[发明专利]模拟信号样值编码为代码形式的方法

说明书

本发明涉及语言编码器，具体涉及一种用以将模拟的语言样值编码成为代码形式的方法。

在本领域内，语言编码器是众所周知的，一些语言编码器将语音样值转换为数字化的代码，然后通过采用线性预测编码法显示出语言频谱信息。另一些语言编码器通过提供一个与原来的语音信号有关的激励信号来改进普通的线性预测编码技术。本发明人早先在美国专利Us.4817157中已叙述过一种具有改进的矢量激励源的数字式语言编码器，其中，可查阅一种激励矢量代码簿来选取一个最适合于可资利用信息的激励信号。由此可提供出一个严密代表原话音信号、复原的语言信号。

通常，如果有大量可用的备选激励矢量可用作激励源，则由此得出的译码语言信号将更严密地代表原来的未编码的语言信号。然而，这样来提高性能一般会导致代码簿规模的增大，并且通常会增加处理的复杂性和数据的速率。

因此，需要有采用矢量激励信号的一种数字式语言编码器。其中，对于给定规模的代码簿而言，可在最小限度地增加复杂性和基本上不增加数据率的情况下使译码的语言信号的质量实质上达到最高。

通过配置以这里公布的具有改进的语言质量的、带有矢量激励源的数字式语言编码器，上述的需要和其它要求基本上能得到满足。根据本发明，在对一个信号样值例如一个语言样值进行编码时，编码器首先确定这个语言样值的音调时间（pitch    period）参数。部分地依赖于这个音调时间参数，可以确定出一个具体的编码的激励信号，而与音调滤波器系数无关。因此，可使得用于那个具体语言样值的音调滤波器系数最优化。这种方法允许在取定备选的激励信号时，不需相应地增加处理的复杂性或数据率。

在一个实施例中，确定编码的激励信号时基本上与任何音调信息无关。具体地说，对于由代码簿提供的备选激励信号进行处理，以便基本上消除至少部分地可由一个参数分量来代表的那些分量，而该参考分量至少部分地与中间音调矢量有关联。更具体地说，将与中间音调矢量有关的矢量分量从备选激励信号中除掉（这一步骤称为正交化）。然后，经正交化的备选激励信号与未编码的语言样值进行比较，以识别出最佳地代表这个具体的语言样值的备选激励信号。包括音调滤波器系数在内的音调信息随后可得到优化，以最佳地适合于选定的激励信号，借此产生出该语言信号的全面优化的编码信号。

在另一个实施例中，配置了一个备选激励信号第二代码簿。其中，使用两个激励信号来代表语言样值。第一激励信号可按上述方法予以选定，第二激励信号可按类似的方法选定。其中，备选的第二激励信号重要的是与中间音调矢量和先前选定的第一激励信号两者相正交。

图1示出本发明的方框图;

图2示出代表本发明一个特定的矢量图。

本发明的实施，可应用一种合适的数字信号处理器例如莫托罗拉公司的DSP    56000系列的器件来组成语言编码器。这样的DSP器件实施例的运算功能示于图1的等效电路中方框图。

将音调时间参数（101）（它按先有的技术确定出）提供给包含有音调滤波器一部分的一个音调滤波器组（102）。由此得出的合成信号（103）包含有一个中间音调矢量，它加到第一乘法器（104）和两个正交化处理器（106和107）上。第一乘法器（104）的作用是将该合成信号（103）乘以一个音调滤波器系数（108），以产生出一个音调滤波器输出（109）。音调滤波器系数（108）的选取在下面详述。

第一代码簿（111）包含有一组基本矢量，它们可以线性组合起来以形成许多合成的激励信号。根据所用的存贮器的大小和适合于应用的其它因素合成的激励信号的可能个数例如可在64至2048之间;当应用于特定的用途时，其数目可能较多。在对一个具体的语言样值编码时，问题是在这些激励源中选取哪个才能最佳地代表原语言信息的相应分量。

根据本发明，一旦具体的合成信号（103）确定后，由第一代码簿（111）组列出的激励信号将顺序地呈现作为备选激励源。每个备选激励源首先使之相对于合成信号作正交化（106）。例如参照图2，如果矢量A认为代表合成信号，矢量B认为代表一个具体的备选激励源，则备选激励源信号的正交化将得出由参考字符B′表示的矢量。（应该指出，在实践中，矢量的空间维数是包含该矢量的样值数的函数，样值数可能达到40或更多。还应指出，通过将基本矢量正交化，很容易使备选激励矢量正交化。这里，正交化的一些基本矢量彼此间的线性组合，可产生出正交化的激励矢量。）