CN101958120A - 信号编码和解码设备及处理方法、信号处理***、程序 - Google Patents

Abstract

公开了信号编码和解码设备及处理方法、信号处理***、程序。信号编码设备包括：编码单元，该编码单元通过多个编码算法对输入信号中的频谱的量化值进行编码；振幅变化量计算单元，该振幅变化量计算单元基于该频谱的谱包络而计算针对该频谱的振幅变化量；以及编码选择单元，该编码选择单元根据该振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个编码算法中选择编码算法。

Description

信号编码和解码设备及处理方法、信号处理***、程序 

技术领域

本发明涉及信号编码设备、信号解码设备和信号处理***，更具体地涉及用于对基于输入的信号生成的频率分量进行编码的信号编码设备、对基于输入的信号生成的频率分量进行处理的方法、以及用于允许计算机执行该方法的程序。 

背景技术

一般地，在现有技术中的对音响信号(acoustic signal)进行编码的音响信号编码设备中，音响信号被转换成被正规化和量化后的频率分量，并且该正规化的量化值被编码。例如，公开了将音响信号中的频率分量划分在每个预定的频带中并量化被划分在每个预定频带中的信号的***(参考日本专利3277692的图1)。 

在现有技术的上述技术中，在每个预定子带中量化音响信号的频率分量，使得可针对每个子带而控制量化精确度。因此，可通过使用诸如掩蔽效果之类的人的听觉感知特性来进行量化。然而，在针对每个子带进行量化的情况下，由于量化值的出现概率分布在子带中是不相同的，因此在量化值的一些出现概率分布中编码效率大大降低。因此，音响信号的压缩率会劣化。 

发明内容

期望通过对输入信号的编码来改进压缩率。 

在本发明的第一实施例中，提供了一种信号编码设备，包括：编码单元，该编码单元通过多个编码算法对输入信号中的频谱的量化值进行编码；振幅变化量计算单元，该振幅变化量计算单元基于频谱的谱包络而计算针对频谱的振幅变化量；编码选择单元，该编码选择单元根据振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个编码算法中选择编码 算法；还提供了信号编码方法以及用于允许计算机执行该信号编码方法的程序。因此，可以获得如下功能：根据基于输入信号中的频谱的谱包络中的振幅变化量的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个用于对量化值进行编码的编码算法中选择编码算法。 

另外，在第一实施例中，该信号编码设备可进一步包括振幅参考值生成单元，该振幅参考值生成单元基于在频谱的频带中的每个子带中提取的频谱的最大水平而生成针对子带的振幅参考值作为谱包络，其中振幅变化量计算单元基于针对作为多个子带中的预定子带的变化量计算频带的振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量，且其中在针对子带的振幅变化量大的情况下，编码选择单元在每个子带中选择用于对与偏离程度大的子带相对应的量化值进行编码的编码算法。因此，在基于在每个子带中的频谱的最大水平的基础上生成的振幅参考值中的、针对多个子带附近的变化量计算频带的振幅参考值而计算振幅变化量且振幅变化量大的情况下(其中要计算振幅变化量)，可以获得如下功能：在每个子带中选择用于对与出现概率分布的偏离程度大的子带相对应的量化值进行编码的编码算法。在这种情况下，振幅变化量计算单元可基于针对作为变化量计算频带的相邻子带的振幅参考值的差来计算每个子带中的振幅变化量。因此，可以获得如下功能：允许振幅变化量计算单元基于针对作为低频带或高频带的相邻子带的振幅参考值的差来计算每个子带中的针对频谱的振幅变化量。 

另外，在信号编码设备进一步包括振幅参考值生成单元的情况下，其中振幅参考值生成单元基于在频谱的频带中的每个子带中提取的频谱的最大水平而生成针对子带的振幅参考值作为谱包络，其中振幅变化量计算单元基于针对作为多个子带中的预定子带的变化量计算频带的振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量，且其中在针对子带的振幅变化量大的情况下，编码选择单元在每个子带中选择用于对与偏离程度大的子带相对应的量化值进行编码的编码算法，则振幅变化量计算单元可基于针对低频带中的子带的振幅参考值的平均值以及针对变化量计算频带的振幅参考值来计算每个子带中的振幅变化量。因此，可以获得如下功能：基于针对低频带中的子带的振幅参考值的平均值以及针对要计算振幅变化量的子带的振幅参考值来计算针对子带的振幅变化量。 

另外，在信号编码设备进一步包括振幅参考值生成单元的情况下，振幅参考值生成单元基于频谱的频带中的每个子带中提取的频谱的最大水平而生成针对子带的振幅参考值作为谱包络，其中振幅变化量计算单元基 于针对作为多个子带中的预定子带的变化量计算频带的振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量，且其中在针对子带的振幅变化量大的情况下，编码选择单元在每个子带中选择用于对与偏离程度大的子带相对应的量化值进行编码的编码算法，则振幅参考值生成单元可生成比例因数作为振幅参考值，该比例因数是子带的振幅水平的参考。因此，可以获得如下功能：允许振幅参考值生成单元生成比例因数作为振幅参考值，该比例因数是用于子带中的频谱的正规化的振幅水平。 

在本发明的第二实施例中，提供了一种信号解码设备，该信号解码设备包括：解码单元，该解码单元通过多个解码算法对输入信号中的频谱的量化值被编码后的编码数据进行解码；振幅变化量计算单元，该振幅变化量计算单元根据基于频谱的频带中的每个子带中提取的频谱而生成的振幅参考值中的预定子带的振幅参考值来计算针对子带的振幅变化量；以及解码选择单元，该解码选择单元根据振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个解码算法中选择解码算法；还提供了信号解码处理方法和允许计算机执行该信号解码处理方法的程序。因此，可以获得如下功能：根据基于从信号编码设备输入的振幅参考值计算的振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在用于对编码数据进行解码的多个解码算法中选择解码算法。 

在本发明的第三实施例中，提供了一种信号处理***，包括信号编码设备和信号解码设备，该信号编码设备具有：编码单元，该编码单元通过多个编码算法对输入信号中的频谱的量化值进行编码；振幅参考值生成单元，该振幅参考值生成单元基于在频谱中的每个子带中提取的频谱而生成针对子带的振幅参考值；振幅变化量计算单元，该振幅变化量计算单元基于针对作为多个子带中的预定子带的变化量计算频带的振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量；以及编码选择单元，该编码选择单元根据振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个编码算法中选择编码算法，该信号解码设备具有：解码单元，该解码单元通过多个解码算法对输入信号中的频谱的量化值被编码后的数据进行解码；振幅变化量计算单元，该振幅变化量计算单元基于信号编码设备中的振幅参考值编码单元所生成的振幅参考值中的针对变化量计算频带的振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量；以及解码选择单元，该解码选择单元根据振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个解码算法中选择解码算法。因此，可以获得如下功能：允许信号编码设备根据基于多个子带中的变化量计算频带的振幅参考值生成的振幅变化量中的量化值的出 现概率分布的偏离程度而在用于对量化值进行编码的编码算法中选择编码算法，以及允许信号解码设备根据量化值的出现概率分布的偏离程度而在用于对编码数据进行解码的多个解码算法中选择解码算法，其中该编码数据是通过使用从信号编码设备输入的每个子带中的振幅参考值中的、以与信号编码设备相同的方式限定的变化量计算频带的振幅参考值而基于振幅变化量进行编码后的编码数据。 

根据本发明，存在以下优点：可以通过对输入信号进行编码来改进压缩率。 

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的音响信号处理***的配置示例的框图。 

图2是示出根据本发明第一实施例的音响信号编码设备的配置的示例的框图。 

图3A和3B是示出根据本发明第一实施例的振幅变化量计算单元进行的针对每个子带的振幅变化量的确定的示例的图。 

图4是示出对应于被振幅变化量计算单元确定为振幅变化量大的子带中的子带宽度W4中的子带的量化值的出现概率分布的示例的图。 

图5是示出对应于被振幅变化量计算单元确定为振幅变化量大的子带中的子带宽度W8中的子带的量化值的出现概率分布的示例的图。 

图6是示出对应于被振幅变化量计算单元确定为振幅变化量大的子带中的子带宽度W16中的子带的量化值的出现概率分布的示例的图。 

图7是示出根据本发明第一实施例的谱编码处理单元的配置示例的框图。 

图8是示出根据本发明第一实施例的音响信号编码设备中的编码方法的过程的示例的流程图。 

图9是示出根据本发明第一实施例的音响信号编码设备中的正规化谱生成处理(步骤S920)的过程的示例的流程图。 

图10是示出根据本发明第一实施例的振幅变化量计算单元中的振幅变化确定处理(步骤S930)的过程的示例的流程图。 

图11是示出根据本发明第一实施例的谱编码处理单元中的谱编码处理(步骤S940)的过程的示例的流程图。 

图12是示出根据本发明第二实施例的音响信号解码设备的配置示例的框图。 

图13是示出根据本发明第二实施例的谱解码处理单元的配置示例的框图。 

图14是示出音响信号处理***中的压缩率和现有技术的***的压缩率的比较结果的图。 

图15是示出根据本发明第二实施例的音响信号编码设备中的解码方法的过程的示例的流程图。 

图16是示出根据本发明第二实施例的振幅变化量计算单元中的振幅变化确定处理(步骤S960)的过程的示例的流程图。 

图17是示出根据本发明第二实施例的谱解码处理单元中的谱解码处理(步骤S970)的过程的示例的流程图。 

图18是示出根据本发明第二实施例的音响信号解码设备中的逆正规化处理(步骤S980)的过程的示例的流程图。 

图19是示出根据本发明第三实施例的音响信号编码设备200的配置示例的框图。 

图20是示出根据本发明第三实施例的音响信号编码设备200中的振幅变化确定处理(步骤S990)的过程的示例的流程图。 

图21是示出根据本发明第四实施例的音响信号解码设备的配置示例的框图。 

图22是示出根据本发明第五实施例的谱编码处理单元的配置示例的框图。 

具体实施方式

以下说明根据本发明的示例实施例(以下称为实施例)。以如下顺序进行说明。 

1.第一实施例(编码处理：基于相邻子带的振幅参考值的编码算法的变型例) 

2.第二实施例(解码处理：基于从音响解码设备输入的振幅参考值的解码算法的变型例) 

3.第三实施例(编码处理：基于频谱的平均值和子带的振幅参考值的编码算法的变型例) 

4.第四实施例(解码处理：基于频谱的平均值和子带的振幅参考值的解码算法的变型例) 

5.第五实施例(编码处理：基于振幅变化量的算术编码算法或霍夫曼编码算法的变型例) 

1.第一实施例 

音响信号处理***的配置示例 

图1是示出根据本发明实施例的音响信号处理***的配置示例的框图。音响信号处理***100包括对从音响信号输入端101输入的音响信号进行编码的音响信号编码设备200、以及对编码后的音响信号进行解码并通过音响信号输出线401将解码后的音响信号输出到扬声器600的音响信号解码设备400。在该实施例中，认为通过网络110将由音响信号编码设备200编码后的音响信号发送到音响信号解码设备400。 

音响信号编码设备200将作为从音响信号输入端101输入的输入信号的音响信号转换成频率分量，并对该频率分量进行编码。音响信号编码设备200将每个多通道音响信号转换成频率分量，并对转换后的频率分量进行正规化。 

音响信号编码设备200对正规化的频率分量进行量化，并对每个通道中的量化的频率分量进行编码。音响信号编码设备200多路复用作为每个通道中编码的量化值的编码数据和与编码相关的编码信息，并将多路复用的数据作为音响编码数据而通过码序列输出线201输出到网络110。 

网络110是用于音响信号编码设备200和音响信号解码设备400之间的连接的连接网络。网络110允许通过码序列输入线202将从音响信号编码设备200输出的音响编码数据发送到音响信号解码设备400。 

音响信号解码设备400通过对经由码序列输入线202提供的音响编码数据进行解码而生成音响信号。音响信号解码设备400例如将音响编码数据分离成各个通道的编码数据和编码信息，并生成编码数据作为量化值， 该编码数据被基于该编码信息而进行解码。音响信号解码设备400通过对每个通道的量化值进行逆量化和逆正规化而生成音响信号的频率分量。音响信号解码设备400通过将生成的频率分量转换成时域信号而生成各个通道的音响信号，并将该音响信号提供给扬声器600。 

扬声器600输出从音响信号解码设备400提供的音响信号。扬声器600将作为从音响信号解码设备400提供的各个通道的音响信号的电信号转换成声波，并输出该声波。 

以这种方式，音响信号处理***100可通过使用音响信号编码设备200对从音响信号输入端101输入的音响信号进行编码来生成音响编码数据，其中音响信号的信息量被压缩。另外，音响信号处理***100可通过使用音响信号解码设备400对音响编码数据进行解码来再现音响信号。 

因此，在音响信号处理***100中，通过将从音响信号输入端101输入的音响信号转换成音响编码数据而被压缩了信息量的音响信号可被发送到网络110。另外，音响信号处理***100是权利要求中公开的信号处理***的示例。接着，参考附图说明音响信号处理***100中的音响信号编码设备200的配置示例。 

音响信号编码设备200的配置示例 

图2是示出根据本发明第一实施例的音响信号编码设备200的配置示例的框图。 

音响信号编码设备200包括频谱生成单元210、振幅参考值生成单元220、量化振幅信息计算单元230、谱正规化单元240、词长度信息生成单元250和振幅变化量计算单元260。另外，音响信号编码设备200包括编码频带设置单元270、振幅参考值编码单元280、多路复用单元290和谱编码处理单元300。另外，音响信号编码设备200是权利要求中公开的信号编码设备的示例。 

频谱生成单元210通过将从音响信号输入端101输入的音响信号转换成频率分量而生成音响信号的频谱。频谱生成单元210以恒定采样数目的帧为单位提取音响信号，该音响信号是以恒定的时间间隔采样的离散时间信号。另外，频谱生成单元210通过将提取的各个帧的音响信号转换成频域的信号来生成频谱。 

频谱生成单元210例如生成傅里叶系数作为频谱，通过对从音响信号 输入端101输入的每个通道中的音响信号进行快速傅里叶变换(FFT)来计算傅里叶系数。替代性地，频谱生成单元210生成通过MDCT(modifieddiscrete cosine transform，修正离散余弦变换)计算的MDCT系数作为频谱。另外，频谱生成单元210将表示生成的频率分量的频谱提供给振幅参考值生成单元220和谱正规化单元240。 

振幅参考值生成单元220生成用作对谱生成单元210生成的频谱的振幅进行正规化的参考的振幅参考值。上述振幅参考值例如表示用作频谱的振幅水平的参考的比例因数。振幅参考值生成单元220将从频谱生成单元210提供的频谱的整个频带划分成预定的子带(比例因数频带)并在每个子带中提取对应于该子带的频谱。 

振幅参考值生成单元220基于提取的频谱中的代表性频谱的振幅水平而生成针对子带的振幅参考值。振幅参考值生成单元220选择例如子带中的频谱之中的具有最大振幅水平的频谱，并基于选择的频谱的水平而生成针对子带的振幅参考值。换句话说，振幅参考值生成单元220基于频谱的频带的每个子带中的提取的频谱的最大水平而生成针对子带的振幅参考值。 

振幅参考值生成单元220基于例如以下等式生成针对第i子带的振幅参考值Ar[i]。 

等式1 

在以上等式中，A_i表示对应于第i子带的频谱中的第i子带的代表性频谱的振幅水平。另外，i表示子带的索引。另外，在振幅水平A_i大于等于“1”的情况下，生成不超过“log₂A_i+1”的最大整数值作为根据等式1的上部等式的振幅参考值Ar[i]。换句话说，生成通过省略“log₂A_i+1”的小数而获得的值作为振幅参考值Ar[i]。 

振幅参考值生成单元220将针对每个子带的振幅参考值Ar[i]提供给量化振幅信息计算单元230、词长度信息生成单元250、振幅变化量计算单元260和振幅参考值编码单元280。另外，振幅参考值生成单元220是权利要求中公开的振幅参考值生成单元的示例。 

量化振幅信息计算单元230基于从振幅参考值生成单元220提供的振幅参考值计算用于对频谱进行正规化的量化振幅信息。量化振幅信息计算单元230基于例如以下等式计算针对每个子带的量化振幅信息A^(q)i。 

等式2 

A^(q) _i＝2^Ar[i]

另外，量化振幅信息计算单元230将基于上述等式计算的针对各个子带的量化振幅信息A^(q)i提供给谱正规化单元240。 

谱正规化单元240基于从量化振幅信息计算单元230输入的量化振幅信息而对从频谱生成单元210提供的频谱进行正规化。谱正规化单元240通过基于从量化振幅信息计算单元230输入的针对子带的振幅参考值而对对应于子带的频谱的水平进行正规化来生成每个子带中的正规化谱。 

谱正规化单元240使用例如如下等式而基于针对第i子带的量化振幅信息A^(q)i和对应于第i子带的每个频谱的水平X[m]来计算正规化谱的水平N[m]。 

等式3 

N[m]＝X[m]/A^(q) _i       (m_i≤m＜m_i+1) 

在以上等式中，m表示对应于频谱的频率的频率编号。另外，m_i表示第i子带中频谱的频率编号中的最低频率编号。另外，m_i+1表示第(i+1)子带中频谱的频率编号中的最低频率编号。 

在以上等式3中，谱正规化单元240基于第i子带中的量化振幅信息A^(q)i和对应于第i子带的每个频谱X[m]生成对应于第i子带的正规化谱N[m]。因此，正规化谱N[m]的值的范围是“-1.0”至“1.0”。另外，谱正规化单元240通过信号线241将正规化谱提供给谱编码处理单元300。 

词长度信息生成单元250基于从振幅参考值生成单元220输入的对应于每个子带的振幅参考值而生成每个子带中限定量化精确度的词长度信息(词长度)。词长度信息生成单元250通过考虑到人体听觉特性而对所 有振幅参考值进行例如加权操作来生成针对每个子带的词长度信息。 

另外，词长度信息生成单元250生成被限制到要编码的子带的词长度信息，并通过从信号线271输入的编码频带的编号来指定该要编码的子带。另外，词长度信息生成单元250通过信号线251将生成的词长度信息提供给谱编码处理单元300。 

振幅变化量计算单元260基于从振幅参考值生成单元220提供的对应于每个子带的振幅参考值而计算频谱生成单元生成的频谱的振幅变化量。换句话说，振幅变化量计算单元260基于音响信号中的频谱的谱包络而计算频谱的振幅变化量。 

振幅变化量计算单元260基于针对作为多个子带中的预定子带的变化量计算频带的振幅参考值计算每个子带中的振幅变化量。另外，振幅变化量计算单元260计算被限制到要编码的子带的振幅变化量，该要编码的子带由从信号线271输入的编码频带的编号来指定。 

振幅变化量计算单元260通过使用例如在要被计算振幅变化量的子带附近的各个子带作为变化量计算频带来基于针对变化量计算频带的各个振幅参考值而计算频谱的振幅变化量。在该示例中，振幅变化量计算单元260基于例如作为变化量计算频带的相邻子带的振幅参考值的差来计算针对子带的振幅变化量。 

另外，振幅变化量计算单元260基于针对每个子带的振幅变化量而确定针对子带的振幅变化量是否大。例如，在计算的振幅变化量超过预定的变化量阈值的情况下，振幅变化量计算单元260生成指示子带具有大的振幅变化量的振幅变化确定标记。另一方面，在振幅变化量没有超过预定的变化量阈值的情况下，振幅变化量计算单元260生成指示子带具有小的振幅变化量的振幅变化确定标记。 

振幅变化量计算单元260基于例如以下等式中的条件等式而确定针对第i子带的振幅变化量是否大。 

等式4 

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{Ar}\left[i\right]-\mathrm{Ar}[i-1]\&GreaterEqual;\mathrm{Th}1& (1\&le;i<\mathrm{NC})\\ 2\&CenterDot;\mathrm{Ar}\left[i\right]-\left(\mathrm{Ar}\right[i-1]+\mathrm{Ar}[i+1\left]\right)\&GreaterEqual;\mathrm{Th}2& (1\&le;i<\mathrm{NC}-1)\end{array}\right.$

在以上等式中，Th1和Th2表示第一变化量阈值和第二变化量阈值。另外，NC表示编码频带数目，该编码频带数目指示要编码的子带中的最大子带的编号。另外，在等式4的上部条件等式中，第(i-1)子带和第i子带是变化量计算频带。另外，在等式4的下部条件等式中，第(i-1)子带和第(i+1)子带是变化量计算频带。 

振幅变化量计算单元260通过使用等式4的上部条件等式来基于第i子带的振幅参考值Ar[i]和与第i子带的低频带侧相邻的第(i-1)子带的振幅参考值Ar[i-1]之间的差而计算针对第i子带的振幅变化量。接着，振幅变化量计算单元260确定所计算的振幅变化量是否大于等于第一变化量阈值Th1。换句话说，振幅变化量计算单元260通过使用针对与低频带侧相邻的子带的振幅参考值作为比较对象来确定子带是否具有大的振幅变化量。 

另外，振幅变化量计算单元260通过使用等式4的下部条件等式而用“2”乘以针对第i子带的振幅参考值来计算乘积值(2×Ar[i])。另外，振幅变化量计算单元260计算与第i子带的两侧相邻的第(i-1)子带和第(i+1)子带的振幅参考值的求和值(Ar[i-1]+Ar[i+1])。 

接着，振幅变化量计算单元260通过从乘积值(2×Ar[i])减去求和值(Ar[i-1]+Ar[i+1])来计算针对第i子带的振幅变化量。接着，振幅变化量计算单元260确定所计算的振幅变化量是否大于等于第二变化量阈值Th2。换句话说，振幅变化量计算单元260通过使用针对与两个频带侧相邻的子带的振幅参考值的平均值作为比较对象来确定子带是否具有大振幅变化量。 

另外，振幅变化量计算单元260确定满足等式4中表达的两个条件等式之一的子带是具有比相邻子带更大的振幅变化量的子带。换句话说，振幅变化量计算单元260确定与相邻子带的振幅参考值相比其振幅参考值超过预定振幅的子带是具有比相邻子带更大的振幅参考值的子带。 

例如，在子带被确定为是具有大的振幅变化量的子带的情况下，振幅变化量计算单元260将振幅变化确定标记设置为“1”。在子带被确定为不是具有大振幅变化量的子带的情况下，振幅变化量计算单元260将振幅变化确定标记设置为“0”。 

另外，振幅变化量计算单元260将指定的振幅变化确定标记提供给谱编码处理单元300。另外，在该实施例中，尽管说明了基于针对子带的振幅参考值而计算振幅变化量的示例，但是可以基于通过线性预测分析或倒谱分析而生成的谱包络来计算振幅变化量。振幅变化量计算单元260是权利要求中公开的振幅变化量计算单元的示例。 

编码频带设置单元270设置频谱生成单元210生成的频谱的整个频带中的频谱要被编码的编码频带的上限。编码频带设置单元270基于音响信号的编码率而将子带的上限的编号设置为编码频带的数目。另外，音响信号的编码速率被提供给图中未示出的中央处理单元(CPU)。另外，编码频带设置单元270通过信号线271将编码频带的指定的数目提供给振幅变化量计算单元260、多路复用单元290和谱编码处理单元300。 

谱编码处理单元300对从谱正规化单元240提供的正规化谱进行编码处理。谱编码处理单元300基于词长度信息生成单元250、振幅变化量计算单元260和编码频带设置单元270的输出而对从谱正规化单元240输入的正规化谱进行编码。 

谱编码处理单元300基于从词长度信息生成单元250输入的词长度信息而通过转换子带中的正规化谱来生成作为每个子带中的量化值的整数数据。另外，谱编码处理单元300基于从振幅变化量计算单元260输入的振幅变化确定标记而选择多个编码算法中的一个编码算法。 

另外，谱编码处理单元300通过选择的编码算法对所生成的整数数据进行编码。另外，谱编码处理单元300通过信号线301将编码后的整数数据作为编码数据而提供给多路复用单元290。 

振幅参考值编码单元280对从振幅参考值生成单元220输入的针对每 个子带的振幅参考值进行编码。振幅参考值编码单元280将编码后的振幅参考值提供给多路复用单元290。 

多路复用单元290将从谱编码处理单元300输入的编码数据、从振幅参考值编码单元280输入的编码后的振幅参考值以及从编码频带设置单元270输入的编码频带的数目多路复用为一个码序列(比特流)。换句话说，多路复用单元290通过经由时间分割而多路复用编码数据、编码后的振幅参考值和编码频带的数目来生成音响编码数据。另外，多路复用单元290将生成的音响编码数据作为一个码序列输出到码序列输出线201。 

以这种方式提供振幅变化量计算单元260，使得可以确定具有比相邻子带更大的振幅参考值的子带是具有大振幅变化量的子带。因此，音响信号编码设备200可根据振幅变化量而通过编码算法对作为量化值的整数数据进行编码。现在，参考附图说明振幅变化量计算单元260中对每个子带中的振幅变化量的确定示例。 

振幅变化量计算单元260中振幅变化量的确定示例 

图3A和3B是示出根据本发明第一实施例的振幅变化量计算单元260中每个子带中的振幅变化量的确定示例的图。图3A是示出大振幅变化的子带262-268的概念图，该大振幅变化的子带262-268被振幅变化量计算单元260基于振幅参考值而确定为具有子带中频谱的大振幅变化量。图3B是示出图3A所示的大振幅变化的子带263的附近的放大图。 

在该示例中，把用于将一个帧转换成频谱的转换长度设置为256。换句话说，针对一个帧，通过频谱生成单元210生成256个频谱。另外，在该示例中，横轴被设置为对应于频率的频率编号，且纵轴被设置为振幅谱。振幅谱是频谱的幅度(水平)的对数表示。 

在图3A中，示出了频谱X[m]211、基于振幅参考值Ar[i]的量化振幅信息线A^(q)i 221、以及大振幅变化的子带262至268。另外，在该图中，示出了指示每个子带中的频谱的数目的子带宽度W2、W4、W8和W16。 

实线指示的频谱211是频谱生成单元210基于音响信号生成的频谱的示例。频谱211包括许多脉冲状波形，其中在比相邻频谱的带宽小很多的带宽中频谱的振幅大大增加。另外，在整体上，针对频谱211，随着其频率增加，振幅谱逐渐降低。 

虚线指示的量化振幅信息线221是指示基于振幅参考值生成单元220生成的针对每个子带的振幅参考值的量化振幅信息的线。由于基于每个预定子带中包括的频谱的最大水平而生成振幅参考值，因此量化振幅信息线221指示针对频谱的整个谱包络。 

大振幅变化的子带262-268是满足等式4中的两个条件等式的至少一个且被振幅变化量计算单元260确定为振幅参考值的振幅变化量大的子带。换句话说，在大振幅变化的子带262-268中，其振幅参考值略大于相邻子带的振幅参考值。 

以这种方式，由于在由振幅变化量计算单元260基于等式4而确定的大振幅变化的子带262-268中包括频谱211的脉冲状波形，因此与其他子带相比频谱的水平中的差增大。现在，作为示例，参考图3B简要说明大振幅变化的子带263中频谱的水平的差。 

在图3B中，示出了图3A所示的大振幅变化的子带263中频谱的局部最大点222和局部最小点223。另外，由于在子带宽度W8的频带中包括大振幅变化的子带263的带宽BW，因此带宽BW是对应于8个频谱的带宽。 

局部最大点222指示大振幅变化的子带263的带宽BW中包括的频谱中振幅最大的频谱的振幅水平。由于局部最大点222，在音响信号的频率特性中出现脉冲状波形。 

局部最小点223指示大振幅变化的子带263的带宽BW中包括的频谱中振幅最小的频谱的振幅水平。局部最小点223指示的振幅水平基本上等于相邻的频谱的振幅。 

以这种方式，应理解大振幅变化的子带263中频谱的水平的差ΔA大 于除了大振幅变化的子带262-268之外的子带中频谱的水平的差。换句话说，在多个子带中振幅参考值大于相邻子带的振幅参考值的子带中，由于仅子带中频谱的非常小部分的振幅趋向于大大增加，因此子带中频谱的水平的差增大。 

以这种方式，在本发明第一实施例中，提供振幅变化量计算单元260，使得可以基于等式4中表示的条件等式而针对相邻子带参考振幅参考值确定具有大振幅变化量的子带262-268。因此，可以指定子带中频谱的水平的差大的子带262-268。接着，参考附图说明根据子带中频谱的水平的差的量化值的出现概率分布的分析结果。 

频谱的振幅变化量和量化值的出现概率分布之间的关系 

图4是示出对应于被振幅变化量计算单元260确定为振幅变化量大的子带中的子带宽度W4中的子带的量化值的出现概率分布示例的图。 

在该图中，示出了整个出现概率分布811、大振幅变化的出现概率分布812和小振幅变化的出现概率分布813。在该示例中，在通过均等量化将具有“-1”至“1”的范围的正规化谱转换成“-31”至“31”的量化值的情况下，示出了量化值的出现概率分布。另外，在该图中，横轴被设为量化值，且纵轴被设为出现概率。 

点线指示的整个出现概率分布811是具有子带宽度W4的整个子带中的量化值的出现概率分布。整个出现概率分布811指示平坦的分布，其中出现概率分布的偏离程度相对小。 

虚线指示的大振幅变化的出现概率分布812是被振幅变化量计算单元260基于等式4而确定为振幅变化量大的子带中的量化值的出现概率分布。换句话说，大振幅变化的出现概率分布812是具有大振幅变化量的子带中的量化值的出现概率分布。在大振幅变化的出现概率分布812中，量化值的出现概率分布的偏离程度大，在量化值“0”附近出现概率高。 

实线指示的小振幅变化的出现概率分布813是由于不满足等式4的任 何条件因而未被振幅变化量计算单元确定为振幅变化量大的子带中量化值的出现概率分布。换句话说，小振幅变化的出现概率分布813是其中频率频谱的水平的差小的具有平坦波形的子带中的出现概率分布。小振幅变化的出现概率分布813指示平坦的出现概率分布，其中量化值的出现概率分布的偏离程度小。 

以这种方式，在子带宽度W4中的子带中，对应于被振幅变化量计算单元260确定为振幅变化量大的子带的量化值的出现概率分布的偏离程度大，且在量化值“0”的附近出现概率高。接着，参考附图说明对应于子带宽度W8中的子带的量化值的出现概率分布。 

图5是示出对应于被振幅变化量计算单元260确定为振幅变化量大的子带中的子带宽度W8中的子带的量化值的出现概率分布的示例的图。 

在该图中，示出了整个出现概率分布821、大振幅变化的出现概率分布822以及小振幅变化的出现概率分布823。在该例中，与图4相类似地，在通过均等量化将具有“-1”至“0”的范围的正规化谱转换成“-31”至“31”的量化值的情况下，示出了量化值的出现概率分布。另外，在该图中，横轴被设置为量化值，且纵轴被设置为出现概率。 

点线指示的整个出现概率分布821是具有子带宽度W8的整个子带中的量化值的出现概率分布。与图4所示的整个出现概率分布811相似，整个出现概率分布821指示平坦的分布，其中出现概率分布的偏离程度相对小。 

虚线指示的大振幅变化的出现概率分布822是被振幅变化量计算单元260基于等式4而确定为振幅变化量大的子带中的量化值的出现概率分布。与图4所示的大振幅变化的出现概率分布812相类似地，在大振幅变化的出现概率分布822中，量化值的出现概率分布的偏离程度大，且量化值“0”附近出现概率高。 

实线指示的小振幅变化的出现概率分布823是由于不满足等式4的任何条件因而被振幅变化量计算单元260确定为振幅变化量不大的子带中 的量化值的出现概率分布。与图4和图5所示的大振幅变化的出现概率分布812和822相类似地，小振幅变化的出现概率分布823指示平坦的出现概率分布，其中量化值的出现概率分布的偏离程度小。 

以这种方式，在子带宽度W8中的子带中，通过振幅变化量计算单元260确定量化值的出现概率分布的偏离程度大，且在量化值“0”附近出现概率高。另外，与子带宽度W4中的大振幅变化的出现概率分布812相比，在子带宽度W8中的大振幅变化的出现概率分布822中，量化值“0”附近出现概率高，且出现概率分布的偏离程度大。接着，参考附图说明对应于子带宽度W16中的子带的量化值的出现概率分布。图6是示出对应于被振幅变化量计算单元260确定为振幅变化量大的子带中的子带宽度W16中的子带的量化值的出现概率分布的示例的图。 

在该图中，示出了整个出现概率分布831、大振幅变化的出现概率分布832和小振幅变化的出现概率分布833。在该例中，与图4和图5相类似地，在通过均等量化将具有“-1”至“0”的范围的正规化谱转换成“-31”至“31”的量化值的情况下，示出了量化值的出现概率分布。另外，在图中，横轴被设置为量化值，且纵轴被设置为出现概率。 

点线指示的整个出现概率分布831是具有子带宽度W16的整个子带中的量化值的出现概率分布。与图4和图5所示的整个出现概率分布811和821相类似地，整个出现概率分布831指示平坦的分布，其中出现概率分布的偏离程度相对小。 

虚线指示的大振幅变化的出现概率分布832是被振幅变化量计算单元260基于等式4而确定为振幅变化量大的子带中的量化值的出现概率分布。与图4和图5所示的大振幅变化的出现概率分布812和822相类似地，在大振幅变化的出现概率分布832中，量化值的出现概率分布的偏离程度大，且量化值“0”附近出现概率高。 

实线指示的小振幅变化的出现概率分布833是由于不满足等式4的任何条件因而被振幅变化量计算单元260确定为振幅变化量不大的子带中的量化值的出现概率分布。与图4和图5所示的小振幅变化的出现概率分 布813和823相类似地，小振幅变化的出现概率分布833指示平坦的出现概率分布，其中量化值的出现概率分布的偏离程度小。 

以这种方式，子带宽度W16中的大振幅变化的出现概率分布832指示与子带宽度W8中的大振幅变化的出现概率分布822基本上相同的出现概率分布。另外，在子带宽度W16中的子带中，对应于被振幅变化量计算单元260确定为振幅变化量大的子带的量化值的出现概率分布的偏离程度大，且在量化值“0”附近出现概率高。 

因此，不考虑子带宽度，对应于被振幅变化量计算单元260确定为振幅变化量大的子带的量化值的出现概率分布的偏离程度大，因此在量化值“0”附近出现概率高。因此，在对指示多个脉冲状波形的频谱进行编码的情况下，如果使用单个编码算法对量化值进行编码，则由于在子带中量化值的出现概率分布的偏离程度不同，因此编码效率大大降低。 

现在，参考附图说明谱编码处理单元300的配置示例，该谱编码处理单元300通过多个编码算法中的根据子带中的频谱的振幅变化量的编码算法来对量化值进行编码。 

谱编码处理单元300的配置示例 

图7是示出根据本发明第一实施例的谱编码处理单元300的配置示例的框图。 

谱编码处理单元300包括整数数据生成单元310、编码单元320、编码选择单元330以及第一编码表340和第二编码表350。在该示例中，认为通过作为多个编码算法的基于第一编码表340和第二编码表350的两个霍夫曼编码算法来对频谱的量化值进行编码。 

整数数据生成单元310通过基于通过信号线251提供的词长度信息而将从谱正规化单元240经由信号线241提供的正规化谱转换成各个子带中的量化值来生成整数数据。整数数据生成单元通过使用根据限定量化精确度的词长度信息的预定函数而将正规化谱转换成各个子带中的整数数据。 

整数数据生成单元310例如根据对应于第i子带的词长度信息WL[i]通过以下等式中表达的函数F_I而生成对应于第i子带的整数数据I[m]。在该例中，词长度信息WL[i]被设置为非编码量化比特的数目。 

等式5 

I[m]＝F_I(N[m]，WL[i]) 

以上等式中的函数F_I可例如由以下等式表示。 

等式6 

通过等式5和等式6，具有“0”至“-1”的范围的正规化谱N[m]被基于词长度信息WL[i]而转换成作为量化值的整数数据I[m]。例如，在词长度信息WL[i]指示“2”的情况下，对应于第i子带的正规化谱被转换成具有“-3”至“3”的范围的整数数据I[m]。 

另外，整数数据生成单元310根据从编码频带设置单元270经由信号线271提供的编码频带的数目来指定要编码的子带，并将所指定的子带中的正规化谱转换成整数数据。另外，整数数据生成单元310将转换的整数数据提供给针对各个子带的编码单元320。 

编码单元320根据多个编码算法对输入的信号中的频谱的量化值进行编码。编码单元320通过参考存储在第一编码表340和第二编码表350之一中的编码列表而对从整数数据生成单元310输入的作为量化值的整数数据进行编码。换句话说，编码单元320根据两个编码算法之一来对从整数数据生成单元310输入的整数数据进行编码。 

另外，编码单元320在每个子带中对由来自信号线271的编码频带的数目指定的要编码的子带中的整数数据进行编码。另外，编码单元320将编码后的整数数据作为编码数据输出到信号线301。另外，编码单元320是权利要求中公开的编码单元的示例。 

第一编码表340和第二编码表350是存储预先通过霍夫曼编码生成的编码列表的编码表。第一编码表340存储用于对如下整数数据进行编码的编码列表：该整数数据是子带中其出现概率分布的偏离程度小的量化值。预先通过基于图4至6所示的小振幅变化量的出现概率分布813至833而使用量化值的出现概率分布来生成存储在第一编码表340中的编码列表。另外，第一编码表340将存储的编码列表输出到编码选择单元330。 

第二编码表350存储用于对如下整数数据进行编码的编码列表：该整数数据是子带中其出现概率分布的偏离程度大的量化值。预先通过基于图4至6所示的大振幅变化量的出现概率分布812至832而使用量化值的出现概率分布来生成存储在第二编码表350中的编码列表。另外，第二编码表350将存储的编码列表输出到编码选择单元330。 

编码选择单元330基于从幅度变化量计算单元260通过信号线261提供的幅度变化确定标记来选择第一编码表340和第二编码表350的输出中的一个。在提供指示振幅参考值的振幅变化量大的振幅变化确定标记的情况下，编码选择单元330选择第二编码表350的输出，该第二编码表350存储用于对子带中其出现概率分布的偏离程度大的量化值进行编码的编码列表。 

另一方面，在提供指示振幅参考值的振幅变化量小的振幅变化确定标记的情况下，编码选择单元330选择第一编码表340的输出，该第一编码表340存储用于对子带中其出现概率分布的偏离程度小的量化值进行编码的编码列表。换句话说，编码选择单元330在多个编码算法中根据振幅变化量中量化值的出现概率分布的偏离程度而选择编码算法。 

更具体地，例如，在振幅变化确定标记被设置为“1”的情况下，编码选择单元330选择第二编码表350的输出。另外，在振幅变化量确定标记被设置为“0”的情况下，编码选择单元330选择第一编码表340的输出。 

另外，编码选择单元330将所选择的第一编码表340或第二编码表350的输出提供给编码单元320。换句话说，编码选择单元330允许编码 单元320参考所选择的第一编码表340或第二编码表350的输出，使得允许编码单元320根据振幅变化量的幅度而生成编码数据。另外，编码选择单元330是权利要求中公开的编码选择单元的示例。 

以这种方式提供两个编码表，即，第一编码表340和第二编码表350，使得可以根据量化值的出现概率分布的偏离程度而生成编码数据。另外，提供编码选择单元330，使得可以根据基于相邻子带的振幅参考值生成的振幅变化量来选择对应于量化值的出现概率分布的偏离程度的编码算法。 

因此，音响信号编码设备200可改进编码单元320生成的编码数据的编码效率。另外，在该实施例中，尽管说明了提供两个编码表(即，第一编码表340和第二编码表350)的示例，但是可提供三个或更多个编码表。在这种情况下，设置三个或更多个步骤作为针对子带的振幅变化量的确定的参考，且根据确定结果而切换多个编码表。因此，可以实现适配于振幅变化量中量化值的出现概率分布的变化的编码处理。 

音响信号编码设备200的操作示例 

现在参考附图说明根据本发明第一实施例的音响信号编码设备200的操作。 

图8是示出根据本发明第一实施例的音响信号编码设备200中的编码方法的过程的示例的流程图。 

首先，在频谱生成单元210中，通过将音响信号转换成频率分量来生成频谱(步骤S911)。接着，在谱正规化单元240中，基于从量化振幅信息计算单元230输入的量化振幅信息和从频谱生成单元210输入的频谱来进行用于生成正规化谱的正规化谱处理(步骤S920)。随后，在振幅参考值编码单元280中，对振幅参考值生成单元220生成的振幅参考值进行编码(步骤S912)。 

接着，在振幅变化量计算单元260中，基于针对每个子带根据振幅参考值计算的振幅变化量来进行振幅变化确定处理(步骤S930)。接着，在 谱编码处理单元300中，根据针对每个子带的振幅变化量中的量化值的出现概率分布而进行编码处理(步骤S940)。接着，在多路复用单元290中，多路复用在振幅信息编码处理中被编码后的振幅参考值和在谱编码处理中生成的编码数据(步骤S913)，并且编码处理方法的过程结束。 

正规化谱生成处理的过程的示例 

图9是示出根据本发明第一实施例的音响信号编码设备200中的正规化谱生成处理(步骤S920)的过程的示例的流程图。 

首先，在振幅参考值生成单元220中，频谱生成单元210生成的频谱被频率划分，使得在预定子带中提取频谱(步骤S921)。接着，在振幅参考值生成单元220中，基于每个子带中提取的频谱的最大水平而生成针对每个子带的振幅参考值Ar[i](步骤S922)。 

接着，在量化振幅信息计算单元230中，基于针对子带的振幅参考值在每个子带中计算针对每个子带的量化振幅信息(步骤S923)。随后，在谱正规化单元240中，基于对应于子带的量化振幅信息而在每个子带中对对应于子带的频谱进行正规化，使得生成正规化谱(步骤S924)，且正规化谱生成处理结束。 

振幅变化确定处理的过程的示例 

图10是示出根据本发明第一实施例的振幅变化量计算单元260中的振幅变化确定处理(步骤S930)的过程的示例的流程图。 

首先，基于从编码频带设置单元输入的编码频带的数目NC而将振幅变化确定标记AmFlag[0]-[NC-1]设置为“0”(步骤S931)。接着，子带编号i被设置为“1”，使得第一子带被设置为要确定的子带(步骤S932)。通过步骤S931和S932的处理，振幅变化确定处理的初始化结束。 

接着，基于等式4的上部条件等式确定通过从针对第一子带的振幅参 考值Ar[1]减去针对与低频带侧相邻的第零子带的振幅参考值Ar[0]而获得的减法值是否大于等于第一变化量阈值Th1(步骤S933)。接着，在该减法值大于等于第一变化量阈值Th1的情况下，将第一子带确定为具有大振幅变化量的子带，使得针对第一子带的振幅变化确定标记AmFlag[1]被设置为“1”(步骤S938)。 

另一方面，在该减法值小于第一变化量阈值Th1的情况下，确定是否满足等式4的下部条件等式(步骤S934)。换句话说，确定子带编号“i＝1”是否小于最大子带编号(NC-1)，且确定通过从振幅参考值Ar[1]和“2”的乘积中减去振幅参考值Ar[0]和Ar[2]的和而获得的值是否大于等于第二变化量阈值Th2。 

接着，在满足等式4的下部条件等式的情况下，确定第一子带是具有大振幅变化量的子带，使得针对第一子带的振幅变化确定标记AmFlag[1]被设置为“1”(步骤S938)。另一方面，在不满足等式4的下部条件等式的情况下，确定第一子带不是具有大的振幅变化量的子带，使得针对第一子带的振幅变化确定标记AmFlag[1]被设置为“0”(步骤S935)。 

以这种方式，通过步骤S933和S934的处理，通过使用针对输入信号中的频谱的每个子带的振幅参考值来基于谱包络而计算振幅变化量。另外，步骤S933和S934是权利要求中公开的振幅变化量计算过程的示例。 

接着，为了使子带编号增加“1”，将通过对子带编号“1”加“1”而获得的值“2”设置为子带编号i(步骤S936)。接着，确定子带编号i是否等于编码频带的数目NC(步骤S937)。接着，在子带编号i不等于编码频带的数目NC的情况下，重复步骤S933至S936的一系列处理，直到子带编号i等于编码频带数目NC。另一方面，在子带编号i等于编码频带数目NC的情况下，结束振幅变化确定处理。 

谱编码处理的过程的示例 

图11是示出根据本发明第一实施例的谱编码处理单元300中的谱编 码处理(步骤S940)的过程的示例的流程图。 

首先，在词长度信息生成单元250中，基于步骤S922的处理中生成的每个子带的振幅参考值而生成针对每个子带的词长度信息(步骤S941)。接着，在整数数据生成单元310中，通过对基于针对每个子带的词长度信息而在步骤S924的处理中生成的正规化谱进行转换来生成每个子带中的整数数据(步骤S942)。 

接着，子带编号i被设置为“0”(步骤S943)。随后，在编码选择单元330中，确定针对第零子带的振幅变化确定标记AmFlag[0]是否为“0”(步骤S944)。 

接着，在振幅变化确定标记AmFlag[0]是“0”的情况下，由于子带是具有小的振幅变化量的子带，因此在编码选择单元330中选择存储在第一编码表340中的编码列表(步骤S945)。换句话说，在编码选择单元330中，将对如下整数数据进行编码的编码列表选择为第一编码表340的输出：该整数数据是其出现概率分布的偏离程度小的量化值。 

另一方面，在振幅变化确定标记AmFlag[0]是“1”的情况下，由于子带是具有大的振幅变化量的子带，因此在编码选择单元330中选择存储在第二编码表350中的编码列表(步骤S949)。换句话说，在编码选择单元330中，将对如下整数数据进行编码的编码列表选择为第二编码表350的输出：该整数数据是其出现概率分布的偏离程度大的量化值。 

以这种方式，在步骤S944、S945和S949的处理中，在多个编码算法中，根据振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而选择编码算法。另外，步骤S944、S945和S949是权利要求中公开的编码选择过程的示例。 

接着，在编码单元320中，基于编码选择单元330所选择的第一编码表或第二编码表中存储的编码列表而对对应于第零子带的整数数据进行编码(步骤S946)。因此，生成对应于第零子带的编码数据。换句话说，通过编码选择单元330选择的编码算法来对频谱的量化值进行编码。另 外，步骤S946是权利要求中公开的编码过程的示例。 

接着，为了使子带编号增加“1”，将通过对子带编号“0”加“1”而获得的值“1”设置为子带编号i(步骤S947)。接着，确定子带编号i是否等于编码频带的数目NC(步骤S948)。接着，在子带编号i不等于编码频带的数目NC的情况下，重复步骤S944至S947的一系列处理，直到子带编号i等于编码频带数目NC。另一方面，在子带编号i等于编码频带数目NC的情况下，结束谱编码处理。 

以这种方式，在本发明的第一实施例中，在振幅变化量计算单元260中，基于相邻子带的振幅参考值计算每个子带的振幅变化量，使得可以确定与相邻子带相比振幅参考值超过预定幅度的子带。因此，音响信号编码设备200可通过根据每个子带中量化值的出现概率分布的偏离程度而进行编码来改进编码效率。 

2.第二实施例 

音响信号解码设备400的配置示例 

图12是示出根据本发明第二实施例的音响信号解码设备400的配置示例的框图。 

音响信号解码设备400包括码序列分离单元410、振幅参考值解码单元420、振幅变化量计算单元460、词长度信息生成单元450和谱解码处理单元500。另外，音响信号解码设备400进一步包括量化振幅信息计算单元430、谱逆正规化单元440和音响信号生成单元470。 

码序列生成单元410将作为从码序列输入线202提供的码序列的音响编码数据分离为编码数据、编码的振幅参考值、以及编码频带的数目。码序列分离单元410通过信号线411将音响信号被编码后的编码数据提供给针对每个子带的谱解码处理单元500。 

另外，码序列分离单元410通过信号线412将指示子带的上限的编码频带数目提供给谱解码处理单元500、振幅参考值解码单元420、振幅变 化量计算单元460和词长度信息生成单元450。另外，码序列分离单元410通过信号线413将针对子带的编码的振幅参考值提供给振幅参考值解码单元420。 

振幅参考值解码单元420对从信号线413输入的每个子带的编码的振幅参考值进行解码。振幅参考值解码单元420将每个子带的解码后的振幅参考值提供给振幅变化量计算单元460、词长度信息生成单元450和量化振幅信息计算单元430。 

振幅变化量计算单元460基于从振幅参考值解码单元420提供的每个子带的振幅参考值而计算针对子带的振幅变化量。振幅变化量计算单元460对应于图2所示的音响信号编码设备200中的振幅变化量计算单元260。换句话说，振幅变化量计算单元460根据与音响信号编码设备200中的振幅变化量计算单元260相同的条件来计算针对每个子带的振幅变化量。 

振幅变化量计算单元460基于针对变化量计算频带(即，多个子带中的预定子带)的振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量。振幅变化量计算单元460例如将与要计算振幅变化量的子带相邻的每个子带设置为变化量计算频带，并基于针对变化量计算频带的每个振幅参考值而计算针对频谱的振幅变化量。在该例中，振幅变化量计算单元460例如基于针对作为变化量计算频带的相邻频带的振幅参考值的差而计算针对子带的振幅变化量。 

另外，由于振幅变化量计算单元460具有与音响信号编码设备200中的振幅变化量计算单元260的功能相同的功能，因此省略其说明。另外，振幅变化量计算单元460是权利要求中公开的音响信号编码设备中的振幅变化量计算单元的示例。 

词长度信息生成单元450基于从振幅参考值解码单元420输入的对应于每个子带的振幅参考值而生成每个子带中的限定量化精确度的词长度信息。词长度信息生成单元450具有与图2所示的音响信号编码设备200中的词长度信息生成单元250的功能相同的功能。换句话说，词长度信息 生成单元450根据与词长度信息生成单元250的条件相同的条件而生成针对每个子带的词长度信息。 

词长度信息生成单元450通过考虑到人听觉特性而对所有振幅参考值进行例如加权操作来生成针对每个子带的词长度信息。另外，词长度信息生成单元450通过信号线451将所生成的词长度信息提供给谱解码处理单元500。 

谱解码处理单元500通过多个解码算法对输入信号中的频谱的量化值被编码后的编码数据进行解码。另外，谱解码处理单元500对应于图2所示的谱编码处理单元300。 

谱解码处理单元500基于从词长度信息生成单元450输入的每个子带的词长度信息、从振幅变化量计算单元460输入的振幅变化确定标记、以及从码序列分离单元410输入的编码频带的数目而对从码序列分离单元410输入的编码数据进行解码。 

谱解码处理单元500基于从振幅变化量计算单元460输入的振幅变化确定标记而从多个解码算法中选择一个解码算法。另外，谱解码处理单元500通过根据所选择的解码算法对编码数据进行解码来生成作为量化值的整数数据。 

另外，谱解码处理单元500通过基于从词长度信息生成单元450输入的词长度信息对子带中的整数数据进行转换来生成正规化谱。另外，谱解码处理单元500将生成的正规化谱提供给谱逆正规化单元440。 

量化振幅信息计算单元430基于从振幅参考值解码单元420提供的振幅参考值而计算用于将正规化谱转换成频谱的量化振幅信息。量化振幅信息计算单元430具有与图2所示的音响信号编码设备200中的量化振幅信息计算单元230的功能相同的功能。换句话说，量化振幅信息计算单元430根据与音响信号编码设备200中的量化振幅信息计算单元230的条件相同的条件而计算针对每个子带的量化振幅信息。 

量化振幅信息计算单元430基于例如等式2而计算针对每个子带的量 化振幅信息A^(q)i。另外，量化振幅信息计算单元230将针对每个子带基于等式3而计算的量化振幅信息A^(q)i提供给谱逆正规化单元440。 

谱逆正规化单元440通过基于从量化振幅信息计算单元430输入的量化振幅信息对从谱解码处理单元500输入的正规化谱进行逆正规化来生成频谱。例如，谱逆正规化单元440通过使用以下等式使针对第i子带的量化振幅信息A^(q)i与对应于第i子带的正规化谱的水平N’[m]相乘来计算频谱的水平X’[m]。 

等式7 

X′[m]＝A^(q) _i·N′[m](m_i≤m＜m_i+1) 

另外，谱逆正规化单元440将基于以上等式计算的频谱X’[m]提供给每个子带中的音响信号生成单元470。 

音响信号生成单元470通过将作为从谱逆正规化单元440提供的整个频带中的频谱的频域数据转换成时域信号来生成音响信号。 

音响信号生成单元470通过对频谱进行快速傅里叶变换来以帧为单位生成例如音响信号。作为替代性示例，音响信号生成单元470可通过进行修正离散余弦逆变换(inverse modified discrete cosine transform)来以帧为单位生成音响信号。另外，音响信号生成单元470将生成的音响信号提供给音响信号输出线401。换句话说，音响信号生成单元470通过音响信号输出线401将音响信号提供给扬声器600。 

以这种方式，以具有与音响信号编码设备200中的振幅变化量计算单元260的配置相同的配置的振幅变化量计算单元460提供音响信号解码设备400，使得可以基于振幅参考值而实现对应于谱编码处理单元300的解码处理。现在，参考附图说明对应于图7所示的谱解码处理单元300的谱解码处理单元500的配置示例。 

谱解码处理单元500的配置示例 

图13是示出根据本发明第二实施例的谱解码处理单元500的配置示例的框图。谱解码处理单元500包括解码单元510、第一解码表520和第二解码表530、解码选择单元540和正规化谱生成单元550。 

解码单元510通过使用多个解码算法来对输入的信号的频谱的量化值被编码后的编码数据进行解码。解码单元510通过参考第一解码表520和第二解码表530之一中存储的编码列表来对从码序列分离单元410通过信号线411提供的编码数据进行解码。换句话说，解码单元510根据两个解码算法之一来对编码数据进行解码。 

另外，解码单元510对对应于从码序列分离单元410经由信号线412提供的编码频带的数目所指定的子带的、要解码的编码数据进行解码。另外，解码单元510将解码后的编码数据作为整数数据提供给正规化谱生成单元550，该整数数据是量化值。另外，解码单元510是权利要求中公开的解码单元的示例。 

第一解码表520和第二解码表530是存储预先通过霍夫曼编码生成的编码列表作为解码列表的解码表。第一解码表520和第二解码表530对应于图7所示的第一编码表340和第二编码表350。换句话说，第一解码表520和第二解码表530存储与第一编码表340和第二编码表350中存储的编码列表相同的编码列表作为解码列表。 

第一解码表520存储对应于用于对如下整数数据进行编码的编码列表的解码列表：该整数数据是子带中的其出现概率分布的偏离程度小的量化值。另外，第一解码表530将存储的解码列表输出到解码选择单元540。 

第二解码表530存储对应于用于对如下整数数据进行编码的编码列表的解码列表：该整数数据是子带中的其出现概率分布的偏离程度大的量化值。另外，第二解码表530将存储的解码列表输出到解码选择单元540。 

解码选择单元540基于从振幅变化量计算单元460通过信号线461提供的振幅变化确定标记而选择第一解码表520和第二解码表530的输出之一。在提供了指示针对子带的振幅参考值的振幅变化量大的振幅变化确 定标记的情况下，解码选择单元540选择存储在第二解码表530中的解码列表。 

另一方面，在提供了指示针对子带的振幅参考值的振幅变化量小的振幅变化确定标记的情况下，解码选择单元540选择存储在第一解码表520中的解码列表。换句话说，解码选择单元540根据振幅变化量中量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个解码算法中选择解码算法。 

更具体地，例如，在振幅变化确定标记被设置为“1”的情况下，解码选择单元540选择存储在第二解码表530中的解码列表。另一方面，在振幅变化量确定标记被设置为“0”的情况下，解码选择单元540选择存储在第一解码表520中的解码列表。 

另外，解码选择单元540将存储在所选择的第一解码表520或第二解码表530中的解码列表提供给解码单元510。另外，解码选择单元540是权利要求中公开的解码选择单元的示例。 

正规化谱生成单元550通过基于经由信号线451提供的词长度信息而对每个子带中作为从解码单元510提供的量化值的整数数据进行转换来生成正规化谱。正规化谱生成单元550通过根据与针对编码处理的词长度信息相同的词长度信息而使用预定的函数来在每个子带中将整数数据转换成正规化谱。 

正规化谱生成单元550根据对应于第i子带的词长度信息WL[i]而例如通过以下表达式表示的函数F_Q将对应于第i子带的整数数据I[m]转换成正规化谱N′[m]。在该例中，词长度信息WL[i]被设置为非编码量化比特的数目。 

等式8 

N′[m]＝F_Q(I[m]，WL[i]) 

在以上等式中，例如可通过以下等式表示等式6中表示的对应于函数F_I的函数F_Q。 

等式9 

F_Q(I[m]，WL[i])＝I[m]·(2^WL[i]-0.5)^-1

通过等式8和等式9，基于词长度信息WL[i]而将具有“1”至“-1”的范围的正规化谱N′[m]转换成作为量化值的整数数据I[m]。例如，在词长度信息WL[i]指示“2”的情况下，对应于第i子带的具有“-3”至“3”的范围的整数数据I[m]被转换成正规化谱N′[m]。 

另外，正规化谱生成单元550将整数数据转换成正规化谱，该整数数据被限制为对应于通过信号线412提供给码序列分离单元410的编码频带的数目所指定的要编码的子带的整数数据。另外，正规化谱生成单元550在每个子带中通过信号线501将转换后的正规化谱提供给谱逆正规化单元440。 

以这种方式提供对应于第一编码表340和第二编码表350的第一解码表520和第二解码表530，使得可以对音响信号编码设备200生成的编码数据进行解码。另外，提供解码选择单元540，使得可与音响信号编码设备200中的编码选择单元330相类似地选择第一520和第二解码表530。因此，可以进行适当的解码处理。 

另外，由于基于幅度参考值选择解码算法，音响信号解码设备400可在不对音响信号编码设备200中的码序列多路复用与应用于每个子带的编码相关的另外的信息的情况下适当地对编码数据进行解码。因此，由于不需要在每个子带中多路复用关于编码的另外的信息，因此可以改进音响信号编码设备200所生成的音响编码数据的压缩率。 

压缩率的改进的示例 

图14是示出音响信号处理***100中的整数数据的压缩率与现有技术的***中的整数数据的压缩率的比较的结果的图。在该图中，针对声源121，示出了现有技术的***和音响信号处理***100的压缩率122和压缩率差123。 

在声源121中，作为用于压缩率比较的项，示出了一般乐曲1和2、 键盘乐器1和2、打击乐器1和2、管乐器1和2和经典乐曲。 

在压缩率122中，示出了现有技术的***的压缩率和音响信号处理***100的压缩率。对于现有技术的***和音响信号处理***100的压缩率122，其值越小，压缩效率越高。现有技术的***的压缩率122表示通过一个霍夫曼编码表生成的每秒音响编码数据与通过固定长度编码生成的每秒音响编码数据的比率。 

另外，音响信号处理***100的压缩率表示音响信号处理***100生成的每秒音响编码数据与通过固定长度编码生成的每秒音响编码数据的比率。换句话说，音响信号处理***100的压缩率表示通过切换两个编码(即，第一编码表340和第二编码表350)而生成的音响编码数据与通过固定长度编码生成的音响编码数据的比率。 

在压缩率差123中，示出了通过从音响信号处理***100的压缩率中减去现有技术的***的压缩率而获得的值。关于压缩率差123，由于其值小，因此与现有技术***相比音响信号处理***100的压缩率得到改进。 

以这种方式，与现有技术***的压缩率122相比，针对任何声源121，音响信号处理***100的压缩率小。因此，可理解与现有技术的***相比音响信号编码设备200生成的音响编码数据的压缩率得到改进。这是因为，通过根据基于每个子带的振幅参考值而计算的振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度来选择编码表，可以改进编码效率，并且与现有技术***不同，不需要关于编码的另外信息。 

另外，由于对应于打击乐器1和2以及管乐器1和2的压缩率差123相对小，因此认为由于频率轴上的振幅水平的变化变大，针对音响信号而改进了压缩率。 

音响信号解码设备400的操作示例 

现在参考附图说明根据第二实施例的音响信号编码设备200的操作。 

图15是示出根据本发明第二实施例的音响信号编码设备200中的解 码方法的过程的示例的流程图。 

首先，在码序列分离单元410中，从码序列输入线202输入的码序列被分离成编码数据、编码的振幅参考值、和编码频带的数目(步骤S951)。随后，在振幅参考值解码单元420中，对从码序列分离单元410输入的编码的振幅参考值进行解码(步骤S952)。 

接着，在振幅变化量计算单元460中，基于从振幅参考值解码单元420输入的每个子带中的振幅参考值而进行用于生成振幅变化确定标记的振幅变化确定处理(步骤S960)。接着，在谱解码处理单元500中，基于振幅变化确定处理中生成的振幅变化确定标记而对从码序列分离单元410输入的编码数据在每个子带中进行谱解码处理(步骤S970)。 

随后，在谱逆正规化单元440中，对谱解码处理中生成的正规化谱在每个子带中进行谱逆正规化处理(步骤S980)。接着，在音响信号生成单元470中，基于谱逆正规化处理中生成的频谱而生成音响信号(步骤S935)，且解码方法的过程结束。 

振幅变化量计算单元460中的振幅变化确定处理的示例 

图16是示出根据本发明第二实施例的振幅变化量计算单元460中的振幅变化确定处理(步骤S960)的过程的示例的流程图。振幅变化确定处理(步骤S960)对应于图10所示的振幅确定处理(步骤S930)。 

首先，基于从码序列分离单元410输入的编码频带数目NC而将振幅变化确定标记AmFlag[0]-[NC-1]设置为“0”(步骤S961)。接着，子带编号i被设置为“1”(步骤S962)。通过步骤S961和S962的处理，振幅变化确定处理的初始化结束。 

接着，基于等式4的上部条件等式而确定通过从针对第一子带的振幅参考值Ar[1]中减去针对与低频带侧相邻的第零子带的振幅参考值Ar[0]而获得的减法值是否大于等于第一变化量阈值Th1(步骤S963)。接着，在该减法值大于等于第一变化量阈值Th1的情况下，第一子带被确定为 是具有大的振幅变化量的子带，因此针对第一子带的振幅变化确定标记AmFlag[1]被设置为“1”(步骤S968)。 

另一方面，在该减法值小于第一变化量阈值Th1的情况下，确定是否满足等式4的下部条件等式(步骤S964)。换句话说，确定子带编号“i＝1”是否小于最大子带编号(NC-1)，且确定通过从振幅参考值Ar[1]和“2”的乘积中减去振幅参考值Ar[0]和Ar[2]的和而获得的值是否大于等于第二变化量阈值Th2。 

接着，在满足等式4的下部条件等式的情况下，确定第一子带是具有大的振幅变化量的子带，因此针对第一子带的振幅变化确定标记AmFlag[1]被设置为“1”(步骤S968)。另一方面，在不满足等式4的下部条件等式的情况下，确定第一子带不是具有大的振幅变化量的子带，因此针对第一子带的振幅变化确定标记AmFlag[1]被设置为“0”(步骤S965)。 

以这种方式，通过步骤S963和S964的处理，基于从音响信号编码设备200输入的振幅参考值中的对应于预定子带的振幅参考值而计算针对子带的振幅变化量。另外，步骤S963和S964是权利要求中公开的振幅变化量计算过程的示例。 

接着，为了使子带编号增加“1”，将通过对子带编号“1”加“1”而获得的值“2”设置为子带编号i(步骤S966)。接着，确定子带编号i是否等于编码频带数目NC(步骤S967)。接着，在子带编号i不等于编码频带数目NC的情况下，重复步骤S963至S966的一系列处理，直到子带编号i等于编码频带数目NC。另一方面，在子带编号i等于编码频带数目NC的情况下，振幅变化确定处理结束。 

谱解码处理单元500中的谱解码处理的示例 

图17是示出根据本发明第二实施例的谱解码处理单元500中的谱解码处理(步骤S970)的程序示例的流程图。 

首先，对于谱解码处理的初始化，子带编号i被设置为“0”(步骤S971)。随后，在解码选择单元540中，确定针对第零子带的振幅变化确定标记AmFlag[0]是否为“0”(步骤S972)。 

接着，在振幅变化确定标记AmFlag[0]是“0”的情况下，由于子带是具有小的振幅变化量的子带，在解码选择单元540中，选择第一解码表520中存储的解码列表(步骤S973)。换句话说，在解码选择单元540中，对应于用于对作为其出现概率分布的偏离程度小的量化值的整数数据进行编码的编码列表的解码列表被选择作为第一解码表520的输出。 

另一方面，在振幅变化确定标记AmFlag[0]是“1”的情况下，由于子带是具有大的振幅变化量的子带，在解码选择单元540中，选择存储在第二解码表530中的解码列表(步骤S977)。换句话说，在解码选择单元540中，对应于用于对作为其出现概率分布的偏离程度大的量化值的整数数据进行编码的编码列表的解码列表被选择作为第二解码表530的输出。 

以这种方式，在步骤S972、S973和S977的处理中，根据振幅变化量中量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个解码算法中选择解码算法。另外，步骤S972、S973和S977是权利要求中公开的解码选择过程的示例。 

接着，在解码单元510中，基于解码选择单元540选择的第一解码表或第二解码表中存储的解码列表而对对应于第零子带的编码数据进行解码(步骤S974)。因此，生成对应于第零子带的整数数据。换句话说，通过解码选择单元540所选择的解码算法来对编码数据进行解码。另外，步骤S974是权利要求中公开的解码过程的示例。 

接着，为了使子带编号增加“1”，将通过对子带编号“0”加“1”而获得的值“1”设置为子带编号i(步骤S975)。接着，确定子带编号i是否等于编码频带数目NC(步骤S976)。接着，在子带编号i不等于编码频带数目NC的情况下，重复步骤S972至S975和S977的一系列处理，直到子带编号i等于编码频带数目NC。另一方面，在子带编号i等于编码频带数目NC的情况下，谱编码处理结束。 

谱逆正规化处理的过程的示例 

图18是示出根据本发明第二实施例的音响信号解码设备400中的谱逆正规化处理(步骤S980)的过程的示例的流程图。 

首先，在词长度信息生成单元450中，基于步骤S952的处理中生成的每个子带的振幅参考值而生成针对每个子带的词长度信息(步骤S981)。接着，在正规化谱生成单元550中，通过基于针对每个子带的词长度信息而转换步骤S970的处理中生成的整数数据来生成每个子带中的正规化谱(步骤S982)。 

接着，在量化振幅信息计算单元430中，基于针对子带的振幅参考值在每个子带中计算针对子带的量化振幅信息(步骤S983)。随后，在谱逆正规化单元440中，基于对应于子带的量化振幅信息而在每个子带中将对应于子带的正规化谱转换成频谱(步骤S984)，且谱逆正规化处理结束。另外，其数目超过编码频带的数目的子带中的所有频谱被设置为“0”。 

以这种方式，在本发明的第二实施例中提供与音响信号编码设备200的振幅变化量计算单元相同的振幅变化量计算单元460，使得可以基于针对每个子带的振幅变化量而对通过音响信号编码设备200编码后的编码数据进行解码。换句话说，音响信号解码设备400可通过基于每个子带的振幅参考值而计算振幅变化量来适当地对根据振幅变化量中量化值的出现概率分布的偏离程度进行编码后的编码数据进行解码。 

另外，在本发明的第一实施例和第二实施例中，尽管说明了基于等式4表达的条件等式而确定具有大的振幅变化量的子带的示例，但是可使用其他条件等式进行确定以指定包括脉冲状波形的子带。下述的第三实施例和第四实施例是基于除了表达式4表达的条件等式之外的其它条件等式而确定具有大的振幅变化的子带的示例。 

3.第三实施例 

音响信号编码设备200的配置示例 

图19是示出根据本发明第三实施例的音响信号编码设备200的配置示例的框图。音响信号编码设备200包括平均振幅参考值计算单元721和振幅变化量计算单元760作为对图2所示的音响信号编码设备200中的振幅变化量计算单元260的配置的替代。在该实施例中，由于除了平均振幅参考值计算单元721和振幅变化量计算单元760之外的其它组件与图2所示的相同，因此省略其说明。 

平均振幅参考值计算单元721计算振幅参考值生成单元220生成的子带的振幅参考值的平均值作为平均振幅参考值。平均振幅参考值计算单元721计算针对例如0Hz至3KHz的低频带中的子带的平均振幅参考值。因此，由于针对低频带中的子带的振幅参考值被设置为计算对象且如图3A和3B所示地低频带中的振幅参考值大于高频带中的振幅参考值，因此平均振幅参考值计算单元721可将平均振幅参考值设为相对大的值。 

平均振幅参考值计算单元721基于例如如下等式而生成平均振幅参考值Ar_ave。 

等式10 

$\mathrm{Ar}\_\mathrm{ave}=\underset{i=\mathrm{SB}}{\overset{\mathrm{EB}-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{Ar}\left[i\right]/(\mathrm{EB}-\mathrm{SB})$

在以上等式中，SB是指示对应于要计算平均振幅参考值Ar_ave的子带中的最低子带的子带编号的开始频带编号。另外，EB是指示通过将对应于要计算平均振幅参考值Ar_ave的子带中的最高子带的子带编号加“1”而获得的值的结束频带编号。 

另外，例如，平均振幅参考值计算单元721可通过进行乘以对应于“1/(EB-SB)”的值而不是等式10中的除以“EB-SB”来计算平均振幅参考值Ar_ave。因此，可以防止等式10的计算处理中的除法出现误差。另外，平均振幅参考值计算单元721将所计算的平均振幅参考值Ar_ave提供给振幅变化量计算单元760。 

振幅变化量计算单元760基于从振幅参考值生成单元220输入的针对每个子带的振幅参考值和从平均振幅参考值计算单元721输入的平均振幅参考值而计算针对频谱的振幅变化量。振幅变化量计算单元760对应于图2所示的振幅变化量计算单元260。 

振幅变化量计算单元760基于除了等式4的条件等式之外的以下等式表达的条件而确定与相邻子带相比具有振幅参考值的大的振幅变化量的子带。 

等式11 

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{Ar}\left[i\right]-\mathrm{Ar}\_\mathrm{ave}\&GreaterEqual;\mathrm{Th}3& (\mathrm{NS}\&le;i<\mathrm{NC})\\ \mathrm{Ar}\left[i\right]-\mathrm{Ar}[i-1]\&GreaterEqual;\mathrm{Th}4& \end{array}\right.$

在以上等式中，Th3和Th4表示第三变化量阈值和第四变化量阈值。第四变化量阈值Th4被设置为小于等式4表达的第一变化量阈值Th1的值。因此，尽管子带不满足等式4的条件等式，但是可指定其量化值的出现概率分布的偏离程度被认为是大的的子带。 

另外，等式11中表达的NS是指示对应于子带中的最低频带中的子带的子带编号的开始编号。由于低频带中的子带具有小数目的频谱且并不较大地有助于编码效率的提高，因此以这种方式设置开始编号NS。因此，由于可从要确定的子带中移除低频带中的子带，因此可以减小振幅变化确定处理所涉及的计算处理的量。另外，在等式11的上部条件等式中，第i子带对应于变化量计算频带。另外，在等式11中的下部条件等式中，第(i-1)子带和第i子带对应于变化量计算频带。 

振幅变化量计算单元760通过使用等式11的上部条件等式从第i子带的振幅参考值Ar[i]中减去从平均振幅参考值计算单元721输入的平均振幅参考值Ar_ave而计算针对第i子带的振幅变化量。换句话说，振幅变化量计算单元760基于针对低频带中的子带的振幅参考值的平均值和针对变化量计算频带的振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量。 

接着，振幅变化量计算单元760确定所计算的振幅变化量是否大于等于第三变化量阈值Th3。换句话说，振幅变化量计算单元760基于等式11的上部条件等式而确定子带是否指示比平均振幅参考值Ar_ave大了大于等于第三变化量阈值Th3的振幅参考值。 

另外，振幅变化量计算单元760使用等式11的下部条件等式而基于第i子带的振幅参考值Ar[i]和与第i子带的低频带侧邻近的第(i-1)子带的振幅参考值Ar[i-1]之间的差来计算针对第i子带的振幅变化量。接着，振幅变化量计算单元260确定所计算的振幅变化量是否大于等于第四变化量阈值Th4。换句话说，振幅变化量计算单元760基于等式11的下部条件等式而确定子带的振幅参考值与针对与低频带侧相邻的子带的振幅参考值相比是否大于等于第四变化量阈值Th4。 

另外，振幅变化量计算单元760基于等式11中表达的两个条件等式而确定满足该两个条件等式的子带是与相邻子带相比具有大的振幅变化量的子带。因此，尽管子带不满足等式4的条件等式，但是振幅变化量计算单元760可将子带中的频谱水平的差被认为大的子带确定为具有大的振幅变化量的子带。 

另外，由于除了振幅变化量计算单元760的前述功能之外的其它功能与图2所示的振幅变化量计算单元260相同，因此省略其说明。另外，振幅变化量计算单元760是权利要求中公开的振幅变化量计算单元的示例。 

以这种方式提供平均振幅参考值计算单元721和振幅变化量计算单元760，使得可以基于针对低频带中的子带的振幅参考值的平均值而确定具有大的振幅变化量的子带。换句话说，振幅变化量计算单元760可基于等式11的条件等式而确定量化值的出现概率分布的偏离程度大的子带。音响信号编码设备200的操作示例 

现在，参考附图说明根据第三实施例的音响信号编码设备200的操作。在音响信号编码设备200的操作中，作为对图9所示的音响信号编码 设备200中的振幅确定处理(步骤S930)的替代，进行振幅确定处理(步骤S990)。因此，参考附图简要说明振幅确定处理(步骤S990)，且省略与图9所示的处理相同的其它处理的说明。 

图20是示出根据第三实施例的音响信号编码设备200中的振幅变化确定处理(步骤S990)的过程的示例的流程图。在该例中，由于除了步骤S991、S992和S993之外的其它处理与图10所示的相同，因此省略其说明。 

首先，在平均振幅参考值计算单元721中，通过计算从振幅参考值生成单元220输入的针对子带的振幅参考值的平均值来计算平均振幅参考值Ar_ave(步骤S991)。例如，在平均振幅参考值计算单元721中，计算对应于低频带的子带的振幅参考值的平均值作为平均振幅参考值。 

在步骤S934不满足等式4的下部条件等式的情况下，在振幅变化量计算单元760中确定是否满足等式11中表达的上部条件等式。换句话说，确定通过从针对要确定的第i子带的振幅参考值Ar[i]中减去平均振幅参考值计算单元721所计算的平均振幅参考值Ar_ave而获得的减法值是否大于等于第三变化量阈值Th3(步骤S992)。 

接着，在该减法值小于第三变化量阈值Th3的情况下，该过程进行到步骤S935，其中子带被确定为是具有振幅变化量的子带。接着，针对第i子带的振幅变化确定标记AmFlag[i]被设置为“0”(步骤S935)。另一方面，在该减法值大于等于第三变化量阈值Th3的情况下，在振幅变化量计算单元760中确定是否满足等式11的下部条件等式。换句话说，确定通过从针对第i子带的振幅参考值Ar[i]减去针对与低频带侧相邻的第(i-1)子带的振幅参考值Ar[i-1]而获得的减法值是否大于等于第四变化量阈值Th4(步骤S993)。 

接着，在该减法值大于等于第四变化量阈值Th4的情况下，第i子带被确定为具有振幅变化量的子带，且针对第i子带的振幅变化确定标记AmFlag[i]被设置为“1”(步骤S938)。另一方面，在不满足等式11的下部条件等式的情况下，确定子带不是具有振幅变化量的子带，且针对第i 子带的振幅变化确定标记AmFlag[i]被设置为“0”(步骤S935)。 

以这种方式，在步骤S933、S934、S992和S993的处理中，通过使用针对输入信号中的频谱的每个子带的振幅参考值而基于谱包络计算振幅变化量。另外，步骤S933、S934、S992和S993是权利要求中公开的振幅变化量计算过程的示例。 

以这种方式，根据本发明第三实施例，可以在被第一实施例中的振幅变化量计算单元260确定为振幅变化量小的子带中通过使用等式11的条件等式来确定量化值的出现概率分布的偏离程度大的子带。接着，参考附图作为第四实施例而简要地说明对应于根据本发明第三实施例的音响信号编码设备200的音响信号解码设备。 

4.第四实施例 

图21是示出根据本发明第四实施例的音响信号解码设备400的配置示例的框图。音响信号解码设备400对应于根据第三实施例的音响信号编码设备200。 

音响信号解码设备400包括平均振幅参考值计算单元721和振幅变化量计算单元760作为对图12所示的音响信号解码设备400中的振幅变化量计算单元的替代。通过与图12相同的附图标记来表示除了平均振幅参考值计算单元721和振幅变化量计算单元760之外与图12所示的相同的其它组件，且省略其说明。 

另外，通过与图19相同的附图标记表示与图19所示的音响信号编码设备200中的平均振幅参考值计算单元721和振幅变化量计算单元760相同的平均振幅参考值计算单元721和振幅变化量计算单元760，且省略其说明。 

另外，在根据第四实施例的音响信号解码设备400的操作中，作为对图16所示的音响信号解码设备400中的振幅确定处理(步骤S960)的替代而进行振幅确定处理(步骤S990)。因此，由于除了振幅确定处理(步 骤S990)之外的其它处理与图16所示的处理相同，因此省略其说明。另外，由于振幅确定处理(步骤S990)与图20所示的相同，因此省略其说明。 

以这种方式提供平均振幅参考值计算单元721和振幅变化量计算单元760，使得可以适当地对根据第三实施例的音响信号编码设备200生成的音响编码数据进行解码。另外，在本发明的实施例中，尽管说明了通过选择两个霍夫曼编码表之一来切换编码算法的示例，但是可从多个不同的编码单元中选择一个编码单元。现在参考附图说明选择一个编码单元的示例。 

5.第五实施例 

谱编码处理单元的配置示例 

图22是示出根据本发明第五实施例的谱编码处理单元的配置示例的框图。 

谱编码处理单元800包括整数数据生成单元810、编码单元820、编码选择单元830和加法单元860。谱编码处理单元800对应于图2所示的谱编码处理单元300。编码单元820包括霍夫曼编码单元840和算术编码单元850。在该例中，由于整数数据生成单元810具有与图7所示的整数数据生成单元310相同的配置，因此省略其说明。 

编码单元820根据多个编码算法而对输入的信号中频谱的量化值进行编码。编码单元820通过使用霍夫曼编码单元840和算术编码单元850中的一个而对作为从整数数据生成单元810输入的量化值的整数数据进行编码。换句话说，编码单元820根据两个编码算法之一而对从整数数据生成单元810输入的整数数据进行编码。 

另外，编码单元820对每个子带中的由从信号线271输入的编码频带的编号所指定的要编码的子带的整数数据进行编码。另外，编码单元320将编码后的整数数据作为编码数据而输出到信号线301。另外，编码单元 820是权利要求中公开的编码单元的示例。 

霍夫曼编码单元840通过参考预先经由霍夫曼编码生成的编码列表而对从编码选择单元830输出的整数数据进行编码。在振幅变化确定标记指示振幅变化量小的情况下，霍夫曼编码单元840对对应于振幅变化确定标记的整数数据进行编码。换句话说，霍夫曼编码单元840对对应于出现概率分布的偏离程度小的子带的整数数据进行编码。另外，霍夫曼编码单元840将编码后的整数数据作为编码数据而提供给加法单元860。 

算术编码单元850通过算术编码对从编码选择单元830输出的整数数据进行编码。在振幅变化确定标记指示振幅变化量大的情况下，算术编码单元850通过算术编码来对对应于振幅变化确定标记的整数数据进行编码。换句话说，算术编码单元850对对应于出现概率分布的偏离程度大的子带的整数数据进行编码。另外，算术编码单元850将编码后的整数数据作为编码数据而提供给加法单元860。 

编码选择单元830基于从振幅变化量计算单元260经由信号线261提供的振幅变化确定标记而选择霍夫曼编码单元840和算术编码单元850中的一个编码单元。在提供了指示振幅参考值的振幅变化量大的振幅变化确定标记的情况下，编码选择单元830将整数数据输出到算术编码单元850，以用于对在子带中其出现概率分布的偏离程度大的量化值进行编码。 

另一方面，在提供了指示振幅参考值的振幅变化量小的振幅变化确定标记的情况下，编码选择单元830将整数数据输出到霍夫曼编码单元840，以对在子带中其出现概率分布的偏离程度小的量化值进行编码。换句话说，编码选择单元830根据振幅变化量中量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个编码算法中选择编码算法。 

更具体地，例如，在振幅变化量确定标记被设置为“1”的情况下，编码选择单元830将整数数据输出到算术编码单元850。另外，在振幅变化量确定标记被设置为“0”的情况下，编码选择单元830将整数数据输出到霍夫曼编码单元840。另外，编码选择单元830是权利要求中公开的编码选择单元的示例。 

加法单元860将从霍夫曼编码单元840或算术编码单元850输出的编码数据提供给信号线301。在将指示振幅变化量大的振幅变化确定标记提供给编码选择单元830的情况下，加法单元860将从算术编码单元850提供的编码数据输出到信号线301。另一方面，在将指示振幅变化量小的振幅变化确定标记提供给编码选择单元830的情况下，加法单元860将从霍夫曼编码单元840提供的编码数据输出到信号线301。 

以这种方式在本发明的第五实施例中提供算术编码单元850，使得可以与第一实施例和第三实施例相比进一步地改进对应于量化值的出现概率分布的偏离程度大的子带的整数数据的编码效率。 

以这种方式，根据本发明实施例，可以通过根据针对音响信号的频谱的谱包络的振幅变化量中的出现概率分布的偏离程度的编码处理来改进量化值的编码效率。另外，由于基于针对每个子带的振幅参考值来选择算法，因此可以不必将与应用于每个子带的编码算法相关的另外的信息多路复用到音响编码数据，使得可以减小音响编码数据的数据量。因此，可以通过对输入信号的频率分量进行编码来改进压缩率。 

另外，在本发明的实施例中，尽管说明了针对音响信号的音响信号处理***100，但是本发明可适用于用于对图像信号进行编码和解码的图像处理***。 

另外，本发明实施例是用于实现本发明的示例实施例。如本发明实施例中所述，实施例的要素与权利要求中公开的本发明的要素相联系。类似地，权利要求中公开的本发明的要素与相同名称指示的本发明实施例的要素相联系。然而，本发明不限于该实施例，在不脱离本发明的精神的情况下可作出各种变型以在本发明的范围内实现本发明。 

另外，本发明实施例中所述的处理程序可被认为是具有一系列处理的方法或允许计算机执行一系列处理的程序或存储该程序的记录介质。作为记录介质，例如，可使用CD(光盘)、MD(小型磁盘)、DVD(数字多功能盘)、存储卡、蓝光盘(注册商标)等。 

本申请包含与2009年7月17日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP 2009-168465中公开的主题相关的主题，其全部内容通过引用包括在此。 

本领域技术人员应理解，根据设计需求和其它因素可进行各种变型、组合、子组合和变化，只要所述变型、组合、子组合和变化在所附权利要求或其等同内容的范围之内即可。 

Claims (11)

1.一种信号编码设备，包括：

编码单元，所述编码单元通过多个编码算法对输入信号中的频谱的量化值进行编码；

振幅变化量计算单元，所述振幅变化量计算单元基于所述频谱的谱包络而计算针对所述频谱的振幅变化量；以及

编码选择单元，所述编码选择单元根据所述振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个编码算法中选择编码算法。

2.根据权利要求1所述的信号编码设备，还包括振幅参考值生成单元，所述振幅参考值生成单元基于在所述频谱的所述频带中的每个子带中提取的频谱的最大水平而生成针对所述子带的振幅参考值作为谱包络，

其中所述振幅变化量计算单元基于针对作为多个所述子带中的预定子带的变化量计算频带的所述振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量，以及

其中在针对子带的所述振幅变化量大的情况下，所述编码选择单元在每个子带中选择用于对与偏离程度大的所述子带相对应的所述量化值进行编码的编码算法。

3.根据权利要求2所述的信号编码设备，

其中所述振幅变化量计算单元基于针对作为变化量计算频带的相邻子带的所述振幅参考值的差而计算每个子带中的振幅变化量。

4.根据权利要求2所述的信号编码设备，其中所述振幅变化量计算单元基于针对低频带中的子带的所述振幅参考值的平均值以及针对所述变化量计算频带的所述振幅参考值来计算每个子带中的所述振幅变化量。

5.根据权利要求2所述的信号编码设备，其中所述振幅参考值生成单元生成作为所述子带的振幅水平的参考的比例因数作为所述振幅参考值。

6.一种信号解码设备，包括：

解码单元，所述解码单元通过多个解码算法对输入信号中的频谱的量化值被编码后的编码数据进行解码；

振幅变化量计算单元，所述振幅变化量计算单元根据基于所述频谱的频带中的每个子带中提取的频谱而生成的所述振幅参考值中的预定子带的振幅参考值来计算针对所述子带的振幅变化量；以及

解码选择单元，所述解码选择单元根据所述振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个解码算法中选择解码算法。

7.一种信号处理***，包括：

信号编码设备，所述信号编码设备具有：编码单元，所述编码单元通过多个编码算法对输入信号中的频谱的量化值进行编码；振幅参考值生成单元，所述振幅参考值生成单元基于在所述频谱中的每个子带中提取的频谱而生成针对子带的振幅参考值；振幅变化量计算单元，所述振幅变化量计算单元基于针对作为多个所述子带中的预定子带的变化量计算频带的所述振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量；以及编码选择单元，所述编码选择单元根据所述振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个编码算法中选择编码算法；以及

信号解码设备，所述信号解码设备具有：解码单元，所述解码单元通过多个解码算法对所述输入信号中的频谱的量化值被编码后的数据进行解码；振幅变化量计算单元，所述振幅变化量计算单元基于所述信号编码设备中的所述振幅参考值编码单元所生成的振幅参考值中的针对所述变化量计算频带的振幅参考值而计算每个子带中的振幅变化量；以及解码选择单元，所述解码选择单元根据所述振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在多个解码算法中选择解码算法。

8.一种信号编码处理方法，包括以下步骤：

基于输入信号中的频谱的谱包络而计算振幅变化量；

根据所述振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在用于对所述频谱的量化值进行编码的多个编码算法中选择编码算法；以及

通过所述选择编码算法的步骤中所选择的编码算法来对所述频谱的量化值进行编码。

9.一种程序，所述程序允许计算机执行以下处理：

基于输入信号中的频谱的谱包络而计算振幅变化量；

根据所述振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在用于对所述频谱的量化值进行编码的多个编码算法中选择编码算法；以及

通过所述选择编码算法的处理中所选择的编码算法来对所述频谱的量化值进行编码。

10.一种信号解码处理方法，包括以下步骤：

根据基于输入信号的频谱的频带中的每个子带中提取的频谱而生成的振幅参考值中的预定子带的振幅参考值来计算针对子带的振幅变化量；

根据所述振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在用于对所述频谱的量化值被编码后的编码数据进行解码的多个解码算法中选择解码算法；以及

通过所述选择解码算法的步骤中所选择的解码算法来对每个子带中的所述编码数据进行解码。

11.一种程序，所述程序允许计算执行以下处理：

根据基于输入信号的频谱的频带中的每个子带中提取的频谱生成的振幅参考值中的预定子带的振幅参考值来计算针对子带的振幅变化量；

根据所述振幅变化量中的量化值的出现概率分布的偏离程度而在用于对所述频谱的量化值被编码后的编码数据进行解码的多个解码算法中选择解码算法；以及

通过所述选择解码算法的步骤中所选择的解码算法来对每个子带中的所述编码数据进行解码。

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