JP2007017905A - 信号符号化装置、信号復号化装置、信号符号化方法、及び信号復号化方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で復号化信号における雑音を低減するとともに、効率的な信号符号化及び復号化を実現すること。
【解決手段】この信号符号化装置１は、サンプリングされたデジタル信号Ｓ_ＩＮが入力されてデジタル信号Ｓ_ＩＮを所定のサンプル数のフレーム信号Ｓ_ｍに分割するフレーム分割部１０１と、フレーム信号Ｓ_ｍを時間領域と周波数領域との間で変換する際に、フレーム信号Ｓ_ｍの時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則を施して時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１を生成する時間ワープ変換規則適用部１０２と、時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１を符号化して符号化系列を出力する変換係数符号化部１０５と、符号化系列を外部に出力する符号化系列出力部１０６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、音声信号や音響信号等のデジタル信号を符号化又は復号化する信号符号化装置、信号復号化装置、信号符号化方法、及び信号復号化方法に関するものである。

従来から、音声信号や音響信号等のデジタル信号を効率よく圧縮して符号化する方法、装置が数多く考案されている。このようなデジタル信号に関する信号符号化方法は、時間領域のままで符号化する方法と、離散フーリエ変換（以下、DFT: Discrete Fourier Transformという）や離散コサイン変換（以下、DCT: Discrete Cosine Transformという）等の何らかの変換規則を適用して符号化する方法（変換符号化）とに大別される。

このような変換符号化に関する変換規則は、DFTやDCTがそうであるように、多くの場合時間領域と周波数領域の間で変換する規則（時間−周波数変換）である。時間−周波数変換は、時間領域においてある個数のデジタル信号のサンプルをまとめて変換フレームを作成し、この変換フレームに対して所定の変換規則を適用して周波数領域での変換係数を得る。このようにして得られた変換係数を圧縮符号化する方法が変換符号化方式であり、代表的な変換符号化としては下記非特許文献１に記載のMPEG-4 Audio AAC（Advanced Audio Coding）が挙げられる。MPEG-4 Audio AACでは、修正離散コサイン変換（以下、MDCT: Modified Discrete Cosine Transformという）と呼ばれる時間−周波数変換である変換規則を用いている。ここで、変換符号化方式では、時間領域での冗長性を周波数領域において局所化し、周波数領域で情報を局所的に割り当てることで効率の高い情報の圧縮を可能としている。

以上説明した変換符号化方式では、時間領域で局所化されている信号を符号化する際に信号の品質が低下する傾向にあった。すなわち、時間領域の信号に急激な立ち上がりや立ち下がりが存在する場合に、変換符号化によって得られた変換係数における雑音が、復号化の際に時間領域で一様に広がってしまい、立ち上がりの直前又は立ち下がりの直後の信号電力の小さな部分では、耳障りな雑音として現れるという問題である。これらは、それぞれ“プリエコー”又は“ポストエコー”と呼ばれている現象である。

このような現象に対処するために、下記特許文献１に記載の情報符号化装置では、入力信号波形をブロック化して切り出し、ゲイン制御関数でゲイン制御してMDCTを行うことで、固定ブロック長でプリエコーの発生を防止している。また、MPEG-4 Audio AACでは、時間領域で局所化された信号に対しては、変換規則を適用するフレームの長さを短くし、その他の部分ではフレームの長さを長くすることで、プリエコー及びポストエコーの影響を小さくしている。
特開平７−２２１６４８号公報 B. Grill, "The MPEG-4 General Audio Coder", AES17th International Conference, Sept 1999, p.147-156

しかしながら、上述した特許文献１に記載の情報符号化装置においては、所定のゲイン制御を行うための装置構成が複雑になる。また、時間的に局所化された信号を十分に均一化するためには緻密なゲイン制御が必要となる。さらには、ゲイン制御の情報を復号化装置側に伝える必要があるため、緻密にゲイン制御を行えば行うほど符号化効率が低下してしまう。

一方、MPEG-4 Audio AACにおいても、時間的に局所化された信号を符号化する際にはフレームの長さが短くなるため、符号化対象のフレーム数が増加すると共にフレームの長さに関する補助情報も必要となり、符号化効率が低下する。また、フレームの長さが短くなると、周波数領域での局所化がされ易い時間的に順局所化された信号に関しては周波数領域への変換による局所化の効果が低下する。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものである、簡単な構成で復号化信号における雑音を低減するとともに、効率的な信号符号化及び復号化を実現することが可能な信号符号化装置、信号復号化装置、信号符号化方法、及び信号復号化方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の信号符号化装置は、サンプリングされたデジタル信号が入力されてデジタル信号を所定のサンプル数のフレーム信号に分割するフレーム分割手段と、フレーム信号を時間領域と周波数領域との間で変換する際に、フレーム信号の時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則を施して時間ワープ変換係数を生成する時間ワープ変換規則適用手段と、時間ワープ変換係数を符号化して符号化系列を出力する符号化手段と、符号化系列を外部に出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の信号符号化方法は、フレーム分割手段が、サンプリングされたデジタル信号が入力されてデジタル信号を所定のサンプル数のフレーム信号に分割するフレーム分割ステップと、時間ワープ変換規則適用手段が、フレーム信号を時間領域と周波数領域との間で変換する際に、フレーム信号の時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則を施して時間ワープ変換係数を生成する時間ワープ変換規則適用ステップと、符号化手段が、時間ワープ変換係数を符号化して符号化系列を出力する符号化ステップ手段と、出力手段が、符号化系列を外部に出力する出力ステップとを備えることを特徴とする。

或いは、本発明の本発明の信号復号化装置は、時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則が適用された符号化系列を入力して、符号化系列を復号化することによって時間ワープ変換係数を得る復号化手段と、時間ワープ変換係数を時間領域と周波数領域との間で逆変換する際に、所定の逆変換規則を用いて時間領域におけるサンプリング間隔が均一なフレーム信号に逆変換して出力する逆時間ワープ変換規則適用手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の信号復号化方法は、復号化手段が、時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則が適用された符号化系列を入力して、符号化系列を復号化することによって時間ワープ変換係数を得る復号化ステップと、逆時間ワープ変換規則適用手段が、時間ワープ変換係数を時間領域と周波数領域との間で逆変換する際に、所定の逆変換規則を用いて時間領域におけるサンプリング間隔が均一なフレーム信号に逆変換して出力する逆時間ワープ変換規則適用ステップとを備えることを特徴とする。

このような信号符号化装置、信号符号化方法、信号復号化装置、及び信号復号化方法によれば、デジタル信号が所定のサンプル数のフレーム信号に分割され、フレーム信号の時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則で変換符号化されて、その結果生成された変換係数が符号化されて出力される。これに対して、出力された符号化系列は、復号化された後時間領域におけるサンプリング間隔が均一なフレーム信号に逆変換される。これにより、ゲイン制御やフレーム長制御等の複雑な制御を行うことなく簡易な構成で信号の符号化及び復号化が実現できる。さらには、変換時の制御情報やフレーム長の情報等の補助情報も削減されるとともに、周波数領域における情報の局所化も容易に為されるため、全体として符号化効率が向上する。

また、符号化手段は、時間ワープ変換係数に併せて、時間ワープ変換規則適用手段の変換規則における不均一度を示す変換パラメータを符号化することも好ましい。

さらには、復号化手段は、符号化系列に含まれる変換規則における不均一度を示す変換パラメータを更に復号化することも好ましい。

かかる符号化手段又は復号化手段を備えれば、フレーム信号を時間ワープ変換係数に変換する際に用いられる変換パラメータが符号化装置から復号化装置に効率的に伝えられ、フレーム信号が円滑に復号化される。

また、時間ワープ変換規則適用手段は、フレーム信号を時間領域と周波数領域との間で変換する際に、フレーム信号に対して時間領域におけるサンプリング間隔が均一な変換規則を施して非時間ワープ変換係数を生成する変換規則適用手段と、非時間ワープ変換係数を、時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則が施された変換係数である時間ワープ変換係数に変換する時間ワープ適用手段とを有することも好ましい。

さらには、逆時間ワープ変換規則適用手段は、時間ワープ変換係数を、時間領域におけるサンプリング間隔が均一な変換規則が施された変換係数である非時間ワープ変換係数に変換する逆時間ワープ適用手段と、非時間ワープ変換係数を時間領域と周波数領域との間で逆変換する際に、時間領域におけるサンプリング間隔が均一な逆変換規則を施してフレーム信号を生成する逆非時間ワープ変換規則適用手段とを有することも好ましい。

この場合、複雑な制御機構等を必要としない簡易な構成で時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則が適用可能とされる。

また、時間ワープ適用手段は、非時間ワープ変換係数の入力順序を反転する順序反転部と、順序反転部の後段に設けられ、順序反転部からの入力を順次通過させる複数のオールパスフィルタを含むオールパスフィルタネットワークとを有することも好ましい。

さらには、逆時間ワープ適用手段は、時間ワープ変換係数によって出力に重みづけがされた複数のオールパスフィルタが直列的に設けられたオールパスフィルタネットワークを含むことも好ましい。

かかる構成を採れば、非時間ワープ変換係数と時間ワープ変換係数との間の変換を容易に実現することができる。

本発明によれば、簡単な構成で復号化信号における雑音を低減するとともに、効率的な信号符号化及び復号化を実現することができる。

以下、図面とともに本発明による信号符号化装置及び信号復号化装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態にかかる信号符号化装置１の構成を示すブロック図、図４は、本発明の第１実施形態にかかる信号復号化装置２の構成を示すブロック図である。この信号符号化装置１及び信号復号化装置２は、通信ネットワーク等の通信媒体を介して互いに接続され、音声信号や音響信号等のデジタル信号を符号化及び復号化するための装置である。なお、ここでいうデジタル信号とは、アナログ−デジタル変換後の信号であり、時間軸上のサンプリング間隔が一定である離散化された信号を意味する。

まず、図１を参照して、信号符号化装置１の構成について説明する。

信号符号化装置１は、フレーム分割部（フレーム分割手段）１０１と、時間ワープ変換規則適用部（時間ワープ変換規則適用手段）１０２と、変換係数符号化部（符号化手段）１０５と、符号化系列出力部１０６とを備えて構成されており、このうち時間ワープ変換規則適用部１０２は、非時間ワープ変換規則適用部（変換規則適用手段）１０３と、時間ワープ適用部（時間ワープ適用手段）１０４とを有する。

フレーム分割部１０１は、所定の時間間隔でサンプリングされたＡＤ変換後のデジタル信号である入力信号Ｓ_ＩＮが入力されて、入力信号Ｓ_ＩＮをサンプル数Ｎの長さのフレーム信号Ｓ_ｋ（ｋ＝０，１，２，３，…）に分割する。

時間ワープ変換規則適用部１０２は、分割されたフレーム信号のうちｍ番目の入力フレーム信号Ｓ_ｍに、フレーム信号の時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則（以下、時間ワープ変換規則という）を施して時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…，Ｙ_Ｎ−１を生成する。この時間ワープ変換規則は時間領域と周波数領域との間で変換する変換規則である。

より詳細には、非時間ワープ変換規則適用部１０３が、フレーム分割部１０１から入力されたフレーム信号Ｓ_ｍに対して、時間領域におけるサンプリング間隔が均一な変換規則（以下、非時間ワープ変換規則という）を施して非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１を生成する。このような変換規則としては、ＤＦＴ、ＤＣＴ、ＭＤＣＴ等の時間領域と周波数領域との間で変換する変換規則が用いられる。非時間ワープ変換規則適用部１０３において生成された非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１は、時間ワープ適用部１０４に入力され、時間ワープ適用部１０４が、時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則が施された時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１にマッピングして変換（以下、時間ワープ処理という）する。

なお、時間ワープ変換規則適用部１０２は、フレーム信号Ｓ_ｍから非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１の生成処理、つまり非時間ワープ変換規則の適用と、非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１から時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１への変換処理、つまり時間ワープ処理の適用とを、別々の行列で表現してそれぞれを適用することによって行ってもよいし、非時間ワープ変換規則の適用と時間ワープ処理の適用とを、一つの行列でまとめて表現して適用することによって行ってもよい。

変換係数符号化部１０５は、入力フレーム信号Ｓ_ｍに対して生成された時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１を、量子化及び符号化することによって符号化系列を生成し、符号化系列出力部１０６に出力する。これに対して、符号化系列出力部１０６は、符号化系列を信号復号化装置２に向けて外部出力する。

ここで、図２を参照して、時間ワープ適用部１０４の構成についてより詳細に説明する。時間ワープ適用部１０４は、順序反転処理部（順序反転部）１０７とオールパスフィルタネットワーク１０８とを備えている。

順序反転処理部１０７は、非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１を受けて、これらの入力順序を反転して非時間ワープ変換係数Ｘ_Ｎ−１，Ｘ_Ｎ−２，…，Ｘ_０の順で出力する。

オールパスフィルタネットワーク１０８は、順序反転処理部１０７の後段に設けられ、順序反転処理部１０７から入力された非時間ワープ変換係数Ｘ_Ｎ−１，Ｘ_Ｎ−２，…，Ｘ_０を順次通過させる１個のフィルタ部１０８ａ及びＮ−１個のオールパスフィルタ部１０８ｂからなるオールパスフィルタネットワークである。また、フィルタ部１０８ａ，１０８ｂの出力側には、それぞれスイッチ部１０８ｃが備えられ、それぞれのスイッチ部１０８ｃから並列的に時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１が出力される。具体的には、オールパスフィルタネットワーク１０８は、Ｘ_Ｎ−１，Ｘ_Ｎ−２，…，Ｘ_０の順で入力される非時間ワープ変換係数を、フィルタ部１０８ａから後段のオールパスフィルタ部１０８ｂに向けて順次シフトさせ、最後の非時間ワープ変換係数Ｘ_０が入力されたタイミングで全てのスイッチ部１０８ｃを機能的に閉じることにより、並列的に時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１を出力する。

ここで、オールパスフィルタネットワーク１０８におけるフィルタ部１０８ａは、下記式（１）；

によって与えられる伝達関数で表される伝達特性を有し、オールパスフィルタ部１０８ｂは、下記式（２）；

によって与えられる伝達関数で表される伝達特性を有する。上記の伝達関数を導く算出方法は、例えば、周波数ワープ処理について開示する文献「Gianpaolo Evangelista and SergioCavaliere, ”Frequency-Warped Filter Banks and Wavelet Transforms: ADiscrete-Time Approach via Laguerre Expansion” ,IEEE TRANSACTIONS ON SIGNALPROCESSING, VOL.46, NO. 10, Oct. 1998, p2638-2650」に詳細に記載されている。このようなオールパスフィルタネットワーク１０８を用いることにより、非時間ワープ変換係数を時間領域におけるサンプリング間隔が不均一に分布した変換規則による変換係数に変換することが可能となる。

図３は、非時間ワープ変換規則適用部１０３でＤＣＴを適用し、時間ワープ適用部１０４によって時間ワープ処理を行った場合の非時間ワープ変換規則と時間ワープ変換規則との間の時間領域におけるサンプル点の位置関係を示すグラフである。同図によれば、上記式（１）及び（２）におけるパラメータａの絶対値が大きくなれば時間ワープ変換規則におけるサンプリング間隔の不均一度合いが増加することがわかる。

次に、図４を参照して、信号復号化装置２の構成について説明する。

同図に示すように、信号復号化装置２は、符号化系列復号部（復号化手段）２０１と、逆時間ワープ変換規則適用部（逆時間ワープ変換規則適用手段）２０２とを備えて構成され、逆時間ワープ変換規則適用部２０２は、逆時間ワープ適用部（逆時間ワープ適用手段）２０３と逆非時間ワープ変換規則適用部（逆非時間ワープ変換規則適用手段）２０４とから構成されている。

符号化系列復号部２０１は、信号符号化装置１から符号化系列が入力されて、その符号化系列を復号化することにより時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１を得る。そして、符号化系列復号部２０１は、時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１を逆時間ワープ変換規則適用部２０２に出力する。

逆時間ワープ変換規則適用部２０２は、時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則が適用された時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１を、逆時間ワープ変換規則を用いて逆変換することにより、時間領域におけるサンプリング間隔が均一なフレーム信号ＳＯ_ｍを生成して出力する。逆時間ワープ変換規則適用部２０２は、このようなフレーム信号ＳＯ_ｍを時系列に出力することにより信号Ｓ_ＯＵＴに再生する。

より詳細には、逆時間ワープ適用部２０３は、時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１を、時間領域におけるサンプリング間隔が均一な変換規則が施された非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１にマッピング（以下、逆時間ワープ処理という）することにより変換する。マッピングされた非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１は、逆非時間ワープ変換規則適用部２０４に入力され、逆非時間ワープ変換規則適用部２０４は、時間領域におけるサンプリング間隔が均一な逆変換規則（以下、逆非時間ワープ変換規則という）を施してフレーム信号ＳＯ_ｍを生成して出力する。このような逆変換規則としては、逆ＤＦＴ、逆ＤＣＴ、逆ＭＤＣＴ等の時間領域と周波数領域との間で逆変換する変換規則が用いられる。

なお、逆時間ワープ変換規則適用部２０２は、時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１から非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１への変換処理、つまり逆時間ワープ処理の適用と、非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１からフレーム信号ＳＯ_ｍの生成処理、つまり逆非時間ワープ変換規則の適用とを、別々の行列で表現してそれぞれを適用することによって行ってもよいし、逆時間ワープ処理の適用と逆非時間ワープ変換規則の適用とを、一つの行列でまとめて表現して適用することによって行ってもよい。

ここで、図５を参照して逆時間ワープ適用部２０３の構成についてより詳細に説明する。同図に示すように、逆時間ワープ適用部２０３は、オールパスフィルタネットワーク２０５を含んでいる。

オールパスフィルタネットワーク２０５は、直列的に設けられたＮ−１個のオールパスフィルタ部２０５ａと、それぞれのオールパスフィルタ部２０５ａからの出力信号が並列的に入力されるフィルタ部２０５ｂとを備える。第１段目のオールパスフィルタ部２０５ａには単位インパルス列δ（ｋ）（ｋ＝０，１，２，…）が入力されて、単位インパルス列δ（ｋ）は、順次オールパスフィルタ部２０５ａをシフトする。ここで、オールパスフィルタ部２０５ａは、式（２）によって与えられる伝達関数で表される伝達特性を有し、フィルタ部２０５ｂは、式（１）によって与えられる伝達関数で表される伝達特性を有する。

このような構成において、オールパスフィルタネットワーク２０５は、入力された単位インパルス列δ（０）に対して時間ワープ変換係数Ｙ_０による重みづけがされてフィルタ部２０５ｂに入力されるとともに、オールパスフィルタ部２０５ａを通過した各単位インパルス列δ（ｋ）（ｋ＝１，２，３，…，Ｎ−１）にそれぞれ時間ワープ変換係数Ｙ_１，Ｙ_２，Ｙ_３，…Ｙ_Ｎ−１よる重みづけがされてフィルタ部２０５ｂに入力される。その結果、フィルタ部２０５ｂから時系列で非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１が出力される。

以下、図６を参照して、信号符号化装置１の動作について説明するとともに、併せて信号符号化装置１における信号符号化方法について詳述する。

まず、フレーム分割部１０１に入力された入力信号Ｓ_ＩＮは、フレーム信号Ｓ_ｋに分割される（ステップＳ１０１）。分割されたフレーム信号Ｓ_ｋは、非時間ワープ変換規則適用部１０３によって非時間ワープ変換規則が適用されて、非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１が生成される（ステップＳ１０２）。次に、非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１は、時間ワープ適用部１０４によって時間ワープ処理が施されて時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１にマッピングされる（ステップＳ１０３）。その後、時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１は、変換係数符号化部１０５によって符号化される（ステップＳ１０５）。そして、符号化された符号化系列は、符号化系列出力部１０６から外部に出力される（ステップ）。最後に、処理対象のフレーム信号Ｓ_ｋが最終フレームであるか否かが判定され（ステップＳ１０６）、最終フレームであれば処理を終了し、それ以外の場合は処理をステップＳ１０１に戻す。

次に、図７を参照して、信号復号化装置２の動作について説明するとともに、併せて信号復号化装置２における信号復号化方法について詳述する。

まず、信号符号化装置１から出力された符号化系列は、符号化系列復号部２０１によって復号化される（ステップＳ２０１）。復号化により得られた時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１は、逆時間ワープ適用部２０３によって、非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１にマッピングされる（ステップＳ２０２）。その後、非時間ワープ変換係数Ｘ_０，Ｘ_１，…，Ｘ_Ｎ−１は、逆非時間ワープ変換規則適用部２０４により、時間領域におけるサンプリング間隔が均一な逆変換規則が施され、フレーム信号ＳＯ_ｍが生成される（ステップＳ２０３）。そして、逆非時間ワープ変換規則適用部２０４においてフレーム信号ＳＯ_ｍが時系列に処理される結果、信号Ｓ_ＯＵＴに再生されて出力される（ステップＳ２０４）。最後に、出力されるフレーム信号ＳＯ_ｋが最終フレームであるか否かが判定され（ステップＳ２０５）、最終フレームであれば処理を終了し、それ以外の場合は処理をステップＳ２０１に戻す。

以上説明した信号符号化装置１及び信号復号化装置２によれば、入力信号Ｓ_ＩＮがサンプル数Ｎのフレーム信号Ｓ_ｋに分割され、フレーム信号Ｓ_ｋが時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則で変換符号化されて、その結果生成された時間ワープ変換係数が符号化されて出力される。これに対して、出力された符号化系列は、復号化された後時間領域におけるサンプリング間隔が均一なフレーム信号に逆変換される。これにより、ゲイン制御やフレーム長制御等の複雑な制御を行うことなく簡易な構成で信号の符号化及び復号化が実現できる。さらには、変換時の制御情報やフレーム長の情報等の補助情報も削減されるとともに、変換符号化の対象の信号フレーム長が一定に保たれることにより周波数領域における情報の局所化も容易に為されるため、全体として符号化効率が向上する。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図８は、本発明の第２実施形態にかかる信号符号化装置３０１の構成を示すブロック図、図１０は、本発明の第２実施形態にかかる信号復号化装置３０２の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態における信号符号化装置３０１の第１実施形態との主な相違点は、ワープパラメータ選択部１１１を備える点であり、信号復号化装置３０２の第１実施形態との主な相違点は、符号化系列復号部２１１が、時間ワープ処理に関するパラメータ情報をも復号化する点である。

まず、本実施形態にかかる信号符号化装置３０１の構成要素における第１実施形態との相違点について詳述する。

図８を参照して、ワープパラメータ選択部１１１は、時間ワープ処理に関するパラメータである時間ワープパラメータ（変換パラメータ）を予め保持されていた値の中から選択する部分である。この時間ワープパラメータは、非時間ワープ変換係数から時間ワープ変換係数への変換特性を決定するパラメータであり、式（１）及び式（２）におけるパラメータａである。つまり、この時間ワープパラメータａは、時間ワープ変換係数における時間領域におけるサンプリング間隔の不均一度合いを表すものである。ワープパラメータ選択部１１１は、選択した時間ワープパラメータａを時間ワープ適用部１０４及び変換係数符号化部１０５に出力する。これに対して、時間ワープ適用部１０４は、パラメータａを用いて時間ワープ処理を実行し、変換係数符号化部１０５は、時間ワープ変換係数の符号化系列に併せて、パラメータａを符号化して出力する。

図９は、ワープパラメータ選択部１１１の構成をより詳細に示すブロック図である。同図に示すように、ワープパラメータ選択部１１１は、ブロック分割部１１３と、ブロック電力算出部１１４と、時間領域局所具合判断部１１５と、時間ワープパラメータ決定部１１６とを備えて構成されている。

ブロック分割部１１３は、フレーム分割部１０１からフレーム信号Ｓ_ｍを受け取り、フレーム信号Ｓ_ｍより短い長さの複数のブロック信号Ｂ_ｋに分割する。

ブロック電力算出部１１４は、分割された全てのブロック信号Ｂ_ｋにおける信号電力を算出する。

時間領域局所具合判断部１１５は、ブロック電力算出部１１４によって算出された信号電力よりフレーム信号Ｓ_ｍがどれだけどこで局所化されているかを判断する。この判断の方法としては、例えば、同一フレーム信号Ｓ_ｍ内の信号電力の平均との比（又は差）を算出し、フレーム信号Ｓ_ｍ内での信号電力比の分布を計算する。また、時間領域局所具合判断部１１５は、同一フレーム信号Ｓ_ｍ内の信号電力の最大値又は最小値との比（又は差）を算出するようにしてもよい。

時間ワープパラメータ決定部１１６は、計算した信号電力比の分布に応じて予め定められた時間ワープパラメータａを選択する。このとき、時間ワープパラメータ決定部１１６は、信号電力比の分布の局所化度合いに応じて、時間ワープパラメータａの値を−１＜ａ＜１の範囲で選択する。

次に、本実施形態にかかる信号復号化装置３０２の構成要素における第１実施形態との相違点について詳述する。

図１０を参照して、符号化系列復号部２１１は、時間ワープパラメータａと時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１とが併せて符号化された符号化系列を復号化して、時間ワープパラメータａと時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１とを得る。符号化系列復号部２１１は、時間ワープパラメータａを逆時間ワープ適用部２０３に送り、逆時間ワープ適用部２０３は、この時間ワープパラメータａを用いて逆時間ワープ処理を行う。

次いで、図１１を参照して、本実施形態にかかる信号符号化装置３０１の動作について説明する。信号符号化装置３０１の動作は、第１実施形態で詳述した処理と共通するステップを複数含む。具体的には、図１１のステップＳ１１１、ステップＳ１１３〜Ｓ１１４、及びステップＳ１１６〜Ｓ１１７は、それぞれ、図６のステップＳ１０１〜Ｓ１０３、及びステップＳ１０５〜Ｓ１０６の処理と同一である。

ここで、第１実施形態との差異であるステップＳ１１２とステップＳ１１５について説明すると、ステップＳ１１２では、ワープパラメータ選択部１１１が、フレーム信号Ｓ_ｍの信号電力の分布に応じて、時間ワープパラメータａを予め保持されていた値の中から選択し、時間ワープ適用部１０４及び変換係数符号化部１０５に出力する。そして、ステップＳ１１５では、変換係数符号化部１０５が、時間ワープ変換係数の符号化系列に併せて、時間ワープパラメータａを符号化して出力する。

更に、図１２を参照して、本実施形態にかかる信号復号化装置３０２の動作について説明する。信号符号化装置３０２の動作は、第１実施形態で詳述した処理と共通するステップを複数含む。具体的には、図１２のステップＳ２１３〜Ｓ２１５は、それぞれ、図７のステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理と同一である。

ここで、第１実施形態との差異であるステップＳ２１１とステップＳ２１２について説明すると、ステップＳ２１１では、符号化系列復号部２１１により、符号化系列が復号され、時間ワープ変換係数に併せて時間ワープパラメータａが取得される。そして、ステップＳ２１２では、逆時間ワープ適用部２０３において、取得された時間ワープパラメータａを用いて逆時間ワープ処理が実行される。

以上説明した信号符号化装置３０１及び信号復号化装置３０２によれば、フレーム信号Ｓ_ｍを時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１に変換する際に用いられる時間ワープパラメータａが信号符号化装置３０１から信号復号化装置３０２に効率的に伝えられ、復号化処理が円滑に為される。また、フレーム信号Ｓ_ｍの局所化度合いに応じて適切な時間ワープ処理が行われ、復号化信号における雑音がより低減される。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１３は、本発明の第３実施形態にかかる信号符号化装置３１１の構成を示すブロック図、図１６は、本発明の第３実施形態にかかる信号復号化装置３１２の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態における信号符号化装置３１１の第１実施形態との主な相違点は、変換規則選択部１３１及び非時間ワープ変換規則適用部１３２を備える点であり、信号復号化装置３１２の第１実施形態との主な相違点は、符号化系列復号部２１１が、フレーム信号Ｓ_ｍに対して施された変換規則の種別情報をも復号化する点、及び逆非時間ワープ変換規則適用部２２３を更に備える点である。

まず、本実施形態にかかる信号符号化装置３１１の構成要素における第１実施形態との相違点について詳述する。

図１３を参照して、変換規則選択部１３１は、フレーム信号Ｓ_ｍに基づいてフレーム信号Ｓ_ｍに適用する変換規則として時間ワープ変換規則を適用するか、非時間ワープ変換規則を適用するかを判断する。また、変換規則選択部１３１は、判断結果に応じて、フレーム信号Ｓ_ｍを非時間ワープ変換規則適用部１３２及び時間ワープ変換規則適用部１０２のいずれか一方に入力させるように制御する。さらに、変換規則選択部１３１は、選択した変換規則の種別に関する変換規則選択情報を変換係数符号化部１０５に出力し、これに対して、変換係数符号化部１０５は、変換係数の符号化系列に併せて、変換規則選択情報を符号化して出力する。

非時間ワープ変換規則適用部１３２は、入力されたフレーム信号Ｓ_ｍに対して非時間ワープ変換規則を施して非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１に変換する。非時間ワープ変換規則適用部１３２によって変換された非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１は、変換係数符号化部１０５に出力され、変換係数符号化部１０５で符号化される。

なお、信号符号化装置３１１は、図１４に示すような構成を採ることも可能である。同図を参照して、フレーム分割部１０１からのフレーム信号Ｓ_ｍは、まず、非時間ワープ変換規則適用部１３２に入力されて、非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１に変換される。変換された非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１は、変換規則選択部１３１が時間ワープ変換規則を適用すると判断した場合は、時間ワープ適用部１０４に入力され、時間ワープ適用部１０４によって時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１に変換されて変換係数符号化部１０５に入力される。一方、非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１は、変換規則選択部１３１が非時間ワープ変換規則を適用すると判断した場合は、そのまま変換係数符号化部１０５に入力される。

図１５は、変換規則選択部１３１の構成をより詳細に示すブロック図である。同図に示すように、変換規則選択部１３１は、ブロック分割部１３３と、ブロック電力算出部１３４と、時間領域局所具合判断部１３５と、変換規則決定部１３６とを備えて構成されている。

ブロック分割部１３３は、フレーム分割部１０１からフレーム信号Ｓ_ｍを受け取り、フレーム信号Ｓ_ｍより短い長さの複数のブロック信号Ｂ_ｋに分割する。

ブロック電力算出部１３４は、分割された全てのブロック信号Ｂ_ｋにおける信号電力を算出する。

時間領域局所具合判断部１３５は、ブロック電力算出部１３４によって算出された信号電力よりフレーム信号Ｓ_ｍがどれだけどこで局所化されているかを判断する。この判断の方法としては、例えば、同一フレーム信号Ｓ_ｍ内の信号電力の平均との比（又は差）を算出し、フレーム信号Ｓ_ｍ内での信号電力比の分布を計算する。また、時間領域局所具合判断部１３５は、同一フレーム信号Ｓ_ｍ内の信号電力の最大値又は最小値との比（又は差）を算出するようにしてもよい。

変換規則決定部１３６は、計算した信号電力比の分布に応じてフレーム信号Ｓ_ｍに適用する変換規則を選択する。このとき、変換規則決定部１３６は、信号電力比の分布の局所化度合いが所定の閾値より大きい場合は時間ワープ変換規則を選択し、信号電力比の分布の局所化度合いが所定の閾値より小さい場合は非時間ワープ変換規則を選択する。

次に、本実施形態にかかる信号復号化装置３１２の構成要素における第１実施形態との相違点について詳述する。

図１６を参照して、符号化系列復号部２２１は、変換規則選択情報と時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１又は非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１とが併せて符号化された符号化系列を復号化して、変換規則選択情報と変換係数とを得る。符号化系列復号部２１１は、変換規則選択情報が“時間ワープ変換規則”を示している場合には時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１を逆時間ワープ変換規則適用部２０２に出力する一方、変換規則選択情報が“非時間ワープ変換規則”を示している場合には非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１を逆非時間ワープ変換規則適用部２２３に出力する。

逆非時間ワープ変換規則適用部２２３は、非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１に対して逆非時間ワープ変換規則を施してフレーム信号ＳＯ_ｍに逆変換する。

次いで、図１７を参照して、本実施形態にかかる信号符号化装置３１１の動作について説明する。信号符号化装置３１１の動作は、第１実施形態で詳述した処理と共通するステップを複数含む。具体的には、図１７のステップＳ１２１、及びステップＳ１２６〜Ｓ１２７は、それぞれ、図６のステップＳ１０１、及びステップＳ１０５〜Ｓ１０６の処理と同一である。

ここで、第１実施形態との差異であるステップＳ１２２〜ステップＳ１２５について説明する。フレーム信号Ｓ_ｍが入力されると、変換規則選択部１３１は、フレーム信号Ｓ_ｍの局所化度合いに応じて時間ワープ変換規則を適用するか非時間ワープ変換規則を適用するかを判断する（ステップＳ１２２）。時間ワープ変換規則が選択されると（ステップＳ１２２；ＹＥＳ）、時間ワープ変換規則適用部１０２によってフレーム信号Ｓ_ｍに時間ワープ変換規則が施されて時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１が生成される（ステップＳ１２３）。一方、非時間ワープ変換規則が選択されると（ステップＳ１２２；ＮＯ）、非時間ワープ変換規則適用部１３２によってフレーム信号Ｓ_ｍに非時間ワープ変換規則が施されて非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１が生成される（ステップＳ１２４）。その後、生成された変換係数と適用された変換規則の種別に関する変換規則選択情報とが変換係数符号化部１０５によって符号化される（ステップＳ１２５）。

更に、図１８を参照して、本実施形態にかかる信号復号化装置３１２の動作について説明する。信号復号化装置３１２の動作は、第１実施形態で詳述した処理と共通するステップを複数含む。具体的には、図１８のステップＳ２２５〜Ｓ２２６は、それぞれ、図７のステップＳ２０４〜Ｓ２０５の処理と同一である。

ここで、第１実施形態との差異であるステップＳ２２１〜ステップＳ２２４について説明する。最初に、符号化系列復号部２２１により、符号化系列が復号され、変換係数に併せて変換規則選択情報が取得される（ステップＳ２２１）。そして、変換規則選択情報が“時間ワープ変換規則”を示すものである場合は（ステップＳ２２２；ＹＥＳ）、逆時間ワープ変換規則適用部２０２によって、時間ワープ変換係数Ｙ_０，Ｙ_１，…Ｙ_Ｎ−１に対して逆非時間ワープ変換規則が施されフレーム信号ＳＯ_ｍに逆変換される（ステップＳ２２３）。一方、変換規則選択情報が“非時間ワープ変換規則”を示すものである場合は（ステップＳ２２２；ＮＯ）、逆非時間ワープ変換規則適用部２２３によって、非時間ワープ変換係数Ｗ_０，Ｗ_１，…Ｗ_Ｎ−１に対して逆非時間ワープ変換規則が施されフレーム信号ＳＯ_ｍに逆変換される（ステップＳ２２４）。

以上説明した信号符号化装置３１１及び信号復号化装置３１２によれば、フレーム信号Ｓ_ｍの局所化度合いに応じて適切な変換規則が適用され、符号化効率がより一層向上する。併せて、適用される変換規則が信号符号化装置３１１から信号復号化装置３１２に効率的に伝えられ、復号化処理が円滑に為される。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、第２実施形態にかかる信号符号化装置３０１と第３実施形態にかかる信号符号化装置３１１との構成要素を組み合わせた構成を採ることもできる。図１９は、このような場合の本発明の変形例を示す信号符号化装置３２１の構成を示すブロック図である。

同図に示す信号符号化装置３２１においては、フレーム信号Ｓ_ｍが変換規則選択部１３１に入力され、変換規則選択部１３１においてフレーム信号Ｓ_ｍに対する変換規則が決定される。変換規則選択部１３１によって“時間ワープ変換規則”が選択された場合は、ワープパラメータ選択部１１１によって時間ワープパラメータａが更に選択され、時間ワープ変換規則適用部１０２に出力される。

このような信号符号化装置３２１の信号符号化に関する動作は、図２０に示すように、第３実施形態で詳述した処理と共通するステップを複数含む。具体的には、図２０のステップＳ１３１〜Ｓ１３２、ステップＳ１３４〜Ｓ１３５、及びステップＳ１３７〜Ｓ１３８は、それぞれ、図１７のステップＳ１２１〜Ｓ１２２、ステップＳ１２３〜Ｓ１２４、及びステップＳ１２６〜Ｓ１２７の処理と同一である。ステップＳ１３３では、フレーム信号Ｓ_ｍに対する変換規則として時間ワープ変換規則が選択された場合に、ワープパラメータ選択部１１１によって時間ワープパラメータａが選択される。ステップＳ１３６においては、変換係数符号化部１０５によって変換係数が符号化される際には、変換規則選択情報及び時間ワープパラメータも併せて符号化され、符号化系列に含められる。なお、符号化系列に含められる時間ワープパラメータａは変換規則選択情報を兼ねるようにしてもよい。例えば、時間ワープパラメータを“０”とすれば、非時間ワープ処理が選択されていることと等価となるので、時間ワープパラメータａを変換規則選択情報に代用することができる。

同様に、第２実施形態にかかる信号復号化装置３０２と第３実施形態にかかる信号復号化装置３１２との構成要素を組み合わせた構成を採ることもできる。図２１は、このような場合の本発明の変形例を示す信号復号化装置３２２の構成を示すブロック図である。

同図に示す信号復号化装置３２２においては、変換係数に変換規則選択情報及び時間ワープパラメータａが付加された符号化系列を受信し、この符号化系列は符号化系列復号部２３１はこの符号化系列を復号化して、変換規則選択情報及び時間ワープパラメータａを取得する。得られた変換規則選択情報に応じて、符号化系列復号部２３１は、変換係数を逆時間ワープ変換規則適用部２０２又は逆非時間ワープ変換規則適用部２２３に出力する。また、符号化系列復号部２３１は、時間ワープパラメータａを逆時間ワープ変換規則適用部２０２に引き渡す。

このような信号復号化装置３２２の信号復号化に関する動作は、図２２に示すように、第３実施形態で詳述した処理と共通するステップを複数含む。具体的には、図２２のステップＳ２３２、ステップＳ２３４、及びステップＳ２３５〜Ｓ２３６は、それぞれ、図１８のステップＳ２２２、ステップＳ２２４、及びステップＳ２２５〜Ｓ２２６の処理と同一である。ステップＳ２３１では、符号化系列が符号化系列復号部２３１によって復号化され、変換係数、変換規則選択情報、及び時間ワープパラメータａが取得される（ステップＳ２３１）。取得された変換規則選択情報が“時間ワープ変換規則”である場合は（ステップＳ２３２；ＹＥＳ）、符号化系列復号部２３１から逆時間ワープ変換規則適用部２０２に時間ワープ変換係数及び時間ワープパラメータａが渡され、逆時間ワープ変換規則適用部２０２によって時間ワープ変換係数がフレーム信号ＳＯ_ｍに逆変換される（ステップＳ２３３）。

また、第２実施形態における信号符号化装置３０１のワープパラメータ選択部１１１は、実際の符号化処理における雑音電力に基づいて時間ワープパラメータを選択するように動作してもよい。このように構成すれば、フレーム信号Ｓ_ｍの符号化において雑音電力のより小さい時間ワープ変換規則を簡易に選択させることができる。図２３は、このような場合の本発明の別の変形例を示す信号符号化装置３３１の構成を示すブロック図である。同図に示すように、信号符号化装置３３１のワープパラメータ選択部１１１は、ワープパラメータ管理部１２１と雑音電力評価部１２２と雑音電力算出部１２３と逆時間ワープ変換規則適用部１２４と変換係数復号部１２５とから構成されている。

ワープパラメータ管理部１２１は、予め複数の時間ワープパラメータａを保持しており、それらの複数の時間ワープパラメータａから１つを選択して時間ワープ変換規則適用部１０２に通知する。これに対して、選択された時間ワープパラメータａによる時間ワープ変換規則が適用された時間ワープ変換係数が変換係数符号化部１０５によって符号化され、符号化系列は変換係数符号化部１０５から変換係数復号部１２５にも出力される。一方、この符号化系列は、符号化系列出力部１０６において保持される。変換係数復号部１２５は、符号化系列から時間ワープ変換係数を復号して逆時間ワープ変換規則適用部１２４に出力する。さらに、逆時間ワープ変換規則適用部１２４は、時間ワープ変換係数に逆時間ワープ変換規則を施してフレーム信号ＳＯ_ｍを取得し雑音電力算出部１２３に送出し、雑音電力算出部１２３は、逆時間ワープ変換規則適用部１２４から出力されたフレーム信号ＳＯ_ｍともとのフレーム信号Ｓ_ｍとを用いて、フレーム信号ＳＯ_ｍにおける雑音電力を算出し雑音電力評価部１２２に送出する。そして、雑音電力評価部１２２は、ワープパラメータ管理部１２１が選択した時間ワープパラメータａと雑音電力とを関連づけて保持する。その後、ワープパラメータ管理部１２１は、複数の時間ワープパラメータａから別の１つを選択して、上述した処理と同様の処理を繰り返し、雑音電力評価部１２２が、別の時間ワープパラメータａに関する雑音電力と既に保持されている雑音電力とを比較することで、雑音電力がより小さい時間ワープパラメータａとそれに対応する雑音電力とを関連づけて保持する。このような雑音電力の計算及び比較処理は、ワープパラメータ管理部１２１に保持されている全ての時間ワープパラメータａについて繰り返された後、最終的に雑音電力評価部１２２に保持されている時間ワープパラメータａがワープパラメータ管理部１２１に通知される。

さらに、ワープパラメータ管理部１２１は、最終的に保持している時間ワープパラメータａを符号化して得られる時間ワープパラメータ符号化系列を符号化系列出力部１０６に出力し、符号化系列出力部１０６において、時間ワープパラメータ符号化系列に対応する時間ワープ変換係数が選択され、時間ワープパラメータ符号化系列とともに外部に出力される。なお、上述した雑音電力算出部１２３における雑音電力の算出は、フレーム信号ＳＯ_ｍを対象に行われていたが、時間ワープ変換係数を対象に行われても良い。

また、第３実施形態における信号符号化装置３１１の変換規則選択部１３１は、実際の符号化処理における雑音電力に基づいてフレーム信号Ｓ_ｍに対する変換規則を選択するように動作してもよい。このように構成すれば、フレーム信号Ｓ_ｍの符号化において雑音電力のより小さい変換規則を簡易に選択させることができる。図２４は、このような場合の本発明の別の変形例を示す信号符号化装置３４１の構成を示すブロック図である。同図に示すように、信号符号化装置３４１の変換規則選択部１３１は、変換規則管理部１４５と雑音電力評価部１４４と雑音電力算出部１４３と逆時間ワープ変換規則適用部１４２と変換係数復号部１４１とから構成されている。

変換規則管理部１２１は、非時間ワープ変換規則又は時間ワープ変換規則のいずれか選択し、選択した変換規則に従ってフレーム信号Ｓ_ｍを非時間ワープ変換規則適用部１３２又は時間ワープ変換規則適用部１０２のいずれかに出力させる。例えば、変換規則管理部１２１によって非時間ワープ変換規則が選択された場合、変換係数符号化部１０５において非時間ワープ変換係数が符号化され、符号化系列は変換係数符号化部１０５から変換係数復号部１４１にも出力される。一方、この符号化系列は、符号化系列出力部１０６において保持される。その後、上述した信号符号化装置３３１における処理と同様にして、雑音電力算出部１４３は、逆時間ワープ変換規則適用部１４２から出力されたフレーム信号ＳＯ_ｍともとのフレーム信号Ｓ_ｍとを用いて、フレーム信号ＳＯ_ｍにおける雑音電力を算出し雑音電力評価部１４４に送出する。そして、雑音電力評価部１４４は、この雑音電力を非時間ワープ変換規則に対応する雑音電力として保持する。さらに、変換規則管理部１４５は、変換規則として時間ワープ変換規則を選択して、上述した処理と同様の処理を繰り返し、雑音電力評価部１４４が、非時間ワープ変換規則に関する雑音電力と時間ワープ変換規則に関する雑音電力を比較し、変換規則管理部１４５に対してより小さい雑音電力の変換規則を通知する。

そして、変換規則管理部１４５は、変換規則管理部１４５から通知された変換規則に関する変換規則選択情報を符号化して得られる変換規則選択情報符号化系列を、符号化系列出力部１０６に出力し、符号化系列出力部１０６において、変換規則選択情報符号化系列に対応する変換係数が選択され、変換規則選択情報符号化系列とともに外部に出力される。なお、上述した雑音電力算出部１４３における雑音電力の算出は、フレーム信号Ｓ_ｍを対象に行われていたが、時間ワープ変換係数を対象に行われても良い。

また、上記信号符号化装置３４１は、信号符号化装置３２１と同様にして、信号符号化装置３３１と組み合わせた構成を採ることも可能である。

本発明の第１実施形態にかかる信号符号化装置の構成を示すブロック図である。 図１の時間ワープ適用部の構成を示すブロック図である。 非時間ワープ変換規則と時間ワープ変換規則との間の時間領域におけるサンプル点の位置関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態にかかる信号復号化装置の構成を示すブロック図である。 図４の逆時間ワープ適用部の構成を示すブロック図である。 図１の信号符号化装置の動作を示すフローチャートである。 図４の信号復号化装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態にかかる信号符号化装置の構成を示すブロック図である。 図８におけるワープパラメータ選択部の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態にかかる信号復号化装置の構成を示すブロック図である。 図８の信号符号化装置の動作を示すフローチャートである。 図１０の信号復号化装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態にかかる信号符号化装置の構成を示すブロック図である。 図１３の信号符号化装置の変形例の構成を示すブロック図である。 図１３の変換規則選択部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態にかかる信号復号化装置の構成を示すブロック図である。 図１３の信号符号化装置の動作を示すフローチャートである。 図１６の信号復号化装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の変形例を示す信号符号化装置の構成を示すブロック図である。 図１９の信号符号化装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の変形例を示す信号復号化装置の構成を示すブロック図である。 図２１の信号復号化装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の別の変形例を示す信号符号化装置の構成を示すブロック図である。 本発明の別の変形例を示す信号符号化装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，３０１，３１１，３２１，３３１，３４１…信号符号化装置、２，３０２，３１２，３２２…信号復号化装置、１０１…フレーム分割部、１０２…時間ワープ変換規則適用部、１０３…非時間ワープ変換規則適用部、１０４…時間ワープ適用部、１０５…変換係数符号化部、１０６…符号化系列出力部、１０７…順序反転処理部、１０８，２０５…オールパスフィルタネットワーク、１０８ｂ，２０５ａ…オールパスフィルタ部、２０１，２１１，２２１，２３１…符号化系列復号部、２０２…逆時間ワープ変換規則適用部、２０３…逆時間ワープ適用部、２０４…逆非時間ワープ変換規則適用部。

Claims (10)

1. サンプリングされたデジタル信号が入力されて前記デジタル信号を所定のサンプル数のフレーム信号に分割するフレーム分割手段と、
   前記フレーム信号を時間領域と周波数領域との間で変換する際に、前記フレーム信号の時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則を施して時間ワープ変換係数を生成する時間ワープ変換規則適用手段と、
   前記時間ワープ変換係数を符号化して符号化系列を出力する符号化手段と、
   前記符号化系列を外部に出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とする信号符号化装置。
2. 前記符号化手段は、前記時間ワープ変換係数に併せて、前記時間ワープ変換規則適用手段の変換規則における不均一度を示す変換パラメータを符号化する、
   ことを特徴とする請求項１記載の信号符号化装置。
3. 前記時間ワープ変換規則適用手段は、
   前記フレーム信号を時間領域と周波数領域との間で変換する際に、前記フレーム信号に対して時間領域におけるサンプリング間隔が均一な変換規則を施して非時間ワープ変換係数を生成する変換規則適用手段と、
   前記非時間ワープ変換係数を、前記時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則が施された変換係数である時間ワープ変換係数に変換する時間ワープ適用手段と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の信号符号化装置。
4. 前記時間ワープ適用手段は、
   前記非時間ワープ変換係数の入力順序を反転する順序反転部と、
   前記順序反転部の後段に設けられ、前記順序反転部からの入力を順次通過させる複数のオールパスフィルタを含むオールパスフィルタネットワークと、
   を有することを特徴とする請求項３記載の信号符号化装置。
   
5. 時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則が適用された符号化系列を入力して、前記符号化系列を復号化することによって時間ワープ変換係数を得る復号化手段と、
   前記時間ワープ変換係数を時間領域と周波数領域との間で逆変換する際に、所定の逆変換規則を用いて時間領域におけるサンプリング間隔が均一なフレーム信号に逆変換して出力する逆時間ワープ変換規則適用手段と、
   を備えることを特徴とする信号復号化装置。
6. 前記復号化手段は、前記符号化系列に含まれる前記変換規則における不均一度を示す変換パラメータを更に復号化することを特徴とする請求項５記載の信号復号化装置。
7. 前記逆時間ワープ変換規則適用手段は、
   前記時間ワープ変換係数を、前記時間領域におけるサンプリング間隔が均一な変換規則が施された変換係数である非時間ワープ変換係数に変換する逆時間ワープ適用手段と、
   前記非時間ワープ変換係数を時間領域と周波数領域との間で逆変換する際に、前記時間領域におけるサンプリング間隔が均一な逆変換規則を施してフレーム信号を生成する逆非時間ワープ変換規則適用手段と、
   を有することを特徴とする請求項５又は６記載の信号復号化装置。
8. 前記逆時間ワープ適用手段は、前記時間ワープ変換係数によって出力に重みづけがされた複数のオールパスフィルタが直列的に設けられたオールパスフィルタネットワークを含むことを特徴とする請求項７に記載の信号復号化装置。
9. フレーム分割手段が、サンプリングされたデジタル信号が入力されて前記デジタル信号を所定のサンプル数のフレーム信号に分割するフレーム分割ステップと、
   時間ワープ変換規則適用手段が、前記フレーム信号を時間領域と周波数領域との間で変換する際に、前記フレーム信号の時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則を施して時間ワープ変換係数を生成する時間ワープ変換規則適用ステップと、
   符号化手段が、前記時間ワープ変換係数を符号化して符号化系列を出力する符号化ステップ手段と、
   出力手段が、前記符号化系列を外部に出力する出力ステップと、
   を備えることを特徴とする信号符号化方法。
10. 復号化手段が、時間領域におけるサンプリング間隔が不均一な変換規則が適用された符号化系列を入力して、前記符号化系列を復号化することによって時間ワープ変換係数を得る復号化ステップと、
    逆時間ワープ変換規則適用手段が、前記時間ワープ変換係数を時間領域と周波数領域との間で逆変換する際に、所定の逆変換規則を用いて時間領域におけるサンプリング間隔が均一なフレーム信号に逆変換して出力する逆時間ワープ変換規則適用ステップと、
    を備えることを特徴とする信号復号化方法。

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