JP2002158589A - 符号化装置および復号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音質を確保しながら、少ない情報量でオーデ
ィオ信号を符号化列に符号化する。 【解決手段】 本発明の符号化装置は、オーディオ信号
に基づいて、所定の量子化精度で量子化した量子化スペ
クトル列を生成する量子化スペクトル列生成部と、前記
量子化スペクトル列に最も類似する循環型量子化スペク
トル列が基準スペクトル列をいくつ循環させることによ
り得られるかを示す循環位置識別情報を含むスペクトル
列コードを出力する循環型コードベクトル量子化部とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化装置および
復号化装置に関する。さらに詳細には、オーディオ信号
の音質を保持しながら符号化時の情報量を少なくする符
号化装置および復号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声信号または音楽信号を含むオーディ
オ信号の符号化方法および復号化方法は、現在までに非
常に多くの方式が開発されている。特に最近では、それ
らの中でもＩＳＯ／ＩＥＣで国際標準化されたＩＳ１３
８１８−７が認知され、高音質および高効率な符号化方
法として評価されている。この符号化方法はＡＡＣと呼
ばれている。近年、ＡＡＣはＭＰＥＧ４と呼ばれる標準
規格にも採用され、ＩＳ１３８１８−７に対していくつ
かの拡張機能を有するＭＰＥＧ４−ＡＡＣと呼ばれる方
式が定められている。符号化過程の一例は、ＩＮＦＯＭ
ＡＴＩＶＥ ＰＡＲＴにその記述がある。

【０００３】ここで、従来の符号化方法を使用する符号
化装置について説明する。

【０００４】図１６は、従来の符号化装置１６００を示
す構成図である。符号化装置１６００は、スペクトル正
規化部１６０１と、スペクトル増幅部１６０２と、スペ
クトル量子化部１６０３と、ハフマン符号化部１６０４
と、符号化列転送部１６０５とを含む。

【０００５】オーディオ信号をサンプリングすることに
よって得られたオーディオ離散信号（ＰＣＭデータ）
は、時間周波数変換部（図示せず）において、直交変換
等の手法を使用して、オーディオ信号の時間軸上のデー
タからオーディオ信号の周波数スペクトルデータに変換
される。オーディオ信号の時間軸上のデータは、時間に
対するオーディオ信号の離散データであり、オーディオ
信号の周波数スペクトルデータは、周波数に対するオー
ディオ信号の離散データである。オーディオ信号の周波
数スペクトルデータは、スペクトル正規化部１６０１に
入力される。

【０００６】スペクトル正規化部１６０１は、オーディ
オ信号を複数の周波数帯域に分割したうちの１つの周波
数帯域の周波数スペクトルデータである周波数スペクト
ル列を受け取り、スケールファクタを用いて、周波数ス
ペクトル列の平均値を特定のレンジ内の値に正規し、浮
動小数点で表現する正規化スペクトル列を生成する。ス
ケールファクタは、例えば、２の巾乗における乗算係数
である。

【０００７】スペクトル増幅部１６０２は、正規化スペ
クトル列を受け取り、正規化スペクトル列のそれぞれの
値が特定範囲の値になるように、補正ゲインを用いて補
正した増幅スペクトル列を生成する。

【０００８】スペクトル量子化部１６０３は、増幅スペ
クトル列を受け取り、増幅スペクトル列を所定の変換式
を用いて量子化した量子化スペクトル列を生成する。ス
ペクトル量子化部１６０３は、ＡＡＣ方式の場合、量子
化によって、浮動小数点で表現されているスペクトルデ
ータを整数値に丸めこむ。

【０００９】ハフマン符号化部１６０４は、量子化スペ
クトル列をハフマン符号列に変換する。

【００１０】符号化列転送部１６０５は、スペクトル正
規化部１６０１から出力されるスケールファクタと、ス
ペクトル増幅部１６０２から出力される補正ゲインと、
ハフマン符号化部１６０４から出力されるハフマン符号
列とを外部装置１６０８に転送する。外部装置１６０８
は、例えば、記録媒体または復号化装置である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】近年、符号化時の情報
量をより少なくするために、オーディオ信号の圧縮率を
より高くすることが望まれている。

【００１２】符号化装置１６００において、情報の圧縮
の性能はハフマン符号化部１６０４に依存する。符号化
装置１６００において、オーディオ信号を高い圧縮率、
すなわち、少ない情報量で符号化する場合、スペクトル
増幅部１６０２の補正ゲインを制御して量子化スペクト
ル列の値を小さくし、それにより、ハフマン符号化部１
６０４によって符号化される情報量を小さくする。

【００１３】しかしながら、このような動作を行なう
と、ハフマン符号列を復号化した周波数スペクトルに、
非常に多くの振幅（量子化値）ゼロの値が現れ、十分な
音質を確保できないという課題がある。

【００１４】本発明は、このような従来の課題を鑑みて
なされたものであり、音質を確保しながら、少ない情報
量でオーディオ信号を符号化列に符号化する符号化装
置、および、符号化列から周波数スペクトル列を復号化
する復号化装置を実現することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の符号化装置は、
オーディオ信号に基づいて、所定の量子化精度で量子化
した量子化スペクトル列を生成する量子化スペクトル列
生成部と、前記量子化スペクトル列に最も類似する循環
型量子化スペクトル列が基準スペクトル列をいくつ循環
させることにより得られるかを示す循環位置識別情報を
含むスペクトル列コードを出力する循環型コードベクト
ル量子化部とを備える。

【００１６】前記量子化スペクトル列を変換したハフマ
ン符号列を出力するハフマン符号化部と、前記量子化ス
ペクトル列を受け取り、前記量子化スペクトル列を前記
循環型コードベクトル量子化部または前記ハフマン符号
化部のいずれに出力するかを所定の条件に基づいて切り
換える符号化切換部とさらに備えてもよい。

【００１７】前記循環型コードベクトル量子化部は、前
記基準スペクトル列を循環させた複数の循環型量子化ス
ペクトル列を有するコードブックを含んでもよい。

【００１８】前記循環型コードベクトル量子化部は、前
記複数の循環型量子化スペクトル列のうち、前記量子化
スペクトル列との内積が最大を示す循環型量子化スペク
トル列を、前記量子化スペクトル列に最も類似する循環
型量子化スペクトル列としてもよい。

【００１９】前記循環型コードベクトル量子化部は、前
記複数の循環型量子化スペクトル列のうち、前記量子化
スペクトル列との内積変形関数が最大を示す循環型量子
化スペクトル列を、前記量子化スペクトル列に最も類似
する循環型量子化スペクトル列としてもよい。

【００２０】前記複数の循環型量子化スペクトル列は、 Ｐ₀＝（ｃ₀、ｃ₁、ｃ₂、．．．、ｃ_n-1、ｃ_n） Ｐ₁＝（ｃ_n、ｃ₀、ｃ₁、．．．、ｃ_n-2、ｃ_n-1） Ｐ₂＝（ｃ_n-1、ｃ_n、ｃ₀、．．．、ｃ_n-3、ｃ_n-2） ・・・・・ Ｐ_n＝（ｃ₁、ｃ₂、ｃ₃、．．．、ｃ_n、ｃ₀） で表現され、ここで、前記基準スペクトル列はＰ₀であ
り、前記複数の循環型量子化スペクトル列のそれぞれが
有する要素はｃ₀、ｃ₁、ｃ₂、．．．、ｃ_n-1、ｃ _nであ
り、前記複数の循環型量子化スペクトル列のそれぞれの
要素の数はｎ＋１であってもよい。

【００２１】前記複数の循環型量子化スペクトル列のそ
れぞれの要素ｃ₀、ｃ₁、ｃ₂、．．．、ｃ_n-1、ｃ_nのう
ちの幾つかが０であってもよい。

【００２２】前記複数の循環型量子化スペクトル列のそ
れぞれの要素ｃ₀、ｃ₁、ｃ₂、．．．、ｃ_n-1、ｃ_nのう
ちの一定の間隔の要素が０であってもよい。

【００２３】前記量子化スペクトル列生成部は、前記オ
ーディオ信号を複数の周波数帯域に分割したうちの１つ
の周波数帯域のスペクトルデータである周波数スペクト
ル列に基づいて前記量子化スペクトル列を生成し、前記
所定の条件は、前記周波数スペクトル列が、前記複数の
周波数帯域のうちのどの周波数帯域のスペクトルデータ
であるかに基づていもよい。

【００２４】前記周波数スペクトル列の周波数帯域の情
報量の配分が大きい場合、前記符号化切換部は前記量子
化スペクトル列を前記ハフマン符号化部に出力してもよ
い。

【００２５】前記周波数スペクトル列の周波数帯域の情
報量の配分が小さい場合、前記符号化切換部は前記量子
化スペクトル列を前記循環型コードベクトル量子化部に
出力してもよい。

【００２６】前記コードブックは、前記複数の循環型量
子化スペクトル列が有する全ての要素の正負の符号を反
転させた第２の複数の循環型量子化スペクトル列をさら
に含んでもよい。

【００２７】前記複数の循環型量子化スペクトル列は、
前記量子化スペクトル列が有する要素の数と等しい要素
の数を有する複数の基準スペクトル列のそれぞれを循環
させた循環型量子化スペクトル列を含んでもよい。

【００２８】本発明の復号化装置は、基準スペクトル列
を有し、前記基準スペクトル列と、入力されるスペクト
ル列コードとに基づいて、量子化スペクトル列を生成す
る循環型コードベクトル逆量子化部と、前記量子化スペ
クトル列を受け取り、補正ゲインを用いて前記量子化ス
ペクトル列を逆増幅して増幅スペクトル列を生成するス
ペクトル逆増幅部と、前記増幅スペクトル列を受け取
り、スケールファクタを用いて前記増幅スペクトル列を
変換して周波数スペクトル列を生成するスペクトル逆正
規化部とを備え、前記スペクトル列コードは、前記基準
スペクトル列をいくつ循環させることにより前記量子化
スペクトル列が得られるかを示す循環位置識別情報を含
む。

【００２９】ハフマン符号列を受け取り、前記ハフマン
符号列を変換して前記量子化スペクトル列を生成するハ
フマン逆量子化部と、前記量子化スペクトル列を前記循
環型コードベクトル逆量子化部または前記ハフマン逆量
子化部のいずれに出力するかを所定の条件に基づいて切
り換える復号化切換部とをさらに備え、前記符号化列が
前記ハフマン符号列を含んでもよい。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る符号化装置および復号化装置について、図面を参照し
ながら説明する。

【００３１】（実施の形態１）図１は、本発明による符
号化装置１００を示す構成図である。符号化装置１００
は、オーディオ信号に基づいて所定の量子化精度で量子
化した量子化スペクトル列を生成する量子化スペクトル
列生成部１１０と、量子化スペクトル列に基づいてスペ
クトル列コードを出力する循環型コードベクトル量子化
部１０４と、量子化スペクトル列生成部１１０および／
または循環型コードベクトル量子化部１０４からの出力
を外部装置１０８に転送する符号化列転送部１０５とを
備える。

【００３２】量子化スペクトル列生成部１１０は、スペ
クトル正規化部１０１と、スペクトル増幅部１０２と、
スペクトル量子化部１０３とを含む。

【００３３】量子化スペクトル列生成部１１０は、オー
ディオ信号から以下に示すように量子化スペクトル列を
生成する。

【００３４】オーディオ信号をサンプリングすることに
よって得られたオーディオ離散信号（ＰＣＭデータ）
は、時間周波数変換部（図示せず）において、直交変換
等の手法を使用して、オーディオ信号の時間軸上のデー
タからオーディオ信号の周波数スペクトルデータに変換
される。オーディオ信号の時間軸上のデータは、時間に
対するオーディオ信号の離散データであり、オーディオ
信号の周波数スペクトルデータは、周波数に対するオー
ディオ信号の離散データである。オーディオ信号の周波
数スペクトルデータは、スペクトル正規化部１０１に入
力される。

【００３５】スペクトル正規化部１０１は、周波数スペ
クトル列ｘを受け取り、受け取った周波数スペクトル列
ｘを、スケールファクタを用いて、前記周波数スペクト
ル列の平均値、または最大値を特定のレンジ内の値に正
規化し、浮動小数点で表現する正規化スペクトル列ｙを
生成する。周波数スペクトル列ｘは、オーディオ信号を
複数の周波数帯域に分割したうちの１つの周波数帯域の
スペクトルデータであり、所定数のデータを含む。スケ
ールファクタは、例えば、２の巾乗における乗算係数で
ある。

【００３６】スペクトル増幅部１０２は正規化スペクト
ル列ｙのそれぞれの値が特定の範囲の値になるように、
補正ゲインαを用いて増幅した増幅スペクトル列ｙ・α
を生成する。補正ゲインαは、予め決められた周波数帯
域ごとに特定の範囲の値になるように補正するために使
用される。

【００３７】スペクトル量子化部１０３は、増幅スペク
トル列ｙ・αを所定の変換式を用いて、所定の量子化精
度で量子化した量子化スペクトル列ｚを生成する。ＡＡ
Ｃ方式の場合、スペクトル量子化部１０３は、量子化に
よって、浮動小数点で表現されている増幅スペクトル列
ｙ・αを整数値に丸めこみ、整数値のデータを有する量
子化スペクトル列ｚを生成する。

【００３８】なお、当業者には明らかであるように、量
子化スペクトル列生成部１１０において、周波数スペク
トル列と、正規化スペクトル列と、増幅スペクトル列
と、量子化スペクトル列のそれぞれの要素の数は等し
い。

【００３９】本実施の形態において、循環型コードベク
トル量子化部１０４は、コードブック１０４ａと、格納
部１１５とを含む。コードブック１０４ａは、量子化ス
ペクトル列ｚの要素と同じ数の要素を有する１つの基準
スペクトル列を循環させた複数の循環型量子化スペクト
ル列を有する。格納部１１５は、コードブック１０４ａ
の循環型量子化スペクトル列の要素を格納する。

【００４０】循環型コードベクトル量子化部１０４は、
複数の循環型量子化スペクトル列のそれぞれと量子化ス
ペクトル列ｚとを比較して、複数の循環型量子化スペク
トル列のうちの量子化スペクトル列ｚと最も類似する循
環型量子化スペクトル列を判定し、量子化スペクトル列
ｚと最も類似する循環型量子化スペクトル列が基準スペ
クトル列をいくつ循環させることにより得ることができ
るかを示す循環位置識別情報を含むスペクトル列コード
を出力する。このように、循環型コードベクトル量子化
部１０４は、量子化スペクトル列ｚ（正確には、量子化
スペクトル列ｚに最も類似する循環型量子化スペクトル
列）をスペクトル列コードに変換して符号化転送部１０
５に出力する。

【００４１】符号化列転送部１０５は、スペクトル正規
化部１０１から出力されるスケールファクタと、スペク
トル増幅部１０２から出力される補正ゲインと、循環型
コードベクトル量子化部１０４から出力されるスペクト
ル列コードとを外部装置１０８に転送する。外部装置１
０８は、例えば、記録媒体または復号化装置である。

【００４２】符号化列転送部１０５は、スペクトル正規
化部１０１と、スペクトル増幅部１０２と、スペクトル
量子化部１０３と、循環型コードベクトル量子化部１０
４のうちの任意のいずれかからの信号に基づいて符号化
列を生成し、符号化装置１００に入力される周波数スペ
クトル列ｘに対応するスペクトル列コードを外部装置１
０８に出力する。符号化列転送部１０５は、循環型コー
ドベクトル量子化部１０４からのスペクトル列コードを
のみを外部装置１０８に出力することもあり得る。

【００４３】以下に、符号化装置１００の動作について
さらに詳細に説明する。

【００４４】オーディオ離散データ（ＰＣＭデータ）
は、時間周波数変換部（図示せず）においてある時間間
隔ごとに周波数スペクトルデータに変換される。この周
波数スペクトルデータは、予め設定された複数の周波数
帯域ごとに分割され、周波数スペクトル列ｘが生成され
る。正規化部１０１は、この周波数スペクトル列ｘを受
け取る。

【００４５】スペクトル正規化部１０１は、周波数帯域
ごとに入力される周波数スペクトル列ｘのエネルギーを
算出し、算出したエネルギーの平均値を特定のレンジ内
の値に正規化する。スペクトル正規化部１０１は生成さ
れた正規化スペクトル列ｙをスペクトル増幅部１０２に
出力し、スケールファクタを符号化転送部１０５に出力
する。

【００４６】スペクトル増幅部１０２は、正規化スペク
トル列ｙのそれぞれの値が、予め決定された範囲内にな
るように補正ゲインαを用いて増幅し、増幅スペクトル
列ｙ・αを生成する。スペクトル増幅部１０２は、増幅
スペクトル列ｙ・αをスペクトル量子化部１０３に出力
し、補正ゲインαを符号化転送部１０５に出力する。

【００４７】スペクトル量子化部１０３は、増幅スペク
トル列ｙ・αに予め決められた変換式を用いて量子化を
行なう。変換式は、例えば、以下の式（１）である。

【００４８】 ｚ_i＝（ｉｎｔ）（ｙ_i・α） （１） 式（１）において、ｚ_iは量子化スペクトル列ｚのｉ番
目の要素であり、ｙ_iは正規化スペクトル列ｙのｉ番目
の要素である。αは補正ゲインであり、補正ゲインは、
分割された周波数帯域ごとに設定される。（ｉｎｔ）
は、式の値を整数に量子化する関数である。

【００４９】式（１）によって、増幅スペクトル列ｙ・
αは、整数値の量子化スペクトル列ｚに変換される。ス
ペクトル量子化部１０３は、量子化スペクトル列ｚを、
循環型コードベクトル量子化部１０４に出力する。

【００５０】循環型コードベクトル量子化部１０４は、
上述したように、基準スペクトル列を循環させた複数の
循環型量子化スペクトル列のうちの、量子化スペクトル
列ｚと最も類似する循環型量子化スペクトル列を判定す
る。上記複数の循環型量子化スペクトル列のうちのどれ
が量子化スペクトル列ｚと最も類似であるかの判定は、
上記複数の循環型量子化スペクトル列のそれぞれと量子
化スペクトル列ｚとの内積によって求めることができ
る。この動作について、図２を参照して詳細に説明す
る。

【００５１】図２は、循環型コードベクトル量子化部１
０４の動作を示すフローチャートである。

【００５２】量子化スペクトル列ｚが循環型コードベク
トル量子化部１０４に入力されると、初期化ステップ２
０１において、ｉを０、最大値ｍａｘを０に初期化す
る。

【００５３】次いで、ＥＰ_i計算ステップ２０２におい
て、スペクトル量子化部１０３から入力される量子化ス
ペクトル列ｚと、コードブック１０４ａに含まれる循環
型量子化スペクトル列との内積を計算する。ここで、量
子化スペクトル列ｚの要素数は、循環型量子化スペクト
ル列の要素数と同じである。例えば、量子化スペクトル
列ｚの要素の数が１６である場合、循環型量子化スペク
トル列の要素の数も１６である。これにより、量子化ス
ペクトル列ｚと循環型量子化スペクトル列との類似度を
示すＥＰ_i（ｉは要素数）を計算する。以下、量子化ス
ペクトル列および基準スペクトル列、すなわち、循環型
量子化スペクトル列のそれぞれの要素数が１６である場
合の具体例を説明する。

【００５４】図３は、本実施の形態の符号化装置に用い
られるコードブック１０４ａの循環型量子化スペクトル
列を示す。基準スペクトル列を表すコードをＰ₀、基準
スペクトル列を循環させた複数の循環型量子化スペクト
ル列をコードＰ_nで表す。

【００５５】なお、本明細書において、基準スペクトル
列を循環させた複数の循環型量子化スペクトル列は、基
準スペクトル列そのものも含む。基準スペクトル列は、
基準スペクトル列を０回循環させた循環型量子化スペク
トル列である。

【００５６】図３に示されるコードＰ_n（ここで、ｎ＝
０、１、２、．．．、１５）のそれぞれの要素数は１６
である。

【００５７】図３に示されるように、０番目のコードＰ
₀は、｛ｃ₀、ｃ₁、ｃ₂、．．．、ｃ ₁₅｝というベクトル
からなり、１番目のコードＰ₁は、｛ｃ₁₅、ｃ₀、
ｃ₁、．．．、ｃ₁₄｝というベクトルからなる。上述し
たように、コードＰ₀は基準スペクトル列であり、１番
目のコードＰ₁は、コードＰ₀に対して各要素が１つずつ
右側にシフトし、さらに、１番目のコードＰ₁の要素位
置０には、０番目のコードＰ₀の要素位置１５の要素ｃ
₁₅が循環した構成となる。２番目以降のコードＰ₂〜₁₅
も、同様に０番目のコードＰ₀の各要素が対応した数だ
け循環した構成をしている。したがって、コードＰ₀の
各要素が判明すれば、他のコードＰ₁〜₁₅はコードＰ₀を
循環させて一意に決定する。

【００５８】なお、図３に示す複数の循環型量子化スペ
クトル列は、右側に循環しているが、本発明はこれに限
定されず、左側に循環していてもよい。

【００５９】ＥＰ_i計算ステップ２０２において、量子
化スペクトル列ｚと循環型量子化スペクトル列を表すコ
ードＰ_iとのベクトル内積ＥＰ_iを計算する。

【００６０】 ＥＰ₀＝ｚ・Ｐ₀＝ｃ₀ｚ₀＋ｃ₁ｚ₁＋・・・＋ｃ₁₅ｚ₁₅ ＥＰ₁＝ｚ・Ｐ₁＝ｃ₁₅ｚ₀＋ｃ₀ｚ₁＋・・・＋ｃ₁₄ｚ₁₅ ＥＰ₂＝ｚ・Ｐ₂＝ｃ₁₄ｚ₀＋ｃ₁₅ｚ₁＋・・・＋ｃ₁₃ｚ₁₅ ・・・・・ ＥＰ₁₅＝ｚ・Ｐ₁₅＝ｃ₁ｚ₀＋ｃ₂ｚ₁＋・・・＋ｃ₀ｚ₁₅ （２） 式（２）は、ＥＰ_n（ｎ＝０、１、２、．．．、１５）
は、各コードＰ_n（ｎ＝０、１、２、．．．、１５）
と、入力される量子化スペクトル列ｚの要素ｚ_n（ｎ＝
０、１、２、．．．、１５）との内積値である。

【００６１】最大値判定ステップ２０３において、循環
型コードベクトル量子化部１０４は、ステップ２０２の
計算結果がいままで計算した結果のうちの最大かどうか
を判定する。最大値判定ステップ２０３は、例えば、以
下の（３）式を用いる。

【００６２】

【数１】 ここで、ｎｃｏｄｅは、ＥＰ_iが最大値ｍａｘとなる場
合の循環値ｉである。

【００６３】最大値判定ステップ２０３の判定の結果、
ステップ２０２の計算結果が最大と判定される場合（最
大値判定ステップ２０３のＹ）、保存ステップ２０４に
進む。保存ステップ２０４において、計算したＥＰ_iを
最大値ｍａｘとして更新する。また循環数ｉを循環型コ
ードベクトル量子化部１０４内の格納部１１５に保存す
る。ただし、循環数ｉを循環型コードベクトル量子化部
１０４内の任意の格納部に格納されてもよい。次いで、
終端判定ステップ２０５に進む。

【００６４】最大値判定ステップ２０３における判定の
結果、ステップ２０２の計算結果が最大でない場合（最
大値判定ステップ２０３のＮ）、終端判定ステップ２０
５に進む。

【００６５】なお、ｉが０の場合、初期化ステップ２０
１において、最大値ｍａｘは０に初期化されているの
で、最大値判定ステップ２０３において、ＥＰ₀は最大
と判定され、保存ステップ２０４において、ＥＰ₀は循
環型コードベクトル量子化部１０４の格納部１１５に保
存される。

【００６６】終端判定ステップ２０５において、基準ス
ペクトル列を循環させた複数の循環型量子化スペクトル
列のすべての計算が終了したかどうかを判定する。すな
わち、終端判定ステップ２０５において、ｉが最大値か
どうかを判定する。

【００６７】ｉが最大値である場合（ステップ２０５の
Ｙ）、この動作を終了する。

【００６８】ｉが最大値でない場合（ステップ２０５の
Ｎ）、更新ステップ２０６において、ｉを１つインクリ
メントし、ステップ２０２に戻る。

【００６９】次いで、循環型コードベクトル量子化部１
０４内は、インクリメントされたｉに対してステップ２
０２〜２０６の動作を繰り返す。

【００７０】終了判定ステップ２０５において、基準ス
ペクトル列を循環させた複数の循環型量子化スペクトル
列の全てを計算した場合、すなわち、ｉが最大値まで到
達して終了と判定される場合（終了判定ステップ２０５
のＹ）、循環型コードベクトル量子化部１０４は、保存
ステップ２０４において保存された最大ＥＰ_i値の循環
値ｉをスペクトル列コードとして符号列転送部１０５に
出力する。ここで、循環値ｉは、量子化スペクトル列と
最も類似する循環型量子化スペクトル列が基準スペクト
ル列からｉ個循環させることにより得られることを意味
し、本明細書において循環位置識別情報とよぶ。上記説
明では、量子化スペクトル列ｚの要素は１６であるの
で、循環値ｉが取り得る値も１６個である。従って、循
環位置識別情報は、４ビットの符号で表現することがで
きる。

【００７１】図４は、符号化列転送部１０５から外部装
置１０８に出力される符号化列４００の構造の一例を示
す。符号化列４００は、一般に、低い周波数帯域から高
い周波数帯域の順番に符号化されたスペクトル列コード
を含む。ここで、周波数帯域ｎに対応する符号化列４０
０、すなわち、スペクトル列コード４０１について説明
する。

【００７２】スペクトル列コード４０１は、周波数帯域
ｎに対応する循環位置識別情報４０２を含む。ここで、
上述したように、量子化スペクトル列の要素が１６個で
ある場合、循環位置識別情報は４ビットで表現すること
ができる。

【００７３】また、スペクトル列コード４０１は、周波
数帯域ｎの符号として、スペクトル正規化部１０１から
出力されるスケールファクタと、スペクトル増幅部１０
２から出力される補正ゲインとをさらに含んでもよい。

【００７４】このように構成された符号化装置を用いる
ことで、少ない固定ビットで符号化を行なうことができ
る。また、コードブック１０４ａの各コード（循環型量
子化スペクトル列）が循環構造で作成されていることか
ら、ｃ₀、ｃ₁、・・・、ｃ₁₅の１６個の要素のみを符号
化装置および復号化装置が有すればよく（例えば、循環
型コードベクトル量子化部１０４の格納部１１５）、そ
れにより、要素を記憶するための格納部の容量を小さく
することができる。

【００７５】なお、上記説明では、量子化スペクトル列
および循環型量子化スペクトル列の要素の数が１６個の
場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。量子
化スペクトル列および循環型量子化スペクトル列の要素
の数は任意でよい。

【００７６】なお、上記の説明では、量子化スペクトル
列ｚと最も類似の循環型量子化スペクトル列を判定する
ために内積を使用した。しかし、本発明はこれに限定さ
れない。例えば、内積変形関数を使用してもよい。本明
細書において、内積変形関数とは、内積の係数に重み付
けがしていある関数を意味する。具体的には、図２に示
されるＥＰ_i計算ステップ２０２において、量子化スペ
クトル列ｚと循環型量子化スペクトル列を表すコードＰ
_iとのベクトル内積変形関数ＥＰ_iを計算する。

【００７７】 ＥＰ₀’＝３ｃ₀ｚ₀＋２ｃ₁ｚ₁＋・・・＋０．３ｃ₁₅ｚ₁₅ ＥＰ₁’＝３ｃ₁₅ｚ₀＋２ｃ₀ｚ₁＋・・・＋０．３ｃ₁₄ｚ₁₅ ＥＰ₂’＝３ｃ₁₄ｚ₀＋２ｃ₁₅ｚ₁＋・・・＋０．３ｃ₁₃ｚ₁₅ ・・・・・ ＥＰ₁₅’＝３ｃ₁ｚ₀＋２ｃ₂ｚ₁＋・・・＋０．３ｃ₀ｚ₁₅ （４） 式（４）は、ＥＰ_n’（ｎ＝０、１、２、．．．、１
５）は、各コードＰ_n（ｎ＝０、１、２、．．．、１
５）と、入力される量子化スペクトル列ｚの要素ｚ
_n（ｎ＝０、１、２、．．．、１５）との内積変形関数
値である。

【００７８】内積においては、すべての係数が１である
ため、ある周波数帯域内の周波数スペクトルデータの重
要度も均一として計算される。しかし、式（４）に示す
ように、内積変形関数を用いると、ある周波数帯域内の
周波数スペクトルデータの重要度を考慮することができ
る。例えば、より低い周波数の影響をより強く考慮する
場合、より低い周波数成分のデータに対応する量子化ス
ペクトル列の係数を大きくすればよい。

【００７９】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２における符号化装置について説明する。実施の形態
２における符号化装置は、循環型コードベクトル量子化
部１０４の最大値判定ステップ２０３、保存ステップ２
０４の動作が異なる点を除いて、実施の形態１で説明し
た符号化装置と同じである。

【００８０】本実施の形態において最大値判定ステップ
２０３（図２参照）は、例えば、式（５）を用いる。

【００８１】

【数２】 ここで、ａｂｓ（ ）は、（ ）内の絶対値を出力する
関数であり、変数ｆａｃｅは、コードの値が反転されて
いるかどうか示す。本明細書において、変数ｆａｃｅ
は、位相識別情報とよぶ。上記式において、変数ｆａｃ
ｅ＝１の場合、図５に示されるコードブック１０４ｂか
らの１つのコードが、量子化スペクトル列に最も類似し
ていることを意味し、変数ｆａｃｅ＝０の場合、図３に
示されるコードブック１０４ａからの１つのコードが、
量子化スペクトル列に最も類似していることを意味す
る。

【００８２】図２に示される保存ステップ２０４におい
て、ｎｃｏｄｅとｆａｃｅの値が保存される。

【００８３】上記に示すように実施の形態２では、最大
値判定ステップ２０３において、内積値ではなく、ＥＰ
_i計算ステップ２０２において計算した値を用いて内積
値の絶対値が最大となる循環値ｉを求める。これは、図
３に示すコードブック１０４ａのコードを計算しなが
ら、同時に、図５に示すコードブック１０４ｂのコード
を計算しているのと同義である。なぜなら、コードブッ
ク１０４ｂのコードの各要素は、図３に示すコードの各
要素の値の符号を全て反転させたものに対応するからで
ある。ただし、式（５）に示すように計算することで、
コードブック１０４ａ、１０４ｂのコードを順次計算す
る場合と比べて、大幅に計算時間を短縮することができ
る。

【００８４】本実施の形態における循環型コードベクト
ル量子化部１０４のコードブックは、コードブック１０
４ａ、１０４ｂに示されるコードを有する。コードブッ
ク１０４ｂの各コードは、コードブック１０４ａの各コ
ードに対して符号をすべて反転させたものである。

【００８５】図６は、符号化列転送部１０５から外部装
置１０８に出力される符号化列６００の構造の一例を示
す。符号化列６００は、一般に、低い周波数帯域から高
い周波数帯域の順番に符号化されたスペクトル列コード
を含む。ここで、周波数帯域ｎに対応する符号化列６０
０、すなわちスペクトル列コード６０１について説明す
る。

【００８６】スペクトル列コード６０１は、周波数帯域
ｎに対応する循環位置識別情報６０２と位相識別情報６
０３とを含む。ここで、上述したように、量子化スペク
トル列の要素が１６個である場合、循環位置識別情報は
４ビットで表現することができ、位相識別情報は１ビッ
トで表現することができる。

【００８７】また、スペクトル列コード６０１は、周波
数帯域ｎの符号として、スペクトル正規化部１０１から
出力されるスケールファクタと、スペクトル増幅部１０
２から出力される補正ゲインとをさらに含んでもよい。

【００８８】このように構成された符号化装置では、実
施の形態１と比較して計算量が最大値判定ステップ２０
３の部分のみが大きくなるだけであり、また、スペクト
ル列コード６０１の観点から位相識別情報６０３に割り
当てるビット数が１だけ増加するのみである。要素の数
が１６の場合、本実施の形態は５ビットという少ない符
号量で符号化を行なうことができる。

【００８９】このように、本実施の形態によれば、少な
い固定ビットで符号化を行なうことができる。また、コ
ードブック１０４ｂに含まれる複数の循環型量子化スペ
クトル列は、コードブック１０４ａの基準スペクトル列
を循環させた循環型量子化スペクトル列の全ての要素の
符号を反転して作成されているため、ｃ₀、ｃ₁、・・
・、ｃ₁₅の１６個の要素のみを符号化装置および復号化
装置が有すればよく（例えば、循環型コードベクトル量
子化部１０４の格納部１１５）、それにより、要素を記
憶するための格納部の容量を小さくすることができる。

【００９０】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３における符号化装置について説明する。実施の形態
３における符号化装置は、コードブック１０４ｃと、Ｅ
Ｐ_i計算ステップ２０２における動作が異なる点を除い
て、実施の形態２で説明した符号化装置と同じである。

【００９１】本実施の形態における循環型コードベクト
ル量子化部１０４のコードブック１０４ｃを図７に示
す。本実施の形態におけるコードブック１０４ｃは、要
素ｃ₀、ｃ₁、・・・、ｃ_n-1、ｃ_nのうち、一定の間隔で
０の要素が配置されていることを特徴とする。図７に示
す例では、ｃ₁、ｃ₂、ｃ₃、ｃ₅、ｃ₆、ｃ₇、ｃ₉、
ｃ_{1 0}、ｃ₁₁、ｃ₁₃、ｃ₁₄、ｃ₁₅の値が０である。これに
伴い、ＥＰ_i計算ステップ２０２での計算は、式（６）
に示すように単純化される。

【００９２】 ＥＰ₀＝ｚ・Ｐ₀＝ｃ₀ｚ₀＋ｃ₄ｚ₄＋ｃ₈ｚ₈＋ｃ₁₂ｚ₁₂ ＥＰ₁＝ｚ・Ｐ₁＝ｃ₀ｚ₁＋ｃ₄ｚ₅＋ｃ₈ｚ₉＋ｃ₁₂ｚ₁₃ ＥＰ₂＝ｚ・Ｐ₂＝ｃ₀ｚ₂＋ｃ₄ｚ₆＋ｃ₈ｚ₁₀＋ｃ₁₂ｚ₁₄ ・・・・・ ＥＰ₁₅＝ｚ・Ｐ₁₅＝ｃ₀ｚ₁₅＋ｃ₄ｚ₃＋ｃ₈ｚ₇＋ｃ₁₂ｚ₁₁ （６） したがって、実施の形態２と比べて、ＥＰ_i計算ステッ
プ２０２の計算量を４分の１に減らすことができる。

【００９３】このように構成された符号化装置を用いる
ことにより、少ない固定ビットで符号化を行なうことが
できる。また、コードブック１０４ｃの各コードが循環
構造で作成されており、かつ、４つの要素（ｃ₀、ｃ₄、
ｃ₈、ｃ₁₂）のみが値を有するので、符号化装置および
復号化装置は４つの要素の値のみを有すればよく（例え
ば、循環型コードベクトル量子化部１０４の格納部１１
５）、要素を記憶するための格納部の容量を小さくする
ことができる。

【００９４】また、本実施の形態においても、実施の形
態２において説明したのと同様に、循環型コードベクト
ル量子化部１０４のコードブックは、コードブック１０
４ｃに示されるコードだけでなく、図８に示すコードブ
ック１０４ｄに示されるコードを有してもよい。

【００９５】なお、上記説明では、０の値を有する要素
が連続する場合を説明したが、本発明はこれに限定され
ない。循環型量子化スペクトル列が有する任意の要素の
うちの少なくとも１つ０の値を有する要素があればよ
い。

【００９６】また、上記説明では、循環型量子化スペク
トル列の要素の数が１６の場合を説明したが、本発明は
これに限定されない。循環型量子化スペクトル列の要素
の数は任意の数であればよい。

【００９７】（実施の形態４）次に本発明の実施の形態
４における符号化装置について説明する。本実施の形態
における符号化装置は、ハフマン符号化部と符号化切換
部とを備える点を除いて、実施の形態１で説明した符号
化装置１００と同じ構成を有する。

【００９８】図９は、実施の形態４における符号化装置
９００を示す構成図である。符号化装置９００は、量子
化スペクトル列生成部１１０と、循環型コードベクトル
量子化部１０４と、符号化列転送部１０５と、ハフマン
符号化部１０６と、符号化切換部１０７とを備える。量
子化スペクトル列生成部１１０は、スペクトル正規化部
１０１と、スペクトル増幅部１０２と、スペクトル量子
化部１０３とを含む。

【００９９】なお、量子化スペクトル列生成部１１０
（スペクトル正規化部１０１と、スペクトル増幅部１０
２と、スペクトル量子化部１０３）と、循環型コードベ
クトル量子化部１０４と、符号化列転送部１０５と、外
部装置１０８とは、図１に示す符号化装置１００と同一
であるので、それらの説明を省略する。

【０１００】符号化切換部１０７は、スペクトル量子化
部１０３で得られた量子化スペクトル列ｚをハフマン符
号化するか、循環型量子化スペクトル列に変換するかを
所定の条件に基づいて切り換える。このとき、符号化切
換部１０７は、符号化方式を符号化転送部１０５に伝え
る。

【０１０１】符号化切換部１０７が量子化スペクトル列
ｚをハフマン符号部１０６に入力するように切り換えた
場合、ハフマン符号化部１０６は、量子化スペクトル列
ｚを変換してハフマン符号列を生成する。ハフマン符号
化部１０６は、量子化スペクトルｚ_iの複数個をまとめ
てハフマン符号化する。ハフマン符号化によって符号化
されたハフマン符号列を復号化する場合、復号化装置
は、量子化スペクトルｚ _iを完全に復元することができ
る（ロスレス復号化）。

【０１０２】符号化切換部１０７が量子化スペクトル列
ｚを循環型コードベクトル量子化部１０４に入力するよ
うに切り換えた場合、循環型コードベクトル量子化部１
０４は、量子化スペクトル列ｚを、量子化スペクトル列
ｚに最も類似する循環型量子化スペクトル列に変換す
る。なお、量子化スペクトル列ｚに最も類似する循環型
量子化スペクトル列は、実施形態１〜３に説明したよう
に生成される。

【０１０３】このような構成によれば、オーディオ信号
が複数の周波数帯域に分割され、周波数帯域ごとに周波
数スペクトル列を符号化する場合、符号化切換部１０７
は、所定の条件に基づいて、量子化スペクトル列を循環
型コードベクトル量子化部１０４か、ハフマン符号化部
１０６に出力するかを切り換える。上記所定の条件と
は、例えば、その量子化スペクトル列が、オーディオ信
号の複数の周波数帯域のどの周波数帯域から派生したか
による。符号化に必要な情報量の配分が小さい場合（す
なわち、その周波数帯域が受聴者の聴感に影響の少ない
場合）、符号化切換部１０７は、量子化スペクトル列ｚ
を循環型コードベクトル量子化部１０４に出力するよう
に切り換える。符号化に必要な情報量の配分が大きい場
合（すなわち、その周波数帯域が受聴者の聴感に影響す
る場合）、符号化切換部１０７は、量子化スペクトル列
ｚをハフマン符号化部１０６に出力するように切り換え
る。

【０１０４】したがって、循環型コードベクトル量子化
部１０４において、量子化スペクトル列ｚと、量子化ス
ペクトル列ｚに最も類似する循環型量子化スペクトル列
との類似度がそれほどよくなく、復号化の際に多少のロ
スが生じても、対象の周波数帯域は受聴者の聴感に影響
の少ない。また、音質をある程度保ちながら、少ない情
報量で符号化を行なうことができる。

【０１０５】（実施の形態５）次に、本発明の実施の形
態５における符号化装置について説明する。実施の形態
５における符号化装置は、コードブック１０４ｅの内容
と、計算ステップ２０２における動作が異なる点を除い
て、実施の形態３で説明した符号化装置と同じである。

【０１０６】実施の形態１〜４において、コードブック
１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄに含まれる複
数の循環型量子化スペクトル列は、１つの基準スペクト
ル列を循環させた循環型量子化スペクトル列であった。
しかし、本発明はこれに限定されない。本実施の形態で
は、コードブック１０４ｅが、複数の基準スペクトル列
のそれぞれを循環させた循環型量子化スペクトル列を含
む場合を説明する。

【０１０７】図１０は、４つの基準スペクトル列を有す
るコードブック１０４ｅを模式的に示す。コードブック
１０４ｅは、４つの基準スペクトル列のそれぞれを循環
させた複数の循環型量子化スペクトル列を含むが、ここ
では、簡略化のため、基準スペクトル列のみを示す。

【０１０８】ここで、量子化スペクトル列ｚに最も類似
する循環型量子化スペクトル列は、第２の基準スペクト
ル列を３つ循環させ、すべての要素を反転させたスペク
トルが量子化スペクトル列ｚに最も類似するスペクトル
であると仮定する。図１０に示されるように、第２の基
準スペクトル列は｛２、０、０、０、−２、０、０、
０、−１、０、０、０、１、０、０、０｝であり、これ
を３つ循環させて、すべての要素を反転させた循環型量
子化スペクトル列は、｛０、２、０、０、０、１、０、
０、０、−１、０、０、０、−２、０、０｝である。し
たがって、量子化スペクトル列ｚに最も類似する循環型
量子化スペクトル列スペクトルは、｛０、２、０、０、
０、１、０、０、０、−１、０、０、０、−２、０、
０｝である。

【０１０９】図１１は、この場合のスペクトル列コード
を示す。ここで、ｃｏｄｅｂｏｏｋｉｄは基準スペクト
ル列識別情報であり、ｃｏｄｅ ｉｎｄｅｘは循環位置
識別情報であり、ｐｈａｓｅは位相識別情報である。基
準スペクトル列識別情報は、スペクトル列コードによっ
て表される循環型量子化スペクトル列がコードブック１
０４ｅのどの基準スペクトルから派生するかを示す情報
である。循環位置識別情報は、スペクトル列コードによ
って表される循環型量子化スペクトル列がその基準スペ
クトル列をいくら循環することによって得られるかを示
す情報である。位相識別情報は、スペクトル列コードに
よって表される循環型量子化スペクトル列が基準スペク
トル列の全ての要素の符号を反転したスペクトル列に対
応するか否かを示す情報である。

【０１１０】図１２は、この場合に、符号化列転送部１
０５から外部装置１０８に出力される符号化列１２００
の構造の一例を示す。符号化列１２００は、一般に、低
い周波数帯域から高い周波数帯域の順番に符号化された
スペクトル列コードを含む。ここで、周波数帯域ｎに対
応する符号化列１２００、すなわちスペクトル列コード
１２０１について説明する。

【０１１１】スペクトル列コード１２０１は、周波数帯
域ｎに対応する、追加情報１２０２と、基準スペクトル
列識別情報１２０３と、循環位置識別情報１２０４と、
位相識別情報１２０５とを含む。ここで、上述したよう
に、コードブック１０４ｅが４個の基準スペクトル列を
有する場合、基準スペクトル列識別情報１２０３は２ビ
ットで表現される。また、周波数スペクトル列の要素が
１６個である場合、循環位置識別情報１２０４は４ビッ
トで表現される。また、位相識別情報１２０５は１ビッ
トで表現される。

【０１１２】上述した例の場合、基準スペクトル列識別
情報１２０３と、循環位置識別情報１２０４と、位相識
別情報１２０５は、１０進表記でそれぞれ、１、３、１
である。したがって、これらは、２進表記で、それぞ
れ、０１、００１１、１と表現される。

【０１１３】また、スペクトル列コード１２０１は、追
加情報１２０２として、周波数帯域ｎの符号として、ス
ペクトル正規化部１０１から出力されるスケールファク
タ、および／または、スペクトル増幅部１０２から出力
される補正ゲインとをさらに含んでもよい。

【０１１４】（実施の形態６）次に、本発明の実施の形
態６として、復号化装置について説明する。本実施の形
態の復号化装置は、実施の形態１〜３、５の符号化装置
で符号化された符号化列を受け取り、上記符号化列を復
号化して、オーディオ信号を得る。

【０１１５】図１３は、本実施の形態による復号化装置
１３００の構成を示すブロック図である。復号化装置１
３００は、循環型コードベクトル逆量子化部１３０１
と、スペクトル逆増幅部１３０２と、スペクトル逆正規
化部１３０３と、符号化列入力部１３０４とを備える。

【０１１６】符号化列入力部１３０４は、コードブック
１３０７と、格納部１３０８とを含む。コードブック１
３０７は、符号化列入力部１３０４に入力される符号化
列を生成する際に使用されたコードと同じコードを含
む。したがって、コードブック１３０７は、基準スペク
トル列と、基準スペクトル列を循環させた複数の循環型
量子化スペクトル列を含む。格納部１３０８は、コード
ブック１３０７のコードの各要素を格納する。

【０１１７】ある場合、符号化列入力部１３０４は、符
号化装置１００によって出力された符号化列を受け取
る。符号化列入力部１３０４は、受け取った符号化列か
ら循環型量子化スペクトル列を符号化した循環位置識別
情報を抽出する。また、符号化列が、スペクトル正規化
部１０１で用いられたスケールファクタおよび／または
スペクトル増幅部１０２で用いられた補正ゲインとを含
む場合、符号化列入力部１３０４は、スケールファクタ
および／または補正ゲインを抽出する。

【０１１８】循環型コードベクトル逆量子化部１３０１
は、符号化列入力部１３０４から受け取った循環位置識
別情報に基づいて、コードブック１３０７の循環型量子
化スペクトル列から、該当する循環型量子化スペクトル
列を量子化スペクトル列として選択し、スペクトル列コ
ードのデータの復元を行なう。

【０１１９】ここで、コードブック１３０７は、図３に
示されるコードバック１０４ａと同じであると仮定す
る。例えば、循環位置識別情報の値ｉが１の場合のコー
ドブック１３０７の循環型量子化スペクトル列は
（ｃ₁₅、ｃ₀、ｃ₁、．．．、ｃ₁₃、ｃ ₁₄）であるので、
量子化スペクトル列（ｃ₁₅、ｃ₀、ｃ₁、．．．、ｃ₁₃、
ｃ₁₄）がスペクトル逆増幅部１３０２に出力する。

【０１２０】スペクトル逆増幅部１３０２は、スペクト
ル逆増幅部１３０２から入力されたスペクトル列に、符
号化列入力部１３０４から受け取った補正ゲインを用い
て逆増幅し、逆増幅スペクトル列を生成する。具体的に
は、符号化列入力部１３０４から受け取った補正ゲイン
がαであれば、１／α倍に増幅する。

【０１２１】スペクトル逆正規化部１３０３は、逆増幅
スペクトル列の各要素に対して、符号化列入力部１３０
４から受け取ったスケールファクタを乗算し、各スペク
トルにおける実際のレベル値に変換する。

【０１２２】このようにスペクトル逆正規化部１３０３
によって得られた実際のレベル値を示す１つの周波数帯
域のスペクトルデータは、低域から高域へと並べられ、
オーディオ信号の周波数スペクトルデータとして使用さ
れる。次いで、周波数時間変換部（図示せず）を用い
て、周波数スペクトルデータを時間軸上のデータ、すな
わち、ＰＣＭデータに変換する。さらに、このＰＣＭデ
ータをＤＡ変換すると、アナログのオーディオ信号が生
成される。

【０１２３】なお、上記説明では、スペクトル列コード
は循環位置識別情報のみを含む場合を説明したが、本発
明はこれに限定されない。以下に、循環型コードベクト
ル逆量子化部１３０１は、循環位置識別情報だけでな
く、基準スペクトル列識別情報と、位相識別情報とを含
むスペクトル列コードから、スペクトル列コードが表す
循環型量子化スペクトル列（すなわち、量子化スペクト
ル列）を生成する場合を説明する。

【０１２４】図１４は、復号化装置１３００に用いられ
る循環型コードベクトル逆量子化部１３０１の動作を示
すフローチャートである。循環型コードベクトル逆量子
化部１３０１は、スペクトル列コード１２０１（図１２
参照）に基づいて量子化スペクトル列を生成する。

【０１２５】循環型コードベクトル逆量子化部１３０１
は、ステップ１４０１において、基準スペクトル列識別
情報に基づいて、循環型コードベクトル逆量子化部１３
０１のコードブック１３０７に含まれる基準スペクトル
列を特定する。この場合、コードブック１３０７は、図
１０に示されるコードブック１０４ｄと同じである。図
１２に示されるように基準スペクトル列識別情報の値は
１０進法表記で１（２進法表記で０１）であり、これ
は、基準スペクトル列識別情報が第２の基準スペクトル
列であることを示す。

【０１２６】ステップ１４０２において、循環型コード
ベクトル逆量子化部１３０１は、循環位置識別情報に基
づいて、量子化スペクトル列を得るための基準スペクト
ル列循環量を取得する。循環位置識別情報は、図１２に
示されるように、１０進法表記で３（２進法表記で００
１１）である。

【０１２７】循環型コードベクトル逆量子化部１３０１
は、ステップ１４０３において、位相識別情報から位相
の反転情報を取得する。位相識別情報は、図１２に示さ
れるように、１０進法表記で１（２進法表記で１）であ
る。

【０１２８】上記の結果から、復号化装置１３００の循
環型コードベクトル逆量子化部１３０１が、スペクトル
列コード１２０１に基づいて生成される量子化スペクト
ル列は、｛０、２、０、０、０、１、０、０、０、−
１、０、０、０、−２、０、０｝となる。

【０１２９】（実施の形態７）次いで、本発明の実施の
形態７による復号化装置を説明する。図１５は、本実施
の形態による復号化装置１５００の構成を示すブロック
図である。復号化装置１５００は、図９に示される符号
化装置９００によって符号化された符号化列から、オー
ディオ信号を得る。

【０１３０】復号化装置１５００は、循環型コードベク
トル逆量子化部１３０１と、スペクトル逆増幅部１３０
２と、スペクトル逆正規化部１３０３と、符号化列入力
部１３０４と、復号化切換部１３０５と、ハフマン逆量
子化１３０６とを備える。循環型コードベクトル逆量子
化部１３０１は、コードブック１３０７と、格納部１３
０８とを含む。

【０１３１】ただし、循環型コードベクトル逆量子化部
１３０１と、スペクトル逆増幅部１３０２と、スペクト
ル逆正規化部１３０３と、符号化列入力部１３０４は、
図１３に示される復号化装置１３００のものと同一であ
るで、説明を省略する。

【０１３２】符号化列入力部１３０４は符号化列を受け
取ると、ハフマン符号列または循環位置識別情報と、符
号化方式とを抽出する。さらに、符号化列入力部１３０
４は、補正ゲインおよびスケールファクタを取り出す。
符号化列入力部１３０４は、符号化方式に関する情報を
復号化切換部１３０５に出力する。復号化切換部１３０
５は、符号化方式に基づいて、循環型コードベクトル逆
量子化部１３０１またはハフマン逆量子化部１３０６を
切り換える。循環位置識別情報は循環型コードベクトル
逆量子化部１３０１に出力され、ハフマン符号列はハフ
マン逆量子化部１３０６に出力される。

【０１３３】ハフマン逆量子化部１３０６は、ハフマン
コードブックを格納する格納部１３０９を有する。復号
化切換部１３０５がハフマン逆量子化部１３０６に切り
換えて、ハフマン符号列を出力する場合、ハフマン逆量
子化部１３０６が復号化処理を開始する。ハフマン逆量
子化部１３０６は、ハフマンコードブック名とハフマン
符号列が入力されると、ハフマン符号列に対応するイン
デックス値を読み出し、量子化スペクトル列を復元す
る。この場合、ロスレス復号化が実現される。

【０１３４】復号化切換部１３０５が循環型コードベク
トル逆量子化部１３０１に切り換えて、位置循環識別情
報を出力する場合、実施の形態６で説明したのと同様な
復号化処理が行なわれ、量子化スペクトル列が復元され
る。

【０１３５】ハフマン逆量子化部１３０６または循環型
コードベクトル逆量子化部１３０１によって生成された
量子化スペクトル列は、実施の形態６において説明した
ように周波数スペクトルデータに変換される。

【０１３６】次いで、周波数時間変換部（図示せず）
は、上記の周波数スペクトルデータを時間軸上のデー
タ、すなわち、ＰＣＭデータに変換する。さらに、この
ＰＣＭデータをＤＡ変換すると、アナログのオーディオ
信号が生成される。

【０１３７】なお、上記説明では、循環型コードベクト
ル逆量子化部１３０１が、循環位置識別情報のみから量
子化スペクトル列を生成する場合を説明したが、本発明
はこれに限定されない。実施の形態６で説明したよう
に、循環型コードベクトル逆量子化部１３０１は、循環
位置識別情報だけでなく、基準スペクトル列識別情報
と、位相識別情報とを含むスペクトル列コードから、ス
ペクトル列コードが表す循環型量子化スペクトル列（す
なわち、量子化スペクトル列）を生成してもよい。

【０１３８】

【発明の効果】本発明による符号化装置は、量子化スペ
クトル列と最も類似する循環型量子化スペクトル列は基
準スペクトル列をいくつ循環させたかを示す循環位置識
別情報を含むスペクトル列コードを出力することによ
り、符号化時の情報量を少なくし、かつ、よりよい音質
を得ることができる。

【０１３９】この符号化装置は、従来の符号化方法と比
べて、計算量が少なく、かつ、格納部の容量をを小さく
することができ、その結果、低いビットレートで効率的
な符号化列を生成することができる。

【０１４０】本発明による復号化装置は、基準スペクト
ル列を有し、基準スペクトル列と、上記基準スペクトル
列をいくつ循環させることにより量子化スペクトル列が
得られるかを示す循環位置識別情報とから、量子化スペ
クトル列を生成することにより、復号化装置が受け取る
情報量が少なくでき、かつ、よりよい音質を効率的に得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１〜３、５における符号化
装置の構成図。

【図２】本発明の実施の形態１〜５における符号化装置
に用いられる循環型コードベクトル量子化部の動作を示
すフローチャート。

【図３】実施の形態１の符号化装置に用いられるコード
ブック中の循環型量子化スペクトル列。

【図４】本発明の実施の形態１による符号化列の構造。

【図５】本発明の実施の形態２による符号化装置に用い
られるコードブック中の循環型量子化スペクトル列。

【図６】本発明の実施の形態２による符号化列の構造。

【図７】本発明の実施の形態３による符号化装置に用い
られるコードブック中の循環型量子化スペクトル列。

【図８】本発明の実施の形態３による符号化装置に用い
られるコードブック中の別の循環型量子化スペクトル
列。

【図９】本発明の実施の形態４による符号化装置の構成
図。

【図１０】本発明の実施の形態５による符号化装置に用
いられるコードブック中の複数の基準スペクトル列。

【図１１】本発明の実施の形態５によるスペクトル列コ
ード。

【図１２】本発明の実施の形態５による符号化列の構
造。

【図１３】本発明の実施の形態６による復号化装置の構
成図。

【図１４】本発明の実施の形態６における復号化装置に
用いられる循環型コードベクトル逆量子化部の動作を示
すフローチャート。

【図１５】本発明の実施の形態７による復号化装置の構
成図。

【図１６】従来の符号化装置の構成図。

【符号の説明】

１００ 符号化装置 １０１ スペクトル正規化部 １０２ スペクトル増幅部 １０３ スペクトル量子化部 １０４ 循環型コードベクトル量子化部 １０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ
コードブック １０５ 符号化列転送部 １０８ 外部装置 １１０ 量子化スペクトル列生成部 １１５ 格納部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮阪 修二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石川 智一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 澤田 慶昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D045 DA11 DA20 5J064 AA02 BA09 BA13 BA16 BC01 BC16 BC18

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オーディオ信号に基づいて、所定の量子
   化精度で量子化した量子化スペクトル列を生成する量子
   化スペクトル列生成部と、 前記量子化スペクトル列に最も類似する循環型量子化ス
   ペクトル列が基準スペクトル列をいくつ循環させること
   により得られるかを示す循環位置識別情報を含むスペク
   トル列コードを出力する循環型コードベクトル量子化部
   とを備えた符号化装置。
2. 【請求項２】 前記量子化スペクトル列を変換したハフ
   マン符号列を出力するハフマン符号化部と、 前記量子化スペクトル列を受け取り、前記量子化スペク
   トル列を前記循環型コードベクトル量子化部または前記
   ハフマン符号化部のいずれに出力するかを所定の条件に
   基づいて切り換える符号化切換部とをさらに備える、請
   求項１に記載の符号化装置。
3. 【請求項３】 前記循環型コードベクトル量子化部は、
   前記基準スペクトル列を循環させた複数の循環型量子化
   スペクトル列を有するコードブックを含む、請求項１に
   記載の符号化装置。
4. 【請求項４】 前記循環型コードベクトル量子化部は、 前記複数の循環型量子化スペクトル列のうち、前記量子
   化スペクトル列との内積が最大を示す循環型量子化スペ
   クトル列を、前記量子化スペクトル列に最も類似する循
   環型量子化スペクトル列とする、請求項３に記載の符号
   化装置。
5. 【請求項５】 前記循環型コードベクトル量子化部は、 前記複数の循環型量子化スペクトル列のうち、前記量子
   化スペクトル列との内積変形関数が最大を示す循環型量
   子化スペクトル列を、前記量子化スペクトル列に最も類
   似する循環型量子化スペクトル列とする、請求項３に記
   載の符号化装置。
6. 【請求項６】 前記複数の循環型量子化スペクトル列
   は、 Ｐ₀＝（ｃ₀、ｃ₁、ｃ₂、．．．、ｃ_n-1、ｃ_n） Ｐ₁＝（ｃ_n、ｃ₀、ｃ₁、．．．、ｃ_n-2、ｃ_n-1） Ｐ₂＝（ｃ_n-1、ｃ_n、ｃ₀、．．．、ｃ_n-3、ｃ_n-2） ・・・・・ Ｐ_n＝（ｃ₁、ｃ₂、ｃ₃、．．．、ｃ_n、ｃ₀） で表現され、 ここで、前記基準スペクトル列はＰ₀であり、前記複数
   の循環型量子化スペクトル列のそれぞれが有する要素は
   ｃ₀、ｃ₁、ｃ₂、．．．、ｃ_n-1、ｃ_nであり、前記複数
   の循環型量子化スペクトル列のそれぞれの要素の数はｎ
   ＋１である、請求項３に記載の符号化装置。
7. 【請求項７】 前記複数の循環型量子化スペクトル列の
   それぞれの要素ｃ₀、ｃ₁、ｃ₂、．．．、ｃ_n-1、ｃ_nの
   うちの幾つかが０である、請求項６に記載の符号化装
   置。
8. 【請求項８】 前記複数の循環型量子化スペクトル列の
   それぞれの要素ｃ₀、ｃ₁、ｃ₂、．．．、ｃ_n-1、ｃ_nの
   うちの一定の間隔の要素が０である、請求項６に記載の
   符号化装置。
9. 【請求項９】 前記量子化スペクトル列生成部は、前記
   オーディオ信号を複数の周波数帯域に分割したうちの１
   つの周波数帯域のスペクトルデータである周波数スペク
   トル列に基づいて前記量子化スペクトル列を生成し、 前記所定の条件は、前記周波数スペクトル列が、前記複
   数の周波数帯域のうちのどの周波数帯域のスペクトルデ
   ータであるかに基づく、請求項２に記載の符号化装置。
10. 【請求項１０】 前記周波数スペクトル列の周波数帯域
    の情報量の配分が大きい場合、前記符号化切換部は前記
    量子化スペクトル列を前記ハフマン符号化部に出力す
    る、請求項９に記載の符号化装置。
11. 【請求項１１】 前記周波数スペクトル列の周波数帯域
    の情報量の配分が小さい場合、前記符号化切換部は前記
    量子化スペクトル列を前記循環型コードベクトル量子化
    部に出力する、請求項９に記載の符号化装置。
12. 【請求項１２】 前記コードブックは、前記複数の循環
    型量子化スペクトル列が有する全ての要素の正負の符号
    を反転させた第２の複数の循環型量子化スペクトル列を
    さらに含む、請求項３に記載の符号化装置。
13. 【請求項１３】 前記複数の循環型量子化スペクトル列
    は、前記量子化スペクトル列が有する要素の数と等しい
    要素の数を有する複数の基準スペクトル列のそれぞれを
    循環させた循環型量子化スペクトル列を含む、請求項３
    に記載の符号化装置。
14. 【請求項１４】 基準スペクトル列を有し、前記基準ス
    ペクトル列と、入力されるスペクトル列コードとに基づ
    いて、量子化スペクトル列を生成する循環型コードベク
    トル逆量子化部と、 前記量子化スペクトル列を受け取り、補正ゲインを用い
    て前記量子化スペクトル列を逆増幅して増幅スペクトル
    列を生成するスペクトル逆増幅部と、 前記増幅スペクトル列を受け取り、スケールファクタを
    用いて前記増幅スペクトル列を変換して周波数スペクト
    ル列を生成するスペクトル逆正規化部とを備え、 前記スペクトル列コードは、前記基準スペクトル列をい
    くつ循環させることにより前記量子化スペクトル列が得
    られるかを示す循環位置識別情報を含む、復号化装置。
15. 【請求項１５】 ハフマン符号列を受け取り、前記ハフ
    マン符号列を変換して前記量子化スペクトル列を生成す
    るハフマン逆量子化部と、 前記量子化スペクトル列を前記循環型コードベクトル逆
    量子化部または前記ハフマン逆量子化部のいずれに出力
    するかを所定の条件に基づいて切り換える復号化切換部
    とをさらに備え、 前記符号化列が前記ハフマン符号列を含む、請求項１４
    に記載の復号化装置。