JP2002542522A - Use of gain-adaptive quantization and non-uniform code length for speech coding - Google Patents

Use of gain-adaptive quantization and non-uniform code length for speech coding

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JP2002542522A JP2000612930A JP2000612930A JP2002542522A JP 2002542522 A JP2002542522 A JP 2002542522A JP 2000612930 A JP2000612930 A JP 2000612930A JP 2000612930 A JP2000612930 A JP 2000612930A JP 2002542522 A JP2002542522 A JP 2002542522A
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Abstract

(57)【要約】 ハフマン符号化のような技術は、均一長符号を用いる他の符号化技術によって表されるよりも不均一長符号を用いるデジタル音声信号成分を効率的に表すために用いられ得る。残念ながら、ハフマン符号化によって達成され得る符号化効率は、符号化される情報の確率密度関数に依存し、ハフマン符号化処理自体、相当な処理及びメモリのリソースを要求する。本発明に関する利得−適応性量子化を用いる符号化処理は、ハフマン符号化の欠点を克服するが、不均一長符号を用いる利点を実現することができる。利得−適応性量子化では、符号化される信号成分の振幅は、1以上の閾値と比較され、その比較結果に従ってクラスに配置される。クラスの一つに配置された成分の振幅は、成分を分類するために用いられる閾値に関する利得率に従って変更される。好ましくは、利得率は、ただ一つの閾値の関数として表現されてもよい。利得−適応性量子化は、分割帯域音声符号化システムの周波数サブバンド信号を符号化するために用いられてもよい。カスケードにされた利得−適応性量子化、フレーム内符号化、分割間隔及び非過負荷量子化器を含む追加の機能が開示される。 (57) [Summary] Techniques such as Huffman coding are used to more efficiently represent digital audio signal components that use non-uniform length codes than are represented by other coding techniques that use uniform length codes. obtain. Unfortunately, the coding efficiency that can be achieved with Huffman coding depends on the probability density function of the information to be coded, requiring the Huffman coding process itself, considerable processing and memory resources. The encoding process using gain-adaptive quantization according to the present invention overcomes the drawbacks of Huffman encoding, but can realize the advantage of using non-uniform length codes. In gain-adaptive quantization, the amplitude of the signal component to be encoded is compared to one or more thresholds and placed into classes according to the result of the comparison. The amplitude of the components placed in one of the classes is changed according to the gain factor with respect to the threshold used to classify the components. Preferably, the gain factor may be expressed as a function of only one threshold. Gain-adaptive quantization may be used to encode frequency sub-band signals in a split-band speech coding system. Additional features are disclosed, including cascaded gain-adaptive quantization, intra-frame coding, split spacing and non-overloaded quantizers.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 発明の技術分野 本発明は、一般に、符号化及び復号化信号に関する。本発明は、周波数サブバ
ンド信号が別々に符号化される分割バンド符号化及び復号化のために有利に用い
られ得る。本発明は、特に知覚音声符号化システムにおいて有用である。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to encoded and decoded signals. The invention can be used advantageously for split-band coding and decoding, where the frequency sub-band signals are separately coded. The invention is particularly useful in perceptual speech coding systems.

【0002】 発明の背景技術 伝送チャネルに低情報容量要求を課す形式でデジタル音声信号を符号化する連
続的な関心があり、記憶媒体は、高レベルな主観的品質で符号化音声信号をまだ
伝達することができる。知覚符号化システムは、結果として生ずる量子化雑音を
マスクするか、あるいは聞き取れないようにするための音声信号内のより大きな
スペクトル成分を用いる方法で、音声信号を符号化及び量子化する処理を用いる
ことによって、この矛盾する目的を達成しようと試みる。一般に、それがちょう
ど符号化される信号の音響心理学のマスク閾値以下に位置するように、量子化雑
音スペクトルの形状及び振幅を制御することは、有利である。
BACKGROUND OF THE INVENTION There is a continuing interest in encoding digital audio signals in a manner that imposes a low information capacity requirement on the transmission channel, and storage media still carry the encoded audio signal with a high level of subjective quality. can do. Perceptual coding systems use the process of encoding and quantizing the audio signal in a way that masks the resulting quantization noise or uses larger spectral components in the audio signal to make it inaudible. Thereby attempt to achieve this conflicting purpose. In general, it is advantageous to control the shape and amplitude of the quantization noise spectrum so that it lies just below the psychoacoustic mask threshold of the signal to be encoded.

【0003】 知覚符号化処理は、人の聴覚システムの臨界帯域に比例した帯域幅を有するサ
ブバンド信号を得るために分析フィルタのバンクを音声信号に適用し、結果とし
て生じる量子化雑音がちょうど音声信号の評価されたマスク閾値以下であるよう
に、十分小さいサブバンド信号を量子化するための量子化ステップサイズを確立
し、確立された量子化ステップサイズに従ってサブバンド信号を量子化し、量子
化サブバンド信号を表す複数の符号を符号化信号にアセンブルする、いわゆる分
割帯域符号器によって実行され得る。補足的知覚復号化処理は、符号化信号から
その符号を抽出し、それから量子化サブバンド信号を復元し、量子化サブバンド
信号の非量子化指示を得て、オリジナルの音声信号から理想的に、知覚的に区別
できない音声信号を生成するために、合成フィルタのバンクを非量子化指示に適
用する、分割帯域復号器によって実行され得る。
[0003] Perceptual coding processes apply a bank of analysis filters to the speech signal to obtain a sub-band signal having a bandwidth proportional to the critical band of the human auditory system, and the resulting quantization noise is just the speech. Establishing a quantization step size for quantizing the sub-band signal small enough to be less than or equal to the estimated mask threshold of the signal; quantizing the sub-band signal according to the established quantization step size; It may be performed by a so-called split band encoder that assembles a plurality of codes representing the band signal into an encoded signal. The supplemental perceptual decoding process extracts the code from the coded signal, then recovers the quantized sub-band signal, obtains a non-quantized indication of the quantized sub-band signal, ideally from the original speech signal May be performed by a split-band decoder, which applies a bank of synthesis filters to the non-quantized indication to generate a perceptually indistinguishable speech signal.

【0004】 これらのコーディングシステムにおけるコーディング処理は、しばしば、量子
化信号要素又は各サブバンド信号の要素を表すために、均一長符号を用いる。残
念ながら、均一長符号の使用は、必要とするより高い情報容量を強要する。要求
される情報容量は、各サブバンド信号の量子化成分を表すために、非均一長符号
を用いることによって減少され得る。
[0004] The coding processes in these coding systems often use uniform length codes to represent the quantized signal elements or elements of each subband signal. Unfortunately, the use of uniform length codes imposes a higher information capacity than required. The required information capacity can be reduced by using non-uniform length codes to represent the quantized components of each subband signal.

【0005】 非均一長符号を提供するための一つの技術は、量子化サブバンド信号成分のハ
フマン(Huffman)符号化である。典型的に、ハフマンコード表は、実際の適用
で符号化される信号を表すために選択された「トレーニング信号」を用いて設計
される。トレーニング信号の平均確率密度関数(PDF)が符号化された実際の
信号のPDFに適度に近く、PDFが平らでないならば、ハフマンコーディング
は、非常に良いコーディング利得を提供することができる。
[0005] One technique for providing non-uniform length codes is Huffman coding of the quantized subband signal components. Typically, the Huffman code table is designed with "training signals" selected to represent the signal to be encoded in the actual application. Huffman coding can provide very good coding gain if the average probability density function (PDF) of the training signal is reasonably close to the PDF of the encoded real signal and the PDF is not flat.

【0006】 符号化される実際の信号のPDFがトレーニング信号の平均PDFに近くない
ならば、ハフマンコーディングは、コーディング利得を実現しないが、符号化信
号の情報容量要求を増やして、コーディングペナルティーを被ってもよい。この
問題は、異なる信号PDFに対応する多数のコードブックを用いることによって
最小にされ得る。しかしながら、追加の記憶空間が、そのコードブックを格納す
るために要求され、追加の処理が、各コードブックに従って信号を符号化し、最
良の結果を供給するものを選ぶために要求される。
If the PDF of the actual signal to be coded is not close to the average PDF of the training signal, Huffman coding does not achieve coding gain but increases the information capacity requirement of the coded signal and incurs a coding penalty. You may. This problem can be minimized by using multiple codebooks corresponding to different signal PDFs. However, additional storage space is required to store the codebook, and additional processing is required to encode the signal according to each codebook and choose the one that provides the best results.

【0007】 成分値のあらゆる特定のPDFに依存しない各サブバンド内の非均一長符号を
用いて量子化サブバンド信号成分のブロックを表すことができ、最小の計算及び
メモリリソースを用いて効率的に実行され得るコーディング技術のための要求が
残存する。
A block of quantized sub-band signal components can be represented using non-uniform length codes in each sub-band that is independent of any particular PDF of component values, and is efficient with minimal computation and memory resources There remains a need for coding techniques that can be implemented in

【0008】 発明の開示 本発明の目的は、分割帯域コーディングシステムにおけるそれぞれの周波数サ
ブバンド内のサブバンド信号成分のような量子化信号成分を表すために非均一長
符号を用いることによって実現され得る利点を提供することである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The objects of the present invention may be realized by using non-uniform length codes to represent quantized signal components, such as subband signal components within respective frequency subbands in a split-band coding system. To provide benefits.

【0009】 本発明は、良いコーディング利得を達成するために成分値のあらゆる特定のP
DFに依存せず、最小の計算及びメモリリソースを用いて効率的に実行され得る
技術を用いて、この目的を達成する。ある適用では、コーディングシステムは、
ハフマンコーディングのような他の技術と関連して本発明の機能を有利に使用し
得る。
The present invention provides for any particular P value of the component values to achieve good coding gain.
This goal is achieved using techniques that are not dependent on DF and can be performed efficiently with minimal computation and memory resources. In one application, the coding system
The features of the present invention may be advantageously used in connection with other techniques such as Huffman coding.

【0010】 本発明の一態様の教示によれば、入力信号を符号化する方法は、前記入力信号
を受信し、該入力信号の周波数サブバンドを表すサブバンド信号成分のサブバン
ド信号ブロックを生成するステップと、前記サブバンド信号ブロック内の成分の
大きさをある閾値と比較し、成分の大きさに従って2以上のクラスに各成分を配
列し、利得率を得るステップと、前記サブバンド信号ブロックのいくつかの成分
の大きさを変更するために、前記クラスの一つに配列された成分に前記利得率を
適用するステップと、前記サブバンド信号ブロックの前記成分を量子化するステ
ップと、前記成分の分類を伝達する符号化信号制御情報及び前記量子化サブバン
ド信号成分を表す非均一長符号にアセンブルするステップとを有する。本発明の
もう一つの態様の教示によれば、符号化信号を復号する方法は、前記符号化信号
を受信してそこから制御信号及び非均一長符号を得て、入力信号の周波数サブバ
ンドを表す量子化サブバンド信号成分を該非均一長符号から得るステップと、サ
ブバンド信号非量子化成分を得るために、前記サブバンド信号成分を非量子化す
るステップと、前記制御情報に従って、非量子化成分のいくつかの大きさを変更
するために、利得率を適用するステップと、前記サブバンド信号非量子化成分に
応じて出力信号を生成するステップとを有する。
In accordance with the teachings of one aspect of the present invention, a method for encoding an input signal includes receiving the input signal and generating a sub-band signal block of sub-band signal components representing frequency sub-bands of the input signal. Comparing the magnitude of the components in the sub-band signal block with a certain threshold, arranging each component in two or more classes according to the magnitude of the components, and obtaining a gain factor; Applying the gain factor to components arranged in one of the classes to change the magnitude of some of the components; andquantizing the components of the subband signal block; Assembling into coded signal control information conveying the classification of the components and a non-uniform length code representing the quantized subband signal components. According to the teachings of another aspect of the present invention, a method of decoding an encoded signal comprises receiving the encoded signal, obtaining a control signal and a non-uniform length code therefrom, and converting a frequency subband of the input signal. Obtaining a quantized sub-band signal component from the non-uniform length code; dequantizing the sub-band signal component to obtain a sub-band signal non-quantized component; Applying a gain factor to change the magnitude of some of the components; and generating an output signal in response to the sub-band signal non-quantized components.

【0011】 これらの方法は、本発明を実行するための装置によって実行され得る命令のプ
ログラムとして媒体で具体化されてもよい。
[0011] These methods may be embodied in a medium as a program of instructions that can be executed by an apparatus for performing the present invention.

【0012】 本発明のもう一つの態様の教示によれば、入力信号を符号化する装置は、前記
入力信号を受信する入力と、該入力信号の周波数サブバンドを表すサブバンド信
号成分のサブバンド信号ブロックを供給するための出力とを有する分析フィルタ
と、前記サブバンド信号ブロックの成分の大きさとある閾値を比較し、成分の大
きさに従って2以上のクラスに各成分を配列し、利得率を得る、前記分析フィル
タに接続されるサブバンド信号ブロック分析器と、前記サブバンド信号ブロック
におけるいくつかの成分の大きさを変更するために、前記利得率を前記クラスの
一つに配列された成分に適用する、前記サブバンド信号ブロック分析器に接続さ
れるサブバンド信号成分プロセッサと、前記利得率に従って変更された大きさを
有する前記サブバンド信号ブロックの成分を量子化する、前記サブバンド信号プ
ロセッサに接続される第1の量子化器と、量子化サブバンド信号成分を表す非均
一長符号と前記成分の分類を伝達する制御情報を符号化信号にアセンブルする、
前記第1の量子化器に接続されるフォーマッタとを備える。
In accordance with the teachings of another aspect of the invention, an apparatus for encoding an input signal comprises an input for receiving the input signal, and a sub-band of a sub-band signal component representing a frequency sub-band of the input signal. An analysis filter having an output for supplying a signal block; comparing the magnitude of the component of the subband signal block with a certain threshold; arranging each component into two or more classes according to the magnitude of the component; A sub-band signal block analyzer connected to the analysis filter, and the gain factor arranged in one of the classes to change the magnitude of some components in the sub-band signal block. A sub-band signal component processor connected to the sub-band signal block analyzer and having a magnitude modified according to the gain factor. A first quantizer connected to the subband signal processor for quantizing components of the subband signal block, and a control for transmitting a non-uniform length code representing the quantized subband signal component and a classification of the component Assemble information into an encoded signal,
A formatter connected to the first quantizer.

【0013】 符号化信号を復号する装置における本発明のまだもう一つの教示によれば、そ
の装置は、前記符号化信号を受信してそこから制御情報及び非均一長符号を得、
該非均一長符号から量子化サブバンド信号成分を得るデフォーマッタと、第1の
非量子化成分を得るために、前記制御情報に従って前記ブロックのいくつかのサ
ブバンド信号成分を非量子化する、前記デフォーマッタに接続される第1の非量
子化器と、前記制御情報に従って前記サブバンド信号ブロックのいくつかの第1
の非量子化成分の大きさを変更するために、利得率を適用する、前記第1の非量
子化器に接続されるサブバンド信号ブロックプロセッサと、前記サブバンド信号
プロセッサに接続される入力と、出力信号を供給する出力とを有する合成フィル
タとを備える。
According to still another teaching of the present invention in an apparatus for decoding an encoded signal, the apparatus receives the encoded signal, obtains control information and a non-uniform length code therefrom,
A deformatter for obtaining a quantized sub-band signal component from the non-uniform length code; and dequantizing some sub-band signal components of the block according to the control information to obtain a first non-quantized component. A first non-quantizer connected to the deformatter, and a first first one of some of the sub-band signal blocks according to the control information.
A sub-band signal block processor connected to the first non-quantizer for applying a gain factor to change the magnitude of the non-quantized component of the sub-band signal processor; and an input connected to the sub-band signal processor. , A synthesis filter having an output for providing an output signal.

【0014】 本発明の更にもう一つの態様の教示によれば、媒体は、(1) 量子化サブバ
ンド信号成分を表す非均一長符号であって、該量子化サブバンド信号成分が音声
信号の周波数サブバンドを表すサブバンド信号ブロックの要素に対応する、非均
一長符号と、(2) 対応するサブバンド信号ブロック要素の大きさに従って量
子化サブバンド信号成分の分類を示す制御情報と、(3) 前記制御情報に従っ
て前記量子化サブバンド信号成分の大きさに関係する利得率の表示とを伝達する
According to the teachings of yet another aspect of the present invention, the medium is (1) a non-uniform length code representing a quantized sub-band signal component, wherein the quantized sub-band signal component is an audio signal. A non-uniform length code corresponding to a sub-band signal block element representing a frequency sub-band, and (2) control information indicating a classification of a quantized sub-band signal component according to the size of the corresponding sub-band signal block element; 3) transmitting an indication of a gain factor related to the size of the quantized sub-band signal component according to the control information.

【0015】 本発明の種々の特徴及びその好ましい実施の形態は、以下の議論、及び、同様
な参照数字が複数の図で同様な構成要素を言及する添付図面を参照することによ
ってより良く理解され得る。以下の議論及び図面の内容は、単に例示として示さ
れ、本発明の範囲の制限を表すと理解すべきではない。
The various features of the present invention and its preferred embodiments are better understood by referring to the following discussion and accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like components in the several figures. obtain. The following discussion and the contents of the drawings are presented by way of example only and are not to be understood as limiting the scope of the present invention.

【0016】 発明を実行するためのモード A.コーディングシステム 本発明は、音声情報のような量子化情報を表す効率を改善することに向けられ
、分割帯域符号器及び分割帯域復号器を用いるコーディングシステムにおける有
利な適用を見出す。本発明の種々の態様を組み込む分割帯域符号器及び分割帯域
復号器の実施の形態は、それぞれ図1及び2に示される。
Modes for Carrying Out the Invention A. Coding system The present invention is directed to improving the efficiency of representing quantized information, such as speech information, and finds advantageous application in coding systems that use split-band coder and split-band decoder. Embodiments of a split band encoder and a split band decoder incorporating various aspects of the present invention are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.

【0017】 1.符号器 a)分析フィルタリング 図1では、分析フィルタバンク12は、経路11から入力信号を受信し、その
入力信号を入力信号の周波数サブバンドを表すサブバンド信号に分割し、経路1
3及び23に沿ってサブバンド信号を渡す。図の明確のため、図1及び2に示さ
れる実施の形態は、2つのサブバンドのみの構成要素を示す。しかしながら、知
覚コーディングシステムの分割帯域符号器及び復号器が人の聴覚システムの臨界
帯域に比例する帯域幅を有するより多くのサブバンドを処理することが、一般的
である。
[0017] 1. Encoder a) Analysis Filtering In FIG. 1, analysis filter bank 12 receives an input signal from path 11 and splits the input signal into sub-band signals representing frequency sub-bands of the input signal;
Pass the subband signals along 3 and 23. For clarity of illustration, the embodiments shown in FIGS. 1 and 2 show components with only two subbands. However, it is common for the sub-band encoder and decoder of the perceptual coding system to process more sub-bands having a bandwidth proportional to the critical band of the human auditory system.

【0018】 分析フィルタバンク12は、多層フィルタ、格子フィルタ、直交鏡フィルタ(
QMF)、フーリエ級数型変換、コサイン変調フィルタバンク変換及びウェーブ
レット変換を含む種々の時間領域から周波数領域へのブロック変換を含む多種多
様な方法で実行され得る。好ましい実施の形態では、フィルタのバンクは、分析
ウィンドウ関数を持つデジタル音声サンプルの重畳ブロックに重み付けをするか
又は変調することによって、及び特定の修正された離散コサイン変換(MDCT
)をウィンドウ重み付けブロックに適用することによって実行される。このMD
CTは、時間領域エイリアシング相殺(TDAC)変換として言及され、198
7年5月のProc. Int. Conf. Acoust., Speech, and Signal Proc.の2161〜
2164頁におけるPrincen、Johnson及びBradleyの「時間領域エイリアシング
相殺に基づくフィルタバンク設計を用いるサブバンド/変換符号化」に開示され
る。実行の選択がコーディングシステムの性能における重要な効果を有し得るけ
れども、分析フィルタバンクの特定の実行は、本発明の概念において重要ではな
い。
The analysis filter bank 12 includes a multilayer filter, a grating filter, and an orthogonal mirror filter (
It can be performed in a wide variety of ways, including various time-domain to frequency-domain block transforms, including QMF), Fourier series transforms, cosine modulation filterbank transforms, and wavelet transforms. In a preferred embodiment, the bank of filters is weighted or modulated by a superposition block of digital audio samples with an analysis window function, and by a specific modified discrete cosine transform (MDCT).
) To the window weighting block. This MD
CT is referred to as a time domain aliasing cancellation (TDAC) transform and
In Proc. Int. Conf. Acoust., Speech, and Signal Proc.
Princen, Johnson and Bradley, "Subband / Transform Coding Using Filter Bank Design Based on Time Domain Aliasing Cancellation," p. 2164. Although the choice of implementation can have a significant effect on the performance of the coding system, the particular implementation of the analysis filterbank is not important in the inventive concept.

【0019】 経路13及び23に沿って渡されるサブバンド信号は、それぞれ、ブロックに
配列されるサブバンド信号成分を含む。好ましい実施の形態では、各サブバンド
信号ブロックは、成分が倍率に関して大きさを調整されるブロックスケール形式
で表される。例えば、サブバンド信号成分は、ブロック浮動小数点(BFP)形
式が用いられてもよい。
The sub-band signals passed along paths 13 and 23 each include sub-band signal components arranged in blocks. In a preferred embodiment, each sub-band signal block is represented in a block-scale format where the components are scaled with respect to magnification. For example, the sub-band signal components may use a block floating point (BFP) format.

【0020】 例えば、分析フィルタバンク12がブロック変換によって実行されるならば、
サブバンド信号は、変換係数のブロックを生成するためにその変換に入力信号サ
ンプルのブロックを適用し、それからサブバンド信号ブロックを形成する1以上
の隣接した変換係数をグループ化することによって、生成される。例えば、分析
フィルタバンク12がQMFのようなもう一つのタイプのデジタルフィルタによ
って実行されるならば、サブバンド信号は、各周波数サブバンドのための一連の
サブバンド信号サンプルを生成するために、そのフィルタに一連の入力信号サン
プルを適用し、それから、サブバンド信号サンプルをブロックにグループ化する
ことによって、生成される。これらの2つの例のサブバンド信号成分は、それぞ
れ、変換係数及びサブバンド信号サンプルである。
For example, if the analysis filter bank 12 is performed by block transformation,
A subband signal is generated by applying a block of input signal samples to the transform to generate a block of transform coefficients, and then grouping one or more adjacent transform coefficients that form the subband signal block. You. For example, if the analysis filter bank 12 is implemented by another type of digital filter, such as QMF, the sub-band signal is converted to generate a series of sub-band signal samples for each frequency sub-band. Generated by applying a series of input signal samples to the filter and then grouping the subband signal samples into blocks. The subband signal components of these two examples are the transform coefficients and the subband signal samples, respectively.

【0021】 b)知覚モデリング 知覚コーディングシステムのための好ましい実施の形態では、符号器は、各サ
ブバンド信号を量子化するためのそれぞれの量子化ステップサイズを確立するた
めに、知覚モデルを用いる。順応してビットを割り当てるために、知覚モデルを
用いる一方法は、図3に示される。この方法によれば、ステップ51は、望まし
い量子化雑音スペクトルを確立するために、入力信号の特性を表す情報に知覚モ
デルを適用する。多くの実施の形態では、このスペクトルの雑音レベルは、入力
信号の評価音響心理学的マスク閾値に対応する。ステップ52は、サブバンド信
号ブロックの成分を量子化するための最初の提案された量子化ステップサイズを
確立する。ステップ53は、すべてのサブバンド信号成分のための提案された量
子化ステップサイズを得るために要求されるビットの割当てを決定する。好まし
くは、割当ては、符号化信号を復号するために用いられる分割帯域復号器の合成
フィルタの雑音伸長効果のためになされる。割当てのようなものをなすためのい
くつかの方法は、1999年4月12日に出願された「合成フィルタ雑音伸長の
ための補償を持つ知覚音声コーダにおけるの量子化」と題されたUbale他の米国
特許第5,623,577号及び米国特許出願番号第09/289,865号に
開示される。そのどちらも参照によってここに組み込まれる。
B) Perceptual modeling In a preferred embodiment for the perceptual coding system, the encoder uses a perceptual model to establish a respective quantization step size for quantizing each subband signal. One method of using a perceptual model to adaptively assign bits is shown in FIG. According to this method, step 51 applies a perceptual model to information characterizing the input signal to establish a desired quantization noise spectrum. In many embodiments, this spectral noise level corresponds to the estimated psychoacoustic mask threshold of the input signal. Step 52 establishes an initial proposed quantization step size for quantizing the components of the subband signal block. Step 53 determines the bit allocation required to obtain the proposed quantization step size for all subband signal components. Preferably, the assignment is made for the noise-stretching effect of the synthesis filter of the split-band decoder used to decode the encoded signal. Some methods for making such an assignment are described in Ubale et al., Entitled "Quantization in Perceptual Speech Coders with Compensation for Synthetic Filter Noise Decomposition," filed April 12, 1999. U.S. Patent No. 5,623,577 and U.S. Patent Application Serial No. 09 / 289,865. Both of which are incorporated herein by reference.

【0022】 ステップ54は、要求される割当てのトータルが量子化に利用可能なトータル
ビット数から著しく違っているか否かを決定する。トータル割当てがあまりに高
いならば、ステップ55は、提案された量子化ステップサイズを増加する。トー
タル割当てがあまりに低いならば、ステップ55は、提案された量子化ステップ
サイズを減少する。処理は、ステップ53に戻り、提案される量子化ステップサ
イズを得るために要求されるトータル割当てが利用可能なトータルビット数に概
ね近いとステップ54が決定するまでこの処理を繰り返す。その後、ステップ5
6は、確立された量子化ステップサイズに従ってサブバンド信号成分を量子化す
る。
Step 54 determines whether the total required allocation differs significantly from the total number of bits available for quantization. If the total allocation is too high, step 55 increases the proposed quantization step size. If the total allocation is too low, step 55 reduces the proposed quantization step size. The process returns to step 53 and repeats until step 54 determines that the total allocation required to obtain the proposed quantization step size is approximately close to the total number of available bits. Then step 5
6 quantizes the sub-band signal components according to the established quantization step size.

【0023】 c)利得−適応性量子化 利得−適応性量子化は、例えば、ステップ53中に本発明の種々の態様を含む
ことによって、上述の方法に組み込まれてもよい。上述の方法が多くの知覚コー
ディングシステムの典型であるけれども、本発明に組み込まれ得るコーディング
処理の単なる一例である。本発明は、量子化信号成分のためのステップサイズを
確立するために、あらゆる主観的及び/又は客観的基準を本質的に用いるコーデ
ィングシステムにおいて用いられ得る。議論の容易のため、単純化された実施の
形態が、本発明の種々の態様を説明するためにここでは用いられる。
C) Gain-Adaptive Quantization Gain-adaptive quantization may be incorporated into the method described above, for example by including various aspects of the invention during step 53. Although the method described above is typical of many perceptual coding systems, it is only one example of a coding process that can be incorporated into the present invention. The invention can be used in coding systems that essentially use any subjective and / or objective criteria to establish a step size for the quantized signal components. For ease of discussion, simplified embodiments will be used herein to describe various aspects of the invention.

【0024】 一周波数サブバンドのためのサブバンド信号ブロックは、経路13に沿ってサ
ブバンド信号分析器14に渡される。この分析器14は、各部ロックのサブバン
ド信号成分の大きさを閾値と比較し、成分の大きさに従って2つのクラスの一つ
に各成分を配列する。成分の分類を伝達する制御情報は、フォーマッタ19に渡
される。好ましい実施の形態では、閾値以下の大きさを有する成分が、第1のク
ラスに配列される。サブバンド信号分析器14は、また、次の使用のための利得
率を得る。以下に説明されるように、好ましくは、利得率の値は、いくつかの方
法で閾値のレベルに関連する。例えば、閾値は、利得率だけの関数として表現さ
れてもよい。その代わりに、閾値は、利得率及び他の考慮の関数として表現され
てもよい。
The subband signal block for one frequency subband is passed along path 13 to a subband signal analyzer 14. The analyzer 14 compares the magnitude of the subband signal component of each part lock with a threshold and arranges each component into one of two classes according to the magnitude of the component. The control information for transmitting the component classification is passed to the formatter 19. In a preferred embodiment, components having a magnitude less than or equal to the threshold are arranged in a first class. Subband signal analyzer 14 also obtains a gain factor for the next use. As described below, preferably, the value of the gain factor is related to the threshold level in some manner. For example, the threshold may be expressed as a function of the gain factor only. Alternatively, the threshold may be expressed as a function of the gain factor and other considerations.

【0025】 第1のクラスに配列されるサブバンド信号成分は、利得要素15に渡される。
それは、サブバンド信号分析器14によって得られる利得率を第1のクラスの各
成分に適用する。利得変更成分は、それから、量子化器17に渡される。量子化
器17は、第1の量子化ステップサイズに従って利得変更成分を量子化し、フォ
ーマッタ19に結果として生じる量子化成分を渡す。好ましい実施の形態では、
第1の量子化ステップサイズは、知覚モデルに従って、及びサブバンド信号分析
器14によって用いられる閾値の値に従って設定される。
The sub-band signal components arranged in the first class are passed to a gain element 15.
It applies the gain factor obtained by the sub-band signal analyzer 14 to each component of the first class. The gain change component is then passed to a quantizer 17. Quantizer 17 quantizes the gain modification component according to the first quantization step size and passes the resulting quantized component to formatter 19. In a preferred embodiment,
The first quantization step size is set according to the perceptual model and according to the value of the threshold used by the subband signal analyzer 14.

【0026】 第1のクラスに配列されるサブバンド信号成分は、経路16に沿って量子化器
18に渡される。それは、第2の量子化ステップサイズに従ってこれらの成分を
量子化する。第2の量子化ステップサイズは、第1の量子化ステップサイズと等
しくてもよい。しかしながら、好ましい実施の形態では、第2の量子化ステップ
サイズは、第1の量子化ステップサイズよりも小さい。
The sub-band signal components arranged in the first class are passed along path 16 to a quantizer 18. It quantizes these components according to a second quantization step size. The second quantization step size may be equal to the first quantization step size. However, in a preferred embodiment, the second quantization step size is smaller than the first quantization step size.

【0027】 第2の周波数サブバンドのためのサブバンド信号ブロックは、経路23に沿っ
て渡され、第1の周波数サブバンドのために上述したのと同じ方法で、サブバン
ド信号分析器24、利得要素25、並びに、量子化器27及び28によって処理
される。好ましい実施の形態では、各周波数サブバンドに用いられる閾値は、適
応性があり、他の周波数サブバンドに用いられる閾値から独立している。
The sub-band signal block for the second frequency sub-band is passed along path 23 and, in the same manner as described above for the first frequency sub-band, sub-band signal analyzer 24, It is processed by a gain element 25 and quantizers 27 and 28. In a preferred embodiment, the thresholds used for each frequency subband are adaptive and independent of the thresholds used for other frequency subbands.

【0028】 d)符号化信号フォーマッティング フォーマッタ19は、成分の分類を伝達する制御情報と、量子化サブバンド信
号成分を表す非均一長符号とを符号化信号にアセンブルし、ベースバンド又は超
音波から紫外周波数までを含むスペクトル中の変調通信経路のような伝送媒体、
あるいは、磁気又は光学式記録技術を用いて情報を運ぶ、磁気テープ、磁気ディ
スク及び光学式ディスクを含む記憶媒体によって伝送される経路20に沿って符
号化信号を渡す。
D) Coded Signal Formatting The formatter 19 assembles control information, which conveys the classification of the components, and a non-uniform length code representing the quantized subband signal components into a coded signal. Transmission media such as modulated communication paths in the spectrum, including up to ultraviolet frequencies,
Alternatively, the encoded signal is passed along a path 20 carried by storage media, including magnetic tapes, magnetic disks and optical disks, that carry information using magnetic or optical recording techniques.

【0029】 量子化成分を表すために用いられる符号は、量子化値に同一であってもよく、
あるいは、それらは、量子化値から得られるいくつかのコードのタイプであって
もよい。例えば、符号は、量子化器から直接得られてもよく、あるいは、ハフマ
ン符号化のようないくつかの処理によって量子化値を得られてもよい。量子化値
そのものは、非均一長符号として容易に用いられ得る。なぜならば、ビットの非
均一数は、サブバンド内の量子化サブバンド信号成分に割り当てられ得るからで
ある。
The sign used to represent the quantized component may be the same as the quantized value,
Alternatively, they may be some type of code derived from the quantized values. For example, the code may be obtained directly from a quantizer, or the quantized value may be obtained by some process such as Huffman coding. The quantized value itself can easily be used as a non-uniform length code. This is because a non-uniform number of bits can be assigned to quantized sub-band signal components within a sub-band.

【0030】 2.復号器 a)符号化信号デフォーマッティング 図2では、デフォーマッタ32は、経路31から符号化信号を受信し、量子化
サブバンド信号成分を表す符号と成分の分類を伝達する制御情報とをそこから得
る。復号化処理は、符号から量子化成分を得るのに必要であるとして適用され得
る。好ましい実施の形態では、利得変更成分は、第1のクラスに配列される。例
えば、デフォーマッタ32は、同じく、あらゆる知覚モデル又はビット割当て処
理によって必要とされ得るあらゆる情報を得る。
[0030] 2. Decoder a) Encoded Signal Deformatting In FIG. 2, the deformatter 32 receives the encoded signal from the path 31 and converts therefrom a code representing the quantized subband signal components and control information conveying the classification of the components therefrom. obtain. The decoding process may be applied as needed to obtain the quantized components from the code. In a preferred embodiment, the gain modification components are arranged in a first class. For example, deformatter 32 also obtains any information that may be required by any perceptual model or bit allocation process.

【0031】 b)利得−適応性非量子化 非量子化器33は、第1のクラスに配列される一サブバンド信号ブロックのた
めの成分を受信し、第1の量子化ステップサイズに従ってそれらを非量子化し、
利得要素35にその結果を渡す。好ましい実施の形態では、第1の量子化ステッ
プサイズは、知覚モデルに従って、及びサブバンド信号成分を分類するために用
いられた閾値に従って設定される。
B) Gain-Adaptive Dequantization The dequantizer 33 receives the components for one subband signal block arranged in a first class and decompresses them according to a first quantization step size. Dequantize,
The result is passed to the gain element 35. In a preferred embodiment, the first quantization step size is set according to a perceptual model and according to the threshold used to classify the subband signal components.

【0032】 利得要素35は、非量子化器33から受信される非量子化成分に利得率を適用
し、利得変更成分を合流37に渡す。利得要素35の操作は、片方のふぐ気乗り
特要素15によって提供される利得変更を反転する。上記で説明されるように、
好ましくは、この利得率は、サブバンド信号成分を分類するために用いられた閾
値に関連する。
The gain element 35 applies a gain factor to the non-quantized component received from the non-quantizer 33, and passes the gain change component to the junction 37. Operation of the gain element 35 reverses the gain change provided by the one blowfish ride feature 15. As explained above,
Preferably, this gain factor is related to the threshold used to classify the subband signal components.

【0033】 第1のクラスに配列されないサブバンド信号成分は、非量子化器34に渡され
る。それは、第2の量子化ステップサイズに従ってこれらの成分を非量子化し、
その結果を合流37に渡す。第2の量子化ステップサイズは、第1の量子化ステ
ップサイズと等しくてもよい。しかしながら、好ましい実施の形態では、第2の
量子化ステップサイズは、第1の量子化ステップサイズよりも小さい。
The subband signal components not arranged in the first class are passed to the non-quantizer 34. It dequantizes these components according to a second quantization step size,
The result is passed to the junction 37. The second quantization step size may be equal to the first quantization step size. However, in a preferred embodiment, the second quantization step size is smaller than the first quantization step size.

【0034】 合流37は、利得要素35から受信される利得変更非量子化成分を非量子化器
36から受信される非量子化成分と融合し、経路38に沿って結果として生じる
サブバンド信号ブロックを合成フィルタバンク39に渡す。
The junction 37 fuses the gain modified unquantized component received from the gain element 35 with the unquantized component received from the dequantizer 36 and the resulting subband signal block along path 38 To the synthesis filter bank 39.

【0035】 第2の周波数サブバンドのためのサブバンド信号ブロック内の量子化成分は、
第1の周波数サブバンドのために上述のような同一の方法で、非量子化器43及
び44、利得要素45、並びに合流47によって処理され、経路48に沿って結
果として生じるサブバンド信号ブロックを合成フィルタバンク39に渡す。
The quantized components in the subband signal block for the second frequency subband are:
The resulting subband signal block processed by the dequantizers 43 and 44, the gain element 45, and the confluence 47 and along the path 48 in the same manner as described above for the first frequency subband. This is passed to the synthesis filter bank 39.

【0036】 c)合成フィルタリング 合成フィルタバンク39は、分析フィルタバンク12を実行するための上述の
方法に補足的な多種多様の方法で実行され得る。出力信号は、経路38及び48
から受信されたサブバンド信号成分のブロックに応じて経路40に沿って生成さ
れる。
C) Synthesis Filtering The synthesis filterbank 39 may be implemented in a wide variety of ways complementary to the above-described methods for implementing the analysis filterbank 12. The output signals are provided on paths 38 and 48.
Are generated along path 40 in response to blocks of subband signal components received from.

【0037】 B.機能 1.サブバンド信号成分分類 a)単純化閾値関数 利得−適応性量子化の効果は、図4において評価され得る。それは、サブバン
ド信号成分の仮想ブロック111、112及び113を示す。示される例では、
各サブバンド信号ブロックは、1から8まで番号を付された8つの成分を含む。
各成分は、垂直線によって表され、各成分の大きさは、それぞれの線の高さによ
って表される。例えば、ブロック111の成分1は、グラフの縦座標軸に示され
るように、値0.25よりもわずかに大きい大きさを有する。
B. Function 1. Sub-band signal component classification a) Simplified threshold function The effect of gain-adaptive quantization can be evaluated in FIG. It shows the virtual blocks 111, 112 and 113 of the subband signal components. In the example shown,
Each subband signal block includes eight components, numbered from 1 to 8.
Each component is represented by a vertical line, and the magnitude of each component is represented by the height of the respective line. For example, component 1 of block 111 has a magnitude slightly greater than the value 0.25, as shown on the ordinate axis of the graph.

【0038】 線102は、0.50レベルにおける閾値を表す。ブロック111の各成分は
、それぞれの成分の大きさをその閾値と比較することによって、2つのクラスの
一つに配列され得る。閾値以下の大きさを有する成分は、第1のクラスに配列さ
れる。残りの成分は、第2のクラスに配列される。その代わりに、閾値より厳密
に小さい大きさを有する成分を第1のクラスに配列することによって、成分が分
類されるならば、わずかに異なる結果が得られることができる。議論の容易のた
め、第1の例による閾値比較が想定され、ここで特に言及される。
Line 102 represents the threshold at the 0.50 level. Each component of block 111 can be arranged into one of two classes by comparing the magnitude of each component to its threshold. Components having a magnitude less than or equal to the threshold are arranged in a first class. The remaining components are arranged in a second class. Alternatively, by arranging components having a magnitude strictly less than the threshold into the first class, slightly different results can be obtained if the components are classified. For ease of discussion, a threshold comparison according to the first example is envisaged and will be specifically mentioned here.

【0039】 ブロック112の成分は、第1のクラスに配列される各部ロック111成分に
2つの利得率を適用することによって得られる。例えば、0.500よりわずか
に大きいブロック112の成分1の大きさは、ブロック111の成分1の大きさ
に2に等しい利得率を乗算することによって得られる。逆に、ブロック112の
成分2の大きさは、ブロック111の成分2の大きさに等しい。なぜならば、こ
の成分は、第2のクラスに配列されたので、利得率によって変更されないからで
ある。
The components of block 112 are obtained by applying two gain factors to each lock 111 component arranged in the first class. For example, a magnitude of component 1 of block 112 slightly greater than 0.500 is obtained by multiplying the magnitude of component 1 of block 111 by a gain factor equal to two. Conversely, the magnitude of component 2 of block 112 is equal to the magnitude of component 2 of block 111. This is because this component is arranged in the second class and is not changed by the gain factor.

【0040】 線104は、0.25レベルにおける閾値を表す。ブロック111の各成分は
、それぞれの成分の大きさをこの閾値と比較しその閾値以下の大きさを有する成
分を第1のクラスに配列することによって、2つのクラスの一つに配列されても
よい。残りの成分は、第2のクラスに配列される。
Line 104 represents the threshold at the 0.25 level. Each component of block 111 may also be arranged in one of two classes by comparing the magnitude of each component to this threshold and arranging components having a size less than or equal to the threshold into a first class. Good. The remaining components are arranged in a second class.

【0041】 ブロック113の成分は、第1のクラスに配列された各ブロック111成分に
4の利得率を適用することによって得られる。例えば、およそ0.44であるブ
ロック113の成分3の大きさは、およそ0.11であるブロック111の成分
3の大きさに4に等しい利得率を乗算することによって得られる。逆に、ブロッ
ク113の成分1の大きさは、ブロック111の成分1の大きさに等しい。なぜ
ならば、この成分は、第2のクラスに配列されたので、利得率によって変更され
ないからである。閾値は、利得率だけの関数として表現されてもよい。これらの
2つの例によって示されるように、閾値は、以下のように表現され得る: Th=1/G (1)
ここで、Th=閾値、及び、 G=利得率。
The components of block 113 are obtained by applying a gain factor of 4 to each block 111 component arranged in the first class. For example, the magnitude of component 3 of block 113, which is approximately 0.44, is obtained by multiplying the magnitude of component 3 of block 111, which is approximately 0.11, by a gain factor equal to 4. Conversely, the magnitude of component 1 of block 113 is equal to the magnitude of component 1 of block 111. This is because this component is arranged in the second class and is not changed by the gain factor. The threshold may be expressed as a function of the gain factor only. As shown by these two examples, the threshold may be expressed as: Th = 1 / G (1)
Where Th = threshold and G = gain rate.

【0042】 b)代わりの閾値関数 残念ながら、式1から得られる閾値は、あまりに大きくてもよい。なぜならば
、利得率Gによって変更されるとき、閾値Thよりわずかに小さい大きさを有す
るサブバンド信号成分は、量子化器に負荷をかけすぎ得るからである。その値の
量子化エラーが量子化ステップサイズの1/2を越えるならば、値は、量子化器
に負荷をかけすぎると言われる。およそ−1〜+1までの範囲に値を量子化する
均一の量子化ステップサイズを有する対称の量子化器のために、量子化器に負荷
をかけすぎる正数の領域は、以下のように表現され得る: QOL>QMAX+ΔQ/2 (2a
) また、量子化器に負荷をかけすぎる負数の領域は、以下のように表現され得る: QOL<−QMAX−ΔQ/2 (2b
) ここで、QOL=量子化器に負荷をかけすぎる値; QMAX=最大正量子化値; ΔQ=量子化ステップサイズ。
B) Alternative Threshold Function Unfortunately, the threshold obtained from Equation 1 may be too large. This is because, when changed by the gain factor G, a sub-band signal component having a magnitude slightly smaller than the threshold Th may overload the quantizer. If the quantization error for that value exceeds half the quantization step size, the value is said to overload the quantizer. For a symmetric quantizer having a uniform quantization step size that quantizes values in the range of approximately -1 to +1, a positive region that overloads the quantizer is expressed as: Q OL > Q MAX + ΔQ / 2 (2a
Also, the negative region that overloads the quantizer can be expressed as: Q OL <−Q MAX −ΔQ / 2 (2b
Where Q OL = value that overloads the quantizer; Q MAX = maximum positive quantization value; ΔQ = quantization step size.

【0043】 およそ−1〜+1の範囲に値を量子化する均一量子化ステップサイズを有する
bビット対称ミッドスレッドサイン量子化器のために、最大正量子化値QMAX は、1−21−bに等しく、量子化ステップサイズΔQは、21−bに等しく、
量子化ステップサイズの1/2は、2−bに等しい。正の過負荷値のための式2
aは、以下のように書き直され得る: QOL>1−21−b+2−b=1−2−b (3a) また、負の過負荷値のための式2bは、以下のように書き直され得る: QOL<−(1−21−b)−2−b=−1+2−b
3b)
For a b-bit symmetric mid-thread sine quantizer with a uniform quantization step size that quantizes values in the approximate range of −1 to +1, the maximum positive quantization value Q MAX is 1-2 1 − b , the quantization step size ΔQ is equal to 21 -b ,
1/2 of the quantization step size is equal to 2- b . Equation 2 for positive overload values
a can be rewritten as follows: Q OL > 1-2 1−b +2 −b = 1-2 −b (3a) Also, equation 2b for negative overload values is: It can be rewritten: Q OL <− (1-2 1−b ) −2 −b = −1 + 2 −b (
3b)

【0044】 図4の線100は、3ビット対称ミッドスレッドサイン量子化器のための正の
過負荷値の境界を表す。この量子化器の負の範囲は図示しない。この量子化器の
ための最大正量子化値は、0.75=(1−21−3)であり、量子化ステップ
サイズの1/2は、0.125=2−3である;それゆえ、この量子化器の正過
負荷値の境界は、0.875=(1−2−3)である。負の過負荷値の境界は、
−0.875である。
Line 100 in FIG. 4 represents the boundary of the positive overload value for a 3-bit symmetric mid-thread sine quantizer. The negative range of this quantizer is not shown. Maximum positive quantized value for this quantizer is 0.75 = (1-2 1-3), 1/2 of the quantization step size is 0.125 = 2 -3; it Therefore, the boundary of positive overload values for this quantizer is 0.875 = (1-2 -3). The boundary of the negative overload value is
-0.875.

【0045】 ブロック111の成分5は、0.500における閾値よりわずかに小さい大き
さを有する。2に等しい利得率がこの成分に適用されると、結果として生じる大
きさは、量子化器の過負荷境界を越える。類似の問題は、0.250に等しい閾
値が4に等しい利得率で用いられるとき、成分6で発生する。
Component 5 of block 111 has a magnitude slightly smaller than the threshold at 0.500. If a gain factor equal to 2 is applied to this component, the resulting magnitude will cross the quantizer overload boundary. A similar problem occurs with component 6 when a threshold equal to 0.250 is used with a gain factor equal to 4.

【0046】 過負荷を避け、量子化器の正の範囲に第1のクラスの正の成分値の領域を最適
に写像する正数の閾値は、以下のように表現され得る: Th=QOL/G (4a)
負数の閾値は、以下のように表現され得る: Th=−QOL/G (4b)
A positive threshold that avoids overload and optimally maps the region of the first class of positive component values into the positive range of the quantizer can be expressed as: Th = Q OL / G (4a)
The negative threshold can be expressed as: Th = −Q OL / G (4b)

【0047】 この議論の残りを通して、単に正の閾値が議論される。この単純かはあらゆる
普遍性を失わない。なぜならば、成分の大きさを正の閾値と比較する操作は、成
分の振幅を正及び負の閾値と比較する他の操作と同等だからである。
Throughout the remainder of this discussion, only the positive threshold will be discussed. This simplicity does not lose any universality. This is because the operation of comparing the magnitude of the component with the positive threshold is equivalent to the other operation of comparing the amplitude of the component with the positive and negative thresholds.

【0048】 上述のbビット対称ミッドスレッドサイン量子化器のために、式4Aの閾値関
数は、以下のように書き直され得る: Th=(1−2−b)/G (5)
For the b-bit symmetric mid-thread sine quantizer described above, the threshold function of Equation 4A can be rewritten as: Th = (1-2− b ) / G (5)

【0049】 この代わりの閾値を用いる利得−適応性量子化の効果は、図5に示される。そ
の図は、サブバンド信号成分の仮想ブロック121、122、123及び124
を示す。示される例では、各サブバンド信号ブロックは、1から8までの番号を
付された8つの成分を含む。その大きさは、それぞれの垂直線の長さによって表
される。線102及び104は、それぞれ2及び4に等しい利得率のための3ビ
ット最小ミッドスレッドサイン量子化器のための閾値を表す。線100は、この
量子化器のための正の過負荷値の境界を表す。
The effect of gain-adaptive quantization using this alternative threshold is shown in FIG. The figure shows the virtual blocks 121, 122, 123 and 124 of the subband signal components.
Is shown. In the example shown, each sub-band signal block includes eight components numbered from one to eight. Its magnitude is represented by the length of each vertical line. Lines 102 and 104 represent thresholds for a 3-bit minimum mid-threaded sine quantizer for gain factors equal to 2 and 4, respectively. Line 100 represents the boundary of the positive overload value for this quantizer.

【0050】 サブバンド信号ブロック122の成分は、ブロック121の成分の大きさを閾
値102と比較し、G=2の利得を閾値以下の大きさを有する成分に適用するこ
とによって得られてもよい。同様に、サブバンド信号ブロック123の成分は、
ブロック121の成分の大きさを閾値104と比較し、G=4の利得をこの閾値
以下の大きさを有する成分に適用することによって得られてもよい。サブバンド
信号ブロック124の成分は、以下に示されるカスケード技術を用いて得られて
もよい。上述の第1の閾値のために図4に示される例とは異なり、図5に示され
る利得変更成分は、量子化器の過負荷境界を越えない。
The components of the sub-band signal block 122 may be obtained by comparing the magnitude of the components of the block 121 with the threshold 102 and applying a gain of G = 2 to the components having a magnitude below the threshold. . Similarly, the component of the sub-band signal block 123 is
The magnitude of the component of block 121 may be obtained by comparing the magnitude of the component to threshold value 104 and applying a gain of G = 4 to components having a magnitude less than or equal to this threshold value. The components of the subband signal block 124 may be obtained using the cascade technique described below. Unlike the example shown in FIG. 4 due to the first threshold described above, the gain modification component shown in FIG. 5 does not cross the quantizer overload boundary.

【0051】 一方では、式5による代わりの閾値が望ましい。なぜならば、それは、第1の
クラスの小さい大きさの成分のための量子化過負荷を避け、量子化器に最適に負
荷をかけるからである。他方、この閾値は、最適な量子化ステップサイズを求め
るいくつかの実施の形態では望ましくないかもしれない。なぜならば、閾値は、
量子化ステップサイズが確立されるまで決定され得ないからである。ビットを割
り当てることによって量子化ステップサイズを適応する実施の形態では、量子化
ステップサイズは、それぞれのサブバンド信号ブロックのビット割当てbが知ら
れるまで確立され得ない。この不利益は、以下に詳細に説明される。
On the other hand, an alternative threshold according to equation 5 is desirable. This is because it avoids quantization overload for small magnitude components of the first class and optimally loads the quantizer. On the other hand, this threshold may not be desirable in some embodiments for finding the optimal quantization step size. Because the threshold is
This is because it cannot be determined until the quantization step size is established. In embodiments that adapt the quantization step size by allocating bits, the quantization step size cannot be established until the bit allocation b of each subband signal block is known. This disadvantage is explained in detail below.

【0052】 2.量子化 好ましくは、サブバンド信号ブロックの成分を量子化するために用いられる量
子化器の量子化ステップサイズは、そのブロックのための利得率に応じて適応さ
れる。上述の、図3に示されるものと類似の処理を用いる一実施の形態では、多
くのビットbが、サブバンド信号ブロック内の各成分に割り当てられ、それから
、量子化ステップサイズあるいはビット割当ては、そのブロックのために選択さ
れた利得率に従って各成分に適応される。この実施の形態のために、利得率は、
1、2、4及び8の利得を表す4つの可能な値から選択される。そのブロック内
の成分は、対称ミッドスレッドサイン量子化器を用いて量子化される。
[0052] 2. Quantization Preferably, the quantization step size of the quantizer used to quantize the components of the subband signal block is adapted according to the gain factor for that block. In one embodiment described above using a process similar to that shown in FIG. 3, a number of bits b are allocated to each component in the subband signal block, and then the quantization step size or bit allocation is Each component is adapted according to the gain factor selected for that block. For this embodiment, the gain factor is
It is selected from four possible values representing gains of 1, 2, 4 and 8. The components in the block are quantized using a symmetric mid-thread sine quantizer.

【0053】 第1のクラスに配列されず、利得変更されないより大きい大きさの成分は、本
発明の利益なく割り当てられるように、ビットの同じ数bを割り当てられる。以
下に示される分割インターバル量子化を用いる代わりの実施の形態では、これら
のより大きい大きさの成分のためのビット割当ては、いくつかの利得率のために
減少され得る。
Larger magnitude components that are not arranged in the first class and that are not gain modified are assigned the same number b of bits so that they are assigned without the benefit of the present invention. In an alternative embodiment using split interval quantization shown below, the bit allocation for these larger magnitude components may be reduced for some gain factors.

【0054】 第1のクラスに配列され、利得変更されるより小さい大きさの成分は、表Iに
示される値に従って多くのビットを割り当てられる。
The smaller magnitude components that are arranged in the first class and that are gain modified are assigned more bits according to the values shown in Table I.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】 特定のサブバンド信号ブロックの1に等しい利得率は、本発明の利得変更機能
がそのブロックに適用されないことを示す。それゆえ、ビットの同数bは、本発
明の利益なく割り当てられるように、各成分に割り当てられる。特定のサブバン
ド信号ブロックの利得率G=2、4及び8の使用は、それぞれ、そのサブバンド
ブロックの各より小さい大きさの成分のための1、2及び3ビットの減らされた
割当ての利益を潜在的に提供することができる。
A gain factor equal to one for a particular subband signal block indicates that the gain modification function of the present invention does not apply to that block. Therefore, the same number b of bits is assigned to each component such that it is assigned without the benefit of the present invention. The use of a gain factor G = 2, 4 and 8 for a particular subband signal block benefits from the reduced allocation of 1, 2, and 3 bits for each smaller magnitude component of that subband block, respectively. Can potentially be provided.

【0057】 表Iに示される割当ては、各成分に割り当てられるビット数が1より小さくな
り得ないという制限を受ける。例えば、b=3ビットを特定のサブバンド信号ブ
ロックと利得率G=8に割り当てられるビット割当て処理は、そのブロックのた
めに選択されるならば、より小さい大きさの成分のためのビット割当ては、表I
によって提案されるように、0ビットよりもむしろ1ビットに減らされるであろ
う。利得変更とビット割当てへの調整の意図的効果は、わずかなビットを用いる
同じ信号−量子化雑音比を本質的に保つことである。望むならば、一実施の形態
は、割り当てられたビット数を減らさないあらゆる利得率を選択することを避け
得る。
The assignments shown in Table I are subject to the restriction that the number of bits assigned to each component cannot be less than one. For example, if the bit allocation process that allocates b = 3 bits to a particular subband signal block and gain factor G = 8 is selected for that block, then the bit allocation for the smaller magnitude components is , Table I
Will be reduced to one bit rather than zero bits. The intentional effect of the gain changes and adjustments to the bit allocation is to essentially preserve the same signal-to-quantization noise ratio with fewer bits. If desired, one embodiment may avoid selecting any gain factors that do not reduce the number of allocated bits.

【0058】 3.制御情報 上記で説明されるように、サブバンド信号分析器14は、符号化信号へのアセ
ンブリーのためにフォーマッタ19に制御情報を供給する。この制御情報は、サ
ブバンド信号ブロック内の各成分のための分類を伝達する。この制御情報は、種
々の方法で符号化信号に含まれ得る。
[0058] 3. Control Information As described above, subband signal analyzer 14 provides control information to formatter 19 for assembly into an encoded signal. This control information conveys the classification for each component in the subband signal block. This control information may be included in the encoded signal in various ways.

【0059】 制御情報を含む一つの方法は、1ビットがブロック内の各成分に対応するそれ
ぞれのサブバンド信号ブロックのビット列を符号化信号に埋め込むことである。
一つの値にセットされたビット、例えば、値1は、対応する成分が利得変更成分
でないことを示し、この例では値0である他の値に設定されたビットは、対応す
る成分が利得変更成分であることを示す。制御情報を含むもう一つの方法は、利
得変更された、あるいはその代わりに利得変更されない各成分のすぐ前の符号化
信号に特別な「エスケープコード」を埋め込むことである。
One way to include the control information is to embed the bit sequence of each subband signal block, where one bit corresponds to each component in the block, into the encoded signal.
A bit set to one value, eg, a value of 1, indicates that the corresponding component is not a gain changing component, and a bit set to another value, which in this example is a value of 0, indicates that the corresponding component has a gain changing component. Indicates a component. Another way to include the control information is to embed a special "escape code" in the coded signal immediately before each component that has been gained or otherwise not gain changed.

【0060】 対称ミッドスレッドサイン量子化器を用いる上述の好ましい実施の形態では、
利得変更ではない各大きい大きさの成分は、未使用の量子化値に等しいエスケー
プコードによって前に置かれる。例えば、3ビット2補数サイン量子化器のため
の量子化値は、3ビットの2進数列b’101によって表される−0.750の最小
値から2進数列b’011によって表される+0.75の最大値まで変化する。―1
.000に対応する2進数列b’100は、量子化のために用いられず、制御情報と
しての使用のために利用可能である。同様に、4ビット2補数サイン量子化のた
めの未使用の2進数列は、b’1000である。
In the preferred embodiment described above using a symmetric mid-thread sine quantizer,
Each large magnitude component that is not a gain change is preceded by an escape code equal to the unused quantization value. For example, the quantized value for a 3-bit two's complement sine quantizer may be from a minimum of -0.750 represented by a 3-bit binary sequence b'101 to +0 represented by a binary sequence b'011. .75. -1
. The binary sequence b'100 corresponding to 000 is not used for quantization, but is available for use as control information. Similarly, the unused binary sequence for 4-bit two's complement sine quantization is b'1000.

【0061】 図5のサブバンド信号ブロック121において、成分4及び5は、閾値102
を越える大きい大きさの成分である。この閾値が利得率G=2に関して用いられ
るならば、第1のクラスに配列されるすべての小さい大きさの成分のためのビッ
ト割当ては、表Iに上記で示されるようにb−1である。例えば、ビット割当て
処理がb=4ビットをブロック121の各成分に割り当てるならば、各サブバン
ド信号成分の割当ては、3=(b−1)ビットに減らされ、3ビット量子化器は
、小さい大きさの成分を量子化するために用いられる。この例では成分4及び5
である各大きい大きさの成分は、4ビット量子化器で量子化され、3ビット量子
化器の未使用の2進数列又はb’100に等しい制御情報によって識別される。各大
きい大きさの成分のためのこの制御情報は、それぞれの大きい大きさの成分のす
ぐ前の符号化信号に都合よくアセンブルされ得る。
In the sub-band signal block 121 shown in FIG.
It is a component of a large size exceeding. If this threshold is used for a gain factor G = 2, the bit allocation for all small magnitude components arranged in the first class is b-1 as shown above in Table I. . For example, if the bit allocation process allocates b = 4 bits to each component of block 121, the allocation of each subband signal component is reduced to 3 = (b-1) bits and the 3-bit quantizer is small. Used to quantize magnitude components. In this example, components 4 and 5
Each large magnitude component is quantized by a 4-bit quantizer and is identified by an unused binary sequence of the 3-bit quantizer or control information equal to b'100. This control information for each large-sized component can be conveniently assembled into the coded signal immediately preceding the respective large-sized component.

【0062】 本発明が前のパラグラムで論じられた例では利益を提供しないことを指摘する
ことは、教訓的であり得る。この例では6ビットである制御情報を伝達するため
に要求されるコスト又は間接費は、小さい大きさの成分のためにビット割当てを
減らすことによって節約されるビット数に等しい。上記例において、ブロック1
21のただ一つの成分が大きい大きさの成分であったならば、本発明は、このブ
ロックを伝達するために要求されるビット数を4だけ減らす。7ビットが、7つ
の小さい大きさの成分に減らされた割当てによって節約され、ただ3ビットだけ
が、一つの大きい大きさの成分のための制御情報を伝達するために要求される。
It can be instructive to point out that the present invention does not provide benefits in the examples discussed in the previous paragraph. The cost or overhead required to convey control information, which in this example is 6 bits, is equal to the number of bits saved by reducing the bit allocation for small size components. In the above example, block 1
If only one component of 21 was a large component, the invention reduces the number of bits required to carry this block by four. Seven bits are saved by the reduced allocation to seven smaller components, and only three bits are required to convey control information for one larger component.

【0063】 この最後の例は、一つの追加の態様を無視する。2ビットが、4つの利得率が
そのブロックに用いられるものを伝達するために、この模範的な実施の形態にお
ける各サブバンド信号ブロックのために要求される。上述のように、1に等しい
利得率は、本発明の特徴が特定のサブバンド信号ブロックのために適用されない
ことを示すために用いられてもよい。
This last example ignores one additional aspect. Two bits are required for each subband signal block in this exemplary embodiment to convey what four gain factors are used for that block. As mentioned above, a gain factor equal to 1 may be used to indicate that features of the present invention do not apply for a particular subband signal block.

【0064】 本発明は、通常、4又はそれ以下の成分を持つサブバンド信号ブロックを量子
化するための利益を提供しない。人の聴覚システムの臨界帯域幅に比例した帯域
幅を有するサブバンド信号を生成する知覚コーディングシステムでは、低周波数
サブバンドのためのサブバンド信号ブロックの成分数は小さく、おそらくブロッ
ク毎に1成分であるが、サブバンド信号ブロック毎の成分数は、サブバンド周波
数が増えるにつれて増加する。結果として、好ましい実施の形態では、本発明の
特徴を実行するために要求される処理は、一層広いサブバンドに制限され得る。
制御情報の追加の一つは、利得−適応性量子化が用いられるもっとも低い周波数
サブバンドを示すために、符号化信号に埋め込まれてもよい。符号器は、入力信
号特性に従ってこのサブバンドを順応して選択することができる。この技術は、
利得−適応性量子化を用いないサブバンドのための制御情報を提供する必要性を
防止する。
The present invention does not typically provide the benefit of quantizing sub-band signal blocks having four or fewer components. In a perceptual coding system that generates a subband signal having a bandwidth proportional to the critical bandwidth of the human auditory system, the number of components of the subband signal block for the low frequency subband is small, perhaps one component per block. However, the number of components for each subband signal block increases as the subband frequency increases. As a result, in the preferred embodiment, the processing required to implement the features of the present invention may be limited to wider subbands.
An additional piece of control information may be embedded in the coded signal to indicate the lowest frequency subband where gain-adaptive quantization is used. The encoder can adaptively select this subband according to the input signal characteristics. This technology is
Gain-Prevents the need to provide control information for subbands without adaptive quantization.

【0065】 4.復号器特徴 本発明の特徴と組み込む復号器は、本質的にあらゆる方法で、その量子化器の
量子化ステップサイズを順応して変え得る。例えば、上述の実施の形態で符号器
によって生成された符号化信号を複kごうする用仁位とされる復号器は、量子化
ステップサイズを設定するために、適応性のあるビット割当てを用いてもよい。
復号器は、いわゆる前方適応性システムで操作してもよい。そのシステムでは、
ビット割当ては、符号化信号から直接得られてもよい。それは、いわゆる後方適
応性システムで操作してもよい。そのシステムでは、ビット割当ては、符号器に
用いられた同じ割当て処理を繰り返すことによって得られてもよい。あるいは、
それは、2つのシステムの混合で操作してもよい。この方法で得られる割当て値
は、「従来の」ビット割当てとして言及される。
[0065] 4. Decoder Features A decoder incorporating the features of the present invention may adapt the quantization step size of its quantizer in essentially any manner. For example, a decoder that is used for decoding a coded signal generated by an encoder in the above embodiment uses adaptive bit allocation to set a quantization step size. You may.
The decoder may operate in a so-called forward adaptive system. In that system,
The bit allocation may be obtained directly from the encoded signal. It may operate with a so-called backward adaptive system. In that system, the bit allocation may be obtained by repeating the same allocation process used for the encoder. Or,
It may operate in a mixture of the two systems. The assignment values obtained in this way are referred to as "conventional" bit assignments.

【0066】 復号器は、利得率及び各サブバンド信号ブロックの成分の分類を識別するため
に、符号化信号から制御情報を得る。上述の例を続けて、利得率G=1を伝達す
る制御情報は、利得−適応性特徴が用いられず、従来のビット割当てbがその特
定のサブバンド信号ブロックの成分を非量子化するために用いられるべきである
ことを示す。他の利得率値のために、あるブロックのための従来のビット割当て
bは、「エスケープコード」の値あるいは大きい大きさの成分を識別する制御情
報を決定するために用いられる。上記に与えられた例では、利得率G=2でb=
4の割当ては、制御情報が3=(b−1)ビットに等しい長さを有する2進数列
b’100であることを示す。符号化信号のこの制御情報の存在は、大きい大きさの
成分がすぐに次に続くことを示す。
The decoder obtains control information from the coded signal to identify the gain factor and the classification of the components of each subband signal block. Continuing with the above example, the control information conveying the gain factor G = 1 does not use the gain-adaptation feature and the conventional bit allocation b dequantizes the components of that particular subband signal block. To be used. For other gain factor values, the conventional bit allocation for a block, b, is used to determine the value of the "escape code" or control information that identifies the large magnitude component. In the example given above, the gain factor G = 2 and b =
The assignment of 4 is a binary sequence in which the control information has a length equal to 3 = (b-1) bits
b'100. The presence of this control information in the encoded signal indicates that a large magnitude component will immediately follow.

【0067】 各利得変更成分のためのビット割当ては、上述のように調整され、表Iに示さ
れる。非量子化は、適切な量子化ステップサイズを用いて実行され、利得変更成
分は、符号器における利得変更を実行するために用いられる利得率の複製である
利得率をかけられる。例えば、小さい大きさの成分が符号器において利得率G=
2を欠けられたならば、復号器は、対応する非量子化成分に逆数利得G=0.5
を適用する。
The bit allocation for each gain modification component has been adjusted as described above and is shown in Table I. Dequantization is performed with an appropriate quantization step size, and the gain change component is multiplied by a gain factor that is a replica of the gain factor used to perform the gain change in the encoder. For example, when a component having a small size has a gain factor G =
2, the decoder adds a reciprocal gain G = 0.5 to the corresponding unquantized component.
Apply

【0068】 C.追加の特徴 上述のバリエーションに加えて、いくつかの代替が以下に論じられる。C. Additional Features In addition to the variations described above, some alternatives are discussed below.

【0069】 1.追加の分類 一代替によれば、サブバンド信号ブロックの成分の大きさは、2以上の閾値と
比較され、2以上のクラスに配列される。例えば、図5において、ブロック12
1の各成分の大きさは、閾値102及び104と比較され、3つのクラスの一つ
に配列され得る。利得率は、クラスの2つのために得られ、適切な成分に適用さ
れ得る。例えば、利得率G=4は、閾値104以下の大きさを有する成分に適用
され得、利得率G=2は、閾値102以下であるが、閾値104より大きい大き
さを有する成分に適用され得る。その代わりに、利得率G=2は、閾値102以
下の大きさを有する成分のすべてに適用され得、利得率G=2は、閾値104以
下の大きさを有する成分に適用され得る。
1. Additional Classification According to one alternative, the magnitudes of the components of the subband signal block are compared to two or more thresholds and arranged into two or more classes. For example, in FIG.
The magnitude of each component of one can be compared to thresholds 102 and 104 and arranged in one of three classes. Gain factors are obtained for two of the classes and can be applied to the appropriate components. For example, a gain factor G = 4 may be applied to components having a magnitude less than or equal to the threshold 104, and a gain factor G = 2 may be applied to components having a magnitude less than the threshold 102 but greater than the threshold 104. . Alternatively, a gain factor G = 2 may be applied to all components having a magnitude less than or equal to the threshold 102, and a gain factor G = 2 may be applied to components having a magnitude less than or equal to the threshold 104.

【0070】 2.カスケード操作 上述の利得変更処理は、量子化の前に複数回実行されてもよい。図6は、カス
ケードで2つの利得ステージの一実施の形態を示すブロック図である。この実施
の形態では、サブバンド信号分析器61は、サブバンド信号ブロックの大きさを
第1の閾値と比較し、その成分を2つのクラスの一つに配列する。利得要素62
は、クラスの一つに配列される成分に第1の利得率を適用する。第1の利得率の
値は、第1の閾値の値に関連する。
2. Cascade Operation The gain change process described above may be performed multiple times before quantization. FIG. 6 is a block diagram illustrating one embodiment of two gain stages in a cascade. In this embodiment, the sub-band signal analyzer 61 compares the size of the sub-band signal block with a first threshold and arranges its components into one of two classes. Gain element 62
Applies a first gain factor to components arranged in one of the classes. The first gain factor value is related to a first threshold value.

【0071】 サブバンド信号分析器64は、利得変更成分の大きさとあるいはブロック内の
残りの成分を第2の閾値と比較し、その成分を2つのクラスの一つに配列する。
利得要素65は、第2の利得率をクラスの一つに配列された成分に適用する。第
2の利得率の値は、第2の閾値の値に関連する。第2の閾値が第1の閾値以下な
らば、サブバンド信号分析器64は、分析器61が第1の閾値より大きい大きさ
のためにクラスに配列した成分を分析する必要がない。
The sub-band signal analyzer 64 compares the magnitude of the gain modifying component or the remaining components in the block with a second threshold and arranges the components into one of two classes.
Gain element 65 applies the second gain factor to the components arranged in one of the classes. The second gain factor value is associated with a second threshold value. If the second threshold is less than or equal to the first threshold, subband signal analyzer 64 need not analyze components arranged in classes because analyzer 61 has a magnitude greater than the first threshold.

【0072】 サブバンド信号ブロック成分は、上述と類似の方法で、量子化器67及び68
によって量子化される。
The subband signal block components are quantized 67 and 68 in a manner similar to that described above.
Is quantized by

【0073】 図5において、サブバンド信号ブロック124の成分は、サブバンド信号分析
器61及び利得要素62が利得率G=2を閾値102以下の大きさを有する成分
に適用する利得ステージの連続する適用によって得られてもよく、サブバンド信
号分析器64及び利得要素65は、まだ閾値102以下である大きさを有する利
得変更成分に利得率G=2を適用する。例えば、ブロック121の成分1〜3及
び6〜8は、ブロック122に示される暫定結果を作り出す第1のステージで利
得率G=2によって変更される。成分1、3、7及び8は、ブロック124に示
される結果を得るために、第2ステージで利得率G=2によって変更される。
In FIG. 5, the components of sub-band signal block 124 are a succession of gain stages where sub-band signal analyzer 61 and gain element 62 apply a gain factor G = 2 to components having a magnitude less than or equal to threshold value 102. The sub-band signal analyzer 64 and the gain element 65 may apply a gain factor G = 2 to the gain-modifying component having a magnitude that is still less than or equal to the threshold value 102. For example, components 1-3 and 6-8 of block 121 are modified by a gain factor G = 2 in the first stage producing the provisional result shown in block 122. Components 1, 3, 7 and 8 are modified in the second stage by a gain factor G = 2 to obtain the result shown in block 124.

【0074】 カスケードの利得ステージを用いる実施の形態では、適当な制御情報は、復号
器がカスケードの利得ステージの補足的なセットを実行できるように、符号化信
号に供給されるべきである。
In embodiments using cascaded gain stages, appropriate control information should be provided to the encoded signal so that the decoder can perform a complementary set of cascaded gain stages.

【0075】 3.最適化ビット割当て 利得−適応性量子化を適用するいくつかの可能な計画がある。一つの単純な計
画は、第1の閾値及び関連する第1の利得率G=2で始めることによって、それ
ぞれサブバンド信号ブロックの成分を分析し、第1の閾値及び第1の利得率に従
って利得−適応性量子化がビット割当て要求の減少をもたらすか否かを決定する
。もたらさないならば、分析がストップし、利得−適応性量子化は、実行されな
い。減少をもたらすならば、分析は、第2の閾値及び関連する第2の利得率G=
4で継続する。第2の閾値及び関連する利得率の使用がビット割り当ての減少を
もたらさないならば、利得適応性量子化は、第1の閾値及び第1の利得率を用い
て実行される。第2の閾値及び第2の利得率の使用が減少をもたらすならば、分
析は第3の閾値及び関連する第3の利得率G=8で継続する。この処理は、ある
閾値及び関連する利得率の使用がビット割り当ての減少をもたらさないか、ある
いは閾値及び関連する利得率のすべての組み合わせが考慮されるまで継続する。
[0075] 3. Optimized Bit Allocation There are several possible schemes for applying gain-adaptive quantization. One simple scheme is to analyze the components of the sub-band signal block, respectively, by starting with a first threshold and an associated first gain factor G = 2, and gain according to the first threshold and the first gain factor. Determine whether adaptive quantization results in reduced bit allocation requirements. If not, the analysis stops and no gain-adaptive quantization is performed. If so, the analysis indicates that the second threshold and the associated second gain factor G =
Continue with 4. If the use of the second threshold and the associated gain factor does not result in a reduction in bit allocation, gain adaptive quantization is performed using the first threshold and the first gain factor. If the use of the second threshold and the second gain factor results in a decrease, the analysis continues at the third threshold and the associated third gain factor G = 8. This process continues until the use of a threshold and the associated gain factor does not result in a reduction in bit allocation, or all combinations of the threshold and the associated gain factor are considered.

【0076】 もう一つの計画は、各可能な閾値及び関連する利得率によって提供されるコス
ト及び利益を計算し、もっとも大きい総利益をもたらす閾値及び利得率を用いる
ことによって、利得率の選択を最適化することを調べる。上述の例では、特定の
閾値及び関連する利得率のための総利益は、コストより少ない全体の利益である
。全体の利益は、利得変更される小さい大きさの成分のためのビット割り当てを
減少することによって節約されるビット数である。コストは、利得変更されない
大きい大きさの成分のための制御情報を伝達するように要求されるビット数であ
る。
Another strategy is to calculate the cost and benefit provided by each possible threshold and the associated gain rate, and optimize the choice of gain rate by using the threshold and gain rate that yield the largest total benefit. Investigate that In the above example, the total benefit for a particular threshold and the associated gain factor is the overall benefit less the cost. The overall benefit is the number of bits saved by reducing the bit allocation for small magnitude components that are gain modified. Cost is the number of bits required to convey control information for a large component that is not gain changed.

【0077】 この好ましい計画が実行され得る一方法は、以下のプログラム片で示される。
このプログラム片は、C、フォートラン(FORTRAN)及びベーシック(BASIC)プ
ログラム言語のある統語論的な特徴を含む構文を用いる擬似コードで表現される
。このプログラム片及びここで示される他のプログラムは、コンパイルに適する
ソースコード部分であるように意図されないが、可能な実施の2、3の態様を伝
えるために提供される。
One way in which this preferred scheme can be implemented is shown in the following program fragment.
This program fragment is represented in pseudo-code using a syntax that includes certain syntactic features of the C, FORTRAN, and BASIC programming languages. This program fragment and the other programs shown here are not intended to be source code portions suitable for compilation, but are provided to convey a few aspects of possible implementations.

【0078】 Gain ( X, N, b ) { Th2 = (1-2^(-b)) / gf[1]; //利得率G=2の閾値を初期化 Th4 = Th2 / 2; //利得率G=4の. . . Th8 = Th4 / 2; //利得率G=8の. . . n2 = n4 = n8 = 0; //カウンタを初期化 for ( k=1 to N ) { //各成分kのために CompMag = Abs(X[k]); //成分の大きさを得る if (CompMag >Th2) n2 = n2 + 1 ; //Th2より上の成分をカウント else if (CompMag >Th4) n4 = n4 + 1 ; //Th4及びTh2の間の成分をカウント else if (CompMag >Th8) n8 = n8 + 1 //Th8及びTh4の間の成分をカウント } n24 = n2 + n4; //Th4より上の大きい成分の数 n248 = n24 + n8; //Th8より上の大きい成分の数 benefit2 = Min(b-1, 1); //G=2を用いることによって節約される小さ
い成 分毎のビット benefit4 = Min(b-1, 2); //G=4を用いることによって節約される小さ
い成 分毎のビット benefit8 = Min(b-1, 3); //G=8を用いることによって節約される小さ
い成分毎のビット net[0] = 0; //利得変更ない総利益 net[1] = (N-n2) * benefit2 - n2 * (b-benefit2); //G=2を用いる総
利益 net[2] = (N-n24) * benefit4 - n24 * (b-benefit4); //G=4を用いる
総利益 net[3] = (N-n248) * benefit8 - n248 * (b-benefit8); //G=8を用い
る総利益 j = IndexMax(net[j], j=0 to 3); //最大利益のインデックスを得る Gain = gf[j]; //利得率を得る }
Gain (X, N, b) {Th2 = (1-2 ^ (-b)) / gf [1]; // Initialize threshold of gain factor G = 2 Th4 = Th2 / 2; // Th8 = Th4 / 2; // gain factor G = 8... N2 = n4 = n8 = 0; // initialize counter for (k = 1 to N) {/ / For each component k, CompMag = Abs (X [k]); // get component size if (CompMag> Th2) n2 = n2 + 1; // count components above Th2 else if (CompMag > Th4) n4 = n4 + 1; // count components between Th4 and Th2 else if (CompMag> Th8) n8 = n8 + 1 // count components between Th8 and Th4} n24 = n2 + n4; // Number of large components above Th4 n248 = n24 + n8; // Number of large components above Th8 benefit2 = Min (b-1, 1); // Small saved by using G = 2 Bits per component benefit4 = Min (b-1, 2); // small bits per component saved by using G = 4 benefit8 = Min (b-1, 3); // G = 8 Using Bits per small component saved by net [0] = 0; // Total profit without gain change net [1] = (N-n2) * benefit2-n2 * (b-benefit2); // G = 2 Total profit to use net [2] = (N-n24) * benefit4-n24 * (b-benefit4); // Total profit using G = 4 net [3] = (N-n248) * benefit8-n248 * (b -benefit8); // Total profit using G = 8 j = IndexMax (net [j], j = 0 to 3); // Get index of maximum profit Gain = gf [j]; // Get gain rate }

【0079】 関数Gainは、サブバンド信号ブロック成分のアレイX、ブロックの成分数N、
及び成分のブロックのための従来のビット割当てbで提供される。関数の第1分
は、アレイgfから得られる利得率G=2に関連する閾値を表すための変数Th2を
初期化するために、上記で示される式5に従ってある計算を用いる。この例では
、利得率gf[1]、gf[2]及びgf[3]は、それぞれG=2、4及び8に等しい。次の
文は、利得率G=4及び8に関連する閾値のための変数を初期化する。次に、種
々のクラスの大きい大きさの成分数を決定するために用いられるカウンタは、0
に初期化される。
The function Gain is an array X of subband signal block components, the number N of components of the block,
And the conventional bit allocation b for the block of components. The first part of the function uses a calculation according to Equation 5 shown above to initialize a variable Th2 to represent a threshold associated with a gain factor G = 2 obtained from array gf. In this example, the gain factors gf [1], gf [2] and gf [3] are equal to G = 2, 4 and 8, respectively. The following statement initializes variables for the thresholds associated with gain factors G = 4 and 8. Next, the counters used to determine the number of large components in the various classes are 0
Is initialized to

【0080】 for-loopの文は、アレイXの各サブバンド信号ブロック成分のための大きさを
得るために関数Absを呼び出し、最も高い閾値で初めて、成分の大きさをその閾
値と比較する。例えば、大きさが閾値Th2より大きいならば、変数n2は、1だけ
増される。For-loopが終わると、変数n2は、閾値Th2より大きい大きさを有す
る成分数を含み、変数n4は、閾値Th4より大きいが閾値Th2以下である大きさを
有する成分数を含み、変数n8は、閾値Th8より大きいが閾値Th4以下である大き
さを有する成分数を含む。
The for-loop statement calls the function Abs to obtain the magnitude for each subband signal block component of array X, and compares the magnitude of the component to that threshold only at the highest threshold. For example, if the magnitude is greater than the threshold Th2, the variable n2 is increased by one. At the end of the for-loop, the variable n2 includes the number of components having a size greater than the threshold Th2, the variable n4 includes the number of components having a size greater than the threshold Th4 but less than or equal to the threshold Th2, and the variable n8 includes , The number of components having a size larger than the threshold Th8 but equal to or smaller than the threshold Th4.

【0081】 for-loopにすぐに続く2つの文は、それぞれの閾値より上の成分のトータル数
を計算する。変数n24の数は、閾値Th4より大きい大きさを有する成分数を表し
、変数n248は、閾値Th8より大きい大きさを有する成分数を表す。
The two sentences immediately following the for-loop calculate the total number of components above their respective thresholds. The number of the variable n24 indicates the number of components having a size larger than the threshold Th4, and the variable n248 indicates the number of components having a size larger than the threshold Th8.

【0082】 次の第3文は、各利得率を用いるための小さい大きさの成分毎の利益を計算す
る。この利益は、表Iに上記で示されるように成分毎に1、2又は3ビットと同
じ多さであってもよいが、各成分への割当てが1ビットの最小値に制限されるの
で、その利益は、また、成分毎にわずかにb−1ビットに制限される。例えば、
変数benefit2の数は、利得率G=2を用いることによって節約される小さい大き
さの成分毎のビット数を表す。表Iに示されるように、利益は、1ビットと同じ
多さであってもよい。しかしながら、利益は、また、わずかに従来のビット割当
てb−1に制限される。この利益の計算は、2つの値b−1及び1の最小値を生
む関数Minを用いることによって供給される。
The next third sentence computes the benefit for each small magnitude component to use each gain factor. This benefit may be as much as 1, 2 or 3 bits per component as shown above in Table I, but since the assignment to each component is limited to a minimum of 1 bit, The benefit is also limited to only b-1 bits per component. For example,
The number of variables benefit2 represents the number of bits per component of small magnitude saved by using the gain factor G = 2. As shown in Table I, the benefits may be as many as one bit. However, the benefits are also slightly limited to the conventional bit allocation b-1. The calculation of this benefit is provided by using the function Min which yields the minimum of the two values b-1 and 1.

【0083】 ネット利益は、それから計算され、アレイnetの要素に割り当てられる。要素n
et[0]は、0である利得−適応性量子化を用いないネット利益を表す。利得率G
=2を用いるネット利益は、小さい大きさの成分毎の適切な利益benefit2に小さ
い大きさの成分の適切な数(N-n2)をかけ、コストを減ずることによって、net[1]
に割り当てられる。それは、制御情報のために用いられる未使用の量子化値の長
さをかけられる大きい大きさの成分数n2である。この長さは、小さい大きさの成
分のビット長であり、それは、小さい大きさの成分毎に節約されるビットだけ減
らされる従来のビット割当てbから得られてもよい。例えば、利得率G=2のと
きの小さい大きさの成分のビット長は、数量(b-benefit2)である。類似の計算は
、利得率G=4及び8を用いるネット利益をそれぞれ変数net[2]及びnet[3]に割
り当てるために実行される。
The net profit is then calculated and assigned to the elements of the array net. Element n
et [0] represents the net benefit without gain-adaptive quantization being zero. Gain factor G
Net profit using = 2 is obtained by multiplying the appropriate profit benefit2 for each small-sized component by the appropriate number of small-sized components (N-n2) and reducing the cost by net [1]
Assigned to. It is the number n2 of large components, multiplied by the length of the unused quantization value used for control information. This length is the bit length of the small magnitude component, which may be obtained from the conventional bit allocation b, which is reduced by the bits saved for each small magnitude component. For example, the bit length of the small-sized component when the gain factor G = 2 is the quantity (b-benefit2). Similar calculations are performed to assign net benefits using gain factors G = 4 and 8 to variables net [2] and net [3], respectively.

【0084】 関数IndexMaxは、アレイnetの最も大きいネット利益のためのアレイインデッ
クスjを得るために呼び出される。このインデックスは、関数Gainだけ減らされ
るgfアレイから適切な利得率を得るために用いられる。
The function IndexMax is called to get the array index j for the largest net benefit of the array net. This index is used to get the appropriate gain factor from the gf array reduced by the function Gain.

【0085】 4.単純化閾値関数を用いる改善された効率 図3に示されるように、本発明の種々の特徴が知覚ビット割当て処理に組み込
まれ得ることが上述された。特に、これらの特徴はステップ53で実行され得る
。ステップ53は、符号化される各サブバンド信号ブロックの成分を量子化する
提案されたビット割当てを反復して決定するループ内で実行される。このため、
ステップ53で実行される操作の効率は、非常に重要である。
[0085] 4. Improved Efficiency Using Simplified Threshold Function It has been described above that various features of the present invention can be incorporated into the perceptual bit allocation process, as shown in FIG. In particular, these features may be performed at step 53. Step 53 is performed in a loop that iteratively determines a proposed bit allocation that quantizes the components of each subband signal block to be encoded. For this reason,
The efficiency of the operation performed in step 53 is very important.

【0086】 各ブロックのための最適な利得率を決定する関数Gainのために上述される処理
は、比較的非効率的である。なぜならば、それは、種々のクラスに配列されるサ
ブバンド信号ブロック成分数をカウントしなければならないからである。成分の
カウントは、各反復中計算されなければならない。なぜならば、式5に従って得
られる閾値は、各反復のための提案されたビット割当てbが知られるまで計算さ
れ得ないからである。
The process described above for the function Gain, which determines the optimal gain factor for each block, is relatively inefficient. This is because it must count the number of subband signal block components arranged in various classes. Component counts must be calculated during each iteration. This is because the threshold obtained according to equation 5 cannot be calculated until the proposed bit allocation b for each iteration is known.

【0087】 式5に従って得られる閾値と対比して、式1に従って得られる閾値は、それほ
ど正確ではないが、提案されたビット割当てbが知られる前に計算され得る。こ
れは、閾値及び成分カウントが反復外で計算されることを可能にする。図3に示
される方法において、閾値Th1、Th2及びTh3、並びに成分カウントn2、n24及びn2
48は、例えば、ステップ52において計算され得る。
In contrast to the threshold obtained according to equation 5, the threshold obtained according to equation 1 is less accurate but can be calculated before the proposed bit allocation b is known. This allows the threshold and component count to be calculated outside the iteration. In the method shown in FIG. 3, the thresholds Th1, Th2 and Th3 and the component counts n2, n24 and n2
48 may be calculated in step 52, for example.

【0088】 この実施の形態で用いられ得る上述の関数Gainの代わりのバージョンは、以下
のプログラム片で示される。
An alternative version of the above-mentioned function Gain that can be used in this embodiment is shown in the following program fragment:

【0089】 Gain2 (X.N) { benefit2 = Min(b-1, 1); //G=2を用いることによって節約される小
さい成分毎のビット benefit4 = Min(b-1, 2); //G=4を用いることによって節約される小
さい成分毎のビット benefit8 = Min(b-1, 3); //G=8を用いることによって節約される小
さい成分毎のビット net[0] = 0; //利得変更のないネット利益 net[l] = (N-n2) * benefit2 - n2 * (b-benefit2); //G=2を用いるネ
ット利益 net[2] = (N-n24) * benefit4 - n24 * (b-benefit4); //G=4を用いる
ネット利益 net[3] = (N-n248) * benefit8 - n248 * (b-benefit8); //G=8を用い
るネット利益 j = IndexMax(net[j], j=0 to 3); //最大利益のインデックスを得る Gain = gf[i]; //利得率を得る }
Gain2 (XN) {benefit2 = Min (b-1, 1); // Bit per small component saved by using G = 2 benefit4 = Min (b-1, 2); // G = 4 bits per small component saved by using = benefit8 = Min (b-1, 3); // bits per small component saved by using G = 8 net [0] = 0; / / Net profit without change net [l] = (N-n2) * benefit2-n2 * (b-benefit2); // Net profit using G = 2 net [2] = (N-n24) * benefit4- n24 * (b-benefit4); // Net profit using G = 4 net [3] = (N-n248) * benefit8-n248 * (b-benefit8); // Net profit using G = 8 j = IndexMax (net [j], j = 0 to 3); // Get index of maximum profit Gain = gf [i]; // Get gain rate}

【0090】 関数Gain2の文は、各利得率のためのネット利益を計算し、最適な利得率を選
択する上述の関数Gainの対応する文と全く同じである。
The statement of the function Gain2 is exactly the same as the corresponding statement of the above-mentioned function Gain which calculates the net profit for each gain factor and selects the optimal gain factor.

【0091】 5.量子化関数 a)分割インターバル関数 大きい大きさの成分の量子化精度は、2つの不連続インターバル内の入力値を
量子化する分割インターバル量子化関数を用いることによって改善され得る。
[0091] 5. Quantization Functions a) Split Interval Function The quantization accuracy of large magnitude components can be improved by using a split interval quantization function that quantizes input values in two discrete intervals.

【0092】 図7の線105は、3ビット対称ミッドスレッドサイン量子化器及び補足的な
非量子化器の端と端を接した効果を表す関数のグラフである。x軸に沿う値は、
量子化器への入力値を表し、q(x)軸に沿う値は、非量子化器から得られる対
応する出力値を表す。線100及び109は、それぞれ、この量子化器のための
正及び負の過負荷値の境界を表す。線102及び108は、それぞれ、式1に従
って利得率G=2のための、及び図4に示されるような正及び負の閾値を表す。
線104及び107は、それぞれ、利得率G=4の正及び負の閾値を表す。
Line 105 in FIG. 7 is a graph of a function representing the end-to-end effect of a 3-bit symmetric mid-thread sine quantizer and a supplemental non-quantizer. The values along the x axis are
Represents input values to the quantizer, values along the q (x) axis represent corresponding output values obtained from the non-quantizer. Lines 100 and 109 represent the boundaries of the positive and negative overload values for this quantizer, respectively. Lines 102 and 108 represent positive and negative thresholds, respectively, for a gain factor G = 2 according to Equation 1 and as shown in FIG.
Lines 104 and 107 represent the positive and negative thresholds for gain factor G = 4, respectively.

【0093】 図1において、サブバンド信号分析器14が閾値102に従ってサブバンド信
号ブロック成分を分類するならば、量子化器18に供給される成分の大きさがす
べて閾値102より大きいことが知られる。換言すれば、量子化器18は、閾値
108と102の間に落ちるあらゆる値を量子化するために用いられない。この
欠如は、量子化器の下の利用を表す。
In FIG. 1, if the sub-band signal analyzer 14 classifies the sub-band signal block components according to the threshold 102, it is known that the magnitudes of the components supplied to the quantizer 18 are all larger than the threshold 102. . In other words, quantizer 18 is not used to quantize any values falling between thresholds 108 and 102. This lack represents utilization under the quantizer.

【0094】 この下の利用は、分割インターバル量子化関数を実行する量子化器を用いるこ
とによって克服され得る。種々の分割インターバル関数が可能である。図8は、
一つの分割インターバル3ビットサイン量子化及び補足的な非量子化の端と端を
接した効果を表す関数のグラフである。線101は、正数の関数を表し、線10
6は、負数の関数を表す。
The use below this can be overcome by using a quantizer that performs a split interval quantization function. Various split interval functions are possible. FIG.
Figure 4 is a graph of a function representing the edge-to-edge effect of one split interval 3-bit sine quantization and supplemental non-quantization. Line 101 represents a positive function and line 10
6 represents a negative function.

【0095】 図8に示される関数は、ただ7つのみの量子化レベルを有する図7に示される
関数に対比して8つの量子化レベルを有する。追加の量子化レベルは、ミッドス
レッド量子化関数のために−1に対応する上述のレベルを用いることによって得
られる。
The function shown in FIG. 8 has eight quantization levels as compared to the function shown in FIG. 7, which has only seven quantization levels. Additional quantization levels are obtained by using the above level corresponding to -1 for the mid-thread quantization function.

【0096】 b)非過負荷量子化器 図8に示される関数を実行する3ビット量子化器及び補足的な非量子化器は、
―1.0からおよそ−0.5まで、及びおよそ+0.5から+1.0までの分割
インターバル内の値を量子化するのに好ましい。なぜならば、その量子化器は、
負荷をかけ過ぎられ得ないからである。上記で説明されるように、ある値の量子
化エラーが量子化ステップサイズの1/2を越えるならば、その値は量子化器に
負荷をかけすぎる。図8に示される例では、非量子化器出力は、−0.9375
、−0.8125、−0.6875、−0.5625、+0.5625、+0.
6875、+0.8125及び+0.9375に等しい値に定義され、量子化ス
テップサイズは、0.125に等しい。上述の分割インターバル内のすべての値
の量子化エラーの大きさは、量子化ステップサイズの1/2に等しい0.062
5より大きくない。そのような量子化器は、「非過負荷量子化器」としてここで
は言及される。なぜならば、それは負荷をかけ過ぎることに免疫があるからであ
る。
B) Non-Overloaded Quantizer A 3-bit quantizer and a supplementary non-quantizer that implement the function shown in FIG.
It is preferred to quantize values within the division interval from -1.0 to about -0.5 and from about +0.5 to +1.0. Because the quantizer is
This is because the load cannot be overloaded. As explained above, if a certain value of the quantization error exceeds one half of the quantization step size, that value overloads the quantizer. In the example shown in FIG. 8, the non-quantizer output is -0.9375
, -0.8125, -0.6875, -0.5625, +0.5625, +0.
Defined as values equal to 6875, +0.8125 and +0.9375, the quantization step size is equal to 0.125. The magnitude of the quantization error for all values in the above-mentioned division interval is 0.062, which is equal to 1/2 of the quantization step size.
Not greater than 5. Such a quantizer is referred to herein as a "non-overloaded quantizer". Because it is immune to overloading.

【0097】 本質的にあらゆる量子化ステップサイズのための非過負荷信号及び分割インタ
ーバル量子化器は、量子化された値のインターバル内に適切に間隔を置かれた量
子化器「判断ポイント」によって境界となされる量子化器出力を有する量子化関
数を実行することによって実現されてもよい。一般的に言って、判断ポイントは
、ある距離dだけ互いに離隔され、入力値インターバルのそれぞれの終わりに最
も近い判断ポイントは、量dだけそれぞれの終わりから離隔される。この間隔は
、補足的な非量子化器で用いられるとき、特定の量子化ステップサイズによって
互いから離隔される均等に離隔され、この特定の量子化ステップサイズの1/2
に等しい最大量子化エラーを有する量子化出力を提供する量子化器に提供される
A non-overloaded signal and split interval quantizer for essentially any quantization step size is achieved by a quantizer “decision point” appropriately spaced within the interval of the quantized values. It may be implemented by performing a quantization function with the quantizer output bounded. Generally speaking, the decision points are separated from each other by a distance d, and the decision points closest to each end of the input value interval are separated from each end by an amount d. This spacing, when used in a supplemental dequantizer, is equally spaced apart from each other by a particular quantization step size, and is の of this particular quantization step size.
Is provided to a quantizer that provides a quantized output having a maximum quantization error equal to:

【0098】 c)写像関数 分割インターバル量子化器は、種々の方法で実行されてもよい。特定の実行が
重要ではない。図9Aに示される一実行は、量子化器74でカスケードにされた
写像変換72を含む。写像変換72は、経路71から入力値を受信し、これらの
入力値を適切なインターバルに写像し、経路73に沿って量子化器73にその写
像された値を渡す。量子化器74が非対称ミッドスレッドサイン量子化器である
ならば、図9bに示される線80及び81によって表される写像関数は、写像関
数72に適する。この写像関数によれば、−1.0から−0.5までのインター
バル内の値は、−1.0−1/2ΔQからー1/2ΔQまでのインターバルに線
形に写像される。ここで、ΔQは量子化器74の量子化ステップサイズであり、
+0.5から+1.0までのインターバル内の値は、−1/2ΔQから+1.0
−1/2ΔQまでのインターバルに線形に写像される。この例では、大きい大き
さの成分は、−0.5又は+0.5のいずれかに正確に等しい値を有すことがで
きない。なぜならば、これらの値を持つ成分は、小さい大きさの成分として分類
されるからである。このため、写像変換72は、正確に−1/2ΔQに入力値を
写像しない。しかしながら、それは、−1/2ΔQのいずれかの側に任意に近い
かその上の入力値を写像し得る。
C) Mapping Function The split interval quantizer may be implemented in various ways. The particular implementation is not important. One implementation shown in FIG. 9A includes a mapping transform 72 cascaded by a quantizer 74. A mapping transform 72 receives the input values from path 71, maps these input values to appropriate intervals, and passes the mapped values to quantizer 73 along path 73. If quantizer 74 is an asymmetric mid-thread sine quantizer, the mapping function represented by lines 80 and 81 shown in FIG. According to this mapping function, values in the interval from -1.0 to -0.5 are linearly mapped to the interval from -1.0-1 / 2? Q to -1/2? Q. Here, ΔQ is the quantization step size of the quantizer 74,
The value in the interval from +0.5 to +1.0 is from -1 / 2ΔQ to +1.0
Linearly mapped to intervals up to -1 / 2ΔQ. In this example, large magnitude components cannot have a value exactly equal to either -0.5 or +0.5. This is because components having these values are classified as components having a small size. For this reason, the mapping transformation 72 does not map the input value exactly to -1 / 2ΔQ. However, it may map input values arbitrarily close to or on either side of -1 / 2ΔQ.

【0099】 この写像の効果は、図9B及び9Cにおいて示される。図9Bにおいて、写像
変換72が入力ポイント82及び84をそれぞれ写像ポイント86及び88に写
像することが示される。3ビット対称ミッドスレッドサイン量子化器及び補足的
非量子化器の端と端を接した効果を表す関数を示す図9Cにおいて、写像ポイン
ト86及び88は、値−1/2ΔQを有する量子化器判断ポイント87のいずれ
かの側にあることが示される。
The effect of this mapping is shown in FIGS. 9B and 9C. In FIG. 9B, mapping transformation 72 is shown mapping input points 82 and 84 to mapping points 86 and 88, respectively. In FIG. 9C, which shows a function representing the end-to-end effect of a 3-bit symmetric mid-thread sine quantizer and a supplemental dequantizer, mapping points 86 and 88 are quantizers having a value of -1 / 2ΔQ. It is shown that it is on either side of decision point 87.

【0100】 補足的な分割インターバル非量子化器は、写像変換72の逆関数である写像変
換によって続けられる量子化器74にとって補足的である対称ミッドスレッドサ
イン非量子化器によって実行されてもよい。
The supplemental split interval dequantizer may be implemented by a symmetric mid-thread sine dequantizer that is complementary to the quantizer 74 followed by a mapping transform that is the inverse of the mapping transform 72. .

【0101】 d)合成関数 上述の一例では、利得率G=2を持つ利得−適応性量子化は、従来のビット割
当てbが3ビットに等しいサブバンド信号の成分を量子化するために用いられる
。表Iに関して上記で説明されたように、3ビットは、大きい大きさの成分ビッ
トを量子化するために用いられ、2=(b−1)ビットは、小さい大きさの利得
変更成分を量子化するために用いられる。好ましくは、図8の量子化関数を実行
する量子化器は、大きい大きさの成分を量子化するために用いられる。
D) Combining Function In the above example, gain-adaptive quantization with gain factor G = 2 is used to quantize the components of the subband signal where the conventional bit allocation b is equal to 3 bits. . As described above with respect to Table I, three bits are used to quantize the large magnitude component bits and 2 = (b-1) bits quantize the small magnitude gain modification component. Used to Preferably, a quantizer that performs the quantization function of FIG. 8 is used to quantize large magnitude components.

【0102】 図10に示される実行関数111を実行する2ビット対称ミッドスレッドサイ
ン量子化器及び補足的非量子化器は、小さい大きさの利得変更成分のために用い
られてもよい。示されるような関数111は、それぞれ量子化器及び非量子化器
に関して用いられる利得率G=2のスケーリング及びデスケーリング効果を考慮
に入れる。非量子化器の出力値は、−0.3333・・・、0.0及び+0.3
333・・・であり、量子化判断ポイントは、−0.1666・・・及び+0.
1666・・・においてである。
[0102] A 2-bit symmetric mid-thread sine quantizer and supplemental dequantizer implementing the execution function 111 shown in FIG. 10 may be used for small magnitude gain changing components. The function 111 as shown takes into account the scaling and descaling effects of the gain factor G = 2 used for the quantizer and the dequantizer, respectively. The output values of the non-quantizer are −0.3333..., 0.0 and +0.3
333... And the quantization determination points are -0.1666.
1666...

【0103】 大きい大きさ及び小さい大きさの成分のための関数の合成は、図11に示され
る。
The composition of the functions for the large and small magnitude components is shown in FIG.

【0104】 e)代わりの分割インターバル関数 利得率G=2及び0.500においてあるいはおよそその値の閾値での分割イ
ンターバル量子化器の使用は、およそ1ビットの量子化解像度の改善を提供する
。その改善解像度は、これらの成分へのビット割当てを1ビット減らす間、大き
い大きさの成分の量子化解像度を保つために用いられてもよい。上述の例では、
2ビット量子化器は、大きい大きさ及び小さい大きさの成分の両方を量子化する
ために用いられ得る。2つの量子化器によって実行される量子化関数の合成は、
図12に示される。量子化関数112及び113を実行する量子化器は、それぞ
れ正及び負の振幅を有する大きい大きさの成分を量子化するために用いられるこ
とができ、量子化関数111を実行する量子化器は、小さい大きさの成分を量子
化するために用いられ得る。
E) Alternative segmentation interval functions The use of segmentation interval quantizers at a gain factor G = 2 and at a threshold of or about 0.500 provides an improvement in quantization resolution of about one bit. The improved resolution may be used to preserve the quantization resolution of large components while reducing the bit allocation to these components by one bit. In the example above,
A 2-bit quantizer can be used to quantize both large and small magnitude components. The synthesis of the quantization functions performed by the two quantizers is
As shown in FIG. Quantizers that perform quantization functions 112 and 113 can be used to quantize large magnitude components having positive and negative amplitudes, respectively, and quantizers that perform quantization function 111 , Can be used to quantize components of small magnitude.

【0105】 より大きい利得率及びより小さい閾値での分割インターバル量子化関数の使用
は、改善量子化解像度のフルビットを提供しない。それゆえ、ビット割当ては、
量子化解像度を犠牲にすることなく減らされ得ない。好ましい実施の形態では、
大きい大きさの仮数のためのビット割当てbは、利得率G=2を用いて利得−適
応性量子化されるブロックのための1ビットだけ減らす。
The use of a split interval quantization function with a larger gain factor and a smaller threshold does not provide full bits of improved quantization resolution. Therefore, the bit allocation is
It cannot be reduced without sacrificing quantization resolution. In a preferred embodiment,
The bit allocation b for large mantissas is reduced by one bit for blocks that are gain-adapted quantized using a gain factor G = 2.

【0106】 復号器で提供される非量子化関数は、復号器で用いられる量子化関数を補足す
べきである。
The non-quantization function provided at the decoder should complement the quantization function used at the decoder.

【0107】 6.フレーム内コーディング 用語「符号関心号ブロック」は、入力信号の有用な帯域幅を超えて周波数サブ
バンドのためのサブバンド信号ブロックのすべてを表す符号化情報に言及するた
めに、ここで用いられる。いくつかのコーディングシステムは、多数の符号化信
号ブロックをより大きいユニットにアセンブルする。それは、符号化信号のフレ
ームとしてここでは言及される。フレーム構造は、それによって、情報間接費を
減らす符号化信号ブロックを超えて情報を共有し、音声及び映像信号のような同
期信号を容易にする多くのアプリケーションで有用である。音声/映像アプリケ
ーションのためのフレームへの符号化音声情報に関する種々の論点は、参照によ
ってここに組み込まれる、1998年10月17日に出願された米国特許出願番
号PCT/US98/20751号に開示される。
6. Intra-frame coding The term “code interest block” is used herein to refer to coding information that represents all of the subband signal blocks for the frequency subbands beyond the useful bandwidth of the input signal. Some coding systems assemble multiple coded signal blocks into larger units. It is referred to herein as a frame of the encoded signal. Frame structures are useful in many applications that share information beyond coded signal blocks, thereby reducing information overhead, and facilitating synchronization signals such as audio and video signals. Various issues regarding encoded audio information into frames for audio / video applications are disclosed in US Patent Application No. PCT / US98 / 20751, filed October 17, 1998, which is hereby incorporated by reference. You.

【0108】 上述の利得−適応性量子化の特徴は、異なる符号化信号ブロックにあるサブバ
ンド信号ブロックのグループに適用されてもよい。この態様は、例えば、フレー
ムへの符号化信号ブロックをグループ化する適用において有利に用いられ得る。
この技術は、フレーム内の多数のサブバンド信号ブロックの成分を本質的にグル
ープ化し、成分を分類し、上述のような成分のこのグループに利得率を適用する
。このいわゆるフレーム内コーディング技術は、フレーム内のブロックの間の制
御情報を共有し得る。符号化信号ブロックの特定のグループ化が、この技術を実
行するために重要ではない。
The features of gain-adaptive quantization described above may be applied to groups of sub-band signal blocks in different coded signal blocks. This aspect may be advantageously used, for example, in applications that group coded signal blocks into frames.
This technique essentially groups the components of a number of subband signal blocks within a frame, classifies the components, and applies a gain factor to this group of components as described above. This so-called intra-frame coding technique may share control information between blocks in the frame. The particular grouping of the coded signal block is not important for performing this technique.

【0109】 E.実行 本発明は、汎用コンピュータシステムや、汎用コンピュータで見出されるもの
と類似する構成に接続されるデジタル信号プロセッサ(DSP)回路のようなよ
り専門的構成を含む何か他の装置におけるソフトウェアを含む多種多様な方法で
実行されてもよい。図13は、本発明の種々の態様を実行するために用いられ得
る装置90のブロック図である。DSP92は計算リソースを提供する。RAM
93はシステムランダムアクセスメモリ(RAM)である。ROM94は、装置
90を操作し、本発明の種々の態様を実行するために必要なプログラムを格納す
るリードオンリーメモリ(ROM)のような固定記憶装置のいくつかの形式を表
す。I/O制御95は、通信チャネル96を経由して音声信号を送受信するため
のインターフェース回路を表す。アナログ/デジタル変換器及びデジタル/アナ
ログ変換器は、アナログ音声信号を受信及び/又は送信するために望まれるよう
なI/O制御95に含まれてもよい。示される実施の形態では、すべての主要な
構成要素は、1以上の物理的バスを表し得るバス91に接続する。しかしながら
、バス方式は、本発明を実行するために要求されない。
E. Implementation The present invention is directed to a variety of software including software in a general purpose computer system or any other device that includes a more specialized configuration such as a digital signal processor (DSP) circuit connected to a configuration similar to that found on a general purpose computer. It may be implemented in various ways. FIG. 13 is a block diagram of an apparatus 90 that may be used to implement various aspects of the invention. DSP 92 provides computing resources. RAM
93 is a system random access memory (RAM). ROM 94 represents some form of fixed storage, such as a read-only memory (ROM), that stores the programs necessary to operate device 90 and perform various aspects of the invention. The I / O control 95 represents an interface circuit for transmitting and receiving an audio signal via the communication channel 96. Analog / digital and digital / analog converters may be included in the I / O control 95 as desired to receive and / or transmit analog audio signals. In the embodiment shown, all major components connect to a bus 91, which may represent one or more physical buses. However, a bus scheme is not required to implement the present invention.

【0110】 汎用コンピュータシステムで実行される実施の形態では、キーボードやマウス
及びディスプレイのような装置に相互作用し、磁気テープやディスク、あるいは
光学式媒体のような記憶媒体を有する記憶装置を制御するための追加の構成要素
が含まれてもよい。記憶媒体は、オペレーティングシステム、ユーティリティ及
びアプリケーションのための命令のプログラムを記録するために用いられてもよ
く、本発明の種々の態様を実行するプログラムの実施の形態を含んでもよい。
In an embodiment implemented on a general-purpose computer system, it interacts with devices such as a keyboard, mouse and display to control a storage device having a storage medium such as a magnetic tape, disk, or optical medium. Additional components may be included. The storage medium may be used to record a program of instructions for an operating system, utilities, and applications, and may include program embodiments that perform various aspects of the present invention.

【0111】 本発明の種々の態様を実行するために要求される機能は、独立の論理要素、1
以上のASIC及び/又はプログラム制御プロセッサを含む多種多様な方法で実
行される構成要素によって実行され得る。これらの構成要素が実装される方法は
、本発明ではあまり重要でない。
The functions required to carry out the various aspects of the present invention are independent logical elements,
It can be implemented by components that are implemented in a wide variety of ways, including the ASICs and / or program control processors described above. The manner in which these components are implemented is not critical to the present invention.

【0112】 本発明のソフトウェア実行は、超音波から紫外線周波数までを含むスペクトル
を通して、バースバンド又は変調通信経路のような種々の機械に読取可能な媒体
、あるいは、磁気テープ、磁気ディスク及び光学式ディスクを含むあらゆる磁気
又は光学式記録技術を本質的に用いて情報を伝達するものを含む記憶媒体によっ
て伝送され得る。種々の態様は、同様に、ASIC、汎用集積回路、リードオン
リーメモリ(ROM)又はRAMの種々の形態で実施されるプログラムによって
制御されるマイクロプロセッサ、及び他の技術のような処理回路によってコンピ
ュータシステム90の種々の構成要素で実行され得る。
The software implementation of the present invention can be implemented on a variety of machine-readable media, such as a bar-band or modulated communication path, or a magnetic tape, magnetic disk, and optical disk through a spectrum that includes ultrasonic to ultraviolet frequencies. Can be transmitted by storage media, including those that convey information using essentially any magnetic or optical recording technology. Various aspects may also be implemented in computer systems by processing circuits such as ASICs, general purpose integrated circuits, microprocessors controlled by programs implemented in various forms of read only memory (ROM) or RAM, and other technologies. It can be implemented with 90 different components.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 利得−適応性量子化を組み込む分割帯域符号器のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a split-band coder that incorporates gain-adaptive quantization.

【図2】 利得−適応性量子化を組み込む分割帯域復号器のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a split-band decoder that incorporates gain-adaptive quantization.

【図3】 反復ビット割当て処理のステップを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing steps of a repetitive bit allocation process.

【図4】 サブバンド信号成分の仮想ブロック及び成分に利得を適用する効果を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram illustrating an effect of applying a gain to a virtual block and a component of a subband signal component.

【図5】 サブバンド信号成分の仮想ブロック及び成分に利得を適用する効果を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating an effect of applying a gain to a virtual block and a component of a subband signal component.

【図6】 利得−適応性量子化のためのカスケードにされた利得ステージのブロック図で
ある。
FIG. 6 is a block diagram of a cascaded gain stage for gain-adaptive quantization.

【図7】 量子化関数の図である。FIG. 7 is a diagram of a quantization function.

【図8】 量子化関数の図である。FIG. 8 is a diagram of a quantization function.

【図9】 分割インターバル量子化関数が写像関数変換を用いてどのように実行され得る
かを示す。
FIG. 9 illustrates how a split interval quantization function can be performed using a mapping function transform.

【図10】 量子化関数の図である。FIG. 10 is a diagram of a quantization function.

【図11】 量子化関数の図である。FIG. 11 is a diagram of a quantization function.

【図12】 量子化関数の図である。FIG. 12 is a diagram of a quantization function.

【図13】 本発明の種々の態様を実行するために用いられ得る装置のブロック図である。FIG. 13 is a block diagram of an apparatus that may be used to implement various aspects of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ,EE ,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ ,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ロビンソン、チャールス・キート アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94103、サンフランシスコ、ポトレロ・ア ベニュー 100 (72)発明者 トルーマン、マイケル・ミード アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94103、サンフランシスコ、ポトレロ・ア ベニュー 100 Fターム(参考) 5D045 DA20 5J064 AA02 BA16 BB12 BC01 BC11 BC16 BC25 BC26 BD01 5K041 CC01 DD01 EE02 【要約の続き】 の機能が開示される。──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR , HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Robinson, Charles Quito United States, 94103, California, San Francisco, Potrero Avenue 100 (72) Inventor Truman, Michael Meade United States, 94103, California, San Francisco, Potrero Avenue 100 F term (reference 5D045 DA20 5J064 AA02 BA16 BB12 BC01 BC11 BC16 BC25 BC26 BD01 5K041 CC01 DD01 EE02 [Continued from Summary] The functions described below are disclosed.

Claims (42)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号を符号化する方法であって、 前記入力信号を受信し、該入力信号の周波数サブバンドを表すサブバンド信号
成分のサブバンド信号ブロックを生成するステップと、 前記サブバンド信号ブロック内の成分の大きさをある閾値と比較し、成分の大
きさに従って2以上のクラスに各成分を配列し、利得率を得るステップと、 前記サブバンド信号ブロックのいくつかの成分の大きさを変更するために、前
記クラスの一つに配列された成分に前記利得率を適用するステップと、 前記サブバンド信号ブロックの前記成分を量子化するステップと、 前記成分の分類を伝達する符号化信号制御情報及び前記量子化サブバンド信号
成分を表す非均一長符号にアセンブルするステップと、 を有することを特徴とする方法。
1. A method for encoding an input signal, comprising: receiving the input signal and generating a subband signal block of a subband signal component representing a frequency subband of the input signal; Comparing the magnitudes of the components in the signal block with a threshold value, arranging each component in two or more classes according to the magnitudes of the components, and obtaining a gain factor; Applying the gain factor to components arranged in one of the classes to change the magnitude, quantizing the components of the subband signal block, and a code transmitting a classification of the components. Assembling into non-uniform length codes representing quantized signal control information and the quantized subband signal components.
【請求項2】 前記利得率に従って変更されない大きさを有する量子化サブ
バンド信号成分を示す符号化信号に制御情報をアセンブルし、該制御情報は、量
子化サブバンド信号成分を表すために用いられない1以上の予備の符号によって
運ばれることを特徴とする請求項1記載の方法。
2. Assembling control information into a coded signal indicating a quantized sub-band signal component having a size unchanged according to the gain factor, wherein the control information is used to represent the quantized sub-band signal component. 2. The method of claim 1, wherein the method is carried by one or more spare codes.
【請求項3】 利得率に依存するが、前記量子化成分の量子化ステップサイ
ズには依存しない関数から前記閾値を得るステップを含むことを特徴とする請求
項1又は2記載の方法。
3. The method according to claim 1, further comprising the step of obtaining the threshold value from a function that depends on a gain factor but does not depend on a quantization step size of the quantization component.
【請求項4】 利得率及び量子化成分の量子化ステップサイズに依存する関
数から前記閾値を得るステップを含むことを特徴とする請求項1又は2記載の方
法。
4. The method according to claim 1, further comprising the step of obtaining the threshold value from a function dependent on a gain factor and a quantization step size of a quantization component.
【請求項5】 前記成分にビットを順応して割り当てることによって該成分
が配列される前記クラスに従って、前記サブバンド信号ブロック内の各成分のた
めのそれぞれの量子化ステップサイズを順応して変化するステップと、 前記それぞれの量子化ステップサイズを保つ間、変更された大きさを持つ成分
に割り当てられたビット数が減らされるように、前記利得率を得るステップと、 を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の方法。
5. The adaptively varying the quantization step size for each component in the subband signal block according to the class in which the component is arranged by adaptively assigning bits to the component. And obtaining the gain factor such that the number of bits allocated to the component having the changed size is reduced while maintaining the respective quantization step size. Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4.
【請求項6】 分割インターバル量子化関数に従って前記クラスの一つに配
列される成分を量子化するステップを有することを特徴とする請求項1乃至5の
いずれかに記載の方法。
6. The method according to claim 1, further comprising the step of quantizing components arranged in one of said classes according to a division interval quantization function.
【請求項7】 成分の大きさに従って3以上のクラスの一つに各成分を配列
する方法であって、 それぞれのクラスに結び付けられる1以上の追加の利得率を得るステップと、 前記結び付けられたそれぞれのクラスに配列される成分に前記追加の利得率の
それぞれを適用するステップと、 を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の方法。
7. A method of arranging each component into one of three or more classes according to the size of the component, comprising: obtaining one or more additional gain factors associated with each class; 7. A method according to any of the preceding claims, comprising applying each of the additional gain factors to components arranged in respective classes.
【請求項8】 前記サブバンド信号ブロック内の少なくともいくつかの成分
大きさを第2の閾値と比較し、成分の大きさに従って各成分を2以上の第2のク
ラスの一つに配列し、第2の利得率を得るステップと、 前記サブバンド信号ブロック内のいくつかの成分の大きさを変更するために、
前記第2のクラスの一つに配列される成分に前記第2の利得率を適用するステッ
プとを有し、 前記非均一長符号は、前記利得率及び前記第2の利得率によって変更されるよ
うな量子化成分を表すことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の方法
8. comparing at least some component magnitudes in the subband signal block with a second threshold, arranging each component into one of two or more second classes according to the magnitude of the component; Obtaining a second gain factor; and changing the magnitude of some components in the sub-band signal block;
Applying the second gain factor to components arranged in one of the second classes, wherein the non-uniform length code is changed according to the gain factor and the second gain factor. A method according to any of the preceding claims, characterized in that such quantization components are represented.
【請求項9】 1以上の非過負荷量子化器を用いて前記成分の少なくともい
くつかを量子化することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。
9. The method according to claim 1, wherein at least some of said components are quantized using one or more non-overloaded quantizers.
【請求項10】 符号化信号を復号する方法であって、 前記符号化信号を受信してそこから制御信号及び非均一長符号を得て、入力信
号の周波数サブバンドを表す量子化サブバンド信号成分を該非均一長符号から得
るステップと、 サブバンド信号非量子化成分を得るために、前記サブバンド信号成分を非量子
化するステップと、 前記制御情報に従って、非量子化成分のいくつかの大きさを変更するために、
利得率を適用するステップと、 前記サブバンド信号非量子化成分に応じて出力信号を生成するステップと、 を有することを特徴とする方法。
10. A method for decoding a coded signal, comprising: receiving the coded signal, obtaining a control signal and a non-uniform length code therefrom, and representing a quantized subband signal representing a frequency subband of the input signal Obtaining a component from the non-uniform length code; dequantizing the sub-band signal component to obtain a sub-band signal non-quantized component; To change the
Applying a gain factor; and generating an output signal in response to the sub-band signal non-quantized component.
【請求項11】 前記利得率に従って変更されない大きさを有する量子化サ
ブバンド信号成分を示す符号化信号から、量子化サブバンド信号成分を表すため
に用いられない1以上の予備の符号によって運ばれる制御情報を得ることを特徴
とする請求項10記載の方法。
11. A coded signal representing a quantized sub-band signal component having a magnitude that does not change according to the gain factor is conveyed by one or more spare codes that are not used to represent the quantized sub-band signal component. The method according to claim 10, wherein control information is obtained.
【請求項12】 分割インターバル量子化関数を補足する非量子化関数に従
って、前記サブバンド信号ブロック内の量子化成分のいくつかを非量子化するス
テップを有することを特徴とする請求項10又は11記載の方法。
12. The method according to claim 10, further comprising the step of: dequantizing some of the quantized components in said subband signal block according to a dequantization function which complements a division interval quantization function. The described method.
【請求項13】 前記制御情報に従って非量子化成分のいくつかの大きさを
変更するために第2の利得率を適用するステップを有することを特徴とする請求
項10乃至12のいずれかに記載の方法。
13. The method according to claim 10, further comprising the step of applying a second gain factor to change some magnitudes of non-quantized components according to the control information. the method of.
【請求項14】 それぞれの非過負荷量子化器を補足する1以上の非量子化
器を用いて前記量子化成分の少なくともいくつかを非量子化することを特徴とす
る請求項10乃至13のいずれかに記載の方法。
14. The method of claim 10, wherein at least some of the quantized components are dequantized using one or more dequantizers that complement each non-overloaded quantizer. The method according to any of the above.
【請求項15】 入力信号を符号化する装置であって、 前記入力信号を受信する入力と、該入力信号の周波数サブバンドを表すサブバ
ンド信号成分のサブバンド信号ブロックを供給するための出力とを有する分析フ
ィルタと、 前記サブバンド信号ブロックの成分の大きさとある閾値を比較し、成分の大き
さに従って2以上のクラスに各成分を配列し、利得率を得る、前記分析フィルタ
に接続されるサブバンド信号ブロック分析器と、 前記サブバンド信号ブロックにおけるいくつかの成分の大きさを変更するため
に、前記利得率を前記クラスの一つに配列された成分に適用する、前記サブバン
ド信号ブロック分析器に接続されるサブバンド信号成分プロセッサと、 前記利得率に従って変更された大きさを有する前記サブバンド信号ブロックの
成分を量子化する、前記サブバンド信号プロセッサに接続される第1の量子化器
と、 量子化サブバンド信号成分を表す非均一長符号と前記成分の分類を伝達する制
御情報を符号化信号にアセンブルする、前記第1の量子化器に接続されるフォー
マッタと、 を備えることを特徴とする装置。
15. An apparatus for encoding an input signal, comprising: an input for receiving the input signal; and an output for providing a subband signal block of a subband signal component representing a frequency subband of the input signal. An analysis filter having the following components: comparing the component size of the sub-band signal block with a certain threshold, arranging each component in two or more classes according to the component size, and obtaining a gain factor; A sub-band signal block analyzer, the sub-band signal block applying the gain factor to components arranged in one of the classes to change the magnitude of some components in the sub-band signal block. A subband signal component processor coupled to the analyzer; and a subband signal block having a magnitude modified according to the gain factor. A first quantizer connected to the sub-band signal processor for quantizing a component; and a non-uniform length code representing a quantized sub-band signal component and control information for transmitting a classification of the component to a coded signal. Assembling, the formatter being connected to the first quantizer.
【請求項16】 分割インターバル量子化関数に従って前記クラスの一つに
配列される成分を量子化する、前記サブバンド信号ブロック分析器に接続される
第2の量子化器を備えることを特徴とする請求項15記載の装置。
16. The apparatus according to claim 16, further comprising a second quantizer connected to said sub-band signal block analyzer for quantizing components arranged in one of said classes according to a division interval quantization function. The device according to claim 15.
【請求項17】 前記フォーマッタは、前記利得率に従って変更されない大
きさを有する量子化サブバンド信号成分を示す符号化信号に制御情報をアセンブ
ルし、該制御情報は、量子化サブバンド信号成分を表すために用いられない1以
上の予備の符号によって運ばれることを特徴とする請求項15又は16記載の装
置。
17. The formatter assembles control information into a coded signal indicating a quantized subband signal component having a size unchanged according to the gain factor, wherein the control information represents the quantized subband signal component. 17. Apparatus according to claim 15 or 16, characterized in that it is carried by one or more spare codes which are not used for such purposes.
【請求項18】 利得率に依存するが、前記量子化成分の量子化ステップサ
イズには依存しない関数から前記閾値を得ることを特徴とする請求項15乃至1
7のいずれかに記載の装置。
18. The threshold value is obtained from a function that depends on a gain factor but does not depend on a quantization step size of the quantization component.
An apparatus according to any one of claims 7 to 10.
【請求項19】 利得率及び量子化成分の量子化ステップサイズに依存する
関数から前記閾値を得ることを特徴とする請求項15乃至17のいずれかに記載
の装置。
19. The apparatus according to claim 15, wherein said threshold value is obtained from a function depending on a gain factor and a quantization step size of a quantization component.
【請求項20】 前記成分にビットを順応して割り当てることによって該成
分が配列される前記クラスに従って、前記サブバンド信号ブロック内の各成分の
ためのそれぞれの量子化ステップサイズを順応して変化し、該それぞれの量子化
ステップサイズを保つ間、変更された大きさを持つ成分に割り当てられたビット
数が減らされるように、前記利得率を得ることを特徴とする請求項15乃至19
のいずれかに記載の装置。
20. Adaptively varying the respective quantization step size for each component in the subband signal block according to the class in which the component is arranged by adaptively assigning bits to the component. 20. The method of claim 15, wherein the gain factor is obtained such that the number of bits allocated to the component having the changed size is reduced while maintaining the respective quantization step sizes.
An apparatus according to any one of the above.
【請求項21】 成分の大きさに従って3以上のクラスの一つに各成分を配
列し、それぞれのクラスに結び付けられる1以上の追加の利得率を得て、前記結
び付けられたそれぞれのクラスに配列される成分に前記追加の利得率のそれぞれ
を適用することを特徴とする請求項15乃至20のいずれかに記載の装置。
21. Arranging each component into one of three or more classes according to the size of the component, obtaining one or more additional gain factors associated with each class, and arranging each of the associated classes. 21. Apparatus according to any of claims 15 to 20, wherein each of the additional gain factors is applied to a component to be determined.
【請求項22】 前記サブバンド信号ブロック分析器は、前記サブバンド信
号ブロック内の少なくともいくつかの成分大きさを第2の閾値と比較し、成分の
大きさに従って各成分を2以上の第2のクラスの一つに配列し、第2の利得率を
得て、 前記サブバンド信号成分プロセッサは、前記サブバンド信号ブロック内のいく
つかの成分の大きさを変更するために、前記第2のクラスの一つに配列される成
分に前記第2の利得率を適用し、 前記非均一長符号は、前記利得率及び前記第2の利得率によって変更されるよ
うな量子化成分を表すことを特徴とする請求項15乃至21のいずれかに記載の
装置。
22. The sub-band signal block analyzer compares the magnitude of at least some of the components in the sub-band signal block with a second threshold and determines each component according to a magnitude of the component by two or more second magnitude signals. And obtaining a second gain factor, wherein the sub-band signal component processor is adapted to resize the second component to change the magnitude of some components in the sub-band signal block. Applying the second gain factor to components arranged in one of a class, wherein the non-uniform length code represents a quantized component that is modified by the gain factor and the second gain factor. Apparatus according to any of claims 15 to 21, characterized in that:
【請求項23】 1以上の非過負荷量子化器を用いて前記成分の少なくとも
いくつかを量子化することを特徴とする請求項15乃至22のいずれかに記載の
装置。
23. The apparatus according to claim 15, wherein at least some of the components are quantized using one or more non-overloaded quantizers.
【請求項24】 符号化信号を復号する装置であって、 前記符号化信号を受信してそこから制御情報及び非均一長符号を得、該非均一
長符号から量子化サブバンド信号成分を得るデフォーマッタと、 第1の非量子化成分を得るために、前記制御情報に従って前記ブロックのいく
つかのサブバンド信号成分を非量子化する、前記デフォーマッタに接続される第
1の非量子化器と、 前記制御情報に従って前記サブバンド信号ブロックのいくつかの第1の非量子
化成分の大きさを変更するために、利得率を適用する、前記第1の非量子化器に
接続されるサブバンド信号ブロックプロセッサと、 前記サブバンド信号プロセッサに接続される入力と、出力信号を供給する出力
とを有する合成フィルタと、 を備えることを特徴とする装置。
24. An apparatus for decoding an encoded signal, comprising: receiving the encoded signal, obtaining control information and a non-uniform length code therefrom, and obtaining a quantized subband signal component from the non-uniform length code. A formatter; a first dequantizer coupled to the deformatter for dequantizing some subband signal components of the block according to the control information to obtain a first dequantized component; Applying a gain factor to change the magnitude of some first non-quantized components of the sub-band signal block according to the control information, the sub-band connected to the first non-quantizer An apparatus comprising: a signal block processor; and a synthesis filter having an input connected to the sub-band signal processor and an output for providing an output signal.
【請求項25】 第2の非量子化成分を得るために、分割インターバル量子
化関数を補足する非量子化関数に従ってブロック内の他のサブバンド信号成分を
非量子化する、前記デフォーマッタに接続される第2の非量子化器を備え、前記
合成フィルタは、前記第2の非量子化器に接続される入力を有することを特徴と
する請求項24記載の装置。
25. Connect to the deformatter for dequantizing other subband signal components in a block according to a non-quantization function that supplements a split interval quantization function to obtain a second non-quantized component. 25. The apparatus of claim 24, further comprising a second non-quantizer, wherein the synthesis filter has an input connected to the second non-quantizer.
【請求項26】 前記デフォーマッタは、前記利得率に従って変更されない
大きさを有する量子化サブバンド信号成分を示す符号化信号から制御情報を得て
、前記制御情報は、量子化サブバンド信号成分を表すために用いられない1以上
の予備の符号によって運ばれることを特徴とする請求項24又は25記載の装置
26. The method according to claim 26, wherein the deformatter obtains control information from a coded signal indicating a quantized subband signal component having a size that is not changed according to the gain factor. 26. Apparatus according to claim 24 or claim 25, carried by one or more spare codes not used to represent.
【請求項27】 前記サブバンド信号ブロックプロセッサは、前記制御情報
に従って非量子化成分のいくつかの大きさを変更するために第2の利得率を適用
することを特徴とする請求項24乃至26のいずれかに記載の装置。
27. The apparatus of claim 24, wherein the sub-band signal block processor applies a second gain factor to change some magnitude of the unquantized component according to the control information. An apparatus according to any one of the above.
【請求項28】 それぞれの非過負荷量子化器を補足する1以上の非量子化
器を用いて前記量子化成分の少なくともいくつかを非量子化することを特徴とす
る請求項24乃至27のいずれかに記載の装置。
28. The method of claim 24, wherein at least some of the quantized components are dequantized using one or more dequantizers that complement each non-overloaded quantizer. An apparatus according to any of the preceding claims.
【請求項29】 機械に読取可能な媒体で具体化されるコンピュータプログ
ラムプロダクトであって、該コンピュータプログラムプロダクトは、入力信号を
符号化するための方法を実行するために、該機械によって実行可能なプログラム
命令を含み、その方法は、 前記入力信号を受信し、該入力信号の周波数サブバンドを表すサブバンド信号
成分のサブバンド信号ブロックを生成するステップと、 前記サブバンド信号ブロック内の成分の大きさをある閾値と比較し、成分の大
きさに従って2以上のクラスに各成分を配列し、利得率を得るステップと、 前記サブバンド信号ブロックのいくつかの成分の大きさを変更するために、前
記クラスの一つに配列された成分に前記利得率を適用するステップと、 前記サブバンド信号ブロックの前記成分を量子化するステップと、 前記成分の分類を伝達する符号化信号制御情報及び前記量子化サブバンド信号
成分を表す非均一長符号にアセンブルするステップと、 を有することを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。
29. A computer program product embodied in a machine-readable medium, the computer program product being executable by the machine to perform a method for encoding an input signal. Including program instructions, the method comprising: receiving the input signal and generating a subband signal block of a subband signal component representing a frequency subband of the input signal; and a magnitude of the component in the subband signal block. Comparing the magnitude with a certain threshold value, arranging each component in two or more classes according to the magnitude of the component, and obtaining a gain factor, and changing the magnitude of some components of the subband signal block, Applying the gain factor to components arranged in one of the classes; and the components of the subband signal block Step a computer program product characterized by having the steps of: assembling the non-uniform length code representing a coded signal control information and the quantized subband signal components to transmit the classification of the components to be quantized.
【請求項30】 前記利得率に従って変更されない大きさを有する量子化サ
ブバンド信号成分を示す符号化信号に制御情報をアセンブルし、該制御情報は、
量子化サブバンド信号成分を表すために用いられない1以上の予備の符号によっ
て運ばれることを特徴とする請求項29記載のコンピュータプログラムプロダク
ト。
30. Assembling control information into a coded signal indicating a quantized sub-band signal component having a size not changed according to the gain factor, wherein the control information includes:
30. The computer program product of claim 29, carried by one or more spare codes not used to represent quantized subband signal components.
【請求項31】 利得率に依存するが、前記量子化成分の量子化ステップサ
イズには依存しない関数から前記閾値を得るステップを含むことを特徴とする請
求項29又は30記載のコンピュータプログラムプロダクト。
31. The computer program product according to claim 29, further comprising the step of obtaining the threshold value from a function that depends on a gain factor but does not depend on a quantization step size of the quantization component.
【請求項32】 利得率及び量子化成分の量子化ステップサイズに依存する
関数から前記閾値を得るステップを含むことを特徴とする請求項29又は30記
載のコンピュータプログラムプロダクト。
32. The computer program product according to claim 29, further comprising the step of obtaining the threshold from a function dependent on a gain factor and a quantization step size of a quantization component.
【請求項33】 前記成分にビットを順応して割り当てることによって該成
分が配列される前記クラスに従って、前記サブバンド信号ブロック内の各成分の
ためのそれぞれの量子化ステップサイズを順応して変化するステップと、 前記それぞれの量子化ステップサイズを保つ間、変更された大きさを持つ成分
に割り当てられたビット数が減らされるように、前記利得率を得るステップと、 を有することを特徴とする請求項29乃至32のいずれかに記載のコンピュー
タプログラムプロダクト。
33. Adaptably varying the respective quantization step size for each component in the subband signal block according to the class in which the component is arranged by adaptively assigning bits to the component. And obtaining the gain factor such that the number of bits allocated to the component having the changed size is reduced while maintaining the respective quantization step size. 33. A computer program product according to any one of items 29 to 32.
【請求項34】 分割インターバル量子化関数に従って前記クラスの一つに
配列される成分を量子化するステップを有することを特徴とする請求項29乃至
33のいずれかに記載のコンピュータプログラムプロダクト。
34. The computer program product according to claim 29, further comprising the step of quantizing components arranged in one of the classes according to a division interval quantization function.
【請求項35】 成分の大きさに従って3以上のクラスの一つに各成分を配
列する請求項1乃至6のいずれかに記載のコンピュータプログラムプロダクトで
あって、 それぞれのクラスに結び付けられる1以上の追加の利得率を得るステップと、 前記結び付けられたそれぞれのクラスに配列される成分に前記追加の利得率の
それぞれを適用するステップと、 を有することを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。
35. The computer program product according to claim 1, wherein each component is arranged into one of three or more classes according to the size of the component. A computer program product, comprising: obtaining additional gain factors; and applying each of the additional gain factors to components arranged in the associated respective classes.
【請求項36】 前記サブバンド信号ブロック内の少なくともいくつかの成
分大きさを第2の閾値と比較し、成分の大きさに従って各成分を2以上の第2の
クラスの一つに配列し、第2の利得率を得るステップと、 前記サブバンド信号ブロック内のいくつかの成分の大きさを変更するために、
前記第2のクラスの一つに配列される成分に前記第2の利得率を適用するステッ
プとを有し、 前記非均一長符号は、前記利得率及び前記第2の利得率によって変更されるよ
うな量子化成分を表すことを特徴とする請求項29乃至35のいずれかに記載の
コンピュータプログラムプロダクト。
36. comparing the magnitude of at least some components in the sub-band signal block with a second threshold, arranging each component into one of two or more second classes according to the magnitude of the component; Obtaining a second gain factor; and changing the magnitude of some components in the subband signal block,
Applying the second gain factor to components arranged in one of the second classes, wherein the non-uniform length code is changed according to the gain factor and the second gain factor. A computer program product according to any of claims 29 to 35, characterized in that such a quantization component is represented.
【請求項37】 1以上の非過負荷量子化器を用いて前記成分の少なくとも
いくつかを量子化することを特徴とする請求項29乃至36のいずれかに記載の
コンピュータプログラムプロダクト。
37. The computer program product according to claim 29, wherein at least some of the components are quantized using one or more non-overloaded quantizers.
【請求項38】 符号化信号を復号する方法を実行するために、装置によっ
て実行するための命令のプログラムを具体化する、該装置によって読取可能なコ
ンピュータプログラムプロダクトであって、該方法は、 前記符号化信号を受信してそこから制御信号及び非均一長符号を得て、入力信
号の周波数サブバンドを表す量子化サブバンド信号成分を該非均一長符号から得
るステップと、 サブバンド信号非量子化成分を得るために、前記サブバンド信号成分を非量子
化するステップと、 前記制御情報に従って、非量子化成分のいくつかの大きさを変更するために、
利得率を適用するステップと、 前記サブバンド信号非量子化成分に応じて出力信号を生成するステップと、 を有することを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。
38. A computer program product readable by a device embodying a program of instructions to be executed by the device to perform a method of decoding an encoded signal, the method comprising: Receiving a coded signal, obtaining a control signal and a non-uniform length code therefrom, and obtaining a quantized sub-band signal component representing a frequency sub-band of the input signal from the non-uniform length code; Dequantizing the sub-band signal component to obtain a component; and, according to the control information, changing some magnitude of the non-quantized component:
A computer program product, comprising: applying a gain factor; and generating an output signal in response to the sub-band signal non-quantized component.
【請求項39】 前記利得率に従って変更されない大きさを有する量子化サ
ブバンド信号成分を示す符号化信号から、量子化サブバンド信号成分を表すため
に用いられない1以上の予備の符号によって運ばれる制御情報を得ることを特徴
とする請求項38記載のコンピュータプログラムプロダクト。
39. A coded signal representing a quantized subband signal component having a magnitude that does not change according to the gain factor is conveyed by one or more spare codes that are not used to represent the quantized subband signal component. 39. The computer program product according to claim 38, wherein control information is obtained.
【請求項40】 分割インターバル量子化関数を補足する非量子化関数に従
って、前記サブバンド信号ブロック内の量子化成分のいくつかを非量子化するス
テップを有することを特徴とする請求項38又は39記載のコンピュータプログ
ラムプロダクト。
40. The method according to claim 38, further comprising the step of: dequantizing some of the quantized components in said subband signal block according to a nonquantized function complementary to a split interval quantization function. Computer program product as described.
【請求項41】 前記制御情報に従って非量子化成分のいくつかの大きさを
変更するために第2の利得率を適用するステップを有することを特徴とする請求
項38乃至40のいずれかに記載のコンピュータプログラムプロダクト。
41. The method according to claim 38, further comprising the step of applying a second gain factor to change some magnitude of the non-quantized component according to the control information. Computer program products.
【請求項42】 それぞれの非過負荷量子化器を補足する1以上の非量子化
器を用いて前記量子化成分の少なくともいくつかを非量子化することを特徴とす
る請求項38乃至41のいずれかに記載のコンピュータプログラムプロダクト。
42. The method of claim 38, wherein at least some of the quantized components are dequantized using one or more dequantizers that complement each non-overloaded quantizer. Computer program product according to any of the above.
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