專(zhuān)利名稱：用于語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)加權(quán)量化矢量快速搜索算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)加權(quán)量化矢量快速搜索算法，屬于電話通信中的語(yǔ)音編解碼技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)通信中，語(yǔ)音編解碼器被稱為聲碼器，一般采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP，digital signal processor)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于在移動(dòng)通信系統(tǒng)中對(duì)聲碼器的需求較大(比如基站系統(tǒng))，提高語(yǔ)音編碼算法的執(zhí)行效率，從而降低系統(tǒng)成本和體積尤為重要。
TIA/EIA/IS-127標(biāo)準(zhǔn)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)CDMA2000 1X系統(tǒng)采用的語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)。它采用的增強(qiáng)可變速率語(yǔ)音編解碼器(EVRC，Enhanced VariableRate Codec)具有可變速率和話音質(zhì)量高的特點(diǎn)。它采用的語(yǔ)音幀時(shí)間長(zhǎng)度為20ms，根據(jù)每幀的噪聲情況不同分別采用三種不同的速率進(jìn)行編碼輸出全速率、1/2速率和1/8速率。該增強(qiáng)可變速率語(yǔ)音編解碼器是由濾波、噪聲去除、模型參數(shù)估計(jì)、編碼速率判決、參數(shù)編碼(包含了線譜對(duì)加權(quán)矢量量化模塊)以及解碼六個(gè)模塊構(gòu)成。EVRC算法的復(fù)雜度約為30MIPS(million instructionper second)，即每秒3千萬(wàn)條指令，比較復(fù)雜。EVRC算法對(duì)輸入的語(yǔ)音幀首先進(jìn)行高通濾波，去掉直流和過(guò)低頻率的信號(hào)。對(duì)高通濾波后的語(yǔ)音幀需要去除噪聲，改善語(yǔ)音信號(hào)質(zhì)量。再對(duì)去除噪聲的語(yǔ)音信號(hào)計(jì)算10個(gè)線性預(yù)測(cè)系數(shù)(LPC，Linear predictive coefficient)，及將該LPC系數(shù)轉(zhuǎn)換為10個(gè)線譜對(duì)(LSP，line spectrum pairs)參數(shù)。然后對(duì)LSP參數(shù)進(jìn)行加權(quán)矢量量化，先將10個(gè)LSP參數(shù)分成幾組，每組用一個(gè)碼本進(jìn)行量化，每個(gè)碼本含有一定數(shù)目的碼字矢量(每個(gè)碼字矢量由幾個(gè)分量組成)。將10個(gè)LSP參數(shù)分組的數(shù)目由編碼速率來(lái)確定，有三種編碼速率可供選擇全速率、1/2速率、1/8速率。在全速率時(shí)，LSP參數(shù)量化分為4組采用4個(gè)碼本(每個(gè)碼本分別有64、64、512、128個(gè)碼字矢量)；在1/2速率時(shí)，LSP參數(shù)量化分為3組采用3個(gè)碼本(每個(gè)碼本分別有128、128、256個(gè)碼字矢量)；在1/8速率時(shí)，LSP參數(shù)量化分為2組采用2個(gè)碼本(每個(gè)碼本分別有16、16個(gè)碼字矢量)。在對(duì)LSP參數(shù)進(jìn)行加權(quán)矢量量化時(shí)，將10個(gè)LSP參數(shù)分成幾組，每組用一個(gè)碼本進(jìn)行量化，每個(gè)碼本含有一定數(shù)量的碼字矢量。搜索每個(gè)碼本可以得到一個(gè)量化值，即碼字矢量，再按照加權(quán)距離平方計(jì)算該量化值與LSP參數(shù)的誤差，選擇其中誤差最小或加權(quán)距離最小的量化值作為L(zhǎng)SP參數(shù)的量化值，并將該量化值對(duì)應(yīng)的碼本索引保存下來(lái)。
在搜索最佳量化值時(shí)，目前使用的是全搜索算法，它對(duì)每個(gè)碼本的每個(gè)碼字矢量都進(jìn)行搜索，因此，為了得到最佳量化值，在全速率下LSP參數(shù)需要搜索的碼字矢量個(gè)數(shù)為64+64+512+128＝768個(gè)，效率比較低。在其它速率下，情況也類(lèi)似，但是全速率下LSP參數(shù)加權(quán)矢量量化搜索最費(fèi)時(shí)。
由于LSP參數(shù)加權(quán)矢量量化模塊在整個(gè)EVRC算法中是采用全搜索的算法，耗費(fèi)時(shí)間比較多。而且，在搜索最佳量化值的過(guò)程中，必須根據(jù)具體情況確定加權(quán)值，因此，如何優(yōu)化該算法，以便提高其效率，已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)加權(quán)量化矢量快速搜索算法，該方法是一種針對(duì)LSP最佳量化值搜索問(wèn)題提出的簡(jiǎn)便、實(shí)用的快速搜索算法，能夠降低EVRC算法的復(fù)雜度，在最壞情況下，在全速率時(shí)理論上可以使搜索時(shí)間減少到原來(lái)的14.6％，大大提高效率；并且優(yōu)化后的音質(zhì)基本不變，符合相應(yīng)的TIA/EIA/IS-718測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，從而降低硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本和體積。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)加權(quán)量化矢量快速搜索算法，其特征在于先按照最小距離準(zhǔn)則在距離碼本及其位置索引中搜索與待量化矢量距離最小的碼字矢量，得到一個(gè)初步搜索結(jié)果，再在該初步搜索結(jié)果的一定范圍內(nèi)，用加權(quán)最小距離準(zhǔn)則進(jìn)行搜索，得到最終搜索結(jié)果，即最佳量化矢量。
該算法包括下列初始化操作計(jì)算線譜對(duì)參數(shù)矢量的每個(gè)碼本中的各個(gè)碼字矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，根據(jù)每個(gè)碼本中的各碼字矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離大小進(jìn)行排序，構(gòu)建距離碼本及其位置索引。
該算法包括下列兩個(gè)操作步驟A、計(jì)算待量化的語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)LSP參數(shù)矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，并用該距離搜索所述距離碼本，得到最小的碼字矢量Yj，該最小的碼字矢量Yj到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離與待量化的LSP參數(shù)矢量到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離二者之間的差值最??；所述搜索是采用二分法；B、按照加權(quán)最小距離準(zhǔn)則搜索下列位置索引中的序號(hào)所對(duì)應(yīng)的碼字矢量，得到最佳碼字矢量；所述下列位置索引中的序號(hào)都是在所述位置索引中，以所述最小的碼字矢量Yj在該位置索引中的序號(hào)為中心，與該中心序號(hào)的差值均不大于一設(shè)定數(shù)值r的序號(hào)。
所述的距離是指任意兩個(gè)相同維數(shù)的LSP碼字矢量或待量化的LSP參數(shù)矢量中各個(gè)分量差值的平方累加和的平方根值；所述的加權(quán)距離則是任意兩個(gè)相同維數(shù)的LSP碼字矢量或待量化的LSP參數(shù)矢量中各個(gè)分量差值的平方與加權(quán)值乘積的累加和的平方根值。
所述的采用二分法搜索距離碼本是按照對(duì)分原則，將待量化的矢量距離與所述距離碼本的中間位置所對(duì)應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行循環(huán)比較，直至得到最小的碼字矢量Yj的操作。
該算法包括下列具體計(jì)算操作步驟假設(shè)X是待量化的矢量，即語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)LSP的一組參數(shù)；Xk是X的第k個(gè)分量，即LSP的單個(gè)參數(shù)；Yi是LSP的碼本矢量中的第i個(gè)碼字矢量，Yik是Yi的第k個(gè)分量，k＝1，2，...，n，n是矢量分量的個(gè)數(shù)，即LSP的一組參數(shù)中包含的參數(shù)數(shù)目；d(X)是X與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，d(i)是Yi與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離；(1)計(jì)算LSP參數(shù)矢量的每個(gè)碼本中各碼字矢量Yi的各個(gè)分量Yik與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(i)，其計(jì)算公式為d(i)=Σk=1nYik2;]]>(2)根據(jù)上述計(jì)算得到的距離d(i)，按照從小到大或從大到小的順序?qū)⒚恳粋€(gè)碼本中的碼字矢量排序，建立與該碼本相對(duì)應(yīng)的距離碼本NewCB-1及其位置索引NewCB-2，其中距離碼本存儲(chǔ)各碼字矢量Yi與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(i)，索引碼本存儲(chǔ)距離碼本中的各個(gè)碼字矢量Yi在原來(lái)碼本中的位置索引或序號(hào)；(3)計(jì)算待量化的LSP參數(shù)矢量X與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(X)，其計(jì)算公式為d(X)=Σk=1nXk2;]]>(4)用二分法在所述距離碼本NewCB-1上查表比較來(lái)搜索與d(X)數(shù)值相差最小的碼字矢量Yj，即按照對(duì)分準(zhǔn)則，將待量化的矢量距離與所述距離碼本的中間位置所對(duì)應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行循環(huán)比較，直至得到最小的碼字矢量Yj；(5)按照加權(quán)最小距離準(zhǔn)則搜索下列位置索引中的序號(hào)所對(duì)應(yīng)的碼字矢量，得到最佳碼字矢量；所述下列位置索引中的序號(hào)都是在所述位置索引中，以所述最小的碼字矢量Yj在該位置索引中的序號(hào)為中心，與該中心序號(hào)的差值均不大于一設(shè)定數(shù)值r的序號(hào)。
所述步驟(5)中一設(shè)定數(shù)值r的取值如下在全速率時(shí)，對(duì)于第一個(gè)碼本r取5，對(duì)于第二個(gè)碼本r取5，對(duì)于第三個(gè)碼本r取20，對(duì)于第四個(gè)碼本r取10；在1/2速率時(shí)，對(duì)于第一個(gè)碼本r取8，對(duì)于第二個(gè)碼本r取8，對(duì)于第三個(gè)碼本r取8；在1/8速率時(shí)，對(duì)于第一個(gè)碼本r取5，對(duì)于第二個(gè)碼本r取5。
所述步驟(5)中一設(shè)定數(shù)值r的取值可根據(jù)需要選擇決定其數(shù)值大?。黄溥x擇調(diào)整原則是r的取值越大，則搜索效率逐漸降低，而音質(zhì)損失逐漸減??；r的取值越小，則搜索效率逐漸提高，而音質(zhì)損失逐漸增大。
本發(fā)明是針對(duì)LSP最佳量化值搜索問(wèn)題提出的一種簡(jiǎn)便而實(shí)用的快速搜索算法，具有下列優(yōu)點(diǎn)首先是提高了搜索效率，采用本發(fā)明的快速搜索算法后，在最壞情況下，在全速率時(shí)每幀語(yǔ)音的LSP參數(shù)最佳加權(quán)矢量量化的搜索個(gè)數(shù)由原來(lái)的768個(gè)減少到112個(gè)，優(yōu)化后的搜索個(gè)數(shù)大約是原來(lái)的14.6％，大大提高效率。如果在全速率情況下本發(fā)明的算法和原算法都用C代碼浮點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，則前者的搜索次數(shù)會(huì)是后者的搜索次數(shù)的12.3％。在全速率時(shí)，本發(fā)明的算法使復(fù)雜度減少約1.17MIPS。此外，采用本發(fā)明算法優(yōu)化后的通話語(yǔ)音音質(zhì)與原來(lái)算法的音質(zhì)基本保持不變，符合專(zhuān)門(mén)用于測(cè)試各廠家研發(fā)的EVRC算法是否符合相關(guān)要求的TIA/EIA/IS-718測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐表明，本發(fā)明算法是一個(gè)簡(jiǎn)便而實(shí)用的算法，將帶來(lái)比較顯著的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明算法的初始化操作步驟的流程圖。
圖2是本發(fā)明算法的操作步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種用于語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)加權(quán)量化矢量快速搜索算法，該方法是先按照最小距離準(zhǔn)則在距離碼本及其位置索引中搜索與待量化矢量距離最小的碼字矢量，得到一個(gè)初步搜索結(jié)果，再在該初步搜索結(jié)果的一定范圍內(nèi)，用加權(quán)最小距離準(zhǔn)則進(jìn)行搜索，得到最終搜索結(jié)果，即最佳量化矢量。
參見(jiàn)圖1，介紹本發(fā)明算法的初始化操作步驟11、輸入LSP參數(shù)矢量的每個(gè)碼本中的各個(gè)碼字矢量；12、計(jì)算各個(gè)碼字矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離；13、根據(jù)各個(gè)碼字矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離大小進(jìn)行排序，構(gòu)建距離碼本NewCB-1；14、構(gòu)建各個(gè)碼字矢量在距離碼本NewCB-1中的位置索引NewCB-2。
參見(jiàn)圖2，介紹本發(fā)明算法的具體操作步驟21、輸入待量化的LSP參數(shù)矢量X；22、計(jì)算待量化的LSP參數(shù)矢量X與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(X)；23、用步驟22計(jì)算得到的距離d(X)搜索距離碼本NewCB-1，得到與距離d(X)差值最小的距離及其在該距離碼本NewCB-1中的序號(hào)；24、根據(jù)步驟23中的距離碼本NewCB-1中的序號(hào)找到該序號(hào)在位置索引NewCB-2中的對(duì)應(yīng)索引；25、用步驟24中的索引找到在原來(lái)碼本中對(duì)應(yīng)的該碼字矢量，即為最小碼字矢量Yj；26、按照最小加權(quán)距離準(zhǔn)則在以最小碼字矢量Yj為中心的一定范圍內(nèi)搜索最佳碼字矢量，即最佳加權(quán)量化矢量；27、輸出最佳加權(quán)量化矢量及其在原來(lái)碼本中對(duì)應(yīng)的索引。
下面簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明的快速搜索算法的具體計(jì)算步驟假設(shè)X是待量化的矢量，即LSP的一組參數(shù)，Xk是X的第k個(gè)分量，即LSP的單個(gè)參數(shù)，Yi是LSP的碼本矢量中的第i個(gè)碼字矢量，Yik是Yi的第k個(gè)分量，k＝1，2，...，n，n是矢量分量的個(gè)數(shù)，即LSP的一組參數(shù)中包含的參數(shù)數(shù)目，d(X)是X與坐標(biāo)原點(diǎn)(即零點(diǎn))的距離，d(i)是Yi與坐標(biāo)原點(diǎn)(即零點(diǎn))的距離。
(1)首先計(jì)算LSP的每個(gè)碼本中各個(gè)碼字矢量Yi的各個(gè)分量Yik與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(i)，計(jì)算公式如下d(i)=Σk=1nYik2;]]>(2)根據(jù)上述計(jì)算得到的距離d(i)，按照從小到大或從大到小的順序?qū)⒚恳粋€(gè)碼本中的碼字矢量排序，建立一個(gè)與該碼本相對(duì)應(yīng)的距離碼本NewCB-1及其位置索引NewCB-2，其中距離碼本NewCB-1存儲(chǔ)各碼字矢量Yi與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(i)，位置索引NewCB-2存儲(chǔ)距離碼本中的各個(gè)碼字矢量Yi在原來(lái)碼本中的位置索引或序號(hào)；(3)計(jì)算待量化的LSP參數(shù)矢量X與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(X)，計(jì)算公式如下
d(X)=Σk=1nXk2;]]>(4)用二分法在所述距離碼本NewCB-1上查表比較來(lái)搜索與d(X)數(shù)值相差最小的碼字矢量Yj，即按照對(duì)分準(zhǔn)則，將待量化的矢量距離與所述距離碼本的中間位置所對(duì)應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行循環(huán)比較，直至得到最小的碼字矢量Yj；(5)按照加權(quán)最小距離準(zhǔn)則搜索下列位置索引中的序號(hào)所對(duì)應(yīng)的碼字矢量，得到最佳碼字矢量；所述的下列位置索引中的序號(hào)都是在所述位置索引中，以所述最小的碼字矢量Yj在該位置索引中的序號(hào)為中心，與該中心序號(hào)的差值均不大于一設(shè)定數(shù)值r的序號(hào)。
其中一設(shè)定數(shù)值r的取值如下A、全速率時(shí)，對(duì)于第一個(gè)碼本r取5，對(duì)于第二個(gè)碼本r取5，對(duì)于第三個(gè)碼本r取20，對(duì)于第四個(gè)碼本r取10；B、1/2速率時(shí)，對(duì)于第一個(gè)碼本r取8，對(duì)于第二個(gè)碼本r取8，對(duì)于第三個(gè)碼本r取8；C、1/8速率時(shí)，對(duì)于第一個(gè)碼本r取5，對(duì)于第二個(gè)碼本r取5；D、r的取值也可以根據(jù)需要選擇調(diào)整之，其調(diào)整的原則是r的取值越大，則搜索效率逐漸降低，而音質(zhì)損失逐漸減小，而r的取值越小，則搜索效率逐漸提高，而音質(zhì)損失逐漸增大。
本發(fā)明的方法可以用于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)CDMA2000 1X系統(tǒng)采用的EVRC聲碼器，也可以用于其它適用該快速搜索算法的語(yǔ)音編碼算法中。
本發(fā)明已經(jīng)在用單片數(shù)字信號(hào)處理器DSP(芯片型號(hào)為T(mén)MS320C6211，主頻150MHZ)實(shí)現(xiàn)的包含本發(fā)明快速算法模塊的EVRC優(yōu)化聲碼器上進(jìn)行實(shí)施試驗(yàn)和測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，采用本發(fā)明算法優(yōu)化后的編解碼器比優(yōu)化前的總處理時(shí)間約降低11％左右。從可檢索到的資料來(lái)看，EVRC算法在數(shù)字信號(hào)處理器DSP(芯片型號(hào)為T(mén)MS320C6211，主頻150MHZ)上實(shí)現(xiàn)已達(dá)到每幀時(shí)間內(nèi)能處理5路話音的水平。而本發(fā)明采用了以LSP參數(shù)加權(quán)矢量量化快速搜索算法為主的優(yōu)化算法后，EVRC語(yǔ)音編碼優(yōu)化算法在單片數(shù)字信號(hào)處理器TMS320C6211上實(shí)現(xiàn)時(shí)，已達(dá)到每幀時(shí)間內(nèi)能處理8路話音的水平，達(dá)到進(jìn)一步降低成本(8路與5路相比成本可降低50％左右)和縮小系統(tǒng)體積的很好的效果。
此外，還對(duì)實(shí)施例進(jìn)行了音質(zhì)測(cè)試，其結(jié)果如下1、測(cè)試用的原始語(yǔ)音為EVRC算法附帶的一段標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)樣本(該段數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為4660ms，采用8000HZ采樣率，經(jīng)過(guò)μ律壓擴(kuò)，內(nèi)容為T(mén)he thinthimble to my mad，she said she is dolman.)，將該原始語(yǔ)音分別采用優(yōu)化前后的算法進(jìn)行編解碼。對(duì)解碼結(jié)果經(jīng)多人聽(tīng)覺(jué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，優(yōu)化前后解碼音質(zhì)沒(méi)有明顯的區(qū)別，失真較小。
2、采用ITU-T P.862標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上述原始語(yǔ)音的兩種解碼結(jié)果(與原始語(yǔ)音進(jìn)行比較來(lái))進(jìn)行音質(zhì)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在一次編解碼的情況下本發(fā)明快速搜索算法的音質(zhì)與原來(lái)算法的語(yǔ)音質(zhì)量基本不變(相差為0.001，非常小，可以忽略)。在二次編解碼(級(jí)聯(lián))的情況下，本發(fā)明算法的語(yǔ)音質(zhì)量比原來(lái)算法的語(yǔ)音質(zhì)量要好。
3、本發(fā)明的快速搜索算法用EVRC算法附帶的其它標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)樣本來(lái)檢驗(yàn)，效果也比較好，通過(guò)了TIA/EIA/IS-718測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種用于語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)加權(quán)量化矢量快速搜索算法，其特征在于先按照最小距離準(zhǔn)則在距離碼本及其位置索引中搜索與待量化矢量距離最小的碼字矢量，得到一個(gè)初步搜索結(jié)果，再在該初步搜索結(jié)果的一定范圍內(nèi)，用加權(quán)最小距離準(zhǔn)則進(jìn)行搜索，得到最終搜索結(jié)果，即最佳量化矢量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速搜索算法，其特征在于該算法包括下列初始化操作計(jì)算線譜對(duì)參數(shù)矢量的每個(gè)碼本中的各個(gè)碼字矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，根據(jù)每個(gè)碼本中的各碼字矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離大小進(jìn)行排序，構(gòu)建距離碼本及其位置索引。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速搜索算法，其特征在于該算法包括下列兩個(gè)操作步驟A、計(jì)算待量化的語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)LSP參數(shù)矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，并用該距離搜索所述距離碼本，得到最小的碼字矢量Yj，該最小的碼字矢量Yj到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離與待量化的LSP參數(shù)矢量到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離二者之間的差值最??；所述搜索是采用二分法；B、按照加權(quán)最小距離準(zhǔn)則搜索下列位置索引中的序號(hào)所對(duì)應(yīng)的碼字矢量，得到最佳碼字矢量；所述下列位置索引中的序號(hào)都是在所述位置索引中，以所述最小的碼字矢量Yj在該位置索引中的序號(hào)為中心，與該中心序號(hào)的差值均不大于一設(shè)定數(shù)值r的序號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速搜索算法，其特征在于所述的距離是指任意兩個(gè)相同維數(shù)的LSP碼字矢量或待量化的LSP參數(shù)矢量中各個(gè)分量差值的平方累加和的平方根值；所述的加權(quán)距離則是任意兩個(gè)相同維數(shù)的LSP碼字矢量或待量化的LSP參數(shù)矢量中各個(gè)分量差值的平方與加權(quán)值乘積的累加和的平方根值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速搜索算法，其特征在于采用二分法搜索距離碼本是按照對(duì)分原則，將待量化的矢量距離與所述距離碼本的中間位置所對(duì)應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行循環(huán)比較，直至得到最小的碼字矢量Yj的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速搜索算法，其特征在于該算法包括下列具體計(jì)算操作步驟假設(shè)X是待量化的矢量，即語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)LSP的一組參數(shù)；Xk是X的第k個(gè)分量，即LSP的單個(gè)參數(shù)；Yi是LSP的碼本矢量中的第i個(gè)碼字矢量，Yik是Yi的第k個(gè)分量，k＝1，2，...，n，n是矢量分量的個(gè)數(shù)，即LSP的一組參數(shù)中包含的參數(shù)數(shù)目；d(X)是X與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，d(i)是Yi與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離；(1)計(jì)算LSP參數(shù)矢量的每個(gè)碼本中各碼字矢量Yi的各個(gè)分量Yik與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(i)，其計(jì)算公式為d(i)=Σk=1nYik2;]]>(2)根據(jù)上述計(jì)算得到的距離d(i)，按照從小到大或從大到小的順序?qū)⒚恳粋€(gè)碼本中的碼字矢量排序，建立與該碼本相對(duì)應(yīng)的距離碼本NewCB-1及其位置索引NewCB-2，其中距離碼本存儲(chǔ)各碼字矢量Yi與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(i)，索引碼本存儲(chǔ)距離碼本中的各個(gè)碼字矢量Yi在原來(lái)碼本中的位置索引或序號(hào)；(3)計(jì)算待量化的LSP參數(shù)矢量X與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離d(X)，其計(jì)算公式為d(X)=Σk=1nXk2;]]>(4)用二分法在所述距離碼本NewCB-1上查表比較來(lái)搜索與d(X)數(shù)值相差最小的碼字矢量Yj，即按照對(duì)分準(zhǔn)則，將待量化的矢量距離與所述距離碼本的中間位置所對(duì)應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行循環(huán)比較，直至得到最小的碼字矢量Yj；(5)按照加權(quán)最小距離準(zhǔn)則搜索下列位置索引中的序號(hào)所對(duì)應(yīng)的碼字矢量，得到最佳碼字矢量；所述下列位置索引中的序號(hào)都是在所述位置索引中，以所述最小的碼字矢量Yj在該位置索引中的序號(hào)為中心，與該中心序號(hào)的差值均不大于一設(shè)定數(shù)值r的序號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速搜索算法，其特征在于所述步驟(5)中一設(shè)定數(shù)值r的取值如下在全速率時(shí)，對(duì)于第一個(gè)碼本r取5，對(duì)于第二個(gè)碼本r取5，對(duì)于第三個(gè)碼本r取20，對(duì)于第四個(gè)碼本r取10；在1/2速率時(shí)，對(duì)于第一個(gè)碼本r取8，對(duì)于第二個(gè)碼本r取8，對(duì)于第三個(gè)碼本r取8；在1/8速率時(shí)，對(duì)于第一個(gè)碼本r取5，對(duì)于第二個(gè)碼本r取5。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速搜索算法，其特征在于所述步驟(5)中一設(shè)定數(shù)值r的取值可根據(jù)需要選擇決定其數(shù)值大小。
全文摘要
一種用于語(yǔ)音編碼的線譜對(duì)LSP加權(quán)量化矢量快速搜索算法，是一種針對(duì)LSP最佳量化值搜索問(wèn)題提出的簡(jiǎn)便、實(shí)用的快速搜索算法，該算法是先按照最小距離準(zhǔn)則在距離碼本及其位置索引中搜索與待量化矢量距離最小的碼字矢量，得到一個(gè)初步搜索結(jié)果，再在該初步搜索結(jié)果的一定范圍內(nèi)，用加權(quán)最小距離準(zhǔn)則進(jìn)行搜索，得到最終搜索結(jié)果，即最佳量化矢量。該算法的初始化操作是計(jì)算線譜對(duì)參數(shù)矢量的每個(gè)碼本中的各個(gè)碼字矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，根據(jù)每個(gè)碼本中的各碼字矢量與坐標(biāo)原點(diǎn)的距離大小進(jìn)行排序，構(gòu)建距離碼本及其位置索引。該方法能夠降低EVRC算法的復(fù)雜度，大大提高效率；并且優(yōu)化后的音質(zhì)基本不變，從而降低硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本和體積。
文檔編號(hào)G10L19/00GK1540627SQ20031010320
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者王波濤 申請(qǐng)人:北京首信股份有限公司