JP2010191154A - 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの最小量子化インターバルが存在しそれぞれに対して一意の符号語が与えられている符号化方式で符号化された音響信号を高圧縮にロスレス符号化する。
【解決手段】最小量子化インターバルが二つ存在しそれぞれに対して一意の符号語が与えられている符号化方法によって音響信号が符号化された符号語を入力として、複数サンプルの入力符号語により構成されるフレーム毎に、二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語以外が含まれないフレームについて、上記二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を得て、得られた連続回数の系列に対応する符号を出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、信号の符号化技術に関し、より詳しくは、符号化された信号のロスレス符号化技術に関する。

音声周波数信号（voice-frequency signals）に対する符号化（encoding）の国際標準として、ＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector） Ｇ．７１１が存在する（非特許文献１）。ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７１１は、符号化方式として非線形ＰＣＭ（Non-uniform Pulse Code Modulation）を採用しており、非線形量子化方式としてμ則（μ-law）とＡ則（A-law）の二種類を規定している。以下、「音声周波数信号」を音響信号と呼称する。

また、動画（Visual）と音響（Audio）の符号化の国際標準としてISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11が策定したＭＰＥＧ−４が存在し、その第３部が音響ロスレス符号化技術などを規定している（非特許文献２）。

ITU-T Recommendation G.711, "Pulse Code Modulation (PCM) of voice frequencies," ITU-T, 1993. ISO/IEC 14496-3 AMENDMENT 2: Audio Lossless Coding (ALS), new audio profiles and BSAC extensions, 2005.

この明細書に用いる用語は、特に断りの無い限り、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７０１（参考文献１）に準拠する。しかし、これは本発明の適用範囲をＩＴＵ−ＴのＧシリーズ勧告が適用される技術分野に限定する意図ではない。この技術分野以外の技術分野、例えば上記非特許文献２に関わる技術分野に本発明を適用する場合には、この明細書に用いる用語を、（もし在れば）当該技術分野の対応する用語に読み替えればよい。
（参考文献１）ITU-T Recommendation G.701, "Vocabulary of Digital Transmission and Multiplexing, and Pulse Code Modulation (PCM) Terms," ITU-T, 1993.

現在普及している一般電話に代わってＶｏＩＰシステム（Voice over Internet Protocol system）が普及すると、音声伝送のために必要な伝送容量が増大する。例えば、上記非特許文献１に規定されるＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７１１に準拠する場合であれば、１回線につき64kbit/ｓ×２の伝送容量が必要であり、回線数が増えると、音声伝送のために必要な伝送容量も回線数に比例して増大する。従って、高音質をできるだけ維持しつつ伝送容量の削減を考えると、非線形ＰＣＭで符号化された信号を更にロスレス符号化する圧縮符号化技術が必要である。

ところで、時間尺度の観点から、音声信号は無音声区間を含むことがある。電話などの用途では無音声区間がしばしば出現する。無音声区間は、背景雑音などを含むため、信号振幅０（ゼロ）に最も近い量子化値に該当する範囲（量子化インターバル、quantization intervals）の信号振幅を持つサンプルが続くことが多い。以下、「量子化インターバルのうち信号振幅０に最も近い量子化値に対応する量子化インターバル」を最小量子化インターバルと呼称する。上記Ｇ．７１１を例にとると、各量子化インターバルには、８ビットの符号語が割り当てられる。μ則の場合には、信号振幅０（ゼロ）の量子化値を境界値（decision value）とする隣接する二つの最小量子化インターバルが存在する。これら二つの最小量子化インターバルは、それぞれ、信号振幅が正である最小量子化インターバルと信号振幅が負である最小量子化インターバルとに対応するが、共に対応する量子化値は信号振幅０（ゼロ）である。これら二つの最小量子化インターバルには、それぞれに対して一意の符号語（character signal; code word）が定義されており、正の最小量子化インターバルには８ビットの符号語１１１１１１１１が、負の最小量子化インターバルには８ビットの符号語０１１１１１１１が割り当てられる（上記非特許文献１参照）。以下、８ビットの符号語１１１１１１１１を＋０、８ビットの符号語０１１１１１１１を−０と表記する。また、Ａ則の場合には、正の最小量子化インターバルには８ビットの符号語１０００００００が、負の最小量子化インターバルには８ビットの符号語０００００００００が割り当てられる（上記非特許文献１参照）。以下、８ビットの符号語１０００００００を＋１、８ビットの符号語００００００００を−１と表記する。なお、実際の応用では、上記非特許文献１に記載の符号語１０００００００および００００００００の偶数番目のビットを反転させて、それぞれ１１０１０１０１および０１０１０１０１としたものを用いる場合もある。また、Ａ則では、これらの符号語に対応する量子化値は１３ビット符号付き整数表現で＋１と−１である。実際の用途では、通常、１６ビット符号付き整数表現の入力ＰＣＭ信号についてオーバーフローが生じないように符号化する必要があるため、１６ビット符号付き整数表現の入力ＰＣＭ信号について、下位３ビットを省略した上でＡ則の符号化処理を行う。このため、Ａ則の量子化値＋１と−１は１６ビット符号付き整数表現の入力ＰＣＭ信号の＋８、−８に相当する。実際に本発明が適用される状況に応じて、１０００００００と００００００００はそれぞれ１１０１０１０１と０１０１０１０１に、＋１と−１はそれぞれ＋８と−８にそれぞれ読み替えて用いる。

無音声区間の符号化された信号に対する圧縮符号化方法として、例えば上記非特許文献２に示される方法を用いて符号量を低減する方法が考えられる。つまり、複数のサンプルを持つ一つのフレームに含まれる全てのサンプルに対して一種類の符号語や一種類の値が割り当てられている場合に、所定の符号を用いて当該フレームを表現することで符号量を低減する。

一般的なＰＣＭで符号化された信号では、無音声時のような特別な場合に統計的に出現確率が高くなる信号振幅の値を特別に処理することで圧縮性能を改善することが可能である。しかし、μ則やＡ則による非線形ＰＣＭの場合には、どの量子化インターバルに対しても８ビットの符号語が割り当てられるので、上記非特許文献２に開示された方法のみでは、無音声時において統計的に出現確率が高くなる最小量子化インターバルについて十分な圧縮効果を得られない。

本発明は、上記問題に鑑み、二つの最小量子化インターバルが存在し、それぞれに対して一意の符号語が与えられている符号化方式で符号化された音響信号について、高圧縮にロスレス符号化できる技術を提供することを目的とする。

本発明の符号化方法は、最小量子化インターバルが二つ存在しそれぞれに対して一意の符号語が与えられている符号化方法によって音響信号が符号化された符号語を入力として、複数サンプルの入力符号語により構成されるフレーム毎に、二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語以外が含まれないフレームについて、上記二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を得て、得られた連続回数の系列に対応する符号を出力する。

また、本発明の復号方法は、複数の符号語に対応するフレーム毎に、入力された符号に対応する、二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語の連続回数の系列を求め、この連続回数の系列から二種類の符号語の並びを出力符号語列とする。

本発明によれば、二つの最小量子化インターバルが存在しそれぞれに対して一意の符号語が与えられている符号化方式で符号化された音響信号のフレームに、二つの最小量子化インターバルに与えられた二種類の符号語以外が含まれない場合に、上記二種類の符号語が交互に連続する回数の系列に対応する符号を出力することにより、少なくともこのようなフレームについては、符号化された音響信号の高圧縮な可逆圧縮が可能になる。

実施形態に係る符号化装置の機能構成例を示すブロック図。 実施形態に係る符号化処理の処理フローを示す図。 １フレームのサンプル数を１６０とした場合に、連続回数の総和ｖとGolombパラメータｍと縮退Golombパラメータｍ’との関係を示した表。 図３に示される関係を前提として、４ビットの各符号が表す、連続回数の総和ｖと縮退Golombパラメータｍ’とｃの各値を示した表。 実施形態に係る符号化装置の機能構成例において、第２符号化部の機能構成の一例を示したブロック図。 実施形態に係る符号化処理の変形例の処理フローを示す図。 実施形態に係る符号化装置の機能構成例の変形例を示したブロック図。 図７に示す機能構成を持つ符号化装置による符号化処理の処理フローを示す図。 実施形態に係る復号装置の機能構成例を示すブロック図。 実施形態に係る復号処理の処理フローを示す図。 実施形態に係る復号装置の機能構成例において、第２復号部の機能構成の一例を示したブロック図。 実施形態に係る復号処理の変形例の処理フローを示す図。 実施形態に係る復号装置の機能構成例の変形例を示すブロック図。 図１３に示す機能構成を持つ復号装置による復号処理の処理フローを示す図。

各実施形態で扱う信号は、音響信号が何らかの符号化方式に従って符号化された信号とする。但し、この符号化方式は、二つの最小量子化インターバルが存在し、それぞれに対して一意の符号語（character signal; code word）が与えられている符号化方式とする。ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７１１などがその例である。この場合、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７１１はμ則でもＡ則でもよい。以下、説明を具体的なものとするため、符号化方式をＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７１１とし、非線形量子化方式をμ則として説明する。

＜符号化処理＞
次に、図１から図８を参照して、符号化装置１が行う符号化処理の流れを叙述的に説明する。なお、下記実施形態ではＧ．７１１の最小量子化インターバルを表す符号語として＋０、−０を用いているが、実際の応用などでは必要に応じて、＋０、−０を＋１、−１あるいは＋８、−８と読み替えて用いればよい。

［ステップＳｃ０］
符号化装置１のバッファ部３０は、入力されたＧ．７１１の符号語をバッファして、Ｇ．７１１の符号語を複数纏めたフレーム単位で符号語列として出力する。

［ステップＳｃ１］
符号化装置１の判定部１００は、フレーム毎に、符号語列に＋０、−０の二種類以外の符号語が含まれない場合は、当該符号語列を第１符号化部１１０に送る制御を行い、それ以外の場合、すなわち、符号語列に＋０、−０の二種類以外の符号語が含まれる場合は、当該符号語列を第２符号化部１２０に送る制御を行う。また、判定部１００は、第１符号化部１１０に送る制御を行った場合には、第１符号化が選択されたことを表す符号を符号化特定符号として出力し、第２符号化部１２０に送る制御を行った場合には、第２符号化が選択されたことを表す符号を符号化特定符号として出力する。例えば、符号化特定符号を１ビットで表わす場合は、第１符号化が選択されたことを表す符号化特定符号を１、第２符号化が選択されたことを表す符号化特定符号を０とすれば良い。

［ステップＳｃ２］
符号化装置１の第１符号化部１１０は、フレーム毎に、判定部１００から入力された符号語列から、入力された符号語列における二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を得て、この回数の系列を表わす符号を出力する。以下、第１符号化部１１０が出力する符号を「第１の符号」と呼ぶ。なお、第１符号化部１１０に入力される符号語列には、＋０、−０の二種類以外の符号語は含まれない。

第１符号化部１１０は、まず、フレーム毎に、符号語列中の二種類の符号語が交互に連続する回数（以下、単に連続回数とも云う。）の系列を得る。この処理は符号語列の何れの端から行ってもよいし、端から順ではなく予め定めた順に行ってもよいが、以下では簡単のため処理を一方の端から他方の端に向かって順に行う例を示す。以下、処理を開始する端を始端、始端と反対側の端を終端とする。このとき、二種類の符号語のうち一方を連続回数を数え始める基準として採用することができる。また、連続の終了は、フレーム終端を除き、同じ符号語が隣り合う並びとなることで齎される。例えば、符号語“＋０”を連続回数を数え始める基準として採用した場合、フレームの符号語列中の符号語の並びが＋０，−０，＋０，−０，＋０，＋０とすると、連続回数は５である。符号語“−０”を連続回数を数え始める基準として採用した場合、上記の符号語の並びでは、連続回数は４である。全てのフレームについて予め設定された符号語が連続回数を数え始める基準として採用される実施形態が簡便な形態であるが、連続回数を数え始める基準となる符号語をフレーム毎に変更する実施形態や、全フレームのうち少なくとも一つのフレームにおいて一方の符号語を連続回数を数え始める基準と他方の符号語を連続回数を数え始める基準の両方を採用する実施形態も許容される。

第１符号化部１１０は、フレームの先頭から順に二種類の符号語が交互に連続する回数を検出し、連続回数の系列を得る。このとき、フレームの先頭の符号語が連続回数を数え始める基準として採用された符号語Ａである場合、第１符号化部１１０は、後述の「フレーム中で上記基準に採用された符号語Ａが連続する場合」に従って連続回数を求める。例えば符号語“＋０”を上記基準に採用し、フレームの始端部の符号語の並びが＋０，＋０，＋０，−０，＋０，−０，＋０，＋０，・・・である場合、連続回数の系列は、１、５、・・・となる。また、フレームの始端の符号語が連続回数を数え始める基準として採用されなかった符号語Ｂである場合、第１符号化部１１０は、フレーム始端の直前の符号語が上記基準として採用されなかった符号語Ｂであると看做して、後述の「フレーム中で上記基準に採用されなかった符号語Ｂが現われる場合」に従って連続回数を求める。例えば符号語“＋０”を上記基準に採用し、フレームの始端部の符号語の並びが−０，−０，＋０，−０，＋０，−０，＋０，＋０，・・・である場合、連続回数の系列は、０、０、５、・・・となる。

また、第１符号化部１１０は、符号語列の終端の符号語については、その次の符号語がフレーム終端の符号語と異なる符号語であると看做して処理をする。例えば符号語“＋０”を上記基準に採用し、フレームの終端部の符号語の並びが・・・，＋０，＋０，−０，＋０，−０，＋０である場合、連続回数の系列は、・・・、５となり、フレームの終端部の符号語の並びが・・・，＋０，＋０，−０，＋０，−０である場合、連続回数の系列は、・・・、４となる。

また、第１符号化部１１０は、フレーム中で上記基準に採用されなかった符号語Ｂが現われる場合には、当該符号語Ｂが二種類の符号語Ａ，Ｂが交互に連続する符号語の並びの中に現われる場合を除き、当該符号語Ｂの一つにつき連続回数を０とする。但し、連続の終了を齎す当該符号語Ｂの連続については当該符号語Ｂの連続を数えない。これは、（１）フレーム中で上記基準に採用されなかった符号語Ｂは、当該符号語Ｂから連続回数を数え始めることがない、（２）連続の終了は、フレーム終端を除き、同じ符号語が隣り合う並びとなることで齎されるから、連続回数が偶数か奇数かによって連続終了の符号語を決定できる、からである。また、第１符号化部１１０は、フレーム中で上記基準に採用された符号語Ａが連続する場合には、二つの当該符号語Ａの並びにつき連続回数を１とする。但し、連続の終了を齎す当該符号語Ａの連続については、当該符号語Ａの連続を数えない。これは、（１）フレーム中で上記基準に採用された符号語Ａは、当該符号語Ａから連続回数を数え始められる、（２）連続の終了は、フレーム終端を除き、同じ符号語が隣り合う並びとなることで齎されるから、連続回数が偶数か奇数かによって連続終了の符号語を決定できる、からである。例えば、符号語“＋０”を上記基準に採用し、符号語の並びがフレームの始端から−０，−０，−０，＋０，＋０，−０，＋０，−０，＋０，＋０，＋０，＋０，＋０，−０，−０，−０，−０，＋０，−０，＋０，＋０，−０，＋０，−０，−０，＋０，−０，−０，・・・である場合、この符号語の並びは記号“／”で符号語の連続の区切りを表すと、−０，／−０，／−０，／＋０，＋０，／−０，／＋０，−０，＋０，＋０，／＋０，＋０，／＋０，−０，−０，／−０，／−０，／＋０，−０，＋０，＋０，／−０，／＋０，−０，−０，／＋０，−０，−０，／・・・となるので、連続回数の系列は、０、０、０、１、０、３、１、２、０、０、３、０、２、２、・・・となる。

さらに、第１符号化部１１０は、連続回数の系列を得る処理で得られた連続回数の系列を表わす符号を出力する。連続回数の系列の各連続回数を二進数表現としてビット列としたものを連続回数の系列を表わす符号としてもよいし、連続回数の系列に対してロスレス符号化を行って得られる符号を連続回数の系列を表わす符号としてもよい。ロスレス符号化として、Unary符号化、Golomb符号化、Rice符号化などが例示される。ここでは、可変長符号化であるRice符号化またはGolomb符号化を用いた例を説明する。

まず、Rice符号化を用いて連続回数の系列を符号化する例を説明する。
音響信号を１フレーム当たり４０サンプルとしてＧ．７１１で符号化した場合を例に採り、或るフレームにおいてＧ．７１１符号語列が+0, +0, +0, -0, +0, -0, -0, +0, -0, +0, -0, -0, +0, -0, +0, +0, +0, -0, +0, -0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0であるとする。このフレームの符号量は、１サンプルにつき８ビットの符号語が与えられていることに留意すると（上記非特許文献１参照）、８ｂｉｔ×４０個=３２０ｂｉｔ（４０ｂｙｔｅ）である。

符号語“＋０”を連続回数を数え始める基準として連続回数の系列を得て、更にRice符号化を用いて連続回数の系列を符号化した場合の符号量を示す。
符号語“＋０”を連続回数を数え始める基準として採用すると、上記の例では連続回数の系列として１，４，４，３，４，１２，６が得られる（+0,+0,/+0,-0,+0,-0,-0,/+0,-0,+0,-0,-0,/+0,-0,+0,+0,/+0,-0,+0,-0,-0,/+0,-0,+0,-0,+0,-0,+0,-0,+0,-0,+0,-0,-0,/+0,-0,+0,-0,+0,-0）。従って、この連続回数の系列をRice符号化すると、一例として下記の符号語の並び（Rice符号）が得られる。なお、ＳはRiceパラメータである。
S=1 : 11 0010 0010 011 0010 00000010 00010 (30bit)
S=2 : 101 0100 0100 111 0100 000100 0110 (28bit)
S=3 : 1001 1100 1100 1011 1100 01100 1110 (29bit)

この例では、連続回数の値に対してRice符号化の際に求められる商、余りに対応した符号を商、余りの順で連結して符号語とした。従って、この例に限らず、余り、商の順で連結して符号語を得ることもできる。この場合、連続回数の系列をRice符号化して得られる符号語の並び（Rice符号）は下記のとおりである。
S=1 : 11 0001 0001 101 0001 00000001 00001 (30bit)
S=2 : 011 0001 0001 111 0001 000001 1001 (28bit)
S=3 : 0011 1001 1001 0111 1001 10001 1101 (29bit)

また、商の符号はUnary符号化で得られるから、商を表す符号の０と１を反転させてもよい。この場合、連続回数の系列をRice符号化して得られる符号語の並び（Rice符号）は下記のとおりである。
S=1 : 10 0110 0110 110 0110 01111110 01110 (30bit)
S=2 : 010 0010 0010 110 0010 001110 1010 (28bit)
S=3 : 0010 1000 1000 0110 1000 10010 1100 (29bit)

これらの例の他、例えば上記非特許文献２に開示されるRice符号化に従って連続回数の系列のRice符号を得てもよい。

一般的に、連続回数を数え始める基準が固定されているとしても、RiceパラメータＳに応じて得られる符号語の並び（Rice符号）の符号量は異なる。また、両方の基準を採用する上記例示の実施形態では、各基準ごとに得られる連続回数の系列に対して複数のRiceパラメータＳに応じたRice符号化が適用されるから、複数のRice符号が得られ、これらの符号量は異なるのが一般的である。従って、連続回数の系列のRice符号として、符号量が最小である符号語の並びを選択すればよい。この符号語の並びが第１符号化部１１０が出力する符号である。

RiceパラメータＳは、フレームに含まれるサンプル数をｎとしたとき、ｎ＜２^Ｒを満たす最小の整数Ｒに対して、１≦Ｓ≦Ｒを満たす整数とする。例えば、上記の例のように１フレームに４０サンプルが含まれる場合には、４０＜２^Ｒを満たす最小整数Ｒは６であるから、Ｓ＝１，２，３，４，５，６である。但し、１≦Ｓ≦Ｒを満たす全ての整数についてRice符号を求めるのではなく、その一部についてのみRice符号を求めるとしてもよい。

なお、RiceパラメータＳを仮に０とした場合は、例えば符号語“＋０”を二進数の０、符号語“−０”を二進数の１として、Ｇ．７１１符号語を１ビットで表現する符号化に等価である。つまり、第１符号化部１１０は、Ｇ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する符号化方法を採用することもできる。この場合、例えば符号語“＋０”を二進数の０、符号語“−０”を二進数の１で表すことにすると、上記例示したＧ．７１１符号語列は0001011010110100010110101010101011010101となる。この符号量は、４０ｂｉｔ（５ｂｙｔｅ）である。

上述の例では、第１符号化部１１０が出力する符号の符号量は、いずれの符号化方法であっても高々４０ｂｉｔ程度であり、Ｇ．７１１符号語列の符号量３２０ｂｉｔに比べて十分に圧縮されたことになる。

これまでの説明から明らかなように、連続回数の系列をRice符号化して得られる符号語の並び（Rice符号）は、連続回数を数え始める基準とRiceパラメータＳとの組み合わせに依存するため、唯一に決定されるものではない。例えば、符号語“−０”を連続回数を数え始める基準として採用すると、上記の例では連続回数の系列として０，０，０，３，０，３，０，１，０，３，０，１１，０，５が得られ（+0,/+0,/+0,/-0,+0,-0,-0,/+0,/-0,+0,-0,-0,/+0,/-0,+0,+0,/+0,/-0,+0,-0,-0,/+0,/-0,+0,-0,+0,-0,+0,-0,+0,-0,+0,-0,-0,/+0,/-0,+0,-0,+0,-0）、この連続回数の系列をRice符号化して得られるRice符号は、符号語“＋０”を連続回数を数え始める基準として得られた連続回数の系列をRice符号化して得られるRice符号とは異なる。従って、復号の際には、符号化の際に用いられた具体的な符号化方法が判明していなければならない。このため、特定の符号化方法を予め決めておくか、エンコーダ（符号化装置１）が使用した符号化方法を特定するための符号をデコーダ（後述する復号装置２）に送信する方法などが考えられる。そこで、この符号の符号量についても説明を加える。

上記の例でRiceパラメータＳの値が１，２，３，４，５，６のいずれかである場合、RiceパラメータＳを表現するための符号の符号量は３ビットあれば十分である。さらに、連続回数の計数基準がいずれであるかを表現するための符号の符号量は１ビットあれば十分である。また、Ｇ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する二進符号化を許容した場合でも、符号化方法を表す符号の符号量として下記のように２ビットあれば十分である。なお、これらの符号は第１符号化部１１０がRice符号と共に出力する。
符号化方法を表す符号の例
（１）０：Ｇ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する二進符号化
（２）１０：符号語“＋０”を連続回数を数え始める基準とする
（３）１１：符号語“−０”を連続回数を数え始める基準とする

結局、連続回数の系列に対するRice符号化によって、Rice符号の符号量と、RiceパラメータＳを表現するための符号の符号量と、連続回数の計数基準やＧ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する符号化であることを表現するための符号の符号量、さらには、Rice符号化の具体的な仕様を特定するための符号の符号量などを合計した符号量が必要となる場合があるが、このような場合であっても上記の例では高々数十ビット程度あれば十分であり、Ｇ．７１１符号語列の符号量３２０ｂｉｔに比べて十分に圧縮されたことになる。

次に、Golomb符号化を用いて連続回数の系列を符号化する例を説明する。
Rice符号化の場合と同様に、音響信号を１フレーム当たり４０サンプルとしてＧ．７１１で符号化した場合を例に採り、或るフレームにおいてＧ．７１１符号語列が+0, +0, +0, -0, +0, -0, -0, +0, -0, +0, -0, -0, +0, -0, +0, +0, +0, -0, +0, -0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0, -0, +0, -0, +0, -0, +0, -0であるとする。符号語“＋０”を連続回数を数え始める基準として採用すると、この例では連続回数の系列として１，４，４，３，４，１２，６が得られる。

ここで連続回数の総和をｖ、フレームに含まれるサンプル数をｎとして、式（１）と式（２）に従って、Golombパラメータｍとｃを求める。記号┌・┐は天井関数を表す。また、常にｖ≦ｎが成立する。

連続回数の系列に表れる連続回数の値（上記の例では、１，４，４，３，４，１２，６の各値である。）をｔとすると、ｔのGolomb符号は、式（３）で求まる商ｑをUnary符号化し、式（４）で求まる余りｒについて、ｒが０から２^ｃ−ｍ−１までの値であればｒをｃ−１ビットのバイナリ符号で符号化し、ｒが２^ｃ−ｍ以上の値であればｒ＋２^ｃ−ｍをｃビットのバイナリ符号で符号化して、さらに商ｑのUnary符号と余りｒのバイナリ符号を連結することで得られる。但し、ｃが整数である場合には、ｒをｃビットのバイナリ符号で符号化すればよく、これはRice符号化に相当する。記号└・┘は床関数を表す。

連続回数の系列に表れる連続回数の値を順にGolomb符号で表すことで、連続回数の系列に対するGolomb符号化による符号語の並び（Golomb符号）が得られる。この符号語の並びが第１符号化部１１０が出力する符号である。勿論、Rice符号化の場合と同様に、Golombパラメータを表現するための符号、連続回数の計数基準やＧ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する符号化であることを表現するための符号、さらには、Golomb符号化の具体的な仕様を特定するための符号なども、必要に応じて第１符号化部１１０が出力する。

Rice符号化やGolomb符号化については、参考文献２に詳しい。
（参考文献２）David Salomon, "Data Compression : The Complete Reference," 3^rd edition, Springer-Verlag, ISBN-10: 0-387-40697-2, 2004.

Golomb符号化の場合、Golombパラメータｍもデコーダ（後述する復号装置２）に伝える必要がある。式（１）から明らかなように、連続回数の総和ｖが大きくなるとGolombパラメータｍの値も大きくなるため、ｍを表すバイナリ符号の符号量も大きくなってしまう。そこで、Golombパラメータｍの縮退化を考える。このことを図３を参照して説明する。

図３は、１フレームのサンプル数（フレーム長）を１６０とした場合に、連続回数の総和ｖとGolombパラメータｍと縮退Golombパラメータｍ’との関係を示したものである。ここでｍは、１フレームのサンプル数の範囲で出現する可能性のある全ての連続回数の総和ｖ（この例では１≦ｖ≦１５９）に対応するGolombパラメータの値を示している。縮退Golombパラメータｍ’は、Golombパラメータを例えば１６通りに制約して、当該フレームで選択された縮退Golombパラメータｍ’の値の符号量が伝送の際に所定の符号量に収まるように圧縮された値である。つまり、当該フレームで選択されたGolombパラメータをデコーダへ伝送するために通信路で使用できる最大符号量を例えば４ビット（１６通り）に設定した場合に、式（１）で求まる本来のGolombパラメータｍを４ビット（１６通り）に収まるように圧縮した結果が縮退Golombパラメータｍ’である。この圧縮方法は種々考えられるが、図３では、本来のGolombパラメータｍが大きくなる程に圧縮率を大きくする非線形圧縮を例示していて、具体的には、所定範囲のｖの各値に対応した各Golombパラメータｍのうち最小の値を、当該所定範囲のｖに対応した縮退Golombパラメータｍ’としている。図４は、図３に基づいて、４ビットの各符号が表す、連続回数の総和ｖと縮退Golombパラメータｍ’とｃの各値を示している。

［ステップＳｃ３］
符号化装置１の第２符号化部１２０は、フレーム毎に、判定部１００から入力された符号語列に対して第１符号化部１１０による符号化と異なるロスレス符号化を行い、ロスレス符号化後の符号を出力する。以下、第２符号化部１２０が出力する符号を「第２の符号」と呼ぶ。なお、第２符号化部１２０に入力される符号語列には、＋０、−０の二種類以外の符号語が含まれる。

第２符号化部１２０による符号化は、第１符号化部１１０による符号化と異なる符号化という条件を満たす限り、特別の限定はない。例えば、何ら符号化をしない符号化（最広義の符号化）も許容される。つまり、第２符号化部１２０はＧ．７１１の符号語列をそのまま出力してもよい。
また、第２符号化部１２０は、Ｇ．７１１の符号語列に対して線形予測符号化を行ってもよい。

なお、μ則やＡ則のように対数圧伸符号化された信号に対して線形予測符号化を行うよりも、対数圧伸符号化された信号（対数圧伸符号）を線形ＰＣＭ符号に変換してからこの線形ＰＣＭ符号に対して線形予測符号化を行い、得られた予測係数を使って求められた予測値を対数圧伸符号に変換して、元の対数圧伸符号と予測値の対数圧伸符号との残差を符号化する方が圧縮率が向上することが知られている（参考文献３）。
（参考文献３）Ghido, F. & Tabus, I., "Accounting for companding nonlinearities in lossless audio compression", Proc. ICASSP, Vol.1, pp.261-264, 2007.

そこで、第２符号化部１２０は、Ｇ．７１１符号語列を線形ＰＣＭ符号に変換してからこの線形ＰＣＭ符号に対して線形予測分析を行い、得られた予測係数を使って求められた予測値を非線形ＰＣＭ符号に変換して、元のＧ．７１１符号語列と予測値の非線形ＰＣＭ符号との残差を符号化するという線形予測符号化を行ってもよい。この場合の機能ブロック図を図５に示す。

線形ＰＣＭ変換部１２１は、Ｇ．７１１符号語列を線形ＰＣＭ符号に変換する。予測分析部１２２は、得られた線形ＰＣＭ符号を予測分析して、線形予測係数を求める。予測係数量子化部１２３は、線形予測係数を量子化して量子化予測係数を出力する。線形予測部１２４は、量子化予測係数と線形ＰＣＭ符号から予測値を求める。非線形ＰＣＭ変換部１２５は、予測値を非線形ＰＣＭ符号に変換する。残差算出部１２６は、元のＧ．７１１符号語列と予測値の非線形ＰＣＭ符号との残差を求める。残差符号化部１２７は、求められた残差を符号化して残差符号を出力する。係数符号化部１２８は、量子化予測係数を符号化して出力する。残差に適用する符号化方法と、量子化予測係数に適用する符号化はそれぞれ予め定められている符号化方法である。

上述の実施形態の変形例として、図６に示すような処理を採用することもできる。
Rice符号化やGolomb符号化は可変長符号化であるから、連続回数の系列次第で、Rice符号やGolomb符号の符号量が、Ｇ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する符号化で得られる符号の符号量よりも多くなる可能性が否定できない。そこで第１符号化部１１０は、Ｇ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する符号化を実行して得られる符号と、二種類の符号語が交互に連続する回数の系列に対してロスレス符号化（Rice符号化やGolomb符号化など）を行って得られる符号のうち、より少ない符号量を持つ符号を出力する（図６のステップＳｃ２ａ）。なお、連続回数の系列に対してロスレス符号化を行う二段階符号化方法で得られる符号は、一種類の二段階符号化方法で得られた符号に限らず、複数種類の二段階符号化を実行して得られた各符号のうち最小の符号量を持つ符号であってもよい。ここで複数種類の二段階符号化として、連続回数を数え始める基準となる符号語の違いに応じて得られる二種類の連続回数の系列とRice符号化やGolomb符号化などの複数種類のロスレス符号化との組合せで得られる二段階符号化が例示される。第１符号化部１１０は、出力した符号に対応する符号化方法を表す符号、つまりＧ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する符号化方法または二種類の符号語が交互に連続する回数の系列に対してロスレス符号化を行う符号化方法を表す符号も出力する。

また、上述の実施形態の変形例として、図７に示すような構成を採用することもできる。この構成では、第１符号化部１１０が第１−１符号化部１１１、第１−２符号化部１１２、第１−３符号化部１１３および選択出力部１１４を含む。また、第３符号化部１３０が追加されている。第１−１符号化部１１１、第１−２符号化部１１２、第１−３符号化部１１３の各出力符号が選択出力部１１４に入力されることによって、符号量に基づく出力符号の選択が可能となっている。このため判定部１００は、第１符号化部１１０に送る制御を行った場合には、第１符号化が選択されたことを表す符号を出力しない。その代わりに選択出力部１１４がこれを行う。

符号化装置１の判定部１００は、フレーム毎に、（１）Ｇ．７１１符号語列に＋０、−０の二種類以外の符号語が含まれない、（２）Ｇ．７１１符号語列に一種類のみの符号語が含まれる、（３）前記いずれのケースにも該当しない、のいずれであるかを判定する（図８のステップＳｃ１ｂ）。
判定部１００は、（３）に該当する場合、当該符号語列を第２符号化部１２０に送る制御を行い、（２）に該当する場合、当該符号語列を第３符号化部１３０に送る制御を行う。（１）に該当する場合、判定部１００は、当該符号語列を第１−１符号化部１１１、第１−２符号化部１１２および第１−３符号化部１１３に送る制御を行う。

［ステップＳｃ２ｂ］
第１−１符号化部１１１は、入力された符号語列に対して、＋０もしくは−０を連続回数（run length）の計数基準として、当該フレームの始端から順に基準として選択した符号語が連続する回数を検出し、この連続回数の系列を得る。さらに第１−１符号化部１１１は、連続回数の系列に対してロスレス符号化を行う。ロスレス符号化として、例えばRice符号化を用いる。第１−１符号化部１１１は、連続回数の計数基準が＋０であるか−０であるかを示す符号、（ロスレス符号化がRice符号化である場合には）Riceパラメータを示す符号およびロスレス符号化の結果得られたRice符号を出力する。この処理の詳細は、日本国特許出願番号２００８−２６４０７５に詳しい。

第１−２符号化部１１２は、図１に示される第１符号化部１１０と同様に、二種類の符号語が交互に連続する回数を検出し、この連続回数の系列を得る。さらに第１−２符号化部１１２は、連続回数の系列に対してロスレス符号化を行う。ロスレス符号化として、例えばRice符号化を用いる。第１−２符号化部１１２は、二種類の符号語が交互に連続する連続回数を数え始める基準が＋０であるか−０であるかを示す符号、（ロスレス符号化がRice符号化である場合には）Riceパラメータを示す符号およびロスレス符号化の結果得られたRice符号を出力する。この処理の詳細は既述のとおりである。

第１−３符号化部１１３は、Ｇ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する符号化を行う。例えば符号語＋０を二進数の０、符号語−０を二進数の１で表した符号を出力する。この処理の詳細は既述のとおりである。

選択出力部１１４は、第１−１符号化部１１１、第１−２符号化部１１２および第１−３符号化部１１３によって得られた各符号のうち、符号量が最も小さくなるものを選択して出力する。例えば、第１−１符号化部１１１によって得られた連続回数の計数基準が＋０であるか−０であるかを示す符号、Riceパラメータを示す符号およびロスレス符号化の結果得られたRice符号の合計符号量が、第１−２符号化部１１２によって得られた二種類の符号語が交互に連続する連続回数を数え始める基準が＋０であるか−０であるかを示す符号、Riceパラメータを示す符号およびロスレス符号化の結果得られたRice符号の合計符号量、第１−３符号化部１１３によって得られた符号の符号量よりも小であるならば、選択出力部１１４は、第１−１符号化部１１１によって得られた連続回数の計数基準が＋０であるか−０であるかを示す符号、Riceパラメータおよびロスレス符号化の結果得られたRice符号を出力する。さらに選択出力部１１４は、出力する符号に対応する符号化方法を表す符号（第２の符号化特定符号）も出力する。

選択出力部１１４が符号量最小の符号を選択することに鑑みれば、上述の説明のように、第１−１符号化部１１１が、入力された符号語列に対して＋０もしくは−０を連続回数の計数基準として連続回数の系列を求めることに限定されるものではない。つまり、第１−１符号化部１１１が、入力された符号語列に対して、＋０を連続回数の計数基準として連続回数の系列を求め、さらに−０を連続回数の計数基準として連続回数の系列を求め、それぞれの連続回数の系列に対してロスレス符号化を適用してもよい。また、このロスレス符号化の種類も一種類に限定されるものではなく、連続回数の系列ごとに複数種類のロスレス符号化を適用してもよい。例えば、第１−１符号化部１１１は、＋０を連続回数の計数基準とした場合に得られた連続回数の系列に対するRice符号化、＋０を連続回数の計数基準とした場合に得られた連続回数の系列に対するGolomb符号化、−０を連続回数の計数基準とした場合に得られた連続回数の系列に対するRice符号化、−０を連続回数の計数基準とした場合に得られた連続回数の系列に対するGolomb符号化、の４通りの符号化を行って、各符号を出力してもよい。この場合、第１−１符号化部１１１は、４通りの符号化ごとに、連続回数の計数基準が＋０であるか−０であるかを示す符号、Riceパラメータ（またはGolombパラメータ）を示す符号およびロスレス符号化の結果得られたRice符号（またはGolomb符号）を出力する。

同様に、第１−２符号化部１１２が、入力された符号語列に対して＋０もしくは−０を二種類の符号語が交互に連続する回数を数え始める基準として連続回数の系列を求めることに限定されるものではない。つまり、第１−２符号化部１１２が、入力された符号語列に対して、＋０を二種類の符号語が交互に連続する回数を数え始める基準として連続回数の系列を求め、さらに−０を二種類の符号語が交互に連続する回数を数え始める基準として連続回数の系列を求めて、それぞれの連続回数の系列に対してロスレス符号化を適用してもよい。また、このロスレス符号化の種類も一種類に限定されるものではなく、連続回数の系列ごとに複数種類のロスレス符号化を適用してもよい。

第２符号化部１２０の処理内容は既述のとおりであるから説明を略する。

符号化装置１の第３符号化部１３０は、符号語列が一種類のみの符号語を含むことを表す符号を出力する（図８のステップＳｃ４）。以下、第３符号化部１３０が出力する符号を「第３の符号」と呼ぶ。例えば、符号語列に符号語“＋０”のみが含まれるならば、符号語列に符号語“＋０”のみが含まれることを表す符号を出力する。ただし、すべての符号語について当該符号語のみが含まれることを表す符号を予め規定しておくことは無駄であるから、一部の符号語（例えば、“＋０”と“−０”）について当該符号語のみが含まれることを表す符号を予め規定しておき、それ以外の符号語については、一種類のみの符号語を含むことを表す符号と共に符号語を出力するようにしてもよい。例えばフレームに符号語“０００１１００１”のみが含まれるとして、符号語列に符号語“０００１１００１”のみが含まれることを表す符号が予め規定されていない場合には、一種類のみの符号語を含むことを表す符号と共に符号語“０００１１００１”を出力する。

合成部５０は、判定部１００が出力した符号化特定符号と、第１符号化部１１０が出力した第１の符号と第２符号化部１２０が出力した第２の符号と第３符号化部１３０が出力した第３の符号の何れかと、をまとめたビットストリームを出力する。ただし、第３符号化部１３０を備えない場合は、ビットストリームには第３の符号は含まれない。或るフレームに対して例えば第１−１符号化部１１１が符号化した場合には、このフレームでは、第１−１符号化部１１１が出力した符号、Riceパラメータ（Golombパラメータ）を表現するための符号、符号化方法を表す符号などと判定部１００が出力した符号化特定符号がまとめられる。或るフレームに対して第２符号化部１２０が符号化した場合には、このフレームでは、第２符号化部１２０が出力した符号、例えば予測係数符号、残差符号などと判定部１００が出力した符号化特定符号がまとめられる。或るフレームに対して第３符号化部１３０が符号化した場合には、このフレームでは、第３符号化部１３０が出力した符号と判定部１００が出力した符号化特定符号がまとめられる。

符号化特定符号や連続回数を数え始める基準となる符号語を特定するための符号などを個別に求めることをせずに、いずれの符号化部による符号化方法であるかを特定する情報、フレーム中に存在する符号語が一種類のみである場合にその符号語を特定する情報、連続回数を数え始める基準となる符号語を特定する情報など符号化方法に関する一切の情報の全部または一部をまとめて一つの符号で表すようにしてもよい。図７に示す機能構成の例であれば、符号化方法および連続回数を数え始める基準となる符号語などに関わる情報を、例えば以下の（１）−（９）のように表すことができる。なお、これらの符号の例は、符号化装置と復号装置との間で予め対応関係が一意に定められていればよい。例えば、符号化装置に入力される信号について或る符号化部が選択される確率（頻度）を基に、選択される確率（頻度）の高い符号化部ほど短い符号を、選択される確率（頻度）の低い符号化部ほど長い符号が割り当てられるようにしてもよい。
（１）００００：フレーム中に存在する符号語が一種類のみで＋０のみ
（第３符号化部１３０、Ｓｃ４）
（２）０００１：フレーム中に存在する符号語が一種類のみで−０のみ
（第３符号化部１３０、Ｓｃ４）
（３）００１０＊＊＊＊＊＊＊＊：フレーム中に存在する符号語が一種類のみで、
続く１バイト（＊＊＊＊＊＊＊＊）を用いて当該符号語を表す
（第３符号化部１３０、Ｓｃ４）
（４）０１０：線形予測符号化
（第２符号化部１２０、Ｓｃ３）
（５）０１１：非線形ＰＣＭの二種類の符号語を１ビットで表現する二進数符号化
（第１−３符号化部１１３、Ｓｃ２ｂ）
（６）１００：符号語＋０を連続回数の計数基準とするロスレス符号化
（第１−１符号化部１１１、Ｓｃ２ｂ）
（７）１０１：符号語−０を連続回数の計数基準とするロスレス符号化
（第１−１符号化部１１１、Ｓｃ２ｂ）
（８）１１０：符号語＋０を＋０と−０が交互に出現する連続回数を数え始める基準と
するロスレス符号化（第１−２符号化部１１２、Ｓｃ２ｂ）
（９）１１１：符号語−０を＋０と−０が交互に出現する連続回数を数え始める基準と
するロスレス符号化（第１−２符号化部１１２、Ｓｃ２ｂ）

＜復号処理＞
次に、図９から図１１を参照して、復号装置２における復号処理の流れを叙述的に説明する。

ビットストリームは、図９に示す復号装置２の分離部４０に入力される。分離部４０は、ビットストリームを分離して、フレームごとの情報符号と符号化特定符号を得る。

［ステップＳｄ１］
復号装置２の判定部２００は、フレーム毎に、入力された符号化特定符号が第１符号化が選択されたことを表す符号である場合、入力された情報符号を第１復号部２１０に送る制御を行い、それ以外の場合、つまり符号化特定符号が第２符号化が選択されたことを表す符号である場合、入力された情報符号を第２復号部２２０に送る制御を行う。

［ステップＳｄ２］
復号装置２の第１復号部２１０は、判定部２００から送られた情報符号について、下記の復号処理を行い、この復号処理で得られたＧ．７１１符号語列を出力する。判定部２００から第１復号部２１０に送られた情報符号は、復号処理で得られるＧ．７１１符号語列において特定の二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を表わす符号である。

第１復号部２１０における情報符号の復号は、次のようにして達成される。まず、入力された情報符号から特定の二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を得る。入力された情報符号がロスレス符号化されたものである場合は、入力された情報符号に対して、第１符号化部におけるロスレス符号化に対応する復号を行い、特定の二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を得る。次に、特定の二種類の符号語が交互に連続する回数の系列から、特定の二種類の符号語以外を含まないＧ．７１１符号語列を得る。Riceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語などは、符号化装置１と復号装置２とで同一のものを第１復号部内に記憶しておく。Riceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語などが復号装置２に予め記憶されていない場合には、Riceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語などを示す情報を符号化装置１で生成するビットストリームに含めておき、復号装置２に入力されたビットストリームからRiceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語など取り出せばよい。Rice符号化、Golomb符号化に対応する各復号処理は、例えば上記参考文献２に詳しいので、詳細な説明を略する。

［ステップＳｄ３］
復号装置２の第２復号部２２０は、フレーム毎に、入力された情報符号の復号を行い、この復号処理で得られたＧ．７１１符号語列を出力する。復号処理は、符号化装置１の第２符号化部１２０が行うロスレス符号化に対応する処理を行う。

第２符号化であるロスレス符号化が、例えば、Ｇ．７１１符号語列を線形ＰＣＭ符号に変換してからこの線形ＰＣＭ符号に対して線形予測分析を行い、得られた予測係数を使って求められた予測値を非線形ＰＣＭ符号に変換して、元のＧ．７１１符号語列と予測値の非線形ＰＣＭ符号との残差を符号化するものである場合について、第２復号部２２０の復号処理を説明する（図１１参照）。

分離部６０は、判定部２００から送られたフレームに対して逆多重化を適用し、このフレームに含まれる残差符号と予測係数符号を得る。係数復号部７０は、分離部６０が出力した予測係数符号を復号して予測係数を出力する。第２復号部２２０の残差復号部２２１は、分離部６０が出力した残差符号を復号して残差を出力する。加算部２２３は、この残差に線形予測部２２２が出力した予測値を加算してＧ．７１１符号語列を出力する。線形予測部２２２は、係数復号部７０が出力した予測係数と加算部２２３が出力したＧ．７１１符号語列から線形予測による予測値を出力する。なお、分離部６０を第２復号部２２０の必須の構成要素としない構成も許される。この場合、分離部６０は、判定部２００と第２復号部２２０との間に介在する、復号装置２の構成要素となる。

［ステップＳｄ４］
復号装置２の結合部８０は、第１復号部２１０が出力したＧ．７１１符号語列あるいは第２復号部２２０が出力したＧ．７１１符号語列をフレームの順番に従って連結して復号符号語列として出力する。この復号符号語列は、符号化装置１のバッファ部３０の入力であるＧ．７１１符号語の列に対応する。

上述の実施形態の変形例として、図１２に示すような復号処理を採用することもできる。この復号処理は、符号化装置１の第１符号化部１１０が、Ｇ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する符号化を実行して得られる符号と、特定の二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を表わす符号のうち、より少ない符号量を持つ符号を出力する構成である場合に対応する復号処理である。
この復号処理では、第１復号部２１０が、Ｇ．７１１符号語列に含まれる二種類の符号語を１ビットで表現する符号化方法または特定の二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を表わす符号を求める符号化方法を表す符号に対応した復号方法によって、判定部２００から送られた情報符号について復号を行い、この復号処理で得られたＧ．７１１符号語列を出力する（図１２のステップＳｄ２ａ）。

また、上述の実施形態の変形例として、図１３に示すような構成を採用することもできる。この構成は、符号化装置１の第１符号化部１１０が第１−１符号化部１１１、第１−２符号化部１１２、第１−３符号化部１１３を含んで構成され、さらに第３符号化部１３０が追加されている場合に対応した構成であり、復号装置２に第３復号部２３０が追加され、第１復号部２１０が第１−１復号部２１１、第１−２復号部２１２、第１−３復号部２１３を含んで構成されている。

復号装置２の判定部２００は、フレーム毎に、入力された情報符号が、（１）特定の二種類以外の符号語が含まれないＧ．７１１符号語列に対して第１符号化が適用されて得られた符号である、（２）Ｇ．７１１符号語列に一種類の符号語のみが含まれることを表す符号である、（３）前記いずれのケースにも該当しない、のいずれであるかを判定する（図１４のステップＳｄ１ｂ）。この判定は、入力された符号化特定符号によって判別される。

判定部２００は、（１）に該当する場合、符号化特定符号に基づいて、当該情報符号を第１−１復号部２１１、第１−２復号部２１２、第１−３復号部２１３のいずれかに送る制御を行い、（３）に該当する場合、当該情報符号を第２復号部２２０に送る制御を行い、（２）に該当する場合、当該情報符号を第３復号部２３０に送る制御を行う。

［ステップＳｄ２ｃ］
第１−１復号部２１１は、入力された情報符号から特定の符号語が連続する回数の系列を得る。入力された情報符号がロスレス符号化されたものである場合は、入力された情報符号に対して、第１−１符号化部におけるロスレス符号化に対応する復号を行い、特定の符号語が連続する回数の系列を得る。次に、特定の符号語が連続する回数の系列から、特定の二種類の符号語以外を含まないＧ．７１１符号語列を得る。Riceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語などは、符号化装置１と復号装置２とで同一のものを第１復号部内に記憶しておく。Riceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語などが復号装置２に予め記憶されていない場合には、Riceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語などを示す情報を符号化装置１で生成するビットストリームに含めておき、復号装置２に入力されたビットストリームからRiceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語など取り出せばよい。Rice符号化、Golomb符号化に対応する各復号処理は、例えば上記参考文献２に詳しいので、詳細な説明を略する。

第１−２復号部２１２は、入力された情報符号から特定の二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を得る。入力された情報符号がロスレス符号化されたものである場合は、入力された情報符号に対して、第１符号化部におけるロスレス符号化に対応する復号を行い、特定の二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を得る。次に、特定の二種類の符号語が交互に連続する回数の系列から、特定の二種類の符号語以外を含まないＧ．７１１符号語列を得る。Riceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語などは、符号化装置１と復号装置２とで同一のものを第１復号部内に記憶しておく。Riceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語などが復号装置２に予め記憶されていない場合には、Riceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語などを示す情報を符号化装置１で生成するビットストリームに含めておき、復号装置２に入力されたビットストリームからRiceパラメータ（Golombパラメータ）や連続回数を数え始める基準とする符号語など取り出せばよい。Rice符号化、Golomb符号化に対応する各復号処理は、例えば上記参考文献２に詳しいので、詳細な説明を略する。

二種類の符号語を１ビットで表す符号化である場合には、二進数のビットの並びがそのまま符号語の並びに対応するので、第１−３復号部２１３は、入力された情報符号に含まれる二進数のビットを対応する符号語に置換することで復号できる。

第２復号部２２０の処理内容は既述のとおりであるから説明を略する。

第３復号部２３０は、入力された情報符号について、一種類の符号語を表す符号に基づいて復号を行い、この復号処理で得られたＧ．７１１符号語列を出力する（図１４のステップＳｄ２ｂ）。この場合、復号装置２の結合部８０は、第１−１復号部２１１、第１−２復号部２１２および第１−３復号部２１３が出力したＧ．７１１符号語列、第２復号部２２０が出力したＧ．７１１符号語列並びに第３復号部２３０が出力したＧ．７１１符号語列をフレームの順番に従って連結して復号符号語列を出力する（図１４のステップＳｄ４ｂ）。

以上の各実施形態の他、本発明である符号化装置・方法、復号装置・方法は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、非線形量子化方式はＡ則であってもよく、この場合は、上記実施形態の符号語“＋０”と“−０”を“＋１”と“−１”または“＋８”と“−８”に読み替えればよい。また、上述の説明に現れる技術的特徴を互いに矛盾しない範囲で自由に組み合わせて実施できる。

また、コンピュータを上記符号化装置１または復号装置２として機能させる場合、符号化装置または復号装置が備える各部の機能の処理内容をプログラムによって記述しておく。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、コンピュータを上記符号化装置、復号装置として機能させることができる。

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等を、光磁気記録媒体として、ＭＯ（Magneto-Optical disc）等を、半導体メモリとしてＥＥＰ−ＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory）等を用いることができる。

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。

また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、符号化装置、復号装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

１ 符号化装置
２ 復号装置
１００ 判定部
１１０ 第１符号化部
１１１ 第１−１符号化部
１１２ 第１−２符号化部
１１３ 第１−３符号化部
１２０ 第２符号化部
１３０ 第３符号化部
２００ 判定部
２１０ 第１復号部
２１１ 第１−１復号部
２１２ 第１−２復号部
２１３ 第１−３復号部
２２０ 第２復号部
２３０ 第３復号部

Claims (12)

1. 最小量子化インターバルが二つ存在しそれぞれに対して一意の符号語が与えられている符号化方法によって音響信号が符号化された符号語を入力として、
   複数サンプル分の上記入力符号語により構成されるフレーム毎に、上記二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語以外が含まれないフレームについて、上記二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を得て、得られた連続回数の系列に対応する符号を出力する第１符号化ステップ
   を含む符号化方法。
2. 請求項１に記載の符号化方法であって、
   複数サンプル分の上記入力符号語により構成されるフレーム毎に、入力符号語による符号語列中に上記二種類の符号語以外が含まれないか否かを判定し、判定結果を表わす符号化特定符号を出力する判定ステップと、
   入力符号語による符号語列中に上記二種類の符号語以外が含まれるフレームについて、上記第１符号化ステップと異なる処理により得た符号を出力する第２符号化ステップと、
   フレーム毎の、上記符号化特定符号と、上記第１符号ステップまたは上記第２符号ステップが出力した符号とを含むビットストリームを生成する合成ステップと、
   を更に有することを特徴とする符号化方法。
3. 請求項１または２に記載の符号化方法であって、
   上記第１符号化ステップでは、
   複数サンプル分の上記入力符号語により構成されるフレーム毎に、二種類の符号語を１ビットで表す二進符号化を更に行い符号を得て、
   上記二進符号化を行って得られる符号と、上記二種類の符号語が交互に連続する回数の系列に対応する符号のうち、符号量が少ない符号と、符号量が少ない符号が二進符号化を行って得られた符号であるか上記二種類の符号語が交互に連続する回数の系列に対応する符号を示す識別符号と、を出力する
   ことを特徴とする符号化方法。
4. 最小量子化インターバルが二つ存在しそれぞれに対して一意の符号語が与えられている符号化方法によって音響信号が符号化された符号語を入力として、
   複数サンプル分の上記入力符号語により構成されるフレーム毎に、上記二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語以外が含まれないフレームについて、上記二種類の符号語が交互に連続する回数の系列を得て、得られた連続回数の系列に対応する符号を出力する第１符号化部
   を含む符号化装置。
5. 請求項４に記載の符号化装置であって、
   複数サンプル分の上記入力符号語により構成されるフレーム毎に、入力符号語による符号語列中に上記二種類の符号語以外が含まれないか否かを判定し、判定結果を表わす符号化特定符号を出力する判定部と、
   入力符号語による符号語列中に上記二種類の符号語以外が含まれるフレームについて、上記第１符号化部による処理と異なる処理により得た符号を出力する第２符号化部と、
   フレーム毎の、上記符号化特定符号と、上記第１符号部または上記第２符号部が出力した符号とを含むビットストリームを生成する合成部と、
   を更に有することを特徴とする符号化装置。
6. 複数の符号語に対応するフレーム毎に、入力された情報符号に対応する、二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語の連続回数の系列を求め、この連続回数の系列から二種類の符号語の並びを出力符号語列とする第１復号ステップ
   を含む復号方法。
7. 請求項６に記載の復号方法であって、
   入力されたビットストリームからフレーム毎の符号化特定符号と情報符号を取り出す分離ステップと、
   上記符号化特定符号が第１復号ステップに対応するものである場合には情報符号を第１復号ステップで復号させ、上記符号化特定符号が第２復号ステップに対応するものである場合には情報符号を第２復号ステップで復号させる判定を行う判定ステップと、
   上記情報符号を上記第１復号ステップとは異なる復号処理で復号して出力符号語列を得る第２復号ステップと
   をさらに含むことを特徴とする復号方法。
8. 請求項６または７に記載の復号方法であって、
   上記第１復号ステップは、
   入力された識別符号に従って、上記情報符号が二進符号化された符号であるか二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語の連続回数の系列を表わす符号であるかを識別し、
   上記情報符号が二進符号化された符号であると識別された場合には、上記情報符号を二進復号化して出力符号語列を得て、
   上記情報符号が二進符号化された符号であるか二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語の連続回数の系列を表わす符号であると識別された場合には、入力された情報符号に対応する、二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語の連続回数の系列を求め、この連続回数の系列から二種類の符号語の並びを出力符号語列とする
   ことを特徴とする復号方法。
9. 複数の符号語に対応するフレーム毎に、入力された情報符号に対応する、二つの最小量子化インターバルそれぞれに与えられた二種類の符号語の連続回数の系列を求め、この連続回数の系列から二種類の符号語の並びを出力符号語列とする第１復号部
   を含む復号装置。
10. 請求項９に記載の復号装置であって、
    入力されたビットストリームからフレーム毎の符号化特定符号と情報符号を取り出す分離部と、
    上記符号化特定符号が第１復号部に対応するものである場合には情報符号を第１復号部で復号させ、上記符号化特定符号が第２復号部に対応するものである場合には情報符号を第２復号部で復号させる判定を行う判定部と、
    上記情報符号を上記第１復号部の復号処理とは異なる復号処理で復号して出力符号語列を得る第２復号部と
    をさらに含むことを特徴とする復号装置。
11. コンピュータを、請求項４または５に記載された符号化装置、または、請求項９または１０に記載された復号装置として機能させるためプログラム。
12. 請求項１１に記載のプログラムを記録した、コンピュータに読み取り可能な記録媒体。

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