JP2014504094A - エンコーダおよび予測的に符号化する方法、デコーダおよび復号化する方法、予測的に符号化および復号化するシステムおよび方法、および予測的に符号化された情報信号 - Google Patents

Abstract

信号値（ｓ（ｎ））のシーケンスを有する信号（１０５）を予測的に符号化するためのエンコーダ（１００）は、予測信号値（１１５）（ｓ´（ｎ））を得るために、信号（１０５）（ｓ（ｎ））に基づいて、および、１つ以上の重み値（１１１）（ω_i）に基づいて、適応予測を実行するための予測器（１１０）を含み、予測器（１１０）は、信号（１０５）に依存する時間に重み値（１１１）をリセットするように構成され、予測器（１１０）は、次のリセットとの間に重み値（１１１）を信号（１０５）に適応させるように構成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、一般的に、情報信号の予測符号化に関し、特に、エコーダおよび予測的に信号を符号化する方法、デコーダおよび予測的に符号化された信号を復号化する方法、予測的に信号を符号化し予測的に符号化された信号のバージョンを復号化するシステムおよび方法、および予測的に符号化された情報信号に関する。本発明の更なる実施例は、可変的なリセット時間を有する予測符号化方式に関する。

予測的なエンコーダ（送信機）は、信号の前のまたは先行する値を使用して符号化される信号の現在の値を予測することによって信号を符号化する。この予測または推測は、時々信号の前の値の加重和によって達成される。予測された信号および実際の信号の違いが所定の方法で最小化されるように、予測重みまたは予測係数は調整される。予測係数は、例えば、予測エラーの平方に関して最適化される。信号の予測値と実際の値との間の差だけが、デコーダまたは受信機に送信される。これらの値は、残差または予測誤差とも呼ばれる。実際の信号の値は同じ予測器（例えば、エンコーダで使用する予測器と同一）を用いて、そして、エンコーダによって送信された予測誤差に対するエンコーダにおけるのと同様に得られた予測値を加えることによって、受信機において再現されることができる。

誤差を送信する場合、すなわち、誤って送信された予測差または誤差が発生する場合、予測はもはや送信機側および受信機において同じではない。復号化信号の誤った値は、受信機側において誤って送信された予測誤差により再現される。

送信機および受信機の間で再同期または調整を得るために、予測重みは、送信機側および受信機側において両側で同時に所定の状態にリセットされ、そのプロセスもリセットと呼ばれる。

米国特許第７，３８６，４４６ Ｂ２において、速度係数によって制御可能な適応予測アルゴリズムが始まる場合、第１の適合速度および第１の適合精度および付随的な第１の予測精度で動作するために、速度係数が第１の値を有し、速度係数が第２の値を有するとき、第１の値に比べて低い適合速度を有するが、第１の値に比べて高い精度を有する第２の値で動作する場合、リセットタイムの後に起こる適合の継続が、適合された予測が最初に第１の値に、そしてしばらくして第２の値に、速度パラメータをセットすることにより減少しないことにより予測誤差は最初に増加することが記載されている。速度パラメータがリセット時間以後の所定の期間の後第２の値に再び設定されたあと、予測誤差およびこのように送信される残差はより最適化されるか、第１の速度パラメータ値によって可能であるより小さい。

Ｓ．Ｗａｂｎｉｋ、Ｇ．Ｓｃｈｕｌｌｅｒ、Ｆ．Ｋｒａｅｍｅｒの「ＭＡ予測モデルを用いたエラーに強い超低遅延オ−ディ符号器（Ｅｒｒｏｒ Ｒｏｂｕｓｔ Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｄｅｌａｙ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｅｒ Ｕｓｉｎｇ ＭＡ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）」ＩＣＡＳＳＰ ２００９、２００９年４月１９〜２４日、台北、台湾において、超低遅延（ＵＬＤ）符号化方式に関連する予測知覚音声符号化が記載されている。１つの構造は一般的に用いられるＡＲ信号モデルに基づき、デコーダのＩＩＲ予測器につながる。他の構造は、ＭＡ信号モデルに基づき、デコーダのＦＩＲ予測器につながる。

Ｓ．Ｗａｂｎｉｋ、Ｇｅｒａｌｄ Ｓｃｈｕｌｌｅｒ、Ｊ．Ｈｉｒｓｃｈｆｅｌｄ、Ｕ．Ｋｒａｅｍｅｒにおいて、「予測オーディオ符号化におけるパケットロスの隠蔽（Ｐａｃｋｅｔ Ｌｏｓｓ Ｃｏｎｃｅａｌｍｅｎｔ ｉｎ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ）」２００５ ＩＥＥＥ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｕｄｉｏ ｑｎｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ、Ｍｏｈｏｎｋ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｈｏｕｓｅ、Ｎｅｗ Ｐａｌｔｚ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、Ｏｃｔ．１６−１９、２００５において、低遅延予測オーディオ・コーダーに関するパケットロスに対するいくつかの隠蔽戦略が記載されている。

情報信号の予測符号化の理解を容易にするために、以下の文書も参照される。
Ｊ．Ｍａｋｈｏｕｌ．Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ：Ａ Ｔｕｔｏｒｉａｌ Ｒｅｖｉｅｗ，ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＨＥ ＩＥＥＥ， Ｖｏｌ．６３，ＮＯ．４，Ａｐｒｉｌ １９７５； Ａｌｉ Ｈ Ｓａｙｅｄ：“Ｆｕｎｄａｍｅｎｎｔａｌｓ ｏｆ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ”，Ｗｉｌｅｙ−ＩＥＥＥ Ｐｒｅｓｓ，２０３３； ａｎｄ Ｓｉｍｏｎ Ｓ Ｈａｙｋｉｎ，”Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｔｈｅｏｒｙ“， Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， ２００１。

米国特許第７，３８６，４４６ Ｂ２

Ｓ．Ｗａｂｎｉｋ、Ｇ．Ｓｃｈｕｌｌｅｒ、Ｆ．Ｋｒａｅｍｅｒの「ＭＡ予測モデルを用いたエラーに強い超低遅延オ−ディ符号器（Ｅｒｒｏｒ Ｒｏｂｕｓｔ Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｄｅｌａｙ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｅｒ Ｕｓｉｎｇ ＭＡ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）」ＩＣＡＳＳＰ ２００９、２００９年４月１９〜２４日、台北、台湾 「予測オーディオ符号化におけるパケットロスの隠蔽（Ｐａｃｋｅｔ Ｌｏｓｓ Ｃｏｎｃｅａｌｍｅｎｔ ｉｎ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ）」２００５ ＩＥＥＥ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ａｕｄｉｏ ｑｎｄ Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ、Ｍｏｈｏｎｋ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｈｏｕｓｅ、Ｎｅｗ Ｐａｌｔｚ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、Ｏｃｔ．１６−１９、２００５ Ｊ．Ｍａｋｈｏｕｌ．Ｌｉｎｅａｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ：Ａ Ｔｕｔｏｒｉａｌ Ｒｅｖｉｅｗ，ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ＴＨＥ ＩＥＥＥ， Ｖｏｌ．６３，ＮＯ．４，Ａｐｒｉｌ １９７５ Ａｌｉ Ｈ Ｓａｙｅｄ："Ｆｕｎｄａｍｅｎｎｔａｌｓ ｏｆ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ"，Ｗｉｌｅｙ−ＩＥＥＥ Ｐｒｅｓｓ，２０３３ Ｓｉｍｏｎ Ｓ Ｈａｙｋｉｎ，"Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｆｉｌｔｅｒ Ｔｈｅｏｒｙ"， Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， ２００１

しかしながら、知っている解決策の一般的な問題は、そのようなリセットのために、誤差がリセット時間に増加することである。より大きい予測誤差は、次に、伝送のための増加した必要なビットレートという結果になる。限られたビットレート量だけが利用できる場合には、例えば『一定のビットレート符号化』のように、（例えば、歪みやノイズにより）信号品質は減少する。

したがって、この発明の目的は、予測信頼性、必要なビットレートおよび信号品質の間の改良されたトレードオフを可能にする予測符号化および／または復号化スキームを提供することである。

この目的は、請求項１に記載のエンコーダ、請求項１３〜１５のいずれかに記載のデコーダ、請求項１６に記載のシステム、請求項１７に記載の符号化信号、請求項１９に記載の予測符号化方法、請求項２０ないし請求項２２のいずれかに記載の復号化方法、請求項２３に記載の予測符号化および復号化方法、または請求項２４に記載のコンピュータ・プログラムによって達成される。

本発明の一実施例によれば、信号値のシーケンスを有する信号を予測符号化するためのエンコーダは予測器を含む。予測器は、予測信号値を得るために、信号に基づいて、および１つ以上の重み値に基づいて、適応予測を実行するように構成される。ここで、予測器は、信号に依存している時に重み値をリセットするように構成される。さらに、予測器は、後のリセットとの間に重み値を信号に適応させるように構成される。

本発明の基礎をなしている基本的な考えは、適応予測が、信号に基づいて、そして、一つ以上の重み値に基づいて実行される場合、そして、重み値が信号に依存している時にリセットされる場合、良好な予測実行が達成されることができるということである。このようにして、リセットから生じる予測誤差の増加および／または要求される精度で予測誤差の符号化に必要なビットレートの増加は、防止されるかまたは、少なくとも減少させることができ、それによって、よりよく信号品質を維持することができる。代わりに、または、さらに、一定のビットレートの制約の下で良好な精度で比較的大きい予測誤差さえ符号化することが可能であるように、リセット時間を選択することは可能である。

更なる実施例によれば、予測器は、信号に適応している時に重み値のリセットを実行するように構成される。

さらに、エンコーダは、選択的に、重み値をリセットするためのリセット時間を選択するように構成されることができる。これは、基本的に選ばれたリセット時間におけるリセットによって生じる歪みの知覚が異なる時間に重み値をリセットすることによって生じる歪みの知覚より小さくすることができる。

更なる実施例によれば、エンコーダは、信号値および予測信号値の差に基づいて残差信号を生成するように構成される。その結果、与えられたビットストリームは、可変ビットレートで符号化された符号化残差信号の値を含む。さらに、予測器は、可変的な時間に重み値のリセットを実行するように構成されることができる。このようにして、所定のビットレート蓄積レベルと同じであるかそれ以上のビットレート蓄積があるときに、リセットが実行されることが確実となる。したがって、利用できるビットレート蓄積を利用している比較的高い精度を有する残差信号値を符号化することは可能である。したがって、聞き取れる歪みは小さく保たれることができる。

発明の更なる実施例は、残差信号値のシーケンスを有する予測的に符号化された信号を復号化するデコーダを提供する。

本発明の他の実施例によれば、信号値のシーケンスを有する信号を予測的に符号化するための、および残差信号のシーケンスを有する信号の予測的に符号化されたバージョンを復号化するためのシステムが提供される。

本発明の更なる実施例は、信号を予測的に符号化するための、および信号の予測的に符号化されたバージョンを復号化するための方法を提供する。
以下に、本発明の実施例は、添付の図面を参照して説明される。

図１は、信号を予測符号化するためのエンコーダの実施例のブロック図を示す。 図２は、現在のビットレート蓄積に基づく重み値のリセットをともなって信号を予測的に符号化するためのエンコーダの更なる実施例のブロック図を示す。 図３ａは、信号分析に基づく重み値のリセットをともなって信号を予測的に符号化するためのエンコーダの更なる実施例のブロック図を示す。 図３ｂは、残差信号分析に基づく重み値のリセットをともなって信号を予測的に符号化するためのエンコーダの更なる実施例のブロック図を示す。 図４は、フィルタ構造と、重み値を提供するプロバイダとを有する信号を予測的に符号化するためのエンコーダの更なる実施例のブロック図を示す。 図５は、本発明の実施例による現在のビットレート蓄積に基づいて重み値のリセットのためのリセット時間を決定するための概念の図解図を示す。 図６は、本発明の更なる実施例による信号分析に基づいて重み値のリセットのためのリセット時間を選択的に決定するための概念の図解図を示す。 図７ａは、典型的な予測可能な信号の範囲内でリセットを実行する負の効果を示す図である。 図７ｂは、さらに典型的な予測可能な信号の範囲内でリセットを実行する負の効果を示す図である。 図８は、リセット情報を用いて予測的に符号化された信号を復号化するためのデコーダの実施例のブロック図を示す。 図９は、信号分析に基づくリセット時間の決定器を有する予測的に符号化された信号を復号化するためのデコーダの更なる実施例のブロック図を示す。 図１０は、現在のビットレート蓄積を用いたリセット時間の決定器を有する予測的に符号化された信号を復号化するためのデコーダの更なる実施例のブロック図を示す。 図１１は、同期リセットを用いた適応予測に基づくエンコーダ／デコーダ・システムの実施例のブロック図を示す。

図１は、信号１０５を予測的に符号化するためのエンコーダ１００の実施例のブロック図を示す。信号１０５は、例えば、オーディオまたはビデオ信号値のような信号値のシーケンスｓ（ｎ）、ｎ＝１、２、３、・・・を含むオーディオまたはビデオ信号値のような情報信号である。図１に示すように、エンコーダ１００は、予測器１１０を含む。予測器１１０は、予測信号値１１５、ｓ´（ｎ）を得るために、信号１０５、ｓ（ｎ）に基づいて、および１つ以上の重み値１１１、ω_iに基づいて、適応予測を実行するように構成される。特に、予測器１１０は、信号１０５に依存する時に重み値１１１をリセットするように構成される。さらに、予測器１１０は、次のリセットとの間に重み値１１１を信号１０５に適応させるように構成される。

実施例において、予測器１１０は、現在の信号値ｓ（ｎ）に対して、１つ以上以前の信号値ｓ（ｎ−ｍ）、ｍ＝１，２，３，・・・，ｎ−１から予測信号値ｓ´（ｎ）を決定することにより予測を実行するように構成される。ここで、予測信号値ｓ´（ｎ）は、信号の１つ以上の以前の値ｓ（ｎ−ｍ）の加重和によって得られる。

実施例において、好ましくは、予測エラーが比較的小さく保たれるように、重み値が適応される。たとえば、それぞれ、予測器が周期性または周期的信号部分を考慮するように、重み値は適応させることができる。信号の変更のために、例えば信号が非定常性のときに、予測誤差は最初は増加し、それは、予測器によって実行される予測が変更された信号に再び適応するように、重み値が適応されるという結果に至る。少なくとも時間的に、現在到達している信号が静止状態に達するという条件で、予測誤差はそれから再び減少する。

更なる実施例によれば、エンコーダ１００の予測器１１０は、信号１０５に適応しているときに重み値１１１のリセットを実行するように構成されることができる。特に、選ばれたリセット時間のリセットによって生じる歪みの知覚が異なる時間に重み値１１１をリセットすることによって生じる歪みの知覚より小さくなるように、エンコーダ１１０は、選択的に、重み値１１１をリセットするためのリセット時間を選択するように構成されることができる。

図２は、現在のビットレート蓄積Ｒ₀に基づいて重み値ω_iのリセットで信号１０５を予測的に符号化するためのエンコーダ２００の更なる実施例のブロック図を示す。図２のエンコーダ２００は、基本的に、図１に示されるエンコーダ１００の予測器１１０に対応する予測器２１０を含む。図２の実施例において、予測器２１０は、信号１０５で作動し、その出力で予測信号１１５を出力するように構成される。ここで、予測器２１０は、制御信号によって制御可能であり、制御可能な方法で重み値ω_iのリセットを実行する。したがって、図２において、処理ブロック２１０は、「制御可能なω_iリセットを有する予測器」によって示される。図２実施例において、減算器２２０は、予測器２１０の後に配置され、減算器２２０は信号値１０５、ｓ（ｎ）から予測値１１５、ｓ´（ｎ）を減算するように構成され、残差信号δ（ｎ）が減算器２２０の出力２２５で得られる。予測器２１０および減算器２２０は、従って、入力信号１０５から残差信号値２２５を決定するように構成される残差信号生成器２２２を構成することができる。図２にて図示するように、エンコーダ２００は、符号化残差信号値２３５、δ´（ｎ）を得るために、残差信号値２２５、δ（ｎ）を符号化するためのδ（ｎ）−エンコーダ２３０を含む。ここで、δ（ｎ）−エンコーダは、例えば、可変ビットレートを使用するように構成することができ、つまり、残差信号のサンプルごとの可変的なビット数が、符号化プロセスのためにδ（ｎ）−エンコーダ２３０によって使用されることができる。たとえば、増加したビットレートは比較的高い予測誤差に対応して基本的に符号化される信号の一部に割り当てられることができ、その一方で、減らされたビットレートは比較的低い予測誤差に対応して基本的に符号化される信号の異なる部分に割り当てられることができる。このことは、以下において更に詳細に説明する。

それは、図２に示されるように、δ（ｎ）−エンコーダ２３０によって達成される残差信号値２２５の符号化に基本的に関連がある現在のビットレート蓄積（または同等に、ビット蓄積）（Ｒ₀）を示す表示２３３を提供するように構成されることができる。現在のビットレート蓄積（またはビット蓄積）Ｒ₀を示している表示２３３は、制御信号２４１を制御可能なω_iリセットおよび、任意に、リセット情報２４５を有する予測器２１０に提供するように構成されることができる予測器コントローラ２４０によって受信される。特に、制御信号２４１（すなわちω_iリセット制御信号）が表示２３３および所定のビットレート蓄積レベル２３９（Ｒ_p）によって示される現在のビットレート蓄積Ｒ₀との比較に基づくように、予測器コントローラ２４０は設定されることができる。例えば、現在のビットレート蓄積Ｒ₀が所定のビットレート蓄積レベルと等しいか超えているとき（Ｒ₀≧Ｒ_p）、適応予測のための重み値のリセットを実行するように、予測器２１０がω_i制御信号２４１で制御されるように、比較が予測器コントローラ２４０によって実行される。この場合、十分に高いビットレート蓄積が入力信号１０５から引き出されるビットストリームを提供するために使用可能であることが基本的に確実にされることができる。特に、リセットの直後に比較的大きい値をとる残差信号が十分に大きいビットレート蓄積の利用可能性により良い精度で符号化されることができることが確実にされる。

図２実施例を参照すると、エンコーダ２００は、ビットストリーム・フォーマッタ２５０を含む。特に、ビットストリーム・フォーマッタ２５０は、ビットストリーム２５５を得るために、符号化された残差信号値２３５およびリセット情報２４５をフォーマットするように構成されることができる。ここで、ビットストリーム２５５は、基本的に、信号１０５、ｓ（ｎ）を示し、それを蓄積または伝送するために使用することができる。

したがって、図２の実施例において、エンコーダ２００は、基本的に、信号１０５を表しているビットストリーム２５５を得るために構成され、予測器２１０は、ビットストリーム２５５を提供するのに利用可能な現在のビットレート蓄積２３３ Ｒ₀に基づいてリセットを実行するように構成される。さらに、図２で示すエンコーダ２００の残差信号生成器２２２は、信号値１０５および予測信号値１１５の差に基づいて残差信号δ（ｎ）を生成するように構成され、その結果、ビットストリーム２５５は、可変ビットレート（または、残差信号の値に対するビット数）で符号化された符号化残差信号値２３５を含む。基本的に、エンコーダ２００の予測器２１０は、可変時間に重み値のリセットを実行するように構成され、リセットは、所定のビットレート蓄積２３９と同じであるかそれより大きいビットレート蓄積２３３があるときに実行される。

図３ａは、信号分析に基づいて重み値（ω_i）をリセットすることで信号１０５を予測的に符号化するためのエンコーダ３００の更なる実施例のブロック図を示す。図３ａに示すように、エンコーダ３００は、残差信号生成器３１０、δ（ｎ）−エンコーダ３３０およびビットストリーム・フォーマッタ３５０を含む。ここで、図３ａに示されるエンコーダ３００の処理ブロック３１０、３３０、３５０は、基本的に、図２に示されるエンコーダ２００の処理ブロック２２２、２３０、２５０に対応する。特に、制御可能なω_i−リセットを有する残差信号生成器３１０は、信号値１０５、ｓ（ｎ）から残差信号値３２５ δ（ｎ）を得るように構成され、残差信号値３２５、δ（ｎ）によって決定され、信号１０５、ｓ（ｎ）に基づく残差信号が与えられる。さらに、δ（ｎ）−エンコーダ３３０は、例えば、前記した可変ビットレートを用いて、符号化残差信号値３３５、δ´（ｎ）を得るために、残差信号値３２５、δ（ｎ）を符号化するように構成される。

図３ａの実施例において、エンコーダ３００は、分析結果信号３０５を得るために、信号１０５を分析するために実装されている信号分析器３２０を含む。ここで、信号分析器３２０によって実行される信号分析は、例えば、残差信号生成器３１０内で実行されるωｉ−リセット動作の制御の根拠として後に使用されることができる分析結果信号３０５によって示される信号１０５の信号特徴を決定するために用いることができる。特に、エンコーダ３００の信号分析器３２０は、分析結果信号を得るために、信号値ｓ（ｎ）から調性パラメータ、過度的な挙動および／または不連続挙動の決定に基づいて信号１０５の信号特性を引き出すように構成される。

実施例において、信号分析器３２０は、信号１０５の分析領域（例えば特定の時間間隔）が一時的事象を含むか、不安定であるかどうか決定することによって、すなわち、例えば、１つの時間的部分から分析領域の次の時間的部分までに例えば５０％以上エネルギーの増減がある場合のような、分析領域が時間内における信号１０５のエネルギーの比較的突然の変化によって特徴付けられるかどうかによって、分析結果信号３０５によって示される信号特性を得るように構成されることができる。ここで、一時的な検出は、例えば、信号１０５の高周波バンドに含まれるパワーの測定および所定の閾値を有するパワーの時間的変化の次の比較に基づくことができる。

更なる実施例において、信号分析器３２０は、信号１０５から調性パラメータを算出することによって信号特性を決定するように構成されることができ、調性パラメータは、基本的に、スペクトル・エネルギーがどのように一つ以上の周波数バンドにおいて分配されるかについて指し示す。スペクトル・エネルギーがバンドにおいて比較的一様に分配される場合には、むしろ非調性の信号がこのバンドの中に存在し、その一方で、スペクトル・エネルギーがこのバンドの特定の場所で比較的強く集中される場合には、むしろ調整信号がこのバンドに存在する。

更なる実施例によれば、信号分析器３２０は、信号形状か信号エンベロープにおけるステップか不連続が次の信号の値か隣接する時間的部分の間に突然あるいは不意の変化の形状であるかどうか確認することによって信号特性を決定するように構成されることができる。

図３ａに示すように、予測器コントローラ３４０は信号分析器３２０の後に配置され、それは特に分析結果信号によって示された信号１０５の信号特性に基づいてω_i−リセット制御信号３４１を残差信号発生器３１０に提供するために設定されることができる。予測器コントローラ３４０は、例えば、ω_i−リセット制御信号３４１によって残差信号発生器３１０またはその内部予測器を制御するように設定されることができ、重み値ω_iのリセットは、信号が特定の特性（例えば、信号が非調性で、非定常であるかステップを含むリセット時間において、または環境において）を有するときに選択的に実行される。ω_i−リセット制御信号３４１を提供するのに加えて、予測器コントローラ３４０は、信号１０５の信号特性に基づいてリセット情報３４５を提供することもできる。ビットストリームフォーマッタ３５０は、信号ｓ（ｎ）を示すビットストリーム３５５を得るために、符号化残差信号値３３５よび予測器コントローラ３４０によって与えられるリセット情報３４５をフォーマットするように構成される。

したがって、図３ａに関して、エンコーダは、信号ｓ（ｎ）の信号分析を実行して、信号の信号分析に基づいて選択的にリセットを実行するように構成されることができる。さらに、エンコーダは、信号を示すビットストリームを得るために、そして、信号分析に基づいてビットストリーム内で符号化されたリセット情報を提供するために構成されることができる。

図３ａの実施例に特有のものは、上述のように、信号特性の決定に基づいて選択されたリセット時間に選択的にリセットを実行することによって、例えば、非調性でなく、非定常でないかまたはステップ（不連続）を含んでいない信号の部分の間、リセットを実行することから起こる認められた品質に対する負の効果が基本的に防止されることができるかまたは減らされることができるということである。

図３ｂは、残差信号分析に基づいて重み値（ω_i）をリセットすることで信号１０５を予測的に符号化するためのエンコーダ３６０の更なる実施例のブロック図を示す。ここで、図３ｂのエンコーダ３６０は、基本的に、図３ａのエンコーダ３００と同じ処理ブロックを含む。したがって、類似の実施および／または機能を有する同一のブロックは同じ数字によって表され、対応する処理ブロックの繰り返された説明は省略される。しかしながら、図３ｂのエンコーダ３６０に対する詳細は、信号分析器３８０が、分析結果信号３８５を得るために、残差信号３２５、δ（ｎ）を分析するために行われるということである。ここで、信号分析器３８０によって実行される信号分析は、例えば、分析結果信号３８５によって示される残差信号３２５の信号特性を決定するために用いることができ、それが残差信号生成器３１０内で実行されるω_i−リセット動作の制御の基礎としてその後使われることができる。特に、エンコーダ３６０の信号分析器３８０は、分析結果信号を得るために、残差信号値δ（ｎ）から若干の分析パラメータの決定に基づいて残差信号３２５の信号特性を引き出すように構成されることができる。

図３ａのエンコーダ３００の予測器コントローラ３４０とは対照的に、図３ｂのエンコーダ３６０の予測器コントローラ３９０は、リセット情報を提供するための出力を有しない。このように、ビットストリームフォーマッタ３５０は、信号ｓ（ｎ）を示すビットストリーム３５５を得るために、符号化残差信号３３５だけをフォーマットするように構成される。図３ｂの実施例において、おそらく、図３ａのそれとは異なる若干の他の分析パラメータが使用されることができるか、使用されなければならないということに注意すべきである。

したがって、図３ｂに関して、エンコーダは、残差信号δ（ｎ）の残差信号分析を実行し、残差信号の残差信号分析に基づいて選択的にリセットを実行するように構成される。さらに、エンコーダは、信号を示し、符号化残差信号値δ´（ｎ）のシーケンスを含むビットストリームを得るために構成される。ここで、エンコーダは、ビットストリームに重み値のリセットを示すリセット・フラグの包含を回避するように構成される。

実施例において、エンコーダは、残差信号δ（ｎ）からの符号化ゲインの大きさを決定して、符号化ゲインの大きさに基づいて選択的にリセットを実行するように構成される。好ましくは、それぞれ、符号化ゲインが特定の閾値より落ちるときのように比較的小さいとき、または、残差信号が特定の閾値を上回るときのように比較的きいときに、重み値のリセットは選択的に実行されなければならない。

図１、２、３ａおよび３ｂに関して記載されている実施例を参照すると、予測器は、従って、信号に依存している不規則な時間にリセットを実行するように構成されることができる。

図２実施例に対応して記載されているように、エンコーダ４００の残差信号生成器４０２は、図２に示すエンコーダ２００の減算器２２０に対応する減算器４３０を含む。ここで、減算器４３０は、残差信号生成器４０２の出力で残差信号値４３５、δ（ｎ）を得るために、フィルタ構造４０５の出力４２５で信号１０５から予測信号値ｓ´（ｎ）を減算するように構成される。残差信号値４３５は、前述の実施例のように、更に処理されることができる。図４においてわかるように、ω_i−プロバイダ４１０が、特に重み値４１５、ω₁、ω₂、ω₃、・・・、ω_mを複数の乗算器４２２のそれぞれの乗算器に提供するように構成される。特に．ω_i−プロバイダ４１０は、残差信号生成器４０２の出力４３５から受信する予測誤差に基づいて重み値４１５を提供し、それは信号１０５、ｓ（ｎ）を受信することもできる。

実施例において、適応予測は、以下のようにして実行されることができる。第１に、複数の補正値δω_i、ｉ＝１、２、３、・・・、ｍは、信号ｓ（ｎ）および予測誤差δ（ｎ）の対応する値を使用して、各フィルタまたは反復ステップのために算出されることができる。それから、このようにして得られた補正値δω₁・・・δω_mは、更新された重み値４１５を得るために、次のフィルタ・ステップの前に、現在の係数ω₁・・・ω_mに加算されることができ、その結果、信号の値ｓ（ｎ＋１）のための次の反復ステップは新しい適応された係数ω_i→ω_i＋δω_iによって実行される。したがって、エンコーダ４００は、予測誤差に基づいて重み値の適応を実行するために基本的に用いることができる。

図４実施例を参照すると、エンコーダ４００のω_i−プロバイダ４１０は、図２、３ａまたは３ｂの実施例の制御信号２４１、３４１に対応するω_i−リセット制御信号４０１によって制御され、それによって、重み値４１５はω_i−リセット制御信号４０１によって示されるような時にリセットされる。実施例において、リセットは、重み値４１５を、例えば、次のリセット時間に共通する所定の値にセットすることによって実行されることができ、重み値は、予測係数の初期セットを表すことができる。

図５は、本発明の実施例における、現在のビットレート蓄積（Ｒ₀）に基づいて、重み値をリセットするためのリセット時間５５５を決定するための概念の図解図５００を示す。図５の図解図５００において、それぞれ図２、３ａ、３ｂ、４の残差信号２２５，３２５，４３５に対応する典型的な残差信号５１０δ（ｎ）が示される。ここで、水平軸５０２が時間／サンプル軸であるのに対して、対応する（左）垂直軸５０１は残差信号レベルを表す。図５からわかるように、垂直軸５０１は、例えば、不均等目盛りを用いた信号レベルを表している。図５に図示するように、典型的な残差信号５１０は、標準的な信号形状を有し、残差信号５１０の第１の部分５１２はゼロに近づくかまたはその周辺にあり、その一方で、残差信号５１０の第２の連続的な部分５１４は、残差信号５１０の最大および最小の信号値の間で比較的大きい範囲によって特徴づけられるかなり変化する信号形状を有する。

実施例によれば、残差信号５１０は、前述の実施例（例えば図２、３ａおよび３ｂを参照）にて説明したように、符号化される。ここで、最大限に利用できるビットレート、例えば１サンプルにつき８ビットに対応するダイナミックレンジ５１１が、符号化のために使われる。

図５を参照すると、見本として矢印５１３によって示されるように、第１の信号部分５１２は、例えば、２ビット／サンプルの最初の（平均）ビットレートで符号化され、その一方で、見本として矢印５１５によって示されるように、第２の信号部分５１４は、例えば、２ビット／サンプル以上の変化または増加したビットレートで符号化される。ここで、現在のビットレート（すなわち、サンプルごとのビットレート）は、その信号レベルを拡大・縮小するかまたは低下させることを必要とせずに、残差信号５１０の各サンプルに対して十分に高くなるように符号化は実行される。

残差信号５１０のレベルおよびそれを符号化するために使用する実際のビットレートに基づいて、現在のビットレート蓄積５３３ Ｒ₀があるか利用でき、現在のビットレート蓄積５３３ Ｒ₀の変化は、平均の利用できるビットレート（例えば、４ビット／サンプル）および実際のビットレート（例えば、２ビット／サンプル）の差に基づく。図５において、図２実施例の現在のビットレート蓄積に対応する現在のビットレート蓄積信号５３３が手本となって示される。それは現在のビットレート蓄積信号５３３が第１の信号部分５１２のために増加し、その一方で、矢印５３５によって示されるように、それは第２の信号部分５１４のために減少していることが図５に示されている。現在のビットレート蓄積信号５３３のこの反応は、より小さいかより大きいビットレートが、それぞれ、第１または第２信号部分５１２、５１４を符号化するために使われることができるという事実に基本的に起因する。現在のビットレート蓄積信号５３３のレベルは、例えば、均等目盛りを有する（右）垂直軸５１２によって表されることができる。図５の図解図によれば、予測の重み値をリセットするためのリセット時間５５５は、状態Ｒ₀≧Ｒ_pが満たされるかどうかを調べて決定され、リセット時間５５５は、基本的に、現在のビットレート蓄積Ｒ₀のレベルが所定の閾値Ｒ_pと同じかそれ以上であるときに対応する。予測誤差が高い場合であっても、この基準は、基本的に、大きい十分なビットレート蓄積がビットストリームを供給するための全ての時間に利用可能であることを確実にしている。特に、概してリセットの直後に良好な精度で大きい値をとる残差信号を符号化することができるように、十分なビットレート蓄積がリセットの直後に利用できることが確実にされる。

図６は、本発明の更なる実施例による信号分析に基づいて重み値をリセットするためのリセット時間ｔ₀、ｔ₁、ｔ₂を選択的に決定するための概念の図解図６００を示す。図６の図解図によれば、信号分析は、前述の実施例における信号１０５、ｓ（ｎ）または残差信号３２５ δ（ｎ）である信号から複数のリセット時間ｔ₀、ｔ₁、ｔ₂を得るために実行され、予測の重み値をリセットするために用いられるリセット時間ｔ₀，ｔ₁，ｔ₂は、信号分析から得られる特定の時間に対応する。ここで、これらの特定の時間またはリセット時間ｔ₀、ｔ₁、ｔ₂は不規則なもの、すなわち、時間ｔ₀およびｔ₁によって定義される第１の時間Δｔ₁および時間ｔ₁およびｔ₂によって定義される第２の時間Δｔ₂が異なる（Δｔ₁≠Δｔ₂）ことに注意されたい。したがって、リセットは、所定の一定の時間間隔で実行されなければならないという必要はなく、好ましくは、信号に依存しているか適応している不規則な時間に実行されることができる。

前述のように、信号分析は、例えば非調性であるか非定常事象または状況またはステップ／不連続等の信号で特徴的な事象または状況を確認するために特に用いることができる。図６の第１のパネル６１０において、説明のために、特定の時間ｔ₀、ｔ₁、ｔ₂で起こっている一時的な複数の事象６１９によって特徴づけられる実施例信号または残差信号６１５が示され、第２のパネル６２０において、これらの特定の時間に発生している複数のステップ６２９によって特徴づけられる実施例信号または残差信号６２５が示される。ここで、第１および第２のパネル６１０、６２０の垂直軸６０１、６０３および横軸６０２、６０４は、それぞれ、信号レベル（または信号）または時間／サンプルに対応する。

図７ａは、典型的な特性信号７０５でリセットを実行する負の効果を例示する。図７ａの第１のパネル７１０において、実線で示される予測可能な信号７０５は、前述したように、それが適応予測を用いてよく予測されることができるという点を特徴としている。ここで、よく予測可能な信号７０５は、例えば、ほぼ周期的信号である。点線で示されるような予測信号７０７、ｓ´（ｎ）の信号形状が第１の時間部分７１２内のオリジナルの信号７０５、ｓ（ｎ）のそれにほぼ一致し、第２の時間部分７１４内でオリジナルの信号から大きく逸脱することが図７ａの第１のパネル７１０に特に示されている。ここで、第１の時間部分７１２は最初の時間ｔ₀およびリセット時間ｔ_resetによって定義されることができ、その一方で、第２の時間部分７１４は出発点としてリセット時間ｔ_resetによって定義されることができる。第２の時間部分７１４の間のオリジナルの信号７０５、ｓ（ｎ）および予測信号７０７、ｓ´（ｎ）の間のかなり大きい逸脱は、よく予測できる信号部分の範囲内で位置しているリセット時間ｔ_resetで重み値のリセットを実行することが起源となる。これは、第１の時間部分７１２のために、重み値（ω_opt）が最適化された状態となり、その一方で、第２の時間部分７１４のために、重み値（ω_non-opt）が最適化されていない状態、すなわち、リセット動作のために適応しなくなるからである。このリセット動作の負の効果は、図７ａの第２のパネル７２０において例示される。図７ａの第２のパネル７２０において、図７ａの第１のパネル７１０に示されるオリジナルの信号７０５ ｓ（ｎ）と予測信号７０７ ｓ´（ｎ）との間の差に対応する残差信号またはその大きさ７２５、｜δ（ｎ）｜が示される。残差信号の大きさ７２５がｔ₀およびｔ_resetとの間でほとんど減少するということが明らかに知られ、その一方で、それはリセット時間ｔ_resetから始まっている比較的大きい値によって特徴づけられる。したがって、リセット時間ｔ_resetのまわりの残差信号の大きさ７２５の突然の変化のため、知覚できるアーチファクト／歪みが導入され、それによって、信号品質の大幅な減少に至る。たとえば、ビットレートの制限により低い精度を使用している比較的大きい残差信号を符号化することは必要である。

図７ｂは、この負の効果を更によく予測可能な信号７５５の実施例で例示する。図７ｂの第１のパネル７５０に示すように、よく予測可能な信号７５５は周期的および着実に減衰している信号であり、それは、最適化された重み値（ω_opt）が利用可能な第１の時間部分７５２内で予測信号７５７によって予測されることができ、一方で、リセットに対応して初期重み値が用いられるために最適化された重み値（ω_non-opt）が利用できない第２の時間部分７５４内で予測信号７５７から大きく逸脱する。典型的な結果として生じる残差信号またはその大きさ７７５は、図７ｂの第２のパネル７６０において表され、リセット時間ｔ_reset周辺で残差信号の突然の変化を明確に示す。したがって、図７ｂの実施例で、知覚できるアーチファクト／歪みは、図７ａの実施例のような信号品質の減少につながって起こる。

図８は、リセット情報８１９を用いた予測的に符号化された信号８０５を復号化するためのデコーダ８００の実施例のブロック図を示す。図８に示す実施例において、予測的に符号化された信号８０５は、残差信号８１５ δ（ｎ）のシーケンスおよびビットストリーム内で符号化されたリセット情報８１９を含む。ここで、ビットストリームの形における予測的に符号化された信号８０５は、それぞれ、信号ｓ（ｎ）を示すエンコーダ２００または３００のビットストリーム２５５または３５５のように、前述の実施例によるエンコーダによって得られるビットストリームに対応することができると指摘されている。図８実施例を参照すると、デコーダ８００は、基本的にビットストリームパーサ８１０および予測器８２０を含む。ビットストリームパーサ８１０は、ビットストリーム８０５から残差信号値８１５ δ（ｎ）およびリセット情報８１９を得るために構成される。ここで、ビットストリームパーサ８１０は、ビットストリーム８０５から符号化残差信号値δ´（ｎ）を得たのちに符号化残差信号値δ´（ｎ）を復号化するためのδ（ｎ）−デコーダを含む。

具体的には、予測器８２０は、予測信号値８２５、ｓ´（ｎ）を得るために適応予測（ブロック８２１）を実行するように構成され、復号化信号値８３５、ｓ^*（ｎ）を得るために、加算ブロック８３０を用いて予測信号値８２５ ｓ´（ｎ）と残差信号値８１５、δ（ｎ）とを加算するように構成される。図８に示すように、予測器８２０は、リセット情報８１９を用いた適応予測のための１つ以上の重み値８１１をリセットするように構成される。さらに、予測器８２０は、次のリセットの間に復号化信号８３５、ｓ^*（ｎ）に重み値を適応させるように構成される。基本的に、予測器８２０は、前述の実施例において説明されたようなエンコーダで得られ、エンコーダによってビットストリーム８０５に含まれた、与えられたリセット情報８１９を利用する。

図９は、信号分析に基づいてリセット時間決定器９５０を有する予測的に符号化された信号９０５を復号化するためのデコーダの更なる実施例９００のブロック図を示す。信号９０５は、ビットストリームで符号化され、前述のエンコーダの１つによって与えられた残差信号値９１５、δ（ｎ）を含む。図９に示すように、デコーダ９００は、δ（ｎ）−デコーダ９１０、予測器９２０およびリセット時間決定器９５０を有するビットストリームパーサを含む。ビットストリームパーサ９１０は、ビットストリームから残差信号値９１５、δ（ｎ）を得るように構成される。特に、ビットストリームパーサ９１０は、ビットストリームから符号化残差信号値δ´（ｎ）を引き出し、その後、残差信号値δ（ｎ）を得るためにδ（ｎ）−デコーダを使用することによって符号化残差信号値δ´（ｎ）を復号化するように構成される。図８に示されるデコーダ８００と同様に、図９に示すデコーダ９００の予測器９２０は、予測信号値９２５、ｓ´（ｎ）を得るために適応予測（ブロック９２１）を実行し、加算ブロック９３０を用いることによって復号化信号値９３５、ｓ^*（ｎ）を得るために予測信号９２５、ｓ´（ｎ）と残差信号値９１５、δ（ｎ）とを加算するように構成されることができる。図９実施例に特有なのは、リセット時間決定器９５０が残差信号値９１５、δ（ｎ）に基づいてリセット時間を決定するように構成されるということである。特に、リセット時間決定器９５０は、その信号分析を実行するために残差信号値９１５において動作し、ω_i−リセット制御信号９１９がリセット時間決定器９５０の出力で得られるように構成される。このようにして得られたω_i−リセット制御信号９１９は、ω_i−リセット制御信号９１９に応じて適応予測（ブロック９２１）を実行するための予測器９２０を制御するために用いられる。リセット時間決定器９５０によって実行される信号分析は、例えば、非調性として、非定常として、またはステップを含むものとして特徴付けられるように、分析信号の信号特性に基づくことができる。特に、デコーダ９００の予測器９２０は、所定のリセット時間における適応予測のために１つ以上の重み値９１１、ω_iをリセットするように構成される。さらに、デコーダ９００の予測器９２０は、次のリセットとの間に重み値９１１を復号化信号に適応させるように構成される。

図９は、信号分析に基づいてリセット時間の決定を有するデコーダを示す。ここで、分析は再現された信号に基づいて実行されてはならず、残差信号と呼ばれる誤差信号に基づいて実行されるべきである。換言すれば、信号分析は、誤差信号だけに基づいて実行されることになっている。

しかしながら、リセット時間決定器９５０が復号化信号値９３５の信号分析を実行するように構成される場合、これは誤差を送信する場合、おそらく再び同期することのない非同期リセットに至るだろう。

図１０は、現在のビットレート蓄積１０１１、Ｒ₀を使用する（または、評価する）リセット時間決定器１０２０を有する予測的に符号化された信号９０５を復号化するためのデコーダ１０００の更なる実施例のブロック図を示す。ここで、図１０のデコーダ１０００は、基本的に、図９のデコーダ９００と同じ処理ブロックを含む。したがって、類似の実施態様および／または機能を有する同一のブロックは同じ数字によって示され、そして、対応する処理ブロックの繰り返した説明は省略される。しかしながら、図１０のデコーダ１０００に特有のものは、リセット時間決定器１０２０が、予測的に符号化された信号９０５を示すビットストリームの現在のビットレート蓄積１０１１、Ｒ₀に基づいてリセット時間を決定するように構成される。特に、デコーダ１０００は、可変ビットレートを用いてビットストリームパーサ９１０によって提供される符号化残差信号値９１５、δ（ｎ）のためのδ（ｎ）−エンコーダを含む。その結果、現在のビットレート蓄積表示１０１１が得られる。ここで、図１０実施例におけるδ（ｎ）−エンコーダ１０１０によって実行される処理は、図２実施例のエンコーダ２００のδ（ｎ）−エンコーダ２３０によって実行される処理に対応する（または、逆である）。図１０実施例の予測器９２０は、最後に得られる復号化信号値９３５に対して、図９実施例のように機能する。

図１１は、同期リセットを用いた適応予測に基づいたエンコーダ／デコーダ・システム１１００の実施例のブロック図を示す。エンコーダ／デコーダ・システム１１００のデコーダ側において、それぞれ、図８、９、１０のデコーダ８００、９００、１０００に対応するデコーダ１１２０が示される。したがって、図１１のデコーダ１１２０の繰り返された説明は、ここでは省略される。基本的に、図１１のデコーダ１１２０は、適応予測を実行するためにビットストリーム内で符号化された残差信号値δ（ｎ）のシーケンスを有する信号１１０５の予測的に符号化されたバージョンの上で実行され、その結果、復号化信号値１１２５、ｓ^*（ｎ）が得られる。ここで、信号１１０５の予測的に符号化されたバージョンおよび復号化信号値１１２５は、それぞれ、予測的に符号化された信号８０５、９０５または復号化信号値８３５、９３５に対応する。エンコーダ／デコーダ・システム１１００のエンコーダ側において、それぞれ、図２、３ａ、３ｂのエンコーダ２００、３００、３６０に対応するエンコーダ１１１０が示される。したがって、図１１のエンコーダ１１０の繰り返された説明は、ここでは省略される。基本的に、図１１のエンコーダ１１１０は、適応予測を実行するために信号値１１０１、ｓ（ｎ）のシーケンスの上で実行されるように構成され、その結果、信号ｓ（ｎ）を示すビットストリーム１１１５が得られる。ここで、図１１の信号値１１０１およびビットストリーム１１１５は、それぞれ、信号１０５またはビットストリーム２５５、３５５に対応する。

図１１のエンコーダ／デコーダ・システムにおいて、ビットストリームは、エンコーダ１１１０からデコーダ１１２０に送信され、ビットストリームは、例えば、それぞれ図２、３ａのリセット情報２４５、３４５のようなリセット情報を含み、リセット情報は、適応予測プロセスのためにデコーダ１１２０により用いられる。

図１１実施例を参照すると、エンコーダ１１１０およびデコーダ１１２０は、同期コントローラ１１３０によって与えられる同期制御信号１１３５を用いることによって同期するように任意に構成されることができる。特に、エンコーダ／デコーダ・システム１１００のエンコーダ１１１０およびデコーダ１１２０は、同期制御信号１１３５によって同期されることができ、その結果、適応予測のための重み値は同期時間にリセットされる。したがって、エンコーダ１１１０およびデコーダ１１２０の予測器は、同期をとって、リセットを実行するようにセットされることができる。

ここで、原則として、それがエンコーダおよびデコーダのリセット時間の決定のための２つの選択肢の間で区別されることになっていることが指摘される。第１の選択肢において、リセット時間はエンコーダの信号分析によって決定されることができ、リセット情報はデコーダに発信されることができる。第２の選択肢において、リセット時間はエンコーダの信号分析によって決定されることができ、並行して、エンコーダとは独立して、（同一の）リセット時間はデコーダの信号分析によって決定されることができる。

第１の選択肢によれば、好ましくは、エンコーダの信号分析は入力信号ｓ（ｎ）に基づいて実行されることができる。その理由は、リセット時間（例えば、音調、過度的な挙動、不連続その他を示すパラメータ）を決定するためのパラメータは入力信号ｓ（ｎ）からより高い信頼性をもって決定されることができるからである。

第２の選択肢によれば、デコーダ側におけるありうる伝送エラーの場合にリセット時間の同期の回復を確実にするために、誤差信号δ（ｎ）に基づいてデコーダにおけるのと同様にエンコーダにおけるリセット時間の決定のための信号分析を実行することが必要である。

ここで、リセット時間の決定のために注意すべきことであるが、おそらく、そして、少なくとも部分的に、最初の選択肢とは異なるいくつかの分析パラメータが使用されることができるか、または、使用されなければならない。なぜならば、リセット時間の決定のために用いられる誤差信号δ（ｎ）は、最初の選択肢におけるリセット時間の決定のために用いられる入力信号ｓ（ｎ）に比べて異なる信号特性を有するかもしれないからである。しかしながら、両方の信号は、各々と類似していることがありえる。いくつかの実施形態において、調性値または調性パラメータは、誤差信号δ（ｎ）から引き出すことができる。

いくつかの更なる実施例において、誤差信号δ（ｎ）から調性パラメータを引き出すことより良好な解決策がある。特に、符号化ゲインの評価は、誤差または残差信号δ（ｎ）から最初に決定されることができる。それから、重み値のリセットは、符号化ゲインの評価に基づいて、選択的に実行されることができる。ここで、符号化ゲインは、図３ｂのエンコーダ３６０によって実行されるような予測分析による。予測の符号化ゲインが比較的大きい（または、残差信号が比較的小さい）場合、重み値のリセットはこのようにその減少の結果となっている符号化ゲインに強い影響を及ぼし、それによって、音声品質の明らかに知覚できる歪みに至る。音声品質におけるこの負の効果は、突然のリセットの場合にはより目立つ。ここで、比較的大きい符号化ゲインまたは比較的小さい残差信号は、予測係数または重み値が非常によく信号に適応していることを意味する。予測の符号化ゲインが比較的小さい（または、残差信号が比較的大きい）場合、重み値のリセットは符号化ゲインに大きな影響を及ぼさず、無視できるどの減少という結果となり、それによって、リセットのため音声品質のほとんど聞こえないかより知覚できない歪みに至る。したがって、音声品質に対する言及された負の効果を防止するために、重み値のリセットは、所定の閾値を下回るときのような符合化ゲインが比較的小さいとき、または、いくつかの閾値をそれぞれ上回るときのような残差信号が比較的大きいときに、それぞれ、選択的に実行されなければならない。

いずれの場合も、または、少なくともいくつかの場合には、リセット時間の決定がエンコーダおよびデコーダにおいて同期をとって実行されなければならないこともここで指摘される。リセット時間の決定が再現された信号に基づいて実行された場合、デコーダで、ビットストリームの伝送の間、エラーが発生しない場合、リセット時間は正しく分析されて、実行されるだろう。ここで、エラーのない伝送の場合にのみ、デコーダにおける残差信号および予測信号（図９）がエンコーダにおける入力信号および残差信号と同一である点に留意する必要がある。ビットストリームの伝送の間にエラーが発生すれば、再現された信号に基づいた分析の場合、間違ったリセット時間がデコーダにおいて決定されることを意味する。リセット時間決定の後方適応特性のため、同期は回復されることもできない。したがって、伝達誤差、したがって非同期リセットによる間違った再現は消えないため、すべての次のリセットは間違った時刻に発生する。

このように、実施例によっては、リセット時間の分析は、（エンコーダにおける）入力信号および（デコーダにおける）再現された信号に基づくことなく、残差信号に基づいてのみ実行されなければならない。

図１１の実施例において、エンコーダ１１１０からデコーダ１１２０に送られる信号は、実際の信号値ｓ（ｎ）と予測信号値ｓ´（ｎ）との差を表している予測誤差情報信号を含む予測符号化情報信号でもよい、ここで、予測信号値ｓ´（ｎ）は１つ以上の重み値ω_iに基づいて予測されることができ、その一方で、重み値は次のリセットとの間で信号に適応している。予測的に符号化された情報信号は、重み値がリセットされることができる時間を示すリセット情報を含む。

更なる実施例によれば、予測的に符号化された情報信号のリセット情報は、厳密に言えば、不規則な時間を示す。

本発明が実際のまたは論理的ハードウェアコンポーネントをブロックが表すプロック図に関連して記載されたが、本発明はコンピュータ実行方法によって行うこともできる。後者の場合、ブロックは、これらのステップが対応する論理的であるか物理的なハードウェア・ブロックで実行される機能を表す対応する方法ステップを表す。

記載されている実施例は、本発明の原理のために、単に説明されているだけである。配置の変更および変形および本願明細書において記載されている詳細は、他の当業者にとって明らかであるものと理解される。したがって、本発明の要旨は、添付されている特許請求の範囲だけによって制限され、本願明細書において実施例の説明および説明として示される具体的な詳細によって制限されないということが意図することである。

若干の態様が装置の文脈に記載されているが、これらの態様も対応する方法の説明を表すことは明らかであり、ブロックまたは装置は、方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップの文脈に記載されている態様は、対応する装置の対応するブロックまたは部材または特徴の説明を表す。いくつかのまたは全ての方法のステップは、例えば、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータまたは電子回路などのようなハードウェア装置によって（または、これらを使用して）実行される。いくつかの実施形態において、最も重要な方法ステップのいくつかまたはそれ以上は、この種の装置によって実行される。

発明の符号化情報信号は、デジタル記憶媒体に保存されることができるか、またはインターネットなどの無線伝送媒体または有線伝送媒体のような伝送媒体に送られることができる。

特定の実施要件に応じて、本発明の実施例は、ハードウェアにおいて、または、ソフトウェアで実施されることができる。実施は、その上に格納される電子的に読み込み可能な制御信号を有するデジタル記憶媒体、例えば、フレキシブルディスク、ＤＶＤ、ブルーレイ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリなどを使用して実行されることができ、それぞれの方法が実行されるように、それはプログラム可能なコンピュータシステムと協働する（または協働することができる）。したがって、デジタル記憶媒体は、計算機可読である。

本発明による若干の実施例は、プログラム可能なコンピュータシステムと協働することができる電子的に読み込み可能な制御信号を有するデータキャリアを含み、その結果、本願明細書において記載されている方法のうちの１つが実行される。

通常、本発明の実施例はプログラムコードを有するコンピュータ・プログラム製品として実施されることができ、コンピュータ・プログラム製品がコンピュータで動くときに、プログラムコードが方法のうちの１つを実行するために実施される。プログラムコードは、例えば、機械読み取り可読キャリアに格納されることができる。

他の実施例は、本願明細書において記載され、機械読み取り可読キャリアに格納される方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを含む。

換言すれば、発明の方法の実施例は、コンピュータ・プログラムがコンピュータで動くとき、本願明細書において記載されている方法のうちの１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータ・プログラムである。

発明の方法の更なる実施例は、従って、その上に記録されて、本願明細書において記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを含むデータキャリア（またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ可読媒体）である。データキャリア、デジタル記憶媒体または記録媒体は、典型的に有体物および／または変化しないものである。

発明の方法の更なる実施例は、従って、本願明細書において記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを表しているデータストリームまたは信号のシーケンスである。データストリームまたは信号のシーケンスは、例えば、データ通信接続、例えばインターネットを介して転送されるように構成されることができる。

更なる実施例は、本願明細書に記載された方法の１つに適応し、実行するように構成された処理手段、例えばコンピュータまたはプログラム可能な論理装置を含む。

更なる実施例は、本願明細書において記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムをインストールしたコンピュータを含む。

本発明による更なる実施例は、レシーバに本願明細書において記載されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータ・プログラムを伝達する（例えば、電子的に、または、光学的に）ように構成される装置またはシステムを含む。レシーバは、例えば、コンピュータ、モバイル機器、メモリデバイス等であってもよい。装置またはシステムは、例えば、コンピュータ・プログラムをレシーバに伝達するためのファイル・サーバを含む。

いくつかの実施形態においては、プログラム可能な論理デバイス（例えばフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）は、本願明細書において記載されている方法の機能のいくらかまたは全てを実行するために用いることができる。いくつかの実施形態では、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイは、本願明細書において記載されている方法のうちの１つを実行するために、マイクロプロセッサと協働することができる。通常、方法は、好ましくは、いかなるハードウェア装置によっても実行される。

上述した実施例は、本発明の原理のために、単に説明されているだけである。配置の修正変更および本願明細書において記載されている詳細は他の当業者にとって明らかであるものと理解される。したがって、間近に迫った特許請求の範囲だけによってのみ制限され、本願明細書において実施例の説明および説明として示される具体的な詳細によっては制限されないことが意図される。

本発明の実施例は、過去の信号の値の重みを用いて信号の現在の値を予測することによって信号を予測的に符号化するための概念を提供し、重み値は信号に連続的に適応することができ、そして、重み値は信号に適応した時間に送信機およびレシーバの範囲内で（例えば、デフォルト値へのリセットを実行することによって）同期することができる。

本発明の実施例も、予測信号符号化という概念を提供し、上述の同期が発生する時間が、例えばビットレートの蓄積が検出される、または、ステップ、非音または非定常事象または時間的部分が信号内で検出されるような信号に基づいて選択される。

要約すると、本発明による実施例は、可変的なリセット時間を有する予測符号化方式を適用し、適応予測のための重み値は信号に連続的に適応することができ、その結果、予測信号および実際の信号の差は最小化される。ここで、送信機の範囲内の重み値の適合は、予測エラーに基づいて実行されることができる。このように、重み値は、信号に適応することができる。

換言すれば、本発明による実施例は、予測器ベースのコーデックのために使われることができる適応リセット時間に基づく。

本発明の効果は、重み値のリセットのための不規則な時間間隔を用いることによって、信号への重み値の非理想適合による予測誤差の増加が能率的に防止されることができるかまたは減らされることができるということである。さらに、予測エラーがより正確に表されることができるので、本発明は有利である。特に、リセットが、例えば、信号が非常に調性であるか安定している（例えば、オルガン・パイプのトーンの場合）時刻に実行されることは回避され、その結果、この種のリセットによって生じる知覚できるクリックのようなアーチファクトは能率的に抑制されることができる。

最高水準の構造と対照的に、リセットは予測信頼性の減少に至る所定のまたは一定の時間間隔で基本的に実行され、本発明の実施例はこの不利な点を回避することができる。

要点をまとめると、リセットの可感知性を減らすかまたは防止するために、リセットは信号に適応したときに実行されることができる。リセットは、それからより少ないか、もはや知覚できない。これらの時間は、コーダーが、ビットレートの蓄積を見つけるか、または信号が、例えば、非音的であるか非定常である領域にある。本発明は、リセットに対する非周期的時間およびリセットが非知覚できるようになっている時間の決定のための他のパラメータの使用法に基づく。リセットによるクリックのような音は防止されることができるため、本発明は有利である。特に、予測手段の重み値が信号に理想的に適していない場合のようなリセットのために予測パフォーマンスが減少するかまたは分解することは回避されることができる。本発明は、リセットを不必要にしないが、結果として生じる歪み／干渉が知覚できないか少なくとも減少させるときにリセットを実行することができる。

Claims (26)

1. 信号値（ｓ（ｎ））のシーケンスを有する信号（１０５）を予測的に符号化するためのエンコーダ（１００）であって、
   予測信号値（１１５）（ｓ´（ｎ））を得るために、信号（１０５）（ｓ（ｎ））に基づいて、および１つ以上の重み値（１１１）（ω_i）に基づいて適応予測を実行するための予測器（１１０）を含み、
   予測器（１１０）は、信号（１０５）に依存する時間に重み値（１１１）をリセットするように構成され、
   予測器（１１０）は、次のリセットとの間に重み値（１１１）を信号（１０５）に適応させるように構成される、エンコーダ（１００）。
2. 予測器（１１０）は、信号（１０５）に適応する時間に重み値（１１１）のリセットを実行するように構成され、エンコーダ（１１０）は、選ばれたリセット時間におけるリセットによって生じる歪みの可感知性が異なる時間に重み値（１１１）をリセットすることによって生じる歪みの可感知性より小さいように、重み値（１１１）をリセットするためのリセット時間を選択的に選ぶように構成される、請求項１に記載のエンコーダ（１００）。
3. エンコーダ（２００）が信号（１０５）を表しているビットストリーム（２５５）を得るために構成され、予測器（２１０）がビットストリーム（２５５）を提供するために利用可能な現在のビットストリーム蓄積（２３３）（Ｒ₀）に基づいてリセットを実行するように構成される、請求項１または請求項２に記載のエンコーダ（２００）。
4. ビットストリームが可変ビットレートで符号化された符号化残差信号（２３５）（δ´（ｎ））を含むように、エンコーダ（２００）は、信号値（１０５）（ｓ（ｎ））および予測信号値（１１５）（ｓ´（ｎ））の差に基づいて残差信号を生成するように構成されて、所定のビットレート蓄積レベル（２３９）（Ｒ_p）と同じであるかそれより大きいビットレート蓄積（２３３）（Ｒ₀）があるときにリセットが実行されるように、予測器（２１０）が可変時間に重み値（１１１）のリセットを実行するように構成される、請求項３に記載のエンコーダ（２００）。
5. エンコーダ（３００）は、信号（１０５）（ｓ（ｎ））の信号分析を実行して、選択的に信号の信号分析に基づいてリセットを実行するように構成され、エンコーダ（３００）は、信号（１０５）を表すビットストリーム（３５５）を得るために、および信号分析に基づいてビットストリーム内で符号化されるリセット情報（３４５）を提供するために構成される、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のエンコーダ（３００）。
6. エンコーダ（３００）は、信号値（ｓ（ｎ））から調性パラメータを決定して、信号が調性の決定に基づいて非調性であるときに選択的にリセットを実行するように構成される、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のエンコーダ（３００）。
7. エンコーダ（３００）は、信号値（ｓ（ｎ））から過度的な挙動を決定し、信号が非定常であるときにリセットを実行するように構成される、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のエンコーダ（３００）。
8. エンコーダ（３００）は、信号値（ｓ（ｎ））から不連続な挙動を決定して、信号がステップを含むときにリセットを実行するように構成される、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のエンコーダ（３００）。
9. エンコーダ（３６０）は、残差信号（３２５）（δ（ｎ））の残差信号分析を実行するように構成され、残差信号は信号値（１０５）（ｓ（ｎ））および予測信号値（１１５）（ｓ´（ｎ））の差に基づくものであり、残差信号の残差信号分析に基づいて選択的にリセットを実行するように構成され、エンコーダ（３６０）は、信号（１０５）を表し、符合化残差信号値（３３５）（δ´（ｎ））のシーケンスを含むビットストリーム（３５５）を得るために構成され、エンコーダは、ビットストリームへの重み値のリセットを示すリセット・フラグの包含を回避するように構成される、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のエコーダ（３６０）。
10. エンコーダ（３６０）は、残差信号（３２５）（δ（ｎ））からの符号化ゲインの評価を決定して、符号化ゲインの評価に基づいて選択的にリセットを実行するように構成される、請求項９に記載のエンコーダ（３６０）。
11. 予測器（１１０）は、信号に依存する不規則な時間にリセットを実行するように構成される、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のエンコーダ（１００）。
12. 予測器（１１０）は、予測エラー（４３５）に基づいて重み値（４１５）の適応を実行するように構成される、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のエンコーダ。
13. 残差信号値（δ（ｎ））のシーケンスおよびビットストリーム内で符号化されるリセット情報（８１９）を含む予測的に符号化された信号（８０５）を復号化するためのデコーダ（８００）であって、
    ビットストリームから残差信号値（８１５）（δ（ｎ））およびリセット情報（８１９）を得るために構成されるビットストリームパーサ（８１０）、および
    復号化された信号値（８３５）（ｓ^*（ｎ））を得るために、予測信号値（８２５）（ｓ´（ｎ））を得て、予測信号値（８２５）（ｓ´（ｎ））および残差信号値（８１５）（δ（ｎ））を加えるために、適応予測を実行するように構成される予測器（８２０）を含み、
    予測器（８２０）がリセット情報（８１９）を用いて適応予測のために１つ以上の重み値（８１１）（ω_i）をリセットするように構成され、
    予測器（８２０）は、重み値を次のリセットとの間に復号化される信号に適応させるように構成される、デコーダ（８００）。
14. 予測器（８２０）は、予測エラー（δ（ｎ））に基づいて重み値の適応を実行するように構成される、請求項１３に記載のデコーダ（８００）。
15. ビットストリーム内で符号化される残差信号値（９１５）（δ（ｎ））のシーケンスを有する予測的に符号化された信号（９０５）を復号化するためのデコーダ（９００）であって、
    ビットストリームから残差信号値（９１５）（δ（ｎ））を得るために構成されるビットストリームパーサ（９１０）、
    残差信号値（９１５）に基づいてリセット時間を決定するように構成されるリセット時間決定器（９５０）、および
    復号化された信号値（９３５）（ｓ^*（ｎ））を得るために、予測信号値（９２５）（ｓ´（ｎ））を得て、予測信号値（９２５）（ｓ´（ｎ））および残差信号値（９１５）（δ（ｎ））を加える（９３０）ために、適応予測（９２１）を実行するように構成される予測器（９２０）を含み、
    予測器（９２０）は所定のリセット時間における適応予測のための１つ以上の重み値（９１１）（ω_i）をリセットするように構成され、
    予測器（９２０）は、重み値（９１１）を次のリセットとの間に復号化される信号に適応させるように構成される、デコーダ（９００）。
16. ビットストリーム内で符号化される残差信号値（９１５）（δ（ｎ））のシーケンスを有する予測的に符号化された信号（９０５）を復号化するためのデコーダ（１０００）であって、
    ビットストリームから残差信号値（９１５）（δ（ｎ））を得るために構成されるビットストリームパーサ（９１０）、
    予測的に符号化された信号（９０５）を表すビットストリームの現在のビットストリーム蓄積（１０１１）（Ｒ₀）に基づいてリセット時間を決定するように構成されるリセット時間決定器（１０２０）、および
    復号化信号値（９３５）（ｓ^*（ｎ））を得るために、予測信号値（９２５）（ｓ´（ｎ））を得て、予測信号値（９２５）（ｓ´（ｎ））および残差信号値（９１５）（δ（ｎ））を加える（９３０）ために適応予測を実行するように構成される予測器（９２０）を含み、
    予測器（９２０）は決定されたリセット時間における適応予測のために１つ以上の重み値（９１１）（ω_i）をリセットするように構成され、
    予測器（９２０）が重み値（９１１）を次のリセットとの間に復号化される信号に適応させるように構成された、デコーダ（１０００）。
17. 信号値（ｓ（ｎ））のシーケンスを有する信号（１１０１）を予測的に符号化するための、および残差信号値（δ（ｎ））のシーケンスを有する信号（１１０５）の予測的に符号化されたバージョンを復号化するためのシステム（１１００）であって、
    請求項１ないし請求項１２のうちの１つに記載のエンコーダ（１１１０）、および
    請求項１３ないし請求項１６のうちの１つに記載のデコーダ（１１２０）を含み、
    エンコーダ（１１１０）およびデコーダ（１１２０）の予測器（１１０）は、同期をとってリセットを実行するように構成される、システム（１１００）。
18. 実際の信号値（ｓ（ｎ））と予測信号値（（ｓ´（ｎ））との間の差を表す予測誤差情報信号を含み、
    予測信号値（ｓ´（ｎ））が１つ以上の重み値（ω_i）に従って予測され、
    重み値は、次のリセットとの間で信号に適応し、
    重み値がリセットされる時間を示すリセット情報を含む、予測符号化情報信号。
19. 不規則な時間は、リセット情報によって示されている、請求項１８に記載の信号。
20. 信号値（ｓ（ｎ））のシーケンスを有する信号（１０５）を予測的に符号化する方法であって、
    予測信号値（１１５）（ｓ´（ｎ））を得るために、信号（１０５）（ｓ（ｎ））に基づいて、および１つ以上の重み値（１１１）（ω_i）に基づいて適応予測を実行するステップを含み、
    適応予測を実行するステップは、信号（１０５）に依存する時間に重み値（１１１）をリセットするステップ、および、次のリセットとの間に重み値（１１１）を信号（１０５）に適応させるステップを含む、方法。
21. 残差信号値（δ（ｎ））のシーケンスおよびビットストリーム内で符号化されたリセット情報（８１９）を有する予測的に符号化された信号（８０５）を復号化する方法であって、
    ビットストリームから残差信号値（８１５）（δ（ｎ））およびリセット情報（８１９）を得るステップ、および
    予測信号値（８２５）（ｓ´（ｎ））を得るために適応予測（８２１）を実行し、復号化信号値（８３５）（ｓ＊（ｎ））を得るために予測信号値（８２５）（ｓ´（ｎ））および残差信号値（８１５）（δ（ｎ））を加える（８３０）ステップを含み、
    適応予測（８２１）および加算（８３０）がリセット情報（８１９）を用いて適応予測のために１つ以上の重み値（８１１）（ω_i）をリセットするステップ、および重み値を次のリセットとの間に復号化される信号に適応させるステップを含む、方法。
22. 適応予測を実行することは、予測エラー（δ（ｎ））に基づく、請求項２１に記載の復号化のための方法。
23. ビットストリーム内で符号化される残差信号値（９１５）（δ（ｎ））のシーケンスを有する予測的に符号化された信号（９０５）を復号化する方法であって、
    ビットストリームから残差信号値（９１５）（δ（ｎ））を得るステップ、
    残差信号値（９１５）に基づいてリセット時間を決定するステップ、
    予測信号値（９２５）（ｓ´（ｎ））を得るために適応予測（９２１）を実行するステップ、および、復号化信号値（９３５）（ｓ^*（ｎ））を得るために予測信号値（９２５）（ｓ´（ｎ））および残差信号値（９１５）（δ（ｎ））を加える（９３０）ステップを含み、
    適応予測（９２１）を実行するステップおよび加算（９３０）するステップは、決定されたリセット時間に適応予測のために１つ以上の重み値（９１１）（ω_i）をリセットするステップ、および重み値（９１１）を次のリセットとの間に復号化される信号に適応させるステップを含む、方法。
24. ビットストリーム内で符号化される残差信号値（９１５）（δ（ｎ））のシーケンスを有する予測的に符号化された信号（９０５）を復号化する方法であって、
    ビットストリームから残差信号値（９１５）（δ（ｎ））を得るステップ、
    予測的に符号化された信号（９０５）を表すビットストリームの現在のビットレート蓄積（１０１１）（Ｒ₀）に基づいてリセット時間を決定するステップ、および
    予測信号値（９２５）（ｓ´（ｎ））を得るために適応予測（９２１）を実行するステップ、および、復号化信号値（９３５）（ｓ^*（ｎ））を得るために予測信号値（９２５）（ｓ´（ｎ））および残差信号値（９１５）（δ（ｎ））を加える（９３０）ステップを含み、
    適応予測（９２１）を実行するステップおよび加算（９３０）するステップは、決定されたリセット時間に適応予測のために１つ以上の重み値（９１１）（ω_i）をリセットするステップ、および、重み値（９１１）を次のリセットとの間に復号化される信号に適応させるステップを含む、方法。
25. 信号値（ｓ（ｎ））のシーケンスを有する信号（１１０１）を予測的に符号化するための、および、残差信号値（δ（ｎ））のシーケンスを有する信号（１１０５）の予測的に符号化されたバージョンを復号化するための方法であって、
    請求項２０に記載の符号化のための方法、
    請求項２１ないし請求項２４のうちの１つに記載の復号化のための方法を含み、
    １つ以上の重み値をリセットするステップにおいて、リセットは同期をとって実行される、方法。
26. コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるとき、請求項２０に記載の予測的に符号化するための方法、請求項２１ないし請求項２４のうちの１つに記載の復号化方法、または請求項２５に記載の予測的に符号化および復号化するための方法を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム。

Images