(57)【要約】  符号化情報量を増加せず、クリティカルチャネルの符号化精度を向上することができるステレオ符号化装置等を開示する。この装置において、モノラル信号合成部（１０１）は、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）とを合成してモノラル信号Ｍ（ｎ）を生成し、相関係数算出部（１０２）は、Ｍ（ｎ）とＬ（ｎ）との相関係数ＣＭＬ、Ｍ（ｎ）とＲ（ｎ）との相関係数ＣＭＲを算出し、クリティカルチャネル判定部（１０３）は、ＣＭＬとＣＭＲとの比が所定の範囲、例えば、９０％以上でかつ１１１％以下の範囲内に収まらない場合、Ｌ（ｎ）とＲ（ｎ）とのうち、Ｍ（ｎ）との相関が小さい方をクリティカルチャネルと判定し、ＩＣＰ符号化部（１０４）は、非クリティカルチャネルのＩＣＰパラメータの次数よりもクリティカルチャネルのＩＣＰパラメータの次数をより高く調整し、ＩＣＰ符号化を行う。
2008090970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオ信号を用いて生成されるモノラル信号と前記ステレオ信号の第１チャネル信号との相関レベルを示す第１相関係数を求めるとともに、前記モノラル信号と前記ステレオ信号の第２チャネル信号との相関レベルを示す第２相関係数を求める相関係数算出手段と、
前記第１相関係数と前記第２相関係数とを用いて、前記第１チャネル信号および第２チャネル信号のうち、予め設定された条件を満たす信号が存在するか否かを判定する判定手段と、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に対しそれぞれＩＣＰ（Inter-Channel Prediction）分析を行い第１ＩＣＰパラメータおよび第２ＩＣＰパラメータを得るＩＣＰ分析手段と、
前記判定手段の判定結果を用いて前記第１ＩＣＰパラメータと前記第２ＩＣＰパラメータとを調整する調整手段と、
を具備するステレオ符号化装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第１相関係数と前記第２相関係数との比を用いて判定を行う、
請求項１記載のステレオ符号化装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記比が所定の範囲内に収まらない場合には、前記予め設定された条件を満たす信号が存在すると判定し、且つ、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号のうち前記モノラル信号との相関レベルが低い方の信号が前記予め設定された条件を満たす信号であるとし、
前記比が前記所定の範囲内に収まる場合には、前記予め設定された条件を満たす信号が存在しないと判定する、
請求項２記載のステレオ符号化装置。
【請求項４】
前記調整手段は、
前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数との合計が一定となるように前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数とを調整する、
請求項３記載のステレオ符号化装置。
【請求項５】
前記調整手段は、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在しないという場合には、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数とを等しく設定し、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在するという場合には、前記第１ＩＣＰパラメータの次数および前記第２ＩＣＰパラメータの次数のうち、前記予め設定された条件を満たす信号に対応する方の次数をより高く設定する、
請求項４記載のステレオ符号化装置。
【請求項６】
前記第１ＩＣＰパラメータを用いて前記第１チャネルのＩＣＰ予測性能を示す第１予測利得を算出する第１予測利得算出手段と、
前記第２ＩＣＰパラメータを用いて前記第２チャネルのＩＣＰ予測性能を示す第２予測利得を算出する第２予測利得算出手段と、
をさらに具備し、
前記調整手段は、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在するという場合、前記第１予測利得と前記第２予測利得との平均値が最大となるように前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数とを調整する、
請求項５記載のステレオ符号化装置。
【請求項７】
前記調整手段は、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在するという場合、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数とを等しく初期化し、前記第１ＩＣＰパラメータの次数および前記第２ＩＣＰパラメータの次数のうち、予め設定された条件を満たす信号に対応する方の次数を１次ずつ増加するとともに他方を１次ずつ減少する、
請求項６記載のステレオ符号化装置。
【請求項８】
前記調整手段は、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在するという場合、前フレームにおける前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数との調整結果を初期値とし、前記初期値を基準に、現フレームにおける前記第１ＩＣＰパラメータの次数および前記第２ＩＣＰパラメータの次数のうち、一方を１次ずつ増加するとともに他方を１次ずつ減少するか、または、前記一方を１次ずつ減少するとともに前記他方を１次ずつ増加する、
請求項６記載のステレオ符号化装置。
【請求項９】
ステレオ符号化装置において生成された、ステレオ信号の第１チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第１ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号の第２チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第２ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号を用いて生成されたモノラル信号を符号化して得られたモノラル符号化信号と、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、を受信する受信手段と、
前記モノラル符号化信号を復号してモノラル復号信号を生成するモノラル復号手段と、
前記第１ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第１チャネル復号信号を生成する第１チャネル復号手段と、
前記第２ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第２チャネル復号信号を生成する第２チャネル復号手段と、
を具備するステレオ復号装置。
【請求項１０】
ステレオ信号を用いて生成されるモノラル信号と前記ステレオ信号の第１チャネル信号との相関レベルを示す第１相関係数を求めるとともに、前記モノラル信号と前記ステレオ信号の第２チャネル信号との相関レベルを示す第２相関係数を求める相関係数算出ステップと、
前記第１相関係数と前記第２相関係数とを用いて、前記第１チャネル信号および第２チャネル信号のうち、予め設定された条件を満たす信号が存在するか否かを判定する判定ステップと、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に対しそれぞれＩＣＰ分析を行い第１ＩＣＰパラメータおよび第２ＩＣＰパラメータを得るＩＣＰ分析ステップと、
前記判定ステップの判定結果を用いて前記第１ＩＣＰパラメータと前記第２ＩＣＰパラメータとを調整する調整ステップと、
を有するステレオ符号化方法。
【請求項１１】
ステレオ符号化装置において生成された、ステレオ信号の第１チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第１ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号の第２チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第２ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号を用いて生成されたモノラル信号を符号化して得られたモノラル符号化信号と、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、を受信する受信ステップと、
前記モノラル符号化信号を復号してモノラル復号信号を生成するモノラル復号ステップと、
前記第１ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第１チャネル復号信号を生成する第１チャネル復号ステップと、
前記第２ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第２チャネル復号信号を生成する第２チャネル復号ステップと、
を有するステレオ復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信システムまたはインターネットプロトコル（ＩＰ：Internet Protocol）を用いたパケット通信システム等において、ステレオ音声信号やステレオ・オーディオ信号の符号化・復号を行う際に用いられるステレオ符号化装置、ステレオ復号装置およびこれらの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムまたはＩＰを用いたパケット通信システム等において、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）によるディジタル信号処理速度と帯域幅の制限は徐々に緩和されつつある。伝送レートのさらなる高ビットレート化が進めば、複数チャネルを伝送するだけの帯域を確保できるようになるため、現在はモノラル方式が主流となる音声通信においても、ステレオ方式による通信（ステレオ通信）が普及することが期待される。【０００３】
現在の携帯電話は既に、ステレオ機能を有するマルチメディアプレイヤやＦＭラジオの機能を搭載することができる。従って、第４世代の携帯電話およびＩＰ電話等にステレオ・オーディオ信号だけでなく、ステレオ音声信号の録音、再生等の機能を追加するのは自然なことである。【０００４】
従来、ステレオ信号を符号化する方法としてＩＳＣ（Intensity Stereo Coding：強度ステレオ符号化）、ＢＣＣ（Binaural Cue Coding：バイノーラル・キュー符号化）、およびＩＣＰ（Inter-Channel Prediction：チャネル間予測）などがある。非特許文献１には、これらの符号化方法を用いて、モノラルコーデックに基づきステレオ信号を予測および推定する技術が開示されている。具体的には、ステレオ信号を構成するチャネル信号、例えば、左チャネル信号と右チャネル信号とを用いた合成によりモノラル信号を得、得られるモノラル信号を公知の音声コーデックを使用して符号化／復号し、さらに予測パラメータを用いてモノラル信号から左チャネルと右チャネルとの差信号（サイド信号（side signal））を予測／推定する。このような符号化方法において、符号化側は、モノラル信号とサイド信号との関係を時間依存性の適応フィルタを使用してモデル化し、フレーム毎に算出されたフィルタ係数を復号側に送信する。復号側では、モノラルコーデックによって送信された高品質なモノラル信号をフィルタリングすることによって差信号を再構築し、再構築した差信号とモノラル信号とから、左チャネル信号および右チャネル信号を算出する。【０００５】
また、非特許文献２には、チャネル間相関キャンセラー（Cross-Channel Correlation Canceller）と呼ばれる符号化方法が開示されており、ＩＣＰ方式の符号化方法においてチャネル間相関キャンセラーの技術を適用する場合、一方のチャネルから他方のチャネルを予測することができる。【０００６】
上記の非特許文献１および非特許文献２記載のＩＣＰ方式の予測性能を表す１つの指数として、下記の式（１）に示す予測利得がある。
【数１】
2008090970.tif 000003
【０００７】
この式において、ｙ（ｎ）は基準信号、ｅ（ｎ）は予測誤差であり、ｅ（ｎ）＝ｙ（ｎ）−ｙ’（ｎ）で表される。ここで、ｙ’（ｎ）は予測信号を表す。ｎは各信号の時間領域におけるサンプルのインデックスを表す。予測利得Ｇａｉｎが高いほどＩＣＰ方式のパフォーマンスはより良好である。【０００８】
なお、ＩＣＰ方式のステレオ符号化においては、左チャネル信号および右チャネル信号の予測／推定に用いられる情報としてチャネル間固有の相関関係を用いる。このようなＩＣＰ方式のステレオ符号化は、エネルギが低周波数に集中している信号、例えば音声信号の符号化に好適である。
【非特許文献１】3GPP TS26.290 V6.3.0, Jun. 2005
【非特許文献２】S. Minami and O. Okada, “Stereophonic ADPCM voice coding method”, in Proc. IEEE Int. Conf. Acoust., Speech, Signal Processing (ICASSP’90), Albuquerque, NM, Apr. 1990, pp. 1113-1116.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ステレオ信号の左右のチャネルの間には依存関係が存在しないので、ＩＣＰ方式のステレオ符号化において、左チャネル信号と右チャネル信号とを加算して得られるモノラル信号を用いて、左チャネル信号および右チャネル信号を直接予測する構成とすることで、チャネル間の予測性能を向上させることができる。【００１０】
非特許文献１および非特許文献２記載のＩＣＰ方式のステレオ符号化において、その予測パラメータ（すなわち適応フィルタ係数）の次数は定数である。しかし、２つのチャネルの相関レベルが低いほど、予測に必要な適応フィルタの次数はより多くなる。従って、２つのチャネルの相関レベルが所定値以下である場合、例えば、ステレオ音声の左チャネル信号Ｌ（ｎ）が右チャネル信号Ｒ（ｎ）よりもずっと大きい場合には、所定の予測性能を得るために必要な適応フィルタの次数が膨大となり予測が非常に困難となる。すなわち、Ｌ（ｎ）＞＞Ｒ（ｎ）の場合に、下記の式（２）に示されるモノラル信号Ｍ（ｎ）は、ほぼＬ（ｎ）／２と等しくなる。
【数２】
2008090970.tif 000004
【００１１】
このような場合、モノラル信号は、左チャネル信号によってほとんど決まり左チャネル信号との相関レベルが非常に高い。それに対して、右チャネル信号とモノラル信号との相関レベルは非常に低く、モノラル信号から右チャネル信号を予測することは非常に困難である。従って、モノラル信号を用いて左チャネル信号および右チャネル信号を直接予測する構成において、非特許文献１および非特許文献２と同様に予測次数を定数とした場合、ステレオ信号にモノラル信号との相関が非常に低いチャネル信号（以下、「クリティカルチャネル信号」と称す）が含まれている場合にクリティカルチャネル信号の予測性能が劣化するという問題がある。【００１２】
本発明の目的は、ステレオ信号がクリティカルチャネル信号を含む場合でも、ＩＣＰ方式のステレオ符号化を行い、クリティカルチャネル信号の予測性能を向上することができるステレオ符号化装置およびステレオ符号化方法、および、このステレオ符号化装置により生成され送信された信号を用いて高品質な復号信号を得ることが可能なステレオ復号装置およびステレオ復号方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のステレオ符号化装置は、ステレオ信号を用いて生成されるモノラル信号と前記ステレオ信号の第１チャネル信号との相関レベルを示す第１相関係数を求めるとともに、前記モノラル信号と前記ステレオ信号の第２チャネル信号との相関レベルを示す第２相関係数を求める相関係数算出手段と、前記第１相関係数と前記第２相関係数とを用いて、前記第１チャネル信号および第２チャネル信号のうち、予め設定された条件を満たす信号が存在するか否かを判定する判定手段と、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に対しそれぞれＩＣＰ（Inter-Channel Prediction）分析を行い第１ＩＣＰパラメータおよび第２ＩＣＰパラメータを得るＩＣＰ分析手段と、前記判定手段の判定結果を用いて前記第１ＩＣＰパラメータと前記第２ＩＣＰパラメータとを調整する調整手段と、を具備する構成を採る。【００１４】
本発明のステレオ復号装置は、ステレオ符号化装置において生成された、ステレオ信号の第１チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第１ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号の第２チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第２ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号を用いて生成されたモノラル信号を符号化して得られたモノラル符号化信号と、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、を受信する受信手段と、前記モノラル符号化信号を復号してモノラル復号信号を生成するモノラル復号手段と、前記第１ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第１チャネル復号信号を生成する第１チャネル復号手段と、前記第２ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第２チャネル復号信号を生成する第２チャネル復号手段と、を具備する構成を採る。【００１５】
本発明のステレオ符号化方法は、ステレオ信号を用いて生成されるモノラル信号と前記ステレオ信号の第１チャネル信号との相関レベルを示す第１相関係数を求めるとともに、前記モノラル信号と前記ステレオ信号の第２チャネル信号との相関レベルを示す第２相関係数を求める相関係数算出ステップと、前記第１相関係数と前記第２相関係数とを用いて、前記第１チャネル信号および第２チャネル信号のうち、予め設定された条件を満たす信号が存在するか否かを判定する判定ステップと、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に対しそれぞれＩＣＰ分析を行い第１ＩＣＰパラメータおよび第２ＩＣＰパラメータを得るＩＣＰ分析ステップと、前記判定ステップの判定結果を用いて前記第１ＩＣＰパラメータと前記第２ＩＣＰパラメータとを調整する調整ステップと、を有するようにした。【００１６】
本発明のステレオ復号方法は、ステレオ符号化装置において生成された、ステレオ信号の第１チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第１ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号の第２チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第２ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号を用いて生成されたモノラル信号を符号化して得られたモノラル符号化信号と、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、を受信する受信ステップと、前記モノラル符号化信号を復号してモノラル復号信号を生成するモノラル復号ステップと、前記第１ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第１チャネル復号信号を生成する第１チャネル復号ステップと、前記第２ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第２チャネル復号信号を生成する第２チャネル復号ステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ステレオ信号がクリティカルチャネル信号を含む場合でも、ＩＣＰ方式のステレオ符号化を行い、クリティカルチャネル信号の予測性能精度を向上させることができ、復号側において高品質な復号信号を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るステレオ符号化装置の主要な構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係るＩＣＰ符号化部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る左チャネルＩＣＰ分析部または右チャネルＩＣＰ分析部を構成する適応フィルタの構成および動作を説明するための図
【図４】本発明の一実施の形態に係るＩＣＰ符号化部においてＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する手順を示すフロー図
【図５】本発明の一実施の形態に係るステレオ復号装置の主要な構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の効果を説明するための図
【図７】本発明の一実施の形態に係るＩＣＰ符号化部において前フレームの調整結果を用いてＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する手順を示すフロー図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。【００２０】
図１は、本発明の一実施の形態に係るステレオ符号化装置１００の主要な構成を示すブロック図である。ステレオ符号化装置１００は、左（Ｌ）チャネル信号と右（Ｒ）チャネル信号とからなるステレオ信号がフレーム毎に入力され、フレーム毎に符号化処理を行う。なお、左チャネル、右チャネル、Ｌ、Ｒ、という表記は、説明の便宜上の名称であって、必ずしも、左、右、という位置的条件を限定するものではない。【００２１】
ステレオ符号化装置１００は、モノラル信号合成部１０１、相関係数算出部１０２、クリティカルチャネル判定部１０３、ＩＣＰ符号化部１０４、および多重化部１０５を備える。なお、ここでは、左チャネル信号および右チャネル信号両方の予測用のＩＣＰパラメータの次数の合計がＮであり、そのうち、左チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数がｍ、右チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数がＮ−ｍである場合を例にとって説明する。【００２２】
モノラル信号合成部１０１は、上記の式（２）に従って左チャネル信号Ｌ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）とを用いた合成を行ってモノラル信号Ｍ（ｎ）を生成し、相関係数算出部１０２およびＩＣＰ符号化部１０４に出力する。すなわち、モノラル信号合成部１０１は、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）との平均値を求めることによりモノラル信号Ｍ（ｎ）を求める。【００２３】
相関係数算出部１０２は、下記の式（３）および式（４）に従ってモノラル信号Ｍ（ｎ）と左チャネル信号Ｌ（ｎ）との相関係数ＣＭＬ、モノラル信号Ｍ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）との相関係数ＣＭＲを算出し、クリティカルチャネル判定部１０３に出力する。式（３）および式（４）において、Ｆはフレーム長を表す。
【数３】
2008090970.tif 000005
【数４】
2008090970.tif 000006
【００２４】
クリティカルチャネル判定部１０３は、相関係数算出部１０２から入力される相関係数ＣＭＬとＣＭＲとを比較し、ＣＭＬとＣＭＲとの比が所定の範囲、例えば、９０％以上でかつ１１１％以下の範囲内に収まらない場合、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）とのうち、モノラル信号Ｍ（ｎ）との相関が小さい方をクリティカルチャネルと判定し、フラグ（Ｆｌａｇ）の値を「Ｌ」または「Ｒ」に設定してＩＣＰ符号化部１０４に出力する。また、クリティカルチャネル判定部１０３は、ＣＭＬとＣＭＲとの比が所定の範囲、例えば、９０％以上でかつ１１１％以下の範囲内に収まる場合には、クリティカルチャネルが存在しないと判定し、フラグの値を「０」に設定してＩＣＰ符号化部１０４に出力する。【００２５】
ＩＣＰ符号化部１０４は、モノラル信号合成部１０１から入力されるモノラル信号Ｍ（ｎ）を符号化し、モノラルビットストリームＭＢＳを生成する。また、ＩＣＰ符号化部１０４は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」である場合には、左チャネルおよび右チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数を両方ともＮ／２に設定しＩＣＰ分析を行って左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。また、ＩＣＰ符号化部１０４は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｌ」または「Ｒ」である場合には、左チャネルおよび右チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整し、ＩＣＰ分析を行って左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。ＩＣＰ符号化部１０４は、モノラルビットストリームＭＢＳ、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ、右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ、および左チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを多重化部１０５に出力する。なお、ＩＣＰ符号化部１０４の詳細については後述する。【００２６】
多重化部１０５は、ＩＣＰ符号化部１０４から入力されるモノラルビットストリームＭＢＳ、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ、右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ、および左チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを多重化し、多重化によって得られるビットストリームを出力する。【００２７】
図２は、ＩＣＰ符号化部１０４の内部の主要な構成を示すブロック図である。【００２８】
ＩＣＰ符号化部１０４は、左チャネルＩＣＰ分析部１４１、右チャネルＩＣＰ分析部１４２、モノラル符号化部１４３、モノラル復号部１４４、左チャネル復号部１４５、右チャネル復号部１４６、左チャネル予測利得算出部１４７、右チャネル予測利得算出部１４８、平均予測利得算出部１４９、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０、および右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１を備える。【００２９】
左チャネルＩＣＰ分析部１４１は、適応フィルタからなり、左チャネル信号Ｌ（ｎ）とモノラル信号Ｍ（ｎ）との固有の相関関係を用いてＩＣＰ分析を行い、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０から入力される次数ｍの左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬを生成する。左チャネルＩＣＰ分析部１４１は、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０から入力される次数ｍ、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグ、および平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果の何れも「０」でない場合には、生成された左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬを左チャネル復号部１４５に出力する。また、左チャネルＩＣＰ分析部１４１は、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０から入力される次数ｍが「０」である場合、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」である場合、または平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、生成された左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬを、その時の次数ｍと共に多重化部１０５に出力する。【００３０】
右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、適応フィルタからなり、右チャネル信号Ｒ（ｎ）とモノラル信号Ｍ（ｎ）との固有の相関関係を用いてＩＣＰ分析を行い、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１から入力される次数（Ｎ−ｍ）の右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１から入力される次数Ｎ−ｍがＮでなく、かつ、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」でなく、かつ、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」でない場合には、生成された右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを右チャネル復号部１４６に出力する。また、右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１から入力される次数Ｎ−ｍがＮである場合、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」である場合、または平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、生成された右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを多重化部１０５に出力する。【００３１】
図３は、左チャネルＩＣＰ分析部１４１及び右チャネルＩＣＰ分析部１４２を構成する適応フィルタの構成および動作を説明するための図である。この図において、Ｈ（ｚ）は、Ｈ（ｚ）＝ｂ０＋ｂ１（ｚ−１）＋ｂ２（ｚ−２）＋…＋ｂｋ（ｚ−ｋ）であり、適応フィルタ、例えばＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタのモデル（伝達関数）を示す。ここで、ｋは適応フィルタ係数の次数を示し、ｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］は適応フィルタ係数（パラメータ）を示す。ｘ(ｎ)は適応フィルタの入力信号、ｙ’(ｎ)は適応フィルタの出力信号（予測信号）、ｙ(ｎ)は適応フィルタの基準信号を示す。左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２においては、ｘ(ｎ)はモノラル信号Ｍ（ｎ）に対応し、ｙ(ｎ)は、左チャネルＩＣＰ分析部１４１においては左チャネル信号Ｌ（ｎ）に対応し、右チャネルＩＣＰ分析部１４２においては右チャネル信号Ｒ（ｎ）に対応する。【００３２】
適応フィルタは、下記の式（５）に従って、予測信号と基準信号との平均二乗誤差が最小となるような、適応フィルタパラメータｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］を求めて出力する。
【数５】
2008090970.tif 000007
この式において、Ｅは統計的期待演算子(statistical expectation operator)を表し、ｅ(ｎ)は予測誤差を示す。【００３３】
左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、予測信号と基準信号との平均二乗誤差が最小となるような、適応フィルタパラメータｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］をそれぞれ左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ＝［ｂＬ０，ｂＬ１，…，ｂＬｍ］および右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ＝［ｂＲ０，ｂＲ１，…，ｂＲ（Ｎ−ｍ）］として出力する。【００３４】
再び図２に戻り、モノラル符号化部１４３は、モノラル信号合成部１０１から入力されるモノラル信号Ｍ（ｎ）に対してＡＭＲ−ＷＢ(Adaptive MultiRate - WideBand)などの音声符号化処理を行い、モノラルビットストリームＭＢＳを生成する。モノラル符号化部１４３は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグおよび平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果の何れも「０」でない場合には、生成されたモノラルビットストリームＭＢＳをモノラル復号部１４４に出力する。モノラル符号化部１４３は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」である場合、または平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、生成されたモノラルビットストリームＭＢＳを多重化部１０５に出力する。【００３５】
モノラル復号部１４４は、モノラル符号化部１４３から入力されるモノラルビットストリームＭＢＳを用いてＡＭＲ−ＷＢなどの音声復号処理を行い、生成されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）を左チャネル復号部１４５および右チャネル復号部１４６に出力する。【００３６】
左チャネル復号部１４５は、モノラル復号部１４４から入力されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）および左チャネルＩＣＰ分析部１４１から入力される左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ＝［ｂＬ０，ｂＬ１，…，ｂＬｍ］を用い下記の式（６）に従って復号処理を行い、左チャネル再構築信号Ｌ’（ｎ）を生成して左チャネル予測利得算出部１４７に出力する。
【数６】
2008090970.tif 000008
【００３７】
右チャネル復号部１４６は、モノラル復号部１４４から入力されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）および右チャネルＩＣＰ分析部１４２から入力される右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ＝［ｂＲ０，ｂＲ１，…，ｂＲ（Ｎ−ｍ）］を用い下記の式（７）に従って復号処理を行い、右チャネル再構築信号Ｒ’（ｎ）を生成して右チャネル予測利得算出部１４８に出力する。
【数７】
2008090970.tif 000009
【００３８】
左チャネル予測利得算出部１４７は、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と、左チャネル復号部１４５から入力される左チャネル再構築信号Ｌ’（ｎ）とを用い下記の式（８）に従って左チャネル予測利得ＧＬを算出し、平均予測利得算出部１４９に出力する。
【数８】
2008090970.tif 000010
【００３９】
右チャネル予測利得算出部１４８は、右チャネル信号Ｒ（ｎ）と、右チャネル復号部１４６から入力される右チャネル再構築信号Ｒ’（ｎ）とを用い下記の式（９）に従って右チャネル予測利得ＧＲを算出し、平均予測利得算出部１４９に出力する。
【数９】
2008090970.tif 000011
【００４０】
平均予測利得算出部１４９は、左チャネル予測利得算出部１４７から入力される左チャネル予測利得ＧＬと右チャネル予測利得算出部１４８から入力される右チャネル予測利得ＧＲとの平均値を平均予測利得として算出し記憶する。平均予測利得算出部１４９は、平均予測利得ＡＧと、記憶されている過去の平均予測利得ＡＧ’とを比較し、ＡＧがＡＧ’より大きい場合には比較結果として「１」を、ＡＧがＡＧ’以下である場合には比較結果として「０」を、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０および右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１に出力する。【００４１】
左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「１」であり、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｌ」である場合には、左チャネル用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１インクリメントしてから左チャネルＩＣＰ分析部１４１に出力する。また、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「１」であり、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｒ」である場合には、左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１デクリメントしてから左チャネルＩＣＰ分析部１４１に出力する。左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、何の処理もしない。【００４２】
右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「１」であり、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｌ」である場合には、右チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１デクリメントしてから右チャネルＩＣＰ分析部１４２に出力する。また、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「１」であり、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｒ」である場合には、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１インクリメントしてから右チャネルＩＣＰ分析部１４２に出力する。右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、何の処理もしない。【００４３】
図４は、ＩＣＰ符号化部１０４においてＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する手順を示すフロー図である。なお、図４では、クリティカルチャネルが右チャネルである場合、すなわち、フラグが「Ｒ」である場合のみについて説明する。【００４４】
まず、ステップ（ＳＴ）１０１０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０および右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、それぞれ左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍおよび右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍをＮ／２に設定する。【００４５】
次いで、ＳＴ１０２０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、それぞれＮ／２次分の要素を含む左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。【００４６】
次いで、ＳＴ１０３０において、モノラル符号化部１４３はモノラル信号合成部１０１において生成されたモノラル信号を符号化しモノラルビットストリームＭＢＳを生成する。【００４７】
次いで、ＳＴ１０４０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」であるか否かを判定する。【００４８】
ＳＴ１０４０においてフラグが「０」であると判定される場合（ＳＴ１０４０：「ＹＥＳ」）、ＳＴ１１４０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、それぞれ左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを多重化部１０５に出力する。【００４９】
ＳＴ１０４０においてフラグが「０」でなく、例えば「Ｒ」であると判定される場合（ＳＴ１０４０：「ＮＯ」）、ＳＴ１０５０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲをそれぞれ左チャネル復号部１４５および右チャネル復号部１４６に出力し、左チャネル復号部１４５および右チャネル復号部１４６はそれぞれ左チャネル信号または右チャネル信号の復号を行う。なお、モノラル復号部１４４は、モノラル符号化部１４３から入力されるモノラルビットストリームＭＢＳを用いてモノラル信号の復号を行う。【００５０】
次いで、ＳＴ１０６０において、左チャネル予測利得算出部１４７は左チャネル予測利得を算出し、右チャネル予測利得算出部１４８は右チャネル予測利得を算出し、平均予測利得算出部１４９は、左チャネル予測利得と右チャネル予測利得との平均値を平均予測利得として算出し、ＡＧ’として保存する。【００５１】
次いで、ＳＴ１０７０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１デクリメントし、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１インクリメントする。【００５２】
次いで、ＳＴ１０８０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１は左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍが「０」であるか判定し、右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍがＮであるか判定する。【００５３】
ＳＴ１０８０において左チャネル用のＩＣＰパラメータの次数ｍが「０」であると判定される場合、すなわち、右チャネル用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍがＮであると判定される場合（ＳＴ１０８０：「ＹＥＳ」）、ＳＴ１１４０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、それぞれ左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを多重化部１０５に出力する。【００５４】
ＳＴ１０８０において左チャネル用のＩＣＰパラメータの次数ｍが「０」でないと判定される場合、すなわち、右チャネル用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍがＮでないと判定される場合（ＳＴ１０８０：「ＮＯ」）、ＳＴ１０９０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、それぞれｍ次の要素を含む左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよびＮ−ｍ次の要素を含む右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。【００５５】
次いで、ＳＴ１１００において、左チャネル復号部１４５および右チャネル復号部１４６はそれぞれ左チャネル信号および右チャネル信号の復号を行い、左チャネル予測利得算出部１４７および右チャネル予測利得算出部１４８はそれぞれ左チャネル予測利得および右チャネル予測利得を算出し、平均予測利得算出部１４９は、左チャネル予測利得と右チャネル予測利得との平均値を平均予測利得として算出し、ＡＧとして保存する。【００５６】
次いで、ＳＴ１１１０において、平均予測利得算出部１４９は、ＡＧ＞ＡＧ’であるか否かを判定する。【００５７】
ＳＴ１１１０において、ＡＧ＞ＡＧ’でないと判定される場合（ＳＴ１１１０：「ＮＯ」）、すなわち、平均予測利得算出部１４９は比較結果が「０」となる場合、処理はＳＴ１１４０に移行する。【００５８】
ＳＴ１１１０において、ＡＧ＞ＡＧ’であると判定される場合（ＳＴ１１１０：「ＹＥＳ」）、すなわち、平均予測利得算出部１４９は比較結果が「１」となる場合、ＳＴ１１２０において、平均予測利得算出部１４９は、ＡＧ’＝ＡＧのようにＡＧをＡＧ’に保存する。【００５９】
次いで、ＳＴ１１３０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１デクリメントし、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１インクリメントし、処理はＳＴ１０８０に戻る。【００６０】
上述したように図４においては、クリティカルチャネルが右チャネルである場合について説明したが、クリティカルチャネルが左チャネルである場合、ＩＣＰ符号化部１０４における処理は、図４に示す処理と基本的に同様であり、ＳＴ１０７０およびＳＴ１１３０のみにおいて異なる。すなわち、クリティカルチャネルが左チャネルである場合、ＳＴ１０７０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１インクリメントし、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１デクリメントする。なお、ＳＴ１１３０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は左チャネル用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１インクリメントし、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、右チャネル用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１デクリメントし、処理はＳＴ１０８０に戻る。【００６１】
図５は、本実施の形態に係るステレオ復号装置２００の主要な構成を示すブロック図である。【００６２】
ステレオ復号装置２００は、分離部２０１、モノラル復号部２０２、左チャネル復号部２０３、および右チャネル復号部２０４を備える。【００６３】
分離部２０１は、ステレオ符号化装置１００から送信されるビットストリームをモノラルビットストリームＭＢＳ、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ、右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ、および左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍに分離し、モノラルビットストリームＭＢＳをモノラル復号部２０２に出力し、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍを左チャネル復号部２０３に出力し、右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲおよび左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍを右チャネル復号部２０４に出力する。【００６４】
モノラル復号部２０２は、分離部２０１から入力されるモノラルビットストリームＭＢＳを用いてＡＭＲ−ＷＢなどの音声復号処理を行い、生成されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）を、左チャネル復号部２０３および右チャネル復号部２０４に出力するととともに、復号信号として出力する。【００６５】
左チャネル復号部２０３は、モノラル復号部２０２から入力されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）および分離部２０１から入力される左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍを用い式（６）に従って復号を行い、得られる左チャネル再構築信号Ｌ’（ｎ）を復号信号として出力する。【００６６】
右チャネル復号部２０４は、モノラル復号部２０２から入力されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）および分離部２０１から入力される右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲおよび左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍを用い式（７）に従って復号を行い、得られる右チャネル再構築信号Ｒ’（ｎ）を復号信号として出力する。【００６７】
このように、本実施の形態によれば、ステレオ符号化装置は、クリティカルチャネルを判定し、ＩＣＰ予測利得が最大となるように、非クリティカルチャネル用のＩＣＰパラメータの次数を削減し、その削減の分、クリティカルチャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数を向上するため、ステレオ符号化の符号化情報量を保ちつつ符号化精度を向上することができる。そして、このように符号化精度を向上させた符号化信号（ビットストリーム）をステレオ復号装置において復号することにより、高品質な復号信号を得ることができる。この復号信号が復号音声信号の場合は、歪みの少ない良質な復号音声を得ることができる。【００６８】
図６Ａおよび図６Ｂは、本実施の形態の効果を説明するための図である。図６Ａは、左チャネル信号Ｌ（ｎ）の１フレームにわたる振幅値を示し、図６Ｂは、右チャネル信号Ｒ（ｎ）の１フレームにわたる振幅値を示す。なお、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、横軸は１フレーム内のサンプル番号ｎの値を示し、縦軸は振幅を示す。式（２）に従って図６Ａおよび図６Ｂに示す左チャネル信号Ｌ（ｎ）および右チャネル信号Ｒ（ｎ）を用いモノラル信号Ｍ（ｎ）を求めた場合、Ｍ（ｎ）とＬ（ｎ）との相関関係ＣＭＬは０．９８７７４となり、Ｍ（ｎ）とＲ（ｎ）との相関関係ＣＭＲは０．８２８９４となる。そこで、ＣＭＬとＣＭＲの比は８４％であるため、右チャネル信号Ｒ（ｎ）がクリティカルチャネルと判定される。左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数および右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲの次数を両方とも３次に設定してＩＣＰ符号化を行うと、左チャネル予測利得および右チャネル予測利得はそれぞれ１８．４５ｄＢおよび７．３６５ｄＢとなり平均予測利得は１２．９ｄＢとなる。これに対し、本実施の形態に係るステレオ符号化方法を用いてＩＣＰパラメータの次数を調整し、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数と右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲの次数とをそれぞれ２次および４次にしてＩＣＰ符号化を行えば、左チャネル予測利得および右チャネル予測利得はそれぞれ１８．１１ｄＢおよび８．１７８ｄＢとなり平均予測利得は１３．１４ｄＢとなる。すなわち、クリティカルチャネルが存在する本例においては、本実施の形態によれば、平均予測利得を０．２４ｄＢ向上することができる。【００６９】
なお、本実施の形態では、クリティカルチャネル判定を行いＩＣＰパラメータの次数を適応調整する場合を例にとって説明したが、クリティカルチャネル判定を行いＩＣＰパラメータの量子化ビット数を調整しても良い。具体的には、非クリティカルチャネル用のＩＣＰパラメータの量子化ビット数を削減し、その削減の分、クリティカルチャネル用のＩＣＰパラメータの量子化ビット数を増加し、調整後のビット数で両チャネルのＩＣＰパラメータに対しスカラー量子化やベクトル量子化などの任意の手法で量子化を行う。【００７０】
また、本実施の形態では、ＩＣＰ符号化部１０４にて、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０、および右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１でのＩＣＰ次数の調整を、左チャネル予測利得および右チャネル予測利得から得られる平均予測利得を用いて行う場合を例にとって説明したが、予測利得の代わりに、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と左チャネル再構築信号（予測信号）Ｌ’（ｎ）との間の相関値、および右チャネル信号Ｒ（ｎ）と右チャネル再構築信号（予測信号）Ｒ’（ｎ）との間の相関値を用い、例えばそれらの平均値を用いて、ＩＣＰ次数の調整やＩＣＰパラメータの量子化ビット数の調整を行うようにしても良い。【００７１】
また、本実施の形態では、左チャネル信号および右チャネル信号に対し直接ＩＣＰ分析を行いＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する場合を例にとって説明したが、左チャネル信号および右チャネル信号の駆動音源信号に対しＩＣＰ分析を行いＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整しても良い。ここで駆動音源信号とは、例えばＣＥＬＰ符号化により得られる駆動音源信号を示す。【００７２】
また、本実施の形態では、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）との平均値を求めることによりモノラル信号Ｍ（ｎ）を生成する場合を例にとって説明したが、モノラル信号の合成方法として他の方法を使っても良く、その一例を式で表すとＭ＝ｗ１Ｌ＋ｗ２Ｒである。この式においてｗ１、ｗ２は、ｗ１＋ｗ２＝１．０の関係を満たす重み付け係数である。【００７３】
また、本実施の形態では、図４に示す手順に従い両チャネル用のＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する場合を例にとって説明したが、両チャネル用のＩＣＰパラメータの次数の合計が非常に少なく所定値以下である場合には、両チャネルそれぞれのＩＣＰパラメータの次数の可能な組合せに対し平均予測利得を求め、平均予測利得が最大となる組合せを求めても良い。【００７４】
また、本実施の形態では、図４に示す手順に従い両チャネル用のＩＣＰパラメータの次数をＮ／２と初期化して適応的に調整する場合を例にとって説明したが、前フレームのステレオ符号化における調整結果を用いて両チャネル用のＩＣＰパラメータの次数を初期化し、図７に示す手順に従って現フレームのＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整しても良い。隣接フレーム間では、各フレームにおけるチャネル間の相関レベルが類似している場合があり、その場合には最適なＩＣＰパラメータ次数も隣接フレーム間で類似しているため、前フレームの調整結果で得られる次数を初期値としその初期値次数を増減させることで現フレームの次数の調整を行うことにより、ＩＣＰパラメータの次数の調整に要するループの回数を削減し演算量を低減することができる。図７に示す各ループの処理は図４に示したループの処理と基本的に同様であり、図７に示す手順と図４に示す手順の相違点について説明する。なお本図では、Ｒチャネルがクリティカル信号の場合、すなわちフラグ(Ｆｌａｇ)が「Ｒ」である場合を例にとる。ＩＣＰ符号化部１０４は、まず前フレームにおける左チャネルパラメータＩＣＰＬの次数ｍ＿ｐｒｅを用いてｍを初期化する（ＳＴ２０１０）。次いで、ｍ＿ｐｒｅを用いて初期化されたｍが「１」である場合には（ＳＴ２０３０：「ＹＥＳ」）、Ｎ／２より小さい範囲でｍを１インクリメントしながら、平均予測利得が最大となるようにＩＣＰパラメータの次数を調整する（ＳＴ２２１０〜２２７０）。また、ｍ＿ｐｒｅを用いて初期化されたｍが「１」でなく、Ｎ／２である場合には（ＳＴ２０４０：「ＹＥＳ」）、ｍを１デクリメントしながら、平均予測利得が最大となるようにＩＣＰパラメータを調整する（ＳＴ２０５０〜ＳＴ２１１０）。また、ｍ＿ｐｒｅを用いて初期化されたｍが「１」でなく、かつ、Ｎ／２でない場合には（ＳＴ２０４０：「ＮＯ」）、ｍの１インクリメントまたは１デクリメントによる平均予測利得の変化状況に基づき、ＳＴ２０６０〜ＳＴ２１１０のループまたはＳＴ２２１０〜ＳＴ２２７０のループに移行するか（ＳＴ２１２０〜ＳＴ２２００）、ｍ＿ｐｒｅを用いて初期化されたｍを変化させずに、すなわち前フレームにおけるＩＣＰ調整結果をそのまま現フレームでの調整結果とする（ＳＴ２１９０）。【００７５】
なお、フラグが「Ｌ」の場合には、図７において、次数ｍのインクリメントおよびデクリメントの関係を逆にすると共に、ＳＴ２２２０での判定条件を逆（すなわち、“ｍ＜Ｎ／２”）にして動作するようにすれば良い。【００７６】
また、両チャネルともクリティカル信号でない、すなわちフラグが０を示す場合は、ｍ＝Ｎ／２とする。【００７７】
以上、本発明の実施の形態について説明した。【００７８】
なお、本実施の形態では、図４と図７において、入れ替え可能なステップは、入れ替えて行っても良く、或いは並行して行っても良い（例えば、ＳＴ１０２０とＳＴ１０３０、等）。【００７９】
また、本実施の形態では、クリティカルチャネル判定部１０３において、左チャネル信号とモノラル信号との相関係数ＣＭＬと、右チャネル信号とモノラル信号との相関係数ＣＭＲと、の比を用いてクリティカルチャネルの有無を判定しているが、各チャネル信号とモノラル信号との相関関係を判断可能な異なる指標を用いて判定を行っても良い。【００８０】
また、本実施の形態では、ステレオ復号装置２００は、ステレオ符号化装置１００から伝送されたビットストリームを復号するとしたが、これに限らず、ビットストリームとして、ステレオ復号装置２００で復号可能な形式の符号化データであれば、ステレオ符号化装置１００から伝送されたものでなくてもステレオ復号装置２００で受信して復号することが可能であることは言うまでもない。【００８１】
また、本実施の形態に係るステレオ符号化装置、ステレオ復号装置、およびこれらの方法は、種々変更して実施することが可能である。【００８２】
また、本実施の形態では、音声信号を符号化対象とする場合を例にとって説明したが、本発明に係るステレオ符号化装置、ステレオ復号装置、およびこれらの方法は、音声信号のほかオーディオ信号にも適用することができる。【００８３】
本発明に係るステレオ符号化装置およびステレオ復号装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。【００８４】
また、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係るステレオ符号化方法／ステレオ復号方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係るステレオ符号化装置／ステレオ復号装置と同様の機能を実現することができる。【００８５】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。【００８６】
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。【００８７】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。【００８８】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。【００８９】
２００７年１月２６日出願の特願２００７−０１６５５０の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明に係るステレオ符号化装置、ステレオ復号装置、およびこれらの方法は、携帯電話、ＩＰ電話、テレビ会議等に好適である。
【図１】
2008090970.tif 000012
【図２】
2008090970.tif 000013
【図３】
2008090970.tif 000014
【図４】
2008090970.tif 000015
【図５】
2008090970.tif 000016
【図６】
2008090970.tif 000017
【図７】
2008090970.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月8日(2009.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオ信号を用いて生成されるモノラル信号と前記ステレオ信号の第１チャネル信号との相関レベルを示す第１相関係数を求めるとともに、前記モノラル信号と前記ステレオ信号の第２チャネル信号との相関レベルを示す第２相関係数を求める相関係数算出手段と、
前記第１相関係数と前記第２相関係数とを用いて、前記第１チャネル信号および第２チャネル信号のうち、予め設定された条件を満たす信号が存在するか否かを判定する判定手段と、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に対しそれぞれＩＣＰ（Inter-Channel Prediction）分析を行い第１ＩＣＰパラメータおよび第２ＩＣＰパラメータを得るＩＣＰ分析手段と、
前記判定手段の判定結果を用いて前記第１ＩＣＰパラメータと前記第２ＩＣＰパラメータとを調整する調整手段と、
を具備するステレオ符号化装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第１相関係数と前記第２相関係数との比を用いて判定を行う、
請求項１記載のステレオ符号化装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記比が所定の範囲内に収まらない場合には、前記予め設定された条件を満たす信号が存在すると判定し、且つ、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号のうち前記モノラル信号との相関レベルが低い方の信号が前記予め設定された条件を満たす信号であるとし、
前記比が前記所定の範囲内に収まる場合には、前記予め設定された条件を満たす信号が存在しないと判定する、
請求項２記載のステレオ符号化装置。
【請求項４】
前記調整手段は、
前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数との合計が一定となるように前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数とを調整する、
請求項３記載のステレオ符号化装置。
【請求項５】
前記調整手段は、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在しないという場合には、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数とを等しく設定し、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在するという場合には、前記第１ＩＣＰパラメータの次数および前記第２ＩＣＰパラメータの次数のうち、前記予め設定された条件を満たす信号に対応する方の次数をより高く設定する、
請求項４記載のステレオ符号化装置。
【請求項６】
前記第１ＩＣＰパラメータを用いて前記第１チャネルのＩＣＰ予測性能を示す第１予測利得を算出する第１予測利得算出手段と、
前記第２ＩＣＰパラメータを用いて前記第２チャネルのＩＣＰ予測性能を示す第２予測利得を算出する第２予測利得算出手段と、
をさらに具備し、
前記調整手段は、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在するという場合、前記第１予測利得と前記第２予測利得との平均値が最大となるように前記第１ＩＣＰパラメータ
の次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数とを調整する、
請求項５記載のステレオ符号化装置。
【請求項７】
前記調整手段は、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在するという場合、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数とを等しく初期化し、前記第１ＩＣＰパラメータの次数および前記第２ＩＣＰパラメータの次数のうち、予め設定された条件を満たす信号に対応する方の次数を１次ずつ増加するとともに他方を１次ずつ減少する、
請求項６記載のステレオ符号化装置。
【請求項８】
前記調整手段は、
前記判定結果が、前記予め設定された条件を満たす信号が存在するという場合、前フレームにおける前記第１ＩＣＰパラメータの次数と前記第２ＩＣＰパラメータの次数との調整結果を初期値とし、前記初期値を基準に、現フレームにおける前記第１ＩＣＰパラメータの次数および前記第２ＩＣＰパラメータの次数のうち、一方を１次ずつ増加するとともに他方を１次ずつ減少するか、または、前記一方を１次ずつ減少するとともに前記他方を１次ずつ増加する、
請求項６記載のステレオ符号化装置。
【請求項９】
ステレオ符号化装置において生成された、ステレオ信号の第１チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第１ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号の第２チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第２ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号を用いて生成されたモノラル信号を符号化して得られたモノラル符号化信号と、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、を受信する受信手段と、
前記モノラル符号化信号を復号してモノラル復号信号を生成するモノラル復号手段と、
前記第１ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第１チャネル復号信号を生成する第１チャネル復号手段と、
前記第２ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第２チャネル復号信号を生成する第２チャネル復号手段と、
を具備するステレオ復号装置。
【請求項１０】
ステレオ信号を用いて生成されるモノラル信号と前記ステレオ信号の第１チャネル信号との相関レベルを示す第１相関係数を求めるとともに、前記モノラル信号と前記ステレオ信号の第２チャネル信号との相関レベルを示す第２相関係数を求める相関係数算出ステップと、
前記第１相関係数と前記第２相関係数とを用いて、前記第１チャネル信号および第２チャネル信号のうち、予め設定された条件を満たす信号が存在するか否かを判定する判定ステップと、
前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に対しそれぞれＩＣＰ分析を行い第１ＩＣＰパラメータおよび第２ＩＣＰパラメータを得るＩＣＰ分析ステップと、
前記判定ステップの判定結果を用いて前記第１ＩＣＰパラメータと前記第２ＩＣＰパラメータとを調整する調整ステップと、
を有するステレオ符号化方法。
【請求項１１】
ステレオ符号化装置において生成された、ステレオ信号の第１チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第１ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号の第２チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第２ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号を用いて生成されたモノラル信号を符号化して得られたモノラル符号化信号と、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、を受信する受信ステップと、
前記モノラル符号化信号を復号してモノラル復号信号を生成するモノラル復号ステップと、
前記第１ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第１チャネル復号信号を生成する第１チャネル復号ステップと、
前記第２ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第２チャネル復号信号を生成する第２チャネル復号ステップと、
を有するステレオ復号方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信システムまたはインターネットプロトコル（ＩＰ：Internet Protocol）を用いたパケット通信システム等において、ステレオ音声信号やステレオ・オーディオ信号の符号化・復号を行う際に用いられるステレオ符号化装置、ステレオ復号装置およびこれらの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムまたはＩＰを用いたパケット通信システム等において、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）によるディジタル信号処理速度と帯域幅の制限は徐々に緩和されつつある。伝送レートのさらなる高ビットレート化が進めば、複数チャネルを伝送するだけの帯域を確保できるようになるため、現在はモノラル方式が主流となる音声通信においても、ステレオ方式による通信（ステレオ通信）が普及することが期待される。
【０００３】
現在の携帯電話は既に、ステレオ機能を有するマルチメディアプレイヤやＦＭラジオの機能を搭載することができる。従って、第４世代の携帯電話およびＩＰ電話等にステレオ・オーディオ信号だけでなく、ステレオ音声信号の録音、再生等の機能を追加するのは自然なことである。
【０００４】
従来、ステレオ信号を符号化する方法としてＩＳＣ（Intensity Stereo Coding：強度ステレオ符号化）、ＢＣＣ（Binaural Cue Coding：バイノーラル・キュー符号化）、およびＩＣＰ（Inter-Channel Prediction：チャネル間予測）などがある。非特許文献１には、これらの符号化方法を用いて、モノラルコーデックに基づきステレオ信号を予測および推定する技術が開示されている。具体的には、ステレオ信号を構成するチャネル信号、例えば、左チャネル信号と右チャネル信号とを用いた合成によりモノラル信号を得、得られるモノラル信号を公知の音声コーデックを使用して符号化／復号し、さらに予測パラメータを用いてモノラル信号から左チャネルと右チャネルとの差信号（サイド信号（side signal））を予測／推定する。このような符号化方法において、符号化側は、モノラル信号とサイド信号との関係を時間依存性の適応フィルタを使用してモデル化し、フレーム毎に算出されたフィルタ係数を復号側に送信する。復号側では、モノラルコーデックによって送信された高品質なモノラル信号をフィルタリングすることによって差信号を再構築し、再構築した差信号とモノラル信号とから、左チャネル信号および右チャネル信号を算出する。
【０００５】
また、非特許文献２には、チャネル間相関キャンセラー（Cross-Channel Correlation Canceller）と呼ばれる符号化方法が開示されており、ＩＣＰ方式の符号化方法においてチャネル間相関キャンセラーの技術を適用する場合、一方のチャネルから他方のチャネルを予測することができる。
【０００６】
上記の非特許文献１および非特許文献２記載のＩＣＰ方式の予測性能を表す１つの指数として、下記の式（１）に示す予測利得がある。
【数１】
2008090970.tif 000019
【０００７】
この式において、ｙ（ｎ）は基準信号、ｅ（ｎ）は予測誤差であり、ｅ（ｎ）＝ｙ（ｎ
）−ｙ’（ｎ）で表される。ここで、ｙ’（ｎ）は予測信号を表す。ｎは各信号の時間領域におけるサンプルのインデックスを表す。予測利得Ｇａｉｎが高いほどＩＣＰ方式のパフォーマンスはより良好である。
【０００８】
なお、ＩＣＰ方式のステレオ符号化においては、左チャネル信号および右チャネル信号の予測／推定に用いられる情報としてチャネル間固有の相関関係を用いる。このようなＩＣＰ方式のステレオ符号化は、エネルギが低周波数に集中している信号、例えば音声信号の符号化に好適である。
【非特許文献１】3GPP TS26.290 V6.3.0, Jun. 2005
【非特許文献２】S. Minami and O. Okada, “Stereophonic ADPCM voice coding method”, in Proc. IEEE Int. Conf. Acoust., Speech, Signal Processing (ICASSP’90), Albuquerque, NM, Apr. 1990, pp. 1113-1116.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ステレオ信号の左右のチャネルの間には依存関係が存在しないので、ＩＣＰ方式のステレオ符号化において、左チャネル信号と右チャネル信号とを加算して得られるモノラル信号を用いて、左チャネル信号および右チャネル信号を直接予測する構成とすることで、チャネル間の予測性能を向上させることができる。
【００１０】
非特許文献１および非特許文献２記載のＩＣＰ方式のステレオ符号化において、その予測パラメータ（すなわち適応フィルタ係数）の次数は定数である。しかし、２つのチャネルの相関レベルが低いほど、予測に必要な適応フィルタの次数はより多くなる。従って、２つのチャネルの相関レベルが所定値以下である場合、例えば、ステレオ音声の左チャネル信号Ｌ（ｎ）が右チャネル信号Ｒ（ｎ）よりもずっと大きい場合には、所定の予測性能を得るために必要な適応フィルタの次数が膨大となり予測が非常に困難となる。すなわち、Ｌ（ｎ）＞＞Ｒ（ｎ）の場合に、下記の式（２）に示されるモノラル信号Ｍ（ｎ）は、ほぼＬ（ｎ）／２と等しくなる。
【数２】
2008090970.tif 000020
【００１１】
このような場合、モノラル信号は、左チャネル信号によってほとんど決まり左チャネル信号との相関レベルが非常に高い。それに対して、右チャネル信号とモノラル信号との相関レベルは非常に低く、モノラル信号から右チャネル信号を予測することは非常に困難である。従って、モノラル信号を用いて左チャネル信号および右チャネル信号を直接予測する構成において、非特許文献１および非特許文献２と同様に予測次数を定数とした場合、ステレオ信号にモノラル信号との相関が非常に低いチャネル信号（以下、「クリティカルチャネル信号」と称す）が含まれている場合にクリティカルチャネル信号の予測性能が劣化するという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、ステレオ信号がクリティカルチャネル信号を含む場合でも、ＩＣＰ方式のステレオ符号化を行い、クリティカルチャネル信号の予測性能を向上することができるステレオ符号化装置およびステレオ符号化方法、および、このステレオ符号化装置により生成され送信された信号を用いて高品質な復号信号を得ることが可能なステレオ復号装置およびステレオ復号方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のステレオ符号化装置は、ステレオ信号を用いて生成されるモノラル信号と前記
ステレオ信号の第１チャネル信号との相関レベルを示す第１相関係数を求めるとともに、前記モノラル信号と前記ステレオ信号の第２チャネル信号との相関レベルを示す第２相関係数を求める相関係数算出手段と、前記第１相関係数と前記第２相関係数とを用いて、前記第１チャネル信号および第２チャネル信号のうち、予め設定された条件を満たす信号が存在するか否かを判定する判定手段と、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に対しそれぞれＩＣＰ（Inter-Channel Prediction）分析を行い第１ＩＣＰパラメータおよび第２ＩＣＰパラメータを得るＩＣＰ分析手段と、前記判定手段の判定結果を用いて前記第１ＩＣＰパラメータと前記第２ＩＣＰパラメータとを調整する調整手段と、を具備する構成を採る。
【００１４】
本発明のステレオ復号装置は、ステレオ符号化装置において生成された、ステレオ信号の第１チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第１ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号の第２チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第２ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号を用いて生成されたモノラル信号を符号化して得られたモノラル符号化信号と、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、を受信する受信手段と、前記モノラル符号化信号を復号してモノラル復号信号を生成するモノラル復号手段と、前記第１ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第１チャネル復号信号を生成する第１チャネル復号手段と、前記第２ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第２チャネル復号信号を生成する第２チャネル復号手段と、を具備する構成を採る。
【００１５】
本発明のステレオ符号化方法は、ステレオ信号を用いて生成されるモノラル信号と前記ステレオ信号の第１チャネル信号との相関レベルを示す第１相関係数を求めるとともに、前記モノラル信号と前記ステレオ信号の第２チャネル信号との相関レベルを示す第２相関係数を求める相関係数算出ステップと、前記第１相関係数と前記第２相関係数とを用いて、前記第１チャネル信号および第２チャネル信号のうち、予め設定された条件を満たす信号が存在するか否かを判定する判定ステップと、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号に対しそれぞれＩＣＰ分析を行い第１ＩＣＰパラメータおよび第２ＩＣＰパラメータを得るＩＣＰ分析ステップと、前記判定ステップの判定結果を用いて前記第１ＩＣＰパラメータと前記第２ＩＣＰパラメータとを調整する調整ステップと、を有するようにした。
【００１６】
本発明のステレオ復号方法は、ステレオ符号化装置において生成された、ステレオ信号の第１チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第１ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号の第２チャネル信号に対しＩＣＰ分析を行って得られた第２ＩＣＰパラメータと、前記ステレオ信号を用いて生成されたモノラル信号を符号化して得られたモノラル符号化信号と、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、を受信する受信ステップと、前記モノラル符号化信号を復号してモノラル復号信号を生成するモノラル復号ステップと、前記第１ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第１チャネル復号信号を生成する第１チャネル復号ステップと、前記第２ＩＣＰパラメータと、前記第１ＩＣＰパラメータの次数と、前記モノラル復号信号と、を用いて第２チャネル復号信号を生成する第２チャネル復号ステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ステレオ信号がクリティカルチャネル信号を含む場合でも、ＩＣＰ方式のステレオ符号化を行い、クリティカルチャネル信号の予測性能精度を向上させることができ、復号側において高品質な復号信号を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態に係るステレオ符号化装置１００の主要な構成を示すブロック図である。ステレオ符号化装置１００は、左（Ｌ）チャネル信号と右（Ｒ）チャネル信号とからなるステレオ信号がフレーム毎に入力され、フレーム毎に符号化処理を行う。なお、左チャネル、右チャネル、Ｌ、Ｒ、という表記は、説明の便宜上の名称であって、必ずしも、左、右、という位置的条件を限定するものではない。
【００２０】
ステレオ符号化装置１００は、モノラル信号合成部１０１、相関係数算出部１０２、クリティカルチャネル判定部１０３、ＩＣＰ符号化部１０４、および多重化部１０５を備える。なお、ここでは、左チャネル信号および右チャネル信号両方の予測用のＩＣＰパラメータの次数の合計がＮであり、そのうち、左チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数がｍ、右チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数がＮ−ｍである場合を例にとって説明する。
【００２１】
モノラル信号合成部１０１は、上記の式（２）に従って左チャネル信号Ｌ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）とを用いた合成を行ってモノラル信号Ｍ（ｎ）を生成し、相関係数算出部１０２およびＩＣＰ符号化部１０４に出力する。すなわち、モノラル信号合成部１０１は、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）との平均値を求めることによりモノラル信号Ｍ（ｎ）を求める。
【００２２】
相関係数算出部１０２は、下記の式（３）および式（４）に従ってモノラル信号Ｍ（ｎ）と左チャネル信号Ｌ（ｎ）との相関係数ＣＭＬ、モノラル信号Ｍ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）との相関係数ＣＭＲを算出し、クリティカルチャネル判定部１０３に出力する。式（３）および式（４）において、Ｆはフレーム長を表す。
【数３】
2008090970.tif 000021
【数４】
2008090970.tif 000022
【００２３】
クリティカルチャネル判定部１０３は、相関係数算出部１０２から入力される相関係数ＣＭＬとＣＭＲとを比較し、ＣＭＬとＣＭＲとの比が所定の範囲、例えば、９０％以上でかつ１１１％以下の範囲内に収まらない場合、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）とのうち、モノラル信号Ｍ（ｎ）との相関が小さい方をクリティカルチャネルと判定し、フラグ（Ｆｌａｇ）の値を「Ｌ」または「Ｒ」に設定してＩＣＰ符号化部１０４に出力する。また、クリティカルチャネル判定部１０３は、ＣＭＬとＣＭＲとの比が所定の範囲、例えば、９０％以上でかつ１１１％以下の範囲内に収まる場合には、クリティカルチャネルが存在しないと判定し、フラグの値を「０」に設定してＩＣＰ符号化部１０４に出力する。
【００２４】
ＩＣＰ符号化部１０４は、モノラル信号合成部１０１から入力されるモノラル信号Ｍ（ｎ）を符号化し、モノラルビットストリームＭＢＳを生成する。また、ＩＣＰ符号化部１０４は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」である場合には、左チャネルおよび右チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数を両方ともＮ／２に設定しＩＣＰ分析を行って左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。また、ＩＣＰ符号化部１０４は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｌ」または「Ｒ」である場合には、左チャネルおよび右チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整し、ＩＣＰ分析を行って左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。ＩＣＰ符号化部１０４は、モノラルビットストリームＭＢＳ、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ、右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ、および左チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを多重化部１０５に出力する。なお、ＩＣＰ符号化部１０４の詳細については後述する。
【００２５】
多重化部１０５は、ＩＣＰ符号化部１０４から入力されるモノラルビットストリームＭＢＳ、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ、右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ、および左チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを多重化し、多重化によって得られるビットストリームを出力する。
【００２６】
図２は、ＩＣＰ符号化部１０４の内部の主要な構成を示すブロック図である。
【００２７】
ＩＣＰ符号化部１０４は、左チャネルＩＣＰ分析部１４１、右チャネルＩＣＰ分析部１４２、モノラル符号化部１４３、モノラル復号部１４４、左チャネル復号部１４５、右チャネル復号部１４６、左チャネル予測利得算出部１４７、右チャネル予測利得算出部１４８、平均予測利得算出部１４９、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０、および右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１を備える。
【００２８】
左チャネルＩＣＰ分析部１４１は、適応フィルタからなり、左チャネル信号Ｌ（ｎ）とモノラル信号Ｍ（ｎ）との固有の相関関係を用いてＩＣＰ分析を行い、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０から入力される次数ｍの左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬを生成する。左チャネルＩＣＰ分析部１４１は、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０から入力される次数ｍ、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグ、および平均予測利
得算出部１４９から入力される比較結果の何れも「０」でない場合には、生成された左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬを左チャネル復号部１４５に出力する。また、左チャネルＩＣＰ分析部１４１は、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０から入力される次数ｍが「０」である場合、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」である場合、または平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、生成された左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬを、その時の次数ｍと共に多重化部１０５に出力する。
【００２９】
右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、適応フィルタからなり、右チャネル信号Ｒ（ｎ）とモノラル信号Ｍ（ｎ）との固有の相関関係を用いてＩＣＰ分析を行い、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１から入力される次数（Ｎ−ｍ）の右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１から入力される次数Ｎ−ｍがＮでなく、かつ、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」でなく、かつ、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」でない場合には、生成された右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを右チャネル復号部１４６に出力する。また、右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１から入力される次数Ｎ−ｍがＮである場合、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」である場合、または平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、生成された右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを多重化部１０５に出力する。
【００３０】
図３は、左チャネルＩＣＰ分析部１４１及び右チャネルＩＣＰ分析部１４２を構成する適応フィルタの構成および動作を説明するための図である。この図において、Ｈ（ｚ）は、Ｈ（ｚ）＝ｂ０＋ｂ１（ｚ−１）＋ｂ２（ｚ−２）＋…＋ｂｋ（ｚ−ｋ）であり、適応フィルタ、例えばＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタのモデル（伝達関数）を示す。ここで、ｋは適応フィルタ係数の次数を示し、ｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］は適応フィルタ係数（パラメータ）を示す。ｘ(ｎ)は適応フィルタの入力信号、ｙ’(ｎ)は適応フィルタの出力信号（予測信号）、ｙ(ｎ)は適応フィルタの基準信号を示す。左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２においては、ｘ(ｎ)はモノラル信号Ｍ（ｎ）に対応し、ｙ(ｎ)は、左チャネルＩＣＰ分析部１４１においては左チャネル信号Ｌ（ｎ）に対応し、右チャネルＩＣＰ分析部１４２においては右チャネル信号Ｒ（ｎ）に対応する。
【００３１】
適応フィルタは、下記の式（５）に従って、予測信号と基準信号との平均二乗誤差が最小となるような、適応フィルタパラメータｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］を求めて出力する。
【数５】
2008090970.tif 000023
この式において、Ｅは統計的期待演算子(statistical expectation operator)を表し、ｅ(ｎ)は予測誤差を示す。
【００３２】
左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、予測信号と基準信号との平均二乗誤差が最小となるような、適応フィルタパラメータｂ＝［ｂ０，ｂ１，…，ｂｋ］をそれぞれ左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ＝［ｂＬ０，ｂＬ１，…，ｂＬｍ］および右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ＝［ｂＲ０，ｂＲ１，…，ｂＲ（Ｎ−ｍ）］として出力する。
【００３３】
再び図２に戻り、モノラル符号化部１４３は、モノラル信号合成部１０１から入力されるモノラル信号Ｍ（ｎ）に対してＡＭＲ−ＷＢ(Adaptive MultiRate - WideBand)などの音声符号化処理を行い、モノラルビットストリームＭＢＳを生成する。モノラル符号化部１４３は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグおよび平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果の何れも「０」でない場合には、生成されたモノラルビットストリームＭＢＳをモノラル復号部１４４に出力する。モノラル符号化部１４３は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」である場合、または平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、生成されたモノラルビットストリームＭＢＳを多重化部１０５に出力する。
【００３４】
モノラル復号部１４４は、モノラル符号化部１４３から入力されるモノラルビットストリームＭＢＳを用いてＡＭＲ−ＷＢなどの音声復号処理を行い、生成されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）を左チャネル復号部１４５および右チャネル復号部１４６に出力する。
【００３５】
左チャネル復号部１４５は、モノラル復号部１４４から入力されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）および左チャネルＩＣＰ分析部１４１から入力される左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ＝［ｂＬ０，ｂＬ１，…，ｂＬｍ］を用い下記の式（６）に従って復号処理を行い、左チャネル再構築信号Ｌ’（ｎ）を生成して左チャネル予測利得算出部１４７に出力する。
【数６】
2008090970.tif 000024
【００３６】
右チャネル復号部１４６は、モノラル復号部１４４から入力されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）および右チャネルＩＣＰ分析部１４２から入力される右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ＝［ｂＲ０，ｂＲ１，…，ｂＲ（Ｎ−ｍ）］を用い下記の式（７）に従って復号処理を行い、右チャネル再構築信号Ｒ’（ｎ）を生成して右チャネル予測利得算出部１４８に出力する。
【数７】
2008090970.tif 000025
【００３７】
左チャネル予測利得算出部１４７は、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と、左チャネル復号部１４５から入力される左チャネル再構築信号Ｌ’（ｎ）とを用い下記の式（８）に従って左チャネル予測利得ＧＬを算出し、平均予測利得算出部１４９に出力する。
【数８】
2008090970.tif 000026
【００３８】
右チャネル予測利得算出部１４８は、右チャネル信号Ｒ（ｎ）と、右チャネル復号部１４６から入力される右チャネル再構築信号Ｒ’（ｎ）とを用い下記の式（９）に従って右チャネル予測利得ＧＲを算出し、平均予測利得算出部１４９に出力する。
【数９】
2008090970.tif 000027
【００３９】
平均予測利得算出部１４９は、左チャネル予測利得算出部１４７から入力される左チャネル予測利得ＧＬと右チャネル予測利得算出部１４８から入力される右チャネル予測利得ＧＲとの平均値を平均予測利得として算出し記憶する。平均予測利得算出部１４９は、平均予測利得ＡＧと、記憶されている過去の平均予測利得ＡＧ’とを比較し、ＡＧがＡＧ’より大きい場合には比較結果として「１」を、ＡＧがＡＧ’以下である場合には比較結果として「０」を、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０および右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１に出力する。
【００４０】
左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「１」であり、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｌ」である場合には、左チャネル用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１インクリメントしてから左チャネルＩＣＰ分析部１４１に出力する。また、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「１」であり、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｒ」である場合には、左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１デクリメントしてから左チャネルＩＣＰ分析部１４１に出力する。左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、何の処理もしない。
【００４１】
右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「１」であり、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｌ」である場合には、右チャネルの予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１デクリメントしてから右チャネルＩＣＰ分析部１４２に出力する。また、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「１」であり、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「Ｒ」である場合には、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１インクリメントしてから右チャネルＩＣＰ分析部１４２に出力する。右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、平均予測利得算出部１４９から入力される比較結果が「０」である場合には、何の処理もしない。
【００４２】
図４は、ＩＣＰ符号化部１０４においてＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する手順を示すフロー図である。なお、図４では、クリティカルチャネルが右チャネルである場合、すなわち、フラグが「Ｒ」である場合のみについて説明する。
【００４３】
まず、ステップ（ＳＴ）１０１０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０および右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、それぞれ左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍおよび右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍをＮ／２に設定する。
【００４４】
次いで、ＳＴ１０２０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、それぞれＮ／２次分の要素を含む左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。
【００４５】
次いで、ＳＴ１０３０において、モノラル符号化部１４３はモノラル信号合成部１０１において生成されたモノラル信号を符号化しモノラルビットストリームＭＢＳを生成する。
【００４６】
次いで、ＳＴ１０４０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、クリティカルチャネル判定部１０３から入力されるフラグが「０」であるか否かを判定する。
【００４７】
ＳＴ１０４０においてフラグが「０」であると判定される場合（ＳＴ１０４０：「ＹＥ
Ｓ」）、ＳＴ１１４０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、それぞれ左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを多重化部１０５に出力する。
【００４８】
ＳＴ１０４０においてフラグが「０」でなく、例えば「Ｒ」であると判定される場合（ＳＴ１０４０：「ＮＯ」）、ＳＴ１０５０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲをそれぞれ左チャネル復号部１４５および右チャネル復号部１４６に出力し、左チャネル復号部１４５および右チャネル復号部１４６はそれぞれ左チャネル信号または右チャネル信号の復号を行う。なお、モノラル復号部１４４は、モノラル符号化部１４３から入力されるモノラルビットストリームＭＢＳを用いてモノラル信号の復号を行う。
【００４９】
次いで、ＳＴ１０６０において、左チャネル予測利得算出部１４７は左チャネル予測利得を算出し、右チャネル予測利得算出部１４８は右チャネル予測利得を算出し、平均予測利得算出部１４９は、左チャネル予測利得と右チャネル予測利得との平均値を平均予測利得として算出し、ＡＧ’として保存する。
【００５０】
次いで、ＳＴ１０７０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１デクリメントし、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１インクリメントする。
【００５１】
次いで、ＳＴ１０８０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１は左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍが「０」であるか判定し、右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍがＮであるか判定する。
【００５２】
ＳＴ１０８０において左チャネル用のＩＣＰパラメータの次数ｍが「０」であると判定される場合、すなわち、右チャネル用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍがＮであると判定される場合（ＳＴ１０８０：「ＹＥＳ」）、ＳＴ１１４０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、それぞれ左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを多重化部１０５に出力する。
【００５３】
ＳＴ１０８０において左チャネル用のＩＣＰパラメータの次数ｍが「０」でないと判定される場合、すなわち、右チャネル用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍがＮでないと判定される場合（ＳＴ１０８０：「ＮＯ」）、ＳＴ１０９０において、左チャネルＩＣＰ分析部１４１および右チャネルＩＣＰ分析部１４２は、それぞれｍ次の要素を含む左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよびＮ−ｍ次の要素を含む右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲを生成する。
【００５４】
次いで、ＳＴ１１００において、左チャネル復号部１４５および右チャネル復号部１４６はそれぞれ左チャネル信号および右チャネル信号の復号を行い、左チャネル予測利得算出部１４７および右チャネル予測利得算出部１４８はそれぞれ左チャネル予測利得および右チャネル予測利得を算出し、平均予測利得算出部１４９は、左チャネル予測利得と右チャネル予測利得との平均値を平均予測利得として算出し、ＡＧとして保存する。
【００５５】
次いで、ＳＴ１１１０において、平均予測利得算出部１４９は、ＡＧ＞ＡＧ’であるか否かを判定する。
【００５６】
ＳＴ１１１０において、ＡＧ＞ＡＧ’でないと判定される場合（ＳＴ１１１０：「ＮＯ」）、すなわち、平均予測利得算出部１４９は比較結果が「０」となる場合、処理はＳＴ
１１４０に移行する。
【００５７】
ＳＴ１１１０において、ＡＧ＞ＡＧ’であると判定される場合（ＳＴ１１１０：「ＹＥＳ」）、すなわち、平均予測利得算出部１４９は比較結果が「１」となる場合、ＳＴ１１２０において、平均予測利得算出部１４９は、ＡＧ’＝ＡＧのようにＡＧをＡＧ’に保存する。
【００５８】
次いで、ＳＴ１１３０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１デクリメントし、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１インクリメントし、処理はＳＴ１０８０に戻る。
【００５９】
上述したように図４においては、クリティカルチャネルが右チャネルである場合について説明したが、クリティカルチャネルが左チャネルである場合、ＩＣＰ符号化部１０４における処理は、図４に示す処理と基本的に同様であり、ＳＴ１０７０およびＳＴ１１３０のみにおいて異なる。すなわち、クリティカルチャネルが左チャネルである場合、ＳＴ１０７０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は左チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１インクリメントし、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、右チャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１デクリメントする。なお、ＳＴ１１３０において、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０は左チャネル用のＩＣＰパラメータの次数ｍを１インクリメントし、右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１は、右チャネル用のＩＣＰパラメータの次数Ｎ−ｍを１デクリメントし、処理はＳＴ１０８０に戻る。
【００６０】
図５は、本実施の形態に係るステレオ復号装置２００の主要な構成を示すブロック図である。
【００６１】
ステレオ復号装置２００は、分離部２０１、モノラル復号部２０２、左チャネル復号部２０３、および右チャネル復号部２０４を備える。
【００６２】
分離部２０１は、ステレオ符号化装置１００から送信されるビットストリームをモノラルビットストリームＭＢＳ、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬ、右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲ、および左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍに分離し、モノラルビットストリームＭＢＳをモノラル復号部２０２に出力し、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍを左チャネル復号部２０３に出力し、右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲおよび左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍを右チャネル復号部２０４に出力する。
【００６３】
モノラル復号部２０２は、分離部２０１から入力されるモノラルビットストリームＭＢＳを用いてＡＭＲ−ＷＢなどの音声復号処理を行い、生成されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）を、左チャネル復号部２０３および右チャネル復号部２０４に出力するととともに、復号信号として出力する。
【００６４】
左チャネル復号部２０３は、モノラル復号部２０２から入力されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）および分離部２０１から入力される左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬおよび左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍを用い式（６）に従って復号を行い、得られる左チャネル再構築信号Ｌ’（ｎ）を復号信号として出力する。
【００６５】
右チャネル復号部２０４は、モノラル復号部２０２から入力されるモノラル再構築信号Ｍ’（ｎ）および分離部２０１から入力される右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲおよび左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数ｍを用い式（７）に従って復号を行い、得
られる右チャネル再構築信号Ｒ’（ｎ）を復号信号として出力する。
【００６６】
このように、本実施の形態によれば、ステレオ符号化装置は、クリティカルチャネルを判定し、ＩＣＰ予測利得が最大となるように、非クリティカルチャネル用のＩＣＰパラメータの次数を削減し、その削減の分、クリティカルチャネル予測用のＩＣＰパラメータの次数を向上するため、ステレオ符号化の符号化情報量を保ちつつ符号化精度を向上することができる。そして、このように符号化精度を向上させた符号化信号（ビットストリーム）をステレオ復号装置において復号することにより、高品質な復号信号を得ることができる。この復号信号が復号音声信号の場合は、歪みの少ない良質な復号音声を得ることができる。
【００６７】
図６Ａおよび図６Ｂは、本実施の形態の効果を説明するための図である。図６Ａは、左チャネル信号Ｌ（ｎ）の１フレームにわたる振幅値を示し、図６Ｂは、右チャネル信号Ｒ（ｎ）の１フレームにわたる振幅値を示す。なお、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、横軸は１フレーム内のサンプル番号ｎの値を示し、縦軸は振幅を示す。式（２）に従って図６Ａおよび図６Ｂに示す左チャネル信号Ｌ（ｎ）および右チャネル信号Ｒ（ｎ）を用いモノラル信号Ｍ（ｎ）を求めた場合、Ｍ（ｎ）とＬ（ｎ）との相関関係ＣＭＬは０．９８７７４となり、Ｍ（ｎ）とＲ（ｎ）との相関関係ＣＭＲは０．８２８９４となる。そこで、ＣＭＬとＣＭＲの比は８４％であるため、右チャネル信号Ｒ（ｎ）がクリティカルチャネルと判定される。左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数および右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲの次数を両方とも３次に設定してＩＣＰ符号化を行うと、左チャネル予測利得および右チャネル予測利得はそれぞれ１８．４５ｄＢおよび７．３６５ｄＢとなり平均予測利得は１２．９ｄＢとなる。これに対し、本実施の形態に係るステレオ符号化方法を用いてＩＣＰパラメータの次数を調整し、左チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＬの次数と右チャネルＩＣＰパラメータＩＣＰＲの次数とをそれぞれ２次および４次にしてＩＣＰ符号化を行えば、左チャネル予測利得および右チャネル予測利得はそれぞれ１８．１１ｄＢおよび８．１７８ｄＢとなり平均予測利得は１３．１４ｄＢとなる。すなわち、クリティカルチャネルが存在する本例においては、本実施の形態によれば、平均予測利得を０．２４ｄＢ向上することができる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、クリティカルチャネル判定を行いＩＣＰパラメータの次数を適応調整する場合を例にとって説明したが、クリティカルチャネル判定を行いＩＣＰパラメータの量子化ビット数を調整しても良い。具体的には、非クリティカルチャネル用のＩＣＰパラメータの量子化ビット数を削減し、その削減の分、クリティカルチャネル用のＩＣＰパラメータの量子化ビット数を増加し、調整後のビット数で両チャネルのＩＣＰパラメータに対しスカラー量子化やベクトル量子化などの任意の手法で量子化を行う。
【００６９】
また、本実施の形態では、ＩＣＰ符号化部１０４にて、左チャネルＩＣＰ次数調整部１５０、および右チャネルＩＣＰ次数調整部１５１でのＩＣＰ次数の調整を、左チャネル予測利得および右チャネル予測利得から得られる平均予測利得を用いて行う場合を例にとって説明したが、予測利得の代わりに、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と左チャネル再構築信号（予測信号）Ｌ’（ｎ）との間の相関値、および右チャネル信号Ｒ（ｎ）と右チャネル再構築信号（予測信号）Ｒ’（ｎ）との間の相関値を用い、例えばそれらの平均値を用いて、ＩＣＰ次数の調整やＩＣＰパラメータの量子化ビット数の調整を行うようにしても良い。
【００７０】
また、本実施の形態では、左チャネル信号および右チャネル信号に対し直接ＩＣＰ分析を行いＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する場合を例にとって説明したが、左チャネル信号および右チャネル信号の駆動音源信号に対しＩＣＰ分析を行いＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整しても良い。ここで駆動音源信号とは、例えばＣＥＬＰ符号化により得られる駆動音源信号を示す。
【００７１】
また、本実施の形態では、左チャネル信号Ｌ（ｎ）と右チャネル信号Ｒ（ｎ）との平均値を求めることによりモノラル信号Ｍ（ｎ）を生成する場合を例にとって説明したが、モノラル信号の合成方法として他の方法を使っても良く、その一例を式で表すとＭ＝ｗ１Ｌ＋ｗ２Ｒである。この式においてｗ１、ｗ２は、ｗ１＋ｗ２＝１．０の関係を満たす重み付け係数である。
【００７２】
また、本実施の形態では、図４に示す手順に従い両チャネル用のＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する場合を例にとって説明したが、両チャネル用のＩＣＰパラメータの次数の合計が非常に少なく所定値以下である場合には、両チャネルそれぞれのＩＣＰパラメータの次数の可能な組合せに対し平均予測利得を求め、平均予測利得が最大となる組合せを求めても良い。
【００７３】
また、本実施の形態では、図４に示す手順に従い両チャネル用のＩＣＰパラメータの次数をＮ／２と初期化して適応的に調整する場合を例にとって説明したが、前フレームのステレオ符号化における調整結果を用いて両チャネル用のＩＣＰパラメータの次数を初期化し、図７に示す手順に従って現フレームのＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整しても良い。隣接フレーム間では、各フレームにおけるチャネル間の相関レベルが類似している場合があり、その場合には最適なＩＣＰパラメータ次数も隣接フレーム間で類似しているため、前フレームの調整結果で得られる次数を初期値としその初期値次数を増減させることで現フレームの次数の調整を行うことにより、ＩＣＰパラメータの次数の調整に要するループの回数を削減し演算量を低減することができる。図７に示す各ループの処理は図４に示したループの処理と基本的に同様であり、図７に示す手順と図４に示す手順の相違点について説明する。なお本図では、Ｒチャネルがクリティカル信号の場合、すなわちフラグ(Ｆｌａｇ)が「Ｒ」である場合を例にとる。ＩＣＰ符号化部１０４は、まず前フレームにおける左チャネルパラメータＩＣＰＬの次数ｍ＿ｐｒｅを用いてｍを初期化する（ＳＴ２０１０）。次いで、ｍ＿ｐｒｅを用いて初期化されたｍが「１」である場合には（ＳＴ２０３０：「ＹＥＳ」）、Ｎ／２より小さい範囲でｍを１インクリメントしながら、平均予測利得が最大となるようにＩＣＰパラメータの次数を調整する（ＳＴ２２１０〜２２７０）。また、ｍ＿ｐｒｅを用いて初期化されたｍが「１」でなく、Ｎ／２である場合には（ＳＴ２０４０：「ＹＥＳ」）、ｍを１デクリメントしながら、平均予測利得が最大となるようにＩＣＰパラメータを調整する（ＳＴ２０５０〜ＳＴ２１１０）。また、ｍ＿ｐｒｅを用いて初期化されたｍが「１」でなく、かつ、Ｎ／２でない場合には（ＳＴ２０４０：「ＮＯ」）、ｍの１インクリメントまたは１デクリメントによる平均予測利得の変化状況に基づき、ＳＴ２０６０〜ＳＴ２１１０のループまたはＳＴ２２１０〜ＳＴ２２７０のループに移行するか（ＳＴ２１２０〜ＳＴ２２００）、ｍ＿ｐｒｅを用いて初期化されたｍを変化させずに、すなわち前フレームにおけるＩＣＰ調整結果をそのまま現フレームでの調整結果とする（ＳＴ２１９０）。
【００７４】
なお、フラグが「Ｌ」の場合には、図７において、次数ｍのインクリメントおよびデクリメントの関係を逆にすると共に、ＳＴ２２２０での判定条件を逆（すなわち、“ｍ＜Ｎ／２”）にして動作するようにすれば良い。
【００７５】
また、両チャネルともクリティカル信号でない、すなわちフラグが０を示す場合は、ｍ＝Ｎ／２とする。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００７７】
なお、本実施の形態では、図４と図７において、入れ替え可能なステップは、入れ替えて行っても良く、或いは並行して行っても良い（例えば、ＳＴ１０２０とＳＴ１０３０、
等）。
【００７８】
また、本実施の形態では、クリティカルチャネル判定部１０３において、左チャネル信号とモノラル信号との相関係数ＣＭＬと、右チャネル信号とモノラル信号との相関係数ＣＭＲと、の比を用いてクリティカルチャネルの有無を判定しているが、各チャネル信号とモノラル信号との相関関係を判断可能な異なる指標を用いて判定を行っても良い。
【００７９】
また、本実施の形態では、ステレオ復号装置２００は、ステレオ符号化装置１００から伝送されたビットストリームを復号するとしたが、これに限らず、ビットストリームとして、ステレオ復号装置２００で復号可能な形式の符号化データであれば、ステレオ符号化装置１００から伝送されたものでなくてもステレオ復号装置２００で受信して復号することが可能であることは言うまでもない。
【００８０】
また、本実施の形態に係るステレオ符号化装置、ステレオ復号装置、およびこれらの方法は、種々変更して実施することが可能である。
【００８１】
また、本実施の形態では、音声信号を符号化対象とする場合を例にとって説明したが、本発明に係るステレオ符号化装置、ステレオ復号装置、およびこれらの方法は、音声信号のほかオーディオ信号にも適用することができる。
【００８２】
本発明に係るステレオ符号化装置およびステレオ復号装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。
【００８３】
また、ここでは、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係るステレオ符号化方法／ステレオ復号方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係るステレオ符号化装置／ステレオ復号装置と同様の機能を実現することができる。
【００８４】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。
【００８５】
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等と呼称されることもある。
【００８６】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
【００８７】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【００８８】
２００７年１月２６日出願の特願２００７−０１６５５０の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係るステレオ符号化装置、ステレオ復号装置、およびこれらの方法は、携帯電話、ＩＰ電話、テレビ会議等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るステレオ符号化装置の主要な構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係るＩＣＰ符号化部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る左チャネルＩＣＰ分析部または右チャネルＩＣＰ分析部を構成する適応フィルタの構成および動作を説明するための図
【図４】本発明の一実施の形態に係るＩＣＰ符号化部においてＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する手順を示すフロー図
【図５】本発明の一実施の形態に係るステレオ復号装置の主要な構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の効果を説明するための図
【図７】本発明の一実施の形態に係るＩＣＰ符号化部において前フレームの調整結果を用いてＩＣＰパラメータの次数を適応的に調整する手順を示すフロー図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008090970.tif 000028
【図２】
2008090970.tif 000029
【図３】
2008090970.tif 000030
【図４】
2008090970.tif 000031
【図５】
2008090970.tif 000032
【図６】
2008090970.tif 000033
【図７】
2008090970.tif 000034
【国際調査報告】
2008090970.tif 000035
2008090970.tif 000036
2008090970.tif 000037
2008090970.tif 000038