(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの符号化レイヤを有する符号化装置であって、
周波数領域の第１入力信号を入力し、前記周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第１入力信号の第１量子化対象帯域を選択し、前記第１量子化対象帯域の前記第１入力信号を符号化して、前記第１量子化対象帯域の第１帯域情報を含む第１符号化情報を生成するとともに、前記第１符号化情報を用いて第１復号信号を生成し、前記第１入力信号と前記第１復号信号とを用いて第２入力信号を生成する第１レイヤ符号化手段と、
前記第２入力信号と、前記第１復号信号または前記第１符号化情報とを入力し、前記第１復号信号または前記第１符号化情報を用いて、前記複数のサブバンドの中から前記第２入力信号の第２量子化対象帯域を選択し、前記第２量子化対象帯域の前記第２入力信号を符号化して、前記第２量子化対象帯域の第２帯域情報を含む第２符号化情報を生成する第２レイヤ符号化手段と、
を具備する符号化装置。
【請求項２】
前記第２レイヤ符号化手段は、
前記第１復号信号または前記第１符号化情報を用いて、前記複数のサブバンドの中から前記第２入力信号の前記第２量子化対象帯域を選択して前記第２帯域情報を生成するとともに、前記第２量子化対象帯域の前記第２入力信号を出力する帯域選択手段と、
前記第２量子化対象帯域の前記第２入力信号の形状及び利得を符号化して形状符号化情報及び利得符号化情報を生成する形状・利得符号化手段と、
を具備する、請求項１記載の符号化装置。
【請求項３】
前記第２レイヤ符号化手段は、
前記第２帯域情報を用いて前記利得の量子化方法を選択する判定手段をさらに具備し、
前記形状・利得符号化手段は、
前記判定手段により選択された前記量子化方法を用いて前記利得を符号化する、
請求項２記載の符号化装置。
【請求項４】
前記第２レイヤ符号化手段は、
前記第１復号信号が入力された場合には、前記第１復号信号によるマスキング効果を利用して前記第２量子化対象帯域を選択する、
請求項１記載の符号化装置。
【請求項５】
前記第２レイヤ符号化手段は、
前記第２量子化対象帯域を選択する際に、前記第１符号化情報に含まれる第１量子化対象帯域と前記第１量子化対象帯域以外の帯域とに対して、重要度に関する重みづけを相対的に前記第１量子化対象帯域に低く行って前記第２量子化対象帯域を選択する、
請求項１記載の符号化装置。
【請求項６】
請求項１に記載の符号化装置を具備する通信端末装置。
【請求項７】
請求項１に記載の符号化装置を具備する基地局装置。
【請求項８】
少なくても２つの符号化レイヤを有する符号化装置において生成された情報を受信して復号する復号装置であって、
前記符号化装置の第１レイヤの符号化により得られた、周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第１レイヤの第１量子化対象帯域を選択して生成された第１帯域情報を含む第１符号化情報と、前記第１符号化情報を用いて生成された第１レイヤ復号信号を用いた前記符号化装置の第２レイヤの符号化により得られた、前記複数のサブバンドの中から前記第２レイヤの第２量子化対象帯域を選択して生成された第２帯域情報を含む前記第２符号化情報と、を有する前記情報を受信する受信手段と、
前記情報から得られる前記第１符号化情報を入力し、前記第１符号化情報に含まれる前記第１帯域情報に基づいて設定される前記第１量子化対象帯域に対する第１復号信号を生成する第１レイヤ復号手段と、
前記情報から得られる前記第２符号化情報を入力し、前記第２符号化情報に含まれる前記第２帯域情報に基づいて設定される前記第２量子化対象帯域に対する第２復号信号を生成する第２レイヤ復号手段と、
を具備する復号装置。
【請求項９】
前記第１レイヤ復号手段は、
前記第１符号化情報に含まれる第１形状符号化情報と前記第１帯域情報とを用いて、前記第１量子化対象帯域に対する前記第１復号信号の形状を求める第１形状復号手段と、
前記第１符号化情報に含まれる第１利得符号化情報を用いて前記第１復号信号の利得を求め、前記第１量子化対象帯域に対する前記第１復号信号の形状と前記第１復号信号の利得とを用いて前記第１復号信号を生成する第１利得復号手段と、
を具備する、請求項８記載の復号装置。
【請求項１０】
前記第２レイヤ復号手段は、
前記第２符号化情報に含まれる第２形状符号化情報と前記第２帯域情報とを用いて、前記第２量子化対象帯域に対する前記第２復号信号の形状を求める第２形状復号手段と、
前記第２符号化情報に含まれる第２利得符号化情報を用いて前記第２復号信号の利得を求め、前記第２量子化対象帯域に対する前記第２復号信号の形状と前記第２復号信号の利得とを用いて前記第２復号信号を生成する第２利得復号手段と、
を具備する、請求項８記載の復号装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の復号装置を具備する通信端末装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の復号装置を具備する基地局装置。
【請求項１３】
少なくとも２つの符号化レイヤで符号化を行う符号化方法であって、
周波数領域の第１入力信号を入力し、前記周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第１入力信号の第１量子化対象帯域を選択し、前記第１量子化対象帯域の前記第１入力信号を符号化して、前記第１量子化対象帯域の第１帯域情報を含む第１符号化情報を生成するとともに、前記第１符号化情報を用いて第１復号信号を生成し、前記第１入力信号と前記第１復号信号とを用いて第２入力信号を生成する第１レイヤ符号化ステップと、
前記第２入力信号と、前記第１復号信号または前記第１符号化情報とを入力し、前記第１復号信号または前記第１符号化情報を用いて、前記複数のサブバンドの中から前記第２入力信号の第２量子化対象帯域を選択し、前記第２量子化対象帯域の前記第２入力信号を符号化して、前記第２量子化対象帯域の第２帯域情報を含む第２符号化情報を生成する第２レイヤ符号化ステップと、
を具備する符号化方法。
【請求項１４】
少なくても２つの符号化レイヤを有する符号化装置において生成された情報を受信して復号する復号方法であって、
前記符号化装置の第１レイヤの符号化により得られた、周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第１レイヤの第１量子化対象帯域を選択して生成された第１帯域情報を含む第１符号化情報と、前記第１符号化情報を用いて生成された第１レイヤ復号信号を用いた前記符号化装置の第２レイヤの符号化により得られた、前記複数のサブバンドの中から前記第２レイヤの第２量子化対象帯域を選択して生成された第２帯域情報を含む前記第２符号化情報と、を有する前記情報を受信する受信ステップと、
前記情報から得られる前記第１符号化情報を入力し、前記第１符号化情報に含まれる前記第１帯域情報に基づいて設定される前記第１量子化対象帯域に対する第１復号信号を生成する第１レイヤ復号ステップと、
前記情報から得られる前記第２符号化情報を入力し、前記第２符号化情報に含まれる前記第２帯域情報に基づいて設定される前記第２量子化対象帯域に対する第２復号信号を生成する第２レイヤ復号ステップと、
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、信号を符号化して伝送する通信システムに用いられる符号化装置、復号装置およびこれらの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット通信に代表されるパケット通信システムや、移動通信システムなどで音声・楽音信号を伝送する場合、音声・楽音信号の伝送効率を高めるため、圧縮・符号化技術がよく使われる。また、近年では、単に低ビットレートで音声・楽音信号を符号化するという一方で、より広帯域の音声・楽音信号を高品質に符号化する技術に対するニーズが高まっている。【０００３】
このようなニーズに対して、複数の符号化技術を階層的に統合する様々な技術が開発されてきている。例えば非特許文献１では、基本構成単位をモジュール化されたＴｗｉｎＶＱ（Transform Domain Weighted Interleave Vector Quantization；周波数領域重み付きインターリーブベクトル量子化）を用いて所望の周波数帯域のスペクトル（ＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosine Transform）係数）を階層的に符号化する手法が開示されている。当該モジュールを共通化して複数回使用することにより、シンプルかつ自由度の高いスケーラブル符号化を実現できる。この手法では、各階層（レイヤ）の量子化対象となるサブバンドは予め定められている構成が基本となるが、入力信号の性質に応じて各階層（レイヤ）の量子化対象となるサブバンドの位置を予め定められた帯域の中で変動させる構成も開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】神明夫他、「階層的変換符号化基本モジュールによって構成されるスケーラブル楽音符号化（Scalable Audio Coding Based on Hierarchical Transform Coding Modules）」、電子情報通信学会論文誌A, Vol. J83-A, No.3, pp.241-252, 2000年3月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記非特許文献１では、各階層（レイヤ）において量子化対象となるサブバンドの位置が予め定められており、先に符号化される下位の階層における符号化結果（量子化された帯域）を利用していないため、階層全体を考慮した場合には符号化精度がそれほど高くはならないという問題点がある。また、各階層の量子化対象となるサブバンドの位置の候補についても、全帯域ではなく予め定められた帯域に限定されており、ある階層（レイヤ）においては残差エネルギの大きいサブバンドが量子化対象として選択されないことが起こり得る。その結果、生成される復号音声の品質が不十分となる問題点もある。【０００６】
本発明の目的は、量子化対象とする帯域を階層（レイヤ）毎に選択する階層符号化（スケーラブル符号化）方式において、復号信号の品質を改善することができる符号化装置、復号装置およびこれらの方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る符号化装置の一つの態様は、少なくとも２つの符号化レイヤを有する符号化装置であって、周波数領域の第１入力信号を入力し、前記周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第１入力信号の第１量子化対象帯域を選択し、前記第１量子化対象帯域の前記第１入力信号を符号化して、前記第１量子化対象帯域の第１帯域情報を含む第１符号化情報を生成するとともに、前記第１符号化情報を用いて第１復号信号を生成し、前記第１入力信号と前記第１復号信号とを用いて第２入力信号を生成する第１レイヤ符号化手段と、前記第２入力信号と、前記第１復号信号または前記第１符号化情報とを入力し、前記第１復号信号または前記第１符号化情報を用いて、前記複数のサブバンドの中から前記第２入力信号の第２量子化対象帯域を選択し、前記第２量子化対象帯域の前記第２入力信号を符号化して、前記第２量子化対象帯域の第２帯域情報を含む第２符号化情報を生成する第２レイヤ符号化手段と、を具備する。【０００８】
本発明に係る復号装置の一つの態様は、少なくても２つの符号化レイヤを有する符号化装置において生成された情報を受信して復号する復号装置であって、前記符号化装置の第１レイヤの符号化により得られた、周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第１レイヤの第１量子化対象帯域を選択して生成された第１帯域情報を含む第１符号化情報と、前記第１符号化情報を用いて生成された第１レイヤ復号信号を用いた前記符号化装置の第２レイヤの符号化により得られた、前記複数のサブバンドの中から前記第２レイヤの第２量子化対象帯域を選択して生成された第２帯域情報を含む前記第２符号化情報と、を有する前記情報を受信する受信手段と、前記情報から得られる前記第１符号化情報を入力し、前記第１符号化情報に含まれる前記第１帯域情報に基づいて設定される前記第１量子化対象帯域に対する第１復号信号を生成する第１レイヤ復号手段と、前記情報から得られる前記第２符号化情報を入力し、前記第２符号化情報に含まれる前記第２帯域情報に基づいて設定される前記第２量子化対象帯域に対する第２復号信号を生成する第２レイヤ復号手段と、を具備する。【０００９】
本発明に係る符号化方法の一つの態様は、少なくとも２つの符号化レイヤで符号化を行う符号化方法であって、周波数領域の第１入力信号を入力し、前記周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第１入力信号の第１量子化対象帯域を選択し、前記第１量子化対象帯域の前記第１入力信号を符号化して、前記第１量子化対象帯域の第１帯域情報を含む第１符号化情報を生成するとともに、前記第１符号化情報を用いて第１復号信号を生成し、前記第１入力信号と前記第１復号信号とを用いて第２入力信号を生成する第１レイヤ符号化ステップと、前記第２入力信号と、前記第１復号信号または前記第１符号化情報とを入力し、前記第１復号信号または前記第１符号化情報を用いて、前記複数のサブバンドの中から前記第２入力信号の第２量子化対象帯域を選択し、前記第２量子化対象帯域の前記第２入力信号を符号化して、前記第２量子化対象帯域の第２帯域情報を含む第２符号化情報を生成する第２レイヤ符号化ステップと、を具備する。【００１０】
本発明に係る復号方法の一つの態様は、少なくても２つの符号化レイヤを有する符号化装置において生成された情報を受信して復号する復号方法であって、前記符号化装置の第１レイヤの符号化により得られた、周波数領域を分割した複数のサブバンドの中から前記第１レイヤの第１量子化対象帯域を選択して生成された第１帯域情報を含む第１符号化情報と、前記第１符号化情報を用いて生成された第１レイヤ復号信号を用いた前記符号化装置の第２レイヤの符号化により得られた、前記複数のサブバンドの中から前記第２レイヤの第２量子化対象帯域を選択して生成された第２帯域情報を含む前記第２符号化情報と、を有する前記情報を受信する受信ステップと、前記情報から得られる前記第１符号化情報を入力し、前記第１符号化情報に含まれる前記第１帯域情報に基づいて設定される前記第１量子化対象帯域に対する第１復号信号を生成する第１レイヤ復号ステップと、前記情報から得られる前記第２符号化情報を入力し、前記第２符号化情報に含まれる前記第２帯域情報に基づいて設定される前記第２量子化対象帯域に対する第２復号信号を生成する第２レイヤ復号ステップと、を具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、量子化対象とする帯域を階層（レイヤ）毎に選択する階層符号化（スケーラブル符号化）方式において、下位レイヤの符号化結果（量子化された帯域）に基づいて、現レイヤの量子化対象帯域を選択することにより、各レイヤで聴感的に重要な帯域を符号化でき、その結果復号信号の品質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る符号化装置および復号装置を有する通信システムの構成を示すブロック図
【図２】図１に示した符号化装置の内部の主要な構成を示すブロック図
【図３】図２に示した第２レイヤ符号化部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図４】図３に示した帯域選択部の主要な構成を示すブロック図
【図５】実施の形態１に係るリージョンの構成を示す図
【図６】図２に示した第２レイヤ復号部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図７】図２に示した第３レイヤ符号化部の内部の主要な構成を示すブロック図
【図８】図７に示した帯域選択部の主要な構成を示すブロック図
【図９】図１に示した復号装置の内部の主要な構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る第３レイヤ符号化部内の帯域選択部の主要な構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明に係る符号化装置および復号装置として、音声符号化装置および音声復号装置を例にとって説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る符号化装置および復号装置を有する通信システムの構成を示すブロック図である。図１において、通信システムは、符号化装置１０１と復号装置１０３とを備え、それぞれ伝送路１０２を介して通信可能な状態となっている。なお、符号化装置１０１および復号装置１０３はいずれも、通常、基地局装置あるいは通信端末装置等に搭載されて用いられる。
【００１５】
符号化装置１０１は、入力信号をＮサンプルずつ区切り（Ｎは自然数）、Ｎサンプルを１フレームとしてフレーム毎に符号化を行う。ここで、符号化の対象となる入力信号をｘ（ｎ）と表すこととする。ｎ（ｎ＝０、…、Ｎ−１）は、Ｎサンプルずつ区切られた入力信号のうち、信号要素のｎ＋１番目を示す。符号化装置１０１は、符号化された入力情報（以下「符号化情報」という）を、伝送路１０２を介して復号装置１０３に送信する。
【００１６】
復号装置１０３は、伝送路１０２を介して符号化装置１０１から送信された符号化情報を受信し、これを復号し出力信号を得る。
【００１７】
図２は、図１に示した符号化装置１０１の内部の主要な構成を示すブロック図である。符号化装置１０１は、一例として４つの符号化階層（レイヤ）からなる階層符号化装置とする。ここで、ビットレートの低い方から順に、第１レイヤ、第２レイヤ、第３レイヤ、第４レイヤと呼ぶことにする。
【００１８】
第１レイヤ符号化部２０１は、入力信号に対して、例えばＣＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction）方式の音声符号化方法を用いて符号化を行って、第１レイヤ符号化情報を生成し、生成した第１レイヤ符号化情報を第１レイヤ復号部２０２および符号化情報統合部２１２に出力する。
【００１９】
第１レイヤ復号部２０２は、第１レイヤ符号化部２０１から入力される第１レイヤ符号化情報に対して、例えばＣＥＬＰ方式の音声復号方法を用いて復号を行って、第１レイヤ復号信号を生成し、生成した第１レイヤ復号信号を加算部２０３に出力する。
【００２０】
加算部２０３は、第１レイヤ復号信号の極性を反転させて、入力信号に加算することにより、入力信号と第１レイヤ復号信号との差分信号を算出し、得られた差分信号を第１レイヤ差分信号として直交変換処理部２０４に出力する。
【００２１】
直交変換処理部２０４は、バッファｂｕｆ１（ｎ）（ｎ＝０、…、Ｎ−１）を内部に有し、第１レイヤ差分信号ｘ１（ｎ）を修正離散コサイン変換（ＭＤＣＴ：Modified Discrete Cosine Transform）することにより、周波数領域パラメータ（周波数領域信号）に変換する。
【００２２】
次に、直交変換処理部２０４における直交変換処理について、その計算手順と内部バッファへのデータ出力に関して説明する。
【００２３】
まず、直交変換処理部２０４は、下記の式（１）によりバッファｂｕｆ１（ｎ）を、「０」を初期値として初期化する。
【数１】
0005544370.tif 000002
【００２４】
次いで、直交変換処理部２０４は、下記の式（２）に従って、第１レイヤ差分信号ｘ１（ｎ）に対し修正離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）を行い、第１レイヤ差分信号ｘ１（ｎ）のＭＤＣＴ係数（以下「第１レイヤ差分スペクトル」と呼ぶ）Ｘ１（ｋ）を求める。
【数２】
0005544370.tif 000003
【００２５】
ここで、ｋは１フレームにおける各サンプルのインデックスを示す。直交変換処理部２０４は、第１レイヤ差分信号ｘ１（ｎ）とバッファｂｕｆ１（ｎ）とを結合させたベクトルであるｘ１’（ｎ）を下記の式（３）により求める。
【数３】
0005544370.tif 000004
【００２６】
次に、直交変換処理部２０４は、式（４）によりバッファｂｕｆ１（ｎ）を更新する。
【数４】
0005544370.tif 000005
【００２７】
そして、直交変換処理部２０４は、第１レイヤ差分スペクトルＸ１（ｋ）を第２レイヤ符号化部２０５、および加算部２０７に出力する。
【００２８】
第２レイヤ符号化部２０５は、直交変換処理部２０４から入力される第１レイヤ差分スペクトルＸ１（ｋ）を用いて第２レイヤ符号化情報を生成し、生成した第２レイヤ符号化情報を第２レイヤ復号部２０６、および符号化情報統合部２１２に出力する。なお、第２レイヤ符号化部２０５の詳細については後述する。
【００２９】
第２レイヤ復号部２０６は、第２レイヤ符号化部２０５から入力される第２レイヤ符号化情報を復号し、第２レイヤ復号スペクトルを算出する。次に、第２レイヤ復号部２０６は、生成した第２レイヤ復号スペクトルを加算部２０７、および第３レイヤ符号化部２０８に出力する。なお、第２レイヤ復号部２０６の詳細については後述する。
【００３０】
加算部２０７は、第２レイヤ復号スペクトルの極性を反転させて、第１レイヤ差分スペクトルに加算することにより、第１レイヤ差分スペクトルと第２レイヤ復号スペクトルとの差分スペクトルを算出し、得られた差分スペクトルを第２レイヤ差分スペクトルとして第３レイヤ符号化部２０８および加算部２１０に出力する。
【００３１】
第３レイヤ符号化部２０８は、第２レイヤ復号部２０６から入力される第２レイヤ復号スペクトルと、加算部２０７から入力される第２レイヤ差分スペクトルとを用いて第３レイヤ符号化情報を生成し、生成した第３レイヤ符号化情報を第３レイヤ復号部２０９、および符号化情報統合部２１２に出力する。なお、第３レイヤ符号化部２０８の詳細については後述する。
【００３２】
第３レイヤ復号部２０９は、第３レイヤ符号化部２０８から入力される第３レイヤ符号化情報を復号し、第３レイヤ復号スペクトルを算出する。次に、第３レイヤ復号部２０９は、生成した第３レイヤ復号スペクトルを加算部２１０、および第４レイヤ符号化部２１１に出力する。なお、第３レイヤ復号部２０９の詳細については後述する。
【００３３】
加算部２１０は、第３レイヤ復号スペクトルの極性を反転させて、第２レイヤ差分スペクトルに加算することにより、第２レイヤ差分スペクトルと第３レイヤ復号スペクトルとの差分スペクトルを算出し、得られた差分スペクトルを第３レイヤ差分スペクトルとして第４レイヤ符号化部２１１に出力する。
【００３４】
第４レイヤ符号化部２１１は、第３レイヤ復号部２０９から入力される第３レイヤ復号スペクトルと、加算部２１０から入力される第３レイヤ差分スペクトルとを用いて第４レイヤ符号化情報を生成し、生成した第４レイヤ符号化情報を符号化情報統合部２１２に出力する。なお、第４レイヤ符号化部２１１の詳細については後述する。
【００３５】
符号化情報統合部２１２は、第１レイヤ符号化部２０１から入力される第１レイヤ符号化情報と、第２レイヤ符号化部２０５から入力される第２レイヤ符号化情報と、第３レイヤ符号化部２０８から入力される第３レイヤ符号化情報と、第４レイヤ符号化部２１１から入力される第４レイヤ符号化情報とを統合し、統合された情報源符号に対し、必要であれば伝送誤り符号などを付加した上でこれを符号化情報として伝送路１０２に出力する。
【００３６】
図３は、第２レイヤ符号化部２０５の主要な構成を示すブロック図である。
【００３７】
この図において、第２レイヤ符号化部２０５は、帯域選択部３０１、形状符号化部３０２、適応予測判定部３０３、利得符号化部３０４、および多重化部３０５を備える。
【００３８】
帯域選択部３０１は、直交変換処理部２０４から入力される第１レイヤ差分スペクトルを複数のサブバンドに分割し、複数のサブバンドから量子化対象となる帯域（量子化対象帯域）を選択し、選択した帯域を示す帯域情報を形状符号化部３０２、適応予測判定部３０３、多重化部３０５に出力する。また、帯域選択部３０１は、第１レイヤ差分スペクトルを形状符号化部３０２に出力する。なお、形状符号化部３０２への第１レイヤ差分スペクトルの入力は、直交変換処理部２０４から帯域選択部３０１への入力とは別に、直交変換処理部２０４から形状符号化部３０２へ直接入力されるようにしても良い。帯域選択部３０１の処理の詳細は後述する。
【００３９】
形状符号化部３０２は、帯域選択部３０１から入力される第１レイヤ差分スペクトルのうち、帯域選択部３０１から入力される帯域情報が示す帯域に対応するスペクトル（ＭＤＣＴ係数）を用いて形状情報の符号化を行って形状符号化情報を生成し、生成した形状符号化情報を多重化部３０５に出力する。また、形状符号化部３０２は、形状符号化時に算出される理想利得（利得情報）を求め、求めた理想利得を利得符号化部３０４に出力する。形状符号化部３０２の処理の詳細は後述する。
【００４０】
適応予測判定部３０３は、過去に帯域選択部３０１から入力される帯域情報を記憶する内部バッファを有する。適応予測判定部３０３は、帯域選択部３０１から入力される帯域情報を用いて現フレームの量子化対象帯域と過去のフレームの量子化対象帯域との間で共通のサブバンドの数を求める。さらに、適応予測判定部３０３は、共通のサブバンドの数が予め定められた所定値以上である場合には、帯域情報が示す量子化対象帯域のスペクトル（ＭＤＣＴ係数）に対して予測符号化を行うと判定する。一方、共通のサブバンドの数が所定値より小さい場合には、適応予測判定部３０３は、帯域情報が示す量子化対象帯域のスペクトル（ＭＤＣＴ係数）に対して予測符号化を行わない（つまり、予測を適用しない符号化を行う）と判定する。適応予測判定部３０３は、判定結果を利得符号化部３０４に出力する。適応予測判定部３０３の処理の詳細は後述する。
【００４１】
利得符号化部３０４には、形状符号化部３０２からの理想利得と、適応予測判定部３０３からの判定結果とが入力される。利得符号化部３０４は、適応予測判定部３０３から入力される判定結果が予測符号化を行うという判定結果を示す場合には、内蔵のバッファに記憶されている過去のフレームの量子化利得値および内蔵の利得コードブックを用いて形状符号化部３０２から入力される理想利得に対して予測符号化を行って利得符号化情報を得る。一方、利得符号化部３０４は、適応予測判定部３０３から入力される判定結果が予測符号化を行わないという判定結果を示す場合には、形状符号化部３０２から入力される理想利得をそのまま量子化して（つまり、予測を適用せずに量子化して）利得符号化情報を得る。利得符号化部３０４は、得られる利得符号化情報を多重化部３０５に出力する。利得符号化部３０４の処理の詳細は後述する。
【００４２】
多重化部３０５は、帯域選択部３０１から入力される帯域情報、形状符号化部３０２から入力される形状符号化情報、および利得符号化部３０４から入力される利得符号化情報を多重化し、得られるビットストリームを第２レイヤ符号化情報として第２レイヤ復号部２０６および符号化情報統合部２１２に出力する。
【００４３】
上記のような構成を有する第２レイヤ符号化部２０５は以下の動作を行う。
【００４４】
図４は、帯域選択部３０１の主要な構成を示すブロック図である。
【００４５】
この図において、帯域選択部３０１は、サブバンドエネルギ算出部４０１、および帯域決定部４０２とから主に構成される。
【００４６】
サブバンドエネルギ算出部４０１には、直交変換処理部２０４から第１レイヤ差分スペクトルＸ１（ｋ）が入力される。
【００４７】
サブバンドエネルギ算出部４０１は、まず、第１レイヤ差分スペクトルＸ１（ｋ）を複数のサブバンドに分割する。ここでは、Ｊ（Ｊは自然数）個のサブバンドに均等に分割する場合を例に挙げて説明する。そして、サブバンドエネルギ算出部４０１は、Ｊ個のサブバンドの中で連続するＬ（Ｌは自然数）個のサブバンドを選択し、Ｍ（Ｍは自然数）種類のサブバンドのグループを得る。以下、このＭ種類のサブバンドのグループをリージョンと呼ぶ。
【００４８】
図５は、サブバンドエネルギ算出部４０１において得られるリージョンの構成を例示する図である。
【００４９】
この図において、サブバンドの数は１７個（Ｊ＝１７）であり、リージョンの種類は８種類（Ｍ＝８）であり、各リージョンは連続する５個（Ｌ＝５）のサブバンドで構成されている。そのうち、例えばリージョン４はサブバンド６〜１０からなる。
【００５０】
次いで、サブバンドエネルギ算出部４０１は、下記の式（５）に従い、Ｍ種類の各リージョンの平均エネルギＥ１（ｍ）を算出する。
【数５】
0005544370.tif 000006
【００５１】
この式において、ｊはＪ個の各サブバンドのインデックスを示し、ｍは、Ｍ種類の各リージョンのインデックスを示す。なお、Ｓ（ｍ）は、リージョンｍを構成するＬ個のサブバンドのインデックスのうちの最小値を示し、Ｂ（ｊ）は、サブバンドｊを構成する複数のＭＤＣＴ係数のインデックスのうちの最小値を示す。Ｗ（ｊ）は、サブバンドｊのバンド幅を示し、以下の説明では、Ｊ個の各サブバンドのバンド幅が全て等しい場合、すなわちＷ（ｊ）が定数である場合を例にとって説明する。サブバンドエネルギ算出部４０１は、得られたリージョン毎の平均エネルギＥ１（ｍ）を帯域決定部４０２に出力する。
【００５２】
帯域決定部４０２には、サブバンドエネルギ算出部４０１から、リージョン毎の平均エネルギＥ１（ｍ）が入力される。帯域決定部４０２は、平均エネルギＥ１（ｍ）が最大となるリージョン、例えばサブバンドｊ”〜（ｊ”＋Ｌ−１）からなる帯域を量子化対象となる帯域（量子化対象帯域）として選択し、このリージョンを示すインデックスｍ＿ｍａｘを帯域情報として形状符号化部３０２、適応予測判定部３０３、および多重化部３０５に出力する。また、帯域決定部４０２は、量子化対象帯域の第１レイヤ差分スペクトルＸ１（ｋ）を形状符号化部３０２に出力する。なお、帯域決定部４０２は、帯域選択部３０１に入力された第１レイヤ差分スペクトルを直接入力しても良く、あるいは、第１レイヤ差分スペクトルをサブバンドエネルギ算出部４０１経由で入力しても良い。また、以下の説明では、帯域決定部４０２で選択した量子化対象帯域を示すバンドインデックスをｊ”〜（ｊ”＋Ｌ−１）とする。
【００５３】
形状符号化部３０２は、帯域選択部３０１から入力される帯域情報ｍ＿ｍａｘが示す帯域に対応する第１レイヤ差分スペクトルＸ１（ｋ）に対して、サブバンド毎に形状量子化を行う。具体的には、形状符号化部３０２はＬ個の各サブバンド毎に、ＳＱ個の形状コードベクトルからなる内蔵の形状コードブックを探索して、下記の式（６）の評価尺度Ｓｈａｐｅ（ｋ）が最大となる形状コードベクトルのインデックスを求める。
【数６】
0005544370.tif 000007
【００５４】
この式において、ＳＣｉｋは形状状コードブックを構成する形状コードベクトルを示し、ｉは形状コードベクトルのインデックスを示し、ｋは形状コードベクトルの要素のインデックスを示す。
【００５５】
形状符号化部３０２は、上記の式（６）の結果が最大となる形状コードベクトルのインデックスＳ＿ｍａｘを、形状符号化情報として多重化部３０５に出力する。また、形状符号化部３０２は、下記の式（７）に従い、理想利得Ｇａｉｎ＿ｉ（ｊ）を算出し、算出したＧａｉｎ＿ｉ（ｊ）を利得符号化部３０４に出力する。
【数７】
0005544370.tif 000008
【００５６】
適応予測判定部３０３は、過去のフレームにおいて帯域選択部３０１から入力された帯域情報ｍ＿ｍａｘを記憶するバッファを内蔵している。ここでは過去の３フレーム分の帯域情報ｍ＿ｍａｘを記憶するバッファを内蔵している場合を例に挙げて説明する。適応予測判定部３０３は、まず、過去のフレームにおいて帯域選択部３０１から入力された帯域情報ｍ＿ｍａｘおよび現フレームにおいて帯域選択部３０１から入力される帯域情報ｍ＿ｍａｘを用いて、過去のフレームの量子化対象帯域と現フレームの量子化対象帯域との間で共通のサブバンドの数を求める。そして、適応予測判定部３０３は、共通のサブバンドの数が所定値以上である場合は予測符号化を行うと判定し、共通のサブバンドの数が所定値より小さい場合は予測符号化を行わないと判定する。具体的には、適応予測判定部３０３は、時間的に１つ過去のフレームにおいて帯域選択部３０１から入力された帯域情報ｍ＿ｍａｘが示すＬ個のサブバンドと、現フレームにおいて帯域選択部３０１から入力される帯域情報ｍ＿ｍａｘが示すＬ個のサブバンドとを比較する。そして、適応予測判定部３０３は、共通のサブバンドの数がＰ個以上である場合は予測符号化を行うと判定し、共通のサブバンドの数がＰ個未満である場合は予測符号化を行わないと判定する。適応予測判定部３０３は、判定結果を利得符号化部３０４に出力する。次いで、適応予測判定部３０３は、現フレームにおいて帯域選択部３０１から入力される帯域情報ｍ＿ｍａｘを用いて、帯域情報を記憶する内蔵のバッファを更新する。
【００５７】
利得符号化部３０４は、過去のフレームにおいて得られた量子化利得を記憶するバッファを内蔵している。適応予測判定部３０３から入力される判定結果が予測符号化を行うという判定結果を示す場合、利得符号化部３０４は、内蔵のバッファに記憶されている過去フレームの量子化利得Ｃｔｊを用いて、現フレームの利得値を予測することにより量子化する。具体的には、利得符号化部３０４は、Ｌ個の各サブバンド毎に、ＧＱ個の利得コードベクトルからなる内蔵の利得コードブックを探索して、下記の式（８）の二乗誤差Ｇａｉｎ＿ｑ（ｉ）が最小となる利得コードベクトルのインデックスを求める。
【数８】
0005544370.tif 000009
【００５８】
この式において、ＧＣｉｊは利得コードブックを構成する利得コードベクトルを示し、ｉは利得コードベクトルのインデックスを示し、ｊは利得コードベクトルの要素のインデックスを示す。例えば、リージョンを構成するサブバンド数が５の場合（Ｌ＝５の場合）、ｊは０〜４の値を取る。ここで、Ｃｔｊは時間的にｔフレーム前の利得を示し、例えばｔ＝１の場合、Ｃｔｊは時間的に１フレーム前の利得を示す。また、α０〜α３は、利得符号化部３０４に記憶されている４次の線形予測係数である。なお、利得符号化部３０４は、１リージョン内のＬ個のサブバンドをＬ次元ベクトルとして扱い、ベクトル量子化を行う。
【００５９】
利得符号化部３０４は、上記の式（８）の結果が最小となる利得コードベクトルのインデックスＧ＿ｍｉｎを、利得符号化情報として多重化部３０５に出力する。なお、内蔵のバッファの中の過去フレームに対応するサブバンドの利得が存在しない場合、利得符号化部３０４は上記の式（８）において、内蔵のバッファの中の周波数的に最も近いサブバンドの利得を代用する。
【００６０】
一方、適応予測判定部３０３から入力される判定結果が予測符号化を行わないという判定結果を示す場合、利得符号化部３０４は、下記の式（９）に従い、形状符号化部３０２から入力される理想利得Ｇａｉｎ＿ｉ（ｊ）を、直接量子化する。ここでも、利得符号化部３０４は、理想利得をＬ次元ベクトルとして扱い、ベクトル量子化を行う。
【数９】
0005544370.tif 000010
【００６１】
利得符号化部３０４は、上記の式（９）の結果が最小となる利得コードベクトルのインデックスＧ＿ｍｉｎを利得符号化情報として多重化部３０５に出力する。
【００６２】
また、利得符号化部３０４は、現フレームで得られた利得符号化情報Ｇ＿ｍｉｎおよび量子化利得Ｃｔｊを用いて、下記の式（１０）に従い、内蔵のバッファを更新する。
【数１０】
0005544370.tif 000011
【００６３】
多重化部３０５は、帯域選択部３０１から入力される帯域情報ｍ＿ｍａｘ、形状符号化部３０２から入力される形状符号化情報Ｓ＿ｍａｘ、および利得符号化部３０４から入力される利得符号化情報Ｇ＿ｍｉｎを多重化する。そして、多重化部３０５は、多重化により得られるビットストリームを第２レイヤ符号化情報として第２レイヤ復号部２０６および符号化情報統合部２１２に出力する。
【００６４】
図６は、第２レイヤ復号部２０６の主要な構成を示すブロック図である。
【００６５】
この図において、第２レイヤ復号部２０６は、分離部７０１、形状復号部７０２、適応予測判定部７０３、および利得復号部７０４を備える。
【００６６】
分離部７０１は、第２レイヤ符号化部２０５から入力される第２レイヤ符号化情報から帯域情報、形状符号化情報、および利得符号化情報を分離し、得られる帯域情報を形状復号部７０２および適応予測判定部７０３に出力し、形状符号化情報を形状復号部７０２に出力し、利得符号化情報を利得復号部７０４に出力する。
【００６７】
形状復号部７０２は、分離部７０１から入力される形状符号化情報を復号することにより、分離部７０１から入力される帯域情報が示す量子化対象帯域に対応するＭＤＣＴ係数の形状の値を求め、求めた形状の値を利得復号部７０４に出力する。形状復号部７０２の処理の詳細は後述する。
【００６８】
適応予測判定部７０３は、分離部７０１から入力される帯域情報を用いて現フレームの量子化対象帯域と過去のフレームの量子化対象帯域との間で共通のサブバンドの数を求める。そして、適応予測判定部７０３は、共通のサブバンドの数が予め定められた所定値以上である場合は、帯域情報が示す量子化対象帯域のＭＤＣＴ係数に対して予測復号を行うと判定し、共通のサブバンドの数が所定値より小さい場合は、帯域情報が示す量子化対象帯域のＭＤＣＴ係数に対して予測復号を行わないと判定する。適応予測判定部７０３は、判定結果を利得復号部７０４に出力する。適応予測判定部７０３の処理の詳細は後述する。
【００６９】
利得復号部７０４は、適応予測判定部７０３から入力される判定結果が予測復号を行うという判定結果を示す場合は、内蔵のバッファに記憶されている過去のフレームの利得値および内蔵の利得コードブックを用いて、分離部７０１から入力される利得符号化情報に対し予測復号を行って利得値を得る。一方、利得復号部７０４は、適応予測判定部７０３から入力される判定結果が予測復号を行わないという判定結果を示す場合、内蔵の利得コードブックを用いて、分離部７０１から入力される利得符号化情報を、直接、逆量子化して利得値を得る。利得復号部７０４は、得られる利得値、および形状復号部７０２から入力される形状の値を用いて量子化対象帯域の復号ＭＤＣＴ係数を求め、求めた復号ＭＤＣＴ係数を第２レイヤ復号スペクトルとして加算部２０７および第３レイヤ符号化部２０８に出力する。利得復号部７０４の処理の詳細は後述する。
【００７０】
上記のような構成を有する第２レイヤ復号部２０６は以下の動作を行う。
【００７１】
分離部７０１は、第２レイヤ符号化部２０５から入力される第２レイヤ符号化情報から帯域情報ｍ＿ｍａｘ、形状符号化情報Ｓ＿ｍａｘ、および利得符号化情報Ｇ＿ｍｉｎを分離する。そして、分離部７０１は、得られる帯域情報ｍ＿ｍａｘを形状復号部７０２および適応予測判定部７０３に出力し、形状符号化情報Ｓ＿ｍａｘを形状復号部７０２に出力し、利得符号化情報Ｇ＿ｍｉｎを利得復号部７０４に出力する。
【００７２】
形状復号部７０２は、第２レイヤ符号化部２０５の形状符号化部３０２が備える形状コードブックと同様な形状コードブックを内蔵し、分離部７０１から入力される形状符号化情報Ｓ＿ｍａｘをインデックスとする形状コードベクトルを探索する。形状復号部７０２は、探索した形状コードベクトルを、分離部７０１から入力される帯域情報ｍ＿ｍａｘが示す量子化対象帯域のＭＤＣＴ係数の形状の値として利得復号部７０４に出力する。ここでは、形状の値として探索された形状コードベクトルをＳｈａｐｅ＿ｑ（ｋ）（ｋ＝Ｂ（ｊ”），…，Ｂ（ｊ”＋Ｌ）−１）と記す。
【００７３】
適応予測判定部７０３は、過去のフレームにおいて分離部７０１から入力された帯域情報ｍ＿ｍａｘを記憶するバッファを内蔵している。ここでは過去の３フレーム分の帯域情報ｍ＿ｍａｘを記憶するバッファを内蔵している場合を例に挙げて説明する。適応予測判定部７０３は、まず、過去のフレームにおいて分離部７０１から入力された帯域情報ｍ＿ｍａｘおよび現フレームにおいて分離部７０１から入力される帯域情報ｍ＿ｍａｘを用いて、過去のフレームの量子化対象帯域と現フレームの量子化対象帯域との間で共通のサブバンドの数を求める。そして、適応予測判定部７０３は、共通のサブバンドの数が所定値以上である場合は予測復号を行うと判定し、共通のサブバンドの数が所定値より小さい場合は予測復号を行わないと判定する。具体的には、適応予測判定部７０３は、時間的に１つ過去のフレームにおいて分離部７０１から入力された帯域情報ｍ＿ｍａｘが示すＬ個のサブバンドと、現フレームにおいて分離部７０１から入力される帯域情報ｍ＿ｍａｘが示すＬ個のサブバンドとを比較する。そして、適応予測判定部７０３は、共通のサブバンドの数がＰ個以上である場合は予測復号を行うと判定し、共通のサブバンドの数がＰ個未満である場合は予測復号を行わないと判定する。適応予測判定部７０３は、判定結果を利得復号部７０４に出力する。次いで、適応予測判定部７０３は、現フレームにおいて分離部７０１から入力される帯域情報ｍ＿ｍａｘを用いて、帯域情報を記憶する内蔵のバッファを更新する。
【００７４】
利得復号部７０４は、過去のフレームにおいて得られた利得値を記憶するバッファを内蔵している。適応予測判定部７０３から入力される判定結果が予測復号を行うという判定結果を示す場合、利得復号部７０４は、内蔵のバッファに記憶されている過去のフレームの利得値を用いて、現フレームの利得値を予測することにより逆量子化を行う。具体的には、利得復号部７０４は、第２レイヤ符号化部２０５の利得符号化部３０４と同様な利得コードブックを内蔵しており、下記の式（１１）に従い、利得の逆量子化を行って利得値Ｇａｉｎ＿ｑ’を得る。ここで、Ｃ”ｔｊは時間的にｔフレーム前の利得値を示し、例えばｔ＝１の場合、Ｃ”ｔｊは１フレーム前の利得値を示す。また、α０〜α３は、利得復号部７０４に記憶されている４次の線形予測係数である。利得復号部７０４は、１リージョン内のＬ個のサブバンドをＬ次元ベクトルとして扱い、ベクトル逆量子化を行う。
【数１１】
0005544370.tif 000012
【００７５】
なお、内蔵のバッファの中に過去フレームに対応するサブバンドの利得値が存在しない場合、利得復号部７０４は、上記の式（１１）において、内部バッファの中の周波数的に最も近いサブバンドの利得値を代用する。
【００７６】
一方、適応予測判定部７０３から入力される判定結果が予測復号を行わないという判定結果を示す場合、利得復号部７０４は、上記の利得コードブックを用いて、下記の式（１２）に従い利得値を逆量子化する。ここでも、利得値をＬ次元ベクトルとして扱い、ベクトル逆量子化を行う。すなわち、予測復号を行わない場合は、利得符号化情報Ｇ＿ｍｉｎに対応する利得コードベクトルＧＣＧ＿ｍｉｎｊを、直接、利得値とする。
【数１２】
0005544370.tif 000013
【００７７】
次いで、利得復号部７０４は、現フレームの逆量子化で得られる利得値、および形状復号部７０２から入力される形状の値を用いて、下記の式（１３）に従い、第２レイヤ復号スペクトルとして復号ＭＤＣＴ係数を算出し、下記の式（１４）に従い内蔵のバッファを更新する。ここでは、算出された復号ＭＤＣＴ係数をＸ２”（ｋ）と記す。また、復号ＭＤＣＴ係数の逆量子化において、ｋがＢ（ｊ”）〜Ｂ（ｊ”＋１）−１内に存在する場合、利得値Ｇａｉｎ＿ｑ’（ｊ）はＧａｉｎ＿ｑ’（ｊ”）の値をとる。
【数１３】
0005544370.tif 000014
【数１４】
0005544370.tif 000015
【００７８】
利得復号部７０４は、上記の式（１３）に従い算出された第２レイヤ復号スペクトルＸ２”（ｋ）を加算部２０７および第３レイヤ符号化部２０８に出力する。
【００７９】
図７は、第３レイヤ符号化部２０８の主要な構成を示すブロック図である。
【００８０】
この図において、第３レイヤ符号化部２０８は、帯域選択部３１１Ａ、形状符号化部３０２、適応予測判定部３０３、利得符号化部３０４、および多重化部３０５を備える。なお、第３レイヤ符号化部２０８を構成する帯域選択部３１１Ａ以外の構成要素は、上述した第２レイヤ符号化部２０５における構成要素と同一であるため、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８１】
図８は、帯域選択部３１１Ａの主要な構成を示すブロック図である。
【００８２】
この図において、帯域選択部３１１Ａは、聴感特性算出部５０１、サブバンドエネルギ算出部５０２、および帯域決定部５０３から主に構成される。
【００８３】
聴感特性算出部５０１には、加算部２０７から第２レイヤ差分スペクトルＸ２（ｋ）が入力される。また、聴感特性算出部５０１には、第２レイヤ復号部２０６から第２レイヤ復号スペクトルＸ２”（ｋ）が入力される。
【００８４】
まず、聴感特性算出部５０１は、第２レイヤ復号スペクトルＸ２”（ｋ）に対して、第２レイヤ符号化部２０５で符号化されたスペクトルのピーク成分の周辺のインデックスを算出する。これは、第２レイヤ符号化部２０５の形状符号化部３０２において量子化されたピーク成分である。そのため、例えば、形状符号化部３０２において、正弦波符号化（Sinusoidal Encoding）方法でスペクトルを符号化していた場合などに対しては、形状符号化情報を復号することで容易にピーク成分を算出することが出来る。
【００８５】
聴感特性算出部５０１は、算出したピーク成分の周辺のインデックス、およびピーク成分の振幅値をサブバンドエネルギ算出部５０２に出力する。なお、ここでは、一例として、第２復号スペクトルＸ２”（ｋ）に対して、サブバンド毎に最大振幅を有するスペクトル成分をピーク成分とする場合について説明する。
【００８６】
サブバンドエネルギ算出部５０２は、上述したサブバンドエネルギ算出部４０１と同様、まず、第２レイヤ差分スペクトルＸ２（ｋ）を複数のサブバンドに分割する。なお、サブバンドエネルギ算出部５０２は、帯域選択部３１１Ａに入力された第２レイヤ差分スペクトルを直接入力しても良く、あるいは、第２レイヤ差分スペクトルを聴感特性算出部５０１経由で入力しても良い。ここでは、Ｊ（Ｊは自然数）個のサブバンドに均等に分割する場合を例に挙げて説明する。そして、サブバンドエネルギ算出部５０２は、Ｊ個のサブバンドの中で連続するＬ（Ｌは自然数）個のサブバンドを選択し、Ｍ（Ｍは自然数）種類のサブバンドのグループを得る。上記で説明したように、以下、このＭ種類のサブバンドのグループをリージョンと呼ぶ。
【００８７】
次いで、サブバンドエネルギ算出部５０２は、聴感特性算出部５０１から入力されるピーク成分の周辺のインデックス情報、およびピーク成分の振幅値情報を用いて、下記の式（１５−１）に従い、Ｍ種類の各リージョンの平均エネルギＥ２（ｍ）を算出する。ここで、式（１５−１）における一時スペクトルＸ（ｋ）は、式（１５−２）のように表すものとする。
【数１５】
0005544370.tif 000016
【００８８】
この式において、ｊはＪ個の各サブバンドのインデックスを示し、ｍは、Ｍ種類の各リージョンのインデックスを示す。なお、Ｓ（ｍ）は、リージョンｍを構成するＬ個のサブバンドのインデックスのうちの最小値を示し、Ｂ（ｊ）は、サブバンドｊを構成する複数のＭＤＣＴ係数のインデックスのうちの最小値を示す。Ｗ（ｊ）は、サブバンドｊのバンド幅を示し、以下の説明では、Ｊ個の各サブバンドのバンド幅が全て等しい場合、すなわちＷ（ｊ）が定数である場合を例にとって説明する。
【００８９】
また、式（１５−２）に示すように、インデックスｋが聴感特性算出部５０１から入力されるピーク成分の周辺のインデックスに該当しない場合には、一時スペクトルＸ（ｋ）の値を、そのまま用いて、リージョン毎の平均エネルギＥ２（ｍ）を算出する。
【００９０】
一方、インデックスｋが聴感特性算出部５０１から入力されるピーク成分の周辺のインデックスに該当する場合、つまりピーク成分の周辺の開始インデックスＰｅａｋｓｔａｒｔからＰｅａｋｅｎｄ内に存在する場合には、サブバンドエネルギ算出部５０２は第２レイヤ差分スペクトルＸ２（ｋ）の値から、聴感特性算出部５０１から入力されるピーク成分の振幅値ＰｅａｋＶａｌｕｅに予め定められた値βを乗じた値を減算する。そして、サブバンドエネルギ算出部５０２は、減算後の一時スペクトルＸ（ｋ）を用いて、リージョン毎の平均エネルギＥ２（ｍ）を算出する。
【００９１】
このようにして、サブバンドエネルギ算出部５０２は、下位レイヤで符号化したスペクトル成分のうち、大きな成分（ピーク成分）の周辺に存在するスペクトル成分のエネルギを小さく見積もる。この結果、聴感的に重要な他のスペクトル成分が選択されやすくなり、聴感的により良い復号信号を生成することができるようになる。
【００９２】
なお、この時、減算処理によって、一時スペクトルＸ（ｋ）の符号が変わってしまう場合には、一時スペクトルＸ（ｋ）の値を０とする。ここで、βは既に下位レイヤで量子化されたスペクトルのピーク成分の振幅値に乗ぜられる０以上１以下の係数であり、例えば０．５程度の値が一例として挙げられる。
【００９３】
聴感マスキング効果は、マスカー（マスクする側の成分であり、ここではピーク成分を示す）からの周波数軸上の距離が近いほど強くなるが、ここでは大幅に演算量を増やさないために、簡易的に定数βを用いてＸ（ｋ）の値を算出する方法について説明する。なお、もちろん、正確な聴感マスキング特性値を算出する場合においても、本発明は同様に適用できる。
【００９４】
サブバンドエネルギ算出部５０２は、得られたリージョン毎の平均エネルギＥ２（ｍ）を帯域決定部５０３に出力する。
【００９５】
帯域決定部５０３には、サブバンドエネルギ算出部５０２から、リージョン毎の平均エネルギＥ２（ｍ）が入力される。帯域決定部５０３は、平均エネルギＥ２（ｍ）が最大となるリージョン、例えばサブバンドｊ”〜（ｊ”＋Ｌ−１）からなる帯域を量子化対象となる帯域（量子化対象帯域）として選択し、このリージョンを示すインデックスｍ＿ｍａｘを帯域情報として形状符号化部３０２、適応予測判定部３０３、および多重化部３０５に出力する。
【００９６】
上記で説明したように、サブバンドエネルギ算出部５０２は、インデックスｋが聴感特性算出部５０１から入力されるピーク成分の周辺のインデックスに該当する場合、つまりピーク成分の周辺の開始インデックスＰｅａｋｓｔａｒｔからＰｅａｋｅｎｄ内に存在する場合、Ｘ（ｋ）の値から、聴感特性算出部５０１から入力されるピーク成分の振幅値ＰｅａｋＶａｌｕｅに予め定められた値βを乗じた値を減算し、聴覚マスキングする。
【００９７】
このようにして聴感マスキング効果を考慮して、サブバンドエネルギ算出部５０２は、減算後のＸ（ｋ）を用いて、リージョン毎の平均エネルギＥ２（ｍ）を算出することにより、下位レイヤで符号化したスペクトル成分のうち、大きな成分（ピーク成分）の周辺に存在するスペクトル成分のエネルギを小さく見積もる。そのため、帯域決定部５０３において、聴感的に重要な他のスペクトル成分が選択されやすくなる。これによって、聴感的により良い復号信号を生成することができるようになる。
【００９８】
また、帯域決定部５０３は、量子化対象帯域の第２レイヤ差分スペクトルＸ２（ｋ）を形状符号化部３０２に出力する。なお、帯域決定部５０３は、帯域選択部３１１Ａに入力された第２レイヤ差分スペクトルを直接入力しても良く、あるいは、第２レイヤ差分スペクトルを聴感特性算出部５０１及び／又はサブバンドエネルギ算出部５０２を経由して入力しても良い。また、以下の説明では、帯域決定部５０３で選択した量子化対象帯域を示すバンドインデックスをｊ”〜（ｊ”＋Ｌ−１）とする。
【００９９】
以上が、第３レイヤ符号化部２０８の処理説明である。
【０１００】
第３レイヤ復号部２０９については、入出力がそれぞれ第２レイヤ符号化情報および第２レイヤ復号スペクトルに代えて、第３レイヤ符号化情報および第３レイヤ復号スペクトルとなること以外は、上述した第２レイヤ復号部２０６の処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０１】
また、第４レイヤ符号化部２１１については、入出力がそれぞれ第２レイヤ差分スペクトル、第２レイヤ復号スペクトルおよび第３レイヤ符号化情報に代えて、第３レイヤ差分スペクトル、第３レイヤ復号スペクトルおよび第４レイヤ符号化情報となること以外は、上述した第３レイヤ符号化部２０８の処理と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０２】
以上が、符号化装置１０１の処理説明である。
【０１０３】
図９は、図１に示した復号装置１０３の内部の主要な構成を示すブロック図である。復号装置１０３は、一例として４つの復号階層（レイヤ）からなる階層復号装置とする。ここでは、符号化装置１０１と同様、ビットレートの低い方から順に、第１レイヤ、第２レイヤ、第３レイヤ、第４レイヤと呼ぶことにする。
【０１０４】
符号化情報分離部６０１は、伝送路１０２を介して符号化装置１０１から送られる符号化情報を入力とし、符号化情報を各レイヤの符号化情報に分離し、それぞれの復号処理を担当する復号部に出力する。具体的には、符号化情報分離部６０１は、符号化情報中に含まれる第１レイヤ符号化情報を第１レイヤ復号部６０２に出力し、符号化情報中に含まれる第２レイヤ符号化情報を第２レイヤ復号部６０３に出力し、符号化情報中に含まれる第３レイヤ符号化情報を第３レイヤ復号部６０４に出力し、符号化情報中に含まれる第４レイヤ符号化情報を第４レイヤ復号部６０６に出力する。
【０１０５】
第１レイヤ復号部６０２は、符号化情報分離部６０１から入力される第１レイヤ符号化情報に対して、例えばＣＥＬＰ方式の音声復号方法を用いて復号を行って第１レイヤ復号信号を生成し、生成した第１レイヤ復号信号を加算部６０９に出力する。
【０１０６】
第２レイヤ復号部６０３は、符号化情報分離部６０１から入力される第２レイヤ符号化情報を復号し、得られる第２レイヤ復号スペクトルＸ２”（ｋ）を加算部６０５に出力する。第２レイヤ復号部６０３の処理は、上述した第２レイヤ復号部２０６の処理と同一であるためここでは説明を省略する。
【０１０７】
第３レイヤ復号部６０４は、符号化情報分離部６０１から入力される第３レイヤ符号化情報を復号し、得られる第３レイヤ復号スペクトルＸ３”（ｋ）を加算部６０５に出力する。第３レイヤ復号部６０４の処理は、上述した第３レイヤ復号部２０９の処理と同一であるためここでは説明を省略する。
【０１０８】
加算部６０５には、第２レイヤ復号部６０３から第２レイヤ復号スペクトルＸ２”（ｋ）が入力される。また、加算部６０５には、第３レイヤ復号部６０４から第３レイヤ復号スペクトルＸ３”（ｋ）が入力される。加算部６０５は、入力された第２レイヤ復号スペクトルＸ２”（ｋ）および第３レイヤ復号スペクトルＸ３”（ｋ）を加算し、加算したスペクトルを第１加算スペクトルＸ５”（ｋ）として加算部６０７に出力する。
【０１０９】
第４レイヤ復号部６０６は、符号化情報分離部６０１から入力される第４レイヤ符号化情報を復号し、得られる第４レイヤ復号スペクトルＸ４”（ｋ）を加算部６０７に出力する。第４レイヤ復号部６０６の処理は、入出力の名称が異なる以外は、上述した第３レイヤ復号部２０９の処理と同一であるためここでは説明を省略する。
【０１１０】
加算部６０７には、加算部６０５から第１加算スペクトルＸ５”（ｋ）が入力される。また、加算部６０７には、第４レイヤ復号部６０６から第４レイヤ復号スペクトルＸ４”（ｋ）が入力される。加算部６０７は、入力された第１加算スペクトルＸ５”（ｋ）および第４レイヤ復号スペクトルＸ４”（ｋ）を加算し、加算したスペクトルを第２加算スペクトルＸ６”（ｋ）として直交変換処理部６０８に出力する。
【０１１１】
直交変換処理部６０８は、まず下記の式（１６）に従い内蔵のバッファｂｕｆ’（ｋ）を「０」値に初期化する。
【数１６】
0005544370.tif 000017
【０１１２】
直交変換処理部６０８は、第２加算スペクトルＸ６”（ｋ）を入力とし、下記の式（１７）に従い第２加算復号信号ｙ”（ｎ）を求める。
【数１７】
0005544370.tif 000018
【０１１３】
この式において、Ｘ７（ｋ）は、第２加算スペクトルＸ６”（ｋ）とバッファｂｕｆ’（ｋ）とを結合させたベクトルであり、下記の式（１８）を用いて求められる。
【数１８】
0005544370.tif 000019
【０１１４】
次いで、直交変換処理部６０８は、下記の式（１９）に従いバッファｂｕｆ’（ｋ）を更新する。
【数１９】
0005544370.tif 000020
【０１１５】
直交変換処理部６０８は、第２加算復号信号ｙ”（ｎ）を加算部６０９に出力する。
【０１１６】
加算部６０９には、第１レイヤ復号部６０２から第１レイヤ復号信号が入力される。また、加算部６０９には、直交変換処理部６０８から第２加算復号信号が入力される。加算部６０９は、入力された第１レイヤ復号信号および第２加算復号信号を加算し、加算した信号を出力信号として出力する。
【０１１７】
以上が、復号装置１０３の処理説明である。
【０１１８】
このように、本実施の形態によれば、量子化対象とする帯域（量子化対象帯域）を階層（レイヤ）毎に選択する階層符号化（スケーラブル）を行う符号化装置１０１において、帯域選択部３１１Ａは、下位レイヤの符号化結果（量子化された帯域情報）に基づいて、現レイヤの量子化対象帯域を選択するという構成を採る。具体的には、帯域選択部３１１Ａにおいて、聴感特性算出部５０１は、下位レイヤで量子化されたスペクトル成分に対して、サブバンド毎に最大振幅を有するスペクトル成分（ピーク成分）を探索する。サブバンドエネルギ算出部５０２は、ｋがピーク成分の周辺の開始インデックスＰｅａｋｓｔａｒｔからＰｅａｋｅｎｄ内に存在する場合には、第２レイヤ差分スペクトルＸ２（ｋ）の値から、聴感特性算出部５０１から入力されるピーク成分の振幅値ＰｅａｋＶａｌｕｅに予め定められた値βを乗じた値を減算する。そして、サブバンドエネルギ算出部５０２は、減算後のＸ（ｋ）を用いて、リージョン毎の平均エネルギＥ２（ｍ）を算出する。そして、帯域決定部５０３は、平均エネルギＥ２（ｍ）が最大となるリージョン、例えばサブバンドｊ”〜（ｊ”＋Ｌ−１）からなる帯域を量子化対象となる帯域（量子化対象帯域）として選択する。これにより、現レイヤにおいて、下位レイヤで符号化されたスペクトルによる聴感マスキング効果の影響を考慮した上で、聴感的に重要な帯域を符号化できるので、復号信号の品質を改善することができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態における聴感特性算出部５０１が、下位レイヤで量子化されたスペクトル成分に対して、サブバンド毎に最大振幅を有するスペクトル成分（ピーク成分）を探索し、サブバンドエネルギ算出部５０２が、ピーク成分に対する聴感マスキング効果を考慮して、リージョンの平均エネルギを算出する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明は、聴感特性算出部５０１が、複数のピーク成分を探索する構成の場合に対しても同様に適用できる。なお、この場合、サブバンドエネルギ算出部５０２では、複数のピーク成分それぞれに対して聴感マスキング効果を考慮して、リージョンの平均エネルギを算出する必要がある。
【０１２０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、第３レイヤ符号化部２０８、および第４レイヤ符号化部２１１内の利得符号化部３０４において、実施の形態１で示した帯域選択方法を用いず、さらに演算量を削減することが可能な構成について説明する。
【０１２１】
実施の形態２に係る通信システム（図示せず）は、図１に示した通信システムと基本的に同様であり、符号化装置の構成および動作の一部のみにおいて、図１の通信システムの符号化装置１０１と相違する。以下、本実施の形態に係る通信システムの符号化装置に対し符号「１１１」を付し、説明を行う。具体的には、第３レイヤ符号化部２０８、および第４レイヤ符号化部２１１内の帯域選択部のみが、実施の形態１とは動作が異なる。そこで、本実施の形態における第３レイヤ符号化部２０８、および第４レイヤ符号化部２１１内の帯域選択部に対し符号「３２１」を付し、説明を行う。なお、復号装置１０３については、実施の形態１と同一であるため、説明は省略する。
【０１２２】
本実施の形態に係る符号化装置１１１の構成図は図２と同様であり、本実施の形態における第３レイヤ符号化部２０８および第４レイヤ符号化部２１１には、それぞれ第２レイヤ復号部２０６および第３レイヤ復号部２０９から、第２レイヤ復号スペクトルおよび第３レイヤ復号スペクトルがそれぞれ入力される構成となっている。
【０１２３】
なお、本実施の形態における第３レイヤ符号化部２０８および第４レイヤ符号化部２１１内の帯域選択部３２１においては、第２レイヤ復号スペクトルおよび第３レイヤ復号スペクトルに代えて、第２レイヤ符号化情報および第３レイヤ符号化情報がそれぞれ入力されるとしてもよい。帯域選択部３２１においては、下位レイヤにおいて量子化された帯域情報を利用するからである。
【０１２４】
したがって、以下の説明においては、第３レイヤ符号化部２０８および第４レイヤ符号化部２１１には、それぞれ第２レイヤ復号部２０６および第３レイヤ復号部２０９から、第２レイヤ復号スペクトルおよび第３レイヤ復号スペクトルが入力される構成ではなく、それぞれ第２レイヤ符号化部２０５および第３レイヤ符号化部２０８から、第２レイヤ符号化情報および第３レイヤ符号化情報がそれぞれ入力される構成について説明する。
【０１２５】
図１０は、帯域選択部３２１の主要な構成を示すブロック図である。なお、帯域選択部３２１は、第３レイヤ符号化部２０８および第４レイヤ符号化部２１１に共通する処理ブロックである。以下では、代表して、第３レイヤ符号化部２０８における帯域選択部３２１の処理説明をする。
【０１２６】
この図において、帯域選択部３２１は、サブバンド重要度算出部８０１、サブバンドエネルギ算出部８０２、および帯域決定部８０３から主に構成される。
【０１２７】
サブバンド重要度算出部８０１には、第２レイヤ符号化部２０５から第２レイヤ符号化情報が入力される。
【０１２８】
サブバンド重要度算出部８０１は、第２レイヤ差分スペクトルのサブバンド毎に聴感に対する重要度ｉｍｐ（ｋ）（ｋ＝０〜Ｎ−１）を保持するバッファを有する。ここでは、例えば上記重要度の初期値を１．０とする。
【０１２９】
サブバンド重要度算出部８０１は、入力される第２レイヤ符号化情報に含まれる帯域情報が示すサブバンド、つまり、下位レイヤである第２レイヤ符号化部２０５において量子化対象として選択され量子化された帯域については、上記重要度の値を小さく見積もる。
【０１３０】
具体的には、サブバンド重要度算出部８０１は、式（２０）に従って、第２レイヤ符号化情報に含まれる帯域情報が示すサブバンドの重要度に対して、予め定められた係数γを乗じる。ここでは、γを乗じた重要度をｉｍｐ２（ｋ）と表す。
【数２０】
0005544370.tif 000021
【０１３１】
γの値の例としては、０以上１未満の値が望ましく、例えばγ＝０．８程度にすると、良好な効果が現れることが、実験によって確かめられている。しかし、もちろんγの値を上記以外の数値に設定しても構わない。
【０１３２】
なお、式（２０）によるサブバンドの重要度の値の調整処理は、第４レイヤ符号化部２１１においても同様に適用できる。つまり、第２レイヤ符号化部２０５と第３レイヤ符号化部２０８との両方で量子化されたサブバンドについては、γが２回乗じられる。なお、γを乗じる回数は、符号化装置１１１を構成するレイヤ数による。そのため、γを、ここで説明した回数以外の回数だけ乗じる場合についても、本発明は同様に適用される。
【０１３３】
サブバンド重要度算出部８０１は、サブバンド毎の重要度ｉｍｐ２（ｋ）（ｋ＝０〜Ｎ−１）を、サブバンドエネルギ算出部８０２に出力する。なお、サブバンド重要度算出部８０１は、サブバンド毎の重要度ｉｍｐ２（ｋ）（ｋ＝０〜Ｎ−１）によって、内部のバッファを式（２１）のようにして更新する。
【数２１】
0005544370.tif 000022
【０１３４】
サブバンドエネルギ算出部８０２には、サブバンド重要度算出部８０１からサブバンド毎の重要度ｉｍｐ２（ｋ）（ｋ＝０〜Ｎ−１）が入力される。また、サブバンドエネルギ算出部８０２には、加算部２０７から第２レイヤ差分スペクトルが入力される。
【０１３５】
サブバンドエネルギ算出部８０２は、まず、第２レイヤ差分スペクトルＸ２（ｋ）を複数のサブバンドに分割する。ここでは、Ｊ（Ｊは自然数）個のサブバンドに均等に分割する場合を例に挙げて説明する。そして、サブバンドエネルギ算出部８０２は、Ｊ個のサブバンドの中で連続するＬ（Ｌは自然数）個のサブバンドを選択し、Ｍ（Ｍは自然数）種類のサブバンドのグループを得る。実施の形態１と同様に、以下、このＭ種類のサブバンドのグループをリージョンと呼ぶ。リージョンの構成についての説明は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１３６】
次いで、サブバンドエネルギ算出部８０２は、下記の式（２２）に従い、Ｍ種類の各リージョンの平均エネルギＥ３（ｍ）を算出する。
【数２２】
0005544370.tif 000023
【０１３７】
この式において、ｊはＪ個の各サブバンドのインデックスを示し、ｍは、Ｍ種類の各リージョンのインデックスを示す。なお、Ｓ（ｍ）は、リージョンｍを構成するＬ個のサブバンドのインデックスのうちの最小値を示し、Ｂ（ｊ）は、サブバンドｊを構成する複数のＭＤＣＴ係数のインデックスのうちの最小値を示す。Ｗ（ｊ）は、サブバンドｊのバンド幅を示し、以下の説明では、Ｊ個の各サブバンドのバンド幅が全て等しい場合、すなわちＷ（ｊ）が定数である場合を例にとって説明する。
【０１３８】
式（２１）から分かるように、本実施の形態では、サブバンドエネルギ算出部８０２は、各サブバンドのエネルギに各サブバンドの重要度を乗じ、重要度を乗じた後の各サブバンドのエネルギを合計することにより、各リージョンの平均エネルギを算出する。この点が、実施の形態１における各リージョンの平均エネルギ算出方法とは異なる。
【０１３９】
先に説明したように、下位レイヤである第２レイヤ符号化部２０５において量子化されたサブバンドの重要度には、０以上１未満の値のγが乗じられて、重要度が低く補正されるので、上記式（２１）により、量子化対象として選択されなかったサブバンドのエネルギが小さく見積もられる。このように、リージョンの平均エネルギに、各サブバンドの重要度を利用することにより、下位レイヤにおいて既に量子化されたサブバンドを含むリージョンが選択されにくくなる。
【０１４０】
サブバンドエネルギ算出部８０２は、得られたリージョン毎の平均エネルギＥ３（ｍ）を帯域決定部８０３に出力する。
【０１４１】
帯域決定部８０３には、サブバンドエネルギ算出部８０２から、リージョン毎の平均エネルギＥ３（ｍ）が入力される。帯域決定部８０３は、平均エネルギＥ３（ｍ）が最大となるリージョン、例えばサブバンドｊ”〜（ｊ”＋Ｌ−１）からなる帯域を量子化対象となる帯域（量子化対象帯域）として選択し、このリージョンを示すインデックスｍ＿ｍａｘを帯域情報として形状符号化部３０２、適応予測判定部３０３、および多重化部３０５に出力する。
【０１４２】
また、帯域決定部８０３は、量子化対象帯域の第２レイヤ差分スペクトルＸ２（ｋ）を形状符号化部３０２に出力する。なお、なお、帯域決定部８０３は、帯域選択部３２１に入力された第２レイヤ差分スペクトルを直接入力しても良く、あるいは、第２レイヤ差分スペクトルをサブバンドエネルギ算出部８０２経由で入力しても良い。以下の説明では、帯域決定部８０３で選択した量子化対象帯域を示すバンドインデックスをｊ”〜（ｊ”＋Ｌ−１）とする。
【０１４３】
以上が、本実施の形態における第３レイヤ符号化部２０８、および第４レイヤ符号化部２１１内の帯域選択部３２１の処理説明である。
【０１４４】
このように、本実施の形態によれば、第３レイヤ符号化部２０８、および第４レイヤ符号化部２１１内の帯域選択部３２１は、各サブバンドのエネルギを算出する際に、そのサブバンドが下位レイヤで既に量子化されているかどうかによって重要度を設定（補正）し、設定（補正）後の重要度を利用する。
【０１４５】
具体的には、既に下位レイヤで量子化されているサブバンドの重要度を低く設定（補正）し、設定（補正）後の重要度を考慮してエネルギを算出する。これにより、下位レイヤで量子化されていないサブバンドに比べて、エネルギが小さく見積もられるので、下位レイヤで量子化されたサブバンドは、現レイヤにおいては量子化対象として選択されにくくなる。この結果、複数のレイヤに亘って、量子化対象として選択され量子化される帯域が一部に偏ることを防ぐことができる。そのため、全レイヤに亘り、より幅広い帯域を量子化することができるようになるので、結果として、復号信号の品質の向上（例えば、聴感的に幅広い帯域を感じることが出来る等）を図ることができる。
【０１４６】
また、実施の形態１では、下位レイヤで量子化されたスペクトルのピーク毎に聴感マスキング効果を算出するのに対し、本実施の形態では、サブバンド毎に聴感的な重要度を設定（補正）するだけでよい。そのため、下位レイヤでの量子化結果に基づいて、上位レイヤにおける量子化帯域を選択することによって復号信号の品質向上を実現するにあたり、実施の形態１に比べて処理演算量を大きく削減できる。
【０１４７】
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
【０１４８】
また、上記各実施の形態では、符号化装置が４つの符号化階層（レイヤ）からなる構成について説明したが、本発明はこれに限らず、階層数が４以外の構成においても同様に適用できる。
【０１４９】
また、上記各実施の形態では、最下位の第１レイヤ符号化部／復号部において、ＣＥＬＰ方式の符号化／復号方法を採る構成について説明したが、本発明はこれに限らず、ＣＥＬＰ方式の符号化／復号方法を採るレイヤが存在しない場合についても同様に適用できる。例えば、全て周波数変換符号化／復号方法のレイヤである構成に対しては、符号化装置、復号装置上で時間軸での加減算をする加算部は不要となる。
【０１５０】
また、上記各実施の形態では、符号化装置において、第１レイヤ復号信号と入力信号との差分信号を算出した後に、それを直交変換処理し、差分スペクトルを算出する構成について説明したが、本発明はこれに限らない。まず入力信号および第１レイヤ復号信号に対してまず直交変換処理を行い、それぞれ入力スペクトル、および第１レイヤ復号スペクトルを算出した後に、差分スペクトルを算出するという構成についても同様に適用できる。
【０１５１】
また、上記各実施の形態では、符号化装置内において、符号化レイヤ毎にリージョンの平均エネルギを算出し、量子化対象とする帯域を選択する、という構成について説明したが、本発明はこれに限らない。下位レイヤで既に算出されたリージョンの平均エネルギから、下位レイヤにおいて符号化された形状符号化情報と利得符号化情報とから算出されるエネルギを減算することによって、各リージョンの平均エネルギを算出するという方法についても同様に適用できる。
【０１５２】
また、上記各実施の形態では、第３レイヤ符号化部において、下位レイヤ（第２レイヤ符号化部）の符号化結果を利用して、量子化対象帯域を選択する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、第２レイヤ符号化部における帯域選択部に対しても同様に適用できる。この構成においては、第１レイヤ符号化部における符号化結果を利用して量子化対象帯域を選択する。例えば、第１レイヤ符号化部内で算出された、ピッチ周期（ピッチ周波数）、ピッチ利得などを利用して量子化対象帯域を選択する構成が例に挙げられる。具体的にはピッチ周波数とその倍数に対応する帯域を含むサブバンドを選択しやすくなるような重みを乗じた上で、サブバンドのエネルギを評価する等の方法がある。
【０１５３】
なお、形状符号化方法として、正弦波符号化方法（Sinusoid Encoding）を採っていた場合には、量子化した形状のエネルギ算出が容易であるため、特に効果がある。
【０１５４】
また、本発明に係る符号化装置、復号装置およびこれらの方法は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１５５】
また、上記各実施の形態における復号装置は、上記各実施の形態における符号化装置から伝送された符号化情報を用いて処理を行うとしたが、本発明はこれに限定されず、必要なパラメータやデータを含む符号化情報であれば、必ずしも上記各実施の形態における符号化装置からの符号化情報でなくても処理は可能である。
【０１５６】
また、信号処理プログラムを、メモリ、ディスク、テープ、ＣＤ、ＤＶＤ等の機械読み取り可能な記録媒体に記録、書き込みをし、動作を行う場合についても、本発明は適用することができ、本実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【０１５７】
また、上記各実施の形態では、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、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【０１５８】
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チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１５９】
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よい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や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よい。
【０１６０】
さらには、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よい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【０１６１】
２００９年１０月１４日出願の特願２００９−２３７６８３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】
【０１６２】
本発明にかかる符号化装置、復号装置およびこれらの方法は、階層的に量子化対象帯域を選択し、符号化／復号する構成において、復号信号の品質を向上することができ、例えば、パケット通信システム、移動通信システムなどに適用できる。
【符号の説明】
【０１６３】
１０１  符号化装置
１０３  復号装置
１０２  伝送路
２０１  第１レイヤ符号化部
２０２，６０２  第１レイヤ復号部
２０３，２０７，２１０，６０５，６０７，６０９  加算部
２０４，６０８  直交変換処理部
２０５  第２レイヤ符号化部
２０６，６０３  第２レイヤ復号部
２０８  第３レイヤ符号化部
２０９，６０４  第３レイヤ復号部
２１１  第４レイヤ符号化部
２１２  符号化情報統合部
３０１，３１１Ａ，３２１  帯域選択部
３０２  形状符号化部
３０３  適応予測判定部
３０４  利得符号化部
３０５  多重化部
４０１，５０２，８０２  サブバンドエネルギ算出部
４０２，５０３，８０３  帯域決定部
７０１  分離部
７０２  形状復号部
７０３  適応予測判定部
７０４  利得復号部
５０１  聴感特性算出部
６０１  符号化情報分離部
６０６  第４レイヤ復号部
８０１  サブバンド重要度算出部
【図１】
0005544370.tif 000024
【図２】
0005544370.tif 000025
【図３】
0005544370.tif 000026
【図４】
0005544370.tif 000027
【図５】
0005544370.tif 000028
【図６】
0005544370.tif 000029
【図７】
0005544370.tif 000030
【図８】
0005544370.tif 000031
【図９】
0005544370.tif 000032
【図１０】
0005544370.tif 000033