JP5547282B2 - パルス符号化のための方法および装置、パルス復号のための方法および装置 - Google Patents

パルス符号化のための方法および装置、パルス復号のための方法および装置 Download PDF

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Description

本発明は、符号化および復号の技術に関し、詳細には、パルス符号化のための方法および装置、ならびにパルス復号のための方法および装置に関する。
音声符号化の分野では、Code Excited Linear Prediction(CELP)符号化モデルに基づく音声エンコーダが最も広く使用されている。他のタイプの音声エンコーダと比較して、この音声エンコーダは、極低ビットレートの場合、良好な声質を得ることができ、高ビットレートの場合、その性能は、依然として顕著である。CELPモデルにおいて、励起信号のシミュレーションとして、適応コードブックおよび固定コードブックは、非常に重要な役割を果たす。適応フィルタの役割は、音声残留信号から長期相関関係を取り除くことである。音声残留信号から長期相関関係が取り除かれた後、音声残留信号は、ホワイトノイズと似てくる。したがって、固定コードブックのターゲット信号を効果的に量子化することは困難である。現在、固定コードブックを扱う方法は、固定コードブックを代数コードブックに置き換えることである。
音声エンコーダにおいて、各トラック上のすべてのパルスに関する位置およびシンボル情報は、代数コードブックの検索から得られる。各トラック上のすべてのパルスに関する位置およびシンボル情報をデコーダ端に効果的に送信するために、これらのパルスに関する位置およびシンボル情報が適切に処理されなければならない。この処理は、いずれのパルスに関する位置またはシンボル情報も失われないようにしなければならず、すなわち、デコーダ端は、すべてのパルスに関する位置およびシンボル情報を一意に回復することができる。一方、ビットレートを可能な限り低下させるために、この処理方法は、パルスに関する位置およびシンボル情報が最小限のビットを使用して符号化されるようにしなければならない。理論的なケースでは、各トラック上のすべてのパルスに関する位置およびシンボル情報を符号化するために使用されるビットの数は、同じトラック上のすべてのパルス位置の置換および組み合わせについての統計の収集を介して得ることができる。同じトラック上のすべてのパルス位置の置換および組み合わせの数を符号化するために使用されるビットの数は、理論的な下限値である。同じトラック上のすべてのパルス位置の置換および組み合わせの数を分類し、順序立てて符号化するとき、理論的な下限値が整数である場合、必要なビット数は、理論的な下限値に達し、理論的な下限値が小数である場合、理論的な下限値の整数部分+1に等しくなり得る。
n個のパルスが同じトラック上に存在し、n個のパルスに関する位置およびシンボル情報が代数コードブック検索アルゴリズムを介してそれぞれ取得され、複数のパルスが同じトラック上の同じ位置に存在し得ると仮定する。この場合、同じ位置における複数のパルスがそれぞれ符号化される場合、多くのパルスは無駄になっていた。置換および組み合わせの観点から、同じ位置におけるp0およびp1、ならびに同じ位置におけるp1およびp0は、同じケースに属する。したがって、ビットを可能な限り節約し、同じケースを複数回符号化することを回避するために、あるパルスを有する位置についての統計を収集し(複数のパルスを有する位置を1つのパルス位置とみなす)、パルス位置に関する情報、パルス数に関する情報、および対応するパルスシンボルに関する情報を出力し、カテゴリに関してパルス位置を考慮に入れる。n個のパルスが同じトラックに存在する場合、パルス位置に関する統計を収集することによってパルス位置の数が分類され得る。パルス位置の数がmであると仮定する。mの値の範囲が1≦m≦nであると予測することができる。mの特定の値ごとに、パルス統計関数の置換および組み合わせの数を算出し(置換および組み合わせの合計数はWであると仮定する)、特定の範囲内のデータをW個のセグメントに分割し、置換および組み合わせの対応する数Wは、トラック上のパルスの合計数に関連がある。
上記のカテゴリを順序立った方法で符号化する便宜上、上記のカテゴリをここで効果的に結合する。既存の組み合わせの方法は、以下の通りである。1.すべての上記の置換および組み合わせの数を算出し、ビットBITの最終的に必要な数を算出し、ビットストリームをいくつかのセグメントに分割する。各セグメントは、カテゴリを表す。2.カテゴリは、mの値に従って分類される。一般に、カテゴリの数は、nである。第1のカテゴリは、パルス位置が結合された後、n個のパルス位置が残ることを示し、第2のカテゴリは、パルス位置が結合された後、n-1個のパルス位置が残ることを示し、残りは、類推によって推定することができる。第n番目のカテゴリは、パルス位置が結合された後、1つのパルス位置が残ることを示す。各カテゴリは、[0x100000, 0x17FFFF]など、閉じられた範囲内にのみ存在する。3.あるカテゴリでは、サブカテゴリを表すために、いくつかのビット(ビットの数はパルス位置の関数の置換および組み合わせの合計数によって決定される)が取り出される。
上記3つのステップによる分類処理の後、カテゴリを順序付ける。カテゴリは、様々な方法で順序付けられ、ここでは、パルス位置の数に従って降順に順序付けられる。最後に、最終的なインデックス値を最後に形成するために、各カテゴリを異なるセグメントに入れる。最終的なインデックス値を受信した後、デコーダ端は、各パルスに関する位置およびシンボル情報を取得するために、各カテゴリ、サブカテゴリ、および組み合わせの数の上記の順序に従って、復号を実行する。すなわち、符号化および復号の全プロセスが終了する。
従来技術には、以下の不利な点がある。従来技術の研究では、発明者は、以下がわかっている。上記の技術的なソリューションを採用することによって、整数値の理論的な数のビットを符号化のために使用することはできるが、各トラック上のパルスの数が固定の場合、任意のパルスの組み合わせに使用されるビットの数は固定される。例えば、6つのパルスがトラックに存在し、符号化ビットの理論値は、20.5637である。したがって、符号化のために21ビットを使用することが必要である。21ビットは、0から2^21-1までの範囲を示すことができ、一方、6つのパルスのインデックスは、0から1549823にわたる。547328の数値は、1549824から2^21-1までに存在する。したがって、約26.1%のスペースが無駄にされ、したがって、符号化ビットが無駄にされ、結果的に符号化の効率が低くなってしまう。
本発明の実施形態は、符号化ビットを節約し、符号化効率を向上させることができるパルス符号化のための方法および装置、ならびにパルス復号のための方法および装置を提供する。
本発明の一実施形態は、パルス符号化のための方法を提供し、この方法は、
入力パルスのインデックス値を算出するステップと、
パルスの数に従って調整閾値を選択し、パルスのインデックス値を調整閾値と比較するステップと、
インデックス値が調整閾値未満である場合、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを採用し、インデックス値が調整閾値以上である場合、インデックス値+オフセット値を符号化するために第2の数の符号化ビットを採用するステップであって、第1の数が第2の数未満であり、第1の数および第2の数がいずれも正の整数であり、オフセット値が調整閾値以上である、ステップと
を含む。
本発明の一実施形態は、パルス復号のための方法をさらに提供し、この方法は、
符号化コードストリームを多重分離し、多重分離された符号化コードストリームから第1の数の符号化ビットを抽出するステップと、
第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値未満である場合、第1の数の符号化ビットの復号値を出力するステップと、
第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、コードストリームから抽出された第2の数の符号化ビットを復号し、第2の数の符号化ビットの復号値を出力するステップであって、第1の数が第2の数未満であり、第1の数および第2の数がいずれも正の整数である、ステップと
を含む。
本発明の一実施形態は、パルス符号化のための装置をさらに提供し、この装置は、
入力パルスのインデックス値を算出するように構成された算出ユニットと、
パルスの数に従って調整閾値を選択するように構成された選択ユニットと、
算出ユニットによって算出され、取得されたインデックス値が選択ユニットによって選択された調整閾値未満である場合、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを採用し、算出ユニットによって算出され、取得されたインデックス値が選択ユニットによって選択された調整閾値以上である場合、インデックス値+オフセット値を符号化するために第2の数の符号化ビットを採用するように構成された符号化ユニットであって、第1の数が第2の数未満であり、第1の数および第2の数がいずれも正の整数であり、オフセット値が調整閾値以上である、符号化ユニットと
を含む。
本発明の一実施形態は、パルス復号のための装置をさらに提供し、この装置は、
符号化コードストリームを多重分離し、多重分離された符号化コードストリームから第1の数の符号化ビットを抽出するように構成された抽出ユニットと、
抽出ユニットによって抽出された第1の数の符号化ビットを復号し、第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、第2の数の符号化ビットを復号するように構成された復号ユニットであって、第2の数の符号化ビットがコードストリームから抽出される、復号ユニットと、
復号ユニットによって復号され、取得された第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値未満である場合、第1の数の符号化ビットの復号値を出力し、復号ユニットによって復号され、取得された第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、第2の数の符号化ビットの復号値を出力するように構成された出力ユニットであって、第1の数が第2の数未満であり、第1の数および第2の数がいずれも正の整数である、出力ユニットと
を含む。
本発明の実施形態で提供される上記の技術的なソリューションから、本発明の実施形態によれば、インデックス値が調整閾値未満である場合、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを使用することができることがわかる。すなわち、調整閾値未満のインデックス値を符号化するために第2の数の符号化ビットを使用する必要はない。このようにして、符号化ビットが節約され、符号化効率が向上する。
本発明の実施形態よる、または従来技術における技術的なソリューションをより明らかに例示するために、実施形態または従来技術を表すために必要な添付の図面を以下に簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における添付の図面は、本発明の一部の実施形態のみであり、当業者は創意工夫無しに添付の図面に従って他の図面も得ることができる。
本発明の一実施形態によるパルス符号化のための方法の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるインデックス符号化を示す概略図である。 本発明の一実施形態による残りのスペースの調整を示す概略図である。 本発明の一実施形態によるパルス復号のための方法の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるパルス符号化のための装置の第1の実施形態を示す構造図である。 本発明の一実施形態によるパルス符号化のための装置の第2の実施形態を示す構造図である。 本発明の一実施形態によるパルス復号のための装置の第1の実施形態を示す構造図である。 本発明の一実施形態によるパルス復号のための装置の第2の実施形態を示す構造図である。
以下、本発明の実施形態における技術的なソリューションについて、本発明の実施形態における添付の図面を参照して、明白かつ完全に説明する。明らかに、説明する実施形態は、本発明の実施形態のすべてではなく、ほんの一部にすぎない。創意工夫無しに本発明の実施形態に基づいて当業者によって取得される他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。
本発明の一実施形態で提供されるパルス符号化のための方法について最初に説明する。図1は、パルス符号化のための方法の一実施形態のプロセスについて説明しており、この方法は、以下を含む。
101:入力パルスのインデックス値を算出する。
入力パルスは、入力信号によって所有されるパルスである。トラック上のパルスの数、ならびに各パルスの位置およびシンボルは、入力信号を検索することによって取得することができる。
具体的には、パルスの数が決定された後、対応するインデックス値があるコードブックスペースが決定される。次いで、各パルスがある位置および各パルスのシンボルに従って、インデックス値を決定することができる。
102:パルスの数に従って調整閾値を選択する。
パルスの数が決定された後、対応するインデックス値があるコードブックスペースが決定される。したがって、コードブックスペースを符号化するために必要な符号化ビットの数も決定される。例えば、トラック上に6つのパルスが存在するとき、6つのパルスのインデックス値に対応するコードブックスペースを符号化するために、21の符号化ビットが必要である。しかし、6つのパルスのインデックス値に対応するコードブックスペースが21の符号化ビットに対応するすべての符号化スペースを占有するというわけではない。すなわち、何らかの残りのスペースが存在する。本発明の一実施形態において、調整閾値は、残りのスペースにおける数値の数以下である。したがって、様々な数のパルスに対応する調整閾値が予め設定されていてもよい。
調整閾値の設定された数は、1または少なくとも2とすることができる。調整閾値の数が1である場合、調整閾値は直接選択することができる。調整閾値の数が少なくとも2である場合、少なくとも2つの調整閾値から一方を選択することができる。
本発明の一実施形態において、予め設定された調整閾値の数は少なくとも2であり、パルスの数に従って選択される調整閾値の数は少なくとも2である。したがって、103の前に、この方法は、インデックス値を少なくとも2つの調整閾値と比較するステップと、インデックス値が少なくとも2つの調整閾値のうちの最小の調整閾値未満である場合、最小の調整閾値を選択するステップと、インデックス値が少なくとも2つの調整閾値のうちの最大調整閾値より大きい場合、最大調整閾値を選択するステップと、インデックス値が少なくとも2つの調整閾値のうちの2つの隣接する調整閾値によって形成される範囲内にある場合、2つの隣接する調整閾値のうちの小さい方の調整閾値を選択するステップとをさらに含み得る。
例えば、本発明の一実施形態において、調整閾値の数は1であり、トラック上の6つのパルスに設定される調整閾値は547328である。
具体的には、発生確率、および節約することができるビットの数を結合することによって、調整閾値の選択を決定することができる。コードブックスペースにおいて、選択された調整閾値が小さいほど、より多くのビットが節約され、ビットを節約できる確率がより低くなる。
103:インデックス値が調整閾値未満であるかどうかを判断し、インデックス値が調整閾値未満である場合、プロセスは104に進み、インデックス値が調整閾値以上である場合、プロセスは105に進む。
具体的には、インデックス値が調整閾値未満であるかどうかを判断するために、インデックス値を調整閾値と比較する。
104:インデックス値を符号化するために、第1の数の符号化ビットを採用し、全プロセスが終了する。
第1の数は、正の整数である。
105:オフセット値をインデックス値に追加する。
本発明の一実施形態において、オフセット値は、調整閾値以上である。
106:インデックス値+オフセット値を符号化するために、第2の数の符号化ビットを採用し、全プロセスが終了する。
第2の数も正の整数であり、第2の数は、第1の数より大きい。
本発明の一実施形態において、第2の数は、トラック上のすべてのパルスを符号化するために必要な符号化ビットの理論値を切り上げることによって取得された値でもよい。例えば、トラック上に6つのパルスが存在するとき、符号化のために理論的に20.5637の符号化ビットが必要とされる。20.5637を切り上げて21を取得する。すなわち、第2の数は、21とすることができる。本発明の一実施形態において、トラック上の様々な数のパルスを符号化するために必要な符号化ビットの第2の数と理論値との間の関係は、Table 1（表1）に示される通りである。
Figure 0005547282
トラック上のすべてのパルスを符号化するために必要な符号化ビットの理論値を切り上げることによって第2の数を取得することは、確実に、本発明の一実施形態のみであり、第2の数は、理論値を切り上げることによって取得された値より大きくてもよく、または小さくてもよい。第2の数の値は、本発明の実施形態に限定されない。
本実施形態は、インデックス値が調整閾値未満である場合、インデックス値を符号化するために第2の数未満の符号化ビットの数を使用することができることが上記からわかる。すなわち、調整閾値未満のインデックス値を符号化するために第2の数の符号化ビットを使用する必要はない。このようにして、符号化ビットが節約され、符号化効率が向上する。
本発明の一実施形態で提供されるパルス符号化のための方法の第2の実施形態を説明するために、あるトラック上に6つのパルスが存在する例を挙げる。トラック上の6つのパルスを符号化するために必要な符号化ビットの数は21、すなわち21ビットである。21ビットは、0から2^21-1までの範囲を示すことができ、6つのパルスのインデックスは0から1549823に及ぶ。したがって、547328の数値を含む残りのスペースが、1549824から2^21-1までの範囲内に存在する。
インデックス値指数(index value index)を算出し、次いでインデックスを調整閾値THRと比較する。本実施形態において、THRが1つだけ設定され、THRは547328であり得る。
インデックスが547328未満である場合、インデックスを符号化するために、第1の数の符号化ビットを直接使用する。本実施形態において、第1の数は20である。
インデックスが547328以上である場合、インデックスに547328を追加し、第2の数の符号化ビットを使用してインデックス+547328を符号化する。本実施形態において、第2の数は、21である。
具体的には、インデックス<THRであるとき、インデックス=インデックスであり、インデックス∈[0,THR-1]であり、インデックスを符号化するために20の符号化ビットが必要であることを示す。
547328≦インデックス<(221-1549823)であるとき、インデックス=インデックス+547328であり、インデックス∈[2*THR, 221-1]であり、新しいインデックスを符号化するために21の符号化ビットが必要であることを示す。さらに、インデックス/2∈[2*THR, 220-1]であるため、インデックスの最上位の20ビットは、[0, THR-1]と重複しない。したがって、インデックス値が符号化された後の符号化の一意性を確実にすることができる。
本発明の別の実施形態において、THRが1つだけ設定され、THRは547325であり得る。インデックスが547325未満である場合、インデックスを符号化するために、第1の数の符号化ビットを直接使用する。本実施形態において、第1の数は20である。インデックスが547325以上である場合、インデックスにオフセット値を追加し、第2の数の符号化ビットを使用してインデックス+オフセット値を符号化し、オフセット値の範囲は[547325, 547328]である。本実施形態において、第2の数は21である。
図2は、インデックス符号化の概略図であり、あるトラック上に6つのパルスが存在し、調整閾値は547328である。
トラック上の6つのパルスを符号化するために、21ビットが必要とされる。21ビットは、[0, 221-1]の範囲を示すことができ、6つのパルスを符号化するためのインデックスに対応するコードブックスペース201の範囲は[0, 1549823]であり、残りのスペース202の範囲は[1549824, 221-1]である。調整閾値は、547328である。したがって、残りのスペース202が547327の後に挿入された後、コードブックスペース201は2つの部分、すなわち203および204に分割され、この場合、203の範囲は[0, 547327]である。204の最初の範囲は[547328, 1549823]ある。しかし、残りのスペース202が挿入された後、204は21ビットの範囲の端に到達し、対応する範囲が[1094656, 221-1]になる。このとき、203の対応する範囲内のインデックス値を符号化するために20ビットを使用することができ、204の最初の範囲+547328内のインデックス値を符号化するために21ビットを使用することができる。
本発明の実施形態で提供されるパルス符号化のための方法において、調整閾値は、インデックス値があるコードブックスペース内で設定することができ、次いで残りのスペースが調整閾値の後に挿入される。残りのスペースは、コードブックスペースを除いたトラック上のすべてのパルスを符号化するために必要な符号化ビットの理論値を切り上げることよって取得された符号化ビットの数に対応する値スペースの残りの部分である。
調整閾値の数が少なくとも2である場合、調整閾値の後に残りのスペースを挿入するためのステップは、残りのスペースを残りのサブスペースに分割するステップであって、残りのサブスペースの数が調整閾値の数以下である、ステップと、調整閾値の後に残りのサブスペースをそれぞれ挿入するステップであって、調整閾値の数が残りのサブスペースの数と同じある、ステップとを含む。
本発明の一実施形態において、残りのスペースを残りのサブスペースに分割することができ、残りのサブスペースの数は、調整閾値の数と同じである。本発明の別の実施形態において、残りのスペースを、平均して残りのサブスペースに分割することができる。すなわち、残りのサブスペースのそれぞれのサイズは、同じである。
図3は、残りのスペースの調整の概略図であり、本発明の一実施形態によって残りのスペースがどのように調整されるかについて説明する。部分301は、残りのコードブックスペースであり、部分303および部分304は、使用されたコードブックスペースである。部分303のためにm-1個の調整閾値が設定される。したがって、部分303は、m個のコードブック305に分割される。具体的には、最初に、残りのコードブックスペース301を平均してm個の残りのサブスペース302に分割し、次いですべての2つの隣接するコードブック305の間に残りのサブコードブックスペース302を挿入する。本実施形態において、調整閾値は、使用されたコードブックスペース304の開始値として設定することができる。
パルスのインデックス値は、トラック上のパルスの位置およびシンボルを示す。したがって、パルスのインデックス値をエンコーダ端で多重化された符号化コードストリームに書き込むことは、符号化コードストリームにトラック上のパルスの位置およびシンボルに書き込むことである。このようにして、符号化コードストリームを多重分離した後、デコーダ端はパルスのインデックス値を取得することができ、したがって、トラック上のパルスの位置およびシンボルが取得される。
以下、本発明の一実施形態で提供されるパルス復号のための方法について説明する。図4は、パルス復号のための方法の処理について説明しており、この方法は、以下を含む。
401:符号化コードストリームを多重分離し、多重分離された符号化コードストリームから第1の数の符号化ビットを抽出する。
第1の数は、正の整数である。具体的には、多重分離された符号化コードストリームから第1の数の符号化ビットを、インデックス値を格納すべき位置から抽出し、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットがエンコーダ端で採用されるとき、符号化ビットの抽出された第1の数を使用して、インデックス値を復号し、取得することができ、インデックス値を符号化するために第1の数より大きい数の符号化ビットがエンコーダ端で採用されるとき、抽出された第1の数の符号化ビットを使用して、インデックス値の一部のみを復号し、取得することができる。
デコーダ端は、エンコーダ端でインデックス値を符号化するために、第1の数の符号化ビットが採用されるか、第2の数の符号化ビットが採用されるかがわからない。第1の数の符号化ビットに対応するインデックス値は、調整閾値より明らかに小さい。したがって、インデックス値を符号化し、符号化コードストリームから第1の数の符号化ビットを、インデックス値がある位置から抽出し、第1の数の符号化ビットを復号するために、第1の数の符号化ビットがエンコーダ端で採用されると仮定する。
402:第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値未満である場合、第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値未満であるかどうかを判断し、プロセスは403に進み、第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、プロセスは404に進む。
403:第1の数の符号化ビットの復号値を出力し、プロセスが終了する。
第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値未満であるとき、これは、パルスのインデックス値を符号化するために、エンコーダ端で第1の数の符号化ビットが採用されることを示す。したがって、第1の数の符号化ビットの復号値は、インデックス値である。
404:コードストリームから抽出された第2の数の符号化ビットを復号し、第2の数の符号化ビットの復号値を出力し、プロセスが終了する。
第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、これは、インデックス値を符号化するために、エンコーダ端で第2の数の符号化ビットが採用されることを示す。したがって、コードストリームから抽出された第2の数の符号化ビットを復号し、第2の数の符号化ビットの復号値を出力する。第2の数の符号化ビットの復号値は、インデックス値である。
第2の数は、正の整数であり、第2の数は、第1の数より大きい。
本発明の一実施形態において、コードストリームから抽出された第2の数の符号化ビットを復号するステップは、具体的には、第2の数の符号化ビットを復号のためにコードストリームから抽出するステップを含み得る。すなわち、第1の数の符号化ビットを含み、第1の数の符号化ビットがステップ401で抽出され、第1の数および第2の数の符号化ビットが完全に抽出される。本発明の別の実施形態において、コードストリームから抽出された第2の数の符号化ビットを復号するステップは、具体的には、符号化ビットをコードストリームから抽出するステップを含み、符号化ビットの数と第1の数との合計が第2の数に等しく、すなわち、第1の数の符号化ビットを含み、第1の数の符号化ビットがステップ401で抽出され、第2の数の符号化ビットのみが完全に抽出されるだけでよく、復号速度が増加する、ステップと、第1の数の符号化ビットの復号値に基準値を追加し、次いで符号化ビットの復号値を追加することによって中間値を取得するステップと、オフセット値を中間値から減算することによって第2の数の符号化ビットの復号値を取得するステップとを含み得る。オフセット値は、調整閾値以上である。
基準値は、抽出された数の符号化ビットに対応する。基準値はa、第1の数の符号化ビットの復号値はb、抽出された数の符号化ビットはcであると仮定すると、a=b(2c-1)である。
本実施形態によれば、第1の数の符号化ビットを復号することができ、その結果、インデックス値が調整閾値未満であるとき、エンコーダ端は、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを使用することができることが上記からわかる。すなわち、エンコーダ端で調整閾値未満のインデックス値を符号化するために第2の数の符号化ビットを使用する必要はない。このようにして、符号化ビットが節約され、符号化効率が向上する。
以下、本発明の一実施形態で提供されるパルス符号化のための装置について説明する。図5は、パルス符号化のための装置の第1の実施形態の構造について説明しており、この装置は、
入力パルスのインデックス値を算出するように構成された算出ユニット501と、
パルスの数に従って調整閾値を選択するように構成された選択ユニット502と、
算出ユニット501によって算出され、取得されたインデックス値が選択ユニット502によって選択された調整閾値未満である場合、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを採用し、算出ユニット501によって算出され、取得されたインデックス値が選択ユニット502によって選択された調整閾値以上である場合、インデックス値+オフセット値を符号化するために第2の数の符号化ビットを採用するように構成された符号化ユニット503であって、第1の数が第2の数未満であり、第1の数および第2の数がいずれも正の整数であり、オフセット値が調整閾値以上である、符号化ユニット503と
を含む。
インデックス値が調整閾値未満である場合、本実施形態によるパルス符号化のための装置は、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを使用することができることが上記からわかる。すなわち、調整閾値未満のインデックス値を符号化するために第2の数の符号化ビットを使用する必要はない。このようにして、符号化ビットが節約され、符号化効率が向上する。
図6は、本発明の一実施形態で提供されるパルス符号化のための装置の第2の実施形態の構造について説明しており、この装置は、
入力パルスのインデックス値を算出するように構成された算出ユニット601と、
パルスの数に従って調整閾値を選択するように構成された選択ユニット602と、
算出ユニット601によって算出され、取得されたインデックス値が選択ユニット602によって選択された調整閾値未満である場合、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを採用し、算出ユニット601によって算出され、取得されたインデックス値が選択ユニット602によって選択された調整閾値以上である場合、インデックス値+オフセット値を符号化するために第2の数の符号化ビットを採用するように構成された符号化ユニット603であって、第1の数が第2の数未満であり、第1の数および第2の数がいずれも正の整数であり、オフセット値が調整閾値以上である、符号化ユニット603と、
算出ユニット601によって算出され、取得されたインデックス値があるコードブックスペース内に調整閾値を設定するように構成された設定ユニット604と、
設定ユニット604によって設定された調整閾値の後に残りのスペースを挿入するように構成された挿入ユニット605であって、残りのスペースが、コードブックスペースを除いたトラック上のすべてのパルスを符号化するために必要な符号化ビットの理論値を切り上げることよって取得された符号化ビットの数に対応する値スペースの残りの部分である、挿入ユニット605と
を含む。
本発明の一実施形態において、挿入ユニット605は、残りのスペースを残りのサブスペースに分割するように構成された分割ユニット6051であって、残りのサブスペースの数が調整閾値の数以下である、分割ユニット6051と、調整閾値の後に残りのサブスペースをそれぞれ挿入するように構成されたスペース挿入ユニット6052であって、調整閾値の数が残りのサブスペースの数と同じである、スペース挿入ユニット6052とを含み得る。
インデックス値が調整閾値未満である場合、本実施形態によるパルス符号化のための装置は、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを使用することができることが上記からわかる。すなわち、調整閾値未満のインデックス値を符号化するために第2の数の符号化ビットを使用する必要はない。このようにして、符号化ビットが節約され、符号化効率が向上する。
以下、本発明の一実施形態で提供されるパルス復号のための装置について説明する。図7は、パルス復号のための装置の第1の実施形態の構造について説明しており、この装置は、
符号化コードストリームを多重分離し、多重分離された符号化コードストリームから第1の数の符号化ビットを抽出するように構成された抽出ユニット701と、
抽出ユニット701によって抽出された第1の数の符号化ビットを復号し、第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、第2の数の符号化ビットを復号するように構成された復号ユニット702であって、第2の数の符号化ビットがコードストリームから抽出される、復号ユニット702と、
復号ユニット702によって復号された第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値未満である場合、第1の数の符号化ビットの復号値を出力し、復号ユニット702によって復号された第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、第2の数の符号化ビットの復号値を出力するように構成された出力ユニット703であって、第1の数が第2の数未満であり、第1の数および第2の数がいずれも正の整数である、出力ユニット703と
を含む。
本実施形態によるパルス復号のための装置は、第1の数の符号化ビットを復号することができ、その結果、インデックス値が調整閾値未満である場合、エンコーダ端は、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを使用することができることが上記からわかる。すなわち、エンコーダ端で調整閾値未満のインデックス値を符号化するために第2の数の符号化ビットを使用する必要はない。このようにして、符号化ビットが節約され、符号化効率が向上する。
図8は、パルス復号のための装置の第2の実施形態の構造について説明しており、この装置は、
符号化コードストリームから第1の数の符号化ビットを抽出し、第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、コードストリームから符号化ビットを抽出するように構成された抽出ユニット801であって、符号化ビットの数と第1の数との合計が第2の数に等しく、第1の数が第2の数未満であり、第1の数および第2の数がいずれも正の整数である、抽出ユニット801と、
抽出ユニット801によって抽出された第1の数の符号化ビットを復号し、第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、第2の数の符号化ビットを復号するように構成された復号ユニット802であって、第2の数の符号化ビットがコードストリームから抽出される、復号ユニット802と、
を含む。
本発明の一実施形態において、復号ユニット802は、第1の数の符号化ビットの復号値に基準値を追加し、次いで抽出された符号化ビットの復号値を追加することによって中間値を取得するように構成された算出ユニット8021と、オフセット値を算出ユニット8021によって算出された中間値から減算することによって第2の数の符号化ビットの復号値を取得するように構成された調整復号ユニット8022であって、オフセット値が調整閾値以上である、調整復号ユニット8022とを含み得る。
出力ユニット803は、復号ユニット802によって復号された第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値未満である場合、第1の数の符号化ビットの復号値を出力し、復号ユニット802によって復号された第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、第2の数の符号化ビットの復号値を出力するように構成される。
本実施形態によるパルス復号のための装置は、第1の数の符号化ビットを復号することができ、その結果、インデックス値が調整閾値未満である場合、エンコーダ端は、インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを使用することができることが上記からわかる。すなわち、エンコーダ端で調整閾値未満のインデックス値を符号化するために第2の数の符号化ビットを使用する必要はない。このようにして、符号化ビットが節約され、符号化効率が向上する。
本発明の実施形態の性能を評価するために、発明者は、トラックに6つのパルスが存在する場合、異なるパルス位置の確率についての統計を収集し、Table 2（表2）に示すような結果が得られた。統計中、調整閾値は、547328である。
Figure 0005547282
トラック上の6つの異なるパルス位置の確率が最も高く、トラック上の5つの異なるパルス位置の確率が2番目に高いということがTable２（表２）からわかる。さらに、6つのパルス位置のすべてのケース、および5つのパルス位置のいくつかのケースでは、符号化のために必要なのは20の符号化ビットのみであり、これは、従来技術によって必要とされる21の符号化ビットと比較して、1ビットを節約する。トラック上の6つのパルスのモードで、約60%を上回るケースにおいて1ビットが節約され得ることがTable ２（表２）からわかる。
発明者は、1から6までのパルスがトラックに存在するケースについても統計を収集し、統計結果は、Table 3（表3）に示す通りである。
Figure 0005547282
本発明の実施形態によれば、トラック上の3、4、5、または6つのパルスのいくつかのケースで、1つの符号化ビットを節約することができ、したがって、符号化効率を向上させる目的が達成されることがTable ３（表３）からわかる。
関連したハードウェアに指示するプログラムによって、上記の実施形態による方法のステップの全部または一部を行うことができることを当業者であれば理解されよう。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に格納することができる。プログラムが実行されると、上記の実施形態による各方法のステップを実行することができる。記憶媒体は、磁気ディスク、光ディスク、読み取り専用メモリ(ROM)、またはランダムアクセスメモリ(RAM)でもよい。
本発明の実施形態で提供されるパルス符号化のための方法および装置、およびパルス復号のための方法および装置が上記で詳述されている。上記の実施形態についての説明は単に、本発明の方法および概念を理解しやすくするために提供されているにすぎない。当業者は、本発明の概念に従って、特定の実装および用途の範囲に関して、本発明に変形および変更を加えることができる。したがって、本明細書は、本発明への限定として解釈されないものとする。
501 算出ユニット
502 選択ユニット
503 符号化ユニット
601 算出ユニット
602 選択ユニット
603 符号化ユニット
604 設定ユニット
605 挿入ユニット
701 抽出ユニット
702 復号ユニット
703 出力ユニット
801 抽出ユニット
802 復号ユニット
803 出力ユニット
8021 算出ユニット
8022 調整復号ユニット

Claims (11)

  1. 入力パルスのインデックス値を算出するステップと、
    パルスの数に従って第1の調整閾値を選択するステップと、
    前記パルスの前記インデックス値を前記第1の調整閾値と比較するステップと、
    前記インデックス値が前記第1の調整閾値未満である場合、前記インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを採用し、前記インデックス値が前記第1の調整閾値以上である場合、前記インデックス値+オフセット値を符号化するために第2の数の符号化ビットを採用するステップであって、前記第1の数が前記第2の数未満であり、前記第1の数および前記第2の数がいずれも正の整数であり、前記オフセット値が前記第1の調整閾値以上である、ステップと
    を含み、
    前記パルスの数に従って第1の調整閾値を選択するステップが、
    前記パルスの数に従って少なくとも2つの調整閾値を決定するステップと、
    前記インデックス値を前記少なくとも2つの調整閾値と比較するステップと、
    前記インデックス値が前記少なくとも2つの調整閾値のうちの最小の調整閾値未満である場合、前記第1の調整閾値として前記最小の調整閾値を選択する、または
    前記インデックス値が前記少なくとも2つの調整閾値のうちの最大の調整閾値より大きい場合、前記第1の調整閾値として前記最大の調整閾値を選択する、または
    前記インデックス値が前記少なくとも2つの調整閾値のうちの2つの隣接する調整閾値によって形成される範囲内にある場合、前記第1の調整閾値として前記2つの隣接する調整閾値のうちの小さい方の調整閾値を選択するステップと
    を含むパルス符号化のための方法。
  2. 前記第2の数が前記パルスを符号化するために必要な符号化ビットの理論値を切り上げることよって取得された値である請求項1に記載のパルス符号化のための方法。
  3. 前記入力パルスの前記インデックス値を算出する前に、
    前記インデックス値があるコードブックスペース内に第2の調整閾値を設定するステップと、
    前記第2の調整閾値の後に残りのスペースを挿入するステップであって、前記残りのスペースが、前記コードブックスペースを除いた前記理論値を切り上げることよって取得された符号化ビットの数に対応する値範囲の残りの部分である、ステップと
    をさらに含む請求項2に記載のパルス符号化のための方法。
  4. 前記第2の調整閾値が、前記残りのスペースにおける数値の数以下である請求項3に記載のパルス符号化のための方法。
  5. 前記第2の調整閾値の後に前記残りのスペースを挿入する前記ステップが、
    前記残りのスペースを残りのサブスペースに分割するステップであって、前記残りのサブスペースの数が前記第2の調整閾値の数以下である、ステップと、
    前記第2の調整閾値の後に前記残りのサブスペースを挿入するステップであって、前記第2の調整閾値の数が前記残りのサブスペースの数と同じである、ステップと
    を含む請求項3に記載のパルス符号化のための方法。
  6. 前記残りのスペースを少なくとも2つの残りのサブスペースに分割する前記ステップが、
    前記残りのスペースを、平均して残りのサブスペースに分割するステップ
    を含む請求項5に記載のパルス符号化のための方法。
  7. 符号化コードストリームを多重分離し、前記多重分離された符号化コードストリームから第1の数の符号化ビットを抽出するステップと、
    前記第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値未満である場合、前記第1の数の符号化ビットの前記復号値を出力するステップと、
    前記第1の数の符号化ビットの前記復号値が前記調整閾値以上である場合、符号化ビットを前記符号化コードストリームから抽出するステップであって、抽出された符号化ビットの数と前記第1の数との合計が第2の数に等しい、ステップと、
    前記第1の数の符号化ビットの前記復号値に基準値を追加し、次いで前記抽出された符号化ビットの前記復号値を追加することによって中間値を取得するステップと、
    オフセット値を前記中間値から減算することによって前記第2の数の符号化ビットの前記復号値を取得するステップであって、前記オフセット値が前記調整閾値以上である、ステップと、
    前記第2の数の符号化ビットの復号値を出力するステップであって、前記第1の数が前記第2の数未満であり、前記第1の数および前記第2の数がいずれも正の整数である、ステップと
    を含むパルス復号のための方法。
  8. 入力パルスのインデックス値を算出するように構成された算出ユニットと、
    パルスの数に従って第1の調整閾値を選択するように構成された選択ユニットと、
    前記算出ユニットによって算出され、取得された前記インデックス値が前記選択ユニットによって選択された前記第1の調整閾値未満である場合、前記インデックス値を符号化するために第1の数の符号化ビットを採用し、前記算出ユニットによって算出され、取得された前記インデックス値が前記選択ユニットによって選択された前記第1の調整閾値以上である場合、前記インデックス値+オフセット値を符号化するために第2の数の符号化ビットを採用するように構成された符号化ユニットであって、前記第1の数が前記第2の数未満であり、前記第1の数および前記第2の数がいずれも正の整数であり、前記オフセット値が前記第1の調整閾値以上である、符号化ユニットと
    を含み、
    前記パルスの数に従って第1の調整閾値を選択することが、
    前記パルスの数に従って少なくとも2つの調整閾値を決定することと、
    前記インデックス値を前記少なくとも2つの調整閾値と比較することと、
    前記インデックス値が前記少なくとも2つの調整閾値のうちの最小の調整閾値未満である場合、前記第1の調整閾値として前記最小の調整閾値を選択する、または
    前記インデックス値が前記少なくとも2つの調整閾値のうちの最大の調整閾値より大きい場合、前記第1の調整閾値として前記最大の調整閾値を選択する、または
    前記インデックス値が前記少なくとも2つの調整閾値のうちの2つの隣接する調整閾値によって形成される範囲内にある場合、前記第1の調整閾値として前記2つの隣接する調整閾値のうちの小さい方の調整閾値を選択することと
    を含むパルス符号化のための装置。
  9. 前記算出ユニットによって算出され、取得された前記インデックス値があるコードブックスペース内に第2の調整閾値を設定するように構成された設定ユニットと、
    前記設定ユニットによって設定された前記第2の調整閾値の後に残りのスペースを挿入するように構成された挿入ユニットであって、前記残りのスペースが、前記コードブックスペースを除いた前記パルスを符号化するために必要な符号化ビットの理論値を切り上げることよって取得された符号化ビットの数に対応する値範囲の残りの部分である、挿入ユニットと
    をさらに含む請求項8に記載のパルス符号化のための装置。
  10. 前記挿入ユニットが、
    前記残りのスペースを残りのサブスペースに分割するように構成された分割ユニットであって、残りのサブスペースの数が前記第2の調整閾値の数以下である、分割ユニットと、
    前記第2の調整閾値の後に前記残りのサブスペースをそれぞれ挿入するように構成されたスペース挿入ユニットであって、前記第2の調整閾値の数が前記残りのサブスペースの数と同じである、スペース挿入ユニットと
    を含む請求項9に記載のパルス符号化のための装置。
  11. 符号化コードストリームを多重分離し、前記多重分離された符号化コードストリームから第1の数の符号化ビットを抽出し、前記第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値より大きい場合、前記符号化コードストリームから符号化ビットを抽出するように構成された抽出ユニットであって、前記抽出された符号化ビットの数と前記第1の数との合計が第2の数に等しい、抽出ユニットと、
    前記抽出ユニットによって抽出された前記第1の数の符号化ビットを復号し、前記第1の数の符号化ビットの復号値が調整閾値以上である場合、第2の数の符号化ビットを復号するように構成された復号ユニットであって、前記第2の数の符号化ビットが前記符号化コードストリームから抽出される、復号ユニットと、
    前記復号ユニットによって復号された前記第1の数の符号化ビットの前記復号値が前記調整閾値未満である場合、前記第1の数の符号化ビットの前記復号値を出力し、前記復号ユニットによって復号された前記第1の数の符号化ビットの前記復号値が前記調整閾値以上である場合、前記第2の数の符号化ビットの復号値を出力するように構成された出力ユニットであって、前記第1の数が前記第2の数未満であり、前記第1の数および前記第2の数がいずれも正の整数である、出力ユニットと
    を含み、
    前記復号ユニットが、
    前記第1の数の符号化ビットの前記復号値に基準値を追加し、次いで前記抽出された符号化ビットの前記復号値を追加することによって中間値を取得するように構成された算出ユニットと、
    オフセット値を前記中間値から減算することによって前記第2の数の符号化ビットの前記復号値を取得するように構成された調整復号ユニットであって、前記オフセット値が前記調整閾値以上である、調整復号ユニットと
    を含むパルス復号のための装置。
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