности сигналов временной последовательности, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность.

В декодировании, соответствующем этому кодированию, в соответствии с тем, удовлетворяет ли индекс, указывающий уровень периодичности и/или стационарности, который включен во входной код или получен исходя из входного кода, соответствующего заранее заданному временному интервалу, условию, которое указывает высокую периодичность и/или высокую стационарность, или условию, которое указывает низкую периодичность и/или низкую стационарность, режим декодирования кода, включенного во входной код, соответствующий периодам основного тона, переключается для декодирования кода, соответствующего периодам основного тона, чтобы получить периоды основного тона, соответствующие заранее заданному временному интервалу.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении в системе, в которой осуществляется получение периодов основного тона для целевых сигналов, подлежащих кодированию, и затем выполняется кодирование, поскольку разрешающие способности, используемые, чтобы выражать периоды основного тона и/или режим кодирования периода основного тона, переключаются в соответствии с уровнем периодичности или стационарности сигналов временной последовательности, эффективность компрессии периодов основного тона может быть повышена.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - блок-схема, иллюстрирующая пример традиционной системы CELP;

фиг.2A - вид, показывающий примерную структуру битового потока BS при использовании периодов T основного тона, имеющих дробное разрешение;

фиг.2B - вид, иллюстрирующий коды, соответствующие периодам T основного тона, имеющим дробное разрешение;

фиг.3 - вид, иллюстрирующий способ кодирования дробной части периода основного тона;

фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая кодер и декодер согласно вариантам осуществления;

фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая блок кодирования параметров согласно вариантам осуществления;

фиг.6 - блок-схема, иллюстрирующая блок декодирования параметров согласно вариантам осуществления;

фиг.7A - блок-схема, иллюстрирующая способ кодирования по вариантам осуществления;

фиг.7B - блок-схема, иллюстрирующая способ декодирования по вариантам осуществления;

фиг.8A и 8B - виды, иллюстрирующие примерные структуры кодов для периодов основного тона;

фиг.9A - вид, иллюстрирующий примерные структуры кодов, соответствующих периодам основного тона;

фиг.9B - вид, иллюстрирующий (неравномерные) коды переменной длины, соответствующие целочисленным частям периодов основного тона во втором и четвертом подкадрах;

фиг.10A - вид, показывающий примерный способ кодирования периода основного тона согласно третьему варианту осуществления, когда сигналы временной последовательности являются стационарными (периодическими);

фиг.10B и 10C - виды, показывающие примеры кода X₃ для периода основного тона в третьем подкадре;

фиг.11 - вид, показывающий примерную взаимосвязь между кадрами и суперкадром;

фиг.12A и 12B - виды, показывающие примерный способ кодирования периода основного тона согласно четвертому варианту осуществления, когда сигналы временной последовательности являются стационарными (периодическими);

фиг.13 - блок-схема, иллюстрирующая способ кодирования согласно пятому варианту осуществления;

фиг.14 - блок-схема, иллюстрирующая способ декодирования согласно пятому варианту осуществления;

фиг.15A - вид, иллюстрирующий модификацию способа кодирования периода основного тона;

фиг.15B - вид, иллюстрирующий коды переменной длины, соответствующие целочисленным частям периодов основного тона во втором и четвертом подкадрах;

фиг.16A-16C - виды, иллюстрирующие модификации способа кодирования периода основного тона; и

фиг.17A - вид, иллюстрирующий модификацию способа кодирования периода основного тона;

фиг.17B - вид, иллюстрирующий коды переменной длины, соответствующие целочисленным частям периодов основного тона во втором и четвертом подкадрах.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Теперь варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. Настоящее изобретение может применяться в целом к системам кодирования, которые получают периоды основного тона для целевых сигналов, подлежащих кодированию, и которые выполняют кодирование. Пример применения настоящего изобретения к системе CELP будет описан ниже. В описанном ниже примере один кадр разделен на четыре равных подкадрах, но это не будет ограничивать настоящее изобретение. В основном будут описываться отличия от описания, приведенного ранее, и уже описанные элементы не будут описываться снова.

Первый вариант осуществления

Первый вариант осуществления настоящего изобретения будет описан следующим.

В кадре, в котором сигналы x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности имеют низкую стационарность (являются нестационарными), сигналы x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности также имеют низкую периодичность (являются непериодическими), и периодические компоненты вносят лишь небольшой вклад в полный код. Следовательно, более низкая разрешающая способность, используемая, чтобы выражать период T основного тона, или более низкая частота кодирования (частота, с которой кодируется кадр) не снижают намного качество кодирования (качество декодированного синтезированного сигнала по отношению к сигналам временной последовательности, подлежащим кодированию). В первом варианте осуществления, следовательно, разрешающие способности, используемые, чтобы выражать периоды T основного тона, и частота кодирования снижаются в нестационарных (непериодических) кадрах. Это уменьшает средний объем кода на один кадр. В результате, может быть снижена средняя битовая скорость передачи или может быть повышено качество путем назначения уменьшенного количества информации, например, чтобы увеличить длину кодов для компонентов сигнала из фиксированной кодовой книги.

Конфигурация

На фиг.4 показана блок-схема, иллюстрирующая кодер и декодер согласно вариантам осуществления. На фиг.5 показана блок-схема, иллюстрирующая блок кодирования параметров из вариантов осуществления. На фиг.6 показана блок-схема, иллюстрирующая блок декодирования параметров из вариантов осуществления.

Как показано на фиг.4-6 в качестве примеров, кодер 11 в первом варианте осуществления отличается от традиционного кодера 91 тем, что блок 917 кодирования параметров заменен блоком 117 кодирования параметров. Декодер 12 в первом варианте осуществления отличается от традиционного декодера 92 тем, что блок 927 декодирования параметров заменен блоком 127 декодирования параметров.

Как показано на фиг.5 в виде примера, блок 117 кодирования параметров в настоящем варианте осуществления включает в себя блок 117a квантования коэффициентов усиления, блок 117b определения, переключатели 117c и 117f, блоки 117d и 117e кодирования периода основного тона и блок 117g синтеза. Как показано на фиг.6 в виде примера, блок 127 декодирования параметров в настоящем варианте осуществления включает в себя блок 127b определения, переключатели 127c и 127f, блоки 127d и 127e декодирования периода основного тона и блок 127g разделения.

Кодер 11 и декодер 12 в настоящем варианте осуществления являются особыми устройствами, сконфигурированными путем загрузки программ и данных в специализированные компьютеры или известные компьютеры, которые включают в себя центральный процессор (ЦП, CPU), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM) и т.п. По меньшей мере, некоторые из блоков обработки в кодере 11 и декодере 12 могут быть сконфигурированы аппаратными средствами, такими как интегральная схема.

Способ кодирования

На фиг.7A показана блок-схема, иллюстрирующая способ кодирования согласно вариантам осуществления. В основном будут описаны отличия от традиционного способа.

Информация линейного предсказания, LPC info, сформированная для текущего кадра блоком 911 анализа с линейным предсказанием, индексы C_f=C_f1, C_f2, C_f3, C_f4 кодов, коэффициенты g_p=g_p1, g_p2, g_p3, g_p4 усиления основного тона и коэффициенты g_c=g_c1, g_c2, g_c3, g_c4 усиления фиксированной кодовой книги и периоды T=T₁, T₂, T₃, T₄ основного тона, сформированные блоком 913 поиска для подкадров от первого до четвертого, включенных в текущий кадр, вводятся на блок 117 кодирования параметров (фиг.5).

Блок 117a квантования коэффициентов усиления в блоке 117 кодирования параметров квантует коэффициенты g_p=g_p1, g_p2, g_p3, g_p4 усиления основного тона и коэффициенты g_c=g_c1, g_c2, g_c3, g_c4 усиления фиксированной кодовой книги и выводит коды, такие как индексы, идентифицирующие квантованные коэффициенты g_p′=g_p1′, g_p2′, g_p3′, g_p4′ усиления основного тона, и коды, такие как индексы, идентифицирующие квантованные коэффициенты g_c′=g_c1′,g_c2′,g_c3′,g_c4′ усиления фиксированной кодовой книги.

Коэффициенты g_p=g_p1, g_p2, g_p3, g_p4 усиления основного тона и коэффициенты g_c=g_c1, g_c2, g_c3, g_c4 усиления фиксированной кодовой книги могут квантоваться отдельно. Альтернативно комбинация коэффициента усиления основного тона и коэффициента усиления фиксированной кодовой книги может квантоваться векторно. В векторном квантовании комбинации коэффициента усиления основного тона и коэффициента усиления фиксированной кодовой книги код, такой как индекс, назначается комбинации квантованного значения коэффициента усиления основного тона (квантованный коэффициент усиления основного тона) и квантованного значения коэффициента усиления фиксированной кодовой книги (квантованный коэффициент усиления фиксированной кодовой книги). Комбинация квантованного коэффициента усиления основного тона и квантованного коэффициента усиления фиксированной кодовой книги, полученная посредством такого векторного квантования, называется вектором квантованного коэффициента усиления, и код, полученный посредством векторного квантования, называется кодом векторно-квантованного (VQ) коэффициента усиления (код VQ коэффициента усиления). В таком векторном квантовании один код VQ коэффициента усиления может назначаться каждой комбинации квантованного значения коэффициента усиления основного тона и квантованного значения коэффициента усиления фиксированной кодовой книги, соответствующей одному и тому же подкадру; один код VQ коэффициента усиления может назначаться каждой комбинации квантованных значений коэффициентов усиления основного тона и квантованных значений коэффициентов усиления фиксированной кодовой книги, соответствующей каждому подкадру из множества подкадров; или один код VQ коэффициента усиления может назначаться каждой комбинации квантованных значений коэффициентов усиления основного тона и квантованных значений коэффициентов усиления фиксированной кодовой книги, соответствующей одному и тому же кадру.

В таком векторном квантовании, например, используется таблица (двумерная кодовая книга), чтобы идентифицировать код VQ коэффициента усиления, соответствующий комбинации квантованного значения усиления основного тона и квантованного значения фиксированной кодовой книги. Примером двумерной кодовой книги является таблица, в которой комбинация квантованного значения усиления основного тона и квантованного значения коэффициента усиления фиксированной кодовой книги связывается с кодом VQ коэффициента усиления. Другим примером двумерной кодовой книги является таблица, в которой комбинация квантованного значения коэффициента усиления основного тона и квантованного значения для значения, соответствующего коэффициенту усиления фиксированной кодовой книги, связывается с кодом VQ коэффициента усиления. Примером значения, соответствующего коэффициенту усиления фиксированной кодовой книги, является поправочный множитель, представляющий отношение значения оценки коэффициента усиления фиксированной кодовой книги в текущем подкадре (или кадре), предсказанного на основе энергии компонентов сигнала из фиксированной кодовой книги 914 в прошлом подкадре (или кадре), к коэффициенту усиления фиксированной кодовой книги в текущем подкадре (или кадре). Примером поправочного множителя является γ, включенный в документ "3.9 Quantization of the gains" (3.9 Квантование коэффициентов усиления) в Справочной литературе 1 "Рекомендации G.729 Международного союза электросвязи - сектора телекоммуникаций (ITU-T)", "Coding of Speech at 8 kbit/s using Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited Linear-Prediction (CS-ACELP)" (Кодирование речи со скоростью 8 Кбит/сек с использованием линейного предсказания с кодовым возбуждением по алгебраической кодовой книге). Например, коэффициент g_Cj усиления фиксированной кодовой книги в подкадре j(j=1,...,4), поправочный множитель γ и значение pg_cj оценки коэффициента усиления фиксированной кодовой книги в подкадре j(j=1,...,4) имеют отношение, как выражено ниже:

g_cj=γ×pg_cj

Двумерную кодовую книгу может образовывать одиночная таблица или может образовывать множество таблиц, подобно двухкаскадной сопряженной структурированной кодовой книге в Справочной литературе 1. Если двумерная кодовая книга образована множеством таблиц, код VQ коэффициента усиления, соответствующий комбинации квантованного значения коэффициента усиления основного тона и квантованного значения коэффициента усиления фиксированной кодовой книги, соответствует комбинации индексов, определенных в таблицах, составляющих двумерную кодовую книгу, по отношению к комбинации квантованного значения коэффициента усиления основного тона и квантованного значения коэффициента усиления фиксированной кодовой книги, например (этап S111).

Блок 117b определения затем определяет, являются ли стационарными сигналы x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности в текущем кадре (этап S112). Определение на этапе S112 основывается на том, удовлетворяет ли индекс, который указывает уровень стационарности сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности, условию, в котором сигналы временной последовательности считаются являющимися высокостационарными. Примерные способы конкретного определения будут описаны ниже.

Конкретный случай 1 этапа S112

В конкретном случае 1 этапа S112 в качестве индекса, который указывает уровень стационарности сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности, используется индекс, который указывает отношение величины (амплитуды) сигналов временной последовательности, x(n)(n=0,...,L-1), к амплитуде остатков предсказания, полученных посредством анализа с линейным предсказанием сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности. В качестве условия, указывающего высокую стационарность сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности, используется условие, в котором индекс, указывающий, что отношение амплитуды сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности к амплитуде остатков (остаточного сигнала) предсказания, полученных посредством анализа с линейным предсказанием сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности, больше указанного значения. Это происходит потому, что высокоэффективное линейное предсказание возможно в стационарном кадре, остатки предсказания становятся малыми, повышая отношение амплитуды сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности к амплитуде остатков предсказания.

Примером индекса, который указывает отношение амплитуды сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности к амплитуде остатков предсказания, полученных посредством анализа с линейным предсказанием сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности, является значение оценки усиления по предсказанию, которым является отношение энергии сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности к энергии остатков предсказания, как изложено ниже:

В Уравнении (2) k_m является коэффициентом PARCOR m-го порядка, определенного исходя из информации линейного предсказания LPC info. В этом случае, например, информация линейного предсказания LPC info вводится на блок 117b определения, и блок 117b определения определяет, является ли значение E оценки усиления по предсказанию, полученное исходя из информации линейного предсказания LPC info, больше указанного значения. Если значение оценки E усиления по предсказанию больше указанного значения, сигналы x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности для текущего кадра определяются являющимися стационарными; иначе сигналы x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности для текущего кадра определяются не являющимися стационарными (являющимися нестационарными).

Альтернативно может выполняться определение путем использования усиления по предсказанию, отношения абсолютных значений сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности к абсолютным значениям остатков предсказания или значения оценки отношения абсолютных значений сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности к абсолютным значениям остатков предсказания вместо значения E оценки усиления по предсказанию.

Имеет ли индекс значение больше указанного - может определяться путем проверки, удовлетворяется ли условие "индекс" > "указанное значение". Альтернативно, имеет ли индекс значение больше указанного, может определяться путем проверки, удовлетворяется ли условие "индекс" ≥ ("указанное значение"+"константа"). В этом случае указанное значение может задаваться в виде пороговой величины обработки или ("указанное значение"+"константа") может задаваться в виде пороговой величины обработки. То же применяется к описанному ниже определению, больше ли индекс указанного значения.

Конкретный случай 2 этапа S112

В конкретном случае 2 этапа S112 квантованный коэффициент усиления основного тона используется в качестве индекса, который указывает уровень стационарности сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности. В качестве условия, указывающего, что сигналы x(n)(n=0,..., L-1) временной последовательности имеют высокую стационарность, используется условие, в котором квантованный коэффициент усиления основного тона имеет значение больше указанного. Это происходит потому, что в стационарном кадре периоды основного тона имеют высокую периодичность, и коэффициенты усиления основного тона являются большими.

В этом случае, например, квантованные коэффициенты g_p′=g_p1′, g_p2′, g_p3′, g_p4′ усиления основного тона вводятся на блок 117b определения, и блок 117b определения определяет, является ли среднее квантованных коэффициентов g_p′=g_p1′, g_p2′, g_p3′, g_p4′ усиления основного тона больше указанного значения. Если среднее квантованных коэффициентов g_p′=g_p1′, g_p2′, g_p3′, g_p4′ усиления основного тона больше указанного значения, сигналы x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности в текущем кадре определяются являющимися стационарными; иначе сигналы x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности в текущем кадре определяются не являющимися стационарными (являющимися нестационарными). Вместо среднего квантованных коэффициентов g_p′=g_p1′, g_p2′, g_p3′, g_p4′ усиления основного тона в определении можно использовать среднее значение квантованных коэффициентов усиления основного тона (среднее g_p1′ и g_p3′, например) в некоторых подкадрах или квантованный коэффициент усиления основного тона (g_p1′, например) в одном подкадре. Определение на основании квантованного коэффициента усиления основного тона в одном подкадре улучшится по рабочей характеристике, если одно наименьшее из квантованных коэффициентов усиления основного тона для всех подкадров в кадре используется для определения. Альтернативно сигналы могут определяться являющимися стационарными, если все квантованные коэффициенты g_p′=g_p1′, g_p2′, g_p3′, g_p4′ усиления основного тона больше указанного значения, и сигналы могут определяться не являющимися стационарными (являющимися нестационарными), если по меньшей мере часть квантованных коэффициентов g_p′=g_p1′, g_p2′, g_p3′, g_p4′ усиления основного тона не больше указанного значения. Альтернативно сигналы могут определяться являющимися стационарными, если заранее заданное число квантованных коэффициентов g_p′=g_p1′,g_p2′,g_p3′,g_p4′ усиления основного тона не больше указанного значения; иначе сигналы могут быть определены не являющимися стационарными (являющимися нестационарными).

Конкретный случай 3 этапа S112

В конкретном случае 3 этапа S112 в качестве индекса, который указывает уровень стационарности сигналов x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности, используется отношение между значением, соответствующим квантованному коэффициенту усиления основного тона, и значением, соответствующим квантованному коэффициенту усиления фиксированной кодовой книги. Пример критерия определения, использующего такой индекс, будет показан ниже. Критерий определения основывается на факте, что в стационарном кадре периоды основного тона имеют высокую периодичность, и отношение значения, соответствующего коэффициенту усиления основного тона, к значению, соответствующему коэффициенту усиления фиксированной кодовой книги, является большим.

Критерий определения: если отношение значения, соответствующего квантованному коэффициенту усиления основного тона, к значению, соответствующему квантованному коэффициенту усиления фиксированной кодовой книги, не меньше указанного значения или если отношение значения, соответствующего квантованному коэффициенту усиления фиксированной кодовой книги, к значению, соответствующему квантованному коэффициенту усиления основного тона, не больше указанного значения, то определяется, что сигналы x(n)(n=0,...,L-1) временной последовательности являются стационарными. Примеры значения, соответствующего квантованному коэффициенту усиления фиксированной кодовой книги, включают сам квантованный коэффициент усиления фиксированной кодовой книги и квантованное значение поправочного множителя, описанного ранее. Примеры значения, соответствующего квантованному коэффициенту усиления основного тона, включают сам квантованный коэффициент усиления основного тона, среднее квантованных коэффициентов усиления основного тона и значение слабо монотонно возрастающей функции квантованного коэффициента усиления основного тона.

В этом случае, например, комбинация значения, соответствующего квантованному коэффициенту усиления основного тона, и значения, соответствующего квантованному коэффициенту усиления фиксированной кодовой кн