JP2011009860A - 符号化方法、復号方法、符号化器、復号器、プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】符号化方法は、第1ベクトル量子化ステップ、抽出ステップ、第2ベクトル量子化ステップを有する。抽出ステップは、値が0の第1量子化信号に対応する第1符号化対象信号だけで、第2符号化対象信号を生成する。第2ベクトル量子化ステップは、第2符号化対象信号またはこの信号に対応した信号をベクトル量子化し、第2ベクトル量子化インデックスを求める。復号方法は、第1ベクトル復号ステップ、M値計算ステップ、第2ベクトル復号ステップ、再構成ステップを有する。M値計算ステップは、値が0の第1復号量子化信号の数Mを求める。第2ベクトル復号ステップは、第2復号量子化信号を求める。再構成ステップは、第1復号量子化信号の値が0の信号を、第2復号量子化信号の値とした復号信号を求める。
【選択図】図4
Description
正規化値量子化部103は、正規化値計算部102で求めた正規化値X− 0を入力とし、正規化値X− 0を量子化して、正規化値量子化インデックスCSと、正規化値量子化インデックスCSに対応する量子化正規化値X−を出力する(S103)。
E(k)=X(k)−X^(k) (2)
のように計算し、誤差信号E(k)を出力する(S105)。
正規化値復号部107は、正規化値量子化インデックスCSを入力とし、正規化値量子化インデックスCSに対応する復号量子化正規化値X−を求め、復号量子化正規化値X−を出力する(S107)。
Z(k)=X^(k)+E^(k) (3)
のように求め、復号信号Z(k)を出力する(S110)。
時間領域変換部111は、復号信号Z(k)を入力とし、例えばフレーム点数L分の逆MDCTを用いて時間領域変換を行い、フレーム点数L分の出力信号z(n)を出力する(S111)。
図3は、本発明の原理を説明するための図である。横軸は周波数を示す64点のサンプル、縦軸は各周波数での信号の値を示している。細い線は、1つのフレーム(64個の時間領域の信号)を周波数領域に変換して得られた64点の周波数成分を示す信号(周波数領域信号)を示している。また、太い線は、細い線で示された周波数領域信号を第1ベクトル量子化部104でベクトル量子化したときに得られる第1量子化信号の例を示している。
図4に実施例1の符号化器と復号器の構成例を示す。図5に実施例1の符号化器と復号器の処理フロー例を示す。図5(A)は符号化器の処理フローを示しており、図5(B)は復号器の処理フローを示している。符号化器200は、周波数領域変換部101、正規化値計算部102、正規化値量子化部103、第1ベクトル量子化部104、抽出部212、第2ベクトル量子化部206を備える。復号器200’は、正規化値復号部107、第1ベクトル復号部108、M値計算部213、第2ベクトル復号部209、再構成部214、時間領域変換部111を備える。符号化器200は、符号化器100と抽出部212、第2ベクトル量子化部206が異なる。また、復号器200’は、復号器100’とM値計算部213、第2ベクトル復号部209、再構成部214が異なる。
また、図12は再計算正規化値E−を求める別の処理フローの例である。このフローでは値が0の第1量子化信号の数を再度計算している。k=0、m=0、tmp=0として処理を始める。kがL(周波数領域信号X(k)の数)よりも小さいかを確認する(S3151)。ステップS3151がYesの場合、mがMより小さいことを確認する(S3152)。ステップS3152がYesの場合、mがThより小さいことを確認する(S3153)。ステップS3153がYesの場合、X^(k)が0かを確認する(S3154)。ステップS3154がYesの場合、mの値を1つ増加させる(S3155)。ステップS3152、S3153、S3154がNoの場合、tmpに|X^(k)|2を加算する(S3156)。そして、kの値を1つ増加させ(S3157)、ステップS3151に戻る。S3151がNoの場合、再計算正規化値E−を
量子化正規化値X−及び第1量子化信号X^(k)と目標値(周波数領域信号の正規化値X− 0及び周波数領域信号X(k))との誤差が大きい場合、実施例2の再計算正規化値E−の計算方法では、再計算正規化値E−を精度良く計算できないときがある。この場合、例えば再計算正規化値E−を小さく見積もりすぎれば周波数成分の欠損の原因となり、再計算正規化値E−を大きく見積もりすぎれば量子化ノイズ発生の原因となる。そこで、本変形例では、正規化値再計算部415、416において、以下の方法で再計算正規化値E−を計算する。
実施例2変形例の方法での効果を確認するため、実験を行った。図15は音声のみを対象とするときの実験結果を示す図、図16は背景に音楽が流れているときの音声に対する実験結果を示す図、図17は雑音が含まれているときの音声に対する実験結果を示す図である。各図とも、横軸は時間、縦軸は次式に示すSN比を示しており、大きい値ほど品質がよい。
また、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、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ことはいうまでもない。
また、上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。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、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。
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。
100’、200’、300’、400’ 復号器
101 周波数領域変換部
102 正規化値計算部
103 正規化値量子化部
104 第1ベクトル量子化部
105 誤差計算部
106、206、306 第2ベクトル量子化部
107 正規化値復号部
108 第1ベクトル復号部
109、209、309 第2ベクトル復号部
110 誤差修正部
111 時間領域変換部
212 抽出部
213 M値計算部
214 再構成部
315、316、415、416 正規化値再計算部
Claims (9)
- 所定サンプル数ごとの符号化対象の信号サンプル(以下、「第1符号化対象信号」という)または前記第1符号化対象信号に対応した信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化した第1量子化信号と該第1量子化信号に対応する第1ベクトル量子化インデックスを求める第1ベクトル量子化ステップと、
値が0の前記第1量子化信号に対応する前記第1符号化対象信号だけで、第2符号化対象信号を生成する抽出ステップと、
前記第2符号化対象信号または前記第2符号化対象信号に対応した信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して第2ベクトル量子化インデックスを求める第2ベクトル量子化ステップと、
を有する符号化方法。 - 請求項1記載の符号化方法であって、
前記第1符号化対象信号の正規化値を求める正規化値計算ステップと、
前記正規化値を量子化し、正規化値量子化インデックスと量子化正規化値を求める正規化値量子化ステップと、
前記量子化正規化値をX−、前記所定サンプル数をL、前記第1量子化信号のパワーの合計tmp、値が0の前記第1量子化信号の数をM、再計算正規化値E−とするときに、
の関係となる再計算正規化値E−を求める正規化値再計算ステップ
も有し、
前記第1ベクトル量子化ステップは、前記量子化正規化値を用いて前記第1符号化対象信号を正規化して正規化第1符号化対象信号を求め、前記正規化第1符号化対象信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、前記第1ベクトル量子化インデックスと前記第1量子化信号を求め、
前記第2ベクトル量子化ステップは、前記再計算正規化値を用いて前記第2符号化対象信号を正規化して正規化第2符号化対象信号を求め、前記正規化第2符号化対象信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、前記第2ベクトル量子化インデックスを求める
ことを特徴とする符号化方法。 - 請求項1記載の符号化方法であって、
前記第1符号化対象信号の正規化値を求める正規化値計算ステップと、
前記正規化値を量子化し、正規化値量子化インデックスと量子化正規化値を求める正規化値量子化ステップと、
前記量子化正規化値をX−、前記所定サンプル数をL、前記第1量子化信号のパワーの合計tmp、値が0の前記第1量子化信号の数をM、第1再計算値をE− 1、第2再計算値をE− 2とするときに、
の関係となる第1再計算値をE− 1と第2再計算値をE− 2を求め、
前記第1再計算値と前記第2再計算値と前記正規化値のいずれかを再計算正規化値とする正規化値再計算ステップ
も有し、
前記第1ベクトル量子化ステップは、前記正規化値を用いて前記第1符号化対象信号を正規化して正規化第1符号化対象信号を求め、前記正規化第1符号化対象信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、前記第1ベクトル量子化インデックスと前記第1量子化信号を求め、
前記第2ベクトル量子化ステップは、前記再計算正規化値を用いて前記第2符号化対象信号を正規化して正規化第2符号化対象信号を求め、前記正規化第2符号化対象信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、前記第2ベクトル量子化インデックスを求める
ことを特徴とする符号化方法。 - 第1ベクトル量子化インデックスと第2ベクトル量子化インデックスを含む符号から、復号信号を求める復号方法であって、
前記第1ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第1復号量子化信号を求める第1ベクトル復号ステップと、
値が0の前記第1復号量子化信号の数Mを求めるM値計算ステップと、
前記第2ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第2復号量子化信号を求める第2ベクトル復号ステップと、
前記第1復号量子化信号の値が0以外の場合は前記第1復号量子化信号の値を復号信号の値とし、前記第1復号量子化信号の値が0の場合は前記第2復号量子化信号の値を復号信号の値とする再構成ステップと
を有する復号方法。 - 請求項4記載の復号方法であって、
前記符号には正規化値量子化インデックスも含まれており、
前記正規化値量子化インデックスに対応する復号量子化正規化値を求める正規化値復号ステップと、
前記復号量子化正規化値をX−、前記第1復号量子化信号の数をL、前記第1復号量子化信号のパワーの合計tmp、値が0の前記第1復号量子化信号の数をM、再計算正規化値E−とするときに、
の関係となる再計算正規化値E−を求める正規化値再計算ステップ
も有し、
前記第1ベクトル復号ステップは、前記第1ベクトル量子化インデックスに対応した正規化第1復号量子化信号を求め、前記正規化第1復号量子化信号と前記復号量子化正規化値を用いて前記第1復号量子化信号を求め、
前記第2ベクトル復号ステップは、前記第2ベクトル量子化インデックスに対応した正規化第2復号量子化信号を求め、前記正規化第2復号量子化信号と前記再計算正規化値を用いて前記第2復号量子化信号を求める
ことを特徴とする復号方法。 - 請求項4記載の復号方法であって、
前記符号には正規化値量子化インデックスも含まれており、
前記正規化値量子化インデックスに対応する復号量子化正規化値を求める正規化値復号ステップと、
前記復号量子化正規化値をX−、前記第1復号量子化信号の数をL、前記第1復号量子化信号のパワーの合計tmp、値が0の前記第1復号量子化信号の数をM、第1再計算値をE− 1、第2再計算値をE− 2とするときに、
の関係となる第1再計算値をE− 1と第2再計算値をE− 2を求め、
前記第1再計算値と前記第2再計算値と前記正規化値のいずれかを再計算正規化値とする正規化値再計算ステップ
も有し、
前記第1ベクトル復号ステップは、前記第1ベクトル量子化インデックスに対応した正規化第1復号量子化信号を求め、前記正規化第1復号量子化信号と前記復号量子化正規化値を用いて前記第1復号量子化信号を求め、
前記第2ベクトル復号ステップは、前記第2ベクトル量子化インデックスに対応した正規化第2復号量子化信号を求め、前記正規化第2復号量子化信号と前記再計算正規化値を用いて前記第2復号量子化信号を求める
ことを特徴とする復号方法。 - 所定サンプル数ごとの符号化対象の信号サンプル(以下、「第1符号化対象信号」という)または前記第1符号化対象信号に対応した信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化した第1量子化信号と該第1量子化信号に対応する第1ベクトル量子化インデックスを求める第1ベクトル量子化部と、
値が0の前記第1量子化信号に対応する前記第1符号化対象信号だけで、第2符号化対象信号を生成する抽出部と、
前記第2符号化対象信号または前記第2符号化対象信号に対応した信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して第2ベクトル量子化インデックスを求める第2ベクトル量子化部、
を備える符号化器。 - 第1ベクトル量子化インデックスと第2ベクトル量子化インデックスを含む符号から、復号信号を求める復号器であって、
前記第1ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第1復号量子化信号を求める第1ベクトル復号部と、
値が0の前記第1復号量子化信号の数Mを求めるM値計算部と、
前記第2ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第2復号量子化信号を求める第2ベクトル復号部と、
前記第1復号量子化信号の値が0以外の場合は前記第1復号量子化信号の値を復号信号の値とし、前記第1復号量子化信号の値が0の場合は前記第2復号量子化信号の値を復号信号の値とする再構成部
を備える復号器。 - 請求項1から6のいずれかに記載の方法の各ステップをコンピュータにより実行させるプログラム。
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