WO2006003993A1 - 多チャネル信号符号化方法、その復号化方法、これらの装置、プログラム及びその記録媒体 - Google Patents

多チャネル信号符号化方法、その復号化方法、これらの装置、プログラム及びその記録媒体 Download PDF

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WO2006003993A1
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channel
signal
channel signal
code
encoding
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PCT/JP2005/012084
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takehiro Moriya
Yutaka Kamamoto
Shigeki Sagayama
Original Assignee
Nippon Telegraph And Telephone Corporation
Toudai Tlo, Ltd.
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Publication date
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Priority to US11/597,905 priority patent/US7929600B2/en
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/008—Multichannel audio signal coding or decoding using interchannel correlation to reduce redundancy, e.g. joint-stereo, intensity-coding or matrixing

Definitions

  • the present invention relates to an encoding method used for recording and transmitting multi-channel signals such as acoustic signals and medical signals, a decoding method thereof, these devices, a program, and a recording medium thereof.
  • the time-series digital signal from the input terminal 11 is divided into short time sections (referred to as frames) for each predetermined number of samples by the frame dividing unit 12.
  • the linear prediction analysis unit 13 performs linear prediction analysis on the digital signal for each frame and calculates a prediction coefficient. This prediction coefficient is usually quantized by the quantization unit 13a in the linear prediction analysis unit 13.
  • This quantized prediction coefficient, the digital signal of the frame, and the force linear prediction unit 14 are input.
  • the linear prediction unit 14 linearly predicts the digital signal in the time direction and obtains a prediction value for each sample.
  • This linear prediction is an autoregressive forward prediction.
  • This prediction value is subtracted from the corresponding sample of the input digital signal by the subtractor 15 to generate a prediction error signal.
  • the linear prediction unit 14 and the subtraction unit 15 constitute a prediction error generation unit 16.
  • the prediction error signal from the prediction error generation unit 16 is subjected to entropy code ⁇ such as Huffman code ⁇ and arithmetic code ⁇ in the compression code key unit 17 and is output as an error code.
  • entropy code ⁇ such as Huffman code ⁇ and arithmetic code ⁇
  • the quantized prediction coefficient from the shape prediction analysis unit 13 is encoded by entropy coding or vector quantization in the coefficient code unit 18, and is output as a coefficient code. Scalar Sometimes output as quantized.
  • the decompression decoding unit 21 on the decoding key side decodes the input compressed code by a decoding method corresponding to the encoding method of the compression encoding unit 17, and generates a prediction error. Generate a signal.
  • the coefficient decoding unit 22 decodes the input coefficient code by a decoding method corresponding to the encoding method of the coefficient encoding unit 18 to generate a prediction coefficient.
  • the prediction synthesis unit 23 receives the decoded prediction error signal and the prediction coefficient, and reproduces the digital signal by performing prediction synthesis. In the frame synthesizing unit 24, the digital signals of the respective frames are sequentially connected and output to the output terminal 25.
  • the reproduced digital signal and the decoded prediction coefficient are input to the regression linear prediction unit 26 to generate a prediction value, and the prediction value and the decoded prediction error signal are generated. And are added by the adder 27 to reproduce the digital signal.
  • Non-Patent Document 1 "An Introduction to Super Audio CD and DVD-Audio", IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE JULY 2003, pp.71-82.
  • the present invention can encode a multi-channel signal of two or more channels such as an acoustic signal and a medical signal with higher compression efficiency than conventional methods based on the correlation between signal channels.
  • An object of the present invention is to provide a decoding method thereof, a device thereof, a program thereof, and a recording medium thereof.
  • the input signal of each channel is divided for each short period (frame), and at least one channel signal for each frame is subjected to independent coding.
  • the other channel signals are differentially encoded, and the differential encoding is based on an index related to the code amount such as the correlation between the channel signals, and any channel signal is used as a reference signal so that the code amount is reduced. To decide.
  • the invention's effect is based on an index related to the code amount such as the correlation between the channel signals, and any channel signal is used as a reference signal so that the code amount is reduced.
  • the channel signal is adaptively encoded so that the code amount is reduced based on an index related to the code amount, such as correlation between signals, for each short time interval (frame). Since the key method is determined, the code key efficiency is increased.
  • FIG. 1A is a block diagram showing a functional configuration on the encoding side in a conventional linear predictive encoding method.
  • FIG. 1B is a block diagram showing a functional configuration on the decoding key side in the conventional linear prediction code keying method.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the sign key device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a distance relation between channel signals) and a sign key method.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of a determination processing procedure for determining whether to independently encode a channel signal or which channel signal is differentially encoded.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of a functional configuration for the first channel of the sign key target signal generation unit 200 in FIG.
  • FIG. 6A is a diagram showing an example of channel codes in the case of independent coding.
  • FIG. 6B shows an example of a channel code in the case of differential encoding.
  • FIG. 6C shows an example of reference character C.
  • Figure 6D shows
  • FIG. 7A is a functional configuration diagram showing various examples of the weighting factor calculation section in the case of master channel power.
  • Fig. 7B is a functional block diagram showing various examples of the weighting factor calculator when there are two master channels.
  • FIG. 7C is a functional configuration diagram showing various examples of the weight coefficient calculation unit when the weight coefficient depends on the sample sequence position.
  • FIG. 8 is a functional configuration diagram illustrating an example of a weighting coefficient calculation unit and a difference signal generation unit for weighted differences between adjacent samples.
  • FIG. 9A is a diagram showing an example of a weighting function when the weight changes according to the intra-frame sample position.
  • FIG. 9B is a diagram showing an example of a weight function when the weight changes according to the intra-frame sample position for channel signals of different master channels.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a functional configuration example of a differential signal generation unit when a single channel signal is used as a reference signal and the weight changes according to the intra-frame sample position.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a functional configuration example of a differential signal generation unit that classifies a single channel signal according to a sample position.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of sample distribution classification and weighting factors.
  • FIG. 13 is a diagram showing a functional configuration example of a differential signal generation unit that classifies a plurality of channels as master channels according to sample positions.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a processing procedure example of the encoding method according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a decoding device according to the present invention.
  • FIG. 16A is a diagram showing a functional configuration example of a weighted addition signal generation unit using three samples.
  • FIG. 16B is a diagram showing a functional configuration example of a weighted addition signal generation unit for three divided sequences.
  • FIG. 16C is a diagram illustrating a functional configuration example of a weighted addition signal generation unit for three master channels.
  • FIG. 17 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the encoding method according to the second and third embodiments.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the sign key device according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a main part of the sign key device according to the third embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a functional configuration example of an embodiment of the present invention.
  • the encoding method of the first embodiment of the present invention determines whether the input signal of each channel is to be independently encoded or differentially encoded, and based on the determination, the encoding signal of the input signal of each channel is determined. A target signal is generated, and the encoding target signal is compression encoded.
  • FIG. 2 shows a functional configuration example of the sign key device of the first embodiment.
  • Input terminals 11 to 11 force 1st
  • Each input signal of the Mth channel (sometimes called a channel signal) is a short of 256 samples, 1024 samples, 8192 samples, etc.
  • each input signal is divided into a sequence of digital sample values, for example, 256 samples, 1024 samples, 8192 samples, etc.
  • the M is an integer of 2 or more.
  • These first to M-th channel signals are input to the independent Z difference determining unit 100 for each frame.
  • the independent Z difference determination unit 100 determines whether each channel signal is an independent encoding or a differential code with another channel signal as a reference signal based on the correlation between the signals.
  • a reference signal in the case of differential encoding is called a master signal (or parent signal)
  • a channel of the reference signal is called a master channel (or parent channel).
  • the independent Z difference determination unit loo also determines the master channel number in the case of the difference code ⁇ .
  • the first to M-th channel signals are respectively input to code key target signal generation section 200.
  • the m-channel signal is used as the m-th encoding target signal. If the determined coding is differential coding, a differential signal between the m-th channel signal and the master channel channel signal is generated as the m-th coding target signal.
  • These first to M-th code target signals are respectively signal coded by the signal coding units 31 to 31.
  • the code generation unit 101 of the independent Z difference determination unit 100 is, for example,
  • a reference code C including the code C is generated.
  • Combining section 300 uses signal code C for each channel.
  • Type code C for independent coding and Type code C and reference code C for differential coding
  • the master channel number may be used as the type code C.
  • C indicates the same number as the target channel and the difference code
  • the number that is different from the channel to be encoded (master channel number) is displayed.
  • the code C representing the master channel number may be combined for all channels. Again, if the independent sign is
  • C indicates the same number as the channel to be encoded.When differential encoding is used, C is the encoding pair.
  • a number different from the elephant channel (master channel number) is shown.
  • a signal coded in units of frames in this way is output as a multi-channel code.
  • the independent Z difference determination unit 100 determines whether to code the m-th channel signal based on the correlation between signals, whether it is an independent code or a differential code. The concept of the determination will be described with reference to FIG. To do.
  • the center of each circle in Fig. 3 represents the channel signal vector for each channel (the force that is a vector whose elements are the samples in the frame. In the following explanation, it is simply called "channel signal").
  • a double circle indicates an independent sign.
  • the independent energy calculation unit 102 and the differential energy calculation unit 103 respectively calculate the energy of the differential signals between all the m-th channel signal itself and other channel signals (step S1).
  • the energy values of these M (M + 1) Z2 values are reduced in order, that is, the correlation between signals is increased! /,
  • the number a is assigned in order by the small order arrangement unit 104 (step S2), and the processing parameter a is set to 1.
  • Initialize Step S3.
  • the type of code ⁇ (independent code ⁇ or differential coding) is determined for both of the two channel signals corresponding to energy and the smallest of the a (whether or not the flag is set).
  • Step S4 where the two channel signals are the two channel signals with the difference in the case of the energy of the difference vector, and 2 in the case of the energy of the channel signal itself. Each channel signal is the number of the corresponding channel signal (in fact, it is the same channel signal than the two channel signals.) O If both are not determined, the a-th energy is independent In step S5, whether or not the energy is independent can be determined based on whether or not the two channel signals are the same.
  • the sign signal of the signal is determined to be an independent sign key (flagged) (step S6), that is, with any other channel If the sum of squares of the channel signal itself (calo-weight vector energy) is smaller than the sum of squares of the difference signal (difference vector energy), the sign of the channel signal is determined as independent coding. . If it is not an independent energy in step S5, it is a differential energy, and it is examined whether only one of the channel signal vectors has been determined to have a sign (a flagged force) (step S7). If only one of them is determined, the code of the channel signal that is determined to be V ⁇ is determined to be differential encoding with the channel signal being determined as the master channel, and the master channel number is determined. Is recorded (step S8).
  • step S7 If neither channel signal vector has been determined in step S7 yet, the other channel signal is determined as an independent code signal (flagged), this channel is set as the master channel, and the other channel signal is determined as the other channel signal.
  • the channel signal is determined to be differential encoding (flagged), and the master channel number is also recorded (step S9).
  • step S9 the parameter a is incremented by 1, and the process returns to step S4 (step S10). If it is determined in step S4 that the type of encoding has been determined (flagged) for both channel signals, the process proceeds to step S11 to check whether a is greater than or equal to M (M + 1) Z2. If no, go to step S10, if yes, end. M is the number of input channels.
  • the encoding target signal generation section 200 in FIG. 2 generates an m th channel encoding target signal for each channel signal based on the determination of the independent Z difference determination section 100 for that channel signal.
  • An example of the functional configuration of the processing unit 200 for the first channel signal is shown in FIG. If the type code C representing the input decision is the independent code ⁇ , the switch 201 is
  • the channel signal is switched to the input terminal 11 side, and the first channel signal is output from the input terminal 11 as the signal to be encoded.
  • the switch 201 is connected to the difference circuit 202.
  • the selection unit 203 It is input to the selection unit 203 as a control code.
  • Channel signals (second to M-th channel signals) from all input terminals (second to M-th input terminals) other than the first channel input terminal 10 are input to the selection unit 203.
  • the selection unit 203 inputs the corresponding input according to the number code C.
  • a channel signal from the terminal is selected and supplied to the difference circuit 202.
  • the difference circuit 202 is also supplied with the input signal of the channel, that is, the first channel in this example, and the channel signal of the master channel selected by the selection unit 203 is subtracted from the first channel signal, and the resulting difference signal Is output as the first encoding target signal.
  • the m-th encoding target signal is encoded by the signal encoding unit 31.
  • the signal encoding unit 31 m m for example, the prediction encoding method shown in FIG. 1A can be used.
  • a signal code is constituted by a main code obtained by preferably reversibly compressing a prediction error signal and an auxiliary code obtained by encoding a prediction coefficient. Therefore, the code of each channel in the multi-channel code output from the combining unit 300 in FIG. 2 is set to “0” as shown in FIG. This consists of signal code C (auxiliary code and main code). H
  • the type code is “1”, and is composed of a reference code C and a signal code C (auxiliary code and main code).
  • reference sign C is a differential code, for example, as shown in FIG. 6B, the type code is “1”, and is composed of a reference code C and a signal code C (auxiliary code and main code).
  • C C.
  • Each symbol is a channel.
  • the signal signal code is independent code or differential coding, or if it is differential coding, any code can be used as long as the master channel number can be identified! /.
  • the difference signal used for the calculation of the difference energy of the independent Z difference determination unit 100 in FIG. 2 and the difference signal of the difference circuit 202 in FIG. 5 may be generated as a weighted difference. This is because the code amount is reduced by the weighted difference. Examples of various methods of weighted differences are described below.
  • channel signal Y (y (0), ..., y (N1)) is used as a reference signal for channel signal X (x (0), ..., x (N-1))
  • the energy of the weighted difference signal (outside), ie d
  • the weight coefficient ⁇ 8 is obtained so that is minimized, and the code amount is minimized. This calculation is obtained by the following equation.
  • the difference determination unit 100 determines whether each channel signal is to be independently encoded or differentially encoded by the method shown in FIG. 4, but the weighted difference signal is calculated when calculating the difference signal energy.
  • the weight calculation unit 103a in the difference energy calculation unit 103 in the independent Z difference determination unit 100 in Fig. 2 performs the same processing as shown in Fig.
  • the difference unit 103b generates a weighted difference signal between the two channel signals, and calculates the energy of the weighted difference signal.
  • the weighted difference signal obtained at this time is stored in a buffer, This is performed in the signal generation unit 200 to be encoded in FIG. It can also be used as an encoding target signal of the corresponding channel to be generated.
  • the coefficient code C obtained by the coefficient code key unit 204b that is, obtained by the weight calculation unit 10 3a, is the corresponding channel in the independent Z difference determination unit 100 in FIG.
  • the code is input to the code generation unit 101 and included in the reference code C. These are the following weights m R
  • the channel signals of the master channel are Y (y (0), ..., y (N— 1)) and Z (z (0), ..., z (N— 1)), and the weight
  • ⁇ , e be the number.
  • X force by creating the difference vector ⁇ between X force ⁇ and ⁇ yz
  • ⁇ and ⁇ are determined for each frame, quantized and transmitted. ⁇ and ⁇ are determined one by one y z y z
  • the correlation coefficient between X and Y is obtained from Eqs. (2) and (3), quantized, and the quantized j8 'is used to calculate X ⁇ j8′Y and Z If you find the correlation coefficient in the same way
  • Equation (5) is calculated by the arithmetic unit 204c, and the quantization weight coefficients j8 'and ⁇ ' are obtained by the coefficient sign unit 204d.
  • the sign signal target signal generation unit 200 selects two reference signals Y and Z by the selection unit 203, and the quantization weight coefficients “, ⁇ ′ are multiplied by the multiplication unit 205.
  • weighting factors j8 and 13 found above minimize the energy of the difference vector.
  • a difference vector ⁇ is calculated by a plurality of sets of a plurality of quantized weighting factors j8 ′ and ⁇ ′ by Equation (4), and each difference vector y z
  • E is the compression code, and the code amount is examined. Multiple sets of 8 'and 13' with the smallest code amount are selected.
  • the correlation between the target channel and the master channel was obtained using samples at the same time.
  • the weighted difference may be performed using the correlation with at least one of the two adjacent samples of the master channel as well as the sample at the same time. For example, when considering adjacent samples on both sides, the weighting factor for the sample at the same time is y, the weighting factor for the previous sample is ⁇ , and the weighting factor for the next sample is
  • the channel signal y (i) of the master channel is supplied to the matrix calculation unit 204 f as it is as a vector ⁇ .
  • the channel signal y (i) of the master channel is delayed by one sample by the unit delay unit 204e and further delayed by one sample as the vector Y.
  • Equation (7) is calculated by the arithmetic unit 204f, and the calculation result is quantized by the coefficient encoding unit 204g, and the quantization weight coefficient ⁇ ⁇ ⁇ 'and the coefficient code C are output.
  • the reference signal y (i) is directly supplied to the multiplication unit 209. Further, the reference signal y (i) is delayed by one sample by the unit delay unit 208 and supplied to the multiplication unit 210, and further delayed by one sample and supplied to the multiplication unit 211.
  • Multiplier 209, 210, 21 Each 1 is multiplied by a quantization weight coefficient ⁇ yy '.
  • the adding unit 212
  • the weighted average signal power of 3 samples is subtracted by the difference circuit 202 from the target channel signal power delayed by one sample, and is output as a weighted difference signal.
  • a weighted average of a plurality of samples for a plurality of reference signals may be used. For example, if the reference signal is y (i), z (i) and one sample on both sides is included, the difference signal e (i) expressed by the following equation (8) is obtained, and this energy is minimized. Find weighting factors ⁇ , ⁇ , ⁇
  • the weighting coefficient of the weighted difference is fixed in the frame, but a weighting coefficient depending on the sample position (number) in the frame can also be used.
  • a weighting coefficient depending on the sample position (number) in the frame can also be used.
  • the following relations f (i) and g (i) are used.
  • 8, and the coefficient corresponding to the last sample (i N-1) in the frame is set to ⁇ . .
  • the i-th weighted difference sample from the channel signal y (i) of the channel is obtained by the following equation (11).
  • f (i) y (i) and g (i) y (i) are respectively set as u (i) and v (i) as shown in the following formulas (12) and (13).
  • u (i) f (i) y (i) (12)
  • equation (1 1) becomes the same equation as equation (4), so ⁇ and ⁇ are changed to ⁇ , ⁇ in equation (5).
  • the target channel signal X and the master channel channel signal Y are input to the weight calculation unit 204.
  • the conversion unit 204h performs the conversion shown in equations (12) and (13) on the channel signal Y of the master channel, and generates vectors U and V.
  • the matrix calculation unit 204c calculates the weight coefficients j8 and j8 so as to minimize the energy of the weighted difference vector between the weighted average of these vectors U and V and the target channel signal X.
  • the number code key unit 204d quantizes the obtained
  • the multiplication unit 212 of the weighted difference generation unit 220 in FIG. 10 multiplies the channel signal y (i) of the master channel by the quantized weight coefficient ⁇ 8 "and the function f (i). 213 multiplies the channel signal y (i) of the master channel by the quantized weight coefficient ⁇ 'and the function g (i).
  • the difference circuit 202 subtracts the addition result obtained by the adder 214 from the target channel signal X (i).
  • a weighting factor that depends on the sample position (number) can be used for multiple reference signals. For example, as shown in Fig. 9B, for the first sample of the frame, the weight of the channel signal y (i) of the first master channel is ⁇ and the weight of the channel signal z (i) of the second master channel is Zero. At the end of the frame, the weight of the channel signal y (i) of the first master channel is zero, and the weight of the channel signal z (i) of the second master channel is ⁇ . Furthermore, each weight gradually changes depending on the sample position in the frame. G
  • the i-th weighted difference sample is obtained by the following equation (14).
  • a plurality of weighting factors may be repeatedly used sequentially according to the sample position (number). In other words, it repeats assigning the target channel signal and the reference signal to the sequence of q (q is an integer of 2 or more) sequentially for each sample.
  • q is an integer of 2 or more
  • the target channel signal X (i) and the master channel channel signal y (i) are sorted into three sequences by the sorting units 221 and 222, respectively, that is, Divided into 1 to 3 divided series.
  • Corresponding sequences of the first to third divided sequences of the target channel signal x (i) and the first to third divided sequences of the channel signal y (i) of the master channel are input to the weight calculation units 223 to 223.
  • the weighting factors j8 to ⁇ are calculated respectively.
  • the weighting coefficient calculation method may be performed in the same manner as described with reference to Fig. 7 IV. These calculated weight coefficients ⁇ 8 to ⁇ are respectively quantized by the coefficient sign key 224 and
  • the 1st to 3rd divided sequences are multiplied respectively.
  • the reference signal first to third divided sequences multiplied by these coefficients are subtracted by the difference circuits 202 to 202, respectively, from the first to third divided sequence numbers of the target channel signal. These subtraction results are integrated sequentially for each sample by the integration unit 226.
  • a weighted difference signal is output.
  • mod (i, j) represents the remainder of dividing i by j.
  • the target channel signal is divided into a plurality of sequences to generate a plurality of divided sequences.
  • a weighted difference sample with a channel signal sample of another different master channel may be generated by the division sequence.
  • w y z is calculated.
  • These j8, ⁇ , and ⁇ are quantized by the coefficient encoding unit 224 respectively for w y z, and a quantization weight coefficient
  • the multipliers 225 to 225 have quantized weight coefficients j8 ⁇ ⁇
  • the difference circuits 202 to 202 convert these multiplication results to the target channel signal x (i
  • signal code C For each channel signal, for example, type code C, signal code C
  • the type code C the code C including the channel number of the master channel
  • the signal code C the code C including the channel number of the master channel
  • the code C containing the channel number of the master channel is generally
  • the channel number code C and mode code of that master channel For each master channel, the channel number code C and mode code of that master channel
  • mode code C for example, as shown in FIG.
  • channel Z sample code C indicating whether the weighting factor is channel-compatible or sample-compatible
  • adjacent sample code C indicating whether to use the adjacent sample weighted average
  • Coefficient number code C indicating the number of weighting coefficients
  • the information (code information) relating to these codes is information indicating whether the coding is independent coding or differential coding.
  • differential coding the number of the master channel (if there are multiple codes, multiple codes are used). Number), in the case of weighted differences, weights (multiple weights if there are multiple), information indicating use when adjacent samples are used, and information such as weights for each adjacent sample If it is included, other methods may be used.
  • mode code C is only coefficient code C.
  • the channel signal of the master channel may be shifted from the target channel signal by, for example, 1 to several samples.
  • the correlation between the two signals may increase.
  • the shift unit 231 delays the channel signal Y of the master channel or the target channel signal by a predetermined number of samples and inputs it to the weight calculation unit 204. Just do it.
  • This method of shifting samples can be applied not only to other weighted difference methods, but also to difference methods that do not perform weighting.
  • the code C force “l” in FIG. 6D is assumed, and the amount of shift is also the code within the mode code C.
  • the correlation with the target channel signal becomes larger when the frequency characteristics of the master channel channel signal are modified, for example, through a low-pass filter.
  • the channel signal Y of the master channel may be supplied to the weight calculation unit 204 after the frequency characteristic is deformed by the deformation unit 232.
  • This modification of frequency characteristics is not only weighted difference method but also weighting, Applicable to differences. How to change the frequency characteristics is predetermined.
  • a code indicating whether or not to perform the transformation is included in the reference code c.
  • the coefficient code C is also output.
  • the weighted difference signal from the difference circuit 202 is encoded by the encoding unit 233 by the same encoding method as the signal encoding unit 31 (FIG. 2). .
  • the target channel signal in this case, the first channel signal
  • the encoded code amount is compared by the comparison unit 235.
  • the encoded code amount for the weighted difference signal includes the code amount of the reference code C such as the coefficient code of the weight coefficient and the number code C representing the channel number of the reference signal.
  • the signal code C with the smaller code amount is selected in the selection unit 236.
  • Each channel signal is divided into short intervals (frames) (step S41).
  • a differential signal of a predetermined method is generated and temporarily stored in the nofer (step S42).
  • the energy of each differential signal and the energy of each channel signal itself are calculated (step S43).
  • whether each channel signal is an independent code or a differential code is determined (step S44).
  • a code key target signal is also generated for each channel signal (step S45). That is, if the channel signal is an independent code, the channel signal itself is used as an encoding target signal. If it is differential encoding, the corresponding one of the differential signals stored in the buffer in step S42 is extracted. To be a sign signal (step S45). The signal to be encoded for each channel is signal-encoded (step S46). At this time, if the signal to be encoded is a differential signal, a reference code C is also generated. Collect channel code C for each channel.
  • R ch is then output as the multi-channel code of that frame (step S47).
  • the compression code is input in step S46, if the signal to be encoded before the compression code ⁇ ⁇ is a weighted differential signal as shown by the broken line in the figure, that is, either compression encoding or differential encoding is performed. If present (step S48), the target channel signal is independently encoded (step S49). The code amount of this independent coding is compared with the code amount of differential coding. If the code amount of independent coding is smaller (S50), the independent code ⁇ code is changed to the channel code for the target channel signal. Adopt as C and go to Step S47 (Step S51). Code ch for independent encoding
  • step S47 If the amount is not small, the sign of the difference sign previously signed is adopted, that is, the process immediately proceeds to step S47.
  • FIG. 15 shows an example of the functional configuration of the decoding key device corresponding to the above-described coding key device.
  • the input multi-channel code is received by the channel separator 40 for each m-th channel code C ch for each frame.
  • Each m-th channel code C separated is a code separation unit 4 ch.
  • the 1 separates signal code C and other codes.
  • the separated signal code C is decoded by the signal m S S decoding unit 42.
  • This signal decoding unit 42 corresponds to the signal code m m encoding unit 31 in FIG. 2, and therefore the input encoding target signal of the signal encoding unit 31 is m m.
  • the signal decoding unit 41 decodes the data. Note that, after the code separation unit 41 separates signals other than the signal code, the channel separation unit 40 may separate the signal code for each channel.
  • the decoded signal from each signal decoding unit 42 is supplied to the reproduction processing unit 400, and is reproduced into an m-th channel signal. That is, the reproduction processing unit 400 is provided with a reproduction unit 400 corresponding to each channel, and the reproduction unit 400 has an output other than the output of the signal decoding unit 42 and a signal code C other than the signal code C separated by the code separation unit 41. Is entered. As shown in the playback unit 400, type
  • the decoded signal A A 1 is output as it is to the frame synthesis unit 43 as a reproduced first channel signal.
  • the decoded signal from A 1 is supplied to the adding unit 402.
  • the reference code C is also input from the code separation unit 41, the selection unit 403 is controlled by the number code C, and other reproduction channel signals are transmitted.
  • the one specified by C from the number is selected and the channel of the master channel is sent to the adder 402.
  • Signal y (i) The adder 402 adds the channel signal y (i) of the master channel selected by the selector 403 and the decoded signal x (i) of the signal decoding unit 42, and synthesizes the frame as a reproduced first channel signal. Output to part 43.
  • the frame synthesizing unit 43 continues the input reproduction first channel signal in the order of the frame numbers. Number sign C
  • the channel number is processed as a binary number, for example, and the binary number is used as it is as the number code C.
  • the number decryption key 404 is not necessary.
  • the coefficient code C is included in the reference code C
  • the coefficient code C is a weight decoding code
  • the weight coefficient j8 is decoded.
  • the channel signal of the master channel from selection section 403 is multiplied by weighting factor
  • the deforming unit 407 receives the channel signal of the master channel from the selecting unit 403. Similarly, the frequency characteristic is modified.
  • reference numeral C also includes a code indicating whether or not this modification is performed. For example, as shown in Figure 7A
  • the shift unit 408 similarly shifts the reference signal selected by the selection unit 403 by several samples to the addition unit 402. Supply. In this case as well, the deviation included in the reference C
  • the shift unit 408 is controlled according to the sign representing the quantity.
  • the reference signal y (i) is sequentially supplied to one unit by two unit delay units 409 as shown in FIG. 16A. Samples are delayed. Multipliers 411, 412, and 413 apply weighting factors ⁇ , ⁇ , and ⁇ to y (i) that is not delayed, y (i) that is delayed by one sample, and y (i) that is delayed by two samples, respectively.
  • the adder 414 adds the outputs from the multipliers 411, 412, and 413 and supplies the result to the adder 402.
  • the allocating unit 415 divides the channel signal y (i) of the master channel into three samples for each sample. Allocate sequentially into the split series.
  • the multiplication units 416, 416, and 416 are divided into three divided series.
  • the decoded signal x (i) is also distributed 4
  • 17 is divided into 3 divided series, and these 3 divided series are added by the adders 418, 418, 418.
  • Multiplier 416, 416, 416 outputs are added to each output and integrated into unit 419
  • the decoding device When the weighting difference shown in FIG. 13 is performed by the encoding device, the decoding device counts the sampling clock ck until the gates 422, 422, 422 ⁇ as shown in FIG. 16C.
  • the channel signals w (i), y (i) and z (i) of the three master channels selected by the reproduction channel signal are sequentially made into sample sequences every three samples according to the output of each counter stage of the counter 421.
  • Multipliers 423, 423, and 423 are three master channel channels
  • the dividing unit 424 distributes the decoded signal x (i) into three divided sequences. These are the multiplication units 423, 423
  • At least one channel signal is determined as independent coding, and then a difference signal between a channel signal determined to be encoded and a channel signal whose code is not determined is generated. Then, selecting a channel signal that minimizes the code amount as much as possible and deciding to perform differential encoding is performed sequentially.
  • FIG. 17 shows an example of the processing procedure of the coding apparatus according to the second embodiment
  • FIG. 18 shows an example of the functional configuration.
  • the frame dividing unit is omitted, and the input terminals of the channel signals divided into frames are indicated as 11 ′,..., 11 ′.
  • R R is 1 or more
  • Channel signal is determined as independent coding.
  • the first channel signal may be determined in advance as an independent code, but preferably, the independent energy of all channel signals is calculated by the independent energy calculation unit 102 (step S21).
  • the determination unit 111 select R in order from the smallest of these calculated energy values and correspond to these R values.
  • the channel signal to be processed is determined as independent coding (step S22).
  • the difference signal generation unit 113 generates each differential signal using each channel signal for which the sign ⁇ has been determined so far as a reference signal and all the other channel signals as target channel signals (steps). S23).
  • the first selection unit 112 selects channel signals for which the independent codes are determined, and these are used as channel signals of the master channel.
  • the difference method in step S23 is a predetermined method, and may be any of the various methods described in the first embodiment.
  • the weight calculation unit 114 calculates a weighting factor corresponding to the weighting method.
  • the difference notifier 115 stores the generated difference signal in association with the number of the target channel signal and the number of the master channel, respectively. Thereafter, the energy of each of these difference signals is calculated by the difference energy calculation unit 116 (step S24). These calculated energies are stored in the energy buffer 117 in association with the numbers of the target channel signal and the reference signal.
  • the difference code key determining unit 118 determines a master channel that has the smallest difference energy with respect to the target channel signal when the code key is determined from among the energy stored in the energy buffer 117. Then, the coding of the target channel signal is determined to be differential coding (step S25). The channel signal for which the differential encoding is determined is selected by the second selection unit 119 and supplied to the differential signal generation unit 113. The first selection unit 112 and the second selection unit 119 each maintain the selection state once the channel signal is selected.
  • the determination unit 121 determines whether or not the stored content force code ⁇ of the energy buffer 117 has been determined! If the channel signal is still present (step S26). If it still remains, return to step S23.
  • each channel signal is encoded by the signal code unit 31 based on the previously determined code (step S27).
  • the differential signal stored in the differential buffer 115 is supplied to the signal encoding unit 31 of the corresponding channel.
  • the type code C and the reference code C corresponding to the signal code of each channel signal are respectively indicated by codes.
  • the signal is synthesized by the generator 300 and output as a multi-channel code (step S28).
  • one or more channel signals are first determined as independent coding, but may be determined in advance, for example, as a first channel signal.
  • the decoding side knows in advance which channel signal is the independent code, the type code C
  • the decoding of the multi-channel code in the present embodiment is the same as the decoding in the first embodiment.
  • step S29 may be added as shown by a broken line.
  • the target channel signal that gives the minimum differential energy for each master channel is obtained, and each is determined as differential encoding. In this way, each time the process is repeated, the number of channel signals determined to be differential encoding doubles.
  • the difference encoding is performed by selecting the one having the smallest code amount from a plurality of predetermined difference methods.
  • an independent code is determined for R channel signals.
  • a differential signal is generated by a predetermined multiple difference method.
  • the first difference generation unit 121, the second difference generation unit 121, and the third difference generation unit 121 have channel signals for which the codes are determined so far.
  • the signal is the master channel channel signal and the sign is still determined, and the difference signal is generated with the channel signal as the target channel signal. Any one of the three difference generation units 121 may generate a non-weighted difference signal. When generating a weighted difference signal, the difference generation unit 121 also generates a weighting factor corresponding to a predetermined weighted difference method. This process is shown in parentheses at step S23 in FIG.
  • Each of the generated difference signals is stored in difference buffers 115, 115, 115, respectively.
  • the fixed unit 118 determines that the encoding is determined !, and the differential energy of the channel signal is minimized.
  • the master channel is selected, and the encoding of the target channel signal is determined to be differential encoding using a predetermined differential method. This process is shown in parentheses in step S29 of FIG.
  • difference method code C If there are three different difference methods, 00, 01, or 10 is the reference code as difference method code C.
  • the difference method code C can be omitted.
  • the target channel signal and the differential method that give the minimum differential energy may be determined for each reference signal in step S29.
  • each channel signal is independently encoded or differentially encoded so that the overall code amount is reduced.
  • the independent encoding unit 131 of the independent Z difference determining unit 100 encodes all channel signals.
  • the difference unit 103b generates all the difference signals of the combination of the two channel signals by a predetermined difference method.
  • the differential encoding unit 132 encodes each differential signal to generate a reference code.
  • the code amount calculation unit 133 calculates the code amount encoded by the independent code unit 131 and the code amount of each set encoded by the differential encoding unit 132. These code amounts are arranged in the small order arrangement unit 104 in ascending order, that is, in the order from the largest correlation between signals.
  • the sequential processing unit 105 sequentially determines independent coding or differential coding for the input channel signals corresponding to the smaller code amount strength. This determination method may be determined in the same manner using the code amount instead of the energy of the method shown in FIG.
  • the processing after the sign ⁇ is determined in this way may be performed in the same manner as described above! However, in this case, since each code has already been performed, the corresponding signal code C, its type code C, and reference code C are channelized according to the code y of each channel signal.
  • each channel signal and each differential signal are encoded and the codes are stored in a buffer.
  • step S44 whether independent coding or differential coding is determined based on the code amount.
  • step S52 based on the determination, the corresponding signal code C and type code C or this and reference code C are received from the buffer for each input channel signal.
  • the differential encoding unit 132 encodes each differential signal generated by the differential signal generating unit 113, and the signal code C and the reference code C are code buffered. Store in 134. Code amount calculation unit 135
  • the other code amounts of the signal code C and the reference code C are calculated and stored in the code amount buffer 136.
  • the difference code key determination unit 118 uses the code amount stored in the code amount buffer 136 to obtain the channel signal of the target channel signal and the master channel that have the minimum code amount in the same manner as the previous difference energy. decide. Other processes are the same as those in the second embodiment.
  • each differential signal is differentially encoded, its code amount is calculated, and its differential code (C and C) is stored in the buffer.
  • step S27 based on the result determined in step S25, the signal codes C and C of the corresponding channel signal
  • Reference code C is extracted from the buffer 134 as a channel code and proceeds to step S28.
  • step S29 In the process of step S29 shown by the broken line in FIG. 17, there is no minimum energy for each reference signal, and the minimum code amount is obtained and the differential encoding of the target channel signal is determined.
  • the present embodiment can also be applied to a case where a code amount with a small code amount among a plurality of predetermined difference methods is determined.
  • the first to third difference generators 121, 121, 121 generate them, respectively.
  • Each differential signal is differentially encoded by differential encoding sections 132, 132, 132, respectively.
  • Each set of these differential codes (signal code C and reference code C) is represented by code buffers 134, 134.
  • the code amount calculation unit 135, 135, 135 is for each difference code.
  • the code amount is calculated and stored in the code amount buffers 136, 136, and 136, respectively.
  • Code amount bar is calculated and stored in the code amount buffers 136, 136, and 136, respectively.
  • the code of the target channel signal whose coding is not determined in the buffers 136, 136, 136
  • the differential encoding determination unit 118 determines the master channel that minimizes the signal amount.
  • the signal code C and reference code C for each input channel signal are code buffers 134, 134,
  • an input channel signal with a determined sign may be used as a reference signal, and the code may be determined for each reference signal, and the encoding of the input channel signal may be determined.
  • each input channel signal is determined whether the code of each input channel signal is to be independent coding or differential coding, and each input channel signal is coded according to the result.
  • the determined input channel signal may be encoded while making the decision of independent encoding or differential encoding.
  • the first,..., M-th channel signals divided by the frame dividing units 12, are divided by the frame dividing units 12,.
  • the present invention has at least the following configuration.
  • a differential signal generation unit 501 including a weight calculation unit 501a as necessary,
  • Buffer 502 that stores differential signals, information that can be discriminated between independent coding and differential coding, information that can distinguish the master channel number, independent energy, differential energy, code amount, etc.
  • Inter-signal correlation index calculation unit 503 that calculates an index corresponding to the correlation between multiple channel signals, such as differential energy and code amount of differential code,
  • a main signal encoding unit 504 that encodes a channel signal or a differential signal
  • a code generation unit 505 that generates information that can be separated
  • a code key determination processing unit 506 for determining a difference code key with respect to a channel signal as a master channel, and determining whether to perform an independent code key if necessary.
  • an output unit 507 that outputs the channel code of each channel signal as a multi-channel code
  • Control unit 508 that reads / writes to / from the buffer and sequentially operates each unit
  • a determination information storage unit 509 that stores the encoding determination information of each channel signal determined by the encoding determination processing unit 506 is provided as necessary.
  • the input multi-channel signal may be auxiliary information such as a prediction error signal from the prediction error generation unit 16 in FIG. 1, a linear prediction coefficient from the linear prediction analysis unit 13, and a PARCOR parameter.
  • the encoding apparatus shown in FIGS. 2, 18, and 19, that is, the encoding apparatus of each embodiment, and the decoding apparatus shown in FIG. 15, may be operated by a computer.
  • each device installs a program for causing the computer to execute each step of the corresponding method from a recording medium such as a CD-ROM, a magnetic disk, or a semiconductor storage device, or via a communication line. Download and run the program.

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Abstract

　本発明は、多チャネル信号を効率的に差分符号化、復号化することを目的とする。本発明では、第１～第Ｍチャネル信号をフレーム分割し、フレームごとに、全てのチャネル信号自身の独立エネルギーと、全てのチャネル信号間の差分信号の差分エネルギーを計算する。これらエネルギーの小さい順に、対応する信号が独立信号であれば、独立符号化と決定し、差分信号であれば、その一方が、符号化決定されていれば、そのチャネル信号を参照信号として他方を差分符号化と決定し、共に符号化が決定されていなければ、その一方を独立符号化と決定し、そのチャネル信号を参照信号として他方を差分符号化と決定する。

Description

明 細 書
多チャネル信号符号ィ匕方法、その復号ィ匕方法、これらの装置、プログラム 及びその記録媒体
技術分野
[0001] この発明は音響信号や医療信号などの多チャネル信号を記録、伝送するために用 いられる符号化方法、その復号化方法、これらの装置、プログラム及びその記録媒体 に関するものである。
背景技術
[0002] 従来の多チャネル音響信号符号化では、ステレオ信号に関する相関を用いた符号 化が多く検討されている。例えば 5チャネルの符号ィ匕でも 2チャネルごとの対にして、 ステレオ信号の符号ィ匕に還元する方法が知られている。原音に対して、チャネル間 での差分や固定的な重みつき差分信号によってチャネル間の信号の類似性を利用 した圧縮符号化もよく使われるが、圧縮効率が小さい場合が多い。この技術は例え ば非特許文献 1に開示されて ヽる。
この従来の予測符号化方法を、図 1を参照して説明する。符号化側では図 1Aに示 すように、入力端子 11からの時系列ディジタル信号は、フレーム分割部 12で所定サ ンプル数ごとの短時間区間（フレームという）に分割される。線形予測分析部 13は、 ディジタル信号をフレームごとに線形予測分析し、予測係数を計算する。この予測係 数は通常は線形予測分析部 13内の量子化部 13aで量子化される。
[0003] この量子化された予測係数とそのフレームのディジタル信号と力 線形予測部 14に 入力される。線形予測部 14は、ディジタル信号を時間方向に線形予測して、サンプ ルごとに予測値を求める。この線形予測は、自己回帰型前方予測である。この予測 値が入力ディジタル信号の対応サンプルから減算部 15で減算されて、予測誤差信 号が生成される。線形予測部 14及び減算部 15は、予測誤差生成部 16を構成して いる。
予測誤差生成部 16からの予測誤差信号は、圧縮符号ィ匕部 17でハフマン符号ィ匕 や算術符号ィ匕などのエントロピー符号ィ匕が行われて、誤差符号として出力される。線 形予測分析部 13からの量子化された予測係数は、係数符号ィ匕部 18でエントロピー 符号化又はベクトル量子化されて符号化され、係数符号として出力される。スカラー 量子化されたまま出力されることもある。
[0004] 復号ィ匕側の伸張復号ィ匕部 21は、図 1Bに示すように、入力された圧縮符号を圧縮 符号化部 17の符号化方法と対応した復号化方法により復号化し、予測誤差信号を 生成する。また係数復号部 22は、入力された係数符号を係数符号化部 18の符号化 方法と対応した復号化方法により復号化し、予測係数を生成する。予測合成部 23で は、復号化された予測誤差信号と予測係数とが入力され、予測合成してディジタル 信号が再生される。フレーム合成部 24では、各フレームのディジタル信号が順次連 結されて、出力端子 25へ出力される。予測合成部 23では、再生されるディジタル信 号と、復号化された予測係数が回帰型線形予測部 26に入力されて予測値が生成さ れ、その予測値と、復号化された予測誤差信号とが加算部 27で加算されてディジタ ル信号が再生される。
非特許文献 1： "An Introduction to Super Audio CD and DVD-Audio", IEEE SIGNA L PROCESSING MAGAZINE JULY 2003,pp.71- 82.
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] この発明は、音響信号や医療信号などの 2チャネル以上の多チャネル信号を、信 号のチャネル間の相関に基づき、従来よりも高い圧縮効率で符号ィ匕することができる 符号化方法、その復号化方法、及びそれらの装置、そのプログラム及びその記録媒 体を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] この発明では、各チャネルの入力信号を、短時間区間（フレーム)ごとに分割し、フ レームごとに少なくとも 1つのチャネル信号をそれ自体での独立符号ィ匕を行う。他の チャネル信号は差分符号化を行い、その差分符号化は、各チャネル信号間の相関 などの符号量と関連する指標に基づき、符号量が少なくなるようにいずれのチャネル 信号を参照信号とするかを決定する。 発明の効果
[0007] この発明によれば、短時間区間（フレーム)ごとにチャネルの信号を信号間の相関 などの符号量と関連する指標に基づき、符号量が少なくなるように適応的にチャネル 信号の符号ィ匕方法が決定されるため、符号ィ匕効率が高くなる。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]図 1Aは、従来の線形予測符号化方法での符号化側の機能構成を示すブロッ ク図。図 1Bは、従来の線形予測符号ィ匕方法での復号ィ匕側の機能構成を示すブロッ ク図。
[図 2]実施例 1の符号ィ匕装置の機能構成例を示すブロック図。
[図 3]チャネル信号間の距離湘関)と符号ィ匕方法を説明するための図。
[図 4]チャネル信号に対し独立符号化するかいずれのチャネル信号と差分符号化す るかの決定処理手順の例を示す流れ図。
[図 5]図 2中の符号ィ匕対象信号生成部 200の第 1チャネルに対する機能構成例を示 すブロック図。
[図 6]図 6Aは独立符号化の場合のチャネル符号の例を示す図。図 6Bは差分符号化 の場合のチャネル符号の例を示す図。図 6Cは参照符号 Cの例を示す図。図 6Dは
R
モード符号 C の例を示す図。
M
[図 7]図 7Aはマスターチャネル力 つの場合の重み係数計算部の各種例を示す機 能構成図。図 7Bはマスターチャネルが 2つの場合の重み係数計算部の各種例を示 す機能構成図。図 7Cはサンプル系列位置に重み係数を依存させる場合の重み係 数計算部の各種例を示す機能構成図。
[図 8]隣接サンプルの重みつき差分での重み係数の計算部及び差分信号生成部の 例を示す機能構成図。
[図 9]図 9Aは、フレーム内サンプル位置に応じて重みが変化する場合の重み関数の 例を示す図。図 9Bは、異なるマスターチャネルのチャネル信号に対してフレーム内 サンプル位置に応じて重みが変化する場合の重み関数の例を示す図。
[図 10]単一チャネル信号を参照信号とし、フレーム内サンプル位置に応じて重みが 変化する場合の差分信号生成部の機能構成例を示す図。 [図 11]単一チャネル信号をサンプル位置に応じて分類する差分信号生成部の機能 構成例を示す図。
[図 12]サンプルの振り分け分類と各重み係数の例を示す図。
[図 13]複数チャネルをマスターチャネルとしてサンプル位置に応じて分類する差分信 号生成部の機能構成例を示す図。
[図 14]実施例 1の符号化方法の処理手順例を示す流れ図。
[図 15]この発明の復号ィ匕装置の機能構成例を示すブロック図。
[図 16]図 16Aは、 3サンプルを用いる重みつき加算信号の生成部の機能構成例を示 す図。図 16Bは、 3つの分割系列に対する重みつき加算信号の生成部の機能構成 例を示す図。図 16Cは、 3つのマスターチャネルに対する重みつき加算信号の生成 部の機能構成例を示す図。
[図 17]実施例 2および実施例 3の符号化方法の処理手順の例を示す流れ図。
[図 18]実施例 2の符号ィ匕装置の機能構成例を示すブロック図。
[図 19]実施例 3の符号ィ匕装置の要部の機能構成例を示すブロック図。
[図 20]この発明の実施例の機能構成例を示すブロック図。
発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下にこの発明の実施例を、図面を参照して説明する力 対応する部分について は同一参照番号を付け重複説明を省略する。
[実施例 1]
号化
この発明の実施例 1の符号ィ匕方法は、各チャネルの入力信号を独立符号ィ匕するか 差分符号化するかを決定し、その決定に基づ 、て各チャネルの入力信号の符号ィ匕 対象信号を生成し、その符号化対象信号を圧縮符号化する。
[0010] 図 2に実施例 1の符号ィ匕装置の機能構成例を示す。入力端子 11〜11 力 第 1
1 M
〜第 Mチャネルの各入力信号（チャネル信号ということもある）は、それぞれフレーム 分割部 12〜12 で例えば 256サンプル、 1024サンプル、 8192サンプルなどの短
1 M
時間区間（フレーム)ごとに分割される。言い換えると、各入力信号は、例えば 256サ ンプル、 1024サンプル、 8192サンプルなどデジタルのサンプル値の列に分割され る。 Mは 2以上の整数である。これら第 1〜第 Mチャネル信号はフレームごとに独立 Z差分決定部 100に入力される。独立 Z差分決定部 100は、信号間の相関に基づ きチャネル信号ごとに、独立符号化か、他のチャネル信号を参照信号とする差分符 号ィ匕かを決定する。本明細書では、差分符号化をする場合の参照信号をマスター信 号 (または親信号)、参照信号のチャネルをマスターチャネル (または親チャネル)と 呼ぶ。独立 Z差分決定部 looは、差分符号ィ匕の場合はマスターチャネルの番号も 決定する。
[0011] 第 1〜第 Mチャネル信号はそれぞれ符号ィ匕対象信号生成部 200へ入力される。符 号化対象信号生成部 200は、独立 Z差分決定部 100が第 mチャネル信号 (m= l, · ··, M)に対して決定した符号ィ匕が独立符号ィ匕であれば、第 mチャネル信号をその まま第 m符号化対象信号とする。また、決定した符号化が差分符号化であれば、第 mチャネル信号とマスターチャネルのチャネル信号との差分信号を第 m符号ィ匕対象 信号として生成する。
これら第 1〜第 M符号ィ匕対象信号は、信号符号化部 31〜31 でそれぞれ信号符
1 M
号 Cとして符号化される。また独立 Z差分決定部 100の符号生成部 101 は、例え
S m ば第 mチャネル信号 (m= l, · ··, M)が独立符号ィ匕であるか差分符号ィ匕であるかを 表わす種別符号 Cと、差分符号ィ匕の場合はそのマスターチャネルの番号を表わす
A
符号 Cを含む参照符号 Cを生成する。合成部 300は、チャネルごとに信号符号 C
N R S
と独立符号化のときは種別符号 C、差分符号化のときは種別符号 Cと参照符号 C
A A R
を合成する。ここで、種別符号 Cとしてマスターチャネルの番号を用いてもよい。この
A
場合、独立符号化のときは Cが符号ィ匕対象のチャネルと同じ番号を示し、差分符号
A
化のときはじが符号化対象のチャネルと異なる番号 (マスターチャネルの番号)を示
A
す。また、内容的には同じであるが、すべてのチャネルに対してマスターチャネルの 番号を表わす符号 Cを合成することとしてもよい。この場合も、独立符号ィ匕のときは
N
C が符号化対象のチャネルと同じ番号を示し、差分符号化のときは Cが符号化対
N N
象のチャネルと異なる番号（マスターチャネルの番号）を示す。このようにフレーム単 位で符号ィ匕された信号は、多チャネル符号として出力とされる。
[0012] 独立/差分決定 独立 Z差分決定部 100では、第 mチャネル信号を信号間の相関に基づき、独立符 号ィ匕するか差分符号ィ匕するかを決定するが、その決定の概念を図 3を参照して説明 する。図 3中の各丸の中心はチャネル毎のチャネル信号ベクトル（フレーム内のサン プルを要素とするベクトルである力 以後の説明では単に「チャネル信号」という。）を 表し、丸内の 2進数はチャネル番号 mを表す。二重丸は独立符号ィ匕することを示す。 m=011のチャネル信号は、独立符号ィ匕と決定されている m=001のチャネル信号 との相関が大きい、つまり距離が他のチャネル信号とくらべ最も近い。そこで、 m=01 1のチャネル信号は、 m=001のチャネル信号との差分ベクトルを符号ィ匕 (差分符号 ィ匕）すると決定される。また m= 000のチャネルの信号は m= 001のチャネル信号と m=010のチャネル信号との内分ベクトルとの差分を符号ィ匕と決定することを表して いる。
独立符号化とするか、差分符号化とするかの判定法はいろいろあるが、その一例を 図 2中の独立 Z差分決定部 100内に示す機能構成と、図 4に示すその処理の流れ 図を参照して説明する。まず独立エネルギー計算部 102及び差分エネルギー計算 部 103により全ての第 mチャネル信号自体のエネルギーと他のチャネル信号との差 分信号のエネルギーをそれぞれ計算する（ステップ S 1)。これら M (M+ 1) Z2個の エネルギー値を小さ 、順に、つまり信号間の相関が大き!/、順に小順配列部 104によ り番号 aを付け (ステップ S2)、処理パラメータ aを 1に初期化する (ステップ S3)。 a番 目に小さ 、エネルギーと対応する 2つのチャネル信号の両方とも符号ィ匕の種類 (独 立符号ィ匕か差分符号化か)が決定されて 、るか (フラグが立って 、る力 を調べる (ス テツプ S4)。ここで、 2つのチャネル信号とは、差分ベクトルのエネルギーの場合には 、差分を取った 2つのチャネル信号である。また、チャネル信号自体のエネルギーの 場合には、 2つのチャネル信号は、 2つとも該当するチャネル信号の番号である（実 際には 2つのチャネル信号ではなぐ同じチャネル信号である。 ) o両方とも決定され ていなければ、 a番目のエネルギーは独立のエネルギーかを調べる（ステップ S5)。こ こで、独立のエネルギーか否かは、 2つのチャネル信号が同じか否かで判断できる。 ステップ S5で独立のエネルギーを判断されると、当該チャネル信号の符号ィ匕は、独 立符号ィ匕と決定される（フラグを立てる）（ステップ S6)。つまり、他のどのチャネルとの 差分信号の 2乗和（差分ベクトルエネルギー）よりも、チャネル信号自身の 2乗和 (カロ 重ベクトルエネルギー）のほうが小さい場合には、チャネル信号の符号ィ匕は、独立符 号化と決定される。ステップ S5で独立のエネルギーでなければ差分エネルギーであ り、そのどちらのチャネル信号ベクトルか一方のみが符号ィ匕決定されているか (フラグ が立っている力）を調べる（ステップ S7)。一方のみが決定されていれば、決定されて Vヽな 、方のチャネル信号の符号ィ匕を、決定されて!、る方をマスターチャネルとする差 分符号化と決定し、マスターチャネルの番号を記録する (ステップ S8)。ステップ S7で どちらのチャネル信号ベクトルもまだ符号ィ匕決定がされて 、なければ、その一方のチ ャネル信号を独立符号ィ匕と決定し (フラグを立て）、このチャネルをマスターチャネル として、他方のチャネル信号を差分符号化と決定し (フラグを立て）、かつマスターチ ャネルの番号も記録する（ステップ S 9)。ステップ S6, S8及び S9の後、パラメータ aを + 1してステップ S4に戻る（ステップ S 10)。ステップ S4で、両チャネル信号とも符号 化の種類が決定され (フラグを立て）ていれば、ステップ S 11に移り、 aが M (M+ 1) Z2以上かを調べる。 Noの場合はステップ S 10へ移り、 Yesの場合は終了する。なお 、 Mは入力チャネル数である。これらの処理は図 2中の独立 Z差分決定部 100の逐 次処理部 105が行う。
[0014] 符 化針象信^牛成
図 2中の符号化対象信号生成部 200は、チャネル信号ごとに、そのチャネル信号 に対する独立 Z差分決定部 100の決定に基づき、第 mチャネルの符号化対象信号 を生成する。第 1チャネル信号に対する処理部 200の機能構成例を図 5に示す。入 力された決定を表わす種別符号 C が独立符号ィ匕であれば、切替スィッチ 201がそ
A
のチャネル信号の入力端子 11側に切替えられ、入力端子 11より第 1チャネル信号 が符号化対象信号として出力される。
[0015] 入力された種別符号 C が差分符号化であれば、切替スィッチ 201は差回路 202の
A
出力側へ切替えられる。またこの場合は参照符号 Cも入力され、その番号符号 C が
R N
選択部 203に制御符号として入力される。選択部 203には第 1チャネル入力端子 10 以外の全ての入力端子 (第 2〜第 M入力端子)からのチャネル信号 (第 2〜第 Mチ ャネル信号）が入力される。選択部 203は、番号符号 C にしたがって、該当する入力 端子からのチャネル信号を選択して差回路 202へ供給する。差回路 202には当該チ ャネル、つまりこの例では第 1チャネルの入力信号も供給され、第 1チャネル信号から 選択部 203で選択されたマスターチャネルのチャネル信号が引算され、その結果の 差分信号が第 1符号化対象信号として出力される。
[0016] 第 m符号化対象信号は、信号符号化部 31 で符号化されるが、信号符号化部 31 m m には、例えば図 1 Aに示した予測符号方法を用いることができる。この場合は、予測 誤差信号を好ましくは可逆圧縮した主符号と、予測係数とを符号化した補助符号と により信号符号が構成される。従って、図 2中の合成部 300から出力される多チヤネ ル符号中の各チャネルの符号は、独立符号ィ匕の場合は例えば図 6Aに示すように種 別符号 Cが「0」とされ、これに信号符号 C (補助符号と主符号)から構成される。チ
A S
ャネル符号が差分符号ィ匕の場合は例えば図 6Bに示すように種別符号が「1」とされ、 参照符号 Cと、信号符号 C (補助符号と主符号)とより構成される。参照符号 C 中に
R S R
は番号符号 Cが含まれる。図 6Bの例では C =Cである。なお、各符号は、チヤネ
N R N
ル信号の符号ィ匕が独立符号ィ匕か差分符号化か、差分符号化の場合にはマスターチ ャネルの番号が判別できるものならば、どのような符号でも構わな！/、。
[0017] 重みつき差分
図 2中の独立 Z差分決定部 100の差分エネルギーの計算に用いる差分信号、図 5 中の差回路 202の差分信号の生成を、重みつき差分としてもよい。重みつき差分に よって符号量を減少させるためである。以下に重みつき差分の各種方法の例を述べ る。
'重み係数 1個の場合 (マスターチャネルが 1つの場合）
チャネル信号 X(x (0) , · ··, x (N— 1) )に対して、チャネル信号 Y(y(0) , · ··, y(N 1) )を参照信号とする場合、重みつき差分信号 (ベ外ル)のエネルギー、つまり d= || x— γ || 2 (l)
が最小になるように重み係数 ι8を求め、符号量を最小化する。この計算は次式により 求 3；る。
β =ΥΤΧ/ΥΤΥ (2)
ΥΤΧは内積で次式より求める。 [数 1]
i=0 ( 3 )
N-l つ
YTY = ('·)2
Figure imgf000011_0001
ただし、フレーム内のサンプル数を Ν個（i=0〜N— 1)とする。
[0018] つまり図 7Aに示すように、ベクトル Xと Yを重み計算部 204に入力し、その相関部 2 04aで式 (2)を計算する。その計算結果を係数符号ィ匕部 204bで量子化して、量子 化重み係数 j8 "とこれを符号化した係数符号 Cを出力する。この図 5中に示すよう〖こ
C
、重み計算部 204で計算された量子化重み係数 |8 "が、乗算部 205で、選択部 203 で選択された参照信号に乗算される。この結果が差回路 202へ供給される。独立 Z 差分決定部 100は、各チャネル信号を独立符号ィ匕するか差分符号ィ匕をするかの決 定を、図 4に示した方法で行うが、差分信号エネルギーの計算時に重みつき差分信 号を求めることとなる。つまり、図 2中の独立 Z差分決定部 100における差分エネル ギー計算部 103内の重み計算部 103aで図 7Aに示したと同様な処理が行われ、得 られた量子化重み係数 β 'を用いて差分部 103bで 2つのチャネル信号間での重み つき差分信号が生成され、重みつき差分信号のエネルギーが計算される。この時得 られる重みつき差分信号をバッファに蓄えておき、これを図 2中の符号化対象信号生 成部 200内で生成する対応チャネルの符号化対象信号としてもよ ヽ。ある ヽは得ら れている量子化重み係数 j8 'を、符号ィ匕対象信号生成部 200内の対応チャネルの 処理部に供給してもよい。また係数符号ィ匕部 204bで得られた、つまり重み計算部 10 3aで得られた係数符号 Cは、図 2中の独立 Z差分決定部 100内の対応チャネルの
C
符号生成部 101 に入力され、参照符号 Cに含められる。これらのことは以下の重み m R
つき差分方法にっ 、ても同様である。
[0019] ·複数マスターチャネルの場合
複数のマスターチャネルのチャネル信号の加重平均と対象チャネル信号との差分 を取る例として、 2つの参照信号の場合を説明する。マスターチャネルのチャネル信 号を Y(y(0) , · ··, y(N— 1) )と Z (z (0) , · ··, z (N— 1) )とし、これらに対する重み係 数を β , e とする。 X力 Υと Ζの組み合わせとの差分ベクトル Εを作ることで Xのべク y z
トル全体で必要な符号量を最小化する。符号量はベクトルのエネルギーと相関が高 いので、差ベクトルのエネルギー d= II E II 2を最小化する。
E=X— β Y— β Z (4)
y z
β と β はフレームごとに決定して量子化して伝送する。 β と β はひとつずつ決定 y z y z
することち同時に決定することちできる。
ひとつずつ決定する際は Xと Yの相関係数を式（2)及び式（3)より求め、これを量 子化し、その量子化した j8 'を用いて X— j8 'Yと Zとの相関係数を同様に求めれば
y y
よい。
13 と IS を同時に最適化する場合は下記のように決定する。
y z
[数 2]
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0002
上記で求まった重み係数 ι8 と 13 は近似である。実際はその値に近い量子化した値
y z
を使い、それを指定する係数符号 Cを出力する。例えば図 7Bに示すように行列計 c
算部 204cで式 (5)を計算し、係数符号ィ匕部 204dで量子化重み係数 j8 'と β 'を求
y z め、これらの係数符号 cを求めて出力する。
c
符号ィ匕対象信号生成部 200では例えば図 5中に示すように、選択部 203で 2つの 参照信号 Yと Zが選択され、これらに対し、量子化重み係数 ", β 'が乗算部 205
y z
, 206で乗算され、これら乗算結果が加算部 207で加算されて差回路 202へ供給さ れる。
さらに上記で求まった重み係数 j8 と 13 は差分ベクトルのエネルギーを最小化する
y z
力 その差分ベクトルを符号ィヒした結果の符号量の最小化とは一致しない場合があ る。このため、例えば複数の量子化テーブルを用い複数の量子化された重み係数 j8 'と β 'の複数の組で差分ベクトル Εを式 (4)により計算し、それぞれの差分ベクトル y z
Eを圧縮符号ィ匕し、その符号量を調べ、最も符号量の小さい |8 'と 13 'の複数の組を
y z
選択するようにしてもよ ヽ。 [0022] '隣接サンプル加重平均の場合
上述では対象チャネルとマスターチャネルとの相関は、同一時刻のサンプルを用い て求めた。し力し、同一時刻のサンプルのみならず、マスターチャネルの隣接する 2 つのサンプルの少くとも 1つとの相関を利用して重みつき差分を行ってもよい。例え ば両側の隣接サンプルを考慮する場合、同一時刻のサンプルに対する重み係数を y 、 1つ前のサンプルに対する重み係数を γ 、 1つ後のサンプルに対する重み係
0 - 1
数を γ とする。この場合は、次式 (6)の誤差エネルギーを最小化する γ , y , y
1 -1 0 1 を求めればよい。
[数 3]
Figure imgf000013_0001
：で、 Ύ , Ύ , Ύ は次式（7)の行列計算により求めることができる。
[数 4]
Figure imgf000013_0002
[0023] 図 8に示すようにマスターチャネルのチャネル信号 y(i)はそのまま行列計算部 204 fへベクトル γ として供給される。また、マスターチャネルのチャネル信号 y(i)は、単 位遅延部 204eにより 1サンプル遅延され、ベクトル Yとして更に 1サンプル遅延され
0
てベクトル Yとしてそれぞれ行列計算部 204fへ供給される。また対象チャネル信号 x (i)が 1サンプル遅延され、ベクトル Xとして行列計算部 204fへ供給される。行列計
0
算部 204fで式 (7)の計算が行われ、その計算結果が係数符号化部 204gで量子化 され、量子化重み係数 γ Ύ Ύ 'と係数符号 Cが出力される。
1 0 - 1 C
[0024] 重みつき差分生成部 220では、参照信号 y (i)が乗算部 209へ直接供給される。ま た、参照信号 y(i)は、単位遅延部 208により 1サンプル遅延されて乗算部 210に供 給され、更に 1サンプル遅延されて乗算部 211へ供給される。乗算部 209、 210、 21 1は、それぞれ量子化重み係数 γ y y 'を乗算する。加算部 212は、これら
1 0 - 1
乗算結果を加算する。このようにして 3サンプルの加重平均信号力 1サンプル遅延 された対象チャネル信号力ゝら差回路 202で引算され、重みつき差分信号として出力 される。
[0025] 複数の参照信号について複数のサンプルの加重平均を使用してもよい。例えば参 照信号を y(i), z(i)とし、両側隣接 1サンプルを含める場合は次式 (8)で表わせる差 分信号 e(i)を求め、このエネルギーを最小化するように重み係数 γ 、 γ 、 γ を求
1 0 - 1 めればよい。
[数 5] e(i)=x(i)- ∑ {rjy(i-J))- ∑ {r i-j)) (s) ゾ =- 1 ゾ =-1
[0026] ·サンプル系列位置に重み係数を依存させる場合
上述では重みつき差分の重み係数は、そのフレーム内において固定としたが、フレ ーム内のサンプル位置 (番号）に依存する重み係数を使用することもできる。例えば 次の関係 f(i), g(i)を用いる。
f(i)+g(i)=l, i=l, ···, N-l (9)
ただし、
f(i) = (l-i(l/N)) (10)
Figure imgf000014_0001
[0027] これらに対応する重み係数を j8と j8 とする。すなわち図 9Aに示すようにフレーム 内の最初のサンプル (i=0)に対応する重み係数を |8とし、フレーム内の最後のサン プル (i=N— 1)に対応する係数を β とする。対象チャネル信号 X (i)とマスターチヤ g
ネルのチャネル信号 y(i)との i番目の重みつき差分サンプルを次式（11)により求め る。
(i)y(0), i=0, ···, N-l
Figure imgf000014_0002
(11)
[0028] ここで下記式（ 12)及び（ 13)に示すように f (i) y(i), g (i) y (i)をそれぞれ u (i) , v (i) と置く。 u (i) = f (i) y (i) ( 12)
v (i) = g (i) y (i) ( 13)
このようにすると式（1 1)は式 (4)と同様の式となるため、 β と β を式 (5)の β , β
f g y と同様に求めることができる。
[0029] 例えば図 7Cに示すように、重み計算部 204に対象チャネル信号 Xとマスターチヤ ネルのチャネル信号 Yが入力される。変換部 204hは、マスターチャネルのチャネル 信号 Yに式（ 12)及び（ 13)に示す変換を行 、、ベクトル U及び Vを生成する。行列計 算部 204cは、これらベクトル U及び Vの加重平均と対象チャネル信号 Xとの重みつき 差分ベクトルのエネルギーを最小化するように、重み係数 j8及び j8 を計算する。係 f g
数符号ィ匕部 204dは、求められた |8 , β を量子化して量子化重み係数 j8 \ β 'と f g f g 係数符号 Cを出力する。
c
[0030] 図 10の重みつき差分生成部 220の乗算部 212は、マスターチャネルのチャネル信 号 y (i)に量子化された重み係数 ι8 "と関数 f (i)を乗算する。また乗算部 213は、マス ターチャネルのチャネル信号 y (i)に量子化された重み係数 β 'と関数 g (i)を乗算す g
る。これら乗算結果が加算部 214で加算される。差回路 202は、対象チャネル信号 X (i)から加算部 214で求めた加算結果を差し引く。
複数の参照信号に対してサンプル位置 (番号）に依存する重み係数を用いることも できる。例えば図 9Bに示すようにフレームの最初のサンプルに対しては、第 1のマス ターチャネルのチャネル信号 y (i)の重みが βで第 2のマスターチャネルのチャネル 信号 z (i)の重みがゼロとする。また、フレームの終りでは第 1のマスターチャネルのチ ャネル信号 y (i)の重みはゼロで、第 2のマスターチャネルのチャネル信号 z (i)の重み は β とする。さらに、フレーム内のサンプル位置によって、各重みが徐々に変化する g
。つまり i番目の重みつき差分サンプルを次式（14)により求める。
d(i) = x(i)一 ( β f(i) y(i) + β g(i) ζ(0) ( 14)
f g
[0031] '複数係数の繰り返し使用の場合
複数の重み係数をサンプル位置 (番号）により順次繰り返し使用してもよい。つまり 対象チャネル信号と参照信号とを、サンプルごとに順次、 q (qは 2以上の整数)の系 列に割り振ることを繰り返す。これら q個の分割対象チャネル信号と q個の分割参照信 号との対応するものの間で重みつき差分信号をそれぞれ生成し、これらを 1つのサン プル列に統合してもよ、。換言すれば時間方向のサンプルを間弓 I V、て複数系列に 分類して、複数種類の係数を使うこともできる。
[0032] 例えば、図 11に示すように対象チャネル信号 X (i)とマスターチャネルのチャネル信 号 y(i)は、それぞれ振分部 221と 222で 3系列にサンプルごとに振分けられ、つまり 第 1〜第 3分割系列に分割される。対象チャネル信号 x(i)の第 1〜第 3分割系列と、 マスターチャネルのチャネル信号 y(i)の第 1〜第 3分割系列との各対応系列が、重 み計算部 223〜223に入力され、それぞれ重み係数 j8 〜β が計算される。これ
1 3 0 2
らの重み係数計算方法は、図 7Αを参照して説明したと同様に行なえばよい。これら 計算された重み係数 ι8 〜β はそれぞれ係数符号ィ匕部 224で量子化されると共に
0 2
符号化され、量子化重み係数 ι8 '
0〜！ 8 'と係数符号 Cが出力される。
2 C
[0033] これら量子化された重み係数 j8 '
0〜j8 'は、乗算部 225
2 1〜225で参照信号の第
3
1〜第 3分割系列にそれぞれ乗算される。これら係数が乗算された参照信号第 1〜第 3分割系列が、対象チャネル信号の第 1〜第 3分割系列カゝらそれぞれ差回路 202〜 202で引算される。これら引算結果が統合部 226でサンプルごとに順次統合されて
3
重みつき差分信号が出力される。差回路 202〜202
1 3の各出力信号は次式（15)と なる。
mod(i, 3)=0 で d(i)=x(i)— j8 "y(i) (15)
o
mod(i, 3)=1 で d(i)=x(i)— j8 "y(i)
mod(i, 3) =2 で d(i)=x(i)- j8 >(i)
2
ただし、
mod(i, j)は iを jで割り算したあまりを表わす。
[0034] このように 1フレーム内に用いる重み係数を増加すると、それだけ相関をよくとること ができる。つまり、重みつき差分信号のエネルギーを小さくすることができ、それ自体 の符号量を小さくすることができる。しかし、係数符号 Cの情報量が多くなる。マスタ
C
一チャネルのチャネル信号 y(i)の第 1〜第 3分割系列に対する重み係数 |8
0〜！ 8 は 2
、例えば図 12に示すようになる。
対象チャネル信号を、複数の系列に振り分けて複数分割系列を生成し、その各分 割系列によって、互いに異なる他のマスターチャネルのチャネル信号のサンプルとの 重みつき差分サンプルを生成してもよい。例えば、図 13のように、振分部 221は、対 象チャネル信号 x (i)を q = 3系列の第 1〜第 3分割系列に振り分ける。フレーム内の サンプルごとに生じるサンプルクロック ckが q = 3進カウンタ 227に入力され、その q = 3段の計数段出力により、ゲート 228 , 228 , 228が制御される。この制御によって
1 2 3
、 q = 3個の参照信号 w(i) , y(i) , z (i)がそれぞれ 1サンプルずれ、順次 q = 3サンプ ルごとにサンプルが取り出される。
[0035] これら 1サンプルずつ順次ずらされて取り出された q = 3個の系列と、 (1)の第1〜 第 3分割系列とが重み計算部 223〜223に入力される。そして、それぞれ対応する
1 3
系列間の相関に基づく重み係数 j8 ヽ β 、 β
w y zが計算される。これら j8 、 β 、 β は、 w y z それぞれ係数符号化部 224で量子化され、量子化重み係数 |8 β β 'と係数 w y ζ 符号 Cが出力される。乗算部 225〜225は、量子化された重み係数 j8 \ β
C 1 3 w y β 'を、ゲート 228〜228で間引されたマスターチャネルのチャネル信号 w(i)， y(i z 1 3
) , z (i)に乗算する。差回路 202〜202は、これら乗算結果を対象チャネル信号 x (i
1 3
)の第 1〜第 3分割系列力 引算する。その引算結果が統合部 226でそのサンプル 番号順に統合され、重みつき差分信号として出力される。
[0036] [チャネル符号]
図 6A、 Bに示したように、各チャネル信号に対し、例えば種別符号 C、信号符号 C
A
又は種別符号 C 、マスターチャネルのチャネル番号を含む符号 C、信号符号 Cが
S A R S
チャネル符号として得られる。前述したように差分信号の生成は各種の重みつき差分 が考えられる。従って、マスターチャネルのチャネル番号を含む符号 Cは、一般的に
R
は図 6Cに示すように、まずマスターチャネルの個数を示す参照個数符号 Cがあり、
B
マスターチャネルごとにそのマスターチャネルのチャネル番号の符号 C とモード符号
N
C の組がある。モード符号 C としては、例えば図 6Dに示すように、重み係数の有無
M M
を示す係数有無符号 C、後で述べるがサンプルのずれの有無を示すずれ有無符号
D
c E、重み係数がチャネル対応かサンプル対応のいずれであるかを示すチャネル Z サンプル符号 C、隣接サンプル加重平均を使うか否かを示す隣接サンプル符号 C
F G
、重み係数の個数を表わす係数個数符号 C 、重み係数を符号化した係数符号 C などである。前述のように、これらの符号ィ匕に関する情報 (符号ィ匕情報）は、独立符号 化か差分符号化かを示す情報、差分符号化の場合にはマスターチャネルの番号 (複 数ある場合は複数個の番号)、重み付き差分の場合には重み (複数ある場合は複数 個の重み）、隣接サンプルを用いる場合には用いることを示す情報および各隣接サ ンプルに対する重みなどの情報が判別できる状態で含まれておけば他の方法でも構 わない。
[0037] どのように差分方法を用いるかは予め決められ、用いる差分方法によりモード符号 C に含める符号も決まる。例えば重みつけをしない単なる差分であれば、モード符
M
号 C は用いられない。図 7Aに示した 1つのマスターチャネルのチャネル信号に対し
M
て、フレームに 1個の重み係数を用いる場合は、モード符号 C は係数符号 Cのみで
M C
ある。図 7Cに示したサンプル位置により重みを変化させる場合、係数符号 Cとして
C
βと j8 に対するものが用いられる。なお 1フレーム内で予め決められた複数の差分 f
方法が用いられる場合は、これらを区別するために、その方法に応じて図 6Dに示す モード符号 C 内の 、くつかの符号の組み合せが用いられる。
M
[0038] その他
対象チャネル信号に対し、マスターチャネルのチャネル信号を例えば 1から数サン プルずらした方力 両信号間の相関が大きくなることがある。そのような場合は、例え ば図 7Aに破線で示すようにシフト部 231により、マスターチャネルのチャネル信号 Y 又は対象チャネル信号を予め決められたサンプル数だけ遅延させて重み計算部 20 4に入力させればよい。このサンプルをずらす方法は他の重みつけ差分方法のみな らず、重みつきを行わない差分方法にも同様に適用できる。このようにサンプルをず らす場合は、図 6D中の符号 C力「l」とされ、ずらす量も符号としてモード符号 C 内
E M
に含められる。
[0039] マスターチャネルのチャネル信号を、例えば低域通過フィルタを通過させるなど、周 波数特性を変形させた方が対象チャネル信号との相関が大きくなる場合がある。この ような場合は、例えば図 7B中に破線で示すように、マスターチャネルのチャネル信号 Yを変形部 232により周波数特性を変形させて重み計算部 204へ供給すればよい。 この周波数特性の変形は他の重みつき差分方法のみならず、重みづけを行わな 、 差分に対して適用できる。この周波数特性の変形をどのようにするかは予め決められ
、変形を行うか否かを示す符号が参照符号 cに含められる。
R
[0040] 用いる差分方法が重みつきの場合は、係数符号 Cも出力するため、場合によって
C
は符号量が多くなることがある。よって、例えば図 5中に破線で示すように、差回路 20 2からの重みつき差分信号を符号ィ匕部 233で信号符号ィ匕部 31 (図 2)と同一の符号 化方法により符号化する。また対象チャネル信号 (この場合は第 1チャネル信号)を 同様に符号化部 234で符号化し、これら符号化した符号量を比較部 235で比較する 。重みつき差分信号に対する符号化した符号量には重み係数の係数符号、参照信 号のチャネル番号を表わす番号符号 Cなどの参照符号 Cの符号量を含む。比較
N R
部 235での比較結果に基づき、符号量の小さい方の信号符号 Cを選択部 236で選
S
択し、更に対応した種別符号 C、差分信号の符号ィ匕の場合は参照符号 Cを組とし
A R
て、その対象チャネル信号に対するチャネル符号 C として合成部 300 (図 2)へ供給 ch
するようにしてちょい。
[0041] 処理丰順
上述した符号ィ匕方法の処理手順を図 14を参照して簡単に説明する。各チャネル 信号を短時間区間（フレーム)ごとに分割する (ステップ S41)。そのフレームにおける 全ての 2つのチャネル信号の組について、予め決められた方法の差分信号を生成し 、ノ ッファに一時記憶する (ステップ S42)。これら各差分信号のエネルギー、各チヤ ネル信号自体のエネルギーをそれぞれ計算する（ステップ S43)。これらエネルギー の小さい順に、例えば図 4に示した手順に従って、各チャネル信号について独立符 号ィ匕か差分符号ィ匕かを決定する (ステップ S44)。
[0042] この決定に従って各チャネル信号にも符号ィ匕対象信号を生成する (ステップ S45) 。つまり、そのチャネル信号が独立符号ィ匕であれば、そのチャネル信号自体を符号 化対象信号とし、差分符号化であれば、ステップ S42でバッファに記憶してある差分 信号中の対応するものを取出して符号ィ匕対象信号とする (ステップ S45)。チャネル ごとの符号化対象信号を信号符号化する (ステップ S46)。この際、符号化対象信号 が差分信号であれば参照符号 Cも生成する。チャネルごとのチャネル符号 C を集
R ch めてそのフレームの多チャネル符号として出力する（ステップ S47)。 [0043] ステップ S46で圧縮符号ィ匕した後、図中破線で示すようにその圧縮符号ィ匕の前の 符号化対象信号が重みつき差分信号であれば、つまり圧縮符号化か差分符号化で あれば (ステップ S48)、その対象チャネル信号を独立符号ィ匕する (ステップ S49)。こ の独立符号化の符号量と、差分符号化の符号量を比較し、独立符号化の符号量の 方が小さければ (S50)、その独立符号ィ匕符号をその対象チャネル信号に対するチヤ ネル符号 C として採用してステップ S47へ移る (ステップ S51)。独立符号化の符号 ch
量が小さくなければ先に符号ィ匕した差分符号ィ匕の符号を採用、つまり直ちにステツ プ S47へ移る。
[0044] 複吾化
上述した符号ィ匕装置と対応する復号ィ匕装置の機能構成例を図 15に示す。入力さ れた多チャネル符号は、チャネル分離部 40でフレームごとに各第 mチャネル符号 C ch
(m= l, · ··, M)に分離される。分離された各第 mチャネル符号 C は、符号分離部 4 ch
1 で信号符号 Cとそれ以外の符号とに分離される。分離された信号符号 Cは信号 m S S 復号化部 42でそれぞれ復号化される。この信号復号ィ匕部 42 は図 2中の信号符号 m m 化部 31 と対応したものであり、従って信号符号化部 31 の入力符号化対象信号が m m
、信号復号化部 41 により復号される。なお、符号分離部 41で信号符号以外を分離 した上で、チャネル分離部 40で各チャネルごとに信号符号を分離してもよ ヽ。
[0045] 各信号復号化部 42からの復号信号は、再生処理部 400へ供給され、第 mチヤネ ル信号に再生される。つまり再生処理部 400には、各チャネルに対応する再生部 40 0 が設けられ、再生部 400 に信号復号ィ匕部 42 の出力及び符号分離部 41 で分 m m m m 離された信号符号 C以外の符号が入力される。再生部 400内に示すように、種別
S 1
符号 C によりスィッチ 401が切替えられ、 C =0であれば信号復号ィ匕部 42より入力
A A 1 された復号信号がそのまま再生第 1チャネル信号としてフレーム合成部 43へ出力さ れる。
[0046] C = 1であれば、スィッチ 401は加算部 402側に切替えられ、信号復号化部 42か
A 1 ら復号信号は加算部 402へ供給される。この場合は、符号分離部 41から参照符号 Cも入力され、その番号符号 C により選択部 403が制御され、他の再生チャネル信
R N
号から C により指定されたものが選択されて加算部 402へマスターチャネルのチヤネ ル信号 y (i)として供給される。加算部 402は、選択部 403により選択されたマスター チャネルのチャネル信号 y(i)と信号復号ィ匕部 42力もの復号信号 x (i)とを加算し、再 生第 1チャネル信号としてフレーム合成部 43へ出力する。フレーム合成部 43は、 入力された再生第 1チャネル信号をそのフレーム番号順に連続させる。番号符号 C
N
は必要に応じて番号復号ィ匕部 404で復号ィ匕される。ただし、チャネル番号は例えば 2進数とされて処理され、その 2進数がそのまま番号符号 Cとして用いられている場
N
合は、番号復号ィ匕部 404は不用である。
[0047] 参照符号 C中に係数符号 Cが含まれている場合は、係数符号 Cは重み復号ィ匕
R C C
部 405で重み係数 j8に復号化される。選択部 403からのマスターチャネルのチヤネ ル信号は乗算部 406で重み係数 |8が乗算され、加算部 402へ供給される。なお、例 えば図 7Bに示したように符号ィ匕装置の変形部 232が、マスターチャネルのチャネル 信号の周波数特性を変形した場合は、変形部 407は、選択部 403からのマスターチ ャネルのチャネル信号の周波数特性を同様に変形する。なお、この変形をするか否 かを示す符号も参照符号 Cに予め含められている。また、例えば図 7A中に示したよ
R
うに符号化装置のシフト部 231が、マスターチャネルのチャネル信号を数サンプルず らした場合は、シフト部 408は、選択部 403で選択された参照信号を同様に数サンプ ルずらして加算部 402へ供給する。この場合も、参照符号 C中に含まれているずれ
R
量を表わす符号にしたがってシフト部 408が制御される。
[0048] 図 8に示したように符号ィ匕装置で隣接サンプルを含む多重平均サンプルを用いる 場合は、図 16Aに示すように参照信号 y (i)は 2つの単位遅延部 409により順次 1サ ンプルずつ遅延される。乗算部 411、 412、 413は、遅延されない y(i)と、 1サンプル 遅延された y(i)と 2サンプル遅延された y(i)とにそれぞれ重み係数 γ 、 γ 、 γ を
1 0 -1 乗算する。加算部 414は、乗算部 411、 412、 413からの出力を加算し、加算部 402 へ供給する。
図 10に示したように、符号ィ匕装置でサンプル位置により徐々に重みが変化する場 合は、復号ィ匕装置でマスターチャネルのチャネル信号 y(i)に対し復号した重み係数 β 、 β と、関数 f (i)及び g (i)を用いて図 10に示したと同様に処理する。加算部 402 f g
は、この結果を復号信号 x (i)と加算すればよい。 [0049] 符号ィ匕装置で図 11に示したような重みつき差分を行った場合は、図 16Bに示すよ うに、振分部 415はマスターチャネルのチャネル信号 y (i)を 1サンプルずつ 3つの分 割系列に順次繰り返し振り分ける。乗算部 416 , 416 , 416は、これら 3分割系列
1 2 3
に復号された重み係数 ι8 , β , β をそれぞれ乗算する。復号信号 x (i)も振分部 4
0 1 2
17で 3分割系列に振り分けられ、これら 3分割系列は、加算部 418 , 418 , 418で
1 2 3 乗算部 416 , 416 , 416の各出力とそれぞれ加算され、統合部 419で 1系列に統
1 2 3
合される。
[0050] 符号化装置で図 13に示した重みつき差分が行われる場合は、復号化装置では図 16C【こ示すよう【こ、ゲート 422 , 422 , 422 ίま、サンプノレクロック ckを計数する 3進
1 2 3
カウンタ 421の各計数段出力にしたがって、再生チャネル信号によって選択された 3 つのマスターチャネルのチャネル信号 w(i) , y(i) , z (i)を順次 3サンプル置きのサン プル系列にする。乗算部 423 , 423 , 423は、 3つのマスターチャネルのチャネル
1 2 3
信号^ ， (1) , 2 ）に復号された重み係数|8 , β , β をそれぞれ乗算する。振 w y ζ
分部 424は、復号信号 x (i)を 3分割系列に振り分ける。これらは乗算部 423 , 423
1 2
， 423の各出力とカロ算咅 425， 425， 425でそれぞれカロ算され、これらカロ算結果
3 1 2 3
は統合部 426で 1系列に加算される。
[0051] [実施例 2]
この発明の実施例 2は、まず少くとも 1つのチャネル信号を独立符号化と決め、その 後、符号化と決められたチャネル信号と符号ィ匕が決められていないチャネル信号と の差分信号を生成し、なるべく符号量が少なくなるようなチャネル信号を選択して差 分符号化と決めることを逐次繰り返し行う。
[0052] 実施例 2の符号ィ匕装置の処理手順の例を図 17に、機能構成例を図 18にそれぞれ 示す。図 18ではフレーム分割部を省略してあり、フレーム分割されたチャネル信号の 入力端子を 11 ' , · · · · , 11 ' として示す。まず、あら力じめ決めた R個 (Rは 1以上
1 M
の整数)のチャネル信号を独立符号化と決定する。これは例えば第 1チャネル信号を 独立符号ィ匕と予め決定しておいてもよいが、好ましくは全てのチャネル信号の独立ェ ネルギーを独立エネルギー計算部 102で計算し (ステップ S21)、独立符号化決定 部 111でこれら計算したエネルギー値の小さ 、順に R個を選択し、これら R個と対応 するチャネル信号を独立符号化と決定する (ステップ S22)。
[0053] 次に、それまでに符号ィ匕が決定された各チャネル信号を参照信号とし、他の全ての チャネル信号を対象チャネル信号とした各差分信号を差分信号生成部 113で生成 する (ステップ S23)。 R個の独立符号ィ匕を決定した直後には、第 1選択部 112は、独 立符号ィ匕が決定されたチャネル信号を選択し、これらがそれぞれマスターチャネル のチャネル信号とされる。なおステップ S23での差分方法は予め決められたものを用 い、実施例 1で説明した各種の方法などのいずれでもよい。重みつき差分を用いる場 合は、その重みづけ方法に応じた重み係数が重み計算部 114で計算される。差分 ノ ッファ 115は、生成された差分信号を、それぞれその対象チャネル信号の番号及 びマスターチャネルの番号と対応づけて蓄える。その後、差分エネルギー計算部 11 6でこれら各差分信号のエネルギーが計算される (ステップ S24)。これら計算された エネルギーはエネルギーバッファ 117に、対象チャネル信号及び参照信号の各番号 と対応づけて蓄えられる。
[0054] 差分符号ィ匕決定部 118は、エネルギーバッファ 117内に蓄えられているエネルギ 一の中で符号ィ匕が決定されて ヽな 、対象チャネル信号との差分エネルギーが最小 となるマスターチャネルを選択し、当該対象チャネル信号の符号化を差分符号化と 決定する (ステップ S25)。この差分符号化が決定されたチャネル信号は、第 2選択 部 119により選択されて差分信号生成部 113へ供給される。なお第 1選択部 112及 び第 2選択部 119はそれぞれ 1度チャネル信号が選択されると、その選択状態が保 持される。
判定部 121は、例えばエネルギーバッファ 117の蓄積内容力 符号ィ匕が決定され て!ヽな 、チャネル信号がまだある力否かを判定する（ステップ S26)。まだ残って ヽれ ばステップ S23に戻る。全てのチャネル信号に対し符号ィ匕が決定された場合は、各 チャネル信号は、先に決定された符号ィ匕に基づき信号符号ィ匕部 31でそれぞれ符号 化される (ステップ S27)。この場合、差分符号化に対しては差分バッファ 115内に蓄 えられて!/ヽる差分信号を対応するチャネルの信号符号化部 31へ供給されればょ ヽ。 また各チャネル信号の信号符号と対応する種別符号 Cと参照符号 Cがそれぞれ符
A R
号生成部 101で生成される。更にこれらは図に示していないが、実施例 1と同様に合 成部 300で合成され、多チャネル符号として出力される (ステップ S28)。
[0055] 本実施例では、先ず 1乃至複数のチャネル信号を独立符号化と決定するが、これ を例えば第 1チャネル信号というように予め決めておいてもよい。その場合は、復号 化側でもどのチャネル信号が独立符号ィ匕であるか予め知られているから種別符号 C
A
を省略することができる。
本実施例での多チャネル符号の復号化は、実施例 1の復号化と同じである。
符号量は多少増加する力もしれないが、処理を簡単にするため、次のようにしても よい。図 17のステップ S25の代わりに、破線で示すように、ステップ S29を付カ卩しても よい。この場合は、マスターチャネルごとに最小の差分エネルギーを与える対象チヤ ネル信号を求め、それぞれ差分符号化と決定する。このようにすれば処理を繰り返す ごとに差分符号化と決定されるチャネル信号の数が 2倍になる。
[0056] [実施例 3]
この発明の実施例 3は予め決めた複数の差分方法中からなるべく符号量が少なく なるものを選択して差分符号化を行う。
本実施例も例えば実施例 2と同様に、まず R個のチャネル信号に対し独立符号ィ匕 を決定する。ただし、本実施例は、その後は予め決められた複数差分方法によりそれ ぞれ差分信号を生成する。例えば図 19に示すように第 1差分生成部 121、第 2差分 生成部 121、第 3差分生成部 121で、それまでに符号ィ匕が決められたチャネル信
2 3
号をマスターチャネルのチャネル信号とし、まだ符号ィ匕が決められて 、な 、チャネル 信号を対象チャネル信号として、それぞれ差分信号が生成される。これら 3つの差分 生成部 121のいずれか 1つは重みつきでない差分信号を生成するものであってもよ い。重みつき差分信号を生成する場合は、予め決められた重みつき差分方法と対応 する重み係数も、その差分生成部 121で生成される。この処理を、図 17中のステップ S 23に括弧書で示す。
[0057] これら生成された各差分信号は、それぞれ差分バッファ 115 , 115 , 115に蓄積
1 2 3 された後、差分エネルギー計算部 116 , 116 , 116でそれぞれエネルギーが計算
1 2 3
され、それぞれエネルギーバッファ 117 , 117 , 117に蓄積される。差分符号化決
1 2 3
定部 118は、符号化が決定されて!、な 、チャネル信号の差分エネルギーが最小とな るマスターチャネルを選定し、当該対象チャネル信号の符号化を、あらかじめ定めら れた差分方法による差分符号化と決定する。この処理を、図 17のステップ S29に括 弧書で示す。
[0058] その後の処理は実施例 2と同じである。つまり本実施例では、チャネル信号ごとに 複数 (この例では 3種類)の差分信号生成方法の中で、最も符号量が少なくなると推 定されるものが選択される。また、全ての対象チャネル信号に対する符号化が決定さ れると、いずれの差分方法を用いたかを表わす差分法符号 C、例えばこの例のよう
I
に差分方法が 3種類の場合は 00, 01, 10のいずれかが差分法符号 Cとして参照符
I
号 Cに含められる。あるいは、例えば図 6Dに示したようなモード符号 C を用いること
R M
により、モード符号 C 自体で差分方法が決まる場合は、差分法符号 Cは省略できる
M I このように複数の差分法力 選択する場合も、処理量を減らすために、ステップ S2 9で参照信号ごとに、最小の差分エネルギーを与える対象チャネル信号及び差分方 法を決定してもよい。
[0059] [実施例 4]
この発明の実施例 4は、符号量を求めた上で、全体としての符号量が少なくなるよう に各チャネル信号を独立符号ィ匕するか、差分符号化するかを決定する。
例えば図 2中に破線で示すように、独立 Z差分決定部 100の独立符号化部 131は 、全てのチャネル信号を符号化する。また差分部 103bは、 2つのチャネル信号の組 み合せの全ての差分信号を、予め決められた差分方法により生成する。差分符号化 部 132は、これら各差分信号を符号化し、参照符号が生成される。符号量計算部 13 3は、独立符号ィ匕部 131で符号化された各符号量、差分符号化部 132で符号化され た各組の符号量を計算する。これら符号量は小順配列部 104で小さい順、つまり信 号間相関が大きい順に配列される。逐次処理部 105は、その小さい符号量力 順に 対応する入力チャネル信号に対し、独立符号化か差分符号化を順次決定する。この 決定方法は、例えば図 4に示した方法のエネルギーの代りに符号量を用いて、同様 に決定すればよい。
[0060] このようにして符号ィ匕が決定された後の処理は、先に述べたと同様に行えばよ!、。 ただし、この場合は、既に各符号ィ匕が行われているから、前記各チャネル信号の符 号ィ匕に応じて、対応する信号符号 C及びその種別符号 Cと参照符号 Cをチャネル
S A R
符号として選択すればよい。つまり、図 14に示した処理手順のステップ S43の括弧 書で示すように、エネルギー計算を行うのではなく各チャネル信号、各差分信号を符 号化し、その符号をバッファに蓄える。ステップ S44で符号量に基づき、独立符号ィ匕 か差分符号化かを決定する。ステップ S52では、その決定に基づいて、バッファから 対応する信号符号 C及び種別符号 C又はこれと参照符号 Cを各入力チャネル信
S A R
号のチャネル符号として取り出し、ステップ S47に移る。
[0061] 実施例 2と同様に、先ず少くとも 1つの独立符号化する入力チャネル信号を決定す る場合は次のようにすればよい。例えば図 18中に破線及び括弧書で示すように、差 分符号化部 132は、差分信号生成部 113で生成された各差分信号を符号化し、そ の信号符号 C及び参照符号 Cを符号バッファ 134に蓄える。符号量計算部 135は
S R
、これら信号符号 C及び参照符号 Cの他の符号量を計算し、符号量バッファ 136に
S R
格納する。差分符号ィ匕決定部 118は、符号量バッファ 136に格納されている符号量 を用いて、先の差分エネルギーについて行ったと同様に最小の符号量となる対象チ ャネル信号とマスターチャネルのチャネル信号を決定する。その他の処理は実施例 2 と同じである。
[0062] 図 17に示した処理手順のステップ S24では、各差分信号が差分符号化され、その 符号量が計算され、その差分符号 (C及び C )がバッファに蓄えられる。ステップ S2
S R
5では、符号量の最小を与える対象チャネル及び参照信号を求める。ステップ S27で は、ステップ S25で決定された結果に基づき、対応チャネル信号の信号符号 C及び
S
参照符号 Cがチャネル符号としてバッファ 134から取り出されてステップ S28へ移る
R 図 17中の破線で示すステップ S29の処理では、参照信号ごとに最小エネルギーは なく最小符号量を求めて、その対象チャネル信号の差分符号化を決定すればょ ヽ。
[0063] 更に実施例 3のように、予め決めた複数の差分方法中の符号量が少なくなるものを 決定する場合にも本実施例を適用できる。この場合は、例えば図 19中に破線及び 括弧書で示すように、第 1〜第 3差分生成部 121 , 121 , 121でそれぞれ生成され た各差分信号は、それぞれ差分符号化部 132 , 132 , 132で差分符号化される。
1 2 3
これら各差分符号 (信号符号 C及び参照符号 C )の組は、符号バッファ 134 , 134
S R 1 2
, 134にそれぞれ格納される。符号量計算部 135 , 135 , 135は、各差分符号の
3 1 2 3
符号量を計算し、それぞれ符号量バッファ 136 , 136 , 136に格納する。符号量バ
1 2 3
ッファ 136， 136， 136の中で符号化が決定されていない対象チャネル信号の符
1 2 3
号量を最小とするマスターチャネルを、差分符号化決定部 118で決定する。各入力 チャネル信号に対する信号符号 C及び参照符号 Cは、符号バッファ 134 , 134 ,
S R 1 2
134内から選び出してチャネル符号として出力すればよい。その他の処理は前述と
3
同様である。
この場合も、符号ィ匕が決まった入力チャネル信号を参照信号とし、その参照信号ご とに符号ィ匕が決定されて 、な 、入力チャネル信号の符号化を決定するようにしてもよ い。
[一般化]
上述では、まず各入力チャネル信号の符号ィ匕を独立符号化とするか差分符号化と するかを決定し、その結果にしたがって各入力チャネル信号を符号ィ匕した。しかし、 独立符号化するか差分符号化する決定を行!、ながら、決定された入力チャネル信号 を符号化してもよい。
上記各実施例から理解されるように、例えば図 20に示すように、フレーム分割部 12 , · ··, 12 でフレーム分割された第 1, ···,第 Mチャネル信号は、フレーム区間ごとに
1 M
処理される。そのため、この発明では少くとも以下の構成をもつ。
(1)必要に応じて重み計算部 501aを含む、差分信号生成部 501、
(2)差分信号、独立符号化か差分符号化かが判別できる情報とマスターチャネル の番号が判別できる情報、独立エネルギー、差分エネルギー、符号量などが蓄えら れるバッファ 502、
(3)差分エネルギー、差分符号の符号量など複数チャネル信号間の相関と対応し た指標を計算する信号間相関指標計算部 503、
(4)チャネル信号又は差分信号を符号化する主信号符号化部 504、
(5)独立符号化か差分符号化かが判別できる情報とマスターチャネルの番号が判 別できる情報などを生成する符号生成部 505と、
(6)チャネル信号に対し 、ずれのチャネルをマスターチャネルとして差分符号ィ匕す る力、および必要に応じて独立符号ィ匕するかを決定する符号ィ匕決定処理部 506、
(7)各チャネル信号のチャネル符号を多チャネル符号として出力する出力部 507、
(8)バッファに対する読み書きや各部を順次動作させる制御部 508、
(9)必要に応じて、符号化決定処理部 506で決定された各チャネル信号の符号化 決定情報が記憶される決定情報記憶部 509が設けられる。
入力される多チャネル信号としては、図 1中の予測誤差生成部 16からの予測誤差 信号や線形予測分析部 13からの線形予測係数、 PARCORパラメータなどの補助 情報でもよい。
図 2、図 18、図 19にそれぞれ示した符号化装置、つまり各実施例の符号化装置、 また図 15に示した復号ィ匕装置はコンピュータにより機能させてもよい。その場合、各 装置は、対応する方法の各過程をコンピュータにより実行させるためのプログラムを、 コンピュータに、 CD-ROM,磁気ディスク、半導体記憶装置などの記録媒体からィ ンストールし、又は通信回線を介してダウンロードして、そのプログラムを実行させれ ばよい。

Claims

請求の範囲
[1] 各チャネルの入力信号 (以下、「チャネル信号」と!、う。）を複数のデジタルサンプル 値の列 (以下、「フレーム」という。 )に分割し、符号化する多チャネル信号符号化方法 であって、
符号化対象のチャネル信号を、独立に符号化 (以下、「独立符号化」という。）する 力 他のチャネル（以下、「マスターチャネル」という。）のチャネル信号との差分を用 いて符号化 (以下、「差分符号化」という。）するか、および差分符号ィ匕の場合にはマ スターチャネルの番号を決定する決定ステップと、
前記決定にしたがって、前記チャネル信号を符号ィ匕する符号化ステップと、 各チャネルの符号化が独立符号化か差分符号化かと、差分符号化のときにはマス ターチャネルの番号が判別できる符号ィ匕に関する情報 (以下、「符号化情報」という。
)、および前記符号化したチャネル信号を含む符号化列を生成する符号列生成ステ ップと、
を有する多チャネル信号符号化方法。
[2] 請求項 1記載の多チャネル信号符号化方法であって、
前記差分符号化がマスターチャネルとの重み付きの差分符号ィ匕であり、 差分符号ィ匕の場合にはマスターチャネルの重みも決定する前記決定ステップと、 差分符号ィ匕のときにはマスターチャネルに与える重みも判別できる符号ィ匕情報を 含む符号化列を生成する前記符号列生成ステップと、
を有する多チャネル信号符号化方法。
[3] 請求項 2記載の多チャネル信号符号化方法であって、
前記符号ィ匕情報の各チャネルの符号ィ匕が独立符号化か差分符号ィ匕かと、差分符 号ィ匕のときにはマスターチャネルの番号が判別できる情報として、独立符号ィ匕のチヤ ネルの場合は当該チャネルの番号を、差分符号化のチャネルの場合はマスターチヤ ネルの番号を用いること
を特徴とする多チャネル信号符号化方法。
[4] 請求項 2記載の多チャネル信号符号化方法であって、
前記差分符号化に、 1または複数のマスターチャネルのチャネル信号を用いること を特徴とする多チャネル信号符号化方法。
[5] 請求項 1記載の多チャネル信号符号化方法であって、
フレームごとに、符号化対象のチャネル信号を符号化した際の符号化量に対応す る指標 (以下、「独立指標」という。）と、他のチャネル信号との差分信号を符号化した 際の符号化量に対応する指標 (以下、「差分指標」という。）を求め、求めた前記独立 指標と前記差分指標から、前記符号化対象のチャネル信号を、独立符号化するか、 差分符号化するかを決定する前記決定ステップと、
を有する多チャネル信号符号化方法。
[6] 請求項 5記載の多チャネル信号符号化方法であって、
全てのチャネル信号の前記独立指標とチャネル信号間の前記差分指標を計算し、 指標が小さい順番で、指標に対応するチャネルの符号化が、独立符号化か差分符 号化かを決定する前記決定ステップ
を有する多チャネル信号符号化方法。
[7] 請求項 1記載の多チャネル信号符号化方法であって、
少なくとも 1つのチャネル信号を独立符号化と決定し、このチャネル信号以外の各 チャネル信号にっ 、てチャネル信号間の差分指標を計算し、前記差分指標が小さ い順に各チャネル信号に対する差分符号ィヒを決定する前記決定ステップ
を有する多チャネル信号符号化方法。
[8] 請求項 5から 7の 、ずれかに記載の多チャネル信号符号ィ匕方法であって、
前記決定ステップの前記独立指標と前記差分指標とは信号のエネルギーであるこ と
を特徴とする多チャネル信号符号化方法。
[9] 請求項 5記載の多チャネル信号符号化方法であって、
前記決定ステップの前記独立指標と前記差分指標とは信号を符号化して得られた 符号量であること
を特徴とする多チャネル信号符号化方法。
[10] 請求項 5記載の多チャネル信号符号化方法であって、
前記決定ステップが、 R個 (Rは 1以上の整数)のチャネル信号の符号ィ匕を独立符号化と決定する第 1過 程と、
符号化が決定されて 、ない 1つのチャネル信号と前記 R個のチャネル信号それぞ れとの差分信号を生成する第 2過程と、
前記差分信号から前記差分指標を計算する第 3過程と、
前記 R個のチャネル中で前記差分指標が最小となるチャネルを、前記符号ィ匕が決 定されて ヽな 、チャネルのマスターチャネルと決定する第 4過程と、
独立符号ィ匕と決定された R個のチャネル以外の全てのチャネル信号に対するマス ターチャネルの決定が終了するまで上記第 2〜第 4過程を繰り返す第 5過程とからな る
ことを特徴とする多チャネル信号符号化方法。
[11] 請求項 2または 3記載の多チャネル信号符号ィ匕方法であって、
差分符号化と決定されたチャネル信号に対し、前記重み付き差分符号化を行った 符号量と独立符号化を行った符号量とを求め、前記独立符号化の符号量が、前記 差分符号ィ匕の符号量より少なければ、そのチャネル信号を独立符号化とする前記決 定ステップ
を有する多チャネル信号符号化方法。
[12] 請求項 2または 3記載の多チャネル信号符号ィ匕方法であって、
前記符号化ステップでは、
差分符号化と決定されたチャネル信号の符号化を、マスターチャネルの時間位置 が異なる複数のサンプル値列と、サンプル値列ごとの重み係数を用いて差分符号ィ匕 を行う
ことを特徴とする多チャネル信号符号化方法。
[13] 請求項 6記載の多チャネル信号符号化方法であって、
前記指標はエネルギーであり、前記決定ステップが、
エネノレギ一の/ jヽさ!ヽ j噴に、
エネルギーがチャネル信号自体のものであり、そのチャネル信号の符号化が決定 されてなければ独立符号化と決定し、 エネルギーが差分信号の場合であって、対応する 2つのチャネルの一方の符号ィ匕 が決定されているときは、他方のチャネル信号の符号化を、符号化が決定されている チャネルをマスターチャネルとする差分符号化と決定し、
エネルギーが差分信号の場合であって、対応する 2つのチャネル信号が共に符号 化決定されて!ヽな 、ときは、一方のチャネル信号の符号化を独立符号化と決定し、 他方のチャネル信号の符号ィ匕を、独立符号化と決定されたチャネルをマスターチヤ ネルとする差分符号化と決定する
ことを特徴とする多チャネル信号符号化方法。
[14] 入力された多チャネル符号から、各チャネルの符号ィ匕が独立符号ィ匕か差分符号ィ匕 かと、差分符号ィ匕のときにはマスターチャネルの番号を判別するための符号ィ匕情報、 または各チャネル信号の符号データを取得する情報取得ステップと、
チャネル信号ごとの符号データを復号化して復号化信号を得るステップと、 チャネル信号の符号ィ匕が独立符号ィ匕であれば、復号化信号を当該チャネルの再 生チャネル信号とし、チャネル信号の符号化が差分符号化であれば、復号化信号と 前記符号ィヒ情報が示すチャネル信号の再生チャネル信号との和を再生チャネル信 号とするチャネル信号再生ステップと、
を備える多チャネル信号復号ィ匕方法。
[15] 請求項 14記載の多チャネル信号復号化方法であって、
チャネル信号の符号ィ匕情報が当該チャネルの番号を示して ヽるときは、復号化信 号を当該チャネルの再生チャネル信号とし、チャネル信号の符号化情報が他のチヤ ネルの番号を示して 、るときは、復号ィ匕信号と前記符号ィ匕情報が示すチャネル信号 の再生チャネル信号との和を再生チャネル信号とするチャネル信号再生ステップと、 を備える多チャネル信号復号ィ匕方法。
[16] 請求項 14記載の多チャネル信号復号化方法であって、
入力された多チャネル符号から、差分符号ィ匕のときにはマスターチャネルの重みを 判別するための符号化情報も取得する前記情報取得ステップと、
チャネル信号の符号化が差分符号化の場合に、復号化信号と前記符号化情報が 示すチャネル信号の再生チャネル信号との重み付き加算の結果を再生チャネル信 号とする前記チャネル信号再生ステップと、
を備える多チャネル信号復号ィ匕方法。
[17] 請求項 16記載の多チャネル信号復号化方法であって、
チャネル信号の符号ィ匕情報が当該チャネルの番号を示して ヽるときは、復号化信 号を当該チャネルの再生チャネル信号とし、チャネル信号の符号化情報が他のチヤ ネルの番号を示して 、るときは、復号ィ匕信号と前記符号ィ匕情報が示すチャネル信号 の再生チャネル信号との重み付き加算の結果を再生チャネル信号とするチャネル信 号再生ステップと、
を備える多チャネル信号復号ィ匕方法。
[18] 請求項 16または 17記載の多チャネル信号復号ィ匕方法であって、
前記符号化情報は、差分符号化を示す場合には、マスターチャネルの時間位置が 異なる複数のサンプル値列の番号と、サンプル値ごとの重みの係数とを含み、 前記チャネル信号再生ステップでは、チャネル信号の符号化が差分符号化の場合 に、前記複数のサンプル値列を含んだ重み付き加算によって、当該チャネルの再生 チャネル信号を求める
ことを特徴とする多チャネル信号復号化方法。
[19] 各チャネルの入力信号 (以下、「チャネル信号」と!、う。）を複数のデジタルサンプル 値の列（以下、「フレーム」という。）に分割し、フレームごとにチャネル信号自体で符 号ィ匕した独立符号ィ匕符号と、他のチャネル (以下、「マスターチャネル」という。）のチ ャネル信号との差分信号を符号化した差分符号化符号とを出力する多チャネル信号 符号化装置であって、
チャネル信号とマスターチャネルのチャネル信号との差分信号を生成する差分信 号生成部と、
前記生成された差分信号が入力され、チャネル信号間の相関を表わす指標を計算 する信号間指標計算部と、
前記指標が入力され、チャネルごとに、独立符号化か差分符号化か、差分符号ィ匕 のときはマスターチャネルを決定する符号ィ匕決定部と
を備えることを特徴とする多チャネル信号符号ィ匕装置。
[20] 請求項 19記載の多チャネル信号符号化装置であって、
前記差分符号化が、マスターチャネルのチャネル信号との重み付き差分符号ィ匕で あり、
差分符号ィ匕のときはマスターチャネルの重みも決定する前記符号ィ匕決定部 を備えることを特徴とする多チャネル信号符号ィ匕装置。
[21] 請求項 20記載の多チャネル信号符号化装置であって、
差分符号化と決定されたチャネル信号の符号化を、マスターチャネルの時間位置 が異なる複数のサンプル値列と、サンプル値ごとの重み係数を用いて差分符号ィ匕を 行う前記差分信号生成部
を備えることを特徴とする多チャネル信号符号ィ匕装置。
[22] 入力された多チャネル符号から、各チャネルの符号ィ匕が独立符号ィ匕か差分符号ィ匕 かと、差分符号ィ匕のときにはマスターチャネルの番号を判別するための符号ィ匕情報、 または各チャネル信号の符号データを取得してチャネル信号を出力する多チャネル 信号復号化装置であって、
チャネル符号中の信号符号を伸張復号ィ匕する信号復号ィ匕部と、
独立符号化と判定されたチャネル符号に対する伸張復号ィ匕した信号を再生チヤネ ル信号とし、差分符号化と判定されたチャネル符号に対し上記伸張復号化された信 号と、マスターチャネルの再生チャネル信号との加算信号を再生チャネル信号として 出力する再生処理部と
を備える多チャネル信号復号化装置。
[23] 請求項 22記載の多チャネル信号復号化装置であって、
差分符号化と判定されたチャネル符号に対し上記伸張復号化された信号と、マスタ 一チャネルの再生チャネル信号との重み付き加算信号を再生チャネル信号として出 力する前記再生処理部
を備える多チャネル信号復号化装置。
[24] 請求項 23記載の多チャネル信号復号化装置であって、
差分符号化と判定されたチャネル符号に対し上記伸張復号化された信号と、マスタ 一チャネルの時間位置が異なる複数のサンプル値列との重み付き加算信号を再生 チャネル信号として出力する前記再生処理部
を備える多チャネル信号復号化装置。
請求項 19から 24のいずれかに記載の装置をコンピュータにより実現するプログラム 請求項 25記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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