(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオ信号における第１チャネル信号および第２チャネル信号を主成分分析変換する際の変換係数に関する値を量子化する量子化装置であって、
前記第１チャネル信号のパワ、前記第２チャネル信号のパワ、および、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との相関値を算出するパワ・相関算出手段と、
前記第１チャネル信号のパワと前記第２チャネル信号のパワとを用いた差分演算を行って得られる結果を中間値として算出する中間値算出手段と、
前記変換係数に関する、番号付けられた、第１の係数と第２の係数との組を、複数保持する符号帳と、
前記第１の係数に前記中間値を乗算し得られる第１の乗算結果と、前記第２の係数に前記相関値を乗算して得られる第２の乗算結果との加算結果を、参照値として算出し、前記参照値の大きさに基づいて、前記番号を符号として選択する量子化手段と、
を具備する量子化装置。
【請求項２】
前記量子化手段は、
前記参照値を最大とする、前記第１の係数および前記第２の係数の組に対応する前記番号を前記符号として選択する、
請求項１に記載の量子化装置。
【請求項３】
前記第１の係数は、前記変換係数に対応する回転角αを用いて、式（１）で表され、前記第２の係数は、前記回転角αを用いて、式（２）で表される、
請求項１に記載の量子化装置。
【数１】
0005425066.tif 000019
【請求項４】
請求項１に記載の量子化装置と、
前記量子化手段により選択された前記符号に対応する前記変換係数を用いて、前記第１チャネル信号および前記第２チャネル信号を回転させて、モノラル信号およびサイド信号を得る変換手段と、
前記モノラル信号を符号化する第１符号化手段と、
前記サイド信号を符号化する第２符号化手段と、
を具備する符号化装置。
【請求項５】
ステレオ信号における第１チャネル信号および第２チャネル信号を主成分分析変換する際の変換係数に関する値を量子化する量子化方法であって、
前記第１チャネル信号のパワ、前記第２チャネル信号のパワ、および、前記第１チャネル信号と前記第２チャネル信号との相関値を算出するステップと、
前記第１チャネル信号のパワと前記第２チャネル信号のパワとを用いた差分演算を行って得られる結果を中間値として算出するステップと、
前記変換係数に関する、番号付けられた、第１の係数と第２の係数との組を複数保持する符号帳から読み出した前記第１の係数に前記中間値を乗算し得られる第１の乗算結果と、前記符号帳から読み出した前記第２の係数に前記相関値を乗算して得られる第２の乗算結果との加算結果を、参照値として算出し、前記参照値の大きさに基づいて、前記番号を符号として選択するステップと、
を有する量子化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主成分分析変換を適用してステレオ符号化を行う際の変換係数に関する値を量子化する量子化装置、当該変換係数を用いてステレオ符号化を行う符号化装置およびこれらの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声符号化は、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、遠隔会議機器や最近では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】
近年、通信ネットワークのブロードバンド化に伴い、音声通信に対して臨場感や音楽に対する品質の高さが求められるようになり、このニーズに応えるために、ステレオ音声の符号化技術を用いた音声通信システムの開発が進められている。
【０００４】
従来から、ステレオ音声を符号化する方法として、左チャネル信号と右チャネル信号との和であるモノラル信号と、左チャネル信号と右チャネル信号との差であるサイド信号とを求め、モノラル信号とサイド信号とをそれぞれ符号化する方法が知られている（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００５】
左チャネル信号と右チャネル信号とは、人間のそれぞれの耳から入る音を表す信号であり、モノラル信号によって左チャネル信号と右チャネル信号との共通部分を表すことができ、サイド信号によって左チャネル信号と右チャネル信号との空間的な違いを表すことができる。
【０００６】
左チャネル信号と右チャネル信号との相関性が高いことから、これらの信号をモノラル信号とサイド信号とに変換してから符号化する方が、直接符号化するよりも、モノラル信号とサイド信号との特徴に応じた適切な符号化が可能になり、冗長性を少なくすることができ、低ビットレートで高品質な符号化を実現することができる。
【０００７】
特許文献２には、ステレオ信号の左チャネル信号Ｌおよび右チャネル信号Ｒを、２つの重み係数Ｗ１、Ｗ２を用いて、式（１−１）、式（１−２）のように、モノラル信号Ｍおよびサイド信号Ｓに変換する方法が開示されている。
【数１】
0005425066.tif 000002
なお、式（１−１）、式（１−２）において、ｘ１，ｉは、左チャネル信号Ｌを示し、ｘ２，ｉは、右チャネル信号Ｒを示す。また、ｙ１，ｉは、モノラル信号Ｍを示し、ｙ２，ｉは、サイド信号Ｓを示す。また、ｉは、時間を示すインデックスである。
【０００８】
左チャネル信号Ｌと右チャネル信号Ｒとは、人の頭の左右両側からそれぞれ入る信号であり、相関が高いことから、モノラル信号Ｍによって左右の信号の大部分を表す信号を求め、サイド信号Ｓによって左右の信号の空間的な違いの成分を表す信号を求めることができる。このように、左チャネル信号Ｌと右チャネル信号Ｒとを、モノラル信号Ｍとサイド
信号Ｓとに変換することにより、それぞれの特徴に応じた適切な符号化が可能になり、左チャネル信号Ｌと右チャネル信号Ｒとをそのまま符号化する場合よりも冗長性が少なく、低ビットレートで高品質な符号化が実現できる。
【０００９】
このとき、２つの重み係数Ｗ１、Ｗ２を、式（２）の関係を満たすように設定すると、式（１−１）、式（１−２）は、左チャネル信号Ｌおよび右チャネル信号Ｒベクトルを回転させることと等価になる。
【数２】
0005425066.tif 000003
この場合の回転角度αと重み係数Ｗ１、Ｗ２との関係を、式（３−１）、式（３−２）に示す。
【数３】
0005425066.tif 000004
【００１０】
復号側では、回転角度αがわかれば、式（３−１）、式（３−２）の関係からＷ１、Ｗ２を得ることができる。したがって、２つの重み係数Ｗ１、Ｗ２に代えて、回転角度αを復号側に通知すればよいので、２つの重み係数Ｗ１、Ｗ２を通知する場合に比べ、符号化効率を向上させることができる。また、回転角度αに代えて、２つの重み係数Ｗ１、Ｗ２のうちいずれか一方を復号側に通知するようにしてもよい。２つの重み係数Ｗ１、Ｗ２は、式（２）の関係を満たすので、いずれか一方がわかれば他方もわかるからである。
【００１１】
特許文献２には、上記重み係数を主成分分析により求め、２つの重み係数のうちいずれか一方を復号側に通知する方法が開示されている。具体的には、Ｏｊａのルールを使用した繰り返し方法が記載されている。
【００１２】
さらに、非特許文献１および非特許文献２には、ＫＬ変換（Karhunen-Loeve Transform）を用いて、主成分分析を行う方法が開示されている。具体的には、２つのベクトルを変換するための回転角度をＫＬ変換で求めるアルゴリズムが開示されている。例えば、非特許文献２には、第１信号のパワ、第２信号のパワ、および、第１信号と第２信号との相関値から回転角度θを求める方法が開示されている。回転角度θは、２次元相関行列を用いた固有値展開による固有ベクトル（要素の２乗和が１）を求めるアルゴリズムにより導かれる。得られた回転角度θを量子化して伝送するという方法により、信号の分離と符号化を効率良く行うことができる。量子化の一例としては、テーブルを利用したスカラ量子化が挙げられる。
【００１３】
以下、非特許文献２に記載される量子化方法について説明する。
【００１４】
先ず、式（４−１）〜式（４−３）を用いて、入力される左チャネル信号ＬのパワＣ１１、右チャネル信号ＲのパワＣ２２、および、相関値Ｃ１２を算出する。
【数４】
0005425066.tif 000005
【００１５】
さらに、パワＣ１１、Ｃ２２および相関値Ｃ１２用いて、回転角度αを算出する。非特許文献２には、ＫＬ変換の係数を求める方法の１つであるＰＣＡ（Principal Component Analysis）による回転角度の算出方法が開示されている。非特許文献２に開示されている回転角度の算出式を式（５）に示す。
【数５】
0005425066.tif 000006
【００１６】
そして、予め回転角度と量子化符号とが対応付けられた複数の組から、式（５）によって得られた回転角度αに最も近い回転角度に対応した量子化符号を、復号側に通知する。これにより、主成分分析を行う際に必要となる２つの変換係数Ｗ１、Ｗ２を通知する場合に比べ、符号化効率を向上させることができる。
【００１７】
このように、非特許文献２では、２つのベクトル（信号またはスペクトル）を主成分分析により異なるベクトルに変換する際の回転角度を量子化することにより、効率的な符号化を行う。また、非特許文献１には、回転角度に代え、量子化対象をＫＬ変換の係数そのものとする例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−２５５８９２号公報
【特許文献２】特表２００５−５２２７２１号公報
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】Yang,他“High-Fidelity Multichannel Audio Coding With Karhunen-Loeve Transform” IEEE Trans. Speech and Audio processing, VOL 11, No.4, JULY 2003
【非特許文献２】Virette,他”PANAMETRIC CODING OF STEREO AUDIO BASED ON PRINCIPAL COMPONENT ANALYSIS”,Proc. of the Comference on Digital Audio Effects(DAFx-06), September  18-20, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、非特許文献２に開示されている量子化方法は、式（５）から明らかなように、回転角度αの算出において、除算および三角関数等の計算が必要となるため、計算量が多いという課題がある。また、非特許文献１に開示されている量子化方法も、結局主成分分析により係数を計算しなくてはならず、除算や平方根の計算が必要となり、上記非
特許文献２と同様に計算量が多いという課題を有する。
【００２１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、主成分分析変換を適用してステレオ符号化を行う場合において、主成分分析変換の変換係数に関する値を量子化する際の計算量を削減することができる量子化装置、当該変換係数を用いてステレオ符号化を行う符号化装置およびこれらの方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の量子化装置は、第１ベクトル信号および第２ベクトル信号を主成分分析変換する際の変換係数に関する値を量子化する量子化装置であって、前記第１ベクトル信号のパワ、前記第２ベクトル信号のパワ、および、前記第１ベクトル信号と前記第２ベクトル信号との相関値を算出するパワ・相関算出手段と、前記第１ベクトル信号のパワと前記第２ベクトル信号のパワとを用いた差分演算を行って得られる結果を中間値として算出する中間値算出手段と、前記変換係数に関する、番号付けられた、第１の係数と第２の係数との組を、複数保持する符号帳と、前記第１の係数に前記相関値を乗算し得られる第１の乗算結果と、前記第２の係数に前記中間値を乗算して得られる第２の乗算結果との加算結果を、参照値として算出し、前記参照値の大きさに基づいて、前記番号を符号として選択する量子化手段と、を具備する構成を採る。
【００２３】
本発明の符号化装置は、上記量子化装置と、前記量子化手段により選択された前記符号に対応する前記変換係数を用いて、前記第１ベクトル信号および前記第２ベクトル信号を回転させて、モノラル信号およびサイド信号を得る変換手段と、前記モノラル信号を符号化する第１符号化手段と、前記サイド信号を符号化する第２符号化手段と、を具備する構成を採る。
【００２４】
本発明の量子化方法は、第１ベクトル信号および第２ベクトル信号を主成分分析変換する際の変換係数に関する値を量子化する量子化方法であって、前記第１ベクトル信号のパワ、前記第２ベクトル信号のパワ、および、前記第１ベクトル信号と前記第２ベクトル信号との相関値を算出するステップと、前記第１ベクトル信号のパワと前記第２ベクトル信号のパワとを用いた差分演算を行って得られる結果を中間値として算出するステップと、前記変換係数に関する、番号付けられた、第１の係数と第２の係数との組を複数保持する符号帳から読み出した前記第１の係数に前記相関値を乗算し得られる第１の乗算結果と、前記第２の係数に前記中間値を乗算して得られる第２の乗算結果との加算結果を、参照値として算出し、前記参照値の大きさに基づいて、前記番号を符号として選択するステップと、を有するようにした。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、主成分分析変換を適用してステレオ符号化を行う場合において、三角関数、除算等の演算処理を行うことなく、主成分分析変換を適用してステレオ符号化を行う際の変換係数に対応する量子化符号を得ることができるので、主成分分析変換の変換係数に関する値を量子化する際の計算量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る量子化装置を含む符号化装置の構成を示すブロック図
【図２】上記一実施の形態に係る符号化装置が備える符号帳に保持されるテーブルの一例を示す図
【図３】上記一実施の形態に係る復号装置の構成を示すブロック図
【図４Ａ】上記一実施の形態に係る復号装置が備える符号帳に保持されるテーブルの一例を示す図
【図４Ｂ】上記一実施の形態に係る復号装置が備える符号帳に保持されるテーブルの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、量子化装置に入力される２つのベクトルが、ステレオ信号における左チャネル信号と右チャネル信号である場合を例に説明する。
【００２８】
図１は、本実施の形態に係る量子化装置を含む符号化装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す符号化装置１００は、量子化装置１１０と、変換部１２０と、モノラル符号化部１３０と、サイド符号化部１４０と、多重化部１５０とから主に構成される。
【００２９】
量子化装置１１０は、ステレオ信号における左チャネル信号Ｌおよび右チャネル信号Ｒから、変換部１２０において主成分分析を行う際に用いられる変換係数Ｗ１およびＷ２を取得し、取得した変換係数Ｗ１、Ｗ２を変換部１２０に出力する。また、量子化装置１１０は、変換係数Ｗ１およびＷ２に対応する量子化符号を取得し、取得した量子化符号を多重化部１５０に出力する。なお、量子化装置１１０の内部構成については、後述する。
【００３０】
変換部１２０は、量子化装置１１０から出力される変換係数Ｗ１、Ｗ２を用いて、左チャネル信号Ｌおよび右チャネル信号Ｒを、式（６−１）および式（６−２）を用いて、モノラル信号Ｍ、および、サイド信号Ｓに変換する。
【数６】
0005425066.tif 000007
なお、式（６−１）、式（６−２）において、ｘ１，ｉは、左チャネル信号Ｌを示し、ｘ２，ｉは、右チャネル信号Ｒを示す。また、ｙ１，ｉは、モノラル信号Ｍを示し、ｙ２，ｉは、サイド信号Ｓを示す。また、ｉは、時間を示すインデックスである。
【００３１】
そして、変換部１２０は、モノラル符号化部１３０にモノラル信号Ｍを出力し、サイド符号化部１４０にサイド信号Ｓを出力する。
【００３２】
モノラル符号化部１３０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化部１５０に出力する。サイド符号化部１４０は、サイド信号Ｓを符号化し、得られた符号化データを多重化部１５０に出力する。
【００３３】
多重化部１５０は、モノラル信号Ｍの符号化データ、サイド信号Ｓの符号化データおよび量子化符号を多重化し、多重化後のビットストリームを出力する。
【００３４】
次いで、量子化装置１１０の内部構成について説明する。
【００３５】
量子化装置１１０は、パワ・相関計算部１１１、中間値計算部１１２、符号帳１１３および量子化部１１４を有する。
【００３６】
パワ・相関計算部１１１は、式（７−１）〜式（７−３）を用いて、入力される左チャネル信号ＬのパワＣ１１、右チャネル信号ＲのパワＣ２２、および、相関値Ｃ１２を算出する。
【数７】
0005425066.tif 000008
【００３７】
パワ・相関計算部１１１は、パワＣ１１、Ｃ２２、および、相関値Ｃ１２を中間値計算部１１２に出力し、相関値Ｃ１２を量子化部１１４に出力する。
【００３８】
中間値計算部１１２は、パワＣ１１、Ｃ２２を用いて、式（８）より中間値Ｃ１１２２を算出し、中間値Ｃ１１２２を量子化部１１４に出力する。
【数８】
0005425066.tif 000009
【００３９】
符号帳１１３は、量子化部１１４において用いられる係数γ１，ｎ，γ２，ｎを複数保持する。図２に、符号帳１１３が保持するテーブルの一例を示す。図２は、係数γ１，ｎおよびγ２，ｎが３ビットでスカラ符号化される場合に用いられるテーブルの一例である。図２に示すように、テーブルには、係数γ１，ｎ，γ２，ｎに番号が付けられている。なお、図２には２進法で番号の数値を記載しているが、実際にはこの数値をメモリに記憶することは必要なく、係数の順番（順序を示す番号）を符号とする。また、図２は、符号帳１１３が、係数γ１，ｎ，γ２，ｎと、係数γ１，ｎ，γ２，ｎに対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２を予め保持する例が示されている。
【００４０】
量子化部１１４は、式（９）によって表されるコスト関数Ｅを最大とする係数γ１，ｎおよびγ２，ｎを、符号帳１１３から選択する。
【数９】
0005425066.tif 000010
【００４１】
さらに、量子化部１１４は、選択した係数γ１，ｎおよびγ２，ｎの番号を符号（量子化符号）として多重化部１５０に出力する。また、量子化部１１４は、選択した係数γ１，ｎおよびγ２，ｎに対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２を変換部１２０に出力する。
【００４２】
例えば、係数γ１，ｎ，γ２，ｎが、（γ１，ｎ，γ２，ｎ）＝（ｇ３１，ｇ３２）の場合に、式（９）のコスト関数Ｅが最大となる場合、量子化部１１４は、量子化符号として、上記係数γ１，ｎおよびγ２，ｎの組に対応する番号「０１０」を選択して多重化部１５０に出力する。また、量子化部１１４は、選択した量子化符号「０１０」に対応する変換係数（Ｗ１，Ｗ２）＝（ω３１，ω３２）を変換部１２０に出力する。
【００４３】
以下、係数γ１，ｎおよびγ２，ｎと変換係数Ｗ１、Ｗ２との関係について説明する。
【００４４】
上述したように、変換部１２０は、式（６−１）および式（６−２）を用いて、左チャネル信号Ｌおよび右チャネル信号Ｒを、モノラル信号Ｍ、および、サイド信号Ｓに変換する。このようにして、変換部１２０は、ＫＬ変換を行う。ここで、ＫＬ変換係数と回転角度αとの間には、式（１０−１）、式（１０−２）のような関係がある。したがって、Ｗ１，Ｗ２は、式（１０−３）を満たす。
【数１０】
0005425066.tif 000011
【００４５】
式（９）で表されるコスト関数Ｅは、式（１０−３）を用いて、式（１１）のようにＫＬ変換係数Ｗ１のみを用いた式に書き替えられる。
【数１１】
0005425066.tif 000012
【００４６】
ここで、上記式（１１）をＷ１で偏微分すると、式（１２）を得る。
【数１２】
0005425066.tif 000013
【００４７】
さらに、上記式（１２）の右辺に、式（１０−１）を代入し、両辺にｓｉｎ（α）を乗算すると、式（１３）を得る。
【数１３】
0005425066.tif 000014
【００４８】
上述したように、本実施の形態では、量子化部１１４において、式（９）で表されるコスト関数Ｅが最大となる係数γ１，ｎおよびγ２，ｎを選択する。これは、式（１３）＝０となるような係数γ１，ｎおよびγ２，ｎを選択したことと等価になる。
【００４９】
ここで、式（５）を、式（１３）に代入すると、式（１３）＝０となる。本発明者らは、この点に着目した。すなわち、コスト関数Ｅは、変換係数Ｗ１に対して極値を取り、式（５）から得られる回転角度αの場合に最大となる。したがって、コスト関数が最大となる係数γ１，ｎおよびγ２，ｎに対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２を用いてＫＬ変換を行うことは、式（５）から得られる回転角度αを式（１０−１）、式（１０−２）に代入し、変換係数Ｗ１、Ｗ２を算出し、ＫＬ変換を行うことと等価となる。そのため、回転角度αを量子化して復号側に通知することは、コスト関数Ｅが最大となる係数γ１，ｎおよびγ２，ｎを量子化して復号側に通知することと、理論的に等しい。
【００５０】
本実施の形態では、係数γ１，ｎおよびγ２，ｎを量子化して復号側に通知する。その
ため、符号帳１１３には、係数γ１，ｎおよびγ２，ｎと、量子化符号とを、対応付けて保持するようにする。
【００５１】
なお、係数γ１，ｎ，γ２，ｎと回転角度αと間には、式（１４−１）、式（１４−２）の関係があるので、復号側では、量子化符号を介して、係数γ１，ｎ，γ２，ｎと回転角度αとを１対１に対応付けることができる。
【数１４】
0005425066.tif 000015
【００５２】
このように、量子化部１１４は、式（９）で表されるコスト関数Ｅが最大となる係数γ１，ｎ，γ２，ｎに対応付けられた量子化符号を選択する。これにより、三角関数、除算等の演算処理を行うことなく、主成分分析変換を適用してステレオ符号化を行う際の変換係数に対応する量子化符号を得ることができるので、量子化に伴う計算量を削減することができる。
【００５３】
なお、式（９）から、係数γ１，ｎおよびγ２，ｎと変換係数Ｗ１、Ｗ２の間には、式（１５−１）、式（１５−２）のような関係があるので、符号帳１１３に、予め、係数γ１，ｎおよびγ２，ｎに対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２をテーブル形式で保持するようにする。これにより、量子化部１１４は、選択した係数γ１，ｎ，γ２，ｎに対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２を直ちに取得することができ、変換係数Ｗ１、Ｗ２の計算が不要となるので、主成分分析に要する計算量をさらに削減することができる。
【数１５】
0005425066.tif 000016
【００５４】
次いで、本実施の形態に係る復号装置について説明する。
【００５５】
図３は、本実施の形態に係る符号化装置１００から送信されるビットストリームを復号する復号装置の要部構成を示すブロック図である。図３に示す復号装置２００は、分離部２１０と、モノラル復号部２２０と、をサイド復号部２３０と、逆量子化装置２４０と、逆変換部２５０とから主に構成される。
【００５６】
分離部２１０は、ビットストリームを、モノラル信号Ｍの符号化データと、サイド信号Ｓの符号化データと、量子化符号とに分離する。そして、分離部２１０は、モノラル信号Ｍの符号化データをモノラル復号部２２０に出力し、サイド信号Ｓの符号化データをサイド復号部２３０に出力し、量子化符号を逆量子化装置２４０に出力する。
【００５７】
モノラル復号部２２０は、モノラル信号Ｍの符号化データを復号し、得られたモノラル再生成信号Ｍ’を逆変換部２５０に出力する。
【００５８】
サイド復号部２３０は、サイド信号Ｓの符号化データを復号し、得られたサイド再生成信号Ｓ’を逆変換部２５０に出力する。
【００５９】
逆量子化装置２４０は、量子化符号に対応する回転角度αから、重み係数Ｗ１、Ｗ２を算出し、得られた重み係数Ｗ１、Ｗ２を逆変換部２５０に出力する。なお、逆量子化装置２４０の内部構成については、後述する。
【００６０】
逆変換部２５０は、重み係数Ｗ１、Ｗ２、モノラル再生成信号Ｍ’およびサイド再生成信号Ｓ’を用いて、式（１６−１）、式（１６−２）から、左チャネル再生成信号Ｌ’および右チャネル再生成信号Ｒ’を得る。
【数１６】
0005425066.tif 000017
なお、式（１６−１）、式（１６−２）において、ｘ’１，ｉは、左チャネル再生成信号Ｌ’を示し、ｘ’２，ｉは、右チャネル再生成信号Ｒ’を示す。また、ｙ’１，ｉは、モノラル再生成信号Ｍ’を示し、ｙ’２，ｉは、サイド再生成信号Ｓ’を示す。また、ｉは、時間を示すインデックスである。
【００６１】
次いで、逆量子化装置２４０の内部構成について説明する。
【００６２】
逆量子化装置２４０は、符号帳２４１および逆量子化部２４２を有する。
【００６３】
符号帳２４１は、回転角度および量子化符号の組を複数保持する。図４Ａに、符号帳２４１が保持するテーブルの一例を示す。図４Ａは、回転角度が３ビットでスカラ符号化される場合に用いられるテーブルの一例である。図４Ａに示すように、テーブルには、回転角度と量子化符号とが対応付けられている。
【００６４】
なお、上述したように、係数γ１，ｎ，γ２，ｎと回転角度αと間には、式（１４−１）、式（１４−２）の関係があるので、テーブルには、係数γ１，ｎ，γ２，ｎと回転角度αとが、量子化符号を介して、１対１に対応するように、回転角度と量子化符号とが対応付けられている。
【００６５】
逆量子化部２４２は、量子化符号に対応する回転角度αを選択し、選択した回転角度αと式（１７−１）、式（１７−２）を用いて、重み係数Ｗ１、Ｗ２を算出し、得られた重み係数Ｗ１、Ｗ２を、逆変換部２５０に出力する。
【数１７】
0005425066.tif 000018
【００６６】
なお、符号帳２４１が、予め、回転角度α１〜α８に対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２を保持し、逆量子化装置２４０が、量子化符号に対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２を逆変換部２５０に出力する場合には、逆変換部２５０は、式（１７−１）、式（１７−２）の計算を省くことができる。図４Ｂに、量子化符号と、回転角度α１〜α８と、変換係数Ｗ１、Ｗ２とが対応付けられたテーブルの一例を示す。
【００６７】
以上のように、本実施の形態では、式（９）で表されるコスト関数Ｅが最大となる係数γ１，ｎ，γ２，ｎに対応付けられた量子化符号を選択する。これにより、三角関数、除
算等の演算処理を行うことなく、主成分分析変換を適用してステレオ符号化を行う際の変換係数に対応する量子化符号を得ることができるので、量子化に伴う計算量を削減することができる。
【００６８】
また、符号化側と復号側とで、同一の量子化符号には、式（１４−１）、式（１４−２）の関係を満たす係数γ１，ｎ，γ２，ｎと回転角度αとを対応付けておくようにすることにより、復号側には、従来と同様に回転角度αに対応した量子化符号が通知されることになるので、復号側の構成に変更を加えることなく従来の復号装置を用いることができる。
【００６９】
なお、以上の説明では、符号帳１１３が、量子化符号と、量子化符号に対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２とが対応付けられたテーブルを保持し、量子化部１１４が、変換部１２０に変換係数Ｗ１、Ｗ２を出力するようにしたが、本発明はこれに限られない。例えば、符号帳１１３が、係数γ１，ｎ，γ２，ｎと、量子化符号とが対応付けられたテーブルを保持し、変換部１２０が、量子化符号と、量子化符号に対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２とが対応付けられたテーブルを保持するようにしてもよい。この場合、量子化部１１４が、式（９）で表されるコスト関数Ｅが最大となる係数γ１，ｎ，γ２，ｎに対応付けられた量子化符号を変換部１２０に出力し、変換部１２０が当該量子化符号に対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２を用いて主成分分析変換を行うようにしてもよい。
【００７０】
また、逆変換部２５０が、量子化符号と、量子化符号に対応する変換係数Ｗ１、Ｗ２とが対応付けられたテーブルを保持するようにしてもよい。
【００７１】
本発明の効果を検証するために実証実験を行った。その結果、ＫＬ変換の係数の量子化ビット数が４ビット程度では、非特許文献２の方法と比べて約２／５と大幅に少ない計算量で量子化が実現出来ることが検証された。
【００７２】
また、従来の復号装置によって復号化された復号化音は、従来の復号化音とデジタルデータとして僅かなサンプルに僅かの差が見られるのみであり、本実施の形態に係る符号化方法が理論的に従来の特長を全く失わせていないことが検証された。
【００７３】
上記大きな効果が得られた理由としては、本実施の形態では、三角関数（約２５ステップ）、除算（約１８ステップ）、または平方根（約２５ステップ）など、計算量が多い演算を行わずに済むことと、符号帳が比較的小さい（４ビット：１６種類）ことが挙げられる。
【００７４】
なお、上記実施の形態では、左チャネル信号、右チャネル信号という名称を用いて２つのステレオ信号を表したが、より一般的な第１チャネル信号、第２チャネル信号、又は第１ベクトル信号、第２ベクトル信号という名称を用いることもできる。
【００７５】
また、上記実施の形態では量子化装置の入力ベクトルが、時間軸上の信号である場合について説明したが、本発明は、周波数軸上の周波数スペクトルを入力ベクトルとしてもよい。また、時間軸上または周波数軸上の信号の部分区間を入力ベクトルとしてもよい。本発明は、ベクトルの種類等、ベクトルの性質に依存しないからである。
【００７６】
また、上記実施の形態に係る復号装置は、上記実施の形態に係る符号化装置が送信したビットストリームを受信して処理を行う場合を例にとって説明した。しかし、本発明はこれに限定されず、上記実施の形態に係る復号装置が受信して処理するビットストリームは、上記実施の形態に係る復号装置で処理可能なビットストリームを生成可能な符号化装置が送信したものであればよい。
【００７７】
また、上記実施の形態では、符号化側から復号側に符号化した情報を伝送する場合について説明したが、本発明は、符号化側において符号化した情報を記録媒体に格納する場合も有効である。オーディオ信号はメモリやディスクなどの記録媒体に蓄積されて用いられる場合も多く、本発明はその場合にも有効である。また、符号化した情報を、印刷コード等の媒体に印字して、復号側で印字された符号化情報を読み取るようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施の形態では２チャネルの場合について示したが、本発明は、チャネル数について限定はなく、５．１ｃｈなどの多チャネルの場合にも有効であり、固定するチャネルと時間差を伴った相関のあるチャネルを明らかにすればそのまま適用することができる。
【００７９】
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。
【００８０】
また、本発明に係る符号化装置および復号装置は、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。
【００８１】
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等と同様の機能を実現することができる。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
２００８年６月１９日出願の特願２００８−１６１０２０に含まれる明細書、図面及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】
【００８７】
本発明に係る量子化装置、符号化装置およびこれらの方法は、携帯電話、ＩＰ電話、テレビ会議等に用いるに好適である。
【符号の説明】
【００８８】
１００  符号化装置
１１０  量子化装置
１２０  変換部
１３０  モノラル符号化部
１４０  サイド符号化部
１５０  多重化部
１１１  パワ・相関計算部
１１２  中間値計算部
１１３，２４１  符号帳
１１４  量子化部
２００  復号装置
２１０  分離部
２２０  モノラル復号部
２３０  サイド復号部
２４０  逆量子化装置
２４２  逆量子化部
２５０  逆変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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