JP2009139505A - Coding method, decoding method, device using method, program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対数近似圧伸PCMなどの圧伸された信号列の符号化方法、復号化方法、これらの方法を用いた装置、プログラム、記録媒体に関する。 The present invention relates to an encoding method and decoding method for a signal sequence that has been decompressed, such as logarithmic approximate companding PCM, and an apparatus, program, and recording medium using these methods.
音声、画像などの情報を圧縮する方法として歪の無い可逆の符号化が知られている。波形をそのまま線形PCM信号として記録した場合には各種の圧縮符号化が考案されている(非特許文献1)。
一方、電話の長距離伝送やVoIP用の音声伝送には、振幅をそのままの数値とする線形PCMではなく、振幅を対数に近似させた対数近似圧伸PCM(非特許文献2)などが使われている。
On the other hand, for long-distance transmission of telephones and voice transmission for VoIP, logarithmic approximate companding PCM (Non-patent Document 2) in which the amplitude is approximated to a logarithm is used instead of the linear PCM with the amplitude as it is. ing.
一般の電話に代わってVoIPシステムが普及してくると、VoIP用の音声伝送のために求められる伝送容量は増大する。たとえば、非特許文献2のITU−T G.711の場合であれば、1回線に対して64kbit/s×2の伝送容量が必要だが、回線数が増えれば求められる伝送容量も増大する。したがって、対数近似圧伸PCMなどの圧伸された信号列を圧縮符号化する技術(符号量を低減できる技術)が求められる。圧伸とは、元の信号列の大小関係を番号系列で示すことを意味している。また、元の信号列の大小関係を示す番号系列とは、大小関係を維持したまま、あるいは大小関係を反転して、均等間隔に付された数である。図1は、第2信号列の振幅の例を示す図である。横軸は線形PCMの場合の値であり、縦軸は対数近似圧伸PCMの場合の対応する値である。図2は、8ビットのμ則の具体的な形式を示す図である。正負を示す1ビット(極性)、指数を示す3ビット(指数部)、線形符号での増分(傾き)を示す4ビット(線形部)から構成されている。この形式の対数近似圧伸PCMの場合、−127から127までの数値を表現できる。これは、線形PCMの−8158から8158までに相当する(図1)。 When a VoIP system becomes widespread instead of a general telephone, the transmission capacity required for voice transmission for VoIP increases. For example, ITU-T G. In the case of 711, a transmission capacity of 64 kbit / s × 2 is required for one line, but the required transmission capacity increases as the number of lines increases. Accordingly, there is a need for a technique (a technique that can reduce the amount of code) that compresses and encodes a stretched signal sequence such as logarithmic approximate companding PCM. The companding means that the magnitude relationship of the original signal sequence is indicated by a number series. The number series indicating the magnitude relation of the original signal sequence is a number given at equal intervals while maintaining the magnitude relation or inverting the magnitude relation. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the amplitude of the second signal sequence. The horizontal axis is a value in the case of linear PCM, and the vertical axis is a corresponding value in the case of logarithmic approximate companding PCM. FIG. 2 is a diagram showing a specific form of the 8-bit μ-rule. It consists of 1 bit (polarity) indicating positive / negative, 3 bits (exponent part) indicating exponent, and 4 bits (linear part) indicating increment (slope) with a linear sign. In the case of this type of logarithmic approximate companding PCM, numerical values from −127 to 127 can be expressed. This corresponds to linear PCM from -8158 to 8158 (FIG. 1).
対数近似圧伸PCMなどの圧伸された信号列(以下、「第2信号列」という)を圧縮符号化する技術として、以下のような符号化装置と復号化装置が考えられる。図3に、第2信号列を符号化する符号化装置の機能構成例を示す。また、図4に、この符号化装置の処理フロー例を示す。符号化装置800は、線形予測部810、量子化部820、予測値算出部830、減算部840、係数符号化部850、残差符号化部860を備える。さらに、符号化装置800への入力信号列がフレーム単位に分割されていない場合は、符号化装置800は、フレーム分割部870も備えている。フレーム分割部870は、入力信号列をフレーム単位に分割した第2信号列X={x(1),x(2),…,x(N)}を出力する。なお、Nは1フレームのサンプル数である。
The following encoding apparatus and decoding apparatus are conceivable as techniques for compressing and encoding a companded signal sequence such as logarithmic approximate companding PCM (hereinafter referred to as “second signal sequence”). FIG. 3 shows a functional configuration example of an encoding device that encodes the second signal sequence. FIG. 4 shows an example of the processing flow of this encoding apparatus. The encoding apparatus 800 includes a
符号化装置800に、フレーム単位に分割された第2信号列Xが入力されると、線形予測部810は、フレーム単位に分割された第2信号列Xから線形予測係数K={k(1),k(2),…,k(P)}を求める(S810)。なお、Pは予測次数である。量子化部820は、線形予測係数Kを量子化して量子化線形予測係数K’={k’(1),k’(2),…,k’(P)}を求める(S820)。予測値算出部830は、第2信号列Xと量子化線形予測係数K’を用いて、次式のように第2予測値列Y={y(1),y(2),…,y(N)}を求める(S830)。
図5に、第2信号列に復号化する復号化装置の機能構成例を示す。また、図6に、この復号化装置の処理フロー例を示す。復号化装置900は、残差復号化部910、係数復号化部920、予測値算出部930、加算部940を備える。残差復号化部910は、予測残差符号Ceと復号化して予測残差列Eを求める(S910)。係数復号化部920は、予測係数符号Ckを復号化して量子化線形予測係数K’を求める(S920)。予測値算出部930は、復号化された第2信号列Xと量子化線形予測係数K’を用いて、次式のように第2予測値列Yを求める(S930)。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、圧伸された信号列に対して高い符号化効率を実現し、符号量を削減することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to realize high coding efficiency and reduce the amount of codes with respect to a companded signal sequence.
本発明の符号化方法は、元の信号列の大小関係を示す番号系列(以下、「第2信号列」という)を符号化する符号化方法であって、線形予測ステップ、量子化ステップ、算出用対応変換候補出力ステップ、予測値算出ステップ、減算ステップ、係数符号化ステップ、残差符号化ステップ、最適選定ステップを有する。なお、「元の信号列の大小関係を示す番号系列」とは、大小関係を維持したまま、あるいは大小関係を反転して、均等間隔に付された数である。例えば、1,2,3,…でもよいし、2,4,6,…のようにしてもよい。 The encoding method of the present invention is an encoding method for encoding a number sequence (hereinafter referred to as “second signal sequence”) indicating the magnitude relationship of the original signal sequence, and includes a linear prediction step, a quantization step, and a calculation. A corresponding conversion candidate output step, a predicted value calculation step, a subtraction step, a coefficient encoding step, a residual encoding step, and an optimum selection step. The “number sequence indicating the magnitude relationship of the original signal sequence” is a number given at equal intervals while maintaining the magnitude relationship or by inverting the magnitude relationship. For example, 1, 2, 3,..., 2, 4, 6,.
線形予測ステップは、第2信号列を用いて、線形予測係数を求める。量子化ステップは、線形予測係数を量子化して量子化線形予測係数を求める。算出用対応変換候補出力ステップは、元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理である算出用対応変換の候補を、あらかじめ定めた手順で出力する。なお、「元の信号列と線形な関係に近づける処理」には、元の信号列と線形な関係の信号列にする処理は含まない。予測値算出ステップは、算出用対応変換の候補ごとに、第2信号列と量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める。減算ステップは、算出用対応変換の候補ごとに、第2信号列と第2予測値列との差を求め、予測残差列を求める。係数符号化ステップは、量子化線形予測係数を符号化し、予測係数符号を出力する。残差符号化ステップは、予測残差列を符号化し、予測残差符号を出力する。最適選定ステップは、あらかじめ定めた条件を満たすまで実行された繰返しの間に算出用対応変換候補出力ステップが出力した複数の算出用対応変換の候補の中から、予測残差列から求めた符号量の推定値を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換を特定する処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差列を出力する。なお、予測残差列の各信号の絶対値の和や、各信号の2乗の和などを求めることにより符号量を推定できる。または、最適選定ステップは、あらかじめ定めた条件を満たすまで実行された繰返しの間に算出用対応変換候補出力ステップが出力した複数の算出用対応変換の候補の中から、予測係数符号と予測残差符号を合わせた符号量を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換を特定する処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差符号を出力する。 In the linear prediction step, a linear prediction coefficient is obtained using the second signal sequence. In the quantization step, the linear prediction coefficient is quantized to obtain a quantized linear prediction coefficient. The calculation correspondence conversion candidate output step outputs a calculation correspondence conversion candidate, which is a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence, according to a predetermined procedure. It should be noted that “a process for bringing a linear relationship with an original signal sequence” does not include a process for making a signal sequence with a linear relationship with the original signal sequence. The predicted value calculation step obtains a second predicted value sequence obtained by compressing the amplitude of the predicted value sequence using the second signal sequence and the quantized linear prediction coefficient for each candidate for conversion for calculation. In the subtracting step, a difference between the second signal sequence and the second predicted value sequence is obtained for each candidate for conversion for calculation, and a predicted residual sequence is obtained. The coefficient encoding step encodes the quantized linear prediction coefficient and outputs a prediction coefficient code. The residual encoding step encodes the prediction residual sequence and outputs a prediction residual code. The optimal selection step includes a code amount obtained from a prediction residual sequence from among a plurality of calculation corresponding conversion candidates output by the calculation corresponding conversion candidate output step during iterations executed until a predetermined condition is satisfied. The calculation corresponding conversion for minimizing the estimated value is selected, and processing information for specifying the selected calculation corresponding conversion and a prediction residual sequence when using the calculation corresponding conversion are output. Note that the code amount can be estimated by obtaining the sum of absolute values of each signal of the prediction residual sequence, the sum of squares of each signal, and the like. Alternatively, the optimal selection step may include a prediction coefficient code and a prediction residual from among a plurality of calculation corresponding conversion candidates output by the calculation corresponding conversion candidate output step that are executed until a predetermined condition is satisfied. The calculation correspondence conversion that minimizes the code amount combined with the code is selected, and the processing information for specifying the selected calculation correspondence conversion and the prediction residual code when using the calculation correspondence conversion are output.
また、予測値算出ステップは、算出用線形対応サブステップ、算出サブステップ、第2予測サブステップを有する。算出用線形対応サブステップは、第2信号列を、算出用対応変換の候補を用いて算出用信号列に変換する。算出サブステップは、算出用信号列と量子化線形予測係数を用いて予測値列を求める。第2予測サブステップは、算出用線形対応サブステップの逆の処理によって、予測値列の振幅を圧縮して第2予測値列を求める。 The predicted value calculation step includes a calculation linear correspondence substep, a calculation substep, and a second prediction substep. The calculation linear correspondence sub-step converts the second signal sequence into a calculation signal sequence using a calculation correspondence conversion candidate. In the calculation sub-step, a predicted value sequence is obtained using the calculation signal sequence and the quantized linear prediction coefficient. In the second prediction sub-step, the second predicted value sequence is obtained by compressing the amplitude of the predicted value sequence by the reverse process of the calculation linear correspondence sub-step.
算出用対応変換の候補をあらかじめ定めた手順で決める方法として、例えば、算出用対応変換候補出力ステップは、元の信号列を線形な関係に近づける可逆な処理を、あらかじめ定めた複数の算出用対応変換の候補の中から1つずつ選ぶ方法がある。この場合、最適選定ステップのあらかじめ定めた条件を満たすまで実行された繰返しとは、全ての算出用対応変換の候補が選ばれたことである。したがって、最適選定ステップは、複数の算出用対応変換の候補の中から、予測残差列から求めた符号量の推定値を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換の処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差列を出力すればよい。あるいは、最適選定ステップは、複数の算出用対応変換の候補の中から、予測係数符号と予測残差符号を合わせた符号量を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換の処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差符号を出力すればよい。つまり、どのような方法を用いるかに関わらず、最終的に符号量が最小になる算出用対応変換を求めればよく、その算出用対応変換を特定する情報を出力できればよい。 As a method for determining candidates for conversion corresponding to calculation in a predetermined procedure, for example, the calculation conversion conversion candidate output step includes a plurality of predetermined calculation correspondences corresponding to a reversible process that brings the original signal sequence closer to a linear relationship. There is a method of selecting one by one from conversion candidates. In this case, the repetition that is executed until the predetermined condition of the optimum selection step is satisfied means that all the candidates for conversion for calculation are selected. Therefore, the optimum selection step selects a calculation correspondence conversion that minimizes the estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence from a plurality of calculation correspondence conversion candidates, and selects the selected calculation correspondence conversion. What is necessary is just to output the prediction residual sequence when the processing information and the corresponding conversion for calculation are used. Alternatively, the optimal selection step selects a calculation conversion conversion that minimizes the code amount of the prediction coefficient code and the prediction residual code from among a plurality of calculation conversion conversion candidates, and the selected calculation conversion conversion And the prediction residual code when the corresponding conversion for calculation is used. That is, regardless of what method is used, it is only necessary to obtain a calculation correspondence conversion that finally minimizes the code amount, and it is only necessary to output information specifying the calculation correspondence conversion.
また、算出用対応変換候補出力ステップで出力する算出用対応変換の候補は、第2信号列と、元の信号列と線形な信号列との重みつき加算とすればよい。この場合には、処理情報を、重みつき加算の重み情報とすればよい。
なお、線形予測ステップは、分析用線形対応サブステップと分析係数サブステップとを有してもよい。この場合、分析用線形対応サブステップは、第2信号列を、元の信号列と線形な関係に近づける処理によって分析用信号列に変換する。分析係数サブステップは、分析用信号列を線形予測分析して線形予測係数を求める。
The calculation correspondence conversion candidate output in the calculation correspondence conversion candidate output step may be a weighted addition of the second signal sequence, the original signal sequence, and the linear signal sequence. In this case, the processing information may be weighted information for weighted addition.
Note that the linear prediction step may include an analysis linear correspondence substep and an analysis coefficient substep. In this case, the analysis linear correspondence sub-step converts the second signal sequence into an analysis signal sequence by a process of bringing the second signal sequence closer to a linear relationship with the original signal sequence. In the analysis coefficient sub-step, a linear prediction coefficient is obtained by performing linear prediction analysis on the signal sequence for analysis.
本発明の復号化方法は、元の信号列の大小関係を示す番号系列(以下、「第2信号列」という)に復号化する方法であって、残差復号化ステップ、係数復号化ステップ、予測値算出ステップ、加算ステップを有する。残差復号化ステップは、予測残差符号から予測残差列を求める。係数復号化ステップは、予測係数符号から量子化線形予測係数を求める。予測値算出ステップは、第2信号列を元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理を特定するための処理情報と、復号化された第2信号列と、量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める。加算ステップは、第2予測値列と予測残差列とを加算して第2信号列を求める。予測値算出ステップは、復号線形対応サブステップ、復号予測サブステップ、第2復号サブステップを有する。復号線形対応サブステップは、復号化された第2信号列を、処理情報によって特定された元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理によって、算出用信号列に変換する。復号予測サブステップは、算出用信号列と量子化線形予測係数を用いて予測値列を求める。第2復号サブステップは、復号線形対応サブステップの逆の処理によって、予測値列の振幅を圧縮して第2予測値列を求める。 The decoding method of the present invention is a method of decoding into a number sequence (hereinafter referred to as “second signal sequence”) indicating the magnitude relationship of the original signal sequence, including a residual decoding step, a coefficient decoding step, It has a predicted value calculation step and an addition step. In the residual decoding step, a prediction residual sequence is obtained from the prediction residual code. In the coefficient decoding step, a quantized linear prediction coefficient is obtained from the prediction coefficient code. The predicted value calculation step uses processing information for specifying a reversible process for bringing the second signal sequence closer to a linear relationship with the original signal sequence, the decoded second signal sequence, and the quantized linear prediction coefficient. Thus, a second predicted value sequence in which the amplitude of the predicted value sequence is compressed is obtained. The adding step adds the second predicted value sequence and the predicted residual sequence to obtain a second signal sequence. The predicted value calculation step includes a decoded linear correspondence substep, a decoded prediction substep, and a second decoding substep. The decoding linear correspondence sub-step converts the decoded second signal sequence into a calculation signal sequence by a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence specified by the processing information. In the decoding prediction sub-step, a prediction value sequence is obtained using the calculation signal sequence and the quantized linear prediction coefficient. The second decoding sub-step obtains the second predicted value sequence by compressing the amplitude of the predicted value sequence by the reverse process of the decoding linear correspondence sub-step.
また、復号線形対応サブステップの処理は、第2信号列と、元の信号列と線形な信号列との重みつき加算とすればよい。この場合、処理情報は、重みつき加算の重み情報とすればよい。 The decoding linear correspondence sub-step process may be a weighted addition of the second signal sequence, the original signal sequence, and the linear signal sequence. In this case, the processing information may be weight information for weighted addition.
一般的に、線形な信号列は効率よく予測できる。しかし、線形な信号列は、もともと振幅を表すためのビット数が多くなるので符号量も多くなってしまう。一方、圧伸された信号列をそのまま数値とみなせば、振幅を表すためのビット数を少なくできる。しかし、波形自体が不自然になってしまうので、予測効率が悪くなる。本発明の符号化方法と復号化方法によれば、予測値列の算出(予測値算出ステップ)に用いる信号列として、第2信号列よりも元の信号列と線形な関係に近い信号列の中で符号化効率のよい信号列を探索して用いるので、予測残差列から求めた符号量の推定値を小さくでき、符号化の効率を高めることができる。また、その結果として符号量を少なくできる。 In general, a linear signal sequence can be predicted efficiently. However, since the linear signal sequence originally has a large number of bits for representing the amplitude, the code amount also increases. On the other hand, if the companded signal sequence is regarded as a numerical value as it is, the number of bits for representing the amplitude can be reduced. However, since the waveform itself becomes unnatural, prediction efficiency deteriorates. According to the encoding method and the decoding method of the present invention, a signal sequence used for calculation of a predicted value sequence (predicted value calculation step) is a signal sequence closer to a linear relationship with the original signal sequence than the second signal sequence. Since a signal sequence having good coding efficiency is searched for and used, the estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence can be reduced, and the coding efficiency can be increased. As a result, the code amount can be reduced.
以下では、説明の重複を避けるため同じ機能を有する構成部や同じ処理を行う処理ステップには同一の番号を付与し、説明を省略する。
[第1実施形態]
図7に、第1実施形態の圧伸された信号列(第2信号列)を符号化する符号化装置の機能構成例を示す。また、図8に、この符号化装置の処理フロー例を示す。符号化装置100は、符号化装置800(図3)と予測値算出部130、算出用対応変換候補出力部170、最適選定部180が異なる。その他の構成は同じである。
Below, in order to avoid duplication of description, the same number is given to the structural part which has the same function, and the process step which performs the same process, and description is abbreviate | omitted.
[First Embodiment]
FIG. 7 illustrates a functional configuration example of an encoding device that encodes the deflated signal sequence (second signal sequence) according to the first embodiment. FIG. 8 shows an example of the processing flow of this encoding apparatus. The
算出用対応変換候補出力部170は、第2信号列X={x(1),x(2),…,x(N)}を、元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理である算出用対応変換の候補F()を、あらかじめ定めた手順で出力する(S170)。算出用対応変換の候補をあらかじめ定めた手順で決める方法として、例えば、元の信号列を線形な関係に近づける可逆な処理を、あらかじめ定めた複数の算出用対応変換の候補の中から1つずつ選ぶ方法がある。あるいは、予測残差列から求めた符号量の推定値が減る方向に算出用対応変換の候補F()を調整していく方法などがある。なお、予測残差列の各信号の絶対値の和や、各信号の2乗の和などを求めることにより、予測残差列から符号量を推定できる。
The calculation corresponding conversion
予測値算出部130は、算出用線形対応手段131、算出手段132、第2予測手段133を有する。算出用線形対応手段131は、第2信号列Xを、算出用対応変換の候補F()によって、算出用信号列F(X)に変換する(S131)。算出手段132は、算出用信号列F(X)と量子化線形予測係数K’を用いて、次式のように予測値列F(Y)={F(y(1)),F(y(2)),…,F(y(N))}を求める(S132)。
なお、圧伸とは、元の信号列の大小関係を番号系列で示すことを意味している。また、元の信号列の大小関係を示す番号系列とは、大小関係を維持したまま、あるいは大小関係を反転して、均等間隔に付された数である。非特許文献2(G.711)には、A則やμ則の場合の具体例が表で示されている(非特許文献2のTable 1a〜2b)。A則の場合もμ則の場合も、非特許文献2の表の第6列に「8ビットの形式(図2参照)」、第7列に「元の信号の量子化値」、第8列に「元の信号の大小関係を示す番号」が示されている。「8ビットの形式」は、0と1とを反転させるなどのビット形式を決めるルールに従って定められている。これを、ビット形式を決めるルールに従って数値に戻したものが、「元の信号の大小関係を示す番号」である。非特許文献2の「元の信号の大小関係を示す番号」が、本発明の第2信号列の1つのサンプル値に相当する。また、非特許文献2の「元の信号の量子化値」が、元の信号列と線形な関係の信号列の1つのサンプル値に相当する。例えば、μ則の“11101111”という8ビットは、元の信号の大小関係を示す番号は16であり、元の信号の量子化値は33である。また、μ則の“10001111”という8ビットは、元の信号の大小関係を示す番号は112であり、元の信号の量子化値は4191である。
The companding means that the magnitude relationship of the original signal sequence is indicated by a number series. The number series indicating the magnitude relation of the original signal sequence is a number given at equal intervals while maintaining the magnitude relation or inverting the magnitude relation. Non-Patent Document 2 (G.711) shows a specific example in the case of A-law or μ-law in Table (Tables 1a to 2b of Non-Patent Document 2). In the case of the A-law and the μ-law, the sixth column of the table of
符号化装置100は、あらかじめ定めた繰返しの条件を満たすかを確認する(S175)。あらかじめ定めた繰返しの条件は、算出用対応変換の候補を選ぶ手順が、あらかじめ定めた算出用対応変換の候補から順次選ぶ場合には、あらかじめ定めた算出用対応変換の候補の全てに対してステップS170、S130、S840が終了したときとすればよい。また、算出用対応変換の候補を選ぶ手順が、予測残差列から求めた符号量の推定値が減る方向に算出用対応変換の候補F()を調整していく場合には、予測誤差が閾値以下となったときとすればよい。
The
ステップS175が条件を満たさない場合には、ステップS170に戻り、算出用対応変換候補出力部170が、あらかじめ定めた手順で次の算出用対応変換の候補F()を出力する。ステップS175が条件を満たす場合には、最適選定部180は、繰返し処理の間にステップS170(算出用対応変換候補出力ステップ)が出力した複数の算出用対応変換の候補の中から、予測残差列から求めた符号量の推定値を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換を特定する処理情報Mと当該算出用対応変換F()を用いた時の予測残差列Eを出力する(S180)。残差符号化部860は、最適選定部180が出力した予測残差列Eを符号化する(S860)。
If step S175 does not satisfy the condition, the process returns to step S170, and the calculation correspondence conversion
図9に、第1実施形態の第2信号列に復号化する復号化装置の機能構成例を示す。また、図10に、この復号化装置の処理フロー例を示す。復号化装置300は、予測残差符号Ce、予測係数符号Ck、処理情報Mを入力とし、第2信号列Xを出力とする。復号化装置300は、復号化装置900(図5)と予測値算出部330が異なり、その他の構成は同じである。予測値算出部330は、復号線形対応手段331、復号予測手段332、第2復号手段333を有する。復号線形対応手段331は、復号化された第2信号列Xを、処理情報Mによって特定された元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理F()によって、算出用信号列F(X)に変換する(S331)。復号予測手段332は、算出用信号列F(X)と量子化線形予測係数K’を用いて、次式のように予測値列F(Y)を求める(S332)。
符号化装置100のステップS131(算出用線形対応サブステップ)、復号化装置300のステップS331(復号線形対応サブステップ)で行われる「第2信号列Xを、元の信号列と線形な関係に近づける処理(算出用対応変換)F()」とは、圧伸された信号列と元の信号列と線形な関係の信号列との中間的な信号列にする処理であり、元の信号列と線形な関係の信号列にする処理は含まない。具体的には、以下のような処理である。線形な関係とは、元の信号列の1つのサンプル値の振幅をsとするときに、
|1−H(αs)/αH(s)|≒0
ただし、αは任意の実数
を満足する関数H()によって変換された信号列を意味している。なお、この式では離散化に伴う誤差は無視している。第2信号列の1つのサンプル値の振幅xと元の信号列の1つのサンプル値の振幅sとの関係がx=G(s)の場合は、任意のαに対しては
|1−G(αs)/αG(s)|≒0
を満足しない。「線形な関係に近づける処理(算出用対応変換)」とは、この処理を関数F()とすると、任意のαに対して、
|1−F(αx)/αF(x)|<|1−G(αs)/αG(s)|
となり、かつ、すべてのαに対しては
|1−F(αx)/αF(x)|≒0
は満足しない。たとえば、第2信号列の振幅xと元の信号列の振幅sと線形な信号列との重みつき加算(たとえば、gを重みとしてx+gs)を行う処理がある。また、算出用対応変換F()は符号化装置と復号化装置とで同じにする必要がある。上記の重み付加算の方法の場合、重みgまたは重みgを示す符号を処理情報Mとすれば、処理情報Mによって算出用対応変換F()が特定できる。したがって、符号化装置と復号化装置とで同じ処理が行えるし、逆の処理F−1()も容易に実行できる。
“The second signal sequence X is linearly related to the original signal sequence, which is performed in step S131 (calculation linear correspondence substep) of the
| 1-H (αs) / αH (s) | ≈0
Here, α means a signal sequence converted by a function H () satisfying an arbitrary real number. In this equation, errors due to discretization are ignored. When the relationship between the amplitude x of one sample value of the second signal sequence and the amplitude s of one sample value of the original signal sequence is x = G (s), for any α, | 1-G (Αs) / αG (s) | ≈0
Not satisfied. “Processing that approximates a linear relationship (corresponding conversion for calculation)” is a function F ().
| 1-F (αx) / αF (x) | <| 1-G (αs) / αG (s) |
And for all αs, | 1-F (αx) / αF (x) | ≈0
Is not satisfied. For example, there is a process of performing weighted addition (for example, x + gs with g as a weight) between the amplitude x of the second signal sequence, the amplitude s of the original signal sequence, and the linear signal sequence. Also, the calculation corresponding transform F () needs to be the same in the encoding device and the decoding device. In the case of the above weighted addition method, if the weight g or a code indicating the weight g is the processing information M, the calculation corresponding conversion F () can be specified by the processing information M. Therefore, the same processing can be performed by the encoding device and the decoding device, and the reverse processing F −1 () can be easily executed.
本実施形態の符号化装置と復号化装置によれば、予測値列の算出(予測値算出ステップ)に用いる信号列として、第2信号列よりも元の信号列と線形な関係に近い信号列の中で符号化効率のよい信号列を探索して用いる。したがって、予測残差列から求めた符号量の推定値を小さくでき、符号化の効率を高めることができる。また、その結果として符号量を少なくできる。 According to the encoding device and the decoding device of the present embodiment, a signal sequence that is closer to a linear relationship with the original signal sequence than the second signal sequence, as a signal sequence used for calculation of a predicted value sequence (predicted value calculation step). Among them, a signal sequence with good coding efficiency is searched and used. Therefore, the estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence can be reduced, and the encoding efficiency can be increased. As a result, the code amount can be reduced.
[変形例]
図11に、第1実施形態変形例の第2信号列を符号化する符号化装置の機能構成例を示す。また、図12に、この符号化装置の処理フロー例を示す。符号化装置200は、符号化装置100(図7)と線形予測部210が異なる。その他の構成は同じである。線形予測部210は、分析用線形対応手段211と分析係数手段212とを有する。分析用線形対応手段211は、第2信号列Xを、元の信号列と線形な関係に近づける処理F’()によって分析用信号列F’(X)に変換する(S211)。分析係数手段212は、分析用信号列F’(X)を線形予測分析して線形予測係数Kを求める(S212)。処理F’()は線形予測係数Kを求めるために行う処理であり、その結果は線形予測係数Kに反映されるので、復号化装置には必要がなく、可逆である必要もない。したがって、適宜変更してもよい。
[Modification]
FIG. 11 illustrates a functional configuration example of an encoding device that encodes the second signal sequence according to the modification of the first embodiment. FIG. 12 shows an example of the processing flow of this encoding apparatus. The encoding device 200 is different from the encoding device 100 (FIG. 7) in the linear prediction unit 210. Other configurations are the same. The linear prediction unit 210 includes an analysis
本変形例の符号化装置によれば、圧伸された信号列を線形に近づけた上で線形予測係数を求めるので、さらに予測残差列から求めた符号量の推定値を小さくでき、符号化の効率を高めることができる。また、その結果として符号量を少なくできる。 According to the encoding device of the present modification, the linear prediction coefficient is obtained after making the expanded signal sequence close to linear, so that the estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence can be further reduced. Can increase the efficiency. As a result, the code amount can be reduced.
[第2実施形態]
図13に、第2実施形態の第2信号列を符号化する符号化装置の機能構成例を示す。また、図14に、この符号化装置の処理フロー例を示す。符号化装置400は、符号化装置100(図7)と算出用対応変換候補出力部470、最適選定部480が異なる。その他の構成は同じである。
[Second Embodiment]
FIG. 13 illustrates a functional configuration example of an encoding device that encodes the second signal sequence according to the second embodiment. FIG. 14 shows an example of the processing flow of this encoding apparatus. The encoding apparatus 400 is different from the encoding apparatus 100 (FIG. 7) in the calculation corresponding conversion
算出用対応変換候補出力部470は、第2信号列X={x(1),x(2),…,x(N)}を、元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理である算出用対応変換の候補F()を、あらかじめ定めた手順で出力する(S470)。算出用対応変換の候補をあらかじめ定めた手順で決める方法として、例えば、元の信号列を線形な関係に近づける可逆な処理を、あらかじめ定めた複数の算出用対応変換の候補の中から1つずつ選ぶ方法がある。あるいは、予測係数符号と予測残差符号を合わせた符号量が減る方向に算出用対応変換の候補F()を調整していく方法などがある。
The calculation corresponding conversion
符号化装置400は、あらかじめ定めた繰返しの条件を満たすかを確認する(S475)。あらかじめ定めた繰返しの条件は、算出用対応変換の候補を選ぶ手順が、あらかじめ定めた算出用対応変換の候補から順次選ぶ場合には、あらかじめ定めた算出用対応変換の候補の全てに対してステップS470、S130、S840、S850、S860が終了したときとすればよい。また、算出用対応変換の候補を選ぶ手順が、予測係数符号と予測残差符号を合わせた符号量が減る方向に算出用対応変換の候補F()を調整していく場合には、符号量が閾値以下となったときとすればよい。 The encoding apparatus 400 confirms whether a predetermined repetition condition is satisfied (S475). If the procedure for selecting candidates for conversion for calculation is selected sequentially from predetermined candidates for conversion for calculation, the predetermined repetition condition is a step for all of the candidates for conversion corresponding to calculation. What is necessary is just to complete | finish S470, S130, S840, S850, and S860. In addition, when the procedure for selecting the candidate for conversion for calculation adjusts the candidate for conversion for calculation F () in a direction in which the code amount of the prediction coefficient code and the prediction residual code is reduced, the code amount May be when becomes less than or equal to the threshold.
ステップS475が条件を満たさない場合には、ステップS470に戻り、算出用対応変換候補出力部470が、あらかじめ定めた手順で次の算出用対応変換の候補F()を出力する。ステップS475が、条件を満たす場合には、最適選定部480は、繰返し処理の間にステップS470(算出用対応変換候補出力ステップ)が出力した複数の算出用対応変換の候補の中から、符号量を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換を特定する処理情報Mと当該算出用対応変換F()を用いた時の予測残差符号Ceを出力する(S480)。なお、ステップS480の処理に予測残差符号Ceだけでなく予測係数符号Ckも用いてもよいし、予測残差符号Ceのみを用いてもよい。
If step S475 does not satisfy the condition, the process returns to step S470, and the calculation correspondence conversion
第2実施形態の復号化装置は、第1実施形態(図9)と同じである。
第2実施形態の符号化装置と復号化装置によれば、第1実施形態と同じように、予測値列の算出(予測値算出ステップ)に用いる信号列として、第2信号列よりも元の信号列と線形な関係に近い信号列の中で符号化効率のよい信号列を探索して用いる。したがって、予測残差列から求めた符号量の推定値を小さくでき、符号化の効率を高めることができる。また、その結果として符号量を少なくできる。
The decoding device of the second embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 9).
According to the encoding device and the decoding device of the second embodiment, as in the first embodiment, the signal sequence used for calculation of the predicted value sequence (predicted value calculation step) is more original than the second signal sequence. A signal sequence having good coding efficiency is searched for and used in a signal sequence having a linear relationship with the signal sequence. Therefore, the estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence can be reduced, and the encoding efficiency can be increased. As a result, the code amount can be reduced.
[変形例]
図15に、第2実施形態変形例の第2信号列を符号化する符号化装置の機能構成例を示す。また、図16に、この符号化装置の処理フロー例を示す。符号化装置500は、符号化装置400(図13)と線形予測部210が異なる。その他の構成は同じである。線形予測部210は、分析用線形対応手段211と分析係数手段212とを有する。分析用線形対応手段211は、第2信号列Xを、元の信号列と線形な関係に近づける処理F’()によって分析用信号列F’(X)に変換する(S211)。分析係数手段212は、分析用信号列F’(X)を線形予測分析して線形予測係数Kを求める(S212)。処理F’()は線形予測係数Kを求めるために行う処理であり、その結果は線形予測係数Kに反映されるので、復号化装置には必要がなく、可逆である必要もない。したがって、適宜変更してもよい。
[Modification]
FIG. 15 illustrates a functional configuration example of an encoding device that encodes the second signal sequence according to the modification of the second embodiment. FIG. 16 shows an example of the processing flow of this encoding apparatus. The encoding apparatus 500 is different from the encoding apparatus 400 (FIG. 13) in the linear prediction unit 210. Other configurations are the same. The linear prediction unit 210 includes an analysis
本変形例の符号化装置によれば、圧伸された信号列を線形に近づけた上で線形予測係数を求めるので、さらに予測残差列から求めた符号量の推定値を小さくでき、符号化の効率を高めることができる。また、その結果として符号量を少なくできる。
第1実施形態、第2実施形態に示したように、いくつかの方法で符号量を最小にする算出用対応変換を求めることができる。本発明の効果は、どのような方法で符号量を最小にする算出用対応変換を求めるかには関係ない。
According to the encoding device of the present modification, the linear prediction coefficient is obtained after making the expanded signal sequence close to linear, so that the estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence can be further reduced. Can increase the efficiency. As a result, the code amount can be reduced.
As shown in the first embodiment and the second embodiment, the corresponding conversion for calculation that minimizes the code amount can be obtained by several methods. The effect of the present invention is irrelevant to the method for obtaining the corresponding conversion for calculation that minimizes the code amount.
[具体例]
図17に、線形な関係に近づける処理F()として第2信号列Xと元の信号列と線形な信号列S={s(1),s(2),…,s(N)}との重みつき加算(gを重みとしてX+gS)を行った場合の8ビットのμ則の形式(図2)の例を示す。なお、図17では極性が正の場合のみを示している。また、μ則の指数部(セグメント)と線形部(レベル)は、一般的な感覚とは“1”と“0”とが反転しており、μ則では“11111111”が正の最小の数値を示し、“10000000”が正の最大の数値を示すことに注意されたい。図中の「元の信号の大小関係を示す番号」の列が、非特許文献2(G.711)のμ則の具体例を示す表(Table 2a)の第8列に相当し、「元の信号の量子化値」の列が第7列に相当する。図17(A)は指数部(セグメント)が“111”の例を示しており、レベルが1増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はg、元の信号の量子化値は2増えている。図17(B)は指数部(セグメント)が“110” の例を示しており、レベルが1増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はg、元の信号の量子化値は4増えている。図17(C)は指数部(セグメント)が“001” の例を示しており、レベルが1増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はg、元の信号の量子化値は128増えている。図17(D)は指数部(セグメント)が“000” の例を示しており、レベルが1増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はg、元の信号の量子化値は256増えている。なお、中間数値とは、処理F()を行った後の値を指している。第2信号列Xと元の信号列の振幅と線形な信号列Sとの重みつき加算(gを重みとしてX+gS)によって、線形な関係に近づけることができる(重み付加算の結果、線形特性と圧伸特性の中間状態となる)。
[Concrete example]
In FIG. 17, as processing F () that approximates a linear relationship, the second signal sequence X, the original signal sequence, and the linear signal sequence S = {s (1), s (2),..., S (N)} An example of an 8-bit μ-law format (FIG. 2) in the case of performing weighted addition (X + gS with g as a weight) is shown. FIG. 17 shows only the case where the polarity is positive. In addition, in the exponent part (segment) and linear part (level) of the μ rule, “1” and “0” are reversed from the general sense, and “11111111” is the smallest positive value in the μ rule. Note that “10000000” indicates the maximum positive number. The column “number indicating the magnitude relationship of the original signal” in the figure corresponds to the eighth column of the table (Table 2a) showing a specific example of the μ rule of Non-Patent Document 2 (G.711). The column of “quantized values of the signal” corresponds to the seventh column. FIG. 17A shows an example in which the exponent part (segment) is “111”. As the level increases by 1, the number indicating the magnitude relationship of the original signal is g, and the quantized value of the original signal is 2 is increasing. FIG. 17B shows an example in which the exponent (segment) is “110”. Each time the level increases by 1, the number indicating the magnitude relationship of the original signal is g, and the quantized value of the original signal is 4 is increasing. FIG. 17C shows an example in which the exponent part (segment) is “001”. As the level increases by 1, the number indicating the magnitude relationship of the original signal is g, and the quantized value of the original signal is 128. is increasing. FIG. 17D shows an example in which the exponent part (segment) is “000”. As the level increases by 1, the number indicating the magnitude relationship of the original signal is g, and the quantized value of the original signal is 256. is increasing. The intermediate numerical value indicates a value after performing the processing F (). A weighted addition (X + gS with g as a weight) between the amplitude of the second signal sequence X and the original signal sequence and the linear signal sequence S can be approximated (the weighted addition results in the linear characteristics Intermediate state of drawing properties).
算出用対応変換候補出力部170、470があらかじめ複数の算出用対応変換の候補を定めておく場合であれば、何種類かの重みgを定めておけばよい。これらの重みgを定める方法としては、学習データを用意しておき、学習データに適した重みgを求める方法がある。これらの重みgは、クラスタリングで設計することができる。図18は、学習データを用いて、2つの重みg1、g2を求める処理フロー例である。
If the calculation correspondence conversion
初期値として、重みg1、g2を用意しておく。学習データの全フレームに対して、フレームごとに、それぞれの重みを用いた算出用対応変換F()を使って符号化し、符号量を比較する(S1010)。重みg1の方が、符号量が少なかった全てのフレームに対して、最適な重みとなるように重みg1を計算し、新しい重みg1とする(S1020)。計算の方法としては、例えば、重みg1を微小に増減させて、全体の符号量が減る方向に動かし、収束させる方法がある。重みg2の方が、符号量が少なかった全てのフレームに対して、最適な重みとなるように重みg2を計算し、新しい重みg2とする(S1030)。あらかじめ定めた繰返し条件を満たすかを確認する(S1040)。なお、あらかじめ定めた条件とは、例えば繰返しの回数である。条件を満たさない場合はステップS1010に戻り、条件を満たす場合には処理を終了する。この処理で求められた重みg1、g2によって特定される算出用対応変換F()が、算出用対応変換候補出力部170、470があらかじめ定めておく算出用対応変換の候補である。
Weights g 1 and g 2 are prepared as initial values. All frames of the learning data are encoded for each frame using the calculation corresponding conversion F () using the respective weights, and the code amounts are compared (S1010). The weight g 1 is calculated so that the weight g 1 becomes an optimum weight for all frames having a smaller code amount, and is set as a new weight g 1 (S1020). As a calculation method, for example, there is a method in which the weight g 1 is slightly increased / decreased and moved in a direction in which the entire code amount is decreased to be converged. The weight g 2 is calculated so that the weight g 2 becomes an optimum weight for all frames having a smaller code amount, and is set as a new weight g 2 (S1030). It is checked whether a predetermined repetition condition is satisfied (S1040). The predetermined condition is, for example, the number of repetitions. If the condition is not satisfied, the process returns to step S1010. If the condition is satisfied, the process ends. The calculation correspondence conversion F () specified by the weights g 1 and g 2 obtained in this process is a calculation correspondence conversion candidate that the calculation correspondence conversion
図19に、コンピュータの機能構成例を示す。本発明の符号化方法、復号化方法は、コンピュータ2000の記録部2020に、本発明の各構成部としてコンピュータ2000を動作させるプログラムを読み込ませ、制御部2010、入力部2030、出力部2040などを動作させることで、コンピュータに実行させることができる。また、コンピュータに読み込ませる方法としては、プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録しておき、記録媒体からコンピュータに読み込ませる方法、サーバ等に記録されたプログラムを、電気通信回線等を通じてコンピュータに読み込ませる方法などがある。
FIG. 19 shows a functional configuration example of a computer. In the encoding method and decoding method of the present invention, the
100、200、400、500、800 符号化装置
130、830 予測値算出部 131 算出用線形対応手段
132 算出手段 133 第2予測手段
170、470 算出用対応変換候補出力部 180 最適選定部
210、810線形予測部 211 分析用線形対応手段
212 分析係数手段 300、900 復号化装置
330、930 予測値算出部 331 復号線形対応手段
332 復号予測手段 333 第2復号手段
480 最適選定部 820 量子化部
840 減算部 850 係数符号化部
860 残差符号化部 870 フレーム分割部
910 残差復号化部 920 係数復号化部
940 加算部
100, 200, 400, 500, 800
Claims (20)
前記第2信号列を用いて、線形予測係数を求める線形予測ステップと、
前記線形予測係数を量子化して量子化線形予測係数を求める量子化ステップと、
前記第2信号列と前記量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出ステップと、
前記第2信号列と前記第2予測値列との差を求め、予測残差列を求める減算ステップと、
前記量子化線形予測係数を符号化する係数符号化ステップと、
前記予測残差列を符号化する残差符号化ステップと
を有し、
予測値算出ステップは、
あらかじめ元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理である算出用対応変換の候補を複数用意しておき、
前記第2信号列を算出用対応変換の候補によって変換して算出用信号列を求め、
前記算出用対応変換の候補の中から符号量または符号量の推定値が最小になる算出用対応変換を求め、
前記の符号量または符号量の推定値が最小になる算出用対応変換を特定する情報も出力する
ことを特徴とする符号化方法。 An encoding method for encoding a number sequence (hereinafter referred to as “second signal sequence”) indicating the magnitude relationship of the original signal sequence,
A linear prediction step for obtaining a linear prediction coefficient using the second signal sequence;
A quantization step of quantizing the linear prediction coefficient to obtain a quantized linear prediction coefficient;
Using the second signal sequence and the quantized linear prediction coefficient, a predicted value calculating step for obtaining a second predicted value sequence in which the amplitude of the predicted value sequence is compressed;
A subtraction step of obtaining a difference between the second signal sequence and the second predicted value sequence and obtaining a prediction residual sequence;
A coefficient encoding step for encoding the quantized linear prediction coefficient;
A residual encoding step for encoding the prediction residual sequence;
The predicted value calculation step
Prepare in advance multiple candidates for conversion for calculation, which is a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence,
A signal sequence for calculation is obtained by converting the second signal sequence with a candidate for conversion for calculation,
From the candidates for the corresponding conversion for calculation, the code amount or the calculation corresponding conversion that minimizes the estimated value of the code amount is obtained,
An encoding method characterized by outputting information for identifying a corresponding conversion for calculation that minimizes the code amount or the estimated value of the code amount.
前記第2信号列を用いて、線形予測係数を求める線形予測ステップと、
前記線形予測係数を量子化して量子化線形予測係数を求める量子化ステップと、
元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理である算出用対応変換の候補を、あらかじめ定めた手順で出力する算出用対応変換候補出力ステップと、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記第2信号列と前記量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出ステップと、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記第2信号列と前記第2予測値列との差を求め、予測残差列を求める減算ステップと、
あらかじめ定めた条件を満たすまで実行された繰返しの間に前記算出用対応変換候補出力ステップが出力した複数の算出用対応変換の候補の中から、前記予測残差列から求めた符号量の推定値を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換を特定する処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差列を出力する最適選定ステップと、
前記量子化線形予測係数を符号化し、予測係数符号を出力する係数符号化ステップと、
前記予測残差列を符号化し、予測残差符号を出力する残差符号化ステップと、
を有し、
前記予測値算出ステップは、
前記第2信号列を、算出用対応変換の候補を用いて算出用信号列に変換する算出用線形対応サブステップと、
前記算出用信号列と前記量子化線形予測係数を用いて予測値列を求める算出サブステップと、
前記算出用線形対応サブステップの逆の処理によって、前記予測値列の振幅を圧縮して第2予測値列を求める第2予測サブステップと、
を有する符号化方法。 An encoding method for encoding a number sequence (hereinafter referred to as “second signal sequence”) indicating the magnitude relationship of the original signal sequence,
A linear prediction step for obtaining a linear prediction coefficient using the second signal sequence;
A quantization step of quantizing the linear prediction coefficient to obtain a quantized linear prediction coefficient;
A calculation correspondence conversion candidate output step for outputting a calculation correspondence conversion candidate, which is a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence, in a predetermined procedure;
A predicted value calculating step for obtaining a second predicted value sequence in which the amplitude of the predicted value sequence is compressed using the second signal sequence and the quantized linear prediction coefficient for each candidate for conversion for calculation;
A subtraction step for obtaining a difference between the second signal sequence and the second predicted value sequence for each candidate for conversion for calculation, and obtaining a prediction residual sequence;
An estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence from among a plurality of calculation corresponding conversion candidates output by the calculation corresponding conversion candidate output step during iterations executed until a predetermined condition is satisfied. An optimal selection step of selecting a corresponding conversion for calculation that minimizes the processing information for specifying the selected conversion correspondence for calculation and a prediction residual sequence when using the corresponding conversion for calculation;
A coefficient encoding step of encoding the quantized linear prediction coefficient and outputting a prediction coefficient code;
A residual encoding step of encoding the prediction residual sequence and outputting a prediction residual code;
Have
The predicted value calculation step includes:
A linear correspondence sub-step for calculation for converting the second signal sequence into a signal sequence for calculation using a candidate for conversion for calculation;
A calculation sub-step for obtaining a predicted value sequence using the calculation signal sequence and the quantized linear prediction coefficient;
A second prediction substep for obtaining a second predicted value sequence by compressing the amplitude of the predicted value sequence by the reverse process of the linear correspondence substep for calculation;
An encoding method comprising:
前記算出用対応変換候補出力ステップは、前記元の信号列を線形な関係に近づける可逆な処理を、あらかじめ定めた複数の算出用対応変換候補の中から1つずつ出力し、
前記最適選定ステップは、前記複数の算出用対応変換候補の中から、前記予測残差列から求めた符号量の推定値を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換の処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差列を出力する
ことを特徴とする符号化方法。 An encoding method according to claim 2, wherein
The calculation corresponding conversion candidate output step outputs a reversible process of bringing the original signal sequence close to a linear relationship one by one from a plurality of predetermined calculation corresponding conversion candidates,
The optimum selecting step selects a calculation corresponding conversion that minimizes an estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence from the plurality of calculation corresponding conversion candidates, and selects the selected calculation corresponding conversion. An encoding method comprising: outputting processing information and a prediction residual sequence when using the corresponding conversion for calculation.
前記第2信号列を用いて、線形予測係数を求める線形予測ステップと、
前記線形予測係数を量子化して量子化線形予測係数を求める量子化ステップと、
前記量子化線形予測係数を符号化し、予測係数符号を出力する係数符号化ステップと、
元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理である算出用対応変換の候補を、あらかじめ定めた手順で出力する算出用対応変換候補出力ステップと、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記第2信号列と前記量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出ステップと、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記第2信号列と前記第2予測値列との差を求め、予測残差列を求める減算ステップと、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記予測残差列を符号化し、予測残差符号を出力する残差符号化ステップと、
あらかじめ定めた条件を満たすまで実行された繰返しの間に前記算出用対応変換候補出力ステップが出力した複数の算出用対応変換の候補の中から、前記予測係数符号と前記予測残差符号を合わせた符号量を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換を特定する処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差符号を出力する最適選定ステップと
を有し、
前記予測値算出ステップは、
前記第2信号列を、前記処理情報によって特定される算出用対応変換の候補を用いて算出用信号列に変換する算出用線形対応サブステップと、
前記算出用信号列と前記量子化線形予測係数を用いて予測値列を求める算出サブステップと、
前記算出用線形対応サブステップの逆の処理によって、前記予測値列の振幅を圧縮して第2予測値列を求める第2予測サブステップと、
を有する符号化方法。 An encoding method for encoding a number sequence (hereinafter referred to as “second signal sequence”) indicating the magnitude relationship of the original signal sequence,
A linear prediction step for obtaining a linear prediction coefficient using the second signal sequence;
A quantization step of quantizing the linear prediction coefficient to obtain a quantized linear prediction coefficient;
A coefficient encoding step of encoding the quantized linear prediction coefficient and outputting a prediction coefficient code;
A calculation correspondence conversion candidate output step for outputting a calculation correspondence conversion candidate, which is a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence, in a predetermined procedure;
A predicted value calculating step for obtaining a second predicted value sequence in which the amplitude of the predicted value sequence is compressed using the second signal sequence and the quantized linear prediction coefficient for each candidate for conversion for calculation;
A subtraction step for obtaining a difference between the second signal sequence and the second predicted value sequence for each candidate for conversion for calculation, and obtaining a prediction residual sequence;
A residual encoding step for encoding the prediction residual sequence and outputting a prediction residual code for each candidate for the corresponding transform for calculation;
The prediction coefficient code and the prediction residual code are combined from among a plurality of calculation corresponding conversion candidates output by the calculation corresponding conversion candidate output step during the repetition executed until a predetermined condition is satisfied. An optimum selection step for selecting a corresponding conversion for calculation that minimizes the amount of code and specifying the selected corresponding conversion for calculation and outputting a prediction residual code when using the corresponding conversion for calculation. ,
The predicted value calculation step includes:
A linear correspondence sub-step for calculation that converts the second signal sequence into a signal sequence for calculation using a candidate for conversion correspondence for calculation specified by the processing information;
A calculation sub-step for obtaining a predicted value sequence using the calculation signal sequence and the quantized linear prediction coefficient;
A second prediction substep for obtaining a second predicted value sequence by compressing the amplitude of the predicted value sequence by the reverse process of the linear correspondence substep for calculation;
An encoding method comprising:
前記算出用対応変換候補出力ステップは、前記元の信号列を線形な関係に近づける可逆な処理を、あらかじめ定めた複数の算出用対応変換の候補の中から1つずつ出力し、
前記最適選定ステップは、前記複数の算出用対応変換の候補の中から、前記予測係数符号と前記予測残差符号を合わせた符号量を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換の処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差符号を出力する
ことを特徴とする符号化方法。 The encoding method according to claim 4, wherein
The calculation corresponding conversion candidate output step outputs a reversible process for bringing the original signal sequence close to a linear relationship one by one from a plurality of predetermined calculation corresponding conversion candidates,
The optimal selection step selects a calculation corresponding conversion for minimizing a code amount of the prediction coefficient code and the prediction residual code from the plurality of calculation corresponding conversion candidates, and selects the selected calculation conversion A coding method characterized by outputting processing information of correspondence conversion and a prediction residual code when using the corresponding correspondence transformation for calculation.
前記線形予測ステップは、
前記第2信号列を、元の信号列と線形な関係の分析用信号列に変換する分析用線形対応サブステップと、
前記分析用信号列を線形予測分析して線形予測係数を求める分析係数サブステップと
を有することを特徴とする符号化方法。 An encoding method according to any one of claims 1 to 5,
The linear prediction step includes:
An analytical linear corresponding sub-step for converting the second signal sequence into an analytical signal sequence linearly related to the original signal sequence;
An analysis coefficient substep for obtaining a linear prediction coefficient by performing linear prediction analysis on the signal sequence for analysis.
前記線形予測ステップは、
前記第2信号列を、前記元の信号列と線形な関係に近づける処理によって分析用信号列に変換する分析用線形対応サブステップと、
前記分析用信号列を線形予測分析して線形予測係数を求める分析係数サブステップと
を有することを特徴とする符号化方法。 The encoding method according to any one of claims 1 to 6, comprising:
The linear prediction step includes:
An analysis linear correspondence sub-step for converting the second signal sequence into an analysis signal sequence by a process that approximates a linear relationship with the original signal sequence;
An analysis coefficient substep for obtaining a linear prediction coefficient by performing linear prediction analysis on the signal sequence for analysis.
予測残差符号を用いて、予測残差列を求める残差復号化ステップと、
予測係数符号から量子化線形予測係数を求める係数復号化ステップと、
前記第2信号列を前記元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理を特定するための処理情報と、復号化された過去の第2信号列と、前記量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出ステップと、
前記第2予測値列と前記予測残差列とを加算して前記第2信号列を求める加算ステップと
を有し、
前記予測値算出ステップは、
前記過去の第2信号列を、前記処理情報によって特定された前記元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理によって、算出用信号列に変換する復号線形対応サブステップと、
前記算出用信号列と前記量子化線形予測係数を用いて予測値列を求める復号予測サブステップと、
前記復号線形対応サブステップの逆の処理によって、前記予測値列の振幅を圧縮して第2予測値列を求める第2復号サブステップと
を有する復号化方法。 A decoding method for decoding into a number sequence (hereinafter referred to as “second signal sequence”) indicating the magnitude relationship of the original signal sequence,
A residual decoding step for obtaining a prediction residual sequence using the prediction residual code;
A coefficient decoding step for obtaining a quantized linear prediction coefficient from the prediction coefficient code;
Using the processing information for specifying the reversible processing for bringing the second signal sequence closer to the linear relationship with the original signal sequence, the decoded second signal sequence in the past, and the quantized linear prediction coefficient A predicted value calculation step for obtaining a second predicted value sequence obtained by compressing the amplitude of the predicted value sequence;
Adding the second predicted value sequence and the predicted residual sequence to obtain the second signal sequence;
The predicted value calculation step includes:
A decoding linear correspondence sub-step of converting the past second signal sequence into a signal sequence for calculation by a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence specified by the processing information;
A decoding prediction substep for obtaining a prediction value sequence using the signal sequence for calculation and the quantized linear prediction coefficient;
A decoding method comprising: a second decoding substep for obtaining a second predicted value sequence by compressing an amplitude of the predicted value sequence by a reverse process of the decoding linear correspondence substep.
前記第2信号列を用いて、線形予測係数を求める線形予測部と、
前記線形予測係数を量子化して量子化線形予測係数を求める量子化部と、
前記第2信号列と前記量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出部と、
前記第2信号列と前記第2予測値列との差を求め、予測残差列を求める減算部と、
前記量子化線形予測係数を符号化する係数符号化部と、
前記予測残差列を符号化する残差符号化部と
を備え、
予測値算出部は、
あらかじめ元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理である算出用対応変換の候補を複数用意しておき、
前記第2信号列を算出用対応変換の候補によって変換して算出用信号列を求め、
前記算出用対応変換の候補の中から符号量または符号量の推定値が最小になる算出用対応変換を求め、
前記の符号量または符号量の推定値が最小になる算出用対応変換を特定する情報も出力する
ことを特徴とする符号化装置。 An encoding device that encodes a number sequence (hereinafter referred to as a “second signal sequence”) indicating a magnitude relationship of an original signal sequence,
A linear prediction unit for obtaining a linear prediction coefficient using the second signal sequence;
A quantization unit that quantizes the linear prediction coefficient to obtain a quantized linear prediction coefficient;
Using the second signal sequence and the quantized linear prediction coefficient, a predicted value calculation unit for obtaining a second predicted value sequence obtained by compressing the amplitude of the predicted value sequence;
A subtraction unit for obtaining a difference between the second signal sequence and the second predicted value sequence and obtaining a prediction residual sequence;
A coefficient encoding unit for encoding the quantized linear prediction coefficient;
A residual encoding unit that encodes the prediction residual sequence;
The predicted value calculation unit
Prepare in advance multiple candidates for conversion for calculation, which is a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence,
A signal sequence for calculation is obtained by converting the second signal sequence with a candidate for conversion for calculation,
From the candidates for the corresponding conversion for calculation, the code amount or the calculation corresponding conversion that minimizes the estimated value of the code amount is obtained,
The coding apparatus characterized in that it also outputs information for identifying the corresponding conversion for calculation that minimizes the code amount or the estimated value of the code amount.
前記第2信号列を用いて、線形予測係数を求める線形予測部と、
前記線形予測係数を量子化して量子化線形予測係数を求める量子化部と、
元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理である算出用対応変換の候補を、あらかじめ定めた手順で出力する算出用対応変換候補出力部と、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記第2信号列と前記量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出部と、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記第2信号列と前記第2予測値列との差を求め、予測残差列を求める減算部と、
あらかじめ定めた条件を満たすまで実行された繰返しの間に前記算出用対応変換候補出力部が出力した複数の算出用対応変換の候補の中から、前記予測残差列から求めた符号量の推定値を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換を特定する処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差列を出力する最適選定部と、
前記量子化線形予測係数を符号化し、予測係数符号を出力する係数符号化部と、
前記予測残差列を符号化し、予測残差符号を出力する残差符号化部と、
を備え、
前記予測値算出部は、
前記第2信号列を、算出用対応変換の候補を用いて算出用信号列に変換する算出用線形対応手段と、
前記算出用信号列と前記量子化線形予測係数を用いて予測値列を求める算出手段と、
前記算出用線形対応手段の逆の処理によって、前記予測値列の振幅を圧縮して第2予測値列を求める第2予測手段と、
を有する符号化装置。 An encoding device that encodes a number sequence (hereinafter referred to as a “second signal sequence”) indicating a magnitude relationship of an original signal sequence,
A linear prediction unit for obtaining a linear prediction coefficient using the second signal sequence;
A quantization unit that quantizes the linear prediction coefficient to obtain a quantized linear prediction coefficient;
A calculation correspondence conversion candidate output unit that outputs a calculation correspondence conversion candidate, which is a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence, in a predetermined procedure;
A predicted value calculation unit that obtains a second predicted value sequence in which the amplitude of the predicted value sequence is compressed using the second signal sequence and the quantized linear prediction coefficient for each candidate for conversion for calculation;
A subtraction unit that obtains a difference between the second signal sequence and the second predicted value sequence and obtains a prediction residual sequence for each candidate for conversion for calculation;
An estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence from among a plurality of calculation correspondence conversion candidates output by the calculation correspondence conversion candidate output unit during iterations executed until a predetermined condition is satisfied. An optimal selection unit that selects a corresponding conversion for calculation that minimizes and outputs processing information that identifies the selected corresponding conversion for calculation and a prediction residual sequence when using the corresponding conversion for calculation;
A coefficient encoding unit that encodes the quantized linear prediction coefficient and outputs a prediction coefficient code;
A residual encoding unit that encodes the prediction residual sequence and outputs a prediction residual code;
With
The predicted value calculation unit
A linear correspondence unit for calculation for converting the second signal sequence into a signal sequence for calculation using a candidate for conversion for calculation;
Calculating means for obtaining a predicted value sequence using the calculation signal sequence and the quantized linear prediction coefficient;
Second prediction means for obtaining a second predicted value sequence by compressing the amplitude of the predicted value sequence by the reverse process of the calculating linear correspondence means;
An encoding device.
前記算出用対応変換候補出力部は、前記元の信号列を線形な関係に近づける可逆な処理を、あらかじめ定めた複数の算出用対応変換の候補の中から1つずつ出力し、
前記最適選定部は、前記複数の算出用対応変換の候補の中から、前記予測残差列から求めた符号量の推定値を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換の処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差列を出力する
ことを特徴とする符号化装置。 The encoding device according to claim 10, comprising:
The calculation corresponding conversion candidate output unit outputs a reversible process of bringing the original signal sequence close to a linear relationship one by one from a plurality of predetermined calculation corresponding conversion candidates,
The optimum selection unit selects a calculation correspondence conversion that minimizes an estimated value of the code amount obtained from the prediction residual sequence from the plurality of calculation correspondence conversion candidates, and selects the calculation correspondence conversion selected. And a prediction residual sequence when using the corresponding conversion for calculation.
前記第2信号列を用いて、線形予測係数を求める線形予測部と、
前記線形予測係数を量子化して量子化線形予測係数を求める量子化部と、
前記量子化線形予測係数を符号化し、予測係数符号を出力する係数符号化部と、
元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理である算出用対応変換の候補を、あらかじめ定めた手順で出力する算出用対応変換候補出力部と、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記第2信号列と前記量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出部と、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記第2信号列と前記第2予測値列との差を求め、予測残差列を求める減算部と、
前記算出用対応変換の候補ごとに、前記予測残差列を符号化し、予測残差符号を出力する残差符号化部と、
あらかじめ定めた条件を満たすまで実行された繰返しの間に前記算出用対応変換候補出力部が出力した複数の算出用対応変換の候補の中から、前記予測係数符号と前記予測残差符号を合わせた符号量を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換を特定する処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差符号を出力する最適選定部と
を備え、
前記予測値算出部は、
前記第2信号列を、算出用対応変換の候補を用いて算出用信号列に変換する算出用線形対応手段と、
前記算出用信号列と前記量子化線形予測係数を用いて予測値列を求める算出手段と、
前記算出用線形対応手段の逆の処理によって、前記予測値列の振幅を圧縮して第2予測値列を求める第2予測手段と、
を有する符号化装置。 An encoding device that encodes a number sequence (hereinafter referred to as a “second signal sequence”) indicating a magnitude relationship of an original signal sequence,
A linear prediction unit for obtaining a linear prediction coefficient using the second signal sequence;
A quantization unit that quantizes the linear prediction coefficient to obtain a quantized linear prediction coefficient;
A coefficient encoding unit that encodes the quantized linear prediction coefficient and outputs a prediction coefficient code;
A calculation correspondence conversion candidate output unit that outputs a calculation correspondence conversion candidate, which is a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence, in a predetermined procedure;
A predicted value calculation unit that obtains a second predicted value sequence in which the amplitude of the predicted value sequence is compressed using the second signal sequence and the quantized linear prediction coefficient for each candidate for conversion for calculation;
A subtraction unit that obtains a difference between the second signal sequence and the second predicted value sequence and obtains a prediction residual sequence for each candidate for conversion for calculation;
A residual encoding unit that encodes the prediction residual sequence and outputs a prediction residual code for each candidate for the corresponding transform for calculation;
The prediction coefficient code and the prediction residual code are combined from among a plurality of calculation correspondence conversion candidates output by the calculation correspondence conversion candidate output unit during iterations executed until a predetermined condition is satisfied. A calculation corresponding conversion for minimizing the code amount, processing information for specifying the selected calculation corresponding conversion, and an optimum selection unit that outputs a prediction residual code when using the calculation corresponding conversion, and
The predicted value calculation unit
A linear correspondence unit for calculation for converting the second signal sequence into a signal sequence for calculation using a candidate for conversion for calculation;
Calculating means for obtaining a predicted value sequence using the calculation signal sequence and the quantized linear prediction coefficient;
Second prediction means for obtaining a second predicted value sequence by compressing the amplitude of the predicted value sequence by the reverse process of the calculating linear correspondence means;
An encoding device.
前記算出用対応変換候補出力部は、前記元の信号列を線形な関係に近づける可逆な処理を、あらかじめ定めた複数の算出用対応変換の候補の中から1つずつ出力し、
前記最適選定部は、前記複数の算出用対応変換の候補の中から、前記予測係数符号と前記予測残差符号を合わせた符号量を最小にする算出用対応変換を選び、選ばれた算出用対応変換の処理情報と当該算出用対応変換を用いた時の予測残差符号を出力する
ことを特徴とする符号化装置。 The encoding device according to claim 12, comprising:
The calculation corresponding conversion candidate output unit outputs a reversible process of bringing the original signal sequence close to a linear relationship one by one from a plurality of predetermined calculation corresponding conversion candidates,
The optimum selection unit selects a calculation corresponding conversion that minimizes a code amount of the prediction coefficient code and the prediction residual code from the plurality of calculation corresponding conversion candidates, and is selected. A coding apparatus, characterized in that processing information of correspondence conversion and a prediction residual code when using the corresponding correspondence transformation for calculation are output.
前記線形予測部は、
前記第2信号列を、元の信号列と線形な関係の分析用信号列に変換する分析用線形対応手段と、
前記分析用信号列を線形予測分析して線形予測係数を求める分析係数部と
を有することを特徴とする符号化装置。 The encoding device according to any one of claims 9 to 13,
The linear prediction unit
An analysis linear correspondence means for converting the second signal sequence into an analysis signal sequence linearly related to the original signal sequence;
And an analysis coefficient unit for obtaining a linear prediction coefficient by performing linear prediction analysis on the signal sequence for analysis.
前記線形予測部は、
前記第2信号列を、前記元の信号列と線形な関係に近づける処理によって分析用信号列に変換する分析用線形対応手段と、
前記分析用信号列を線形予測分析して線形予測係数を求める分析係数手段と
を有することを特徴とする符号化装置。 The encoding device according to any one of claims 9 to 14,
The linear prediction unit
An analysis linear correspondence unit that converts the second signal sequence into an analysis signal sequence by a process that approximates a linear relationship with the original signal sequence;
And an analysis coefficient means for obtaining a linear prediction coefficient by performing a linear prediction analysis on the signal sequence for analysis.
予測残差符号を用いて、予測残差列を求める残差復号化部と、
予測係数符号から量子化線形予測係数を求める係数復号化部と、
前記第2信号列を前記元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理を特定するための処理情報と、復号化された過去の第2信号列と、前記量子化線形予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出部と、
前記第2予測値列と前記予測残差列とを加算して前記第2信号列を求める加算部と
を備え、
前記予測値算出部は、
前記過去の第2信号列を、前記処理情報によって特定された前記元の信号列と線形な関係に近づける可逆な処理によって、算出用信号列に変換する復号線形対応手段と、
前記算出用信号列と前記量子化線形予測係数を用いて予測値列を求める復号予測手段と、
前記復号線形対応手段の逆の処理によって、前記予測値列の振幅を圧縮して第2予測値列を求める第2復号手段と
を有する復号化装置。 A decoding device that decodes a number sequence (hereinafter referred to as a “second signal sequence”) indicating a magnitude relationship of an original signal sequence,
A residual decoding unit for obtaining a prediction residual sequence using the prediction residual code;
A coefficient decoding unit for obtaining a quantized linear prediction coefficient from the prediction coefficient code;
Using the processing information for specifying the reversible processing for bringing the second signal sequence closer to the linear relationship with the original signal sequence, the decoded second signal sequence in the past, and the quantized linear prediction coefficient A predicted value calculation unit for obtaining a second predicted value sequence obtained by compressing the amplitude of the predicted value sequence;
An adder that adds the second predicted value sequence and the predicted residual sequence to obtain the second signal sequence;
The predicted value calculation unit
Decoding linear correspondence means for converting the past second signal sequence into a calculation signal sequence by a reversible process that approximates a linear relationship with the original signal sequence specified by the processing information;
Decoding prediction means for obtaining a predicted value sequence using the signal sequence for calculation and the quantized linear prediction coefficient;
And a second decoding unit that obtains a second predicted value sequence by compressing the amplitude of the predicted value sequence by a reverse process of the decoded linear correspondence unit.
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