JPWO2011058758A1 - 符号化装置、復号装置およびこれらの方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る符号化装置および復号装置を有する通信システムの構成を示すブロック図である。図1において、通信システムは、符号化装置101と復号装置103とを備え、それぞれ伝送路102を介して通信可能な状態となっている。なお、符号化装置101および復号装置103はいずれも、通常、基地局装置あるいは通信端末装置等に搭載されて用いられる。
この場合、利得符号化部304は、予測符号化を行う。すなわち、利得符号化部304は、内蔵のバッファに記憶されている時間的に3つ前までの処理フレームにおいて量子化された量子化利得、第2レイヤ利得符号化情報、および第3レイヤ利得符号化情報を用いて、現フレームの利得を予測することにより、現フレームの量子化利得を生成する。具体的には、利得符号化部304は、L個の各サブバンド毎に、GQ個の利得コードベクトルからなる内蔵の利得コードブックを探索して、下記の式(9)の二乗誤差Gain_q(i)が最小となる利得コードベクトルのインデックスを求める。
この場合、利得符号化部304は、非予測符号化を行う。具体的には、利得符号化部304は、下記の式(10)に従い、形状符号化部302から入力される理想利得Gain_i(j)を直接量子化する。ここでも、利得符号化部304は、理想利得をL次元ベクトルとして扱い、ベクトル量子化を行う。
この場合、利得復号部503は、予測復号する。すなわち、利得復号部503は、内蔵のバッファに記憶されている過去のフレームの利得を用いて、現フレームの利得を予測することにより逆量子化を行う。具体的には、利得復号部503は、第1レイヤ符号化部202の利得符号化部304と同様な利得コードブックを内蔵しており、下記の式(12)に従い、利得の逆量子化を行って利得Gain_q’を得る。
この場合、利得復号部503は、非予測復号する。すなわち、利得復号部503は、上記の利得コードブックを用いて、下記の式(13)に従い利得を逆量子化する。ここでも、利得をL次元ベクトルとして扱い、ベクトル逆量子化を行う。すなわち、予測復号を行わない場合、利得復号部503は、第1レイヤ利得符号化情報G_minに対応する利得コードベクトルGC1j G_minを直接利得とする。
本発明の実施の形態2は、全階層(レイヤ)の符号化部/復号部が、理想利得(利得情報)の適応予測符号化/復号方式を適用する構成について説明する。なお、本実施の形態で説明する適応予測符号化方式は、実施の形態1で説明した適応予測符号化方式とは、予測に用いる過去のフレームの情報が一部異なる。
この場合、利得符号化部314は、予測符号化を行う。すなわち、利得符号化部314は、内蔵のバッファに記憶されている時間的に3つ前までの処理フレームにおいて量子化された量子化利得、および第1レイヤ利得符号化情報を用いて、現フレームの利得を予測することにより、現フレームの量子化利得を生成する。具体的には、利得符号化部314は、L個の各サブバンド毎に、GQ個の利得コードベクトルからなる内蔵の利得コードブックを探索して、下記の式(20)の二乗誤差Gain_q(i)が最小となる利得コードベクトルのインデックスを求める。
この場合、利得符号化部314は、非予測符号化を行う。具体的には、利得符号化部314は、上述の式(10)に従い、形状符号化部302から入力される理想利得Gain_i(j)を直接量子化する。ここでも、利得符号化部314は、理想利得をL次元ベクトルとして扱い、ベクトル量子化を行う。
この場合、利得復号部513は、予測復号する。すなわち、利得復号部513は、内蔵のバッファに記憶されている過去のフレームの利得を用いて、現フレームの利得を予測することにより逆量子化を行う。具体的には、利得復号部513は、第1レイヤ符号化部212の利得符号化部314と同様な利得コードブックを内蔵しており、下記の式(22)に従い、利得の逆量子化を行って利得Gain_q’を得る。
この場合、利得復号部513は、非予測復号する。すなわち、利得復号部513は、上記の利得コードブックを用いて、式(13)に従い利得値を逆量子化する。ここでも、利得をL次元ベクトルとして扱い、ベクトル逆量子化を行う。すなわち、予測復号を行わない場合、利得復号部513は、第1レイヤ利得符号化情報G_minに対応する利得コードベクトルGC1j G_minを直接利得とする。
この場合、利得符号化部614は、予測符号化を行う。すなわち、利得符号化部614は、内蔵のバッファに記憶されている時間的に3つ前までの処理フレームにおいて量子化された量子化利得、および時間的に3つ前までの処理フレームにおける第1レイヤ利得符号化情報を用いて、現フレームの利得を予測することにより、現フレームの量子化利得を生成する。具体的には、利得符号化部614は、L個の各サブバンド毎に、GQ個の利得コードベクトルからなる内蔵の利得コードブックを探索して、下記の式(25)の二乗誤差Gain_q(i)が最小となる利得コードベクトルのインデックスを求める。
この場合、利得符号化部614は、非予測符号化を行う。具体的には、利得符号化部614は、下記の式(26)に従い、形状符号化部602から入力される理想利得Gain_i(j)を直接量子化する。ここでも、利得符号化部614は、理想利得をL次元ベクトルとして扱い、ベクトル量子化を行う。
この場合、利得復号部713は、予測復号する。すなわち、利得復号部713は、内蔵のバッファに記憶されている過去のフレームの利得を用いて、現フレームの利得を予測することにより逆量子化を行う。具体的には、利得復号部713は、第2レイヤ符号化部215の利得符号化部614と同様な利得コードブックを内蔵しており、下記の式(28)に従い、利得の逆量子化を行って利得Gain_q’を得る。
この場合、利得復号部713は、非予測復号する。すなわち、利得復号部713は、上記の利得コードブックを用いて、下記の式(29)に従い利得値を逆量子化する。ここでも、利得をL次元ベクトルとして扱い、ベクトル逆量子化を行う。すなわち、予測復号を行わない場合は、利得復号部713は、第2レイヤ利得符号化情報G_minに対応する利得コードベクトルGC2j G_minを直接利得とする。
この場合、利得符号化部1404は、予測符号化を行う。すなわち、利得符号化部1404は、内蔵のバッファに記憶されている時間的に3つ前までの処理フレームにおいて第3レイヤ符号化部218にて量子化された量子化利得、時間的に3つ前までの処理フレームにおける第1レイヤ利得符号化情報、および時間的に3つ前までの処理フレームにおける第2レイヤ利得符号化情報を用いて、現フレームの利得を予測することにより、現フレームの量子化利得を生成する。具体的には、利得符号化部1404は、L個の各サブバンド毎に、GQ個の利得コードベクトルからなる内蔵の利得コードブックを探索して、下記の式(33)の二乗誤差Gain_q(i)が最小となる利得コードベクトルのインデックスを求める。
この場合、利得符号化部1404は、非予測符号化を行う。具体的には、利得符号化部1404は、下記の式(35)に従い、形状符号化部1402から入力される理想利得Gain_i(j)を直接量子化する。ここでも、利得符号化部1404は、理想利得をL次元ベクトルとして扱い、ベクトル量子化を行う。
この場合、利得復号部1603は、予測復号する。すなわち、利得復号部1603は、内蔵のバッファに記憶されている過去のフレームの利得を用いて、現フレームの利得を予測することにより逆量子化を行う。具体的には、利得復号部1603は、第3レイヤ符号化部218の利得符号化部1404と同様な利得コードブックを内蔵しており、下記の式(36)に従い、利得の逆量子化を行って利得Gain_q’を得る。
この場合、利得復号部1603は、非予測復号する。すなわち、利得復号部1603は、上記の利得コードブックを用いて、下記の式(37)に従い利得値を逆量子化する。ここでも、利得をL次元ベクトルとして扱い、ベクトル逆量子化を行う。すなわち、予測復号を行わない場合は、利得復号部1603は、利得符号化情報G_minに対応する利得コードベクトルGC3j G_minを直接利得とする。
102 伝送路
103、113 復号装置
201、807 直交変換処理部
202、212 第1レイヤ符号化部
203、213、802、812 第1レイヤ復号部
204、207、805、806 加算部
205、215 第2レイヤ符号化部
206、216、803、813 第2レイヤ復号部
208、218 第3レイヤ符号化部
209 符号化情報統合部
301、601、1401 帯域選択部
302、602、1402 形状符号化部
303、313、613、1403 適応予測判定部
304、314、603、614、1404 利得符号化部
305、604、1405 多重化部
501、701、1601 分離部
502、702、1602 形状復号部
503、513、703、713、1603 利得復号部
801 符号化情報分離部
804、814 第3レイヤ復号部
Claims (26)
- 少なくとも2つの符号化レイヤを有する符号化装置であって、
周波数領域の入力信号を入力し、前記周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記入力信号の第1量子化対象帯域を選択して第1帯域情報を求めるとともに、前記第1量子化対象帯域の前記入力信号の第1利得を求め、前記第1帯域情報と、前記第1利得を符号化して得られる第1利得符号化情報と、を含む第1符号化情報を生成し、前記第1符号化情報を用いた復号を行うことにより得られる復号信号と前記入力信号との差分信号を生成する第1レイヤ符号化手段と、
前記差分信号を入力し、前記複数のサブバンドの中から前記差分信号の第2量子化対象帯域を選択して第2帯域情報を求めるとともに、前記第2量子化対象帯域の前記差分信号の第2利得を求め、前記第2帯域情報と前記第2利得を符号化して得られる第2利得符号化情報とを含む第2符号化情報を生成する第2レイヤ符号化手段と、を具備し、
前記第1レイヤ符号化手段は、
前記第1帯域情報に基づいて、前記第1利得の符号化方法を複数の候補から決定する判定手段、を具備する、
符号化装置。 - 前記判定手段は、
更に前記第2帯域情報に基づいて、前記符号化方法を決定する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記判定手段は、
前記第1帯域情報及び前記第2帯域情報に基づいて、前記符号化方法を、予測符号化方法と非予測符号化方法とのいずれかに決定する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記判定手段は、
過去のフレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報と、現フレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報とに基づいて、前記符号化方法を、予測符号化方法と非予測符号化方法とのいずれかに決定する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記判定手段は、
過去のフレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報を用いて求められる、過去のフレームにおける前記第1量子化対象帯域および前記第2量子化対象帯域の和集合である第3量子化対象帯域と、現フレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報を用いて求められる、現フレームにおける前記第1量子化対象帯域および前記第2量子化対象帯域の和集合である第4量子化対象帯域と、を比較した結果に基づいて、前記符号化方法を、予測符号化方法と非予測符号化方法とのいずれかに決定する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記判定手段は、
前記結果が、前記第3量子化対象帯域と前記第4量子化対象帯域とに含まれる共通のサブバンドの数が予め設定された閾値以上である場合には、前記符号化方法を予測符号化方法に決定し、前記共通のサブバンドの数が前記閾値未満の場合には、前記符号化方法を非予測符号化方法に決定する、
請求項5記載の符号化装置。 - 前記第1レイヤ符号化手段は、
前記複数のサブバンドの中から前記入力信号の前記第1量子化対象帯域を選択して前記第1帯域情報を生成するとともに、前記第1量子化対象帯域の前記入力信号を出力する帯域選択手段と、
前記第1量子化対象帯域の前記入力信号の形状及び前記第1利得を符号化して形状符号化情報及び前記第1利得符号化情報を生成する形状・利得符号化手段と、
を具備する、
請求項1記載の符号化装置。 - 前記形状・利得符号化手段は、
決定された前記符号化方法を用いて、前記第1利得を符号化する、
請求項7記載の符号化装置。 - 少なくとも2つの符号化レイヤを有する符号化装置であって、
周波数領域の入力信号を入力し、前記周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記入力信号の第1量子化対象帯域を選択して第1帯域情報を求めるとともに、前記第1量子化対象帯域の前記入力信号の第1利得を求め、前記第1帯域情報と、前記第1利得を符号化して得られる第1利得符号化情報と、を含む第1符号化情報を生成し、前記第1符号化情報を用いた復号を行うことにより得られる復号信号と前記入力信号との差分信号を生成する第1レイヤ符号化手段と、
前記差分信号を入力し、前記複数のサブバンドの中から前記差分信号の第2量子化対象帯域を選択して第2帯域情報を求めるとともに、前記第2量子化対象帯域の前記差分信号の第2利得を求め、前記第2帯域情報と前記第2利得を符号化して得られる第2利得符号化情報とを含む第2符号化情報を生成する第2レイヤ符号化手段と、を具備し、
前記第1レイヤ符号化手段あるいは前記第2レイヤ符号化手段の少なくとも一方は、
自レイヤ以下のレイヤにおける帯域情報に基づいて、各レイヤの量子化対象帯域における前記各レイヤの符号化手段への入力信号の利得の符号化方法を複数の候補から決定する判定手段、を具備する、
符号化装置。 - 前記判定手段は、
前記自レイヤ以下のレイヤにおける帯域情報に基づいて、前記符号化方法を、予測符号化方法と非予測符号化方法とのいずれかに決定する、
請求項9記載の符号化装置。 - 前記判定手段は、
過去のフレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報と、現フレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報のうち、前記自レイヤ以下のレイヤにおける帯域情報に基づいて、前記符号化方法を、予測符号化方法と非予測符号化方法とのいずれかに決定する、
請求項9記載の符号化装置。 - 前記判定手段は、
過去のフレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報のうち、前記自レイヤ以下のレイヤにおける帯域情報を用いて求められる、過去のフレームにおける前記第1量子化対象帯域および前記第2量子化対象帯域のうち、前記自レイヤ以下のレイヤにおける帯域情報の和集合である第3量子化対象帯域と、現フレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報のうち、前記自レイヤ以下のレイヤにおける帯域情報を用いて求められる、現フレームにおける前記第1量子化対象帯域および前記第2量子化対象帯域のうち、前記自レイヤ以下のレイヤにおける帯域情報の和集合である第4量子化対象帯域と、を比較した結果に基づいて、前記符号化方法を、予測符号化方法と非予測符号化方法とのいずれかに決定する、
請求項9記載の符号化装置。 - 前記判定手段は、
前記結果が、前記第3量子化対象帯域と前記第4量子化対象帯域とに含まれる共通のサブバンドの数が予め設定された閾値以上である場合には、前記符号化方法を予測符号化方法に決定し、前記共通のサブバンドの数が前記閾値未満の場合には、前記符号化方法を非予測符号化方法に決定する、
請求項9記載の符号化装置。 - 請求項1に記載の符号化装置を具備する通信端末装置。
- 請求項1に記載の符号化装置を具備する基地局装置。
- 少なくとも2つの符号化レイヤを有する符号化装置において生成された情報を受信して復号する復号装置であって、
前記符号化装置の第1レイヤの符号化により得られた、周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第1レイヤの第1量子化対象帯域を選択して生成された第1帯域情報を含む前記第1符号化情報と、前記第1符号化情報を用いた前記符号化装置の第2レイヤの符号化により得られた、前記複数のサブバンドの中から前記第2レイヤの第2量子化対象帯域を選択して生成された第2帯域情報を含む前記第2符号化情報と、を有する前記情報を受信する受信手段と、
前記情報から得られる前記第1符号化情報を入力し、前記第1帯域情報に基づいて設定される前記第1量子化対象帯域に対する第1復号信号を生成する第1レイヤ復号手段と、
前記情報から得られる前記第2符号化情報を入力し、前記第2帯域情報に基づいて設定される前記第2量子化対象帯域に対する第2復号信号を生成する第2レイヤ復号手段と、を具備し、
前記第1レイヤ復号手段は、
前記第1帯域情報に基づいて、前記第1復号信号の利得の復号方法を複数の候補から決定する判定手段を、を具備する、
復号装置。 - 前記判定手段は、
更に前記第2帯域情報に基づいて、前記復号方法を決定する、
請求項16記載の復号装置。 - 前記判定手段は、
前記第1帯域情報および前記第2帯域情報に基づいて、前記復号方法を、予測復号方法と非予測復号方法とのいずれかに決定する、
請求項16記載の復号装置。 - 前記判定手段は、
過去のフレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報と、現フレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報とに基づいて、前記復号方法を、予測復号方法と非予測復号方法とのいずれかに決定する、
請求項16記載の復号装置。 - 前記判定手段は、
過去のフレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報を用いて求められる、過去のフレームにおける前記第1量子化対象帯域および前記第2量子化対象帯域の和集合である第3量子化対象帯域と、現フレームにおける前記第1帯域情報および前記第2帯域情報を用いて求められる、現フレームにおける前記第1量子化対象帯域および前記第2量子化対象帯域の和集合である第4量子化対象帯域と、を比較した結果に基づいて、前記復号方法を、予測復号方法と非予測復号方法とのいずれかに決定する、
請求項16記載の復号装置。 - 前記判定手段は、
前記結果が、前記第3量子化対象帯域と前記第4量子化対象帯域とに含まれる共通のサブバンドの数が予め設定された閾値以上である場合には、前記復号方法を予測復号方法に決定し、前記共通のサブバンドの数が前記閾値未満の場合には、前記復号方法を非予測復号方法に決定する、
請求項20記載の復号装置。 - 前記受信手段は、
前記符号化装置の第1レイヤの符号化により得られた、前記第1量子化対象帯域における利得の符号化方法として予測符号化を用いたか否かを判定した判定情報を更に含む前記第1符号化情報を受信し、
前記判定手段は、
更に前記判定情報に基づいて、前記復号方法を、予測復号方法と非予測復号方法とのいずれかに決定する、
請求項16記載の復号装置。 - 請求項16に記載の復号装置を具備する通信端末装置。
- 請求項16に記載の復号装置を具備する基地局装置。
- 少なくとも2つの符号化レイヤを有する符号化方法であって、
周波数領域の入力信号を入力し、前記周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記入力信号の第1量子化対象帯域を選択して第1帯域情報を求めるとともに、前記第1量子化対象帯域の前記入力信号の第1利得を求め、前記第1帯域情報と、前記第1利得を符号化して得られる第1利得符号化情報と、を含む第1符号化情報を生成し、前記第1符号化情報を用いた復号を行うことにより得られる復号信号と前記入力信号との差分信号を生成する第1レイヤ符号化ステップと、
前記差分信号を入力し、前記複数のサブバンドの中から前記差分信号の第2量子化対象帯域を選択して第2帯域情報を求めるとともに、前記第2量子化対象帯域の前記差分信号の第2利得を求め、前記第2帯域情報と前記第2利得を符号化して得られる第2利得符号化情報とを含む第2符号化情報を生成する第2レイヤ符号化ステップと、を具備し、
前記第1レイヤ符号化ステップは、
前記第1帯域情報に基づいて、前記第1利得の符号化方法を複数の候補から決定する判定ステップ、を具備する、
符号化方法。 - 少なくとも2つの符号化レイヤを有する符号化装置において生成された情報を受信して復号する復号方法であって、
前記符号化装置の第1レイヤの符号化により得られた、周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第1レイヤの第1量子化対象帯域を選択して生成された第1帯域情報を含む前記第1符号化情報と、前記第1符号化情報を用いた前記符号化装置の第2レイヤの符号化により得られた、前記複数のサブバンドの中から前記第2レイヤの第2量子化対象帯域を選択して生成された第2帯域情報を含む前記第2符号化情報と、を有する前記情報を受信する受信ステップと、
前記情報から得られる前記第1符号化情報を入力し、前記第1帯域情報に基づいて設定される前記第1量子化対象帯域に対する第1復号信号を生成する第1レイヤ復号ステップと、
前記情報から得られる前記第2符号化情報を入力し、前記第2帯域情報に基づいて設定される前記第2量子化対象帯域に対する第2復号信号を生成する第2レイヤ復号ステップと、を具備し、
前記第1レイヤ復号ステップは、
前記第1帯域情報に基づいて、前記第1復号信号の利得の復号方法を複数の候補から決定する判定ステップを、を具備する、
復号方法。
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