WO2009093714A1 - 符号化方法、復号化方法、それらの装置、及びそれらのプログラムと記録媒体 - Google Patents

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correction coefficient
normalized
signal sequence
quantization
input signal
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PCT/JP2009/051123
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Shigeaki Sasaki
Takeshi Mori
Hitoshi Ohmuro
Yusuke Hiwasaki
Akitoshi Kataoka
Kimitaka Tsutsumi
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Nippon Telegraph And Telephone Corporation
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    • H04N19/94—Vector quantisation

Definitions

  • the present invention relates to a method of encoding a digital signal such as an audio signal or an audio signal such as music or an image signal, a decoding method, a device thereof, a program thereof, and a recording medium.
  • a sequence of input original sound samples is divided into input signal sequences of fixed intervals of about 5 to 50 ms called frames, and the input signal sequence for each frame is divided.
  • the vector quantization is performed after dividing the normalized input signal sequence based on a predetermined rule. The method is known.
  • FIG. 27 shows an encoding apparatus according to the encoding method
  • FIG. 28 shows the decoding apparatus, and the operation will be briefly described.
  • the encoding apparatus includes a normalization value generation unit 101, a normalization unit 102, a division unit 103, a vector quantization unit 104, and a normalization value quantization unit 105.
  • the input signal series X may be a time-domain sample string, or may be a sample string based on a spectrum obtained by converting such a sample string into the frequency domain for each frame.
  • the normalized value generation unit 101 outputs the square root of the average value of the power of the samples in the input signal series X as the normalized value G.
  • Normalization value quantizer 105 a normalization value G obtained in the normalization value generator 101 quantizes and outputs it as a normalized value quantization index I G.
  • the normalization unit 102 receives the input signal sequence X and the normalized value G obtained by the normalized value generation unit 101 or the decoded normalized value G ′ obtained by the normalized value quantization unit 105 as an input signal.
  • the vector quantization unit 104 performs vector quantization for each of the divided input signal sequences that are the output of the dividing unit 103, and outputs a vector quantization index k i .
  • the vector quantization unit 104 has a vector codebook 104T in which, for example, a predetermined representative vector value is associated with a finite number of indexes of 2 or more, and the vector quantization unit 104 receives the given divided input signal.
  • An index k i corresponding to the representative vector value having the smallest distance scale with the sequence u i is output as a vector quantization index.
  • the decoding apparatus includes a vector decoding unit 111, a reconstruction unit 112, a normalized value decoding unit 113, and a denormalization unit 114.
  • the vector decoding unit 111 has the same vector codebook 111T as the vector quantization unit 104 of the encoding device, and the representative vector value corresponding to each vector quantization index k i given from the encoding device is represented by the vector codebook. By reading from 111T, k i is decoded and output as a divided output signal sequence v i .
  • the reconstructing unit 112 uses the divided output signal sequence v i for one frame from the vector decoding unit 111, and the relationship between x and u i and the relationship between y and v i in the dividing unit 103 of the encoding device. Are reconstructed based on a predetermined rule for making the same.
  • Normalization value decoding unit 113 outputs the differentially normalized value quantization index I G decoding to decode normalization value G 'sent from the encoding device.
  • the denormalization unit 114 receives the reconstructed normalized value output signal sequence y and the decoded normalized value G ′ as input and multiplies the output signal sequence y by the decoded normalized value G ′ to denormalize. , And output as an output signal series Y.
  • Patent Document 1 discloses that the frequency domain signal for each frame is normalized and the result is vector quantized.
  • Non-Patent Document 1 shows that in CELP encoding, each frame of a time-domain input signal is divided into subframes, and a series of powers of those subframes are vector quantized.
  • the decoding apparatus uses a vector quantization index obtained by vector quantization of a divided input signal sequence obtained by dividing the normalized input signal sequence in such an encoding device, and a normalized value obtained only from the input signal.
  • SNR Signal-to-noise ratio
  • the present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide an encoding method, a decoding method, an apparatus thereof, a program thereof, and a recording medium with little error.
  • the encoding method includes: A normalization for obtaining a normalized input signal sequence that is a sequence of samples obtained by normalizing the input signal in the frame with a normalized value for the input signal obtained from the input signal in the frame for each frame composed of a plurality of input signal samples. Conversion stage, A signal quantization stage for quantizing the normalized input signal sequence to generate a signal quantization index; A correction coefficient that generates a correction coefficient that minimizes the distance measure between the input signal series and the signal series obtained by denormalizing the signal series corresponding to the signal quantization index with the normalized value corrected by the correction coefficient.
  • the encoding method is: A normalization for obtaining a normalized input signal sequence that is a sequence of samples obtained by normalizing the input signal in the frame with a normalized value for the input signal obtained from the input signal in the frame for each frame composed of a plurality of input signal samples.
  • the first correction coefficient A correction coefficient generation stage for generating a value obtained by dividing the above by the second correction coefficient as the correction coefficient;
  • the decoding method comprises: A normalized value decoding process for decoding the input normalized value quantization index to generate a normalized value for each frame; A vector decoding process for decoding the input signal quantization index to generate a normalized output signal sequence for each frame; A correction coefficient decoding process for decoding the input correction coefficient quantization index to generate a correction coefficient for each frame; A normalized value correction process for correcting the normalized value with the correction coefficient and generating a corrected normalized value; A denormalization process in which the normalized output signal sequence is denormalized with the corrected normalized value to generate an output signal for each frame; including.
  • the input signal obtained for each frame is minimized so as to minimize the encoding error from the input / output relationship when generating a vector quantization index in encoding.
  • movement flow of the encoding apparatus of FIG. The figure which shows the operation example of the division part 103 in FIG.
  • movement flow of the encoding apparatus of FIG. The figure which shows the function structural example of 3rd Example of the encoding apparatus by this invention.
  • the figure which shows the function structure of the decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG. The figure which shows the function structural example of 6th Example of the encoding apparatus by this invention.
  • the figure which shows the function structure of the decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG. The figure which shows the function structural example of 10th Example of the encoding apparatus by this invention.
  • the figure which shows the function structure of the decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG. The figure which shows the function structural example of 11th Example of the encoding apparatus by this invention.
  • the figure which shows the function structure of the decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG. The figure which shows the function structural example of 14th Example of the encoding apparatus by this invention.
  • the figure which shows the function structure of the decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG. The figure which shows schematic functional structure of the experimental apparatus which performed simulation.
  • the normalization value G generated by the normalization value generation unit 101 is defined, for example, as in Expression (1).
  • the normalization value G defined by equation (1) is the square root of the average value of the power of the input signal for each frame. Further, for the purpose of simplifying the description, a case where there is no division step will be described here.
  • the idea is to obtain an output signal sequence in which the error is minimized by giving or multiplying the normalized output signal sequence y by the correction coefficient ⁇ . Therefore, the error d ′ representing the distance measure between the input signal sequence of the encoding device and the output signal sequence of the decoding device in each frame of the encoding method according to the present invention can be expressed by the following equation (3).
  • ⁇ that minimizes the error d ′ can be obtained by obtaining ⁇ that satisfies the following equation (4).
  • the encoding error d ′ according to the present invention is smaller than or equal to the encoding error d according to the conventional method. Therefore, encoding and decoding with less error and improved SNR can be realized by performing encoding and decoding in consideration of the corrected normalized value G * .
  • FIG. 1 shows an example of a functional configuration of a first embodiment of an encoding apparatus 10 using the encoding method according to the present invention
  • FIG. 2 shows an operation flow thereof.
  • Each part of the apparatus operates for each frame of a plurality of samples.
  • the input signal for each frame may be a time domain signal or a frequency domain signal.
  • the input signal is a frequency domain signal.
  • the encoding device includes a normalization value generation unit 101, a normalization unit 102, a division unit 103, a vector quantization unit 104, a normalization value quantization unit 105, and a normalization value correction unit 20.
  • the encoding apparatus has a configuration in which a normalized value correction unit 20 is added to the configuration of the encoding apparatus according to the conventional method shown in FIG.
  • the processing units given the same symbols as in FIG. 27 perform the same operations as in FIG.
  • the encoding apparatus according to this embodiment may be realized by reading a predetermined program into a computer including, for example, a ROM, a RAM, and a CPU and executing the program by the CPU.
  • the normalized value generation unit 101 outputs the square root of the average value of the power of each input signal sample in the input signal series X as the normalized value G.
  • the average value of the power of each input signal sample for example, an average of absolute values may be used as the normalized value G.
  • the standard deviation of the input signal per frame may be used as the normalized value.
  • the normalized input signal sequence x is a signal in the frequency domain, and is composed of 16 spectral samples x 0 ,..., X 15 in which the normalized input signal sequence x of one frame is arranged, for example, in ascending order of frequency.
  • h (i) represents the number of samples of the i-th divided input signal sequence u i .
  • One frame of normalized input signal sequence x composed of 16 frequency spectra is divided into four divided input signal sequences every four samples.
  • the vector quantization unit 104 has a vector code book 104T in which a predetermined representative vector is associated with each of two or more finite indexes, and a divided input signal sequence u that is an input vector to be quantized.
  • the index k i corresponding to the representative vector that minimizes the distance measure to i is output as a vector quantization index.
  • divided input signal sequence u each sample u i of i, j and the representative vector w i of each sample w i for example, the following equation as the distance measure between j of
  • the vector quantization index k i associated with w i that minimizes the representative vector w i corresponding to k i is the divided output signal sequence v i.
  • vector quantization is described as an example.
  • the signal quantization processing generates an index for obtaining a divided output signal sequence v i corresponding to the divided input signal sequence u i
  • the divided input signal The sequence u i may perform processing other than vector quantization such as scalar quantization of each sample and output of a corresponding index. That is, it can be said that the vector quantization unit 104 is a signal quantization unit when generalized.
  • the normalized value correcting unit 20 receives the divided input signal sequence u i output from the dividing unit 103 and the vector quantization index k i output from the vector quantizing unit 104 as an input so that the error is minimized. Is corrected (step S20).
  • the correction coefficient ⁇ for correcting the normalization value G is the total division output obtained by decoding the vector quantization index k i for the total division input signal sequence u i in the frame multiplied by the normalization value G.
  • the signal sequence v i is generated based on the idea shown in the above equation (5) so as to minimize the error of the product of the corrected normalized value G * .
  • the normalized value G output from the normalized value generation unit 101 is corrected with the correction coefficient ⁇ and output.
  • the normalized value quantization unit 105 quantizes the corrected normalized value G * and outputs it as a normalized quantization index I G ′ (step S105).
  • the normalized value correction unit 20 includes a vector decoding unit 21, a correction coefficient generation unit 22, and a correction calculation unit 23.
  • the vector decoding unit 21 has the same vector codebook 111T as the vector codebook 104T in the encoding device, and refers to the vector codebook 111T to generate a divided output signal sequence (representative vector) corresponding to the vector quantization index k i. ) Decode and output v i .
  • a divided output signal sequence representedative vector
  • k i the vector quantization index
  • v i the vector quantization indexes k 0 ⁇ k 3 as illustrated in FIG. 3
  • the correction coefficient generation unit 22 calculates the normalized value correction coefficient ⁇ using the calculation formula shown in Expression (10) with the divided input signal series u i and the divided output signal series v i as inputs (step S22).
  • the correction calculator 23 multiplies the normalized value G output from the normalized value generator 101 by the normalized value correction coefficient ⁇ output from the correction coefficient generator 22 as a corrected normalized value G *.
  • the normalized value is corrected by (step S23).
  • the signal corresponding to the normalized input signal in this embodiment, the signal corresponding to the divided input signal sequence u i and vector quantization, in this embodiment, the vector quantization result
  • the normalized value that minimizes the distance measure between the input signal to be encoded and the decoded output signal as represented by Equation (10) based on the divided output signal sequence v i obtained by decoding A correction coefficient ⁇ is calculated.
  • the normalized value G * is corrected by correcting the normalized value G using the normalized value correction coefficient ⁇ , and the quantized index I G ′ is output together with the vector quantized index k i , or described later.
  • the normalized value G and the correction coefficient ⁇ that are not corrected are quantized, and the quantization indexes I G and I ⁇ are output together with the vector quantization index k i . Therefore, encoding with fewer errors than before can be performed.
  • the configuration of the decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus in FIG. 1 may be exactly the same as that of the decoding apparatus 110 in the conventional method shown in FIG.
  • the normalized value quantization index I G ′ is decoded by the normalized value decoding unit 113 instead of the decoded normalized value G ′ corresponding to the uncorrected normalized value G in the conventional method.
  • the decoding apparatus 110 can perform decoding with good SNR.
  • the correction coefficient generation unit 22 obtains the normalized value correction coefficient ⁇ from the divided divided input signal series u i and the divided output signal series v i decoded as it is. Therefore, it is not necessary to reconfigure the divided input signal sequence to the signal sequence before division. Therefore, the amount of calculation can be reduced as compared with the reconfiguration method.
  • the vector quantization unit 104 in the encoding apparatus described in FIG. The following formula (11) is obtained by expanding the formula (9).
  • w i, j is the sum of squares (ie, the sum of the squares of the vectors), regardless of the divided input signal sequence u i , all representative vectors stored in the vector codebook 104T. Can be calculated in advance and stored in the vector codebook 104T.
  • the square sum of the divided input signal series u i of the first item is a given fixed value.
  • the vector quantization unit 104 searches for the representative vector w i that minimizes the error d i with respect to the divided input signal sequence u i, the second term representing the inner product of the vectors of the equation (11) and the square sum of the vectors What is necessary is just to search for the representative vector w i that minimizes the sum with the third term representing.
  • the second term when w i the error d i is minimized is determined as divided output signal sequence v i (factor -2 excluded) and the third term the following equation
  • FIG. 4 shows a functional configuration of the encoding apparatus
  • FIG. 5 shows an operation flow thereof.
  • the configuration of this embodiment is the same as that of the embodiment of FIG. 1 except that the vector decoding unit 21 is removed and the second term and the second term of the equation (11) when the vector quantization index k i is determined from the vector quantization unit 104 are
  • the three terms are given to the correction coefficient generator 22 as M P i and M Q i expressed by the equations (12a) and (12b), respectively.
  • the correction coefficient generation unit 22 calculates the correction coefficient ⁇ as
  • the operation flow of FIG. 5 eliminates the vector decoding process S21 in the normalized value correction step S20 in FIG. 2, and is an equation when the vector quantization index for the divided input signal sequence u i is determined in the vector quantization step S104.
  • Other operations are the same as those in FIG.
  • the configuration for generating the correction coefficient without performing the vector decoding described in the second embodiment can be applied to other embodiments described below.
  • the conventional decoding apparatus shown in FIG. 28 can be used as it is.
  • FIG. 6 shows a functional configuration of a third embodiment of the encoding apparatus using the encoding method according to the present invention
  • FIG. 7 shows an operation flow thereof.
  • the correction coefficient generator 22 in the first embodiment of FIG. 1 is composed of a first correction coefficient generator 22a and a second correction coefficient generator 22b.
  • the correction calculation unit 23 in the first embodiment of FIG. 1 includes a first correction unit 23a and a second correction unit 23b.
  • Other configurations are the same as those of the encoding apparatus of FIG.
  • Formula (14) is the same as the numerator of formula (10) described above.
  • Equation (15) is the same as the denominator of Equation (10) above.
  • the first correction unit 23a multiplies the normalized value G obtained from the input signal output from the normalized value generation unit 101 by the first correction coefficient ⁇ 1 and outputs ⁇ 1 G (step S23a).
  • the second correction unit 23b divides the normalized value ⁇ 1 G obtained by multiplying the first correction coefficient by the first correction unit 23a by the second correction coefficient ⁇ 2 and outputs the result as a corrected normalized value G * (step).
  • the second correction unit 23b is a normalized value after dividing the second correction coefficient beta 2, the first correction portion 23a may be multiplied by the first correction coefficient beta 1 to the value. That is, the order of the processes in step S23a and step S23b may be reversed.
  • FIG. 6 can perform encoding with a good SNR in the same manner as the encoding apparatus shown in FIGS. 1 and 4.
  • the conventional decoding apparatus shown in FIG. 28 can be used as it is.
  • FIG. 8 shows a functional configuration of a fourth embodiment of an encoding apparatus using the encoding method according to the present invention
  • FIG. 9 shows an operation flow thereof.
  • the normalization value correction unit 20 of the encoding device includes a vector decoding unit 21, a reconstruction unit 61, a correction coefficient generation unit 62, and a correction calculation unit 23.
  • Other configurations are the same as those of the encoding apparatus of FIG. 1, FIG. 4 and FIG.
  • the divided output signal sequences v 0 to v 3 divided every four shown in FIG. 3 are rearranged in the same order as the normalized input signal sequences x 0 to x 15 . That is, the operation reverse to that of the dividing unit 103 is performed to reconstruct the normalized output signal sequence y.
  • the correction coefficient generation unit 62 receives the normalized input signal series x and the normalized output signal series y as inputs, and generates a correction coefficient ⁇ using the calculation formula shown in Expression (16) (Step S62).
  • N-1 ⁇ is a normalized input signal sequence
  • subscript n is normal
  • the sample number N in the normalized signal sequence represents the number of samples included in the normalized signal sequence, that is, the frame length.
  • Such an encoding apparatus having the configuration shown in FIG. 8 can perform encoding with a good SNR as in the encoding apparatuses shown in FIGS.
  • the conventional decoding apparatus shown in FIG. 28 can be used as it is.
  • the normalized index G G ′ of the normalized value G * corrected by correcting the normalized value G with the correction coefficient ⁇ or the first correction coefficient ⁇ 1 and the second correction coefficient ⁇ 2 is obtained.
  • the normalized value G is quantized as it is without being corrected, and the quantization index is output as well as the quantization index of the correction coefficient ⁇ , which is decoded on the decoding side.
  • the normalized value G ′ may be corrected with the correction coefficient ⁇ ′.
  • FIG. 10 shows a functional configuration of an embodiment of such an encoding apparatus.
  • This fifth embodiment is the same as the embodiment of FIG. 1 except that the correction calculation unit 23 is removed and the normalized value G is directly supplied to the normalized value quantization unit 105, and a correction coefficient quantization unit 106 is provided to generate a correction coefficient.
  • the correction coefficient ⁇ generated by the unit 22 is quantized by the correction coefficient quantization unit 106.
  • the normalized value quantization unit 105 quantizes the given normalized value G and outputs a normalized value quantization index IG.
  • the correction coefficient quantization unit 106 quantizes the given correction coefficient ⁇ and outputs a correction coefficient quantization index I ⁇ .
  • the indexes k, I G and I ⁇ generated by this encoding device are given to the decoding device.
  • FIG. 11 shows a functional configuration of a decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG.
  • This decoding apparatus is obtained by adding a correction coefficient decoding unit 115 and a normalized value correction unit 116 to the conventional configuration of FIG.
  • the correction coefficient decoding unit 115 decodes the given correction coefficient quantization index I ⁇ to generate a decoding correction coefficient ⁇ ′, and provides it to the normalized value correction unit 116.
  • the normalized value correction unit 116 generates a decoded normalized value G * ′ by multiplying the decoded normalized value G ′ by the decoding correction coefficient ⁇ ′, and supplies the decoded normalized value G * ′ to the inverse normalizing unit 114.
  • the denormalization unit 114 generates the output signal Y by multiplying the normalized output signal sequence y reconstructed by the reconstruction unit 112 by the corrected normalized normalization value G * ′.
  • Other operations are the same as those in FIG.
  • a corrected decoded normalized value G * ′ ⁇ ′G ′, which is the product of the decoded decoded normalized value G ′ and the decoded decoded correction coefficient ⁇ ′, is reconstructed.
  • the corrected decoding normalization value G * ′ is multiplied by the output v i of the vector decoding unit 111, and the multiplication result is input to the reconstruction unit 112. Also good.
  • one of the decoding correction coefficient ⁇ ′ and the decoded normalized value G ′ may be multiplied by v i and supplied to the reconstruction unit 112, and the other may be multiplied by the output of the reconstruction unit 112 to be the output signal Y. This is also true for other decoding devices.
  • FIG. 12 shows a functional configuration of the sixth embodiment of the encoding apparatus.
  • the correction coefficient calculation method in FIG. 6 is applied to the embodiment in FIG. 10, and instead of the correction coefficient generator 22 in FIG. 10, a first correction coefficient generator 22A and a second correction coefficient generator are generated.
  • a unit 22B and a division unit 22C are provided.
  • the first and second correction coefficient generation units 22A and 22B calculate the first correction coefficient ⁇ 1 and the second correction coefficient ⁇ 2 according to the equation (14), respectively.
  • the division unit 22C generates the correction coefficient ⁇ by dividing the first correction coefficient ⁇ 1 by the second correction coefficient ⁇ 2 and supplies the correction coefficient ⁇ to the correction coefficient quantization unit 106.
  • Other operations are the same as those in FIG. Further, the indexes k, I G , and I ⁇ output by the encoding device in FIG. 12 can be decoded by the decoding device in FIG.
  • FIG. 13 shows a functional configuration of the seventh embodiment of the encoding apparatus.
  • the correction coefficient ⁇ is obtained from the first and second correction coefficients ⁇ 1 and ⁇ 2 , the correction coefficient ⁇ is quantized, and the correction coefficient quantization index I ⁇ is output.
  • the correction coefficient quantization index I ⁇ is obtained directly from the first and second correction coefficients ⁇ 1 and ⁇ 2 .
  • the quantization correction coefficient ⁇ ′ corresponding to the correction coefficient quantization index I ⁇ is determined so that the error d ′ shown in the expression (3) is minimized, but the expression (3) can be rewritten as the following expression. it can.
  • ⁇ ′ can be determined so that the error d ′ in Equation (17) is minimized.
  • Equation (18) can be rewritten as the following equation using Equation (14) and (15).
  • the configuration of the encoding device in FIG. 13 is the same as the configuration in FIG. 12 except that the division unit 22C is removed and a correction coefficient quantization unit 106a is provided instead of the correction coefficient quantization unit 106.
  • the correction coefficient quantization unit 106a is provided with a correction coefficient codebook 106Ta that holds a plurality of predetermined quantization correction coefficients ⁇ ′ in association with indexes I ⁇ .
  • the first and second correction coefficients ⁇ 1 and ⁇ 2 from the first and second correction coefficient generation units 22A and 22B are given to the correction coefficient quantization unit 106a.
  • the correction coefficient quantization unit 106a searches the correction coefficient codebook 106Ta for a quantization correction coefficient ⁇ ′ that minimizes the error d ′′ in Expression (19), determines the quantization coefficient, and outputs the correction coefficient quantization index I ⁇ .
  • the operation of is the same as that of Fig. 12.
  • the decoding device of Fig. 11 can be used as a decoding device corresponding to the encoding device of Fig. 13, the decoding device of Fig. 11 can be used.
  • FIG. 14 shows a modified embodiment of the encoding apparatus of FIG. 13, and the correction coefficient generation unit 22 described in FIG. 4 instead of the vector decoding unit 21 and the first and second correction coefficient generation units 22A and 22B in FIG. And the values P i and Q i of equations (12a) and (12b) calculated when the vector quantization unit 104 vector quantizes the divided input signal sequence u i are given to the correction coefficient generation unit 22.
  • the correction coefficient generation unit 22 calculates the first and second correction coefficients ⁇ 1 and ⁇ 2 from P i and Q i by the following equation
  • FIG. 15 shows a functional configuration of the ninth embodiment of the encoding apparatus.
  • first and second correction coefficient quantization units 106A and 106B are provided instead of the division unit 22C and the correction coefficient quantization unit 106 in FIG.
  • the first and second correction coefficient quantizing units 106A and 106B quantize the first and second correction coefficients ⁇ 1 and ⁇ 2 given from the first and second correction coefficient generating units 22A and 22B, respectively.
  • 1 and second correction coefficient quantization indexes I ⁇ 1 and I ⁇ 2 are output.
  • Other operations are the same as those in FIG.
  • FIG. 16 shows a functional configuration of a decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG.
  • a first correction coefficient decoding unit 115A, a second correction coefficient decoding unit 115B, and a division unit 115C are provided instead of the correction coefficient decoding unit 115 in the decoding apparatus of FIG.
  • the first and second correction coefficient quantization indexes I ⁇ 1 and I ⁇ 2 given from the encoding device are decoded by the first and second correction coefficient decoding units 115A and 115B, respectively, and the first and second decoding corrections are performed.
  • Coefficients ⁇ ′ 1 and ⁇ ′ 2 are output.
  • the division unit 115 ⁇ / b> C generates a decoding correction coefficient ⁇ ′ by dividing ⁇ ′ 1 by ⁇ ′ 2 and supplies the decoded correction coefficient ⁇ ′ to the normalized value correction unit 116.
  • the calculation of the normalized value correcting unit 116 and the denormalizing unit 114 as a whole is obtained by multiplying each sample of v i by ⁇ ′ 1 G ′ / ⁇ ′ 2 as each sample y n of Y. In this way, any calculation order may be used. Other operations are the same as those in FIG.
  • the correction coefficient ⁇ or the first and second correction coefficients ⁇ 1 and ⁇ 2 are determined for each frame in the encoding device. Therefore, the decoding device corrects the normalized value for each frame. An example to do is shown.
  • this coding apparatus of the tenth embodiment for each divided input signal sequence u i decided correction coefficient gamma i, corresponding correction to the divided output signal sequence v i for each divided output signal sequence v i in the decoding device The error due to normalization is reduced by multiplying the coefficient ⁇ i .
  • FIG. 17 shows the functional configuration of the tenth embodiment of the encoding apparatus, which is the correction coefficient generation unit 22 and the correction coefficient quantization unit 106 shown in FIG. 10, respectively, and the correction coefficient sequence generation unit 22a and the correction coefficient sequence quantization unit 106b. It has been replaced with.
  • the correction coefficient sequence quantization unit 106b has a correction coefficient sequence codebook 106Tb in which the correction coefficient representative vector ⁇ ′ is associated with the index I ⁇ .
  • the correction coefficient representative vector ⁇ ′ i that minimizes the error ⁇ expressed by the above is searched from the correction coefficient string codebook 106Tb, and the corresponding index I ⁇ is output.
  • FIG. 18 shows a functional configuration of a decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG.
  • This decoding apparatus has a configuration in which a correction coefficient sequence decoding unit 115b is added to the decoding apparatus in FIG. 28, and a divided output sequence correction unit 117 is further provided between the vector decoding unit 111 and the reconstruction unit 112. Yes.
  • the correction coefficient sequence decoding unit 115b decodes the input correction coefficient sequence quantization index I ⁇ i or the correction coefficient vector quantization index I ⁇ to generate a sequence of decoded correction coefficient ⁇ ′ i , and the divided output sequence correction unit 117 To give.
  • the correction coefficient sequence codebook 115Tb that is the same as the correction coefficient sequence codebook 106Tb used for the quantization is the correction coefficient sequence decoding unit 115a. Is provided.
  • the divided output sequence correction unit 117 multiplies each divided output signal sequence v i by the corresponding decoding correction coefficient ⁇ i and gives the multiplication result to the reconfiguration unit 112. Other operations are the same as those in FIG.
  • FIG. 19 shows a functional configuration of an eleventh embodiment of the encoding apparatus.
  • the correction coefficient sequence generation unit 22a in the embodiment of FIG. 17 is removed, and a divided input signal sequence x i, j is used by using the correction coefficient sequence quantization unit 106c instead of the correction coefficient sequence quantization unit 106b.
  • the correction coefficient vector quantization index I ⁇ corresponding to the column of the quantization correction coefficient ⁇ ′ i that directly minimizes the error is obtained with reference to the correction coefficient string codebook 106Tc from the corresponding divided output signal sequence v i .
  • the correction coefficient sequence codebook 106Tc of the correction coefficient sequence quantizer 106c are held by a plurality of correction coefficient representative vectors corresponding to the correction coefficient vector quantization index I gamma, respectively, the correction coefficient sequence quantizer 106c Is the following equation (22) from the given divided input signal sequence u i and the corresponding divided output signal sequence v i
  • the correction coefficient vector quantization index I ⁇ corresponding to the column of the quantization correction coefficient ⁇ ′ i that minimizes the error ⁇ represented by is determined with reference to the correction coefficient string codebook 106Tc.
  • the correction coefficient string codebook 106Tc instead of the equation (22),
  • the correction coefficient vector quantization index I ⁇ corresponding to the column of ⁇ ′ i that minimizes may be searched from the correction coefficient sequence codebook 106Tc. Other operations are the same as those in FIG. As the decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus in FIG. 19, the decoding apparatus in FIG. 18 can be used.
  • FIG. 20 shows a functional configuration of the twelfth embodiment of the encoding apparatus.
  • the embodiment of FIG. 20 is a modified embodiment of the encoding apparatus of FIG. If equation (23) is transformed using equations (12a) and (12b),
  • P i and Q i are calculated at the time of vector quantization of the divided input signal sequence u i in the vector quantization unit 104. Therefore, in this embodiment, the vector decoding unit 21 is not used, and P i and Q i are supplied from the vector quantization unit 104 to the correction coefficient sequence quantization unit 106d, and the same correction coefficient sequence codebook 106Tc as in FIG. Is used to output the correction coefficient vector quantization index I ⁇ corresponding to the column of the quantization correction coefficient ⁇ ′ i that minimizes the error ⁇ ′ in Expression (24).
  • Other operations are the same as those in FIG. 19, and the same decoding apparatus as the correction coefficient string codebook 106Tc in FIG. 20 is used as the correction coefficient string codebook 115Tb in the decoding apparatus in FIG. Good.
  • [Thirteenth embodiment] 17, 19, and 20 obtain a correction coefficient ⁇ i for each divided signal sequence and output the quantization index.
  • the correction coefficient for each divided output signal sequence v i The case where the correction by is performed is shown.
  • to generate a divided input signal sequence u i divided input normalization value g i for each, thereby respectively normalizing the divided input signal sequence u i, to minimize errors due to the normalization A column of correction coefficients is generated as follows.
  • FIG. 21 shows the functional configuration of the thirteenth embodiment of the encoding apparatus. Similar to the encoding apparatus of each of the above-described embodiments, a normalization value generation unit 101, a normalization unit 102, a division unit 103, and a vector quantization unit 104 A normalized value quantization unit 105 is provided. In this embodiment, a split input normalization unit 109 is further provided between the split unit 103 and the vector quantization unit 104, and a split input for generating a split input normalization value g i to be given to the split input normalization unit 109.
  • a normalization value generation unit 108, a correction coefficient sequence generation unit 22a that generates a sequence of correction coefficients ⁇ i , a normalization value correction unit 23 ′, and a correction normalization value quantization unit 105 ′ are provided.
  • the divided input normalized value generation unit 108 calculates, for example, the following equation from the divided input signal sequence u i
  • the divided input normalized value g i is calculated by The divided input normalization unit 109 outputs a sequence of samples obtained by dividing each sample of the divided input signal system u i by the divided input normalized value g i as a normalized divided input signal sequence u ′.
  • the correction coefficient sequence generation unit 22 a generates a sequence of correction coefficients ⁇ i from the normalized divided input signal sequence u ′ i and the normalized divided output signal sequence v ′ i from the vector decoding unit 21.
  • the column calculation method of the correction coefficient ⁇ i for example, the calculation method according to the equation (20) described in FIG. 17 can be used. However, to use the u i, v u instead of the i 'i, v' i.
  • the normalized value correction unit 23 ′ generates a corrected divided input normalized value g * i by multiplying the divided input normalized value g i by each column of the correction coefficients ⁇ i .
  • the correction normalization value quantization unit 105 ′ quantizes the correction division input normalization value g * i in the same manner as the correction coefficient string quantization unit 106b in FIG. 17, and the corresponding correction normalization value quantization index I g *. i is output.
  • FIG. 22 shows a functional configuration of a decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG.
  • a divided output sequence inverse normalization unit 119 is provided between the vector decoding unit 111 and the reconstruction unit 112, and a corrected normalized value decoding unit 113 ′ is further added. It has a configuration.
  • the corrected normalized value decoding unit 113 ′ decodes the input corrected normalized value quantization index I g * i and outputs a decoded corrected normalized value g * ′ i .
  • the corrected normalized value decoding unit 119 multiplies the divided output signal sequence v i by the decoded corrected normalized value g * ′ i and gives the result to the reconstructing unit 112.
  • Other operations are the same as those in FIG.
  • FIG. 23 shows a functional configuration of the fourteenth embodiment of the encoding apparatus.
  • the division input normalized value g i is not corrected in the embodiment of FIG. 21, but the columns of the divided input normalized value g i and the correction coefficient ⁇ i are respectively quantized and their indexes are output. It is a thing. Therefore, a divided input normalized value quantization unit 105 "and a correction coefficient sequence quantization unit 106 'are provided instead of the normalized value correction unit 23' and the corrected normalized value quantization unit 105 'in FIG. divided input normalization value quantizer 105 "quantizes the divided input normalization value g i, and outputs the quantization index I gi.
  • the correction coefficient sequence quantization unit 106 ′ has a correction coefficient sequence code book 106Tc ′ that holds a plurality of correction coefficient representative vectors in association with the correction coefficient quantization indexes, respectively. Quantize the sequence of coefficients ⁇ i and output the corresponding index I ⁇ i . Other operations are the same as those in FIG.
  • FIG. 24 shows a functional configuration of a decoding apparatus corresponding to the encoding apparatus of FIG. In this configuration, instead of the corrected normalized value decoding unit 113 ′ in the configuration of FIG. 22, a divided input normalized value decoding unit 113 ′′, a correction coefficient sequence decoding unit 115 ′, and a divided normalized value correction unit 116 ′.
  • the divided input normalized value decoding unit 113 ′′ decodes the input index I gi and outputs a decoded divided input normalized value g ′ i .
  • the correction coefficient sequence decoding unit 115 ′ has the same correction coefficient sequence codebook 115Tc ′ as the correction coefficient sequence codebook 106Tc ′ in the encoding device, and refers to the codebook 115Tc ′ for the input index I ⁇ i. Decode and output a sequence of decoding correction coefficients ⁇ ′ i . Divided normalization value corrector 116 'is decoded correction coefficient gamma' outputs 'correction divided input normalization value by multiplying the i g *' column decode divided input normalization value g a i i, divided output sequence inverse normalizer To the conversion unit 119. Other operations are the same as those in FIG.
  • the present invention is characterized in that the normalized value is corrected by the encoding device or the decoding device.
  • the encoding apparatus in the system that corrects the normalization value by the encoding apparatus employs a configuration in which the corrected normalization value is quantized by the normalization value quantization unit.
  • the normalized value is quantized by the normalized value quantizing unit or the normalized value quantizing unit and the divided input normalized value quantizing unit, and the correction coefficient is corrected by the correction coefficient.
  • a configuration in which quantization is performed by the quantization unit or the correction coefficient sequence quantization unit is employed.
  • the normalized value quantization unit, the divided input normalized value quantization unit, the correction coefficient quantization unit, and the correction coefficient sequence quantization unit can be collectively referred to as a normalized information quantization unit.
  • the divided input normalization value and the correction coefficient can be referred to as normalization information.
  • FIG. 25 shows a schematic configuration of the experimental apparatus 80 used for the simulation.
  • the experimental device 80 includes an encoding device 81 and a decoding device 82.
  • the encoding device 81 divides the input signal into a low-frequency signal and a high-frequency signal by the band divider 81a, and then encodes the low-frequency signal in the time domain (low-frequency encoder 81b), Encoding is performed in the region (high frequency encoder 81c).
  • the encoding method according to the present invention shown in FIG. 1 is applied to the high-pass encoder 81c.
  • the decoding device 82 decodes the low frequency code and the high frequency code by the conventional method shown in FIG.
  • This experimental device 80 was given an input signal in which a 57-second audio signal was converted to a discrete value by 16 kHz sampling, and the SNR after decoding was compared with the conventional method. The result is shown in FIG.
  • the vertical axis represents SNR in (dB), and the horizontal axis represents the encoding method. It was confirmed that the SNR of the encoding method of the present invention was 11.9 dB, which is 0.6 dB higher than the conventional method of 11.3 dB.
  • the band was divided into two due to experimental reasons.
  • the encoding method of the present invention there is no need to limit the bandwidth.
  • the encoding apparatus according to the present invention has been described as an example of operating in the frequency domain.
  • the present invention is not limited to this example.
  • the encoding method and apparatus of the present invention can also be applied to signal encoding in the time domain.
  • the dividing unit 103 is configured by a filter bank, for example, but the technical idea of the present invention can be applied as it is.
  • Each component in each of the embodiments of the encoding device and the decoding device described above may perform the processing by a dedicated processor such as a DSP (digital signal processor). Further, when the processing of the components in the above apparatus is realized by a computer, the processing contents of the functions that each apparatus should have are described by a program. Then, by executing this program on the computer, the processing means in each apparatus is realized on the computer.
  • a dedicated processor such as a DSP (digital signal processor).
  • the program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium.
  • a computer-readable recording medium for example, any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory may be used.
  • a magnetic recording device a hard disk device, a flexible disk, a magnetic tape or the like, and as an optical disk, a DVD (Digital Versatile Disc), a DVD-RAM (Random Access Memory), a CD-ROM (Compact Disc Read Only) Memory), CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), etc., magneto-optical recording medium, MO (Magneto Optical disc) etc., semiconductor memory, EEP-ROM (Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory) etc. Can be used.
  • this program is distributed by selling, transferring, or lending a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM in which the program is recorded. Further, the program may be distributed by storing the program in a recording device of a server computer and transferring the program from the server computer to another computer via a network.
  • each means may be configured by executing a predetermined program on a computer, or at least a part of these processing contents may be realized by hardware.

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Abstract

誤差の少ない符号化方法を提供する。この発明による符号化方法は、入力信号から求めた正規化値を、ベクトル量子化する際の入出力から求めた誤差分で補正した後に量子化する。そのために、フレーム毎に求めた入力信号の正規化値に基づいて入力信号を正規化する正規化段階と、正規化されたフレームを予め定められた規則に基づいて分割入力信号系列に分割する分割段階と、分割入力信号系列をベクトル量子化してベクトル量子化インデックスを生成するベクトル量子化段階と、入力信号の正規化値をベクトル量子化段階の入出力から求めた誤差分で補正する正規化値補正段階とを有する。

Description

符号化方法、復号化方法、それらの装置、及びそれらのプログラムと記録媒体
　この発明は、音声や音楽などの音響信号や画像信号等のディジタル信号を符号化する方法、復号化方法、それらの装置、及びそれらのプログラムと記録媒体に関する。
　従来から、例えば音声信号を高能率で符号化する方法として、入力された原音サンプルの列をフレームと呼ばれる５～５０ｍｓ程度の一定区間毎の入力信号系列に分割し、そのフレーム毎の入力信号系列に対する正規化値を求め、各フレームの入力信号系列中のサンプル値をその正規化値で正規化して得た正規化入力信号系列を予め定められた規則に基づいて分割した後に、ベクトル量子化する方法が知られている。
　その符号化方法による符号化装置を図２７に、復号化装置を図２８に示して動作を簡単に説明する。符号化装置は、正規化値生成部１０１と、正規化部１０２と、分割部１０３と、ベクトル量子化部１０４と、正規化値量子化部１０５とを備える。正規化値生成部１０１は、複数サンプルから成るフレーム単位毎に原音サンプルがまとめられた入力信号系列Ｘ＝{Xn; n=0, …, N-1}が入力される。ただし、Ｎはフレームあたりのサンプル数である。入力信号系列Ｘは時間領域のサンプル列であってもよいし、そのようなサンプル列をフレーム毎に周波数領域に変換して得られたスペクトルによるサンプル列であってもよい。正規化値生成部１０１は入力信号系列Ｘ中のサンプルのパワーの平均値の平方根を正規化値Ｇとして出力する。正規化値量子化部１０５は、正規化値生成部１０１で求められた正規化値Ｇを量子化し、正規化値量子化インデクスIGとして出力する。正規化部１０２で正規化値量子化インデックスIGを復号して得られた復号化正規化値Ｇ'を用いる場合は、各正規化値量子化部１０５は復号化正規化値Ｇ'も出力する。
　正規化部１０２は、入力信号系列Ｘと正規化値生成部１０１で求められた正規化値Ｇ又は正規化値量子化部１０５で求められた復号化正規化値Ｇ'を入力として、入力信号系列Ｘ内の各サンプル値（振幅値）を正規化値Ｇ又は復号化正規化値Ｇ'で割り算する、若しくはその逆数を乗ずることで、入力信号系列を正規化して正規化入力信号系列ｘ={xn; n=0, …, N-1}として出力する。分割部１０３は、正規化部１０２からの出力である正規化入力信号系列ｘを、予め定められた規則に基づいて、Ｍ個の分割入力信号系列ui (i=0,…,M-1, Ｍは１以上の整数）に分割して出力する。Ｍ＝１の場合は分割を行わず、ｘ＝u0となるため、分割部１０３は省略されることもある。
　ベクトル量子化部１０４は、分割部１０３の出力である分割入力信号系列のそれぞれについてベクトル量子化し、ベクトル量子化インデックスｋiを出力する。なお、ベクトル量子化部１０４は例えば２以上の有限個のインデックスにそれぞれ予め決めた代表ベクトル値を対応付けたベクトル符号帳１０４Ｔを有しており、ベクトル量子化部１０４は与えられた分割入力信号系列uiとの間で最も距離尺度が小さい代表ベクトル値に対応するインデックスｋiをベクトル量子化インデックスとして出力する。
　復号化装置は、ベクトル復号化部１１１と、再構成部１１２と、正規化値復号化部１１３と、逆正規化部１１４を備える。ベクトル復号化部１１１は符号化装置のベクトル量子化部１０４と同じベクトル符号帳１１１Ｔを有しており、符号化装置から与えられる各ベクトル量子化インデックスｋiに対応する代表ベクトル値をベクトル符号帳１１１Ｔから読み取ることにより、ｋiを復号化し、分割出力信号系列viとして出力する。再構成部１１２は、ベクトル復号化部１１１からの１フレーム分の分割出力信号系列viを用いて、符号化装置の分割部１０３におけるｘとuiとの関係とｙとviとの関係を同じとするための予め定められた規則に基づいて正規化出力信号系列ｙを再構成する。正規化値復号化部１１３は、符号化装置から送信される正規化値量子化インデックスIGを復号化して復号化正規化値Ｇ'を出力する。逆正規化部１１４は、再構成された正規化値出力信号系列ｙと、復号化正規化値Ｇ'を入力として出力信号系列ｙに復号化正規化値Ｇ'を乗算することで逆正規化し、出力信号系列Ｙとして出力する。
　上記した符号化装置と復号化装置による従来の符号化法は、入力信号をフレーム毎に予め正規化することにより、フレーム間で異なる入力信号系列の振幅値の分散を小さくすることができ、ベクトル量子化の効率を向上させることが可能になる。例えば特許文献１では、フレーム毎の周波数領域信号を正規化し、その結果をベクトル量子化することが示されている。
また、非特許文献１には、CELP符号化において時間領域入力信号の各フレームをサブフレームに分割し、それらのサブフレームの一連のパワーをベクトル量子化することが示されている。
特開平7-261800号公報（段落[0016]～[0021]） 三樹聡等、「ピッチ同期雑音励振源を持つCELP符号化(PSI-CELP)」、電子情報通信学会論文誌、Vol.J77-A, No.3, pp.314-324, 1994年３月。
　しかし、上記した従来法では、正規化値生成部１０１で得られた正規化値が、入力信号のみに基づいて求められる。従って、このような符号化装置において正規化入力信号系列を分割した分割入力信号系列をベクトル量子化して求めたベクトル量子化インデックスと、入力信号のみから求めた正規化値とを復号化装置において用いても符号化装置の入力信号に対する復号化装置の出力信号の誤差量を表す信号対雑音比（Signal to Noise Ratio以下「ＳＮＲ」と称する）を向上させた誤差の少ない出力信号を復号化できる保証はない。つまり、誤差の少ない符号化ができるとは限らない。
　この発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、誤差の少ない符号化方法、復号化方法、それらの装置、及びそれらのプログラムと記録媒体を提供することを目的とする。
　この発明の第１の観点による符号化方法は、
　複数の入力信号サンプルから成るフレーム毎に、フレーム内の入力信号から求めた上記入力信号に対する正規化値により上記フレーム内の入力信号を正規化したサンプルの系列である正規化入力信号系列を求める正規化段階と、
　上記正規化入力信号系列を量子化して信号量子化インデックスを生成する信号量子化段階と、
　入力信号の系列と、信号量子化インデックスに対応する信号系列を、補正係数で補正した正規化値で逆正規化して得られる信号系列と、の距離尺度が最小となる補正係数を生成する補正係数生成段階と、
　上記補正係数と正規化値を、又は上記補正係数で補正された正規化値を、量子化して正規化情報量子化インデックスを生成する正規化情報量子化段階と、
　少なくとも上記信号量子化インデックスと上記正規化情報量子化インデックスとを含む符号を出力する符号出力段階と、
を含む。
　この発明の第２の観点による符号化方法は、
　複数の入力信号サンプルから成るフレーム毎に、フレーム内の入力信号から求めた上記入力信号に対する正規化値により上記フレーム内の入力信号を正規化したサンプルの系列である正規化入力信号系列を求める正規化段階と、
　上記正規化入力信号系列をフレーム毎に予め定められた規則に基づいて分割して分割入力信号系列を生成する分割段階と、
　上記分割入力信号系列をベクトル量子化してベクトル量子化インデックスを生成するベクトル量子化段階と、
　上記ベクトル量子化インデックスに対応した信号系列を分割出力信号系列として生成する復号化段階と、
　上記分割入力信号系列と上記分割出力信号系列の内積値の総和を第１補正係数とし、上記分割出力信号系列のベクトルの２乗和の総和を第２補正係数としたとき、上記第１補正係数を上記第２補正係数で除算したものを上記補正係数として生成する補正係数生成段階と、
　上記補正係数と正規化値を、又は上記補正係数で補正された正規化値を、量子化して正規化情報量子化インデックスを生成する正規化情報量子化段階と、
　少なくとも上記ベクトル量子化インデックスと上記正規化情報量子化インデックスとを含む符号を出力する符号出力段階と、
を含む符号化方法。
　この発明による復号化方法は、
　入力された正規化値量子化インデックスを復号化してフレーム毎の正規化値を生成する正規化値復号過程と、
　入力された信号量子化インデックスを復号化してフレーム毎の正規化出力信号系列を生成するベクトル復号化過程と、
　入力された補正係数量子化インデックスを復号化してフレーム毎の補正係数を生成する補正係数復号化過程と、
　上記正規化値を上記補正係数で補正し、補正された正規化値を生成する正規化値補正過程と、
　上記正規化出力信号系列を上記補正された正規化値で逆正規化してフレーム毎の出力信号を生成する逆正規化過程と、
を含む。
　この発明の符号化方法復号化方法及び装置によれば、符号化においてベクトル量子化インデックスを生成する際の入出力の関係から符号化誤差を最小化するように、フレーム毎に求めた入力信号の正規化値を補正することでＳＮＲを向上させた誤差の少ない符号化及び復号化が実現できる。
この発明による符号化装置の第１実施例の機能構成例を示す図。 図１の符号化装置の動作フローを示す図。 図１における分割部１０３の動作例を示す図。 この発明による符号化装置の第２実施例の機能構成例を示す図。 図４の符号化装置の動作フローを示す図。 この発明による符号化装置の第３実施例の機能構成例を示す図。 図６の符号化装置の動作フローを示す図。 この発明による符号化装置の第４実施例の機能構成例を示す図。 図８の符号化装置の動作フローを示す図。 この発明による符号化装置の第５実施例の機能構成例を示す図。 図１０の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す図。 この発明による符号化装置の第６実施例の機能構成例を示す図。 この発明による符号化装置の第７実施例の機能構成例を示す図。 この発明による符号化装置の第８実施例の機能構成例を示す図。 この発明による符号化装置の第９実施例の機能構成例を示す図。 図１５の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す図。 この発明による符号化装置の第１０実施例の機能構成例を示す図。 図１７の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す図。 この発明による符号化装置の第１１実施例の機能構成例を示す図。 この発明による符号化装置の第１２実施例の機能構成例を示す図。 この発明による符号化装置の第１３実施例の機能構成例を示す図。 図２１の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す図。 この発明による符号化装置の第１４実施例の機能構成例を示す図。 図２３の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す図。 シミュレーションを行った実験装置の概略的な機能構成を示す図。 シミュレーション結果を示す図。 従来の符号化装置の機能構成例を示す図。 従来の復号化装置の機能構成例を示す図。
　以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。複数の図面中同一のものには同じ参照符号を付し、説明は繰り返さない。
　〔発明の基本的な考え〕
　実施例の説明の前に、この発明の符号化方法の基本的な考えを説明する。上記した正規化値生成部１０１で生成する正規化値Ｇを、例えば式（１）のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　　　Ｘ＝{Xn; n=0, …, N-1｝
　ここでＸはフレーム毎の入力信号サンプルX0, …, XN-1の列であり、Ｎはフレーム当たりのサンプル数である。よって式（１）で定義される正規化値Ｇは、フレーム毎の入力信号のパワーの平均値の平方根である。また、説明を簡単にする目的でここでは分割段階がない場合で説明する。正規化値Ｇで除算されて正規化された正規化入力信号系列をx＝{xn; n＝0, …, N-1｝、復号化装置における復号化後の正規化出力信号系列をy＝{yn; n＝0, …, N-1}と表わす。
　各フレームにおける正規化前の入力信号系列Ｘ＝Ｇｘと、復号化装置における逆正規化後の出力信号系列Ｙ＝Ｇｙとの間の距離尺度を表す誤差ｄを求めると式（２）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここでｔは転置を意味する。
　一方、この発明の符号化方法は、この誤差ｄが最小となるように復号化装置に与える正規化値Ｇを補正係数γで補正し、補正した正規化値Ｇ*＝γＧを復号化装置に与える、あるいは補正係数γを正規化出力信号系列ｙに乗ずることで誤差を最小化した出力信号系列を得る考えである。従って、この発明による符号化方法の各フレームでの符号化装置の入力信号系列と復号化装置の出力信号系列との間の距離尺度を表す誤差ｄ'は次式（３）で表わせる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　上記誤差ｄ'を最小にするγは、次式（４）を満たすγを求めることで得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　Ｇ＝０の場合を除きγは次式（５）で表わせる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　式（３）に式（５）のγを代入すると、この発明による誤差ｄ'は、次式（６）のように変形できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　ここで従来法による符号化誤差ｄと、この発明による符号化誤差ｄ'の大きさを比較する目的で、両者の差を計算すると次式（７）で表わせる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　式（７）によればｙ＝０の場合を除き、常にｄ－ｄ'≧０である。つまり、従来法による符号化誤差ｄよりもこの発明による符号化誤差ｄ'の方が小さいか等しい。従って、補正された正規化値Ｇ*を考慮した符号化、復号化をすることでＳＮＲを向上させた誤差の少ない符号化、復号化が実現できる。
〔第１実施例〕
　図１にこの発明による符号化方法を用いた符号化装置１０の第１実施例の機能構成例を示し、その動作フローを図２に示す。本装置の各部は複数サンプルによるフレーム毎に動作する。フレーム毎の入力信号は時間領域の信号であっても、周波数領域の信号であってもよいが、以降の説明では入力信号が周波数領域信号の場合で説明する。符号化装置は、正規化値生成部１０１と、正規化部１０２と、分割部１０３と、ベクトル量子化部１０４と、正規化値量子化部１０５と、正規化値補正部２０とを備える。符号化装置は、図２７に示した従来法による符号化装置の構成に正規化値補正部２０を追加した構成である。図２７と同じ記号を付してある処理部は、図２７と同じ動作をする。この実施例の符号化装置は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等で構成されるコンピュータに所定のプログラムが読み込まれて、ＣＰＵがそのプログラムを実行することで実現してもよい。
　正規化値生成部１０１は、入力信号系列Ｘ中の各入力信号サンプルのパワーの平均値の平方根を正規化値Ｇとして出力する。または、各入力信号サンプルのパワーの平均値でなくとも、例えば絶対値の平均を正規化値Ｇとしてもよい。または、フレーム当たりの入力信号の標準偏差を正規化値としてもよい。
　正規化部１０２は、入力信号系列Ｘをサンプル毎に正規化値Ｇで割り算した正規化入力信号系列ｘ＝{xn；n＝0, …, N-1}を出力する（ステップＳ１０２）。分割部１０３は、正規化入力信号系列ｘを分割して分割入力信号系列uｉ={ui,j; i=0,…, M-1; j=0,…,h(i)}、ただしh(i)はｉ番目の分割入力信号系列のサンプル数、を出力する（ステップＳ１０３）。この例では、正規化入力信号系列ｘは周波数領域の信号であり、１フレームの正規化入力信号系列ｘが例えば周波数の低い順に配列された１６個のスペクトルサンプルx0, …, x15で構成されるものと仮定する。この場合、xn=xi+jMと表すと、分割部１０３は正規化入力信号系列xn(n=0, …, N-1)を次式（８）に示す関係で分割する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　h(i)は第ｉ番目の分割入力信号系列uiのサンプル数を表すが、この例では各分割入力信号系列の数が同じになるように分割を行っており、h(i)=N/Mである。ここで分割数ＭをＭ＝４とした場合の１フレームの正規化入力信号系列ｘと、分割入力信号系列uｉの例を図３に示す。１６個の周波数スペクトルで構成される１フレームの正規化入力信号系列ｘを、４サンプル置きに４つの分割入力信号系列にする。つまり、ｉ＝０の場合である最初の分割は正規化入力信号系列xnの低周波数側から４個飛びの周波数スペクトルのx0，x4，x8，x12が選択され１つの分割入力信号系列とされる。ｉ＝１の場合である２つ目の分割入力信号系列はx1，x5，x9，x13が選択されたものとされる。
　ベクトル量子化部１０４は、２以上の有限個のインデックスに対し、それぞれ予め決めた代表ベクトルを対応付けたベクトル符号帳１０４Ｔを有しており、量子化対象の入力ベクトルである分割入力信号系列uiとの間の距離尺度が最小となる代表ベクトルに対応するインデックスｋiをベクトル量子化インデックスとして出力する。具体的には、分割入力信号系列uiの各サンプルui,jと代表ベクトルwiの各サンプルwi,j間の距離尺度として例えば次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
で表される誤差ｄiが最小となるwiに対応付けられたベクトル量子化インデックスｋiを求めることができ、ｋiに対応する代表ベクトルwiが分割出力信号系列viとなる。図３の例では、４つのサンプルui,j(j=0,…,3)を要素とするベクトルである分割入力信号系列uiをベクトル符号帳１０４Ｔを参照してベクトル量子化し、ベクトル量子化インデックスｋiを出力する（ステップＳ１０４）。従って、この例ではフレーム毎に４個のベクトル量子化インデックスk0, k1, k2, k3が出力されることになる。なお、ここではベクトル量子化を例として説明しているが、分割入力信号系列uiに対応する分割出力信号系列viを得るためのインデックスを生成する信号量子化処理であれば、分割入力信号系列uiは各サンプルをスカラ量子化して対応するインデックスを出力する等のベクトル量子化でない処理を行ってもよい。即ち、ベクトル量子化部１０４は一般化すると信号量子化部であるといえる。
　正規化値補正部２０は、分割部１０３の出力する分割入力信号系列uｉと、ベクトル量子化部１０４が出力するベクトル量子化インデックスｋiを入力として誤差が最小になるように正規化値Ｇを補正する（ステップＳ２０）。正規化値Ｇを補正するための補正係数γは、フレーム内の全分割入力信号系列uｉに正規化値Ｇを乗じたものに対する、ベクトル量子化インデックスｋiを復号化して得た全分割出力信号系列vｉに補正された正規化値Ｇ*を乗じたものの誤差が最小になるように上記した式（５）に示した考えに基づいて生成される。そして、正規化値生成部１０１が出力する正規化値Ｇをその補正係数γで補正して出力する。正規化値量子化部１０５は、補正された正規化値Ｇ*を量子化して正規化量子化インデックスIG'として出力する（ステップＳ１０５）。
　以上述べた符号化装置１０によれば、正規化値補正部２０においてベクトル量子化インデックスｋiに対応する分割出力信号系列vｉに補正された正規化値Ｇ*を乗じたものと、分割入力信号系列uｉに正規化値Ｇを乗じたものの誤差が最小になるように正規化値Ｇを補正するので、符号化誤差の少ない符号化が行える。
　正規化値補正部２０を更に詳しく説明する。正規化値補正部２０は、ベクトル復号化部２１と、補正係数生成部２２と、補正演算部２３とで構成される。
　ベクトル復号化部２１は符号化装置におけるベクトル符号帳１０４Ｔと同じベクトル符号帳１１１Ｔを有しており、ベクトル符号帳１１１Ｔを参照してベクトル量子化インデックスｋiに対応する分割出力信号系列（代表ベクトル）vｉを復号化して出力する。図３に例示するように４個のベクトル量子化インデックスｋ0～ｋ3から、４個の分割入力信号系列u0～u3に対応した分割出力信号系列v0～v3を復号化する。
　補正係数生成部２２は、分割入力信号系列uｉと、分割出力信号系列vｉを入力として式(10)に示す計算式で正規化値補正係数γを計算する（ステップＳ２２）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　ここでuｉ,ｊは分割入力信号系列uiの各サンプル{uｉ,ｊ；ｉ=0, …, M-1；ｊ=0, …, h(i)-1}、vｉ,ｊは分割出力信号系列viの各サンプル{vｉ,ｊ；ｉ=0, …, M-1；ｊ=0, …、h(i)-1}であり、添え字のｉは分割信号系列の番号、Ｍは分割数、添え字のｊは分割信号系列中のサンプル番号、h(i)はｉ番目の分割信号系列に含まれるサンプル数を表わす。
　式(10)は、上記した入力信号系列Ｘ＝Ｇｘと出力信号系列Ｙ＝Ｇｙの各フレームにおける誤差ｄを最小化する正規化値補正係数を求める式（５）と同じ意味である。
　補正演算部２３は、補正係数生成部２２が出力する正規化値補正係数γを正規化値生成部１０１が出力する正規化値Ｇに乗算したものを補正された正規化値Ｇ*とすることで正規化値を補正する（ステップＳ２３）。補正された正規化値Ｇ'は、正規化値量子化部１０５で量子化され、正規化値量子化インデックスIG'としてＭ個のベクトル量子化インデックスｋi(i=0, …, M-1)と共に図示しない復号化装置に出力される。
　このように、この発明の符号化装置では、正規化された入力信号と対応する信号、この実施例では分割入力信号系列uiとベクトル量子化に対応した信号、この実施例ではベクトル量子化結果を復号化して得られた分割出力信号系列viとに基づいて式(10)で表されるように符号化すべき入力信号と復号化された出力信号間の距離尺度が最小となる正規化値補正係数γを計算する。その正規化値補正係数γにより正規化値Ｇを補正して補正された正規化値Ｇ*を量子化し、その量子化インデックスIG'をベクトル量子化インデックスｋiと共に出力するか、あるいは後述の実施例のように、補正しない正規化値Ｇと補正係数γをそれぞれ量子化してそれぞれの量子化インデックスIG, Iγをベクトル量子化インデックスｋiと共に出力する。従って、従来より誤差の少ない符号化が可能となる。
　図１の符号化装置に対応する復号化装置の構成は、図２８に示した従来法における復号化装置１１０と全く同じものでよい。ただし、従来法における補正されていない正規化値Ｇに対応する復号化正規化値Ｇ'の代わりに補正された正規化値量子化インデックスIG'を正規化値復号化部１１３で復号化して得られる補正された正規化値Ｇ*が用いられることで、復号化装置１１０においてＳＮＲの良い復号化が行える。
　なお、第１実施例によれば、補正係数生成部２２が、分割された分割入力信号系列uｉと、それをそのまま復号化した分割出力信号系列vｉから正規化値補正係数γを求めるので、分割入力信号系列を分割前の信号系列に再構成する必要がない。従って、再構成する方法よりも計算量も削減できる。
　〔第２実施例〕
　図１で説明した符号化装置におけるベクトル量子化部１０４は、
　前記式(9)を展開した次式(11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
に着目すると、右辺の第３項目のwi,jの２乗和（即ちベクトルの２乗和）は分割入力信号系列uiとは関係なく、ベクトル符号帳１０４Ｔに格納された全ての代表ベクトルに対し予め全要素の２乗和を計算してベクトル符号帳１０４Ｔに保持しておくことができる。また、第１項目の分割入力信号系列uiの２乗和は与えられた固定値である。従って、ベクトル量子化部１０４において、分割入力信号系列uiに対する誤差ｄiが最小となる代表ベクトルwiを探索する時に式(11）のベクトルの内積を表す第２項とベクトルの２乗和を表す第３項との和が最小となる代表ベクトルwiを探せばよい。このようにして誤差ｄiが最小となるwiが分割出力信号系列viとして決定された時の第２項（係数-2は除く）と第３項を次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
の値として保存しておき、式(10)の補正係数γの計算に使用すれば図１におけるベクトル復号化部２１は不要となり、それだけ計算量を削減できる。
　第２実施例はこのような考えに基づくものであり、その符号化装置の機能構成を図４に示し、その動作フローを図５に示す。この実施例の構成は図１の実施例において、ベクトル復号化部２１を除去し、ベクトル量子化部１０４からベクトル量子化インデックスｋiが決定された時の式(11)の第２項と第３項をそれぞれ式(12a),(12b)で表されるＭ個のＰiとＭ個のＱiとして補正係数生成部２２に与える。補正係数生成部２２は補正係数γを次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
により計算する。その他の動作は図１と同様であり、説明を省略する。
　図５の動作フローは図２における正規化値補正ステップＳ２０内のベクトル復号化過程Ｓ２１を除去し、ベクトル量子化段階Ｓ１０４で分割入力信号系列uiに対するベクトル量子化インデックスが決定されたときの式(11)の第２項と第３項をそれぞれ上記Ｐi, Ｑi (i=0,…, M-1)として保持し、補正係数生成過程Ｓ２２で式(10)の代わりに式(13)により補正係数γを計算する。その他の動作は図２と同様である。
　なお、この第２実施例で説明したベクトル復号化を行わないで補正係数を生成する構成は以降説明の他の実施例にも適用できる。図４の符号化装置に対応する復号化装置としては、図２８に示した従来の復号化装置をそのまま使用することができる。
〔第３実施例〕
　図６にこの発明による符号化方法を用いた符号化装置の第３実施例の機能構成を示し、その動作フローを図７に示す。この実施例においては図１の第１実施例における補正係数生成部２２は、第１補正係数生成部２２ａと第２補正係数生成部２２ｂとで構成される。また、この第３実施例においては、図１の第１実施例における補正演算部２３が第１補正部２３ａと第２補正部２３ｂとで構成される。その他の構成は図１の符号化装置と同様である。
　第１補正係数生成部２２ａは、分割部１０３の出力する分割入力信号系列uｉと、ベクトル復号化部２１の出力する分割出力信号系列vｉを入力として、i=0,…,M-1でのそれぞれの内積値の総和を式（１４）に示す第１補正係数β1として生成する（ステップＳ２２ａ）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　式（１４）は、上記した式(10)の分子と同じである。
　第２補正係数生成部２２ｂは、ベクトル復号化部２１の出力する分割出力信号系列vｉを入力として、i=0,…,M-1のそれぞれの分割出力信号系列の全サンプルの２乗和の総和を式（１５）に示す第２補正係数β２として生成する（ステップＳ２２ｂ）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　式（１５）は、上記した式(10)の分母と同じである。
　第１補正部２３ａは、正規化値生成部１０１が出力する入力信号から求めた正規化値Ｇに第１補正係数β1を乗算し、β1Ｇを出力する（ステップＳ２３ａ）。第２補正部２３ｂは、第１補正部２３ａで第１補正係数を乗算した正規化値β1Ｇを、第２補正係数β2で除算し、補正した正規化値Ｇ*として出力する（ステップＳ２３ｂ）。なお、第２補正部２３ｂが、正規化値を第２補正係数β2で除算した後に、第１補正部２３ａがその値に第１補正係数β1を乗算してもよい。つまり、ステップＳ２３ａとステップＳ２３ｂの処理は順序を逆転してもよい。
　このような図６に示した構成の符号化装置でも図１及び図４に示した符号化装置と同じようにＳＮＲの良い符号化が行える。図６の符号化装置に対応する復号化装置としては、図２８に示した従来の復号化装置をそのまま使用することができる。
〔第４実施例〕
　図８にこの発明による符号化方法を用いた符号化装置の第４実施例の機能構成を示し、その動作フローを図９に示す。符号化装置の正規化値補正部２０は、ベクトル復号化部２１と、再構成部６１と、補正係数生成部６２と、補正演算部２３とで構成される。他の構成は上記した図１、図４及び図６の符号化装置と同じである。　再構成部６１は、ベクトル復号化部２１からの複数の分割出力信号系列vｉを入力として、予め定められた規則に基づいて正規化出力信号系列y={yn; n=0,…,N-1}を再構成する（ステップＳ６１）。例えば、図３に示した４個置きに分割された分割出力信号系列v0～v3を、正規化入力信号系列x0～x15と同じ順番に並べ替える。つまり分割部１０３と逆の動作を行って正規化出力信号系列yを再構成する。
　補正係数生成部６２は、正規化入力信号系列ｘと正規化出力信号系列ｙとを入力として式（１６）に示す計算式で補正係数γを生成する（ステップＳ６２）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　ここで{xn；n=0,…, N-1}は正規化入力信号系列、{yn；n=0,…, N-1}は正規化出力信号系列、添え字のｎは正規化信号系列中のサンプル番号、Ｎは正規化信号系列に含まれるサンプル数、つまりフレーム長を表わす。
　このような図８に示した構成の符号化装置でも図１、４及び６に示した符号化装置と同じようにＳＮＲの良い符号化が行える。図８に示した符号化装置に対応する復号化装置としては、図２８に示した従来の復号化装置をそのまま使用することができる。
　〔第５実施例〕
　上述の各符号化装置では正規化値Ｇを補正係数γ、又は第１補正係数β1と第２補正係数β2で補正して補正された正規化値Ｇ*の量子化インデックスIG'を出力したが、以下の各実施例で示すように正規化値Ｇを補正せずそのまま量子化して量子化インデックスを出力すると共に、補正係数γの量子化インデックスも出力し、復号化側において復号化正規化値Ｇ'を補正係数γ'で補正するようにしてもよい。
　図１０はそのような符号化装置の実施例の機能構成を示す。この第５実施例は図１の実施例において、補正演算部２３を除去して正規化値Ｇをそのまま正規化値量子化部１０５に与え、また補正係数量子化部１０６を設け、補正係数生成部２２で生成された補正係数γを補正係数量子化部１０６で量子化する構成となっている。正規化値量子化部１０５は与えられた正規化値Ｇを量子化し、正規化値量子化インデックスIGを出力する。補正係数量子化部１０６は与えられた補正係数γを量子化し、補正係数量子化インデックスIγを出力する。この符号化装置により生成されたインデックスｋ、IG, Iγは復号化装置に与えられる。
　図１１は図１０の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す。この復号化装置は図２８の従来構成に補正係数復号化部１１５と正規化値補正部１１６が追加されたものとなっている。補正係数復号化部１１５は与えられた補正係数量子化インデックスIγを復号化して復号補正係数γ'を生成し、正規化値補正部１１６に与える。正規化値補正部１１６は復号化正規化値Ｇ'に復号補正係数γ'を乗算して補正された復号化正規化値Ｇ*'を生成し、逆正規化部１１４に与える。逆正規化部１１４は再構成部１１２により再構成された正規化出力信号系列ｙに補正された復号化正規化値Ｇ*'を乗算することにより出力信号Ｙを生成する。その他の動作は図２８の場合と同様である。
　なお、図１１では復号された復号化正規化値Ｇ'と復号された復号補正係数γ'の積である補正された復号化正規化値Ｇ*'=γ'Ｇ'を、再構成された出力信号系列ｙに乗算する場合を示したが、補正された復号化正規化値Ｇ*'をベクトル復号化部１１１の出力viに乗算し、その乗算結果を再構成部１１２に入力してもよい。あるいは、復号補正係数γ'と復号化正規化値Ｇ'の一方をviに乗算して再構成部１１２に与え、他方を再構成部１１２の出力に乗算して出力信号Ｙとしてもよい。このことは他の復号化装置についても当てはまる。
　〔第６実施例〕
　図１２は符号化装置の第６実施例の機能構成を示す。この実施例は図１０の実施例に図６における補正係数の計算手法を適用したものであり、図１０における補正係数生成部２２の代わりに第１補正係数生成部２２Ａと、第２補正係数生成部２２Ｂと、除算部２２Ｃとが設けられている。第１及び第２補正係数生成部２２Ａ，２２Ｂは図６の場合と同様に、式(14)により第１補正係数β1及び第２補正係数β2をそれぞれ計算する。除算部２２Ｃは第１補正係数β1を第２補正係数β2で除算することにより補正係数γを生成し、補正係数量子化部１０６に与える。その他の動作は図１０の場合と同様である。また、図１２の符号化装置により出力されたインデックスｋ、IG, Iγは図１１の復号化装置によって復号化することができる。
　〔第７実施例〕
　図１３は符号化装置の第７実施例の機能構成を示す。図１２の実施例では第１及び第２補正係数β1,β2から補正係数γを求め、その補正係数γを量子化し、その補正係数量子化インデックスIγを出力する場合を示したが、図１３の実施例では第１及び第２補正係数γ1, γ2から直接補正係数量子化インデックスIγを求める。
　ところで、補正係数量子化インデックスIγに対応する量子化補正係数γ'は式（３）で示す誤差ｄ'が最小となるように決めるが、式（３）を次式のように書き直すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
分割入力信号系列uiに対するベクトル量子化結果である分割出力信号系列viが得られていれば、式(17)の誤差ｄ'が最小となるようにγ'を決めるには次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
が最小となるγ'を決めればよい。即ち、式(18)が最小となるように量子化補正係数γ'を決めればよい。式(18)は式(14), (15)を使って次式のように書き直すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　図１３の符号化装置の構成は図１２の構成において、除算部２２Ｃを除去し、補正係数量子化部１０６の代わりに補正係数量子化部１０６ａが設けられたのもである。補正係数量子化部１０６ａには予め決めた複数の量子化補正係数γ'をそれぞれインデックスIγと対応つけて保持している補正係数符号帳１０６Ｔａが設けられている。第１及び第２補正係数生成部２２Ａ，２２Ｂからの第１及び第２補正係数β1, β2を補正係数量子化部１０６ａに与える。補正係数量子化部１０６ａは式(19)の誤差ｄ"が最小となる量子化補正係数γ'を補正係数符号帳１０６Ｔａから探索して決め、その補正係数量子化インデックスIγを出力する。その他の動作は図１２と同様である。図１３の符号化装置に対応する復号化装置としては図１１の復号化装置を使用することができる。
　〔第８実施例〕
　図１４は図１３の符号化装置の変形実施例であり、図１３におけるベクトル復号化部２１、第１及び第２補正係数生成部２２Ａ，２２Ｂの代わりに図４で説明した補正係数生成部２２が設けられ、ベクトル量子化部１０４において分割入力信号系列uiをベクトル量子化する際に計算された式(12a), (12b)の値Ｐi, Ｑiを補正係数生成部２２に与える。補正係数生成部２２は、Ｐi, Ｑiから第１及び第２補正係数β1, β2を次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
により計算し、補正係数量子化部１０６ａに与える。その他の動作は図１３の場合と同様である。図１４の符号化装置に対応する復号化装置としては、図１１の復号化装置を使用することができる。
　〔第９実施例〕
　図１５は符号化装置の第９実施例の機能構成を示す。この実施例は図１２において除算部２２Ｃと補正係数量子化部１０６の代わりに第１及び第２補正係数量子化部１０６Ａ，１０６Ｂが設けられている。第１及び第２補正係数量子化部１０６Ａ，１０６Ｂはそれぞれ第１及び第２補正係数生成部２２Ａ，２２Ｂから与えられた第１及び第２補正係数β1, β2を量子化し、それらの第１及び第２補正係数量子化インデックスIβ1, Iβ2を出力する。その他の動作は図１２の場合と同様である。
　図１６は図１５の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す。この構成は図１１の復号化装置において補正係数復号化部１１５の代わりに第１補正係数復号化部１１５Ａと第２補正係数復号化部１１５Ｂと、除算部１１５Ｃとが設けられている。符号化装置から与えられた第１及び第２補正係数量子化インデックスIβ1とIβ2はそれぞれ第１及び第２補正係数復号化部１１５Ａ，１１５Ｂで復号化されて第１及び第２の復号補正係数β'1, β'2が出力される。除算部１１５Ｃはβ'1をβ'2で除算することで復号補正係数γ'を生成し、正規化値補正部１１６に与える。正規化値補正部１１６と逆正規化部１１４の演算は、全体で結果的にviの各サンプルにβ'1Ｇ'/β'2が乗算されものがＹの各サンプルynとして得られるようにすればどのような演算順序でもよい。その他の動作は図１１の場合と同様である。
　〔第１０実施例〕
　前述の各実施例では符号化装置に置いてフレーム毎に補正係数γ又は第１及び第２補正係数β1, β2を決め、従って、復号化装置においてはフレーム毎に正規化値の補正を行う例を示した。この第１０実施例の符号化装置では、分割入力信号系列ui毎に補正係数γiを決め、復号化装置において分割出力信号系列vi毎にその分割出力信号系列viに対し対応する補正係数γiを乗算することにより正規化による誤差を小さくする。
　図１７は符号化装置の第１０実施例の機能構成を示し、これは図１０における補正係数生成部２２と補正係数量子化部１０６をそれぞれ補正係数列生成部２２ａと補正係数列量子化部１０６ｂに置き換えたものである。補正係数列生成部２２ａは分割入力信号系列uiとそれに対応する分割出力信号系列viとからそれぞれ分割毎補正係数γi(i=0,…, M-1)を次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
から計算する。従って、１フレームをＭ分割した場合、Ｍ個の分割毎補正係数γi(i=0,, M-1)が得られることになる。得られた分割毎補正係数列γiは補正係数列量子化部１０６ｂでそれぞれスカラー量子化して分割毎補正係数ごとの量量子化インデックスIγi(i=0,…, M-1)を出力するか、又は補正係数列γiをベクトル量子化し、補正係数ベクトル量子化インデックスIγを出力する。後者の場合、補正係数列量子化部１０６ｂは補正係数代表ベクトルγ'をインデックスIγと対応付けた補正係数列符号帳１０６Ｔｂを有しており、次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
で表される誤差εが最小となる補正係数代表ベクトルγ'iを補正係数列符号帳１０６Ｔｂから探索し、対応するインデックスIγを出力する。
　図１８は図１７の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す。この復号化装置は図２８の復号化装置に対し補正係数列復号化部１１５ｂを設け、更にベクトル復号化部１１１と再構成部１１２の間に分割出力系列補正部１１７を設けた構成となっている。補正係数列復号化部１１５ｂは入力された補正係数列量子化インデックスIγi又は補正係数ベクトル量子化インデックスIγを復号化して復号補正係数γ'iの列を生成し、分割出力系列補正部１１７に与える。ただし、図１７の符号化装置の補正係数列量子化部１０６ｂがベクトル量子化を行う場合は、それに使用する補正係数列符号帳１０６Ｔｂと同じ補正係数列符号帳１１５Ｔｂが補正係数列復号化部１１５ａに設けられている。分割出力系列補正部１１７は各分割出力信号系列viに対し対応する復号補正係数γiをそれぞれ乗算し、乗算結果を再構成部１１２に与える。その他の動作は図２８の場合と同様である。
　〔第１１実施例〕
　図１９は符号化装置の第１１実施例の機能構成を示す。この実施例では、図１７の実施例における補正係数列生成部２２ａを除去し、補正係数列量子化部１０６ｂの代わりに補正係数列量子化部１０６ｃを使って分割入力信号系列xi,jとそれに対応する分割出力信号系列viから直接誤差を最小にする量子化補正係数γ'iの列に対応する補正係数ベクトル量子化インデックスIγを補正係数列符号帳１０６Ｔｃを参照して求める。即ち、補正係数列量子化部１０６ｃの補正係数列符号帳１０６Ｔｃには複数の補正係数代表ベクトルがそれぞれ補正係数ベクトル量子化インデックスIγに対応して保持されており、補正係数列量子化部１０６ｃは与えられた分割入力信号系列uiとそれに対応する分割出力信号系列viから次式(22)
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
で表される誤差εが最小となる量子化補正係数γ'iの列に対応する補正係数ベクトル量子化インデックスIγを、補正係数列符号帳１０６Ｔｃを参照して決める。実際には、この場合も式(22)の代わりに次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
が最小となるγ'iの列に対応する補正係数ベクトル量子化インデックスIγを補正係数列符号帳１０６Ｔｃから探索すればよい。この他の動作は図１７の場合と同様である。図１９の符号化装置に対応する復号化装置としては図１８の復号化装置を使用することができる。
　〔第１２実施例〕
　図２０は符号化装置の第１２実施例の機能構成を示す。図２０の実施例は図１９の符号化装置の変形実施例である。式(12a), (12b)を使って式(23)を変形すると次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
のように表すことができる。Ｐi, Ｑiは図４を参照して説明したように、ベクトル量子化部１０４において分割入力信号系列uiのベクトル量子化時に計算されている。そこで、この実施例では、ベクトル復号化部２１を用いず、ベクトル量子化部１０４からＰi, Ｑiを補正係数列量子化部１０６ｄに与え、図１８の場合と同じ補正係数列符号帳１０６Ｔｃを使って式(24)の誤差ε'が最小となる量子化補正係数γ'iの列に対応する補正係数ベクトル量子化インデックスIγを出力する。その他の動作は図１９の場合と同様であり、また対応する復号化装置として図１８の復号化装置において補正係数列符号帳１１５Ｔｂとして図２０における補正係数列符号帳１０６Ｔｃと同じものを使用すればよい。
　〔第１３実施例〕
　図１７，１９，２０の符号化装置では分割信号系列毎に補正係数γiを求め、その量子化インデックスを出力し、図１８の復号化装置では、分割出力信号系列viそれぞれに対し補正係数による補正を行う場合を示した。それに対し、この第１３実施例では、分割入力信号系列ui毎に分割入力正規化値giを生成し、それによって分割入力信号系列uiをそれぞれ正規化し、その正規化による誤差を最小にするように補正係数の列を生成する。
　図２１は符号化装置の第１３実施例の機能構成を示し、前述の各実施例の符号化装置と同様に正規化値生成部１０１、正規化部１０２、分割部１０３、ベクトル量子化部１０４、正規化値量子化部１０５が設けられている。この実施例では更に、分割部１０３とベクトル量子化部１０４との間に分割入力正規化部１０９が設けられ、その分割入力正規化部１０９に与える分割入力正規化値giを生成する分割入力正規化値生成部１０８と、補正係数γiの列を生成する補正係数列生成部２２ａと、正規化値補正部２３'と、補正正規化値量子化部１０５'とが設けられている。
　分割入力正規化値生成部１０８は分割入力信号系列uiから例えば次式
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
により分割入力正規化値giを計算する。分割入力正規化部１０９は分割入力信号系uiの各サンプルを分割入力正規化値giで除算して得られるサンプルの列を正規化分割入力信号系列u'として出力する。補正係数列生成部２２ａは正規化分割入力信号系列u'iとベクトル復号化部２１からの正規化分割出力信号系列v'iとから補正係数γiの列を生成する。この補正係数γiの列計算方法は、例えば図１７で説明した式(20)による計算方法を使うことができる。ただし、ui, viの代わりにu'i, v'iを使用する。
　正規化値補正部２３'は分割入力正規化値giを補正係数γiの列とそれぞれ乗算したものを補正分割入力正規化値g* iとしてを生成する。補正正規化値量子化部１０５'は図１７における補正係数列量子化部１０６ｂと同様の手法で補正分割入力正規化値g* iを量子化し、対応する補正正規化値量子化インデックスIg*iを出力する。
　図２２は図２１の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す。この構成は図２８の復号化装置において、ベクトル復号化部１１１と再構成部１１２との間に分割出力系列逆正規化部１１９を設け、更に、補正正規化値復号化部１１３’を追加した構成となっている。補正正規化値復号化部１１３’は入力された補正正規化値量子化インデックスIg*iを復号化して復号補正正規化値g*'iを出力する。補正正規化値復号化部１１９は分割出力信号系列viに復号補正正規化値g*'iを乗算するし、その結果を再構成部１１２に与える。その他の動作は図２８と同様である。
　〔第１４実施例〕
　図２３は符号化装置の第１４実施例の機能構成を示す。この実施例は図２１の実施例において、分割入力正規化値giの補正を行わず、分割入力正規化値giと補正係数γiの列をそれぞれ量子化してそれらのインデックスを出力するようにしたものである。従って、図２１における正規化値補正部２３'と補正正規化値量子化部１０５'の代わりに分割入力正規化値量子化部１０５"と補正係数列量子化部１０６'が設けられている。分割入力正規化値量子化部１０５"は分割入力正規化値giを量子化し、その量子化インデックスIgiを出力する。補正係数列量子化部１０６'は複数の補正係数代表ベクトルを、それぞれ補正係数量子化インデックスに対応させて保持する補正係数列符号帳１０６Ｔｃ’を有しており、その符号帳を参照して補正係数γiの列を量子化し、対応するインデックスIγiを出力する。その他の動作は図２１の場合と同様である。
　図２４は図２３の符号化装置に対応する復号化装置の機能構成を示す。この構成は図２２の構成における補正正規化値復号化部１１３’の代わりに分割入力正規化値復号化部１１３”と、補正係数列復号化部１１５’と、分割正規化値補正部１１６’とが設けられる。分割入力正規化値復号化部１１３”は入力されたインデックスIgiを復号化して復号分割入力正規化値g'iを出力する。補正係数列復号化部１１５’は符号化装置における補正係数列符号帳１０６Ｔｃ’と同じ補正係数列符号帳１１５Ｔｃ’を有しており、入力されたインデックスIγiを符号帳１１５Ｔｃ’を参照して復号して復号補正係数γ'iの列を出力する。分割正規化値補正部１１６’は復号補正係数γ'iの列を復号分割入力正規化値g'iに乗算して補正分割入力正規化値g*'iを出力し、分割出力系列逆正規化部１１９に与える。その他の動作は図２２の場合と同様である。
　以上の実施例で説明したように、この発明は正規化値の補正を符号化装置又は復号化装置で行うことを特徴としている。このため符号化装置で正規化値の補正を行うシステムでの符号化装置では、補正された正規化値を正規化値量子化部で量子化する構成を採用しており、復号化装置で正規化値の補正を行うシステムでの符号化装置では、正規化値を正規化値量子化部又は正規化値量子化部と分割入力正規化値量子化部で量子化すると共に補正係数を補正係数量子化部又は補正係数列量子化部で量子化する構成を採用している。即ち、正規化値量子化部、分割入力正規化値量子化部、補正係数量子化部、補正係数列量子化部を総称して正規化情報量子化部ということができ、また、正規化値、分割入力正規化値、補正係数のことを正規化情報ということができる。
　〔シミュレーション結果〕
　この発明の符号化方法によるＳＮＲを評価した。シミュレーションに用いた実験装置８０の概略的な構成を図２５に示す。実験装置８０は符号化装置８１と復号化装置８２とで構成される。
　符号化装置８１は、入力信号を帯域分割器８１ａで低域信号と高域信号に２分割した後に、低域信号を時間領域で符号化（低域符号器８１ｂ）し、高域信号を周波数領域で符号化（高域符号器８１ｃ）する。図１に示したこの発明による符号化方法を高域符号器８１ｃに適用した。復号化装置８２は、低域符号と高域符号をそれぞれ図２８の従来法で復号化した後に帯域合成して出力する。
　この実験装置８０に、５７秒の音声信号を１６ｋＨｚサンプリングで離散値とした入力信号を与え、復号化後のＳＮＲを従来法と比較した。その結果を図２６に示す。縦軸はＳＮＲを（ｄＢ）で表わし、横軸は符号化方法である。この発明の符号化方法のＳＮＲが１１.９ｄＢと、従来法の１１.３ｄＢよりも０.６ｄＢ向上することが確認できた。
　なお、帯域を２分割したのは実験上の都合による。この発明の符号化方法を適用するに当たって、帯域制限をする必要性はない。また、上記した例では、この発明による符号化装置を周波数領域で動作する例で説明を行ったが、その例に限定されない。この発明の符号化方法及び装置は、時間領域における信号の符号化にも適用することが可能である。その場合、分割部１０３を例えばフィルタバンク等で構成することになるが、この発明の技術思想をそのまま適用することが可能である。
　また、この発明の方法及び装置は上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。また、上記方法及び装置において説明した処理は、記載の順に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されるとしてもよい。
　上述した符号化装置及び復号化装置の各実施例における各構成部は、その処理を例えばＤＳＰ（digital signal processor)のような専用のプロセサにより実施してもよい。また、上記装置における構成部の処理をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、各装置における処理手段がコンピュータ上で実現される。
　この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ－ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）/ＲＷ（ReWritable）等を、光磁気記録媒体として、ＭＯ（Magneto Optical disc）等を、半導体メモリとしてＥＥＰ－ＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory）等を用いることができる。
　また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記録装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。
　また、各手段は、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより構成することにしてもよいし、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

Claims (24)

  1. 　複数の入力信号サンプルから成るフレーム毎に、フレーム内の入力信号から求めた上記入力信号に対する正規化値により上記フレーム内の入力信号を正規化したサンプルの系列である正規化入力信号系列を求める正規化段階と、
    　上記正規化入力信号系列を量子化して信号量子化インデックスを生成する信号量子化段階と、
    　入力信号の系列と、信号量子化インデックスに対応する信号系列を、補正係数で補正した正規化値で逆正規化して得られる信号系列と、の距離尺度が最小となる補正係数を生成する補正係数生成段階と、
    　上記補正係数と正規化値を、又は上記補正係数で補正された正規化値を、量子化して正規化情報量子化インデックスを生成する正規化情報量子化段階と、
    　少なくとも上記信号量子化インデックスと上記正規化情報量子化インデックスとを含む符号を出力する符号出力段階と、
    を含む符号化方法。
  2. 　請求項１に記載の符号化方法において、
    　更に、上記信号量子化インデックスに対応した信号系列を正規化出力信号系列として生成する復号化段階を含み、
    　上記補正係数生成段階は、上記正規化入力信号系列と上記正規化出力信号系列の内積値を第１補正係数とし、上記正規化出力信号系列のベクトルの２乗和を第２補正係数としたとき、上記第１補正係数を上記第２補正係数で除算したものを上記補正係数として生成するものである。
  3. 　請求項１に記載の符号化方法において、
    　更に、上記信号量子化インデックスに対応した信号系列を正規化出力信号系列として生成する復号化段階を含み、
    　上記補正係数生成段階は、上記正規化入力信号系列と上記正規化出力信号系列の内積値を第１の上記補正係数として生成する第１補正係数生成過程と、上記正規化出力信号系列のベクトルの２乗和を第２の上記補正係数として生成する第２補正係数生成過程とを含み、
    　更に、上記正規化値に上記第１の補正係数を乗じ上記第２の補正係数で除したものを上記補正された正規化値として生成する補正演算段階を含む。
  4. 　請求項１に記載の符号化方法において、
    　上記補正係数生成段階は、上記正規化入力信号系列と上記正規化出力信号系列の内積値γ1と、上記正規化出力信号系列のベクトルの２乗和γ2とを上記補正係数として生成する過程を含み、
    　上記正規化情報量子化段階は、予め決めた複数の代表補正係数をそれぞれ補正係数量子化インデックスに対応させて保持する補正係数符号帳を参照し、次式
    　　　d"=-2γ'γ1＋γ'2γ2
    で表される距離尺度d"が最小となる量子化補正係数γ'に対応する補正係数量子化インデックスを探索し出力する補正係数量子化過程を含む。
  5. 　請求項１記載の符号化方法において、
    　上記信号量子化段階は、予め作成された複数の代表ベクトルをそれぞれベクトル量子化インデックスに対応させて保持するベクトル符号帳を参照して、上記正規化入力信号系列と上記ベクトル符号帳の代表ベクトルとの内積と、上記ベクトル符号帳の代表ベクトルの２乗和とを使って求める距離尺度が最小となる代表ベクトルを探索する過程を含み、
    　上記補正係数生成段階は、上記信号量子化段階で上記距離尺度を最小としたときの上記内積を上記２乗和で除算したものを上記補正係数として生成するものである。
  6. 　請求項１記載の符号化方法において、
    　上記信号量子化段階は、予め作成された複数の代表ベクトルをそれぞれベクトル量子化インデックスに対応させて保持するベクトル符号帳を参照して、上記正規化入力信号系列と上記ベクトル符号帳の代表ベクトルとの内積と、上記ベクトル符号帳の代表ベクトルの２乗和とを使って求める距離尺度が最小となる代表ベクトルを探索する過程を含み、
    　上記補正係数生成段階は、上記信号量子化段階で上記距離尺度を最小としたときの上記内積を第１の上記補正係数、上記２乗和を第２の上記補正係数として得るものであり、
    　更に、上記正規化値に上記第１の補正係数を乗じ上記第２の補正係数で除したものを上記補正された正規化値として生成する補正演算段階を含む。
  7. 　請求項１記載の符号化方法において、上記信号量子化段階は、予め作成された複数の代表ベクトルをそれぞれベクトル量子化インデックスに対応させて保持するベクトル符号帳を参照して、上記正規化入力信号系列と上記ベクトル符号帳の代表ベクトルとの内積と、上記ベクトル符号帳の代表ベクトルの２乗和とを使って求める距離尺度が最小となる代表ベクトルを探索する過程を含み、
    　上記補正係数量子化段階は、上記ベクトル量子化段階で上記距離尺度を最小としたときの上記内積を第１係数γ1、上記２乗和を第２係数γ2とする組を上記補正係数として得るものであり、
    　上記正規化情報量子化段階は、予め決めた複数の量子化補正係数をそれぞれ補正係数量子化インデックスに対応させて保持する補正係数符号帳を参照し、次式
    　　　d"=-2γ'γ1＋γ'2γ2
    で表される距離尺度d"が最小となる量子化補正係数γ'に対応する補正係数量子化インデックスを探索し出力する補正係数量子化過程を含む。
  8. 　請求項１乃至７のいずれか記載の符号化方法において、更に、上記正規化入力信号系列をフレーム毎に予め定められた規則に基づいて分割した分割入力信号系列を生成する分割段階を含み、生成した分割入力信号系列を上記正規化入力信号系列として信号量子化段階以降を行う。
  9. 　複数の入力信号サンプルから成るフレーム毎に、フレーム内の入力信号から求めた上記入力信号に対する正規化値により上記フレーム内の入力信号を正規化したサンプルの系列である正規化入力信号系列を求める正規化段階と、
    　上記正規化入力信号系列をフレーム毎に予め定められた規則に基づいて分割して分割入力信号系列を生成する分割段階と、
    　上記分割入力信号系列をベクトル量子化してベクトル量子化インデックスを生成するベクトル量子化段階と、
    　上記ベクトル量子化インデックスに対応した信号系列を分割出力信号系列として生成する復号化段階と、
    　Ｆ上記分割入力信号系列と上記分割出力信号系列の内積値の総和を第１補正係数とし、上記分割出力信号系列のベクトルの２乗和の総和を第２補正係数としたとき、上記第１補正係数を上記第２補正係数で除算したものを上記補正係数として生成する補正係数生成段階と、
    　上記補正係数と正規化値を、又は上記補正係数で補正された正規化値を、量子化して正規化情報量子化インデックスを生成する正規化情報量子化段階と、
    　少なくとも上記ベクトル量子化インデックスと上記正規化情報量子化インデックスとを含む符号を出力する符号出力段階と、
    を含む符号化方法。
  10. 　複数の入力信号サンプルから成るフレーム毎に、フレーム内の入力信号から求めた上記入力信号に対する正規化値により上記フレーム内の入力信号を正規化したサンプルの系列である正規化入力信号系列を求める正規化部と、
    　上記正規化入力信号系列を量子化して信号量子化インデックスを生成する信号量子化部と、
    　入力信号の系列と、信号量子化インデックスに対応する信号系列を、補正係数で補正した正規化値で逆正規化して得られる信号系列と、の距離尺度が最小となる補正係数を生成する補正係数生成部と、
    　上記補正係数と正規化値を、又は上記補正係数で補正された正規化値を、量子化して正規化情報量子化インデックスを生成する正規化情報量子化部と、
    　少なくとも上記信号量子化インデックスと上記正規化情報量子化インデックスとを含む符号を出力する符号出力部と、
    を含む符号化装置。
  11. 　請求項１０に記載の符号化装置において、
    　更に、上記信号量子化インデックスに対応した信号系列を正規化出力信号系列として生成する復号化部を含み、
    　上記補正係数生成部は、上記正規化入力信号系列と上記正規化出力信号系列の内積値を第１補正係数とし、上記正規化出力信号系列のベクトルの２乗和を第２補正係数としたとき、上記第１補正係数を上記第２補正係数で除算したものを上記補正係数として生成するように構成されている。
  12. 　請求項１０に記載の符号化装置において、
    　更に、上記信号量子化インデックスに対応した信号系列を正規化出力信号系列として生成する復号化部を含み、
    　上記補正係数生成部は、上記正規化入力信号系列と上記正規化出力信号系列の内積値を第１の上記補正係数として生成する第１補正係数生成部と、上記正規化出力信号系列のベクトルの２乗和を第２の上記補正係数として生成する第２補正係数生成部とを含み、
    　更に、上記正規化値に上記第１の補正係数を乗じ上記第２の補正係数で除したものを上記補正された正規化値として生成する補正演算部を含む。
  13. 　請求項１０に記載の符号化装置において、
    　上記補正係数生成部は、上記正規化入力信号系列と上記正規化出力信号系列の内積値γ1と、上記正規化出力信号系列のベクトルの２乗和の総和γ2とを上記補正係数として生成するように構成されており、
    　上記正規化情報量子化部は、予め決めた複数の代表補正係数をそれぞれ補正係数量子化インデックスに対応させて保持する補正係数符号帳を参照し、次式
    　　　d"=-2γ'γ1＋γ'2γ2
    で表される距離尺度d"が最小となる量子化補正係数γ'に対応する補正係数量子化インデックスを探索し出力する補正係数量子化部を含む。
  14. 　請求項１０記載の符号化装置において、
    　上記信号量子化部は、予め作成された複数の代表ベクトルをそれぞれベクトル量子化インデックスに対応させて保持するベクトル符号帳を参照して、上記正規化入力信号系列と上記ベクトル符号帳の代表ベクトルとの内積と、上記ベクトル符号帳の代表ベクトルの２乗和とを使って求める距離尺度が最小となる代表ベクトルを探索するように構成されており、
    　上記補正係数生成部は、上記信号量子化段階で上記距離尺度を最小としたときの上記内積を上記２乗和で除算したものを上記補正係数として生成するように構成されている。
  15. 　請求項１０記載の符号化装置において、
    　上記信号量子化部は、予め作成された複数の代表ベクトルをそれぞれベクトル量子化インデックスに対応させて保持するベクトル符号帳を参照して、上記正規化入力信号系列と上記ベクトル符号帳の代表ベクトルとの内積と、上記ベクトル符号帳の代表ベクトルの２乗和とを使って求める距離尺度が最小となる代表ベクトルを探索するように構成されており、
    　上記補正係数生成部は、上記信号量子化部で上記距離尺度を最小としたときの上記内積を第１の上記補正係数、上記２乗和を第２の上記補正係数として得るように構成されており、
    　更に、上記正規化値に上記第１の補正係数を乗じ上記第２の補正係数で除したものを上記補正された正規化値として生成する補正演算部が設けられている。
  16. 　請求項１０記載の符号化装置において、上記信号量子化部は、予め作成された複数の代表ベクトルをそれぞれベクトル量子化インデックスに対応させて保持するベクトル符号帳を参照して、上記正規化入力信号系列と上記ベクトル符号帳の代表ベクトルとの内積と、上記ベクトル符号帳の代表ベクトルの２乗和とを使って求める距離尺度が最小となる代表ベクトルを探索するように構成されており、
    　上記補正係数量子化部は、上記ベクトル量子化段階で上記距離尺度を最小としたときの上記内積を第１係数γ1、上記２乗和を第２係数γ2とする組を上記補正係数として得るように構成されており、
    　上記正規化情報量子化部は、予め決めた複数の量子化補正係数をそれぞれ補正係数量子化インデックスに対応させて保持する補正係数符号帳を参照し、次式
    　　　d"=-2γ'γ1＋γ'2γ2
    で表される距離尺度d"が最小となる量子化補正係数γ'に対応する補正係数量子化インデックスを探索し出力する補正係数量子化部を含む。
  17. 　請求項１０乃至１６のいずれか記載の符号化装置において、更に、上記正規化入力信号系列をフレーム毎に予め定められた規則に基づいて分割した分割入力信号系列を生成する分割部を含み、生成した分割入力信号系列を上記正規化入力信号系列として出力する。
  18. 　複数の入力信号サンプルから成るフレーム毎に、フレーム内の入力信号から求めた上記入力信号に対する正規化値により上記フレーム内の入力信号を正規化したサンプルの系列である正規化入力信号系列を求める正規化部と、
    　上記正規化入力信号系列をフレーム毎に予め定められた規則に基づいて分割して分割入力信号系列を生成する分割部と、
    　上記分割入力信号系列をベクトル量子化してベクトル量子化インデックスを生成するベクトル量子化部と、
    　上記ベクトル量子化インデックスに対応した信号系列を分割出力信号系列として生成する復号化部と、
    　上記分割入力信号系列と上記分割出力信号系列の内積値の総和を第１補正係数とし、上記分割出力信号系列のベクトルの２乗和の総和を第２補正係数としたとき、上記第１補正係数を上記第２補正係数で除算したものを上記補正係数として生成する補正係数生成部と、
    　上記補正係数と正規化値を、又は上記補正係数で補正された正規化値を、量子化して正規化情報量子化インデックスを生成する正規化情報量子化部と、
    　少なくとも上記ベクトル量子化インデックスと上記正規化情報量子化インデックスとを含む符号を出力する符号出力部と、
    を含む符号化装置。
  19. 　入力された正規化値量子化インデックスを復号化してフレーム毎の正規化値を生成する正規化値復号過程と、
    　入力された信号量子化インデックスを復号化してフレーム毎の正規化出力信号系列を生成するベクトル復号化過程と、
    　入力された補正係数量子化インデックスを復号化してフレーム毎の補正係数を生成する補正係数復号化過程と、
    　上記正規化値を上記補正係数で補正し、補正された正規化値を生成する正規化値補正過程と、
    　上記正規化出力信号系列を上記補正された正規化値で逆正規化してフレーム毎の出力信号を生成する逆正規化過程と、
    を含む復号化方法。
  20. 　請求項１９の復号化方法において、
    　上記信号復号化過程は、
    　入力された信号量子化インデックスを復号化してフレーム毎に複数の分割出力信号系列を生成するものであり、
    　更に、上記複数の分割出力信号系列中のサンプルを予め定めた規則に基づいて並べたものを上記正規化出力信号系列とする再構成過程を含む。
  21. 　入力された正規化値量子化インデックスを復号化してフレーム毎の正規化値を生成する正規化値復号部と、
    　入力された信号量子化インデックスを復号化してフレーム毎の正規化出力信号系列を生成するベクトル復号化部と、
    　入力された補正係数量子化インデックスを復号化してフレーム毎の補正係数を生成する補正係数復号化部と、
    　上記正規化値を上記補正係数で補正し、補正された正規化値を生成する正規化値補正部と、
    　上記正規化出力信号系列を上記補正された正規化値で逆正規化してフレーム毎の出力信号を生成する逆正規化部と、
    を含む復号化装置。
  22. 　請求項２１の復号化装置において、更に、出力信号系列を予め決めた規則に基づいて上記正規化出力信号系列に再構成する再構成部を含む。
  23. 　請求項１０、１８，２１の何れかに記載した装置としてコンピュータを機能させるための装置プログラム。
  24. 　請求項２３に記載した何れかの装置プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
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