JP5734519B2 - 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5734519B2 JP5734519B2 JP2014521423A JP2014521423A JP5734519B2 JP 5734519 B2 JP5734519 B2 JP 5734519B2 JP 2014521423 A JP2014521423 A JP 2014521423A JP 2014521423 A JP2014521423 A JP 2014521423A JP 5734519 B2 JP5734519 B2 JP 5734519B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- range
- samples
- correction amount
- gain correction
- gain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/02—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
- G10L19/032—Quantisation or dequantisation of spectral components
- G10L19/035—Scalar quantisation
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/3082—Vector coding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Description
本発明は、音声や音楽などの音響信号を少ない情報量で符号化するための技術に関し、より詳しくは、量子化精度を向上させる符号化技術に関する。
現在、音声や音楽などの音響信号を離散化したディジタルの入力信号を高能率に符号化する技術として、例えば、入力信号に含まれる5から200ms程度の一定間隔の各区間(フレーム)の入力信号系列を処理対象として、1フレームの入力信号系列に時間−周波数変換を適用して得られた周波数領域信号を符号化することが知られている。このような従来技術のうち、非特許文献1に開示されている符号化装置と復号装置の概要を図1に示す。
なお、非特許文献1によるとグローバルゲイン(正規化された入力信号系列の量子化精度に影響を及ぼすゲイン)の量子化値は時間領域で計算されている。しかし、時間領域における信号のエネルギーと周波数領域における信号のエネルギーは等しいため、グローバルゲインの量子化値を周波数領域で求めてもこの結果は時間領域におけるそれと異ならない。したがって、ここでは、グローバルゲインの量子化値およびその復号値を周波数領域で計算する場合を例示する。
以下、符号化装置での処理を説明する。
<周波数領域変換部101>
周波数領域変換部101には、時間領域の入力信号x(t)に含まれる連続する複数サンプルからなるフレーム単位の入力時間領域信号系列xF(t)が入力される。周波数領域変換部101は、1フレームの入力時間領域信号系列xF(t)に対応するL点(Lは、正整数で例えば256である)の周波数成分を入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]として出力する。ここで、tは離散時間のインデックス、ωは離散周波数のインデックスを表す。時間−周波数変換方法として、例えばMDCT(Modified Discrete Cosine Transform)またはDCT(Discrete Cosine Transform)を用いることができる。
周波数領域変換部101には、時間領域の入力信号x(t)に含まれる連続する複数サンプルからなるフレーム単位の入力時間領域信号系列xF(t)が入力される。周波数領域変換部101は、1フレームの入力時間領域信号系列xF(t)に対応するL点(Lは、正整数で例えば256である)の周波数成分を入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]として出力する。ここで、tは離散時間のインデックス、ωは離散周波数のインデックスを表す。時間−周波数変換方法として、例えばMDCT(Modified Discrete Cosine Transform)またはDCT(Discrete Cosine Transform)を用いることができる。
<正規化部102>
正規化部102には、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と、後述するゲイン制御部104で求められた入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分の量子化精度を決定するゲイン(以下、グローバルゲインという)gが入力される。正規化部102は、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分をグローバルゲインgでそれぞれ除することによって、もしくは入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分にグローバルゲインgの逆数をそれぞれ乗ずることによって、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の正規化を行い、正規化済み信号系列XQ(ω) [ω∈{0,…,L-1}]を出力する。
正規化部102には、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と、後述するゲイン制御部104で求められた入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分の量子化精度を決定するゲイン(以下、グローバルゲインという)gが入力される。正規化部102は、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分をグローバルゲインgでそれぞれ除することによって、もしくは入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分にグローバルゲインgの逆数をそれぞれ乗ずることによって、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の正規化を行い、正規化済み信号系列XQ(ω) [ω∈{0,…,L-1}]を出力する。
<量子化部103>
量子化部103には、正規化済み信号系列XQ(ω) [ω∈{0,…,L-1}]が入力される。量子化部103は、事前に定められた方法で正規化済み信号系列XQ(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の量子化を行い、正規化済み信号系列XQ(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分の量子化値による系列である量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]、および量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]に対応する符号である正規化信号符号を生成し、正規化信号符号のビット数(以下、消費ビット数という)を出力する。また、ゲイン制御部104から、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と正規化信号符号を出力する指令情報を受けた場合には、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と正規化信号符号を出力する。
量子化部103には、正規化済み信号系列XQ(ω) [ω∈{0,…,L-1}]が入力される。量子化部103は、事前に定められた方法で正規化済み信号系列XQ(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の量子化を行い、正規化済み信号系列XQ(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分の量子化値による系列である量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]、および量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]に対応する符号である正規化信号符号を生成し、正規化信号符号のビット数(以下、消費ビット数という)を出力する。また、ゲイン制御部104から、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と正規化信号符号を出力する指令情報を受けた場合には、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と正規化信号符号を出力する。
<ゲイン制御部104>
ゲイン制御部104には、消費ビット数が入力される。ゲイン制御部104は、消費ビット数が正規化信号符号に対して事前に割り当てられたビット数(以下、規定ビット数という)以下の最大値に近づくようにグローバルゲインgを調整し、調整後のグローバルゲインgを新たなグローバルゲインgとして出力する。グローバルゲインgの調整の一例として、消費ビット数が規定ビット数より大きい場合にはグローバルゲインgを大きくし、そうでなければグローバルゲインgを小さくする処理を例示できる。消費ビット数が規定ビット数以下の最大値となった場合には、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と正規化信号符号を出力する指令情報を量子化部103に対して出力する。
ゲイン制御部104には、消費ビット数が入力される。ゲイン制御部104は、消費ビット数が正規化信号符号に対して事前に割り当てられたビット数(以下、規定ビット数という)以下の最大値に近づくようにグローバルゲインgを調整し、調整後のグローバルゲインgを新たなグローバルゲインgとして出力する。グローバルゲインgの調整の一例として、消費ビット数が規定ビット数より大きい場合にはグローバルゲインgを大きくし、そうでなければグローバルゲインgを小さくする処理を例示できる。消費ビット数が規定ビット数以下の最大値となった場合には、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と正規化信号符号を出力する指令情報を量子化部103に対して出力する。
<グローバルゲイン符号化部105>
グローバルゲイン符号化部105には、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]が入力される。グローバルゲイン符号化部105は、予め設定されたグローバルゲインの量子化値の複数の候補のうち、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分とグローバルゲインの量子化値の候補との乗算値による系列と、の間の相関が最大または誤差が最小となるグローバルゲインの量子化値の候補g^に対応する符号をグローバルゲイン符号として出力する。
グローバルゲイン符号化部105には、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]が入力される。グローバルゲイン符号化部105は、予め設定されたグローバルゲインの量子化値の複数の候補のうち、入力周波数領域信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分とグローバルゲインの量子化値の候補との乗算値による系列と、の間の相関が最大または誤差が最小となるグローバルゲインの量子化値の候補g^に対応する符号をグローバルゲイン符号として出力する。
符号化装置の出力符号である正規化信号符号とグローバルゲイン符号は、復号装置に向けて送信され、復号装置に入力される。
以下、復号装置での処理を説明する。
<グローバルゲイン復号部106>
グローバルゲイン復号部106には、グローバルゲイン符号が入力される。グローバルゲイン復号部106は、グローバルゲイン符号化部105が行う符号化処理に対応する復号処理を適用して当該グローバルゲイン符号を復号し、復号グローバルゲインg^を出力する。
グローバルゲイン復号部106には、グローバルゲイン符号が入力される。グローバルゲイン復号部106は、グローバルゲイン符号化部105が行う符号化処理に対応する復号処理を適用して当該グローバルゲイン符号を復号し、復号グローバルゲインg^を出力する。
<正規化信号復号部107>
正規化信号復号部107には、正規化信号符号が入力される。正規化信号復号部107は、符号化装置の量子化部103で行われる符号化方法と対応する復号方法を適用して当該正規化信号符号を復号し、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]を出力する。
正規化信号復号部107には、正規化信号符号が入力される。正規化信号復号部107は、符号化装置の量子化部103で行われる符号化方法と対応する復号方法を適用して当該正規化信号符号を復号し、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]を出力する。
<復号周波数成分計算部108>
復号周波数成分計算部108には、復号グローバルゲインg^と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]が入力される。復号周波数成分計算部108は、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分と復号グローバルゲインg^とをそれぞれ乗算して得られる系列を復号周波数領域信号系列X^(ω) [ω∈{0,…,L-1}]として出力する。
復号周波数成分計算部108には、復号グローバルゲインg^と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]が入力される。復号周波数成分計算部108は、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の各成分と復号グローバルゲインg^とをそれぞれ乗算して得られる系列を復号周波数領域信号系列X^(ω) [ω∈{0,…,L-1}]として出力する。
<時間領域変換部109>
時間領域変換部109には、復号周波数領域信号系列X^(ω) [ω∈{0,…,L-1}]が入力される。時間領域変換部109は、復号周波数領域信号系列X^(ω) [ω∈{0,…,L-1}]に対して周波数−時間変換を適用して、フレーム単位の出力時間領域信号系列zF(t)を出力する。周波数−時間変換方法は、周波数領域変換部101で用いられた時間−周波数変換方法に対応する逆変換である。上述の例であれば、ここでの周波数−時間変換方法は、IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)またはIDCT(Inverse Discrete Cosine Transform)である。
時間領域変換部109には、復号周波数領域信号系列X^(ω) [ω∈{0,…,L-1}]が入力される。時間領域変換部109は、復号周波数領域信号系列X^(ω) [ω∈{0,…,L-1}]に対して周波数−時間変換を適用して、フレーム単位の出力時間領域信号系列zF(t)を出力する。周波数−時間変換方法は、周波数領域変換部101で用いられた時間−周波数変換方法に対応する逆変換である。上述の例であれば、ここでの周波数−時間変換方法は、IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)またはIDCT(Inverse Discrete Cosine Transform)である。
Guillaume Fuchs, Markus Multrus, Max Neuendorf and Ralf Geiger, "MDCT-BASED CODER FOR HIGHLY ADAPTIVE SPEECH AND AUDIO CODING," 17th European Signal Processing Conference (EUSIPCO 2009), Glasgow, Scotland, August 24-28, 2009.
上述のような符号化方法では、グローバルゲインを調整して正規化済み信号系列の量子化の粗さを適宜制御し、このことによって正規化信号符号の符号量である消費ビット数が規定ビット数以下の最大値となるように制御を行っている。このため、規定ビット数より消費ビット数が小さい場合は、正規化済み信号系列のために事前に割り当てられたビット数を十分に生かした符号化処理を行えていないという問題がある。
このような状況に鑑みて、本発明は、正規化済み信号系列の量子化精度を少ない符号量の増加で改善する符号化技術とその復号技術を提供することを目的とする。
本発明の一態様による符号化方法は、複数の入力信号サンプルにより構成される、フレーム単位の入力信号系列を符号化する符号化方法において、入力信号系列に含まれる各入力信号サンプルが正規化された信号による系列を符号化して得られる正規化信号符号と、正規化信号符号に対応する量子化正規化済み信号系列と、を得る正規化信号符号化ステップと、入力信号系列に対応するゲインである量子化グローバルゲインと、量子化グローバルゲインに対応するグローバルゲイン符号と、を得るグローバルゲイン符号化ステップと、量子化正規化済み信号系列を3つ以上の範囲に区分する区分ステップと、各区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量で量子化グローバルゲインを補正して得られるゲインを各区分された範囲ごとに量子化正規化済み信号系列の各サンプルの値に乗算して得られる信号系列と入力信号系列との相関が最大又は誤差が最小となるゲイン補正量を特定するためのゲイン補正量符号を得るゲイン補正量符号化ステップと、を有し、区分ステップにおける量子化正規化済み信号系列の区分は、入力された区分対象範囲を2つの範囲に区分する二区分ステップにより行われ、二区分ステップは、二区分ステップで得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行され、第1回目の二区分ステップは、量子化正規化済み信号系列を区分対象範囲とすることにより行われ、第2n回目(nは1以上の各整数)から第2n+1−1回目の二区分ステップのそれぞれは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2n個の範囲のうちの何れか1つの範囲を区分対象範囲とすることにより行われる。
本発明の一態様による復号方法は、フレーム単位の符号を復号して出力信号系列を得る復号方法において、符号に含まれる正規化信号符号を復号して復号正規化済み信号系列を得る正規化信号復号ステップと、符号に含まれるグローバルゲイン符号を復号して復号グローバルゲインを得るグローバルゲイン復号ステップと、復号正規化済み信号系列を3つ以上の範囲に区分する区分ステップと、符号に含まれるゲイン補正量符号を復号して得られる各区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量で復号グローバルゲインを補正して得られるゲインを各区分された範囲ごとに復号正規化済み信号系列の各サンプルの値にを乗算して得られる信号系列を出力信号系列として得る復元ステップと、を有し、区分ステップにおける復号正規化済み信号系列の区分は、入力された区分対象範囲を2つの範囲に区分する二区分ステップにより行われ、二区分ステップは、二区分ステップで得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行され、第1回目の二区分ステップは、復号正規化済み信号系列を区分対象範囲とすることにより行われ、第2n回目(nは1以上の各整数)から第2n+1−1回目の二区分ステップのそれぞれは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2n個の範囲のうちの何れか1つの範囲を区分対象範囲とすることにより行われる。
符号を要することなく符号化側と復号側で同一の方法でフレームを複数の範囲に区分し、複数の範囲のそれぞれにおいて、フレームの帯域全体に適用される量子化グローバルゲインを補正することによって、少ない符号量の増加でゲインの量子化精度が向上し、ミュージカルノイズや量子化ノイズなどに起因する音質劣化を軽減できる。
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。同一構成要素ないし同一処理には同一符号を割り当てて重複説明を省略する場合がある。なお、各実施形態で扱う音響信号は音声や楽音などの音響、映像などの信号である。ここでは音響信号が時間領域信号であることを想定しているが、必要に応じて周知技術によって時間領域信号を周波数領域信号に変換することも、或いは周波数領域信号を時間領域信号に変換することもできる。したがって、符号化処理の対象となる信号は、時間領域信号でも周波数領域信号でもよい(以下の説明では、説明を具体的にするため、周波数領域信号を扱う)。符号化処理の対象として入力される信号は複数のサンプルで構成される系列(サンプル系列)であり、符号化処理は通常、フレーム単位で実行されることから、処理対象の信号を入力信号系列と呼称することにする。
例えば図1に示す技術を参考にすると、入力信号系列X(ω) [ω∈{0,…,L-1}]に含まれる各成分、量子化グローバルゲインg^および量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]に含まれる各成分の間の関係は式(1)で表すことができる。ここで、egはグローバルゲインgと量子化グローバルゲインg^との量子化誤差を、eXQは正規化入力信号系列XQ(ω) [ω∈{0,…,L-1}]と量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]に含まれる対応する成分同士(同じωの値の成分同士)の量子化誤差を表している。
通常の量子化では、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]に対応する符号である正規化信号符号に消費される消費ビット数は入力信号系列に依存し、正規化信号符号用に予め定められた規定ビット数の一部が未使用のビットとして残る場合が多い。そこで、この残った一つまたは複数のビット(以下、未使用ビットという)を量子化誤差egとeXQの低減に利用する。さらに言えば、未使用ビットに限らず、量子化誤差の低減のために事前に用意された一つまたは複数のビットを利用してもよい。以下で説明する実施形態では、未使用ビットまたは事前に用意された一つまたは複数のビットのうち一部または全部を量子化誤差egの低減に利用することを説明する。例えば、未使用ビットまたは事前に用意された一つまたは複数のビットのうち、量子化誤差eXQの低減に使われなかった残りのビットを量子化誤差egの低減に利用することができる。もちろん、量子化誤差egの低減のためだけに利用される一つまたは複数のビットを事前に用意しておいてもよい。以下、量子化誤差egの低減に利用可能なビットを「ゲイン修正ビット」と呼称する。ゲイン修正ビットのビット数をUとする。
「量子化誤差egを低減する」ことは、換言すると、「量子化グローバルゲインを補正する」ことに他ならない。量子化グローバルゲインの補正に関して、一つのフレームに関する離散周波数のインデックスω∈{0,1,2,…,L-1}の全体、つまり系列全体、に共通の量子化グローバルゲインを補正する方法が考えられる。しかし、音響信号の特性を考慮すると、系列全体に共通の量子化グローバルゲインを補正するよりも、系列全体BをN個(ただし、Nは2以上の予め定められた整数である)の範囲{Bn}n=1 N={B1,…,Bn,…,BN}に区分した後、各範囲に対応するゲインを、量子化グローバルゲインを補正することによって求める方が、音声品質の向上を期待できる。このような観点から、実施形態における適応量子化では、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{0,…,L-1}]の系列全体が複数の範囲に区分される。
符号化装置と復号装置とで同じ信号系列BをN個の範囲に区分するために容易に考えられる方法は、隣接する範囲の境界位置や各範囲に含まれる成分数のような範囲を特定する情報を符号化装置の出力とする方法である。しかし、範囲を特定する情報を出力するためには大量のビット数が必要となる。範囲を特定する情報を符号化装置の出力とすることなく、すなわち、ビットを消費することなく、符号化装置と復号装置とで同じ基準で区分を行なう。また、各範囲に対してなるべく均等にゲイン修正ビット、すなわち、量子化グローバルゲインを修正するための情報量、を与えることを想定し、各範囲に含まれる量子化正規化済み信号系列の成分の情報量がなるべく均等となることが望ましい。そこで、系列区分の基準として「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」又は「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」を採用する。これらの基準による具体的な区分方法については、後に詳述する。
実施形態の詳細を以下に説明する。
《第1実施形態》
第1実施形態の符号化装置1(図2参照)は、正規化信号符号化部120、グローバルゲイン符号化部105、区分部150、ゲイン補正量符号化部140及び制御部170を含む。符号化装置1は、必要に応じて、周波数領域変換部101と合成部160を含んでもよい。
第1実施形態の符号化装置1(図2参照)は、正規化信号符号化部120、グローバルゲイン符号化部105、区分部150、ゲイン補正量符号化部140及び制御部170を含む。符号化装置1は、必要に応じて、周波数領域変換部101と合成部160を含んでもよい。
まず、符号化装置1(encoder)が行う符号化処理を説明する(図3参照)。
ここでは、符号化装置1の入力信号系列は、フレーム単位の音響信号x(t)に対応するL点(Lは、正整数で例えば256である)の周波数成分である入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]であるとして説明する。ここで、tは離散時間のインデックス、ωは離散周波数のインデックス、LminはL点の周波数成分のうちの最小の離散周波数のインデックス、LmaxはL点の周波数成分のうちの最大の離散周波数のインデックス、を表す。ただし、フレーム単位の音響信号x(t)そのものを符号化装置1の入力信号系列としてもよいし、フレーム単位の音響信号x(t)に対して線形予測分析をした残差信号を符号化装置1の入力信号系列としてもよいし、その残差信号に対応するL点(Lは、正整数で例えば256である)の周波数成分を入力信号系列としてもよい。
<周波数領域変換部101>
符号化装置1は、符号化装置1の前処理部として、または符号化装置1内に、周波数領域変換部101を備えてもよい。この場合は、周波数領域変換部101がフレーム単位の時間領域の音響信号x(t)に対応するL点(Lは、正整数で例えば256である)の周波数成分を生成して入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]として出力する。時間−周波数変換方法として、例えばMDCT(Modified Discrete Cosine Transform)やDCT(Discrete Cosine Transform)を用いることができる。この場合も、フレーム単位の時間領域の音響信号に代えて、フレーム単位の時間領域の音響信号を線形予測分析して得られる残差信号をx(t)としてもよい。
符号化装置1は、符号化装置1の前処理部として、または符号化装置1内に、周波数領域変換部101を備えてもよい。この場合は、周波数領域変換部101がフレーム単位の時間領域の音響信号x(t)に対応するL点(Lは、正整数で例えば256である)の周波数成分を生成して入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]として出力する。時間−周波数変換方法として、例えばMDCT(Modified Discrete Cosine Transform)やDCT(Discrete Cosine Transform)を用いることができる。この場合も、フレーム単位の時間領域の音響信号に代えて、フレーム単位の時間領域の音響信号を線形予測分析して得られる残差信号をx(t)としてもよい。
<正規化信号符号化部120>
正規化信号符号化部120は、フレーム単位の入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の各成分が正規化された信号による系列を符号化して得られる正規化信号符号と、この正規化信号符号に対応する量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を出力する(ステップS1e)。
正規化信号符号化部120は、フレーム単位の入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の各成分が正規化された信号による系列を符号化して得られる正規化信号符号と、この正規化信号符号に対応する量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を出力する(ステップS1e)。
正規化信号符号化部120は、例えば、図1の正規化部102、量子化部103、ゲイン制御部104により実現される。正規化部102、量子化部103、ゲイン制御部104のそれぞれは、[背景技術]欄で説明した通りに動作する。
<グローバルゲイン符号化部105>
グローバルゲイン符号化部105が、入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]に対応するゲインである量子化グローバルゲインg^と、量子化グローバルゲインg^に対応するグローバルゲイン符号とを得る(ステップS2e)。また、グローバルゲイン符号化部105は、必要に応じて量子化グローバルゲインg^に対応する量子化ステップ幅も得る。
グローバルゲイン符号化部105が、入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]に対応するゲインである量子化グローバルゲインg^と、量子化グローバルゲインg^に対応するグローバルゲイン符号とを得る(ステップS2e)。また、グローバルゲイン符号化部105は、必要に応じて量子化グローバルゲインg^に対応する量子化ステップ幅も得る。
グローバルゲイン符号化部105は、例えば、[背景技術]欄で説明した通りに動作する。
また、例えば、グローバルゲイン符号化部105は、量子化グローバルゲインの候補とその候補に対応するグローバルゲイン符号の組を複数組格納したテーブルを備え、正規化信号符号化部120で得られたグローバルゲインgと最も近い量子化グローバルゲインの候補を量子化グローバルゲインg^とし、その候補に対応するグローバルゲイン符号を出力してもよい。
要は、グローバルゲイン符号化部105は、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の各成分とゲインとを乗算して得られる信号系列と入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]との相関が最大または誤差が最小となるような基準で求められた量子化グローバルゲインg^とこの量子化グローバルゲインに対応するグローバルゲイン符号を求めて出力すればよい。
なお、ゲイン補正量符号化部140が量子化グローバルゲインg^に対応する量子化ステップ幅を用いた処理を行う場合は、量子化グローバルゲインg^に対応する量子化ステップ幅もゲイン補正量符号化部140に対して出力される。
<区分部150>
区分部150には、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]及びゲイン修正ビットのビット数Uが入力される。区分部150は、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を、3つ以上の範囲に区分する(ステップS3e)。区分についての情報である区分情報は、ゲイン補正量符号化部140に送信される。
区分部150には、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]及びゲイン修正ビットのビット数Uが入力される。区分部150は、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を、3つ以上の範囲に区分する(ステップS3e)。区分についての情報である区分情報は、ゲイン補正量符号化部140に送信される。
区分部150は、二区分部151を含む。二区分部151は、入力された区分対象範囲を2つの範囲に区分する。二区分部151の処理の詳細については、後述する。
二区分部151による区分処理は、二区分部151の区分処理で得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行される。これにより、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]は、3つ以上の範囲に区分される。ゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数は、ゲイン修正ビットのビット数Uのことである。
第1回目の二区分部151の処理は、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を区分対象範囲とすることにより行われる。
nを1以上の各整数として、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理のそれぞれは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部151の処理で得られる2n個の範囲のうちの何れか1つの範囲を区分対象範囲とすることにより行われる。
以下、図11を参照しながら、区分部150の処理の一例について説明する。
制御部170は、余剰ビット数uをゲイン修正ビットのビット数Uとすることにより、余剰ビット数uの値を初期化する(ステップS3e0)。
制御部170は、余剰ビット数uが0より大であるか判定する(ステップS3e1)。
ステップS3e1において、余剰ビット数uが0より大でないと判定された場合には、ステップS3eの処理を終了する。
ステップS3e1において、余剰ビット数uが0より大であると判定された場合には、制御部170は、二区分部151による今回の処理の対象となる範囲である区分対象範囲を決定する(ステップS3e2)。区分対象範囲についての情報は、二区分部151に送信される。
前回の二区分部151の処理が第2n回目から第2n+1−1回目の処理であり、第2n-1回目から第2n−1回目の処理で区分して得られた2n個の範囲のうち区分対象範囲となっていない範囲が残っている場合には、制御部170は、この残っている範囲の何れか1つの範囲を、区分対象範囲[lmin,lmax]とする。
nを1以上の整数として、前回の二区分部151の処理が第2n+1−1回目の処理であり、第2n-1回目から第2n−1回目の処理で区分して得られた2n個の範囲のうち区分対象範囲となっていない範囲が残っていない場合、制御部170は、第2n回目から第2n+1−1回目の処理で区分して得られた2n+1個の範囲のうち何れか1つの範囲を、区分対象範囲[lmin,lmax]とする。
前回の二区分部151の処理が1回目の処理である場合、制御部170は、1回目の処理で区分して得られた2個の範囲のうち何れか1つの範囲を、区分対象範囲[lmin,lmax]とする。
二区分部151は、区分対象範囲を2つの範囲に区分する(ステップS3e3)。区分対象範囲を[lmin,lmax]と表記し、区分された範囲のうち、低域側の範囲を[lmin,lmid-1]、高域側の範囲を[lmid,lmax]と表記する。二区分部151の処理の詳細については、後述する。
二区分部151は、2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数Meを決定する(ステップS3e4)。これにより、2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量にMe個のビットを割り当てる。このビット数Meは、所定の固定値でもよいし、二区分部151で区分された2つの区分された範囲ごとに異なってもよい。決定されたビット数Meについての情報は、ゲイン補正量符号化部140に送信される。
制御部170は、u←u-Meとして、余剰ビットの数uをMeだけデクリメントする(ステップS3e5)。すなわち、uからMeを減じた値を新たなuの値とする。その後、ステップS3e1に戻る。
このようにして、ステップS3e1からステップS3e5の処理は、余剰ビットの数uが0より大きい限りは繰り返される。換言すれば、二区分部151の処理は、二区分部151の区分処理で得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行される。
[区分部150の変形例1]
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理は、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部151の処理で得られた2n個の範囲のうち、聴覚的な重要度が高い範囲から順に区分対象範囲とすることにより行なわれてもよい。
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理は、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部151の処理で得られた2n個の範囲のうち、聴覚的な重要度が高い範囲から順に区分対象範囲とすることにより行なわれてもよい。
[区分部150の変形例2]
また、一般的には、周波数が低い帯域の方が、周波数が高い帯域よりも、聴覚的な重要度が高いことが多い。このため、入力信号系列が周波数領域の信号系列である場合には、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理は、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部151の処理で得られた2n個の範囲のうち、周波数が低い範囲から順に区分対象範囲とすることにより行なわれてもよい。
また、一般的には、周波数が低い帯域の方が、周波数が高い帯域よりも、聴覚的な重要度が高いことが多い。このため、入力信号系列が周波数領域の信号系列である場合には、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理は、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部151の処理で得られた2n個の範囲のうち、周波数が低い範囲から順に区分対象範囲とすることにより行なわれてもよい。
<ゲイン補正量符号化部140>
ゲイン補正量符号化部140には、入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]と、量子化グローバルゲインg^と、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]と区分情報が入力される。ゲイン補正量符号化部140は、記憶部141を例えば含む。
ゲイン補正量符号化部140には、入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]と、量子化グローバルゲインg^と、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]と区分情報が入力される。ゲイン補正量符号化部140は、記憶部141を例えば含む。
ゲイン補正量符号化部140は、各区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量で量子化グローバルゲインg^を補正して得られるゲインを各区分された範囲ごとに量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の各サンプルの値に乗算して得られる信号系列と入力信号系列X(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]との誤差が最小となるゲイン補正量を特定するためのゲイン補正量符号idxを得る(ステップS4e)。
ゲイン補正量による量子化グローバルゲインg^の補正の一例は、ゲイン補正量と量子化グローバルゲインg^との加算である。
各区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量とは、その各区分された範囲に対応するゲイン補正量、及び、その各区分された範囲を含む範囲に対応するゲイン補正量のことである。その各区分された範囲を含む範囲が存在しない場合には、その各区分された範囲についてのゲイン補正量は、その各区分された範囲に対応するゲイン補正量のことである。
例えば、図10に示すように、量子化正規化済み信号系列が4個の範囲に区分されているとする。この例では、量子化正規化済み信号系列は、第1の範囲R1、第2の範囲R2、第3の範囲R3及び第4の範囲R4に区分されている。第1の範囲R1は区間[Lmin,L(1)-1]であり、第2の範囲R2は区間[L(1),L(2)-1]であり、第3の範囲R3は区間[L(2),L(3)-1]であり、第4の範囲R4は区間[L(3),Lmax]である。図10の横軸は、サンプル番号を表す。範囲R1及び範囲R2は、第1回目の二区分部151の処理で得られた範囲R12に含まれる。また、範囲R3及び範囲R4は、第1回目の二区分部151の処理で得られた範囲R34に含まれる。
したがって、範囲R1についての少なくとも1つのゲイン補正量は、範囲R1に対応するゲイン補正量及び範囲R12に対応するゲイン補正量である。範囲R2についての少なくとも1つのゲイン補正量は、範囲R2に対応するゲイン補正量及び範囲R12に対応するゲイン補正量である。範囲R3についての少なくとも1つのゲイン補正量は、範囲R3に対応するゲイン補正量及び範囲R34に対応するゲイン補正量である。範囲R4についての少なくとも1つのゲイン補正量は、範囲R4に対応するゲイン補正量及び範囲R34に対応するゲイン補正量である。
区分部150の二区分部151において、範囲R12及び範囲R34にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量にMc個のビットが割り当てられており、範囲R1及び範囲R2にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量にMa個のビットが割り当てられており、範囲R3及び範囲R4にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量にMb個のビットが割り当てられているとする。各範囲に対応するゲイン補正量は、二区分部151でその各範囲に対応するゲイン補正量に割り当てられたビット数で特定されるとする。
各範囲に対応するゲイン補正量は、スカラー量子化されてもよいし、ベクトル量子化されてもよい。ここでは、図10に示すように範囲が区分されており、隣接する2つの範囲に対応するゲイン補正量をベクトル量子化する場合を例に挙げて説明する。
この例では、範囲R1及び範囲R2がグループG12を構成しており、範囲R3及び範囲R4がグループG34を構成しており、範囲R12及び範囲R34がグループG1234を構成している。すなわち、各グループを構成する範囲は、以下のようになる。
グループG12={範囲R1,範囲R2}
グループG34={範囲R3,範囲R4}
グループG1234={範囲R12,範囲R34}
ベクトル量子化は、これらのグループG12,G34,G1234のそれぞれで行われる。
グループG34={範囲R3,範囲R4}
グループG1234={範囲R12,範囲R34}
ベクトル量子化は、これらのグループG12,G34,G1234のそれぞれで行われる。
具体的には、次の3つのベクトル量子化が行なわれる。第1のベクトル量子化は、グループG12についてのベクトル量子化、すなわち範囲R1に対応するゲイン補正量と範囲R2に対応するゲイン補正量とのベクトル量子化である。これを以下では「第1VQ」という。第2のベクトル量子化は、グループG34についてのベクトル量子化、すなわち範囲R3に対応するゲイン補正量と範囲R4に対応するゲイン補正量とのベクトル量子化である。これを以下では「第2VQ」という。第3のベクトル量子化は、グループG1234についてのベクトル量子化、すなわち範囲R12に対応するゲイン補正量と範囲R34に対応するゲイン補正量とのベクトル量子化である。これを以下では「第3VQ」という。
ゲイン補正量符号化部140の記憶部141には、範囲R1に対応するゲイン補正量の候補Δ1(ma)と、範囲R2に対応するゲイン補正量の候補Δ2(ma)と、これらのゲイン補正量の候補を特定する符号idx12(ma)との組が2Ma個(2のMa乗個、Maは1以上の整数、ma∈{1,…,2Ma}])格納されている。具体的には、Δ1(1)とΔ2(1)とidx12(1)との組、Δ1(2)とΔ2(2)とidx12(2)との組、…、Δ1(2Ma)とΔ2(2Ma)とidx12(2Ma)との組が第1VQのゲイン補正量コードブックとして記憶部141に格納されている。符号idx12(ma)のビット数はMaビットである。すなわち、第1VQにより出力される符号(以下、第1VQ符号という)idx12はMaビットである。
a個(この例ではa=2)のゲイン補正量の候補で構成されたベクトルを、ゲイン補正量候補ベクトルと呼ぶことにすると、第1VQのゲイン補正量コードブックには、Δ1(1)及びΔ2(1)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、Δ1(2)及びΔ2(2)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、…、Δ1(2Ma)及びΔ2(2Ma)で構成されたゲイン補正量候補ベクトルの計2Ma個のゲイン補正量候補ベクトルと、計2Ma個のゲイン補正量候補ベクトルとそれぞれ対応する計2Ma個の符号idx12(1),idx12(2),…,idx12(2Ma)が格納されていると考えることができる。
また、記憶部141には、範囲R3に対応するゲイン補正量の候補Δ3(mb)と、範囲R4に対応するゲイン補正量の候補Δ4(mb)と、これらのゲイン補正量の候補を特定する符号idx34(mb)との組が2Mb個(2のMb乗個、Mbは1以上の整数、mb∈{1,…,2Mb}])格納されている。具体的には、Δ3(1)とΔ4(1)とidx34(1)との組、Δ3(2)とΔ4(2)とidx34(2)との組、…、Δ3(2Mb)とΔ4(2Mb)とidx34(2Mb)との組が第2VQのゲイン補正量コードブックとして記憶部141に格納されている。MbはMaと同じ値であっても異なる値であってもよい。符号idx34(mb)のビット数はMbビットである。すなわち、第2VQにより出力される符号(以下、第2VQ符号という)idx34はMbビットである。
第2VQのゲイン補正量コードブックには、Δ3(1)及びΔ4(1)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、Δ3(2)及びΔ4(2)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、…、Δ3(2Mb)及びΔ4(2Mb)で構成されたゲイン補正量候補ベクトルの計2Mb個のゲイン補正量候補ベクトルと、計2Mb個のゲイン補正量候補ベクトルとそれぞれ対応する計2Mb個の符号idx34(1),idx34(2),…,idx34(2Mb)が格納されていると考えてもよい。
さらに、記憶部141には、範囲R12のゲイン補正量の候補Δ12(mc)と、範囲R34のゲイン補正量の候補Δ34(mc)と、これらのゲイン補正量の候補を特定する符号idx1234(mc)との組が2Mc個(2のMc乗個、Mcは1以上の整数、mc∈{1,…,2Mc}])格納されている。具体的には、Δ12(1)とΔ34(1)とidx1234(1)との組、Δ12(2)とΔ34(2)とidx1234(2)との組、…、Δ12(2Mc)とΔ34(2Mc)とidx1234(2Mc)との組が第3VQのゲイン補正量コードブックとして記憶部141に格納されている。McはMaと同じ値であっても異なる値であってもよい。また、McはMbと同じ値であっても異なる値であってもよい。符号idx1234(mc)のビット数はMcビットである。すなわち、第3VQにより出力される符号(以下、第3VQ符号という)idx1234はMcビットである。
第3VQのゲイン補正量コードブックには、Δ12(1)及びΔ34(1)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、Δ12(2)及びΔ34(2)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、…、Δ12(2Mc)及びΔ34(2Mc)で構成されたゲイン補正量候補ベクトルの計2Mc個のゲイン補正量候補ベクトルと、計2Mc個のゲイン補正量候補ベクトルとそれぞれ対応する計2Mc個の符号idx1234(1),idx1234(2),…,idx1234(2Mc)が格納されていると考えてもよい。
このように、各区分された範囲には、複数個のゲイン補正量の候補が対応付けされている。この例では、範囲R1にはΔ1(1),…,Δ1(2Ma)が対応付けされており、範囲R2にはΔ2(1),…,Δ2(2Ma)が対応付けされており、範囲R3にはΔ3(1),…,Δ3(2Mb)が対応付けされており、範囲R4にはΔ4(1),…,Δ4(2Mb)が対応付けされており、範囲R12にはΔ12(1),…,Δ12(2Mc)が対応付けされており、範囲R34にはΔ34(1),…,Δ34(2Mc)が対応付けされている。
このとき、ゲイン補正量符号化部140は、以下の式(F1)で定義される誤差を最小にするゲイン補正量ベクトルを特定するためのゲイン補正量符号idxを得る。
換言すれば、ゲイン補正量符号化部140は、以下の式(F2)で定義される第3VQ符号idx1234と第1VQ符号idx12と第2VQ符号idx34をゲイン補正量符号idxとして出力する。
[ゲイン補正量符号化部140の変形例1]
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値よりも小さくてもよい。
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値よりも小さくてもよい。
量子化正規化済み信号系列が4個の範囲に区分されている図10に示す例だと、範囲R1に対応するゲイン補正量の候補Δ1(ma)の絶対値と、範囲R2に対応するゲイン補正量の候補Δ2(ma)の絶対値と、範囲R3に対応するゲイン補正量の候補Δ3(mb)の絶対値と、範囲R4に対応するゲイン補正量の候補Δ4(mb)の絶対値とが、範囲R12のゲイン補正量の候補Δ12(mc)の絶対値及び範囲R34のゲイン補正量の候補Δ34(mc)の絶対値よりも小さくてもよい。
Δ12(mc),Δ34(mc)>Δ1(ma),Δ2(ma),Δ3(mb),Δ4(mb)
[ゲイン補正量符号化部140の変形例2]
ゲイン補正量候補ベクトルは、例えば次のようにして生成することができる。
[ゲイン補正量符号化部140の変形例2]
ゲイン補正量候補ベクトルは、例えば次のようにして生成することができる。
記憶部141には、2個の値で構成される正規化ゲイン補正量候補ベクトルがその正規化ゲイン補正量候補ベクトルを特定する符号と共に複数格納されているとする。正規化ゲイン補正量候補ベクトルを構成する2個の値をΔ1(i),Δ2(i)と表記すると、正規化ゲイン補正量候補ベクトルは(Δ1(i),Δ2(i))と表記することができる。記憶部141には、例えば、2E個の正規化ゲイン補正量候補ベクトル、すなわち(Δ1(1),Δ2(1)),…,(Δ1(2E),Δ2(2E))が格納されている。Eは、所定の整数であり、例えばMeである。
なお、Δの右肩の数字及び文字はΔについての単なる添え字でありべき乗を意味しない。一方、例えば2E等のΔ以外の文字の右肩の数字及び文字はべき乗を意味する点に注意すること。
二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲には、その二区分部151の処理の回数に応じて所定の係数が対応付けされているものとする。例えば、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理に対応する所定の係数の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部151の処理に対応する所定の係数の絶対値よりも小さいように対応付けがされている。
このとき、正規化ゲイン補正量候補ベクトルに、二区分部151の処理の回数に対応する所定の係数を乗算したベクトルを、その回数目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトルとする。言いかえれば、正規化ゲイン補正量候補ベクトル(Δ1(i),Δ2(i))を構成する2個の値Δ1(i),Δ2(i)のそれぞれに、二区分部151の処理の回数に対応する所定の係数stepを乗算することにより得られた2個の値stepΔ1(i),stepΔ2(i)により構成されるベクトル(stepΔ1(i),stepΔ2(i))を、その回数目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトルとする。この乗算は、ゲイン補正量符号化部140の乗算部144により行われる。正規化ゲイン補正量候補ベクトル(Δ1(i),Δ2(i))が2E個ある場合には、i=1,…,2Eのそれぞれについてこの乗算を行うことにより、2E個のゲイン補正量候補ベクトル(stepΔ1(i),stepΔ2(i))が得られる。
[ゲイン補正量符号化部140の変形例3]
二区分部151による各回数目の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補をそのゲイン補正量の候補を特定する符号と共に、ひとつのゲイン補正量コードブックとして記憶部141に格納しておいてもよい。例えば、nを0以上の各整数として、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))が、そのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))を特定する符号idx(i)と共に記憶部141に格納されているとする。
二区分部151による各回数目の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補をそのゲイン補正量の候補を特定する符号と共に、ひとつのゲイン補正量コードブックとして記憶部141に格納しておいてもよい。例えば、nを0以上の各整数として、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))が、そのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))を特定する符号idx(i)と共に記憶部141に格納されているとする。
すなわち、図12に例示するように、nの最大値をnmaxとして、1回目(n=0)の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,0(i),Δ2,0(i))[i=1,…,2E]、2回目(n=1)から3回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,1(i),Δ2,1(i))[i=1,…,2E]、4回目(n=2)から7回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,2(i),Δ2,2(i))[i=1,…,2E]、…、第2nmax回目(n=nmax)から第2nmax+1−1回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,nmax(i),Δ2,nmax(i))[i=1,…,2E]が、そのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))を特定する符号idx(i)と共に記憶部141に格納されているとする。
二区分部151の処理が行われる回数をD(Dはnmax以下の整数)とすると、符号idx(i)で特定されるゲイン補正量候補ベクトルは、A=Σd=1 D2dとして、A個のゲイン補正量の候補で構成されていると考えてもよい。
このとき、例えば、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))を構成するゲイン補正量の候補Δ1,n(i),Δ2,n(i)の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部151の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n-1(i),Δ2,n-1(i))を構成するゲイン補正量の候補Δ1,n-1(i),Δ2,n-1(i)の絶対値よりも小さいとする。
[ゲイン補正量符号化部140の変形例4]
ゲイン補正量符号化部140は、式(F1)ではなく式(F3)で定義される誤差を最小にするゲイン補正量を特定してもよい。
ゲイン補正量符号化部140は、式(F1)ではなく式(F3)で定義される誤差を最小にするゲイン補正量を特定してもよい。
s1,s2,s3,s4,s12,s34は、例えば以下の式のように定義される。
このように、ゲイン補正量符号化部140は、各区分された範囲についての各ゲイン補正量と、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の全てのサンプルの値の二乗和をその各ゲイン補正量に対応する範囲内の全てのサンプルの値の二乗和で除算した値とを乗算した値で量子化グローバルゲインg^を補正してもよい。
また、ゲイン補正量符号化部140は、式(F1)に代えて式(F4)で定義される誤差を最小にするゲイン補正量を特定するためのゲイン補正量符号idxを得てもよい。
このように、ゲイン補正量符号化部140は、各区分された範囲についてのゲイン補正量を各範囲ごとに加算した値と、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の全てのサンプルの値の二乗和を各区分された範囲内の全てのサンプルの値の二乗和で除算した値とを乗算した値で量子化グローバルゲインg^を補正してもよい。
なお、s12,s34,s1,s2,s3,s4を、それぞれ以下の式のように定義してもよい。
c12は、範囲R12のサンプルのエネルギーが第一の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c34は、範囲R34のサンプルのエネルギーが第二の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c1234は、範囲R1234のサンプルのエネルギーが第三の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c1は、範囲R1のサンプルのエネルギーが第四の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c2は、範囲R2のサンプルのエネルギーが第五の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c3は、範囲R3のサンプルのエネルギーが第六の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c4は、範囲R4のサンプルのエネルギーが第七の所定値よりも大きいサンプルの個数である。
この場合、ゲイン補正量符号化部140は、各区分された範囲についての各ゲイン補正量と、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]のサンプルのエネルギーが第八の所定値よりも大きいサンプルの個数をその各ゲイン補正量に対応する範囲内のサンプルのエネルギーが第九の所定値よりも大きいサンプルの個数で除算した値とを乗算した値で量子化グローバルゲインg^を補正することになる。または、ゲイン補正量符号化部140は、各区分された範囲についてのゲイン補正量を各範囲ごとに加算した値と、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]のサンプルのエネルギーが第十の所定値よりも大きいサンプルの個数を各区分された範囲内のサンプルのエネルギーが第十一の所定値よりも大きいサンプルの個数で除算した値とを乗算した値で量子化グローバルゲインg^を補正することになる。
これらの第一から第十一の所定値は、互いに異なる値であってもよいが、同じ値であることが好ましい。これらの第一から第十一の所定値は、後述する式(B2)におけるεに対応する。
ゲイン補正量符号化部140の処理が終わった後は、必要に応じて、合成部160が、正規化信号符号と、ゲイン補正量符号化部140で得られたゲイン補正量符号idxと、グローバルゲイン符号をまとめたビットストリームを出力する。ビットストリームは復号装置2へ伝送される。
<二区分部151が行なう区分処理の詳細>
二区分部151は、「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」又は「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」に基づいて、区分対象範囲を2つの範囲に区分する。
二区分部151は、「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」又は「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」に基づいて、区分対象範囲を2つの範囲に区分する。
まず「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」での区分処理について説明し、次に「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」での区分処理について説明する。
以下、「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」を第1基準、「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」を第2基準と略記することがある。
「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」での区分処理は、例えば、区分対象範囲の第1の範囲を、
(a) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和と、区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和と、区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数の合計が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(d) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数の合計が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(e) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数の合計が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
または、
(f) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数の合計が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
求め、
区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、区分対象範囲の第2の範囲とすることで、区分対象範囲を2個の範囲に区分することにより行なわれる。
(a) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和と、区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和と、区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数の合計が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(d) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数の合計が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(e) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数の合計が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
または、
(f) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数の合計が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
求め、
区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、区分対象範囲の第2の範囲とすることで、区分対象範囲を2個の範囲に区分することにより行なわれる。
上記に例示した区分処理は、「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」による区分を、第1の範囲から順に逐次的に決定していく方法によって実現するものである。上記に例示した区分処理によれば、少ない演算処理量で「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」による区分を実現できる。
[第1基準による区分処理の第1例]
第1基準による区分処理の第1例を図4を用いて説明する。第1例の区分処理は上記の(a)に対応する。
第1基準による区分処理の第1例を図4を用いて説明する。第1例の区分処理は上記の(a)に対応する。
図4は、区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]をX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmid-1}]とX^Q(ω) [ω∈{l mid,…,lmax}]の2つの範囲に区分する例、具体的には、第1の範囲である低域と第2の範囲である高域との境界を表す情報として第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるlmidを決定する場合の例である。
まず、区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]の全サンプルX^Q(lmin),…,X^Q(lmax)の二乗和powを求める。二乗和powは、式(2)によって求まる。
次に、式(2)により求めた区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]の全サンプルX^Q(lmin),…,X^Q(lmax)の二乗和の2分の1と、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルX^Q(lmin),…,X^Q(lmid-1)の値の二乗和との差が最小となるように、第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるlmidを求める。すなわち、lmidは式(3)によって求まる。これにより第1の範囲がX^Q [ω∈{lmin,…,lmid-1}]と決定する。
そして、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]の第1の範囲以外の範囲、すなわち、X^Q [ω∈{lmid,…,lmax}]を第2の範囲とする。
以上により、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]は2つの範囲に区分される。
二区分部151が出力する区分情報は、lmidであってもよいし、lmidに予め定めた値を演算した値であってもよいし、第1の範囲のサンプル数lmid−lminであってもよいし、第2の範囲のサンプル数lmax−lmid+1であってもよいし、要は、第1の範囲と第2の範囲とを特定できる情報であれば何でもよい。
[第1基準による区分処理の第2例]
第1基準による区分処理の第2例は上記の(b)に対応する。第2例の区分処理は、第1例の区分処理における「二乗和」を「絶対値和」に置き換えた以外は、第1例の区分処理と同じ方法である。第2例の区分処理によれば、第1例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第1例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
第1基準による区分処理の第2例は上記の(b)に対応する。第2例の区分処理は、第1例の区分処理における「二乗和」を「絶対値和」に置き換えた以外は、第1例の区分処理と同じ方法である。第2例の区分処理によれば、第1例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第1例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
[第1基準による区分処理の第3例]
第1基準による区分処理の第3例を図5を用いて説明する。第3例の区分処理は上記の(c)に対応する。
第1基準による区分処理の第3例を図5を用いて説明する。第3例の区分処理は上記の(c)に対応する。
図5は、区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]をX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmid-1}]とX^Q(ω) [ω∈{lmid,…,lmax}]の2つの範囲に区分する例、具体的には、第1の範囲である低域と第2の範囲である高域との境界を表す情報として第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるlmidを決定する場合の例である。
まず、区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]の全サンプルX^Q(lmin),…,X^Q(lmax)の二乗和powを求める。二乗和powは、式(2)によって求まる。
次に、離散周波数のインデックスωの番号をlminから順に増やしながら区分対象範囲X^Q(ω)のlminから当該インデックスまでの二乗和plowがplow≧pow/2を満たすか否かを判定し、初めてplow≧pow/2を満たす場合の離散周波数のインデックスωまでを第1の範囲とし、当該インデックスωに1を加算したものを第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるインデックスlmidとして出力する。これにより第1の範囲がX^Q [ω∈{lmin,…,lmid-1}]と決定する。
図5は、上記の処理を実現するためのフローチャートである。離散周波数のインデックスωの初期値をlmin、低域のエネルギーplowの初期値を|X^Q(lmin)|2に設定する。そして、plow≧pow/2を満たすか否かを判定する。plow≧pow/2を満たさない場合には、離散周波数のインデックスωに1を加えたものを新たなωとし、plowにX^Q(ω)のエネルギー|X^Q(ω)|2を加算したものを新たなplowとする。plow≧pow/2を満たす場合には、その時点での離散周波数のインデックスωに1を加えたものをインデックスlmidとして出力する。
そして、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]の第1の範囲以外の範囲、すなわち、X^Q [ω∈{lmid,…,lmax}]を第2の範囲とする。
以上により、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]は2つの範囲に区分される。
二区分部151が出力する区分情報は、lmidであってもよいし、lmidに予め定めた値を演算した値であってもよいし、第1の範囲のサンプル数lmid−lminであってもよいし、第2の範囲のサンプル数lmax−lmid+1であってもよいし、要は、第1の範囲と第2の範囲とを特定できる情報であれば何でもよい。
[第1基準による区分処理の第4例]
第1基準による区分処理の第4例は上記の(d)に対応する。第4例の区分処理は、第3例の区分処理における「二乗和」を「絶対値和」に置き換えた以外は、第3例の区分処理と同じ方法である。第4例の区分処理によれば、第3例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第3例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
第1基準による区分処理の第4例は上記の(d)に対応する。第4例の区分処理は、第3例の区分処理における「二乗和」を「絶対値和」に置き換えた以外は、第3例の区分処理と同じ方法である。第4例の区分処理によれば、第3例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第3例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
[第1基準による区分処理の第5例]
第1基準による区分処理の第5例を図6を用いて説明する。第5例の区分処理は上記の(e)に対応する。
第1基準による区分処理の第5例を図6を用いて説明する。第5例の区分処理は上記の(e)に対応する。
図6は、区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]をX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmid-1}]とX^Q(ω) [ω∈{lmid,…,lmax}]の2つの範囲に区分する例、具体的には、第1の範囲である低域と第2の範囲である高域との境界を表す情報として第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるlmidを決定する場合の例である。
まず、区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]の全サンプルX^Q(lmin),…,X^Q(lmax)の二乗和powを求める。二乗和powは、式(2)によって求まる。
次に、離散周波数のインデックスωの番号をlminから順に増やしながら区分対象範囲X^Q(ω)のlminから当該インデックスまでの二乗和plowがplow≦pow/2を満たすか否かを判定し、初めてplow≦pow/2を満たさなくなる場合の離散周波数のインデックスωから1を減算した離散周波数までを第1の範囲とし、当該インデックスωをを第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるインデックスlmidとして出力する。これにより第1の範囲がX^Q [ω∈{lmin,…,lmid-1}]と決定する。
図6は、上記の処理を実現するためのフローチャートである。離散周波数のインデックスωの初期値をlmin、低域のエネルギーplowの初期値を|X^Q(lmin)|2に設定する。そして、plow≦pow/2を満たすか否かを判定する。plow≦pow/2を満たす場合には、離散周波数のインデックスωに1を加えたものを新たなωとし、plowにX^Q(ω)のエネルギー|X^Q(ω)|2を加算したものを新たなplowとする。plow≦pow/2を満たさない場合には、その時点での離散周波数のインデックスωをインデックスlmidとして出力する。
そして、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]の第1の範囲以外の範囲、すなわち、X^Q [ω∈{lmid,…,lmax}]を第2の範囲とする。
以上により、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]は2つの範囲に区分される。
二区分部151が出力する区分情報は、lmidであってもよいし、lmidに予め定めた値を演算した値であってもよいし、第1の範囲のサンプル数lmid−lminであってもよいし、第2の範囲のサンプル数lmax−lmid+1であってもよいし、要は、第1の範囲と第2の範囲とを特定できる情報であれば何でもよい。
[第1基準による区分処理の第6例]
第1基準による区分処理の第6例は上記の(f)に対応する。第6例の区分処理は、第5例の区分処理における「二乗和」を「絶対値和」に置き換えた以外は、第5例の区分処理と同じ方法である。第6例の区分処理によれば、第5例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第5例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
次に、第2基準である「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」での区分処理について説明する。
「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」での区分処理は、例えば、区分対象範囲の第1の範囲を、
(a) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数と、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数と、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(d) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(e) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
または、
(f)区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
求め、
区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、区分対象範囲の第2の範囲とすることで、区分対象範囲を2個の範囲に区分することにより行なわれる。
(a) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数と、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数と、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(d) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(e) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
または、
(f)区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
求め、
区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、区分対象範囲の第2の範囲とすることで、区分対象範囲を2個の範囲に区分することにより行なわれる。
上記に例示した区分処理は、「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」による区分を、各範囲を逐次的に決定していく方法によって実現するものである。上記に例示した区分処理によれば、少ない演算処理量で「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」による区分を実現できる。
[第2基準による区分処理の第1例]
第2基準による区分処理の第1例を図7を用いて説明する。第1例の区分処理は上記の(a)に対応する。
第2基準による区分処理の第1例を図7を用いて説明する。第1例の区分処理は上記の(a)に対応する。
図7は、区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]をX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmid-1}]とX^Q(ω) [ω∈{lmid,…,lmax}]の2つの範囲に区分する例、具体的には、第1の範囲である低域と第2の範囲である高域との境界を表す情報として第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるl midを決定する場合の例である。
まず、各インデックスωについてfcount(ω)を式(B2)によって定める。各インデックスωについてのfcount(ω)には、区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]のインデックスωに対応するサンプルのエネルギー|X^Q(ω)|2が所定値より大きいサンプルに対して「サンプルのエネルギー|X^Q(ω)|が所定値より大きい」ことを表す情報として1を設定し、それ以外のサンプルに対して「サンプルのエネルギー|X^Q(ω)|が所定値より大きくない」ことを表す情報として0を設定する。この例では所定値を任意に予め定めた微小量ε(εは0以上の値)とする。
次に、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]のうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数fcount(lmin)+…+fcount(lmax)の2分の1と、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmid-1}]のうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数fcount(lmin)+…+fcount(lmid-1)との差分値(差の絶対値)が最小となるように、第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるlmidを求める。すなわち、lmidは式(B3)によって求まる。これにより第1の範囲がX^Q [ω∈{lmin,…,lmid-1}]と決定する。
そして、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]の第1の範囲以外の範囲、すなわち、X^Q [ω∈{lmid,…,lmax}]を第2の範囲とする。
以上により、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]は2つの範囲に区分される。
二区分部151が出力する区分情報は、lmidであってもよいし、lmidに予め定めた値を演算した値であってもよいし、第1の範囲のサンプル数lmid-1−lmin+1であってもよいし、第2の範囲のサンプル数lmax−lmid+1であってもよいし、要は、第1の範囲と第2の範囲とを特定できる情報であれば何でもよい。
[第2基準による区分処理の第2例]
第2基準による区分処理の第2例は上記の(b)に対応する。第2例の区分処理は、第1例の区分処理における「サンプルのエネルギー|X^Q(ω)|2」を「サンプルの絶対値|X^Q(ω)|」に置き換えた以外は、第1例の区分処理と同じ方法である。第2例の区分処理によれば、第1例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第1例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
第2基準による区分処理の第2例は上記の(b)に対応する。第2例の区分処理は、第1例の区分処理における「サンプルのエネルギー|X^Q(ω)|2」を「サンプルの絶対値|X^Q(ω)|」に置き換えた以外は、第1例の区分処理と同じ方法である。第2例の区分処理によれば、第1例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第1例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
[第2基準による区分処理の第3例]
第2基準による区分処理の第3例を図8を用いて説明する。第3例の区分処理は上記の(c)に対応する。
第2基準による区分処理の第3例を図8を用いて説明する。第3例の区分処理は上記の(c)に対応する。
図8は、区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]をX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmid-1}]とX^Q(ω) [ω∈{lmid,…,lmax}]の2つの範囲に区分する例、具体的には、第1の範囲である低域と第2の範囲である高域との境界を表す情報として第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるlmidを決定する場合の例である。
まず、各インデックスωについてfcount(ω)を式(B2)によって定める。
次に、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]のうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数fcount(lmin)+…+fcount(lmax)を求める。
次に、離散周波数のインデックスωの番号kをlminから順に増やしながらlminから当該インデックスkまでの区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数fcount(lmin)+…+fcount(k)が(fcount(lmin)+…+fcount(lmax))/2以上であるか否かを判定し、初めてfcount(lmin)+…+fcount(k)が (fcount(lmin)+…+fcount(lmax))/2以上となる離散周波数のインデックスkまでを第1の範囲とし、当該インデックスkに1を加算したものを第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるインデックスl midとして出力する。これにより第1の範囲がX^Q [ω∈{lmin,…,lmid-1}]と決定する。
そして、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]の第1の範囲以外の範囲、すなわち、X^Q [ω∈{lmid,…,lmax}]を第2の範囲とする。
以上により、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]は2つの範囲に区分される。
二区分部151が出力する区分情報は、l midであってもよいし、l midに予め定めた値を演算した値であってもよいし、第1の範囲のサンプル数lmid−lminであってもよいし、第2の範囲のサンプル数lmax−lmid+1であってもよいし、要は、第1の範囲と第2の範囲とを特定できる情報であれば何でもよい。
[第2基準による区分処理の第4例]
第2基準による区分処理の第4例は上記の(d)に対応する。第4例の区分処理は、第3例の区分処理における「サンプルのエネルギー|X^Q(ω)|2」を「サンプルの絶対値|X^Q(ω)|」に置き換えた以外は、第3例の区分処理と同じ方法である。第4例の区分処理によれば、第3例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第3例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
第2基準による区分処理の第4例は上記の(d)に対応する。第4例の区分処理は、第3例の区分処理における「サンプルのエネルギー|X^Q(ω)|2」を「サンプルの絶対値|X^Q(ω)|」に置き換えた以外は、第3例の区分処理と同じ方法である。第4例の区分処理によれば、第3例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第3例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
[第2基準による区分処理の第5例]
第2基準による区分処理の第5例を図9を用いて説明する。第5例の区分処理は上記の(e)に対応する。
第2基準による区分処理の第5例を図9を用いて説明する。第5例の区分処理は上記の(e)に対応する。
図9は、区分対象の区分対象範囲X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]をX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmid-1}]とX^Q(ω) [ω∈{lmid,…,lmax}]の2つの範囲に区分する例、具体的には、第1の範囲である低域と第2の範囲である高域との境界を表す情報として第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるlmidを決定する場合の例である。
まず、各インデックスωについてfcount(ω)を式(B2)によって定める。
次に、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルX^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]のうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数fcount(lmin)+…+fcount(lmax)を求める。
次に、離散周波数のインデックスωの番号kをlminから順に増やしながらlminから当該インデックスkまでの区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数fcount(lmin)+…+fcount(k)が(fcount(lmin)+…+fcount(lmax))/2より大であるか否かを判定し、初めてfcount(lmin)+…+fcount(k)が (fcount(lmin)+…+fcount(lmax))/2より大となる離散周波数のインデックスkより1小さいk-1までを第1の範囲とし、当該インデックスkを第2の範囲の最も低域側にあるサンプル番号であるインデックスl midとして出力する。これにより第1の範囲がX^Q [ω∈{lmin,…,lmid-1}]と決定する。
そして、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]の第1の範囲以外の範囲、すなわち、X^Q [ω∈{lmid,…,lmax}]を第2の範囲とする。
以上により、区分対象範囲X^Q [ω∈{lmin,…,lmax}]は2つの範囲に区分される。
二区分部151が出力する区分情報は、lmidであってもよいし、lmidに予め定めた値を演算した値であってもよいし、第1の範囲のサンプル数lmid−lminであってもよいし、第2の範囲のサンプル数lmax−lmid+1であってもよいし、要は、第1の範囲と第2の範囲とを特定できる情報であれば何でもよい。
[第2基準による区分処理の第6例]
第2基準による区分処理の第6例は上記の(f)に対応する。第6例の区分処理は、第5例の区分処理における「サンプルのエネルギー|X^Q(ω)|2」を「サンプルの絶対値|X^Q(ω)|」に置き換えた以外は、第5例の区分処理と同じ方法である。第6例の区分処理によれば、第5例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第5例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
第2基準による区分処理の第6例は上記の(f)に対応する。第6例の区分処理は、第5例の区分処理における「サンプルのエネルギー|X^Q(ω)|2」を「サンプルの絶対値|X^Q(ω)|」に置き換えた以外は、第5例の区分処理と同じ方法である。第6例の区分処理によれば、第5例の区分処理で行なう二乗計算を省略できる分、第5例の区分処理よりも少ない演算処理量で区分処理を行なうことが可能となる。
なお、符号化装置1から復号装置2へビットストリームを伝送する実施構成に限定されず、例えば、合成部160によって得られた情報を記録媒体に記録し、当該記録媒体から読み出された当該情報が復号装置2に入力される実施構成も許容される。
第1実施形態の復号装置2(図13参照)は、正規化信号復号部107、グローバルゲイン復号部106、区分部260及び復元部250を含む。復号装置2は必要に応じて分離部210、時間領域変換部270を含んでもよい。
以下、復号装置2(decoder)での処理を説明する(図14参照)。
符号化装置1から送信されたビットストリームは復号装置2に入力される。分離部210が、ビットストリームから、正規化信号符号と、グローバルゲイン符号と、ゲイン補正量符号idxを取り出す。
<正規化信号復号部107>
正規化信号復号部107には、正規化信号符号が入力される。正規化信号復号部107が、符号化装置1の正規化信号符号化部120が行う符号化方法と対応する復号方法を適用して、正規化信号符号を復号して復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を得る(ステップS1d)。この例では、符号化装置1に対応して説明を行なうため、ωは離散周波数のインデックスを表すものとし、L点の離散周波数の各成分をω=LminからLmaxのそれぞれで表すものとする。正規化信号復号部107は、[背景技術]欄で説明した図1の正規化信号復号部107と同じ動作をする。
正規化信号復号部107には、正規化信号符号が入力される。正規化信号復号部107が、符号化装置1の正規化信号符号化部120が行う符号化方法と対応する復号方法を適用して、正規化信号符号を復号して復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を得る(ステップS1d)。この例では、符号化装置1に対応して説明を行なうため、ωは離散周波数のインデックスを表すものとし、L点の離散周波数の各成分をω=LminからLmaxのそれぞれで表すものとする。正規化信号復号部107は、[背景技術]欄で説明した図1の正規化信号復号部107と同じ動作をする。
<グローバルゲイン復号部106>
グローバルゲイン復号部106には、グローバルゲイン符号が入力される。グローバルゲイン復号部160は、当該グローバルゲイン符号を復号し、復号グローバルゲインg^を出力する(ステップS2d)。グローバルゲイン復号部106が行う復号処理は、グローバルゲイン符号化部105が行う符号化処理に対応する処理であり、[背景技術]欄のグローバルゲイン復号部106でも説明した通りの周知技術である。
グローバルゲイン復号部106には、グローバルゲイン符号が入力される。グローバルゲイン復号部160は、当該グローバルゲイン符号を復号し、復号グローバルゲインg^を出力する(ステップS2d)。グローバルゲイン復号部106が行う復号処理は、グローバルゲイン符号化部105が行う符号化処理に対応する処理であり、[背景技術]欄のグローバルゲイン復号部106でも説明した通りの周知技術である。
<区分部260>
区分部260には、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]、ゲイン補正量符号idx、ゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数が少なくとも入力される。区分部260は、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を3つ以上の範囲に区分する(ステップS3d)。区分についての情報である区分情報は、復元部250に送信される。
区分部260には、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]、ゲイン補正量符号idx、ゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数が少なくとも入力される。区分部260は、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を3つ以上の範囲に区分する(ステップS3d)。区分についての情報である区分情報は、復元部250に送信される。
区分部260は、二区分部261を含む。二区分部261は、区分対象範囲を2つの範囲に区分する。二区分部261の処理の詳細については、後述する。
二区分部261による区分処理は、二区分部261の区分処理で得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行される。これにより、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]は、3つ以上の範囲に区分される。
第1回目の二区分部261の処理は、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]を区分対象範囲とすることにより行われる。
nを1以上の各整数として、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理のそれぞれは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部261の処理で得られる2n個の範囲のうちの何れか1つの範囲を区分対象範囲とすることにより行われる。
以下、図15を参照しながら、区分部260の処理の一例について説明する。
制御部280は、余剰ビット数uをゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数Uとすることにより、余剰ビット数uの値を初期化する(ステップS3d0)。
制御部280は、余剰ビット数uが0より大であるか判定する(ステップS3d1)。
ステップS3d1において、余剰ビット数uが0より大でないと判定された場合には、ステップS3dの処理を終了する。
ステップS3d1において、余剰ビット数uが0より大であると判定された場合には、制御部280は、二区分部261による今回の処理の対象となる範囲である区分対象範囲を決定する(ステップS3d2)。区分対象範囲についての情報は、二区分部261に送信される。
前回の二区分部261の処理が第2n回目から第2n+1−1回目の処理であり、第2n-1回目から第2n−1回目の処理で区分して得られた2n個の範囲のうち区分対象範囲となっていない範囲が残っている場合には、制御部280は、この残っている範囲の何れか1つの範囲を、区分対象範囲[lmin,lmax]とする。
nを1以上の整数として、前回の二区分部261の処理が第2n+1−1回目の処理であり、第2n-1回目から第2n−1回目の処理で区分して得られた2n個の範囲のうち区分対象範囲となっていない範囲が残っていない場合、制御部280は、第2n回目から第2n+1−1回目の処理で区分して得られた2n+1個の範囲のうち何れか1つの範囲を、区分対象範囲[lmin,lmax]とする。
前回の二区分部261の処理が1回目の処理である場合、制御部280は、1回目の処理で区分して得られた2個の範囲のうち何れか1つの範囲を、区分対象範囲[lmin,lmax]とする。
二区分部261は、符号化装置1の二区分部151と同じ基準で区分対象範囲を決定する。これにより、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]は、符号化装置1における量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の区分と同様に区分される。
二区分部261は、区分対象範囲を2つの範囲に区分する(ステップS3d3)。区分対象範囲を[lmin,lmax]と表記し、区分された範囲のうち、低域側の範囲を[lmin,lmid-1]、高域側の範囲を[lmid,lmax]と表記する。この区分についての情報である区分情報が、復元部250に提供される。二区分部261の処理の詳細については、後述する。
制御部280は、u←u-Meとして、余剰ビットの数uをMeだけデクリメントする(ステップS3d5)。すなわち、uからMeを減じた値を新たなuの値とする。その後、ステップS3d1に戻る。
Meは、今回の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数である。この2つのゲイン補正量を表すビットの数は、ゲイン補正量符号idxに含まれる、今回の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量についての符号のビットとの数を計算することにより例えば得られる。Meは、所定の固定値でもよいし、二区分部261で区分された2つの区分された範囲ごとに異なることもある。
このようにして、ステップS3d1からステップS3d5の処理は、余剰ビットの数uが0より大きい限りは繰り返される。換言すれば、二区分部261の処理は、二区分部261の区分処理で得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行される。
[区分部260の変形例1]
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理は、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部261の処理で得られた2n個の範囲のうち、聴覚的な重要度が高い範囲から順に区分対象範囲とすることにより行なわれてもよい。
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理は、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部261の処理で得られた2n個の範囲のうち、聴覚的な重要度が高い範囲から順に区分対象範囲とすることにより行なわれてもよい。
[区分部260の変形例2]
また、一般的には、周波数が低い帯域の方が、周波数が高い帯域よりも、聴覚的な重要度が高いことが多い。このため、入力信号系列が周波数領域の信号系列である場合には、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理は、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部261の処理で得られた2n個の範囲のうち、周波数が低い範囲から順に区分対象範囲とすることにより行なわれてもよい。
また、一般的には、周波数が低い帯域の方が、周波数が高い帯域よりも、聴覚的な重要度が高いことが多い。このため、入力信号系列が周波数領域の信号系列である場合には、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理は、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部261の処理で得られた2n個の範囲のうち、周波数が低い範囲から順に区分対象範囲とすることにより行なわれてもよい。
<復元部250>
復元部250は、図13に示すように、記憶部251及び乗算部252を例えば備えている。
復元部250は、図13に示すように、記憶部251及び乗算部252を例えば備えている。
復元部250には、ゲイン補正量符号idx、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]及び復号グローバルゲインg^が少なくとも入力される。
復元部250は、ゲイン補正量符号idxを復号して得られる各区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量で復号グローバルゲインg^を補正して得られるゲインを各区分された範囲ごとに復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の各サンプルの値にを乗算して得られる信号系列を出力信号系列として得る(ステップS4d)。
ゲイン補正量による復号グローバルゲインg^の補正の一例は、ゲイン補正量と量子化グローバルゲインg^との加算である。
各区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量とは、その各区分された範囲に対応するゲイン補正量、及び、その各区分された範囲を含む範囲に対応するゲイン補正量のことである。その各区分された範囲を含む範囲が存在しない場合には、その各区分された範囲についてのゲイン補正量は、その各区分された範囲に対応するゲイン補正量のことである。
例えば、図10に示すように、復号正規化済み信号系列が4個の範囲に区分されているとする。この例では、復号正規化済み信号系列は、第1の範囲R1、第2の範囲R2、第3の範囲R3及び第4の範囲R4に区分されている。第1の範囲R1は区間[Lmin,L(1)-1]であり、第2の範囲R2は区間[L(1),L(2)-1]であり、第3の範囲R3は区間[L(2),L(3)-1]であり、第4の範囲R4は区間[L(3),Lmax]である。図10の横軸は、サンプル番号を表す。範囲R1及び範囲R2は、第1回目の二区分部261の処理で得られた範囲R12に含まれる。また、範囲R3及び範囲R4は、第1回目の二区分部261の処理で得られた範囲R34に含まれる。
したがって、範囲R1についての少なくとも1つのゲイン補正量は、範囲R1に対応するゲイン補正量及び範囲R12に対応するゲイン補正量である。範囲R2についての少なくとも1つのゲイン補正量は、範囲R2に対応するゲイン補正量及び範囲R12に対応するゲイン補正量である。範囲R3についての少なくとも1つのゲイン補正量は、範囲R3に対応するゲイン補正量及び範囲R34に対応するゲイン補正量である。範囲R4についての少なくとも1つのゲイン補正量は、範囲R4に対応するゲイン補正量及び範囲R34に対応するゲイン補正量である。
範囲R12及び範囲R34にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量にMc個のビットが割り当てられており、範囲R1及び範囲R2にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量にMa個のビットが割り当てられており、範囲R3及び範囲R4にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量にMb個のビットが割り当てられているとする。
各範囲に対応するゲイン補正量は、符号化装置1のゲイン補正量符号化部140が行う符号化処理に対応する復号処理により得ることができる。ここでは、図10に示すように範囲が区分されており、隣接する2つの範囲に対応するゲイン補正量をベクトル量子化の復号により得る場合を例に挙げて説明する。
この例では、範囲R1及び範囲R2がグループG12を構成しており、範囲R3及び範囲R4がグループG34を構成しており、範囲R12及び範囲R34がグループG1234を構成している。すなわち、各グループを構成する範囲は、以下のようになる。
グループG12={範囲R1,範囲R2}
グループG34={範囲R3,範囲R4}
グループG1234={範囲R12,範囲R34}
ベクトル量子化の復号は、これらのグループG12,G34,G1234のそれぞれで行われる。
グループG34={範囲R3,範囲R4}
グループG1234={範囲R12,範囲R34}
ベクトル量子化の復号は、これらのグループG12,G34,G1234のそれぞれで行われる。
具体的には、次の3つのベクトル量子化の復号が行なわれる。第1のベクトル量子化の復号は、グループG12についてのベクトル量子化の復号、すなわち範囲R1に対応するゲイン補正量と範囲R2に対応するゲイン補正量とのベクトル量子化の復号である。これを以下では「第1VQ」という。第2のベクトル量子化の復号は、グループG34についてのベクトル量子化の復号、すなわち範囲R3に対応するゲイン補正量と範囲R4に対応するゲイン補正量とのベクトル量子化の復号である。これを以下では「第2VQ」という。第3のベクトル量子化の復号は、グループG1234についてのベクトル量子化の復号、すなわち範囲R12に対応するゲイン補正量と範囲R34に対応するゲイン補正量とのベクトル量子化の復号である。これを以下では「第3VQ」という。
復元部250の記憶部251には、範囲R1に対応するゲイン補正量の候補Δ1(ma)と、範囲R2に対応するゲイン補正量の候補Δ2(ma)と、これらのゲイン補正量の候補を特定する符号idx12(ma)との組が2Ma個(2のMa乗個、Maは1以上の整数、ma∈{1,…,2Ma}])格納されている。具体的には、Δ1(1)とΔ2(1)とidx12(1)との組、Δ1(2)とΔ2(2)とidx12(2)との組、…、Δ1(2Ma)とΔ2(2Ma)とidx12(2Ma)との組が第1VQのゲイン補正量コードブックとして記憶部251に格納されている。符号idx12(ma)のビット数はMaビットである。
a個(この例ではa=2)のゲイン補正量の候補で構成されたベクトルを、ゲイン補正量候補ベクトルと呼ぶことにすると、第1VQのゲイン補正量コードブックには、Δ1(1)及びΔ2(1)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、Δ1(2)及びΔ2(2)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、…、Δ1(2Ma)及びΔ2(2Ma)で構成されたゲイン補正量候補ベクトルの計2Ma個のゲイン補正量候補ベクトルと、計2Ma個のゲイン補正量候補ベクトルとそれぞれ対応する計2Ma個の符号idx12(1),idx12(2),…,idx12(2Ma)が格納されていると考えることができる。
また、記憶部251には、範囲R3に対応するゲイン補正量の候補Δ3(mb)と、範囲R4に対応するゲイン補正量の候補Δ4(mb)と、これらのゲイン補正量の候補を特定する符号idx34(mb)との組が2Mb個(2のMb乗個、Mbは1以上の整数、mb∈{1,…,2Mb}]))格納されている。具体的には、Δ3(1)とΔ4(1)とidx34(1)との組、Δ3(2)とΔ4(2)とidx34 (2)との組、…、Δ3(2Mb)とΔ4(2Mb)とidx34(2Mb)との組が第2VQのゲイン補正量コードブックとして記憶部251に格納されている。MbはMaと同じ値であっても異なる値であってもよい。符号idx34(mb)のビット数はMbビットである。
第2VQのゲイン補正量コードブックには、Δ3(1)及びΔ4(1)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、Δ3(2)及びΔ4(2)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、…、Δ3(2Mb)及びΔ4(2Mb)で構成されたゲイン補正量候補ベクトルの計2Mb個のゲイン補正量候補ベクトルと、計2Mb個のゲイン補正量候補ベクトルとそれぞれ対応する計2Mb個の符号idx34(1),idx34(2),…,idx34(2Mb)が格納されていると考えてもよい。
さらに、記憶部251には、範囲R12のゲイン補正量の候補Δ12(mc)と、範囲R34のゲイン補正量の候補Δ34(mc)と、これらのゲイン補正量の候補を特定する符号idx1234(mc)との組が2Mc個(2のMc乗個、Mcは1以上の整数、mc∈{1,…,2Mc}]))格納されている。具体的には、Δ12(1)とΔ34(1)とidx1234(1)との組、Δ12(2)とΔ34(2)とidx1234(2)との組、…、Δ12(2Mc)とΔ34(2Mc)とidx1234(2Mc)との組が第3VQのゲイン補正量コードブックとして記憶部251に格納されている。McはMaと同じ値であっても異なる値であってもよい。また、McはMbと同じ値であっても異なる値であってもよい。符号idx1234(mc)のビット数はMcビットである。
第3VQのゲイン補正量コードブックには、Δ12(1)及びΔ34(1)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、Δ12(2)及びΔ34(2)で構成されたゲイン補正量候補ベクトル、…、Δ12(2Mc)及びΔ34(2Mc)で構成されたゲイン補正量候補ベクトルの計2Mc個のゲイン補正量候補ベクトルと、計2Mc個のゲイン補正量候補ベクトルとそれぞれ対応する計2Mc個の符号idx1234(1),idx1234(2),…,idx1234(2Mc)が格納されていると考えてもよい。
このように、各区分された範囲には、複数個のゲイン補正量の候補が対応付けされている。この例では、範囲R1にはΔ1(1),…,Δ1(2Ma)が対応付けされており、範囲R2にはΔ2(1),…,Δ2(2Ma)が対応付けされており、範囲R3にはΔ3(1),…,Δ3(2Mb)が対応付けされており、範囲R4にはΔ4(1),…,Δ4(2Mb)が対応付けされており、範囲R12にはΔ12(1),…,Δ12(2Mc)が対応付けされており、範囲R34にはΔ34(1),…,Δ34(2Mc)が対応付けされている。
このとき、復元部250は、まずゲイン補正量符号idxを構成する各範囲に対応する符号を記憶部251に記憶されたゲイン補正量コードブックを用いて復号して、各範囲に対応するゲイン補正量を得る。
そして、復元部250は、以下の式により、範囲R1の出力信号系列X^(ω) [ω∈{Lmin,…,L(1)-1}]を得る。
X^(ω)=(g^+Δ12+Δ1) X^Q(ω) (F5)
すなわち、復元部250は、範囲R1についてのゲイン補正量であるΔ12とΔ1とを用いて復号グローバルゲインg^の補正を行い、この補正されたゲインg^+Δ12+Δ1と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,L(1)-1]の各サンプルの値とを乗算して、範囲R1の出力信号系列X^(ω) [ω∈{Lmin,…,L(1)-1}]を得る。
すなわち、復元部250は、範囲R1についてのゲイン補正量であるΔ12とΔ1とを用いて復号グローバルゲインg^の補正を行い、この補正されたゲインg^+Δ12+Δ1と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,L(1)-1]の各サンプルの値とを乗算して、範囲R1の出力信号系列X^(ω) [ω∈{Lmin,…,L(1)-1}]を得る。
また、復元部250は、以下の式により、範囲R2の出力信号系列X^(ω) [ω∈{L(1),…,L(2)-1}]を得る。
X^(ω)=(g^+Δ12+Δ2) X^Q(ω) (F6)
すなわち、復元部250は、範囲R2についてのゲイン補正量であるΔ12とΔ2とを用いて復号グローバルゲインg^の補正を行い、この補正されたゲインg^+Δ12+Δ2と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{L(1),…,L(2)-1]の各サンプルの値とを乗算して、範囲R2の出力信号系列X^(ω) [ω∈{L(1),…,L(2)-1}]を得る。
すなわち、復元部250は、範囲R2についてのゲイン補正量であるΔ12とΔ2とを用いて復号グローバルゲインg^の補正を行い、この補正されたゲインg^+Δ12+Δ2と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{L(1),…,L(2)-1]の各サンプルの値とを乗算して、範囲R2の出力信号系列X^(ω) [ω∈{L(1),…,L(2)-1}]を得る。
また、復元部250は、以下の式により、範囲R3の出力信号系列X^(ω) [ω∈{L(2),…,L(3)-1}]を得る。
X^(ω)=(g^+Δ34+Δ3) X^Q(ω) (F7)
すなわち、復元部250は、範囲R3についてのゲイン補正量であるΔ34とΔ3とを用いて復号グローバルゲインg^の補正を行い、この補正されたゲインg^+Δ34+Δ3と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{L(2),…,L(3)-1]の各サンプルの値とを乗算して、範囲R3の出力信号系列X^(ω) [ω∈{L(2),…,L(3)-1}]を得る。
すなわち、復元部250は、範囲R3についてのゲイン補正量であるΔ34とΔ3とを用いて復号グローバルゲインg^の補正を行い、この補正されたゲインg^+Δ34+Δ3と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{L(2),…,L(3)-1]の各サンプルの値とを乗算して、範囲R3の出力信号系列X^(ω) [ω∈{L(2),…,L(3)-1}]を得る。
また、復元部250は、以下の式により、範囲R4の出力信号系列X^(ω) [ω∈{L(3),…,Lmax}]を得る。
X^(ω)=(g^+Δ34+Δ4) X^Q(ω) (F8)
すなわち、復元部250は、範囲R4についてのゲイン補正量であるΔ34とΔ4とを用いて復号グローバルゲインg^の補正を行い、この補正されたゲインg^+Δ34+Δ4と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{L(3),…,Lmax]の各サンプルの値とを乗算して、範囲R4の出力信号系列X^(ω) [ω∈{L(3),…,Lmax}]を得る。
すなわち、復元部250は、範囲R4についてのゲイン補正量であるΔ34とΔ4とを用いて復号グローバルゲインg^の補正を行い、この補正されたゲインg^+Δ34+Δ4と復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{L(3),…,Lmax]の各サンプルの値とを乗算して、範囲R4の出力信号系列X^(ω) [ω∈{L(3),…,Lmax}]を得る。
[復元部250の変形例1]
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値よりも小さくてもよい。
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値よりも小さくてもよい。
復号正規化済み信号系列が4個の範囲に区分されている図10に示す例だと、範囲R1に対応するゲイン補正量の候補Δ1(ma)の絶対値と、範囲R2に対応するゲイン補正量の候補Δ2(ma)の絶対値と、範囲R3に対応するゲイン補正量の候補Δ3(mb)の絶対値と、範囲R4に対応するゲイン補正量の候補Δ4(mb)の絶対値とが、範囲R12のゲイン補正量の候補Δ12(mc)の絶対値及び範囲R34のゲイン補正量の候補Δ34(mc)の絶対値よりも小さくてもよい。
|Δ12(mc)|,|Δ34(mc)|>|Δ1(ma)|,|Δ2(ma)|,|Δ3(mb)|,|Δ4(mb)|
[復元部250の変形例2]
ゲイン補正量候補ベクトルは、例えば次のようにして生成することができる。
[復元部250の変形例2]
ゲイン補正量候補ベクトルは、例えば次のようにして生成することができる。
記憶部251には、2個の値で構成される正規化ゲイン補正量候補ベクトルがその正規化ゲイン補正量候補ベクトルを特定する符号と共に複数格納されているとする。正規化ゲイン補正量候補ベクトルを構成する2個の値をΔ1(i),Δ2(i)と表記すると、正規化ゲイン補正量候補ベクトルは(Δ1(i),Δ2(i))と表記することができる。記憶部251には、例えば、2E個の正規化ゲイン補正量候補ベクトル、すなわち(Δ1(1),Δ2(1)),…,(Δ1(2E),Δ2(2E))が格納されている。Eは、所定の整数であり、例えばMeである。
二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲には、その二区分部261の処理の回数に応じて所定の係数が対応付けされているものとする。例えば、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理に対応する所定の係数の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部261の処理に対応する所定の係数の絶対値よりも小さいように対応付けがされている。
このとき、正規化ゲイン補正量候補ベクトルに、二区分部261の処理の回数に対応する所定の係数を乗算したベクトルを、その回数目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトルとする。言いかえれば、正規化ゲイン補正量候補ベクトル(Δ1(i),Δ2(i))を構成する2個の値Δ1(i),Δ2(i)のそれぞれに、二区分部261の処理の回数に対応する所定の係数stepを乗算することにより得られた2個の値stepΔ1(i),stepΔ2(i)により構成されるベクトル(stepΔ1(i),stepΔ2(i))を、その回数目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトルとする。この乗算は、復元部250の乗算部252により行われる。正規化ゲイン補正量候補ベクトル(Δ1(i),Δ2(i))が2E個ある場合には、i=1,…,2Eのそれぞれについてこの乗算を行うことにより、2E個のゲイン補正量候補ベクトル(stepΔ1(i),stepΔ2(i))が得られる。
[復元部250の変形例3]
二区分部261による各回数目の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補をそのゲイン補正量の候補を特定する符号と共に、ひとつのゲイン補正量コードブックとして記憶部251に格納しておいてもよい。例えば、nを0以上の各整数として、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))が、そのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))を特定する符号idx(i)と共に記憶部251に格納されているとする。
二区分部261による各回数目の処理で得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補をそのゲイン補正量の候補を特定する符号と共に、ひとつのゲイン補正量コードブックとして記憶部251に格納しておいてもよい。例えば、nを0以上の各整数として、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))が、そのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))を特定する符号idx(i)と共に記憶部251に格納されているとする。
すなわち、図12に例示するように、nの最大値をnmaxとして、1回目(n=0)の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,0(i),Δ2,0(i))[i=1,…,2E]、2回目(n=1)から3回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,1(i),Δ2,1(i))[i=1,…,2E]、4回目(n=2)から7回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,2(i),Δ2,2(i))[i=1,…,2E]、…、第2nmax回目(n=nmax)から第2nmax+1−1回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,nmax(i),Δ2,nmax(i))[i=1,…,2E]が、そのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))を特定する符号idx(i)と共に記憶部141に格納されているとする。
二区分部261の処理が行われる回数をD(Dはnmax以下の整数)とすると、符号idx(i)で特定されるゲイン補正量候補ベクトルは、A=Σd=1 D2dとして、A個のゲイン補正量の候補で構成されていると考えてもよい。
このとき、例えば、第2n回目から第2n+1−1回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n(i),Δ2,n(i))を構成するゲイン補正量の候補Δ1,n(i),Δ2,n(i)の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部261の処理で得られる2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトル(Δ1,n-1(i),Δ2,n-1(i))を構成するゲイン補正量の候補Δ1,n-1(i),Δ2,n-1(i)の絶対値よりも小さいとする。
この場合、復元部250は、ゲイン補正量コードブックに格納された複数のゲイン補正量候補ベクトルの中から、入力されたゲイン補正量符号idxを構成する各範囲に対応する符号で特定されるゲイン補正量候補ベクトルを選択する。この選択されたゲイン補正量候補ベクトルを構成するゲイン補正量を用いて、復号グローバルゲインの補正を行う。
[復元部250の変形例4]
復元部250は、式(F5),式(F6),式(F7),式(F8)にそれぞれ代えて式(F9),式(F10),式(F11),式(F12)に基づいて、出力信号系列X^(ω)を求めてもよい。
復元部250は、式(F5),式(F6),式(F7),式(F8)にそれぞれ代えて式(F9),式(F10),式(F11),式(F12)に基づいて、出力信号系列X^(ω)を求めてもよい。
X^(ω)=(g^+s12Δ12+s1Δ1) X^Q(ω) (F9)
X^(ω)=(g^+s12Δ12+s2Δ2) X^Q(ω) (F10)
X^(ω)=(g^+s34Δ34+s3Δ3) X^Q(ω) (F11)
X^(ω)=(g^+s34Δ34+s4Δ4) X^Q(ω) (F12)
s1,s2,s3,s4,s12,s34は、例えば以下の式のように定義される。
X^(ω)=(g^+s12Δ12+s2Δ2) X^Q(ω) (F10)
X^(ω)=(g^+s34Δ34+s3Δ3) X^Q(ω) (F11)
X^(ω)=(g^+s34Δ34+s4Δ4) X^Q(ω) (F12)
s1,s2,s3,s4,s12,s34は、例えば以下の式のように定義される。
このように、復元部250は、各区分された範囲についての各ゲイン補正量と、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の全てのサンプルの値の二乗和をその各ゲイン補正量に対応する範囲内の全てのサンプルの値の二乗和で除算した値とを乗算した値で復号グローバルゲインg^を補正してもよい。
また、復元部250は、式(F5),式(F6),式(F7),式(F8)にそれぞれ代えて式(F13),式(F14),式(F15),式(F16)に基づいて、出力信号系列X^(ω)を求めてもよい。
X^(ω)=(g^+s1(Δ12+Δ1)) X^Q(ω) (F13)
X^(ω)=(g^+s2(Δ12+Δ2)) X^Q(ω) (F14)
X^(ω)=(g^+s3(Δ34+Δ3)) X^Q(ω) (F15)
X^(ω)=(g^+s4(Δ34+Δ4)) X^Q(ω) (F16)
このように、復元部250は、各区分された範囲についてのゲイン補正量を各範囲ごとに加算した値と、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の全てのサンプルの値の二乗和を各区分された範囲内の全てのサンプルの値の二乗和で除算した値とを乗算した値で復号グローバルゲインg^を補正してもよい。
X^(ω)=(g^+s2(Δ12+Δ2)) X^Q(ω) (F14)
X^(ω)=(g^+s3(Δ34+Δ3)) X^Q(ω) (F15)
X^(ω)=(g^+s4(Δ34+Δ4)) X^Q(ω) (F16)
このように、復元部250は、各区分された範囲についてのゲイン補正量を各範囲ごとに加算した値と、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]の全てのサンプルの値の二乗和を各区分された範囲内の全てのサンプルの値の二乗和で除算した値とを乗算した値で復号グローバルゲインg^を補正してもよい。
なお、s12,s34,s1,s2,s3,s4を、それぞれ以下の式のように定義してもよい。
c12は、範囲R12のサンプルのエネルギーが第一の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c34は、範囲R34のサンプルのエネルギーが第二の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c1234は、範囲R1234のサンプルのエネルギーが第三の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c1は、範囲R1のサンプルのエネルギーが第四の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c2は、範囲R2のサンプルのエネルギーが第五の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c3は、範囲R3のサンプルのエネルギーが第六の所定値よりも大きいサンプルの個数である。c4は、範囲R4のサンプルのエネルギーが第七の所定値よりも大きいサンプルの個数である。
この場合、復号部260は、各区分された範囲についての各ゲイン補正量と、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]のサンプルのエネルギーが第八の所定値よりも大きいサンプルの個数をその各ゲイン補正量に対応する範囲内のサンプルのエネルギーが第九の所定値よりも大きいサンプルの個数で除算した値とを乗算した値で復号グローバルゲインg^を補正することになる。または、復号部260は、各区分された範囲についてのゲイン補正量を各範囲ごとに加算した値と、復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{Lmin,…,Lmax}]のサンプルのエネルギーが第十の所定値よりも大きいサンプルの個数を各区分された範囲内のサンプルのエネルギーが第十一の所定値よりも大きいサンプルの個数で除算した値とを乗算した値で復号グローバルゲインg^を補正することになる。
これらの第一から第十一の所定値は、互いに異なる値であってもよいが、同じ値であることが好ましい。これらの第一から第十一の所定値は、式(B2)におけるεに対応する。
<二区分部261が行なう区分処理の詳細>
二区分部261が区分対象範囲に対して行なう区分処理は、符号化装置1の二区分部151が区分対象範囲に対して行なう区分処理と同一である。
二区分部261が区分対象範囲に対して行なう区分処理は、符号化装置1の二区分部151が区分対象範囲に対して行なう区分処理と同一である。
「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」での区分処理は、例えば、区分対象範囲の第1の範囲を、
(a) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和と、区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和と、区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(d) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(e) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
または、
(f) 区分対象範囲の第1の範囲から第nの範囲までのサンプル数が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
求め、
区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、区分対象範囲の第2の範囲とすることで、区分対象範囲を2個の範囲に区分することにより行なわれる。
(a) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和と、区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和と、区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(d) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(e) 区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
または、
(f) 区分対象範囲の第1の範囲から第nの範囲までのサンプル数が、区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
求め、
区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、区分対象範囲の第2の範囲とすることで、区分対象範囲を2個の範囲に区分することにより行なわれる。
上記に例示した区分処理は、「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」による区分を、第1の範囲から順に逐次的に決定していく方法によって実現するものである。上記に例示した区分処理によれば、少ない演算処理量で「各範囲のエネルギーがなるべく等しくなるように区分する基準」による区分を実現できる。
「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」での区分処理は、例えば、区分対象範囲の第1の範囲を、
(a) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数と、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数と、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(d) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(e) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
または、
(f) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
求め、
区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、区分対象範囲の第2の範囲とすることで、区分対象範囲を2個の範囲に区分することにより行なわれる。
(a) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数と、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数と、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(d) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(e) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
または、
(f) 区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数が、区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいかまたは所定値以上であるサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
求め、
区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、区分対象範囲の第2の範囲とすることで、区分対象範囲を2個の範囲に区分することにより行なわれる。
上記に例示した区分処理は、「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」による区分を、各範囲を逐次的に決定していく方法によって実現するものである。上記に例示した区分処理によれば、少ない演算処理量で「各範囲に含まれる有意のサンプルの個数がなるべく等しくなるように区分する基準」による区分を実現できる。
二区分部261が行なう区分処理の具体例は、符号化装置1の二区分部151が行う区分処理の具体例である「第1の基準による区分処理の第1例」から「第1の基準による区分処理の第6例」、「第2の基準による区分処理の第1例」から「第2の基準による区分処理の第6例」のそれぞれの具体例中の、量子化正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]を復号正規化済み信号系列X^Q(ω) [ω∈{lmin,…,lmax}]に置き換えたものである。
<時間領域変換部270>
必要に応じて備える時間領域変換部270には、出力信号系列X^(ω)が入力される。時間領域変換部270は、出力信号系列X^(ω)に対して周波数−時間変換を適用して、フレーム単位の時間領域信号系列zF(t)を出力する。周波数−時間変換方法は、周波数領域変換部101で用いられた時間−周波数変換方法に対応する逆変換である。上述の例であれば、ここでの周波数−時間変換方法は、IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)またはIDCT(Inverse Discrete Cosine Transform)である。
必要に応じて備える時間領域変換部270には、出力信号系列X^(ω)が入力される。時間領域変換部270は、出力信号系列X^(ω)に対して周波数−時間変換を適用して、フレーム単位の時間領域信号系列zF(t)を出力する。周波数−時間変換方法は、周波数領域変換部101で用いられた時間−周波数変換方法に対応する逆変換である。上述の例であれば、ここでの周波数−時間変換方法は、IMDCT(Inverse Modified Discrete Cosine Transform)またはIDCT(Inverse Discrete Cosine Transform)である。
《第2実施形態》
第2実施形態は、ゲイン補正量符号idxに、正規化信号符号の余ったビットを用いる形態である。
第2実施形態は、ゲイン補正量符号idxに、正規化信号符号の余ったビットを用いる形態である。
正規化信号符号化部120が[背景技術]欄で説明した正規化部102と量子化部103とゲイン制御部104により構成される場合などでは、消費ビット数が規定ビット数より少なくなる場合がある。
第2実施形態の符号化装置1では、正規化信号符号化部120が、規定ビット数から消費ビット数を減算して得られるゲイン修正ビットのビット数Uを区分部150に対して出力するようにする。また、ゲイン補正量符号化部140は、入力されたゲイン修正ビットのビット数Uに基づいて、Uビットのゲイン補正量符号idxを出力するようにする。
第2実施形態の復号装置2では、正規化信号復号部107が、正規化信号符号のビット数の最大値として規定されている規定ビット数から実際の正規化信号符号のビット数である消費ビット数を減算して得られるゲイン修正ビットのビット数Uを区分部260に対して出力するようにする。また、復元部250は入力されたUビットのゲイン補正量符号idxを復号できるようにする。
第2実施形態の符号化装置1及び復号装置2によれば、正規化信号符号のために用意されたものの実際には正規化信号符号には用いられなかったビットをゲイン補正量符号idxに用いることで、与えられたビットを有効に活用した符号化及び復号を行うことが可能となる。
以上の各実施形態の他、本発明である符号化装置、符号化方法、復号装置、復号方法は上述の実施形態に限定されるものではなく、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。また、上記実施形態において説明した処理は、記載の順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るとしてもよい。
また、上記符号化装置/上記復号装置における処理機能をコンピュータによって実現する場合、符号化装置/復号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、上記符号化装置/上記復号装置における処理機能がコンピュータ上で実現される。
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、符号化装置、復号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。
Claims (30)
- 複数の入力信号サンプルにより構成される、フレーム単位の入力信号系列を符号化する符号化方法において、
上記入力信号系列に含まれる各入力信号サンプルが正規化された信号による系列を符号化して得られる正規化信号符号と、上記正規化信号符号に対応する量子化正規化済み信号系列と、を得る正規化信号符号化ステップと、
上記入力信号系列に対応するゲインである量子化グローバルゲインと、上記量子化グローバルゲインに対応するグローバルゲイン符号と、を得るグローバルゲイン符号化ステップと、
上記量子化正規化済み信号系列を3つ以上の範囲に区分する区分ステップと、
各上記区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量で上記量子化グローバルゲインを補正して得られるゲインを上記各区分された範囲ごとに上記量子化正規化済み信号系列の各サンプルの値に乗算して得られる信号系列と上記入力信号系列との相関が最大又は誤差が最小となるゲイン補正量を特定するためのゲイン補正量符号を得るゲイン補正量符号化ステップと、
を有し、
上記区分ステップにおける上記量子化正規化済み信号系列の区分は、入力された区分対象範囲を2つの範囲に区分する二区分ステップにより行われ、
上記二区分ステップは、上記二区分ステップで得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行され、
第1回目の二区分ステップは、上記量子化正規化済み信号系列を上記区分対象範囲とすることにより行われ、第2n回目(nは1以上の各整数)から第2n+1−1回目の二区分ステップのそれぞれは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2n個の範囲のうちの何れか1つの範囲を上記区分対象範囲とすることにより行われる、
符号化方法。 - 請求項1に記載の符号化方法であって、
上記二区分ステップにおける2つの範囲への区分は、
上記区分対象範囲の第1の範囲を、
(a)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和と、上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和と、上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c)上記区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(d)上記区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(e)上記区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
または、
(f)上記区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1となる最大のサンプル数になるように、
求め、
上記区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、上記区分対象範囲の第2の範囲とすることで、2つの範囲に区分することにより行なわれる、
符号化方法。 - 請求項1に記載の符号化方法であって、
上記二区分ステップにおける2つの範囲への区分は、
上記区分対象範囲の第1の範囲を、
(a)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数と、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいサンプルの個数と、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数が、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(d)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいサンプルの個数が、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(e)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数が、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
または、
(f)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいサンプルの個数が、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
求め、
上記区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、上記区分対象範囲の第2の範囲とすることで、2つの範囲に区分することにより行なわれる、
符号化方法。 - 請求項1から請求項3の何れかに記載の符号化方法であって、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られた2n個の範囲のうち、聴覚的な重要度が高い範囲から順に上記区分対象範囲とすることにより行なわれる、
符号化方法。 - 請求項1から請求項3の何れかに記載の符号化方法であって、
上記入力信号系列は周波数領域の信号系列であり、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られた2n個の範囲のうち、周波数が低い範囲から順に上記区分対象範囲とすることにより行なわれる、
符号化方法。 - 請求項1から請求項5の何れかに記載の符号化方法であって、
上記ゲイン補正量符号化ステップは、複数個のゲイン補正量の候補の中から上記相関が最大又は誤差が最小となるゲイン補正量を特定するステップであり、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値よりも小さい、
符号化方法。 - 請求項1から請求項5の何れかに記載の符号化方法であって、
ゲイン補正量候補ベクトルは、2個のゲイン補正量の候補で構成されており、
上記2つの区分された範囲は、それぞれその2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトルを構成する2個のゲイン補正量の候補に対応付けされており、
上記ゲイン補正量符号化ステップは、各2つの区分された範囲についての複数のゲイン補正量候補ベクトルの中から上記誤差を最小にするゲイン補正量候補ベクトルを特定するためのゲイン補正量符号を得るステップであり、
符号帳には、2個の値で構成される正規化ゲイン補正量候補ベクトルが複数格納されており、
上記2つの区分された範囲についての複数のゲイン補正量候補ベクトルは、上記符号帳に格納された正規化ゲイン補正量候補ベクトルを構成する2個の値のそれぞれにその2つの区分された範囲に対応する所定の係数を乗算することにより得られた2個の値により構成されるベクトルであり、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲に対応する所定の係数の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲に対応する所定の係数の絶対値よりも小さい、
符号化方法。 - 請求項1から請求項5の何れかに記載の符号化方法であって、
上記二区分ステップが行われる回数をDとして、ゲイン補正量候補ベクトルは、A=Σd=1 D2dとして、A個のゲイン補正量の候補で構成されており、
上記二区分ステップで得られるA個の区分された範囲は、それぞれゲイン補正量候補ベクトルを構成するA個のゲイン補正量の候補に対応付けされており、
ゲイン補正量コードブックには、複数のゲイン補正量候補ベクトルが格納されており、
上記ゲイン補正量符号化ステップは、上記ゲイン補正量コードブックに格納された複数のゲイン補正量候補ベクトルの中から上記誤差を最小にするゲイン補正量候補ベクトルを特定するゲイン補正量符号を得るステップであり、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値よりも大きい、
符号化方法。 - 請求項1から請求項5の何れかに記載の符号化方法であって、
上記補正して得られるゲインは、上記各区分された範囲についての各ゲイン補正量と、上記量子化正規化済み信号系列の全てのサンプルの値の二乗和をその各ゲイン補正量に対応する範囲内の全てのサンプルの値の二乗和で除算した値とを乗算した値で上記量子化グローバルゲインを補正して得られる値である、
符号化方法。 - 請求項1から請求項5の何れかに記載の符号化方法であって、
上記補正して得られるゲインは、上記各区分された範囲についての各ゲイン補正量と、上記量子化正規化済み信号系列のサンプルのエネルギーが所定値よりも大きいサンプルの個数をその各ゲイン補正量に対応する範囲内のサンプルのエネルギーが上記所定値よりも大きいサンプルの個数で除算した値とを乗算した値で上記量子化グローバルゲインを補正して得られる値である、
符号化方法。 - 請求項1から請求項5の何れかに記載の符号化方法であって、
上記補正して得られるゲインは、上記各区分された範囲についてのゲイン補正量を各範囲ごとに加算した値と、上記量子化正規化済み信号系列の全てのサンプルの値の二乗和を上記各区分された範囲内の全てのサンプルの値の二乗和で除算した値とを乗算した値で上記量子化グローバルゲインを補正して得られる値である、
符号化方法。 - 請求項1から請求項6の何れかに記載の符号化方法であって、
上記補正して得られるゲインは、上記各区分された範囲についてのゲイン補正量を各範囲ごとに加算した値と、上記量子化正規化済み信号系列のサンプルのエネルギーが所定値よりも大きいサンプルの個数を上記各区分された範囲内のサンプルのエネルギーが上記所定値よりも大きいサンプルの個数で除算した値とを乗算した値で上記量子化グローバルゲインを補正して得られる値である、
符号化方法。 - フレーム単位の符号を復号して出力信号系列を得る復号方法において、
上記符号に含まれる正規化信号符号を復号して復号正規化済み信号系列を得る正規化信号復号ステップと、
上記符号に含まれるグローバルゲイン符号を復号して復号グローバルゲインを得るグローバルゲイン復号ステップと、
上記復号正規化済み信号系列を3つ以上の範囲に区分する区分ステップと、
上記符号に含まれるゲイン補正量符号を復号して得られる各上記区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量で上記復号グローバルゲインを補正して得られるゲインを上記各区分された範囲ごとに上記復号正規化済み信号系列の各サンプルの値にを乗算して得られる信号系列を出力信号系列として得る復元ステップと、
を有し、
上記区分ステップにおける上記復号正規化済み信号系列の区分は、入力された区分対象範囲を2つの範囲に区分する二区分ステップにより行われ、
上記二区分ステップは、上記二区分ステップで得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行され、
第1回目の二区分ステップは、上記復号正規化済み信号系列を上記区分対象範囲とすることにより行われ、第2n回目(nは1以上の各整数)から第2n+1−1回目の二区分ステップのそれぞれは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2n個の範囲のうちの何れか1つの範囲を上記区分対象範囲とすることにより行われる、
復号方法。 - 請求項13に記載の復号方法であって、
上記二区分ステップにおける2つの範囲への区分は、
上記区分対象範囲の第1の範囲を、
(a)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和と、上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和と、上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c)上記区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(d)上記区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以上となる最小のサンプル数になるように、
または、
(e)上記区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の二乗和が上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の二乗和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
または、
(f)上記区分対象範囲の第1の範囲のサンプル数が、上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルの値の絶対値和が上記区分対象範囲の全てのサンプルの値の絶対値和の2分の1以下となる最大のサンプル数になるように、
求め、
上記区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、上記区分対象範囲の第2の範囲とすることで、2つの範囲に区分することにより行なわれる、
復号方法。 - 請求項13に記載の復号方法であって、
上記二区分ステップにおける2つの範囲への区分は、
上記区分対象範囲の第1の範囲を、
(a)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数と、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(b)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいサンプルの個数と、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいサンプルの個数の2分の1と、が最も近付くように、
または、
(c)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数が、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(d)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいサンプルの個数が、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1以上となる最小のサンプル数となるように、
または、
(e)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが所定値より大きいサンプルの個数が、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルのエネルギーが上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
または、
(f)上記区分対象範囲の第1の範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が所定値より大きいサンプルの個数が、上記区分対象範囲に含まれる全てのサンプルのうちサンプルの絶対値が上記所定値より大きいサンプルの個数の2分の1以下となる最大のサンプル数となるように、
求め、
上記区分対象範囲のうちの第1の範囲以外の範囲を、上記区分対象範囲の第2の範囲とすることで、2つの範囲に区分することにより行なわれる、
復号方法。 - 請求項13から請求項15の何れかに記載の復号方法であって、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られた2n個の範囲のうち、聴覚的な重要度が高い範囲から順に上記区分対象範囲とすることにより行なわれる、
復号方法。 - 請求項13から請求項15の何れかに記載の復号方法であって、
上記復号正規化済み信号系列は周波数領域の信号系列であり、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られた2n個の範囲のうち、周波数が低い高い範囲から順に上記区分対象範囲とすることにより行なわれる、
復号方法。 - 請求項13から請求項17の何れかに記載の復号方法であって、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の絶対値よりも小さい、
復号方法。 - 請求項13から請求項17の何れかに記載の復号方法であって、
ゲイン補正量候補ベクトルは、2個のゲイン補正量の候補で構成されており、
上記2つの区分された範囲は、それぞれその2つの区分された範囲についてのゲイン補正量候補ベクトルを構成する2個のゲイン補正量の候補に対応付けされており、
上記復元ステップは、各2つの区分された範囲についての複数のゲイン補正量候補ベクトルの中から上記符号に含まれるゲイン補正量符号により特定されるゲイン補正量候補ベクトルを選択し、その選択されたゲイン補正量候補ベクトルを構成するゲイン補正量を用いて上記出力信号系列を得るステップであり、
符号帳には、2個の値で構成される正規化ゲイン補正量候補ベクトルが複数格納されており、
上記2つの区分された範囲についての複数のゲイン補正量候補ベクトルは、上記符号帳に格納された正規化ゲイン補正量候補ベクトルを構成する2個の値のそれぞれにその2つの区分された範囲に対応する所定の係数を乗算することにより得られた2個の値により構成されるベクトルであり、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲に対応する所定の係数の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲に対応する所定の係数の絶対値よりも小さい、
復号方法。 - 請求項13から請求項17の何れかに記載の復号方法であって、
上記二区分ステップが行われる回数をDとして、ゲイン補正量候補ベクトルは、A=Σd=1 D2dとして、A個のゲイン補正量の候補で構成されており、
上記二区分ステップで得られるA個の区分された範囲は、それぞれゲイン補正量候補ベクトルを構成するA個のゲイン補正量の候補に対応付けされており、
ゲイン補正量コードブックには、複数のゲイン補正量候補ベクトルが格納されており、
上記復元ステップは、上記ゲイン補正量コードブックに格納された複数のゲイン補正量候補ベクトルの中から上記符号に含まれるゲイン補正量符号により特定されるゲイン補正量候補ベクトルを選択し、その選択されたゲイン補正量候補ベクトルを構成するゲイン補正量を用いて上記復号グローバルゲインの補正を行うステップを含み、
第2n回目から第2n+1−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値の方が、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分ステップで得られる2つの区分された範囲のそれぞれに対応するゲイン補正量の候補の絶対値よりも大きい、
復号方法。 - 請求項13から請求項17の何れかに記載の復号方法であって、
上記補正して得られるゲインは、上記各区分された範囲についての各ゲイン補正量と、上記復号正規化済み信号系列の全てのサンプルの値の二乗和をその各ゲイン補正量に対応する範囲内の全てのサンプルの値の二乗和で除算した値とを乗算した値で上記復号グローバルゲインを補正して得られる値である、
復号方法。 - 請求項13から請求項17のいずれかに記載の復号方法であって、
上記補正して得られるゲインは、上記各区分された範囲についての各ゲイン補正量と、上記復号正規化済み信号系列のサンプルのエネルギーが所定値よりも大きいサンプルの個数をその各ゲイン補正量に対応する範囲内のサンプルのエネルギーが上記所定値よりも大きいサンプルの個数で除算した値とを乗算した値で上記復号グローバルゲインを補正して得られる値である、
復号方法。 - 請求項13から請求項17の何れかに記載の復号方法であって、
上記補正して得られるゲインは、上記各区分された範囲についてのゲイン補正量を各範囲ごとに加算した値と、上記復号正規化済み信号系列の全てのサンプルの値の二乗和を上記各区分された範囲内の全てのサンプルの値の二乗和で除算した値とを乗算した値で上記復号グローバルゲインを補正して得られる値である、
復号方法。 - 請求項13から請求項17の何れかに記載の復号方法であって、
上記補正して得られるゲインは、上記各区分された範囲についてのゲイン補正量を各範囲ごとに加算した値と、上記復号正規化済み信号系列のサンプルのエネルギーが所定値よりも大きいサンプルの個数を上記各区分された範囲内のサンプルのエネルギーが上記所定値よりも大きいサンプルの個数で除算した値とを乗算した値で上記復号グローバルゲインを補正して得られる値である、
復号方法。 - 複数の入力信号サンプルにより構成される、フレーム単位の入力信号系列を符号化する符号化装置において、
上記入力信号系列に含まれる各入力信号サンプルが正規化された信号による系列を符号化して得られる正規化信号符号と、上記正規化信号符号に対応する量子化正規化済み信号系列と、を得る正規化信号符号化部と、
上記入力信号系列に対応するゲインである量子化グローバルゲインと、上記量子化グローバルゲインに対応するグローバルゲイン符号と、を得るグローバルゲイン符号化部と、
上記量子化正規化済み信号系列を3つ以上の範囲に区分する区分部と、
各上記区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量で上記量子化グローバルゲインを補正して得られるゲインを上記各区分された範囲ごとに上記量子化正規化済み信号系列の各サンプルの値に乗算して得られる信号系列と上記入力信号系列との相関が最大又は誤差が最小となるゲイン補正量を特定するためのゲイン補正量符号を得るゲイン補正量符号化部と、
を含み、
上記区分部は二区分部を含み、
上記区分部の処理における上記量子化正規化済み信号系列の区分は、入力された区分対象範囲を2つの範囲に区分する上記二区分部により行われ、
上記二区分部の処理は、上記二区分部の処理で得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行され、
第1回目の二区分部の処理は、上記量子化正規化済み信号系列を上記区分対象範囲とすることにより行われ、第2n回目(nは1以上の各整数)から第2n+1−1回目の二区分部の処理のそれぞれは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部の処理で得られる2n個の範囲のうちの何れか1つの範囲を上記区分対象範囲とすることにより行われる、
符号化装置。 - フレーム単位の符号を復号して出力信号系列を得る復号装置において、
上記符号に含まれる正規化信号符号を復号して復号正規化済み信号系列を得る正規化信号復号部と、
上記符号に含まれるグローバルゲイン符号を復号して復号グローバルゲインを得るグローバルゲイン復号部と、
上記復号正規化済み信号系列を3つ以上の範囲に区分する区分部と、
上記符号に含まれるゲイン補正量符号を復号して得られる各上記区分された範囲についての少なくとも1つのゲイン補正量で上記復号グローバルゲインを補正して得られるゲインを上記各区分された範囲ごとに上記復号正規化済み信号系列の各サンプルの値にを乗算して得られる信号系列を出力信号系列として得る復元部と、
を含み、
上記区分部は二区分部を含み、
上記区分部の処理における上記復号正規化済み信号系列の区分は、入力された区分対象範囲を2つの範囲に区分する上記二区分部により行われ、
上記二区分部の処理は、上記二区分部の処理で得られる2つの区分された範囲にそれぞれ対応する2つのゲイン補正量を表すビットの数の合計がゲイン補正量符号用に割り当てられたビット数以下となる回数の範囲内で実行され、
第1回目の二区分部の処理は、上記復号正規化済み信号系列を上記区分対象範囲とすることにより行われ、第2n回目(nは1以上の各整数)から第2n+1−1回目の二区分部の処理のそれぞれは、第2n-1回目から第2n−1回目の二区分部の処理で得られる2n個の範囲のうちの何れか1つの範囲を上記区分対象範囲とすることにより行われる、
復号装置。 - 請求項1から請求項12の何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ためのプログラム。
- 請求項13から請求項24の何れかに記載の復号方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項1から請求項12の何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ためのプログラムを記録した記録媒体。
- 請求項13から請求項24の何れかに記載の復号方法の各ステップ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記録媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014521423A JP5734519B2 (ja) | 2012-06-15 | 2013-06-14 | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012135373 | 2012-06-15 | ||
JP2012135373 | 2012-06-15 | ||
PCT/JP2013/066438 WO2013187498A1 (ja) | 2012-06-15 | 2013-06-14 | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 |
JP2014521423A JP5734519B2 (ja) | 2012-06-15 | 2013-06-14 | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5734519B2 true JP5734519B2 (ja) | 2015-06-17 |
JPWO2013187498A1 JPWO2013187498A1 (ja) | 2016-02-08 |
Family
ID=49758316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014521423A Active JP5734519B2 (ja) | 2012-06-15 | 2013-06-14 | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5734519B2 (ja) |
WO (1) | WO2013187498A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5840101B2 (ja) * | 2012-10-01 | 2016-01-06 | 日本電信電話株式会社 | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002268693A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | オーディオ符号化装置 |
WO2005004113A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-13 | Fujitsu Limited | オーディオ符号化装置 |
JP2006010817A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Victor Co Of Japan Ltd | 音響信号符号化装置 |
WO2007029304A1 (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Fujitsu Limited | オーディオ符号化装置及びオーディオ符号化方法 |
JP2008065162A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Toshiba Corp | オーディオ符号化装置 |
JP2008203739A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Kddi Corp | オーディオビットレート変換方法および装置 |
JP2008261978A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Toshiba Microelectronics Corp | 再生音量自動調整方法 |
WO2009001874A1 (ja) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Nec Corporation | オーディオ符号化方法、オーディオ復号方法、オーディオ符号化装置、オーディオ復号装置、プログラム、およびオーディオ符号化・復号システム |
JP2010175633A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Sony Corp | 符号化装置及び方法、並びにプログラム |
JP2010281965A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Sony Corp | 量子化装置、再生装置、量子化方法およびプログラム |
WO2012005212A1 (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-12 | 日本電信電話株式会社 | 符号化方法、復号方法、符号化装置、復号装置、プログラム、及び記録媒体 |
-
2013
- 2013-06-14 WO PCT/JP2013/066438 patent/WO2013187498A1/ja active Application Filing
- 2013-06-14 JP JP2014521423A patent/JP5734519B2/ja active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002268693A (ja) * | 2001-03-12 | 2002-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | オーディオ符号化装置 |
WO2005004113A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-13 | Fujitsu Limited | オーディオ符号化装置 |
JP2006010817A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Victor Co Of Japan Ltd | 音響信号符号化装置 |
WO2007029304A1 (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Fujitsu Limited | オーディオ符号化装置及びオーディオ符号化方法 |
JP2008065162A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Toshiba Corp | オーディオ符号化装置 |
JP2008203739A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Kddi Corp | オーディオビットレート変換方法および装置 |
JP2008261978A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Toshiba Microelectronics Corp | 再生音量自動調整方法 |
WO2009001874A1 (ja) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Nec Corporation | オーディオ符号化方法、オーディオ復号方法、オーディオ符号化装置、オーディオ復号装置、プログラム、およびオーディオ符号化・復号システム |
JP2010175633A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Sony Corp | 符号化装置及び方法、並びにプログラム |
JP2010281965A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Sony Corp | 量子化装置、再生装置、量子化方法およびプログラム |
WO2012005212A1 (ja) * | 2010-07-05 | 2012-01-12 | 日本電信電話株式会社 | 符号化方法、復号方法、符号化装置、復号装置、プログラム、及び記録媒体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013187498A1 (ja) | 2013-12-19 |
JPWO2013187498A1 (ja) | 2016-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5085543B2 (ja) | 適応コーディングおよびデコーディングでの複数のエントロピモデルの選択的使用 | |
JP5710476B2 (ja) | スーパーフレームにおいてlpcフィルタの量子化および逆量子化を行うためのデバイスおよび方法 | |
KR20120121928A (ko) | 오디오 코덱 포스트 필터 | |
US20140074489A1 (en) | Sound signal hybrid encoder, sound signal hybrid decoder, sound signal encoding method, and sound signal decoding method | |
JP6457552B2 (ja) | 符号化装置、復号装置、これらの方法及びプログラム | |
JPWO2012004998A1 (ja) | スペクトル係数コーディングの量子化パラメータを効率的に符号化する装置及び方法 | |
JP7239565B2 (ja) | Celpコーデックにおいてビット配分を効率的に分配するための方法およびデバイス | |
WO2011045926A1 (ja) | 符号化装置、復号装置およびこれらの方法 | |
JP5734519B2 (ja) | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 | |
AU2014280258B9 (en) | Apparatus and method for audio signal envelope encoding, processing and decoding by modelling a cumulative sum representation employing distribution quantization and coding | |
CA2914418C (en) | Apparatus and method for audio signal envelope encoding, processing and decoding by splitting the audio signal envelope employing distribution quantization and coding | |
CN110291583B (zh) | 用于音频编解码器中的长期预测的系统和方法 | |
JP5635213B2 (ja) | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 | |
JP5840101B2 (ja) | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 | |
JP5320508B2 (ja) | 符号化装置、復号装置、これらの方法、プログラム及び記録媒体 | |
JP5738480B2 (ja) | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置及びプログラム | |
JP5786044B2 (ja) | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 | |
JP5800920B2 (ja) | 符号化方法、符号化装置、復号方法、復号装置、プログラム及び記録媒体 | |
KR20140037118A (ko) | 오디오 신호 처리방법, 오디오 부호화장치, 오디오 복호화장치, 및 이를 채용하는 단말기 | |
JP5714172B2 (ja) | 符号化装置、この方法、プログラムおよび記録媒体 | |
KR101348888B1 (ko) | Klt 기반 도메인 스위치 스플릿 벡터 양자화 방법 및 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150313 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150414 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5734519 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |