JPWO2014054556A1 - 符号化方法、符号化装置、プログラム、および記録媒体 - Google Patents

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Abstract

周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を用い、周期性を利用した符号化方法で整数信号符号を得る方法と、周期性を利用しない符号化方法で整数信号符号を得る方法とのうち、整数信号符号のビット数が少なくなると期待される方法についてのみ第１符号化部の処理を実行し、整数信号符号のビット数が少なくなると期待されない方法については整数信号符号のビット数が少なくなると期待される方法の第１符号化部の処理で得られた利得を利用する。

Description

本発明は、音響信号の符号化技術に関する。特に、音響信号に由来するサンプル列を利得で除算して得られる系列の符号化技術に関する。
低ビット（例えば10kbit/s〜20kbit/s程度）の音声信号や音響信号の符号化方法として、DFT（離散フーリエ変換）やMDCT（変形離散コサイン変換）などの直交変換係数に対する適応符号化が知られている。例えば非特許文献１の標準規格技術であるAMR-WB+(Extended Adaptive Multi-Rate Wideband)は、TCX（transform coded excitation：変換符号化励振）符号化モードを持つ。TCX符号化においては、フレームごとに与えられた総ビット数での符号化が行えるように、周波数領域の音響信号系列をパワースペクトル包絡係数列によって正規化して得られる係数列について、係数列中の各係数を利得で除算して得られる系列を所定のビット数で符号化できるように利得を決定する。
＜符号化装置１０００＞
従来のTCX符号化のための符号化装置１０００の構成例を図１に示す。以下、図１の各部について説明する。
＜周波数領域変換部１００１＞
周波数領域変換部１００１は、所定の時間区間であるフレーム単位で、入力された時間領域の音声音響ディジタル信号（以下、入力音響信号）を周波数領域のＮ点のMDCT係数列X(1)，・・・，X(N)に変換して出力する。ただし、Ｎは正整数である。
＜パワースペクトル包絡係数列計算部１００２＞
パワースペクトル包絡係数列計算部１００２は、フレーム単位で入力音響信号に対する線形予測分析を行って線形予測係数を求め、その線形予測係数を用いてＮ点の入力音響信号のパワースペクトル包絡係数列W(1)，・・・，W(N)を得て出力する。また、線形予測係数は例えば従来的な符号化技術によって符号化されて予測係数符号が復号側へ伝送される。
＜重み付け包絡正規化部１００３＞
重み付け包絡正規化部１００３は、パワースペクトル包絡係数列計算部１００２が得たパワースペクトル包絡係数列W(1)，・・・，W(N)を用いて、周波数領域変換部１００１が得たMDCT係数列の各係数X(1)，・・・，X(N)を正規化し、重み付け正規化MDCT係数列XN(1)，・・・，XN(N)を出力する。ここでは聴覚的に歪が小さくなるような量子化の実現のために、重み付け包絡正規化部１００３は、パワースペクトル包絡を鈍らせた重み付けパワースペクトル包絡係数列を用いて、フレーム単位でMDCT係数列の各係数を正規化する。この結果、重み付け正規化MDCT係数列XN(1)，・・・，XN(N)は、入力されたMDCT係数列X(1)，・・・，X(N)ほどの大きな振幅の傾きや振幅の凹凸を持たないが、入力音響信号のパワースペクトル包絡係数列と類似の大小関係を有するもの、すなわち、低い周波数に対応する係数側の領域にやや大きな振幅を持ち、ピッチ周期に起因する微細構造をもつもの、となる。
＜利得調整符号化部１１００＞
利得調整符号化部１１００は、入力された重み付け正規化MDCT係数列XN(1)，・・・，XN(N)の各係数を利得（グローバルゲイン）ｇで割り算し、その結果を量子化した整数値による系列である量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を符号化して得られる整数信号符号のビット数が、予め配分されたビット数である配分ビット数Ｂ以下、かつ、なるべく大きな値、となるような利得ｇに対応する利得符号と、整数信号符号と、を出力する。
利得調整符号化部１１００は、初期化部１１０４、周波数領域系列量子化部１１０５、可変長符号化部１１０６、判定部１１０７、利得下限設定部１１０８、第1分岐部１１０９、第１利得更新部１１１０、利得拡大部１１１１、利得上限設定部１１１２、第２分岐部１１１３、第２利得更新部１１１４、利得縮小部１１１５、切り捨て部１１１６、利得符号化部１１１７、により構成される。
＜初期化部１１０４＞
初期化部１１０４は、利得ｇの初期値を設定する。利得の初期値は、重み付け正規化MDCT係数列XN(1)，・・・，XN(N)のエネルギーと可変長符号化部１１０６が出力する符号に予め配分されたビット数などから決めることができる。以下、可変長符号化部１１０６が出力する符号に予め配分されたビット数を配分ビット数Ｂと呼ぶ。また、初期化部１１０４は、利得の更新回数の初期値として０を設定する。
＜周波数領域系列量子化部１１０５＞
周波数領域系列量子化部１１０５は、重み付け正規化MDCT係数列XN(1)，・・・，XN (N)の各係数を利得ｇで割り算して得られる値を量子化して、整数値による系列である量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を得て出力する。
＜可変長符号化部１１０６＞
可変長符号化部１１０６は、入力された量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を可変長符号化して符号を得て出力する。この符号を整数信号符号と呼ぶ。この可変長符号化には、例えば、量子化正規化済係数系列中の複数の係数を纏めて符号化する方法を用いる。また、可変長符号化部１１０６は、可変長符号化で得た整数信号符号のビット数を計測する。以下では、このビット数を消費ビット数ｃと呼ぶ。
＜判定部１１０７＞
判定部１１０７は、利得の更新回数が予め定めた回数の場合、または可変長符号化部１１０６が計測した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂである場合は、利得、整数信号符号、消費ビット数ｃを出力する。
利得の更新回数が予め定めた回数未満である場合は、可変長符号化部１１０６が計測した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には利得下限設定部１１０８が、可変長符号化部１１０６が計測した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより少ない場合には利得上限設定部１１１２が、次の処理を行うように制御する。
＜利得下限設定部１１０８＞
利得下限設定部１１０８は、今回の利得ｇの値を利得の下限値ｇｍｉｎとして設定する（ｇｍｉｎ←ｇ）。この利得の下限値ｇｍｉｎは、少なくとも利得の値はこれ以上であるべきことを意味する。
＜第１分岐部１１０９＞
次に第１分岐部１１０９は、利得の上限値ｇｍａｘが既に設定されている場合には第１利得更新部１１１０が、そうでない場合には利得拡大部１１１１が、次の処理を行うように制御する。また、第１分岐部１１０９は、利得の更新回数に１を加算する。
＜第１利得更新部１１１０＞
第１利得更新部１１１０は、例えば、今回の利得ｇの値と利得の上限値ｇｍａｘの平均値を新たに利得ｇの値として設定する（ｇ←（ｇ＋ｇｍａｘ）／２）。これは、最適な利得の値は、今回の利得ｇの値と利得の上限値ｇｍａｘとの間に存在するからである。今回の利得ｇの値は利得の下限値ｇｍｉｎとして設定されているので、利得の上限値ｇｍａｘと利得の下限値ｇｍｉｎの平均値を新たに利得ｇの値として設定するとも言える（ｇ←（ｇｍａｘ＋ｇｍｉｎ）／２）。新たに設定された利得ｇは周波数領域系列量子化部１１０５に入力される。
＜利得拡大部１１１１＞
利得拡大部１１１１は、今回の利得ｇの値より大きな値を新たな利得ｇの値として設定する。例えば、今回の利得ｇの値に予め定めた正値である利得変更量Δｇを加算したものを新たな利得ｇの値として設定する（ｇ←ｇ＋Δｇ）。また例えば、利得の上限値ｇｍａｘが設定されずに、消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い状態が複数回続いている場合には、予め定めた値より大きな値を利得変更量Δｇとして用いる。新たに設定された利得ｇは周波数領域系列量子化部１１０５に入力される。
＜利得上限設定部１１１２＞
利得上限設定部１１１２は、今回の利得ｇの値を利得の上限値ｇｍａｘと設定する（ｇｍａｘ←ｇ）。この利得の上限値ｇｍａｘは、少なくとも利得の値はこれ以下であるべきことを意味する。
＜第２分岐部１１１３＞
次に第２分岐部１１１３は、利得の下限値ｇｍｉｎが既に設定されている場合には第２利得更新部１１１４が、そうでない場合には利得縮小部１１１５が、次の処理を行うように制御する。また、第２分岐部１１１３は、利得の更新回数に１を加算する。
＜第２利得更新部１１１４＞
第２利得更新部１１１４は、例えば、今回の利得ｇの値と利得の下限値ｇｍｉｎの平均値を新たな利得ｇの値として設定する（ｇ←（ｇ＋ｇｍｉｎ）／２）。これは、最適な利得の値は、今回の利得ｇの値と利得の下限値ｇｍｉｎとの間に存在するからである。今回の利得ｇの値は利得の上限値ｇｍａｘとして設定されているので、利得の上限値ｇｍａｘと利得の下限値ｇｍｉｎの平均値を新たに利得ｇの値として設定するとも言える（ｇ←（ｇｍａｘ＋ｇｍｉｎ）／２）。新たに設定された利得ｇは周波数領域系列量子化部１１０５に入力される。
＜利得縮小部１１１５＞
利得縮小部１１１５は、今回の利得ｇの値より小さな値を新たな利得ｇの値として設定する。例えば、今回の利得ｇの値から予め定めた正値である利得変更量Δｇを減算したものを新たな利得ｇの値として設定する（ｇ←ｇ−Δｇ）。また例えば、利得の下限値ｇｍｉｎが設定されずに、消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより少ない状態が複数回続いている場合には、予め定めた値より大きな値を利得変更量Δｇとして用いる。新たに設定された利得ｇは周波数領域系列量子化部１１０５に入力される。
＜切り捨て部１１１６＞
切り捨て部１１１６は、判定部１１０７が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には、判定部１１０７が出力した整数信号符号のうち、消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂを上回る分だけの符号を、高い周波数側の量子化正規化済係数に対応する符号から取り除いたものを、新たな整数信号符号として出力する。例えば切り捨て部１１１６は、消費ビット数ｃの配分ビット数Ｂに対する上回り分ｃ−Ｂに対応する高い周波数側の量子化正規化済係数に対応する符号を整数信号符号から取り除くことで得られる、残りの符号を、新たな整数信号符号として出力する。一方、判定部１１０７が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多くない場合には、切り捨て部１１１６は、判定部１１０７が出力した整数信号符号を出力する。
＜利得符号化部１１１７＞
利得符号化部１１１７は、判定部１１０７が出力した利得を所定のビット数で符号化して利得符号を得て出力する。
一方、整数信号を効率良く可変長符号化する方法として、特許文献１に記載された周期性を利用した符号化方法がある。この方法では、量子化正規化済係数系列を、基本周波数に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルおよび、基本周波数の整数倍に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルが集まるように並べ替え、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化して整数信号符号を得る。これにより、隣接するサンプルの振幅の変化が少なくなり、可変長符号化の効率を高めることが可能となっている。
また、特許文献１には、周期性を利用した符号化方法である並べ替え後のサンプル列を可変長符号化して整数信号符号を得る方法と、周期性を利用しない符号化方法である並べ替え前のサンプル列を可変長符号化して整数信号符号を得る方法とのうち、整数信号符号のビット数が少なくなる方法、または、整数信号符号のビット数が少なくなると期待される方法、を選択して整数信号符号を得る方法も記載されている。これにより、同じ符号化歪のもとでのビット数が少ない整数信号符号を得ることが可能となっている。
国際公開第２０１２／０４６６８５号
3rd Generation Partnership Project(3GPP), Technical Specification (TS) 26.290, "Extended Adaptive Multi-Rate - Wideband (AMR-WB+) codec; Transcoding functions", Version 10.0.0 (2011-03)
特許文献１に記載された従来の技術では、周期性を利用した符号化方法または周期性を利用しない符号化方法の何れを用いて整数信号符号を得る場合であっても、可変長符号化を行なう前に利得を決定している。このため、同じ歪のもとで整数信号符号のビット数を少なくすることはできるが、与えられたビット数以内に符号量を保つという条件の下で、可変長符号化によるビット削減、と、できるだけ小さい利得値を使うことで量子化歪を低減することとを両立させることは考慮されていない。
可変長符号化による歪を低減するためには、特許文献１に記載された従来の技術に、非特許文献１に記載された従来の技術を組み合わせる必要がある。
しかし、この組み合わせた方法では、周期性を利用した符号化方法と、周期性を利用しない符号化方法と、のそれぞれにおいて上記の利得調整符号化部の処理を行う必要があり、演算処理量が非常に多くなるという問題がある。
上記の課題を解決するために、本発明では、周期性を利用した符号化方法でサンプル列を可変長符号化して整数信号符号を得る方法と、周期性を利用しない符号化方法でサンプル列を可変長符号化して整数信号符号を得る方法とのうち、整数信号符号のビット数が少なくなると期待される方法についてのみ利得調整符号化部の処理を実行し、整数信号符号のビット数が少なくなると期待されない方法については整数信号符号のビット数が少なくなると期待される方法の利得調整符号化部の処理で得られた利得を利用する。
本発明によれば、与えられたビット数以内に符号量を保つという条件の下で、できるだけ小さい利得値を使うことで量子化歪を低減することと、可変長符号化により得られる整数信号符号のビット数を少なくすることと、を少ない演算処理量で両立させることが可能となる。
従来の符号化装置の構成を例示したブロック図。 実施形態の符号化装置の構成を例示したブロック図。 実施形態の利得調整符号化部の構成を例示したブロック図。 実施形態の変形例の符号化装置の構成を例示したブロック図。 実施形態の変形例の利得調整符号化・符号量推定部の構成を例示したブロック図。 実施形態の符号化装置の構成を例示したブロック図。 実施形態の変形例の符号化装置の構成を例示したブロック図。 サンプル列に含まれるサンプルの並べ替えの一例を説明するための概念図。 サンプル列に含まれるサンプルの並べ替えの一例を説明するための概念図。 実施形態の符号化装置の構成を例示したブロック図。 実施形態の符号化装置の構成を例示したブロック図。 実施形態の利得調整符号化部の構成を例示したブロック図。 実施形態の符号化装置の構成を例示したブロック図。 実施形態の利得調整符号化部の構成を例示したブロック図。
図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、重複する構成要素には同じ参照符号を当てて重複説明を省略する。
［第１実施形態］
＜符号化装置１００＞
図２および図３を参照して第１実施形態の符号化装置１００が行う符号化処理を説明する。
＜周波数領域変換部１００１＞
周波数領域変換部１００１は、所定の時間区間であるフレーム単位で、入力された時間領域の音響ディジタル信号（以下、入力音響信号）を周波数領域のＮ点のMDCT係数列X(1)，・・・，X(N)に変換して出力する。ただし、Ｎは正整数である。
＜パワースペクトル包絡係数列計算部１００２＞
パワースペクトル包絡係数列計算部１００２は、フレーム単位で入力音響信号に対する線形予測分析を行って線形予測係数を求め、その線形予測係数を用いてＮ点の入力音響信号のパワースペクトル包絡係数列W(1)，・・・，W(N)を得て出力する。N点のパワースペクトル包絡係数列の各係数W(1)，・・・，W(N)は、線形予測係数を周波数領域に変換して得ることができる。例えば、全極型モデルであるｐ次自己回帰過程により（ただしｐは正整数）、時刻ｔでの入力音響信号x(t)は、ｐ時点まで遡った過去の自分自身の値x(t-1)，・・・，x(t-p)と予測残差e(t)と線形予測係数α1，・・・，αpによって式（１）で表される。このとき、パワースペクトル包絡係数列の各係数W(n)［1≦n≦N］は式（２）で表される。exp（・）はネイピア数を底とする指数関数、ｊは虚数単位、σ2は予測残差エネルギーである。
Figure 2014054556
なお、パワースペクトル包絡係数列計算部１００２が線形予測係数を求めるのではなく、符号化装置１００内の図示しない他の手段が線形予測係数を求めてもよい。また、復号装置でも符号化装置１００で得られた値と同じ値を得る必要があるため、量子化された線形予測係数および／またはパワースペクトル包絡係数列が利用される。以後の説明において、特に断りが無い限り、「線形予測係数」ないし「パワースペクトル包絡係数列」は量子化された線形予測係数ないしパワースペクトル包絡係数列を意味する。また、線形予測係数は例えば従来的な符号化技術によって符号化されて予測係数符号が復号側へ伝送される。従来的な符号化技術とは、例えば、線形予測係数そのものに対応する符号を予測係数符号とする符号化技術、線形予測係数をLSPパラメータに変換してLSPパラメータに対応する符号を予測係数符号とする符号化技術、線形予測係数をPARCOR係数に変換してPARCOR係数に対応する符号を予測係数符号とする符号化技術、などである。
＜重み付け包絡正規化部１００３＞
重み付け包絡正規化部１００３は、パワースペクトル包絡係数列計算部１００２が得たパワースペクトル包絡係数列W(1)，・・・，W(N)を用いて、周波数領域変換部１００１が得たMDCT係数列の各係数X(1)，・・・，X(N)を正規化し、重み付け正規化MDCT係数列XN(1)，・・・，XN(N)を出力する。ここでは聴覚的に歪が小さくなるような量子化の実現のために、重み付け包絡正規化部１００３は、パワースペクトル包絡を鈍らせた重み付けパワースペクトル包絡係数列を用いて、フレーム単位でMDCT係数列の各係数を正規化する。この結果、重み付け正規化MDCT係数列XN(1)，・・・，XN(N)は、入力されたMDCT係数列X(1)，・・・，X(N)ほどの大きな振幅の傾きや振幅の凹凸を持たないが、入力音響信号のパワースペクトル包絡係数列と類似の大小関係を有するもの、すなわち、低い周波数に対応する係数側の領域にやや大きな振幅を持ち、ピッチ周期に起因する微細構造をもつもの、となる。
［重み付け包絡正規化処理の具体例］
ここでは、重み付け包絡正規化処理の具体例として二つの例を示すが、本発明ではこれらの例に限定されるものではない。
＜例１＞
重み付け包絡正規化部１００３は、MDCT係数列の各係数X(1)，・・・，X(N)を当該各係数に対応するパワースペクトル包絡係数列の各係数W(1)，・・・，W(N)の補正値Wγ(1)，・・・，Wγ(N)で除算することによって、重み付け正規化MDCT係数列の各係数X(1)/Wγ(1)，・・・，X(N)/Wγ(N)を得る処理を行う。補正値Wγ(n)［1≦n≦N］は式（３）で与えられる。但し、γは１以下の正の定数であり、パワースペクトル係数を鈍らせる定数である。
Figure 2014054556
＜例２＞
重み付け包絡正規化部１００３は、MDCT係数列の各係数X(1)，・・・，X(N)を当該各係数に対応するパワースペクトル包絡係数列の各係数W(1)，・・・，W(N)のβ乗（０＜β＜１）の値W(1)β，・・・，W(N)βで除算することによって、重み付け正規化MDCT係数列の各係数X(1)/W(1)β，・・・，X(N)/W(N)βを得る処理を行う。
この結果、フレーム単位の重み付け正規化MDCT係数列が得られるが、重み付け正規化MDCT係数列は入力されたMDCT係数列ほどの大きな振幅の傾きや振幅の凹凸を持たないが、入力されたMDCT係数列のパワースペクトル包絡と類似の大小関係を有するもの、すなわち、低い周波数に対応する係数側の領域にやや大きな振幅を持ち、ピッチ周期に起因する微細構造をもつもの、となる。
なお、重み付け包絡正規化処理に対応する逆処理、つまり、重み付け正規化MDCT係数列からMDCT係数列を復元する処理が復号側にて行われるため、パワースペクトル包絡係数列から重み付けパワースペクトル包絡係数列を算出する方法を符号化側と復号側で共通の設定にしておくことが必要である。
＜並べ替え部１１０＞
重み付け包絡正規化部１００３で得られたフレーム単位の重み付け正規化MDCT係数列は並べ替え部１１０への入力となるが、並べ替え部１１０への入力は重み付け包絡正規化部１００３で得られた重み付け正規化MDCT係数列に限定されない。このことを明示的に示すため、以下、並べ替え部１１０の入力を音響信号に由来する「周波数領域のサンプル列」あるいは単に「サンプル列」と呼称する。この実施形態では、重み付け包絡正規化部１００３で得られた重み付け正規化MDCT係数列が「周波数領域のサンプル列」に相当し、この場合、周波数領域のサンプル列を構成するサンプルは重み付け正規化MDCT係数列に含まれる係数に相当する。
並べ替え部１１０は、フレームごとに、（１）周波数領域のサンプル列の全てのサンプルを含み、かつ、（２）サンプルの大きさを反映する指標が同等か同程度のサンプルが集まるように周波数領域のサンプル列に含まれる少なくとも一部のサンプルを並べ替えたもの、を並べ替え後のサンプル列として出力するか、または、入力されたサンプル列を並べ替え前のサンプル列として出力する。ここで「サンプルの大きさを反映する指標」とは、例えばサンプルの振幅の絶対値やパワー（自乗値）であるが、これらに限定されない。
[並べ替え処理の詳細]
この並べ替え処理の具体例を説明する。例えば、並べ替え部１１０は、（１）サンプル列の全てのサンプルを含み、かつ、（２）サンプル列のうちの音響信号の周期性または基本周波数に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルおよび、サンプル列のうちの音響信号の周期性または基本周波数の整数倍に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプル、の全部または一部のサンプルが集まるようにサンプル列に含まれる少なくとも一部のサンプルを並べ替えたもの、を並べ替え後のサンプル列とする。つまり、音響信号の周期性または基本周波数に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルおよび、当該音響信号の周期性または基本周波数の整数倍に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルが集まるように、入力されたサンプル列に含まれる少なくとも一部のサンプルが並べ替えられる。
この理由は、基本周波数や高調波（基本周波数の整数倍波）に対応するサンプルとそれらの近傍のサンプルの振幅の絶対値やパワーは、基本周波数と高調波を除く周波数領域に対応するサンプルの振幅の絶対値やパワーよりも大きいという音響信号、特に音声や楽音などに顕著な特徴に基づく。ここで、音声や楽音などの音響信号から抽出される音響信号の周期性の特徴量（例えばピッチ周期）は、基本周波数と等価なものであるから、音響信号の周期性の特徴量（例えばピッチ周期）やその整数倍に対応するサンプルとそれらの近傍のサンプルの振幅の絶対値やパワーは、周期性特徴量やその整数倍を除く周波数領域に対応するサンプルの振幅の絶対値やパワーよりも大きいという特徴も認められる。
そして、音響信号の周期性または基本周波数に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルおよび、当該音響信号の周期性または基本周波数の整数倍に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルは、低周波側に一まとまりになるように集められる。以下、音響信号の周期性または基本周波数に対応するサンプルと当該音響信号の周期性または基本周波数の整数倍に対応するサンプルとの間隔（以下、単に間隔という）を表す記号をＴとする。
具体例として、並べ替え部１１０は、入力されたサンプル列から、間隔Ｔの整数倍に対応するサンプルF(nT)の前後のサンプルF(nT-1)，F(nT+1)を含めた３個のサンプルF(nT-1)，F(nT)，F(nT+1)を選択する。F(j)は、周波数に対応するサンプルインデックスを表す番号jに対応するサンプルである。nは、１からnT+1が予め設定した対象サンプルの上限Ｎを超えない範囲の各整数とする。n=1は基本周波数に対応し、ｎ＞１は高調波に対応する。周波数に対応するサンプルインデックスを表す番号jの最大値をjmaxとする。nに応じて選択されたサンプルの集まりをサンプル群と呼称する。上限Ｎは、jmaxと一致させてもよいが、音声や楽音などの音響信号では高域におけるサンプルの指標は一般的に十分に小さいことが多いので、後述する符号化効率の向上のために大きい指標を有するサンプルを低周波側に集めるという観点から、Ｎはjmaxよりも小さい値であってもよい。例えば、Ｎはjmaxの半分程度の値であってもよい。上限Ｎに基づいて定まるnの最大値をnmaxとすると、入力されたサンプル列に含まれるサンプルのうち、最低の周波数から第１の所定の周波数nmax×T+1までの各周波数に対応するサンプルが並べ替えの対象となる。なお、記号×は乗算を表す。
並べ替え部１１０は、選択されたサンプルF(j)を、元の番号jの大小関係を保ったままサンプル列の先頭から順に配置してサンプル列Ｕを生成する。例えば、ｎが１から５までの各整数を表す場合、並べ替え部１１０は、第１のサンプル群F(T-1)，F(T)，F(T+1)、第２のサンプル群F(2T-1)，F(2T)，F(2T+1)、第３のサンプル群F(3T-1)，F(3T)，F(3T+1)、第４のサンプル群F(4T-1)，F(4T)，F(4T+1)、第５のサンプル群F(5T-1)，F(5T)，F(5T+1)をサンプル列の先頭から並べる。つまり、１５個のサンプルF(T-1)，F(T)，F(T+1)，F(2T-1)，F(2T)，F(2T+1)，F(3T-1)，F(3T)，F(3T+1)，F(4T-1)，F(4T)，F(4T+1)，F(5T-1)，F(5T)，F(5T+1)がこの順番でサンプル列の先頭から並べられ、これら１５個のサンプルがサンプル列Ｕを構成する。
さらに、並べ替え部１１０は、選択されなかったサンプルF(j)を、元の番号の大小関係を保ったままサンプル列Ｕの最後から順に配置する。選択されなかったサンプルF(j)は、サンプル列Ｕを構成するサンプル群の間に位置するサンプルであり、このような連続した一まとまりのサンプルをサンプルセットと呼称する。つまり、上述の例であれば、第１のサンプルセットF(1)，…，F(T-2)、第２のサンプルセットF(T+2)，…，F(2T-2)、第３のサンプルセットF(2T+2)，…，F(3T-2)、第４のサンプルセットF(3T+2)，…，F(4T-2)、第５のサンプルセットF(4T+2)，…，F(5T-2)、第６のサンプルセットF(5T+2)，…F(jmax)がサンプル列Ｕの最後から順に並べられ、これらのサンプルがサンプル列Ｖを構成する。
要するに、この例であれば、入力されたサンプル列F(j)（1≦j≦jmax）は、F(T-1)，F(T)，F(T+1)，F(2T-1)，F(2T)，F(2T+1)，F(3T-1)，F(3T)，F(3T+1)，F(4T-1)，F(4T)，F(4T+1)，F(5T-1)，F(5T)，F(5T+1)，F(1)，…，F(T-2)，F(T+2)，…，F(2T-2)，F(2T+2)，…，F(3T-2)，F(3T+2)，…，F(4T-2)，F(4T+2)，…，F(5T-2)，F(5T+2)，…F(jmax)に並べ替えられることになる（図８参照）。
なお、低周波数帯域では、音響信号の周期性や基本周波数に対応するサンプルやその整数倍のサンプル以外のサンプルでも、各サンプルは振幅やパワーが大きな値を持つことが多い。そこで、最低の周波数から所定の周波数ｆまでの各周波数に対応するサンプルの並べ替えを行わないようにしてもよい。例えば、所定の周波数ｆをnT+αとすれば、並べ替え前のサンプルF(1)，…，F(nT+α)を並べ替えず、並べ替え前のF(nT+α+1)以降のサンプルを並べ替えの対象とする。αは０以上かつTよりもある程度小さい整数（例えばT/2を超えない整数）に予め設定されている。ここでnは２以上の整数であってもよい。あるいは、並べ替え前の最低周波数に対応するサンプルから連続するP個のサンプルF(1)，…，F(P)を並べ替えないようにして、並べ替え前のF(P+1)以降のサンプルを並べ替えの対象としてもよい。この場合、所定の周波数ｆはPである。並べ替えの対象となるサンプルの集まりに対する並べ替えの基準は上述のとおりである。なお、第１の所定の周波数が設定されている場合、所定の周波数ｆ（第２の所定の周波数）は第１の所定の周波数よりも小さい。
例えば、並べ替え前のサンプルF(1)，…，F(T+1)を並べ替えず、並べ替え前のF(T+2)以降のサンプルを並べ替えの対象とする場合、上述の並べ替えの基準に従うと、入力されたサンプル列F(j)（1≦j≦jmax）は、F(1)，…，F(T+1)，F(2T-1)，F(2T)，F(2T+1)，F(3T-1)，F(3T)，F(3T+1)，F(4T-1)，F(4T)，F(4T+1)，F(5T-1)，F(5T)，F(5T+1)，F(T+2)，…，F(2T-2)，F(2T+2)，…，F(3T-2)，F(3T+2)，…，F(4T-2)，F(4T+2)，…，F(5T-2)，F(5T+2)，…F(jmax)に並べ替えられることになる（図９参照）。
並べ替えの対象となる番号jの最大値を決定付ける上限Ｎあるいは第１の所定の周波数を全てのフレームに共通の値とせずに、フレーム毎に異なる上限Ｎあるいは第１の所定の周波数を設定してもよい。この場合、フレームごとに上限Ｎあるいは第１の所定の周波数を指定する情報を復号側へ送ればよい。また、並べ替えの対象となる番号jの最大値を指定するのではなく、並べ替えるサンプル群の個数を指定してもよく、この場合、サンプル群の個数をフレーム毎に設定して、サンプル群の個数を指定する情報を復号側へ送ってもよい。もちろん、並べ替えるサンプル群の個数を全てのフレームに共通としてもよい。また、第２の所定の周波数ｆについても、全てのフレームに共通の値とせずに、フレーム毎に異なる第２の所定の周波数ｆを設定してもよい。この場合、フレームごとに第２の所定の周波数を指定する情報を復号側へ送ればよい。
このように並べ替えられた後のサンプル列は、周波数を横軸とし、サンプルの指標を縦軸とした場合に、サンプルの指標の包絡線が周波数の増大に伴って下降傾向を示すことになる。この理由として、周波数領域のサンプル列は音響信号、特に音声信号や楽音信号の特徴として、一般的に高周波成分が少ないという事実が挙げられる。換言すれば、並べ替え部１１０は、サンプルの指標の包絡線が周波数の増大に伴って下降傾向を示すように入力されたサンプル列に含まれる少なくとも一部のサンプルを並べ替えると言ってもよい。なお、図８および図９では、サンプルの並べ替えによって低域側に、より大きな振幅を持つサンプルが偏ることを分かりやすく図示するため、周波数領域のサンプル列に含まれる全てのサンプルが正の値である場合の例を図示してある。実際には、周波数領域のサンプル列に含まれる各サンプルは正または負またはゼロの値である場合も多いが、このような場合であっても、上述の並べ替え処理あるいは後述の並べ替え処理を実行すればよい。
さらに、この実施形態では低域側に、周期性または基本周波数に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルおよび、周期性または基本周波数の整数倍に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルを集める並べ替えを行ったが、逆に高域側に、周期性または基本周波数に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルおよび、周期性または基本周波数の整数倍に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルを集める並べ替えを行ってもよい。この場合、サンプル列Ｕではサンプル群が逆順で並べられ、サンプル列Ｖではサンプルセットが逆順で並べられ、低域側にサンプル列Ｖが配置されサンプル列Ｖの後ろにサンプル列Ｕが配置される。つまり、上述の例であれば、低域側から、第６のサンプルセットF(5T+2)，…F(jmax)、第５のサンプルセットF(4T+2)，…，F(5T-2)、第４のサンプルセットF(3T+2)，…，F(4T-2)、第３のサンプルセットF(2T+2)，…，F(3T-2)、第２のサンプルセットF(T+2)，…，F(2T-2)、第１のサンプルセットF(1)，…，F(T-2)、第５のサンプル群F(5T-1)，F(5T)，F(5T+1)、第４のサンプル群F(4T-1)，F(4T)，F(4T+1)、第３のサンプル群F(3T-1)，F(3T)，F(3T+1)、第２のサンプル群F(2T-1)，F(2T)，F(2T+1)、第１のサンプル群F(T-1)，F(T)，F(T+1)の順番でサンプルが並べられる。
このように並べ替えられた後のサンプル列は、周波数を横軸とし、サンプルの指標を縦軸とした場合に、サンプルの指標の包絡線が周波数の増大に伴って増大傾向を示すことになる。換言すれば、並べ替え部１１０は、サンプルの指標の包絡線が周波数の増大に伴って増大傾向を示すように入力されたサンプル列に含まれる少なくとも一部のサンプルを並べ替えると言ってもよい。
間隔Ｔは整数ではなく小数（たとえば5.0、5.25、5.5、5.75）であってもよい。この場合、例えば、nTを四捨五入した値をR(nT)として、F(R(nT-1))，F(R(nT))，F(R(nT+1))が選択されることになる。
[間隔Ｔの決定方法]
間隔Ｔは、入力されたサンプル列に応じて、つまりフレームごとに、値を設定することが好ましい。フレームごとに間隔Ｔを決定する方法として、例えば、サンプルの指標（絶対値や二乗値）の周期性を探索し、平均絶対値や平均二乗値の偏りが大きくなるように間隔Ｔを設定する方法を採用してもよい。
間隔Ｔの決定方法として種々考えられるが、ここでは間隔Ｔを決定する具体的手順の一例を説明する。Ｔを周波数領域の周期（間隔）の候補パラメータとし、Ｔに対応して選択されるサンプル群に含まれる全てのサンプルの指標を加算してE(T)を求める。ここではサンプルの指標を|F(j)|と表す。Ｔに対応して選択されるサンプル群に含まれる全てのサンプルの番号jの集合をMとすると、E(T)=Σj∈M|F(j)|である。上述の具体例であれば、E(T)=Σj∈M|F(j)|=F(T-1)+F(T)+F(T+1)+F(2T-1)+F(2T)+F(2T+1)+F(3T-1)+F(3T)+F(3T+1)+F(4T-1)+F(4T)+F(4T+1)+F(5T-1)+F(5T)+F(5T+1)である。他方、全てのサンプルの指標の和Dを求める。つまり、D=Σj=1 jmax|F(j)|である。そして、間隔Ｔの決定基準として、サンプルの平均絶対値振幅AVE_E=E(T)/card(M)と、サンプル列全体の平均絶対値振幅AVE_D=D/jmaxを求める。ここでcard(M)は集合Ｍの要素数（濃度）を表す。そして、AVE_Eが最大となるようなT_MAXを探し、さらにAVE_Eの最大値AVE_E_MAXがAVE_E_MAX＞AVE_D×2を満足する場合に、周期性成分への集中が明確であると判断して、このときのT_MAXを間隔Ｔとする。
このような方法に限定されず、例えば、周波数領域の周期(間隔）Ｔを、符号化装置１００内の図示しない別の手段によって求めた基本周波数や時間領域のピッチ周期を変換して求めてもよい。また、上述のような周期性を利用する間隔Ｔの決定に限らず、サンプル群を低域側に集める場合にはサンプル列Ｖの後半に、サンプル群を高域側に集める場合にはサンプル列Ｖの前半に、０の振幅を持つサンプルが長く続くように間隔Ｔを決定する方法を採用してもよい。
また、並べ替え部１１０では予め設定された複数のＴの値のそれぞれに基づいてサンプル列の並べ替えを実施し、後述する各Ｔの値に対応する並べ替えの適切さを示す指標（すなわち、サンプル列の周期性の程度を示す指標、言い換えると、周期的にサンプル列の振幅が大きくなる程度を示す指標）を得て、並べ替えの適切さを示す指標が最も大きい間隔Ｔを選択するという方法を採用してもよい。さらには、全てのフレームについて間隔Ｔを予め定めた１つの値とすることも可能である。
[サンプル列の並べ替えを特定する補助情報]
並べ替え部１１０は、サンプル列の並べ替えを特定する補助情報（第１補助情報：周波数領域のサンプル列の周期を少なくとも含む並べ替えを特定する情報）、すなわち、音響信号の周期性を表す情報、または基本周波数を表す情報、または音響信号の周期性または基本周波数に対応するサンプルと音響信号の周期性または基本周波数の整数倍に対応するサンプルとの間隔Ｔを表す情報を出力する。例えば間隔Ｔをフレーム毎に決定する場合は、サンプル列の並べ替えを特定する補助情報もフレーム毎に出力されることになる。サンプル列の並べ替えを特定する補助情報は、周期性、基本周波数または間隔Ｔをフレーム毎に符号化して得られる。この符号化は固定長符号化であってもよいし、可変長符号化して平均符号量を削減してもよい。可変長符号化する場合は、前フレームの間隔Ｔと現フレームの間隔Ｔの差分を可変長符号化した情報を、間隔Ｔを表す情報としてもよい。同様に、前フレームの基本周波数と現フレームの基本周波数の差分を可変長符号化した情報を、基本周波数を表す情報としてもよい。なお、符号化装置１００内の図示しない別の手段によって基本周波数を表す情報が得られている場合は、並べ替え部１１０ではなく、当該別の手段によって得られた基本周波数を表す情報をサンプル列の並べ替えを特定する補助情報として用いてもよい。また、nを複数の選択肢から選択可能な場合には、nの上限値あるいは上述の上限Ｎをサンプル列の並べ替えを特定する補助情報に含めてもよい。
[集めるサンプルの個数]
また、この実施形態では、各サンプル群に含まれるサンプルの個数が、周期性や基本周波数ないしその整数倍に対応するサンプル（以下、中心サンプルという）とその前後１サンプルの計３サンプルであるという固定された個数の例を示したが、サンプル群に含まれるサンプルの個数やサンプルインデックスを可変とする場合には、サンプル群に含まれるサンプルの個数とサンプルインデックスの組み合わせが異なる複数の選択肢の中から選択された一つを表す情報もサンプル列の並べ替えを特定する補助情報に含める。
例えば、選択肢として、
（１）中心サンプルのみ、F(nT)
（２）中心サンプルとその前後１サンプルの計３サンプル、F(nT-1)，F(nT)，F(nT+1)
（３）中心サンプルとその前２サンプルの計３サンプル、F(nT-2)，F(nT-1)，F(nT)
（４）中心サンプルとその前３サンプルの計４サンプル、F(nT-3)，F(nT-2)，F(nT-1)，F(nT)
（５）中心サンプルとその後２サンプルの計３サンプル、F(nT)，F(nT+1)，F(nT+2)
（６）中心サンプルとその後３サンプルの計４サンプル、F(nT)，F(nT+1)，F(nT+2)，F(nT+3)
が設定されている場合に、（４）が選択されたならば、この（４）が選択されたことを表す情報がサンプル列の並べ替えを特定する補助情報に含められる。この例であれば、選択された選択肢を表す情報として３ビットあれば十分である。
なお、このような選択肢の中からどれを選択すればよいか決める方法として、各選択肢に対応する並べ替えを実施し、後述する並べ替えの適切さを示す指標を得て、並べ替えの適切さを示す指標が最も大きい選択肢を選択するという方法を採用すればよい。この方法は、nを選択可能な場合にも妥当する。
なお、選択肢としては、例えば、間隔Ｔに関する選択肢、サンプル群に含まれるサンプルの個数とサンプルインデックスの組み合わせに関する選択肢、nに関する選択肢があり、これらの選択肢の全ての組み合わせから最適な組み合わせを選択してもよい。選択肢の全ての組み合わせについて後述する並べ替えの適切さを示す指標を得て、並べ替えの適切さを示す指標が最大の選択肢を選択すればよい。
並べ替えの適切さを示す指標としては、例えば、サンプルの大きさに対応する指標の低域への集中度や、周波数軸で最高周波数から低域側に向かってゼロの振幅を持つサンプルの連続数を用いる。具体的には、並べ替え後のサンプル列の振幅の絶対値の和を全体のサンプル列の低域側から1/4の領域について求め、その総和が大きければ大きいほど、好ましい並べ替えであることが想定されるので、例えば、この総和を並べ替えの適切さを示す指標とする。また、並べ替え後のサンプル列の最高周波数から低域側に向かってゼロの振幅を持つサンプルの連続数が大きければ大きいほど、サンプルの大きさに対応する指標が大きいサンプルが低域に集中していることを意味しており、これも好ましい並べ替えであることが想定されるので、例えば、この連続数を並べ替えの適切さを示す指標とする。
[出力するサンプル列の並べ替えの有無]
並べ替え部１１０は、上記の処理によって得られた並べ替え後のサンプル列に対応する並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合、すなわちサンプル列の周期性の程度を示す指標が周期性が高いことに対応する場合には並べ替え後のサンプル列を出力し、上記以外の場合、すなわちサンプル列の周期性の程度を示す指標が周期性が低いことに対応する場合は並べ替え前のサンプル列を出力する。
＜利得調整符号化部１２０＞
利得調整符号化部１２０には、並べ替え部１１０から出力されたサンプル列（並べ替え前のサンプル列または並べ替え後のサンプル列）XN’(1)，・・・，XN’(N)が入力される。利得調整符号化部１２０は、入力されたサンプル列の各係数を利得（グローバルゲイン）ｇで割り算し、その結果を量子化した整数値による系列である量子化正規化済係数系列XQ’(1)，・・・，XQ’(N)を符号化して得られる整数信号符号のビット数が、予め配分されたビット数である配分ビット数Ｂ（予め定められた配分符号量）以下、かつ、なるべく大きな値、となるような利得ｇに対応する利得符号と、整数信号符号と、量子化正規化済係数系列と、を出力する。
図３に例示するように、利得調整符号化部１２０は、例えば初期化部１２０４、周波数領域系列量子化部１２０５、可変長符号化部１２０６、判定部１２０７、利得下限設定部１２０８、第1分岐部１２０９、第１利得更新部１２１０、利得拡大部１２１１、利得上限設定部１２１２、第２分岐部１２１３、第２利得更新部１２１４、利得縮小部１２１５、切り捨て部１２１６、および利得符号化部１２１７、により構成される。
＜初期化部１２０４＞
初期化部１２０４は、利得ｇの初期値を設定する。利得の初期値は、サンプル列XN’(1)，・・・，XN’(N)のエネルギーと可変長符号化部１２０６が出力する符号に予め配分されたビット数などから決めることができる。利得ｇの初期値は正値である。以下、可変長符号化部１２０６が出力する符号に予め配分されたビット数を配分ビット数Ｂと呼ぶ。また、初期化部１２０４は、利得の更新回数の初期値として０を設定する。
＜周波数領域系列量子化部１２０５＞
周波数領域系列量子化部１２０５は、サンプル列XN’(1)，・・・，XN’(N)のそれぞれを利得ｇで割り算して得られる値XN’(1)／ｇ，・・・，XN’(N)／ｇを量子化して、整数値による系列である量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を得て出力する。
＜可変長符号化部１２０６＞
可変長符号化部１２０６は、入力された量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を可変長符号化して符号を得、得られた符号と量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を出力する。この符号を整数信号符号と呼ぶ。この可変長符号化には、例えば、量子化正規化済係数系列中の複数の係数を纏めて符号化する方法を用いる。また、可変長符号化部１２０６は、可変長符号化で得た整数信号符号のビット数を計測する。以下では、このビット数を消費ビット数ｃと呼ぶ。
＜判定部１２０７＞
判定部１２０７は、利得の更新回数が予め定めた回数の場合、または可変長符号化部１２０６が計測した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂである場合は、利得、整数信号符号、整数信号符号に対応する量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)、消費ビット数ｃを出力する。
利得の更新回数が予め定めた回数未満である場合は、可変長符号化部１２０６が計測した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には利得下限設定部１２０８が、可変長符号化部１２０６が計測した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより少ない場合には利得上限設定部１２１２が、次の処理を行うように制御する。
＜利得下限設定部１２０８＞
利得下限設定部１２０８は、今回の利得ｇの値を利得の下限値ｇｍｉｎとして設定する（ｇｍｉｎ←ｇ）。この利得の下限値ｇｍｉｎは、少なくとも利得の値はこれ以上であるべきことを意味する。
＜第１分岐部１２０９＞
次に第１分岐部１２０９は、利得の上限値ｇｍａｘが既に設定されている場合には第１利得更新部１２１０が、そうでない場合には利得拡大部１２１１が、次の処理を行うように制御する。また、第１分岐部１２０９は、利得の更新回数に１を加算する。
＜第１利得更新部１２１０＞
第１利得更新部１２１０は、例えば、今回の利得ｇの値と利得の上限値ｇｍａｘの平均値を新たに利得ｇの値として設定する（ｇ←（ｇ＋ｇｍａｘ）／２）。これは、最適な利得の値は、今回の利得ｇの値と利得の上限値ｇｍａｘとの間に存在するからである。今回の利得ｇの値は利得の下限値ｇｍｉｎとして設定されているので、利得の上限値ｇｍａｘと利得の下限値ｇｍｉｎの平均値を新たに利得ｇの値として設定するとも言える（ｇ←（ｇｍａｘ＋ｇｍｉｎ）／２）。新たに設定された利得ｇは周波数領域系列量子化部１２０５に入力される。
＜利得拡大部１２１１＞
利得拡大部１２１１は、今回の利得ｇの値より大きな値を新たな利得ｇの値として設定する。例えば、今回の利得ｇの値に予め定めた正値である利得変更量Δｇを加算したものを新たな利得ｇの値として設定する（ｇ←ｇ＋Δｇ）。また例えば、利得の上限値ｇｍａｘが設定されずに、消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い状態が複数回続いている場合には、予め定めた値より大きな値を利得変更量Δｇとして用いる。新たに設定された利得ｇは周波数領域系列量子化部１２０５に入力される。
＜利得上限設定部１２１２＞
利得上限設定部１２１２は、今回の利得ｇの値を利得の上限値ｇｍａｘと設定する（ｇｍａｘ←ｇ）。この利得の上限値ｇｍａｘは、少なくとも利得の値はこれ以下であるべきことを意味する。
＜第２分岐部１２１３＞
次に第２分岐部１２１３は、利得の下限値ｇｍｉｎが既に設定されている場合には第２利得更新部１２１４が、そうでない場合には利得縮小部１２１５が、次の処理を行うように制御する。また、第２分岐部１２１３は、利得の更新回数に１を加算する。
＜第２利得更新部１２１４＞
第２利得更新部１２１４は、例えば、今回の利得ｇの値と利得の下限値ｇｍｉｎの平均値を新たな利得ｇの値として設定する（ｇ←（ｇ＋ｇｍｉｎ）／２）。これは、最適な利得の値は、今回の利得ｇの値と利得の下限値ｇｍｉｎとの間に存在するからである。今回の利得ｇの値は利得の上限値ｇｍａｘとして設定されているので、利得の上限値ｇｍａｘと利得の下限値ｇｍｉｎの平均値を新たに利得ｇの値として設定するとも言える（ｇ←（ｇｍａｘ＋ｇｍｉｎ）／２）。新たに設定された利得ｇは周波数領域系列量子化部１２０５に入力される。
＜利得縮小部１２１５＞
利得縮小部１２１５は、今回の利得ｇの値より小さな値を新たな利得ｇの値として設定する。例えば、今回の利得ｇの値から予め定めた正値である利得変更量Δｇを減算したものを新たな利得ｇの値として設定する（ｇ←ｇ−Δｇ）。また例えば、利得の下限値ｇｍｉｎが設定されずに、消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより少ない状態が複数回続いている場合には、予め定めた値より大きな値を利得変更量Δｇとして用いる。新たに設定された利得ｇは周波数領域系列量子化部１２０５に入力される。
＜切り捨て部１２１６＞
切り捨て部１２１６は、判定部１２０７が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には、判定部１２０７が出力した整数信号符号のうち、消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂを上回る分だけの符号を取り除いたものを、新たな整数信号符号（配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号）として出力する。例えば切り捨て部１２１６は、消費ビット数ｃの配分ビット数Ｂに対する上回り分ｃ−Ｂに対応する高い周波数側の量子化正規化済係数に対応する符号を整数信号符号から取り除くことで得られる、残りの符号を、新たな整数信号符号として出力する。一方、判定部１２０７が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多くない場合には、切り捨て部１２１６は、判定部１２０７が出力した整数信号符号を出力する。
＜利得符号化部１２１７＞
利得符号化部１２１７は、判定部１２０７が出力した利得を所定のビット数で符号化して利得符号を得て出力する。
なお、上述した利得調整符号化部１２０は一例であって、本発明を限定するものではない。すなわち、利得調整符号化部１２０は、入力されたサンプル列（並べ替え前のサンプル列または並べ替え後のサンプル列）の各係数を利得で割り算し、その結果を量子化した整数値による系列である量子化正規化済係数系列を符号化して得られる整数信号符号のビット数が、予め配分されたビット数である配分ビット数Ｂ以下、かつ、なるべく大きな値、となるような利得をループ処理によって探索し、それによって得られた利得ｇに対応する利得符号と、整数信号符号と、量子化正規化済係数系列と、を出力するのであれば、どのようなものであってもよい。言い換えると、このような利得符号と整数信号符号と量子化正規化済係数系列とをループ処理で（すなわち、利得の探索処理または利得の最適化処理に基づいて）求めるのであれば、利得調整符号化部１２０の構成に限定はない。例えば、利得に対応する整数信号符号のビット数（または推定ビット数）と配分ビット数Ｂとの差分に応じた更新量で利得が更新されてもよい。例えば、利得に対応する整数信号符号のビット数または推定ビット数（以下、消費ビット数）が配分ビット数Ｂよりも多く、なおかつ、利得の上限値が設定されていない場合に、サンプル列の一部または全てのサンプル数から、消費ビット数の配分ビット数に対する上回り分に対応する切り捨て符号に対応する量子化正規化済サンプルを量子化正規化済サンプル列から取り除いた残りのサンプル数、を減算して得られる値が大きいほど、利得の更新前の値から更新後の値への増分が大きくなるように利得の値が更新されてもよい。また、消費ビット数が配分ビット数Ｂよりも少なく、なおかつ、利得の下限値が設定されていない場合に、配分ビット数Ｂから消費ビット数を減算して得られる値が大きいほど、利得の更新前の値から更新後の値への減少分が大きくなるように利得の値が更新されてもよい。また「ループ処理」とは、所定の条件を満たすまで、所定の処理を１回以上実行する処理を意味する。ループ処理では、所定の処理が反復される場合もあれば、反復されない場合もある。
また、利得調整符号化部１２０に並べ替え前のサンプル列が入力される場合、利得調整符号化部１２０から出力される整数信号符号は「周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号」に相当する。利得調整符号化部１２０に並べ替え後のサンプル列が入力される場合、利得調整符号化部１２０から出力される整数信号符号は「周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号」に相当する。
すなわち、利得調整符号化部１２０は、「周期的に振幅が大きくなる程度を示す指標（周期性の程度を示す指標）」が所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合（すなわち、周期性の程度を示す指標が周期性が高いことに対応する場合）には、周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得で除算して得られる整数値列（整数値サンプルによる列）を「周期性を利用した符号化方法」で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求める。それ以外の場合（すなわち、周期性の程度を示す指標が周期性が低いことに対応する場合）、利得調整符号化部１２０は、周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得で除算して得られる整数値列を「周期性を利用しない符号化方法」で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求める。
＜第２符号化部１３０＞
図２に示すように、第２符号化部１３０は、逆並べ替え部１３１、第２可変長符号化部１３２、および第２切り捨て部１３３から構成される。
＜逆並べ替え部１３１＞
逆並べ替え部１３１は、並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合には、利得調整符号化部１２０が出力した量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)に対して、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報に対応する並べ替えを施すことにより並べ替え後のサンプル列を生成して出力する。
逆並べ替え部１３１は、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合には、利得調整符号化部１２０が出力した量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)に対して、並べ替え部１１０が施した並べ替えと逆の並べ替えを施すことにより、並べ替え前のサンプル列を生成して出力する。なお、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合に、利得調整符号化部１２０が利得符号に対応する利得を出力し、逆並べ替え部１３１が、重み付け包絡正規化部１００３が出力した重み付け正規化MDCT係数列の各サンプルを利得調整符号化部１２０が出力した利得で除算して得られるサンプル列を並べ替え前のサンプル列として生成して出力してもよい。
要は、逆並べ替え部１３１は、重み付け包絡正規化部１００３が出力した重み付け正規化MDCT係数列の各サンプルを利得調整符号化部１２０が生成した利得で除算して得られるサンプルにより構成されるサンプル列を出力するものであり、そのサンプル列は利得調整符号化部１２０が出力したサンプル列との並べ替えの有無が逆であるということになる。
＜第２可変長符号化部１３２＞
第２可変長符号化部１３２には、逆並べ替え部１３１が出力したサンプル列が入力される。第２可変長符号化部１３２は、逆並べ替え部１３１が出力したサンプル列を可変長符号化して符号を得て出力する。この符号を第２整数信号符号と呼ぶ。この可変長符号化には、例えば、サンプル列中の複数の係数を纏めて符号化する方法を用いる。また、第２可変長符号化部１３２は、可変長符号化で得た第２整数信号符号のビット数を計測する。以下では、このビット数を第２消費ビット数ｃ２と呼ぶ。
＜第２切り捨て部１３３＞
第２切り捨て部１３３は、第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多い場合には、入力された第２整数信号符号のうち、第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂを上回る分だけの符号を取り除いたものを、新たな第２整数信号符号（配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号）として出力する。例えば第２切り捨て部１３３は、第２消費ビット数ｃ２の配分ビット数Ｂに対する上回り分ｃ２−Ｂに対応する高い周波数側のサンプル列（逆並べ替え部１３１が出力したサンプル列）に対応する符号を第２整数信号符号から取り除くことで得られる、残りの符号を、新たな第２整数信号符号として出力する。一方、第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多くない場合には、第２切り捨て部１３３は、入力された第２整数信号符号を出力する。
なお、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合、第２切り捨て部１３３が出力する第２整数信号符号は「周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号」に相当する。並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合、第２切り捨て部１３３が出力する第２整数信号符号は「周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号」に相当する。すなわち、第２符号化部１３０は、「周期的に振幅が大きくなる程度を示す指標（周期性の程度を示す指標）」が所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合（すなわち、周期性の程度を示す指標が周期性が高いことに対応する場合）には、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得調整符号化部１２０で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列を「周期性を利用しない符号化方法」で符号化して得られる第２整数信号符号を出力する。それ以外の場合（すなわち、周期性の程度を示す指標が周期性が低いことに対応する場合）、第２符号化部１３０は、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得調整符号化部１２０で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列を「周期性を利用した符号化方法」で符号化して得られる第２整数信号符号を出力する。
＜比較選択部１４０＞
比較選択部１４０は、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、のうち、総符号量が少ないほうの符号を出力する。
まず、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択部１４０は、利得調整符号化部１２０が出力した整数信号符号の符号量と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。また、比較選択部１４０は、第２符号化部１３０が出力した第２整数信号符号の符号量をＣＢとして求める。そして、比較選択部１４０は、ＣＡ＞ＣＢである場合には第２符号化部１３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号とを出力し、そうでない場合には利得調整符号化部１２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。
ただしＣＡ＝ＣＢである場合には、比較選択部１４０が、第２符号化部１３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号とを出力してもよいし、利得調整符号化部１２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよい。
次に、並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値未満または所定の閾値以下である場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択部１４０は、利得調整符号化部１２０が出力した整数信号符号の符号量をＣＢとして求める。また、比較選択部１４０は、第２符号化部１３０が出力した第２整数信号符号の符号量と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。そして、比較選択部１４０は、ＣＡ＞ＣＢである場合には利得調整符号化部１２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号とを出力し、そうでない場合には第２符号化部１３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。
ただし、ＣＡ＝ＣＢである場合には、比較選択部１４０は、第２符号化部１３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよいし、利得調整符号化部１２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号とを出力してもよい。
なお、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合、および並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合の何れの場合も、実際の総符号量には利得調整符号化部１２０が出力した利得符号の符号量も含まれる。しかしながら、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、は同一である。そのため、上記のＣＡやＣＢには利得符号の符号量は含めていない。もちろん、ＣＡとＣＢのそれぞれに利得符号の符号量を含めてもよい。
比較選択部１４０から出力された符号（以下、サンプル符号）とパワースペクトル包絡係数列計算部１００２から出力された予測係数符号とを含む符号列は、図示していない復号装置に入力される。復号装置は符号列を復号して音響信号を得る。以下に復号装置による符号列の復号方法を例示する。
復号装置は、フレームごとに、予測係数符号を復号してパワースペクトル包絡係数列の各係数W(1)，・・・，W(N)を得る。また復号装置は、利得符号を復号して利得を得、整数信号符号または第２整数信号符号を復号して整数値による系列を得、得られた整数値による系列に利得を乗じてサンプル列XN”(1)，・・・，XN”(N)（並べ替え前のサンプル列または並べ替え後のサンプル列）を得る。
サンプル符号がサンプル列の並べ替えを特定する補助情報を含まない場合、復号装置は、パワースペクトル包絡係数列W(1)，・・・，W(N)を用いてサンプル列XN”(1)，・・・，XN”(N)を逆正規化し、MDCT係数列X’(1)，・・・，X’(N)を得る。逆正規化とは、重み付け包絡正規化部１００３で行った正規化の逆処理を意味する。例えば、重み付け包絡正規化部１００３で＜例１＞の正規化が行われるのであれば、復号装置は、XN”(1)×Wγ(1)，・・・，XN”(N)×Wγ(N)をMDCT係数列X’(1)，・・・，X’(N)とする。
一方、サンプル符号が上述の補助情報を含む場合、復号装置は、補助情報に対応する並べ替えとは逆の並べ替えをサンプル列XN”(1)，・・・，XN”(N)に行い、それによって得られたサンプル列を逆正規化し、MDCT係数列X’(1)，・・・，X’(N)を得る。
復号装置は、フレームごとに、MDCT係数列X’(1)，・・・，X’(N)を時間領域に変換してフレーム単位の音響信号を得る。
［第１実施形態の変形例］
第１実施形態では実際の符号量を用いて符号の選択を行った。しかしながら、符号量の推定値を用いて符号の選択を行ってもよい。符号量の推定値を用いて符号の選択を行う例を第１実施形態の変形例として説明する。以下では、第１実施形態との差分のみを説明する。
＜符号化装置１００’＞
第１実施形態の変形例の符号化装置１００’を図４に示す。
符号化装置１００’は、利得調整符号化部１２０に代えて利得調整符号化・符号量推定部１２０’を備え、第２符号化部１３０に代えて第２符号量推定部１３０’を備え、比較選択部１４０に代えて比較選択符号化部１４０’を備える以外、符号化装置１００と同一である。
＜利得調整符号化・符号量推定部１２０’＞
第１実施形態の変形例の利得調整符号化・符号量推定部１２０’を図５に示す。
利得調整符号化・符号量推定部１２０’は、可変長符号化部１２０６に代えて可変長符号量推定部１２０６’を備え、判定部１２０７に代えて判定部１２０７’を備え、切り捨て部１２１６に代えて切り捨て部１２１６’を備える以外は、第１実施形態の利得調整符号化部１２０と同一である。
＜可変長符号量推定部１２０６’＞
可変長符号量推定部１２０６’は、入力された量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を可変長符号化して得られる整数信号符号の推定ビット数（符号量の推定値）を求め、当該推定ビット数と量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)とを出力する。第１実施形態の変形例では、可変長符号量推定部１２０６’で得られる整数信号符号の推定ビット数を消費ビット数ｃと呼ぶ。
＜判定部１２０７’＞
判定部１２０７’は、利得の更新回数が予め定めた回数の場合、または可変長符号量推定部１２０６’が計測した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂである場合は、利得ｇ、量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を出力する。利得の更新回数が予め定めた回数未満である場合、判定部１２０７’は、可変長符号量推定部１２０６’が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には利得下限設定部１２０８が、当該消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより少ない場合には利得上限設定部１２１２が、それぞれ第１実施形態で説明した処理を行うように制御する。ただし、第１実施形態の変形例では、比較選択符号化部１４０’が出力する符号に予め配分されたビット数を配分ビット数Ｂと呼ぶ。
＜切り捨て部１２１６’＞
切り捨て部１２１６’は、可変長符号量推定部１２０６’が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多くない場合には、当該消費ビット数ｃを整数信号符号の符号量の推定値として出力し、当該消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には、配分ビット数Ｂを整数信号符号の符号量の推定値として出力する。
＜第２符号量推定部１３０’＞
第２符号量推定部１３０’は、逆並べ替え部１３１’と第２可変長符号量推定部１３２’と第２切り捨て部１３３’とから構成される。
＜逆並べ替え部１３１’＞
逆並べ替え部１３１’は、並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合には、利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)に対して、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報に対応する並べ替えを施すことにより並べ替え後のサンプル列を生成して出力する。
逆並べ替え部１３１’は、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合には、利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)に対して、並べ替え部１１０が施した並べ替えと逆の並べ替えを施すことにより、並べ替え前のサンプル列を生成して出力する。なお、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合に、利得調整符号化・符号量推定部１２０’が利得符号に対応する利得を出力し、逆並べ替え部１３１が、重み付け包絡正規化部１００３が出力した重み付け正規化MDCT係数列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した利得で除算して得られるサンプル列を並べ替え前のサンプル列として生成して出力してもよい。
要は、逆並べ替え部１３１’は、重み付け包絡正規化部１００３が出力した重み付け正規化MDCT係数列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部１２０’が生成した利得で除算して得られるサンプルにより構成されるサンプル列を出力するものであり、そのサンプル列は利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力したサンプル列との並べ替えの有無が逆であるということになる。
＜第２可変長符号量推定部１３２’＞
第２可変長符号量推定部１３２’には、逆並べ替え部１３１’が出力したサンプル列が入力される。第２可変長符号量推定部１３２’は、逆並べ替え部１３１’が出力したサンプル列を可変長符号化して得られる整数信号符号の推定ビット数（符号量の推定値）を求め、当該推定ビット数を出力する。第１実施形態の変形例では、第２可変長符号量推定部１３２’で得られる整数信号符号の推定ビット数を第２消費ビット数ｃ２と呼ぶ。
＜第２切り捨て部１３３’＞
第２切り捨て部１３３’は、第２可変長符号量推定部１３２’が得た第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多くない場合には、第２可変長符号量推定部１３２’が得た第２消費ビット数ｃ２を第２整数信号符号の符号量の推定値として出力し、第２可変長符号量推定部１３２’が得た第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多い場合には、配分ビット数Ｂを第２整数信号符号の符号量の推定値として出力する。
＜比較選択符号化部１４０’＞
比較選択符号化部１４０’は、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、のうち、総符号量の推定値が小さいほうの符号を出力する。
まず、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択符号化部１４０’は、利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した整数信号符号の符号量の推定値（消費ビット数ｃ）と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。また、比較選択符号化部１４０’は、第２可変長符号量推定部１３２’が出力した第２整数信号符号の符号量の推定値（第２消費ビット数ｃ２）をＣＢとして求める。そして、比較選択符号化部１４０’は、ＣＡ＞ＣＢである場合には、逆並べ替え部１３１’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部１２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して第２整数信号符号を得て、得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した利得符号とを出力する。そうでない場合には、比較選択符号化部１４０’は、利得調整符号化・符号量推定部１２０’が生成したサンプル列（量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)）、すなわち、周波数領域のサンプル列を並べ替えて得られたサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部１２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して整数信号符号を得て、得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。
ただし、ＣＡ＝ＣＢである場合には、比較選択符号化部１４０’は、上述のように得た第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した利得符号とを出力してもよいし、上述のように得た整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよい。
次に、並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値未満または所定の閾値以下である場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択符号化部１４０’は、利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した整数信号符号の符号量の推定値（消費ビット数ｃ）をＣＢとして求める。また、比較選択符号化部１４０’は、第２可変長符号量推定部１３２’が出力した第２整数信号符号の符号量の推定値（第２消費ビット数ｃ２）と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。そして、比較選択符号化部１４０’は、ＣＡ＞ＣＢである場合には、利得調整符号化・符号量推定部１２０’が生成したサンプル列（量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)）、すなわち、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部１２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して整数信号符号を得て、得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した利得符号とを出力する。そうでない場合には、比較選択符号化部１４０’は、逆並べ替え部１３１’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列を並べ替えて得られたサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部１２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して第２整数信号符号を得て、得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。
ただし、ＣＡ＝ＣＢである場合には、比較選択符号化部１４０’は、上述のように得た第２整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよいし、上述のように得た整数信号符号と利得調整符号化部１２０が出力した利得符号とを出力してもよい。
なお、実際の総符号量には利得調整符号化・符号量推定部１２０’が出力した利得符号の符号量も含まれる。しかしながら、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、は同一である。そのため、上記のＣＡやＣＢには利得符号の符号量は含めていない。もちろん、ＣＡとＣＢのそれぞれに利得符号の符号量を含めてもよい。
また、比較選択符号化部１４０’は、可変長符号化して得られた整数信号符号のビット数が配分ビット数より多い場合には、可変長符号化して得られた整数信号符号のうち、ビット数が配分ビット数Ｂを上回る分の符号を取り除いたものを、整数信号符号として出力する。また同様に、比較選択符号化部１４０’は、可変長符号化して得られた第２整数信号符号のビット数が配分ビット数より多い場合には、可変長符号化して得られた第２整数信号符号のうち、ビット数が配分ビット数Ｂを上回る分の符号を取り除いたものを、第２整数信号符号として出力する。
［第２実施形態］
第１実施形態では実際の符号量を用いて符号の選択を行った。第２実施形態では符号化された情報量も考慮して符号の選択を行う。符号化された情報量は元々の情報量から符号化されなかった情報量を減算したものであるので、第２実施形態では符号化されなかった情報量も考慮した選択を行う例であるとも言える。さらに第２実施形態では、整数信号符号と第２整数信号符号の少なくとも何れかのビット数が配分ビット数Ｂより少ない場合に、その差分のビットを用いて何らかの情報の符号化を行ってもよい。差分のビットを用いて何らかの情報の符号化を行えば、配分ビット数Ｂ以下との条件のもとで従来技術よりも歪みが少ない符号化装置を実現することができる。また、差分のビットを用いた符号化を行わなければ、同じ歪みであれば従来技術よりも符号量が少ない符号化装置を実現することができる。以下では、第１実施形態との差分のみを説明する。
＜符号化装置２００＞
第２実施形態の符号化装置２００を図６に示す。
符号化装置２００は、利得調整符号化部１２０に代えて利得調整符号化部２２０を備え、第２符号化部１３０に代えて第２符号化部２３０を備え、比較選択部１４０に代えて比較選択部２４０を備え、加えて追加符号化部２５０を備える以外は、第１実施形態の符号化装置１００と同一である。なお、追加符号化部２５０を備えることは必須ではない。
＜利得調整符号化部２２０＞
図３に例示するように、第２実施形態の利得調整符号化部２２０は、切り捨て部１２１６に代えて切り捨て部２２１６を備える以外は、第１実施形態の利得調整符号化部１２０と同一である。
＜切り捨て部２２１６＞
切り捨て部２２１６は、判定部１２０７が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には、判定部１２０７が出力した整数信号符号から、消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂを上回る分のビット数（すなわち、ｃ−Ｂビット）の符号を取り除いたものを、新たな整数信号符号（配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号）として出力する。一方、判定部１２０７が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多くない場合には、切り捨て部２２１６は、判定部１２０７が出力した整数信号符号を出力する。また切り捨て部２２１６は、切り捨て部２２１６が出力する整数信号符号に対応するサンプル（量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)のうち、切り捨て部２２１６で取り除かれなかった符号に対応するサンプル）の振幅の絶対値和も出力する。
＜第２符号化部２３０＞
図６に例示するように、第２実施形態の第２符号化部２３０は、第２切り捨て部１３３に代えて第２切り捨て部２３３を備える以外は、第１実施形態の第２符号化部１３０と同一である。
＜第２切り捨て部２３３＞
第２切り捨て部２３３は、第２可変長符号化部１３２が出力した第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多い場合には、第２可変長符号化部１３２が出力した第２整数信号符号から、第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂを上回る分のビット数（すなわち、ｃ２−Ｂビット）の符号を取り除いたものを、新たな第２整数信号符号（配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号）として出力する。一方、第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多くない場合には、第２切り捨て部２３３は、第２可変長符号化部１３２が出力した第２整数信号符号を出力する。また第２切り捨て部２３３は、第２切り捨て部２３３が出力する第２整数信号符号に対応するサンプル（逆並べ替え部１３１が出力したサンプル列のうち、第２切り捨て部２３３で取り除かれなかった符号に対応するサンプル）の振幅の絶対値和も出力する。
＜比較選択部２４０＞
比較選択部２４０は、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、のうち、追加符号化部２５０も含めた符号化装置全体としての符号化歪みが少ないと推測されるほうの符号を出力する。
まず、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択部２４０は、利得調整符号化部２２０が出力した整数信号符号の符号量と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。また、比較選択部２４０は、第２符号化部２３０が出力した第２整数信号符号の符号量をＣＢとして求める。そして、比較選択部２４０は、利得調整符号化部２２０が出力した絶対値和をＦＡ、第２符号化部２３０が出力した絶対値和をＦＢとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）の値が０以上である場合には第２符号化部２３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部２２０が出力した利得符号とを出力し、評価尺度Ｇ１の値が負である場合には利得調整符号化部２２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部２２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。
ただし、評価尺度Ｇ１＝０である場合には、比較選択部２４０は、第２符号化部２３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部２２０が出力した利得符号とを出力してもよいし、利得調整符号化部２２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部２２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよい。
次に、並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値未満または所定の閾値以下である場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択部２４０は、利得調整符号化部２２０が出力した整数信号符号の符号量をＣＢとして求める。また、比較選択部２４０は、第２符号化部２３０が出力した第２整数信号符号の符号量と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。そして、比較選択部２４０は、第２符号化部２３０が出力した絶対値和をＦＡ、利得調整符号化部２２０が出力した絶対値和をＦＢとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）の値が負である場合には第２符号化部２３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部２２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力し、評価尺度Ｇ１の値が０以上である場合には利得調整符号化部２２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部２２０が出力した利得符号とを出力する。
ただし、評価尺度Ｇ１＝０である場合には、比較選択部２４０は、第２符号化部２３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部２２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよいし、利得調整符号化部２２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部２２０が出力した利得符号とを出力してもよい。
なお、実際には総符号量には利得調整符号化部２２０が出力した利得符号の符号量も含まれる。しかしながら、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、は同一である。そのため、上記のＣＡやＣＢには利得符号の符号量は含めていない。もちろん、ＣＡとＣＢのそれぞれに利得符号の符号量を含めてもよい。
要は、評価尺度Ｇ１が負である場合には、並べ替え後のサンプル列を符号化対象としたほうが、符号化装置２００全体としての符号化歪みが少ないと推測されるということになる。以下、その原理を説明する。
並び替えたときの符号量ＣＡと並び替えないときの符号量ＣＢを比較するときに、切り捨て部２２１６や第２切り捨て部２３３で符号化されずに取り除かれたサンプル数も考慮する。この場合、取り除かれずに符号化されたサンプル数が多く、符号量が少ないほうが好ましい。
まず、並べ替え後のサンプル列を符号化対象とした場合の残存ビット数（Ｂ−ＣＡ）を、整数信号符号または第２整数信号符号の符号化誤差や利得の補正を表す符号に割り当てることを考える。この場合、整数符号列または第２整数符号列の符号化歪みＥＡは、式（４）のように記述でき、式（５）のように近似できる。
ＥＡ＝ＤＡ＋ＦＡ×ｅｘｐ（−（Ｂ−ＣＡ）×δ） (4)
ＥＡ≒ＤＡ＋ＦＡ×（１−（Ｂ−ＣＡ）×δ） (5)
ただし、ＤＡは、並べ替え部１１０が出力した並べ替え後のサンプル列を利得で除算して得られる整数値列のうち、切り捨て部２２１６または第２切り捨て部２３３で取り除かれたサンプルの振幅の絶対値の和を表す。ＤＢは、並べ替え部１１０が出力した並べ替え前のサンプル列を利得で除算して得られる整数値列のうち、切り捨て部２２１６または第２切り捨て部２３３で取り除かれたサンプルの振幅の絶対値の和を表す。δは予め定めた正の値である。
次に、並べ替え前のサンプル列を符号化対象とした場合の残存ビット数（Ｂ−ＣＢ）を、整数信号符号または第２整数信号符号の符号化誤差や利得の補正を表す符号に割り当てることを考える。この場合、整数符号列または第２整数符号列の符号化歪みＥＢは、式（６）のように記述でき、式（７）のように近似できる。
ＥＢ＝ＤＢ＋ＦＢ×ｅｘｐ（−（Ｂ−ＣＢ）×δ） (6)
ＥＢ≒ＤＢ＋ＦＢ×（１−（Ｂ−ＣＢ）×δ） (7)
ＥＡ−ＥＢ＜０なら、並べ替え後のサンプル列を符号化対象とした場合のほうが、並べ替え前のサンプル列を符号化対象とした場合よりも、符号化装置２００全体としての符号化歪みが小さいことがいえる。
ここで、サンプル列の並べ替えの前後にかかわらず、サンプル列を利得で除算して得られる整数値列の振幅の絶対値の総和は等しい。そのため以下が成立する。
ＤＡ＋ＦＡ−ＤＢ−ＦＢ＝０ (8)
式（５）（７）（８）を用いてＥＡ−ＥＢを変形すると以下のようになる。
ＤＡ＋ＦＡ×（１−（Ｂ−ＣＡ）×δ）−ＤＢ＋ＦＢ×（１−（Ｂ−ＣＢ）×δ）
＝ＤＡ＋ＦＡ−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）×δ−ＤＢ−ＦＢ＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）×δ
＝δ×（−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）） (9)
式（９）より、−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）が負なら並べ替え後のサンプル列を符号化対象とするほうがよいことがわかる。
＜追加符号化部２５０＞
追加符号化部２５０は、比較選択部２４０までの符号化誤差、すなわち、重み付け正規化MDCT係数列に含まれる情報のうち、比較選択部２４０が出力した符号に対応する利得や整数信号列（量子化正規化済係数系列中のサンプル列、または量子化正規化済係数系列に対して並べ替え部１１０が施した並べ替えと逆の並べ替えを施した系列中のサンプル列）に含まれない情報を符号化して符号を得て、得られた符号を追加符号として出力する。すなわち追加符号化部２５０は、重み付け正規化MDCT係数列に含まれる情報のうち、比較選択部２４０が出力した整数信号符号または第２整数信号符号および利得符号のいずれにも対応しない情報を符号化して得られる追加符号を出力する。
例えば、追加符号化部２５０は、比較選択部２４０までの符号化誤差によるサンプル列に含まれる１つまたは複数のサンプルを符号化して符号を得て、得られた符号を追加符号として出力する。ここで、比較選択部２４０まで符号化誤差によるサンプル列とは、重み付け正規化MDCT係数列の各サンプルの値から、当該サンプルに対応する整数信号列のサンプルに利得を乗算して得られる値を減算した値によるサンプル列である。
または、例えば、追加符号化部２５０は、重み付け正規化MDCT係数列各サンプルの値と、当該サンプルに対応する整数信号列中のサンプルに利得と利得補正値の加算値を乗算して得られる値を減算した値によるサンプル列と、の誤差が最小となるような利得補正値に対応する符号を追加符号として出力する。
なお追加符号のビット数は、例えば、配分ビット数Ｂから、比較選択部２４０が出力した整数信号符号または第２整数信号符号のビット数を減じた値以下とする
［第２実施形態の変形例］
第２実施形態では実際の符号量を用いて符号の選択を行った。しかしながら、符号量の推定値を用いて符号の選択を行ってもよい。符号量の推定値を用いて符号の選択を行う例を第２実施形態の変形例として説明する。以下では、第１実施形態の変形例および第２実施形態との差分のみを説明する。
＜符号化装置２００’＞
第２実施形態の変形例の符号化装置２００’を図７に示す。
符号化装置２００’は、利得調整符号化部２２０に代えて利得調整符号化・符号量推定部２２０’を備え、第２符号化部２３０に代えて第２符号量推定部２３０’を備え、比較選択符号化部２４０に代えて比較選択符号化部２４０’を備える以外、符号化装置２００と同一である。
＜利得調整符号化・符号量推定部２２０’＞
図５に例示するように、第２実施形態の変形例の利得調整符号化・符号量推定部２２０’は、可変長符号化部１２０６に代えて可変長符号量推定部１２０６’を備え、判定部１２０７に代えて判定部１２０７’を備え、切り捨て部２２１６に代えて切り捨て部２２１６’を備える以外は、第２実施形態の利得調整符号化部２２０と同一である。
＜切り捨て部２２１６’＞
切り捨て部２２１６’は、可変長符号量推定部１２０６’が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多くない場合には、当該消費ビット数ｃを整数信号符号の符号量の推定値として出力し、当該消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には、配分ビット数Ｂを整数信号符号の符号量の推定値として出力する。さらに切り捨て部２２１６’は、切り捨て部２２１６’が出力する整数信号符号の符号量の推定値に対応するサンプル（すなわち、当該整数信号符号に符号化されるサンプル）の振幅の絶対値和も出力する。
＜第２符号量推定部２３０’＞
図７に例示するように、第２符号量推定部２３０’は、逆並べ替え部１３１’と第２可変長符号量推定部１３２’と第２切り捨て部２３３’とから構成される。
＜第２切り捨て部２３３’＞
第２切り捨て部２３３’は、第２可変長符号量推定部１３２’が得た第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多くない場合には、第２可変長符号量推定部１３２’が得た第２消費ビット数ｃ２を第２整数信号符号の符号量の推定値として出力し、第２可変長符号量推定部１３２’が得た第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多い場合には、配分ビット数Ｂを第２整数信号符号の符号量の推定値として出力する。さらに第２切り捨て部２３３’は、第２切り捨て部２３３’が出力する整数信号符号の符号量の推定値に対応するサンプル（すなわち、当該整数信号符号に符号化されるサンプル）の振幅の絶対値和も出力する。
＜比較選択符号化部２４０’＞
比較選択符号化部２４０’は、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、のうち、追加符号化部も含めた符号化装置２００’全体としての符号化歪みが少ないと推測されるほうの符号を出力する。
まず、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択符号化部２４０’は、利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した整数信号符号の符号量の推定値と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。また、比較選択符号化部２４０’は、第２符号量推定部２３０’が出力した第２整数信号符号の符号量の推定値をＣＢとして求める。
そして、比較選択符号化部２４０’は、利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した絶対値和をＦＡ、第２符号量推定部２３０’が出力した絶対値和をＦＢとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）の値が０以上である場合には、逆並べ替え部１３１’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部２２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して第２整数信号符号を得て、得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した利得符号とを出力する。評価尺度Ｇ１の値が負である場合には、比較選択符号化部２４０’は、利得調整符号化・符号量推定部２２０’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列を並べ替えて得られたサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部２２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して整数信号符号を得て、得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。
ただし、評価尺度Ｇ１＝０である場合には、比較選択符号化部２４０’は、上述のように得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した利得符号とを出力してもよいし、上述のように得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよい。
次に、並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値未満または所定の閾値以下である場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択符号化部２４０’は、利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した整数信号符号の符号量の推定値をＣＢとして求める。また、比較選択符号化部２４０’は、第２符号量推定部２３０’が出力した第２整数信号符号の符号量の推定値と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。そして、比較選択符号化部２４０’は、第２符号量推定部２３０’が出力した絶対値和をＦＡ、利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した絶対値和をＦＢとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）の値が負である場合には、逆並べ替え部１３１’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列を並べ替えて得られたサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部２２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して第２整数信号符号を得て、得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。評価尺度Ｇ１の値が０以上である場合には、比較選択符号化部２４０’は、利得調整符号化・符号量推定部２２０’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列を利得調整符号化・符号量推定部２２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して整数信号符号を得て、得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した利得符号とを出力する。
ただし、評価尺度Ｇ１＝０である場合には、比較選択符号化部２４０’は、上述のように得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよいし、上述のように得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した利得符号とを出力してもよい。
なお、実際には総符号量には利得調整符号化・符号量推定部２２０’が出力した利得符号の符号量も含まれる。しかしながら、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、は同一である。そのため、上記のＣＡやＣＢには利得符号の符号量は含めていない。もちろん、ＣＡとＣＢのそれぞれに利得符号の符号量を含めてもよい。
また、比較選択符号化部２４０’は、可変長符号化して得られた整数信号符号のビット数が配分ビット数より多い場合には、可変長符号化して得られた整数信号符号のうち、ビット数が配分ビット数Ｂを上回る分の符号を取り除いたものを、整数信号符号として出力する。
また同様に、比較選択符号化部２４０’は、可変長符号化して得られた第２整数信号符号のビット数が配分ビット数より多い場合には、可変長符号化して得られた第２整数信号符号のうち、ビット数が配分ビット数Ｂを上回る分の符号を取り除いたものを、第２整数信号符号として出力する。
［第３実施形態］
第２実施形態と同様、第３実施形態でも符号化された情報量も考慮して符号の選択を行う。ただし、第３実施形態では第２実施形態と異なる評価尺度を用いて符号の選択を行う。以下では、第２実施形態との差分のみを説明する。
図６に例示するように、第３実施形態の符号化装置３００は、利得調整符号化部２２０に代えて利得調整符号化部３２０を備え、第２符号化部２３０に代えて第２符号化部３３０を備え、比較選択部２４０に代えて比較選択部３４０を備える以外は、第２実施形態の符号化装置２００と同一である。
＜利得調整符号化部３２０＞
図３に例示するように、第３実施形態の利得調整符号化部３２０は、切り捨て部２２１６に代えて切り捨て部３２１６を備える以外は、第２実施形態の利得調整符号化部２２０と同一である。
＜切り捨て部３２１６＞
切り捨て部３２１６は、判定部１２０７が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には、判定部１２０７が出力した整数信号符号から、消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂを上回る分のビット数（すなわち、ｃ−Ｂビット）の符号を取り除いたものを、新たな整数信号符号（配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号）として出力する。一方、判定部１２０７が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多くない場合には、切り捨て部３２１６は、判定部１２０７が出力した整数信号符号を出力する。また切り捨て部３２１６は、切り捨て部３２１６が取り除いた符号に対応するサンプルの振幅の絶対値和も出力する。
＜第２符号化部３３０＞
図６に例示するように、第３実施形態の第２符号化部３３０は、第２切り捨て部２３３に代えて第２切り捨て部３３３を備える以外は、第２実施形態の第２符号化部２３０と同一である。
＜第２切り捨て部３３３＞
第２切り捨て部３３３は、第２可変長符号化部１３２が出力した第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多い場合には、第２可変長符号化部１３２が出力した第２整数信号符号から、第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂを上回る分のビット数（すなわち、ｃ２−Ｂビット）の符号を取り除いたものを、新たな第２整数信号符号（配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号）として出力する。一方、第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多くない場合には、第２切り捨て部３３３は、第２可変長符号化部１３２が出力した第２整数信号符号を出力する。また第２切り捨て部３３３は、第２切り捨て部３３３が取り除いた符号に対応するサンプルの振幅の絶対値和も出力する。
＜比較選択部３４０＞
比較選択部３４０は、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、のうち、追加符号化部２５０も含めた符号化装置３００全体としての符号化歪みが少ないと推測されるほうの符号を出力する。
まず、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択部３４０は、利得調整符号化部３２０が出力した整数信号符号の符号量と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。また、比較選択部３４０は、第２符号化部３３０が出力した第２整数信号符号の符号量をＣＢとして求める。そして、比較選択部３４０は、切り捨て部３２１６が取り除いた符号に対応するサンプルの振幅の絶対値和をＤＡ、第２切り捨て部３３３が取り除いた符号に対応するサンプルの振幅の絶対値和をＤＢ、予め定めた正の値をγとしたときの評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）の値が０以上である場合には第２符号化部３３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部３２０が出力した利得符号とを出力し、評価尺度Ｇ２の値が負である場合には利得調整符号化部３２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部３２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。
ただし、評価尺度Ｇ２＝０である場合には、比較選択部３４０は、第２符号化部３３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部３２０が出力した利得符号とを出力してもよいし、利得調整符号化部３２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部３２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよい。
次に、並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値未満または所定の閾値以下である場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択部３４０は、利得調整符号化部３２０が出力した整数信号符号の符号量をＣＢとして求める。また、比較選択部３４０は、第２符号化部３３０が出力した第２整数信号符号の符号量と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。そして、比較選択部３４０は、第２切り捨て部３３３が取り除いた符号に対応するサンプルの振幅の絶対値和をＤＡ、切り捨て部３２１６が取り除いた符号に対応するサンプルの振幅の絶対値和をＤＢ、予め定めた正の値をγとしたときの評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）の値が負である場合には第２符号化部３３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部３２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力し、評価尺度Ｇ２の値が０以上である場合には利得調整符号化部３２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部３２０が出力した利得符号とを出力する。
ただし、評価尺度Ｇ２＝０である場合には、比較選択部３４０は、第２符号化部３３０が出力した第２整数信号符号と利得調整符号化部３２０が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよいし、利得調整符号化部３２０が出力した整数信号符号と利得調整符号化部３２０が出力した利得符号とを出力してもよい。
なお、実際には総符号量には利得調整符号化部３２０が出力した利得符号の符号量も含まれる。しかしながら、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、は同一である。そのため、上記のＣＡやＣＢには利得符号の符号量は含めていない。もちろん、ＣＡとＣＢのそれぞれに利得符号の符号量を含めてもよい。
要は、評価尺度Ｇ２が負である場合には、並べ替え後のサンプル列を符号化対象としたほうが、符号化装置３００全体としての符号化歪みが少ないと推測されるということになる。なお評価尺度Ｇ２は、ＦＡ＝ＦＢとの仮定と式（５）（７）とによって、以下のように導出できる。
ＤＡ＋ＦＡ×（１−（Ｂ−ＣＡ）×δ）−ＤＢ＋ＦＢ×（１−（Ｂ−ＣＢ）×δ）
＝ＤＡ−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）×δ−ＤＢ＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）×δ
＝ＤＡ−ＤＢ−ＦＡ×（ＣＢ−ＣＡ）×δ
＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ） (10)
ただし、γ＝ＦＡ×δである。なお、ＦＡ＝ＦＢとの仮定は、並べ替えをしてもしなくても同じ利得で除算したものを符号化するのだから可変長符号化で符号化される情報量は同じであろう、という仮定に基づく。
［第３実施形態の変形例］
第３実施形態では実際の符号量を用いて符号の選択を行った。しかしながら、符号量の推定値を用いて符号の選択を行ってもよい。符号量の推定値を用いて符号の選択を行う例を第３実施形態の変形例として説明する。以下では、第１実施形態の変形例および第３実施形態との差分のみを説明する。
＜符号化装置３００’＞
図７に例示するように、第３実施形態の変形例の符号化装置３００’は、利得調整符号化部３２０に代えて利得調整符号化・符号量推定部３２０’を備え、第２符号化部３３０に代えて第２符号量推定部３３０’を備え、比較選択符号化部３４０に代えて比較選択符号化部３４０’を備える以外、符号化装置３００と同一である。
＜利得調整符号化・符号量推定部３２０’＞
図５に例示するように、第３実施形態の変形例の利得調整符号化・符号量推定部３２０’は、可変長符号化部１２０６に代えて可変長符号量推定部１２０６’を備え、判定部１２０７に代えて判定部１２０７’を備え、切り捨て部３２１６に代えて切り捨て部３２１６’を備える以外は、第３実施形態の利得調整符号化部３２０と同一である。
＜切り捨て部３２１６’＞
切り捨て部３２１６’は、可変長符号量推定部１２０６’が出力した消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多くない場合には、当該消費ビット数ｃを整数信号符号の符号量の推定値として出力し、当該消費ビット数ｃが配分ビット数Ｂより多い場合には、配分ビット数Ｂを整数信号符号の符号量の推定値として出力する。さらに切り捨て部３２１６’は、可変長符号量推定部１２０６’が出力した消費ビット数ｃに対応するサンプル（すなわち、当該消費ビット数ｃの整数信号符号に符号化されるサンプル）から、切り捨て部３２１６’が出力する整数信号符号の符号量の推定値に対応するサンプル（すなわち、当該整数信号符号に符号化されるサンプル）、を取り除くことで得られるサンプルの振幅の絶対値和も出力する。
＜第２符号量推定部３３０’＞
図７に例示するように、第２符号量推定部３３０’は、逆並べ替え部１３１’と第２可変長符号量推定部１３２’と第２切り捨て部３３３’とから構成される。
＜第２切り捨て部３３３’＞
第２切り捨て部３３３’は、第２可変長符号量推定部１３２’が得た第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多くない場合には、第２可変長符号量推定部１３２’が得た第２消費ビット数ｃ２を第２整数信号符号の符号量の推定値として出力し、第２可変長符号量推定部１３２’が得た第２消費ビット数ｃ２が配分ビット数Ｂより多い場合には、配分ビット数Ｂを第２整数信号符号の符号量の推定値として出力する。さらに第２切り捨て部３３３’は、第２可変長符号量推定部１３２’が出力した第２消費ビット数ｃ２に対応するサンプル（すなわち、当該第２消費ビット数ｃ２の第２整数信号符号に符号化されるサンプル）から、第２切り捨て部３３３’が出力する第２整数信号符号の符号量の推定値に対応するサンプル（すなわち、当該第２整数信号符号に符号化されるサンプル）、を取り除くことで得られるサンプルの振幅の絶対値和も出力する。
＜比較選択符号化部３４０’＞
比較選択符号化部３４０’は、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合と、のうち、追加符号化部２５０も含めた符号化装置３００’全体としての符号化歪みが少ないと推測されるほうの符号を出力する。
まず、並べ替え部１１０が並べ替え後のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値以上または所定の閾値より大きい場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択符号化部３４０’は、利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した整数信号符号の符号量の推定値と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。また、比較選択符号化部３４０’は、第２符号量推定部３３０’が出力した第２整数信号符号の符号量の推定値をＣＢとして求める。そして、比較選択符号化部３４０’は、切り捨て部３２１６’が出力した絶対値和をＤＡ、第２切り捨て部３３３’が出力した絶対値和をＤＢ、予め定めた正の値をγとしたときの評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）の値が０以上である場合には、逆並べ替え部１３１’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部３２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して第２整数信号符号を得て、得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した利得符号とを出力する。評価尺度Ｇ２の値が負である場合には、比較選択符号化部３４０’は、利得調整符号化・符号量推定部３２０’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列を並べ替えて得られたサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部３２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して整数信号符号を得て、得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。
ただし、評価尺度Ｇ２＝０である場合には、比較選択符号化部３４０’は、上述のように得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した利得符号とを出力してもよいし、上述のように得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよい。
次に、並べ替え部１１０が並べ替え前のサンプル列を出力した場合、すなわち、並べ替え部１１０が生成した並べ替えの適切さを示す指標が所定の閾値未満または所定の閾値以下である場合、の具体的な処理を説明する。
比較選択符号化部３４０’は、利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した整数信号符号の符号量の推定値をＣＢとして求める。また、比較選択符号化部３４０’は、第２符号量推定部３３０’が出力した第２整数信号符号の符号量の推定値と、並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報の符号量と、の合計をＣＡとして求める。そして、比較選択符号化部３４０’は、第２切り捨て部３３３’が出力した絶対値和をＤＡ、切り捨て部３２１６’が出力した絶対値和をＤＢ、予め定めた正の値をγとしたときの評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）の値が負である場合には、逆並べ替え部１３１’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列を並べ替えて得られたサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部３２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して整数信号符号を得て、得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力する。評価尺度Ｇ２の値が０以上である場合には、比較選択符号化部３４０’は、利得調整符号化・符号量推定部３２０’が生成したサンプル列、すなわち、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得調整符号化・符号量推定部３２０’で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値列、を可変長符号化して第２整数信号符号を得て、得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した利得符号とを出力する。
ただし、評価尺度Ｇ２＝０である場合には、比較選択符号化部３４０’は、上述のように得られた第２整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した利得符号と並べ替え部１１０が出力した並べ替えを特定する補助情報とを出力してもよいし、上述のように得られた整数信号符号と利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した利得符号とを出力してもよい。
なお、実際には総符号量には利得調整符号化・符号量推定部３２０’が出力した利得符号の符号量も含まれる。しかしながら、並べ替え後のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、並べ替え前のサンプル列を可変長符号化対象とした場合の利得符号の符号量と、は同一である。そのため、上記のＣＡやＣＢには利得符号の符号量は含めていない。もちろん、ＣＡとＣＢのそれぞれに利得符号の符号量を含めてもよい。
また、比較選択符号化部３４０’は、可変長符号化して得られた整数信号符号のビット数が配分ビット数より多い場合には、可変長符号化して得られた整数信号符号のうち、ビット数が配分ビット数Ｂを上回る分の符号を取り除いたものを、整数信号符号として出力する。
また同様に、比較選択符号化部３４０’は、可変長符号化して得られた第２整数信号符号のビット数が配分ビット数より多い場合には、可変長符号化して得られた第２整数信号符号のうち、ビット数が配分ビット数Ｂを上回る分の符号を取り除いたものを、第２整数信号符号として出力する。
［変形例等］
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態およびその変形例において、ＣＡおよびＣＢの少なくとも一方が、並べ替えを特定する補助情報の符号量を含まなくてもよい。また、第１実施形態およびその変形例において、ＣＡ＞ＣＢである場合に実行する処理をＣＡ≧ＣＢの場合に実行し、かつ、ＣＡ＞ＣＢでない場合に実行する処理をＣＡ≧ＣＢでない場合に実行してもよい。さらに、第２，３実施形態およびそれらの変形例において、評価尺度の値が負である場合に実行する処理を評価尺度の値が０以下である場合に実行し、かつ、評価尺度の値が０以上である場合に実行する処理を評価尺度の値が正である場合に実行してもよい。また、上記の各実施形態では、消費ビット数が配分ビット数より少ない場合には利得上限設定部の処理を行い、消費ビット数が配分ビット数と等しい場合に判定部が利得等を出力することとした。しかしながら、消費ビット数が配分ビット数より多くない場合に利得上限設定部の処理を行ってもよい。
上述の実施形態における並べ替え部１１０および利得調整符号化部１２０の説明では、「周期性を利用した符号化方法」として、周波数領域のサンプル列を、周期性の特徴量やその整数倍に対応するサンプルとその近傍のサンプルが低周波側に一まとまりになるように周波数領域のサンプル列を並べ替えたサンプル列を利得で除算して符号化する例を説明した。例えば、これらを含む第１実施形態の符号化装置１００は、結局は図１０と等価な構成である。
図１０に例示するように、並べ替え部１１０は、周期性分析部１１０１と並べ替え処理部１１０２とを含む。周期性分析部１１０１は、重みづけ包絡正規化部１００３が出力した重み付け正規化MDCT係数列（「周波数領域のサンプル列」、あるいは単に「サンプル列」）を用い、周期性の程度を示す指標を算出する。並べ替え処理部１１０２は、周期性分析部１１０１が算出した周期性の程度を示す指標が所定の閾値よりも大きい場合（周期性が高いことに対応する場合）には、第１実施形態で説明した並べ替え部１１０によるサンプル列の並べ替え処理を行って得られたサンプル列を出力する。また、周期性の程度を示す指標が所定の閾値以下の場合（周期性が低いことに対応する場合）には、並べ替え前の、すなわち、重みづけ包絡正規化部１００３が出力したサンプル列を出力する。
利得調整符号化部１２０は、周期性分析部１１０１が算出した周期性の程度を示す指標が所定の閾値よりも大きい場合（周期性が高いことに対応する場合）には、周期性を利用した符号化方法でサンプル列を符号化して得られた整数信号符号と利得符号とを出力し、周期性分析部１１０１が算出した周期性の程度を示す指標が所定の閾値以下の場合（周期性が低いことに対応する場合）には、周期性を利用しない符号化方法でサンプル列を符号化して得られた整数信号符号と利得符号とを出力する。
すなわち、並べ替え処理部１１０２と利得調整符号化部１２０とから構成される第１符号化部１２００は、周期性の程度を示す指標が周期性が高いことに対応する場合には、周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求める。また、第１符号化部１２００は、周期性の程度を示す指標が周期性が低いことに対応する場合には、周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求める。
逆並べ替え部１３１は、周期性分析部１１０１が算出した周期性の程度を示す指標が所定の閾値以下の場合（周期性が低いことに対応する場合）には、並べ替え部１１０で説明したサンプル列の並べ替え処理を行って得られたサンプル列を出力する。また、周期性の程度を示す指標が所定の閾値より大きい場合（周期性が高いことに対応する場合）には、逆並べ替え部１３１は、並べ替え前の、すなわち、重みづけ包絡正規化部１００３が出力したサンプル列を出力する。すなわち、逆並べ替え部１３１と並べ替え処理部１１０２とは、出力されるサンプル列と周期性の程度を示す指標との関係が逆になる。
すなわち、逆並べ替え部１３１と第２可変長符号化部１３２と第２切り捨て部１３３とから構成される第２符号化部１３０は、周期性の程度を示す指標が周期性が低いことに対応する場合には、周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求める。また、第２符号化部１３０は、周期性の程度を示す指標が周期性が高いことに対応する場合には、周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、周波数領域のサンプル列の各サンプルを利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求める。
つまり、第１符号化部１２００と第２符号化部１３０とは、実行する符号化方法（周期性を利用した符号化方法、または、周期性を利用しない符号化方法）と周期性の程度を示す指標との関係が逆になる。
上述の例では、「周期性を利用した符号化方法」として、周波数領域のサンプル列を並べ替えたサンプル列を符号化する方法を例として説明したが、その他の周期性を利用した符号化方法を用いても良い。例えば、図１１のような構成としても良い。
図１１に例示する符号化装置４００は、図１０に例示した符号化装置１００の第１符号化部１２００が第１符号化部４２００に置換され、第２符号化部１３０が第２符号化部４３０に置換されたものである。第１符号化部４２００は利得調整符号化部４２０を備え、第２符号化部４３０は第２可変長符号化部４３２および第２切り捨て部１３３を備えるが、並べ替え処理部や逆並べ替え部を有しない。
図１１の利得調整符号化部４２０の詳細構成を図１２に例示する。利得調整符号化部４２０は、図３の利得調整符号化部１２０の可変長符号化部１２０６が可変長符号化部４２０６に置換されたものである。可変長符号化部４２０６は、並べ替えの適切さを示す指標が閾値より大きいとき（周期性の程度を示す指標が、周期性が高いことに対応するとき）には、周期性を利用した符号化を行い、そうでない場合には、図３の可変長符号化部１２０６と同じ処理を行う。
ここで例示する周期性を利用した符号化方法は、間隔Tに基づく符号化方法で、入力された周波数領域のサンプル列を、並べ替えを行うことなく符号化し、それによって得られた符号列を出力するものである。以下に、この周期性を利用した符号化方法を説明する。
可変長符号化部４２０６は、入力された周波数領域のサンプル列のうちの間隔Tに対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルおよび、周波数領域のサンプル列のうちの間隔Tの整数倍に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプル、の全部または一部のサンプルによるサンプル群Ｇｒ１と、周波数領域のサンプル列のうちのサンプル群Ｇｒ１に含まれないサンプルによるサンプル群Ｇｒ２と、を異なる基準に従って（区別して）符号化し、それによって得られた符号列を出力する。
［サンプル群Ｇｒ１，Ｇｒ２の具体例］
「周波数領域のサンプル列のうちの間隔Tに対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプルおよび、周波数領域のサンプル列のうちの間隔Tの整数倍に対応するサンプルを含む一つまたは連続する複数のサンプル、の全部または一部のサンプル」の具体例は第１実施形態と同じであり、このようなサンプルによる群がサンプル群Ｇｒ１である。第１実施形態で説明したように、このようなサンプル群Ｇｒ１の設定方法には様々な選択肢がある。例えば、可変長符号化部４２０６に入力されたサンプル列のうち、間隔Tの整数倍に対応するサンプルF(nT)の前後のサンプルF(nT-1)，F(nT+1)を含めた３個のサンプルF(nT-1)，F(nT)，F(nT+1)によるサンプル群の集合がサンプル群Ｇｒ１の例である。例えば、nが1から5までの各整数を表す場合、第１のサンプル群F(T-1)，F(T)，F(T+1)、第２のサンプル群F(2T-1)，F(2T)，F(2T+1)、第３のサンプル群F(3T-1)，F(3T)，F(3T+1)、第４のサンプル群F(4T-1)，F(4T)，F(4T+1)、第５のサンプル群F(5T-1)，F(5T)，F(5T+1)からなる群がサンプル群Ｇｒ１である。
可変長符号化部４２０６に入力されたサンプル列のうちサンプル群Ｇｒ１に含まれないサンプルからなる群がサンプル群Ｇｒ２である。例えば、nが1から5までの各整数を表す場合、第１のサンプルセットF(1)，…，F(T-2)、第２のサンプルセットF(T+2)，…，F(2T-2)、第３のサンプルセットF(2T+2)，…，F(3T-2)、第４のサンプルセットF(3T+2)，…，F(4T-2)、第５のサンプルセットF(4T+2)，…，F(5T-2)、第６のサンプルセットF(5T+2)，…F(jmax)からなる群がサンプル群Ｇｒ２の例である。
その他、第１実施形態で例示したように、間隔Tが小数である場合、例えば、F(R(nT-1))，F(R(nT))，F(R(nT+1))によるサンプル群の集合がサンプル群Ｇｒ１であってもよい。ただし、R(nT)はnTを四捨五入した値である。また、サンプル群Ｇｒ１を構成する各サンプル群に含まれるサンプルの個数やサンプルインデックスを可変としてもよいし、サンプル群Ｇｒ１を構成する各サンプル群に含まれるサンプルの個数とサンプルインデックスの組み合わせが異なる複数の選択肢の中から選択された一つを表す情報が補助情報（第１補助情報）として出力されてもよい。
ここでの周期性を利用した符号化方法では、サンプル群Ｇｒ１，Ｇｒ２に含まれるサンプルの並び替えを行うことなく、サンプル群Ｇｒ１とサンプル群Ｇｒ２とを互いに異なる基準に従って符号化し、それによって得られた符号列を出力する。
サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルはサンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルよりも平均的に振幅が大きい。このとき、例えば、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルの振幅の大きさまたはその推定値に対応する基準に従ってサンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルを可変長符号化し、サンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルの振幅の大きさまたはその推定値に対応する基準に従ってサンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルを可変長符号化する。このような構成とすることで、サンプル列に含まれる全てのサンプルを同じ基準に従って可変長符号化する場合よりも、サンプルの振幅の推定精度をあげることができるので、可変長符号の平均符号量を少なくすることできる。すなわち、サンプル群Ｇｒ１とサンプル群Ｇｒ２とを互いに異なる基準に従って符号化すれば、並び替え操作なしでも、サンプル列の符号量を少なくする効果が得られる。振幅の大きさの例は、振幅の絶対値、振幅のエネルギーなどである。
［ライス符号化の例］
可変長符号化として１サンプルごとのライス符号化を用いる例を説明する。
この場合、可変長符号化部４２０６は、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルの振幅の大きさまたはその推定値に対応するライスパラメータを用いてサンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルを１サンプルごとにライス符号化する。また、可変長符号化部４２０６は、サンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルの振幅の大きさまたはその推定値に対応するライスパラメータを用いてサンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルを１サンプルごとにライス符号化し、ライス符号化によって得られた符号列と、ライスパラメータを特定するための補助情報とを出力する。
例えば、可変長符号化部４２０６は、各フレームでサンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルの振幅の大きさの平均から、当該フレームでのサンプル群Ｇｒ１のライスパラメータを求める。例えば、可変長符号化部４２０６は、各フレームでサンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルの振幅の大きさの平均から、当該フレームでのサンプル群Ｇｒ２のライスパラメータを求める。ライスパラメータは０以上の整数である。可変長符号化部４２０６は、各フレームで、サンプル群Ｇｒ１のライスパラメータを用いてサンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルをライス符号化し、サンプル群Ｇｒ２のライスパラメータを用いてサンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルをライス符号化する。これによって平均符号量を削減できる。以下にこのことを詳細に説明する。
まず、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルを１サンプルごとにライス符号化する場合を例にとる。
サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルＸ(ｋ)を１サンプルごとにライス符号化して得られる符号は、サンプル群Ｇｒ１のライスパラメータｓに対応する値でサンプルＸ(ｋ)を除算して得られる商q(ｋ)をアルファ符号化したprefix(ｋ)と、その剰余を特定するsub(ｋ)とを含む。すなわち、この例でのサンプルＸ（ｋ）に対応する符号はprefix(ｋ)とsub(ｋ)とを含む。なお、ライス符号化対象となるサンプルＸ（ｋ）は整数表現されたものである。
以下にq(ｋ)およびsub(ｋ)の算出方法を例示する。
ライスパラメータｓ>0の場合、以下のように商q(ｋ)が生成される。ただし、floor(χ)はχ以下の最大の整数である。
q(ｋ)=floor(Ｘ(ｋ)/2s-1) (for Ｘ(ｋ)≧０) (B1)
q(ｋ)=floor{(-Ｘ(ｋ)-1)/2s-1} (for Ｘ(ｋ)＜０) (B2)
ライスパラメータｓ=0の場合、以下のように商q(ｋ)が生成される。
q(ｋ)=2×Ｘ(ｋ) (for Ｘ(ｋ)≧０) (B3)
q(ｋ)=-2×Ｘ(ｋ)-1 (for Ｘ(ｋ)＜０) (B4)
ライスパラメータｓ>0の場合、以下のようにsub(ｋ)が生成される。
sub(ｋ)=Ｘ(ｋ)-2s−1×q(ｋ)+2s-1 (for Ｘ(ｋ)≧０) (B5)
sub(ｋ)=(-Ｘ(ｋ)-1)-2s-1×q(ｋ) (for Ｘ(ｋ)＜０) (B6)
ライスパラメータｓ=0の場合、sub(ｋ)はnullである（sub(ｋ)=null）。
式(B1)〜(B4)を共通化して商q(ｋ)を表現すると以下ようになる。ただし、｜・｜は・の絶対値を示す。
q(ｋ)=floor{(2×|Ｘ(ｋ)|-z)/2s} (z=0 or 1 or 2) (B7)
ライス符号化の場合、prefix(ｋ)は商q(ｋ)をアルファ符号化した符号であり、その符号量は、式(B7)を用いて以下のように表現できる。
floor{(2×|Ｘ(ｋ)|-z)/2s}+1 (B8)
ライス符号化の場合、式(B5)(B6)の剰余を特定するsub(ｋ)はsビットで表現される。よって、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルＸ(ｋ)に対応する符号（prefix(ｋ)およびsub(ｋ)）の総符号量C(s,Ｘ(ｋ),Gr1)は、以下のようになる。
Figure 2014054556
 ここでfloor{(2×|Ｘ(ｋ)|-z)/2s}=(2×|Ｘ(ｋ)|-z)/2sと近似すると、式(B9)は以下のように近似できる。ただし、|Gr1|は、１フレームでのサンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルＸ(ｋ)の個数を表す。
Figure 2014054556
式(B10)のsについての偏微分結果を０にするsをs’と表現する。
s’=log2{ln2×(2×D/|Gr1|-z)} (B11)
D/|Gr1|がzよりも十分大きいならば、式(B11)は以下のように近似できる。
s’=log2{ln2×(2×D/|Gr1|)} (B12)
式(B12)で得られるs’は整数化されていないため、s’を整数に量子化した値をライスパラメータsとする。このライスパラメータsは、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルの振幅の大きさの平均D/|Gr1|に対応し（式(B12)参照）、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルＸ(ｋ)に対応する符号の総符号量を最小化する。
以上のことは、サンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルをライス符号化する場合についても同様である。従って、各フレームで、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルの振幅の大きさの平均からサンプル群Ｇｒ１のためのライスパラメータを求め、サンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルの振幅の大きさの平均からサンプル群Ｇｒ２のためのライスパラメータを求め、サンプル群Ｇｒ１とサンプル群Ｇｒ２とを区別してライス符号化を行うことで、総符号量を最小化できる。
なお、近似された式(B10)による総符号量C(s,Ｘ(ｋ),Gr1)の評価は、サンプルＸ(ｋ)の振幅の大きさの変動が小さいほど適切なものとなる。そのため、特にサンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルの振幅の大きさがほぼ均等であり、なおかつ、サンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルの振幅の大きさがほぼ均等である場合に、より大きな符号量削減効果が得られる。
［ライスパラメータを特定するための補助情報の例１］
サンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータとサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータとを区別して扱う場合、復号側では、サンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータを特定するための補助情報（第３補助情報）と、サンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータを特定するための補助情報（第４補助情報）とが必要となる。そのため、可変長符号化部４２０６は、サンプル列を１サンプルごとにライス符号化して得られた符号からなる符号列に加え、第３補助情報および第４補助情報を出力してもよい。
［ライスパラメータを特定するための補助情報の例２］
音響信号が符号化対象である場合、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルの振幅の大きさの平均はサンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルの振幅の大きさの平均よりも大きく、サンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータがサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータよりも大きい。このことを利用してライスパラメータを特定するための補助情報の符号量を削減することもできる。
例えば、サンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータがサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータよりも固定値（例えば１）だけ大きいと定める。すなわち、固定的に「サンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータ＝サンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータ＋固定値」の関係を満たすとする。この場合、可変長符号化部４２０６は、符号列に加え、第３補助情報または第４補助情報の何れか一方のみを出力すればよい。
［ライスパラメータを特定するための補助情報の例３］
単独でサンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータを特定できる情報を第５補助情報とし、サンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータとサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータとの差分を特定できる情報を第６補助情報としてもよい。逆に、単独でサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータを特定できる情報を第６補助情報とし、サンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータとサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータとの差分を特定できる情報を第５補助情報としてもよい。なお、サンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータがサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータよりも大きいことが分かっているため、サンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータとサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータとの大小関係を表す補助情報（正負を表す情報など）は不要である。
［ライスパラメータを特定するための補助情報の例４］
フレーム全体に割り当てられる符号ビット数が定められている場合には、利得の値もかなり制約され、サンプルの振幅のとり得る範囲も大きく制約される。この場合、フレーム全体に割り当てられる符号ビット数からサンプルの振幅の大きさの平均を或る程度の精度で推定できる。可変長符号化部４２０６は、当該サンプルの振幅の大きさの平均の推定値から推定されるライスパラメータを用いてライス符号化を行ってもよい。
例えば、可変長符号化部４２０６は、当該推定されるライスパラメータに正の第１差分値（例えば１）を加えたものをサンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータとして用い、当該推定されるライスパラメータをサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータとして用いてもよい。あるいは、可変長符号化部４２０６は、当該推定されるライスパラメータをサンプル群Ｇｒ１に対応するライスパラメータとして用い、当該推定されるライスパラメータから正の第２差分値（例えば１）を減じたものをサンプル群Ｇｒ２に対応するライスパラメータとして用いてもよい。
これらの場合の可変長符号化部４２０６は、例えば、符号列に加え、第１差分値を特定するための補助情報（第７補助情報）または第２差分値を特定するための補助情報（第８補助情報）を出力すればよい。
［ライスパラメータを特定するための補助情報の例５］
サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルの振幅の大きさが均等ではない場合や、サンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルの振幅の大きさが均等ではない場合であっても、サンプル列X(1)/W(1)β，・・・，X(N)/W(N)βの振幅の包絡情報をたよりに、符号量削減効果がより大きなライスパラメータを推定することもできる。たとえば、サンプルの振幅の大きさが高域ほど大きい場合には、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルのうち高域側のサンプルに対応するライスパラメータを固定的に増加させ、サンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルのうち高域側のサンプルに対応するライスパラメータを固定的に増加させることで、符号量をより削減できる。以下に具体例を示す。
Figure 2014054556
 ただし、s1およびs2は、[ライスパラメータを特定するための補助情報の例１〜４]で例示した、サンプル群Ｇｒ１およびＧｒ２にそれぞれ対応するライスパラメータである。const.1からconst.10は、予め定められた正整数である。この例の場合、可変長符号化部４２０６は、符号列およびライスパラメータの例２，３で例示した補助情報に加え、包絡情報を特定する補助情報（第９補助情報）を出力すればよい。包絡情報が復号側に既知である場合には、可変長符号化部４２０６は、第７補助情報を出力しなくてもよい。
図１１の第２可変長符号化部４３２は、図１２の可変長符号化部４２０６とは、実行する符号化方法（周期性を利用した符号化方法、または、周期性を利用しない符号化方法）と周期性の程度を示す指標との関係が逆になったものである。すなわち、第２可変長符号化部４３２は、利得調整符号化部４２０が出力した量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を入力とし、並べ替えの適切さを示す指標が閾値以下のとき（周期性の程度を示す指標が、周期性が低いことに対応するとき）には、当該量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)に対して周期性を利用した符号化を行い、そうでない場合には、当該量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)に対して図３の可変長符号化部１２０６と同じ処理を行う。ここで、第２可変長符号化部４３２における周期性を利用した符号化方法は、上述の可変長符号化部４２０６における周期性を利用した符号化方法と同じである。
同様に、第１実施形態の変形例における「周期性を利用した符号化方法」の代わりに、サンプル列を並べ替えない符号化方法を用いても良い。この場合の符号化装置４００’の構成を図１３に例示する。
図１３に例示する符号化装置４００’は、図１０に例示した符号化装置１００の第１符号化部１２００が第１符号量推定部４２００’に置換され、第２符号化部１３０が第２符号量推定部４３０’に置換されたものである。第１符号量推定部４２００’は利得調整符号化・符号量推定部４２０’を備え、第２符号量推定部４３０’は第２可変長符号量推定部４３２’および第２切り捨て部１３３’を備えるが、並べ替え処理部や逆並べ替え部を有しない。
図１３の利得調整符号化・符号量推定部４２０’の詳細構成を図１４に示す。図１４の可変長符号量推定部４２０６’は、並べ替えの適切さを示す指標が閾値より大きいとき（周期性の程度を示す指標が周期性が高いことに対応するとき）には、入力された周波数領域のサンプル列に対して周期性を利用した符号化を行ったときの符号量の推定値を求め、そうでない場合には、入力された周波数領域のサンプル列を符号化したときの符号量の推定値を求める。
周期性を利用した符号化方法として図１４の可変長符号化部４２０６の周期性を利用した符号化方法を想定した場合の符号量の推定値は、例えば可変長符号化として１サンプルごとのライス符号化を用いる場合には、実際に可変長符号化せずとも、サンプル群Ｇｒ１に対して好ましいライスパラメータｓ１とサンプル群Ｇｒ２に対して好ましいライスパラメータｓ２とを計算し、サンプルの値が或る指数分布に従うと仮定することによって、ライスパラメータとサンプル数から総符号量を推定することができる。具体的には、式(B10)におけるＤを、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルＸ（ｋ）の値が指数分布に従うと仮定したときの推定値〜Ｄ１に置き換え、ｓをｓ１に置き換えて得られる〜Ｃ（ｓ１，Ｘ（ｋ），Ｇｒ１）を、サンプル群Ｇｒ１の符号量の推定値とすればよい。例えば、推定値〜Ｄ１は、上記の指数分布に従ったサンプルの値の期待値にサンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルＸ（ｋ）の個数を乗じた値である。サンプル群Ｇｒ２の符号量の推定値も同様の方法で、式(B10)におけるＧｒ１をＧｒ２に置き換え、Ｄを、サンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルＸ（ｋ）の値が指数分布に従うと仮定したときの推定値〜Ｄ２に置き換え、ｓをｓ２に置き換えて得られる推定値〜Ｃ（ｓ２，Ｘ（ｋ），Ｇｒ２）をサンプル群Ｇｒ２の符号量の推定値とすればよい。例えば、推定値〜Ｄ２は、上記の指数分布に従ったサンプルの値の期待値にサンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルＸ（ｋ）の個数を乗じた値である。入力された周波数領域のサンプル列に対して周期性を利用した符号化を行ったときの符号量の推定値は、これらの符号量の推定値の和、〜Ｃ（ｓ１，Ｘ（ｋ），Ｇｒ１）＋〜Ｃ（ｓ２，Ｘ（ｋ），Ｇｒ２）である。
また、入力された周波数領域のサンプル列を符号化したときの符号量の推定値は、入力された周波数領域のサンプル列をライス符号化したときの符号量の推定値を求める。例えば、式(B10)におけるサンプル群Ｇｒ１の代わりに入力された周波数領域のサンプル列全体（Ｇｒ）とし、Ｄを入力された周波数領域のサンプル列に含まれるサンプルＸ（ｋ）の値が指数分布に従うと仮定したときの推定値〜Ｄに置き換え、サンプル列全体Ｇｒに対して好ましいライスパラメータをｓとして得られる〜Ｃ（ｓ，Ｘ（ｋ），Ｇｒ）を符号量の推定値とすればよい。例えば、推定値〜Ｄは、上記の指数分布に従ったサンプルの値の期待値にサンプル列全体Ｇｒに含まれるサンプルＸ（ｋ）の個数を乗じた値である。
第２可変長符号量推定部４３２’は、図１４の可変長符号量推定部４２０６’とは、実行する符号化方法（周期性を利用した符号化方法、または、周期性を利用しない符号化方法）と周期性の程度を示す指標との関係を逆にした処理である。すなわち、第２可変長符号量推定部４３２’は、利得調整符号化・符号量推定部４２０’が出力した量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)を入力とし、並べ替えの適切さを示す指標が閾値以下のとき（周期性の程度を示す指標が、周期性が低いことに対応するとき）には、当該量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)に対して周期性を利用した符号化の符号量推定を行い、そうでない場合には、当該量子化正規化済係数系列XQ(1)，・・・，XQ(N)に対して図５の可変長符号量推定１２０６’と同じ処理を行う。
上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。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の例は、非一時的な（non-transitory）記録媒体である。このような記録媒体の例は、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等である。
このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録装置に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。
上記実施形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させて本装置の処理機能が実現されたが、これらの処理機能の少なくとも一部がハードウェアで実現されてもよい。
１００，１００’，２００，２００’，３００，３００’，４００，４００’ 符号化装置
＜利得調整符号化部１２０＞
利得調整符号化部１２０には、並べ替え部１１０から出力されたサンプル列（並べ替え前のサンプル列または並べ替え後のサンプル列）XN’(1)，・・・，XN’(N)が入力される。利得調整符号化部１２０は、入力されたサンプル列の各係数を利得（グローバルゲイン）ｇで割り算し、その結果を量子化した整数値による系列である量子化正規化済係数系列X Q (1)，・・・，X Q (N)を符号化して得られる整数信号符号のビット数が、予め配分されたビット数である配分ビット数Ｂ（予め定められた配分符号量）以下、かつ、なるべく大きな値、となるような利得ｇに対応する利得符号と、整数信号符号と、量子化正規化済係数系列と、を出力する。
＜追加符号化部２５０＞
追加符号化部２５０は、比較選択部２４０までの符号化誤差、すなわち、重み付け正規化MDCT係数列に含まれる情報のうち、比較選択部２４０が出力した符号に対応する利得や整数信号列（量子化正規化済係数系列中のサンプル列、または量子化正規化済係数系列に対して並べ替え部１１０が施した並べ替えと逆の並べ替えを施した系列中のサンプル列）に含まれない情報を符号化して符号を得て、得られた符号を追加符号として出力する。すなわち追加符号化部２５０は、重み付け正規化MDCT係数列に含まれる情報のうち、比較選択部２４０が出力した整数信号符号または第２整数信号符号および利得符号のいずれにも対応しない情報を符号化して得られる追加符号を出力する。
例えば、追加符号化部２５０は、比較選択部２４０までの符号化誤差によるサンプル列に含まれる１つまたは複数のサンプルを符号化して符号を得て、得られた符号を追加符号として出力する。ここで、比較選択部２４０までの符号化誤差によるサンプル列とは、重み付け正規化MDCT係数列の各サンプルの値から、当該サンプルに対応する整数信号列のサンプルに利得を乗算して得られる値を減算した値によるサンプル列である。
または、例えば、追加符号化部２５０は、重み付け正規化MDCT係数列各サンプルの値と、当該サンプルに対応する整数信号列中のサンプルに利得と利得補正値の加算値を乗算して得られる値によるサンプル列と、の誤差が最小となるような利得補正値に対応する符号を追加符号として出力する。
なお追加符号のビット数は、例えば、配分ビット数Ｂから、比較選択部２４０が出力した整数信号符号または第２整数信号符号のビット数を減じた値以下とする
周期性を利用した符号化方法として図１４の可変長符号化部４２０６の周期性を利用した符号化方法を想定した場合の符号量については、例えば可変長符号化として１サンプルごとのライス符号化を用いる場合には、実際に可変長符号化せずとも、サンプル群Ｇｒ１に対して好ましいライスパラメータｓ１とサンプル群Ｇｒ２に対して好ましいライスパラメータｓ２とを計算し、サンプルの値が或る指数分布に従うと仮定することによって、ライスパラメータとサンプル数から総符号量を推定することができる。具体的には、式(B10)におけるＤを、サンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルＸ（ｋ）の値が指数分布に従うと仮定したときの推定値〜Ｄ１に置き換え、ｓをｓ１に置き換えて得られる〜Ｃ（ｓ１，Ｘ（ｋ），Ｇｒ１）を、サンプル群Ｇｒ１の符号量の推定値とすればよい。例えば、推定値〜Ｄ１は、上記の指数分布に従ったサンプルの値の期待値にサンプル群Ｇｒ１に含まれるサンプルＸ（ｋ）の個数を乗じた値である。サンプル群Ｇｒ２の符号量の推定値も同様の方法で、式(B10)におけるＧｒ１をＧｒ２に置き換え、Ｄを、サンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルＸ（ｋ）の値が指数分布に従うと仮定したときの推定値〜Ｄ２に置き換え、ｓをｓ２に置き換えて得られる推定値〜Ｃ（ｓ２，Ｘ（ｋ），Ｇｒ２）をサンプル群Ｇｒ２の符号量の推定値とすればよい。例えば、推定値〜Ｄ２は、上記の指数分布に従ったサンプルの値の期待値にサンプル群Ｇｒ２に含まれるサンプルＸ（ｋ）の個数を乗じた値である。入力された周波数領域のサンプル列に対して周期性を利用した符号化を行ったときの符号量の推定値は、これらの符号量の推定値の和、〜Ｃ（ｓ１，Ｘ（ｋ），Ｇｒ１）＋〜Ｃ（ｓ２，Ｘ（ｋ），Ｇｒ２）である。
また、入力された周波数領域のサンプル列を符号化したときの符号量の推定値については、入力された周波数領域のサンプル列をライス符号化したときの符号量の推定値を求める。例えば、式(B10)におけるサンプル群Ｇｒ１の代わりに入力された周波数領域のサンプル列全体（Ｇｒ）とし、Ｄを入力された周波数領域のサンプル列に含まれるサンプルＸ（ｋ）の値が指数分布に従うと仮定したときの推定値〜Ｄに置き換え、サンプル列全体Ｇｒに対して好ましいライスパラメータをｓとして得られる〜Ｃ（ｓ，Ｘ（ｋ），Ｇｒ）を符号量の推定値とすればよい。例えば、推定値〜Ｄは、上記の指数分布に従ったサンプルの値の期待値にサンプル列全体Ｇｒに含まれるサンプルＸ（ｋ）の個数を乗じた値である。

Claims (18)

  1. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成ステップと、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求める
    第１符号化ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号を得る
    第２符号化ステップと、
    上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号の符号量が上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号の符号量より大きい場合には、上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号の符号量が上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号の符号量より小さい場合には、上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力する
    比較選択ステップと、
    を有することを特徴とする符号化方法。
  2. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成ステップと、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求める
    第１符号量推定ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号の符号量の推定値を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号の符号量の推定値を得る
    第２符号量推定ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記第１符号量推定ステップで得られた整数信号符号の符号量の推定値が上記第２符号量推定ステップで得られた第２整数信号符号の符号量の推定値より大きい場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号と、上記利得符号と、を出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記第１符号量推定ステップで得られた整数信号符号の符号量の推定値が上記第２符号量推定ステップで得られた第２整数信号符号の符号量の推定値より小さい場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、上記利得符号と、を出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第１符号量推定ステップで得られた整数信号符号の符号量の推定値が上記第２符号量推定ステップで得られた第２整数信号符号の符号量の推定値より大きい場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号と、上記利得符号と、を出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第１符号量推定ステップで得られた整数信号符号の符号量の推定値が上記第２符号量推定ステップで得られた第２整数信号符号の符号量の推定値より小さい場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、上記利得符号と、を出力する
    比較選択符号化ステップと、
    を有することを特徴とする符号化方法。
  3. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成ステップと、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して予め定められた配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して上記配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号と、をループ処理により求める
    第１符号化ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号を得る
    第２符号化ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号を含む符号の符号量をＣＡとし、上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号を含む符号の符号量をＣＢとし、上記整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＡとし、上記第２整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＢとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）が正である場合には、上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記評価尺度Ｇ１が負である場合には、上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号を含む符号の符号量をＣＢとし、上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号を含む符号の符号量をＣＡとし、上記整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＢとし、上記第２整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＡとしたときの第２評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）が負である場合には、上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第２評価尺度Ｇ１が正である場合には、上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力する
    比較選択ステップと、
    を有することを特徴とする符号化方法。
  4. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成ステップと、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から予め定められた配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号と、をループ処理により求める
    第１符号化ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号を得る
    第２符号化ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号を含む符号の符号量をＣＡとし、上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号を含む符号の符号量をＣＢとし、上記第１符号化ステップで取り除かれた上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＡとし、上記第２符号化ステップで取り除かれた上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＢとし、予め定めた正の値をγとしたときの評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）が正である場合には、上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記評価尺度Ｇ２が負である場合には、上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号を含む符号の符号量をＣＢとし、上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号を含む符号の符号量をＣＡとし、上記第１符号化ステップで取り除かれた上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＢとし、上記第２符号化ステップで取り除かれた上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＡとし、予め定めた正の値をγとしたときの第２評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）が負である場合には、上記第２符号化ステップで得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第２評価尺度Ｇ２が正である場合には、上記第１符号化ステップで得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力する
    比較選択ステップと、
    を有することを特徴とする符号化方法。
  5. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成ステップと、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる、予め定められた配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求める
    第１符号量推定ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号の符号量の推定値を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号の符号量の推定値を得る
    第２符号量推定ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号量推定ステップで得られた整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＡとし、上記第２符号量推定ステップで得られた第２整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＢとし、上記整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＡとし、上記第２整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＢとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）が正である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記評価尺度Ｇ１が負である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号量推定ステップで得られた整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＢとし、上記第２符号量推定ステップで得られた第２整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＡとし、上記整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＢとし、上記第２整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＡとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）が負である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第２評価尺度Ｇ１が正である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号と、上記利得符号とを出力する
    比較選択ステップと、
    を有することを特徴とする符号化方法。
  6. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成ステップと、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から予め定められた配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求める
    第１符号量推定ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号の符号量の推定値を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号の符号量の推定値を得る
    第２符号量推定ステップと、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号量推定ステップで得られた整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＡとし、上記第２符号量推定ステップで得られた第２整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＢとし、上記整数信号符号を得るために取り除かれる上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＡとし、上記第２整数信号符号を得るために取り除かれる上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＢとし、予め定めた正の値をγとしたときの評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）が正である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記評価尺度Ｇ２が負である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号量推定ステップで得られた整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＢとし、上記第２符号量推定ステップで得られた第２整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＡとし、上記整数信号符号を得るために取り除かれる上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＢとし、上記第２整数信号符号を得るために取り除かれる上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＡとし、予め定めた正の値をγとしたときの第２評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）が負である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第２評価尺度Ｇ２が正である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定ステップで得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号と、上記利得符号とを出力する
    比較選択ステップと、
    を有することを特徴とする符号化方法。
  7. 請求項１から６の何れかに記載の符号化方法であって、
    上記周波数領域のサンプル列に含まれる情報のうち、上記比較選択ステップで出力された上記整数信号符号または上記第２整数信号符号および上記利得符号のいずれにも対応しない情報を符号化して得られる追加符号を出力する追加符号化ステップを含む
    ことを特徴とする符号化方法。
  8. 請求項１から７の何れかに記載の符号化方法であって、
    上記周期性分析ステップは、上記周波数領域のサンプル列の周期を少なくとも含む並べ替えを特定する情報を生成するステップを含み、
    上記周期性を利用した符号化方法は、上記周期に基づいて並べ替えられた整数値サンプルによる列を可変長符号化する方法であり、
    上記周期性を利用しない符号化方法は、上記周期に基づいて並べ替えられていない整数値サンプルによる列を可変長符号化する方法であり、
    上記周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号または第２整数信号符号は、上記周期に基づいて並べ替えられた整数値サンプルによる列を可変長符号化して得られる符号と、上記周波数領域のサンプル列の周期に対応する情報と、を少なくとも含み、
    上記周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号または第２整数信号符号は、上記周期に基づいて並べ替えられていない整数値サンプルによる列を可変長符号化して得られる符号を少なくとも含む、
    ことを特徴とする符号化方法。
  9. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成部と、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、をループ処理により求める
    第１符号化部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号を得る
    第２符号化部と、
    上記第１符号化部で得られた整数信号符号の符号量が上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号の符号量より大きい場合には、上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記第１符号化部で得られた整数信号符号の符号量が上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号の符号量より小さい場合には、上記第１符号化部で得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力する
    比較選択部と、
    を有することを特徴とする符号化装置。
  10. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成部と、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求める
    第１符号量推定部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号の符号量の推定値を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号の符号量の推定値を得る
    第２符号量推定部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記第１符号量推定部で得られた整数信号符号の符号量の推定値が上記第２符号量推定部で得られた第２整数信号符号の符号量の推定値より大きい場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号と、上記利得符号と、を出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記第１符号量推定部で得られた整数信号符号の符号量の推定値が上記第２符号量推定部で得られた第２整数信号符号の符号量の推定値より小さい場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、上記利得符号と、を出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第１符号量推定部で得られた整数信号符号の符号量の推定値が上記第２符号量推定部で得られた第２整数信号符号の符号量の推定値より大きい場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる第２整数信号符号と、上記利得符号と、を出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第１符号量推定部で得られた整数信号符号の符号量の推定値が上記第２符号量推定部で得られた第２整数信号符号の符号量の推定値より小さい場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号と、上記利得符号と、を出力する
    比較選択符号化部と、
    を有することを特徴とする符号化装置。
  11. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成部と、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して予め定められた配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して上記配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号と、をループ処理により求める
    第１符号化部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号を得る
    第２符号化部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号化部で得られた整数信号符号を含む符号の符号量をＣＡとし、上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号を含む符号の符号量をＣＢとし、上記整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＡとし、上記第２整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＢとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）が正である場合には、上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記評価尺度Ｇ１が負である場合には、上記第１符号化部で得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号化部で得られた整数信号符号を含む符号の符号量をＣＢとし、上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号を含む符号の符号量をＣＡとし、上記整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＢとし、上記第２整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＡとしたときの第２評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）が負である場合には、上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第２評価尺度Ｇ１が正である場合には、上記第１符号化部で得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力する
    比較選択部と、
    を有することを特徴とする符号化装置。
  12. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成部と、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から予め定められた配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号と、をループ処理により求める
    第１符号化部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号化部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号を得る
    第２符号化部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号化部で得られた整数信号符号を含む符号の符号量をＣＡとし、上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号を含む符号の符号量をＣＢとし、上記第１符号化部で取り除かれた上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＡとし、上記第２符号化部で取り除かれた上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＢとし、予め定めた正の値をγとしたときの評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）が正である場合には、上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記評価尺度Ｇ２が負である場合には、上記第１符号化部で得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号化部で得られた整数信号符号を含む符号の符号量をＣＢとし、上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号を含む符号の符号量をＣＡとし、上記第１符号化部で取り除かれた上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＢとし、上記第２符号化部で取り除かれた上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＡとし、予め定めた正の値をγとしたときの第２評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）が負である場合には、上記第２符号化部で得られた第２整数信号符号と上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第２評価尺度Ｇ２が正である場合には、上記第１符号化部で得られた整数信号符号と上記利得符号とを出力する
    比較選択部と、
    を有することを特徴とする符号化装置。
  13. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成部と、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる、予め定められた配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求める
    第１符号量推定部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号の符号量の推定値を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号の符号量の推定値を得る
    第２符号量推定部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号量推定部で得られた整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＡとし、上記第２符号量推定部で得られた第２整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＢとし、上記整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＡとし、上記第２整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＢとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）が正である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記評価尺度Ｇ１が負である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号量推定部で得られた整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＢとし、上記第２符号量推定部で得られた第２整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＡとし、上記整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＢとし、上記第２整数信号符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＦＡとしたときの評価尺度Ｇ１＝−ＦＡ×（Ｂ−ＣＡ）＋ＦＢ×（Ｂ−ＣＢ）が負である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ第２整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第２評価尺度Ｇ１が正である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる、上記配分符号量以下の符号量を持つ整数信号符号と、上記利得符号とを出力する
    比較選択部と、
    を有することを特徴とする符号化装置。
  14. 所定の時間区間ごとの音響信号に由来する周波数領域のサンプル列を得る周波数領域サンプル列生成部と、
    上記周波数領域のサンプル列の周期性の程度を示す指標を算出する周期性分析部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から予め定められた配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求め、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを除算するための利得に対応する利得符号と、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号の符号量の推定値と、をループ処理により求める
    第１符号量推定部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応する場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数サンプルによる値列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号の符号量の推定値を得て、
    上記以外の場合には、上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号の符号量の推定値を得る
    第２符号量推定部と、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号量推定部で得られた整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＡとし、上記第２符号量推定部で得られた第２整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＢとし、上記整数信号符号を得るために取り除かれる上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＡとし、上記第２整数信号符号を得るために取り除かれる上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＢとし、予め定めた正の値をγとしたときの評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）が正である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が高いことに対応し、かつ、上記評価尺度Ｇ２が負である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記配分符号量をＢとし、上記第１符号量推定部で得られた整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＢとし、上記第２符号量推定部で得られた第２整数信号符号の符号量の推定値から得られる値をＣＡとし、上記整数信号符号を得るために取り除かれる上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＢとし、上記第２整数信号符号を得るために取り除かれる上記配分符号量を上回る分だけの符号に対応する整数値サンプルの振幅の絶対値和をＤＡとし、予め定めた正の値をγとしたときの第２評価尺度Ｇ２＝ＤＡ−ＤＢ＋γ（ＣＢ−ＣＡ）が負である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる第２整数信号符号と、上記利得符号とを出力し、
    上記指標が周期性が低いことに対応し、かつ、上記第２評価尺度Ｇ２が正である場合には、
    上記周波数領域のサンプル列の各サンプルを上記第１符号量推定部で得られた利得符号に対応する利得で除算して得られる整数値サンプルによる列を周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる符号から上記配分符号量を上回る分だけの符号を取り除いて得られる整数信号符号と、上記利得符号とを出力する
    比較選択部と、
    を有することを特徴とする符号化装置。
  15. 請求項９から１４の何れかに記載の符号化装置であって、
    上記周波数領域のサンプル列に含まれる情報のうち、上記比較選択部が出力した上記整数信号符号または上記第２整数信号符号および上記利得符号のいずれにも対応しない情報を符号化して得られる追加符号を出力する追加符号化部を含む
    ことを特徴とする符号化装置。
  16. 請求項９から１５の何れかに記載の符号化装置であって、
    上記周期性分析部は、上記周波数領域のサンプル列の周期を少なくとも含む並べ替えを特定する情報を生成し、
    上記周期性を利用した符号化方法は、上記周期に基づいて並べ替えられた整数値サンプルによる列を可変長符号化する方法であり、
    上記周期性を利用しない符号化方法は、上記周期に基づいて並べ替えられていない整数値サンプルによる列を可変長符号化する方法であり、
    上記周期性を利用した符号化方法で符号化して得られる整数信号符号または第２整数信号符号は、上記周期に基づいて並べ替えられた整数値サンプルによる列を可変長符号化して得られる符号と、上記周波数領域のサンプル列の周期に対応する情報と、を少なくとも含み、
    上記周期性を利用しない符号化方法で符号化して得られる整数信号符号または第２整数信号符号は、上記周期に基づいて並べ替えられていない整数値サンプルによる列を可変長符号化して得られる符号を少なくとも含む、
    ことを特徴とする符号化装置。
  17. 請求項１から８の何れか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。
  18. 請求項１から８の何れか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格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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