WO2006019117A1 - 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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WO2006019117A1
WO2006019117A1 PCT/JP2005/015015 JP2005015015W WO2006019117A1 WO 2006019117 A1 WO2006019117 A1 WO 2006019117A1 JP 2005015015 W JP2005015015 W JP 2005015015W WO 2006019117 A1 WO2006019117 A1 WO 2006019117A1
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WO
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channel
signal
encoding
code
decoded
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PCT/JP2005/015015
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takehiro Moriya
Noboru Harada
Yutaka Kamamoto
Takuya Nishimoto
Shigeki Sagayama
Original Assignee
Nippon Telegraph And Telephone Corporation
The University Of Tokyo
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Publication date
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    • 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

  • FIG. 1A the time-series digital signal from the input terminal 11 is divided by the frame dividing unit 12 into short time intervals (called frames) every predetermined number of samples such as 1024, for example.
  • the digital signal is subjected to linear prediction analysis by the linear prediction analysis unit 13 for each frame, and a prediction coefficient is calculated.
  • This prediction coefficient is usually quantized by the quantization unit 13a in the linear prediction analysis unit 13.
  • the linear prediction unit 14 receives the quantized prediction coefficient and the digital signal of the frame as input, and performs linear prediction on the digital signal in the time direction to obtain a prediction value for each sample.
  • This linear prediction is an autoregressive forward prediction.
  • This prediction value is subtracted from the corresponding sample data of the input digital signal by the subtracting unit 15 to generate a prediction error signal.
  • the linear prediction unit 14 and the subtraction unit 15 constitute a prediction error generation unit 16.
  • Prediction error generating unit 16 prediction error signals are generated by a compression code unit 17 using a Huffman code signal. And entropy coding such as arithmetic coding are performed and output as an error code.
  • the quantized prediction coefficient from the linear 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. This prediction coefficient may be output while being scalar quantized.
  • the input compressed code is decoded by the decompression decoding unit 21 by a decoding method corresponding to the encoding method of the compression encoding unit 17 to generate a prediction error signal.
  • the input coefficient code is decoded by the coefficient decoding unit 22 by a decoding method corresponding to the encoding method of the coefficient code encoding unit 18 to generate a prediction coefficient.
  • the decoded prediction error signal and prediction coefficient are input to the prediction synthesis unit 23, from which the original digital signal is predicted and synthesized to reproduce the digital signal.
  • the frame synthesizing unit 24 sequentially connects the digital signals of the respective frames and outputs them from the output terminal 25.
  • the prediction synthesis unit 23 inputs the reproduced digital signal and the decoded prediction coefficient to the regression linear prediction unit 26 to generate a prediction value, and adds the prediction value and the decoded prediction error signal.
  • the digital signal is reproduced by adding in the unit 27.
  • the digital signal X (k) is input from the input terminals 11 and 11 through the predictive encoding units 31 and 3 respectively.
  • the difference signal d (k) is input to the prediction code key unit 31.
  • the two combinations of these three codes are selected from the two combinations that minimize the total code amount, and the first and second digital signals X (k) and X (k) are selected.
  • Linear prediction error signal vector E (e (0), e (1), ..., e (K- 1)), linear prediction error signal vector
  • the weight calculation unit 36a of the energy of the weighted differential signal (vector) D (d (0), d (l), ..., d (K— 1))
  • K is the number of samples of each signal in the frame.
  • the calculation for obtaining j8 can be performed as follows.
  • weight calculation unit 36a It is calculated by the weight calculation unit 36a, quantized by the coefficient quantization unit 36d, and the weight coefficient code q is output to the code length comparison unit 37.
  • the quantized weighting coefficient is dequantized by the coefficient dequantizing unit 36e, and the weighting factor (q) is applied to the linear prediction error signal e (k) by the multiplying unit 36b.
  • a weighted difference signal d (k) is generated.
  • the weighted differential signal d (k) is input to the entropy encoding unit 35.
  • Each encoded code from the entropy code key 35 and 35 is generated.
  • CS and CS are input to the code length comparison unit 37, and the encoded code with the smaller code amount is selected.
  • Is output The output from the code length comparison unit 37 and the output from the entropy code key unit 35 are also shown.
  • the unit 37 also encodes and adds the weight coefficient j8. In this way, compression can be performed more efficiently than the code i shown in FIG.
  • Non-Patent Document 1 "An Introduction to Super Audio CD and DVD-Audio", IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE JULY 2003, pp.71-82.
  • Non-Patent Document 2 M. Hans and R.W.Schafer, "Lossless Compression of Digital Audio", IEEE Signal Processing Magazine, vol.18, no.4, pp.21-32, 2001.
  • the first to sixth channel signal vectors X to X obtained by dividing the frame into first and
  • the 0th-order element d (0) of the difference signal vector between vectors X and X is x (0) — x (0
  • 1,2 becomes X (l) -x (1).
  • the difference signal vector has a large amplitude.
  • the pair of vectors X and X has a difference signal vector d with a small amplitude.
  • the pair of vector X and differential signal vector d may be encoded.
  • the first to sixth channel signals are reduced to two sets of stereo encoding, and the stereo code is considered to be based on the code method shown in FIG.
  • the force of one of the two vectors in each set is also weighted so that the energy obtained by subtracting the other multiplied by the weighting factor j8 (in this case,
  • j8 is determined, the weighted difference is the vector force of one of the other (reference signal).
  • the perpendicular to the vector of the other (reference signal) becomes the difference vector, and this perpendicular may be smaller than the one of the vectors. It is quite possible. So you should encode this perpendicular and the reference signal!
  • the prediction error signal vectors of the first to sixth channels are vector order K force 3 ⁇ 4 order vectors E to E, which are the same as the vectors X to X shown in FIG. 4A, respectively.
  • Figure 4B shows the vector Vectors E to E on the two-dimensional coordinate table with the zero-order element e (0) and the primary element e (l) as the orthogonal coordinate axes
  • the weight coefficient j8 is set to 0 or more.
  • Vector E of vector E is used as a reference signal
  • the weighted difference signal (vector) d is transformed into vector E and vector E as shown in Figure 4B.
  • the pair of vectors E and E is the opposite of the vector, and the weighted difference
  • this pair of vectors E and E is not a weighted difference vector.
  • the compression efficiency can be further increased than when generating.
  • the compression rate is reduced by the weighted differential signal as in the pair of vectors E and E.
  • channel signal is also referred to as a reference signal (hereinafter referred to as “parent” or “master”) for each channel of a multi-channel (two or more channels) signal in the stage encoding process.
  • master for each channel of a multi-channel (two or more channels) signal in the stage encoding process.
  • the weighting factor of the reference signal is zero (thus, the own channel is considered to be the parent).
  • the step encoding process is repeated at least once with respect to the weighted differential signal determined in the step encoding process, and the weighted difference signal corresponding to the final result is compressed and encoded, and each step encoding is performed. Encode the weighting coefficient of each channel in the process and output it.
  • the invention's effect [0013]
  • at least one of the multi-channel signal power weighted differential signals is generated, and further the weighted differential signals are generated again from the generated weighted differential signals. Repeated times. Therefore, the amplitude of the finally obtained weighted differential signal is reduced, and the compression rate is improved.
  • the weighted differential signal includes the case where the weighting factor is zero, that is, the case where the channel signal itself is used as the weighted differential signal.
  • the signal vector E force S and the difference signal d become the reference signal and become the weighted difference signal d, and the compression rate
  • the multi-channel signal encoded by the encoding method according to the present invention is encoded by adding the weighted addition-decoded waveform signal as a parent again. Can be decrypted.
  • FIG. 9A is a diagram showing various examples of auxiliary codes obtained by a single code decision process for six channels.
  • FIG. 9B is a diagram showing a second example expressing a single code y.
  • Figure 9C shows single coding The figure which shows the 3rd example which expresses.
  • ⁇ 11 A diagram showing examples of auxiliary codes obtained in each stage when the code ⁇ determination process is in three stages.
  • ⁇ 12 Another specific functional configuration example of a part of the difference generation unit 111 in FIG. Figure.
  • FIG. 13A is an explanatory diagram of a method in which the code search at step S2 in FIG. 6 targets all channels.
  • FIG. 13B is an explanatory diagram of a method for performing the code search in step S 2 in FIG. 6 by dividing all channels into two.
  • FIG. 13C is an explanatory diagram of a method for performing the code search at step S 2 in FIG. 6 by dividing all channels into four.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a specific processing procedure of step S36 in FIG.
  • FIG. 21A shows that the amount of compression is small when stereo coding is performed on two sets of multi-channel signals and when the repetitive coding shown in FIG. 5 is applied to the prediction error signal.
  • FIG. 21B is a diagram illustrating a functional configuration example of a decoding apparatus for the code encoded in FIG. 21A.
  • FIG. 23 is a diagram showing the results of the experiment shown in FIG.
  • Example 1 shows the encoding method of the present invention.
  • FIG. 5 shows an example of the functional configuration of the coding apparatus of the present invention, and
  • FIG. 6 shows an example of the processing procedure.
  • ⁇ channel signal '' Each input signal of the 1st to I-th channels of input terminals 11 to 11 (hereinafter referred to as ⁇ channel signal ''
  • the channel signal is generally a digital signal.
  • the first to I-th channel signals of each frame are individually encoded by the stage code section 100, or which channel is referred to as a reference signal (hereinafter referred to as “parent” or “master”).
  • a weighted difference code is set (step S2).
  • at least one is determined as single encoding.
  • single coding is to code a certain channel signal alone.
  • this single coding may be considered coding with the own channel signal as a parent, or weighted differential coding with a weighting factor of zero. Therefore, there may be a case where the weighted difference code ⁇ includes the single code ⁇ .
  • “at least one is determined to be a single encoding” means that at least one determines the weighting factor to 0.
  • each channel signal is individually encoded or weighted differential encoding, that is, a force that sets the weight coefficient of differential code ⁇ to 0, a value other than 0, and other channel signals
  • the decision as to whether or not to be the parent is based on the energy of the weighted differential signal so that the energy of the weighted differential signal of all channels is minimized, that is, the total amount of code when the code is input is minimized. Based on this, it is determined sequentially.
  • This sequential determination is performed, for example, by the stage code unit 100 having the functional configuration shown in FIG. 5 according to the processing procedure shown in FIG. 7A.
  • the first to I-channel signals X to X are input to the difference generator 111.
  • the difference generation unit 111 generates a weighted difference signal ⁇ (i, j) for all combinations of the two signals in these channel signals (step S21).
  • the signal ⁇ (i, j) represents a weighted differential signal whose parent is the signal X of the signal X.
  • the weighted differential signal ⁇ (i, j) may be simply referred to as the differential signal ⁇ (i, j) in the following description.
  • the weight determination unit 11la obtains the weight coefficient W (i, j) of the weighted difference signal ⁇ (i, j). This weight coefficient is obtained, for example, by the same calculation as that performed by the weight calculation unit 36a in FIG.
  • Each difference signal ⁇ (i, j) and its weight coefficient W (i, j) are stored in the difference memory 112.
  • the channel signal X of channel j is determined as single encoding (differential encoding with zero weighting factor) (step S25), and further its child channels
  • the channel signal X of i is determined to be differential encoding with the channel signal X as a parent (step S26).
  • step S24 determines whether the determination power of step S24 is “already determined”. If the determination power of step S24 is “already determined”, the process proceeds to step S26, and the channel signal X for the child channel i is determined to be differential encoding with the signal X of the channel j as a parent.
  • step S26 n is set to n + 1 (step S27), and the various determination units 118c determine whether encoding for all the channel signals X to X is determined (step S
  • step S29 is performed as shown in FIG. 8, for example.
  • ⁇ (i, j) II 2 is fetched from the minor difference order arrangement unit 11 7 by the fetch unit 118b, and the sign of the channel signal of the parent channel j is obtained.
  • the various determination units 118c determine whether the selection method is determined (step S29a). If the determination in step S29a is Yes, the channel signal of channel i is determined as a differential code ⁇ whose parent is the channel signal of channel j (step S29b). Furthermore, m is initialized to 0 (step S29c). Various determination units 118c determine whether encoding has been determined for all channel signals X to X. If not determined, the process returns to step S29a, and if determined, the process of step S29 is terminated (step S29d).
  • step S29a If the determination in step S29a is No, m is set to m + 1 (step S29e). Next, the nth smallest added energy L (i, j) and the mth smallest difference energy II ⁇ (i, j) II 2 are obtained from the single minor order arrangement unit 116 and the difference minor order arrangement unit 117 by the acquisition unit 118b, respectively. Comparing 118d compares whether L (i, is greater than II ⁇ (i, j) II 2 (step S29f).
  • step S29 is terminated and the process proceeds to step S30 in Fig. 7A.
  • channel signal E is differential signal d with channel signal E as a parent, the compression ratio is improved.
  • step S30 the various determination units 118c perform all channel signals X to X. Determine whether all encodings for X have been determined.
  • step S24 if all are determined, the process of step S2 ends.
  • the parameters n and m are updated and initialized, and each (i, j) and L (i, j), II from each of the small-order arrangement units 116 and 117 by the capturing unit 118b is used.
  • Incorporation of ⁇ (i, j) II 2 , various determinations by the various determination units 118 c, comparison by the comparison unit 118 d, and the like are sequentially performed according to instructions of the sequential control unit 118 e.
  • step S2 in FIG. 7A can also be expressed as shown in FIG. 7B.
  • Step S201 in FIG. 7B corresponds to step S26 from step S21 in FIG. 7A to step S23 and the first step S24.
  • Step S202 corresponds to the iterative process (step S24 to step S30) starting from the first step S27 force.
  • FIG. 7C shows the details of step S202, and it can be seen that it is the repetitive processing (step S24 to step S30) starting from step S27 in step S202 of FIG. 7A.
  • auxiliary code generation section 119 An example of this auxiliary code is shown in FIG. 9A.
  • the end flag F the flag F indicating whether the parent is the same as the previous frame
  • the lag F force represents the end of the auxiliary code CAi for that channel.
  • Parent is front frame
  • F power ⁇ is the same as the channel in the previous frame.
  • I is the same as the parent channel number j in the auxiliary code CAi of i.
  • the corresponding parent channel number j in the previous frame portion 121d in the auxiliary code memory 121 to be described later is compared with the parent channel number j in the current frame by the comparison unit 119a.
  • the parent channel number j is omitted and the weighting factor immediately follows.
  • the parent channel j represents the channel number of the parent channel signal of the difference code ⁇
  • the weight coefficient W (i, j) represents the weight coefficient of the difference code ⁇ . Note that the flag F indicating whether the parent is the same as the previous frame may be omitted.
  • FIGS. 9A, 9B, and 9C show examples of auxiliary codes.
  • auxiliary code CA generated in this way is stored in the auxiliary code memory 121.
  • the previous frame portion 121d in the auxiliary code memory 121 at least the parent channel number j in the auxiliary code of the previous frame is stored for each channel number.
  • the code y for each channel signal (hereinafter sometimes simply referred to as channel) is determined, and the auxiliary code CA is generated.
  • the signal of the channel determined to be the single encoding is used as the input signal of the channel of the stage code input unit 100 as it is, and the channel determined to be differential encoding is used as it is.
  • the difference signal ⁇ (i, j) is input to the stage code key unit 100 as the input signal of the channel.
  • the determination of the code level for the input signal of each channel and the generation of the auxiliary code are similarly performed at least once.
  • step S3 the repetition control unit 41 checks whether or not the coding determination process for each channel has been completed (step S3).
  • the method is to end when the encoding determination process is repeated a predetermined number of times. Even if the encoding determination process is repeated, there is a decrease in the energy of the entire differential signal. There is a method to end when the value falls below a predetermined value.
  • the sign key determination process is completed in step S3 and it is determined that V is ⁇
  • the input channel signal determined as single coding is input again as it is.
  • the differential signal ⁇ (i, j) is regarded as the input channel signal of the i-th channel, and the above-described auxiliary code CA is generated. Return to step S2 (step S4).
  • the repetitive control unit 41 performs selection of the input channel signal X by the selection unit 42 and input to the step code key unit 100.
  • the total difference signal ⁇ (i, j) generated is transferred to the memory unit 112a in the difference memory 112 for the first time (first stage) and to the second time (second stage).
  • the third time (third stage) is sequentially stored in the memory unit 112b and so on in the memory unit 112c.
  • the auxiliary code CA generated for each encoding determination process is stored in the memory unit 12 la in the auxiliary code memory 121 for the first time, in the memory unit 121b for the second time, in the memory unit 121c for the third time, and so on. Stored sequentially
  • the synthesizer 44 includes a waveform encoder 43 to 43, and a waveform code CS1 to CSI and an auxiliary code unit 45.
  • auxiliary codes CA1 to CAI are combined to output a multi-channel code (step S6).
  • FIG. 10A shows an example of a multi-channel code.
  • the auxiliary codes CA1 to CAI of the first to I-th channels are sequentially arranged, and thereafter the waveform codes CS1 to CSI of the first to I-th channels are sequentially arranged.
  • the auxiliary code CAi of the i-th channel is processed as the first code CAi as the auxiliary code generated in the first process (first stage code determination), as the second process (second stage).
  • the auxiliary code generated in the second order coding decision) is the second code CAi, and the third process (third
  • Step S2 in this process is similar to Figure 7A described above.
  • Fig. 7B shows a detailed example including the specific contents of the auxiliary code CAi.
  • the numerical value stored in the weighting factor W (i, j) (C) is a code C indicating the weighting factor. 1st to 6th channel w w
  • the auxiliary codes CA1 to CA6 are sequentially arranged in parallel. In the example shown in FIG. 10A, these CA1 to CA6 are arranged in series.
  • First sign CAi is the fifth channel
  • the channel is the parent channel number j and the weighting factor W (i, j) is a finite value and is differential coding
  • the sixth channel has the parent channel 6 and is therefore determined to be a single coding that is different from the differential coding.
  • the auxiliary code is not completed.
  • “0” is stored as the weight coefficient code.
  • the weight coefficient code is not necessary, so that the weight coefficient code may not be included.
  • the second code CAi the first, second, and fourth channels are different.
  • the weighted differential signals ⁇ (1, 3), ⁇ (2, 5), and ⁇ (4, 1) of the first, second, and fourth channels obtained by the first encoding determination process are This shows that it was decided that the difference code would be entered again.
  • the parent of the first channel ⁇ (1, 3) is the third channel, which is the differential signal ⁇ (3, 5).
  • the end flag F of the third channel is 1.
  • Channel 6 is the source from input terminal 11.
  • the 6th channel signal X is set to the 4th channel as the parent by the second code decision process, and the weight coefficient
  • the second code determination process not only the difference signal ⁇ (i, j) but also the input channel signal determined to be single encoding is input as it is to the stage encoding unit 100, and this second encoding is performed.
  • the channel signal that has been previously determined as single encoding in the ⁇ determination process may be determined as differential encoding with the difference signal ⁇ (i, j) as a parent.
  • the fourth channel signal E is the first time of the sign key determination process.
  • differential encoding could not be performed, that is, it was impossible to compress. That is, the invention is solved In the conventional method described in the problem to be solved, the fourth channel was too powerful to compress. However, the recursive processing of the present invention makes the difference signal d a parent in the second encoding determination processing.
  • the difference signal obtained in the first coding decision is regarded as the input channel signal of the corresponding channel, and is input to the step code decision unit 100. Therefore, since the third channel is determined as single encoding by the second code decision, the difference signal ⁇ (3, 5) is input to the stage code input unit 100 as the input channel signal by the third code decision. Entered.
  • the repetition control unit 41 in FIG. 5 takes ⁇ (3, 5) from the memory unit 112 b of the difference memory 112 and inputs it to the stage code unit 100 through the selection unit 42.
  • the first channel is the differential code ⁇ .
  • the parent when the channel ⁇ ⁇ (4, 2) is differentially signed is the first channel differential signal ⁇ ⁇ (1, 3).
  • the auxiliary code key unit 45 in FIG. 5 extracts the stored contents in the auxiliary code memory 121, and the auxiliary code CA1 to CA6 shown in FIG. 11, that is, the number code arrangement of the auxiliary code CAi of each channel. Generate an array of columns CAi, CAi, CAi. At this time, the parent channel number j is
  • the weight determination unit 111a in the difference generation unit 111 in FIG. 5 is provided as shown in FIG.
  • the weighting factor j8 is in the range from —1.6 to 1.6, and an integer value obtained by multiplying each
  • 8 (q) quantized by 5 bits by 128 is weighting factor W j8 (q) X 128 This is the case.
  • the weight number q is represented by 5 bits and can be any of 0-31.
  • Auxiliary decoding keys 54 to 54 have auxiliary code C.
  • Each of A1 to CAI is decoded and the result is temporarily stored in the auxiliary code storage units 55 to 55.
  • Step S34 Note that steps S33 and S34 may be performed in either order or in parallel.
  • the waveform signal generated at each encoding determination stage on the encoding side and the waveform signal in the auxiliary code are decoded based on the auxiliary code. Decoding is performed while the final step of determining the sign key is sequentially returned.
  • the stage parameter p stored in the register 56a in the repetition control unit 56 that performs the iterative decoding process for each stage is set as P. (Step S35).
  • the selection units 212 and 213 also read out the waveform signals WAS1 to WASI from the waveform storage units 53 to 53 and input them to the repetition reproduction unit 200.
  • Weighted adders 211 to 211 are weights based on the auxiliary codes CA1 to CAI of stage p.
  • step S37 the determination unit 56b confirms whether p is 1 (step S37). That is, it is determined whether or not the reproduction for the code obtained in the first coding determination stage (processing) has been completed.
  • step S37 if p is not l, p is -1 (step S38), and the strong waveform signal not processed in this reproduction stage (process) becomes the input waveform signal of the corresponding channel as it is.
  • Weighted adder 211 to 211 power waveform signals are sequentially added to each frame.
  • auxiliary code CAi is added to the start order CAi, CAi, CAi of the sign key determination processing stage.
  • pth code is end flag F, same flag F as previous frame, parent channel number
  • step S57 If step S57 is No, step S58 is omitted.
  • step S59 m is set to m + 1 (step S59). Determine whether all the decoded flags F of all channels are 1 or not (Step S60).
  • Step S61 is Y
  • step S56 If es, return to step S56. If No, return to step S57. If it is determined in step S60 that all the decoded flags F of all channels are 1, the weighted adders 211 to 211
  • the DE 1 I output waveform signal is re-input as it is to the repeated playback section 200 as the first to I-th input waveform signals (step S62).
  • X ⁇ ⁇ (2, 5) of auxiliary code CA1 and ⁇ ⁇ ⁇ (4, 1) of CA4 are obtained by differential decoding.
  • steps S56 to S61 described above are reproduction processes for the differential decoded waveform signal.
  • Parent channel j is 2, and V, whose parent waveform signal has not been decoded in the process before step S56, is reproduced by the first reproduction process in this stage after step S56.
  • the parent channel j of the third code CA4 of the fourth channel is 1, and the first playback is performed.
  • step S57 it is determined whether or not the flag F force is the same as the previous frame (step S62).
  • step S63 the parent channel in the auxiliary code of the corresponding channel of the previous frame is used. If they are not the same, in step S64, the parent channel in the current auxiliary code is used, and the process proceeds to step S58.
  • And 213 select either the decoded waveform signal or the output waveform signal of the weighted addition unit as an input to each channel in accordance with an instruction from the repetition control unit 56.
  • the selection unit 212 inputs the selected waveform signal to the addition unit 211b in the weighted addition units 211 to 211, respectively.
  • Each coefficient is input to the corresponding multiplier 21 la.
  • the multiplication results of the multiplication units 21 la are input to the corresponding addition units 21 lb, and the addition results of the addition units 21 lb are used as output waveform signals of the weighted addition units 211 to 211.
  • the code C is not decoded, but is decoded by the weight decoding unit 211c in each weighted addition unit.
  • the repeat control unit 56 is provided with registers 56a and 56b for storing parameters p, i, and m used for performing the above-described processing, and various determination units 56c for performing determination at each determination step in FIG. 15 and FIG. It is done. Furthermore, although not shown in the figure, the F rating for each channel
  • a storage department is provided.
  • the repeat playback process is executed from the third encoding stage, that is, the fourth code CAi. Therefore,
  • the third code CAi will be performed.
  • the reproduction / decoding process is performed for each stage code / code. However, it is not possible to process what can be sequentially reproduced / decoded based on the auxiliary code in the other channel code / code. There is also a method of repeating the process of removing the thing and processing sequentially for the first I channel after the processing for the last I channel.
  • the decoding method of the present invention is characterized in that a waveform signal is reproduced by performing weighted addition of a certain differential waveform signal and another waveform signal. Then, the weighted addition of the weighted waveform signal and another differential waveform signal is performed to reproduce another waveform signal. Thus, the weighted addition is repeated. Therefore, the repair procedure of the decryption method of the present invention should include the procedure shown in FIG. That is, the multi-channel code key code is separated for each channel code (step S71), and at least one single code key code is decoded to generate a channel waveform signal (step S72).
  • the channel waveform signal is used as a parent to perform weighted addition with other waveform signals to generate a differential waveform signal or a channel waveform signal (step S73).
  • weighted addition is performed with another waveform signal to generate another channel waveform signal or a differential waveform signal (step S74).
  • the present invention can also be applied to a prediction error signal sequence or a prediction parameter sequence when linear prediction is performed for each channel, not just the signal sequence itself.
  • each auxiliary code is used alone.
  • one copy for example, the parent channel number
  • it may be shared. An example of this is shown in FIG.
  • Prediction error generators 16 to 16 each generate a prediction error signal. These are false
  • the numerical signal is input to the coefficient stage encoding unit 62.
  • the error stage encoding unit 61 and the coefficient stage encoding unit 62 have the same functional configuration as the stage encoding unit 100 shown and described in FIG.
  • the difference signal from the error stage encoding unit 61 and the prediction error signal determined as single encoding are input to the error waveform encoding unit 63.
  • the error waveform encoding unit 63 encodes each channel's prediction error signal or its difference signal.
  • a prediction coefficient signal determined to be a single encoding or a differential signal from the coefficient stage code unit 62 is input to the coefficient waveform code unit 64.
  • the coefficient waveform encoding unit 64 encodes the prediction coefficient signal of each channel or a difference signal thereof.
  • the comparison unit 65 compares the auxiliary code from the auxiliary code generation unit 61a in the error stage encoding unit 61 with the auxiliary code from the auxiliary code generation unit 62a in the coefficient stage code unit 62 and uses the same channel. Confirm that the parent channel number is the same. If they are the same, instead of the parent channel number of the corresponding channel of one (for example, the auxiliary code from the coefficient stage encoding unit 62), it simply indicates that it is the same as the corresponding one of the auxiliary code for the prediction error signal. Set the flag in the correction part 66.
  • the waveform code from the error waveform coding unit 63 and the corresponding auxiliary code are synthesized by the synthesis unit 67 to generate a multi-channel code ⁇ code of the prediction error signal.
  • the waveform code from the coefficient waveform code key unit 64 and the auxiliary code from the correction unit 66 are combined by the combining unit 68 to generate a multi-channel code key code of a prediction coefficient.
  • the error waveform encoding unit 63 and the coefficient waveform encoding unit 64 include waveform selection units 49 to 49 in FIG. Prediction parameters (predictor
  • the difference signal generated in the coding determination process is limited to a low-order signal or that the weighting coefficient j8 is not a constant but a higher order coefficient parameter.
  • each stereo code signal generation unit 71 generates a difference signal LR by using one of the two input signals as a stereo left signal L and the other as a right signal R. In addition, select the two signals with the least amount of code among these three signals. For example, select the two of the three signals with the smallest energy.
  • a prediction error signal is generated from each of the two signals from the encoding signal generation unit 71 and input to the multi-channel code unit 72 as multi-channel signals X to X in FIG.
  • many chiya are generated from each of the two signals from the encoding signal generation unit 71 and input to the multi-channel code unit 72 as multi-channel signals X to X in FIG.
  • the stage code part 100 shown in FIG. By processing in this way, the compression rate can be improved as compared with the case where the input multi-channel signal is directly encoded by the multi-channel code unit.
  • FIG. 20B shows a functional configuration on the decoding side.
  • 14 is provided inside the multi-channel decoding unit 73.
  • the multi-channel code is input to the multi-channel decoding unit 73.
  • Each reproduction channel signal from the repeated reproduction unit 200 in the multi-channel decoding unit 73 is supplied to the prediction synthesis units 23 to 23.
  • the amount of processing is increased in the following manner, but the compression rate can be increased.
  • the input selection unit 81 includes each channel from the input terminals 11 to 11.
  • the channel signals are input in pairs from the first channel to the stereo code signal generation unit 71 described with reference to FIG. 20A.
  • Prediction error generators 16 to 16 are for stereo codes
  • the signal generator 71 generates two signal force prediction error signals, respectively.
  • Compression encoder 17 to 17 represent each prediction error signal by a lossless compression code using, for example, an entropy code.
  • the multi-channel code is output to the synthesis unit 83 and a multi-channel code is output.
  • the input selection unit 81 also inputs the input channel signal to the prediction error generation units 82 to 82.
  • the prediction error signal is input to the multi-channel code key unit 72 as channel signals X to X.
  • the multi-channel code key unit 72 outputs a multi-channel code key code.
  • the output selection unit 84 selects and outputs the multi-channel encoded code from the synthesis unit 83 or the multi-channel code unit 72 according to the selection by the input selection unit 81.
  • Decoding for the multi-channel code is performed as shown in FIG. 21B, for example.
  • the input multi-channel code ⁇ code is separated into first to I-th channel codes by the channel separation unit 51.
  • the input switching unit 85 converts the separated first to I channel codes into the decompression decoding units 21 to 21 or the multi-channels.
  • the separation unit 74 inputs the separated first to I-th channel reproduction signals to the output switching unit 87.
  • the input switching unit 85 inputs the first to I-th channel codes to the multi-channel decoding unit 73 side, the multi-channel decoding unit 73 performs decoding.
  • the channel reproduction signal is predicted and synthesized and supplied to the output switching unit 87.
  • the output switching unit 87 outputs one of the first to I-th channel reproduction signals.
  • audio acoustic signal
  • microphone array signal (audio) 8 channels magnetoencephalograph signal
  • magnetoencephalogram signal after averaging
  • brain This is an experimental example in which the encoding method shown in Fig. 6 was applied to 192 channels of the magnetometer signal (after noise removal).
  • the word length (number of bits per sample), the number of samples per channel, and the sampling frequency for each channel signal are as shown in Figure 22.
  • Figure 23 shows the relative improvement rate of the amount of coding by.
  • the improvement rate is defined as (Vu – Vp) ZVuX 100 (%).
  • the white bar graph of FIG. 23 is based on the method shown in FIG. 2, and the hatched bar graph is based on the method of the present invention. From this, it can be understood that the present invention is remarkably superior to the method shown in FIG.
  • the encoding device and decoding device of the present invention can also be functioned by a computer.
  • a computer in order for a computer to function as the encoding device of the present invention, a CD-ROM, magnetic disk, semiconductor, etc., in which a program for causing the computer to execute each step of the method shown in FIG.
  • the program may be installed from a recording medium such as a storage medium or downloaded via a communication line, and the program is executed by a computer.

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Abstract

　本発明は、２つ以上の信号を対象とした重み付き差分符号化を、効率よく行うことを目的としている。各チャネルを単独符号化するか、重み付き差分符号化するかを、各チャネル信号と、重み付き差分信号との全体のエネルギーが小さくなるように決定し、その決定に基づき重み付き差分信号を生成し、かつその参照信号（親）と重みを補助符号として生成し、その差分信号を入力チャネル信号とみなして入力チャネル信号と共に前記符号化決定と、差分信号及び補助符号の生成を繰返し、その繰返しの最後の差分信号と単独符号化と決定された信号をそれぞれ圧縮符号化し、かつ各繰返し処理で生成された補助符号を符号化して出力する。

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全体信号、環境信号などの多チャネル信号を記録したり、 伝送したり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て情報 量を圧縮する符号化が多く検討されている。例えば、音響信号でない他の信号の 5 チャネルの符号ィ匕でも、ステレオ信号と同様に 2チャネルごとの対にして、それぞれス 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付き差分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や非特許文献 2に開示されている。
[0003] 従来の 1チャネルの予測符号化'復号化方法を、図 1を参照して説明する。符号ィ匕 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、例えば 1024などの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。ディジタル信号は、フレームごとに線形予測分析部 13で線形予測分析 されて、予測係数が計算される。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。
線形予測部 14は、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を 入力として、ディジタル信号に対して時間方向に線形予測して、サンプルごとの予測 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カゝら減算部 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 、る。
[0004] 予測誤差生成部 16力もの予測誤差信号は、圧縮符号ィ匕部 17でハフマン符号ィ匕 や算術符号化などのエントロピー符号化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によって符号化され、係数符号として出力される。この予 測係数は、スカラー量子化されたまま出力されることもある。
復号ィ匕側では図 1Bに示すように、入力された圧縮符号は、伸張復号化部 21で、 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されて予測誤差 信号が生成される。また入力された係数符号は、係数復号化部 22で、係数符号ィ匕 部 18の符号化方法と対応した復号化方法により復号化されて予測係数が生成され る。復号化された予測誤差信号と予測係数とが予測合成部 23に入力され、これらか ら原ディジタル信号が予測合成されてディジタル信号が再生される。フレーム合成部 24は、各フレームのディジタル信号を順次連結し、出力端子 25から出力する。予測 合成部 23では再生されたディジタル信号と、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。
[0005] 従来の多チャネル符号ィ匕を 2チャネルずつ組にしてステレオ信号の符号ィ匕に還元 する方法での、 1組のステレオ信号の符号ィ匕方法を、図 2を参照して説明する。フレ ーム分割され、同一フレーム内の第 1チャネルディジタル信号 X (k)及び第 2チャネル し
ディジタル信号 X (k)は、それぞれ入力端子 11及び 11より予測符号化部 31及び 3
R L R L
1 に入力される。また差回路 32は、これら両信号の差 d (k) =x (k)-x (k)を計算す
R L R
る。この差信号 d (k)は予測符号ィ匕部 31 に入力される。
D
予測符号化部 31 , 31及び 31 は、それぞれ例えば図 1Aに示した 1チャネルの
L R D
予測符号ィ匕装置と同様の構成である。予測符号化部 31 , 31及び 31 力もの符号
L R D
化符号 CS , CS及び CS は、符号長比較部 33に入力される。符号長比較部 33は
L R D
、これら 3つの符号ィ匕符号中の 2つの組み合せの中で、合計符号量が最小になる 2 つの符号化符号を選択し、第 1及び第 2ディジタル信号 X (k), X (k)に対する符号ィ匕 し R
符号として出力する。このようにしてディジタル信号のチャネル間相関を利用して、全 体として符号化符号量を小さくする。
[0006] 2つのチャネル信号間の相関を利用し、かつこれらチャネル信号間の重み付き差 分信号を生成して符号ィ匕することにより、圧縮効率を更に向上させる技術が提案され ている。この例を図 3に示す。予測誤差生成部 34及び 34は、ディジタル信号 X (k)
L R L
及び X (k)から、線形予測誤差信号 e (k)及び e (k)を生成する。これら線形予測誤差
R し R
信号 e (k)及び e (k)は、それぞれエントロピー符号ィ匕部 35及び 35に入力されると共
L R L R
に重み付き差分生成部 36に入力される。図 1Aと同様に、線形予測係数もそれぞれ 別途符号化されるが、図 3では線形予測誤差部分のみが表示されている。線形予測 誤差信号べ外ル E = (e (0), e (1), · ··, e (K- 1))に対し、線形予測誤差信号べタト
L L L L
ル Ε = (e (0), e (1), · ··, e (K_l))を参照信号とする場合、重み付き差分計算部 36
R R R R
の重み計算部 36aは、重み付き差分信号 (ベクトル) D= (d (0) , d (l) , · ··, d (K— 1 ) )のエネルギー
Figure imgf000005_0001
が最小になるように重み係数 j8を求める。 Kはフレーム内の各信号のサンプル数で ある。この j8を求める計算は次のように行うことができる。
β =Ε ΤΕ /Ε ΤΕ
R L R R
Ε ¾は内積であって次式により求める。
R し
E TE =∑ K_1e (k)e (k)
R L k=0 R し
E TE =∑ (k)2
R R k=0 R
重み計算部 36aで計算され、係数量子化部 36dで量子化され、重み係数符号 qが 符号長比較部 37へ出力される。また、量子化された重み係数は、係数逆量子化部 3 6eで逆量子化され、重み係数 (q)が乗算部 36bで線形予測誤差信号 e (k)に対し
R
て乗算される。この乗算結果が引差部 36cで線形予測誤差信号 e (k)カゝら引算されて し
重み付き差分信号 d (k)が生成される。この重み付き差分信号 d (k)は、エントロピー 符号化部 35 に入力される。エントロピー符号ィ匕部 35及び 35からの各符号化符号
D L D
CS及び CS は、符号長比較部 37に入力され、符号量が小さい方の符号化符号が
L D
出力される。また、符号長比較部 37からの出力とエントロピー符号ィ匕部 35からの出
R
力とが、ディジタル信号 X (k)及び X (k)に対する符号ィ匕出力となる。また、符号長比較 し R
部 37は、重み係数 j8も符号化して付加する。このようにすることにより図 2に示した符 号ィ匕より効率よく圧縮することができる。 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.
非特許文献 2 : M.Hans and R.W.Schafer, "Lossless Compression of Digital Audio", I EEE Signal Processing Magazine, vol.18, no.4, pp.21-32, 2001.
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 例えば、フレーム分割された第 1〜第 6のチャネル信号ベクトル X〜Xを、第 1及び
1 6
第 2チャネル信号ベクトル (X、 X )、第 3及び第 4チャネル信号ベクトル (X、 X )、第
1 2 3 4
5及び第 6チャネル信号ベクトル (X、 X )の 3組の 2チャネルずつのステレオ信号とし
5 6
て符号化する。各ベクトルの次数 Kが 2の場合、各信号ベクトル X〜Χ ベク
1 6 ί トル の 0次要素 χ (0)、 1次要素 χ (1)を直交座標軸とした 2次元座標表上に、図 4Αに示 すように表わされたとする。
ベクトル Xと Xの差分信号ベクトルの 0次要素 d (0)は x (0)— x (0
1 2 1,2 1 2 )、 1次要素 d (1)
1,2 は X (l)-x (1)となる。この場合差分信号ベクトルは大きな振幅となるから、 Xと Xを
1 2 1 2 そのまま符号ィ匕した方がよいことになる。同様にベクトル Xと Xの組も、そのまま符号
3 4
化した方がよい。ベクトル X及び Xの組は、その差分信号ベクトル d が小さな振幅と
5 6 5,6
なる。よってこの場合はベクトル Xと差分信号ベクトル d との組を符号化すればよい
5 5,6
。このように差分信号を生成して符号ィ匕しても、必ずしも圧縮率を高くすることはでき ない。
[0009] 一方、第 1〜第 6チャネル信号を 2組ずつのステレオの符号化に還元し、そのステレ ォの符号ィ匕を図 3に示した符号ィ匕法によることを考える。この場合は、各組の 2つの ベクトルの一方力も重み係数 j8 (図としての制約上、ここでは |8 >0として扱う。）を乗 算した他方を差し引いたエネルギーが最小になるように重み係数 j8を決定している ため、その重み付き差分はその一方のベクトル力 他方 (参照信号)のベクトルに対 して垂線を下した垂線が差分ベクトルとなりこの垂線は前記一方のベクトルより小さく なることが可成りある。よってこの垂線と参照信号を符号化すればよ!、。
[0010] 第 1〜第 6チャネルの予測誤差信号ベクトルを、ベクトル次数 K力 ¾次のベクトル E 〜Eとし、図 4Aに示したベクトル X〜Xとそれぞれ同一とする。図 4Bに、ベクトルの 0次要素 e (0)、 1次要素 e (l)を直交座標軸とした 2次元座標表上のベクトル E〜E
1 6 を示す。また、重み係数 j8を 0以上とする。ベクトル Eのベクトル Eを参照信号とした
1 2
重み付き差分信号 (ベクトル) d は、図 4Bに示すようにベクトル Eカゝらベクトル Eに
1,2 1 2 下した垂線となる。この重み付き差分ベクトル d は、ベクトル Eより小さくなる。同様
1,2 1
にベクトル Eと Eの重み付き差分ベクトル d はベクトル Eより小さくなる。しかしこの
5 6 5,6 5
場合も、ベクトル Eと Eの組はベクトルの方が逆であり、重み付き差分は返って大きく
3 4
なる。よってこのベクトル Eと Eの組は重み付き差分ベクトルではなぐベクトル Eと E
3 4 3 とをそのまま符号ィ匕すればよい。このように図 2に示した方法により単なる差分信号
4
を生成する場合より、重み付き差分信号を生成することにより、圧縮効率をより高くす ることができる。しかし、ベクトル Eと Eの組のように重み付き差分信号により圧縮率
3 4
を上げることができない組が存在する課題がある。
課題を解決するための手段
[0011] この発明の符号化方法では、段階符号化過程で、多チャネル (2以上のチャネル） 信号のチャネルごとに、どのチャネル信号を参照信号 (以下、「親」または「マスター」 ともいう。）として重み付き差分符号ィ匕するかを決定する。ただし、少なくとも 1つのチ ャネル信号は、参照信号の重み係数をゼロ（従って、自チャネルが親と考える。）とす る。この段階符号ィ匕過程で決定された重み付き差分信号に対し、前記段階符号化過 程を少なくとも 1回繰り返し、その最終結果と対応する重み付き差分信号をそれぞれ 圧縮符号化し、かつ各段階符号化過程の各チャネルの重み係数を符号化して出力 する。
[0012] この発明の復号化方法によれば、入力多チャネル符号ィ匕符号をチャネルごとに分 離し、各チャネル符号の補助符号に基づいて定まる参照信号 (以下、「親」または「マ スター」ともいう。）と重み係数を用いて、重み付き加算を行って、復号波形信号を生 成する。ただし、少なくとも 1つのチャネル符号は、その補助符号に基づいて自チヤ ネルを親と考え、当該チャネルの復号波形信号を、前記加算により得られた復号波 形信号として出力する。また、この発明の復号ィ匕方法では、前記の過程を少なくとも 1 回含む。
発明の効果 [0013] この発明の符号ィ匕方法によれば、多チャネル信号力 重み付き差分信号が生成さ れ、更にこれら生成された重み付き差分信号から再び重み付き差分信号が生成され ることが少なくとも 1回繰り返される。したがって、最終的に得られる重み付き差分信 号の振幅が小さくなり、圧縮率が向上する。特に重み付き差分信号としては重み係 数がゼロの場合、つまり当該チャネル信号自体を重み付き差分信号とする場合も含 むため、再び重み付き差分信号を生成する際に、例えば図 4B中に示すように、信号 ベクトル E力 S、差分信号 d を参照信号として重み付き差分信号 d となり、圧縮率
4 5,6 4,56
が向上する。
[0014] この発明の復号化方法によれば、加算復号された波形信号を、再び親として重み 付き加算することにより、この発明による符号化方法で符号化された多チャネル信号 符号ィ匕符号を復号することができる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]図 1 Aは従来の 1チャネルの予測符号ィ匕装置の機能構成を示す図。図 1Bは従 来の 1チャネルの予測符号ィ匕の復号ィ匕装置の機能構成を示す図。
[図 2]従来のステレオ信号符号ィ匕装置の機能構成を示す図。
[図 3]従来のステレオ信号符号ィヒ装置より考えられる符号ィヒ装置の機能構成を示す 図。
[図 4]図 4Aは差分符号ィ匕をべ外ルにより説明するための図。図 4Bは重み付き差分 符号ィ匕をベクトルにより説明するための図。
[図 5]この発明による符号ィ匕装置の機能構成例を示す図。
[図 6]この発明による符号ィ匕方法の処理手順の例を示す図。
[図 7A]図 6中のステップ S2の具体的処理手順の例を示す図。
[図 7B]図 7Aと同じ処理手順を異なるフローで示す図。
[図 7C]図 7Bで示した処理手順と図 7Aで示した処理手順とが対応することを示す図
[図 8]図 7A中のステップ S29の具体的処理手順の例を示す図。
[図 9]図 9Aは、 6チャネル分の 1回の符号ィヒ決定処理により得られる補助符号の各種 例を示す図。図 9Bは単独符号ィ匕を表現する第 2の例を示す図。図 9Cは単独符号化 を表現する第 3の例を示す図。
[図 10]図 10Aは多チャネル符号化符号の例を示す図。図 10Bは iチャネルの補助符 号の例を示す図。図 10Cは p回目符号の例を示す図。図 10Dは多チャネル符号ィ匕 符号の別の例を示す図。
圆 11]符号ィ匕決定処理が 3段階の場合の各段階に得られる補助符号の例を示す図 圆 12]図 5中の差分生成部 111の一部の他の具体的機能構成例を示す図。
[図 13]図 13Aは、図 6中のステップ S 2での符号ィ匕探索を、全チャネルを対象とする 方法の説明図。図 13Bは、図 6中のステップ S 2での符号ィ匕探索を、全チャネルを 2 分割して行う方法の説明図。図 13Cは、図 6中のステップ S 2での符号ィ匕探索を、全 チャネルを 4分割して行う方法の説明図。
圆 14]この発明による復号ィ匕装置の機能構成例を示す図。
圆 15]この発明による復号ィ匕方法の処理手順の例を示す図。
[図 16]図 15中のステップ S 34の具体的処理手順の例を示す図。
[図 17]図 15中のステップ S36の具体的処理手順の例を示す図。
圆 18]この発明による復号ィ匕方法の基本的な処理手順の例を示す図。
圆 19]多チャネル予測誤差信号とその各予測係数信号にこの発明を適用した符号 化装置の機能構成例を示す図。
[図 20]図 20Aは多チャネル信号を 2つずつ組としてステレオ符号ィ匕用信号とし、この 発明を適用した符号化装置の機能構成例を示す図。図 20Bは、図 20Aにより符号 化された符号の復号化装置の機能構成例を示す図。
[図 21]図 21 Aは多チャネル信号を 2つずつ組としてステレオ符号ィ匕する場合と、予測 誤差信号を図 5に示した繰返符号化を適用した場合との圧縮量が小さいと推定した 方の符号化を行う符号化装置の機能構成例を示す図。図 21Bは、図 21Aにより符号 化された符号の復号化装置の機能構成例を示す図。
圆 22]この発明の効果を確認するために行った実験の条件を示す図。
[図 23]図 22に示した実験の結果を示す図。
発明を実施するための最良の形態 [0016] 以下この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において対応 する部分には同一参照番号を付けて重複説明を省略する。
[実施例 1]
実施例 1では、本発明の符号化の方法を示す。図 5にこの発明の符号ィ匕装置の機 能構成例を、図 6にその処理手順の例をそれぞれ示す。
入力端子 11〜11力 の第 1〜第 Iチャネルの各入力信号 (以下、「チャネル信号」
1 I
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、 10
1 I
24サンプル、 8192サンプルなどの短時間区間（フレーム）ごとに分割される（ステツ プ Sl)。 Iは 2以上の整数である。チャネル信号は一般にディジタル信号とされている 。各フレームの第 1〜第 Iチャネル信号は、段階符号ィ匕部 100で各チャネル信号を単 独符号化とするか、どのチャネルを参照信号 (以下、「親」、または「マスター」というこ ともある。）とする重み付き差分符号ィ匕するかを決定する (ステップ S 2)。その際少なく とも 1つは単独符号化と決定する。ここで単独符号化とは、あるチャネル信号を、その チャネル信号単独で符号ィ匕することである。また、この単独符号化は、自チャネル信 号を親とする符号化と考えてもよいし、重み係数をゼロとする重み付き差分符号化と 考えてもよい。したがって、単独符号ィ匕を含めて重み付き差分符号ィ匕という場合もあ る。その場合、「少なくとも 1つは単独符号化と決定する」とは、少なくとも 1つは重み 係数を 0に決定するということになる。
[0017] 各チャネル信号を単独符号化するか、重み付き差分符号化するのかの決定、つま り差分符号ィ匕の重み係数を 0にする力、 0以外の値にし、かつ他のチャネル信号を親 とするかの決定は、全チャネルの重み付き差分信号のエネルギーが最小になるよう に、つまり符号ィ匕した時の符号量の全体が最小になるように、重み付き差分信号のェ ネルギーに基づ 、て逐次決定する。
この逐次決定は、例えば図 5に示す機能構成を有する段階符号ィ匕部 100で、図 7 Aに示す処理手順により行う。差分生成部 111に第 1〜第 Iチャネル信号 X〜Xが入
1 I 力される。差分生成部 111は、これらチャネル信号中の 2つの信号を組とする全ての 組み合せについて、重み付き差分信号 Δ (i, j)を生成する (ステップ S21)。信号 Δ (i , j)は、信号 Xの信号 Xを親とする重み付き差分信号を表わす。この発明では、差分 信号としては重み付き差分信号のみを用いるため、以下の説明では重み付き差分信 号 Δ (i, j)を単に差分信号 Δ (i, j)ということもある。差分生成部 111では、重み決定 部 11 laが重み付き差分信号 Δ (i, j)の重み係数 W (i, j)を求める。この重み係数は 、例えば図 3中の重み計算部 36aで行ったと同様な計算により求められる。各差分信 号 Δ (i, j)及びその重み係数 W (i, j)は、差分メモリ 112にー且格納される。
[0018] 単独エネルギー計算部 113は、第 1〜第 Iチャネル信号 X〜Xの各エネルギー
1 I II
X II 2をそれぞれ計算する。差分エネルギー計算部 114は、全ての重み付き差分信 号 Δ (i, j) (i≠j)のエネルギー II Δ (i, j) II 2を計算する。更にこの例では、加算部 11 5が、各差分エネルギー II Δ (i, j) II 2とその親チャネル信号のエネルギー II X II 2と を加算し、加算エネルギー L (i, j)を求める (ステップ S22)。つまり、 II Δ (i, j) II 2+ II X II 2 =L (i, j)である。加算エネルギー L (i, j)が単独小順配列部 116で小さい順 に配列され、差分エネルギー II Δ (i, j) II 2が差分小順配列部 117で小さい順に配 列される。これら配列にはそれぞれの (i, j)も付加して保持する。加算エネルギー L (i , j)の配列の順番を n (n= 0, 1 ,…；)とし、差分エネルギー II Δ (i, j) || 2の配列の順 番を m (m= 0, 1 , · ··)とする。また、逐次処理部 118内のレジスタ 118a内の順番パ ラメータ n, mをそれぞれ 0とする（ステップ S23)。取込部 118bは、加算エネルギー L (i, j)の n番目に小さいものと対応するチャネル番号 i (以下、親チャネルと区別し易い ように「子チャネル番号 i」と!、う。）と親チャネル番号 jを単独小順配列部 116から取り 込み、その親チャネル jのチャネル信号 Xに対する符号ィ匕が既に決定されている力否 かを各種判定部 1 18cで判定する（ステップ S24)。ステップ S24の判定で、チャネル j の符号化が決定されて!、なければ、チャネル jのチャネル信号 Xを単独符号化 (重み 係数ゼロの差分符号化）と決定し (ステップ S25)、更にその子チャネル iのチャネル 信号 Xを、チャネル信号 Xを親とする差分符号化と決定する (ステップ S26)。
[0019] ステップ S24の判定力 「既に決定されている」であれば、ステップ S26に移り、その 子チャネル iに対するチャネル信号 Xをそのチャネル jの信号 Xを親とする差分符号 化と決定する。ステップ S26の次に nを n+ 1とし (ステップ S27)、全チャネル信号 X 〜Xに対する符号化が決定されたかを、各種判定部 1 18cにより判定する (ステップ S
I
28)。全チャネルの符号ィ匕が決定されていなければ、既に符号化が決定されたチヤ ネル信号を親候補として差分符号化と決定するチャネル信号を求める (ステップ S29
) o
[0020] ステップ S29の処理は、例えば図 8に示すように行う。まず m番目の差分エネルギ 一 || Δ (i, j) II 2と対応する親チャネル番号 jを取込部 118bにより差分小順配列部 11 7から取り込み、その親チャネル jのチャネル信号の符号ィ匕方法が決定されて 、るか を各種判定部 118cで判定する（ステップ S29a)。ステップ S29aの判定が Yesならば 、そのチャネル iのチャネル信号を、そのチャネル jのチャネル信号を親とする差分符 号ィ匕と決定する (ステップ S29b)。更に mを 0に初期化する（ステップ S29c)。全チヤ ネル信号 X〜Xに対する符号化が決定されたかを、各種判定部 118cにより判定す る。決定されていなければステップ S29aに戻り、決定されていればステップ S29の処 理を終了する（ステップ S29d)。
[0021] ステップ S29aの判定が Noならば、 mを m+ 1とする（ステップ S29e)。次に n番目に 小さい加算エネルギー L (i, j)及び m番目に小さい差分エネルギー II Δ (i, j) II 2を 取り込み部 118bによりそれぞれ単独小順配列部 116及び差分小順配列部 117より それぞれ取り込み、 L (i, が II Δ (i, j) II 2より大きいかを比較部 118dで比較する（ ステップ S29f)。この結果 L (i, j) > II Δ (i, j) II 2でなければステップ S29aに戻り、 L (i, j) > II Δ (i, j) II 2であればステップ S29を終了として、図 7A中のステップ S30に 移る。この処理中のステップ S29cで mを 0に初期化しているので、このステップ S29 の処理により差分符号化と決定されたチャネル信号を、親チャネル信号とする差分 符号ィ匕の可能性が逐次調べられることになる。つまり従来の重み付き差分符号化で は、重み付き差分信号を親 (参照信号)とする符号は行われていないが、この発明で はそのようなことも行われる。したがって、従来よりも圧縮率を向上させることができる 。また、第 1〜第 Iチャネル信号を第 1チャネル力 順に 2つずつを組として符号ィ匕す る方法と、図 4Aと図 4Bに示した場合で比較すると、従来ならば、チャネル信号 Xは
2 単独符号化またはチャネル信号 Xを親とする差分符号化となるが、この発明では、 チャネル信号 Eはチャネル信号 Eを親とする差分信号 d となるため、圧縮率が向
2 3 2, 3
上する。
[0022] 図 7Aの説明に戻り、ステップ S30では、各種判定部 118cが、全チャネル信号 X〜 Xに対する符号化が全て決定されたかを判定し、決定されていないものがあればス
I
テツプ S24に戻り、全て決定された場合はステップ S2の処理を終了とする。図 5中の 逐次処理部 118では、パラメータ n, mの更新や初期設定、取込部 118bによる各小 順配列部 116及び 117からの各 (i, j)や L (i, j) , II Δ (i, j) II 2の取り込み、各種判 定部 118cにより各種判定、比較部 118dによる比較などを、逐次制御部 118eの指 示にしたがって順次行う。
[0023] なお、図 7Aのステップ S2の処理手順は、図 7Bのように表現することもできる。図 7 Bのステップ S201は、図 7Aのステップ S21からステップ S23および 1回目のステップ S24力らステップ S26にネ目当する。ステップ S202は、 1回目のステップ S27力ら始ま る繰り返し処理 (ステップ S24〜ステップ S30)に相当する。図 7Cは、ステップ S202 の詳細を示しており、ステップ S202力 図 7Aの 1回目のステップ S27から始まる繰り 返し処理 (ステップ S 24〜ステップ S30)であることが分かる。
[0024] 以上のように各チャネル信号に対し、符号化が決定され、この決定を示す各種情報 が図 5中の補助符号生成部 119で生成される。この補助符号の例を図 9 Aに示す。 第 1〜第 6チャネル信号 X〜Xに対するものであり、各チャネル番号 i (i= l, · ··, 6)
1 6
に対し補助符号 CAiとして終了フラグ F 、親が前フレームと同一かを示すフラグ F、
EN R
親チャネル番号 重み係数 W(i, j)、終了フラグ F が順に配列されている。終了フ
EN
ラグ F 力 は、そのチャネルに対する補助符号 CAiの終了を表わす。親が前フレー
EN
ムと同一かを示すフラグ F力^は親チャネル番号 前フレームにおける当該チヤネ
R
ル iの補助符号 CAi中の親チャネル番号 jと同一であることを表わす。後で述べる補助 符号メモリ 121内の前フレーム部 121d中の該当する親チャネル番号 jと、現フレーム の当該親チャネル番号 jとが比較部 119aで比較され、同一であれば F = 1とされ、次
R
の親チャネル番号 jは省略され、重み係数がすぐ続くことになる。親チャネル jは差分 符号ィ匕の親チャネル信号のチャネル番号を表わし、重み係数 W(i, j)は差分符号ィ匕 の重み係数を表わす。なお、親が前フレームと同一かを示すフラグ Fはなくてもよい
[0025] 図 9A、図 9B、および図 9Cに補助符号の例を示す。図 9Aの例では、第 1チャネル の補助符号 CA1は、左側の F =0であり、右側の情報があることを示している。した がって、差分信号 Δ (i, j)に対する重み係数 W(i, j)が差分メモリ 112から取り込まれ る。図 9Aの右側に補助符号が続き、 F =0で親チャネル番号 jが前フレームの第 1チ
R
ャネルに対する親チャネル番号と異なることが示されて 、る。 j = 2から親が第 2チヤネ ル信号、 W(l, 2)から重み係数が 13であることが分かる。次の F = 1で補助符号 C
EN
A1は終了する。第 3チャネルの補助符号 CA3は最初に終了フラグ F = 1であり、親
EN
チャネル番号 重み係数 W(i, j)がない。これは単独符号ィ匕であることを表わしてい る。先に述べたように単独符号化も重み付き差分符号化といえ、その場合は例えば 第 3チャネルの補助符号 CA3は図 9Bに示すようになる。つまり終了フラグ F =0、
EN
前フレームと同一フラグ F =0、親チャネル番号 j = 3、重み係数 W (3, 3) =0、終了
R
フラグ F = 1になる。また図 9Cに示すように親チャネル j = 3の次に終了フラグ F =
EN EN
1を配してもよい。
[0026] 図 5及び図 6の説明に戻る。このようにして生成された補助符号 CAは補助符号メモ リ 121に格納される。補助符号メモリ 121中の前フレーム部 121dには、前フレームの 補助符号中の少なくとも親チャネル番号 jがチャネル番号ごとに格納される。
この発明の符号ィヒでは、以上のように各チャネル信号に対する（以下では単にチヤ ネルに対するということもある)符号ィ匕が決定され、かつ補助符号 CAが生成される。 その後、単独符号化と決定されたチャネルの信号は段階符号ィ匕部 100の入力信号 力 そのまま段階符号ィ匕部 100のそのチャネルの入力信号とされ、差分符号化と決 定されたチャネルについてはその差分信号 Δ (i, j)がそのチャネルの入力信号とさ れて段階符号ィ匕部 100に入力される。更に段階符号ィ匕部 100で、各チャネルの入力 信号に対する符号ィヒの決定、補助符号の生成が同様に行われることが少なくとも 1 回繰り返される。
[0027] つまりステップ S2 (図 6)の次に、繰返制御部 41が、各チャネルに対する符号化決 定処理が終了したかを調べる (ステップ S3)。符号化決定処理の終了方法としては、 予め決めた回数だけ符号化決定処理が繰り返されたら終了とする方法、符号化決定 処理を繰り返しても、全体の差分信号のエネルギーの減少ある ヽは減少率が所定値 以下になると終了とする方法などがある。ステップ S3で符号ィ匕決定処理が終了して Vヽな ヽと判定されると、単独符号化と決定された入力チャネル信号はそのまま再び入 力チャネル信号とされ、差分符号化と決定されたチャネル信号はその差分信号 Δ (i , j)がその第 iチャネルの入力チャネル信号とみなされ、かつ前述した補助符号 CA の生成が行われてステップ S2に戻る（ステップ S4)。
[0028] 例えば図 5中に示すように、補助符号メモリ 121内の各チャネルの補助符号 CAiの 次の終了フラグ F 力 SOであれば、差分メモリ 112中の対応差分信号 Δ (i, j)を選択
EN
部 42で選択して段階符号ィ匕部 100に入力し、前記終了フラグ F 力 であれば対応
EN
入力チャネル信号 Xを選択部 42で選択して段階符号ィ匕部 100に入力することを繰 返制御部 41が行う。
この符号化決定処理を行うごとに、生成した全差分信号 Δ (i, j)が、 1回目（第 1段 階）は差分メモリ 112内のメモリ部 112aに、 2回目（第 2段階）はメモリ部 112bに、 3回 目（第 3段階）はメモリ部 112cにというように順次格納される。また同様に符号化決定 処理ごとに生成された補助符号 CAが、 1回目は補助符号メモリ 121内のメモリ部 12 laに、 2回目はメモリ部 121bに、 3回目はメモリ部 121cにというように順次格納される
[0029] ステップ S3での符号ィ匕決定処理が終了すると、波形選択部 49〜49は、最終の 符号ィヒ決定が単独符号ィヒであれば最終符号ィヒ決定の処理のときの入力チャネル信 号を、最終の符号化決定が差分符号化であれば最終符号化決定処理で生成した差 分信号を選択してチャネル対応の波形符号化部 43 (1= 1, 2, · ··, I)でエントロピー 符号ィ匕などの可逆圧縮符号ィ匕によって符号ィ匕する (ステップ S5)。合成部 44は、フレ ームごとに、波形符号化部 43〜43力もの波形符号 CS1〜CSIと補助符号ィ匕部 45
1 I
力ゝらの補助符号 CA1〜CAIとを合成して、多チャネル符号ィ匕符号を出力する (ステツ プ S6)。
[0030] 多チャネル符号ィ匕符号の例を図 10Aに示す。第 1〜第 Iチャネルの補助符号 CA1 〜CAIが順次配列され、その後、第 1〜第 Iチャネルの波形符号 CS1〜CSIが順次 配列される。第 iチャネルの補助符号 CAiは図 10Bに示すように 1回目処理 (第 1段階 符号ィ匕決定)で生成された補助符号が 1回目符号 CAiとして、 2回目の処理 (第 2段
1
階符号化決定)で生成された補助符号が 2回目符号 CAiとして、 3回目の処理 (第 3
2
段階符号化決定)で生成された補助符号が 3回目符号 CAiとして順次配列される。 各 p回目符号 CAi (p= l, 2, 3)は、それぞれ図 IOCに示すように終了フラグ F 、前 p EN フレームと同一フラグ F、親チャネル番号 jを表わす符号 C、重み係数 W(i, j)を表わ
R j
す符号 C が順次配列される。この処理におけるステップ S2は、前記で述べた図 7A
W
または図 7Bの方法とするのが最適である力 少なくとも 1つを単独符号化と決め、そ の他のチャネルは差分符号化とする方法であれば、どのような方法を用いてもょ ヽ。 図 11に補助符号 CAiの具体的内容を含めた詳細例を示す。ここで重み係数 W(i, j) (C )に格納されている数値は、重み係数を示す符号 Cである。第 1〜第 6チヤネ w w
ルの補助符号 CA1〜CA6を並列に順次配列して示してある。図 10Aに示した例で はこれら CA1〜CA6は直列に配列されることになる。 1回目符号 CAiは第 5チヤネ
1
ルのみが終了フラグ F 力^であり、第 5チャネルは単独符号ィ匕であり、第 1〜第 4チヤ
EN
ネルは親チャネル番号 j、重み係数 W(i, j)が有限値であり、差分符号化であり、第 6 チャネルは親チャネルが 6であり、従って差分符号化ではなぐ単独符号化と決定さ れたが、補助符号が終了してないものである。ここで、重み係数符号として「0」を格納 してあるが、単独符号ィ匕の場合は重み係数符号が不要なので、重み係数符号を含 めない構成としてもよい。 2回目符号 CAiでは、第 1、第 2、および第 4チャネルは差
2
分符号化である。つまり 1回目の符号化決定処理により得られた第 1、第 2及び第 4チ ャネルの各重み付き差分信号 Δ (1, 3)、 Δ (2, 5)、及び Δ (4, 1)を、再び差分符 号ィ匕すると決定されたことを示している。例えば第 1チャネル Δ (1, 3)の親は第 3チヤ ネルであり、これは差分信号 Δ (3, 5)である。第 3チャネルの終了フラグ F は 1なの
EN
で、 1回目の符号化決定処理により得られた第 3チャネルの差分信号 Δ (3, 5)を単 独符号化すると決定されたことを示している。第 6チャネルは、入力端子 11よりの原
6 第 6チャネル信号 Xが 2回目符号ィ匕決定処理により第 4チャネルを親とし、重み係数
6
力^の差分符号化と決定されている。つまり 2回目符号ィ匕決定処理では、段階符号化 部 100には差分信号 Δ (i, j)のみならず、単独符号化と決定されたその入力チヤネ ル信号もそのまま入力され、この 2回目符号ィ匕決定処理で、先に単独符号化と決定 されたチャネル信号が、差分信号 Δ (i, j)を親とする差分符号化と決定されることが ある。例えば図 4Bに示した例では、第 4チャネル信号 Eは符号ィ匕決定処理の 1回目
4
では差分符号化できず、つまり圧縮することができな力つた。すなわち、発明が解決 しょうとする課題で説明した従来の方法では、第 4チャネルは圧縮できな力つた。しか し、本発明の再帰的処理により、符号化決定処理の 2回目で、差分信号 d を親とす
5, 6 る差分符号化と決定でき、圧縮率をさらに改善できる。
[0032] なお 2回目符号ィ匕決定では、 1回目符号化決定で得られた差分信号が対応チヤネ ルの入力チャネル信号とみなされて、段階符号ィ匕部 100に入力される。従って第 3チ ャネルは 2回目符号ィ匕決定で単独符号化と決定されているから 3回目符号ィ匕決定で は差分信号 Δ (3, 5)が入力チャネル信号として段階符号ィ匕部 100に入力される。こ の場合は、図 5の繰返制御部 41は差分メモリ 112のメモリ部 112b内から Δ (3, 5)を 取り出して選択部 42を通じて段階符号ィ匕部 100に入力する。
3回目符号 CAiでは、第 1チャネルは差分符号ィ匕である。第 1チャネル Δ Δ (1, 3)
3
を差分符号化した際の親は、 2回目符号化決定処理で得られた第 2チャネルの差分 信号 Δ Δ (2, 5)である。第 2及び第 6チャネルは終了フラグ F 力^である。第 4チヤ
EN
ネル Δ Δ (4, 2)を差分符号ィ匕した際の親は、第 1チャネルの差分信号 Δ Δ (1, 3) である。この例は、符号ィ匕決定処理が 3回で終了となった場合であり、最終的に終了 フラグ F 力^となっていない第 1及び第 4チャネルに対し、それぞれ終了フラグ F =
EN EN
1が付加されている。
[0033] 図 5中の補助符号ィ匕部 45が、補助符号メモリ 121内の記憶内容を取り出して、図 1 1に示した補助符号 CA1〜CA6、つまり各チャネルの補助符号 CAiの番号符号配 列 CAi , CAi , CAiの配列を生成する。この際、親チャネル番号 jは番号符号 Cに
1 2 3 j 符号化され、重み係数 W(i, j)は重み符号 C に符号化される。第 6チャネルは、 1回
W
目の符号ィ匕決定処理で終了フラグ F は 1となる力 図 11中に示すように終了フラグ
EN
F = 1中の最後のものを残し、その前の符号ィ匕決定段階で付けられた F = 1は F
EN EN EN
=0に変換することを補助符号ィ匕部 45で行う。なお、補助符号メモリ 121に符号ィ匕決 定段階ごとの補助符号を格納する際に、番号符号 C、重み符号 C として格納してお j W
いてもよい。またチャネル番号 i, jは、一段に 2進数表示することができる力 その 2進 数をそのまま番号符号 Cとしてもよい。
[0034] 合成部 44から出力する多チャネル符号ィ匕符号は、図 10Dに示すように、第 iチヤネ ルの補助符号 CAiと波形符号 CSiとを組にして（CAI, CS1) ,〜， （CAI, CSI)の 順に配列してもよい。また、符号ィ匕決定処理の繰り返しは 1回だけでもよぐ 3回以上 でもよい。更に前フレームと同一フラグ F (前フレームの親と同じ親であることを示す
R
フラグ）は省略してもよい。重み付き差分信号の重み係数 W(i, j)を求めるには、前述 した計算によることなぐ次のようにしてもよい。図 5中の差分生成部 111内の重み決 定部 111aとして図 12に示すものを設ける。重み番号 q (q = 0, 1,…；)ごとの重み係 数 Wが格納されている重みメモリ 45が設けられる。この例では重み係数 j8が— 1. 6 〜1. 6までの範囲で、 5ビットで量子化した各 |8 (q)を 128倍した整数値を重み係数 W = j8 (q) X 128とした場合である。重み番号 qは 5ビットで表わされ、 0番〜 31番の いずれかとなる。
[0035] 各チャネル信号、例えば第 iチャネル信号 Xの差分信号 Δ (i, j)を求める場合、差 分計算部 46で、第 iチャネル以外のチャネル信号 (親チャネル信号) Xと各重み係数 Wとの積を第 iチャネル信号 X力も引算する。最小選択部 47は、差分計算部 46で計 q
算された 32個の引算結果中の最小の値を選択し、その選択された値が差分信号 Δ (i, として、その最小値が得られた重み係数 Wが重み係数 W(i, j)として出力され る。
符号ィ匕決定処理は前述したように、多チャネル符号ィ匕符号の符号量がなるべく小 さくなるように、全ての組み合せを調べた。前記例では、段階符号ィ匕部 100での各段 階の符号ィ匕決定処理ごとに、全ての組み合せから、出力中の補助符号を除く信号の エネルギーの総和が小さくなるように、単独符号ィ匕チャネル及び差分符号ィ匕のチヤ ネルの組み合せを逐次決定した。しかし、このように全ての組み合せを調べると、チヤ ネル数 Iが多くなると、処理量が著しく大になり、処理時間が著しく長くなる。
[0036] つまり前記の逐次処理は、図 13Aに示すように横軸及び縦軸にそれぞれチャネル 番号 1〜1を配列し、この 2次元領域の各座標点が示すチャネルの組み合せにつ 、て 逐次調べる (探索する)ことになる。
前記 2次元領域を複数に分割し、その分割により生じた複数の分割領域の一部の みで符号化決定処理の逐次探索を行うようにしてもょ 、。例えば図 13Bに示すように 、前記 2次元領域中のハッチングを付けた領域、つまり横軸上の 1〜IZ2と縦軸上の IZ2+ 1〜1で決る分割領域と横軸上の IZ2+ 1〜1と縦軸上の 1〜IZ2で決る分割 領域のみを探索する。あるいは図 13Cに示すように前記 2次元領域を縦及び横でそ れぞれ 4分の 1に等分割し、 16個の分割領域中の、前記 2次元領域における対角線 上の 4つの分割領域のみを探索するようにしてもょ 、。
[0037] このようにすれば圧縮ィ匕するための性能はわず力低下する力 処理量がチャネル 数の増加により爆発的に増加するのを防止することができる。分割による性能の低下 をなるベく小さくするために例えば次のようにすればよ！、。あら力じめ全チャネル信号 のその類似性 (信号間距離）に基づきクラスタリングなどによって分類し、近いチヤネ ル信号同士がなるべく同じ分割領域に入るようにチャネルを並べ替えるとよ 、。
[実施例 2]
実施例 2では、本発明の復号化の方法を示す。図 14に復号化装置の機能構成例 を、図 15に処理手順の例を示す。入力端子 21から例えば図 10Aに示した多チヤネ ル符号化符号がチャネル分離部 51に入力される。チャネル分離部 51は、各チヤネ ルの波形符号 CS1〜CSIと補助符号 CA1〜CAIを分離して、波形符号 CS1〜CSI を波形復号化部 52 〜52へ出力し、補助符号 CA1〜CAIを補助復号ィ匕部 54 〜5 4へ出力する (ステップ S32)。波形復号化部 52 〜52は、図 5中の波形符号化部 4
I 1 I
3 〜43の可逆圧縮符号化方法と対応する可逆伸張復号化方法により、波形符号 C
1 I
S1〜CSIをそれぞれ復号ィ匕して波形信号 WAS1〜WASIを生成し、波形記憶部 53 〜53に一時記憶する (ステップ S33)。また補助復号ィ匕部 54 〜54は、補助符号 C
I I I I
A1〜CAIをそれぞれ復号して結果を補助符号記憶部 55 〜55に一時記憶する (ス
1 I
テツプ S34)。なおステップ S33と S34の順はいずれを先に行ってもよいし、並行して 行ってもよい。
[0038] この実施例では、符号化側の各符号化決定段階で生成された波形信号及び補助 符号中の波形信号を、その補助符号に基づき復号する。復号は、最終回の符号ィ匕 決定段階力も順次前にもどりながら行う。また最終回の符号化決定段階が符号化決 定処理の P回目である場合、段階ごとの繰り返し復号の処理を行う繰返制御部 56内 のレジスタ 56aに格納される段階パラメータ pを、 Pとする (ステップ S35)。繰返制御 部 56からの指示に従って、選択部 212と 213は、波形信号 WAS1〜WASIを各波 形記憶部 53 〜53力も読み出し、繰返再生部 200に入力する。繰返再生部 200内 の重み付き加算部 211〜211は、段階 pの補助符号 CA1〜CAIに基づいた重み
I I P P
加算により、入力波形信号 WAS 1〜WASIから差分前の信号を再生する (ステップ S 36)。
[0039] 各チャネルの p段階の符号に対する再生処理が終了すると、判定部 56bは、 pが 1 かを確認する (ステップ S37)。つまり最初の符号化決定段階 (処理)で得られた符号 に対する再生が終了したかを判定する。ステップ S37で、 p = lでなければ pを— 1し（ ステップ S38)、この再生段階 (処理)で処理されな力つた波形信号はそのまま対応 するチャネルの入力波形信号となる。また、重み付き加算された信号は、対応するチ ャネルの入力波形信号として繰返再生部 200にそれぞれ入力されて、ステップ S36 に戻る（ステップ S39)。ステップ S37で、 p = lならば、フレーム合成部 24〜24は、
1 I 重み付き加算部 211〜211力もの各加算波形信号をそれぞれフレームごとに順次
1 I
連結して再生信号 X〜Xを出力端子 25〜25に出力する。
I I I I
[0040] 補助復号ィ匕部 54での復号処理手順の例を、図 16を参照して説明する。補助符号 CAiは、図 10Bに示したように符号ィ匕決定処理段階の開始順 CAi , CAi , CAiに
1 2 3 配列され、第 p回目符号は終了フラグ F 、前フレームと同一フラグ F、親チャネル番
EN R
号 重み係数符号 C (または重み係数 W(i, j) )の順に配列されているとする。また
W
、各チャネルに対して、補助符号が終了している所に終了フラグ F が付けられ、各
EN
フラグ、親チャネル番号、重み係数はそれぞれビット数が予め決められている。この 補助復号ィ匕処理により、例えば図 11に示した補助符号が復号される。
[0041] 補助符号 CAiの復号は p= lから開始され、まずステップ S41で終了フラグ F = 1
EN
かが調べられる。例えば図 11に示した中の第 5チャネル補助符号 CA5の場合は F
1 E
= 1であるから、この第 5チャネルについての復号処理は終了となる。しかし終了フラ
N
グ F =0の場合にはステップ S42へ進む。ステップ S42では、親前フレームと同一フ
EN
ラグ F = 1かが調べられる。 F = 1であれば、その第 iチャネル補助符号の CAiの第 p
R R
回目符号の親チャネル番号 jが補助符号記憶部 5^内の前フレーム部 55 aが読み出 され、これが親チャネル番号 jとして用いられる (ステップ S43)。この場合は、補助符 号配列の F = 1の次に重み係数符号 C が続くことになる。
R W
[0042] ステップ S42で F =0ならば、 Fの次の符号力 親チャネル番号 jを取得する（ステ ップ S44)。親チャネル番号を復号 (取得)すると、その親チャネルが自分自身である かを調べる (ステップ S45)。親チャネルが自分でなければ次の符号 C を取得復号し
W
て重み係数 W(i, j)を求める (ステップ S46)。例えば図 11中の第 1チャネル補助符 号の第 1回目符号 CA1では親チャネルが 3、重み係数符号 C = 10が重み係数 W(
1 W
1, 3) = 76/128 = 0. 59375に復号される。ステップ S45で自分力 S親チヤ才ヽノレであ れば、次の符号を読むことなぐ重み係数 W(i, j) =0とする (ステップ S47)。以上の ように、例えば図 11に示した補助符号 CAが復号され、これが補助符号記憶部 55に 格納される。
[0043] 図 14の説明に戻る。繰返再生部 200は、繰返制御部 56の指示に従って、例えば 図 17に示す処理が行われる。図 17に、図 15のステップ S36の詳細な処理手順を示 す。まずチャネル番号 iを 1に初期化し復号済フラグ F を 0に初期化する (ステップ S
DE
51)。次に自分が親か、つまり第 iチャネルが親か否かを判定する (ステップ S52)。親 であれば当該第 iチャネルの入力波形信号を出力し、復号済フラグ F を 1とし (ステツ
DE
プ S53)、 iを i+ 1とする（ステップ S54)。ステップ S52で親でなければステップ S54に 移る。ステップ S54の次に iがチャネル数 Iより大か否かを判定し、 I以下であればステ ップ S52に戻る (ステップ S55)。このようにして繰返波形再生の各段階の単独符号 化符号に対する復号波形信号が、そのまま重み付き加算部 21 ^に出力される。つま り図 11の補助符号の場合で、 p=4の場合には、補助符号 CA1の Δ Δ Δ (1, 2)、 C A2の Δ Δ (2, 5)、 CA3の Δ (3, 5)、 CA4の Δ Δ Δ (4, 1)、 CA5の復号波形信号 X、 CA6の Δ Δ (6, 4)が出力される。なお、 p = 3の場合には、 CA1と CA4は差分
5
符号化なので、補助符号 CA2の Δ Δ (2, 5)、 CA3の Δ (3, 5)、 CA5の復号波形 信号 X、 CA6の Δ Δ (6, 4)が出力される。
5
[0044] ステップ S55で iが Iより大であると判定されると mを 1に初期化する（ステップ S56)。
次に第 mチャネルの復号済フラグ F が 0であり、かつ親が既に復号されたか否かを
DE
判定する (ステップ S57)。ステップ S57が Yesの場合には、重み付き加算部 211 (m = 1, 2, · ··, I)は、当該入力第 mチャネル波形信号に親の波形信号を重み付き加算 して加算波形信号を出力し、かつ復号済フラグ F を 1にする (ステップ S58)。ステツ
DE
プ S57が Noの場合には、ステップ S58を省略する。次に、 mを m+ 1とする（ステップ S59)。全チャネルの復号済フラグ F が全て 1か否かを判定し (ステップ S60)、 1つ
DE
でも F = 1でないものがあれば m >Iかを判定する（ステップ S61)。ステップ S61が Y
DE
esならばステップ S56〖こ戻り、 Noならばステップ S57に戻る。ステップ S60で全チヤ ネルの復号済フラグ F が全て 1であると判定されると、重み付き加算部 211〜211
DE 1 I の出力波形信号をそのまま第 1〜第 I入力波形信号として繰返再生部 200に再入力 する (ステップ S62)。図 11の補助符号の場合で、 p =4の場合には、すべてのチヤネ ルが単独符号なので、差分復号の処理で復号されるチャネルはない。 p = 3の場合 には、差分復号の処理によって、補助符号 CA1の Δ Δ Δ ( 1 , 2) + |8 ( 19) X Δ Δ ( 2, 5)、 CA4の Δ Δ Δ (4, 1) + j8 (27) X Δ Δ ( 1 , 3)が得られる。前記の単独復号 の処理で、 p = 3の場合の CA2、 CA3、 CA5、 CA6の復号結果が得られているので 、 6チャネル全ての p = 3の段階の復号が終了したことになる。
[0045] 以上のステップ S56〜S61の処理は差分復号波形信号に対する再生処理である。
例えば図 11中の第 1チャネルに対する第 3回目符号 CA1にもとづき第 1チャネル符
3
号化符号に対する第 1段目の再生処理が行われる。第 3回目符号 CA1の
3 親チヤネ ル jは 2であり、ステップ S56より前の処理においては親の波形信号が復号されていな V、が、ステップ S56以後のこの段階における最初の再生処理により再生が行われる。 同様に第 4チャネルの第 3回目符号 CA4の親チャネル jが 1であり、前記最初の再生
3
処理では第 1チャネル入力波形信号に対する処理 (復号)が行われて 、な 、ため第 4チャネル入力波形信号に対する処理を行うことができな ヽ。しかしステップ S61で m =1と判定されるとステップ S56に戻り、これに基づくこの段階における 2回目の再生 処理において第 4チャネル入力波形信号に対する再生処理が行われる。第 1チヤネ ル信号 Xは、第 4回符号 CA1に基づく Δ Δ Δ ( 1 , 2)の、第 3回目符号 CA1に基
1 4 3 づく差分信号 Δ Δ (2, 5)を親とする重みつき加算と、第 2回目符号 CA1に基づく差
2
分信号 Δ (3, 5)を親とする重みつき加算と、第 1回目符号 CA1に基づくチャネル信
1
号 Xを親とする重みつき加算とにより再生されることになる。つまり、 X = Δ Δ Δ ( 1 ,
3 1
2) + β ( 19) X Δ Δ (2， 5) + j8 ( 15) X Δ (3, 5) + j8 ( 10) X Xである。
3
[0046] 先に述べたように、単独符号化は自分を親とし、重み係数を 0とする重み付き差分 符号ィ匕と考えることもできる。この考え方にしたがって再生処理を行うには、図 17のス テツプ S51で iを 1に初期化する代わりに括弧書きに示すように mを 1に初期化し、一 点鎖線で示すようにステップ S51からステップ S56に移るようにすればよい。
なお、この再生処理で補助符号中の前フレームと同一フラグ Fを用いる場合は、例
R
えば図 17中に破線で示す処理を追加する。具体的には、ステップ S57が Yesの場合 に、前フレームと同一フラグ F力^か否かを判定し (ステップ S62)、同一であればス
R
テツプ S63で前フレームの対応チャネルの補助符号中の親チャネルを用い、同一で なければステップ S64で現補助符号中の親チャネルを用いてステップ S58に移る。
[0047] 図 17に示した処理を行うために、図 14の重み付き加算部 211〜211の出力波形
1 I
信号を選択部 212及び 213に各々入力する。これら選択部 212及び 213には波形 記憶部 53〜53からの復号波形信号 WAS〜WASも入力される。選択部 212及
I I I I
び 213は、繰返制御部 56からの指示にしたがって、各チャネルへの入力として復号 波形信号又は重み付き加算部の出力波形信号のいずれかを選択する。選択部 212 は、選択した波形信号を重み付き加算部 211〜211内の足し算部 211bに各々入
1 I
力する。つまり、子チャネル波形信号として入力する。また、選択部 213は、選択した 波形信号を重み付き加算部 211〜211内の乗算部 21 laに各々入力する。つまり、
1 I
親チャネル波形信号として入力する。補助符号記憶部 55〜55カゝらの復号された重
1 I
み係数は、対応する乗算部 21 laに各々入力される。これら乗算部 21 laの乗算結果 を対応する足し算部 21 lbに入力し、これら足し算部 21 lbの足し算結果を重み付き 加算部 211〜211の各出力波形信号とする。なお、補助符号化部 54〜54では重
I I I I
み符号 C を復号せず、各重み付き加算部内の重み復号部 211cで復号するようにし
W
てもよい。繰返制御部 56内には前記処理を行なうために用いるパラメータ p, i, mを 格納するレジスタ 56a, 56b、図 15及び図 17中の各判定ステップの判定を行なう各 種判定部 56cが設けられる。さらに、図に示していないが各チャネル対応の F の格
DE
納部などが設けられている。
[0048] 各チャネルの波形符号を予め復号ィ匕しておくことなぐその復号波形信号が必要に なった時に復号ィ匕してもよい。その場合は図 17中のステップ S53において、括弧書 きで示すように当該チャネル（自分が親のチャネル)の波形符号 CSiを復号ィ匕し、そ の復号された波形信号 ASiを出力する。ただし、最終符号化段階を、終了フラグ F = 1のみである符号ィ匕段階とする。例えば図 11に示した例では第 3回目符号 CAiの
3 次の符号化段階、つまり第 4回目符号 CAiから繰返再生処理を実行する。従って、
4
図 11の第 4回目符号 CA1と CA4とが終了フラグ F = 1であり、これらはそれぞれ
4 4 EN
親チャネル j = lと j =4とする、つまり自分を親とするものであり、これらの波形符号 CS 1と CS4が 1回目の再生処理で復号化され、次に 2回目の再生処理は第 3回目符号 CAiについて行なわれることになる。
3
[0049] 上述では段階符号ィ匕符号ごとに再生復号処理を行なったが、他チャネル符号ィ匕符 号中の補助符号に基づいて第 1チャネル力 順次再生復号できるものを処理し、で きないものを抜かし、最後の Iチャネルに対する処理の後、再び第 1チャネルから処理 ができるものを順次処理することを繰り返す方法もある。この場合その各処理により得 られた復号波形信号、復号差分信号、加算信号 (差分信号)、 WASi、 Δ (i, j) , Δ
Δ , j) , · · ·を記憶部に格納し、これらの中から該当する親を取り出して重み付き加 算処理をする。
[0050] 以上述べたことから理解されるように、この発明の復号方法の特徴は、ある差分波 形信号と、他の波形信号との重み付き加算を行って波形信号を再生する。そして、更 にこの重み付き加算された波形信号と別の差分波形信号との重み付き加算して別の 波形信号を再生する。このように重み付き加算を繰り返すことにある。従って、この発 明の復号ィ匕方法の修理手順は図 18に示す手順を含むものであればよ!、。つまり多 チャネル符号ィ匕符号をチャネル符号ごとに分離し (ステップ S71)、少なくとも 1つの 単独符号ィ匕符号を復号してチャネル波形信号を生成する (ステップ S72)。そのチヤ ネル波形信号を親として他の波形信号と重み付き加算を行!ヽ、差分波形信号又は チャネル波形信号を生成する (ステップ S73)。その重み付き加算により生成された 波形信号を親として、更に他の波形信号と重み付き加算し、他のチャネル波形信号 又は差分波形信号を生成する (ステップ S 74)。
[実施例 3]
この発明は、信号系列そのものだけではなぐチャネルごとに線形予測を行った場 合の予測誤差信号系列や予測パラメータ系列に対しても適用することができる。また 、これらの両者にそれぞれこの発明を適用する場合は、各補助符号を単独に用いて もよいし、 1部（例えば親チャネル番号）が同一の場合には、これを共用してもよい。 この例を図 19に示す。各フレーム分割部 12〜12力ものチャネル信号は、予測分
1 I
析部 13〜13及び予測誤差生成部 16〜16に入力される。図 1Aに示し説明したよ
I I I I
うに予測誤差生成部 16〜16力 それぞれ予測誤差信号が生成される。これらは誤
1 I
差段階符号ィ匕部 61に入力される。また、予測分析部 13〜13で生成された予測係
1 I
数信号が係数段階符号化部 62に入力される。誤差段階符号化部 61及び係数段階 符号ィ匕部 62は、図 5中に示し説明した段階符号ィ匕部 100と同じ機能構成である。誤 差段階符号化部 61からの差分信号及び単独符号化と決定された予測誤差信号が 誤差波形符号化部 63に入力される。誤差波形符号化部 63は、各チャネルの予測誤 差信号又はその差分信号をそれぞれ符号化する。同様に単独符号化と決定された 予測係数信号又は係数段階符号ィ匕部 62からの差分信号が係数波形符号ィ匕部 64 に入力される。係数波形符号化部 64は、各チャネルの予測係数信号又はその差分 信号をそれぞれ符号化する。比較部 65は、誤差段階符号化部 61内の補助符号生 成部 61aからの補助符号と係数段階符号ィ匕部 62内の補助符号生成部 62aからの補 助符号とを比較し、同じチャネルの親チャネル番号が同一かを確認する。同一の場 合は、一方 (例えば係数段階符号化部 62からの補助符号)の対応するチャネルの親 チャネル番号の代わりに、単に予測誤差信号に対する補助符号の対応するそれと同 一であることを示すフラグを修正部 66でたてる。誤差波形符号化部 63からの波形符 号及び対応する補助符号が合成部 67で合成されて予測誤差信号の多チャネル符 号ィ匕符号が生成される。また係数波形符号ィ匕部 64からの波形符号と修正部 66から の補助符号とが合成部 68で合成されて予測係数の多チャネル符号ィ匕符号が生成さ れる。なお、誤差波形符号化部 63、係数波形符号化部 64にはそれぞれ、図に示し ていないが、図 5中の波形選択部 49〜49が含まれている。予測パラメータ（予測係
1 I
数）が PARCOR係数の場合、符号化決定処理で生成する差分信号は、低次のもの に限定するか、重み係数 j8を定数ではなくパラメータ係数の高い次数ほど小さくする ことが好ましい。
[実施例 4]
従来から、多チャネル信号を 2信号ずつの組に分けて、各組をステレオ信号の左信 号 Lと右信号 Rとしてステレオ符号ィ匕することが提案されて ヽる。この考えを一部適用 した場合のこの発明の実施例を説明する。図 20Aに示すように入力端子 11〜11か
1 I らの多チャネル信号を、 2つずつステレオ符号ィ匕用信号生成部 71に入力する。各ス テレオ符号ィ匕用信号生成部 71は、入力された 2つの信号の一方をステレオの左信 号 Lとし、他方を右信号 Rとし、これらの差信号 L Rを生成する。さらに、これら 3信 号中の符号量が最も少なくなる 2つの信号を選択する。例えばこれら 3信号の各エネ ルギ一が小さいほうの 2つを選択する。予測誤差生成部 16〜16は、各ステレオ符
1 I
号化用信号生成部 71からの各 2つの信号から予測誤差信号をそれぞれ生成し、図 5 中の多チャネル信号 X〜Xとして多チャネル符号ィ匕部 72に入力する。なお、多チヤ
1 I
ネル符号ィ匕部 72の内部には、図 5の段階符号ィ匕部 100が備えられている。このよう に処理することで、入力された多チャネル信号を直接多チャネル符号ィ匕部で符号ィ匕 するよりも圧縮率を向上させることができる。
[0052] 図 20Bに復号側の機能構成を示す。なお、多チャネル復号ィ匕部 73の内部には図 14の繰返再生部 200が備えられている。多チャネル符号ィ匕符号は、多チャネル復号 化部 73に入力される。多チャネル復号ィ匕部 73内の繰返再生部 200からの各再生チ ャネル信号は、予測合成部 23〜23
1 Iに入力され、予測合成される。これら予測合成 出力信号は、符号ィ匕時と同様に第 1チャネル力 順次 2つずつを組としてステレオ分 離部 74にそれぞれ入力される。各ステレオ分離部 74は、 2つの入力信号に基づき左 信号 L及び右信号 Rを出力する。なお前記 3信号 L, R, L Rのいずれの 2つがステ レオ分離部 74に入力されたかがわ力る符号もステレオ分離部 74に入力されて 、る。 つまり図 2を参照して説明した従来のステレオ符号ィ匕装置と同じように、前記 3つの信 号のどの 2つに対応する符号が出力されたかを表わす符号も出力され、これと対応し た復号化がなされる。
[0053] 場合によっては、次のようにした方が処理量は多くなるが圧縮率をあげることができ る。例えば、図 21Aに示すように、入力選択部 81は、入力端子 11〜11からの各チ
1 I
ャネル信号を、図 20Aで説明したステレオ符号ィ匕用信号生成部 71に第 1チャネルか ら順に 2つずつ組として入力する。予測誤差生成部 16〜16は、ステレオ符号ィ匕用
1 I
信号生成部 71の 2つの信号力 予測誤差信号をそれぞれ生成する。圧縮符号化部 17〜17は、各予測誤差信号を例えばエントロピー符号ィ匕による可逆圧縮符号ィ匕し
1 I
、合成部 83に出力して多チャネル符号ィ匕符号を出力する。入力選択部 81は、入力 チャネル信号を予測誤差生成部 82〜82にも入力する。予測誤差生成部 82〜82
I I I I
は、予測誤差信号をチャネル信号 X〜Xとして多チャネル符号ィ匕部 72に入力する。
1 I
多チャネル符号ィ匕部 72は、多チャネル符号ィ匕符号を出力する。出力選択部 84は、 入力選択部 81での選択に応じて、合成部 83又は多チャネル符号ィ匕部 72からの多 チャネル符号化符号を選択して出力する。
[0054] この多チャネル符号ィ匕符号に対する復号ィ匕は例えば図 21Bに示すように行う。入 力された多チャネル符号ィ匕符号をチャネル分離部 51により第 1〜第 Iチャネル符号 に分離する。入力切替部 85は、符号化側での出力選択部 84の選択を表す符号に 基づいて、分離された第 1〜第 Iチャネル符号を伸張復号ィ匕部 21〜21又は多チヤ
1 I
ネル復号ィ匕部 73に入力する。伸張復号化部 21〜21に入力した場合は、伸張復号
1 I
化部 21〜21
1 Iが、第 1〜第 Iチャネル符号をそれぞれ復号ィ匕する。更に予測合成部
23〜23は、予測合成し、 2つずつを組としてステレオ分離部 74に入力する。ステレ
1 I
ォ分離部 74は、分離された第 1〜第 Iチャネル再生信号を出力切替部 87に入力する 。入力切替部 85が第 1〜第 Iチャネル符号を多チャネル復号ィ匕部 73側に入力した場 合は、多チャネル復号化部 73が復号化する。予測合成部 86〜86は、第 1〜第 Iチ
1 I
ャネル再生信号を、予測合成して出力切替部 87へ供給する。出力切替部 87は、入 力切替部 85の切替と対応して第 1〜第 Iチャネル再生信号の一方を出力する。
[実験例]
以下にこの発明の効果を示す実験とその結果を説明する。
[0055] 図 22に示すように音響信号 (オーディオ） 2チャネル、マイクロホンアレー信号 (ォー ディォ) 8チャネル、脳磁計信号 (生データ） 256チャネル、脳磁計信号 (加算平均後 ) 256チャネル、脳磁計信号 (ノイズ除去後） 192チャネルに対して、図 6に示した符 号化方法を適用した実験例である。各チャネル信号についての語長（1サンプルのビ ット数）、各チャネルあたりのサンプル数及び各サンプリング周波数は、それぞれ図 2 2に示した通りである。チャネルごとに単独に符号ィ匕した場合の符号ィ匕量 Vuを基準と し、この発明を適用した多チャネル符号ィ匕符号の符号量と、図 2に示した符号化方法 による符号化量の相対的改善率を図 23に示す。ここで、符号化により圧縮された符 号量を Vpとすると、改善率は (Vu— Vp) ZVuX 100 (%)と定義した。図 23の白棒 グラフは図 2に示した方法によるものであり、斜線棒グラフはこの発明の方法によるも のである。これより、この発明が図 2に示した方法よりも著しく優れたものであることが 理解できる。
この発明の符号化装置及び復号化装置は、コンピュータにより機能させることもでき る。例えばコンピュータをこの発明の符号ィ匕装置として機能させるためには、そのコン ピュータに、例えば図 6に示した方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログ ラムを記録した CD— ROM、磁気ディスク、半導体記憶媒体等の記録媒体からイン ストールし、あるいは通信回線を介してダウンロードし、そのプログラムをコンピュータ に実行させればよい。

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」という。）に対して、時間区間（以下
、「フレーム」という。）ごとに、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理 (以 下、「単独符号化処理」という。）を行うか、チャネル信号と他のチャネル (以下、「親」 という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理 (以下、「差 分符号化処理」という。）を行うか、を決定する決定過程と、
前記各チャネルの対象信号を前記決定した符号ィ匕処理で符号化して符号列を得 る符号化過程と、
各チャネルの単独符号化処理を行うか差分符号化処理を行うかの情報と差分符号 化処理の場合の重み情報と前記符号列を出力ビット列とするビット列生成過程と、 により構成される多チャネル信号符号ィ匕方法であって、
前記決定過程で決定した符号ィ匕処理に基づき、各チャネルのチャネル信号力ゝら各 チャネルの符号化の対象信号を生成し、生成した対象信号を当該チャネルのチヤネ ル信号として、前記決定過程を少なくとも 1回繰り返す繰り返し過程と、
少なくとも 1つのチャネルのチャネル信号に単独符号ィ匕処理を行うことを決定し、他 のチャネルのチャネル信号に差分符号ィ匕処理を行うことを決定する前記決定過程と 最後の繰り返し過程で得られた各チャネルの対象信号を、最後に繰り返した決定 過程で決定した符号化処理で符号化して符号列を得る前記符号化過程と
を備える多チャネル信号符号ィ匕方法。
[2] 各チャネルの入力信号 (以下、「チャネル信号」という。）に対して、時間区間（以下 、「フレーム」という。）ごとに、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理 (以 下、「単独符号化処理」という。）を行うか、チャネル信号と他のチャネル (以下、「親」 という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理 (以下、「差 分符号化処理」という。）を行うか、を決定する決定過程と、
前記各チャネルの対象信号を前記決定した符号ィ匕処理で符号化して符号列を得る 符号化過程と、
各チャネルの単独符号化処理を行うか差分符号化処理を行うかの情報と差分符号 化処理の場合の重み情報と前記符号列を出力ビット列とするビット列生成過程と、 により構成される多チャネル信号符号ィ匕方法であって、
前記決定過程が、
1つのチャネルについて単独符号化処理を行うことを決定し、別の 1つのチャネル につ ヽて前記単独符号ィ匕処理を行うと決定したチャネルのチャネル信号との差分符 号化処理を行うことを決定する第 1の決定過程と、
行う符号化処理が未決定のチャネルそれぞれに対して、単独符号化処理を行うか
、行う符号化処理が既に決定している全チャネルのうちのいずれか 1つのチャネルの チャネル信号との差分符号化処理を行うか、を決定する処理を、全チャネルに対して 行う符号化処理が決定するまで繰り返す第 2の決定過程と、
により構成される
ことを特徴と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、
前記決定過程で決定した符号ィ匕処理に基づき、各チャネルのチャネル信号力ゝら各 チャネルの符号化の対象信号を生成し、生成した対象信号を当該チャネルのチヤネ ル信号として、前記決定過程を少なくとも 1回繰り返す繰り返し過程と、
最後の繰り返し過程で得られた各チャネルの対象信号を、最後に繰り返した決定 過程で決定した符号化処理で符号化して符号列を得る前記符号化過程と
を備える多チャネル信号符号ィ匕方法。
[4] 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、
前記第 1の決定過程が
全てのチャネル i(i= l, · ··, N。 Nはチャネル数であり、 2以上の整数。）のチャネル信 号 Xに、全ての他のチャネル j (j = l, · ··, N。ただし、 j≠i)のチャネル信号 Xとの重 み付き差分信号 Δ (i, j)を生成し、
各チャネル信号 Xのエネルギー II X I 各重み付き差分信号のエネルギー II Δ ( i, j) II チャネル jを親とした重み付き差分信号を用いたチャネル信号 のエネルギ 一 L (i, j) = II Δ (ΐ, j) II 2+ II X II 2を求め、
全ての前記エネルギー L (i, j)のうちの最小値を与えるチャネル jに単独符号化処 理を行うと決定し、
チャネル iに、チャネル jとの差分符号ィ匕を行うと決定し、
チャネル iとチャネル jを親候補とするステップ Aを有し、
前記第 2の決定過程が
II Δ (i, j) II 2を小さい順に探索し、探索した II Δ (i, j) II 2と次に小さい L (i, j)と比 較し、
前記比較で、 L (i, より II Δ (i, j) II 2が大きくなぐかつ II Δ (i, j) II 2の jが親候補 の場合に、 II Δ (i, j) II 2のチャネル iに、 II Δ (i, j) II 2のチャネル jとの差分符号ィ匕を 行うと決定し、
チャネル iを親候補に加え、
前記比較で、 L (i, より II Δ (i, j) II 2が大きい場合に、ステップ Cに移行するステツ プ Bと、
前記の次に小さい L (i, j)のチャネル jが親候補でない場合は、チャネル jを単独符 号ィ匕処理を行うと決定してチャネル jを親候補に加え、
前記の次に小さ ヽ L (i, j)のチャネル iをチャネル jとの差分符号ィ匕を行うと決定して チャネル iを親候補にカ卩える
ステップ Cと、
ステップ Bとステップ Cとを、全チャネルに対して行う符号ィ匕処理が決定するまで繰り 返すステップ Dとを有する
ことを特徴とする多チャネル信号符号化方法。
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号ィ匕して各チヤ ネルの復号波形信号を生成する波形復号過程
を備える多チャネル信号復号ィ匕方法であって、
フレームごとに、入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネル力 チャネル 信号そのものを対象信号とした符号化処理 (以下、「単独符号化処理」という。）を行 つたものである力、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号 との重み付け差分を対象信号とした符号化処理 (以下、「差分符号化処理」という。 ) を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化処理である場合の重みの情報を 復号化する補助復号過程と、
単独符号ィ匕処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま 復号チャネル信号とする第 1の再生過程と、
差分符号化処理のチャネルの場合であって、親の復号チャネル信号が求められて いる場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与えた親の復号チャネル信 号とを加算して復号チャネル信号とする第 2の再生過程と
を有し、第 2の再生過程を全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返 す段階復号化過程と
を有する多チャネル信号復号化方法。
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号ィ匕して各チヤ ネルの復号波形信号を生成する波形復号過程
を備える多チャネル信号復号ィ匕方法であって、
入力された他チャネル符号中には、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信 号とした符号化処理 (以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チヤ ネル信号と他のチャネル (以下、「親」と 、う。）のチャネル信号との重み付け差分を対 象信号とした符号化処理 (以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示 す情報と、差分符号化である場合の重みの情報が複数段分含まれて!/、る場合に、 入力された他チャネル符号中に含まれる、各段の各チャネルが単独符号化処理を 行ったのか差分符号化処理を行ったのかを示す情報と、差分符号化処理である場 合の重みの情報を復号化し、当該情報が含まれている段数を求める補助復号過程と 単独符号ィ匕処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま 復号チャネル信号とし、差分符号化処理のチャネルの場合は、復号波形信号と重み を与えた親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする段階復号ィ匕過 程と
前記段階復号ィ匕過程で得られた各チャネルの復号チャネル信号を各チャネルの 復号波形信号として、補助復号過程で求めた段数分だけ前記段階復号化過程を繰 り返す繰り返し過程と を有する多チャネル信号復号化方法。
[7] 入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号ィ匕して各チヤ ネルの復号波形信号を生成する波形復号過程
を備える多チャネル信号復号ィ匕方法であって、
入力された他チャネル符号中には、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信 号とした符号化処理 (以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チヤ ネル信号と他のチャネル (以下、「親」と 、う。）のチャネル信号との重み付け差分を対 象信号とした符号化処理 (以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示 す情報と、差分符号化である場合の重みの情報が複数段分含まれて!/、る場合に、 入力された他チャネル符号中に含まれる、各段の各チャネルが単独符号化処理を 行ったのか差分符号化処理を行ったのかを示す情報と、差分符号化処理である場 合の重みの情報を復号化し、当該情報が含まれている段数を求める補助復号過程と 単独符号ィ匕処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま 復号チャネル信号とする第 1の再生過程と、
差分符号化処理のチャネルの場合であって、親の復号チャネル信号が求められて いる場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与えた親の復号チャネル信 号とを加算して復号チャネル信号とする第 2の再生過程と
を有し、第 2の再生過程を全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返 す段階復号化過程と
前記段階復号ィ匕過程で得られた各チャネルの復号チャネル信号を各チャネルの 復号波形信号として、補助復号過程で求めた段数分だけ前記段階復号化過程を繰 り返す繰り返し過程
を有する多チャネル信号復号化方法。
[8] 入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号ィ匕して各チヤ ネルの復号波形信号を生成する波形復号過程
を備える多チャネル信号復号ィ匕方法であって、
入力された他チャネル符号中には、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信 号とした符号化処理 (以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チヤ ネル信号と他のチャネル (以下、「親」と 、う。）のチャネル信号との重み付け差分を対 象信号とした符号化処理 (以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示 す情報と、差分符号化である場合の重みの情報が複数段分含まれて!/、る場合に、 入力された他チャネル符号中に含まれる、各段の各チャネルが単独符号化処理を 行ったのか差分符号化処理を行ったのかを示す情報と、差分符号化処理である場 合の重みの情報を復号化し、当該情報が含まれている段数を求める補助復号過程と 全ての単独符号ィ匕処理のチャネルに対して、復号波形信号をそのまま復号チヤネ ル信号とし、
復号チャネル信号が求められて ヽな 、チャネルであって、親の復号チャネル信号 が求められているチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与 えた親の復号チャネル信号とを加算して、当該チャネルの復号チャネル信号とする 処理を、全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す段階復号ィ匕過程 と
前記段階復号ィ匕過程で得られた各チャネルの復号チャネル信号を各チャネルの 復号波形信号として、補助復号過程で求めた段数分だけ前記段階復号化過程を繰 り返す繰り返し過程と
を有する多チャネル信号復号化方法。
各チャネルの入力信号 (以下、「チャネル信号」という。）に対して、時間区間（以下 、「フレーム」という。）ごとに、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理 (以 下、「単独符号化処理」という。）を行うか、チャネル信号と他のチャネル (以下、「親」 という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理 (以下、「差 分符号化処理」という。）を行うか、を決定する符号化決定部と、
前記各チャネルの対象信号を前記決定した符号ィ匕処理で符号化して符号列を得 る波形符号化部と、
各チャネルの単独符号化処理を行うか差分符号化処理を行うかの情報と差分符号 化処理の場合の重み情報と前記符号列を出力ビット列とする合成部と を備える多チャネル信号符号化装置であって、
前記符号ィ匕決定部で決定した符号ィ匕処理に基づき、各チャネルのチャネル信号か ら各チャネルの符号化の対象信号を生成し、生成した対象信号を当該チャネルのチ ャネル信号として、前記符号化決定部を少なくとも 1回繰り返す処理を制御する繰返 制御部と、
少なくとも 1つのチャネルのチャネル信号に単独符号ィ匕処理を行うことを決定し、他 のチャネルのチャネル信号に差分符号化処理を行うことを決定する前記符号化決定 部と
最後の繰り返し過程で得られた各チャネルの対象信号を、最後に繰り返した決定 過程で決定した符号ィヒ処理で符号ィヒして符号列を得る前記波形符号ィ匕部と を備える多チャネル信号符号化装置。
各チャネルの入力信号 (以下、「チャネル信号」という。）に対して、時間区間（以下 、「フレーム」という。）ごとに、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理 (以 下、「単独符号化処理」という。）を行うか、チャネル信号と他のチャネル (以下、「親」 という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理 (以下、「差 分符号化処理」という。）を行うか、を決定する符号化決定部と、
前記各チャネルの対象信号を前記決定した符号ィ匕処理で符号化して符号列を得 る波形符号化部と、
各チャネルの単独符号化処理を行うか差分符号化処理を行うかの情報と差分符号 化処理の場合の重み情報と前記符号列を出力ビット列とする合成部と
を備える多チャネル信号符号化装置であって、
前記符号化決定部が、
1つのチャネルについて単独符号化処理を行うことを決定し、別の 1つのチャネル につ ヽて前記単独符号ィ匕処理を行うと決定したチャネルのチャネル信号との差分符 号化処理を行うことを決定し、
行う符号化処理が未決定のチャネルそれぞれに対して、単独符号化処理を行うか
、行う符号化処理が既に決定している全チャネルのうちのいずれか 1つのチャネルの チャネル信号との差分符号化処理を行うか、を決定する処理を、全チャネルに対して 行う符号化処理が決定するまで繰り返す逐次処理手段を有している
ことを特徴とする多チャネル信号符号ィ匕装置。
[11] 請求項 10記載の多チャネル信号符号化装置であって、
前記符号ィ匕決定部で決定した符号ィ匕処理に基づき、各チャネルのチャネル信号か ら各チャネルの符号化の対象信号を生成し、生成した対象信号を当該チャネルのチ ャネル信号として、前記符号化決定部を少なくとも 1回繰り返す処理を制御する繰返 制御部
最後の繰り返し過程で得られた各チャネルの対象信号を、最後に繰り返した決定 過程で決定した符号ィヒ処理で符号ィヒして符号列を得る前記波形符号ィ匕部と を備える多チャネル信号符号化装置。
[12] 請求項 10または 11記載の多チャネル信号符号ィ匕装置であって、
前記符号化決定部が
全てのチャネル i (i= l, · ··, N。 Nはチャネル数であり、 2以上の整数。）のチャネル 信号 Xに、全ての他のチャネル j (j = l, · · · , N。ただし、 j≠ i)のチャネル信号 Xとの 重み付き差分信号 Δ (i, j)を生成する差分信号生成手段と、
各チャネル信号 Xのエネルギー II X I 各重み付き差分信号のエネルギー II Δ ( i, j) II チャネル jを親とした重み付き差分信号を用いたチャネル信号 のエネルギ 一 Ui, j) = II Δ (i, j) II 2+ II X II 2を求めるエネルギー計算手段と、
前記 L (i, j)と II Δ (i, j) II 2の小さい順番に、前記逐次処理手段の処理を、全チヤ ネルに行う符号化処理が決定するまで繰り返すこと
を特徴とする多チャネル信号符号ィ匕装置。
[13] 入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号ィ匕して各チヤ ネルの復号波形信号を生成する波形復号化部
を備える多チャネル信号復号化装置であって、
フレームごとに、入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネル力 チャネル 信号そのものを対象信号とした符号化処理 (以下、「単独符号化処理」という。）を行 つたものである力、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号 との重み付け差分を対象信号とした符号化処理 (以下、「差分符号化処理」という。 ) を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化処理である場合の重みの情報を 復号化する補助復号化部と、
単独符号ィ匕処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま 復号チャネル信号とし、差分符号化処理のチャネルの場合であって、親の復号チヤ ネル信号が求められている場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与え た親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする処理を、全てのチヤネ ルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す繰返再生部と
を備える多チャネル信号復号化装置。
[14] 入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号ィ匕して各チヤ ネルの復号波形信号を生成する波形復号化部
を備える多チャネル信号復号化装置であって、
入力された他チャネル符号中の、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信号 とした符号化処理 (以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものである力、チヤネ ル信号と他のチャネル (以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象 信号とした符号化処理 (以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示す 情報と、差分符号ィ匕である場合の重みの情報を復号ィ匕し、当該情報が含まれている 段数を求める補助復号化部と、
単独符号ィ匕処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま 復号チャネル信号とし、差分符号化処理のチャネルの場合は、復号波形信号と重み を与えた親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする繰返再生部と 前記繰返再生部で得られた各チャネルの復号チャネル信号を、各チャネルの復号 波形信号として、再度、前記繰返再生部に入力する選択部と、
補助復号化部で求めた段数分だけ前記繰返再生部の処理を繰り返す制御を行う 繰返制御部と
を備える多チャネル信号復号化装置。
[15] 入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号ィ匕して各チヤ ネルの復号波形信号を生成する波形復号化部
を備える多チャネル信号復号ィ匕装置であって、 入力された他チャネル符号中の、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信号 とした符号化処理 (以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものである力、チヤネ ル信号と他のチャネル (以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象 信号とした符号化処理 (以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示す 情報と、差分符号ィ匕である場合の重みの情報を復号ィ匕し、当該情報が含まれている 段数を求める補助復号化部と、
単独符号ィ匕処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま 復号チャネル信号とし、差分符号化処理のチャネルの場合であって、親の復号チヤ ネル信号が求められている場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与え た親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする処理を、全てのチヤネ ルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す繰返再生部と
前記繰返再生部で得られた各チャネルの復号チャネル信号を、各チャネルの復号 波形信号として、再度、前記繰返再生部に入力する選択部と、
補助復号化部で求めた段数分だけ前記繰返再生部の処理を繰り返す制御を行う 繰返制御部と
を備える多チャネル信号復号化装置。
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号ィ匕して各チヤ ネルの復号波形信号を生成する波形復号化部
を備える多チャネル信号復号化装置であって、
入力された他チャネル符号中の、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信号 とした符号化処理 (以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものである力、チヤネ ル信号と他のチャネル (以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象 信号とした符号化処理 (以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示す 情報と、差分符号ィ匕である場合の重みの情報を復号ィ匕し、当該情報が含まれている 段数を求める補助復号化部と、
全ての単独符号ィ匕処理のチャネルに対して、復号波形信号をそのまま復号チヤネ ル信号とし、
復号チャネル信号が求められて ヽな 、チャネルであって、親の復号チャネル信号 が求められているチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与 えた親の復号チャネル信号とを加算して、当該チャネルの復号チャネル信号とする 処理を、全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す繰返再生部と 前記繰返再生部で得られた各チャネルの復号チャネル信号を、各チャネルの復号 波形信号として、再度、前記繰返再生部に入力する選択部と、
前記補助復号化部で求めた段数分だけ前記繰返再生部の処理を繰り返す制御を 行う繰返制御部と
を備える多チャネル信号復号化装置。
[17] 請求項 1から 4のいずれかに記載の多チャネル信号符号ィ匕方法の各過程をコンビ ユータに実行させるための符号ィ匕プログラム。
[18] 請求項 5から 8のいずれかに記載の多チャネル信号復号ィ匕方法の各過程をコンビ ユータに実行させるための復号ィ匕プログラム。
[19] 請求項 17又は 18に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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