JP5789816B2 - 符号化装置、この方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
しかしながら、非特許文献1に記載された符号化方法では、周期性成分の利得およびパルス性成分の利得の頻度に関する冗長性や周期性成分の利得の連続性について考慮することなく符号化および復号されており、符号化および復号の効率が良くないという問題があった。
しかしながら、特許文献1に記載された可変長符号化および復号は、平均符号量を少なくすることを目的としたものであり、可変長符号化の際には歪みとインデックスの符号長の双方は考慮されていなかった。
<構成>
図1に例示するように、第一実施形態の符号化装置11は、線形予測分析部111、適応符号帳112、固定符号帳113、ピッチ分析部114(「適応符号帳探索部」に相当)、探索部115(「固定符号帳探索部」に相当)、聴覚重み付けフィルタ116、合成フィルタ117、利得量子化部118、およびパラメータ符号化部119を有する。
符号化装置11には、デジタル化され、所定時間区間であるフレームの単位で区分された時系列信号である入力音響信号x(n)(n=0,...,L−1、Lは2以上の整数、各nを「サンプル点」と呼ぶ)が入力される。符号化装置11は、入力音響信号x(n)(n=0,...,L−1)を以下のようにフレームごとに符号化する。
cf1=(cf1(Lf(0)),...,cf1(Lf(1)-1))
cf2=(cf2(Lf(1)),...,cf2(Lf(2)-1))
cf3=(cf3(Lf(2)),...,cf3(Lf(3)-1))
cf4=(cf4(Lf(3)),...,cf4(Lf(4)-1))
gcj^=γgc^×pgcj^
利得量子化部118が行うベクトル量子化は、サブフレーム毎に、入力された入力音響信号x(n)(n=0,...,L−1)および合成信号x’(n)(n=0,...,L−1)に対して、利得符号帳に格納された複数個のインデックスのうちの何れか1つを選択し、それを利得符号とするものである。本発明は、この選択する処理に特徴があるので、以下でその[原理]と[具体的な手順の例]について順に説明する。
本発明の利得量子化が行うベクトル量子化では、利得符号帳のインデックスとして可変長符号が割り当てられる。本発明でのインデックスの選択は、符号化歪み(以下「歪み」という)を最小とする基準に基づいてなされるのではなく、歪みとインデックスのビット数(符号長,情報量)とのバランスを考慮した基準に基づいてなされる。以下、この基準について説明する。
Dg=D02(-2g/N) ...(1)
ただし、符号化対象のN個のサンプルと、当該N個のサンプルに対応する符号が復号された場合に得られるN個の復元サンプルとの間の二乗距離を歪みと定義する。D0は1サンプルあたりの符号のビット数が0である場合の歪みである。
このような関係は、サンプルの振幅が一様に分布する場合、1サンプルあたりの符号のビット数g/Nが1ビット増えると歪みDgは1/4になること、および、サンプルの振幅がどのような分布に従う場合であっても、符号のビット数gがある程度以上ならほぼ同様のことがいえることに基づく。
Dg/D0=2(-2g/N) ...(2)
これを底10の対数に変換してdB表現すると以下のようになる。
10log10(Dg/D0)
=10log10(2(-2g/N))
=10(-2g/N)log10(2)
=-6.02(g/N) ...(3)
すなわち、一般的に歪みの変化率Dg/D0の対数は1個のサンプルあたりの符号のビット数g/Nに比例する。例えばN=64の場合、64個のサンプルあたりの符号のビット数gが1ビット増加すると歪みの変化率Dg/D0は約0.1dB改善される。実験でもこれと同様な結果が得られる。
DU=D×2(2b/N) ...(4)
歪みDが小さいほどDUは小さくなり、インデックスを指定するビット数bが小さいほどDUは小さくなる。DUが最小となる符号を探索することで、歪みDおよびインデックスのビット数bを1つの指標値で評価して利得符号を選択することができる。以下、DUを指標値と呼ぶ。
DU=10log10(D×2(2b/N))=10log10(D)+(20b/N)log10(2) ...(5)
DU=D(1+γb) ...(7)
要するに、指標値DUは上述のものに限定されず、歪みDと、インデックスのビット数bが大きいほど大きくなる係数と、を加算または乗算して得られる値が指標値DUとされ、指標値DUが最小となる符号が探索されればよい。
上記の原理に基づいて利得量子化部118が行うベクトル量子化の具体的な手順を例示する。
利得量子化部118は、量子化済ピッチ利得の候補と量子化済固定符号帳利得の候補との組を、可変長符号化(例えばハフマン符号化)し、利得符号であるインデックスを得る。例えば、利得量子化部118は、量子化済ピッチ利得の候補と量子化済固定符号帳利得の候補と可変長符号であるインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上述の基準に従い、入力音響信号x(n)(n=0,...,L−1)に対応する利得符号であるインデックスを得る。
υ(n)=a(1)×χ(n-1)+a(2)×χ(n-2)+...+a(P)×χ(n-P)
例えば、サンプル列Aを合成フィルタ117に通してサンプル列Cが得られる場合、サンプル列Aに含まれるサンプルがχ(n−1),χ(n−2),...,χ(n−P)の少なくとも一部となり、υ(n)がサンプル列Cのサンプル点nでのサンプルとなる。χ(n−1),χ(n−2),...,χ(n−P)の少なくとも一部がサンプル列Aよりも過去のサンプル点に対応する場合、例えば、当該χ(n−1),χ(n−2),...,χ(n−P)の少なくとも一部はサンプル列Aより過去のサンプル列に含まれるサンプルとされる。あるいは、サンプル列Aよりも過去のサンプル列が存在しない場合、当該当該χ(n−1),χ(n−2),...,χ(n−P)の少なくとも一部は0などの定数とされる。
サブフレームがN個のサンプル点S,...,S+N−1(Sは0以上の整数)からなり、サブフレームに属する入力音響信号XをベクトルX=(x(S),...,x(S+N−1))と表現し、サンプル列ZをベクトルZ=(z(S),...,z(S+N−1))と表現し、サンプル列YをベクトルY=(y(S),...,y(S+N−1))と表現し、サンプル列αY+βZと入力音響信号Xとの二乗誤差を歪みDと定義すると、歪みDは以下のように表される。ただし、σTはσの転置を表す。
或いは、利得量子化部118が、以下の指標値DUを最小にする量子化済ピッチ利得の候補と量子化済固定符号帳利得の候補とに対応するインデックスを利得符号帳から探索し、得られたインデックスを利得符号として出力してもよい。
或いは、利得量子化部118が、以下の指標値DUを最小にする量子化済ピッチ利得の候補と量子化済固定符号帳利得の候補とに対応するインデックスを利得符号帳から探索し、得られたインデックスを利得符号として出力してもよい。
Du=D(1+vγb) …(13)
ここで、γは正の定数、vは正の係数であるので、vγに相当する正の係数をwとすれば、式(14)で求まる指標値DUを用いることができる。
Du=D(1+wb) …(14)
例えば、利得量子化部118は、第1サブフレームでw=w0とした式(14)により求まる指標値DUを最小とするインデックスを利得符号として選択する。その結果、第1サブフレームでビット数が平均ビット数よりも小さいインデックスが利得符号として選択された場合には、残りのサブフレームに割り当てることができるビット数が平均よりも大きくなる。そこで、第2サブフレームでは、w=0.5w0とした式(14)により求まる指標値DUを最小とするインデックスが利得符号として選択される。逆に第1サブフレームでビット数が平均ビット数よりも大きいインデックスが利得符号として選択された場合には、残りのサブフレームに割り当てることができるビット数が平均よりも小さくなる。そこで、第2サブフレームでは、w=2.0w0とした式(14)により求まる指標値DUを最小とするインデックスが利得符号として選択される。上述した係数vを用いる場合と同様に、係数wを用いる場合も、利得量子化部118が、利得符号帳を複数個備え、各係数wの値ごとに予め定められた利得符号帳を用いて利得符号を得て出力してもよい。この場合も、利得符号帳の選択基準は、符号化装置11と復号装置12との間で同一とする(<利得量子化部118が行うベクトル量子化>の説明終わり)。
u'(n)=gp1^×v(n)+gc1^×cf1(n)(n=Lf(0),...,Lf(1)-1)
u'(n)=gp2^×v(n)+gc2^×cf2(n)(n=Lf(1),...,Lf(2)-1)
u'(n)=gp3^×v(n)+gc3^×cf3(n)(n=Lf(2),...,Lf(3)-1)
u'(n)=gp4^×v(n)+gc4^×cf4(n)(n=Lf(3),...,Lf(4)-1)
符号化装置11(図1)のパラメータ符号化部119から出力されたビットストリームBSは、入力符号として復号装置12(図2)のパラメータ復号部129に入力される。パラメータ復号部129は、ビットストリームBSから得られた線形予測情報LPC info、ピッチ周期符号CT1,CT2,CT3,CT4を復号して得られたピッチ周期T1',T2',T3',T4'、コードインデックスCf1,Cf2,Cf3,Cf4、ならびに利得符号GAf1,GAf2,GAf3,GAf4を復号して得られた復号ピッチ利得gp1^,gp2^,gp3^,gp4^および復号固定符号帳利得gc1^,gc2^,gc3^,gc4^を出力する。なお、パラメータ復号部129は、符号化装置11の利得量子化部118に備えられた利得符号帳と同じ符号帳(例えば、表1)を用いて利得符号GAf1,GAf2,GAf3,GAf4を可変長復号し、復号ピッチ利得gp1^,gp2^,gp3^,gp4^および復号固定符号帳利得gc1^,gc2^,gc3^,gc4^を得る。
u'(n)=gp1^×v'(n)+gc1^×cf1(n)(n=Lf(0),...,Lf(1)-1)
u'(n)=gp2^×v'(n)+gc2^×cf2(n)(n=Lf(1),...,Lf(2)-1)
u'(n)=gp3^×v'(n)+gc3^×cf3(n)(n=Lf(2),...,Lf(3)-1)
u'(n)=gp4^×v'(n)+gc4^×cf4(n)(n=Lf(3),...,Lf(4)-1)
また、励振信号u’(n)(n=0,...,L−1)に、線形予測情報LPC infoによって特定される全極型の合成フィルタ127が適用され、それによって生成された合成信号x’(n)(n=0,...,L−1)が出力される。
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、線形予測残差残差信号を固定符号帳と適応符号帳と利得符号帳を用いて符号化する、いわゆるCELP符号化における利得の符号化に本発明を適用する例を示した。しかしながら、線形予測残差信号ではなく入力音響信号そのものを符号化対象とするものであっても、音響信号ではない時系列信号を符号化対象とするものであっても、固定符号帳と適応符号帳の何れかを備えないものであっても、固定符号帳と適応符号帳の何れかを複数備えるものであっても、固定符号帳や適応符号帳を用いる符号化の代わりにその他のサンプル列の符号化方法を採用したものであっても、何らかの方法によりサンプル列に対応する符号である波形情報符号を得られる符号化方法であり、かつ、波形情報符号に対応するサンプル列に量子化された利得(以下「量子化済利得」という)を乗算して得られる波形サンプル列と入力信号とが与えられ、入力信号の可変長の利得符号を得る符号化であれば、本発明を適用できる。入力信号は、例えば時系列信号である。入力信号の例は、音響信号、映像信号、生体信号、地震波信号、センサーアレイ信号などである。入力信号は時間領域の信号であってもよいし、周波数領域の信号であってもよい。すなわち、符号化装置が、量子化済利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、当該複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間または周波数区間ごとに、指標値DUが最も小さくなるインデックスを利得符号として得てもよい。
12 復号装置
Claims (24)
- 量子化済利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間または周波数の区間ごとに、波形情報符号に対応するサンプル列の各サンプルに上記量子化済利得の候補を乗算して得られる波形サンプル列と、入力信号と、の歪みDが大きいほど大きくなり、かつ、上記波形サンプル列を得るための上記量子化済利得の候補に対応するインデックスのビット数が大きいほど大きくなる指標値DU、が最も小さくなる上記インデックスを、利得符号として得る利得量子化部を有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とした
D U =D(1+wb)
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化装置。 - 量子化済利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間または周波数の区間ごとに、波形情報符号に対応するサンプル列の各サンプルに上記量子化済利得の候補を乗算して得られる波形サンプル列と、入力信号と、の歪みDが大きいほど大きくなり、かつ、上記波形サンプル列を得るための上記量子化済利得の候補に対応するインデックスのビット数が大きいほど大きくなる指標値D U 、が最も小さくなる上記インデックスを、利得符号として得る利得量子化部を有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のvを1より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のvを1より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とし、Nを上記時間区間の入力音響信号のサンプルの個数とした
D U =D{1+v(2log2)b/N}
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化装置。 - 第1から第Γ(Γは2以上の整数)の量子化済利得の候補またはその関数値の組とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間または周波数の区間ごとに、第1から第ΓまでのΓ個の、第γ(γは1以上Γ以下の整数)の波形情報符号に対応するサンプル列の各サンプルに上記第γの量子化済利得の候補を乗算して得られる第γの波形サンプル列、を対応するサンプル毎に加算して得られる合計波形サンプル列と、入力信号と、の歪みDが大きいほど大きくなり、かつ、上記合計波形サンプル列を得るための上記量子化済利得の候補に対応するインデックスのビット数が大きいほど大きくなる指標値DU、が最も小さくなる上記インデックスを、利得符号として得る利得量子化部を有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とした
D U =D(1+wb)
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化装置。 - 第1から第Γ(Γは2以上の整数)の量子化済利得の候補またはその関数値の組とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間または周波数の区間ごとに、第1から第ΓまでのΓ個の、第γ(γは1以上Γ以下の整数)の波形情報符号に対応するサンプル列の各サンプルに上記第γの量子化済利得の候補を乗算して得られる第γの波形サンプル列、を対応するサンプル毎に加算して得られる合計波形サンプル列と、入力信号と、の歪みDが大きいほど大きくなり、かつ、上記合計波形サンプル列を得るための上記量子化済利得の候補に対応するインデックスのビット数が大きいほど大きくなる指標値D U 、が最も小さくなる上記インデックスを、利得符号として得る利得量子化部を有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のvを1より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のvを1より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とし、Nを上記時間区間の入力音響信号のサンプルの個数とした
D U =D{1+v(2log2)b/N}
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化装置。 - 上記波形情報符号に対応するサンプル列は、上記波形情報符号を復号することにより得られるサンプル列を、合成フィルタに通して得られたものである、
請求項1から4の何れかの符号化装置。 - 所定時間区間ごとに、入力音響信号に対応する、固定符号帳からのサンプル列を特定するコードインデックス、ピッチ周期を特定するピッチ符号、および量子化済固定符号帳利得と量子化済ピッチ利得とに対応する利得符号、を得る符号化装置であって、
量子化済固定符号帳利得の候補またはその関数値と量子化済ピッチ利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間区間ごとに、固定符号帳からのサンプル列を合成フィルタに通して得られるサンプル列Zのそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得の候補βを乗算して得られるサンプル列βZと、過去の励振信号を上記合成フィルタに通して得られるサンプル列Yのそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得の候補αを乗算して得られるサンプル列αYと、を対応するサンプル毎に加算して得られる合成信号サンプル列αY+βZと入力音響信号Xとの歪みDと、インデックスのビット数が大きいほど大きくなる係数と、を加算または乗算して得られる指標値DUが最も小さくなるインデックスを、利得符号として得る利得量子化部を有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とした
D U =D(1+wb)
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化装置。 - 所定時間区間ごとに、入力音響信号に対応する、固定符号帳からのサンプル列を特定するコードインデックス、ピッチ周期を特定するピッチ符号、および量子化済固定符号帳利得と量子化済ピッチ利得とに対応する利得符号、を得る符号化装置であって、
量子化済固定符号帳利得の候補またはその関数値と量子化済ピッチ利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間区間ごとに、固定符号帳からのサンプル列を合成フィルタに通して得られるサンプル列Zのそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得の候補βを乗算して得られるサンプル列βZと、過去の励振信号を上記合成フィルタに通して得られるサンプル列Yのそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得の候補αを乗算して得られるサンプル列αYと、を対応するサンプル毎に加算して得られる合成信号サンプル列αY+βZと入力音響信号Xとの歪みDと、インデックスのビット数が大きいほど大きくなる係数と、を加算または乗算して得られる指標値D U が最も小さくなるインデックスを、利得符号として得る利得量子化部を有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のvを1より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のvを1より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とし、Nを上記時間区間の入力音響信号のサンプルの個数とした
D U =D{1+v(2log2)b/N}
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化装置。 - 入力音響信号を所定時間区間ごとに符号化する装置であって、
時間区間ごとに、上記入力音響信号に対応する線形予測係数またはこれと互換な係数を特定する符号である線形予測情報を得る線形予測分析部と、
時間区間ごとに、固定符号帳に含まれる複数のサンプル列のうち上記入力音響信号に対応するサンプル列を特定するコードインデックスを得る固定符号帳探索部と、
時間区間ごとに、上記入力音響信号に対応するピッチ周期を特定するピッチ符号を得る適応符号帳探索部と、
時間区間ごとに、量子化済固定符号帳利得と量子化済ピッチ利得とに対応する利得符号を得る利得量子化部と、
上記コードインデックスに対応する固定符号帳からのサンプル列のそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得を乗算して得られるサンプル列と、上記ピッチ周期に対応するサンプル数だけ過去の励振信号のサンプル列のそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得を乗算して得られるサンプル列と、を対応するサンプル毎に加算した励振信号を格納する適応符号帳と、を少なくとも備えており、
上記利得量子化部は、
量子化済固定符号帳利得の候補またはその関数値と量子化済ピッチ利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、
上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、
時間区間ごとに、上記コードインデックスに対応する固定符号帳からのサンプル列を上記線形予測係数またはこれと互換な係数による合成フィルタに通して得られるサンプル列Zのそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得の候補βを乗算して得られるサンプル列βZと、上記ピッチ周期に対応するサンプル数だけ過去の励振信号を上記合成フィルタに通して得られるサンプル列Yのそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得の候補αを乗算して得られるサンプル列αYと、を対応するサンプル毎に加算して得られる合成信号サンプル列αY+βZと入力音響信号Xとの歪みDと、インデックスのビット数が大きいほど大きくなる係数と、を加算または乗算して得られる指標値DUが最も小さくなるインデックスを、利得符号として得るものであり、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とした
D U =D(1+wb)
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化装置。 - 入力音響信号を所定時間区間ごとに符号化する装置であって、
時間区間ごとに、上記入力音響信号に対応する線形予測係数またはこれと互換な係数を特定する符号である線形予測情報を得る線形予測分析部と、
時間区間ごとに、固定符号帳に含まれる複数のサンプル列のうち上記入力音響信号に対応するサンプル列を特定するコードインデックスを得る固定符号帳探索部と、
時間区間ごとに、上記入力音響信号に対応するピッチ周期を特定するピッチ符号を得る適応符号帳探索部と、
時間区間ごとに、量子化済固定符号帳利得と量子化済ピッチ利得とに対応する利得符号を得る利得量子化部と、
上記コードインデックスに対応する固定符号帳からのサンプル列のそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得を乗算して得られるサンプル列と、上記ピッチ周期に対応するサンプル数だけ過去の励振信号のサンプル列のそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得を乗算して得られるサンプル列と、を対応するサンプル毎に加算した励振信号を格納する適応符号帳と、を少なくとも備えており、
上記利得量子化部は、
量子化済固定符号帳利得の候補またはその関数値と量子化済ピッチ利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、
上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、
時間区間ごとに、上記コードインデックスに対応する固定符号帳からのサンプル列を上記線形予測係数またはこれと互換な係数による合成フィルタに通して得られるサンプル列Zのそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得の候補βを乗算して得られるサンプル列βZと、上記ピッチ周期に対応するサンプル数だけ過去の励振信号を上記合成フィルタに通して得られるサンプル列Yのそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得の候補αを乗算して得られるサンプル列αYと、を対応するサンプル毎に加算して得られる合成信号サンプル列αY+βZと入力音響信号Xとの歪みDと、インデックスのビット数が大きいほど大きくなる係数と、を加算または乗算して得られる指標値D U が最も小さくなるインデックスを、利得符号として得るものであり、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のvを1より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のvを1より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とし、Nを上記時間区間の入力音響信号のサンプルの個数とした
D U =D{1+v(2log2)b/N}
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化装置。 - 上記利得量子化部には、利得符号帳が複数個備えられており、
上記利得量子化部は、wの値ごとに予め定められた利得符号帳を用いて利得符号を得る、請求項1、3、6、8の何れかに記載の符号化装置。 - 上記利得量子化部には、利得符号帳が複数個備えられており、
上記利得量子化部は、vの値ごとに予め定められた利得符号帳を用いて利得符号を得る、請求項2、4、7、9の何れかに記載の符号化装置。 - 量子化済利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間または周波数の区間ごとに、波形情報符号に対応するサンプル列の各サンプルに上記量子化済利得の候補を乗算して得られる波形サンプル列と、入力信号と、の歪みDが大きいほど大きくなり、かつ、上記波形サンプル列を得るための上記量子化済利得の候補に対応するインデックスのビット数が大きいほど大きくなる指標値DU、が最も小さくなる上記インデックスを、利得符号として得る利得量子化ステップを有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とした
D U =D(1+wb)
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化方法。 - 量子化済利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間または周波数の区間ごとに、波形情報符号に対応するサンプル列の各サンプルに上記量子化済利得の候補を乗算して得られる波形サンプル列と、入力信号と、の歪みDが大きいほど大きくなり、かつ、上記波形サンプル列を得るための上記量子化済利得の候補に対応するインデックスのビット数が大きいほど大きくなる指標値D U 、が最も小さくなる上記インデックスを、利得符号として得る利得量子化ステップを有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のvを1より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のvを1より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とし、Nを上記時間区間の入力音響信号のサンプルの個数とした
D U =D{1+v(2log2)b/N}
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化方法。 - 第1から第Γ(Γは2以上の整数)の量子化済利得の候補またはその関数値の組とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間または周波数の区間ごとに、第1から第ΓまでのΓ個の、第γ(γは1以上Γ以下の整数)の波形情報符号に対応するサンプル列の各サンプルに上記第γの量子化済利得の候補を乗算して得られる第γの波形サンプル列、を対応するサンプル毎に加算して得られる合計波形サンプル列と、入力信号と、の歪みDが大きいほど大きくなり、かつ、上記合計波形サンプル列を得るための上記量子化済利得の候補に対応するインデックスのビット数が大きいほど大きくなる指標値DU、が最も小さくなる上記インデックスを、利得符号として得る利得量子化ステップを有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とした
D U =D(1+wb)
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化方法。 - 第1から第Γ(Γは2以上の整数)の量子化済利得の候補またはその関数値の組とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間または周波数の区間ごとに、第1から第ΓまでのΓ個の、第γ(γは1以上Γ以下の整数)の波形情報符号に対応するサンプル列の各サンプルに上記第γの量子化済利得の候補を乗算して得られる第γの波形サンプル列、を対応するサンプル毎に加算して得られる合計波形サンプル列と、入力信号と、の歪みDが大きいほど大きくなり、かつ、上記合計波形サンプル列を得るための上記量子化済利得の候補に対応するインデックスのビット数が大きいほど大きくなる指標値D U 、が最も小さくなる上記インデックスを、利得符号として得る利得量子化ステップを有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のvを1より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のvを1より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とし、Nを上記時間区間の入力音響信号のサンプルの個数とした
D U =D{1+v(2log2)b/N}
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化方法。 - 上記波形情報符号に対応するサンプル列は、上記波形情報符号を復号することにより得られるサンプル列を、合成フィルタに通して得られたものである、
請求項12から15の何れかの符号化方法。 - 所定時間区間ごとに、入力音響信号に対応する、固定符号帳からのサンプル列を特定するコードインデックス、ピッチ周期を特定するピッチ符号、および量子化済固定符号帳利得と量子化済ピッチ利得とに対応する利得符号、を得る符号化方法であって、
量子化済固定符号帳利得の候補またはその関数値と量子化済ピッチ利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間区間ごとに、固定符号帳からのサンプル列を合成フィルタに通して得られるサンプル列Zのそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得の候補βを乗算して得られるサンプル列βZと、過去の励振信号を上記合成フィルタに通して得られるサンプル列Yのそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得の候補αを乗算して得られるサンプル列αYと、を対応するサンプル毎に加算して得られる合成信号サンプル列αY+βZと入力音響信号Xとの歪みDと、インデックスのビット数が大きいほど大きくなる係数と、を加算または乗算して得られる指標値DUが最も小さくなるインデックスを、利得符号として得る利得量子化ステップを有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とした
D U =D(1+wb)
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化方法。 - 所定時間区間ごとに、入力音響信号に対応する、固定符号帳からのサンプル列を特定するコードインデックス、ピッチ周期を特定するピッチ符号、および量子化済固定符号帳利得と量子化済ピッチ利得とに対応する利得符号、を得る符号化方法であって、
量子化済固定符号帳利得の候補またはその関数値と量子化済ピッチ利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、時間区間ごとに、固定符号帳からのサンプル列を合成フィルタに通して得られるサンプル列Zのそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得の候補βを乗算して得られるサンプル列βZと、過去の励振信号を上記合成フィルタに通して得られるサンプル列Yのそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得の候補αを乗算して得られるサンプル列αYと、を対応するサンプル毎に加算して得られる合成信号サンプル列αY+βZと入力音響信号Xとの歪みDと、インデックスのビット数が大きいほど大きくなる係数と、を加算または乗算して得られる指標値D U が最も小さくなるインデックスを、利得符号として得る利得量子化ステップを有し、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のvを1より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のvを1より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とし、Nを上記時間区間の入力音響信号のサンプルの個数とした
D U =D{1+v(2log2)b/N}
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化方法。 - 入力音響信号を所定時間区間ごとに符号化する方法であって、
時間区間ごとに、上記入力音響信号に対応する線形予測係数またはこれと互換な係数を特定する符号である線形予測情報を得る線形予測ステップと、
時間区間ごとに、固定符号帳に含まれる複数のサンプル列のうち上記入力音響信号に対応するサンプル列を特定するコードインデックスを得る固定符号帳探索ステップと、
時間区間ごとに、上記入力音響信号に対応するピッチ周期を特定するピッチ符号を得る適応符号帳探索ステップと、
時間区間ごとに、量子化済固定符号帳利得と量子化済ピッチ利得とに対応する利得符号を得る利得量子化ステップと、
上記コードインデックスに対応する固定符号帳からのサンプル列のそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得を乗算して得られるサンプル列と、上記ピッチ周期に対応するサンプル数だけ過去の励振信号のサンプル列のそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得を乗算して得られるサンプル列と、を対応するサンプル毎に加算した励振信号を適応符号帳に格納するステップと、を少なくとも備えており、
量子化済固定符号帳利得またはその関数値と量子化済ピッチ利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、
上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、
上記利得量子化ステップは、
時間区間ごとに、上記コードインデックスに対応する固定符号帳からのサンプル列を上記線形予測係数またはこれと互換な係数による合成フィルタに通して得られるサンプル列Zのそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得の候補βを乗算して得られるサンプル列βZと、上記ピッチ周期に対応するサンプル数だけ過去の励振信号を上記合成フィルタに通して得られるサンプル列Yのそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得の候補αを乗算して得られるサンプル列αYと、を対応するサンプル毎に加算して得られる合成信号サンプル列αY+βZと入力音響信号Xとの歪みDと、インデックスのビット数が大きいほど大きくなる係数と、を加算または乗算して得られる指標値DUが最も小さくなるインデックスを、利得符号として得るものであり、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のwを予め定めた正の値w 0 より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とした
D U =D(1+wb)
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化方法。 - 入力音響信号を所定時間区間ごとに符号化する方法であって、
時間区間ごとに、上記入力音響信号に対応する線形予測係数またはこれと互換な係数を特定する符号である線形予測情報を得る線形予測ステップと、
時間区間ごとに、固定符号帳に含まれる複数のサンプル列のうち上記入力音響信号に対応するサンプル列を特定するコードインデックスを得る固定符号帳探索ステップと、
時間区間ごとに、上記入力音響信号に対応するピッチ周期を特定するピッチ符号を得る適応符号帳探索ステップと、
時間区間ごとに、量子化済固定符号帳利得と量子化済ピッチ利得とに対応する利得符号を得る利得量子化ステップと、
上記コードインデックスに対応する固定符号帳からのサンプル列のそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得を乗算して得られるサンプル列と、上記ピッチ周期に対応するサンプル数だけ過去の励振信号のサンプル列のそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得を乗算して得られるサンプル列と、を対応するサンプル毎に加算した励振信号を適応符号帳に格納するステップと、を少なくとも備えており、
量子化済固定符号帳利得またはその関数値と量子化済ピッチ利得の候補またはその関数値とインデックスとの組が複数個格納された利得符号帳を備え、
上記複数個のインデックスにはビット数が異なるものが含まれており、
上記利得量子化ステップは、
時間区間ごとに、上記コードインデックスに対応する固定符号帳からのサンプル列を上記線形予測係数またはこれと互換な係数による合成フィルタに通して得られるサンプル列Zのそれぞれのサンプルに上記量子化済固定符号帳利得の候補βを乗算して得られるサンプル列βZと、上記ピッチ周期に対応するサンプル数だけ過去の励振信号を上記合成フィルタに通して得られるサンプル列Yのそれぞれのサンプルに上記量子化済ピッチ利得の候補αを乗算して得られるサンプル列αYと、を対応するサンプル毎に加算して得られる合成信号サンプル列αY+βZと入力音響信号Xとの歪みDと、インデックスのビット数が大きいほど大きくなる係数と、を加算または乗算して得られる指標値D U が最も小さくなるインデックスを、利得符号として得るものであり、
上記指標値D U は、
所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より小さい場合には、現在の時間区間のvを1より小さな値とし、
上記所定時間だけ過去の時間区間で得られた利得符号のビット数が上記利得符号帳に格納されたインデックスの平均ビット数より大きい場合には、上記現在の時間区間のvを1より大きな値とし、
bを上記インデックスのビット数とし、Nを上記時間区間の入力音響信号のサンプルの個数とした
D U =D{1+v(2log2)b/N}
により求まる値であり、
上記所定時間だけ過去の時間区間と上記現在の時間区間とが同一のフレームの時間区間である、符号化方法。 - 利得符号帳が複数個備えられており、
上記利得量子化ステップは、wの値ごとに予め定められた利得符号帳を用いて利得符号を得るステップである、請求項12、14、17、19の何れかに記載の符号化方法。 - 利得符号帳が複数個備えられており、
上記利得量子化ステップは、vの値ごとに予め定められた利得符号帳を用いて利得符号を得るステップである、請求項13、15、18、20の何れかに記載の符号化方法。 - 請求項1から11の何れかの符号化装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
- 請求項1から11の何れかの符号化装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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