代数コード励起線形予測

代数的符号励振線形予測（ACELP）は、限られたパルスセットを線形予測フィルタへの励振として分配する音声符号化アルゴリズムである。これは、符号励振線形予測（CELP）法に基づく代数構造を持つ線形予測符号化（LPC）アルゴリズムである。ACELPは、1989年にカナダのシャーブルック大学の研究者によって開発されました。^[1]

ACELP方式は、AMR、EFR、AMR-WB（G.722.2）、VMR-WB、EVRC、EVRC-B、SMV、TETRA、PCS 1900、MPEG-4 CELP、ITU-T Gシリーズ標準G.729、G.729.1（最初のコーディング段階）、G.723.1などの現在の音声コーディング標準で広く採用されています。^{[2] [3] [4] [5]} ACELPアルゴリズムは、独自のACELP.netコーデックでも使用されています。^[6] Audible Inc.は、修正バージョンを自社の音声ブックに使用しています。また、電話会議ソフトウェア、音声圧縮ツールでも使用されており、 3GPP形式の1つになっています。

ACELPの特許は2018年に失効し、現在はロイヤリティフリーとなっている。^[7]

ACELP の主な利点は、ストレージ ( RAM / ROM ) や複雑さ ( CPU時間) の問題 が発生することなく、使用する代数コードブックを非常に大きく (> 50 ビット) できることです。

ACELP アルゴリズムは、コード励起線形予測(CELP) で使用されるアルゴリズムに基づいていますが、ACELP コードブックには特定の代数構造が課せられています。

革新的なコードブック検索では、16 ビットの代数コードブックが使用されます。その目的は、最適な革新およびゲイン パラメータを見つけることです。革新ベクトルには、最大 4 つの非ゼロ パルスが含まれます。

ACELP では、ゲイン係数g cでスケーリングされたコードブックからの適切なイノベーションシーケンスを2 つの時間可変フィルタ でフィルタリングすることによって、 N 個の音声サンプルのブロックが合成されます。

長期（ピッチ）合成フィルタは次のように表されます。

${\displaystyle {\frac {1}{B(z)}}={\frac {1}{1-g_{p}z^{-T}}}}$

短期合成フィルタは次のように表されます。

${\displaystyle {\frac {1}{A(z)}}={\frac {1}{1+\sum _{i=1}^{P}a_{i}z^{-i}}} }$