CN101911501A - 编码方法、解码方法及其装置、以及其程序和记录介质 - Google Patents

Abstract

提供一种误差少的编码方法。本发明的编码方法对于由输入信号求出的标准化值，在通过由向量量化时的输入输出而求出的误差大小进行了校正之后进行量化。为此而具有：标准化阶段，根据对每个帧求出的输入信号的标准化值对输入信号进行标准化；分割阶段，根据预定的规则将标准化了的帧分割为分割输入信号序列；向量量化阶段，对分割输入信号序列进行向量量化从而生成向量量化索引；以及标准化值校正阶段，通过由向量量化阶段的输入输出求出的误差大小来校正输入信号的标准化值。

Description

编码方法、解码方法及其装置、以及其程序和记录介质

技术领域

本发明涉及对语音和音乐等声音信号和图像信号等数字信号进行编码的方法、解码方法及其装置、以及其程序和记录介质。

背景技术

以往，作为例如将语音信号进行高效率编码的方法，已知将输入的原音样本的串分割为被称作帧的5～50ms左右的每个一定区间的输入信号序列，求对于该每个帧的输入信号序列的标准化(normalization)值，并通过该标准化值对各帧的输入信号序列中的样本值标准化而得到的标准化输入信号序列按照预定的规则分割之后，进行向量量化的方法。

图27中示出基于该编码方法的编码装置，图28中示出解码装置并简单说明动作。编码装置包括：标准化值生成单元101、标准化单元102、分割单元103、向量量化单元104、标准化值量化单元105。标准化值生成单元101输入按照由多个样本组成的每个帧为单位集中了原音样本的输入信号序列X＝{X_n；n＝0，...，N-1}。其中，N是每个帧的样本数。输入信号序列X可以是时域的样本串，也可以是将这样的样本串按每个帧变换到频域而得到的频谱构成的样本串。标准化值生成单元101将输入信号序列X中的样本的功率的平均值的平方根作为标准化值G输出。标准化值量化单元105将由标准化值生成单元101求出的标准化值G进行量化，并作为标准化值量化索引I_G输出。在标准化单元102中使用将标准化值量化索引I_G解码而得的解码标准化值G’的情况下，各标准化值量化单元105还输出解码标准化值G’。

标准化单元102以输入信号序列X和由标准化值生成单元101求出的标准化值G或者由标准化值量化单元105求出的解码标准化值G’作为输入，将输入信号序列X内的各样本值(振幅值)除以标准化值G或解码标准化值G’，或者乘以其倒数，从而将输入信号序列标准化后作为标准化输入信号序列x＝{x_n；n＝0，...，N-1}输出。分割单元103根据预定的规则，将作为来自标准化单元102的输出的标准化输入信号序列x分割为M个分割输入信号序列u_i(i＝0，...，M-1，M是1以上的整数)并输出。M＝1时不进行分割，由于x＝u₀，所以有时省略分割单元103。

向量量化单元104对作为分割单元103的输出的分割输入信号序列的每个进行向量量化，并输出向量量化索引k_i。另外，向量量化单元104具有对例如2以上的有限个索引分别对应了预定的代表向量值的向量码本104T，向量量化单元104将与提供的分割输入信号序列u_i之间距离尺度(measure)最小的代表向量值所对应的索引k_i，作为向量量化索引输出。

解码装置包括向量解码单元111、再构成单元112、标准化值解码单元113、逆标准化单元114。向量解码单元111具有与编码装置的向量量化单元104相同的向量码本111T，通过从向量码本111T读出与从编码装置提供的各向量量化索引k_i对应的代表向量值，从而将k_i解码，并作为分割输出信号序列v_i输出。再构成单元112使用来自向量解码单元111的1帧的分割输出信号序列v_i，根据用于使编码装置的分割单元103中的x和u_i的关系与y和v_i的关系相同的预定的规则，再构成标准化输出信号序列y。标准化值解码单元113对从编码装置发送的标准化值量化索引I_G进行解码，从而输出解码标准化值G’。逆标准化单元114以再构成的标准化值输出信号序列y和解码标准化值G’作为输入，对输出信号序列y乘以解码标准化值G’，从而进行逆标准化，并作为输出信号序列Y输出。

上述编码装置和解码装置的以往的编码方法通过预先将输入信号按每个帧标准化，从而可以减小帧之间不同的输入信号序列的振幅值的分散，并且能够提高向量量化的效率。例如在专利文献1中，示出将每个帧的频域信号标准化，并将其结果进行向量量化。

此外，非专利文献1中示出在CELP编码中将时域输入信号的各帧分割为子帧，并将这些子帧的一系列的功率进行向量量化。

专利文献1：特开平7-261800号公报(段落【0016】～【0021】)

非专利文献1：三树聪等，“ピツチ同期雑音励振源を持つCELP符号化(PSI-CELP)”、電子情報通信学会論文誌、Vol.J77-A，No.3，pp.314-324，1994年3月

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述以往方法中，仅根据输入信号来求由标准化值生成单元101得到的标准化值。从而，即使将对在这样的编码装置中对标准化输入信号序列分割所得的分割输入信号序列进行向量量化而求出的向量量化索引、和仅根据输入信号求出的标准化值用于解码装置中，也无法保证能够对提高了表示解码装置的输出信号相对于编码装置的输入信号的误差量的信噪比(Signalto Noise Ratio，以下称作“SNR”)的、误差少的输出信号进行解码。换言之，不一定能够进行误差少的编码。

本发明鉴于这一点而完成，其目的在于提供一种误差少的编码方法、解码方法及其装置、以及其程序和记录介质。

用于解决课题的手段

本发明的第一观点的编码方法包括：

标准化阶段，对于由多个输入信号样本构成的每个帧，求标准化输入信号序列，该标准化输入信号序列是通过对于上述输入信号的标准化值对上述帧内的输入信号进行标准化后的样本的序列，所述标准化值从帧内的输入信号求出；

信号量化阶段，对上述标准化输入信号序列进行量化而生成信号量化索引；

校正系数生成阶段，生成校正系数，所述校正系数使输入信号的序列和通过将与信号量化索引对应的信号序列由通过校正系数校正后的标准化值进行逆标准化而得到的信号序列之间的距离尺度最小；

标准化信息量化阶段，对上述校正系数和标准化值，或者通过上述校正系数校正后的标准化值进行量化而生成标准化信息量化索引；以及

码输出阶段，输出至少包含上述信号量化索引和上述标准化信息量化索引的码。

本发明的第二观点的编码方法包括：

标准化阶段，对于由多个输入信号样本构成的每个帧，求标准化输入信号序列，该标准化输入信号序列是通过对于上述输入信号的标准化值对上述帧内的输入信号进行标准化后的样本的序列，所述标准化值从帧内的输入信号求出；

分割阶段，将上述标准化输入信号序列根据对每个帧预定的规则进行分割，从而生成分割输入信号序列；

向量量化阶段，对上述分割输入信号序列进行向量量化从而生成向量量化索引；

解码阶段，生成与上述向量量化索引对应的信号序列，作为分割输出信号序列；

校正系数生成阶段中，在将上述分割输入信号序列和上述分割输出信号序列的内积值的总和作为第一校正系数，将上述分割输出信号序列的向量的平方和的总和作为第二校正系数时，生成上述第一校正系数除以上述第二校正系数的结果作为上述校正系数；

标准化信息量化阶段，对上述校正系数和标准化值，或者通过上述校正系数校正后的标准化值进行量化而生成标准化信息量化索引；以及

码输出阶段，输出至少包含上述向量量化索引和上述标准化信息量化索引的码。

本发明的解码方法包括：

标准化值解码过程，将输入的标准化值量化索引进行解码从而生成每个帧的标准化值；

向量解码过程，将输入的信号量化索引进行解码从而生成每个帧的标准化输出信号序列；

校正系数解码过程，将输入的校正系数量化索引进行解码从而生成每个帧的校正系数；

标准化值校正过程，通过上述校正系数对上述标准化值进行校正，并生成校正后的标准化值；以及

逆标准化过程，通过上述校正后的标准化值对上述标准化输出信号序列进行逆标准化，从而生成每个帧的输出信号。

发明的效果

根据本发明的编码方法、解码方法及其装置，可以实现通过校正对每个帧求出的输入信号的标准化值，以便在编码中根据生成向量量化索引时的输入输出关系而使编码误差最小化，从而提高了SNR的、误差少的编码和解码。

附图说明

图1是表示本发明的编码装置的第1实施例的功能结构例子的图。

图2是表示图1的编码装置的动作流程的图。

图3是表示图1中的分割单元103的动作例子的图。

图4是表示本发明的编码装置的第2实施例的功能结构例子的图。

图5是表示图4的编码装置的动作流程的图。

图6是表示本发明的编码装置的第3实施例的功能结构例子的图。

图7是表示图6的编码装置的动作流程的图。

图8是表示本发明的编码装置的第4实施例的功能结构例子的图。

图9是表示图8的编码装置的动作流程的图。

图10是表示本发明的编码装置的第5实施例的功能结构例子的图。

图11是表示与图10的编码装置对应的解码装置的功能结构的图。

图12是表示本发明的编码装置的第6实施例的功能结构例子的图。

图13是表示本发明的编码装置的第7实施例的功能结构例子的图。

图14是表示本发明的编码装置的第8实施例的功能结构例子的图。

图15是表示本发明的编码装置的第9实施例的功能结构例子的图。

图16是表示与图15的编码装置对应的解码装置的功能结构的图。

图17是表示本发明的编码装置的第10实施例的功能结构例子的图。

图18是表示与图17的编码装置对应的解码装置的功能结构的图。

图19是表示本发明的编码装置的第11实施例的功能结构例子的图。

图20是表示本发明的编码装置的第12实施例的功能结构例子的图。

图21是表示本发明的编码装置的第13实施例的功能结构例子的图。

图22是表示与图21的编码装置对应的解码装置的功能结构的图。

图23是表示本发明的编码装置的第14实施例的功能结构例子的图。

图24是表示与图23的编码装置对应的解码装置的功能结构的图。

图25是表示进行了模拟的试验装置的概略功能结构的图。

图26是表示模拟结果的图。

图27是表示以往的编码装置的功能结构例子的图。

图28是表示以往的解码装置的功能结构例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。对多个附图中相同的部分附加相同的参考符号，并且不重复说明。

[发明的基本思想]

在说明实施例之前，说明本发明的编码方法的基本思想。上述由标准化值生成单元101生成的标准化值G例如定义为式(1)这样。

[算式1]

$G=\sqrt{{\left|\right|X\left|\right|}^2/N}---\left(1\right)$

X＝{X_n；n＝0，…，N-1}

这里，X是每帧的输入信号样本X₀，...，X_n-1的串，N是一帧的样本数。从而，由式(1)所定义的标准化值G是每帧的输入信号的功率的平均值的平方根。此外，为简化说明的目的，在此以没有分割阶段的情况进行说明。用标准化值G去除并且标准化后的标准化输入信号序列表示为x＝{x_n；n＝0，...，N-1}，解码装置中的解码后的标准化输出信号序列表示为y＝{y_n；n＝0，...，N-1}。

求表示各帧中的标准化前的输入信号序列X＝Gx和解码装置中的逆标准化后的输出信号序列Y＝Gy之间的距离尺度的误差d则成为式(2)。

[算式2]

d＝||Gx-Gy||²＝G²(||x||²-2x^ty+||y||²)    (2)

这里，t是转置的意思。

另一方面，本发明的编码方法的思想是，通过用校正系数γ校正对解码装置提供的标准化值G，以使该误差d最小，并将校正后的标准化值G*＝γG提供给解码装置，或者将校正系数γ乘以标准化输出信号序列y，从而得到误差最小化的输出信号序列。从而，表示本发明的编码方法的各帧的编码装置的输入信号序列和解码装置的输出信号序列之间的距离尺度的误差d’由下式(3)表示。

[算式3]

d′＝||Gx-G*y||²＝||Gx-γGy||²＝G²(||x||²-2γx^ty+γ²||y||²)    (3)

使上述误差d’最小的γ通过求满足下式(4)的γ而得到。

[算式4]

$\frac{{\∂d}^{\′}}{\∂\mathrm{\γ}}=-G^2(2x^{t}y-2\mathrm{\γ}{\left|\right|y\left|\right|}^2)=0---\left(4\right)$

除去G＝0的情况，γ由下式(5)表示。

[算式5]

$\mathrm{\γ}=\frac{x^{t}y}{{\left|\right|y\left|\right|}^2}---\left(5\right)$

将式(5)的γ代入式(3)，则本发明的误差d’可以变形为下式(6)。

[算式6]

$d^{\′}=G^2({\left|\right|x\left|\right|}^2-\frac{{\left(x^{t}y\right)}^2}{{\left|\right|y\left|\right|}^2})---\left(6\right)$

这里，以比较以往方法的编码误差d和本发明的编码误差d’的大小为目的计算两者之差，则由下式(7)表示。

[算式7]

$d-d^{\′}=G^2({\left|\right|x\left|\right|}^2-2x^{t}y+{\left|\right|y\left|\right|}^2)-G^2({\left|\right|x\left|\right|}^2-\frac{{\left(x^{t}y\right)}^2}{{\left|\right|y\left|\right|}^2})$

$=\frac{G^2}{{\left|\right|y\left|\right|}^2}[{\left({\left|\right|y\left|\right|}^2\right)}^2-2\left(x^{t}y\right){\left|\right|y\left|\right|}^2+{\left(x^{t}y\right)}^2]$

$=\frac{G^2}{{\left|\right|y\left|\right|}^2}{({\left|\right|y\left|\right|}^2-\left(x^{t}y\right))}^2---\left(7\right)$

根据式(7)，除了y＝0的情况，始终d-d’≥0。换言之，本发明的编码误差d’小于或等于以往方法的编码误差d。从而，通过采用考虑了校正后的标准化值G*的编码、解码，可以实现提高了SNR的误差少的编码、解码。

[第一实施例]

图1表示使用本发明的编码方法的编码装置10的第一实施例的功能结构例子，图2表示其动作流程。本装置的各部分在由多个样本构成的每个帧动作。每帧的输入信号可以是时域的信号也可以是频域的信号，在以后的说明中，以输入信号为频域信号的情况进行说明。编码装置包括标准化值生成单元101、标准化单元102、分割单元103、向量量化单元104、标准化值量化单元105以及标准化值校正单元20。编码装置是在图27所示的以往方法的编码装置的结构中追加了标准化值校正单元20的结构。与图27附加了相同记号的处理单元实施与图27相同的动作。本实施例的编码装置也可以对例如由ROM、RAM、CPU等构成的计算机读入规定的程序，从而使CPU执行该程序来实现。

标准化值生成单元101将输入信号序列X中的各输入信号样本的功率的平均值的平方根作为标准化值G输出。此外，也可以不是将各输入信号样本的功率的平均值，而是例如将绝对值的平均作为标准化值G。此外，也可以将每个帧的输入信号的标准偏差作为标准化值。

标准化单元102输出标准化输入信号序列x＝{x_n；n＝0，...，N-1}，该标准化输入信号序列通过将输入信号序列X按照每个样本除以标准化值G而得(步骤S102)。分割单元103将标准化输入信号序列x分割后输出分割输入信号序列u_i＝{u_i，j；i＝0，...，M-1；j＝0，...，h(i)}，其中h(i)是第i个分割输入信号序列的样本数(步骤S103)。本例中，标准化输入信号序列x是频域的信号，假设一帧的标准化输入信号序列x例如由按照频率由低到高的顺序排列的16个频谱样本x₀，...，x₁₅构成。此时，若表示为x_n＝x_i+jM，则分割单元103按照下式(8)所示的关系分割标准化输入信号序列x_n(n＝0，...，N-1)。

[算式8]

u_i，j＝x_i+jM；i＝0，…，M-1；j＝0，…，h(i)-1    (8)

h(i)表示第i个分割输入信号序列u_i的样本数，本例中，进行分割，使得各分割输入信号序列数相同，h(i)＝N/M。这里，图3表示将分割数M设为M＝4时的1帧的标准化输入信号序列x和分割输入信号序列u_i的例子。将由16个频率频谱构成的1帧的标准化输入信号序列x按每4个样本设为4个分割输入信号序列。换言之，i＝0时的最初的分割选择从标准化输入信号序列x_n的低频侧跳4个频率频谱的x₀，x₄，x₈，x₁₂，作为一个分割输入信号序列。i＝1时的第二个分割输入信号序列选择x₁，x₅，x₉，x₁₃。

向量量化单元104具有对两个以上的有限个索引分别对应预定的代表向量的向量码本104T，将索引k_i作为向量量化索引输出，所述索引k_i对应于使与作为量化对象的输入向量的分割输入信号序列u_i之间的距离尺度最小的代表向量。具体来说，作为分割输入信号序列u_i的各样本u_i，j和代表向量w_i的各样本w_i，j之间的距离尺度，例如可以求与使通过下式

[算式9]

$d_i=\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{(u_{i,j}-w_{i,j})}^2---\left(9\right)$

表示的误差d_i最小的w_i对应的向量量化索引k_i，对应于k_i的代表向量w_i为分割输出信号序列v_i。在图3的例子中，参照向量码本104T将作为以四个样本u_i，j(j＝0，...，3)为元素的向量的分割输入信号序列u_i进行向量量化，并输出向量量化索引k_i(步骤S104)。从而，在本例中，在每帧输出四个向量量化索引k₀，k₁，k₂，k₃。另外，这里以向量量化为例进行了说明，但只要是生成用于得到与分割输入信号序列u_i对应的分割输出信号序列v_i的索引的信号量化处理，分割输入信号序列u_i也可以进行将各样本进行标量量化并输出对应的索引等非向量量化的处理。即，向量量化单元104一般可以说是信号量化单元。

标准化值校正单元20以分割单元103输出的分割输入信号序列u_i和向量量化单元104输出的向量量化索引k_i作为输入，校正标准化值G，以使误差最小(步骤S20)。用于校正标准化值G的校正系数γ根据上述式(5)所示的思想生成，以使将向量量化索引k_i解码得到的全部分割输出信号序列v_i乘以校正后的标准化值G*的结果相对于帧内的全部分割输入信号序列u_i乘以标准化值G的结果的误差为最小。然后，用该校正系数γ将标准化值生成单元101输出的标准化值G校正后输出。标准化值量化单元105将校正后的标准化值G*量化后作为标准化量化索引I_G’输出(步骤S105)。

根据上述编码装置10，由于在标准化值校正单元20中校正标准化值G，以使对应于向量量化索引k_i的分割输出信号序列v_i乘以校正后的标准化值G*的结果和分割输入信号序列u_i乘以标准化值G的结果的误差最小，所以能够进行标准化误差少的编码。

更详细说明标准化值校正单元20。标准化值校正单元20由向量解码单元21、校正系数生成单元22、校正运算单元23构成。

向量解码单元21具有与编码装置中的向量码本104T相同的向量码本111T，参照向量码本111T对与向量量化索引k_i对应的分割输出信号序列(代表向量)v_i进行解码并输出。如图3中例示的，从四个向量量化索引k₀～k₃中，将与四个分割输入信号序列u₀～u₃对应的分割输出信号序列v₀～v₃解码出来。

校正系数生成单元22以分割输入信号序列u_i和分割输出信号序列v_i作为输入，通过式(10)所示的计算式计算标准化值校正系数γ(步骤S22)。

[算式10]

$\mathrm{\γ}=\frac{\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{i,j}{v}_{i,j}}{\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{v_{i,j}}^2}---\left(10\right)$

这里，u_i，j是分割输入信号序列u_i的各样本{u_i，j；i＝0，...，M-1；j＝0，...，h(i)-1}，v_i，j是分割输出信号序列v_i的各样本{v_i，j；i＝0，...，M-1；j＝0，...，h(i)-1}，下标的i表示分割信号序列的号码，M表示分割数，下标的j表示分割信号序列中的样本号码，h(i)表示第i个分割信号序列中包含的样本数。

式(10)与用于求使上述输入信号序列X＝Gx和输出信号序列Y＝Gy在各帧中的误差d最小化的标准化值校正系数的式(5)意义相同。

校正运算单元23将校正系数生成单元22输出的标准化值校正系数γ乘以标准化值生成单元101输出的标准化值G的结果作为校正后的标准化值G*，从而校正标准化值(步骤S23)。校正后的标准化值G’由标准化值量化单元105量化，作为标准化值量化索引I_G’，与M个向量量化索引k_i(i＝0，...，M-1)一同输出到未图示的解码装置中。

这样，在本发明的编码装置中，根据与标准化后的输入信号对应的信号——在本实施例中为分割输入信号序列u_i，和对应于向量量化的信号——在本实施例中为将向量量化结果解码而得的分割输出信号序列v_i，按照式(10)所示这样，计算应编码的输入信号和解码后的输出信号之间的距离尺度最小的标准化值校正系数γ。通过该标准化值校正系数γ校正标准化值G，并将校正后的标准化值G*量化，将该量化索引I_G’和向量量化索引k_i一同输出，或者如后述的实施例这样，将不校正的标准化值G和校正系数γ分别量化并将各个量化索引I_G’I_γ与向量量化索引k_i一同输出。从而，可以进行比以往误差少的编码。

与图1的编码装置对应的解码装置的结构可以与图28所示的以往方法的解码装置110完全相同。但是，代替以往方法中的未校正的标准化值G所对应的解码标准化值G’，而使用将校正后的标准化值量化索引I_G’由标准化值解码单元113解码而得到的校正后的标准化值G*，从而在解码装置110中能够进行SNR好的解码。

另外，根据第一实施例，校正系数生成单元22根据分割后的分割输入信号序列u_i和将其原样解码后的分割输出信号序列v_i求标准化值校正系数γ，所以不必将分割输入信号序列再构成为分割前的信号序列。从而，与再构成的方法相比，可以削减计算量。

[第二实施例]

图1中说明的编码装置中的向量量化单元104着眼于将上述式(9)展开后的下式(11)，

[算式11]

$d_i=\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u_{i,j}}^2-2\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{i,j}{w}_{i,j}+\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{w_{i,j}}^2---\left(11\right)$

则右边的第三项的w_i，j的平方和(即向量的平方和)与分割输入信号序列u_i无关，可以对于向量码本104T中存储的所有代表向量预先计算全部要素的平方和并保持在向量码本104T中。此外，第一项的分割输入信号序列u_i的平方和是提供的固定值。从而，在向量量化单元104中，在搜索对于分割输入信号序列u_i的误差d_i最小的代表向量w_i时，搜索式(11)中表示向量的内积的第二项和表示向量的平方和的第三项之和为最小的代表向量w_i即可。这样，将误差d_i最小的w_i被决定为分割输出信号序列v_i时的第二项(除去系数-2)和第三项作为下式

[算式12]

$P_i=\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{i,j}{v}_{i,j}---\left(12a\right)$

$Q_i=\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{v_{i,j}}^2---\left(12b\right)$

的值保存，若用于式(10)的校正系数γ的计算，则不需要图1中的向量解码单元21，可以相应削减计算量。

第二实施例基于这样的思想，该编码装置的功能结构如图4所示，其动作流程如图5所示。该实施例的结构是在图1的实施例中，除去向量解码单元21，从向量量化单元104，将向量量化索引k_i决定时的式(11)的第二项和第三项分别作为由式(12a)、(12b)所表示的M个P_i和M个Q_i提供给校正系数生成单元22。校正系数生成单元22通过下式

[算式13]

$\mathrm{\γ}=\frac{\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{P}_i}{\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_i}---\left(13\right)$

计算校正系数γ。其他动作与图1同样，省略说明。

图5的动作流程除去图2中的标准化值校正步骤S20内的向量解码过程S21，并将在向量量化阶段S104中决定对于分割输入信号序列u_i的向量量化索引时的式(11)的第二项和第三项分别作为上述P_i、Q_i(i＝0，...，M-1)来保持，在校正系数生成过程S22中，代替式(10)而通过式(13)计算校正系数γ。其他的动作与图2同样。

另外，该第二实施例中说明的不进行向量解码而生成校正系数的结构也可以应用于此后说明的其他实施例。作为图4的编码装置所对应的解码装置，可以原样使用图28所示的以往的解码装置。

[第三实施例]

图6表示使用本发明的编码方法的编码装置的第三实施例的功能结构，图7表示其动作流程。该实施例中，图1的第一实施例中的校正系数生成单元22由第一校正系数生成单元22a和第二校正系数生成单元22b构成。此外，在该第三实施例中，图1的第一实施例中的校正运算单元23由第一校正单元23a和第二校正单元23b构成。其他结构与图1的编码装置同样。

第一校正系数生成单元22a以分割单元103输出的分割输入信号序列u_i和向量解码单元21输出的分割输出信号序列v_i作为输入，生成i＝0，...，M-1中的各个内积值的总和作为式(14)所示的第一校正系数β₁(步骤S22a)。

[算式14]

${\mathrm{\β}}_1=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{i,j}{v}_{i,j}---\left(14\right)$

式(14)与上述式(10)的分子相同。

第二校正系数生成单元22b以向量解码单元21输出的分割输出信号序列v_i作为输入，生成i＝0，...，M-1的各个分割输出信号序列的全部样本的平方和的总和作为式(15)所示的第二校正系数β₂(步骤S22b)。

[算式15]

${\mathrm{\β}}_2=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{v_{i,j}}^2---\left(15\right)$

式(15)与上述式(10)的分母相同。

第一校正单元23a对从标准化值生成单元101输出的输入信号求出的标准化值G乘以第一校正系数β₁，并输出β₁G(步骤S23a)。第二校正单元23b将第一校正单元23a中乘以第一校正系数后的标准化值β₁G除以第二校正系数β₂，作为校正后的标准化值G*输出(步骤S23b)。另外，也可以在第二校正单元23b将标准化值除以第二校正系数β₂以后，第一校正单元23a对该值乘以第一校正系数β₁。换言之，步骤S23a和步骤S23b的处理也可以顺序相反。

这样的图6所示的结构的编码装置也可以与图1以及图4所示的编码装置同样地进行SNR好的编码。作为图6的编码装置所对应的解码装置，可以原样使用图28所示的以往的解码装置。

[第四实施例]

图8表示使用本发明的编码方法的编码装置的第四实施例的功能结构，图9表示其动作流程。编码装置的标准化值校正单元20由向量解码单元21、再构成单元61、校正系数生成单元62、校正运算单元23构成。其他结构与上述图1、图4以及图6的编码装置相同。再构成单元61将来自向量解码单元21的多个分割输出信号序列v_i作为输入，根据预定的规则，再构成标准化输出信号序列y＝{y_n；n＝0，...，N-1}(步骤S61)。例如，将图3所示的按每4个分割的分割输出信号序列v₀～v₃，重排为与标准化输入信号序列x₀～x₁₅相同的顺序。换言之，进行与分割单元103相反的动作，再构成标准化输出信号序列y。

校正系数生成单元62以标准化输入信号序列x和标准化输出信号序列y作为输入，通过式(16)所示的算式生成校正系数γ(步骤S62)。

[算式16]

$\mathrm{\γ}=\frac{\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}_n{y}_n}{\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{y_n}^2}---\left(16\right)$

这里，{x_n；n＝0，...，N-1}是标准化输入信号序列，{y_n；n＝0，...，N-1}是标准化输出信号序列，下标的n表示标准化信号序列中的样本号码，N表示标准化信号序列中包含的样本数，即帧长。

这样的图8所示的结构的编码装置也可以与图1、图4以及图6所示的编码装置同样地进行SNR好的编码。作为图8的编码装置所对应的解码装置，可以原样使用图28所示的以往的解码装置。

[第五实施例]

上述各编码装置中，通过校正系数γ，或者第一校正系数β₁和第二校正系数β₂校正标准化值G后，输出了校正后的标准化值G*的量化索引I_G’，但如以下的各实施例所示，也可以不校正标准化值G而原样量化后输出量化索引，同时也输出校正系数γ的量化索引，在解码侧通过校正系数γ’校正解码标准化值G’。

图10表示这样的编码装置的实施例的功能结构。该第五实施例在图1的实施例中，结构是除去校正运算单元23而将标准化值G直接提供给标准化值量化单元105，而且设置校正系数量化单元106，并且由校正系数量化单元106对由校正系数生成单元22生成的校正系数γ进行量化。标准化值量化单元105对提供的标准化值G进行量化，并输出标准化值量化索引I_G。校正系数量化单元106对提供的校正系数γ进行量化，并输出校正系数量化索引I_γ。由该编码装置生成的索引k、I_G’I_γ被提供给解码装置。

图11表示对应于图10的编码装置的解码装置的功能结构。该解码装置是对图28的以往结构追加了校正系数解码单元115和标准化值校正单元116。校正系数解码单元115将提供的校正系数量化索引I_γ解码而生成解码校正系数γ’，并且提供给标准化值校正单元116。标准化值校正单元116对解码标准化值G’乘以解码校正系数γ’而生成校正后的解码标准化值G*’，提供给逆标准化单元114。逆标准化单元114通过对由再构成单元112再构成的标准化输出信号序列y乘以校正后的解码标准化值G*’，从而生成输出信号Y。其他动作与图28的情况同样。

另外，图11中示出将解码后的解码标准化值G’和解码后的解码校正系数γ’的积即校正后的解码标准化值G*’＝γ’G’乘以再构成的输出信号序列y的情况，但也可以将校正后的解码标准化值G*’与向量解码单元111的输出v_i相乘，并将该相乘结果输入到再构成单元112。或者，将解码校正系数γ’和解码标准化值G’的一个与v_i相乘后提供给再构成单元112，将另一个与再构成单元112的输出相乘并作为输出信号Y。这也可以应用于其他的解码装置。

[第六实施例]

图12表示编码装置的第六实施例的功能结构。该实施例对图10的实施例应用了图6中的校正系数的计算方法，代替图10中的校正系数生成单元22而设有第一校正系数生成单元22A、第二校正系数生成单元22B、除法单元22C。第一和第二校正系数生成单元22A、22B与图6的情况同样，通过式(14)分别计算第一校正系数β₁和第二校正系数β₂。除法单元22C将第一校正系数β₁除以第二校正系数β₂，从而生成校正系数γ，并提供给校正系数量化单元106。其他动作与图10的情况同样。此外，由图12的编码装置输出的索引k、I_G’I_γ可以由图11的解码装置解码。

[第七实施例]

图13表示编码装置的第7实施例的功能结构。在图12的实施例中，示出了由第一和第二校正系数β₁、β₂求校正系数γ，并将该校正系数γ量化，并输出该校正系数量化索引I_γ的情况，在图13的实施例中，由第一和第二校正系数γ₁、γ₂直接求校正系数量化索引I_γ。

另外，与校正系数量化索引I_γ对应的量化校正系数γ’决定为由式(3)所示的误差d’为最小，但可以将式(3)重写为下式。

[算式17]

$d^{\′}=G^2\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{(u_{i,j}-{\mathrm{\γ}}^{\′}{v}_{i,j})}^2$ (17)

$=G^2(\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u_{i,j}}^2-2{\mathrm{\γ}}^{\′}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{i,j}{v}_{i,j}+{\mathrm{\γ}}^{\′2}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{v_{i,j}}^2)$

若得到对于分割输入信号序列u_i的向量量化结果即分割输出信号序列v_i，则为了决定γ’以使式(17)的误差d’最小，决定使下式

[算式18]

$d^{\′}=-2{\mathrm{\γ}}^{\′}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{i,j}{v}_{i,j}+{\mathrm{\γ}}^{\′2}\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{v_{i,j}}^2---\left(18\right)$

为最小的γ’即可。即，决定量化校正系数γ’，以使式(18)最小即可。式(18)可以使用式(14)、(15)重写为下式。

[算式19]

d″＝-2γ’β₁+γ’²β₂     (19)

图13的编码装置的结构是在图12的结构中，除去除法单元22C，代替校正系数量化单元106而设置了校正系数量化单元106a。校正系数量化单元106a中设有校正系数码本106Ta，该校正系数码本106Ta将预定的多个量化校正系数γ’分别与索引I_γ对应保持。将来自第一和第二校正系数生成单元22A、22B的第一和第二校正系数β₁、β₂提供给校正系数量化单元106a。校正系数量化单元106a从校正系数码本106Ta中搜索并决定使式(19)的误差d”最小的量化校正系数γ’，并输出该校正系数量化索引I_γ。其他动作与图12同样。作为与图13的编码装置对应的解码装置，可以使用图11的解码装置。

[第八实施例]

图14是图13的编码装置的变形实施例，代替图13中的向量解码单元21、第一和第二校正系数生成单元22A、22B，设置图4中说明的校正系数生成单元22，将在向量量化单元104中对分割输入信号序列u_i进行向量量化时计算的式(12a)、(12b)的值P_i、Q_i提供给校正系数生成单元22。

校正系数生成单元22由P_i、Q_i通过下式

[算式20]

${\mathrm{\β}}_1=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{P}_i;$ ${\mathrm{\β}}_2=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_i$

计算第一和第二校正系数β₁、β₂，并提供给校正系数量化单元106a。其他动作与图13的情况同样。作为图14的编码装置所对应的解码装置，可以使用图11的解码装置。

[第9实施例]

图15表示编码装置的第9实施例的功能结构。本实施例在图12中，代替除法单元22C和校正系数量化单元106而设有第一和第二校正系数量化单元106A、106B。第一和第二校正系数量化单元106A、106B分别将由第一和第二校正系数生成单元22A、22B提供的第一和第二校正系数β₁、β₂进行量化，并输出它们的第一和第二校正系数量化索引I_β1和I_β2。其他动作与图12的情况同样。

图16表示对应于图15的编码装置的解码装置的功能结构。该结构是在图11的解码装置中，代替校正系数解码单元115而设有第一校正系数解码单元115A和第二校正系数解码单元115B以及除法单元115C。从编码装置提供的第一和第二校正系数量化索引I_β1和I_β2分别由第一和第二校正系数解码单元115A、115B解码，从而输出第一和第二解码校正系数β’₁、β’₂。除法单元115C通过将β’₁除以β’₂，从而生成解码校正系数γ’，并提供给标准化值校正单元116。标准化值校正单元116和逆标准化单元114的运算只要是整体结果上作为Y的各样本y_n而得到对v_i的各样本乘以β’₁G’/β’₂的结果，则可以是任何的运算顺序。其他动作与图11的情况同样。

[第十实施例]

在所述各实施例中，示出了在编码装置中对每帧决定校正系数γ或第一和第二校正系数β₁、β₂，从而在解码装置中对每帧进行标准化值的校正的例子。在本第十实施例的编码装置中，对每个分割输入信号序列u_i决定校正系数γ_i，在解码装置中对每个分割输出信号序列v_i乘以对应于该分割输出信号序列v_i的校正系数γ_i，从而减小因标准化产生的误差。

图17表示编码装置的第十实施例的功能结构，这是将图10中的校正系数生成单元22和校正系数量化单元106分别置换为校正系数串生成单元22a和校正系数串量化单元106b。校正系数串生成单元22a由分割输入信号序列u_i和与之对应的分割输出信号序列v_i分别通过下式

[算式21]

${\mathrm{\γ}}_i=\frac{\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{i,j}{v}_{i,j}}{\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{v_{i,j}}^2}---\left(20\right)$

计算每分割校正系数γ_i(i＝0，...，M-1)。从而，在对一帧进行了M分割的情况下，得到M个每分割校正系数γ_i(i＝0，...，M-1)。得到的每分割校正系数串γ_i由校正系数串量化单元106b分别进行标量量化，从而输出每个每分割校正系数的量量化索引I_γi(i＝0，...，M-1)，或者对校正系数串γ_i进行向量量化，并输出校正系数向量量化索引I_γ。在后者的情况下，校正系数串量化单元106b具有将校正系数代表向量γ’与索引I_γ相对应的校正系数串码本106Tb，从校正系数串码本106Tb中搜索使下式

[算式22]

$\mathrm{\ϵ}=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{\γ}}_i-{{\mathrm{\γ}}^{\′}}_i)}^2---\left(21\right)$

所表示的误差ε为最小的校正系数代表向量γ’_i，并输出对应的索引I_γ。

图18表示与图17的编码装置对应的解码装置的功能结构。该解码装置对图28的解码装置设置校正系数串解码单元115b，并且在向量解码单元111和再构成单元112之间设置分割输出序列校正单元117。校正系数串解码单元115b将输入的校正系数串量化索引I_γi或者校正系数向量量化索引I_γ解码而生成解码校正系数γ’_i的串，提供给分割输出序列校正单元117。但是，在图17的编码装置的校正系数串量化单元106b进行向量量化的情况下，在校正系数串解码单元115a中设有与其所使用的校正系数串码本106Tb相同的校正系数串码本115Tb。分割输出序列校正单元117对各分割输出信号序列v_i分别乘以对应的解码校正系数γ_i，并将相乘结果提供给再构成单元112。其他动作与图28的情况相同。

[第11实施例]

图19表示编码装置的第11实施例的功能结构。在该实施例中，除去图17的实施例中的校正系数串生成单元22a，并代替校正系数串量化单元106b而使用校正系数串量化单元106c，由分割输入信号序列x_i，j和与之对应的分割输出信号序列v_i，直接参照校正系数串码本106Tc，求与使误差最小的量化校正系数γ’_i的串对应的校正系数向量量化索引I_γ。即，在校正系数串量化单元106c的校正系数串码本106Tc中，分别对应于校正系数向量量化索引I_γ而保持有多个校正系数代表向量，校正系数串量化单元106c由提供的分割输入信号序列u_i和与之对应的分割输出信号序列v_i，参照校正系数串码本106Tc，决定与由下式(22)

[算式23]

$\mathrm{\ϵ}=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}(\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u_{i,j}}^2-2{{\mathrm{\γ}}^{\′}}_i\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{i,j}{v}_{i,j}+{{{\mathrm{\γ}}^{\′}}_i}^2\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{v_{i,j}}^2)---\left(22\right)$

所表示的误差ε为最小的量化校正系数γ’_i的串对应的校正系数向量量化索引I_γ。实际上，该情况下也只要代替式(22)，从校正系数串码本106Tc中搜索与使下式

[算式24]

${\mathrm{\ϵ}}^{\′}=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}(-2{{\mathrm{\γ}}^{\′}}_i\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u}_{i,j}{v}_{i,j}+{{{\mathrm{\γ}}^{\′}}_i}^2\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{v_{i,j}}^2)---\left(23\right)$

为最小的γ’_i的串对应的校正系数向量量化索引I_γ即可。其他动作与图17的情况相同。作为与图19的编码装置对应的解码装置，可以使用图18的解码装置。

[第12实施例]

图20表示编码装置的第12实施例的功能结构。图20的实施例是图19的编码装置的变形实施例。使用式(12a)、(12b)将式(23)变形可表示为下式。

[算式25]

${\mathrm{\ϵ}}^{\′}=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}(-2{{\mathrm{\γ}}^{\′}}_i{P}_i+{{{\mathrm{\γ}}^{\′}}_i}^2{Q}_i)---\left(24\right)$

如参照图4所说明的，在向量量化单元104中进行分割输入信号序列u_i的向量量化时计算P_i、Q_i。因此，在本实施例中，不使用向量解码单元21，而从向量量化单元104对校正系数串量化单元106d提供P_i、Q_i，使用与图18的情况相同的校正系数串码本106Tc，输出与式(24)的误差ε’为最小的量化校正系数γ’_i的串对应的校正系数向量量化索引I_γ。其他动作与图19的情况同样，此外，作为对应的解码装置，在图18的解码装置中使用与图20中的校正系数串码本106Tc相同的码本作为校正系数串码本115Tb即可。

[第13实施例]

图17、19、20的编码装置中对每个分割信号序列求校正系数γ_i，并输出其量化索引，在图18的解码装置中，示出分别对分割输出信号序列v_i进行基于校正系数的校正的情况。而在该第13实施例中，对每个分割输入信号序列u_i生成分割输入标准化值g_i，并且通过其将分割输入信号序列u_i分别标准化，而且生成校正系数的串，以使该标准化引起的误差最小。

图21表示编码装置的第13实施例的功能结构，与所述各实施例的编码装置同样，设有标准化值生成单元101、标准化单元102、分割单元103、向量量化单元104、标准化值量化单元105。在本实施例中还在分割单元103和向量量化单元104之间设有分割输入标准化单元109，并且设有生成对该分割输入标准化单元109提供的分割输入标准化值g_i的分割输入标准化值生成单元108、生成校正系数γ_i的串的校正系数串生成单元22a、标准化值校正单元23’、校正标准化值量化单元105’。

分割输入标准化值生成单元108由分割输入信号序列u_i例如通过下式

[算式26]

$g_i=\sqrt{\frac{\underset{j=0}{\overset{h\left(i\right)-1}{\mathrm{\Σ}}}{u_{i,j}}^2}{h\left(i\right)}}---\left(25\right)$

计算分割输入标准化值g_i。分割输入标准化单元109将分割输入信号序列u_i的各样本除以分割输入标准化值g_i而得到的样本的串作为标准化分割输入信号序列u’输出。校正系数串生成单元22a由标准化分割输入信号序列u’_i和来自向量解码单元21的标准化分割输出信号序列v’_i生成校正系数γ_i的串。该校正系数γ_i的串计算方法例如可以使用图17中说明的式(20)的计算方法。其中使用u’_i，v’_i代替u_i，v_i。

标准化值校正单元23’将分割输入标准化值g_i与校正系数γ_i的串分别相乘的乘积作为校正分割输入标准化值g*_i生成。校正标准化值量化单元105’通过与图17中的校正系数串量化单元106b同样的方法将校正分割输入标准化值g*_i量化，并输出对应的校正标准化值量化索引I_g*i。

图22表示图21的编码装置所对应的解码装置的功能结构。该结构是在图28的解码装置中，在向量解码单元111和再构成单元112之间设置分割输出序列逆标准化单元119，并且追加了校正标准化值解码单元113’的结构。校正标准化值解码单元113’将输入的校正标准化值量化索引I_g*i解码而输出解码校正标准化值g*’_i。校正标准化值解码单元119对分割输出信号序列v_i乘以解码校正标准化值g*’_i，并将其结果提供给再构成单元112。其他动作与图28同样。

[第14实施例]

图23表示编码装置的第14实施例的功能结构。该实施例是在图21的实施例中，不进行分割输入标准化值g_i的校正，而将分割输入标准化值g_i和校正系数γ_i的串分别量化而输出它们的索引。从而，代替图21中的标准化值校正单元23’和校正标准化值量化单元105’而设有分割输入标准化值量化单元105”和校正系数串量化单元106’。分割输入标准化值量化单元105”将分割输入标准化值g_i量化，并输出其量化索引I_gi。校正系数串量化单元106’具有将多个校正系数代表向量分别与校正系数量化索引对应保持的校正系数串码本106Tc’，参照该码本将校正系数γ_i的串量化，并输出对应的索引I_γi。其他动作与图21的情况同样。

图24表示图23的编码装置所对应的解码装置的功能结构。该结构代替图22的结构中的校正标准化值解码单元113’而设有分割输入标准化值解码单元113”、校正系数串解码单元115’和分割标准化值校正单元116’。分割输入标准化值解码单元113”将输入的索引I_gi解码而输出解码分割输入标准化值g’_i。校正系数串解码单元115’具有与编码装置中的校正系数串码本106Tc’相同的校正系数串码本115Tc’，参照码本115Tc’对输入的索引I_γi进行解码，从而输出解码校正系数γ’_i的串。分割标准化值校正单元116’将解码校正系数γ’_i的串与解码分割输入标准化值g’_i相乘而输出校正分割输入标准化值g*’_i，并提供给分割输出序列逆标准化单元119。其他动作与图22的情况同样。

如以上实施例中说明的，本发明的特征在于由编码装置或解码装置进行标准化值的校正。因此，在由编码装置进行标准化值的校正的系统中的编码装置中，采用通过标准化值量化单元量化校正后的标准化值的结构，由解码装置进行标准化值的校正的系统中的编码装置中，采用将标准化值由标准化值量化单元或标准化值量化单元和分割输入标准化值量化单元量化，同时将校正系数由校正系数量化单元或校正系数串量化单元量化的结构。即，标准化值量化单元、分割输入标准化值量化单元、校正系数量化单元、校正系数串量化单元可以总称为标准化信息量化单元，此外，标准化值、分割输入标准化值、校正系数可以称作标准化信息。

[模拟结果]

评价本发明的编码方法的SNR。图25表示模拟所使用的试验装置80的概略结构。试验装置80由编码装置81和解码装置82构成。

编码装置81将输入信号由频带分割器81a二分割为低频带信号和高频带信号之后，在时域对低频带信号进行编码(低频带编码器81b)，并在频域对高频带信号进行编码(高频带编码器81c)。将图1所示的本发明的编码方法应用于高频带编码器81c。解码装置82将低频带信号和高频带信号分别通过图28的以往方法解码之后进行频带合成并输出。

对该试验装置80提供将57秒的语音信号以16kHz采样而成为离散值的输入信号，并将解码后的SNR与以往方法进行比较。图26表示其结果。纵轴以(dB)表示SNR，横轴是编码方法。可确认本发明的编码方法的SNR为11.9dB，比以往方法的11.3dB提高0.6dB。

另外，对频带进行二分割是为了实验上的方便。在应用本发明的编码方法时，不必限制频带。此外，在上述例子中，以在频域动作的例子对本发明的编码装置进行了说明，但不限于该例子。本发明的编码方法和装置也可以应用于时域中的信号的编码。该情况下，分割单元103例如由滤波器组(filterbank)等构成，本发明的技术思想可以直接应用。

此外，本发明的方法和装置不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以适当变更。此外，上述方法和装置中说明的处理不仅按照记载的顺序按照时间序列执行，也可以根据执行处理的装置的处理能力或需要来并行或单独执行。

上述编码装置和解码装置的各实施例的各构成单元也可以通过例如DSP(digital signal processor，数字信号处理器)等专用的处理器来实施该处理。此外，上述装置中的构成单元的处理在由计算机实现的情况下，各装置应具有的功能的处理内容由程序记述。而且，通过由计算机执行该程序，从而在计算机上实现各装置中的处理部件。

记述该处理内容的程序可以预先记录在计算机可读取的记录介质中。作为计算机可读取的记录介质，例如可以是磁记录装置、光盘、光磁记录介质、半导体存储器等任何装置。具体来说，例如，可以使用硬盘装置、软盘、磁带等作为磁记录装置，使用DVD(Digital Versatile Disc，数字多用途盘)、DVD-RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、CD-ROM(CompactDisc Read Only Memory，致密盘只读存储器)、CD-R(Recordable，可记录)/RW(ReWritable，可重写)等作为光盘，使用MO(Magneto Optical disc，磁光盘)等作为光磁记录介质，使用EEP-ROM(Electronically Erasable andProgrammable-Read Only Memory，电可擦写可编程只读存储器)等作为半导体存储器。

此外，该程序的流通例如可以通过贩卖、转让、借贷记录有该程序的DVD、CD-ROM等可移动型记录介质来进行。而且，也可以将该程序存储在服务器计算机的记录装置中，经由网络从服务器计算机将该程序转发给其他计算机，从而使程序流通。

此外，各部件可以通过在计算机上执行规定的程序来构成，也可以通过硬件来实现这些处理内容的至少一部分。

Claims (24)

1.一种编码方法，包括：

标准化阶段，对于由多个输入信号样本构成的每个帧，求标准化输入信号序列，该标准化输入信号序列是通过对于上述输入信号的标准化值对上述帧内的输入信号进行标准化后的样本的序列，所述标准化值从帧内的输入信号求出；

信号量化阶段，对上述标准化输入信号序列进行量化而生成信号量化索引；

校正系数生成阶段，生成校正系数，所述校正系数使输入信号的序列和通过将与信号量化索引对应的信号序列由通过校正系数校正后的标准化值进行逆标准化而得到的信号序列之间的距离尺度最小；

标准化信息量化阶段，对上述校正系数和标准化值，或者通过上述校正系数校正后的标准化值进行量化而生成标准化信息量化索引；以及

码输出阶段，输出至少包含上述信号量化索引和上述标准化信息量化索引的码。

2.如权利要求1所述的编码方法，还包括：

解码阶段，生成与上述信号量化索引对应的信号序列，作为标准化输出信号序列，

上述校正系数生成阶段中，在将上述标准化输入信号序列和上述标准化输出信号序列的内积值作为第一校正系数，将上述标准化输出信号序列的向量的平方和作为第二校正系数时，生成上述第一校正系数除以上述第二校正系数的结果作为上述校正系数。

3.如权利要求1所述的编码方法，还包括：

解码阶段，生成与上述信号量化索引对应的信号序列，作为标准化输出信号序列，

并且上述校正系数生成阶段包括：

第一校正系数生成过程，生成上述标准化输入信号序列和上述标准化输出信号序列的内积值作为第一上述校正系数；以及第二校正系数生成过程，生成上述标准化输出信号序列的向量的平方和作为第二上述校正系数，

上述编码方法还包括：

校正运算阶段，生成对上述标准化值乘以上述第一校正系数并除以上述第二校正系数的结果，作为上述校正后的标准化值。

4.如权利要求1所述的编码方法，其中，

上述校正系数生成阶段包括生成上述标准化输入信号序列和上述标准化输出信号序列的内积值γ₁，以及上述标准化输出信号序列的向量的平方和γ₂，作为上述校正系数的过程，

上述标准化信息量化阶段包括校正系数量化过程，该过程参照校正系数码本，搜索并输出与由下式

d″＝-2γ’γ₁+γ’²γ₂

所表示的距离尺度d”为最小的量化校正系数γ’对应的校正系数量化索引，所述校正系数码本将预先决定的多个代表校正系数分别与校正系数量化索引对应保持。

5.如权利要求1所述的编码方法，其中，

上述信号量化阶段包括参照向量码本搜索代表向量的过程，所述代表向量使得使用上述标准化输入信号序列和上述向量码本的代表向量的内积、以及上述向量码本的代表向量的平方和求出的距离尺度最小，所述向量码本将预先生成的多个代表向量分别与向量量化索引对应保持，

上述校正系数生成阶段生成将在上述信号量化阶段中使上述距离尺度最小时的上述内积除以上述平方和的结果，作为上述校正系数。

6.如权利要求1所述的编码方法，其中，

上述信号量化阶段包括参照向量码本搜索代表向量的过程，所述代表向量使得使用上述标准化输入信号序列和上述向量码本的代表向量的内积、以及上述向量码本的代表向量的平方和求出的距离尺度最小，所述向量码本将预先生成的多个代表向量分别与向量量化索引对应保持，

上述校正系数生成阶段将在上述信号量化阶段中使上述距离尺度最小时的上述内积作为第一上述校正系数，将上述平方和作为第二上述校正系数而得到，

所述编码方法还包括校正运算阶段，生成对上述标准化值乘以上述第一校正系数并除以上述第二校正系数的结果，作为上述校正后的标准化值。

7.如权利要求1所述的编码方法，其中，

上述信号量化阶段包括参照向量码本搜索代表向量的过程，所述代表向量使得使用上述标准化输入信号序列和上述向量码本的代表向量的内积、以及上述向量码本的代表向量的平方和求出的距离尺度最小，所述向量码本将预先生成的多个代表向量分别与向量量化索引对应保持，

上述校正系数量化阶段得到将在上述向量量化阶段中使上述距离尺度最小时的上述内积作为第一系数γ₁并将上述平方和作为第二系数γ₂的组，作为上述校正系数，

上述标准化信息量化阶段包括校正系数量化过程，该过程参照校正系数码本，搜索并输出与由下式

d″＝-2γ’γ₁+γ’²γ₂

所表示的距离尺度d”为最小的量化校正系数γ’对应的校正系数量化索引，所述校正系数码本将预先决定的多个量化校正系数分别与校正系数量化索引对应保持。

8.如权利要求1至7的任何一项所述的编码方法，

还包括：分割阶段，生成分割输入信号序列，所述分割输入信号序列通过将上述标准化输入信号序列根据对每个帧预定的规则进行分割而得，

并且将生成的分割输入信号序列作为上述标准化输入信号序列而进行信号量化阶段及以后。

9.一种编码方法，包括：

标准化阶段，对于由多个输入信号样本构成的每个帧，求标准化输入信号序列，该标准化输入信号序列是通过对于上述输入信号的标准化值对上述帧内的输入信号进行标准化后的样本的序列，所述标准化值从帧内的输入信号求出；

分割阶段，将上述标准化输入信号序列根据对每个帧预定的规则进行分割，从而生成分割输入信号序列；

向量量化阶段，对上述分割输入信号序列进行向量量化从而生成向量量化索引；

解码阶段，生成与上述向量量化索引对应的信号序列，作为分割输出信号序列；

校正系数生成阶段，在将F上述分割输入信号序列和上述分割输出信号序列的内积值的总和作为第一校正系数，将上述分割输出信号序列的向量的平方和的总和作为第二校正系数时，生成上述第一校正系数除以上述第二校正系数的结果作为上述校正系数；

标准化信息量化阶段，对上述校正系数和标准化值，或者通过上述校正系数校正后的标准化值进行量化而生成标准化信息量化索引；以及

码输出阶段，输出至少包含上述向量量化索引和上述标准化信息量化索引的码。

10.一种编码装置，包括：

标准化单元，对于由多个输入信号样本构成的每个帧，求标准化输入信号序列，该标准化输入信号序列是通过对于上述输入信号的标准化值对上述帧内的输入信号进行标准化后的样本的序列，所述标准化值从帧内的输入信号求出；

信号量化单元，对上述标准化输入信号序列进行量化而生成信号量化索引；

校正系数生成单元，生成校正系数，所述校正系数使输入信号的序列和通过将与信号量化索引对应的信号序列由通过校正系数校正后的标准化值进行逆标准化而得到的信号序列之间的距离尺度最小；

标准化信息量化单元，对上述校正系数和标准化值，或者通过上述校正系数校正后的标准化值进行量化而生成标准化信息量化索引；以及

码输出单元，输出至少包含上述信号量化索引和上述标准化信息量化索引的码。

11.如权利要求10所述的编码装置，还包括：

解码单元，生成与上述信号量化索引对应的信号序列，作为标准化输出信号序列，

上述校正系数生成单元在将上述标准化输入信号序列和上述标准化输出信号序列的内积值作为第一校正系数，将上述标准化输出信号序列的向量的平方和作为第二校正系数时，生成上述第一校正系数除以上述第二校正系数的结果作为上述校正系数。

12.如权利要求10所述的编码装置，还包括：

解码单元，生成与上述信号量化索引对应的信号序列，作为标准化输出信号序列，

并且上述校正系数生成单元包括：

第一校正系数生成单元，生成上述标准化输入信号序列和上述标准化输出信号序列的内积值作为第一上述校正系数；以及第二校正系数生成单元，生成上述标准化输出信号序列的向量的平方和作为第二上述校正系数，

上述编码装置还包括：

校正运算单元，生成对上述标准化值乘以上述第一校正系数并除以上述第二校正系数的结果，作为上述校正后的标准化值。

13.如权利要求10所述的编码装置，其中

上述校正系数生成单元生成上述标准化输入信号序列和上述标准化输出信号序列的内积值γ₁，以及上述标准化输出信号序列的向量的平方和的总和γ₂，作为上述校正系数，

上述标准化信息量化单元包括校正系数量化单元，该单元参照校正系数码本，搜索并输出与由下式

d″＝-2γ’γ₁+γ’²γ₂

所表示的距离尺度d”为最小的量化校正系数γ’对应的校正系数量化索引，所述校正系数码本将预先决定的多个代表校正系数分别与校正系数量化索引对应保持。

14.如权利要求10所述的编码装置，其中，

上述信号量化单元参照向量码本搜索代表向量，所述代表向量使得使用上述标准化输入信号序列和上述向量码本的代表向量的内积，以及上述向量码本的代表向量的平方和求出的距离尺度最小，所述向量码本将预先生成的多个代表向量分别与向量量化索引对应保持，

上述校正系数生成单元生成将在上述信号量化阶段中使上述距离尺度最小时的上述内积除以上述平方和的结果，作为上述校正系数。

15.如权利要求10所述的编码装置，其中，

上述信号量化单元参照向量码本搜索代表向量，所述代表向量使得使用上述标准化输入信号序列和上述向量码本的代表向量的内积，以及上述向量码本的代表向量的平方和求出的距离尺度最小，所述向量码本将预先生成的多个代表向量分别与向量量化索引对应保持，

上述校正系数生成单元将在上述信号量化单元中使上述距离尺度最小时的上述内积作为第一上述校正系数，将上述平方和作为第二上述校正系数而得到，

所述编码装置还包括校正运算单元，生成对上述标准化值乘以上述第一校正系数并除以上述第二校正系数的结果，作为上述校正后的标准化值。

16.如权利要求10所述的编码装置，其中，

上述信号量化单元参照向量码本搜索代表向量，所述代表向量使得使用上述标准化输入信号序列和上述向量码本的代表向量的内积、以及上述向量码本的代表向量的平方和求出的距离尺度最小，所述向量码本将预先生成的多个代表向量分别与向量量化索引对应保持，

上述校正系数量化单元得到将在上述向量量化阶段中使上述距离尺度最小时的上述内积作为第一系数γ₁并将上述平方和作为第二系数γ₂的组，作为上述校正系数，

上述标准化信息量化单元包括校正系数量化单元，该单元参照校正系数码本，搜索并输出与由下式

d″＝-2γ’γ₁+γ’²γ₂

所表示的距离尺度d”为最小的量化校正系数γ’对应的校正系数量化索引，所述校正系数码本将预先决定的多个量化校正系数分别与校正系数量化索引对应保持。

17.如权利要求10至16的任何一项所述的编码装置，

还包括：分割单元，生成分割输入信号序列，所述分割输入信号序列通过将上述标准化输入信号序列根据对每个帧预定的规则进行分割而得，

并且将生成的分割输入信号序列作为上述标准化输入信号序列输出。

18.一种编码装置，包括：

标准化单元，对于由多个输入信号样本构成的每个帧，求标准化输入信号序列，该标准化输入信号序列是通过对于上述输入信号的标准化值对上述帧内的输入信号进行标准化后的样本的序列，所述标准化值从帧内的输入信号求出；

分割单元，将上述标准化输入信号序列根据对每个帧预定的规则进行分割，从而生成分割输入信号序列；

向量量化单元，对上述分割输入信号序列进行向量量化从而生成向量量化索引；

解码单元，生成与上述向量量化索引对应的信号序列，作为分割输出信号序列；

校正系数生成单元，在将上述分割输入信号序列和上述分割输出信号序列的内积值的总和作为第一校正系数，将上述分割输出信号序列的向量的平方和的总和作为第二校正系数时，生成上述第一校正系数除以上述第二校正系数的结果作为上述校正系数；

标准化信息量化单元，对上述校正系数和标准化值，或者通过上述校正系数校正后的标准化值进行量化而生成标准化信息量化索引；以及

码输出单元，输出至少包含上述向量量化索引和上述标准化信息量化索引的码。

19.一种解码方法，包括：

标准化值解码过程，将输入的标准化值量化索引进行解码从而生成每个帧的标准化值；

向量解码过程，将输入的信号量化索引进行解码从而生成每个帧的标准化输出信号序列；

校正系数解码过程，将输入的校正系数量化索引进行解码从而生成每个帧的校正系数；

标准化值校正过程，通过上述校正系数对上述标准化值进行校正，并生成校正后的标准化值；以及

逆标准化过程，通过上述校正后的标准化值对上述标准化输出信号序列进行逆标准化，从而生成每个帧的输出信号。

20.如权利要求19所述的解码方法，其中，

上述信号解码过程将输入的信号量化索引进行解码从而对每个帧生成多个分割输出信号序列，

并且所述解码方法还包括再构成过程，将根据预定的规则对上述多个分割输出信号序列中的样本进行排列的结果，作为上述标准化输出信号序列。

21.一种解码装置，包括：

标准化值解码单元，将输入的标准化值量化索引进行解码从而生成每个帧的标准化值；

向量解码单元，将输入的信号量化索引进行解码从而生成每个帧的标准化输出信号序列；

校正系数解码单元，将输入的校正系数量化索引进行解码从而生成每个帧的校正系数；

标准化值校正单元，通过上述校正系数对上述标准化值进行校正，并生成校正后的标准化值；以及

逆标准化单元，通过上述校正后的标准化值对上述标准化输出信号序列进行逆标准化，从而生成每个帧的输出信号。

22.如权利要求21所述的解码装置，还包括：再构成单元，将输出信号序列根据预定的规则再构成为上述标准化输出信号序列。

23.一种装置程序，使计算机作为权利要求10、18、21的任何一项所述的装置工作。

24.一种计算机可读取的记录介质，记录了权利要求23所述的任何一个装置程序。

Images