JP5400880B2 - 符号化方法、復号方法、それら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
符号化装置100は、フレーム構成部1010、信号符号化部1030、信号復号部1031、ローカルデコード係数探索部1000、符号多重化部1040を備える。フレーム構成部1010は、マイクロフォンなどのセンサを用いて収録した音響信号を、デジタル形式にした音響信号サンプルにし、一定数Lの音響信号サンプルを纏めてフレームを構成する。そして、フレーム単位で時間周波数変換を行い、一定数Lの音響信号サンプルに対応する周波数領域信号列S[k](k=0,…,L−1)を出力する(S1010)。時間周波数変換として、離散フーリエ変換や離散コサイン変換、修正離散コサイン変換(以下、「MDCT」と呼ぶ。)などを用いる。図6はこれらの時間周波数変換のイメージを示している。本実施例では周波数領域信号列が、符号化の対象となる信号列(以下、「符号化対象信号列」と呼ぶ。)である。したがって、本実施例ではフレーム構成部1010が符号化対象信号列生成部1012に相当する。
S・ τ[k]=S^[−L−τ+k]
のように求めればよい(図7参照)。
復号装置200は、符号分離部2041、信号復号部2031、ローカルデコード係数複製部2100、周波数時間変換部2021、重畳加算部2011を備える。なお、周波数時間変換部2021と重畳加算部2011をあわせて、復元信号生成部2012と呼ぶ。符号分離部2041は、受信信号から符号インデクスIcと複製シフト情報τrとを読み出し、出力する(S2041)。信号復号部2031は、符号インデクスIcを復号し、復号信号列S^[k](k=0,…,L−1)を出力する(S2031)。
S・ τ[k]=S^[−L−τ+k]
のように求めればよい。
[変形例]
図8、9に、符号化対象信号列をフレーム単位の時間領域の信号列とした場合の機能構成と処理フローを示す。図8Aは符号化装置の機能構成例、図8Bは復号装置の機能構成例、図9Aは符号化装置の処理フロー例、図9Bは復号装置の処理フロー例を示している。
符号化装置150は、フレーム構成部1010、信号符号化部1030、信号復号部1031、ローカルデコード係数探索部1500、符号多重化部1540を備える。フレーム構成部1010、信号符号化部1030、信号復号部1031は、実施例1の符号化装置100と同じである。
復号装置250は、符号分離部2541、信号復号部2031、ローカルデコード係数複製部2500、周波数時間変換部2021、重畳加算部2011を備える。なお、周波数時間変換部2021と重畳加算部2011をあわせて、復元信号生成部2012と呼ぶ。符号分離部2541は、受信信号から符号インデクスIcと複製シフト情報τrと複製判定フラグFlagdを読み出し、出力する(S2541)。信号復号部2031は、実施例1と同じである。
以上のような構成により、復号信号列と符号化対象信号列の誤差が大きい場合に符号化歪の低減を行うことができる。
符号化装置300は、フレーム構成部1010、サブバンド分割部3050、信号符号化部3030、信号復号部3031、ローカルデコード係数探索部3000、符号多重化部1540を備える。フレーム構成部1010、符号多重化部1540は、実施例2の符号化装置150と同じである。サブバンド分割部3050は、図17Aに示すように、周波数領域信号列S[k](k=0,…,L−1)を複数のサブバンド周波数領域信号列S(w)[k](w=0,…,W−1、k=0,…,L’−1)に分割する(S3050)。Wは分割する数、L’はサブバンド周波数領域信号列に含まれる信号の数を示している。図17Aは、W=4,L=4L’の例を示している。また、以下では、S(w)[k]を何番目のサブバンド周波数領域信号列であるかを示したいときには「第wサブバンド周波数領域信号列」と呼び、何番目なのかを特定する必要がないときには単に「サブバンド周波数領域信号列」と呼ぶ。本実施例では、サブバンド周波数領域信号列が符号化対象信号列である。
復号装置400は、符号分離部4041、信号復号部4031、ローカルデコード係数複製部4100、サブバンド結合部4051、周波数時間変換部2021、重畳加算部2011を備える。なお、サブバンド結合部4051と周波数時間変換部2021と重畳加算部2011をあわせて、復元信号生成部4012と呼ぶ。符号分離部4041は、受信信号から符号インデクスIc (w)と複製シフト情報τr (w)と複製判定フラグFlagd (w)を読み出し、出力する(S4041)。信号復号部4031は、符号インデクスIc (w)を復号し、サブバンド復号信号列S^(w)[k](k=0,…,L’−1)を出力する(S4031)。
図20、21に、符号化対象信号列をサブフレーム単位の時間領域の信号列とした場合の機能構成と処理フローを示す。図20Aは符号化装置の機能構成例、図20Bは復号装置の機能構成例、図21Aは符号化装置の処理フロー例、図21Bは復号装置の処理フロー例を示している。
符号化装置500は、フレーム構成部1010、サブバンド分割部3050、信号符号化部5030、信号復号部5031、ローカルデコード係数探索部5000、符号多重化部5040を備える。フレーム構成部1010とサブバンド分割部3050は、実施例3の符号化装置300と同じである。
第一ローカル復号部5034は、第一信号符号インデクスIAを復号し、第wサブバンド第一復号パラメータ(w=0,…,W−1)を出力する。例えば、第一符号化部5033で第wサブバンド平均振幅指標A〜[w]を符号化した場合、第一ローカル復号部5034は、第wサブバンド第一復号パラメータとして第wサブバンド復号平均振幅指標A^[w](w=0,…,W−1)を出力する。
次に第wサブバンド聴覚的重要度ip[w]とビット割当テーブルRを利用した二分探索法により、第wサブバンドの割当ビット情報B[w]を出力する。動的ビット割当では、“water Level”を以下の式に基づく二分探索により選択し、“water Level λ”と第wサブバンド聴覚的重要度ip[w]を利用して次式の第wサブバンド割当ビット情報B[w]を算出する。
復号装置600は、符号分離部6041、信号復号部6031、ローカルデコード係数複製部6100、サブバンド結合部4051、周波数時間変換部2021、重畳加算部2011を備える。なお、サブバンド結合部4051と周波数時間変換部2021と重畳加算部2011をあわせて、復元信号生成部4012と呼ぶ。符号分離部6041は、受信信号から符号インデクスIcと複製シフト情報τr (w)を読み出し、出力する(S6041)。信号復号部6031は、符号インデクスIcを復号し、復号信号列S^(w)[k](k=0,…,L’−1)と割当ビット情報B[w]を出力する(S6031)。信号復号部6031の処理手順は、信号復号部5031と同じである。
以上の構成により、本本実施例の符号化装置、復号装置も実施例3と同様の効果が得られる。
図29、30に、符号化対象信号列をサブフレーム単位の時間領域の信号列とした場合の機能構成と処理フローを示す。図29Aは符号化装置の機能構成例、図29Bは復号装置の機能構成例、図30Aは符号化装置の処理フロー例、図30Bは復号装置の処理フロー例を示している。
符号化装置700は、フレーム構成部1010、サブバンド分割部3050、信号符号化部7030、信号復号部7031、ローカルデコード係数探索部5000、符号多重化部7040を備える。フレーム構成部1010とサブバンド分割部3050は、実施例3の符号化装置300や実施例4の符号化装置500と同じである。
復号装置800は、符号分離部8041、信号復号部8032、ローカルデコード係数複製部6100、サブバンド結合部4051、周波数時間変換部2021、重畳加算部2011を備える。なお、サブバンド結合部4051と周波数時間変換部2021と重畳加算部2011をあわせて、復元信号生成部4012と呼ぶ。符号分離部8041は、受信信号から第一信号符号インデクスIAと第二信号符号インデクスIB (w)を読み出し、出力する(S8041)。
以上の構成により、本実施例の符号化装置、復号装置も実施例4と同様の効果が得られる。
本変形例では、動的ビット割当部5035に動的ビット再割当部9060を組合せる。符号化装置の構成例を図31、復号装置の構成例を図32、符号化装置の処理フローを図35A、復号装置の処理フローを図35Bに示す。図37は信号符号化部の構成例、図38Aは符号化装置内の信号復号部の構成例、図38Bは復号装置内の信号復号部の構成例を示している。図39は動的ビット再割当部9060の処理手順を示す図である。
図40〜図42に、符号化対象信号列をサブフレーム単位の時間領域の信号列とした場合の機能構成と処理フローを示す。図40は符号化装置の機能構成例、図41は復号装置の機能構成例、図42Aは符号化装置の処理フロー例、図42Bは復号装置の処理フロー例を示している。
200、250、400、600、800、950 復号装置
1000、1500、3000、5000 ローカルデコード係数探索部
1001、1501、2001、3001、5001、6001 複製判定部
1002、3002 複製シフト候補信号列生成部
1003、1503、3003 距離計算部
1004、3004 距離最小シフト量検出部
1010 フレーム構成部
1012、3012 符号化対象信号列生成部
1030、3030、5030、7030、9030 信号符号化部
1031、2031、3031、4031、5031、6031、7031、8032 信号復号部
1040、1540、5040、7040 符号多重化部
2002、4002 複製シフト信号列生成部
2006、2506、4005 補完復号信号列生成部
2011 重畳加算部
2012、4012 復元信号生成部
2021 周波数時間変換部
2041、2541、4041、6041、8041 符号分離部
2100、2500、4100、6100 ローカルデコード係数複製部
3050 サブバンド分割部 4051 サブバンド結合部
5032 パラメータ計算部 5033 第一符号化部
5034、8043 第一ローカル復号部 5035 動的ビット割当部
5036 第二符号化部 5037 ローカル符号多重化部
5038 ローカル符号分離部 5039、8042 第二復号部
5044 復号パラメータ処理部 9060 動的ビット再割当部
Claims (12)
- 周波数領域信号列を複数に分割して得られた各サブバンドのサブバンド周波数領域信号列に対して割当ビット数を算出するステップと、
割当ビット数が所定の閾値以下でない各サブバンドについて、上記各サブバンドのサブバンド周波数領域信号列に対応する符号インデクスと、その符号インデクスに対応する復号信号列とを出力するステップと、
割当ビット数が所定の閾値以下である各サブバンドについて、予め定められた複数の信号シフト量の候補値のうち、上記各サブバンドのサブバンド周波数領域信号列と、上記各サブバンドのサブバンド周波数領域信号列とは信号シフト量の候補値だけ周波数領域でのサンプル番号が異なる上記各サブバンド以外のサブバンドの復号信号列との相関が最大又は距離が最小となる信号シフト量を求め、シフト情報として出力するステップと、
を含む符号化方法。 - 時間領域信号列を複数に分割して得られた各サブフレームのサブフレーム時間領域信号列に対して割当ビット数を算出するステップと、
割当ビット数が所定の閾値以下でない各サブフレームについて、上記各サブフレームの時間領域のサブフレーム信号列に対応する符号インデクスと、その符号インデクスに対応する復号信号列と出力するステップと、
割当ビット数が所定の閾値以下である各サブフレームについて、予め定められた複数の信号シフト量の候補値のうち、上記各サブフレームのサブフレーム時間領域信号列と、上記各サブフレームのサブフレーム時間領域信号列とは信号シフト量の候補値だけ時間領域でのサンプル番号が異なる上記各サブフレーム以外のサブフレームの復号信号列との相関が最大又は距離が最小となる信号シフト量を求め、シフト情報として出力するステップと、
を含む符号化方法。 - 各サブバンドの符号インデクスを復号し、上記各サブバンドのサブバンド復号信号列を出力するステップと、
上記各サブバンドのサブバンド複製シフト信号列を生成する場合には、上記各サブバンドのシフト情報が示すシフト量だけ、上記各サブバンド以外のサブバンドのサブバンド復号信号列について周波数領域でのサンプル番号を異ならせて得られる信号列を上記各サブバンドのサブバンド複製シフト信号列として生成するステップと、
上記各サブバンドについてサブバンド複製シフト信号列を生成する場合には、上記生成されたサブバンド複製シフト信号列を上記各サブバンドのサブバンド補完復号信号列として出力し、上記各サブバンドについてサブバンド複製シフト信号列を生成しない場合には、上記各サブバンドのサブバンド復号信号列を上記各サブバンドのサブバンド補完復号信号列として出力するステップと、
各サブバンドのサブバンド補完復号信号列を結合して周波数領域の補完復号信号列を生成し、この周波数領域の補完復号信号列を時間領域に変換して、復号音響信号を生成するステップと、
を含む復号方法。 - 請求項3の復号方法において、
複製判定フラグに基づいて、上記各サブバンドについてサブバンド複製シフト信号列を上記各サブバンドのサブバンド復号信号列を用いて生成するか判定するステップを更に含む、
復号方法。 - 各サブフレームの符号インデクスを復号し、上記各サブフレームのサブフレーム復号信号列を出力するステップと、
上記各サブフレームのサブフレーム複製シフト信号列を生成する場合には、上記各サブフレームのシフト情報が示すシフト量だけ、上記各サブフレーム以外のサブフレームのサブフレーム復号信号列について時間領域でのサンプル番号を異ならせて得られる信号列を上記各サブフレームのサブフレーム複製シフト信号列として生成するステップと、
上記各サブフレームについてサブフレーム複製シフト信号列を生成する場合には、上記生成されたサブフレーム複製シフト信号列を上記各サブフレームのサブフレーム補完復号信号列として出力し、上記各サブフレームについてサブフレーム複製シフト信号列を生成しない場合には、上記各サブフレームのサブフレーム復号信号列を上記各サブフレームのサブフレーム補完復号信号列として出力するステップと、
各サブフレームのサブフレーム補完復号信号列を結合して、復号音響信号を生成するステップと、
を含む復号方法。 - 周波数領域信号列を複数に分割して得られた各サブバンドのサブバンド周波数領域信号列に対して割当ビット数を算出する手段と、
割当ビット数が所定の閾値以下でない各サブバンドについて、上記各サブバンドのサブバンド周波数領域信号列に対応する符号インデクスと、その符号インデクスに対応する復号信号列とを出力する手段と、
割当ビット数が所定の閾値以下である各サブバンドについて、予め定められた複数の信号シフト量の候補値のうち、上記各サブバンドのサブバンド周波数領域信号列と、上記各サブバンドのサブバンド周波数領域信号列とは信号シフト量の候補値だけ周波数領域でのサンプル番号が異なる上記各サブバンド以外のサブバンドの復号信号列との相関が最大又は距離が最小となる信号シフト量を求め、シフト情報として出力する手段と、
を含む符号化装置。 - 時間領域信号列を複数に分割して得られた各サブフレームのサブフレーム時間領域信号列に対して割当ビット数を算出する手段と、
割当ビット数が所定の閾値以下でない各サブフレームについて、上記各サブフレームの時間領域のサブフレーム信号列に対応する符号インデクスと、その符号インデクスに対応する復号信号列とを出力する手段と、
割当ビット数が所定の閾値以下である各サブフレームについて、予め定められた複数の信号シフト量の候補値のうち、上記各サブフレームのサブフレーム時間領域信号列と、上記各サブフレームのサブフレーム時間領域信号列とは信号シフト量の候補値だけ時間領域でのサンプル番号が異なる上記各サブフレーム以外のサブフレームの復号信号列との相関が最大又は距離が最小となる信号シフト量を求め、シフト情報として出力する手段と、
を含む符号化装置。 - 各サブバンドの符号インデクスを復号し、上記各サブバンドのサブバンド復号信号列を出力する手段と、
上記各サブバンドのサブバンド複製シフト信号列を生成する場合には、上記各サブバンドのシフト情報が示すシフト量だけ、上記各サブバンド以外のサブバンドのサブバンド復号信号列をについて周波数領域でのサンプル番号を異ならせて得られる信号列を上記各サブバンドのサブバンド複製シフト信号列として生成する手段と、
上記各サブバンドについてサブバンド複製シフト信号列を生成する場合には、上記生成されたサブバンド複製シフト信号列を上記各サブバンドのサブバンド補完復号信号列として出力し、上記各サブバンドについてサブバンド複製シフト信号列を生成しない場合には、上記各サブバンドのサブバンド復号信号列を上記各サブバンドのサブバンド補完復号信号列として出力する手段と、
各サブバンドのサブバンド補完復号信号列を結合して周波数領域の補完復号信号列を生成し、この周波数領域の補完復号信号列を時間領域に変換して、復号音響信号を生成する手段と、
を含む復号装置。 - 請求項8の復号装置において、
複製判定フラグに基づいて、上記各サブバンドについてサブバンド複製シフト信号列を上記各サブバンドのサブバンド復号信号列を用いて生成するか判定する手段を更に含む、
復号装置。 - 各サブフレームの符号インデクスを復号し、上記各サブフレームのサブフレーム復号信号列を出力する手段と、
上記各サブフレームのサブフレーム複製シフト信号列を生成する場合には、上記各サブフレームのシフト情報が示すシフト量だけ、上記各サブフレーム以外のサブフレームのサブフレーム復号信号列について時間領域でのサンプル番号を異ならせして得られる信号列を上記各サブフレームのサブフレーム複製シフト信号列として生成する手段と、
上記各サブフレームについてサブフレーム複製シフト信号列を生成する場合には、上記生成されたサブフレーム複製シフト信号列を上記各サブフレームのサブフレーム補完復号信号列として出力し、上記各サブフレームについてサブフレーム複製シフト信号列を生成しない場合には、上記各サブフレームのサブフレーム復号信号列を上記各サブフレームのサブフレーム補完復号信号列として出力する手段と、
各サブフレームのサブフレーム補完復号信号列を結合して、復号音響信号を生成する手段と、
を含む復号装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラム。
- 請求項11のプログラムをコンピュータに実行させるためのコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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