(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオ信号の第１チャネル信号および第２チャネル信号を合成してモノラル信号を生成し、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との差分であるサイド信号を生成するモノラル信号生成手段と、
前記サイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号を取得するサイド残差信号取得手段と、
前記モノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号を取得するモノラル残差信号取得手段と、
前記サイド残差信号を、所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第１スペクトル分割手段と、
前記モノラル残差信号を、前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第２スペクトル分割手段と、
前記サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数、前記モノラル残差信号の中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数を基準信号候補とし、前記サイド残差信号の中間帯域部分の周波数係数をターゲット信号とし、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との関係をチェックすることによって、前記基準信号候補の中から最適なものを基準信号として選択する選択手段と、
前記基準信号と前記ターゲット信号とのチャネル間予測分析を行ってチャネル間予測係数を得るチャネル間予測分析手段と、
を具備する符号化装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との相互相関を比較し、相関値が最も高い基準信号候補を前記基準信号として選択する、
請求項１記載の符号化装置。
【請求項３】
前記選択手段は、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との予測利得を比較し、予測利得値が最も高い基準信号候補を前記基準信号として選択する、
請求項１記載の符号化装置。
【請求項４】
前記第１スペクトル分割手段は、前記サイド残差信号の中間帯域部分を更に小さなサブ帯域部分に分割し、
前記第２スペクトル分割手段は、前記モノラル残差信号の中間帯域部分を更に小さなサブ帯域部分に分割し、
前記選択手段は、サブ帯域部分毎に前記基準信号を選択する、
請求項１記載の符号化装置。
【請求項５】
前記チャネル間予測分析手段は、前記基準信号と前記ターゲット信号の長さが異なる場合、前記基準信号の一部分を複製または一部分のみを取り出して長さを合わせ、前記チャネル間予測分析を行う、
請求項１記載の符号化装置。
【請求項６】
前記チャネル間予測分析手段は、前記基準信号と前記ターゲット信号の長さが異なる場合、前記基準信号を拡張又は縮小して長さを合わせ、前記チャネル間予測分析を行う、
請求項１記載の符号化装置。
【請求項７】
前記チャネル間予測分析手段は、前記基準信号と前記ターゲット信号の長さが異なる場合、前記基準信号あるいは前記ターゲット信号の周期を求め、周期単位で複製することにより長さを合わせ、前記チャネル間予測分析を行う、
請求項１記載の符号化装置。
【請求項８】
ステレオ信号の第１チャネル信号と第２チャネル信号との差分であるサイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号の所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を合成して生成されるモノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、の中から選択された基準信号を示す基準信号ＩＤを復号するとともに、前記サイド残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数と前記基準信号とのチャネル間予測分析が行われることによって得られたチャネル間予測係数を復号するＩＣＰ（Inter-Channel Prediction）パラメータ復号手段と、
前記チャネル間予測係数をフィルタ係数として前記基準信号に対してフィルタ処理を行うことにより、前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を算出するＩＣＰ合成手段と、
前記サイド残差信号の前記低帯域部分の周波数係数と前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を加算して前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数を得る加算手段と、
前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数から時間領域のサイド残差信号に変換する変換手段と、
前記時間領域のサイド残差信号に対して線形予測合成フィルタリングを行い、前記サイド信号を得る線形予測合成手段と、
前記モノラル信号と前記サイド信号とを用いて前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を得るステレオ信号計算手段と、
を具備する復号装置。
【請求項９】
ステレオ信号の第１チャネル信号および第２チャネル信号を合成してモノラル信号を生成し、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との差分であるサイド信号を生成するモノラル信号生成工程と、
前記サイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号を取得するサイド残差信号取得工程と、
前記モノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号を取得するモノラル残差信号取得工程と、
前記サイド残差信号を、所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第１スペクトル分割工程と、
前記モノラル残差信号を、前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第２スペクトル分割工程と、
前記サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数、前記モノラル残差信号の中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数を基準信号候補とし、前記サイド残差信号の中間帯域部分の周波数係数をターゲット信号とし、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との関係をチェックすることによって、前記基準信号候補の中から最適なものを基準信号として選択する選択工程と、
前記基準信号と前記ターゲット信号とのチャネル間予測分析を行ってチャネル間予測係数を得るチャネル間予測分析工程と、
を具備する符号化方法。
【請求項１０】
ステレオ信号の第１チャネル信号と第２チャネル信号との差分であるサイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号の所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を合成して生成されるモノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、の中から選択された基準信号を示す基準信号ＩＤを復号するとともに、前記サイド残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数と前記基準信号とのチャネル間予測分析が行われることによって得られたチャネル間予測係数を復号するＩＣＰパラメータ復号工程と、
前記チャネル間予測係数をフィルタ係数として前記基準信号に対してフィルタ処理を行うことにより、前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を算出するＩＣＰ合成工程と、
前記サイド残差信号の前記低帯域部分の周波数係数と前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を加算して前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数を得る加算工程と、
前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数から時間領域のサイド残差信号に変換する変換工程と、
前記時間領域のサイド残差信号に対して線形予測合成フィルタリングを行い、前記サイド信号を得る線形予測合成工程と、
前記モノラル信号と前記サイド信号とを用いて前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を得るステレオ信号計算工程と、
を具備する復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャネル間予測（ＩＣＰ）を用いてスケーラブルなステレオ音声符号化を実現する符号化装置および復号装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、音声符号化（音声コーデック）は、電話帯域（２００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚ）の狭帯域音声を使用する通信用途に用いられる。モノラル音声の狭帯域音声コーデックは、移動電話、遠隔会議機器、および、パケットネットワーク（たとえば、インターネット）上での音声通信などの通信用途に広く使用されている。
【０００３】
より臨場感のある音声通信システムに向けたステップの一つは、モノラル音声表現からステレオ音声表現への移行である。広帯域ステレオ音声通信は、より自然な音響環境を提供する。スケーラブルステレオ音声符号化は、高音質で有用性の高い音声通信を実現するためのコア技術である。
【０００４】
ステレオ音声信号を符号化する一般的な方法の一つは、モノラル音声に基づく信号予測手法を使用することによる。すなわち、基本チャネル信号を公知のモノラル音声コーデックを使用して送信し、この基本チャネル信号から、追加の情報およびパラメータを使用して左チャネルまたは右チャネルを予測する。多くのアプリケーションでは、基本チャネル信号として、左チャネル信号と右チャネル信号がミックスされたモノラル信号が選択される。
【０００５】
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）などが知られている。これらのパラメトリックなステレオ符号化方式は、それぞれ異なる長所および短所を持ち、それぞれ異なる音源（source materials）の符号化に適している。
【０００６】
非特許文献１には、これらの符号化方法を用いて、モノラル信号に基づきステレオ信号を予測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合成してモノラル信号を得、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の差信号（サイド信号（side signal））を予測する。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、差信号を再生成し、再生成した差信号とモノラル信号から、左チャネル信号および右チャネル信号を算出する。
【０００７】
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。
【０００８】
また、近年、オーディオ圧縮技術が急速に発展し、その中で、変形離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）方式が、高品質のオーディオ符号化における主要な手法となっている（非特許文献３、非特許文献４参照）。
【０００９】
適切な窓ウィンドウ（例：正弦窓）が使用される場合、ＭＤＣＴは、聴覚上大きな問題が生じることなくオーディオ圧縮に適用されてきた。最近では、ＭＤＣＴは、マルチモード変換予測符号化（multimode transform predictive coding）のパラダイムにおいて重要な役割を果たしている。
【００１０】
マルチモード変換予測符号化とは、音声符号化の原理とオーディオ符号化の原理とをひとつの符号化体系としてまとめるものである（非特許文献４）。ただし、非特許文献４における、ＭＤＣＴに基づく符号化構造およびその適用は、１つのチャネルの信号のみを符号化するように設計され、異なる周波数領域におけるＭＤＣＴ係数を、異なる量子化方式を使用して量子化している。
【非特許文献１】Extended AMR Wideband Speech Codec (AMR-WB+): Transcoding functions, 3GPP TS 26.290.
【非特許文献２】S. Minami and O. Okada, “Stereophonic ADPCM voice coding method,” in Proc. ICASSP’90, Apr. 1990.
【非特許文献３】Ye Wang and Miikka Vilermo, “The modified discrete cosine transform: its implications for audio coding and error concealment,” in AES 22nd International Conference on Virtual, Synthetic and Entertainment, 2002.
【非特許文献４】Sean A. Ramprashad, “The multimode transform predictive coding paradigm,” IEEE Tran. Speech and Audio Processing, vol. 11, pp. 117 - 129, Mar. 2003.
【非特許文献５】Wai C. Chu, “Speech coding algorithms: foundation and evolution of standardized coders”, ISBN 0-471-37312-5, 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
非特許文献２において使用されている符号化方式の場合、２つのチャネル間の相関が高いときには、ＩＣＰのパフォーマンスは十分なものである。しかしながら、相関が低いときには、より高い次数の適応フィルタ係数が必要であり、場合によっては、予測利得を高めるためのコストがかかりすぎる。フィルタ次数を増やさないと、予測誤差のエネルギレベルが基準信号のエネルギレベルと変わらないことがあり、そのような状況ではＩＣＰは有用ではない。
【００１２】
音声信号の品質にとっては、周波数帯域の低帯域部分が本質的に重要である。復号した音声の低帯域部分におけるわずかな誤りによって、音声全体の品質が大きく損なわれる。音声符号化におけるＩＣＰの予測性能の限界のため、２つのチャネル間の相関が高くないときには、低帯域部分について満足なパフォーマンスを達成することが難しく、別の符号化方式を採用した方が望ましい。
【００１３】
非特許文献１では、時間領域において高帯域部分の信号に対してのみＩＣＰを適用している。これは、上記の問題に対する１つの解決策である。しかしながら、非特許文献１では、符号器におけるＩＣＰに、入力モノラル信号を使用している。好ましくは、復号されたモノラル信号を使用すべきである。なぜなら、復号部側において、再生成されたステレオ信号はＩＣＰ合成フィルタによって得られ、このＩＣＰ合成フィルタは、モノラル復号部によって復号されたモノラル信号を使用するためである。しかしながら、モノラル符号器が、特に広帯域（７ｋＨｚ以上）オーディオ符号化に幅広く使用されているＭＤＣＴ変換符号化などの変換符号化タイプの符号器である場合、符号器側において時間領域で復号されたモノラル信号を取得するためには、何らかの追加のアルゴリズム遅延が発生する。
【００１４】
本発明の目的は、チャネル間予測（ＩＣＰ）を用いてスケーラブルなステレオ音声符号化を実現し、ステレオ音声符号化におけるＩＣＰの予測性能を改善することができる符号化装置および復号装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の符号化装置は、ステレオ信号の第１チャネル信号および第２チャネル信号を合成してモノラル信号を生成し、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との差分であるサイド信号を生成するモノラル信号生成手段と、前記サイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号を取得するサイド残差信号取得手段と、前記モノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号を取得するモノラル残差信号取得手段と、前記サイド残差信号を、所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第１スペクトル分割手段と、前記モノラル残差信号を、前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第２スペクトル分割手段と、前記サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数、前記モノラル残差信号の中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数を基準信号候補とし、前記サイド残差信号の中間帯域部分の周波数係数をターゲット信号とし、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との関係をチェックすることによって、前記基準信号候補の中から最適なものを基準信号として選択する選択手段と、前記基準信号と前記ターゲット信号とのチャネル間予測分析を行ってチャネル間予測係数を得るチャネル間予測分析手段と、を具備する構成を採る。
【００１６】
本発明の復号装置は、ステレオ信号の第１チャネル信号と第２チャネル信号との差分であるサイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号の所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を合成して生成されるモノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、の中から選択された基準信号を示す基準信号ＩＤを復号するとともに、前記サイド残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数と前記基準信号とのチャネル間予測分析が行われることによって得られたチャネル間予測係数を復号するＩＣＰ（Inter-Channel Prediction）パラメータ復号手段と、前記チャネル間予測係数をフィルタ係数として前記基準信号に対してフィルタ処理を行うことにより、前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を算出するＩＣＰ合成手段と、前記サイド残差信号の前記低帯域部分の周波数係数と前前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を加算して前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数を得る加算手段と、前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数から時間領域のサイド残差信号に変換する変換手段と、前記時間領域のサイド残差信号に対して線形予測合成フィルタリングを行い、前記サイド信号を得る線形予測合成手段と、前記モノラル信号と前記サイド信号とを用いて前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を得るステレオ信号計算手段と、を具備する構成を採る。
【００１７】
本発明の符号化方法は、ステレオ信号の第１チャネル信号および第２チャネル信号を合成してモノラル信号を生成し、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との差分であるサイド信号を生成するモノラル信号生成工程と、前記サイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号を取得するサイド残差信号取得工程と、前記モノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号を取得するモノラル残差信号取得工程と、前記サイド残差信号を、所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第１スペクトル分割工程と、前記モノラル残差信号を、前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分と前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分とに分割する第２スペクトル分割工程と、前記サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数、前記モノラル残差信号の中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数を基準信号候補とし、前記サイド残差信号の中間帯域部分の周波数係数をターゲット信号とし、前記各基準信号候補と前記ターゲット信号との関係をチェックすることによって、前記基準信号候補の中から最適なものを基準信号として選択する選択工程と、前記基準信号と前記ターゲット信号とのチャネル間予測分析を行ってチャネル間予測係数を得るチャネル間予測分析工程と、を具備する方法を採る。
【００１８】
本発明の復号方法は、ステレオ信号の第１チャネル信号と第２チャネル信号との差分であるサイド信号に対する線形予測残差信号であるサイド残差信号の所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を合成して生成されるモノラル信号に対する線形予測残差信号であるモノラル残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数、及び前記モノラル残差信号の前記所定周波数より低い帯域である低帯域部分の周波数係数、の中から選択された基準信号を示す基準信号ＩＤを復号するとともに、前記サイド残差信号の前記所定周波数より高い帯域である中間帯域部分の周波数係数と前記基準信号とのチャネル間予測分析が行われることによって得られたチャネル間予測係数を復号するＩＣＰパラメータ復号工程と、前記チャネル間予測係数をフィルタ係数として前記基準信号に対してフィルタ処理を行うことにより、前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を算出するＩＣＰ合成工程と、前記サイド残差信号の前記低帯域部分の周波数係数と前前記サイド残差信号の前記中間帯域部分の周波数係数を加算して前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数を得る加算工程と、前記サイド残差信号の全帯域の周波数係数から時間領域のサイド残差信号に変換する変換工程と、前記時間領域のサイド残差信号に対して線形予測合成フィルタリングを行い、前記サイド信号を得る線形予測合成工程と、前記モノラル信号と前記サイド信号とを用いて前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を得るステレオ信号計算工程と、を具備する方法を採る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数の信号の中から最良の予測結果をもたらすものを基準信号として選択し、基準信号を用いてサイド信号の残差信号を予測することにより、ステレオ音声符号化におけるＩＣＰの予測性能を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、左チャネル信号、右チャネル信号、モノラル信号、サイド信号をそれぞれ、Ｌ、Ｒ、Ｍ、Ｓ、およびそれらの再生成信号をそれぞれ、Ｌ’、Ｒ’、Ｍ’、Ｓ’として表す。また、以下の説明では、各フレームの長さをＮ、モノラル、サイドの各信号に対するＭＤＣＴ領域信号（周波数係数、またはＭＤＣＴ係数と称する）を、それぞれ、ｍ（ｆ）、ｓ（ｆ）として表す。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。図１に示す符号化装置１００には、例えばＰＣＭ（Pulse Code Modulation）形式における左チャネル信号と右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る。
【００２２】
モノラル信号合成部１０１は、左チャネル信号Ｌ、右チャネル信号Ｒを以下の式（１）により合成し、モノラル信号Ｍを生成する。また、モノラル信号合成部１０１は、左チャネル信号Ｌおよび右チャネル信号Ｒを用いて以下の式（２）によりサイド信号Ｓを生成する。そして、モノラル信号合成部１０１は、サイド信号ＳをＬＰ分析・量子化部１０２及びＬＰ逆フィルタ１０３に出力し、モノラル信号Ｍをモノラル符号化部１０４に出力する。
【数１】
0005413839.tif 000002
【数２】
0005413839.tif 000003
【００２３】
この式（１）、（２）において、ｎは、フレームにおける時間インデックス（time index）である。なお、モノラル信号を生成するための合成方法は、式（１）に限定されない。例えば、適応的に重み付けしてミックスする方法等、他の方法を使用して、モノラル信号を生成することもできる。
【００２４】
ＬＰ分析・量子化部１０２は、サイド信号Ｓに対してＬＰ分析（線形予測分析）によるＬＰパラメータの算出および算出ＬＰパラメータの量子化を行い、得られたＬＰパラメータの符号化データを多重部１１８に出力すると共に、量子化されたＬＰ係数ＡＳをＬＰ逆フィルタ１０３に出力する。
【００２５】
ＬＰ逆フィルタ１０３は、ＬＰ係数ＡＳを用いて、サイド信号Ｓに対してＬＰ逆フィルタリングを行い、得られたサイド信号の残差信号（以下、「サイド残差信号」という）Ｓresを窓掛け部１０５に出力する。
【００２６】
モノラル符号化部１０４は、モノラル信号Ｍを符号化し、得られた符号化データを多重部１１８に出力する。また、モノラル符号化部１０４は、モノラル残差信号Ｍresを窓掛け部１０６に出力する。なお、残差信号は励振信号ともいう。この残差信号は、ほとんどのモノラル音声符号化装置（例：ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction）ベースの符号化装置）において、あるいは、ＬＰ残差信号または局部復号される残差信号を生成するプロセスが含まれるタイプの符号化装置において取り出すことが可能である。
【００２７】
窓掛け部１０５は、サイド残差信号Ｓresに対して窓掛け処理（windowing）を行い、ＭＤＣＴ変換部１０７に出力する。窓掛け部１０６は、モノラル残差信号Ｍresに対して窓掛け処理を行い、ＭＤＣＴ変換部１０８に出力する。
【００２８】
ＭＤＣＴ変換部１０７は、窓掛け処理後のサイド残差信号Ｓresに対してＭＤＣＴ変換を実行し、得られたサイド残差信号の周波数係数ｓ（ｆ）をスペクトル分割部１０９に出力する。ＭＤＣＴ変換部１０８は、窓掛け処理後のモノラル残差信号Ｍresに対してＭＤＣＴ変換を実行し、得られたモノラル残差信号の周波数係数ｍ（ｆ）をスペクトル分割部１１０に出力する。
【００２９】
スペクトル分割部１０９は、所定の周波数を境としてサイド残差信号の周波数係数ｓ（ｆ）の帯域を低帯域部分、中間帯域部分及び高帯域部分に分割し、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ（ｆ）を低帯域符号化部１１１に出力する。また、スペクトル分割部１０９は、サイド残差信号の中間帯域部分を更に小さなサブ帯域ｉに分割し、サイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、ｉ（ｆ）をＩＣＰ分析部１１３、１１４、１１５に出力する。なお、ｉはサブ帯域のインデックスであり、０以上の整数である。
【００３０】
スペクトル分割部１１０は、所定の周波数を境としてモノラル残差信号の周波数係数ｍ（ｆ）の帯域を低帯域部分、中間帯域部分及び高帯域部分に分割し、モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数ｍＬ（ｆ）をＩＣＰ分析部１１５に出力する。また、スペクトル分割部１１０は、モノラル残差信号の中間帯域部分を更に小さなサブ帯域ｉに分割し、モノラル残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｍＭ、ｉ（ｆ）をＩＣＰ分析部１１４に出力する。
【００３１】
低帯域符号化部１１１は、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ（ｆ）を符号化し、得られた符号化データを低帯域復号部１１２及び多重部１１８に出力する。
【００３２】
低帯域復号部１１２は、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数の符号化データを復号し、得られたサイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）をＩＣＰ分析部１１３及び選択部１１６に出力する。
【００３３】
ＩＣＰ分析部１１３は、適応フィルタからなり、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）を基準信号候補として、これとサイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、ｉ（ｆ）とのＩＣＰ分析を行い、第１ＩＣＰ係数を生成し、これを選択部１１６に出力する。
【００３４】
ＩＣＰ分析部１１４は、適応フィルタからなり、モノラル残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｍＭ、ｉ（ｆ）を基準信号候補として、これとサイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、ｉ（ｆ）とのＩＣＰ分析を行い、第２ＩＣＰ係数を生成し、これを選択部１１６に出力する。
【００３５】
ＩＣＰ分析部１１５は、適応フィルタからなり、モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数ｍＬ（ｆ）を基準信号候補として、これとサイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、ｉ（ｆ）とのＩＣＰ分析を行い、第３ＩＣＰ係数を生成し、これを選択部１１６に出力する。
【００３６】
選択部１１６は、各基準信号候補とサイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、ｉ（ｆ）との関係をチェックすることによって、基準信号候補の中から最適なものを基準信号として選択し、選択した基準信号を示す基準信号ＩＤ（Identification）及び基準信号に対応するＩＣＰ係数をＩＣＰパラメータ量子化部１１７に出力する。なお、選択部１１６の内部構成の詳細な説明については後述する。
【００３７】
ＩＣＰパラメータ量子化部１１７は、選択部１１６から出力されたＩＣＰ係数を量子化し、基準信号ＩＤを符号化する。量子化されたＩＣＰ係数に対する符号化データ及び基準信号ＩＤに対する符号化データは多重部１１８に出力される。
【００３８】
多重部１１８は、ＬＰ分析・量子化部１０２から出力されたＬＰパラメータの符号化データ、モノラル符号化部１０４から出力されたモノラル信号の符号化データ、低帯域符号化部１１１から出力されたサイド残差信号の低帯域部分の周波数係数の符号化データ、およびＩＣＰパラメータ量子化部１１７から出力された量子化ＩＣＰ係数符号化データと基準信号ＩＤ符号化データを多重し、得られたビットストリームを出力する。
【００３９】
図２は、ＩＣＰ分析部１１３、１１４、１１５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を示す。ｘ(ｎ)は適応フィルタの入力信号（基準信号）、ｙ’(ｎ)は適応フィルタの出力信号（予測信号）、ｙ(ｎ)は適応フィルタのターゲット信号を示す。例えば、ＩＣＰ分析部１１３においては、ｘ（ｎ）はｓＬ'（ｆ）に相当し、ｙ（ｎ）はｓＭ、ｉ（ｆ）に相当する。
【００４０】
適応フィルタは、下記の式（３）に従って、予測信号とターゲット信号との平均二乗誤差（ＭＳＥ）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。なお、式（３）において、Ｅ｛  ｝はアンサンブル平均演算（ensemble average operation）、ｋはフィルタ次数、ｅ(ｎ)は予測誤差を示す。
【数３】
0005413839.tif 000004
【００４１】
なお、図２におけるＨ（ｚ）には、多数の別の構造が存在する。図３は、そのうちの１つを示している。図３に示したフィルタ構造は、従来のＦＩＲフィルタである。
【００４２】
図４は、選択部１１６における基準信号の選択を説明するための図である。図４では、サブ帯域の数が２（ｉ＝０，１）の場合を示す。なお、図４の横軸は周波数、縦軸は周波数係数（ＭＤＣＴ係数）の値であり、上側がサイド残差信号の周波数帯域、下側がモノラル残差信号の周波数帯域である。
【００４３】
この場合、選択部１１６は、サイド残差信号の第０サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、０（ｆ）を予測する場合の基準信号を、第０サブ帯域部分の周波数係数ｍＭ、０（ｆ）、モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数ｍＬ（ｆ）、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）の中から選択する。同様に、選択部１１６は、サイド残差信号の第１サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、１（ｆ）を予測する場合の基準信号を、第１サブ帯域部分の周波数係数ｍＭ、１（ｆ）、モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数ｍＬ（ｆ）、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）の中から選択する。
【００４４】
図５は、本実施の形態に係る復号装置の構成を示すブロック図である。図１に示した符号化装置１００から送信されたビットストリームは、図５に示す復号装置５００に受信される。
【００４５】
分離部５０１は、復号装置５００に受信されたビットストリームを分離し、ＬＰパラメータの符号化データをＬＰパラメータ復号部５１２に出力し、ＩＣＰ係数符号化データと基準信号ＩＤ符号化データをＩＣＰパラメータ復号部５０３に出力し、モノラル信号の符号化データをモノラル復号部５０２に出力し、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数の符号化データを低帯域復号部５０７に出力する。
【００４６】
モノラル復号部５０２は、モノラル信号の符号化データを復号してモノラル信号Ｍ’およびモノラル残差信号Ｍ'resを得る。モノラル復号部５０２は、得られたモノラル残差信号Ｍ'resを窓掛け部５０４に出力し、モノラル信号Ｍ’をステレオ信号計算部５１４に出力する。
【００４７】
ＩＣＰパラメータ復号部５０３は、ＩＣＰ係数符号化データと基準信号ＩＤ符号化データを復号し、得られたＩＣＰ係数と基準信号ＩＤをＩＣＰ合成部５０８に出力する。
【００４８】
窓掛け部５０４は、モノラル残差信号Ｍ'resに対して窓掛け処理を行い、ＭＤＣＴ変換部５０５に出力する。ＭＤＣＴ変換部５０５は、窓掛け処理後のモノラル残差信号Ｍ'resに対してＭＤＣＴ変換を実行し、得られたモノラル残差信号の周波数係数ｍ'（ｆ）をスペクトル分割部５０６に出力する。
【００４９】
スペクトル分割部５０６は、所定の周波数を境としてモノラル残差信号の周波数係数ｍ’（ｆ）の帯域を低帯域部分、中間帯域部分及び高帯域部分に分割し、モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数ｍ’Ｌ（ｆ）及び中間帯域部分の周波数係数ｍ’Ｍ（ｆ）をＩＣＰ合成部５０８に出力する。
【００５０】
低帯域復号部５０７は、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数の符号化データを復号し、得られたサイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）をＩＣＰ合成部５０８及び加算部５０９に出力する。
【００５１】
ＩＣＰ合成部５０８は、基準信号ＩＤに基づいて、モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数ｍ’Ｌ（ｆ）、中間帯域部分の周波数係数ｍ’Ｍ（ｆ）あるいはサイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）の中から一つを基準信号として選択する。そして、ＩＣＰ合成部５０８は、以下の式（４）によって表される、量子化ＩＣＰ係数をフィルタ係数とするフィルタ処理により、サイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓ’Ｍ、ｉ（ｆ）を算出し、加算部５０９に出力する。なお、式（４）において、ｈ（ｉ）はＩＣＰ係数、Ｘ（ｆ）は基準信号、ＰはＩＣＰの次数である。
【数４】
0005413839.tif 000005
【００５２】
加算部５０９は、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）とサイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓ'Ｍ、ｉ（ｆ）とを結合し、得られたサイド残差信号の周波数係数ｓ'（ｆ）をＩＭＤＣＴ変換部５１０に出力する。
【００５３】
ＩＭＤＣＴ変換部５１０は、サイド残差信号の周波数係数ｓ'（ｆ）に対してＩＭＤＣＴ変換を実行し、窓掛け部５１１に出力する。窓掛け部５１１は、ＩＭＤＣＴ変換部５１０の出力信号に対して窓掛け処理を行い、得られたサイド残差信号Ｓ'resをＬＰ合成部５１３に出力する。
【００５４】
ＬＰパラメータ復号部５１２は、ＬＰパラメータの符号化データを復号し、得られたＬＰ係数ＡＳをＬＰ合成部５１３に出力する。
【００５５】
ＬＰ合成部５１３は、サイド残差信号Ｓ'resに対して、ＬＰ係数ＡＳを用いてＬＰ合成フィルタリングを行い、サイド信号Ｓ'を得る。
【００５６】
ステレオ信号計算部５１４は、モノラル信号Ｍ’とサイド信号Ｓ'を用いて、以下の式（５）、（６）により、左チャネル信号Ｌ’及び右チャネル信号Ｒ’を得る。
【数５】
0005413839.tif 000006
【数６】
0005413839.tif 000007
【００５７】
このように、図５の復号装置５００は、受信した図１の符号化装置１００の信号に対して復号処理を行うことにより、左チャネル信号Ｌ’及び右チャネル信号Ｒ’を得ることができる。なお、ビットストリームが、ＬＰパラメータの符号化データ、ＩＣＰ係数符号化データ、基準信号ＩＤ符号化データ、モノラル信号の符号化データ、および、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数の符号化データを用いて形成されていれば、復号装置５００は復号処理が可能である。すなわち、復号装置５００が受信する信号は、このようなビットストリームを形成可能な符号化装置からの信号であれば、必ずしも図１の構成の符号化装置１００からの信号でなくても良い。
【００５８】
次に、選択部１１６の内部構成について詳細に説明する。本実施の形態では、相互相関に基づいて基準信号を選択する場合（第一例）と、予測利得に基づいて基準信号を選択する場合（第二例）とを示す。
【００５９】
図６は、第一例における選択部１１６の内部構成を示すブロック図である。選択部１１６には、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）、モノラル残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｍＭ、ｉ（ｆ）、モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数ｍＬ（ｆ）、サイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、ｉ（ｆ）、第１ＩＣＰ係数、第２ＩＣＰ係数及び第３ＩＣＰ係数が入力される。
【００６０】
相関検査部６０１、６０２、６０３は、それぞれ以下の式（７）により相互相関を計算し、計算結果である相関値を相互相関比較部６０４に出力する。ここで、式（７）において、Ｘ（ｊ）は基準信号候補のいずれかを示し、相関検査部６０１ではモノラル残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｍＭ、ｉ（ｆ）であり、相関検査部６０２ではモノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数ｍＬ（ｆ）であり、相関検査部６０３ではサイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）である。
【数７】
0005413839.tif 000008
【００６１】
相互相関比較部６０４は、相関値が最も高い基準信号候補を基準信号として選択し、選択した基準信号を示す基準信号ＩＤをＩＣＰ係数選択部６０５に出力する。
【００６２】
ＩＣＰ係数選択部６０５は、基準信号ＩＤに対応するＩＣＰ係数を選択し、基準信号ＩＤ及びＩＣＰ係数をＩＣＰパラメータ量子化部１１７に出力する。
【００６３】
図７は、第二例における選択部１１６の内部構成を示すブロック図である。選択部１１６には、サイド残差信号の低帯域部分の周波数係数ｓＬ'（ｆ）、モノラル残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｍＭ、ｉ（ｆ）、モノラル残差信号の低帯域部分の周波数係数ｍＬ（ｆ）、サイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、ｉ（ｆ）、第１ＩＣＰ係数、第２ＩＣＰ係数及び第３ＩＣＰ係数が入力される。
【００６４】
ＩＣＰ合成部７０１、７０２、７０３は、上記式（４）により各基準信号に対応するサイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓ’Ｍ、ｉ（ｆ）を算出し、それぞれ利得確認部７０４、７０５、７０６に出力する。
【００６５】
利得確認部７０４、７０５、７０６は、以下の式（８）により予測利得を計算し、予測利得比較部７０７に出力する。ここで、式（８）において、ｅ（ｎ）＝ｓＭ、ｉ（ｆ）−ｓ’Ｍ、ｉ（ｆ）である。式（８）における予測利得Gainが高いほど予測性能は良いことになる。
【数８】
0005413839.tif 000009
【００６６】
予測利得比較部７０７は、予測利得を比較し、最も高い予測利得の基準信号候補を基準信号として選択し、選択した基準信号を示す基準信号ＩＤをＩＣＰ係数選択部７０８に出力する。
【００６７】
ＩＣＰ係数選択部７０８は、基準信号ＩＤに対応するＩＣＰ係数を選択し、基準信号ＩＤ及びＩＣＰ係数をＩＣＰパラメータ量子化部１１７に出力する。
【００６８】
以上のように、本実施の形態によれば、複数の信号の中から最良の予測結果をもたらすものを基準信号として選択し、基準信号を用いてサイド信号の残差信号を予測することにより、ステレオ音声符号化におけるＩＣＰの予測性能を改善することができる。
【００６９】
なお、上記第二例において、量子化したＩＣＰ係数をＩＣＰ合成に使用しても良い。この場合、選択部１１６には、量子化前のＩＣＰ係数の代わりに、ＩＣＰ係数量子化器により量子化した量子化ＩＣＰ係数が入力されるようにする。ＩＣＰ合成部７０１、７０２、７０３は、量子化ＩＣＰ係数を用いてサイド信号を復号する。予測利得は、量子化ＩＣＰ係数による予測結果に基づいて比較される。このバリエーションでは、復号装置で用いられる量子化ＩＣＰ係数を用いた予測により、最適な基準信号を選択できる。
【００７０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、相互相関比較後にＩＣＰ係数を計算する場合について説明する。図８は、本実施の形態に係る符号化装置の構成を示すブロック図である。なお、図８において、図１と共通する構成部分には、図１と同一符号を付してその説明を省略する。図８に示す符号化装置８００は、図１に示した符号化装置１００と比較して、ＩＣＰ分析部１１３、１１４、１１５及び選択部１１６を削除し、選択部８０１及びＩＣＰ分析部８０２を追加した構成を採る。
【００７１】
選択部８０１は、各基準信号候補とサイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、ｉ（ｆ）との関係をチェックすることによって、基準信号候補の中から最適なものを基準信号として選択し、選択した基準信号を示す基準信号ＩＤをＩＣＰ分析部８０２に出力する。
【００７２】
ＩＣＰ分析部８０２は、適応フィルタからなり、基準信号とサイド残差信号の各サブ帯域部分の周波数係数ｓＭ、ｉ（ｆ）とを用いてＩＣＰ分析を行い、ＩＣＰ係数を生成し、これをＩＣＰパラメータ量子化部１１７に出力する。
【００７３】
図９は、選択部８０１の内部構成を示すブロック図である。図９に示す選択部８０１の内部構成は、図６に示した選択部１１６の内部構成と比較してＩＣＰ係数選択部６０５を削除したものとなる。
【００７４】
相互相関比較部６０４は、相関値が最も高い基準信号候補を基準信号として選択し、選択した基準信号を示す基準信号ＩＤをＩＣＰ分析部８０２に出力する。
【００７５】
このように、本実施の形態によれば、ＩＣＰ係数を相互相関比較後に計算することができるので、実施の形態１と同様の効果を得ることができるともに、実施の形態１よりも計算量を削減することができる。
【００７６】
（実施の形態３）
実施の形態３は、従来のＩＣＰに対する修正版である修正ＩＣＰについて説明する。修正ＩＣＰは、ターゲット信号と異なる長さの基準信号を用いて予測を行う方法についての課題を解決するものである。
【００７７】
図１０は、本実施の形態の修正ＩＣＰにおける予測方法を説明する図である。なお、本実施の形態における修正ＩＣＰの方法を「コピー法」と呼ぶ。図１０において、基準信号Ｘ（ｆ）（ベクトル）の長さをＮ１で示し、ターゲット信号の長さをＮ２で示す。Ｘ（ｊ）は基準信号候補のいずれかを示す。
【００７８】
修正ＩＣＰでは、以下の２つのケースを考慮する。
【００７９】
１．Ｎ１＝Ｎ２の場合
この場合は、符号化装置が、従来ＩＣＰを用いてＩＣＰ係数を計算する。このケースはあらゆる種類の基準信号に起こりうる。
【００８０】
２．Ｎ１＜Ｎ２またはＮ１＞Ｎ２の場合、
この場合は、符号化装置が、元の基準信号Ｘ（ｆ）に基づいてＮ２の長さの新しい基準信号Ｘ￣（ｆ）を生成し、新しい基準信号Ｘ￣（ｆ）を用いてターゲット信号を予測し、ＩＣＰ係数を計算する。そして、復号装置が、符号化装置と同じ方法を用いてＸ￣（ｆ）を生成する。このケースは低域サイド信号または低域モノラル信号を基準信号として選択した場合に生じる。これらの信号の長さはターゲット信号より短い場合もあれば長い場合もある。
【００８１】
本実施の形態のコピー法は、上記ケース２の課題を解決する。コピー法には次の２段階がある。
【００８２】
ステップ１：Ｎ１＜Ｎ２の場合には、図１０に示すように、ベクトルＸ（ｆ）の先頭部の（Ｎ２−Ｎ１）点をベクトルＸ（ｆ）（長さＮ１）の最後にコピーして新しいベクトルＸ￣（ｆ）を作成する。また、Ｎ１＞Ｎ２の場合には、ベクトルＸ（ｆ）の最初のＮ２点をコピーして新しいベクトルＸ￣（ｆ）を作成する。Ｘ（ｆ）は長さがＮ２の新しい基準ベクトルとなる。
【００８３】
ステップ２：ＩＣＰアルゴリズムを用いてベクトルＸ￣（ｆ）からターゲット信号ｓＭ、ｉ（ｆ）を予測する。
【００８４】
このように、本実施の形態による修正ＩＣＰによれば、ターゲット信号のサブ帯域長を基準信号の長さによらず可変とすることができ、ターゲット信号と異なる長さの基準信号を用いて予測を行うことができる。すなわち、すべてのサブ帯域を基準信号と同じ固定長に分割する必要はない。周波数帯域の低帯域部分が音声品質に与える影響は大きいため、低域のサブ帯域はより短い長さに分割し、逆に重要性が相対的に低くなる高い周波数のサブ帯域ほどより大きな長さに分割して、その分割帯域を単位に予測を行うことで、スケーラブルステレオ音声符号化における符号化効率の向上および音質の向上を図ることができる。
【００８５】
また、基準信号として低帯域サイド信号を選択する場合、従来のＩＣＰでは予測対象のサブ帯域と同じ長さの基準信号を符号化し復号器に送信する必要がある。一方、本実施の形態による修正ＩＣＰでは、対象のサブ帯域より短い帯域幅の基準信号を用いて予測を行うことができ、長い基準信号を符号化する代わりに、短い基準信号を符号化するだけで済む。このため、本実施の形態による修正ＩＣＰは、低ビットレートで基準信号を復号器に伝送することができる。
【００８６】
（実施の形態４）
実施の形態４では、実施の形態３のケース２の場合（Ｎ１＜Ｎ２またはＮ１＞Ｎ２）における代替方法について説明する。本実施の形態の修正ＩＣＰにおける予測方法は、短い基準ベクトル内の点の値を用いて、新しい基準ベクトルに対して補間により拡張するか、基準ベクトルをより短いベクトルに短縮するものである。なお、本実施の形態における修正ＩＣＰにおける方法を「拡張・縮小法」と呼ぶ。
【００８７】
本実施の形態の拡張・縮小法には次の２つの段階がある。
【００８８】
ステップ１：Ｎ１＜Ｎ２の場合には、図１１に示すように、以下の式（９）によりベクトルＸ（ｆ）（長さＮ１）を長さＮ２のベクトルＸ￣（ｆ）に拡張する。
【数９】
0005413839.tif 000010
【００８９】
このとき、最近補間法、線形補間法、立体スプライン補間法、ラグランジュ補間法などの様々な補間法のいずれかをＸ￣（ｆ）に適用してベクトルＸ￣（ｆ）の欠落した点の値を求める。また、Ｎ１＞Ｎ２の場合には、以下の式（１０）によりベクトルＸ（ｆ）（長さＮ１）を長さＮ２のベクトルＸ￣（ｆ）に縮小する。
【数１０】
0005413839.tif 000011
【００９０】
ステップ２：ＩＣＰアルゴリズムを用いてベクトルＸ￣（ｆ）からターゲット信号ｓＭ、ｉ（ｆ）を予測する。
【００９１】
（実施の形態５）
実施の形態５では、実施の形態３、４の代替方法（Ｎ１＜Ｎ２またはＮ１＞Ｎ２の場合に対するもの）について説明する。本実施の形態の修正ＩＣＰにおける予測方法は、長期予測を用いて基準信号とターゲット信号内の周期を求めるものである。新しい基準信号は、得られた周期に基づいて元の基準信号のいくつかの周期を複製することにより生成される。
【００９２】
本実施の形態の方法には次の２つの段階がある。
【００９３】
ステップ１：基準信号Ｘ（ｆ）とターゲット信号ｓＭ、ｉ（ｆ）を連結して連続したベクトルＸＬ（ｆ）を得る。ベクトルＸＬ（ｆ）内には周期が存在するものとする。次の式（１１）の誤差errを最小化することにより周期Ｔを求める。なお、周期Ｔは、自己相関法、振幅差関数（magnitude difference function、非特許文献５参照）などの他の周期算出アルゴリズムを使用することによっても求められる。
【数１１】
0005413839.tif 000012
Ｔ＞min[Ｎ１，Ｎ２]の場合、Ｔ＝min[Ｎ１，Ｎ２]とする。Ｔに基づいてＸ（ｆ）から長さがＴの信号を１回または数回コピーして長さＮ２の新しい基準信号Ｘ￣（ｆ）を得る。
【００９４】
ステップ２：ＩＣＰアルゴリズムを用いてベクトルＸ￣（ｆ）からターゲット信号ｓＭ、ｉ（ｆ）を予測する。
【００９５】
なお、本実施の形態の方法を用いる場合には、周期Ｔの情報を復号装置に伝送する必要がある。
【００９６】
なお、実施の形態３、４、５の説明においては、基準信号としてモノラル残差信号の低帯域部分を選択した場合、上記実施の形態のいずれかの方法を用いてモノラル残差信号の長さを拡張した基準信号を生成した後に予測を行うこととしたが、本発明は、その代わりに、モノラル残差信号の中間帯域を含めることによって所望の長さの基準信号を生成するようにしてもよい。この場合は実施の形態３に記載のケース１（Ｎ１＝Ｎ２の場合）に相当する。
【００９７】
また、実施の形態３、４、５において、サイド残差信号の中間帯域をサブ帯域に分割して予測を行う際に、低域側のサブ帯域から高域側のサブ帯域へと順次予測を実行するようにすることで、基準信号としてサイド残差信号の低帯域部分を選択した場合、先行して予測済みの低域側のサブ帯域の信号も用いて所望の長さの基準信号を生成することもできる。
【００９８】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００９９】
本発明の手法は、ＩＣＰにおいて、複数の信号の中から最良の予測結果をもたらすものを基準信号として選択し、基準信号を用いてサイド信号の残差信号を予測することから、「適応的チャネル予測（ＡＣＰ：Adaptive Channel Prediction）」と称し得る。この本発明のＡＣＰを用いることにより、スケーラブルなステレオ音声符号化におけるＩＣＰの予測性能を向上することができる。
【０１００】
なお、モノラル信号符号器／復号器がＭＤＣＴ変換などの変換符号器の場合、ＭＤＣＴ領域の復号されたモノラル信号（または復号されたモノラルＬＰ残差信号）は、符号器側ではモノラル符号器から、また復号器側ではモノラル復号器から直接得ることができる。
【０１０１】
また、上記の各実施の形態に示した符号化方式はモノラル信号を用いてサイド信号を予測するもの（Ｍ−Ｓタイプと呼ぶ）である。モノラル信号を用いて左あるいは右信号を予測することもできる。この場合の動作は、上記各実施の形態において、サイドチャネルを左または右チャネルで置き換えて（ＬまたはＲをＳとみなす）、左（または右）チャネル信号を符号化する以外は、Ｍ−Ｓ方式の処理とほぼ同じである。この場合、符号化側で符号化したチャネル（左または右チャネル）の他方のチャネル（右または左チャネル）の信号は、復号器において、復号したチャネル信号（左または右チャネル信号）とモノラル信号を用いて以下の次の式（１２）、（１３）のように計算することができる。なお、両チャネル（ＬおよびＲ）共に、上記各実施の形態におけるサイド信号と同様に符号化するようにしても良い。
【数１２】
0005413839.tif 000013
【数１３】
0005413839.tif 000014
【０１０２】
また、本発明は、上記各実施の形態における基準信号候補として、それらの加重和した信号（３種類の信号を所定の重み係数で乗じた後に加算した信号）を用いてもよい。また、本発明は、３つの基準信号候補を全て用いる必要はなく、例えば、中間帯域のモノラル信号と低帯域のサイド信号の２種類のみを候補とする、などとしてもよい。これによって基準信号ＩＤを送信するビット数を減らすことができる。
【０１０３】
また、上記各実施の形態では、サイド信号の予測はフレーム単位で行っている。このことは中間帯域の信号は他の周波数帯域上の同じフレームでの信号から予測されることを意味する。その代わりに、またはそれに加えて、フレーム間の予測も使用できる。例えば、先行する過去のフレームを基準候補として用いて現在のフレーム信号を予測することができる。
【０１０４】
また、上記各実施の形態で予測の対象としたターゲット信号は低域帯域と高域帯域を除いた中間帯域のサイド信号であるとして説明したが、これに限らず、ターゲット信号として、中間帯域および高域帯域を含む、低域帯域を除く全ての信号帯域を含むようにしても良い。更には、低域帯域も含む全ての信号帯域を対象としても良い。これらの場合でも、サイド信号の任意の帯域は、小さなサブ帯域に分割して予測を行うことができる。これによって符号器および復号器の構造が変化することはない。
【０１０５】
また、本発明は、時間領域の信号にも適用することができる。例えば、時間領域の（例えばＱＭＦ（Quadrature Mirror Filter）で得られる）いくつかのサブ帯域信号から基準信号を選択して時間領域の中間（あるは高）帯域信号を予測するようにしても良い。
【０１０６】
なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。本発明は、符号化装置、復号装置を有するシステムであればどのような場合にも適用することができる。
【０１０７】
また、本発明に係る符号化装置および復号装置は、例えば音声符号化装置および音声復号装置等として、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。
【０１０８】
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、本発明に係る符号化装置／復号装置と同様の機能を実現することができる。
【０１０９】
また、上記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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
２００７年１０月３１日出願の特願２００７−２８４６２２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】
【０１１４】
本発明に係る符号化装置および復号装置は、携帯電話、ＩＰ電話、テレビ会議等に用いるに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る符号化装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係るＩＣＰ分析部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図３】ＩＣＰ分析およびＩＣＰ合成において使用する適応ＦＩＲフィルタの構造の一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る符号化装置の選択部における基準信号の選択を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態１に係る復号装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態１に係る符号化装置の第一例における選択部の内部構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１に係る符号化装置の第二例における選択部の内部構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態２に係る符号化装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２に係る符号化装置の選択部の内部構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態３の修正ＩＣＰにおける予測方法を説明する図
【図１１】本発明の実施の形態４の修正ＩＣＰにおける予測方法を説明する図
【図１】
0005413839.tif 000015
【図２】
0005413839.tif 000016
【図３】
0005413839.tif 000017
【図４】
0005413839.tif 000018
【図５】
0005413839.tif 000019
【図６】
0005413839.tif 000020
【図７】
0005413839.tif 000021
【図８】
0005413839.tif 000022
【図９】
0005413839.tif 000023
【図１０】
0005413839.tif 000024
【図１１】
0005413839.tif 000025