JP4272897B2 - 符号化装置、復号化装置およびその方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力された音響信号を符号化する符号化装置およびその符号化装置によって得られた符号を蓄積もしくは伝送した後、復号化を行って再び音響信号を再生する復号化装置に関し、また、前記符号化装置および前記復号化装置における符号化方法および復号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な音響信号を、少ないビット量で符号化し、かつ、高品質な再生信号を得るための技術として、帯域分割符号化を利用する方法が広く知られている。これは、入力された音響信号を、帯域分割フィルタを用いて複数の周波数帯域の信号に分割するか、もしくはフーリエ変換等の時間−周波数変換を用いて周波数軸の信号に変換した後、周波軸上で複数の帯域に分割した上で、分割された各帯域に適切な符号化ビット割当を行うことにより、実現されるものである。帯域分割符号化を用いることにより、少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得られる理由は、符号化段階において人間の聴覚特性に基づいた処理を行うことができることにある。
【０００３】
一般に、人間の聴覚は、１０ｋＨｚ程度以上の高い周波数の音に対しては感度が下がり、レベルの低い音は感知されにくくなる。また、周波数マスキングと呼ばれる現象も良く知られており、ある特定の周波数帯域に高いレベルの音が存在する場合、その周辺帯域のレベルの低い音は感知されにくくなる。このような、聴覚的な特性によって感知されにくい部分については、多くのビットを割り当てて符号化を行っても再生信号の品質向上にはほとんど寄与せず、符号化する意味をなさない。逆に、聴覚的特性を考慮しないままこの部分に割り当てられていた符号化ビットを、他の聴覚的に敏感な部分に割当て直すことによって、聴覚的に敏感な部分を詳細に符号化し、再生信号の品質を向上することができる。
【０００４】
このような帯域分割を利用した符号化の代表例として、ＩＳＯ国際標準規格ＭＰＥＧ−４ ＡＡＣ（ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−３）がある。以下、図を参照しながら、ＭＰＥＧ−４ ＡＡＣ（以下ＡＡＣと表記する）の動作を説明する。
【０００５】
図２６は、従来のＡＡＣ方式を用いた符号化装置１００の構成を示すブロック図である。符号化装置１００は、入力信号１０９を聴覚特性に従って評価し、評価に応じたビット割当てにより符号化する符号化装置であって、聴覚特性評価部１０１、変換ブロック長選択部１０２、ＭＤＣＴ変換部１０３、帯域分割部１０４、スペクトル信号処理部１０５、ビット割当部１０６、量子化部１０７および符号多重化部１０８を備える。
【０００６】
入力信号１０９は、１０２４サンプル／フレームの基本フレーム長で分割され聴覚特性評価部１０１およびＭＤＣＴ変換部１０３に入力される。聴覚特性評価部１０１は、人間の聴覚特性に従って入力信号１０９を評価し、聴覚特性評価値１１０を出力する。変換ブロック長選択部１０２は、聴覚特性評価値１１０から、入力信号１０９を符号化するのに適切な変換ブロック長を選択し、ＭＤＣＴ変換部１０３に出力する。ＭＤＣＴ変換部１０３は、選択された変換ブロック長を適用して、入力信号１０９をＭＤＣＴ係数１１１に変換する。ＡＡＣの場合、変換ブロック長は１２８サンプルもしくは１０２４サンプルであり、通常、入力信号１０９が過渡的な場合には短い変換ブロック長、定常的な場合には長い変換ブロック長が割り当てられる。
【０００７】
ここで用いられるＭＤＣＴ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）はコサイン変換の一種であり、算出されたＭＤＣＴ係数１１１は、入力信号１０９の周波数スペクトルを表現する係数となる。算出されたＭＤＣＴ係数１１１は、帯域分割部１０４において複数の周波数バンド（サブバンド）に分割される。その後、スペクトル信号処理部１０５は、各周波数バンドに分割されたＭＤＣＴ係数１１２に対して、より高効率な符号化を可能にするための予測、および聴覚特性評価値１１０に基づくノイズシェイピング処理を行う。
【０００８】
また、スペクトル信号処理部１０５では、さらに、入力信号１０９がステレオ信号等の複数チャネルからなる信号の場合には、チャネル間の信号の相関を利用して符号化効率を高めるジョイントステレオと呼ばれる処理も行われる。さらに、ＰＮＳ（Ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）と呼ばれる処理が行われる場合があるが、これについては後で詳しく説明する。
【０００９】
なお、スペクトル信号処理部１０５においてどのような処理が行われたかについての情報は、補助情報符号１１４として出力される。ビット割当部１０６は、聴覚特性評価値１１０に基づいて、量子化に必要なビット割当１１５を算出し、量子化部１０７に出力する。量子化部１０７は、スペクトル信号処理部１０５で処理されたＭＤＣＴ係数１１３を、ビット割当１１５で示されるビット数で量子化する。量子化は、スケールファクタと呼ばれるサブバンドごとの正規化ゲイン情報と、スケールファクタによって正規化されたＭＤＣＴ係数の値の組み合わせに対して行われる。
【００１０】
符号多重化部１０８は、スペクトル信号処理部１０５から出力される補助情報符号１１４と、量子化部１０７から出力されるスペクトル符号１１６とを多重化し、所定のフォーマットに並べ換えて出力符号１１７として出力する。なお、ＡＡＣの場合、基本フレームに対して割り当てるビット数は、フレームごとに任意に定めることができるため、基本的に可変ビットレートでの符号化となるが、最終出力の前段にビットリザーバと呼ばれるバッファを設け、フレームごとのビットレートの変動をバッファによって吸収することにより、固定ビットレートでの伝送を可能にしている。
【００１１】
次に、ＰＮＳの処理について説明する。ＰＮＳでは、上記の各サブバンドについて、そのバンドが聴覚的にノイズ成分として表せるかどうかを判定し、ノイズ成分として表せると判定した場合には、そのバンドのＭＤＣＴ係数を、ランダムに生成されるノイズ信号で置き換える。ノイズ信号で置き換えられたバンドに対しては、ＭＤＣＴ係数の値の量子化を行う必要が無くなり、スケールファクタに対応するゲイン情報のみ量子化すれば良いので、量子化に必要な符号化ビット数を大幅に削減することが可能となる。
【００１２】
このような符号化処理を行うことにより、ＭＰＥＧ−４ ＡＡＣでは、例えば、９６ｋｂｐｓ程度のビットレートにおいて、２０Ｈｚ−１６ｋＨｚもしくはそれ以上の広帯域のステレオ信号を高音質に符号化することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ビットレートをさらに低下させた場合、例えばステレオ信号に対して４８ｋｂｐｓ程度のビットレートとした場合には、高音質に符号化できる帯域が狭くなり、聴感上こもった感じの音になってしまうという問題点がある。
【００１４】
また、ビットレートを低下させる段階で、ＭＤＣＴ係数の符号化ビット数を削減するためにＰＮＳを多用すると、ノイズ信号によって置き換えられる部分が増加し、聴感上でもノイズや歪みの多い音となってしまうという問題がある。
【００１５】
上記課題に鑑み、本発明は、符号化装置で符号化された音響信号の符号を低ビットレートで伝送する場合において、符号を受け取った復号化装置側で、広い帯域幅の音響信号を高品質に復号化することができる符号化装置、復号化装置、符号化方法および復号化方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の符号化装置は、上記目的を達成するために、入力信号を低い周波数帯域の信号を表す低域信号と高い周波数帯域の信号を表す高域信号とに分割する帯域分割手段と、分割された低域信号を符号化し、低域符号を生成する低域符号化手段と、前記高域信号と前記低域信号との類似度を判定する類似度判定手段と、前記高域信号を、異なる符号化方法で符号化し、高域符号を生成する複数の高域符号化手段と、前記類似度に基づいて、前記複数の高域符号化手段の１つを選択して、選択された高域符号化手段に符号化を実行させ、選択された高域符号化手段の符号化方法を特定するための選択情報を生成する符号化選択手段と、前記低域符号化手段からの低域符号、選択された前記高域符号化手段からの高域符号および前記符号化選択手段からの選択情報を多重化して、出力符号を生成する符号多重化手段とを備える。
【００１７】
また、この符号化装置によって符号化された出力符号を復号化する復号化装置は、入力符号から、低い周波数帯域の信号を表す低域信号を復号化する低域復号化手段と、入力符号から、異なる復号化方法を用いて、高い周波数帯域の信号を表す高域信号を復号化する複数の高域復号化手段と、入力符号に含まれる選択情報に基づいて、前記高域復号化手段の１つを選択し、選択した高域復号化手段に復号化を実行させる復号化選択手段と、前記低域復号化手段によって復号化された前記低域信号と、選択された前記高域復号化手段によって復号化された前記高域信号とを合成して、出力復号化信号を生成する信号合成手段とを備える。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る符号化装置２００の構成を示すブロック図である。符号化装置２００は、入力信号について、周波数高域部の信号と周波数低域部の信号との類似度を調べ、高域部信号を、より少ないビット量で符号化する符号化装置であって、帯域分割部２０１、低域符号化部２０２、類似度判定部２０３、切換部２０４、高域符号化部２０５および符号多重化部２０６を備える。これにおいて、帯域分割部２０１は、入力信号２０７を帯域分割し、低い周波数帯域の信号のみを含む低域信号２０８と高い周波数帯域の信号のみを含む高域信号２０９とを出力する。
【００１９】
低域信号２０８に含まれる上限周波数と高域信号に含まれる下限周波数の境界周波数は任意に定めてよく、また、両者にオーバーラップがあってもよい。低域符号化部２０２は、低域信号２０８を符号化し、低域符号２１３を出力する。ここで、低域符号化部２０２としては公知のどのような符号化部を用いても良い。次に、類似度判定部２０３は、低域信号２０８と高域信号２０９との類似度を判定し、切換情報２１０と類似度情報２１１とを出力する。類似度の判定方法としては、例えば予測誤差を用いることができるが、具体的な方法については後で詳細を説明する。
【００２０】
高域符号化部２０５は、切換情報２１０および類似度情報２１１の値に応じて高域信号２０９を最適に符号化する。具体的には、高域符号化部２０５は、第１〜第ｎ（ｎは自然数）からなるｎ個の高域符号化部によって構成されており、切換情報２１０に応じてそのうちの１つが選択される。第１〜第ｎの各高域符号化部は、低域信号２０８と高域信号２０９との類似度によって分類される特性の異なる高域信号２０９を最適に符号化できるように構成されている。
【００２１】
切換部２０４は、類似度判定部２０３が出力した切換情報２１０に基づいて、第１〜第ｎの符号化部のうちからあらかじめ定められた最適な高域符号化部を選択し、選択された高域符号化部は、類似度情報２１１を参照しながら高域信号２０９を符号化して、高域符号２１２を出力する。類似度判定部２０３の一例としては、類似度が低い場合には、入力信号２０７はランダムなノイズ性の信号であると判断して、第１〜第ｎの高域符号化部のうちから、ノイズを用いて高域信号２０９を符号化する高域符号化部が選択されるような切換情報２１０を出力し、逆に類似度が高い場合には、類似度が高いと判定された低域信号２０８を利用して高域信号２０９から低域信号２０８を差し引いた差分信号を符号化する高域符号化部が選択されるような切換情報２１０を出力する。
【００２２】
また、類似度判定部２０３は、低域信号２０８と高域信号２０９との類似度が高い場合には、高域符号化部２０５に対し、類似度情報２１１の一部として類似度の高い部分の低域信号２０８または高域信号２０９と類似度の高い低域信号２０８との差分値を出力し、低域信号２０８と高域信号２０９との類似度が低い場合には、類似度情報２１１として「０」を出力するような構成が考えられる。
【００２３】
一方、高域符号化部２０５において、ノイズを用いる符号化では、選択された高域符号化部は、符号化対象の高域信号をランダムに生成されるノイズ信号とみなし、高域信号の強度を示すゲイン情報のみを符号化するので、高域信号の値を直接符号化するのと比較して符号のビット量を大幅に削減できる。また、類似度が高い場合には、差分信号を用いる符号化では、高域信号２０９と類似する低域信号２０８との差分を量子化することによって、符号化対象である高域信号２０９の符号化に必要なビット量を削減できる。
【００２４】
なお、類似度が非常に高い場合や聴覚特性上あまり重要でない非常に高い周波数帯域の信号を符号化する際には、差分信号を符号化せずに、対象となる高域信号２０９を類似の低域信号２０８で置き換えても良い。このようにすれば、置き換える元の低域信号２０８を特定するための情報だけを符号化すればよいので、高域信号２０９の符号化に必要なビット量をさらに削減することができる。低域符号化部２０２、高域符号化部２０５および類似度判定部２０３の各符号化処理の出力結果である低域符号２１３、高域符号２１２および切換情報２１０は、符号多重化部２０６において多重化され、出力符号２１４として出力される。
【００２５】
次に、類似度の判定方法の一例として、予測誤差を用いる方法を説明する。低域信号２０８と高域信号２０９とは、入力信号を帯域分割して生成された信号であるので、信号に含まれる周波数成分が異なっている。したがって、それぞれの信号を時間信号として見る限りにおいては両者の類似性を判定することは困難であるが、これらの信号を周波数信号として見た場合には、それぞれの周波数成分の分布比較の形で両者の類似性の判定が容易となる。以下に説明する図２は、この原理を表したものであり、周波数成分の異なる信号の例として、同じ振幅の１ｋＨｚの正弦波と２ｋＨｚの正弦波を時間信号と周波数信号（例としてＦＦＴパワスペクトル係数）として示している。
【００２６】
図２は、２つの信号を時間信号としてみた場合と周波数信号としてみた場合との相違を示す図である。図２（ａ）は、周波数の異なる２つの正弦波を時間信号として示す図である。図２（ｂ）は、周波数の異なる２つの正弦波を周波数信号として示す図である。図２（ａ）において、時間信号として表された１ｋＨｚの正弦波３０１と２ｋＨｚの正弦波３０２との間には容易に判定できる類似点は無い。これに対して、図２（ｂ）において、周波数信号として表された１ｋＨｚの正弦波３０３と２ｋＨｚの正弦波３０４は共に１本の線スペクトルとして表され、両者の類似度が非常に大きいことが容易に判定できる。すなわち、両者の違いは「周波数」で表される位置情報が異なるだけであり、例えば、図２（ｂ）において２ｋＨｚの正弦波３０４の位置を基準点３０５として、基準点３０５から取り出した信号と、基準点３０５から１ｋＨｚの正弦波までの距離k（＝シフト数３０６）だけ離れた位置から取り出した信号とを比較すると、２つの信号は一致する。
【００２７】
このような原理に基づいて、低域信号２０８と高域信号２０９とは、類似度判定部２０３において、時間−周波数変換を用いて入力信号２０７の周波数成分を示すスペクトル係数に変換され、類似度判定が行われる。使用される時間−周波数変換としては、フーリエ変換、コサイン変換、フィルタバンクなど、公知のいかなる変換を用いても良い。図２の例で示した様に、低域信号２０８と高域信号２０９との類似度は、一方の信号を周波数軸上でシフトして他方の信号に重ね合わせることで判定でき、予測誤差は信号を重ね合わせた時に一致しない部分を表す尺度として与えられる。本発明では、高域信号２０９を符号化するために低域信号２０８を利用するので、高域信号２０９をターゲットとして固定し、低域信号２０８をシフトして類似度を判定する構成が望ましい。この構成において、予測誤差は、スペクトル係数に変換された低域信号２０８をx(i)、高域信号２０９をy(j)として、
【００２８】
【数１】

【００２９】
で表される。ここで、x(k,j)はx(j)を基準点３０５としてkサンプルだけシフトした位置から取り出した信号、aはゲイン、mは低域信号x(k,j)および高域信号y(j)に含まれるスペクトル係数の個数である。スペクトル係数の数mは符号化対象となる高域信号y(j)の範囲を指定するもので、任意に決めて良い。基準点３０５の位置および低域信号のシフト数kの上限（k_MAX）と下限（k_MIN）とは任意に定めることが可能であり、設定されたシフト数範囲内でkを変化させ、予測誤差E(k)を評価して最小値を選択すれば、ターゲットとなる高域信号y(j)に対して最も類似度の高い低域信号x(k,j)とシフト数kおよびゲインaを確定することができる。x(k,j)はシフト数kが確定すれば一意に定まるので、類似度情報２１１としては予測誤差E(k)とシフト数kとゲインaを使用すれば良い。
【００３０】
第１〜第ｎの高域符号化部の切り換えは、予測誤差E(k)を評価尺度として行われ、予測誤差E(k)があらかじめ定められた閾値よりも小さければ、類似度が高い場合に使用される高域符号化部が選択される切換情報２１０を出力し、逆に大きければ類似度が低い場合に使用される高域符号化部が選択される切換情報２１０を出力する。
【００３１】
なお、上記の説明では、類似度判定部２０３における類似度判定の方法としてスペクトル係数の予測誤差を用いたが、それ以外に、例えばフィルタバンクにより帯域分割された信号に対しては、時間信号の予測誤差を用いることもできる。また、上記の説明ではノイズを用いて符号化する高域符号化部と、低域信号２０８と高域信号２０９との類似度を利用する高域符号化部を用いたが、例えば、類似度が中程度の場合には、類似度を利用する符号化とノイズによる符号化とを組み合わせた高域符号化部を用いるとしてもよい。なお、入力信号がステレオ信号など複数チャネルの信号である場合には、高域信号２０９をチャネル毎に独立に符号化する方法に加えて、ジョイントステレオ符号化技術を用いて符号化するように構成することもできる。
【００３２】
以上で説明したように、入力信号２０７を高域信号２０９と低域信号２０８とに帯域分割し、高域信号２０９を、当該高域信号２０９と低域信号２０８との類似度を利用して符号化することにより、より少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得ることができる。
【００３３】
図３は、実施の形態１に係る復号化装置４００の構成を示すブロック図である。復号化装置４００は、図１に示した符号化装置２００によって符号化された出力符号２１４を復号化し、音響信号を再生する復号化装置であって、符号分割部４０１、低域復号化部４０２、切換部４０３、高域復号化部４０４および信号合成部４０５を備える。
【００３４】
図３において、入力符号４０６は図１における符号化装置２００の出力符号２１４に相当する。符号分割部４０１は、入力符号４０６を、低域符号４０７、高域符号４０８および切換情報４０９に分割する。低域復号化部４０２は、低域符号４０７を復号化して低域信号４１０を出力する。低域復号化部４０２としては、低域符号４０７を復号化する機能を有していれば、公知のどのような復号化部を使用しても良い。
【００３５】
高域復号化部４０４は第１〜第ｎからなるｎ個の高域復号化部によって構成されており、それぞれの高域復号化部は、あらかじめ定められた方法に従って高域符号を復号化するように構成されている。切換部４０３は、切換情報４０９によって指定される高域復号化部を選択し、選択された高域復号化部は、低域信号４１０を参照しながら高域符号４０８を復号化し高域信号４１１を出力する。信号合成部４０５は、低域信号４１０と高域信号４１１とを合成し、出力信号４１２を生成する。
【００３６】
ここで、先に説明した符号化装置２００側の高域符号化部２０５が、ノイズを用いて符号化する高域符号化部と、類似と判定された低域信号を利用して、高域信号から低域信号を差し引いた差分信号を符号化する高域符号化部とから構成される場合、復号化装置４００においても、これに対応する高域復号化部４０４を備える必要がある。以下では、その構成例およびその動作を説明する。説明のため、図３において、ノイズを用いて符号化された符号を復号化するための復号化部を第１の高域復号化部、低域信号と高域信号との差分信号として符号化された符号を復号化する復号化部を第２の高域復号化部とする。
【００３７】
切換情報４０９によって、高域符号４０８が第１の復号化部に入力されることが示された場合、復号化されるべき高域信号はランダムなノイズ信号で表現される。したがって、高域符号４０８には信号強度を表すゲイン情報のみが含まれる。これに応じて、第１の高域復号化部は、高域符号４０８に含まれるゲイン情報を復号化するとともに、内部でランダムなノイズ信号を生成し、生成されたノイズ信号に前記ゲイン情報で示されるゲインを乗じることによって高域信号４１１を生成する。
【００３８】
これに対して、高域符号４０８が第２の高域復号化部に入力されることが示された場合には、高域符号４０８には例えば、低域信号２０８において高域信号２０９と類似度の高い部分を特定するためのシフト数、ゲインおよび差分信号などの類似度情報が符号化されて含まれている。また、高域信号は、低域復号化部４０２で得られた低域信号４１０から抽出された低域信号と、第２の高域復号化部で得られた差分信号との和によって表現される。したがって、第２の高域復号化部は、まず高域符号４０８を復号化し、その高域符号４０８に含まれる類似度情報に基づいて、高域信号２０９に類似する低域信号２０８を低域信号４１０から抽出し、復号化したゲインを乗じた後、復号化した差分信号を加算することにより高域信号４１１を生成する。このようにして得られた低域信号４１０と高域信号４１１とは信号合成部４０５において合成され、出力信号４１２として出力される。
【００３９】
以上で説明したように、高域信号と低域信号とに分割されて符号化されている入力符号から、高域信号を、高域信号と低域信号との類似度を利用して復号化することにより、より効率的に符号化された高域符号を利用することができるので、より少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得ることができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における符号化装置の構成を、図４を参照しながら説明する。図４は、実施の形態２に係る符号化装置５００の構成を示すブロック図である。
【００４０】
図４に示される符号化装置５００は、図１に示される実施の形態１における符号化装置２００に対して、新たに低域復号化部５０１を設け、低域符号化部２０２で符号化された低域符号２１３を復号化して低域復号化信号５１０を生成し、類似度判定部５０３に対して、低域信号２０８の代わりに低域復号化信号５１０を入力させるように構成したものである。このような符号化装置５００は、帯域分割部２０１、低域符号化部２０２、低域復号化部５０１、類似度判定部５０３、切換部２０４、高域符号化部２０５および符号多重化部２０６を備える。
【００４１】
なお、図４において、以下の図においても同様、図１に示した符号化装置２００と同様の構成要素については既に説明しているので、同一の参照符号を付し説明を省略する。このように構成された符号化装置５００において、類似度判定部２０３は、低域符号化部２０２によって一旦、符号化された後、低域復号化部５０１によって復号化された低域復号化信号５１０を用いて高域信号２０９との類似度を判定するので、復号化装置において、原音の低域信号２０８を用いて高域信号２０９との類似度を判定した符号化装置２００からの出力符号２１４を復号化する場合と比べて、より原音に近い高域信号を得ることができるという効果がある。
【００４２】
具体的には、図３の復号化装置４００の例で示したように、復号化装置側では、原音の低域信号ではなく、一旦、符号化された低域符号を復号化して得られる低域信号を利用して、高域信号を復号化する。このことは、高域信号をより正確に符号化するためには、一旦、符号化された後、復号化された低域信号と符号化のターゲットとなる高域信号との類似度に基づいて、高域信号の符号化を行う必要があることを示している。したがって、符号化装置５００においては、類似度判定部５０３により算出される類似度情報５１１は、高域信号２０９と低域復号化信号５１０との類似度となる。
【００４３】
これにより、高域符号化部２０５は、その類似度情報５１１と切換情報５１３にしたがって高域信号２０９を符号化するので、復号化装置において高域信号をより正確に復号化できる高域符号５１２を出力することができる。この結果、符号化装置５００では、このようにして得られた切換情報５１３、高域符号５１２および低域符号２１３が多重化された出力符号５１４を出力し、復号化装置における復号化信号の品質を向上させることができる。
【００４４】
なお、実施の形態１の符号化装置２００と実施の形態２の符号化装置５００とは、類似度を算出するために使用する低域信号が異なるのみであり、高域符号化部と低域符号化部の構成および符号化の対象となる高域信号と低域信号は同一であるので、実施の形態２の符号化装置５００に対応する復号化装置の構成は、図３に示される実施の形態１の復号化装置４００と同様の構成で良い。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における符号化装置の構成を、図５を参照しながら説明する。図５は、実施の形態３に係る符号化装置６００の構成を示すブロック図である。
【００４５】
図５に示される符号化装置６００は、図１に示される実施の形態１における符号化装置２００に対して、新たにダウンサンプリング部６０１を設け、低域符号化部２０２に対して、帯域分割された原音の低域信号２０８の代わりに、ダウンサンプリング部６０１によってダウンサンプリングされた低域信号６１６を入力させ、符号化結果である低域符号６１３を出力させるように構成したものである。
【００４６】
一般に帯域分割部２０１によって帯域分割された低域信号２０８および高域信号２０９は、入力信号２０７と同じサンプリング周波数の信号である。一例として、入力信号２０７のサンプリング周波数を４８ｋＨｚ、帯域分割部２０１によって分割される境界周波数を８ｋＨｚとすると、サンプリング定理により入力信号２０７には０−２４ｋＨｚの信号が含まれているので、低域信号２０８に含まれる信号の帯域は０−８ｋＨｚ、高域信号２０９は８−２４ｋＨｚとなるが、低域信号２０８、高域信号２０９共にサンプリング周波数は４８ｋＨｚで変化しない。この低域信号２０８をそのまま低域符号化部２０２によって符号化することは可能であるが、一般に、低域符号化部２０２として用いる公知の符号化部は、入力信号２０７に含まれる信号帯域が、入力される信号のサンプリング周波数で決まる最大周波数（＝サンプリング周波数／２）である時に最も効率的に動作するように構成されている。
【００４７】
したがって、サンプリング周波数４８ｋＨｚで２４ｋＨｚまでの信号を含むことを前提として構成された低域符号化部２０２に、前提の１／３である８ｋＨｚまでしか含まない低域信号２０８を入力させて符号化を行うことによって、低域符号化の効率が低下するという問題が発生する。
【００４８】
この問題を解決するためには、低域符号化部２０２に入力される低域信号２０８のサンプリング周波数を低域信号２０８に含まれる信号の周波数帯域に合わせてダウンサンプリングし、低域符号化部２０２の効率を上げるようにすればよい。より具体的には、ダウンサンプリング部６０１に入力される低域信号２０８が時間信号である場合、ダウンサンプリング部６０１は所望のサンプリング周波数となるよう、サンプリングされたデータを間引き、入力される低域信号２０８が周波数変換されたスペクトルデータである場合、低域符号化部２０２に低域信号２０８のデータ長を知らせる。本例では、低域信号２０８に含まれる信号の周波数帯域は０−８ｋＨｚであるので、低域信号２０８を表現するのに必要なサンプリング周波数は１６ｋＨｚとなる。１６ｋＨｚにダウンサンプリングされた低域信号６１６を低域符号化部２０２に入力させれば、低域符号化部２０２では入力された低域信号２０８を最も効率的に符号化することができ、復号化信号の品質を向上させながらビット量の少ない出力符号６１４を得ることができるという効果がある。
【００４９】
次に、実施の形態３における復号化装置７００の構成を、図６を参照しながら説明する。図６は、図５に示した符号化装置６００によって符号化された出力符号６１４を復号化する復号化装置７００の構成を示すブロック図である。図６に示される復号化装置７００は、図３に示した実施の形態１における復号化装置４００に対して、新たにアップサンプリング部７０１を設け、低域復号化部４０２によって復号化された低域信号７１０をアップサンプリング部７０１においてアップサンプリングし、アップサンプリングされた低域信号４１０を高域復号化部４０４および信号合成部４０５に入力するようにした構成である。この復号化装置７００は、符号分割部４０１、低域復号化部４０２、アップサンプリング部７０１、切換部４０３、高域復号化部４０４および信号合成部４０５を備える。同図において、図３に示した復号化装置４００と同様の構成要素については既に説明しているので、同一の参照符号を付し説明を省略する。
【００５０】
図６において、入力符号７０６は、図５の符号化装置６００における出力符号６１４に対応する。復号化装置７００において、符号分割部４０１から出力された低域符号７０７は、符号化装置６００側でダウンサンプリングされた低域信号６１６を符号化したものであるため、低域復号化部４０２において復号化された低域信号７１０のサンプリング周波数は、符号化装置６００側で使用した低域信号６１６のサンプリング周波数（例えば、１６ｋＨｚ）に等しい。
【００５１】
その一方で、高域符号４０８は、ダウンサンプリングされていない高域信号２０９を符号化したものであり、復号化される高域符号４０８のサンプリング周波数は、符号化装置６００に入力された入力信号２０７のサンプリング周波数（例えば、４８ｋＨｚ）に等しい。したがって、復号化装置７００は、復号化された低域信号７１０を用いて高域信号の復号化処理を行うために、低域信号７１０をアップサンプリングして復号化される高域信号のサンプリング周波数（＝出力信号のサンプリング周波数、例えば、４８ｋＨｚ）に合わせてから高域復号化部４０４に入力するように構成する。同様に、信号合成部４０５においても、復号化された高域信号４１１とアップサンプリングされた低域信号４１０とを用いて信号合成処理を行い、出力信号４１２を生成する。
【００５２】
以上で説明したように、高域符号４０８とダウンサンプリングされた低域符号７０７とに分割されて符号化されている入力符号７０６から、低域信号７１０を復号化した後にアップサンプリングし、高域信号４１１を高域信号４１１とアップサンプリングされた低域信号４１０との類似度を利用して復号化することにより、より効率的に符号化された低域符号を利用して、より少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得ることができるという効果がある。
【００５３】
（実施の形態４）
以下では、本発明の実施の形態４における符号化装置８００の構成を、図７を参照しながら詳細に説明する。図７は、実施の形態４に係る符号化装置８００において高域符号８１７および切換情報８１６を生成する部分の構成を示すブロック図である。図７に破線で囲んで示される類似度判定部８１８および高域符号化部８１９の部分は、本発明の実施の形態１から実施の形態３における符号化装置２００および符号化装置５００において、低域信号２０８と高域信号２０９との類似度を判定する類似度判定部２０３および類似度判定部５０３と、その判定結果に応じて高域信号２０９を符号化する高域符号化部２０５とに対応しており、それぞれの類似度判定部および高域符号化部として、より望ましい形態を表すものである。
【００５４】
このような符号化装置８００は、主に、高域信号２０９を符号化する部分として、時間−周波数変換部８０１、帯域分割部８０２、ノイズ性判定部８０３、予測誤差算出部８０４、切換判定部８０５、切換部８０６、第１の高域符号化部８０７および第２の高域符号化部８０８を備える。
【００５５】
図７において、時間−周波数変換部８０１には、例えば、図示しない帯域分割部２０１によってあらかじめ高域部と低域部とに帯域分割された高域信号２０９と低域信号２０８とが入力される。低域信号２０８としては、入力信号から直接分割された低域信号、もしくは、図示しない低域符号化部によって一旦符号化された後、復号化された低域復号化信号のいずれを用いても良い。時間−周波数変換部８０１は、入力された高域信号２０９および低域信号２０８をスペクトル係数に変換し、それぞれ高域係数８１１と低域係数８１２として出力する。時間−周波数変換部８０１において使用する時間−周波数変換としては、フーリエ変換、コサイン変換、フィルタバンクなど、公知のいかなる変換を用いても良いが、ここではＡＡＣで用いられるＭＤＣＴを用いた場合を例として説明する。
【００５６】
帯域分割部８０２は、高域信号２０９を変換したＭＤＣＴ係数である高域係数８１１を、さらに複数の帯域（以下、高域符号化サブバンドと記す。）に分割し、分割された高域係数８１３は、ノイズ性判定部８０３、予測誤差算出部８０４および切換部８０６に出力される。ここで、帯域分割部８０２によって分割された各高域符号化サブバンドに対する以下の処理は同様なので、以下では、ある特定の高域符号化サブバンドにおける処理を説明する。高域係数の符号化を完了するためには、すべての高域符号化サブバンドについて以下の処理を繰り返せばよい。
【００５７】
ノイズ性判定部８０３は、高域係数８１３のノイズ性を判定しノイズ性判定値８１４を出力する。ここでノイズ性判定を行う理由は、符号化対象である高域係数８１３がノイズ性の信号ならば、低域係数８１２との類似度が低く予測誤差が大きいことがあらかじめ推定できることにより、以降の予測誤差算出に係る処理を省略することができるためである。ノイズには、ノイズ性信号を表すＭＤＣＴ係数の値の大きさはほぼ一様な分布を示し、ある帯域に含まれる複数のＭＤＣＴ係数を調べると、(定常的な)ノイズの場合は、ある値（例えば、平均値）の近傍に多くの値が存在するのに対して、非ノイズの場合には、平均値よりも大きく離れたところにも比較的多くの値が存在するという特徴がある。
【００５８】
このような特徴を利用して、帯域分割された高域係数８１３のノイズ性を判定するために、ノイズ性判定部８０３は、例えば、各高域符号化サブバンド内におけるＭＤＣＴ係数の大きさの分布を評価し、あらかじめ定められた閾値に対して、分布の幅が大きければ非ノイズ性、分布の幅が小さければノイズ性の信号であると判定すればよい。ＭＤＣＴ係数の分布を評価する尺度としては、高域符号化サブバンド内のＭＤＣＴ係数の最小値と最大値との差、平均値と最大値との差、分散、標準偏差等のいかなる統計的評価値を用いても良い。
【００５９】
ノイズ性判定部８０３は、判定の結果、高域係数８１３のノイズ性／非ノイズ性を示すノイズ性判定値８１４を予測誤差算出部８０４および切換判定部８０５に出力する。ノイズ性判定値８１４は、高域係数８１３がノイズ性である場合には、例えば「０」、非ノイズ性である場合には、例えば「１」とする。ノイズ性判定値８１４の具体値は、これ以外の値としてもよい。
【００６０】
予測誤差算出部８０４は、ノイズ性判定部８０３の判定結果として、ノイズ性判定値８１４により高域係数８１３が非ノイズ性の信号であると通知された場合には、高域係数８１３と低域係数８１２との類似度を判定するために予測誤差の算出と評価とを行う。予測誤差の算出は、実施の形態１において開示した方法と同様に行うことができる。すなわち、予測誤差E(k)は、低域係数８１２をx(i)、高域符号化サブバンドに含まれる高域係数８１３をy(j)、mを高域符号化サブバンドに含まれるＭＤＣＴ係数の個数とすれば、数式１で算出することができる。この数式１で、シフト数kをあらかじめ定められた下限値K_MINと上限値K_MAXの間で変化させることにより、類似度情報８１５として予測誤差E(k)を最小にする低域係数x(k,j)とシフト数kとゲインaを求めることができる。
【００６１】
切換判定部８０５は、ノイズ性判定値８１４と類似度情報８１５とから、帯域分割された高域係数８１３の符号化に使用する高域符号化部を決定し、切換情報８１６を出力して切換部８０６により第１の高域符号化部８０７と第２の高域符号化部８０８とを切り換える。第１の高域符号化部８０７は、類似度が低い高域係数８１３を符号化するのに適するように構成された符号化部、第２の高域符号化部８０８は、類似度が高い高域係数８１３を符号化するのに適するように構成された符号化部である。切換部８０６は、▲１▼ノイズ性判定値８１４がノイズ性信号を示す場合と、▲２▼ノイズ性判定値８１４が非ノイズ性信号を示し、かつ、類似度が低い場合とには、第１の高域符号化部８０７を選択し、ノイズ性判定値が非ノイズ性信号を示し、かつ、類似度が高い場合には第２の高域符号化部８０８を選択する。
【００６２】
次に、高域符号化部８１９の動作について図面を参照しながら詳しく説明する。図８（ａ）は、第１の高域符号化部８０７の符号化方法を示す図であり、図８（ｂ）は、第２の高域符号化部８０８の符号化方法を示す図である。第１の高域符号化部８０７に入力される高域係数８１３は、符号化境界周波数９０５において分割された低域符号化バンド９０２と高域符号化バンド９０３とのうち、高域符号化バンド９０３の範囲にあるＭＤＣＴ係数（スペクトル係数）９０１である。さらに高域符号化バンド９０３は、複数の高域符号化サブバンド９０４に分割されている。
【００６３】
第１の高域符号化部８０７に入力されるスペクトル係数９０１は、ノイズ性もしくは低域符号化バンド９０２のＭＤＣＴ係数との類似度が低い係数であるので、第１の高域符号化部８０７は、類似度情報８１５を使用せず、高域符号化サブバンド９０４内の係数をランダムなノイズとみなすことにより符号化する。すなわち、高域符号化サブバンド９０４内の係数は、平均振幅９０６で代表されるランダムな系列として表され、平均振幅９０６（振幅情報）のみが符号化される。なお、ランダムな系列の代表値としては、平均振幅の他に、平均エネルギー、平均パワ等を用いてもよい。
【００６４】
同様に、第２の高域符号化部８０８において、入力される高域係数８１３は、符号化境界周波数９１１において分割された低域符号化バンド９０８と高域符号化バンド９０９とのうち、高域符号化バンド９０９の範囲にあるＭＤＣＴ係数（スペクトル係数）９０７である。さらに高域符号化バンド９０９は、複数の高域符号化サブバンド９１０に分割されている。第２の高域符号化部８０８に入力されるスペクトル係数９０７は、低域符号化バンド９０８のスペクトル係数との類似度が高い係数であるので、第２の高域符号化部８０８は類似度情報８１５を使用して符号化する。高域符号化サブバンド９１０の一つを高域区間Ａ９１５とすると、先に説明した予測誤差算出部８０４において、低域符号化バンド９０８の係数のうちから高域区間Ａ９１５に対して同じ個数のスペクトル係数を含む最も類似度の高い低域区間Ｂ９１４が選択され、類似度情報８１５が出力される。
【００６５】
類似度情報８１５のうちシフト数９１３kは、符号化境界周波数９１１を基準点とし、符号化境界周波数９１１から低域区間Ｂ９１４の下限周波数までの距離とする。またゲインaは、高域区間Ａ９１５のスペクトル係数９０７と低域区間Ｂ９１４のスペクトル係数９０７との振幅比となる。第２の高域符号化部８０８では、得られた類似度情報８１５として、シフト数９１３k、ゲインa、および高域区間Ａ９１５と低域区間Ｂ９１４とのスペクトル係数のサンプルごとの差分信号を符号化する。
【００６６】
なお、高域区間Ａ９１５と低域区間Ｂ９１４との差分信号の符号化は省略することもでき、その場合にはシフト数９１３kおよびゲインaのみが符号化される。もしくは、高域区間Ａ９１５と低域区間Ｂ９１４との差分信号をノイズ成分で代表させることもでき、シフト数kおよびゲインaに加えてノイズ成分のゲインに関する情報を符号化すればよい。
【００６７】
また、ゲインaの表現方法としては、ゲインaを、▲１▼高域区間Ａ９１５のスペクトル係数９０７と低域区間Ｂ９１４のスペクトル係数９０７との振幅比として表す他に、第１の高域符号化部８０７における振幅情報と同様に、各高域符号化サブバンド９１０内の▲２▼平均振幅９１２、もしくは各高域符号化サブバンド９１０内の▲３▼平均エネルギー、▲４▼平均パワ等で表し、それを符号化しても良い。高域符号化サブバンド９１０ごとに符号化された差分信号の符号は、シフト数９１３kおよびゲインaなどの情報と多重化され、高域符号８１７として出力される。
【００６８】
なお、多重化の段階において数学的手法を用いて符号を圧縮し、高域符号８１７のビット量を削減することも可能である。例えば、符号間の差分情報を再符号化する方法、複数の符号をベクトル情報として再符号化する方法、符号をハフマン符号等の可変長符号に置き換える方法などが利用できる。
【００６９】
また、本例では、高域符号化サブバンド９１０のスペクトル係数９０７を求めるにあたって、高域信号２０９をＭＤＣＴ係数に変換した後、ＭＤＣＴ係数８１１上で帯域分割を行っているが、等価な構成として、高域信号２０９を、フィルタバンク等を用いて高域符号化サブバンド９１０の帯域に分割した後、それぞれの帯域の信号をＭＤＣＴ変換することによって高域符号化サブバンド９１０のＭＤＣＴ係数を求めてもよい。
【００７０】
また、符号化されるシフト数９１３kは、低域区間Ｂ９１４を特定するための情報であるので、周波数軸上のサンプル数を表す値である必要は無く、例えば、あらかじめ低域符号化バンド９０８に高域符号化サブバンド９１２と同じ周波数幅の複数の低域区間を設定しておき、そのうちから、どの低域区間が選択されたかを示す識別情報で表すようにしても良い。
【００７１】
さらに、本例では、帯域分割部８０２を時間−周波数変換部８０１の後段に備えたが、本発明はこれに限定されず、帯域分割部８０２を時間−周波数変換部８０１の前段に備えるようにしてもよい。
【００７２】
以上で説明したように、高域のＭＤＣＴ係数を複数の高域符号化サブバンドに分割し、高域符号化サブバンドごとに高域のＭＤＣＴ係数のノイズ性と、高域のＭＤＣＴ係数および低域のＭＤＣＴ係数間の類似度とを判定し、判定結果に基づいて最適な高域符号化部を用いて符号化を行うことにより、より少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得ることができる。
【００７３】
次に本発明の実施の形態４における復号化装置の構成を、図９を参照しながら説明する。図９は、図７に示した符号化装置８００に対応する復号化装置において高域符号８１７を復号化する部分（高域復号化装置１０００）の構成を示すブロック図である。図９に示される高域復号化部分（高域復号化装置１０００）は、本発明の実施の形態１から実施の形態３における復号化装置４００および復号化装置７００において、高域符号を復号化する部分として、より望ましい形態を表すものである。
【００７４】
この高域復号化装置１０００は、時間−周波数変換部１００１、第１の高域復号化部１００３、第２の高域復号化部１００４、スペクトル合成部１００５および周波数−時間変換部１００６を備える。以下、高域復号化装置１０００においても、前記の符号化装置８００と同様にスペクトル係数としてＭＤＣＴ係数を使用する場合を例として説明する。図９において、高域復号化装置１０００に入力される情報は、高域符号１００７、切換情報１００８、低域復号化信号１００９である。
【００７５】
高域符号１００７は、例えば、図７に示した符号化装置８００の第１の高域符号化部８０７または第２の高域符号化部８０８によって出力された高域符号８１７である。また、切換情報１００８は、例えば、符号化装置８００の切換判定部８０５によって出力された切換情報８１６である。さらに、低域復号化信号１００９は、例えば、図３に示した復号化装置４００の低域復号化部４０２によって出力された低域信号４１０である。
【００７６】
時間-周波数変換部１００１は、入力された低域復号化信号１００９をＭＤＣＴ変換し、ＭＤＣＴ係数で表された低域係数１０１０を出力する。また、第１の高域復号化部１００３は、ノイズを用いて符号化された高域符号１００７を復号化するための復号化部であり、第２の高域復号化部１００４は、低域係数８１２と高域係数８１３との類似度を利用して符号化された高域符号１００７を復号化する復号化部である。
【００７７】
符号化装置８００において高域係数８１３はあらかじめ定められた高域サブバンドに分割されて符号化されているので、それに対応する復号化処理は各高域サブバンドに対応する符号に基づいて行われる。すなわち、高域符号１００７に含まれる符号を高域符号化サブバンドごとの符号に分割し、すべての高域符号化サブバンドについて、分割された符号に基づいて復号化処理を繰り返す。ここで、前記符号化装置８００側において、各高域符号化サブバンドに対応する符号が数学的手法で圧縮されている場合には、数学的手法による復号化も行われる。
【００７８】
切換情報１００８によって、高域符号１００７が第１の復号化部１００３に入力されることが示された場合、復号化の結果得られる高域係数１０１１はランダムなノイズ信号で表現される。したがって、高域符号１００７には信号強度を表すゲイン情報のみが含まれる。これに対応して、第１の高域復号化部１００３は内部でランダムなノイズ信号を生成し、復号化されたゲイン情報で示されるゲインを生成されたノイズ信号に乗じることによって帯域分割された高域係数１０１１を生成する。
【００７９】
これに対して、高域符号１００７が第２の高域復号化部１００４に入力されることが示された場合には、復号化結果として得られるべき高域係数１０１１は、シフト数に従って低域係数１０１０から抽出された特定の低域区間内の低域係数と、高域符号１００７から抽出された差分との和によって表現される。したがって、高域符号１００７には、低域係数を抽出する位置を示すシフト数k、高域係数の例えば、平均振幅を示すゲインa、および高域符号化サブバンド内の高域係数と最も類似する低域区間内の低域係数との差分を表す情報が含まれる。
【００８０】
高域係数はスペクトル係数の一種であるＭＤＣＴ係数として符号化されているため、高域係数を復号化するために入力された低域復号化信号１００９もＭＤＣＴ係数として表現されている必要がある。一般に、低域復号化信号１００９は時間信号として与えられるので、時間−周波数変換信号部１００１によってＭＤＣＴ係数に変換され、低域係数１０１０として第２の高域復号化部１００４に入力される。低域復号化信号１００９がＭＤＣＴ係数として与えられるならば、低域信号１００９は低域係数１０１０とみなすことができ、時間−周波数変換信号部１００１は省略できる。
【００８１】
第２の高域復号化部１００４は、低域係数１０１０のあらかじめ定められた基準点からシフト数kだけシフトした位置から、あらかじめ定められた数のＭＤＣＴ係数を抽出する。次いで、第２の高域復号化部１００４は、抽出した低域ＭＤＣＴ係数にゲインaを乗じ、差分を表すスペクトル係数を加算することによって、高域係数１０１１を表すＭＤＣＴ係数を生成する。なお、差分を表すスペクトル係数が省略されている場合は、抽出したＭＤＣＴ係数にゲインaを乗じたものが高域係数１０１１を表すＭＤＣＴ係数となる。
【００８２】
第１の高域復号化部１００３もしくは第２の高域復号化部１００４によって復号化され、高域符号化サブバンドの周波数幅に帯域分割された高域係数１０１１は、スペクトル合成部１００５によって合成され、高域符号化バンド内でサンプルが周波数順に並べられた高域係数１０１２として出力される。周波数‐時間変換部１００６は、高域係数１０１２を時間信号に変換し、高域信号１０１３を生成する。
【００８３】
なお、上記説明において、シフト数kが周波数軸上のサンプル数を示さず、あらかじめ定められた特定の低域区間を表す識別情報である場合は、識別情報に従って、あらかじめ定められた特定低域区間のＭＤＣＴ係数を抽出すればよい。
【００８４】
以上で説明したように、高域信号と低域信号に分割されて符号化されている入力符号から、高域信号を、高域信号と低域信号との類似度を利用して復号化することにより、より効率的に符号化された高域符号を利用することができるので、より少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得ることができる。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５における符号化装置の構成を、図１０を参照しながら説明する。図１０は、実施の形態５に係る符号化装置１１００の構成を示すブロック図である。図１０に示される符号化装置１１００は、図７に示した符号化装置８００における類似度判定部８１８および高域符号化部８１９を備え、あらかじめ時間‐周波数変換された低域スペクトル係数を用いて低域部を符号化する。
【００８５】
低域符号化部が符号化するスペクトル係数は、フーリエ変換係数、コサイン変換係数など、公知のどのようなスペクトル係数を用いても良いが、ここでは例として、低域符号化部はＡＡＣ方式の符号化を行い、スペクトル係数はＭＤＣＴ係数を使用する。図１０において、符号化装置１１００は、時間−周波数変換部１１０１、帯域分割部１１０２、類似度判定部８１８（ノイズ性判定部８０３、予測誤差算出部８０４、切換判定部８０５）、高域符号化部８１９（第１の高域符号化部８０７、第２の高域符号化部８０８）、低域符号化部１１０９および符号多重化部１１１０を備える。時間−周波数変換部１１０１は、低域信号と高域信号とを含む入力信号２０７を一括してＭＤＣＴ変換し、ＭＤＣＴ係数１１１２を出力する。
【００８６】
低域符号化部１１０９、第１の高域符号化部８０７および第２の高域符号化部８０８はすべてＭＤＣＴ係数を符号化する符号化部であるので、時間−周波数変換部１１０１が入力信号２０７を一括してＭＤＣＴ係数１１１２に変換することにより、低域符号化部と高域符号化部とで別々にＭＤＣＴ変換する場合と比べて、必要とするＭＤＣＴ係数を一回の変換で求めることができるため、ＭＤＣＴ係数算出に係る処理量を削減することができる。
【００８７】
帯域分割部１１０２は、ＭＤＣＴ係数１１１２を低域係数１１１４と高域係数８１３とに分割する。これにおいて、帯域分割処理がＭＤＣＴ係数上で行われるため、帯域分割部１１０２における帯域分割フィルタなどの処理を省くことができ、帯域分割部１１０２の処理量を削減することができる。また高域係数８１３は、この段階において高域符号化サブバンドにまで帯域分割することが可能である。帯域分割された高域係数８１３の処理は、既に説明したように、図７に示した類似度判定部８１８および高域符号化部８１９によって行われ、切換情報８１６と高域符号８１７として出力される。
【００８８】
また低域符号化部１１０９は、低域係数１１１４をＡＡＣ方式で符号化し、低域符号１１１９として出力する。符号多重化部１１１０は、切換判定部８０５から出力された切換情報８１６と、高域符号化部８１９から出力された高域符号８１７と、低域符号化部１１０９から出力された低域符号１１１９とを多重化し、出力符号１１２０を生成する。
【００８９】
以上のように、符号化装置１１００をこのような構成とすることにより、より少ない処理量で高域係数および低域係数を符号化することができる。
次に、本発明の実施の形態５における復号化装置の構成を、図１１を参照しながら説明する。図１１は、図１０に示した符号化装置１１００の出力符号１１２０である入力符号１２０８を復号化する復号化装置１２００の構成を示すブロック図である。図１１に示される復号化装置１２００は、図９に示した高域復号化装置１０００を備え、低域復号化部はＭＤＣＴ係数として得られた低域スペクトル係数を復号化する。
【００９０】
低域復号化部が復号化するスペクトル係数としては、フーリエ変換係数、コサイン変換係数など、公知のどのようなスペクトル係数を用いても良いが、ここでは例えば、低域復号化部はＡＡＣ方式による復号化を行い、スペクトル係数はＭＤＣＴ係数を使用する。この復号化装置１２００は、高域復号化部１２０３（切換部１００２、第１の高域復号化部１００３、第２の高域復号化部１００４）、符号分割部１２０１、低域復号化部１２０２、スペクトル合成部１２０６および周波数‐時間変換部１２０７を備える。
【００９１】
復号化装置１２００において、図９に示した高域復号化装置１０００に対応する部分は、切換部１００２、第１の高域復号化部１００３、第２の高域復号化部１００４、低域復号化部１２０２、スペクトル合成部１２０６および周波数‐時間変換部１２０７であるが、低域復号化部１２０２は、低域ＭＤＣＴ係数が符号化された低域符号１２１０を復号化する点で、図９に示した時間−周波数変換部１００１と異なる。スペクトル合成部１２０６は、高域係数１０１１のみならず、スペクトル合成された高域係数１０１１にさらに低域係数１０１０を合成する点で、図９に示したスペクトル合成部１００５と異なる。また、復号化装置１２００の周波数‐時間変換部１２０７は、高域係数１０１２にさらに低域係数１０１０が合成されたＭＤＣＴ係数１２１４をＩＭＤＣＴする点で、時間軸上の低域復号化信号１００９をＭＤＣＴ変換する図９の周波数‐時間変換部１００６と異なる。
【００９２】
図１１の復号化装置１２００において、符号分割部１２０１は、入力符号１２０８から切換情報１００８と高域符号１００７と低域符号１２１０とを抽出する。これに対し、低域復号化部１２０２は、抽出された低域符号１２１０をＡＡＣ方式で復号化し、低域係数１０１０を出力する。入力符号１２０８から抽出された切換情報１００８と高域符号１００７とは共に、高域復号化部１２０３に入力される。高域復号化部１２０３内では、切換情報１００８にしたがって選択された第１の高域復号化部１００３または第２の高域復号化部１００４が高域符号１００７を復号化し、高域係数１０１１を出力する。
【００９３】
ここで、高域係数１０１１は、低域係数との類似度を用いて復号化されるため、低域復号化部の出力する低域復号化信号を高域係数１０１１と同じＭＤＣＴ係数に変換する必要がある。これに対し、この構成においては符号化装置１１００側において低域係数も高域係数も、ともにＭＤＣＴ係数が符号化されているので、低域係数１０１０がＭＤＣＴ係数として出力される。したがって、低域係数１０１０の変換処理が不要となり処理量が削減される。
【００９４】
スペクトル合成部１２０６は、低域復号化部１２０２から出力された低域係数１０１０と、高域復号化部１２０３から出力された高域係数１０１１とを周波数軸上で合成する。周波数−時間変換部１２０７は、スペクトル合成部１２０６によって合成されたＭＤＣＴ係数１２１４を一括して時間信号に変換し、出力信号１２１５を生成する。
【００９５】
以上のように、符号化装置側では、一括して時間−周波数変換された高域係数と低域係数とを用いて符号化し、復号化装置側では、このように符号化された符号を一括して周波数−時間変換する構成とすることにより、復号化装置側ではより少ない処理量で高域スペクトル係数および低域スペクトル係数を復号化し出力信号を得ることができる。
【００９６】
なお、上記構成の符号化装置１１００および復号化装置１２００においても、実施の形態３で示したように、符号化装置側にダウンサンプリング部、復号化装置側にアップサンプリング部を設け、低域符号化を入力信号のサンプリング周波数より低いサンプリング周波数において行うようにしてもよい。特に、本構成においては、ダウンサンプリング方法として、符号化装置１１００の帯域分割部１１０２によって分割された低域係数１１１４を、そのまま、ダウンサンプリング後のサンプリング周波数の信号を変換して得られた係数とみなして処理を行うことができる。
【００９７】
例として、サンプリング周波数４８ｋＨｚの入力信号を半分の２４ｋＨｚにダウンサンプリングする場合を示す。入力信号２０４８サンプルを変換して２０４８点のＭＤＣＴ係数を得たとすると、２０４８点のＭＤＣＴ係数は０から２４ｋＨｚの信号を表す係数である。このうち、低域係数として２０４８点のＭＤＣＴ係数の低域側１０２４点を取り出せば、低域係数は０から１２ｋＨｚの信号を表す係数となる。この低域係数１０２４点を、逆ＭＤＣＴ変換すれば１０２４サンプルの時間信号が得られることとなり、時間信号のサンプル数が半分となる、つまり、半分のサンプリング周波数にダウンサンプリングされたことになる。低域符号化部がＭＤＣＴ係数を用いる場合は、逆ＭＤＣＴ変換処理は不要であるので、ダウンサンプリングに係る処理を簡素化できる。アップサンプリングの場合も同様に、復号化された低域係数を、そのままアップサンプリング後のサンプリング周波数の信号を変換して得られた係数とみなして処理すればよい。（実施の形態６）
【００９８】
図１２は、実施の形態６に係る符号化装置１３００の構成を示すブロック図である。符号化装置１３００は、入力信号が微小時間に急峻な振幅変化をする信号であるか否かに応じて入力信号の変換ブロック長を切り換えて時間‐周波数変換を行う符号化装置であって、帯域分割部２０１、低域符号化部２０２、変換ブロック長選択部１３０１、時間−周波数変換部１３０２、帯域分割部１３０３、類似度判定部１３１２（ノイズ性判定部１３０４、予測誤差算出部１３０５、切換判定部１３０６）、切換部１３０７、高域符号化部１３１３（第１の高域符号化部１３０８、第２の高域符号化部１３０９）および符号多重化部１３２１を備える。
【００９９】
同図に示した高域符号化部１３１３および類似度判定部１３１２と、図７に示した符号化装置８００における高域符号化部８１９および類似度判定部８１８とは、変換ブロック長選択部１３０１の選択に応じ、異なるサンプル数の高域係数を単位として処理を行う点が異なるだけで、構成および処理の内容は同じである。また、高域符号１３２０も、変換ブロック長選択部１３０１の選択に応じて、異なる変換ブロック長で符号化されている点が高域符号８１７と異なるだけである。同じく、ノイズ性判定値１３１７、類似度情報１３１８および切換情報１３１９も、処理対象である高域係数１３１６の変換ブロック長が変換ブロック長選択部１３０１の選択に応じて変化する点だけが、図７に示したノイズ性判定値８１４、類似度情報８１５および切換情報８１６と異なる。図７に示した高域符号化部８１９および類似度判定部８１８の構成および動作についてはすでに説明しているので、以下では、新たな処理に関連のない場合は、高域符号化部１３１３および類似度判定部１３１２についての説明を省略する。
【０１００】
図１２において、変換ブロック長選択部１３０１は、入力信号２０７の特性に応じて、時間−周波数変換部１３０２において用いる変換ブロック長を決定する。変換ブロック長選択部１３０１は、例えば、微小時間Δｔ内における入力信号２０７の平均信号レベルの変化量を測定し、測定された変化量が所定の値を超える場合には短い変換ブロック長を選択する。また、測定された変化量が所定の値以下である場合には長い変換ブロック長を選択する。決定される変換ブロック長は任意の長さでも良いし、あらかじめ定められた複数の選択肢から選択するようにしても良い。以下の説明では、２種類の変換ブロック長を切り換えて使用することとし、長い変換ブロック長として１０２４サンプル、短い変換ブロック長として１２８サンプルを用い、それぞれを基本変換ブロックおよび変換サブブロックと呼ぶこととする。この構成によれば、１個の基本変換ブロックは８個の変換サブブロックに分割することができることになる。変換ブロック長選択部１３０１は、選択した変換ブロック長を表すブロック長情報１３１０を生成する。
【０１０１】
時間−周波数変換部１３０２は、変換ブロック長選択部１３０１によって生成されたブロック長情報１３１０にしたがって、帯域分割部２０１で帯域分割された低域信号２０８と高域信号２０９とを変換し、それぞれ低域係数１３１５、高域係数１３１４を出力する。時間−周波数変換部１３０２が使用する時間−周波数変換としては、フーリエ変換、コサイン変換、フィルタバンクなど、公知のいかなる変換を用いても良いが、以下の説明ではＭＤＣＴを用いるものとする。帯域分割部１３０３は、ＭＤＣＴ係数で表される高域係数１３１４をさらに複数の高域符号化サブバンドに分割した後、ノイズ性判定部１３０４、予測誤差算出部１３０５および切換部１３０７の各部に出力する。
【０１０２】
ここで、帯域分割された高域係数１３１６と、以降の符号化処理との関係を図面を参照しながら説明する。図１３は、図１２に示した変換ブロック長選択部１３０１において基本変換ブロック１４０１が選択された場合の高域係数１３１６と低域係数１３１５とを示す図であり、図１４は、図１２に示した変換ブロック長選択部１３０１において変換サブブロック１５０６が選択された場合の高域係数１３１６と低域係数１３１５とを示す図である。
【０１０３】
図１３、図１４共に、時間信号として、例えば、１フレーム１０２４サンプルの信号が入力された際の高域係数１３１６と低域係数１３１５とを表している。図１３に示すように、図１２の変換ブロック長選択部１３０１によって基本変換ブロック１４０１が選択されたときには、時間−周波数変換部１３０２は、１フレーム１０２４サンプルであらわされている高域信号２０９に対して、１０２４サンプルの変換ブロック長による変換を１回行うだけである。低域信号２０８についても同様である。
【０１０４】
したがって、高域符号化バンド１４０２内の高域係数１３１４と低域符号化バンド１４０３内の低域係数１３１５とは、時間軸方向については１回の変換で求められる１組の係数からなる。すなわち、この係数は、この１フレームのサンプリング時間内での時間変化には依存しない係数とみることができる。しかし、周波数軸方向については、高域符号化バンド１４０２内の高域係数１３１４はさらに、帯域分割部１３０３によって複数の高域符号化サブバンド１４０４に分割され、複数組の高域符号化サブバンド１４０４からなる高域係数１３１６となる。
【０１０５】
各基本変換ブロック１４０１に含まれる高域係数１３１４は、高域符号化バンド１４０２の周波数帯域にあたる係数のみが値を持ち、残りの係数は０である。各基本変換ブロック１４０１に含まれる低域係数１３１５も同様に、低域符号化バンド１４０３の周波数帯域にあたる係数のみが値を持ち、残りの係数は０である。図１３では、値を持つ低域係数と高域係数のみを同一平面上に並べている。なお、各高域係数１３１６に対する以降の符号化処理は、周波数軸方向の高域符号化サブバンド１４０４ごとに行われるので、基本変換ブロック１４０１使用時の符号化処理の単位は、図１３において斜線で示される各高域符号化サブバンド１４０４内の領域１４０５（以下、「符号化セル」と呼ぶ）となる。
【０１０６】
これに対して、図１４に示すように、変換ブロック長選択部１３０１によって変換サブブロック１５０６が選択されたときには、時間−周波数変換部１３０２は、１フレーム１５０１内において１０２４サンプルで表される高域信号２０９に対し、１２８サンプルの変換ブロック長を単位とする変換を、１０２４／１２８＝８回行う。低域符号化バンド１５０３内の低域信号２０８についても同様である。したがって、時間−周波数変換部１３０２による変換の結果得られた高域係数１３１４と低域係数１３１５とは、いずれも時間軸方向について８組の変換サブブロック１５０６からなる係数となる。
【０１０７】
各変換サブブロック１５０６に含まれる高域係数１３１４は、それぞれ、１２８サンプルであり、高域符号化バンド１５０２の周波数帯域にあたる係数のみが値を持ち、残りの係数は０である。各変換サブブロック１５０６に含まれる低域係数１３１５も同様に、それぞれ、１２８サンプルであり、低域符号化バンド１５０３の周波数帯域にあたる係数のみが値を持ち、残りの係数は０である。図１５では、値を持つ低域係数と高域係数のみを同一平面上に並べている。高域符号化バンド１５０２内の高域係数１３１４は、帯域分割部１３０３によって周波数軸方向に、さらに複数の高域符号化サブバンド１５０４に分割される。よって、以降の符号化処理の単位は、図１４において斜線で示される符号化セル１５０５となる。
【０１０８】
図１３および図１４から明らかなように、変換ブロック長として基本変換ブロック１４０１を用いるよりも変換サブブロック１５０６を用いた方が、符号化セルが、時間軸方向により細かく分割されるため、時間軸方向により精度の高い符号化が可能となる。ただし、周波数軸方向への分割数が同じであれば、単位時間当たりの符号化セルの数は増加することになるため、必然的に符号化に必要なビット量が増加する。これを防ぐためには、図１４に示す変換サブブロック１５０６使用時には、周波数軸方向への分割数つまり高域符号化サブバンド１５０４の数を、図１３に示した基本変換ブロック１４０１使用時における高域符号化サブバンド１４０４の数よりも減少させれば良い。
【０１０９】
結果として、基本変換ブロック１４０１使用時には、周波数軸方向に細かく分割された符号化セル１４０５が使用され、変換サブブロック１５０６使用時には、時間軸方向に細かく分割された符号化セル１５０５が使用されることになる。このように符号化装置１３００は、入力信号２０７の特性に応じて、符号化セル１４０５と符号化セル１５０５とを切り換えて使用することにより、より効率的に入力信号２０７の符号化を行うことが可能となる。
【０１１０】
符号化装置１３００の各処理部が各符号化セルに対して行う処理は基本変換ブロック１４０１の場合でも、変換サブブロック１５０６の場合でも同様である。したがって、１フレームにおける高域係数１３１６の符号化を完了するためには、すべての符号化セルについて類似度判定部１３１２と高域符号化部１３１３との符号化処理を繰り返せばよい。
【０１１１】
符号多重化部１３２１は、変換ブロック長選択部１３０１によって生成されたブロック長情報１３１０、切換判定部１３０６からの切換情報１３１９、低域符号化部２０２からの低域符号２１３および高域符号化部１３１３からの高域符号１３２０を多重化し、出力符号１３１１を生成する。
【０１１２】
なお、本実施の形態では、高域符号化サブバンドのＭＤＣＴ係数を求めるにあたって、高域信号２０９をＭＤＣＴ係数に変換した後、ＭＤＣＴ係数上で帯域分割を行っているが、等価な構成として、高域信号２０９をフィルタバンク等を用いてあらかじめ高域符号化サブバンドの帯域に分割した後、それぞれの帯域の信号をＭＤＣＴ変換することによって高域符号化サブバンドのＭＤＣＴ係数を求めてもよい。
【０１１３】
以上で説明したように、高域のＭＤＣＴ係数を複数の符号化セルに分割し、符号化セルごとにノイズ性と、低域のＭＤＣＴ係数との類似度とを判定し、判定結果に基づいて最適な高域符号化部を用いて符号化を行うことにより、より少ないビット量の符号から入力信号２０７の特性に応じた高品質な再生信号を得ることができるという効果がある。
【０１１４】
次に、本実施の形態６における復号化装置について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、図１２に示した符号化装置１３００によって出力された出力符号１３１１を復号化する復号化装置１６００の構成を示すブロック図である。以下では、前記の符号化装置１３００の場合と同様、周波数スペクトル係数としてＭＤＣＴ係数を使用する場合を例として説明する。
【０１１５】
図１５において、復号化装置１６００は、基本変換ブロックおよび変換サブブロックのいずれかのブロック長で符号化されている高域符号を、入力符号に含まれているブロック長情報に従って復号化する復号化装置であって、符号分割部１６０１、低域復号化部１６０２、時間−周波数変換部１６０３、切換部１６０４、第１の高域復号化部１６０５、第２の高域復号化部１６０６、スペクトル合成部１６０７および周波数‐時間変換部１６０８を備える。符号分割部１６０１は、入力符号１６０９からブロック長情報１６１０、切換情報１６１１、低域符号１６１２および高域符号１６１３を抽出する。
【０１１６】
低域復号化部１６０２は、抽出された低域符号１６１２を復号化し、時間信号である低域信号１６１４を出力する。時間−周波数変換部１６０３は、ブロック長情報１６１０で示される変換ブロック長で、低域信号１６１４を変換し、低い周波数成分を表すＭＤＣＴ係数である低域係数１６１５を算出する。
【０１１７】
切換部１６０４は、抽出された切換情報１６１１に従って、第１の高域復号化部１６０５と第２の高域復号化部１６０６とを切り換え、選択された高域復号化部に対してブロック長情報１６１０と高域符号１６１３とを入力する。ここで、第１の高域復号化部１６０５は、ノイズを用いて符号化された符号を復号化するための復号部、第２の高域復号部１６０６は低域係数１６１５と高域係数との類似度を利用して符号化された符号を復号化する復号部である。高域係数は、変換ブロック長と高域符号化サブバンドにしたがって、あらかじめ定められた符号化セルに分割されて符号化されているので、復号化処理は各符号化セルに対応する符号に対して行われる。
【０１１８】
すなわち、高域符号１６１３に含まれる符号を符号化セルごとの符号に分割し、すべての符号化セルについて、分割された符号に対する復号化処理を繰り返す。ここで、前記符号化装置１３００側において、各符号化セルに対応する符号が数学的手法で圧縮されている場合には、数学的手法による復号化も行われる。
【０１１９】
切換情報１６１１によって、高域符号１６１３が第１の高域復号化部１６０５に入力されることが示された場合、復号化される高域係数はランダムなノイズ信号で表現され、高域符号１６１３には信号強度を表すゲイン情報のみが含まれる。したがって、第１の高域復号化部１６０５は、内部でランダムなノイズ信号を生成し、復号したゲインを乗じることによって帯域分割された高域係数１６１６を生成する。
【０１２０】
これに対して、高域符号１６１３が第２の高域復号化部１６０６に入力されることが示された場合には、帯域分割された高域係数１６１６は、低域係数１６１５から抽出された係数と、高域符号１６１３内に符号化されている高域係数および低域係数間の差分との和によって表現される。高域符号１６１３には、低域係数を抽出するための位置を示すシフト数k、ゲインaおよび差分を表す情報が含まれる。第２の高域復号化部１６０６は、入力された低域係数１６１５について、あらかじめ定められた基準点からシフト数kだけシフトした位置から、あらかじめ定められた数のＭＤＣＴ係数を抽出する。抽出されるＭＤＣＴ係数のサンプル数は、ブロック長によって異なる。
【０１２１】
第２の高域復号化部１６０６は、抽出したＭＤＣＴ係数にゲインaを乗じ、復号化した差分情報を表すスペクトル係数を加算することによって、高域係数を表すＭＤＣＴ係数を生成する。なお、差分を表す情報が省略されている場合は、抽出したＭＤＣＴ係数にゲインaを乗じたものが高域係数を表すＭＤＣＴ係数となる。また、差分を表す情報がノイズ成分で代表されている場合には、抽出したＭＤＣＴ係数にゲインaを乗じたものに、復号したゲインを乗じたノイズ成分を加算したものが高域係数を表すＭＤＣＴ係数となる。
【０１２２】
スペクトル合成部１６０７は、第１の高域復号化部１６０５もしくは第２の高域復号化部１６０６によって復号化された、高域符号化サブバンドに帯域分割された高域係数１６１６および低域係数１６１５を合成し、合成スペクトル係数１６１７として出力する。周波数‐時間変換部１６０８は、合成スペクトル係数１６１７の高域部については、ブロック長情報１６１０によって示される変換ブロック長で時間信号に変換し、出力信号１６１８を生成する。
【０１２３】
なお、第２の高域復号化部１６０６において、シフト数kが周波数軸上のサンプル数を示さず、あらかじめ定められた特定の低域区間を表す識別情報を示している場合は、その識別情報に従って、あらかじめ定められた特定区間のＭＤＣＴ係数を抽出すればよい。
【０１２４】
以上で説明したように、実施の形態６では、符号化装置１３００において、入力信号２０７の特性に応じて、選択的に高域信号２０９の変換ブロック長を切り換えて符号化し、復号化装置１６００において、このように符号化された入力符号１６０９をブロック長情報１６１０に基づいて復号化するので、実施の形態１から実施の形態５における効果に加えて、復号化装置１６００では、原音の時間変化に対する追従性が向上された、より品質の高い再生信号を得ることができるという効果がある。
【０１２５】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７における符号化装置の構成を図１６を参照しながら説明する。図１６は、実施の形態７に係る符号化装置１７００の構成を示すブロック図である。図１６の符号化装置１７００は、図１２に示した符号化装置１３００に対して、低域符号化部が、高域符号化部と同一形式の変換係数を用いて符号化を行い、かつ、低域符号化部においても、変換ブロック長選択部によって決定された変換ブロック長にしたがって符号化処理を行う点が異なる。
【０１２６】
この符号化装置１７００は、変換ブロック長選択部１３０１、切換部１３０７、時間−周波数変換部１７０１、帯域分割部１７０２、低域符号化部１７０３、類似度判定部１３１２（ノイズ性判定部１３０４、予測誤差算出部１３０５、切換判定部１３０６）、高域符号化部１３１３（第１の高域符号化部１３０８、第２の高域符号化部１３０９）および符号多重化部１７０４を備える。なお、同図において、図１２に示した符号化装置１３００と同様の構成要素についてはすでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１２７】
図１６において、変換ブロック長選択部１３０１は、入力信号２０７の特性に応じて変換ブロック長を決定する。時間−周波数変換部１７０１は、変換ブロック長選択部１３０１からのブロック長情報１３１０にしたがって、低域および高域からなる全帯域の入力信号２０７を一括して時間‐周波数変換し、全域係数１７０５を出力する。時間−周波数変換部１７０１は、公知のどのような変換方法を用いても良いが、ここではＭＤＣＴを用いる例を説明する。
【０１２８】
帯域分割部１７０２は、基本変換ブロックおよび変換サブブロックのいずれかのブロック長のＭＤＣＴ係数で表された全域係数１７０５を低域および高域の各帯域に分割し、高域についてはさらに複数の高域符号化サブバンドに分割して、低域係数１７０６と高域係数１３１６とを出力する。低域符号化部１７０３は、可変変換ブロック長のＭＤＣＴ係数であらわされた低域係数１７０６を符号化して、低域符号１７０７を出力する。この低域符号化部１７０３としては、可変変換ブロック長に対応できる公知のどのような符号化を用いても良いが、ここではそのような符号化部の一例として、ＭＰＥＧ−４ ＡＡＣ方式を使用する。ＭＰＥＧ−４ ＡＡＣ方式では、１０２４サンプルと１２８サンプルとの２種類の変換ブロック長に対応しており、必要に応じて切り換えて使用することが可能である。
【０１２９】
ここで、図１２に示した符号化装置１３００のように、高域符号化部で用いる変換ブロック長と、低域符号化部で用いる変換ブロック長とが異なっている場合、それぞれの符号化において時間−周波数変換を行う必要がある。そこで、高域符号化部で用いる変換ブロック長についても、１０２４サンプルと１２８サンプルの２種類の変換ブロック長から選択するようにすれば、低域符号化と高域符号化の変換ブロック長は一致し、両者の時間−周波数変換処理は同一の処理となる。すなわち、低域符号化部と高域符号化部とにおいて時間−周波数変換処理を共有化することができる。符号多重化部１７０４は、変換ブロック長選択部１３０１からのブロック長情報１３１０、切換判定部１３０６からの切換情報１３１９、高域符号化部１３１３からの高域符号１３２０、低域符号化部１７０３からの低域符号１７０７を多重化して、出力符号１７０８を出力する。
【０１３０】
以下では、上記のように構成された符号化装置１７００の動作について、データの流れに沿って説明する。時間−周波数変換部１７０１は、ブロック長情報１３１０に従って入力信号２０７を一括してＭＤＣＴ係数に変換する。変換された全帯域の周波数成分を含んだ全域係数１７０５は、帯域分割部１７０２に入力され、低域係数１７０６とさらに複数の帯域に分割された高域係数１３１６として出力される。
【０１３１】
低域係数１７０６は低域符号化部１７０３において符号化され、帯域分割された高域係数１３１６は、第１の高域符号化部１３０８もしくは第２の高域符号化部１３０９において符号化される。
【０１３２】
ブロック長情報１３１０、切換情報１３１９、高域符号化部１３１３による高域係数１３１６の符号化処理の結果、得られた高域符号１３２０および低域符号１７０７は、符号多重化部１７０４において多重化され、出力符号１７０８が生成される。
【０１３３】
符号化装置１７００は、上記のような構成を備えることにより、低域符号化と高域符号化とにおける時間−周波数変換処理を共有化できると共に、帯域分割部１７０２における帯域分割処理を周波数領域の係数、たとえばＭＤＣＴ係数上で行うことが可能となるため帯域分割処理に必要な演算量を削減することができる。
【０１３４】
次に、本発明の実施の形態７の復号化装置について、図１７を参照しながら説明する。図１７は、図１６に示した符号化装置１７００によって符号化された出力符号１７０８を復号化する復号化装置１８００の構成を示すブロック図である。図１７に表される復号化装置１８００は、実施の形態６の復号化装置１６００に対して、低域復号化部が、高域と同一形式の変換係数を用いて低域の復号化を行い、かつ、変換ブロック長選択部から受取ったブロック長情報で示される変換ブロック長にしたがって低域の復号化処理を行う点が異なる。
【０１３５】
この復号化装置１８００は、符号分割部１６０１、切換部１６０４、第１の高域復号化部１６０５、第２の高域復号化部１６０６、スペクトル合成部１６０７、周波数‐時間変換部１６０８および低域復号化部１８０１を備える。なお、同図において、図１５に示した復号化装置１６００と同様の構成要素については、すでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。以下、本復号化装置１８００についても、前記の符号化装置１７００と同様に周波数スペクトル係数としてＭＤＣＴ係数、低域復号化方法としてＡＡＣ方式を使用する場合を例として説明する。低域復号化部１８０１は、入力符号１８０２から分離された低域符号１８０３を、ブロック長情報１６１０に従って復号化し、低域係数１６１５を出力する。
【０１３６】
以下では、上記のように構成された復号化装置１８００の動作について説明する。図１７の復号化装置１８００において、入力符号１８０２は、符号分割部１６０１によって、ブロック長情報１６１０、切換情報１６１１、低域符号１８０３および高域符号１６１３に分割される。それらのうち、低域符号１８０３は、ブロック長情報１６１０で示される変換ブロック長にしたがって、低域復号化部１８０１によって復号化される。復号化された低域符号１８０３は、ＡＡＣ方式の符号化パラメータであるＭＤＣＴ係数で表されており、低域係数１６１５として出力される。
【０１３７】
一方、入力符号１８０２から分離された切換情報１６１１によって切換部１６０４が切り換えられ、第１の高域復号化部１６０５もしくは第２の高域復号化部１６０６のいずれかが選択される。選択された高域復号化部によって高域符号１６１３が復号化され、高域係数１６１６が出力される。第１の高域復号化部１６０５と第２の高域復号化部１６０６との動作については、図１５に示した実施の形態７の復号化装置１６００と同じであるので、説明を省略する。それぞれ復号化された低域係数１６１５と高域係数１６１６とは、同じ変換ブロック長に基づくＭＤＣＴ係数であるので、両者の合成は単純な加算処理で実現することができる。スペクトル合成部１６０７は、低域係数１６１５と高域係数１６１６とを加算し、合成スペクトル係数１６１７を算出する。周波数−時間変換部１６０８は、合成スペクトル係数１６１７を逆ＭＤＣＴ変換して、出力信号１６１８を出力する。
【０１３８】
本実施の形態によれば、復号化装置１８００がこのような構成をとることにより、低域復号化と高域復号化の周波数−時間変換処理を共有化できるので、復号化装置１６００で必要であった低域信号を低域係数に変換するための時間−周波数変換部を省略することができ、復号化装置１８００をよりコンパクトに実装することができるという効果がある。さらに、本実施の形態によれば、スペクトル合成部における合成処理を周波数領域の係数、たとえばＭＤＣＴ係数上で行うことが可能となるため、合成処理に必要な演算量を削減することができるという効果がある。
【０１３９】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８における符号化装置の構成を図１８を参照しながら説明する。図１８は、実施の形態８に係る符号化装置１９００の構成を示すブロック図である。図１８に示す符号化装置１９００は、図１６に示した符号化装置１７００に対し、低域部の符号化に、ブロックグルーピングと呼ばれる符号化方法に対応したＭＰＥＧ−４ ＡＡＣ方式等の方式を採用し、低域符号化部から与えられるグルーピング情報を利用して高域符号化を行うようにした点が異なる。
【０１４０】
この符号化装置１９００は、変換ブロック長選択部１３０１、類似度判定部１３１２（ノイズ性判定部１３０４、予測誤差算出部１３０５、切換判定部１３０６）、時間−周波数変換部１７０１、帯域分割部１７０２、低域符号化部１９０１、高域符号化部１９０４（第１の高域符号化部１９０２、第２の高域符号化部１９０３）および符号多重化部１９０５を備える。なお、同図において、図１２または図１６に示した符号化装置１３００または符号化装置１７００の構成要素と同様の構成要素については、すでに説明しているので、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１４１】
ブロックグルーピングとは、互いにスペクトルが類似する変換サブブロックからなるグループにおいて符号化パラメータを共有することによって、出力符号に含まれる符号化パラメータの数を削減する方法である。以下に、ＡＡＣ方式で用いられるブロックグルーピングについて、図１９を参照しながら、より詳細に説明する。図１９（ａ）は、図１８に示した符号化装置１９００の時間−周波数変換部１７０１からブロック長情報１３１０にしたがって出力される全域係数１７０５の一例を示す図である。図１９（ｂ）は、図１８に示した符号化装置１９００の高域符号化部１９０４に入力される高域係数１３１６の一例を示す図である。図１９（ｃ）は、図１８に示した符号化装置１９００の低域符号化部１９０１に入力される低域係数１７０６の一例を示す図である。
【０１４２】
ＡＡＣ方式は１０２４サンプル（ロングブロック＝基本変換ブロック）および１２８サンプル（ショートブロック＝変換サブブロック）の２種類の変換ブロック長に対応しているが、ショートブロック時には複数の隣接するショートブロック内のＭＤＣＴ係数を比較し、それらの類似性が高い場合には一部の符号化パラメータを共有化することによって符号化パラメータの数を減少させ、入力信号の符号化に必要なビット数を削減することができる構成となっている。
【０１４３】
図１８に示した時間−周波数変換部１７０１は、変換ブロック長選択部１３０１からのブロック長情報１３１０が、低域および高域それぞれにつき１２８サンプルからなるショートブロックを示している場合、例えば、入力信号２０７の１２８サンプルごとにＭＤＣＴ変換を行い、図１９（ａ）に示すような全域係数１７０５を出力する。このように出力された全域係数１７０５は、１つの基本変換ブロック（１０２４サンプル）につき、８個のショートブロックから構成されており、各ショートブロックのＭＤＣＴ係数は、サンプリング周波数によって定まる低域から高域までの周波数帯域を表している。このような全域係数１７０５は、帯域分割部１７０２によって低域係数１７０６と、高域係数１３１６とに分割され、それぞれ低域符号化部１９０１と高域符号化部１９０４とに出力される。
【０１４４】
低域符号化部１９０１では、隣接しあうショートブロックのＭＤＣＴ係数を比較し、ショートブロック間の類似度が高い場合には、図１９（ｃ）に示すように、該当する２つ以上のショートブロックを１つのグループに分類する。１つのグループに属するショートブロックでは、例えば、ショートブロック内の符号化単位ごとに算出される正規化係数などの符号化パラメータが共有される。このとき、符号化パラメータを共有する隣接ショートブロックの組をショートブロックグループと呼び、１０２４サンプル長のフレーム内に含まれる８個のショートブロックがどのようにグループ分けされるかの情報は、グルーピング情報１９１１として生成され、高域符号化部１９０４に出力される。
【０１４５】
例えば、図１９（ｃ）に示すように、低域符号化部１９０１において、ショートブロック１とショートブロック２とがグルーピングされている場合、それを示すグルーピング情報１９１１が出力される。このグルーピング情報１９１１は、低域符号化部１９０１によって低域係数１７０６とともに符号化される。高域符号化部１９０４では、帯域分割部１７０２から入力される高域係数１３１６は、低域係数１７０６よりさらに複数の帯域に分割されており、高域符号化部１９０４は、この帯域ごとに高域係数１３１６を符号化する。このとき、高域符号化部１９０４は、グルーピング情報１９１１から、低域のショートブロック１とショートブロック２とがグルーピングされている場合には、高域において対応する変換サブブロック１と変換サブブロック２との間で符号化パラメータを共有させて符号化する。
【０１４６】
ここで、符号化装置１９００の構成では、高域部における変換サブブロックと低域部におけるＡＡＣ方式のショートブロックとの長さはいずれも１２８サンプルで同一であり、かつ、１２８サンプルの変換ブロック長で変換された高域ＭＤＣＴ係数と１２８サンプルのショートブロックで変換された低域ＭＤＣＴ係数とのそれぞれが同じ信号の周波数高域成分および低域成分を保持している。したがって、両者に含まれるＭＤＣＴ係数同士は密接に関連しており、例えば、ある低域側の隣接するショートブロック同士が類似していれば、対応する高域側のサブブロック同士も類似である可能性が高い。したがって、ＡＡＣ方式による低域符号化部から出力されるグルーピング情報１９１１を高域符号化側でも利用し、類似するサブブロック間の符号化パラメータを共有化すれば、符号化パラメータの数を減少させ、符号化に必要なビット数を削減することができる。
【０１４７】
図１８の符号化装置１９００において、低域符号化部１９０１から出力されたグルーピング情報１９１１は、切換部１３０７を介して第１の高域符号化部１９０２もしくは第２の高域符号化部１９０３に入力される。切換部１３０７によって選択された高域符号化部では、前記グルーピング情報１９１１に基づいて、共有されるパラメータを、グループ内の１つの変換サブブロックについてのみ符号化し、残りの変換サブブロックについては符号化を省略する。ここで、グルーピング情報１９１１に基づくパラメータの具体的な共有方法について説明する。
【０１４８】
図２０は、図１８に示した符号化装置１９００の低域符号化部１９０１においてグルーピングが行われる場合の高域係数１３１６と低域係数１７０６との関係を示す図である。図２０に示される様に、変換ブロック長選択部１３０１において変換ブロック長として変換サブブロック２１０６が選択された場合、１０２４サンプルの基本変換ブロック２１０１の入力信号２０７に対して、１２８サンプル単位の変換ブロック長で変換された８組のＭＤＣＴ係数（全帯域係数１７０５）が得られる。
【０１４９】
この全帯域係数１７０５は、帯域分割部１７０２によって、低域符号化バンド２１０３に属する低域係数１７０６と高域符号化バンド２１０２に属する高域係数１３１６とに分割される。低域符号化部１９０１は、低域係数１７０６の隣接ショートブロック間の類似度を調べ、互いに類似度の高いショートブロックをグルーピングする。この際に、どのショートブロックとどのショートブロックとをグルーピングしたかを示すグルーピング情報１９１１を生成し、高域符号化部１９０４に出力する。例えば、低域符号化部１９０１は、互いに隣接するショートブロック２１０８とショートブロック２１０９とをグルーピングしたことを示すグルーピング情報１９１１を生成したとする。高域符号化部１９０４は、低域符号化部１９０１から与えられるグルーピング情報１９１１によって、互いに類似する隣接変換サブブロック２１０６の組が示されるので、それにしたがって８組の変換サブブロック２１０６を複数の変換サブブロックグループに分類する。
【０１５０】
例えば、高域符号化バンド２１０２において、８組の変換サブブロック２１０６は、変換サブブロックグループ２１１０、変換サブブロックグループ２１１１および変換サブブロックグループ２１１２に分類する。例えば、変換サブブロックグループ２１１０は、１つの変換サブブロック２１０６から構成され、変換サブブロックグループ２１１１は、図示しない５つの変換サブブロック２１０６から構成される。変換サブブロックグループ２１１２は、低域符号化バンド２１０３におけるショートブロック２１０８とショートブロック２１０９とに対応する、７番目と８番目との２つの変換サブブロック２１０６から構成される。このような変換サブブロックグループ内で符号化パラメータを共有するためには、元々高域符号化サブバンド２１０４ごとの変換サブブロック２１０６ごとに設定されていた符号化セルを、図２０の符号化セル２１０５で示されるように、各変換サブブロックグループに対して設定すればよい。
【０１５１】
この例では、符号化セル２１０５に含まれる２組の高域ＭＤＣＴ係数は、１組の符号化パラメータで代表され符号化される。例えば、第２の高域符号化部１９０３が符号化セル２１０５に含まれる高域係数１３１６を符号化する場合、この２組の変換サブブロック２１０６内のＭＤＣＴ係数は、同一のシフト数kとゲインaで表され符号化される。これに対し、サブブロックグルーピングを行わない場合には、第２の高域符号化部１９０３は、２組の変換サブブロック２１０６内のＭＤＣＴ係数それぞれに対して、独立にシフト数kとゲインaとを符号化しなければならない。このように、例えば、２つの変換サブブロック２１０６を１つの変換サブブロックグループ２１１２にグルーピングすることにより、符号化パラメータの数を半分に低減することができる。
【０１５２】
なお、グルーピングされる変換サブブロック２１０６の数に制限は無く、さらに多くの変換サブブロック２１０６をグループ化すれば、さらに符号化パラメータの数を減少させることができる。結果として、このようなグルーピングを行うことによって、全帯域の符号化パラメータの符号化に必要なビット数を削減することができる。符号多重化部１９０５では、低域符号化部１９０１からの▲１▼低域符号１９１０、切換判定部１３０６からの▲２▼切換情報１３１９、変換ブロック長選択部１３０１からの▲３▼ブロック長情報１３１０および高域符号化部１９０４からの▲４▼高域符号１９１２を多重化して、出力符号１９１３を生成する。
【０１５３】
なお、符号化パラメータ共有化のためのグループ化は、時間軸方向の複数の変換サブブロックに対して行うのと同様に、周波数軸方向の複数の高域符号化サブバンドに対して行うことも可能である。
【０１５４】
なお、上記の例では、低域符号化部１９０１から得られるグルーピング情報１９１１（第１のグルーピング情報とする）にしたがって変換サブブロック２１０６のグループ化を行ったが、低域側のグルーピング情報１９１１を用いずに高域側で独自にグルーピングを行い、そのグルーピング結果を示す第２のグルーピング情報を生成して高域符号化部における変換サブブロック２１０６のグループ化を行うように構成しても良い。
【０１５５】
図２１は、実施の形態８に係る他の符号化装置２２００の構成を示すブロック図である。符号化装置２２００は、高域の変換サブブロック２１０６ごとに独自にグルーピングを行う符号化装置であって、変換ブロック長選択部１３０１、類似度判定部１３１２（ノイズ性判定部１３０４、予測誤差算出部１３０５、切換判定部１３０６）、時間−周波数変換部１７０１、帯域分割部１７０２、低域符号化部１７０３、高域符号化部１９０４（第１の高域符号化部１９０２、第２の高域符号化部１９０３）、グルーピング情報生成部２２０１および符号多重化部２２０２を備える。
【０１５６】
グルーピング情報生成部２２０１は、帯域分割部１７０２によって帯域分割された高域係数１３１６における変換サブブロック２１０６の類似度を調べ、互いに類似度の高い変換サブブロック２１０６同士をグルーピングする。さらに、グルーピング結果を表す第２のグルーピング情報２２１０を生成し、高域符号化部１９０４および符号多重化部２２０２に出力する。
【０１５７】
切換情報１３１９によって選択された高域符号化部１９０４は、入力された第２のグルーピング情報２２１０にしたがって高域部の符号化セル２１０５を決定し、符号化セル２１０５内の各変換サブブロックに符号化パラメータを共有させた高域符号２２１１を生成する。符号多重化部２２０２は、▲１▼グルーピング情報生成部２２０１からの第２のグルーピング情報２２１０、▲２▼高域符号化部１９０４からの高域符号２２１１、▲３▼低域符号化部１７０３からの低域符号１７０７、▲４▼切換判定部１３０６からの切換情報１３１９および▲５▼変換ブロック長選択部１３０１からのブロック長情報１３１０を多重化して、出力符号２２１２を生成する。
【０１５８】
図１８に示した低域符号化部１９０１から得られる第１のグルーピング情報１９１１は、低域符号化で使用される低域係数１７０６をもとに生成されているため、必ずしも高域係数１３１６のクループ化に適しているとは限らない。これに対して、高域係数１３１６をもとに高域側独自にグルーピング情報２２１０を生成すれば、高域係数１３１６の符号化により適したグルーピングを行うことが可能となり、高域部における符号化の品質を向上させることができる。ただし、この場合には高域側で独自に生成した第２のグルーピング情報２２１０も符号化し、出力符号２２１２に多重化する必要がある。
【０１５９】
なお、符号化装置２２００の構成では、低域符号化部１７０３においてグルーピングを行わないが、符号化装置２２００において低域符号化部１７０３の代わりに、図１８に示した符号化装置１９００における低域符号化部１９０１を備え、低域符号化部１９０１においてもショートブロックのグルーピングを行うように構成してもよい。
【０１６０】
また、図２１に示した符号化装置２２００では、低域と高域とを別個にグルーピングしたが、低域符号化部から得られる第１のグルーピング情報と、高域符号化側で独自に生成した第２のグルーピング情報とのいずれかを選択して使用する構成としても良い。図２２は、実施の形態８に係るさらに他の符号化装置２３００の構成を示すブロック図である。符号化装置２３００は、低域ショートブロックのグルーピングを示す第１のグルーピング情報と、高域変換サブブロックのグルーピングを示す第２のグルーピング情報とのいずれかを選択的に使用して高域における符号化セルを決定する符号化装置であって、変換ブロック長選択部１３０１、類似度判定部１３１２（ノイズ性判定部１３０４、予測誤差算出部１３０５、切換判定部１３０６）、時間−周波数変換部１７０１、帯域分割部１７０２、低域符号化部１９０１、高域符号化部１９０４（第１の高域符号化部１９０２、第２の高域符号化部１９０３）、グルーピング情報生成部２３０１、グルーピング情報切換部２３０２および符号多重化部２３０３を備える。
【０１６１】
グルーピング情報生成部２３０１は、いったん、第１のグルーピング情報１９１１にしたがって高域係数１３１６のグルーピングを行う。この処理において、グルーピング情報生成部２３０１は、例えば、同じグループにグルーピングされた変換サブブロック間の差分誤差を計算し、算出された差分誤差の値が、あらかじめ定めた閾値を超える場合には、第１のグルーピング情報１９１１に基づくグルーピングをキャンセルし、高域係数１３１６に基づいて独自にグルーピングを行う。グルーピングの結果、グルーピング情報生成部２３０１は、高域独自のグルーピング結果（すなわち、どの変換サブブロックとどの変換サブブロックとをグルーピングしたか）を示す第２のグルーピング情報２２１０を生成する。
【０１６２】
また、グルーピング情報切換部２３０２にグルーピング情報切換情報２３１１を出力し、グルーピング情報切換部２３０２が第２のグルーピング情報２２１０を選択するよう切り換える。このように選択されたグルーピング情報２３１０にしたがって、高域符号化部１９０４は、低域係数１７０６との類似度情報１３１８に基づいて高域係数１３１６を符号化し、高域符号２３１２を出力する。符号多重化部２３０３は、このように生成された高域符号化部１９０４からの▲１▼高域符号２３１２、低域符号化部１９０１からの▲２▼低域符号１９１０、グルーピング情報切換情報２３１１にしたがってグルーピング情報切換部２３０２によって第２のグルーピング情報２２１０が選択された場合には、その▲３▼グルーピング情報２３１０、変換ブロック長選択部１３０１からの▲４▼ブロック長情報１３１０および切換判定部１３０６からの▲５▼切換情報１３１９を多重化して、出力符号２３１３を生成する。
【０１６３】
上記のように、この構成においては、通常は第１のグルーピング情報１９１１を用いて高域係数１３１６のグループ化を行い、第１のグルーピング情報１９１１が高域係数１３１６のグループ化に適さない場合にのみ、高域符号化側で独自に生成した第２のグルーピング情報２２１０を利用するようにできるので、第２のグルーピング情報２２１０を表すために必要な符号ビット数を削減することができ、かつ、符号化品質を向上することが可能である。この構成においては、第２のグルーピング情報２２１０が選択された場合にのみ、第２のグルーピング情報２２１０を符号化し、出力符号２３１３に多重化する。
【０１６４】
なお、ここでは符号多重化部２３０３は、グルーピング情報生成部２３０１からのグルーピング情報切換情報２３１１に基づいて第２のグルーピング情報２２１０を符号化し、出力符号２３１３に多重化したが、本発明はこれに限定されない。例えば、グルーピング情報生成部２３０１は、第２のグルーピング情報２２１０に高域独自のグルーピング情報であることを示す識別コードを付加しておくものとする。これに対し、選択された高域符号化部１９０４は、第２のグルーピング情報２２１０を示す識別コードが付加されている場合には、その第２のグルーピング情報２２１０を高域符号２３１２に組み込んで符号化するが、識別コードが付加されていない第１のグルーピング情報１９１１は高域符号２３１２に組み込まないとしてもよい。この場合、符号多重化部２３０３は、グルーピング情報２３１０およびグルーピング情報切換情報２３１１を符号化および多重化する必要はなく、符号多重化部２３０３は切換情報１３１９、ブロック長情報１３１０、低域符号１９１０および高域符号２３１２を多重化するだけでよい。
【０１６５】
次に、本実施の形態８における復号化装置の構成について図２３を参照しながら説明する。図２３は、図１８に示した符号化装置１９００によって生成された出力符号１９１３を復号化する復号化装置２４００の構成を示すブロック図である。図２３に示した復号化装置２４００は、低域復号化部として、図１８に示した符号化装置１９００におけるＭＰＥＧ−４ ＡＡＣ方式等のブロックグルーピングと呼ばれる符号化方法に対応した復号化方式を使用し、低域復号化部から与えられるグルーピング情報を利用して高域の復号化を行うようにした復号化装置であって、符号分割部２４０１、低域復号化部２４０２、第１の高域復号化部２４０３、第２の高域復号化部２４０４、切換部２４０５、スペクトル合成部１６０７および周波数‐時間変換部１６０８を備える。
【０１６６】
図２３において、符号分割部２４０１は、入力符号２４１０をブロック長情報１６１０、切換情報１６１１、低域符号２４１１および高域符号２４１２に分割する。低域復号化部２４０２は、低域符号２４１１を、ブロック長情報１６１０で示される変換ブロック長と、低域符号２４１１に含まれるグルーピング情報２４１３とにしたがって復号化し、ＡＡＣ方式の符号化パラメータであるＭＤＣＴ係数で表された低域係数２４１５を出力する。これと併せて、低域復号化部２４０２は、低域符号２４１１から得られたグルーピング情報２４１３を切換部２４０５に出力する。このグルーピング情報２４１３は、切換部２４０５を介して、第１の高域復号化部２４０３および第２の高域復号化部２４０４のうち、切換情報１６１１によって選択された一方に入力される。選択されたほうの第１の高域復号化部または第２の高域復号化部は、ブロック長情報１６１０、高域符号２４１２、低域係数２４１５（第２の高域復号化部２４０４が選択された場合のみ）およびグルーピング情報２４１３から、高域係数２４１４を生成する。
【０１６７】
すなわち、選択された高域復号化部は、ブロック長情報１６１０により、基本変換ブロックが使用されることが示された場合には、基本変換ブロックに基づく符号化セル単位で復号化処理を行い、逆に変換サブブロックが使用されることが示された場合には、グルーピング情報２４１３によって示される変換サブブロックグループに基づく符号化セル単位で復号化処理を行う。
【０１６８】
変換サブブロックグループに基づく符号化セルには複数の変換サブブロックに対応するＭＤＣＴ係数の組が含まれているが、それぞれのＭＤＣＴ係数の組は、復号化された同一の符号化パラメータにしたがって復号化される。符号化パラメータから符号化セル内のＭＤＣＴ係数を算出する、第１の高域復号化部２４０３と第２の高域復号化部２４０４との動作については、グルーピング情報２４１３によって示される変換サブブロックグループに基づく符号化セル単位で復号化処理を行う以外、図１７に示した復号化装置１８００における第１の高域復号化部１６０５および第２の高域復号化部１６０６と同じであるので、説明を省略する。
【０１６９】
このように、それぞれ復号された低域係数２４１５と高域係数２４１４とは、同じ変換ブロック長に基づくＭＤＣＴ係数であるので、両者の合成は単純な加算処理で実現できる。スペクトル合成部１６０７は、低域係数２４１５と高域係数２４１４とを加算し、合成スペクトル係数２４１６を算出する。周波数−時間変換部１６０８は、得られた合成スペクトル係数２４１６を逆ＭＤＣＴ変換することにより、出力信号２４１７を生成し出力する。
【０１７０】
このような構成をとることにより、符号化装置１９００側では変換サブブロックをグループ化することによってより少ないビット量で入力信号２０７を符号化し、復号化装置２４００ではこのように少ないビット量で符号化された入力符号２４１０を正しく復号化することができる。
【０１７１】
また、図２１に示した符号化装置２２００による出力符号２２１２のように、復号化装置の入力符号に、高域符号化側で独自に生成された第２のグルーピング情報が多重化されている場合には、図２４に示すように第２のグルーピング情報に基づいて復号化を行う構成となる。図２４は、図２１に示した符号化装置２２００による出力符号２２１２を復号化する復号化装置２５００の構成を示すブロック図である。復号化装置２５００は、符号化装置において低域と高域とで別個にブロックグルーピングを行った場合の出力符号を、入力符号として復号化する復号化装置であって、符号分割部２５０１、低域復号化部２５０２、第１の高域復号化部２５０３、第２の高域復号化部２５０４、切換部２４０５、スペクトル合成部１６０７および周波数‐時間変換部１６０８を備える。
【０１７２】
符号分割部２５０１は、入力符号２５１０を低域符号２４１１、第２のグルーピング情報２５１１、高域符号２５１２、ブロック長情報１６１０および切換情報１６１１に分割する。低域復号化部２５０２は、低域符号２４１１に含まれている第１のグルーピング情報を切換部２４０５に出力しない点が図２３に示した低域復号化部２４０２と異なる。
【０１７３】
それ以外では、低域復号化部２５０２は、低域復号化部２４０２と同様、ショートブロックでブロックグルーピングが行われている場合には、低域符号２４１１に含まれている第１のグルーピング情報にしたがって低域符号２４１１を復号化し、ＭＤＣＴ係数で表された低域係数２４１５をスペクトル合成部１６０７と第２の高域復号化部２５０４とに出力する。
【０１７４】
第１の高域復号化部２５０３および第２の高域復号化部２５０４は、第２のグルーピング情報２５１１にしたがって、高域独自にグルーピングされた高域符号２５１２を復号化する点が、図２３に示した第１の高域復号化部２４０３および第２の高域復号化部２４０４と異なる。ただし、ハードウェア的に見れば、切換部２４０５を介して入力されるグルーピング情報にしたがって高域符号２４１２を復号化するという点では、第１の高域復号化部２５０３および第２の高域復号化部２５０４と、第１の高域復号化部２４０３および第２の高域復号化部２４０４とは、まったく同じものである。
【０１７５】
高域符号２５１２は、符号化装置２２００において、低域のショートブロックにおけるブロックグルーピングとは関係なく、高域における隣接変換サブブロック間の類似性に基づいてブロックグルーピングされている。第２のグルーピング情報２５１１には、高域符号２５１２の変換サブブロックがどのようにブロックグルーピングされているかが示されているので、第１の高域復号化部２５０３および第２の高域復号化部２５０４は、この第２のグルーピング情報２５１１にしたがって、正しく高域符号２５１２の符号化セルを判別することができる。
【０１７６】
このように、高域符号２５１２は、符号化装置２２００において高域の変換サブブロックの類似性に基づいてブロックグルーピングされているので、低域のブロックグルーピングをそのまま高域に転用して得られた復号化装置２４００の高域係数２４１４と比べて、より原音に忠実に符号化されているといえる。復号化装置２５００がこのような構成をとることにより、符号化装置２２００において変換サブブロックを高域係数に対して最適になるようにグループ化され、より効率的に符号化された入力符号を、復号化装置２５００において復号し、より高品質な出力信号を得ることができる。
【０１７７】
さらに、図２２に示した符号化装置２３００からの出力符号のように、高域係数と低域係数との類似度に応じて、高域係数のブロックグルーピングに用いられたグルーピング情報が異なっている場合の入力符号を復号化する復号化装置について説明する。図２５は、図２２に示した符号化装置２３００からの出力符号を入力符号として復号化する復号化装置２６００の構成を示すブロック図である。復号化装置２６００は、入力符号に第２のグルーピング情報が多重化されている場合には第２のグルーピング情報に従って高域符号を復号化し、入力符号に第２のグルーピング情報が多重化されていない場合には第１のグルーピング情報に従って高域符号を復号化する復号化装置であって、符号分割部２６０１、グルーピング情報切換部２６０２、第１の高域復号化部２６０３、第２の高域復号化部２６０４、低域復号化部２４０２、切換部２４０５、スペクトル合成部１６０７および周波数‐時間変換部１６０８を備える。
【０１７８】
符号分割部２６０１は、入力符号２６１０を、第２のグルーピング情報２６１１、高域符号２６１２、切換情報１６１１、ブロック長情報１６１０および低域符号２４１１に分割する。この入力符号２６１０には、高域について独自に生成された第２のグルーピング情報２６１１が使用される場合にのみ、第２のグルーピング情報２６１１が多重化されている。
【０１７９】
グルーピング情報切換部２６０２には、符号分割部２６０１から出力される第２のグルーピング情報２６１１と、低域復号化部２４０２から出力される第１のグルーピング情報２４１３とが入力される。グルーピング情報切換部２６０２は、入力符号２６１０に第２のグルーピング情報２６１１が多重化されている場合には、前記２入力のうち、符号分割部２６０１から出力される第２のグルーピング情報２６１１が高域復号化部に入力されるよう、第２のグルーピング情報２６１１を選択する。逆に、入力符号２６１０に第２のグルーピング情報２６１１が多重化されていない場合には、第１のグルーピング情報２４１３が高域復号化部に入力されるよう、第１のグルーピング情報２４１３を選択する。
【０１８０】
これによって、切換情報１６１１に従って選択されたほうの第１の高域復号化部２６０３または第２の高域復号化部２６０４は、グルーピング情報切換部２６０２からの出力である、選択された方のグルーピング情報に基づいて高域符号２６１２の復号化を行うことができる。すなわち、入力符号２６１０に第２のグルーピング情報２６１１が多重化されている場合には、第２のグルーピング情報２６１１に基づいて復号化を行い、入力符号２６１０に第２のグルーピング情報２６１１が多重化されていない場合には、低域復号化部２４０２からの第１のグルーピング情報２４１３に基づいて復号化を行う。
【０１８１】
なお、ここでは、グルーピング情報切換部２６０２が、第２のグルーピング情報２６１１のデータの有無を検知して、第２のグルーピング情報２６１１のデータがあれば第２のグルーピング情報２６１１を選択し、なければ第１のグルーピング情報２４１３を選択する機能を備えているが、それ以外の方法を用いて、第１のグルーピング情報２４１３と第２のグルーピング情報２６１１とを切り換えるようにしてもよい。
【０１８２】
例えば、符号分割部２６０１からグルーピング情報切換部２６０２への制御線を設けておき、符号分割部２６０１が入力符号２６１０に第２のグルーピング情報２６１１が多重化されているか否かを判断し、この判断結果に基づいてグルーピング情報切換部２６０２を切り換えるための制御信号をグルーピング情報切換部２６０２に出力するとしてもよい。
【０１８３】
あるいは、図２２に示した符号化装置２３００側で、例えば、グルーピング情報生成部２３０１がグルーピング情報切換部２３０２の切り換え結果を示すグルーピング情報切換情報２３１１を生成し、これを高域符号化部１９０４において高域符号２３１２に多重化しておいてもよい。この場合も例えば、符号分割部２６０１からグルーピング情報切換部２６０２への制御線を設けておき、符号分割部２６０１が高域符号２６１２からグルーピング情報切換情報２３１１を分離して制御線に出力し、グルーピング情報切換部２６０２を切り換えるようにしてもよい。
【０１８４】
さらに、グルーピング情報切換部２６０２を設けないで、第１のグルーピング情報２４１３および第２のグルーピング情報２６１１が両方ともに、切換部２４０５を介して選択されたほうの高域復号化部に入力されるようにしておき、選択された高域復号化部において、第２のグルーピング情報２６１１のデータがあれば、第２のグルーピング情報２６１１を第１のグルーピング情報２４１３に優先して用いる、としてもよい。
【０１８５】
このような構成をとることにより、符号化装置２３００において変換サブブロックが高域係数に対して最適になるようにグループ化され、より少ないビット量で符号化された入力符号を復号化装置２６００において復号化することができ、より高品質な出力信号を得ることができる。復号化装置２６００では、復号化装置２４００と比較して入力符号のビット量は大きいが、より原音に近い高品質な出力信号を得ることができる。また、復号化装置２６００では、復号化装置２５００と比較して入力符号のビット量は小さいが、それほど品質が劣化しない出力信号を得ることができる。
【０１８６】
なお、前記の実施の形態７および実施の形態８に係る符号化装置および復号化装置の説明においては、高域符号化部と低域符号化部とで同一のサンプリング周波数に基づく信号もしくは係数を用いたが、それぞれに異なるサンプリング周波数を用いることもできる。一例として、基本変換ブロックによる変換を行い、低域符号化において２４ｋＨｚ、高域符号化において４８ｋＨｚのサンプリング周波数を使用する場合を説明する。
【０１８７】
まず基本変換ブロック長として２０４８サンプルを使用し、サンプリング周波数４８ｋＨｚの入力信号２０４８サンプルを変換して２０４８点のＭＤＣＴ係数を得たとすると、このＭＤＣＴ係数は０から２４ｋＨｚの信号を表す係数である。このうち、低域係数として２０４８点のＭＤＣＴ係数の低域側１０２４点を取り出せば、低域係数は０から１２ｋＨｚの信号を表す係数となる。この低域係数１０２４点を、逆ＭＤＣＴ変換すれば１０２４サンプルの時間信号が得られることとなり、時間信号のサンプル数が半分となる、つまり、半分のサンプリング周波数にダウンサンプリングされたことになる。
【０１８８】
入力信号を直接ＭＤＣＴ変換して得られた２０４８点のＭＤＣＴ係数がサンプリング周波数４８ｋＨｚに基づく係数であれば、その低域側１０２４点を取り出すことによって得られた低域ＭＤＣＴ係数は、サンプリング周波数２４ｋＨｚに基づく係数であるといえる。この様にして得られた１０２４点の低域ＭＤＣＴ係数と２０４８点の全域ＭＤＣＴ係数を、それぞれ低域符号化部と高域符号化部に入力するようにすれば、低域符号化部と高域符号化部とで異なるサンプリング周波数を用いる構成が実現できる。
【０１８９】
この構成においては、高域符号化部の変換ブロック長２０４８サンプルに対して、低域符号化の変換ブロック長は１０２４サンプルとなり、両者は異なるが、それぞれのサンプリング周波数が４８ｋＨｚおよび２４ｋＨｚであるため、時間としての変換ブロック長は２０４８／４８０００＝１０２４／２４０００で等しくなる。逆に言うと、低域符号化の変換ブロック長と高域符号化の変換ブロック長とが時間的に等しいことが、本構成を実現するために必要な条件となる。
【０１９０】
復号化についても同様に、低域復号化部の変換ブロック長と高域復号化部の変換ブロック長とが時間的に等しくなるように設定し、低域復号化部で復号された２４ｋＨｚのサンプリング周波数に基づく１０２４点の低域ＭＤＣＴ係数を、アップサンプリング後の４８ｋＨｚのサンプリング周波数に基づく２０４８点のＭＤＣＴ係数の低域１０２４点部分とみなし、４８ｋＨｚサンプリングに基づくＭＤＣＴ係数として復号化された高域ＭＤＣＴ係数と合成するように構成すればよい。
【０１９１】
また、前記の実施の形態６から実施の形態８に係る符号化装置および復号化装置の説明においては、符号化セルごとに、第１と第２の高域符号化部もしくは第１と第２の高域復号化部を切り換えて使用できる構成を示したが、変換サブブロックが用いられる場合については、各変換サブブロックまたは変換サブブロックグループごとに切り換えて使用できる構成としても良い。符号化において変換サブブロックが使用される場合、入力信号は、時間軸方向の変化は大きいが、周波数軸方向の変化は小さいことが多い。したがって、同一の変換サブブロックもしくは変換サブブロックグループに含まれる、周波数軸方向の複数の高域符号化サブバンドに対しては、同一の高域符号化部を選択することができる。この構成によれば、符号化部の切換情報を、符号化セル単位では無く、変換サブブロックまたは変換サブブロックグループ単位で符号化すれば良いので、切換情報の符号化に必要なビット量を削減できる。
【０１９２】
なお、本発明の実施の形態１〜実施の形態８に係る符号化装置および復号化装置は、各部の機能を実現する処理手順を連携することによって、符号化方法および復号化方法として実現することができる。各処理手順は、それぞれを、プログラミング言語を用いてソフトウェアとして記述し、プロセッサ上でソフトウェアを実行することによって実現される。プログラミング言語を用いて記述されたソフトウェアは、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）やハードディスクドライブ等の記録媒体に記録され、記録媒体に直接もしくはインターネット等のネットワークを介して接続されたプロセッサ上で実行することにより、本発明の実施の形態１から実施の形態８に係る符号化装置および復号化装置の機能を実現することができる。
【０１９３】
なお、本発明に係る符号化装置は、ＢＳおよびＣＳを含む衛星放送の放送局に備えられる音響符号化装置として、またインターネットなどの通信ネットワークを介してコンテンツを配信するコンテンツ配信サーバの音響符号化装置として、さらに、汎用のコンピュータによって実行される音響信号符号化用のプログラムおよびそれを記録した記録媒体として有用である。
【０１９４】
また、本発明に係る復号化装置は、家庭のＳＴＢに備えられる音響復号化装置としてだけでなく、汎用のコンピュータによって実行される音響信号復号化用のプログラムおよびそれを記録した記録媒体として、またＳＴＢまたは汎用のコンピュータに備えられる音響信号復号化用の専用の回路基板、ＬＳＩなどとして、さらにＳＴＢまたは汎用のコンピュータに挿入されるＩＣカードとして有用である。
【０１９５】
【発明の効果】
本発明の符号化装置は、上記目的を達成するために、入力信号を低い周波数帯域の信号を表す低域信号と高い周波数帯域の信号を表す高域信号とに分割する帯域分割手段と、分割された低域信号を符号化し、低域符号を生成する低域符号化手段と、前記高域信号と前記低域信号との類似度を判定する類似度判定手段と、前記高域信号を、異なる符号化方法で符号化し、高域符号を生成する複数の高域符号化手段と、前記類似度に基づいて、前記複数の高域符号化手段の１つを選択して、選択された高域符号化手段に符号化を実行させ、選択された高域符号化手段の符号化方法を特定するための選択情報を生成する符号化選択手段と、前記低域符号化手段からの低域符号、選択された前記高域符号化手段からの高域符号および前記符号化選択手段からの選択情報を多重化して、出力符号を生成する符号多重化手段とを備える。
【０１９６】
また、この符号化装置によって符号化された出力符号を復号化する復号化装置は、入力符号から、低い周波数帯域の信号を表す低域信号を復号化する低域復号化手段と、入力符号から、異なる復号化方法を用いて、高い周波数帯域の信号を表す高域信号を復号化する複数の高域復号化手段と、入力符号に含まれる選択情報に基づいて、前記高域復号化手段の１つを選択し、選択した高域復号化手段に復号化を実行させる復号化選択手段と、前記低域復号化手段によって復号化された前記低域信号と、選択された前記高域復号化手段によって復号化された前記高域信号とを合成して、出力復号化信号を生成する信号合成手段とを備える。
【０１９７】
以上のような構成をとることにより、入力信号を低い周波数帯域の信号と高い周波数帯域の信号に分離し、高い周波数帯域の信号を低い周波数帯域の信号との類似度に基づいて少ないビット量で適切に符号化することができるので、より少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得ることができる。
【０１９８】
また、本発明の他の符号化装置および復号化装置によれば、類似度を算出する際に低い周波数帯域の信号として低域符号化手段により符号化された符号を復号化して得られた信号を用いることにより、類似度としてより適正な値を得ることができるため、より少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得ることができる。
【０１９９】
また、本発明のさらに他の符号化装置および復号化装置によれば、低い周波数帯域の信号をダウンサンプリングすることによって低域符号化手段の符号化効率を高めることができるため、より少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得ることができる。
【０２００】
また、本発明のさらに他の符号化装置および復号化装置によれば、高い周波数帯域のスペクトル係数を分割し、分割されたそれぞれの係数に対して最適な符号化方法を適用することができるので、より少ないビット量の符号から高品質な再生信号を得ることができる。
【０２０１】
本発明のさらに他の符号化装置および復号化装置によれば、低域符号化手段と高域符号化手段とにおいて符号化されるスペクトル係数を一括して算出することができるため、時間−周波数変換に必要な演算量を削減することができる。さらに、低域復号化手段と高域復号化手段とで復号化されたスペクトル係数を一括して時間信号に変換できるため、周波数−時間変換に必要な演算量を削減することができる。
【０２０２】
また、本発明のさらに他の符号化装置および復号化装置によれば、入力信号を低い周波数帯域の信号と高い周波数帯域の信号に分離した上で、低い周波数帯域の信号に対しては従来の符号化方法を適用し、高い周波数帯域の信号に対しては、高い周波数帯域の信号と低い周波数帯域の信号との類似度を判定する類似度判定手段と、類似度判定手段の判定結果に基づいて、低い周波数帯域の信号との類似度を利用もしくはランダムノイズ信号を用いて符号化する高域符号化手段を適用する。このような構成をとることより、例えばステレオで６４ｋｂｐｓ以下といった低ビットレートにおいて、従来の方法では符号化できなかった高い周波数帯域の信号を符号化および復号化することを可能にし、符号化された音響信号の聴感的な品質を向上させることができる。
【０２０３】
以上の説明から明らかなように、本発明の符号化装置および復号化装置によれば、入力信号を低い周波数帯域の信号と高い周波数帯域の信号に分割し、高い周波数帯域の信号について、高い周波数帯域の信号と低い周波数帯域の類似度を利用して符号化を行うことにより、高い周波数帯域の信号を効率的に符号化し、より少ないビット量の符号から高音質な復号化信号を得ることができる。
【０２０４】
また、低い周波数帯域の符号化と高い周波数帯域の符号化に同一形式のスペクトル係数を使用することにより、より少ない処理量で高音質な復号化信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、周波数の異なる２つの正弦波を時間信号として示す図である。
図２（ｂ）は、周波数の異なる２つの正弦波を周波数信号として示す図である。
【図３】実施の形態１に係る復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態２に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態３に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した符号化装置によって符号化された出力符号を復号化する復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態４に係る符号化装置において高域符号および切換情報を生成する部分の構成を示すブロック図である。
【図８】図８（ａ）は、第１の高域符号化部の符号化方法を示す図である。
図８（ｂ）は、第２の高域符号化部の符号化方法を示す図である。
【図９】図７に示した符号化装置に対応する復号化装置において高域符号を復号化する部分（高域復号化装置）の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態５に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した符号化装置の出力符号である入力符号を復号化する復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態６に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示した変換ブロック長選択部において基本変換ブロックが選択された場合の高域係数と低域係数とを示す図である。
【図１４】図１２に示した変換ブロック長選択部において変換サブブロックが選択された場合の高域係数と低域係数とを示す図である。
【図１５】図１２に示した符号化装置によって出力された出力符号を復号化する復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態７に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示した符号化装置によって符号化された出力符号を復号化する復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態８に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１９（ａ）は、図１８に示した符号化装置の時間−周波数変換部からブロック長情報にしたがって出力される全域係数の一例を示す図である。
図１９（ｂ）は、図１８に示した符号化装置の高域符号化部に入力される高域係数の一例を示す図である。
図１９（ｃ）は、図１８に示した符号化装置の低域符号化部に入力される低域係数の一例を示す図である。
【図２０】図１８に示した符号化装置の低域符号化部においてグルーピングが行われる場合の高域係数と低域係数との関係を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態８に係る他の符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、実施の形態８に係るさらに他の符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】図１８に示した符号化装置によって生成された出力符号を復号化する復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】図２１に示した符号化装置による出力符号を復号化する復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２２に示した符号化装置からの出力符号を入力符号として復号化する復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】従来のＡＡＣ方式を用いた符号化装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２００ 符号化装置
２０１ 帯域分割部
２０２ 低域符号化部
２０３ 類似度判定部
２０４ 切換部
２０５ 高域符号化部
２０６ 符号多重化部
２０７ 入力信号
２０８ 低域信号
２０９ 高域信号
２１０ 切換情報
２１１ 類似度情報
２１２ 高域符号
２１３ 低域符号
２１４ 出力符号
４００ 復号化装置
４０１ 符号分割部
４０２ 低域復号化部
４０３ 切換部
４０４ 高域復号化部
４０５ 信号合成部
４０６ 入力符号
４０７ 低域符号
４０８ 高域符号
４０９ 切換情報
４１０ 低域信号
４１１ 高域信号
４１２ 出力信号

Claims (40)

1. 音響信号である入力信号を低い周波数帯域の信号を表す低域信号と高い周波数帯域の信号を表す高域信号とに分割する帯域分割手段と、
   分割された低域信号を符号化し、低域符号を生成する低域符号化手段と、
   前記高域信号と前記低域信号との類似度を判定する類似度判定手段と、
   ノイズ信号を用いて前記高域信号を表すためのパラメータを符号化する第１の高域符号化手段と、前記低域信号を用いて前記高域信号を表すためのパラメータを符号化する第２の高域符号化手段とを含む、高域符号を生成する複数の高域符号化手段と、
   前記類似度が低いときは、前記第１の高域符号化手段を選択し、前記類似度が高いときは前記第２の高域符号化手段を選択して、選択された高域符号化手段に符号化を実行させ、選択された高域符号化手段を特定するための選択情報を生成する符号化選択手段と、
   前記低域符号化手段からの低域符号、選択された前記高域符号化手段からの高域符号および前記符号化選択手段からの選択情報を多重化して、出力符号を生成する符号多重化手段と
   を備えることを特徴とする符号化装置。
2. 前記符号化装置は、さらに、
   前記低域符号化手段によって生成された低域符号を復号化する低域復号化手段を備え、
   前記類似度判定手段は、前記入力信号から得られた前記高域信号と、前記低域復号化手段によって生成された低い周波数帯域の復号化信号との類似度を判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
3. 前記符号化装置は、さらに、
   帯域分割して得られた低域信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング手段を備え、
   前記低域符号化手段は、ダウンサンプリングされた低域信号を符号化する
   ことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
4. 前記符号化装置は、さらに、
   高域信号を複数のサブバンドに分割する第２の帯域分割手段を備え、
   前記類似度判定手段は、前記サブバンドごとに、サブバンド内の信号と低域信号との類似度を判定し、
   前記符号化選択手段は、前記サブバンドごとに、前記類似度に応じた前記高域符号化手段を選択し、
   選択された前記高域符号化手段は、前記サブバンド内の信号を符号化する
   ことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
5. 前記符号化選択手段は、前記類似度が、低い類似性を示している場合には、前記サブバンド内の信号の振幅パラメータのみを符号化する前記第１の高域符号化手段を選択する
   ことを特徴とする請求項４記載の符号化装置。
6. 前記符号化選択手段は、前記類似度が、高い類似性を示している場合には、前記サブバンド内の信号と類似する低域信号との位置関係を示す位置パラメータおよび前記２つの信号の差分を示す差分パラメータと、前記サブバンド内の信号の振幅パラメータとを符号化する前記第２の高域符号化手段を選択する
   ことを特徴とする請求項４記載の符号化装置。
7. 前記符号化選択手段は、前記類似度が、非常に高い類似性を示している場合には、前記サブバンド内の信号と類似する低域信号との位置関係を示す位置パラメータと、前記サブバンド内の信号の振幅パラメータとを符号化する前記第２の高域符号化手段を選択する
   ことを特徴とする請求項４記載の符号化装置。
8. 前記符号化装置は、さらに、
   帯域分割された高域信号と低域信号とを、それぞれ周波数成分を表すスペクトル係数に変換する時間−周波数変換手段と、
   高い周波数帯域のスペクトル係数を複数のサブバンドに分割する第２帯域分割手段とを備え、
   前記類似度判定手段は、分割された前記各サブバンドのスペクトル係数についてノイズ性を判定するノイズ性判定部と、前記各サブバンドのスペクトル係数と低い周波数帯域から選択したスペクトル係数との予測誤差を算出して両者の類似度を求める予測誤差算出部とを含み、
   前記第１の高域符号化手段は、前記各サブバンドのスペクトル係数の振幅を表す振幅パラメータを生成し、生成した振幅パラメータのみを符号化し、前記第２の高域符号化手段は、前記各サブバンドのスペクトル係数に類似する低域スペクトル係数の位置パラメータ、前記各サブバンドの振幅パラメータおよび前記各サブバンドのスペクトル係数とそれに類似する低域スペクトル係数との差分パラメータを符号化し、
   前記低域符号化手段は、前記低域の周波数成分を表すスペクトル係数を符号化し、
   前記符号化選択手段は、判定された前記ノイズ性と前記類似度とを総合的に判定して前記第２の高域符号化手段を選択する
   ことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
9. 前記符号化装置は、さらに、
   前記入力信号の特性を分析して、前記入力信号に対する時間−周波数変換の変換ブロック長を決定し、決定した変換ブロック長を表すブロック長情報を生成する変換ブロック長選択手段を備え、
   前記時間−周波数変換手段は、前記変換ブロック長選択手段によって選択された変換ブロック長で、高域信号と低域信号とをそれぞれ高域係数と低域係数とに変換し、
   前記符号多重化手段は、前記低域符号、前記高域符号および前記選択情報に加え、さらに、前記ブロック長情報を多重化する
   ことを特徴とする請求項８記載の符号化装置。
10. 前記符号化装置は、さらに、
    帯域分割された高域信号と低域信号とを、それぞれ周波数成分を表すスペクトル係数に変換する時間−周波数変換手段と、
    高い周波数帯域のスペクトル係数を複数のサブバンドに分割する第２帯域分割手段とを備え、
    前記類似度判定手段は、分割された前記各サブバンドのスペクトル係数についてノイズ性を判定するノイズ性判定部と、前記各サブバンドのスペクトル係数と低い周波数帯域から選択したスペクトル係数との予測誤差を算出して両者の類似度を求める予測誤差算出部とを含み、
    前記第１の高域符号化手段は、前記各サブバンドのスペクトル係数の振幅を表す振幅パラメータを生成し、生成した振幅パラメータのみを符号化し、前記第２の高域符号化手段は、前記類似度に基づいて、前記各サブバンドのスペクトル係数に類似する低域スペクトル係数の位置パラメータおよび前記各サブバンドの振幅パラメータの２つの情報のみを符号化し、
    前記低域符号化手段は、前記低域の周波数成分を表すスペクトル係数を符号化し、
    前記符号化選択手段は、判定された前記ノイズ性と前記類似度とを総合的に判定して前記第２の高域符号化手段を選択する
    ことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
11. 前記符号化装置は、さらに、
    分割された高域信号を、複数のサブバンドに分割する第２帯域分割手段と、
    分割された低域信号と前記複数のサブバンドに分割された高域信号とを、それぞれ周波数成分を表すスペクトル係数に変換する時間−周波数変換手段とを備え、
    前記類似度判定手段は、分割された前記各サブバンドのスペクトル係数についてノイズ性を判定するノイズ性判定部と、前記各サブバンドのスペクトル係数と低い周波数帯域から選択したスペクトル係数との予測誤差を算出して両者の類似度を求める予測誤差算出部とを含み、
    前記第１の高域符号化手段は、前記各サブバンドのスペクトル係数の振幅を表す振幅パラメータを生成し、生成した振幅パラメータのみを符号化し、前記第２の高域符号化手段は、前記各サブバンドのスペクトル係数に類似する低域スペクトル係数の位置パラメータ、前記各サブバンドの振幅パラメータおよび前記各サブバンドのスペクトル係数とそれに類似する低域のスペクトル係数との差分パラメータを符号化し、
    前記低域符号化手段は、前記低域の周波数成分を表すスペクトル係数を符号化し、
    前記符号化選択手段は、判定された前記ノイズ性と前記類似度とを総合的に判定して前記高域符号化手段の１つを選択する
    ことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
12. 前記符号化装置は、さらに、
    入力された時間信号を、前記入力信号のすべての周波数帯域の周波数成分を示すスペクトル係数に変換する時間−周波数変換手段を備え、
    前記帯域分割手段は、前記スペクトル係数を低い周波数帯域の係数と、高い周波数帯域の係数とに分割し、
    前記低域符号化手段は、分割された低い周波数帯域の前記係数を符号化し、
    前記類似度判定手段は、前記高い周波数帯域の係数と前記低い周波数帯域の係数との類似度を判定し、
    前記第１の高域符号化手段は、前記高い周波数帯域の前記係数を、ノイズ信号のスペクトル係数を用いて表すためのパラメータを符号化し、前記第２の高域符号化手段は、前記高い周波数帯域の前記係数を、前記低い周波数帯域の前記係数を用いて表すためのパラメータを符号化して、前記高域符号を生成する
    ことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
13. 前記帯域分割手段は、高い周波数帯域の前記スペクトル係数を、さらに複数のサブバンドに分割し、
    前記類似度判定手段は、分割された前記各サブバンドのスペクトル係数についてノイズ性を判定するノイズ性判定部と、前記各サブバンドのスペクトル係数と低い周波数帯域から選択したスペクトル係数との予測誤差を算出して両者の類似度を求める予測誤差算出部とを含み、
    前記第１の高域符号化手段は、前記複数の高域符号化手段は、前記各サブバンドのスペクトル係数の振幅を表す振幅パラメータを生成し、生成した振幅パラメータのみを符号化し、前記第２の高域符号化手段は、前記各サブバンドのスペクトル係数に類似する低域スペクトル係数の位置パラメータ、前記各サブバンドの振幅パラメータおよび前記各サブバンドのスペクトル係数とそれに類似する低域のスペクトル係数との差分パラメータを符号化し、
    前記符号化選択手段は、判定された前記ノイズ性と前記類似度とを総合的に判定して前記高域符号化手段の１つを選択する
    ことを特徴とする請求項１２記載の符号化装置。
14. 前記符号化装置は、さらに、
    前記入力信号の特性を分析して、前記入力信号に対する時間−周波数変換の変換ブロック長を決定し、決定した変換ブロック長を表すブロック長情報を生成する変換ブロック長選択手段を備え、
    前記時間−周波数変換手段は、前記入力信号を、前記変換ブロック長選択手段によって選択された変換ブロック長で、前記入力信号のすべての周波数帯域の周波数成分を示すスペクトル係数に変換し、
    前記符号多重化手段は、前記低域符号、前記高域符号および前記選択情報に加え、さらに、前記ブロック長情報を多重化する
    ことを特徴とする請求項１３記載の符号化装置。
15. 前記符号化装置は、さらに、
    前記変換ブロック長選択手段によって短い変換ブロック長が選択された場合に、前記変換ブロック長を変換単位とする各変換ブロックに含まれる高域係数の類似度を判定し、類似性が高いと判定された前記変換ブロックの高域係数をグループに分類する分類手段と、
    前記分類手段の分類結果を示す分類情報を生成する分類情報生成手段とを備え、
    前記複数の高域符号化手段は、１つのグループに含まれる複数の変換ブロック内の高域係数を一括して符号化し、
    前記符号多重化手段は、前記低域符号、前記高域符号、前記選択情報および前記ブロック長情報に加えて、さらに、前記分類情報を多重化する
    ことを特徴とする請求項１４記載の符号化装置。
16. 前記分類手段は、前記変換ブロックごとに当該変換ブロックに含まれる低域係数を比較して、前記変換ブロックの低域係数が類似する場合には同一変換ブロックに含まれる高域係数も前記変換ブロックごとに類似性が高いと判定し、低域係数と高域係数を同一のグループに分類する
    ことを特徴とする請求項１５記載の符号化装置。
17. 前記分類手段は、
    前記変換ブロックごとに当該変換ブロックに含まれる低域係数を比較して、前記変換ブロックの低域係数が類似する場合には、同一変換ブロックに含まれる高域係数も前記変換ブロックごとに類似性が高いと判定する第１判定部と、
    前記変換ブロックごとに当該変換ブロックに含まれる高域係数を比較して、前記変換ブロックの高域係数の類似性を判定する第２判定部とを含み、
    前記分類手段は、前記第１判定部による判定と、前記第２判定部による判定とのいずれかを選択し、選択した判定に基づいて前記変換ブロックの高域係数をグループに分類する
    ことを特徴とする請求項１５記載の符号化装置。
18. 前記帯域分割手段は、高い周波数帯域の前記スペクトル係数を、さらに複数のサブバンドに分割し、
    前記類似度判定手段は、分割された前記各サブバンドのスペクトル係数についてノイズ性を判定するノイズ性判定部と、前記各サブバンドのスペクトル係数と低い周波数帯域から選択したスペクトル係数との予測誤差を算出して両者の類似度を求める予測誤差算出部とを含み、
    前記第１の高域符号化手段は、前記各サブバンドのスペクトル係数の振幅を表す振幅パラメータを生成し、生成した振幅パラメータのみを符号化し、前記第２の高域符号化手段は、前記各サブバンドのスペクトル係数に類似する低域スペクトル係数の位置パラメータおよび前記各サブバンドの振幅パラメータの２つの情報のみを符号化し、
    前記符号化選択手段は、判定された前記ノイズ性と前記類似度とを総合的に判定して前記高域符号化手段の１つを選択する
    ことを特徴とする請求項１２記載の符号化装置。
19. 請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の符号化装置により符号化された入力符号から、低い周波数帯域の信号を表す低域信号を復号化する低域復号化手段と、
    前記入力符号からパラメータを復号化し、復号化した前記パラメータとノイズ信号とを用いて、高い周波数帯域の信号を表す高域信号を生成する第１の高域復号化手段と、前記入力符号からパラメータを復号化し、復号化した前記パラメータと、前記低域復号化手段によって復号化された前記低域信号とを用いて、前記高域信号を生成する第２の高域復号化手段とを含む、前記高域信号を復号化する複数の高域復号化手段と、
    前記入力符号に含まれる選択情報に従って、複数の前記高域復号化手段の中から１つを選択し、選択した前記高域復号化手段に復号化を実行させる復号化選択手段と、
    前記低域復号化手段によって復号化された前記低域信号と、選択された前記高域復号化手段によって復号化された前記高域信号とを合成して、出力復号化信号を生成する信号合成手段と
    を備えることを特徴とする復号化装置。
20. 前記復号化装置は、さらに、
    復号化された前記低域信号をアップサンプリングするアップサンプリング手段を備え、
    前記信号合成手段は、アップサンプリングされた前記低域信号と、選択された前記高域復号化手段によって復号化された前記高域信号とを合成して、出力復号化信号を生成する
    ことを特徴とする請求項１９記載の復号化装置。
21. 前記復号化選択手段は、複数のサブバンドに分割された高い周波数帯域のサブバンドごとに、前記選択情報に応じた前記高域復号化手段を選択し、
    選択された前記高域復号化手段は、前記サブバンド内の前記高域信号を復号化する
    ことを特徴とする請求項１９記載の復号化装置。
22. 前記第１の高域復号化手段は、所定のノイズ信号と前記サブバンドの振幅パラメータとを用いて高域信号を復号化する
    ことを特徴とする請求項２１記載の復号化装置。
23. 前記第２の高域復号化手段は、復号化された前記低域信号と、前記サブバンド内の信号と低域信号の類似部分との位置関係を示す位置パラメータおよび前記２つの信号の差分を示す差分パラメータと、前記サブバンド内の信号の振幅パラメータとを用いて高域信号を復号化する
    ことを特徴とする請求項２１記載の復号化装置。
24. 前記第２の高域復号化手段は、復号化された前記低域信号と、前記サブバンド内の信号と低域信号の類似部分との位置関係を示す位置パラメータと、前記サブバンド内の信号の振幅パラメータとを用いて高域信号を復号化する
    ことを特徴とする請求項２１記載の復号化装置。
25. 前記復号化装置は、さらに、
    前記低域復号化手段によって復号化された低域信号を、前記入力符号に含まれるブロック長情報に示された変換ブロック長で、スペクトル係数である低域係数に変換する時間−周波数変換手段と、
    前記第１の高域復号化手段は、所定のノイズ信号と前記入力符号に含まれる振幅パラメータとを用いて、前記変換ブロック長で変換された高域係数を復号化し、前記第２の高域復号化手段は、前記時間−周波数変換手段による変換によって得られた低域係数と、当該低域係数において、対応する高域係数と類似する部分の位置を示す位置パラメータと、高域係数の振幅パラメータと、低域係数と高域係数の差分パラメータとを用いて、高域係数を復号し、
    前記信号合成手段は、選択された前記高域復号化手段によって復号化された高域係数と、前記低域復号化手段によって復号化された低域係数とを合成するスペクトル係数合成部と、前記ブロック長情報に示される変換ブロック長で、復号化されたスペクトル係数を時間信号に変換する周波数−時間変換部とを含む
    ことを特徴とする請求項１９記載の復号化装置。
26. 前記低域信号は低い周波数帯域のスペクトル係数を表す低域係数であり、前記高域信号は複数のサブバンドに分割された高い周波数帯域のスペクトル係数を表す高域係数であって、
    前記第１の高域復号化手段は、前記高域係数を、前記入力符号に含まれている振幅パラメータのみによってノイズスペクトルを用いて復号化し、前記第２の高域復号化手段は、前記高域係数を、復号化された前記低域係数と、前記入力符号に含まれている、前記高域係数と前記低域係数の類似部分との位置関係を示す（１）位置パラメータと、（２）前記振幅パラメータと、前記低域係数と前記高域係数との（３）差分パラメータとによって復号化し、
    前記復号化選択手段は、前記入力符号に含まれる選択情報にしたがって、前記サブバンドごとに前記高域復号化手段の１つを選択し、
    前記信号合成手段は、復号化された前記低域係数と、選択された前記高域復号化手段によって復号化された前記高域係数とを合成するスペクトル合成部と、合成されたスペクトル係数を時間信号に変換する周波数−時間変換部とを含む
    ことを特徴とする請求項１９記載の復号化装置。
27. 前記低域係数および前記高域係数は、前記入力符号に含まれるブロック長情報に示された変換ブロック長で時間−周波数変換されており、
    前記周波数−時間変換部は、前記入力符号に含まれるブロック長情報に示された変換ブロック長で、復号化されたスペクトル係数を時間信号に変換する
    ことを特徴とする請求項２６記載の復号化装置。
28. 前記選択された高域復号化手段は、前記ブロック長情報に示されている変換ブロック長が短い変換ブロック長である場合、前記入力符号に含まれる分類情報に従って、同一グループ内のすべての変換ブロックの復号化を、当該グループ内に含まれる複数の変換ブロックに対する共通の符号化パラメータの組を用いて行う
    ことを特徴とする請求項２７記載の復号化装置。
29. 前記選択された高域復号化手段は、前記ブロック長情報に示されている変換ブロック長が短い変換ブロック長である場合、前記低域係数とともに復号化される分類情報に従って同一グループ内の変換ブロックの復号化を行う
    ことを特徴とする請求項２８記載の復号化装置。
30. 前記低域復号化手段は、前記入力符号に含まれる第１の分類情報に基づいて、同一グループに属するすべての変換ブロックを、当該グループ内に含まれる複数の変換ブロックに対する共通の符号化パラメータの組を用いて復号化し、
    前記選択された高域復号化手段は、前記低域復号化手段から得られる第１の分類情報と、前記入力符号に含まれる第２の分類情報とのいずれか一方を選択し、選択した分類情報に従って、前記高域係数を復号化する
    ことを特徴とする請求項２８記載の復号化装置。
31. 前記低域信号は低い周波数帯域のスペクトル係数を表す低域係数であり、前記高域信号は複数のサブバンドに分割された高い周波数帯域のスペクトル係数を表す高域係数であって、
    前記第１の高域復号化手段は、符号化されている前記高域係数を、前記高域係数の振幅パラメータのみによってノイズスペクトルを用いて復号化し、前記第２の高域復号化手段は、符号化されている前記高域係数を、復号化された前記低域係数と、前記入力符号に含まれている前記高域係数と前記低域係数との位置関係を示す（１）位置パラメータと、前記高域係数の（２）振幅パラメータとによって復号化し、
    前記復号化選択手段は、前記入力符号に含まれる前記選択情報にしたがって、前記サブバンドごとに前記第１の高域復号化手段及び前記第２の高域復号化手段の１つを選択し、
    前記信号合成手段は、復号化された前記低域係数と、選択された前記高域復号化手段によって復号化された前記高域係数とを合成するスペクトル合成部と、合成されたスペクトル係数を時間信号に変換する周波数−時間変換部とを含む
    を備える請求項１９記載の復号化装置。
32. 前記復号化装置は、さらに、
    多重化されている前記入力符号を、複数の符号に分割する符号分割手段を含み、
    前記低域復号化手段は、分割された入力符号から前記低域係数を復号化し、
    前記複数の高域復号化手段は、分割された入力符号から前記高域係数を復号化し、
    前記復号化選択手段は、分割された入力符号に含まれる前記選択情報に基づいて、複数の高域復号化手段の１つを選択し、
    前記信号合成手段は、復号化された前記低域係数と高域係数とを合成して、全帯域のスペクトル係数を生成するスペクトル係数合成部と、前記合成されたスペクトル係数を時間信号に変換する周波数−時間変換部とを含む
    ことを特徴とする請求項１９記載の復号化装置。
33. 前記復号化装置は、さらに、
    多重化されている前記入力符号を、複数の符号に分割する符号分割手段を含み、
    前記低域復号化手段は、分割された入力符号から前記低域係数を復号化し、
    前記第１の高域復号化手段は、分割された入力符号に含まれている振幅パラメータのみによってノイズスペクトルを用いて前記高域係数を復号化し、前記第２の高域復号化手段は、復号化された前記低域係数と、分割された入力符号に含まれている前記高域係数と前記低域係数との（１）位置パラメータと、（２）振幅パラメータと、前記低域係数と前記高域係数との（３）差分パラメータとを用いて、符号化された前記高域係数を復号化し、
    前記復号化選択手段は、前記サブバンドごとに、前記入力符号に含まれる選択情報に基づいて、前記第１の高域復号化手段及び前記第２の高域復号化手段の１つを選択し、
    前記信号合成手段は、復号化された前記低域係数と前記高域係数とを合成して、全帯域のスペクトル係数を生成するスペクトル係数合成部と、前記合成されたスペクトル係数を時間信号に変換する周波数−時間変換部とを含む
    ことを特徴とする請求項１９記載の復号化装置。
34. 多重化されている前記入力符号を、複数の符号に分割する符号分割手段と、
    前記入力符号から前記低域係数を復号化する低域復号化手段と、
    前記第１の高域復号化手段は、前記入力符号に含まれている振幅パラメータのみによってノイズスペクトルを用いて前記高域係数を復号化し、前記第２の高域復号化手段は、復号化された前記低域係数と、前記高域係数と前記低域係数との位置関係を示す位置パラメータと、前記高域係数の振幅パラメータとのみを用いて、前記高域係数を復号化し、
    前記復号化選択手段は、前記入力符号に含まれる前記選択情報に基づいて、前記高域復号化手段の１つを選択し、
    前記信号合成手段は、復号化された前記低域係数と前記高域係数とを合成して、全帯域のスペクトル係数を生成するスペクトル係数合成部と、前記合成されたスペクトル係数を時間信号に変換する周波数−時間変換部とを含む
    ことを特徴とする請求項１９記載の復号化装置。
35. 音響信号である入力信号を低い周波数帯域の信号を表す低域信号と高い周波数帯域の信号を表す高域信号とに分割する帯域分割ステップと、
    分割された低域信号を符号化し、低域符号を生成する低域符号化ステップと、
    前記高域信号と前記低域信号との類似度を判定する類似度判定ステップと、
    ノイズ信号を用いて前記高域信号を表すためのパラメータを符号化する第１の高域符号化ステップと、前記低域信号を用いて前記高域信号を表すためのパラメータを符号化する第２の高域符号化ステップとを含む、高域符号を生成する複数の高域符号化ステップと、
    前記類似度が低いときは、前記第１の高域符号化ステップを選択し、前記類似度が高いときは前記第２の高域符号化ステップを選択して、選択された高域符号化ステップにおいて符号化を実行し、選択された高域符号化ステップを特定するための選択情報を生成する符号化選択ステップと、
    前記低域符号化ステップからの低域符号、選択された前記高域符号化ステップからの高域符号および前記符号化選択ステップからの選択情報を多重化して、出力符号を生成する符号多重化ステップと
    を含むことを特徴とする符号化方法。
36. 請求項３５に記載の符号化方法により符号化された入力符号から、低い周波数帯域の信号を表す低域信号を復号化する低域復号化ステップと、
    前記入力符号からパラメータを復号化し、復号化した前記パラメータとノイズ信号とを用いて、高い周波数帯域の信号を表す高域信号を生成する第１の高域復号化ステップと、前記入力符号から、パラメータを復号化し、復号化した前記パラメータと、前記低域復号化手段によって復号化された前記低域信号とを用いて、前記高域信号を生成する第２の高域復号化ステップとを含む、前記高域信号を復号化するための複数の高域復号化ステップと、
    前記入力符号に含まれる選択情報に従って、複数の前記高域復号化ステップの中から１つを選択し、選択した前記高域復号化ステップにおいて復号化を実行する復号化選択ステップと、
    前記低域復号化ステップによって復号化された前記低域信号と、選択された前記高域復号化ステップによって復号化された前記高域信号とを合成して、出力復号化信号を生成する信号合成ステップと
    を含むことを特徴とする復号化方法。
37. 音響信号である入力信号を低い周波数帯域の信号を表す低域信号と高い周波数帯域の信号を表す高域信号とに分割する帯域分割ステップと、
    分割された低域信号を符号化し、低域符号を生成する低域符号化ステップと、
    前記高域信号と前記低域信号との類似度を判定する類似度判定ステップと、
    ノイズ信号を用いて前記高域信号を表すためのパラメータを符号化する第１の高域符号化ステップと、前記低域信号を用いて前記高域信号を表すためのパラメータを符号化する第２の高域符号化ステップとを含む、高域符号を生成する複数の高域符号化ステップと、
    前記類似度が低いときは、前記第１の高域符号化ステップを選択し、前記類似度が高いときは前記第２の高域符号化ステップを選択して、選択された高域符号化ステップにおいて符号化を実行し、選択された高域符号化ステップを特定するための選択情報を生成する符号化選択ステップと、
    前記低域符号化ステップからの低域符号、選択された前記高域符号化ステップからの高域符号および前記符号化選択ステップからの選択情報を多重化して、出力符号を生成する符号多重化ステップと
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
38. 請求項３７に記載のプログラムにより符号化された入力符号から、低い周波数帯域の信号を表す低域信号を復号化する低域復号化ステップと、
    前記入力符号からパラメータを復号化し、復号化した前記パラメータとノイズ信号とを用いて、高い周波数帯域の信号を表す高域信号を生成する第１の高域復号化ステップと、入力符号からパラメータを復号化し、復号化した前記パラメータと、前記低域復号化手段によって復号化された前記低域信号とを用いて、前記高域信号を生成する第２の高域復号化ステップとを含む、前記高域信号を復号化するための複数の高域復号化ステップと、
    前記入力符号に含まれる選択情報に従って、複数の前記高域復号化ステップの中から１つを選択し、選択した前記高域復号化ステップにおいて復号化を実行する復号化選択ステップと、
    前記低域復号化ステップによって復号化された前記低域信号と、選択された前記高域復号化ステップによって復号化された前記高域信号とを合成して、出力復号化信号を生成する信号合成ステップと
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
39. 音響信号である入力信号を低い周波数帯域の信号を表す低域信号と高い周波数帯域の信号を表す高域信号とに分割する帯域分割ステップと、
    分割された低域信号を符号化し、低域符号を生成する低域符号化ステップと、
    前記高域信号と前記低域信号との類似度を判定する類似度判定ステップと、
    ノイズ信号を用いて前記高域信号を表すためのパラメータを符号化する第１の高域符号化ステップと、前記低域信号を用いて前記高域信号を表すためのパラメータを符号化する第２の高域符号化ステップとを含み高域符号を生成する複数の高域符号化ステップと、
    前記類似度が低いときは、前記第１の高域符号化ステップを選択し、前記類似度が高いときは前記第２の高域符号化ステップを選択して、選択された高域符号化ステップにおいて符号化を実行し、選択された高域符号化ステップを特定するための選択情報を生成する符号化選択ステップと、
    前記低域符号化ステップからの低域符号、選択された前記高域符号化ステップからの高域符号および前記符号化選択ステップからの選択情報を多重化して、出力符号を生成する符号多重化ステップと
    をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
40. 請求項３９に記載の記録媒体に記録されたプログラムにより符号化された入力符号から、低い周波数帯域の信号を表す低域信号を復号化する低域復号化ステップと、
    前記入力符号からパラメータを復号化し、復号化した前記パラメータとノイズ信号とを用いて、高い周波数帯域の信号を表す高域信号を生成する第１の高域復号化ステップと、前記入力符号からパラメータを復号化し、復号化した前記パラメータと、前記低域復号化手段によって復号化された前記低域信号とを用いて、前記高域信号を生成する第２の高域復号化ステップとを含む、前記高域信号を復号化するための複数の高域復号化ステップと、
    前記入力符号に含まれる選択情報に従って、複数の前記高域復号化ステップの中から１つを選択し、選択した前記高域復号化ステップにおいて復号化を実行する復号化選択ステップと、
    前記低域復号化ステップによって復号化された前記低域信号と、選択された前記高域復号化ステップによって復号化された前記高域信号とを合成して、出力復号化信号を生成する信号合成ステップと
    をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images