(57)【要約】【課題】線形予測を用いない符号化方式から線形予測符号化に基づく符号化方式への切り替えを行う場合に、線形予測符号化に基づく符号化方式の符号手段または復号手段の内部状態の初期値を適切な値に設定し、切り替え直後のフレームにおける音声品質を改善すること。【解決手段】線形予測符号化方式に基づく第１符号化部１３によって符号化される符号対象フレームの前の符号直前フレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２符号化部１４によって符号化された場合、第１符号化部１３の内部状態を初期化することによって、符号対象フレームの符号化を線形予測符号化方式によって行う。これにより、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む符号化処理が実現できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段と、線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の符号化手段と、を用いて、複数のフレームから成る音信号を符号化する音信号符号化方法であって、
前記音信号の第１のフレームが前記第２の符号化手段によって符号化された後に、該第１のフレームの直後にある第２のフレームを符号化する符号化手段を前記第２の符号化手段から前記第１の符号化手段に切り替える切替ステップと、
前記切替ステップの後に、前記第１の符号化手段の内部状態を所定の方法によって初期化する初期化ステップと
を備える、ことを特徴とする音信号符号化方法。
【請求項２】
前記第１の符号化手段の前記内部状態は、適応符号帳の内容又は線形予測合成フィルタの遅延要素の保持する値である、ことを特徴とする請求項１に記載の音信号符号化方法。
【請求項３】
前記初期化ステップでは、前記第１のフレームを用いて前記第１の符号化手段の内部状態を初期化する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の音信号符号化方法。
【請求項４】
前記初期化ステップでは、前記第２の符号化手段による符号化前の前記第１のフレーム、又は、前記第２の符号化手段による符号化後に復号して得られる前記第１のフレーム、の何れかに前記線形予測逆フィルタを適用して得られる残差信号を用いて、前記第１の符号化手段の初期化を行う、ことを特徴とする請求項３に記載の音信号符号化方法。
【請求項５】
前記初期化ステップでは、前記第１のフレームよりも前にある第３のフレームに前記第１の符号化手段による符号化が行われたときの線形予測係数を用いて、前記第２の符号化手段による符号化前の前記第１のフレーム、又は、前記第２の符号化手段による符号化後に復号して得られる前記第１のフレーム、の何れかに前記線形予測逆フィルタを適用する、ことを特徴とする請求項４に記載の音信号符号化方法。
【請求項６】
前記初期化ステップでは、前記第１のフレームの線形予測係数が前記第２のフレームの符号に含まれる場合には、該第２のフレームの符号に含まれている線形予測係数を用いて、前記第２の符号化手段による符号化前の前記第１のフレーム、又は、前記第２の符号化手段による符号化後に復号して得られる前記第１のフレーム、の何れかに前記線形予測逆フィルタを適用する、ことを特徴とする請求項４に記載の音信号符号化方法。
【請求項７】
前記初期化ステップでは、前記第１のフレームよりも前にあるフレームに前記第１の符号化手段による符号化が行われたときの前記第１の符号化手段の内部状態を用いて、該第１の符号化手段の内部状態を初期化する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の音信号符号化方法。
【請求項８】
線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段と、線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の復号手段と、を用いて、複数のフレームから成る符号化音信号を復号する音信号復号方法であって、
前記符号化音信号の第１のフレームが前記第２の復号手段によって復号された後に、該第１のフレームの直後にある第２のフレームを復号する復号手段を前記第２の復号手段から前記第１の復号手段に切り替える切替ステップと、
前記切替ステップの後に、前記第１の復号手段の内部状態を所定の方法によって初期化する初期化ステップと
を備える、ことを特徴とする音信号復号方法。
【請求項９】
前記第１の復号手段の前記内部状態は、適応符号帳の内容又は線形予測合成フィルタの遅延要素の保持する値である、ことを特徴とする請求項８に記載の音信号復号方法。
【請求項１０】
前記初期化ステップでは、前記第１のフレームを用いて前記第１の復号手段の内部状態を初期化する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の音信号復号方法。
【請求項１１】
前記初期化ステップでは、前記第２の復号手段による復号後の前記第１のフレームに前記線形予測逆フィルタを適用して得られる残差信号を用いて、前記第１の復号手段の初期化を行う、ことを特徴とする請求項１０に記載の音信号復号方法。
【請求項１２】
前記初期化ステップでは、前記第１のフレームよりも前にある第３のフレームに前記第１の復号手段による復号が行われたときの線形予測係数を用いて、前記第２の復号手段による復号後の前記第１のフレームに前記線形予測逆フィルタを適用する、ことを特徴とする請求項１１に記載の音信号復号方法。
【請求項１３】
前記初期化ステップでは、前記第１のフレームの線形予測係数が前記第２のフレームの符号に含まれる場合には、該第２のフレームの符号に含まれている線形予測係数を用いて、前記第２の復号手段による復号後の前記第１のフレームに前記線形予測逆フィルタを適用する、ことを特徴とする請求項１１に記載の音信号復号方法。
【請求項１４】
前記初期化ステップでは、前記第１のフレームよりも前にあるフレームに前記第１の復号手段による復号が行われたときの前記第１の復号手段の内部状態を用いて、該第１の復号手段の内部状態を初期化する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の音信号復号方法。
【請求項１５】
線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段と、前記線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２の符号化手段とを備え、前記第１の符号化手段及び前記第２の符号化手段を用いて音信号を符号化する符号化装置であって、
前記音信号に含まれており符号化の対象となる符号対象フレームを、前記第１の符号化手段又は前記第２の符号化手段の何れで符号化するかを判定する第１の符号判定手段と、
前記符号対象フレームを前記第１の符号化手段によって符号化すると前記第１の符号判定手段によって判定された場合に、前記符号対象フレームの直前にある符号直前フレームが前記第１の符号化手段によって符号化されているか、又は、前記第２の符号化手段によって符号化されているか、を判定する第２の符号判定手段と、
前記符号直前フレームが前記第２の符号化手段によって符号化されていると前記第２の符号判定手段によって判定された場合に、前記符号直前フレームの符号化結果を復号し、この復号結果を用いて前記第１の符号化手段の内部状態を算出する符号内部状態計算手段と、
前記符号内部状態計算手段によって算出された前記内部状態を用いて前記第１の符号化手段の内部状態を初期化する符号初期化手段と
を備え、
前記第１の符号化手段は、前記符号初期化手段による前記内部状態の初期化後に前記符号対象フレームを符号化する、ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１６】
線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段と、前記線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２の復号手段とを備え、前記第１の復号手段及び前記第２の復号手段を用いて符号化音信号を復号する復号装置であって、
前記符号化音信号に含まれており復号の対象となる復号対象フレームを、前記第１の復号手段又は前記第２の復号手段の何れで復号するかを判定する第１の復号判定手段と、
前記復号対象フレームを前記第１の復号手段によって復号すると前記第１の復号判定手段によって判定された場合に、前記復号対象フレームの直前にある復号直前フレームが前記第１の復号手段によって復号されたか、又は、前記第２の復号手段によって復号されたか、を判定する第２の復号判定手段と、
前記復号直前フレームが前記第２の復号手段によって復号されたと前記第２の復号判定手段によって判定された場合に、前記復号直前フレームの復号結果を用いて前記第１の復号手段の内部状態を算出する復号内部状態計算手段と、
前記復号内部状態計算手段によって算出された前記内部状態を用いて前記第１の復号手段の内部状態を初期化する復号初期化手段と、
を備え、
前記第１の復号手段は、前記復号初期化手段による前記内部状態の初期化後に前記復号対象フレームを復号する、ことを特徴とする復号装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の符号化装置と、請求項１６に記載の復号装置とを備え、
前記復号装置は、前記符号化装置によって符号化された符号化音信号を復号する、ことを特徴とする音信号処理システム。
【請求項１８】
線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段と、前記線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２の符号化手段とを用いて音信号を符号化するために、コンピュータ装置を、
前記音信号に含まれており符号化の対象となる符号対象フレームを前記第１の符号化手段又は前記第２の符号化手段の何れで符号化するかを判定する第１の符号判定手段、
前記符号対象フレームを前記第１の符号化手段によって符号化すると前記第１の符号判定手段によって判定された場合に、前記符号対象フレームの直前にある符号直前フレームが前記第１の符号化手段によって符号化されているか、又は、前記第２の符号化手段によって符号化されているか、を判定する第２の符号判定手段、
前記符号直前フレームが前記第２の符号化手段によって符号化されていると前記第２の符号判定手段によって判定された場合に、前記符号直前フレームの符号化結果を復号し、この復号結果を用いて前記第１の符号化手段の内部状態を算出する符号内部状態計算手段、
前記符号内部状態計算手段によって算出された前記内部状態を用いて前記第１の符号化手段の内部状態を初期化する符号初期化手段、及び、
前記符号初期化手段によって前記内部状態の初期化が行われた後に前記第１の符号化手段が前記符号対象フレームを符号化する符号化手段、
として機能させることを特徴とする音信号符号化プログラム。
【請求項１９】
線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段と、前記線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２の復号手段とを用いて符号化音信号を復号するために、コンピュータ装置を、
前記符号化音信号に含まれており復号の対象となる復号対象フレームを前記第１の復号手段又は前記第２の復号手段の何れで復号するかを判定する第１の復号判定手段、
前記復号対象フレームを前記第１の復号手段によって復号すると前記第１の復号判定手段によって判定された場合に、前記復号対象フレームの直前にある復号直前フレームが前記第１の復号手段によって復号されたか、又は、前記第２の復号手段によって復号されたか、を判定する第２の復号判定手段、
前記復号直前フレームが前記第２の復号手段によって復号されたと前記第２の復号判定手段によって判定された場合に、前記復号直前フレームの復号結果を用いて前記第１の復号手段の内部状態を算出する復号内部状態計算手段、
前記復号内部状態計算手段によって算出された前記内部状態を用いて前記第１の復号手段の内部状態を初期化する復号初期化手段、及び、
前記復号初期化手段によって前記内部状態の初期化が行われた後に前記第１の復号手段が前記復号対象フレームを復号する復号手段、
として機能させることを特徴とする音信号復号プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音信号符号化方法と、音信号復号方法と、符号化装置と、復号装置と、音信号処理システムと、音信号符号化プログラムと、音信号復号プログラムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声・音楽信号（音信号）を低ビットレートに圧縮する符号化技術は、音声・音楽信号の通信・放送・蓄積に必要となるコストを下げるために重要である。音声信号と音楽信号の双方を効率的に符号化するためには、音声信号に適した符号化方式と音楽信号に適した符号化方式とを切り替えて利用する複合型の符号化方式が有効である。複合型の符号化方式を用いる場合、音声系列の途中で符号化方式の切り替えを行うことによって、入力信号の性質が時間的に変化する場合にも効率的に符号化できる。
【０００３】
複合型の符号化方式は、通常、音声信号の符号化に適したＣＥＬＰ方式（CELP：Code Excited Linear Prediction Coding、コード励振線形予測符号化）の符号化を構成要素として含む。一般に、ＣＥＬＰ方式の符号器は、入力信号に線形予測逆フィルタを適用することによって得られる残差信号を符号化するために、過去の残差信号に関する情報を適応符号帳として内部に保持する。この適応符号帳が符号化に利用されるので、高い符号化効率が達成される。
【０００４】
音声信号及び音楽信号を符号化する技術は、例えば特許文献１等に記載されている。特許文献１には、音声信号及び音楽信号の両方を符号化する符号化アルゴリズム等が記載されている。特許文献１の技術は、音声信号及び音楽信号の両方に共通の線形予測（ＬＰ）合成フィルタを用いる。ＬＰ合成フィルタは、音声信号又は音楽信号の符号化に応じて、それぞれ音声励振ジェネレータと変換励振ジェネレータとを切り替える。音声信号の符号化には、従来のＣＥＬＰ技術を使用し、音楽信号の符号化には、新規の非対称重複加算変換技術を応用する。共通のＬＰ合成フィルタリングを行う際に、重複加算操作領域の信号にＬＰ係数の補間を行う。
【０００５】
ＣＥＬＰ方式以外の別の符号化方式からＣＥＬＰ方式に基づく符号化方式への切り替えが音声系列の途中で行われる場合、切り替え前の音声に対応する残差信号の情報が適応符号帳として符号器に保持されていないので、符号化方式の切り替え直後のフレームにおいて符号化効率が低下し、よって、音声品質の劣化を招くという問題が生じ得る。ＣＥＬＰ方式以外の別の符号化方式による符号化結果を利用してＣＥＬＰ方式における符号器の内部状態を初期化する方法に関する先行技術として、3rd Generation Partnership Project（3GPP）において標準化された音声符号化方式であるAdaptive MultiRate Wideband plus（AMR-WB+、非特許文献１）が知られている。AMR-WB+の符号器は、入力信号に線形予測逆フィルタ処理を行って得られる残差信号を求め、その後、ＣＥＬＰ方式とTransformCoded Excitation（TCX）方式との二つの符号化方式を切り替えて利用することによって、残差信号の符号化を行う。AMR-WB+の符号器は、ＴＣＸ方式からＣＥＬＰ方式への切り替えが行われる場合、ＴＣＸ方式における励起信号を用いてＣＥＬＰ方式における適応符号帳を更新する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４４０９７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP TS 26.290 “Audio codec processing functions; Extended AdaptiveMulti-Rate - Wideband (AMR-WB+) codec; Transcoding functions”. [online].[retrieved on 5 March 2009] Retrieved fromthe Internet:<URL:http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26290.htm>.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＣＥＬＰ方式に基づく符号化方式と、線形予測符号化を用いない符号化方式とを切り替えて利用する複合型の符号化方式を用いる場合、線形予測符号化を用いない符号化方式による符号化の過程において励起信号を得るのは困難である。このため、線形予測符号化を用いない符号化方式からＣＥＬＰ方式に基づく符号化方式への切り替えを行う場合に、ＣＥＬＰ方式における適応符号帳を、切り替え前の音声に対応する励起信号によって初期化することが困難となる。本発明の目的は、線形予測を用いない符号化方式から線形予測符号化に基づく符号化方式への切り替えを行う場合に、線形予測符号化に基づく符号化方式の符号手段または復号手段の内部状態の初期値を適切な値に設定し、切り替え直後のフレームにおける音声品質を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の音信号符号化方法は、線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段と、線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の符号化手段と、を用いて、複数のフレームから成る音信号を符号化する音信号符号化方法であって、前記音信号の第１のフレームが前記第２の符号化手段によって符号化された後に、該第１のフレームの直後にある第２のフレームを符号化する符号化手段を前記第２の符号化手段から前記第１の符号化手段に切り替える切替ステップと、前記切替ステップの後に、前記第１の符号化手段の内部状態を所定の方法によって初期化する初期化ステップとを備える、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の音信号符号化方法によれば、線形予測符号化方式によって符号化する第２のフレームの前の第１のフレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式で符号化された場合であっても、線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段の内部状態を初期化することによって、第２のフレームの符号化を線形予測符号化方式によって行える。従って、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む符号化処理が実現できる。
【００１１】
更に、本発明において、前記第１の符号化手段の前記内部状態は、適応符号帳の内容又は零入力応答を求めるための線形予測合成フィルタの遅延要素の保持する値であるのが好ましく、前記初期化ステップでは、前記第１のフレームを用いて前記第１の符号化手段の内部状態を初期化するのが好ましく、前記初期化ステップでは、前記第２の符号化手段による符号化前の前記第１のフレーム、又は、前記第２の符号化手段による符号化後に復号して得られる前記第１のフレーム、の何れかに前記線形予測逆フィルタを適用して得られる残差信号を用いて、前記第１の符号化手段の初期化を行うのが好ましく、前記初期化ステップでは、前記第１のフレームよりも前にある第３のフレームに前記第１の符号化手段による符号化が行われたときの線形予測係数を用いて、前記第２の符号化手段による符号化前の前記第１のフレーム、又は、前記第２の符号化手段による符号化後に復号して得られる前記第１のフレーム、の何れかに前記線形予測逆フィルタを適用するのが好ましい。もしくは、前記初期化ステップでは、前記第１のフレームにおける線形予測係数が前記第２のフレームの符号に含まれる場合は、該第２のフレームの符号に含まれている線形予測係数を用いて、前記第２の符号化手段による符号化前の前記第１のフレーム、又は、前記第２の符号化手段による符号化後に復号して得られる前記第１のフレーム、の何れかに前記線形予測逆フィルタを適用するのが好ましい。そして、本発明において、前記初期化ステップでは、前記第１のフレームよりも前にあるフレームに前記第１の符号化手段による符号化が行われたときの前記第１の符号化手段の内部状態を用いて、該第１の符号化手段の内部状態を初期化してもよい。また、零入力応答を求めるための線形予測合成フィルタにおける線形予測係数としても、前記第１のフレームよりも前にある第３のフレームに前記第１の符号化手段による符号化が行われたときの線形予測係数、または前記第１のフレームにおける線形予測係数が前記第２のフレームの符号に含まれる場合は、該第２のフレームの符号化の際に計算される前記第１のフレームにおける線形予測係数、またはそれらに聴覚重み付けフィルタを適用したものを用いることが望ましい。
【００１２】
本発明の音信号復号方法は、線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段と、線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の復号手段と、を用いて、複数のフレームから成る符号化音信号を復号する音信号復号方法であって、前記符号化音信号の第１のフレームが前記第２の復号手段によって復号された後に、該第１のフレームの直後にある第２のフレームを復号する復号手段を前記第２の復号手段から前記第１の復号手段に切り替える切替ステップと、前記切替ステップの後に、前記第１の復号手段の内部状態を所定の方法によって初期化する初期化ステップとを備える、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明の音信号復号方法によれば、線形予測符号化方式を用いて復号する第２のフレームの前の第１のフレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式によって復号された場合であっても、線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段の内部状態を初期化することによって、第２のフレームの復号が線形予測符号化方式によって行える。従って、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む復号処理が実現できる。
【００１４】
更に、本発明において、前記第１の復号手段の前記内部状態は、適応符号帳の内容又は線形予測合成フィルタの遅延要素の保持する値であるのが好ましく、前記初期化ステップでは、前記第１のフレームを用いて前記第１の復号手段の内部状態を初期化するのが好ましく、前記初期化ステップでは、前記第２の復号手段による復号後の前記第１のフレームに前記線形予測逆フィルタを適用して得られる残差信号を用いて、前記第１の復号手段の初期化を行うのが好ましく、前記初期化ステップでは、前記第１のフレームよりも前にある第３のフレームに前記第１の復号手段による復号が行われたときの線形予測係数を用いて、前記第２の復号手段による復号後の前記第１のフレームに前記線形予測逆フィルタを適用するのが好ましい。もしくは、前記初期化ステップでは、前記第１のフレームにおける線形予測係数が前記第２のフレームの符号に含まれている場合は、該第２のフレームの符号に含まれている線形予測係数を用いて、前記第２の復号手段による復号後の前記第１のフレームに前記線形予測逆フィルタを適用するのが好ましい。そして、本発明において、前記初期化ステップでは、前記第１のフレームよりも前にあるフレームに前記第１の復号手段による復号が行われたときの前記第１の復号手段の内部状態を用いて、該第１の復号手段の内部状態を初期化してもよい。
【００１５】
本発明の符号化装置は、線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段と、前記線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２の符号化手段とを備え、前記第１の符号化手段及び前記第２の符号化手段を用いて音信号を符号化する符号化装置であって、前記音信号に含まれており符号化の対象となる符号対象フレームを、前記第１の符号化手段又は前記第２の符号化手段の何れで符号化するかを判定する第１の符号判定手段と、前記符号対象フレームを前記第１の符号化手段によって符号化すると前記第１の符号判定手段によって判定された場合に、前記符号対象フレームの直前にある符号直前フレームが前記第１の符号化手段によって符号化されているか、又は、前記第２の符号化手段によって符号化されているか、を判定する第２の符号判定手段と、前記符号直前フレームが前記第２の符号化手段によって符号化されていると前記第２の符号判定手段によって判定された場合に、前記符号直前フレームの符号化結果を復号し、この復号結果を用いて前記第１の符号化手段の内部状態を算出する符号内部状態計算手段と、前記符号内部状態計算手段によって算出された前記内部状態を用いて前記第１の符号化手段の内部状態を初期化する符号初期化手段とを備え、前記第１の符号化手段は、前記符号初期化手段による前記内部状態の初期化後に前記符号対象フレームを符号化する、ことを特徴とする。
【００１６】
本発明の符号化装置によれば、線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段によって符号化される符号対象フレームの前の符号直前フレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の符号化手段によって符号化された場合であっても、第１の符号化手段の内部状態を初期化することによって、符号対象フレームの符号化を線形予測符号化方式によって行える。従って、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む符号化処理が実現できる。
【００１７】
本発明の復号装置は、線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段と、前記線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２の復号手段とを備え、前記第１の復号手段及び前記第２の復号手段を用いて符号化音信号を復号する復号装置であって、前記符号化音信号に含まれており復号の対象となる復号対象フレームを、前記第１の復号手段又は前記第２の復号手段の何れで復号するかを判定する第１の復号判定手段と、前記復号対象フレームを前記第１の復号手段によって復号すると前記第１の復号判定手段によって判定された場合に、前記復号対象フレームの直前にある復号直前フレームが前記第１の復号手段によって復号されたか、又は、前記第２の復号手段によって復号されたか、を判定する第２の復号判定手段と、前記復号直前フレームが前記第２の復号手段によって復号されたと前記第２の復号判定手段によって判定された場合に、前記復号直前フレームの復号結果を用いて前記第１の復号手段の内部状態を算出する復号内部状態計算手段と、前記復号内部状態計算手段によって算出された前記内部状態を用いて前記第１の復号手段の内部状態を初期化する復号初期化手段と、を備え、前記第１の復号手段は、前記復号初期化手段による前記内部状態の初期化後に前記復号対象フレームを復号する、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明の復号装置によれば、線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段を用いて復号する復号対象フレームの前の復号直前フレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の復号手段によって復号された場合であっても、第１の復号手段の内部状態を初期化することによって、復号対象フレームの復号が線形予測符号化方式によって行える。従って、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む復号処理が実現できる。
【００１９】
本発明の音信号処理システムは、請求項１５に記載の符号化装置と、請求項１６に記載の復号装置とを備え、前記復号装置は、前記符号化装置によって符号化された符号化音信号を復号する、ことを特徴とする。
【００２０】
本発明の音信号処理システムによれば、線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段によって符号化される符号対象フレームの前の符号直前フレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の符号化手段によって符号化された場合であっても、第１の符号化手段の内部状態を初期化することによって、符号対象フレームの符号化を線形予測符号化方式によって行える。線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段を用いて復号する復号対象フレームの前の復号直前フレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の復号手段によって復号された場合であっても、第１の復号手段の内部状態を初期化することによって、復号対象フレームの復号が線形予測符号化方式によって行える。従って、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む符号化処理及び復号処理が実現できる。
【００２１】
本発明の音信号符号化プログラムは、線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段と、前記線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２の符号化手段とを用いて音信号を符号化するために、コンピュータ装置を、前記音信号に含まれており符号化の対象となる符号対象フレームを前記第１の符号化手段又は前記第２の符号化手段の何れで符号化するかを判定する第１の符号判定手段、前記符号対象フレームを前記第１の符号化手段によって符号化すると前記第１の符号判定手段によって判定された場合に、前記符号対象フレームの直前にある符号直前フレームが前記第１の符号化手段によって符号化されているか、又は、前記第２の符号化手段によって符号化されているか、を判定する第２の符号判定手段、前記符号直前フレームが前記第２の符号化手段によって符号化されていると前記第２の符号判定手段によって判定された場合に、前記符号直前フレームの符号化結果を復号し、この復号結果を用いて前記第１の符号化手段の内部状態を算出する符号内部状態計算手段、前記符号内部状態計算手段によって算出された前記内部状態を用いて前記第１の符号化手段の内部状態を初期化する符号初期化手段、及び、前記符号初期化手段によって前記内部状態の初期化が行われた後に前記第１の符号化手段が前記符号対象フレームを符号化する符号化手段、として機能させることを特徴とする。
【００２２】
本発明の音信号符号化プログラムによれば、線形予測符号化方式に基づく第１の符号化手段によって符号化される符号対象フレームの前の符号直前フレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の符号化手段によって符号化された場合であっても、第１の符号化手段の内部状態を初期化することによって、符号対象フレームの符号化を線形予測符号化方式によって行える。従って、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む符号化処理が実現できる。
【００２３】
本発明の音信号復号プログラムは、線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段と、前記線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２の復号手段とを用いて符号化音信号を復号するために、コンピュータ装置を、前記符号化音信号に含まれており復号の対象となる復号対象フレームを前記第１の復号手段又は前記第２の復号手段の何れで復号するかを判定する第１の復号判定手段、前記復号対象フレームを前記第１の復号手段によって復号すると前記第１の復号判定手段によって判定された場合に、前記復号対象フレームの直前にある復号直前フレームが前記第１の復号手段によって復号されたか、又は、前記第２の復号手段によって復号されたか、を判定する第２の復号判定手段、前記復号直前フレームが前記第２の復号手段によって復号されたと前記第２の復号判定手段によって判定された場合に、前記復号直前フレームの復号結果を用いて前記第１の復号手段の内部状態を算出する復号内部状態計算手段、前記復号内部状態計算手段によって算出された前記内部状態を用いて前記第１の復号手段の内部状態を初期化する復号初期化手段、及び、前記復号初期化手段によって前記内部状態の初期化が行われた後に前記第１の復号手段が前記復号対象フレームを復号する復号手段、として機能させることを特徴とする。
【００２４】
本発明の音信号復号プログラムによれば、線形予測符号化方式に基づく第１の復号手段を用いて復号する復号対象フレームの前の復号直前フレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２の復号手段によって復号された場合であっても、第１の復号手段の内部状態を初期化することによって、復号対象フレームの復号が線形予測符号化方式によって行える。従って、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む復号処理が実現できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、線形予測を用いない符号化方式から線形予測符号化に基づく符号化方式への切り替えを行う場合に、線形予測符号化に基づく符号化方式の符号手段または復号手段の内部状態の初期値を適切な値に設定し、切り替え直後のフレームにおける音声品質を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態に係る符号化装置及び復号装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る符号化装置の構成を示す図である。
【図３】実施形態に係る符号化装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施形態に係る復号装置の構成を示す図である。
【図５】実施形態に係る復号装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、可能な場合には、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。実施形態に係る音信号処理システムは、入力した音信号を符号化する符号化装置１０と、符号化装置１０によって符号化された符号化音信号を復号する復号装置２０とを備える。図１及び図２は、実施形態に係る符号化装置１０の構成を示す図である。符号化装置１０は、入力された音声・音楽信号（音信号）を符号化して出力する。音声・音楽信号は、有限の長さを持つフレームに予め分割された後に、符号化装置１０に入力されるものとする。符号化装置１０は、音声・音楽信号が音声信号の場合に、第１の符号化方式に基づいて符号化し、音声・音楽信号が音楽信号の場合には、第２の符号化方式に基づいて符号化する。第１の符号化方式は適応符号帳を有する線形予測符号化に基づくＡＣＥＬＰなどのＣＥＬＰ方式である。第２の符号化方式は第１の符号化方式と異なっており、線形予測を利用しない符号化方式である。第２の符号化方式は、例えばＡＡＣなどの変換符号化を想定する。
【００２８】
符号化装置１０は、物理的にはＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ１０ｂ、ＲＡＭ１０ｃ、記憶装置１０ｄ及び通信装置１０ｅ等を含むコンピュータ装置を有しており、これらＣＰＵ１０ａ〜通信装置１０ｅは、バス１０ｆに接続されている。ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂ等の内蔵メモリに格納された所定のコンピュータプログラム（例えば、図３に示すフローチャートの処理を実行するための音信号符号化プログラム）をＲＡＭ１０ｃにロードして実行することにより、符号化装置１０を統括的に制御する。記憶装置１０ｄは、書き込み／読み出しが自在なメモリであって、各種コンピュータプログラムや、コンピュータプログラムの実行に必要な各種データ等（例えば、第１の符号化方式の符号化に用いる適応符号帳及び線形予測係数や、他に第１の符号化方式及び第２の符号化方式による符号化に必要な様々なパラメータ、所定数の符号化前後のフレーム等）を格納する。記憶装置１０ｄは、少なくとも最後に（直前に）符号化された一のフレームの音声・音楽信号を格納する。
【００２９】
また、符号化装置１０は、機能的には、符号化方式切替部１２（第１の符号判定手段、第２の符号判定手段）、第１符号化部１３（第１の符号化手段）、第２符号化部１４（第２の符号化手段）、符号多重化部１５、内部状態計算部１６（符号内部状態計算手段）及び内部状態初期化法特定部１７（符号初期化手段）を有する。これらの符号化方式切替部１２〜内部状態初期化法特定部１７は、ＣＰＵ１０ａがＲＯＭ１０ｂ等の符号化装置１０の内蔵メモリに格納された上記コンピュータプログラムを実行し、図１に示す符号化装置１０の各構成部を動作させることによって実現される機能である。ＣＰＵ１０ａは、上記音信号符号化プログラムを実行することによって（符号化方式切替部１２〜内部状態初期化法特定部１７を用いて）、図３のフローチャートに示す処理を実行する。
【００３０】
次に、図３を参照して、符号化装置１０の動作を説明する。音声・音楽信号は、有限の長さを持つフレームに予め分割された後に、符号化装置１０の通信装置１０ｅに入力されるものとする。符号化方式切替部１２は、音声・音楽信号が通信装置１０ｅを介して入力されると、この音声・音楽信号の符号対象フレーム（符号化の対象となっているフレーム）を、この符号対象フレームに基づき、第１の符号化方式又は第２の符号化方式の何れの符号化方式によって符号化するのかを判定し、この判定結果に従って、第１の符号化方式によって音声・音楽信号を符号化する第１符号化部１３、又は、第２の符号化方式によって音声・音楽信号を符号化する第２符号化部１４、の何れかに符号対象フレームを送信する（ステップＳ１１；第１切替ステップ）。ステップＳ１１において、符号化方式切替部１２は、符号対象フレームが音声信号の場合には、第１の符号化方式によって符号化し、符号対象フレームが音楽信号の場合には、第２の符号化方式によって符号化すると判定する。そして、この第１切替ステップの後、第１符号化部１３の内部状態（適応符号帳の内容又は零入力応答を求めるための線形予測合成フィルタの遅延要素の保持する値等であり、以下同様）を初期化するための第１初期化ステップ（ステップＳ１２〜Ｓ１８）が行われる。
【００３１】
符号化方式切替部１２は、符号対象フレームが音楽信号であり、第２の符号化方式によって符号対象フレームを符号化するとステップＳ１１において判定した場合（ステップＳ１１；第２符号化部）、符号対象フレームを第２符号化部１４に送信し、第２符号化部１４は、この符号化方式切替部１２から送信された符号対象フレームを第２の符号化方式によって符号化し、この符号化した符号対象フレーム（符号化音声・音楽信号）を通信装置１０ｅを介して出力する（ステップＳ１８）。符号化方式切替部１２は、符号対象フレームが音声信号であり、第１の符号化方式によって符号対象フレームを符号化するとステップＳ１１において判定した場合（ステップＳ１１；第１符号化部）、記憶装置１０ｄの内容を参照し、符号対象フレームの直前のフレーム（符号直前フレーム）が第１符号化部１３によって符号化されたか、又は、第２符号化部１４によって符号化されたか、を判定する（ステップＳ１２）。符号対象フレームの前にある所定数のフレーム（符号直前フレームを含む）の符号化結果、及び、符号化前のフレーム自体は、何れも記憶装置１０ｄに格納されている。
【００３２】
符号化方式切替部１２は、符号直前フレームが第１符号化部１３によって符号化されたとステップＳ１２において判定した場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、符号対象フレームを第１符号化部１３に送信し、第１符号化部１３は、この符号化方式切替部１２から送信された符号対象フレームを第１の符号化方式によって符号化し、この符号化した符号対象フレーム（符号化音声・音楽信号）を通信装置１０ｅを介して出力する（ステップＳ１７）。符号化方式切替部１２は、符号直前フレームが第２符号化部１４によって符号化されたとステップＳ１２において判定した場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、内部状態計算部１６は、記憶装置１０ｄに格納されている符号直前フレームの符号化結果を復号し、符号直前フレームの復号結果を得る（ステップＳ１３）。符号化装置１０が用いる復号結果は、符号化装置１０に内蔵された復号器（図示略）又は後述の復号装置２０によって得られる。なお、復号に必要となる演算を省略するために、符号直前フレームの符号化結果を復号した復号結果に替えて、第２符号化部１４による符号化前の符号直前フレームを用いてもよい。この符号化前の符号直前フレームは、記憶装置１０ｄに格納されている。
【００３３】
ステップＳ１３の後、内部状態計算部１６は、符号直前フレームの復号結果を用いて第１符号化部１３の内部状態を算出する（ステップＳ１４）。内部状態計算部１６が行う第１符号化部１３の内部状態の算出処理は、符号直前フレームの復号結果（又は、第２符号化部１４による符号化前の符号直前フレーム）から共分散法などの方法を用いて線形予測係数を求め、そして、この求めた線形予測係数を用いて復号結果に線形予測逆フィルタを適用することによって残差信号を求める処理である。
【００３４】
なお、符号直前フレームの復号結果から線形予測係数を求める処理は演算量が大きいので、内部状態計算部１６は、線形予測係数を符号直前フレームの復号結果から求めるかわりに、符号直前フレームの近隣において第１の符号化方式によって符号化されたフレーム（符号直前フレームよりも前にあるフレーム）における線形予測係数（記憶装置１０ｄに格納されている）を上記処理（第１符号化部１３の内部状態の算出処理）の線形予測係数として用いてもよく、または、この線形予測係数をフレーム間で内挿した値を上記処理（第１符号化部１３の内部状態の算出処理）の線形予測係数として用いてもよい。さらに、内部状態計算部１６は、符号直前フレームの近隣の第１の符号化方式によって符号化されたフレームにおける線形予測係数を用いて外挿によって得られる値、又は、これらの線形予測係数をフレーム間で内挿した値を用いて外挿によって得られる値を、上記処理（第１符号化部１３の内部状態の算出処理）の線形予測係数として用いてもよい。内部状態計算部１６は、線形予測係数を線スペクトル周波数に変換した値に対して外挿を施し、この外挿結果を線形予測係数に再変換してもよい。また、内部状態計算部１６は、符号直前フレームにおける線形予測係数が、符号対象フレームの符号に含まれる場合は、この符号対象フレームの符号に含まれている線形予測係数を上記処理（第１符号化部１３の内部状態の算出処理）の線形予測係数として用いてもよい。また、内部状態計算部１６は、線形予測係数を計算せず、符号直前フレームの復号結果をそのまま残差信号の代用として用いてもよい。さらに、符号直前フレームの近隣にあり第１の符号化方式によって符号化されたフレーム（符号直前フレームの前にあるフレーム）に対する符号化の過程で得られた内部状態（この内部状態を示す情報は記憶装置１０ｄに格納されている）を用いて、第１符号化部１３の内部状態を初期化してもよい。また、符号直前フレームの復号結果に対し線形予測逆フィルタを適用する処理は、フレーム全体に対するものでなく、フレームの一部分のみに対するものであってもよい。
【００３５】
ステップＳ１４の後、内部状態初期化法特定部１７は、内部状態計算部１６によって算出された内部状態を用いて第１符号化部１３の内部状態を初期化するか、または、“０”で初期化するか、等の予め定められた初期化方法のうち何れか一の初期化方法を、符号対象フレームに基づいて、又は、符号直前フレームの復号結果に基づいて、特定する（ステップＳ１５）。そして、内部状態初期化法特定部１７は、ステップＳ１５において特定した初期化方法によって、第１符号化部１３の内部状態を初期化する（ステップＳ１６）。内部状態初期化法特定部１７によって行われる第１符号化部１３の内部状態の初期化は、内部状態計算部１６によって算出された内部状態を用いて、第１符号化部１３の内部状態を初期化する処理であるが、第１の符号化方式における残差信号の算出に用いる第１符号化部１３の線形予測合成フィルタの内部状態（遅延要素の保持する値）を初期化する処理を含んでいてもよい。また、内部状態初期化法特定部１７は、第１符号化部１３の内部状態の初期化方法を特定する場合、例えば、上記二つの初期化方法を含む複数の初期化方法を用いて、それぞれ符号対象フレームに対し第１の符号化方式による符号化を試み、その結果、二乗誤差、または聴覚重みつき誤差の小さい初期化方法を選択してもよい。
【００３６】
ステップＳ１６において内部状態初期化法特定部１７が第１符号化部１３の内部状態を初期化した後に、第１符号化部１３は、第１の符号化方式によって符号対象フレームを符号化し、この符号化した符号対象フレーム（符号化音声・音楽信号）を通信装置１０ｅを介して出力する（ステップＳ１７）。
【００３７】
なお、内部状態初期化法特定部１７がステップＳ１５において選択した初期化方法の情報を、符号多重化部１５が、補助情報として第１の符号化方式による符号化結果に多重化する構成であってもよい。また、第１符号化部１３及び第２符号化部１４と復号器（符号化装置１０に内蔵される復号器又は復号装置２０）との間で共通に得られる情報（下記参照）に基づいて、第１符号化部１３の内部状態の初期化方式を特定する構成であってもよく、この場合、符号多重化部１５は、第１符号化部１３の内部状態の初期化方法を示す補助情報を符号化結果に多重化しない。例えば、第１の符号化方式における符号対象フレームの適応符号帳ゲインが大きい場合、又は、符号直前フレームにおける復号結果の周期性が高い場合等に、内部状態初期化法特定部１７は、内部状態計算部１６によって算出された内部状態を用いて第１符号化部１３の内部状態を初期化することができる。
【００３８】
また、内部状態初期化法特定部１７を省略し、常に、内部状態計算部１６によって算出された内部状態を用いて第１符号化部１３が自身の内部状態を初期化する構成であってもよい。また、符号化方式切替部１２によって第２の符号化方式から第１の符号化方式に切り替えられた直後に（第１切替ステップの後に）、内部状態計算部１６と内部状態初期化法特定部１７とが符号対象フレームに対し上記した処理（第１初期化ステップ）を行う構成としているが、これに限らず、符号化方式切替部１２によって第２の符号化方式から第１の符号化方式に切り替えられる直前（符号対象フレームの直前）の符号直前フレームが符号化される際に内部状態計算部１６と内部状態初期化法特定部１７とが上記した処理を行う構成であってもよい。また、第１の符号化方式（第１符号化部１３）と第２の符号化方式（第２符号化部１４）の二つの符号化方式の間で切り替えが行われる構成を例示したが、第１の符号化方式と異なる符号化方式が複数存在し、三つ以上の符号化方式の間で切り替えが行われる構成であってもよい。
【００３９】
図１及び図４は、実施形態に係る復号装置２０の構成を示す図である。復号装置２０は、物理的にはＣＰＵ２０ａ、ＲＯＭ２０ｂ、ＲＡＭ２０ｃ、記憶装置２０ｄ及び通信装置２０ｅ等を含むコンピュータ装置を有しており、これらＣＰＵ２０ａ〜通信装置２０ｅは、バス２０ｆに接続されている。ＣＰＵ２０ａは、ＲＯＭ２０ｂ等の内蔵メモリに格納された所定のコンピュータプログラム（例えば、図５に示すフローチャートの処理を実行するための音信号復号プログラム）をＲＡＭ２０ｃにロードして実行することにより、復号装置２０を統括的に制御する。記憶装置２０ｄは、書き込み／読み出しが自在なメモリであって、各種コンピュータプログラムや、コンピュータプログラムの実行に必要な各種データ等（例えば、第１の符号化方式の復号に用いる適応符号帳及び線形予測係数や、他に第１の符号化方式及び第２の符号化方式による復号に必要な様々なパラメータ、所定数の復号前後のフレーム等）を格納する。記憶装置２０ｄは、少なくとも最後に（直前に）復号された一のフレームの音声・音楽信号を格納する。
【００４０】
また、復号装置２０は、機能的には、符号化方式判定部２２（第１の復号判定手段、第２の復号判定手段）、符号分離部２３、第１復号部２４（第１の復号手段）、第２復号部２５（第２の復号手段）、内部状態初期化法特定部２６（復号初期化手段）及び内部状態計算部２７（復号内部状態計算手段）を有する。これらの符号化方式判定部２２〜内部状態計算部２７は、ＣＰＵ２０ａがＲＯＭ２０ｂ等の復号装置２０の内蔵メモリに格納された上記コンピュータプログラムを実行し、図１に示す復号装置２０の各構成部を動作させることによって実現される機能である。ＣＰＵ２０ａは、上記音信号復号プログラムを実行することによって（符号化方式判定部２２〜内部状態計算部２７を用いて）、図５のフローチャートに示す処理を実行する。
【００４１】
次に、図５を参照して、復号装置２０の動作を説明する。符号化方式判定部２２は、符号化され通信装置２０ｅを介して入力された符号化音声・音楽信号の復号対象フレームが第１の符号化方式と第２の符号化方式のいずれを用いて符号化されているかを判定し、この判定結果に従って、第１の符号化方式によって復号する第１復号部２４、又は、第２の符号化方式によって復号する第２復号部２５、の何れかに復号対象フレームを送信する（ステップＳ２１；第２切替ステップ）。ステップＳ２１において、符号化方式判定部２２は、復号対象フレームが第１の符号化方式によって符号化されている場合には、第１復号部２４によって復号し、復号対象フレームが第２の符号化方式によって符号化されている場合には、第２復号部２５によって復号すると判定する。そして、この第２切替ステップの後、第１復号部２４の内部状態（適応符号帳の内容又は線形予測合成フィルタの遅延要素の保持する値等であり、以下同様）を初期化するための第２初期化ステップ（ステップＳ２２〜Ｓ２７）が行われる。
【００４２】
符号化方式判定部２２は、復号対象フレームが第２の符号化方式によって符号化されている（すなわち第２復号部２５によって復号する）とステップＳ２１において判定した場合（ステップＳ２１；第２復号部）、復号対象フレームを第２復号部２５に送信し、第２復号部２５は、この符号化方式判定部２２から送信された復号対象フレームを第２の符号化方式によって復号し、この復号した復号対象フレーム（復号音声・音楽信号）を通信装置２０ｅを介して出力する（ステップＳ２７）。符号化方式判定部２２は、復号対象フレームが第１の符号化方式によって符号化されている（すなわち第１復号部２４によって復号する）とステップＳ２１において判定した場合（ステップＳ２１；第１復号部）、記憶装置２０ｄの内容を参照し、復号対象フレームの直前のフレーム（復号直前フレーム）が第１の符号化方式によって符号化されていたか（すなわち第１復号部２４によって復号されていたか）、又は、第２の符号化方式によって符号化されていたか（すなわち第２復号部２５によって復号されていたか）、を判定する（ステップＳ２２）。復号対象フレームの前にある所定数のフレーム（復号直前フレームを含む）の復号結果、及び、復号前後のフレーム自体は、何れも、記憶装置２０ｄに格納されている。
【００４３】
符号化方式判定部２２は、復号直前フレームが第１の符号化方式によって符号化されていた（すなわち第１復号部２４によって復号されていた）とステップＳ２２において判定した場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、復号対象フレームを第１復号部２４に送信し、第１復号部２４は、この符号化方式判定部２２から送信された復号対象フレームを第１の符号化方式によって復号し、この復号した復号対象フレーム（復号音声・音楽信号）を通信装置２０ｅを介して出力する（ステップＳ２６）。
【００４４】
符号化方式判定部２２は、復号直前フレームが第２の符号化方式によって符号化されていた（すなわち第２復号部２５によって復号されていた）とステップＳ２２において判定した場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、復号直前フレームを符号分離部２３に送信し、符号分離部２３は、復号直前フレームの多重化された符号を第１の符号化方式による符号と、第１復号部２４の内部状態の初期化方法を示す補助情報（例えば、内部状態初期化法特定部１７によって特定された第１符号化部１３の内部状態の初期化方法であって、復号直前フレームを符号化する際に用いられた初期化方法を示す情報）とに分離する。そして、内部状態計算部２７は、復号直前フレームの復号結果を用いて第１復号部２４の内部状態を計算する（ステップＳ２３）。内部状態計算部２７が行う第１復号部２４の内部状態の算出処理は、復号直前フレームの復号結果から共分散法などの方法で線形予測係数を求め、そして、この求めた線形予測係数を用いて復号結果に線形予測逆フィルタを適用することによって、残差信号を求める処理である。
【００４５】
なお、復号直前フレームの復号結果から線形予測係数を求める処理は演算量が大きいので、内部状態計算部２７は、線形予測係数を復号直前フレームの復号結果から求めるかわりに、復号直前フレームの近隣にある第１の符号化方式によって符号化されたフレーム（復号直前フレームよりも前にあるフレーム）における線形予測係数（第１復号部２４によって復号されたときの線形予測係数であり、記憶装置２０ｄに格納されている）を上記処理（第１復号部２４の内部状態の算出処理）の線形予測係数として用いてもよく、又は、この線形予測係数をフレーム間で内挿した値を上記処理（第１復号部２４の内部状態の算出処理）の線形予測係数として用いてもよい。さらに、内部状態計算部２７は、復号直前フレームの近隣にある第１の符号化方式によって符号化されたフレームにおける線形予測係数を用いて外挿によって得られる値、又は、これらの線形予測係数をフレーム間で内挿した値を用いて外挿によって得られる値を、上記処理（第１復号部２４の内部状態の算出処理）の線形予測係数として用いてもよい。内部状態計算部２７は、線形予測係数を線スペクトル周波数に変換した値に対して外挿を施し、この外挿結果を線形予測係数に再変換してもよい。また、内部状態計算部２７は、復号直前フレームにおける線形予測係数が、復号対象フレームの符号に含まれる場合、この復号対象フレームの符号に含まれている線形予測係数を上記処理（第１復号部２４の内部状態の算出処理）の線形予測係数として用いてもよい。又は、線形予測逆フィルタの適用を省略することによって線形予測係数の計算を省略してもよい。さらに、復号直前フレームの近隣にあり第１の符号化方式によって符号化されたフレーム（復号直前フレームの前にあるフレーム）に対する復号の過程で得られた内部状態（この内部状態を示す情報は記憶装置２０ｄに格納されている）を用いて、第１復号部２４の内部状態を初期化してもよい。また、復号直前フレームの復号結果に対し線形予測逆フィルタを適用する処理は、フレーム全体に対するものでなく、フレームの一部分のみに対するものであってもよい。
【００４６】
ステップＳ２３の後、内部状態初期化法特定部２６は、内部状態計算部２７によって算出された内部状態を用いて第１復号部２４の内部状態を初期化するか、または、“０”で初期化する、等の予め決められた方法のうち何れか一の初期化方法を、復号直前フレームの多重化された符号に含まれ第１復号部２４の内部状態の初期化方法を示す補助情報に基づいて特定する（ステップＳ２４）。そして、内部状態初期化法特定部２６は、ステップＳ２４において特定した初期化方法によって、第１復号部２４の内部状態を初期化する（ステップＳ２５）。内部状態初期化法特定部２６によって行われる第１復号部２４の内部状態の初期化は、内部状態計算部２７によって算出された内部状態を用いて、第１復号部２４の内部状態を初期化する処理であるが、第１の符号化方式における残差信号から出力信号を算出する第１復号部２４の線形予測合成フィルタの内部状態（遅延要素の保持する値）を初期化する処理を含んでいてもよい。
【００４７】
ステップＳ２５において内部状態初期化法特定部２６が第１復号部２４の内部状態を初期化した後に、第１復号部２４は、第１の符号化方式によって復号対象フレームを復号し、この復号した復号対象フレーム（復号音声・音楽信号）を通信装置２０ｅを介して出力する（ステップＳ２６）。
【００４８】
なお、第１復号部２４の内部状態の初期化方法を示す補助情報を復号直前フレームの符号に多重化せずに、第１の符号化方式における対象符号化フレームの固定符号帳ゲイン、または復号直前フレームにおける復号結果の周期性を分析した結果等を用いて（第１復号部２４及び第２復号部２５と符号器（復号装置２０に内蔵される符号器又は第１符号化部１３）との間で共通に得られる情報を用いて）、第１復号部２４の内部状態の初期化方法を特定してもよい。また、内部状態初期化法特定部２６を省略し、常に、内部状態計算部２７によって算出された内部状態を用いて第１復号部２４が自身の内部状態を初期化する構成であってもよい。この場合、初期化方法を示しており復号直前フレームの符号に多重化された補助情報を用いる必要はない。また、内部状態計算部２７の動作と内部状態初期化法特定部２６の動作とは、復号直前フレームが第２の符号化方式によって符号化され、復号対象フレームが第１の符号化方式によって符号化された場合の動作としているが、これに限らず、復号対象フレームが第２の符号化方式によって符号化され、復号対象フレームの直後のフレームが第１の符号化方式によって符号化されていることが先読みによって既に決定されている場合に、内部状態計算部２７と内部状態初期化法特定部２６とは、それぞれ、第１復号部２４についての内部状態の算出と内部状態初期化方法の選択とを先読み情報に基づいて行ってもよい。また、第１の符号化方式と第２の符号化方式の二つの符号化方式の間で切り替えが行われる構成を例示したが、第１の符号化方式と異なる符号化方式が複数存在し、三つ以上の符号化方式の間で切り替えが行われる構成であってもよい。
【００４９】
次に、実施形態に係る符号化装置１０の作用効果を説明する。符号化装置１０は、線形予測符号化方式に基づく第１符号化部１３と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２符号化部１４とを備え、第１符号化部１３及び第２符号化部１４を用いて音信号を符号化する。符号化装置１０は更に、符号化方式切替部１２、内部状態計算部１６及び内部状態初期化法特定部１７を備える。符号化方式切替部１２は、音信号に含まれており符号化の対象となる符号対象フレームを、第１符号化部１３又は第２符号化部１４の何れで符号化するかを判定する。また、符号化方式切替部１２は、符号対象フレームを第１符号化部１３によって符号化すると判定した場合に、符号対象フレームの直前にある符号直前フレームが第１符号化部１３によって符号化されているか、又は、第２符号化部１４によって符号化されているか、を判定する。内部状態計算部１６は、符号直前フレームが第２符号化部１４によって符号化されていると符号化方式切替部１２によって判定された場合に、符号直前フレームの符号化結果を復号し、この復号結果を用いて第１符号化部１３の内部状態を算出する。内部状態初期化法特定部１７は、内部状態計算部１６によって算出された内部状態を用いて第１符号化部１３の内部状態を初期化する。そして、第１符号化部１３は、内部状態初期化法特定部１７による内部状態の初期化後に符号対象フレームを符号化する。
【００５０】
符号化装置１０によれば、線形予測符号化方式に基づく第１符号化部１３によって符号化される符号対象フレームの前の符号直前フレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２符号化部１４によって符号化された場合であっても、第１符号化部１３の内部状態を初期化することによって、符号対象フレームの符号化を線形予測符号化方式によって行える。従って、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む符号化処理が実現できる。
【００５１】
次に、実施形態に係る復号装置２０の作用効果を説明する。復号装置２０は、線形予測符号化方式に基づく第１復号部２４と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式に基づく第２復号部２５とを備え、第１復号部２４及び第２復号部２５を用いて符号化音信号を復号する。復号装置２０は更に、符号化方式判定部２２、内部状態計算部２７及び内部状態初期化法特定部２６を備える。符号化方式判定部２２は、符号化音信号に含まれており復号の対象となる復号対象フレームを、第１復号部２４又は第２復号部２５の何れで復号するかを判定する。また、符号化方式判定部２２は、復号対象フレームを第１復号部２４によって復号すると符号化方式判定部２２によって判定された場合に、復号対象フレームの直前にある復号直前フレームが第１復号部２４によって復号されたか、又は、第２復号部２５によって復号されたか、を判定する。復号直前フレームが第２復号部２５によって復号されたと符号化方式判定部２２によって判定された場合に、復号直前フレームの復号結果を用いて第１復号部２４の内部状態を算出する。内部状態計算部２７によって算出された内部状態を用いて第１復号部２４の内部状態を初期化する。そして、第１復号部２４は、内部状態初期化法特定部２６による内部状態の初期化後に復号対象フレームを復号する。
【００５２】
復号装置２０によれば、線形予測符号化方式に基づく第１復号部２４を用いて復号する復号対象フレームの前の復号直前フレームが、この線形予測符号化方式と異なる符号化方式に基づく第２復号部２５によって復号された場合であっても、第１復号部２４の内部状態を初期化することによって、復号対象フレームの復号が線形予測符号化方式によって行える。従って、線形予測符号化方式と、線形予測符号化方式と異なる他の符号化方式とを含む復号処理が実現できる。
【符号の説明】
【００５３】
１０…符号化装置、１０ａ，２０ａ…ＣＰＵ、１０ｂ，２０ｂ…ＲＯＭ、１０ｃ，２０ｃ…ＲＡＭ、１０ｄ，２０ｄ…記憶装置、１０ｅ，２０ｅ…通信装置、１０ｆ，２０ｆ…バス、１２…符号化方式切替部、１３…第１符号化部、１４…第２符号化部、１５…符号多重化部、１６，２７…内部状態計算部、１７，２６…内部状態初期化法特定部、２０…復号装置、２２…符号化方式判定部、２３…符号分離部、２４…第１復号部、２５…第２復号部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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