JP5336942B2 - Encoding method, decoding method, encoder, decoder, program - Google Patents
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Description
本発明は音響信号の符号化方法と復号方法に関し、特に多段にベクトル量子化する符号化方法と復号方法に関する。 The present invention relates to an encoding method and a decoding method for an acoustic signal, and particularly to an encoding method and a decoding method for vector quantization in multiple stages.
信号系列をサンプルあたり1ビット以下で量子化する際は、ベクトル量子化が有効な手段である。この手法は入力のベクトルと、歪が最も小さいベクトルとを符号帳から選んで、その番号(以下、「インデックス」という。)を伝送するもので、量子化対象に即した符号帳を作成しておけば量子化歪の小さい量子化が可能である。しかしながら、符号帳のメモリ量や歪を計算する演算量は量子化ビット数の指数関数で増大するため、量子化ビット数の多いときの量子化は実現が困難である。これを解決する1つの手法が多段ベクトル量子化(特許文献1)である。また、近年、量子化ノイズの少ない高能率なベクトル量子化手法として、例えばSpherical Vector Quantization(SVQ)法(非特許文献1)など、予め設定された量子化ビット数の範囲内で、周波数成分をパルスとして立てていくベクトル量子化手法が広く利用されている。 Vector quantization is an effective means for quantizing a signal sequence with 1 bit or less per sample. This method selects an input vector and a vector with the least distortion from the codebook and transmits the number (hereinafter referred to as “index”). A codebook suitable for the quantization target is created. If this is done, quantization with small quantization distortion is possible. However, since the amount of codebook memory and the amount of computation for calculating distortion increase with an exponential function of the number of quantization bits, it is difficult to realize quantization when the number of quantization bits is large. One technique for solving this is multistage vector quantization (Patent Document 1). Further, in recent years, as an efficient vector quantization method with little quantization noise, for example, the frequency component is within a predetermined number of quantization bits such as the Spherical Vector Quantization (SVQ) method (Non-patent Document 1). A vector quantization method that stands as a pulse is widely used.
図1は、多段ベクトル量子化手法を用いた符号化器と復号器の機能構成例を示す図である。図2は符号化器と復号器の処理フローを示す図である。図2(A)は符号化器の処理フローを示しており、図2(B)は復号器の処理フローを示している。多段ベクトル量子化では、量子化部が多段に接続され、初段の第1量子化部は入力信号について動作し,次段以降は入力信号と前段までの量子化出力の誤差について動作する。このようにすると、メモリ量や演算量を現実的な範囲に抑えたままで、ベクトル量子化が可能となる。図中の多段ベクトル量子化の段数は、分かり易くするため2としてあるが、段数は2以上を用いた構成でも良い。量子化手法には、周波数領域に変換した成分を量子化する手法(非特許文献1)を例として用いた。 FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration example of an encoder and a decoder using a multistage vector quantization method. FIG. 2 is a diagram showing a processing flow of the encoder and the decoder. FIG. 2A shows a processing flow of the encoder, and FIG. 2B shows a processing flow of the decoder. In multi-stage vector quantization, quantizers are connected in multiple stages, the first stage first quantizer operates on the input signal, and the subsequent stages operate on errors between the input signal and the quantized output up to the previous stage. In this way, it is possible to perform vector quantization while keeping the memory amount and calculation amount within a practical range. The number of stages of multistage vector quantization in the figure is 2 for the sake of clarity, but a configuration using two or more stages may be used. As a quantization method, a method (Non-Patent Document 1) for quantizing a component converted into a frequency domain is used as an example.
符号化器100は、周波数領域変換部101、正規化値計算部102、正規化値量子化部103、第1ベクトル量子化部104、誤差計算部105、第2ベクトル量子化部106を備える。復号器100’は、正規化値復号部107、第1ベクトル復号部108、第2ベクトル復号部109、誤差修正部110、時間領域変換部111を備える。
The encoder 100 includes a frequency
周波数領域変換部101は、入力信号x(n)を入力とし、L個の入力信号x(n)ごと(フレームごと)にL点の周波数成分を示す信号である周波数領域信号X(k)に変換する(S101)。ただし、nは時間領域での信号の番号(離散時間番号)を、kは周波数領域での信号の番号(離散周波数番号)を示している。Lとは、例えば64や80である。また、周波数領域変換方法としては、例えばMDCT(Modified Discrete Cosine Transform)がある。
The frequency
正規化値計算部102は、周波数領域信号X(k)を入力として、L点または各サブバンド(L点をさらに分割した周波数帯域で、例えば8点で1つのサブバンドを形成する)に応じた点数の周波数領域信号X(k)のパワーの平均値の平方根を、周波数領域信号X(k)の正規化値X− 0として出力する。L点の正規化値をX− 0として、例えばX− 0を次式のように計算する(S102)。
The normalized
以下の説明では、サブバンドでの正規化ではなく、L点の正規化値X− 0を用いた場合について説明する。
正規化値量子化部103は、正規化値計算部102で求めた正規化値X− 0を入力とし、正規化値X− 0を量子化して、正規化値量子化インデックスCSと、正規化値量子化インデックスCSに対応する量子化正規化値X−を出力する(S103)。
In the following description, the case of using the normalization value X - 0 of the L point instead of the subband normalization will be described.
第1ベクトル量子化部104は、周波数領域信号X(k)と量子化正規化値X−を入力として、周波数領域信号X(k)を、量子化正規化値X−で割り算する、もしくは逆数を乗ずることで正規化し、正規化周波数領域信号を求める。そして、正規化周波数領域信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、量子化代表ベクトルのインデックスである第1ベクトル量子化インデックスC1と、第1ベクトル量子化インデックスC1に対応する信号に量子化正規化値X−を乗算して第1量子化信号X^(k)を求め、第1ベクトル量子化インデックスC1と第1量子化信号X^(k)を出力する(S104)。
The first
誤差計算部105は、周波数領域信号X(k)と第1量子化信号X^(k)を入力として、周波数領域信号X(k)と第1量子化信号X^(k)の間の誤差を、例えば、
E(k)=X(k)−X^(k) (2)
のように計算し、誤差信号E(k)を出力する(S105)。
The
E (k) = X (k) -X ^ (k) (2)
And an error signal E (k) is output (S105).
第2ベクトル量子化部106は、誤差信号E(k)と量子化正規化値X−を入力とし、誤差信号E(k)を、量子化正規化値X−で割り算する、もしくは逆数を乗ずることで正規化し、正規化誤差信号を求める。そして、正規化誤差信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、量子化代表ベクトルのインデックスを第2ベクトル量子化インデックスC2として出力する(S106)。
Second
符号化器100は、第1ベクトル量子化インデックスC1と第2ベクトル量子化インデックスC2と正規化値量子化インデックスCSが含まれる符号を、復号器100’に送る。そして、復号器100’では、以下のような処理が行われる。
正規化値復号部107は、正規化値量子化インデックスCSを入力とし、正規化値量子化インデックスCSに対応する復号量子化正規化値X−を求め、復号量子化正規化値X−を出力する(S107)。
Encoder 100, a code included first vector quantization index C 1 and the second vector quantization index C 2 and the normalized value quantization index C S, and sends to the decoder 100 '. The decoder 100 ′ performs the following processing.
The normalized
第1ベクトル復号部108、第1ベクトル量子化インデックスC1と復号量子化正規化値X−を入力とし、第1ベクトル量子化インデックスC1を復号し、フレーム単位の正規化された信号を正規化第1復号量子化信号として求め、正規化第1復号量子化信号に復号量子化正規化値X−を乗算することで逆正規化し、第1復号量子化信号X^(k)として出力する(S108)。
The first
第2ベクトル復号部109は、第2ベクトル量子化インデックスC2と復号量子化正規化値X−を入力とし、第2ベクトル量子化インデックスC2を復号し、正規化された信号を正規化誤差信号として求め、正規化誤差信号に復号量子化正規化値X−を乗算することで逆正規化し、復号量子化誤差信号E^(k)として出力する(S109)。
Second
誤差修正部110は、第1復号量子化信号X^(k)と復号量子化誤差信号E^(k)を入力とし、復号信号Z(k)を、例えば、
Z(k)=X^(k)+E^(k) (3)
のように求め、復号信号Z(k)を出力する(S110)。
時間領域変換部111は、復号信号Z(k)を入力とし、例えばフレーム点数L分の逆MDCTを用いて時間領域変換を行い、フレーム点数L分の出力信号z(n)を出力する(S111)。
The
Z (k) = X ^ (k) + E ^ (k) (3)
Thus, the decoded signal Z (k) is output (S110).
The time
上述の符号化器100と復号器100’では、周波数領域信号を量子化するために必要なビット数が足りないと、入力信号に存在するはずの周波数成分が出力信号には存在しないこと(周波数成分の欠損)が生じてしまうことがある。 In the above-described encoder 100 and decoder 100 ′, if the number of bits necessary to quantize the frequency domain signal is insufficient, the frequency component that should exist in the input signal does not exist in the output signal (frequency Component deficiency) may occur.
しかし、符号化器100と復号器100’は、第1量子化信号の値(前段のベクトル量子化で得られた量子化された信号の値)が0か0以外かに関係なく、第1量子化信号と符号化対象の信号との誤差を示す信号を後段のベクトル量子化の対象としている。つまり、従来技術には、ミュージカルノイズ(ある周波数成分の有無が時間的に変化したときに生じることが多い人間が敏感に感じるノイズ)のような人間が敏感に感じるノイズを無くすための特別な工夫はない。したがって、元の信号と復号された信号との誤差のパワーが数値の上では小さくなったとしても、人間の感覚が敏感な誤差に着目した符号化ではないので、ミュージカルノイズが残りやすいという課題がある。 However, the encoder 100 and the decoder 100 ′ have the first quantized signal regardless of whether the value of the first quantized signal (the value of the quantized signal obtained by the preceding vector quantization) is 0 or other than 0. A signal indicating an error between the quantized signal and the signal to be encoded is a target of vector quantization in the subsequent stage. In other words, the conventional technology has a special device for eliminating noise that humans feel sensitive, such as musical noise (noise that humans often feel when the presence or absence of a certain frequency component changes over time). There is no. Therefore, even if the power of error between the original signal and the decoded signal is small in numerical value, it is not an encoding that focuses on errors that are sensitive to human senses, so there is a problem that musical noise tends to remain. is there.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、符号化対象信号を多段量子化するために必要なビット数が足りず、復号後に信号の欠損が生じてしまう場合であっても、2段目以降のベクトル量子化でミュージカルノイズを軽減できる多段ベクトル量子化方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and even when the number of bits necessary for multistage quantization of a signal to be encoded is insufficient and a signal loss occurs after decoding. An object of the present invention is to provide a multistage vector quantization method capable of reducing musical noise by second-stage and subsequent vector quantization.
本発明の符号化方法は、少なくとも第1ベクトル量子化ステップ、抽出ステップ、第2ベクトル量子化ステップを有する。第1ベクトル量子化ステップは、所定サンプル数ごとの符号化対象の信号サンプル(以下、「第1符号化対象信号」という)または第1符号化対象信号に対応した信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化し、第1ベクトル量子化インデックスと第1量子化信号を求める。「第1符号化対象信号」としては、周波数領域に変換された音響信号、周波数領域の音響信号の中の特定の周波数帯(例えば、8kHz〜14kHzなど)の音響信号、フレーム単位に分割された時間領域の音響信号などがありえるが、これらに限定する必要はない。また、第1ベクトル量子化ステップは、入力信号に対する1回目のベクトル量子化を行うステップである必要はなく、何回かのベクトル量子化を行った後の信号を第1符号化対象信号としてもよい。「第1符号化対象信号に対応した信号」とは、第1符号化対象信号自体ではないが、第1符号化対象信号と1対1に対応した信号(第1符号化対象信号に戻すことのできる信号)である。例えば、第1符号化対象信号を正規化した信号などがある。抽出ステップは、値が0の第1量子化信号に対応する第1符号化対象信号だけで、第2符号化対象信号を生成する。第2ベクトル量子化ステップは、第2符号化対象信号または第2符号化対象信号に対応した信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化し、第2ベクトル量子化インデックスを求める。「第2符号化対象信号」は、第1ベクトル量子化の結果、第1量子化信号の値が0になってしまった第1符号化対象信号だけを抜き出して作った信号である。また、「第2符号化対象信号に対応した信号」とは、第2符号化対象信号自体ではないが、第2符号化対象信号と1対1に対応した信号(第2符号化対象信号に戻すことのできる信号)である。例えば、第2符号化対象信号を正規化した信号などがある。 The encoding method of the present invention includes at least a first vector quantization step, an extraction step, and a second vector quantization step. In the first vector quantization step, a signal sample to be encoded for each predetermined number of samples (hereinafter referred to as “first encoding target signal”) or a signal corresponding to the first encoding target signal is collected into a plurality of samples and a vector quantum is collected. To obtain a first vector quantization index and a first quantized signal. As the “first encoding target signal”, an acoustic signal converted into the frequency domain, an acoustic signal in a specific frequency band (for example, 8 kHz to 14 kHz) in the acoustic signal in the frequency domain, or divided into frames There may be time-domain acoustic signals, but it is not necessary to limit them. Further, the first vector quantization step does not need to be a step of performing the first vector quantization on the input signal, and the signal after performing several vector quantizations may be used as the first encoding target signal. Good. The “signal corresponding to the first encoding target signal” is not the first encoding target signal itself, but a signal corresponding to the first encoding target signal on a one-to-one basis (returning to the first encoding target signal) Signal). For example, there is a signal obtained by normalizing the first encoding target signal. In the extraction step, a second encoding target signal is generated using only the first encoding target signal corresponding to the first quantized signal having a value of 0. In the second vector quantization step, the second encoding target signal or a signal corresponding to the second encoding target signal is vector-quantized to obtain a second vector quantization index. The “second encoding target signal” is a signal generated by extracting only the first encoding target signal whose value of the first quantized signal has become 0 as a result of the first vector quantization. Further, the “signal corresponding to the second encoding target signal” is not the second encoding target signal itself, but is a signal corresponding to the second encoding target signal on a one-to-one basis (in the second encoding target signal). A signal that can be returned). For example, there is a signal obtained by normalizing the second encoding target signal.
本発明の復号方法は、第1ベクトル復号ステップ、M値計算ステップ、第2ベクトル復号ステップ、再構成ステップを有する。第1ベクトル復号ステップは、第1ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第1復号量子化信号を求める。M値計算ステップは、値が0の第1復号量子化信号の数Mを求める。第2ベクトル復号ステップは、第2ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第2復号量子化信号を求める。再構成ステップは、第1復号量子化信号の値が0以外の場合は第1復号量子化信号の値を復号信号の値とし、第1復号量子化信号の値が0の場合は第2復号量子化信号の値を復号信号の値とする。 The decoding method of the present invention includes a first vector decoding step, an M value calculation step, a second vector decoding step, and a reconstruction step. In the first vector decoding step, a first decoded quantized signal is obtained from a signal corresponding to the first vector quantization index. In the M value calculation step, the number M of first decoded quantized signals having a value of 0 is obtained. The second vector decoding step obtains a second decoded quantized signal from the signal corresponding to the second vector quantization index. The reconstruction step uses the value of the first decoded quantized signal as the decoded signal value when the value of the first decoded quantized signal is non-zero, and performs the second decoding when the value of the first decoded quantized signal is zero. Let the value of the quantized signal be the value of the decoded signal.
本発明の符号化方法と復号方法によれば、第2符号化対象信号には、値が0以外の第1量子化信号に対応する第1符号化対象信号は含まれておらず、値が0の第1量子化信号に対応する第1符号化対象信号だけが含まれている。つまり、第2ベクトル量子化ステップは、第1ベクトル量子化では値が0になってしまった第1符号化対象信号に0以外の値を付ける処理である。したがって、ミュージカルノイズの原因のひとつであるフレームごとに周波数成分の有無が変化することを避けながら、第1符号化対象信号と第1量子化信号との誤差を小さくするための符号である第2ベクトル量子化インデックスを求めることができる。したがって、限られたビット数での効率的なベクトル量子化を実現できる。 According to the encoding method and the decoding method of the present invention, the second encoding target signal does not include the first encoding target signal corresponding to the first quantized signal having a value other than 0, and the value is Only the first encoding target signal corresponding to the first quantized signal of 0 is included. That is, the second vector quantization step is a process of adding a value other than 0 to the first encoding target signal whose value has become 0 in the first vector quantization. Therefore, the second code is a code for reducing the error between the first encoding target signal and the first quantized signal while avoiding the presence or absence of the frequency component for each frame that is one of the causes of musical noise. A vector quantization index can be determined. Therefore, efficient vector quantization with a limited number of bits can be realized.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same number is attached | subjected to the structure part which has the same function, and duplication description is abbreviate | omitted.
原理
図3は、本発明の原理を説明するための図である。横軸は周波数を示す64点のサンプル、縦軸は各周波数での信号の値を示している。細い線は、1つのフレーム(64個の時間領域の信号)を周波数領域に変換して得られた64点の周波数成分を示す信号(周波数領域信号)を示している。また、太い線は、細い線で示された周波数領域信号を第1ベクトル量子化部104でベクトル量子化したときに得られる第1量子化信号の例を示している。
Principle FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the present invention. The horizontal axis represents 64 samples indicating the frequency, and the vertical axis represents the value of the signal at each frequency. A thin line indicates a signal (frequency domain signal) indicating 64 frequency components obtained by converting one frame (64 time domain signals) into the frequency domain. A thick line indicates an example of the first quantized signal obtained when the first
従来の符号化器100では、周波数領域信号と第1量子化信号との誤差信号を求めていた。つまり、値が0以外の第1量子化信号と周波数領域信号との誤差が大きい場合は、この誤差を修正するために第2ベクトル量子化インデックスのビットを使用することになる。したがって、値が0の第1量子化信号の誤差を修正するため使われる2ベクトル量子化インデックスのビットが少なくなり、値が0の周波数成分が多い復号信号になってしまう。よって、周波数領域信号を量子化するために必要なビット数が足りないと、入力信号に存在するはずの周波数成分が復号信号には存在しないこと(周波数成分の欠損)が生じてしまい、ミュージカルノイズの原因の1つとなっていた。 In the conventional encoder 100, an error signal between the frequency domain signal and the first quantized signal is obtained. That is, when the error between the first quantized signal and the frequency domain signal having a value other than 0 is large, the bits of the second vector quantization index are used to correct this error. Therefore, the number of bits of the 2-vector quantization index used for correcting the error of the first quantized signal having a value of 0 is reduced, resulting in a decoded signal having many frequency components having a value of 0. Therefore, if the number of bits necessary to quantize the frequency domain signal is insufficient, the frequency component that should be present in the input signal does not exist in the decoded signal (missing frequency component), resulting in musical noise. It was one of the causes.
そこで、本発明では、値が0の第1量子化信号に対応する周波数領域信号だけで次のベクトル量子化の対象となる信号(第2符号化対象信号)を生成する。そして、後段のベクトル量子化では、第2符号化対象信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化する。つまり、値が0の第1量子化信号に対応する周波数領域信号だけをベクトル量子化するので、復号信号では、値が0の周波数成分は少なくなる。したがって、周波数成分の欠損が生じにくくなり、ミュージカルノイズを低減できる。 Therefore, in the present invention, a signal to be subjected to the next vector quantization (second encoding target signal) is generated using only the frequency domain signal corresponding to the first quantized signal having a value of 0. In the subsequent stage vector quantization, the second encoding target signal is subjected to vector quantization by collecting a plurality of samples. That is, since only the frequency domain signal corresponding to the first quantized signal having a value of 0 is vector-quantized, the decoded signal has fewer frequency components having a value of 0. Therefore, loss of frequency components is less likely to occur, and musical noise can be reduced.
具体例
図4に実施例1の符号化器と復号器の構成例を示す。図5に実施例1の符号化器と復号器の処理フロー例を示す。図5(A)は符号化器の処理フローを示しており、図5(B)は復号器の処理フローを示している。符号化器200は、周波数領域変換部101、正規化値計算部102、正規化値量子化部103、第1ベクトル量子化部104、抽出部212、第2ベクトル量子化部206を備える。復号器200’は、正規化値復号部107、第1ベクトル復号部108、M値計算部213、第2ベクトル復号部209、再構成部214、時間領域変換部111を備える。符号化器200は、符号化器100と抽出部212、第2ベクトル量子化部206が異なる。また、復号器200’は、復号器100’とM値計算部213、第2ベクトル復号部209、再構成部214が異なる。
Specific Example FIG. 4 shows a configuration example of the encoder and decoder of the first embodiment. FIG. 5 shows a processing flow example of the encoder and decoder of the first embodiment. 5A shows the processing flow of the encoder, and FIG. 5B shows the processing flow of the decoder. The encoder 200 includes a frequency
抽出部212は、周波数領域信号X(k)と第1量子化信号X^(k)を入力とし、第1ベクトル量子化部104においてパルスが立てられなかった周波数領域信号X(k)(値が0の第1量子化信号に対応する周波数領域信号)だけを抜き出した第2符号化対象信号E(m)と、第1ベクトル量子化部においてパルスが立てられなかった周波数領域信号の数M(値が0の第1量子化信号の数)を求め、第2符号化対象信号E(m)と数Mを出力する(S212)。ここで、mは配列番号を表す整数値である。
The
図6に、第2符号化対象信号E(m)と数Mを求めるための処理フローの例を示す。まず、k=0、m=0として処理を始める。kがL(周波数領域信号X(k)の数)よりも小さいかを確認する(S2121)。ステップS2121がYesの場合、X^(k)が0かを確認する(S2122)。ステップS2122がYesの場合、E(m)をX(k)とし、mの値を1つ増加させる(S2123)。ステップS2122がNoの場合、ステップS2124に進む。ステップS2124では、kの値を1つ増加させ、ステップS2121に戻る。S2121がNoの場合、mの値をMとし(S2125)、処理を終了する。 FIG. 6 shows an example of a processing flow for obtaining the second encoding target signal E (m) and the number M. First, the process is started with k = 0 and m = 0. It is confirmed whether k is smaller than L (number of frequency domain signals X (k)) (S2121). When step S2121 is Yes, it is confirmed whether X ^ (k) is 0 (S2122). If step S2122 is Yes, E (m) is set to X (k), and the value of m is incremented by 1 (S2123). If step S2122 is No, the process proceeds to step S2124. In step S2124, the value of k is incremented by 1, and the process returns to step S2121. When S2121 is No, the value of m is set to M (S2125), and the process ends.
第2ベクトル量子化部206は、第2符号化対象信号E(m)と量子化正規化値X−と値が0の第1量子化信号の数Mを入力とする。第2ベクトル量子化部206は、第2符号化対象信号E(m)を量子化正規化値X−で割り算する、もしくは逆数を乗ずることで正規化し、正規化第2符号化対象信号を求める。そして、正規化第2符号化対象信号を、M点または量子化ベクトルの次数の倍数Thの範囲でベクトル量子化し、量子化代表ベクトルのインデックスを第2ベクトル量子化インデックスC2として出力する(S206)。量子化ベクトルの次数とは、例えば8がある。この場合、倍数Thは、8,16,…,64などがあり、Mに最も近い数、M以下で最も近い数、あるいはM以上で最も近い数をThとして選べばよい。例えば、M以下で最も近い数をThとして選んだ場合、M個の正規化第2符号化対象信号の中からTh個分だけベクトル量子化してもよい。
The second
次に復号器200’について説明する。M値計算部213は、第1ベクトル復号部108において求められた第1復号量子化信号X^(k)を入力とし、第1復号量子化信号X^(k)の値が0である第1復号量子化信号X^(k)の数Mを求める。図7は、値が0である第1復号量子化信号X^(k)の数Mを求める処理フローの例である。k=0、m=0として処理を始める。kがL(周波数領域信号X(k)の数)よりも小さいかを確認する(S2131)。ステップS2131がYesの場合、X^(k)が0かを確認する(S2132)。ステップS2132がYesの場合、mの値を1つ増加させる(S2133)。ステップS2132がNoの場合、ステップS2134に進む。ステップS2134では、kの値を1つ増加させ、ステップS2131に戻る。S2131がNoの場合、mの値をMとし(S2135)、処理を終了する。符号化器側の正規化で量子化正規化値X−を用いていることと、復号器側がM値計算部213を備えていることで、数Mを示す情報を符号化器から復号器に送る必要がない(数Mを伝えるためにビットを使う必要がない)。
Next, the decoder 200 ′ will be described. The M-
第2ベクトル復号部209は、第2ベクトル量子化インデックスC2と復号量子化正規化値X−と値が0である第1復号量子化信号X^(k)の数Mを入力とする。第2ベクトル復号部209は、M点または量子化ベクトルの次数の倍数Thで第2ベクトル量子化インデックスC2を復号し、正規化された信号を正規化第2復号量子化信号として求め、正規化第2復号量子化信号に復号量子化正規化値X−を乗算することで逆正規化し、第2復号量子化信号E^(m)として出力する(S209)。
The second
再構成部214は、第1復号量子化信号X^(k)、第2復号量子化信号E^(m)、第2ベクトル復号部209が復号するときに用いた量子化ベクトルの次数の倍数Th、値が0である第1復号量子化信号X^(k)の数Mを入力とする。再構成部214は、第1復号量子化信号X^(k)の値が0以外の場合は第1復号量子化信号X^(k)を復号信号Z(k)とし、第1復号量子化信号X^(k)の値が0の場合は第2復号量子化信号E^(m)を順次復号信号Z(k)とすることで、復号信号Z(k)を求め、出力する(S214)。図8は復号信号Z(k)を再構成する処理フローの例を示す図である。k=0、m=0として処理を始める。kがL(周波数領域信号X(k)の数)よりも小さいかを確認する(S2141)。ステップS2141がYesの場合、mがMより小さいことを確認する(S2142)。ステップS2142がYesの場合、mがThより小さいことを確認する(S2143)。ステップS2143がYesの場合、X^(k)が0かを確認する(S2144)。ステップS2144がYesの場合、E^(m)をZ(k)とし、mの値を1つ増加させる(S2145)。ステップS2142、S2143、S2144がNoの場合、X^(k)をZ(k)とする(S2146)。そして、kの値を1つ増加させ(S2147)、ステップS2141に戻る。S2141がNoの場合、処理を終了する。
The reconstructing
その他の構成部は、符号化器100、復号器100’と同じである。このような構成なので、実施例1の符号化方法と復号方法によれば、第2符号化対象信号には、値が0以外の第1量子化信号に対応する第1符号化対象信号は含まれておらず、値が0の第1量子化信号に対応する第1符号化対象信号だけが含まれている。つまり、第2ベクトル量子化ステップは、第1ベクトル量子化では値が0になってしまった第1符号化対象信号に0以外の値を付ける処理である。したがって、ミュージカルノイズの原因のひとつであるフレームごとに周波数成分の有無が変化することを避けながら、第1符号化対象信号と第1量子化信号との誤差を小さくするための符号である第2ベクトル量子化インデックスを求めることができる。したがって、限られたビット数での効率的なベクトル量子化を実現できる。 Other components are the same as those of the encoder 100 and the decoder 100 '. With this configuration, according to the encoding method and the decoding method of the first embodiment, the second encoding target signal includes the first encoding target signal corresponding to the first quantized signal having a value other than 0. Only the first encoding target signal corresponding to the first quantized signal having a value of 0 is included. That is, the second vector quantization step is a process of adding a value other than 0 to the first encoding target signal whose value has become 0 in the first vector quantization. Therefore, the second code is a code for reducing the error between the first encoding target signal and the first quantized signal while avoiding the presence or absence of the frequency component for each frame that is one of the causes of musical noise. A vector quantization index can be determined. Therefore, efficient vector quantization with a limited number of bits can be realized.
また、実施例1の符号化方法と復号方法によれば、例えば、1フレーム中の周波数成分の数を80点(80個の周波数領域信号)とし、第1ベクトル量子化部においてパルスが立てられた周波数成分の数が40点(値が0以外の第1量子化信号が40個)とすると、第1ベクトル量子化部104でベクトル量子化する点数が80点であることに対し、第2ベクトル量子化部206でベクトル量子化する点数は40点と半減できるので、ベクトル量子化の効率を向上させることも期待できる。
Further, according to the encoding method and the decoding method of the first embodiment, for example, the number of frequency components in one frame is set to 80 points (80 frequency domain signals), and pulses are generated in the first vector quantization unit. If the number of frequency components obtained is 40 points (40 first quantized signals having a value other than 0), the number of points to be vector quantized by the first
なお、本実施例では、第1ベクトル量子化部104の符号化の対象となる信号(第1符号化対象信号)は周波数領域に変換された音響信号を前提としていた。しかし、この信号に限定する必要はなく、周波数領域の音響信号の中の特定の周波数帯(例えば、8kHz〜14kHzなど)の音響信号を第1符号化対象信号としてもよいし、フレーム単位に分割された時間領域の音響信号を第1符号化対象信号としてもよい。
In the present embodiment, the signal (first encoding target signal) to be encoded by the first
また、本実施例では、第1ベクトル量子化部104でも第2ベクトル量子化部206でも、ベクトル量子化の対象となる信号を正規化した上でベクトル量子化した。しかし、正規化せずにベクトル量子化してもよい。この場合は、正規化値計算部102、正規化値量子化部103、正規化値復号部107は不要となる。また、各処理でも量子化正規化値での除算や乗算の処理が不要となる。
In this embodiment, both the first
実施例1では、第2ベクトル量子化部206において、量子化正規化値X−を用いて正規化する。また、第2ベクトル復号部209においても、復号量子化正規化値X−を用いて逆正規化する。しかしながら、第2ベクトル量子化部では、値が0であった第1量子化信号X^(k)に対応する周波数領域信号のみで構成された第2符号化対象信号E(m)を複数サンプル纏めてベクトル量子化する。したがって、第2符号化対象信号E(m)用の正規化値を用いた方が、正規化の精度が向上し、効率的にベクトル量子化できる。そこで、本実施例では、第2符号化対象信号E(m)から求められた正規化値(以下、「再計算正規化値E−」という。)で正規化する。
In the first embodiment, the second
図9に実施例2の符号化器と復号器の構成例を示す。図10に実施例2の符号化器と復号器の処理フロー例を示す。図10(A)は符号化器の処理フローを示しており、図10(B)は復号器の処理フローを示している。符号化器300は、周波数領域変換部101、正規化値計算部102、正規化値量子化部103、第1ベクトル量子化部104、抽出部212、正規化値再計算部315、第2ベクトル量子化部306を備える。復号器300’は、正規化値復号部107、第1ベクトル復号部108、M値計算部213、正規化値再計算部316、第2ベクトル復号部309、再構成部214、時間領域変換部111を備える。符号化器300は、正規化値再計算部315、第2ベクトル量子化部306が異なる。また、復号器300’は、復号器200’と正規化値再計算部316、第2ベクトル復号部309が異なる。
FIG. 9 shows a configuration example of the encoder and decoder of the second embodiment. FIG. 10 shows a processing flow example of the encoder and decoder of the second embodiment. 10A shows the processing flow of the encoder, and FIG. 10B shows the processing flow of the decoder. The encoder 300 includes a frequency
正規化値再計算部315は、第1量子化信号X^(k)と、量子化正規化値X−と、値が0の第1量子化信号の数Mと、第2ベクトル量子化部306で用いられる数Mに近い量子化ベクトルの次数の倍数Thが入力される。正規化値再計算部315は、第2符号化対象信号E(m)に対する正規化値を再計算し、再計算正規化値E−として出力する(S315)。図11は再計算正規化値E−を求める処理フローの例である。k=0、tmp=0として処理を始める。kがL(周波数領域信号X(k)の数)よりも小さいかを確認する(S3151)。ステップS3151がYesの場合、tmpに|X^(k)|2を加算する(S3156)。kの値を1つ増加させ(S3157)、ステップS3151に戻る。S3151がNoの場合、再計算正規化値E−を
Normalization
のように求め(S3158)、処理を終了する。
また、図12は再計算正規化値E−を求める別の処理フローの例である。このフローでは値が0の第1量子化信号の数を再度計算している。k=0、m=0、tmp=0として処理を始める。kがL(周波数領域信号X(k)の数)よりも小さいかを確認する(S3151)。ステップS3151がYesの場合、mがMより小さいことを確認する(S3152)。ステップS3152がYesの場合、mがThより小さいことを確認する(S3153)。ステップS3153がYesの場合、X^(k)が0かを確認する(S3154)。ステップS3154がYesの場合、mの値を1つ増加させる(S3155)。ステップS3152、S3153、S3154がNoの場合、tmpに|X^(k)|2を加算する(S3156)。そして、kの値を1つ増加させ(S3157)、ステップS3151に戻る。S3151がNoの場合、再計算正規化値E−を
(S3158) and the process ends.
Further, FIG. 12 is recalculated normalized value E - is an example of another processing flow for determining the. In this flow, the number of first quantized signals having a value of 0 is calculated again. The process starts with k = 0, m = 0, and tmp = 0. It is confirmed whether k is smaller than L (number of frequency domain signals X (k)) (S3151). If step S3151 is Yes, it is confirmed that m is smaller than M (S3152). When step S3152 is Yes, it is confirmed that m is smaller than Th (S3153). When step S3153 is Yes, it is confirmed whether X ^ (k) is 0 (S3154). When step S3154 is Yes, the value of m is increased by 1 (S3155). When Steps S3152, S3153, and S3154 are No, | X ^ (k) | 2 is added to tmp (S3156). Then, the value of k is incremented by 1 (S3157), and the process returns to step S3151. If S3151 is No, the recalculation normalized value E - the
のように求め(S3158’)、処理を終了する。図11の処理フローでも、図12の処理フローでも、再計算正規化値E−は、量子化正規化値X−の二乗に周波数領域信号X(k)の数Lを乗算し、乗算結果から第1量子化信号X^(k)のパワー|X^(k)|2の合計を減算し、減算結果を値が0の第1量子化信号の数Mで除算し、除算結果の平方根を再計算正規化値E−としている。 (S3158 ′) and the process ends. In both the processing flow of FIG. 11 and the processing flow of FIG. 12, the recalculated normalized value E − multiplies the square of the quantized normalized value X − by the number L of the frequency domain signals X (k), The power of the first quantized signal X ^ (k) | X ^ (k) | 2 is subtracted, the subtraction result is divided by the number M of the first quantized signals having a value of 0, and the square root of the division result is obtained. The recalculated normalization value E − is used.
第2ベクトル量子化部306は、正規化に再計算正規化値E−を用いることが実施例1の第2ベクトル量子化部206と異なるが、その他は同じである。すなわち、第2ベクトル量子化部306は、第2符号化対象信号E(m)と再計算正規化値E−と値が0の第1量子化信号の数Mを入力とする。第2ベクトル量子化部306は、第2符号化対象信号E(m)を再計算正規化値E−で割り算する、もしくは逆数を乗ずることで正規化し、正規化第2符号化対象信号を求める。そして、正規化第2符号化対象信号を、M点または量子化ベクトルの次数の倍数Thの範囲でベクトル量子化し、量子化代表ベクトルのインデックスを第2ベクトル量子化インデックスC2として出力する(S306)。
The second
次に復号器300’の相違点について説明する。正規化値再計算部316は、正規化値再計算部315と同じ処理によって復号器300’用の再計算正規化値E−を求める。再計算正規化値E−を図11や図12の処理フローにしたがって求めるのであれば、再計算正規化値E−の情報を符号化器から復号器に伝える必要はなく、ビットの使用を避けることができる。
Next, differences between the decoder 300 ′ will be described. The normalized
第2ベクトル復号部309は、正規化に再計算正規化値E−を用いることが実施例1の第2ベクトル復号部209と異なるが、その他は同じである。すなわち、第2ベクトル復号部309は、第2ベクトル量子化インデックスC2と再計算正規化値E−と値が0である第1復号量子化信号X^(k)の数Mを入力とする。第2ベクトル復号部309は、M点または量子化ベクトルの次数の倍数Thで第2ベクトル量子化インデックスC2を復号し、正規化された信号である正規化第2復号量子化信号を求め、正規化第2復号量子化信号に再計算正規化値E−を乗算することで逆正規化し、第2復号量子化信号E^(m)として出力する(S309)。
The second
その他の構成は、符号化器200、復号器200’と同じである。このような構成なので、実施例2の符号化方法と復号方法によれば、実施例1の符号化方法と復号方法と同じ効果が得られる。そして、第2符号化対象信号E(m)用の正規化値を用いているので、正規化の精度が向上し、さらに効率的にベクトル量子化できる。 Other configurations are the same as those of the encoder 200 and the decoder 200 '. With such a configuration, according to the encoding method and decoding method of the second embodiment, the same effects as the encoding method and decoding method of the first embodiment can be obtained. Since the normalized value for the second encoding target signal E (m) is used, the accuracy of normalization is improved and vector quantization can be performed more efficiently.
[変形例1]
量子化正規化値X−及び第1量子化信号X^(k)と目標値(周波数領域信号の正規化値X− 0及び周波数領域信号X(k))との誤差が大きい場合、実施例2の再計算正規化値E−の計算方法では、再計算正規化値E−を精度良く計算できないときがある。この場合、例えば再計算正規化値E−を小さく見積もりすぎれば周波数成分の欠損の原因となり、再計算正規化値E−を大きく見積もりすぎれば量子化ノイズ発生の原因となる。そこで、本変形例では、正規化値再計算部415、416において、以下の方法で再計算正規化値E−を計算する。
[Modification 1]
Quantized normalized values X - and the first quantized signal X ^ (k) and the target value - if the error between (normalized value of the frequency domain signals X 0 and the frequency domain signal X (k)) is large, Example the calculation method, recalculated normalized
本変形例の機能構成を図9、処理フローを図10に示す。符号化器400、復号器400’が実施例2の符号化器300、復号器300’と異なる点は、正規化値再計算部415、416だけである。
FIG. 9 shows a functional configuration of this modification, and FIG. 10 shows a processing flow. The only difference between the encoder 400 and decoder 400 ′ from the encoder 300 and decoder 300 ′ of the second embodiment is the normalized
正規化値再計算部415、416では、以下のように再計算正規化値E−を求める。図13は再計算正規化値E−を求める処理フローの例である。k=0、tmp=0、tmp2=0として処理を始める。kがL(周波数領域信号X(k)の数)よりも小さいかを確認する(S4151)。ステップS4151がYesの場合、tmpに|X^(k)|2を加算し、tmp2に|X^(k)|を加算する(S4156)。kの値を1つ増加させ(S4157)、ステップS4151に戻る。S4151がNoの場合、第1再計算値E− 1と第2再計算値E− 2を
The normalized
のように求める(S4158)。E− 1がE− 2のA1倍より大きいかを確認する(S4159)。A1は、どちらの候補を選ぶかの基準となる調整用の定数であり、例えばA1=0.5である。ステップS4159がYesの場合、第1再計算値E− 1を再計算正規化値E−とし(S4160)、ステップS4159がNoの場合、第2再計算値E− 2を再計算正規化値E−とする(S4161)。E−がX−のA2倍より小さいかを確認する(S4162)。A2は、E−が矛盾する値となっていないかを確認するための定数であり、例えばA2=1である。ステップS4162がYesの場合処理を終了し、ステップS4162がNoの場合、再計算正規化値E−を量子化正規化値X−に置き換え(S4163)、処理を終了する。 (S4158). E - 1 is E - large or confirms than 1 times 2 A (S4159). A 1 is an adjustment constant serving as a reference for selecting which candidate, and for example, A 1 = 0.5. If step S4159 is Yes, the first recalculated E - 1 recalculates normalized value E - and then (S4160), if the step S4159 is No, the second recalculated E - 2 recalculation normalized value E - (S4161). It is confirmed whether E − is smaller than A 2 times X − (S4162). A 2 is a constant for confirming whether E − has a contradictory value, and for example, A 2 = 1. Step S4162 is finished processing cases Yes, the case step S4162 is No, the recalculation normalized value E - quantized normalized value X - replaced (S4163), the process ends.
図14は再計算正規化値E−を求める別の処理フローの例である。このフローでは値が0の第1量子化信号の数を再度計算している。k=0、m=0、tmp=0、tmp2=0として処理を始める。kがL(周波数領域信号X(k)の数)よりも小さいかを確認する(S4151)。ステップS4151がYesの場合、mがMより小さいことを確認する(S4152)。ステップS4152がYesの場合、mがThより小さいことを確認する(S4153)。ステップS4153がYesの場合、X^(k)が0かを確認する(S4154)。ステップS4154がYesの場合、mの値を1つ増加させる(S4155)。ステップS4152、S4153、S4154がNoの場合、tmpに|X^(k)|2を加算し、tmp2に|X^(k)|を加算する(S4156)。kの値を1つ増加させ(S4157)、ステップS4151に戻る。S4151がNoの場合、第1再計算値E− 1と第2再計算値E− 2を FIG. 14 is an example of another processing flow for obtaining the recalculated normalization value E − . In this flow, the number of first quantized signals having a value of 0 is calculated again. The process is started with k = 0, m = 0, tmp = 0, and tmp2 = 0. It is confirmed whether k is smaller than L (number of frequency domain signals X (k)) (S4151). If step S4151 is Yes, it is confirmed that m is smaller than M (S4152). If step S4152 is Yes, it is confirmed that m is smaller than Th (S4153). When step S4153 is Yes, it is confirmed whether X ^ (k) is 0 (S4154). When step S4154 is Yes, the value of m is increased by 1 (S4155). When Steps S4152, S4153, and S4154 are No, | X ^ (k) | 2 is added to tmp, and | X ^ (k) | is added to tmp2 (S4156). The value of k is incremented by 1 (S4157), and the process returns to step S4151. When S4151 is No, the first recalculated value E - 1 and the second recalculated value E - 2 are
のように求める(S4158’)。ステップS4159からS4163までの処理は図13と同じである。図13の処理フローでも、図14の処理フローでも、第1再計算値E− 1は、量子化正規化値X−の二乗に周波数領域信号X(k)の数Lを乗算し、乗算結果から第1量子化信号X^(k)のパワー|X^(k)|2の合計を減算し、減算結果を値が0の第1量子化信号の数Mで除算し、除算結果の平方根を第1再計算値E− 1としている。また、第2再計算値E− 2は、量子化正規化値X−に周波数領域信号X(k)の数Lを乗算し、乗算結果から第1量子化信号X^(k)の絶対値|X^(k)|の合計を減算し、減算結果を値が0の第1量子化信号の数Mで除算し、除算結果を第2再計算値E− 2としている。 (S4158 ′). The processing from step S4159 to S4163 is the same as that in FIG. In the processing flow of FIG. 13, in the processing flow of FIG. 14, the first recalculated E - 1 is quantized normalized values X - multiplied by the number L of the frequency domain signal X (k) to the square of the multiplication result Is subtracted from the sum of the powers | X ^ (k) | 2 of the first quantized signal X ^ (k), and the subtraction result is divided by the number M of first quantized signals having a value of 0, and the square root of the division result Is the first recalculated value E - 1 . The second recalculated E - 2 is quantized normalized values X - multiplied by the number L of the frequency domain signal X (k), the absolute value of the first quantized signal X ^ (k) from the multiplication result The total of | X ^ (k) | is subtracted, the subtraction result is divided by the number M of first quantized signals having a value of 0, and the division result is taken as a second recalculated value E - 2 .
その他の構成は、符号化器300、復号器300’と同じである。このような構成なので、本変形例の符号化方法と復号方法によれば、実施例2の符号化方法と復号方法と同じ効果が得られる。そして、再計算正規化値E−をより精度良く計算できるので、正規化の精度が向上し、さらに効率的にベクトル量子化できる。 Other configurations are the same as those of the encoder 300 and the decoder 300 ′. With such a configuration, according to the encoding method and decoding method of the present modification, the same effects as the encoding method and decoding method of the second embodiment can be obtained. The recalculation normalized value E - since the can more accurately calculated, and improves the accuracy of the normalization, can more efficiently vector quantization.
実験結果
実施例2変形例の方法での効果を確認するため、実験を行った。図15は音声のみを対象とするときの実験結果を示す図、図16は背景に音楽が流れているときの音声に対する実験結果を示す図、図17は雑音が含まれているときの音声に対する実験結果を示す図である。各図とも、横軸は時間、縦軸は次式に示すSN比を示しており、大きい値ほど品質がよい。
Experimental Results An experiment was conducted to confirm the effect of the method of the second embodiment. FIG. 15 is a diagram showing experimental results when only audio is targeted, FIG. 16 is a diagram showing experimental results with respect to audio when music is flowing in the background, and FIG. 17 is for audio when noise is included. It is a figure which shows an experimental result. In each figure, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the S / N ratio shown in the following equation. The larger the value, the better the quality.
また、点線は従来の方法で符号化、復号した場合、実線は実施例2変形例の方法で符号化、復号した場合を示している。なお、第1符号化対象信号は、MDCT(Modified Discrete Cosine Transform)で周波数領域に変換された周波数領域信号である。どの実験結果でも、本発明の品質の方がよいことが分かる。このことからも、本発明が限られたビット数での効率的なベクトル量子化を実現できることが分かる。 A dotted line indicates a case where encoding and decoding are performed by the conventional method, and a solid line indicates a case where encoding and decoding are performed by the method of the second embodiment. The first encoding target signal is a frequency domain signal converted into the frequency domain by MDCT (Modified Discrete Cosine Transform). Any experimental result shows that the quality of the present invention is better. This also shows that the present invention can realize efficient vector quantization with a limited number of bits.
プログラムなど
また、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
また、上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。
The various processes described above, such as a program, are not only executed in time series according to the description, but may also be executed in parallel or individually as required by the processing capability of the apparatus that executes the process. Needless to say, other modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
Further, when the above-described configuration is realized by a computer, processing contents of functions that each device should have are described by a program. The processing functions are realized on the computer by executing the program on the computer.
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. As the computer-readable recording medium, for example, any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory may be used.
The program is distributed by selling, transferring, or lending a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM in which the program is recorded. Furthermore, the program may be distributed by storing the program in a storage device of the server computer and transferring the program from the server computer to another computer via a network.
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP(Application Service Provider)型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの(コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等)を含むものとする。 A computer that executes such a program first stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. When executing the process, the computer reads a program stored in its own recording medium and executes a process according to the read program. As another execution form of the program, the computer may directly read the program from a portable recording medium and execute processing according to the program, and the program is transferred from the server computer to the computer. Each time, the processing according to the received program may be executed sequentially. Also, the program is not transferred from the server computer to the computer, and the above-described processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes the processing function only by the execution instruction and result acquisition. It is good. Note that the program in this embodiment includes information that is used for processing by an electronic computer and that conforms to the program (data that is not a direct command to the computer but has a property that defines the processing of the computer).
また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。 In this embodiment, the present apparatus is configured by executing a predetermined program on a computer. However, at least a part of these processing contents may be realized by hardware.
100、200、300、400 符号化器
100’、200’、300’、400’ 復号器
101 周波数領域変換部
102 正規化値計算部
103 正規化値量子化部
104 第1ベクトル量子化部
105 誤差計算部
106、206、306 第2ベクトル量子化部
107 正規化値復号部
108 第1ベクトル復号部
109、209、309 第2ベクトル復号部
110 誤差修正部
111 時間領域変換部
212 抽出部
213 M値計算部
214 再構成部
315、316、415、416 正規化値再計算部
100, 200, 300, 400 Encoder 100 ′, 200 ′, 300 ′, 400 ′
Claims (9)
値が0の前記第1量子化信号に対応する前記第1符号化対象信号だけで、第2符号化対象信号を生成する抽出ステップと、
前記第2符号化対象信号または前記第2符号化対象信号に対応した信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して第2ベクトル量子化インデックスを求める第2ベクトル量子化ステップと、
を有する符号化方法。 A signal sample to be encoded for each predetermined number of samples (hereinafter referred to as “first encoding target signal”) or a first quantized signal obtained by vector quantization of a plurality of samples of signals corresponding to the first encoding target signal. And a first vector quantization step for obtaining a first vector quantization index corresponding to the first quantized signal;
An extraction step of generating a second encoding target signal using only the first encoding target signal corresponding to the first quantized signal having a value of 0;
A second vector quantization step of obtaining a second vector quantization index by vector-quantizing a plurality of samples of the second encoding target signal or a signal corresponding to the second encoding target signal;
An encoding method comprising:
前記第1符号化対象信号の正規化値を求める正規化値計算ステップと、
前記正規化値を量子化し、正規化値量子化インデックスと量子化正規化値を求める正規化値量子化ステップと、
前記量子化正規化値をX−、前記所定サンプル数をL、前記第1量子化信号のパワーの合計をtmp、値が0の前記第1量子化信号の数をM、再計算正規化値E−とするときに、
も有し、
前記第1ベクトル量子化ステップは、前記量子化正規化値を用いて前記第1符号化対象信号を正規化して正規化第1符号化対象信号を求め、前記正規化第1符号化対象信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、前記第1ベクトル量子化インデックスと前記第1量子化信号を求め、
前記第2ベクトル量子化ステップは、前記再計算正規化値を用いて前記第2符号化対象信号を正規化して正規化第2符号化対象信号を求め、前記正規化第2符号化対象信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、前記第2ベクトル量子化インデックスを求める
ことを特徴とする符号化方法。 The encoding method according to claim 1, comprising:
A normalized value calculating step for obtaining a normalized value of the first encoding target signal;
A normalized value quantization step of quantizing the normalized value to obtain a normalized value quantization index and a quantized normalized value;
The quantization normalized value is X − , the predetermined number of samples is L, the total power of the first quantized signal is tmp, the number of the first quantized signals having a value of 0 is M, and a recalculated normalized value E - when the,
The first vector quantization step normalizes the first encoding target signal using the quantized normalized value to obtain a normalized first encoding target signal, and determines the normalized first encoding target signal as A plurality of samples are vector-quantized to obtain the first vector quantization index and the first quantized signal,
The second vector quantization step normalizes the second encoding target signal using the recalculated normalization value to obtain a normalized second encoding target signal, and determines the normalized second encoding target signal as A coding method, wherein a plurality of samples are vector-quantized to obtain the second vector quantization index.
前記第1符号化対象信号の正規化値を求める正規化値計算ステップと、
前記正規化値を量子化し、正規化値量子化インデックスと量子化正規化値を求める正規化値量子化ステップと、
前記量子化正規化値をX−、前記所定サンプル数をL、前記第1量子化信号のパワーの合計をtmp、前記第1量子化信号の絶対値の合計をtmp2、値が0の前記第1量子化信号の数をM、第1再計算値をE− 1、第2再計算値をE− 2とするときに、
前記第1再計算値と前記第2再計算値と前記量子化正規化値のいずれかを再計算正規化値とする正規化値再計算ステップ
も有し、
前記第1ベクトル量子化ステップは、前記量子化正規化値を用いて前記第1符号化対象信号を正規化して正規化第1符号化対象信号を求め、前記正規化第1符号化対象信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、前記第1ベクトル量子化インデックスと前記第1量子化信号を求め、
前記第2ベクトル量子化ステップは、前記再計算正規化値を用いて前記第2符号化対象信号を正規化して正規化第2符号化対象信号を求め、前記正規化第2符号化対象信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して、前記第2ベクトル量子化インデックスを求める
ことを特徴とする符号化方法。 The encoding method according to claim 1, comprising:
A normalized value calculating step for obtaining a normalized value of the first encoding target signal;
A normalized value quantization step of quantizing the normalized value to obtain a normalized value quantization index and a quantized normalized value;
The quantized normalization value X -, the predetermined number of samples L, and total power of the first quantized signal tmp, the first tmp2 the sum of the absolute values of the quantized signal, the value of 0 first When the number of 1 quantized signals is M, the first recalculation value is E - 1 and the second recalculation value is E - 2 ,
A normalized value recalculation step in which any one of the first recalculated value, the second recalculated value, and the quantized normalized value is a recalculated normalized value;
The first vector quantization step normalizes the first encoding target signal using the quantized normalized value to obtain a normalized first encoding target signal, and determines the normalized first encoding target signal as A plurality of samples are vector-quantized to obtain the first vector quantization index and the first quantized signal,
The second vector quantization step normalizes the second encoding target signal using the recalculated normalization value to obtain a normalized second encoding target signal, and determines the normalized second encoding target signal as A coding method, wherein a plurality of samples are vector-quantized to obtain the second vector quantization index.
前記第1ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第1復号量子化信号を求める第1ベクトル復号ステップと、
前記第2ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第2復号量子化信号を求める第2ベクトル復号ステップと、
前記第1復号量子化信号の値が0以外の場合は前記第1復号量子化信号の値を復号信号の値とし、前記第1復号量子化信号の値が0の場合は前記第2復号量子化信号の値を復号信号の値とする再構成ステップと
を有する復号方法。 A decoding method for obtaining a decoded signal from a code including a first vector quantization index and a second vector quantization index,
A first vector decoding step of obtaining a first decoded quantized signal from a signal corresponding to the first vector quantization index ;
Before SL signal corresponding to the second vector quantization index and the second vector decoding step of obtaining a second decoded quantized signal,
When the value of the first decoded quantized signal is other than 0, the value of the first decoded quantized signal is the value of the decoded signal. When the value of the first decoded quantized signal is 0, the second decoded quantized signal A decoding method comprising: a reconstruction step in which the value of the coded signal is the value of the decoded signal.
前記符号には正規化値量子化インデックスも含まれており、
前記正規化値量子化インデックスに対応する復号量子化正規化値を求める正規化値復号ステップと、
値が0の前記第1復号量子化信号の数Mを求めるM値計算ステップと、
前記復号量子化正規化値をX−、前記第1復号量子化信号の数をL、前記第1復号量子化信号のパワーの合計をtmp、値が0の前記第1復号量子化信号の数をM、再計算正規化値E−とするときに、
も有し、
前記第1ベクトル復号ステップは、前記第1ベクトル量子化インデックスに対応した正規化第1復号量子化信号を求め、前記正規化第1復号量子化信号と前記復号量子化正規化値を用いて前記第1復号量子化信号を求め、
前記第2ベクトル復号ステップは、前記第2ベクトル量子化インデックスに対応した正規化第2復号量子化信号を求め、前記正規化第2復号量子化信号と前記再計算正規化値を用いて前記第2復号量子化信号を求める
ことを特徴とする復号方法。 The decoding method according to claim 4, wherein
The code also includes a normalized value quantization index,
A normalized value decoding step of obtaining a decoded quantization normalized value corresponding to the normalized value quantization index;
An M value calculation step for obtaining the number M of the first decoded quantized signals having a value of 0;
The decoded quantized normalized value is X − , the number of the first decoded quantized signals is L, the total power of the first decoded quantized signals is tmp, and the number of the first decoded quantized signals is 0. Is M and the recalculated normalization value E −
The first vector decoding step obtains a normalized first decoded quantized signal corresponding to the first vector quantization index, and uses the normalized first decoded quantized signal and the decoded quantized normalized value. Obtaining a first decoded quantized signal;
The second vector decoding step obtains a normalized second decoded quantized signal corresponding to the second vector quantization index, and uses the normalized second decoded quantized signal and the recalculated normalized value. 2. A decoding method characterized by obtaining a decoded quantized signal.
前記符号には正規化値量子化インデックスも含まれており、
前記正規化値量子化インデックスに対応する復号量子化正規化値を求める正規化値復号ステップと、
値が0の前記第1復号量子化信号の数Mを求めるM値計算ステップと、
前記復号量子化正規化値をX−、前記第1復号量子化信号の数をL、前記第1復号量子化信号のパワーの合計をtmp、前記第1量子化信号の絶対値の合計をtmp2、値が0の前記第1復号量子化信号の数をM、第1再計算値をE− 1、第2再計算値をE− 2とするときに、
前記第1再計算値と前記第2再計算値と前記復号量子化正規化値のいずれかを再計算正規化値とする正規化値再計算ステップ
も有し、
前記第1ベクトル復号ステップは、前記第1ベクトル量子化インデックスに対応した正規化第1復号量子化信号を求め、前記正規化第1復号量子化信号と前記復号量子化正規化値を用いて前記第1復号量子化信号を求め、
前記第2ベクトル復号ステップは、前記第2ベクトル量子化インデックスに対応した正規化第2復号量子化信号を求め、前記正規化第2復号量子化信号と前記再計算正規化値を用いて前記第2復号量子化信号を求める
ことを特徴とする復号方法。 The decoding method according to claim 4, wherein
The code also includes a normalized value quantization index,
A normalized value decoding step of obtaining a decoded quantization normalized value corresponding to the normalized value quantization index;
An M value calculation step for obtaining the number M of the first decoded quantized signals having a value of 0;
The decoded quantization normalized value is X − , the number of the first decoded quantized signals is L, the total power of the first decoded quantized signals is tmp, and the total absolute value of the first quantized signals is tmp 2 , the number of the first decoded quantized signal values are 0 M, the first recalculated E - 1, the second recalculated E - when a 2,
A normalized value recalculation step in which any one of the first recalculated value, the second recalculated value, and the decoded quantized normalized value is a recalculated normalized value;
The first vector decoding step obtains a normalized first decoded quantized signal corresponding to the first vector quantization index, and uses the normalized first decoded quantized signal and the decoded quantized normalized value. Obtaining a first decoded quantized signal;
The second vector decoding step obtains a normalized second decoded quantized signal corresponding to the second vector quantization index, and uses the normalized second decoded quantized signal and the recalculated normalized value. 2. A decoding method characterized by obtaining a decoded quantized signal.
値が0の前記第1量子化信号に対応する前記第1符号化対象信号だけで、第2符号化対象信号を生成する抽出部と、
前記第2符号化対象信号または前記第2符号化対象信号に対応した信号を複数サンプル纏めてベクトル量子化して第2ベクトル量子化インデックスを求める第2ベクトル量子化部、
を備える符号化器。 A signal sample to be encoded for each predetermined number of samples (hereinafter referred to as “first encoding target signal”) or a first quantized signal obtained by vector quantization of a plurality of samples of signals corresponding to the first encoding target signal. And a first vector quantization unit for obtaining a first vector quantization index corresponding to the first quantized signal;
An extraction unit that generates a second encoding target signal only with the first encoding target signal corresponding to the first quantized signal having a value of 0;
A second vector quantization unit for obtaining a second vector quantization index by vector-quantizing a plurality of samples of the second encoding target signal or a signal corresponding to the second encoding target signal;
An encoder comprising:
前記第1ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第1復号量子化信号を求める第1ベクトル復号部と、
前記第2ベクトル量子化インデックスに対応した信号から第2復号量子化信号を求める第2ベクトル復号部と、
前記第1復号量子化信号の値が0以外の場合は前記第1復号量子化信号の値を復号信号の値とし、前記第1復号量子化信号の値が0の場合は前記第2復号量子化信号の値を復号信号の値とする再構成部
を備える復号器。 A decoder for obtaining a decoded signal from a code including a first vector quantization index and a second vector quantization index,
A first vector decoding unit for obtaining a first decoded quantized signal from a signal corresponding to the first vector quantization index ;
Before SL signal corresponding to the second vector quantization index and the second vector decoding unit for obtaining a second decoded quantized signal,
When the value of the first decoded quantized signal is other than 0, the value of the first decoded quantized signal is the value of the decoded signal. When the value of the first decoded quantized signal is 0, the second decoded quantized signal A decoder comprising: a reconstruction unit that uses the value of the coded signal as the value of the decoded signal.
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