JP4598877B2 - 符号化方法、この方法を用いた装置、プログラム、記録媒体 - Google Patents
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Description
MatHans, "Lossless Compression of Digital Audio", IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE, July 2001, pp.21-32. ITU-T Recommendation G.711, "Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies".
|1−H(αs)/αH(s)|≒0
ただし、αは任意の実数
を満足する関数H()によって変換された信号列を意味している。なお、この式では離散化に伴う誤差は無視している。第2信号列の1つのサンプル値の振幅xと元の信号列の1つのサンプル値の振幅sとの関係がx=G(s)の場合は、任意のαに対しては
|1−G(αs)/αG(s)|≒0
を満足しない。「線形な関係に近づける処理」とは、この処理を関数F()とすると、任意のαに対して、
|1−F(αx)/αF(x)|<|1−G(αs)/αG(s)|
であり、かつ、すべてのαに対しては
|1−F(αx)/αF(x)|≒0
は満足しない。たとえば、第2信号列と元の信号列と線形な信号列との重みつき加算を行う処理がある。
131 算出用線形対応手段 132 算出手段
133 第2予測手段 210、810線形予測部
211 分析用線形対応手段 212 分析係数手段
300、900 復号化装置 330、930 予測値算出部
331 復号線形対応手段 332 復号予測手段
333 第2復号手段 820 量子化部
840 減算部 850 係数符号化部
860 残差符号化部 870 フレーム分割部
910 残差復号化部 920 係数復号化部
940 加算部
[第1実施例]
図7に、圧伸された信号列(第2信号列)を符号化する符号化装置の機能構成例を示す。第2信号列とは、上述のように、対数近似圧伸PCMなどの圧伸された信号列である。具体的には、G.711のμ則もしくはA則の番号系列、または、μ則もしくはA則から派生した番号系列である。「派生した」とは、μ則もしくはA則の番号系列と完全には一致しないが、同じ思想で番号が付与された番号系列である。また、図8に、この符号化装置の処理フロー例を示す。符号化装置100は、符号化装置800(図3)と線形予測部210が異なる。その他の構成は同じである。
復号化装置は図5と同じでよい。
|1−H(αs)/αH(s)|≒0
ただし、αは任意の実数
を満足する関数H()によって変換された信号列を意味している。なお、この式では離散化に伴う誤差は無視している。第2信号列の1つのサンプル値の振幅xと元の信号の振幅sとの関係がx=G(s)の場合は、任意のαに対しては
|1−G(αs)/αG(s)|≒0
を満足しない。「線形な関係に近づける処理」とは、この処理を関数F’()とすると、任意のαに対して、
|1−F’(αx)/αF’(x)|<|1−G(αs)/αG(s)|
であり、かつ、すべてのαに対しては
|1−F’(αx)/αF’(x)|≒0
は満足しない。たとえば、第2信号列の振幅xと元の信号列の振幅sと線形な信号列との重みつき加算(たとえば、gを重みとしてx+gs)を行う処理がある。
[変形例]
図9に、第1実施例変形例の第2信号列を符号化する符号化装置の機能構成例を示す。また、図10に、この符号化装置の処理フロー例を示す。符号化装置200は、符号化装置100(図7)と予測値算出部130が異なる。その他の構成は同じである。
|1−H(αs)/αH(s)|≒0
ただし、αは任意の実数
を満足する関数H()によって変換された信号列を意味している。なお、この式では離散化に伴う誤差は無視している。第2信号列の1つのサンプル値の振幅xと元の信号の振幅sとの関係がx=G(s)の場合は、任意のαに対しては
|1−G(αs)/αG(s)|≒0
を満足しない。「線形な関係に近づける処理」とは、この処理を関数F()とすると、任意のαに対して、
|1−F(αx)/αF(x)|<|1−G(αs)/αG(s)|
であり、かつ、すべてのαに対しては
|1−F(αx)/αF(x)|≒0
は満足しない。たとえば、第2信号列の振幅xと元の信号列の振幅sと線形な信号列との重みつき加算(たとえば、gを重みとしてx+gs)を行う処理がある。また、処理F()は符号化装置と復号化装置とで同じにする必要がある。上記の重み付加算の方法であれば、重みgの情報を共有しておけば、符号化装置と復号化装置とで同じ処理が行えるし、逆の処理F−1()も容易に実行できる。
[具体例]
図13A、図13B、図13C、図13Dに、線形な関係に近づける処理F’()として第2信号列Xと元の信号列と線形な信号列S={s(1),s(2),…,s(N)}との重みつき加算(gを重みとしてX+gS)を行った場合の8ビットのμ則の形式(図2)の例を示す。なお、図13A、図13B、図13C、図13Dでは極性が正の場合のみを示している。また、μ則の指数部(セグメント)と線形部(レベル)は、一般的な感覚とは“1”と“0”とが反転しており、μ則では“11111111”が正の最小の数値を示し、“10000000”が正の最大の数値を示すことに注意されたい。図中の「元の信号の大小関係を示す番号」の列が、非特許文献2(G.711)のμ則の具体例を示す表(Table 2a)の第8列に相当し、「元の信号の量子化値」の列が第7列に相当する。図13Aは指数部(セグメント)が“111”の例を示しており、レベルが1増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はg、元の信号の量子化値は2増えている。図13Bは指数部(セグメント)が“110” の例を示しており、レベルが1増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はg、元の信号の量子化値は4増えている。図13Cは指数部(セグメント)が“001” の例を示しており、レベルが1増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はg、元の信号の量子化値は128増えている。図13Dは指数部(セグメント)が“000” の例を示しており、レベルが1増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はg、元の信号の量子化値は256増えている。なお、中間数値とは、処理F’()を行った後の値を指している。第2信号列Xと元の信号列と線形な信号列Sとの重みつき加算(gを重みとしてX+gS)によって、線形な関係に近づけることができる(重み付加算の結果、線形特性と圧伸特性の中間状態となる)。
Claims (9)
- 元の信号列の大小関係を示す番号系列(以下、「第2信号列」という)を符号化する符号化方法であって、
前記第2信号列に対応する量子化予測係数を求める予測量子化ステップと、
前記第2信号列と前記量子化予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出ステップと、
前記第2信号列と前記第2予測値列との差を求め、予測残差列を求める減算ステップと、
前記量子化予測係数を符号化する係数符号化ステップと、
前記予測残差列を符号化する残差符号化ステップと
を有し、
前記予測量子化ステップは、
前記第2信号列を、前記元の信号列と線形な関係に近づける処理によって分析用信号列に変換する分析用線形対応サブステップと、
前記分析用信号列に対応する予測係数を求める分析係数サブステップと
を有する符号化方法。 - 請求項1記載の符号化方法であって、
前記第2信号列とは、μ則もしくはA則の番号系列、または、μ則もしくはA則から派生した番号系列である
ことを特徴とする符号化方法。 - 請求項1または2記載の符号化方法であって、
前記予測値算出ステップは、
前記第2信号列を、元の信号列と線形な関係に近づける処理によって算出用信号列に変換する算出用線形対応サブステップと、
前記算出用信号列と前記量子化予測係数を用いて予測値列を求める算出サブステップと、
前記算出用線形対応サブステップにおける算出用信号列と元の信号列との関係と等価な関係となるように、前記予測値列を第2予測値列に変換する第2予測サブステップと
を有する符号化方法。 - 請求項1から3のいずれかに記載の符号化方法であって、
前記分析用線形対応サブステップの処理は、前記第2信号列と前記元の信号列と線形な信号列との重みつき加算である
ことを特徴とする符号化方法。 - 元の信号列の大小関係を示す番号系列(以下、「第2信号列」という)を符号化する符号化装置であって、
前記第2信号列に対応する量子化予測係数を求める予測量子化部と、
前記第2信号列と前記量子化予測係数を用いて、予測値列の振幅を圧縮した第2予測値列を求める予測値算出部と、
前記第2信号列と前記第2予測値列との差を求め、予測残差列を求める減算部と、
前記量子化予測係数を符号化する係数符号化部と、
前記予測残差列を符号化する残差符号化部と
を備え、
前記予測量子化部は、
前記第2信号列を、前記元の信号列と線形な関係に近づける処理によって分析用信号列に変換する分析用線形対応手段と、
前記分析用信号列に対応する予測係数を求める分析係数手段と
を有する符号化装置。 - 請求項5記載の符号化装置であって、
前記予測値算出部は、
前記第2信号列を、元の信号列と線形な関係に近づける処理によって算出用信号列に変換する算出用線形対応手段と、
前記算出用信号列と前記量子化予測係数を用いて予測値列を求める算出手段と、
前記算出用線形対応手段における算出用信号列と元の信号列との関係と等価な関係となるように、前記予測値列を第2予測値列に変換する第2予測手段と、
を有する符号化装置。 - 請求項5または6記載の符号化装置であって、
前記分析用線形対応手段の処理は、前記第2信号列と前記元の信号列と線形な信号列との重みつき加算である
ことを特徴とする符号化装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載の符号化方法の各ステップをコンピュータに実行させる符号化プログラム。
- 請求項8記載の符号化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。
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