(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
復号化される現在２−タプルに隣り合う既に復号化されたスペクトル係数に基づいて第１コンテクストを決定する段階と、
前記第１コンテクストを使用して前記現在２-タプルの最上位ビット(ＭＳＢ)を復号化する段階と、
上位ビットプレーンを考慮して第２コンテクストを決定する段階と、
前記第２コンテクストを使用して、前記現在２-タプルの最下位ビット(ＬＳＢ)を復号化する段階と、
を含むスペクトル無損失復号化方法。
【請求項２】
前記第２コンテクストは、前記現在２-タプルの各スペクトル係数が０であるか否かを示す情報を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のスペクトル無損失復号化方法。
【請求項３】
前記ＬＳＢを復号化する段階では前記現在２-タプルで復号化される成分が全て０でない場合、前記第２コンテクストを利用して前記ＬＳＢを復号化する、ことを特徴とする請求項１に記載のスペクトル無損失復号化方法。
【請求項４】
復号化される現在２−タプルに隣り合う既に復号化されたスペクトル係数に基づいて第１コンテクストを決定し、前記第１コンテクストを使用して前記現在２-タプルの最上位ビットを復号化する第１復号化部と、
上位ビットプレーンを考慮して第２コンテクストを決定し、前記第２コンテクストを使用して、前記現在２-タプルの最下位ビットを復号化する第２復号化部と、
を含むことを特徴とするスペクトル無損失復号化装置。
【請求項５】
前記第２コンテクストは、前記現在２-タプルの各スペクトル係数が０であるか否かを示す情報を含む、
ことを特徴とする請求項４に記載のスペクトル無損失復号化装置。
【請求項６】
前記第２復号化部では前記現在２-タプルで復号化される成分が全て０でない場合、前記第２コンテクストを利用して前記ＬＳＢを復号化する、
請求項４に記載のスペクトル無損失復号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ（audio）信号の符号化（coding）方法及び復号化（decoding）方法に係り、特に、無損失（lossless）符号化方法及び復号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ信号は、主に周波数ドメインで、符号化及び復号化を行う。代表的な例として、ＡＡＣ（advanced  audio  coding）を挙げることができる。ＡＡＣコーデックがその例であるが、ＡＡＣコーデックは、周波数ドメインに変換するためのＭＤＣＴ（modified  discrete  cosine  transform）を行い、心理音響の観点から信号のマスキング程度を利用し、周波数スペクトル量子化を行う。遂行された量子化の結果をさらに圧縮するために、無損失圧縮方式を適用するが、ＡＡＣでは、Huffman  codingを使用する。無損失圧縮方式として、Huffman  coding方式の代わりに、arithmetic  codingを適用したＢＳＡＣ（bit-sliced  arithmetic  coding）コーデックも使われる。
【０００３】
音声（speech）信号は、主に時間ドメインで、符号化及び復号化を行う。時間ドメインで圧縮する音声コーデックのほとんどは、ＣＥＬＰ（code  excitation  linear  prediction）系である。ＣＥＬＰは、音声符号化技術であり、現在主に使われているＧ．７２９、ＡＭＲ−ＷＢ、ｉＬＢＣ（internet  low  bitrate  codec）、ＥＶＲＣ（enhanced  variable  rate  codec）などがＣＥＬＰ基盤の音声符号化器である。このようなコーディング技法は、音声信号が線形予測（linear  prediction）を介して得ることができるという仮定下で開発されている。音声を符号化するにあたり、線形予測係数と励起信号（excitation  signal）とが必要である。一般的に、線形予測係数は、ＬＳＰ（line  spectral  pair）を利用して符号化され、励起信号は、いくつかのコードブック（codebook）を利用して符号化される。ＣＥＬＰを基に発展した符号化技法としては、ＡＣＥＬＰ（algebraic  code  excited  linear  prediction）、ＣＳ−ＣＥＬＰ（conjugate  structure  code  excited  linear  prediction）などがある。
【０００４】
伝送率に係わる制約と心理音響との観点から、低周波数帯域と高周波数帯域との敏感度の差によって、低周波数帯域は、音声／音楽の周波数上の微細構造に敏感であり、高周波数帯域は、微細構造について、低周波数帯域に比べてそれほど敏感ではないという事実に基づき、低周波数帯域は、多くのビットを割り当てて微細構造を詳細にコーディングし、高周波数帯域は、少ないビットを割り当ててコーディングする方式が適用されている。このような技術は、低周波数帯域は、ＡＡＣのようなコーデックを使用し、微細構造を詳細にコーディングする方式を適用し、高周波数は、エネルギー情報及び調節情報で表現する方式が、ＳＢＲ（spectral  band  replication）技術である。ＳＢＲは、ＱＭＦ（quadrature  mirror  filter）ドメインで低周波数信号を複写し、高周波数信号を生成する方式である。
【０００５】
使用ビットを減らす方式については、ステレオ信号についても適用される。さらに詳細には、ステレオ信号をモノ信号に変換した後、ステレオ情報を表現するパラメータを抽出し、ステレオ・パラメータ及びモノ信号を圧縮したデータを伝送し、伝送されたパラメータを利用し、復号化器でステレオ信号を復号化することができる。かようなステレオ情報を圧縮する方式として、ＰＳ（parametric  stereo）技術があり、ステレオだけではなく、マルチチャンネル信号のパラメータを抽出して伝送する方式として、ＭＰＥＧ（moving  picture  experts  group）surround技術がある。
【０００６】
また、前述の無損失符号化の対象についてさらに具体的に述べれば、量子化されたスペクトルの量子化された値を１個のシンボルとして見て、無損失符号化を行ってもよい。そして、量子化されたスペクトルの値を、ビット平面上でマッピングさせてビットをまとめる方法で符号化する場合もある。
【０００７】
コンテクスト基盤無損失符号化を行う場合、以前フレームの情報を使用し、無損失符号化を行うことが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、符号化効率を高めてメモリの必要空間を減らすところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態による算術符号化装置は、符号化しようとする現在Ｎタプルのコンテクストを決定するＮタプル・コンテクスト決定部、前記Ｎタプル・コンテクストに基づいて、脱出コードに対して符号化を行う脱出コード符号化部、前記現在Ｎタプルを構成する上位ビット（ＭＳＢ）シンボルに対応する上位ビット・コンテクストを決定するＭＳＢコンテクスト決定部、前記Ｎタプル・コンテクスト及び前記上位ビット・コンテクストを利用し、確率モデルを決定する確率モデルマッピング部、前記決定された確率モデルに基づいて、上位ビットに対して符号化を行うＭＳＢ符号化部、及び前記脱出コードに対する符号化過程で導き出された下位ビットのビット深度に基づいて、下位ビットを符号化する下位ビット符号化部を含んでもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態による算術符号化装置は、現在フレームがリセット・フレームである場合、コンテクスト・リセットを行うコンテクスト・リセット部、及び前記現在フレームがリセット・フレームではない場合、現在フレームの長さと以前フレームの長さとの間に周波数インデックスをマッピングするために、コンテクストをマッピングするコンテクスト・マッピング部をさらに含んでもよい。
【００１１】
本発明の一実施形態による算術符号化装置は、前記上位ビットを符号化するときに使用する複数個の上位ビット・コンテクストのうち１個のコンテクストモードを符号化するコンテクストモード符号化部をさらに含んでもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態による算術復号化装置は、復号化しようとする現在Ｎタプルのコンテクストを決定するＮタプル・コンテクスト決定部、前記Ｎタプル・コンテクストに基づいて、脱出コードに対して復号化を行う脱出コード復号化部、前記現在Ｎタプルを構成する上位ビット（ＭＳＢ）シンボルに対応する上位ビット・コンテクストを決定するＭＳＢコンテクスト決定部、前記Ｎタプル・コンテクスト及び前記上位ビット・コンテクストを利用し、確率モデルを決定する確率モデルマッピング部、前記決定された確率モデルに基づいて、上位ビットに対して復号化を行うＭＳＢ復号化部、及び前記脱出コードに対する復号化過程で導き出された下位ビットのビット深度に基づいて、下位ビットを復号化する下位ビット復号化部を含んでもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態による算術復号化装置は、現在フレームがリセット・フレームである場合、コンテクスト・リセットを行うコンテクスト・リセット部、及び前記現在フレームがリセット・フレームではない場合、現在フレームの長さと以前フレームの長さとの間に周波数インデックスをマッピングするために、コンテクストをマッピングするコンテクスト・マッピング部をさらに含んでもよい。
【００１４】
本発明の一実施形態による算術復号化装置は、前記上位ビットを復号化するときに使用する複数個の上位ビット・コンテクストのうち１個のコンテクストモードを復号化するコンテクストモード復号化部をさらに含んでもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態によるコンテクスト基盤の算術復号化方法は、復号化しようとする現在Ｎタプルの周辺に位置した周辺Ｎタプルに基づいたＮタプル・コンテクストを利用し、前記現在Ｎタプルの上位ビット（ＭＳＢ）を復号化する段階と、前記上位ビットの符号情報に基づいた下位ビット・コンテクストを利用し、前記現在Ｎタプルの下位ビット（ＬＳＢ）を復号化する段階と、を含んでもよい。
【００１６】
本発明の一実施形態によるコンテクスト基盤の算術復号化方法は、復号化しようとする現在Ｎタプルの周辺に位置した周辺Ｎタプルに基づいたＮタプル・コンテクストを利用し、前記現在Ｎタプルの上位ビットを復号化する段階と、前記上位ビットの符号情報及び下位ビットのビット深度に基づいた下位ビット・コンテクストを利用し、前記現在Ｎタプルの下位ビットを復号化する段階と、を含んでもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態によるコンテクスト基盤の算術復号化方法は、特定サブセット状態であるか否かを考慮して復号化しようとする現在Ｎタプルの周辺に位置した周辺Ｎタプルに基づいた（１）Ｎタプル・コンテクストを利用するか、あるいは（２）前記Ｎタプル・コンテクスト及び追加コンテクストを利用し、前記現在Ｎタプルの上位ビットを復号化する段階と、前記上位ビットの符号情報に基づいた下位ビット・コンテクストを利用し、前記現在Ｎタプルの下位ビット（ＬＳＢ）を復号化する段階と、を含んでもよい。
【００１８】
本発明の一実施形態によるコンテクスト基盤の算術復号化方法は、特定状態であるか否かを考慮して復号化しようとする現在Ｎタプルの周辺に位置した周辺Ｎタプルに基づいた（１）Ｎタプルのコンテクストを利用するか、あるいは（２）前記Ｎタプルのコンテクスト及び追加コンテクストを利用し、前記現在Ｎタプルの上位ビットを復号化する段階と、前記上位ビットの符号情報及び下位ビットのビット深度に基づいた下位ビット・コンテクストを利用し、前記現在Ｎタプルの下位ビットを復号化する段階と、を含んでもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態によるコンテクスト基盤の算術復号化方法は、復号化しようとする現在Ｎタプルのコンテクスト・テンプレートを復号化する段階と、前記現在Ｎタプルに係わるＮタプル・コンテクストを決定する段階と、前記Ｎタプル・コンテクストに基づいて、脱出コードに対して復号化を行う段階と、前記復号化されたコンテクスト・テンプレートに基づいて、前記現在Ｎタプルを構成する上位ビット（ＭＳＢ）シンボルに対応する上位ビット・コンテクストを決定する段階と、前記Ｎタプル・コンテクスト及び前記上位ビット・コンテクストを利用し、確率モデルを決定する段階と、前記決定された確率モデルに基づいて、上位ビットを復号化する段階と、前記脱出コードに対する復号化過程で導き出された下位ビットのビット深度に基づいて、下位ビットを復号化する段階と、を含んでもよい。
【００２０】
本発明の一実施形態によるコンテクスト基盤の算術復号化方法は、復号化しようとする現在１タプルの周辺に位置した周辺１タプルに基づいた１タプル・コンテクストを利用し、前記現在１タプルの上位ビット（ＭＳＢ）を復号化する段階と、前記上位ビット（ＭＳＢ）を復号化するとき、前記現在１タプルのｌｅｖ０推定を行うために使われる周辺１タプルの絶対値を使用してｌｅｖ０推定を行う段階と、前記現在１タプルの下位ビット（ＬＳＢ）を復号化する段階と、を含んでもよい。
【００２１】
本発明の一実施形態によるコンテクスト基盤の算術復号化方法は、復号化しようとする現在２タプルの周辺に位置した周辺２タプルに基づいた２タプル・コンテクストまたは追加コンテクストのうち少なくとも一つを利用し、前記現在２タプルの上位ビットを復号化する段階と、前記現在２タプルの上位ビットが復号化されれば、前記現在２タプルの下位ビットを復号化する段階と、を含んでもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、一つ以上の実施形態の方法を実現するためのコンピュータで読み取り可能な命令語を保存する少なくとも１つのコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、符号化効率（coding  efficiency）を高め、メモリの必要空間を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】ＵＳＡＣ符号化器を図示した図である。
【図１Ｂ】ＵＳＡＣ復号化器を図示した図である。
【図２】算術符号化装置（第１例）の細部構成を図示した図である。
【図３】算術復号化装置（第１例）の細部構成を図示した図である。
【図４】Ｎタプル、ＭＳＢ、ＬＳＢについて説明するための図である。
【図５】コンテクストと確率モデルとを図示した図である。
【図６】ＭＳＢ復号化方式（第１例）を図示した図である。
【図７】ＬＳＢ復号化方式（第１例）を図示した図である。
【図８】符号分離を利用したＭＳＢ復号化方式を図示した図である。
【図９】ＬＳＦを利用した符号化方式及び復号化方式を図示した図である。
【図１０】算術符号化装置（第２例）の細部構成を図示した図である。
【図１１】算術復号化装置（第２例）の細部構成を図示した図である。
【図１２】コンテクストと確率モデルとを図示した図である。
【図１３】ＭＳＢ復号化方式（第２例）を図示した図である。
【図１４】ＬＳＢ復号化方式（第２例）を図示した図である。
【図１５】コンテクストモードを図示した図である。
【図１６】Ｎタプルに係わるコンテクスト基盤の算術復号化方法を図示したフローチャートである。
【図１７】Ｎタプルに係わるコンテクスト基盤の算術符号化方法を図示したフローチャートである。
【図１８】コンテクストモードを具現する一例を図示した図である。
【図１９】算術符号化装置（第３例）の細部構成を図示した図である。
【図２０】算術復号化装置（第３例）の細部構成を図示した図である。
【図２１】１タプル、ＭＳＢ、ＬＳＢを図示した図である。
【図２２】コンテクスト・テンプレートの一例を図示した図である。
【図２３】spectral  noiseless  codingの過程を図示した図である。
【図２４】１タプルに係わるコンテクスト基盤の算術復号化方法を図示したフローチャートである。
【図２５】２タプルに係わるコンテクスト・テンプレートを図示した図である。
【図２６】算術符号化装置（第４例）の細部構成を図示した図である。
【図２７】算術復号化装置（第４例）の細部構成を図示した図である。
【図２８】２タプルに係わるコンテクスト基盤の算術復号化方法を図示したフローチャートである。
【図２９】２タプルを算術符号化／復号化する過程について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付された図面に記載された内容を参照しつつ、本発明による実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明が実施形態によって制限されたり限定されるものではない。各図面に提示された同じ参照符号は、同じ部材を示す。
【００２６】
図１Ａは、ＵＳＡＣ（united  speech  &  audio  coding）符号化器を図示した図であり、図１Ｂは、ＵＳＡＣ復号化器を図示した図である。
【００２７】
ＭＰＥＧ（moving  picture  experts  group）−Ｄ  ＵＳＡＣ符号化器は、３種の動作モードに大別されて構成される。第一に、ステレオである場合、ＭＰＥＧ  surroundを使用し、ステレオ信号をパラメータで表現する方式でもって適用し、高周波帯域は、ｅＳＢＲ（enhanced  spectral  band  replication）を使用し、低周波帯域は、コア符号化方式でもって適用するモードである。第二に、ステレオである場合、高周波帯域は、２チャンネルに対してｅＳＢＲを適用する方式、そして２チャンネルの低周波帯域は、コア符号化を使用して符号化する方式である。第三に、モノ信号の場合、ｅＳＢＲを使用して高周波帯域を符号化し、低周波信号の場合、コア符号化を使用して符号化する。
【００２８】
コア符号化は、まず２種のモードで構成される。周波数ドメイン（ＦＤ：frequency  domain：ＦＤ）で、符号化器に適した信号は、ＭＤＣＴ（modified  discrete  cosine  transformation）を使用し、周波数ドメインに変換して符号化を行い、他の信号は、ｗＬＰＴ（weighted  ＬＰ  transform  coding）またはＡＣＥＬＰ（algebraic  code  excited  linear  prediction）を使用して符号化を行う。ｗＬＰＴの場合、weighted  ＬＰ信号を、ＭＤＣＴを使用して周波数ドメインに変換して符号化を行う。ＭＤＣＴに変換された２種モードの信号は、量子化を行って量子化されたスペクトルを抽出し、量子化されたスペクトルは、arithmetic  codingを遂行して無損失符号化を行う。ＵＳＡＣ復号化器は、ＵＳＡＣ符号化器での符号化の逆過程を介して復号化することができる。
【００２９】
低周波帯域で、ＵＳＡＣ符号化器及びＵＳＡＣ復号化器は、周波数ドメインまたは線形予測ドメイン（ＬＰＤ：linear  prediction  domain）の２種コーディングモードのうちいずれか一つを選択し、信号に対して符号化及び復号化をそれぞれ行ってもよい。
【００３０】
このとき、周波数ドメインに対して、ＵＳＡＣ符号化器及びＵＳＡＣ復号化器は、ＭＤＣＴドメインで、スペクトルを量子化及びnoiselessコーディングを行ってもよい。そして、線形予測ドメインに対して、ＵＳＡＣ符号化器及びＵＳＡＣ復号化器は、ＡＣＥＬＰまたはｗＬＰＴによって、選択的に符号化及び復号化を行ってもよい。
【００３１】
このとき、ＵＳＡＣ符号化器及びＵＳＡＣ復号化器は、ＬＰ、adaptive  codebookまたはfixed-codebookを介して、ＡＣＥＬＰによる符号化及び復号化を行ってもよい。そして、ＵＳＡＣ符号化器及びＵＳＡＣ復号化器は、weighted  ＬＰ  residual信号を、ＭＤＣＴを介して周波数ドメインに変換し、変換された信号に対して量子化及びnoiselessコーディングを行い、ｗＬＰＴによる符号化及び復号化を行ってもよい。
【００３２】
高周波帯域で、ＵＳＡＣ符号化器は、ｅＳＢＲを介して、高周波信号を、パラメータを利用して符号化できる。それにより、ＵＳＡＣ復号化器は、符号化された情報を復号化し、復号化された情報を基にして、高周波信号を生成することができる。
【００３３】
ＵＳＡＣ符号化器は、ＭＰＳ（ＭＰＥＧ  surround）を利用し、ステレオ情報をパラメータで表現して符号化を行い、ＵＳＡＣ復号化器は、復号化された情報を基にして、ステレオ信号を生成することができる。
【００３４】
以下で説明する本発明は、ＵＳＡＣ符号化器及びＵＳＡＣ復号化器で、noiselessコーディングに係り、ＦＤまたはｗＬＰＴを介して量子化されたスペクトルデータに対して無損失符号化及び復号化を行うことと関連する。ＵＳＡＣ符号化器、算術符号化装置（arithm  coding）１００がコンテクスト基盤の算術符号化を行い、ＵＳＡＣ復号化器で、算術復号化装置（arithm  decod）１０１がコンテクスト基盤の算術復号化を行ってもよい。
【００３５】
図２は、算術符号化装置１００（第１例）の細部構成を図示した図である。
【００３６】
算術符号化装置１００は、コンテクスト・リセット部２０１、コンテクスト・マッピング部２０２、Ｎタプル（tuple）・コンテクスト決定部２０３、ＭＳＢ（most  significant  bit）コンテクスト決定部２０４、脱出コード符号化部２０５、確率マッピング部２０６、ＭＳＢ符号化部２０７、ＬＳＢ（least  significant  bit）符号化部２０８及びコンテクスト・アップデート部２０９を含んでもよい。このとき、脱出コード符号化部２０５は、実施形態によって除外されてもよい。
【００３７】
ここで、コンテクスト・リセット部２０１、コンテクスト・マッピング部２０２は、フレーム単位で動作し、Ｎタプル・コンテクスト決定部２０３、ＭＳＢコンテクスト決定部２０４、脱出コード符号化部２０５、確率マッピング部２０６、ＭＳＢ符号化部２０７、ＬＳＢ符号化部２０８は、フレームで周波数単位で動作しうる。すなわち、算術符号化装置１００は、同じフレームに対して、周波数インデックスを増加させて符号化することができる。
【００３８】
符号化しようとする現在フレームが、リセット・フレームである場合、コンテクスト・リセット部２０１は、以前フレームの周波数スペクトルを０に初期化することができる。そして、符号化しようとする現在フレームが、リセット・フレームではない場合、コンテクスト・マッピング部２０２は、現在フレームの周波数スペクトル長が、以前フレームの周波数スペクトル長と異なる場合、以前フレームの長さを、現在フレームの長さに整列させることができる。
【００３９】
Ｎタプル・コンテクスト決定部２０３は、符号化しようとする現在Ｎタプル２１０に対して、周辺に位置した周辺Ｎタプル（neighborhood  Ｎ−tuples）２１１，２１２，２１３，２１４の量子化されたスペクトル値を利用し、前記現在Ｎタプル２１０に係わるコンテクストを決定することができる。現在Ｎタプル２１０は、すでに符号化された４個の周辺Ｎタプル２１１，２１２，２１３，２１４を介して符号化することができる。
【００４０】
ここで、Ｎタプルは、量子化された周波数スペクトルを、周波数が増加する順に連続したＮ個の周波数スペクトル単位にまとめた集合を意味する。Ｎは、特定数字に限定されるものではなく、システムの構成によって変更される。以下の実施形態のＮタプルは、任意の個数Ｎ単位でまとめた集合を構成することができ、集合を構成する量子化された周波数スペクトルの個数であるＮタプルとして表現することができる。ここでＮは、正の整数であってもよい。一例として、Ｎタプルは、４個の周波数スペクトル単位でまとめた集合である４タプルとして使われもする。本発明の一実施形態では、Ｎが４である場合について説明しているが、Ｎは、特定数字に限定されるものではない。Ｎタプルについては、図４でさらに具体的に説明する。
【００４１】
Ｎタプル・コンテクスト決定部２０３は、現在Ｎタプル２１０に対して、周辺Ｎタプル２１２及び周辺Ｎタプル２１４の量子化されたスペクトル値が、いずれも−４〜３になるまで、スケーリングダウンを行ってもよい。それにより、Ｎタプル・コンテクスト決定部２０３は、スケーリングダウンした回数に基づいて、初期ＬＳＢビット深度であるｌｅｖ０を推定することができる。ｌｅｖについては、図４で具体的に説明する。
【００４２】
また、Ｎタプル・コンテクスト決定部２０３は、ｌｅｖ０ほどスケーリングダウンして上位ビット（ＭＳＢ：most  significant  bit）を抽出し、抽出されたＭＳＢが、−４と３との間の値を有するまでスケーリングダウンを行ってもよい。
【００４３】
ＭＳＢコンテクスト決定部２０４は、符号化しようとするＭＳＢに対して、現在Ｎタプル２１０の周辺Ｎタプル２１２及び周辺Ｎタプル２１４から、ＭＳＢコンテクストを決定することができる。具体的には、符号化しようとするＭＳＢに対して、以前フレームの同一周波数のＭＳＢと、現在フレームの以前周波数のＭＳＢとを、ＭＳＢコンテクストとして決定することができる。
【００４４】
脱出コード符号化部２０５は、現在Ｎタプル２１０に係わるコンテクストに基づいた確率モデルを利用し、脱出コードを符号化することができる。
【００４５】
確率マッピング部２０６は、現在Ｎタプルに係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、最終的な確率モデルをマッピングすることができる。
【００４６】
ＭＳＢ符号化部２０７は、現在Ｎタプル２１０に係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、現在Ｎタプル２１０のＭＳＢを順次に算術符号化することができる。
【００４７】
ＬＳＢ符号化部２０８は、ｌｅｖに該当するビット深度まで、下位ビット（ＬＳＢ：least  significant  bit）をビット単位で算術符号化することができる。
【００４８】
コンテクスト・アップデート部２０９は、次のＮタプルを符号化するために量子化されたサンプルを、アップデートすることができる。それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部２０４は、次のＮタプルについて、アップデートされた量子化されたサンプルを利用し、ＭＳＢコンテクストを決定することができる。
【００４９】
図３は、算術復号化装置１０１（第１例）の細部構成を図示した図である。
【００５０】
算術復号化装置１０１は、コンテクスト・リセット部３０１、コンテクスト・マッピング部３０２、Ｎタプル・コンテクスト決定部３０３、ＭＳＢコンテクスト決定部３０４、脱出コード復号化部３０５、確率マッピング部３０６、ＭＳＢ復号化部３０７、ＬＳＢ復号化部３０８、量子化されたサンプル生成部３０９及びコンテクスト・アップデート部３１０を含んでもよい。
【００５１】
ここで、コンテクスト・リセット部３０１、コンテクスト・マッピング部３０３は、フレーム単位で動作し、Ｎタプル・コンテクスト決定部３０３、ＭＳＢコンテクスト決定部３０４、脱出コード復号化部３０５、確率マッピング部３０６、ＭＳＢ復号化部３０７、ＬＳＢ復号化部３０８は、フレームで周波数単位で動作しうる。すなわち、算術復号化装置１０１は、同じフレームに対して、周波数インデックスを増加させて復号化することができる。
【００５２】
復号化しようとする現在フレームがリセット・フレームである場合、コンテクスト・リセット部３０１は、以前フレームの周波数スペクトルを０に初期化することができる。そして、復号化しようとする現在フレームがリセット・フレームではない場合、コンテクスト・マッピング部３０３は、現在フレームの周波数スペクトル長が、以前フレームの周波数スペクトル長と異なる場合、以前フレームの長さを現在フレームの長さに整列させることができる。
【００５３】
Ｎタプル・コンテクスト決定部２０３は、復号化しようとする現在Ｎタプル３１１に対して、周辺に位置した周辺Ｎタプル３１２，３１３，３１４，３１５の量子化されたスペクトル値を利用し、前記現在Ｎタプル３１１に係わるコンテクストを決定することができる。現在Ｎタプル３１１は、すでに復号化された４個の周辺Ｎタプル３１２，３１３，３１４，３１５を介して復号化することができる。Ｎタプルについては、図４で具体的に説明する。
【００５４】
Ｎタプル・コンテクスト決定部３０３は、現在Ｎタプル３１１に対して、周辺Ｎタプル３１３及び周辺Ｎタプル３１５の量子化されたスペクトル値がいずれも−４〜３になるまで、スケーリングダウンを行ってもよい。それにより、Ｎタプル・コンテクスト決定部３０３は、スケーリングダウンした回数に基づいて、初期ＬＳＢビット深度であるｌｅｖ０を推定することができる。ｌｅｖについては、図４で具体的に説明する。
【００５５】
ＭＳＢコンテクスト決定部３０４は、復号化されたＭＳＢを基に、コンテクストとして使用するＭＳＢを決定することができる。
【００５６】
脱出コード復号化部３０５は、現在前記Ｎタプル・コンテクスト決定部３０３で決定されたコンテクストに基づいた確率モデルを利用し、脱出コードを復号化することができる。また、コアのコーディングモードのコンテクストに基づいた確率モデルを利用し、脱出コードを復号化することができる。
【００５７】
確率マッピング部３０６は、現在Ｎタプル３１１に係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、最終的な確率モデルをマッピングすることができる。
【００５８】
ＭＳＢ復号化部３０７は、現在Ｎタプル３１１に係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、現在Ｎタプル３１１のＭＳＢを順次に算術復号化することができる。
【００５９】
ＬＳＢ復号化部３０８は、ｌｅｖに該当するビット深度まで下位ビット（ＬＳＢ）を、ビット単位で算術復号化することができる。
【００６０】
量子化されたサンプル生成部３０９は、算術復号化されたＭＳＢとＬＳＢとを利用し、現在Ｎタプルに係わる量子化されたサンプルを生成することができる。ＭＳＢ値をｌｅｖほどレフト・シフトアップさせ、ＬＳＢの値をビット深度に合わせて付加する過程で生成することができる。
【００６１】
コンテクスト・アップデート部３１０は、次のＮタプルを復号化するために、量子化されたサンプルをアップデートすることができる。それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部３０４は、次のＮタプルについて、アップデートされた量子化されたサンプルを利用し、ＭＳＢコンテクストを決定することができる。
【００６２】
図４は、Ｎタプル、ＭＳＢ、ＬＳＢについて説明するための図である。図４の上段に、時間（time）と周波数（frequency）とによるＮタプルが図示されている。現在Ｎタプル４０１は、符号化したり復号化しようとするＮタプルを意味する。４個の周辺Ｎタプル４０２，４０３，４０４，４０５は、すでに符号化及び復号化されたものであり、現在Ｎタプル４０１に係わるコンテクストを決定するときに利用される。このとき、周辺Ｎタプル４０３，４０４，４０５は、以前フレームに対応し、周辺Ｎタプル４０２は、現在Ｎタプル４０１と同じ現在フレームに対応しうる。
【００６３】
図４の下段に、周波数インデックス（frequency  index）とビット深度（bit-depth）とによる上位ビット（ＭＳＢ）と下位ビット（ＬＳＢ）とが図示されている。このとき、ＭＳＢは、符号（sign）情報を含むビットを意味する。本発明の一実施形態で、ＭＳＢを、符号情報を含む有効な３ビットでもって定義することができる。ＭＳＢに係わる定義は、システムの構成によって変更されてもよい。
【００６４】
図４を参照すれば、ＬＳＢは、ＭＳＢよりビット深度がさらに大きいビットを意味する。このとき、ＬＳＢは、ｌｅｖ値を有することができる。Ｌｅｖは、コンテクストのＭＳＢ組み合わせによって決定される値であり、ビット深度が０であるということは、ＭＳＢのすぐ下に位置したＬＳＢを意味する。Ｎタプルは、ＭＳＢに対応し、周波数インデックスによってシンボルとして区分される。一例として、図４では、Ｎタプルが４個のシンボルから構成されるということが分かる。今後、現在Ｎタプル４０１は、４個のシンボルを、周波数によって分離され、符号化されたり、あるいは復号化される。言い換えれば、ＭＳＢは、シンボル単位で復号化されたり、あるいは符号化される。このとき、タプルは、シンボルに対応するものであると定義することができる。図４では、Ｎタプルに含まれたシンボルを４個でもって表現したが、装置によって、シンボルの個数を変更してもよい。
【００６５】
図５は、コンテクストと確率モデルとを図示した図である。図５を参照すれば、４個のシンボルから構成された現在Ｎタプル５０１と、４個の周辺Ｎタプル５０２，５０３，５０４，５０５とが図示されている。図２及び図３で、Ｎタプル・コンテクスト決定部２０３，３０３は、現在Ｎタプル５０１について、４個の周辺Ｎタプル５０２，５０３，５０４，５０５の量子化されたスペクトル値を使用し、現在Ｎタプル５０１のコンテクストを決定することができる。
【００６６】
ＭＳＢコンテクスト決定部２０４，３０４は、現在Ｎタプル５０１を構成するシンボルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれに対応するコンテクストを、周辺Ｎタプル５０２，５０３，５０４，５０５で決定することができる。前述の通り、シンボルは、ＭＳＢを意味する。一例として、ＭＳＢコンテクスト決定部２０４，３０４は、現在Ｎタプル５０１を構成するシンボルについて、以前フレームの同一周波数のシンボルと、現在フレームの以前周波数のシンボルとをコンテクストとして決定することができる。言い換えれば、ＭＳＢコンテクスト決定部２０４，３０４は、符号化または復号化しようとするＭＳＢについて、以前フレームの同一周波数のＭＳＢと、現在フレームの以前周波数のＭＳＢとをそれぞれコンテクストとして決定することができる。
【００６７】
確率マッピング部２０６，３０６は、Ｎタプルのコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、最終的な確率モデルをマッピングすることができる。例えば、現在Ｎタプル５０１のシンボルＡ（ＭＳＢ  Ａ）に係わる確率モデルをマッピングするために、確率マッピング部２０６，３０６は、現在Ｎタプル５０１のコンテクストである周辺Ｎタプル５０２，５０３，５０４，５０５と、ＭＳＢ  Ａのコンテクストである周辺Ｎタプル５０４のＭＳＢ  Ａ０と、周辺Ｎタプル５０２のＭＳＢ  Ｄ１とを確率モデルとしてマッピングすることができる。現在Ｎタプル５０１を構成するＭＳＢ  Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれの確率モデルは、図５から確認することができる。
【００６８】
このとき、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが有することができるＭＳＢは、符号情報を含む上位３ビットである場合、総８種（−４，−３，−２，−１，０，１，２，３）であってもよい。それにより、確率マッピング部２０６，３０６は、総８種のＭＳＢについて確率値を割り当てる。具体的には、確率マッピング部２０６，３０６は、以前フレームの同一周波数のＭＳＢ値（Ａ０，Ｂ０，Ｃ０，Ｄ０）の８種である場合と、現在フレームの以前周波数のＭＳＢ値（Ｄ１，Ａ，Ｂ，Ｃ）の８種である場合とを条件として、確率モデルをマッピングすることができる。それにより、確率テーブルは、ｐｒｏｂ［８］［８］［８］であってもよい。この確率テーブルは、ｐｒｏｂ［６４］［８］であってもよい。
【００６９】
例えば、以前フレームの同一周波数のＭＳＢ値が−４であり、現在フレームの以前周波数のＭＳＢ値が−３であるときの確率モデルは、ｐｒｏｂ［−４＋４］［−３＋４］として選択されてもよい。選択された確率モデルｐ＝｛ｐ（−４），ｐ（−３），ｐ（−２），ｐ（−１），ｐ（０），ｐ（１），ｐ（２），ｐ（３）｝によって構成されてもよい。それにより、現在Ｎタプル５０１について、最終的な確率テーブルは、ｐｒｏｂ［３２］［６４＊８］によって構成される。このとき、確率マッピング部２０６，３０６は、ＦＤまたはｗＬＰＴ（ＴＣＸ）のモード情報を考慮して、各モード情報に対応する確率テーブルを構成することができる。
【００７０】
また、確率マッピング部２０６，３０６は、確率モデルにおいて同じ値が重複する場合、メモリ使用の効率性を高めるために、確率モデル・マッピングテーブルを使用することができる。確率モデル・マッピングテーブルは、インデックスを別途に表現するものを意味する。例えば、確率モデル・マッピングテーブルは、unsigned  short  map［２０４８］、unsigned  short  prob［７４８］［８］のように表現可能である。すなわち、確率モデル・マッピングテーブルの前記表現が発生しうる条件が２０４８種であり、総確率モデルが７４８種であることを意味する。結局、unsigned  short［３２］［６４＊８］は、３２＊６４＊８＊０．５＝８１９２wordである一方、確率モデル・マッピングテーブルを使用すれば、２０４８＊０．５＋７４８＊０．５＝４０１６wordであるから、メモリが節減される。
【００７１】
図６は、ＭＳＢ復号化方式（第１例）を図示した図である。
【００７２】
算術復号化装置１０１は、現在Ｎタプルに含まれた４個のＭＳＢを介して、ＬＳＢのビット深度（bit  depth）を決定することができる（Ｓ６０１）。ＬＳＢのビット深度は、ＬＳＢを復号化するときに使われる。そして、算術復号化装置１０１は、現在Ｎタプルに含まれた４個のＭＳＢについて、確率モデル集合を選択することができる（Ｓ６０２）。その後、算術復号化装置１０１は、復号化されるＭＳＢが脱出コードであるか否かに係わる確率モデルを選択し（Ｓ６０３）、ＭＳＢに対して算術復号化を行う。算術復号化装置１０１は、ＭＳＢが脱出コードであるか否かをａｒｉ＿ｐｋ＿ｍｏｄ＿ｅｓｃ［３２］［２］テーブルを利用してデコーディングすることができる（Ｓ６０５）。もし脱出コードである場合、段階（６０４）に戻り、脱出コードではない場合、段階（Ｓ６０６）が遂行される。
【００７３】
算術復号化装置１０１は、ＦＤモードまたはＴＣＸ（ｗＬＰＴ）モードである場合、以前フレームの同一周波数のＭＳＢと同一フレームの以前周波数のＭＳＢを利用し、ＭＳＢシンボルの確率モデルをマッピングすることができる（Ｓ６０７）。確率モデルのマッピングされた結果を介して、算術復号化装置１０１は、現在Ｎタプルに含まれた４個のＭＳＢに対して算術復号化を行うことができる（Ｓ６０６）。
【００７４】
図７は、ＬＳＢ復号化方式（第１例）を図示した図である。
【００７５】
算術復号化装置１０１は、ＭＳＢ復号化を介して導き出されたビット深度インデックス（ｂｄｉ：bit  depth  index）をセッティングすることができる（Ｓ７０１）。このとき、算術復号化装置１０１は、ビット深度インデックスがＬＳＢのｌｅｖであるＮより小さいか否かを判断することができる（Ｓ７０２）。もしビット深度インデックスがＮより小さい場合、算術復号化装置１０１は、ビット深度インデックス及びＭＳＢ符号による確率モデルを決定することができる（Ｓ７０３）。そして、ビット深度インデックスがＮより大きい場合、算術復号化装置１０１は、ＭＳＢ符号による確率モデルを決定することができる（Ｓ７０５）。それにより、算術復号化装置１０１は、ＬＳＢのビット単位で算術復号化を行い（Ｓ７０４）、ＭＳＢに該当するＬＳＢのうち、ビット深度インデックスに該当するビット値（１または０）を出力することができる。このとき、算術復号化装置１０１は、以前に符号化または復号化されたＭＳＢ値が０，正数，負数である場合を分離し、算術符号化を行ってもよい。
【００７６】
一例として、算術復号化装置１０１は、ビット深度がＮ（５）より小さい場合、ビット深度情報をコンテクストとして使用し、それ以外の場合は、ＭＳＢが正数，０，負数の３種の場合だけ区分する。算術復号化装置１０１は、算術復号化を行った後、ビット深度インデックスを１増加させ、その後のビット深度に対応するＬＳＢを算術復号化することができる。
【００７７】
図８は、符号分離を利用したＭＳＢ復号化方式を図示した図である。
【００７８】
符号（sign）分離は、ＭＳＢのシンボルに係わる表現方式だけ変わることを意味する。図８で、段階（Ｓ８０１）ないし段階（Ｓ８０５）は、前述の図６の段階（Ｓ６０１）ないし段階（Ｓ６０５）に対応する。
【００７９】
段階（Ｓ８０５）で、復号化しようというＭＳＢが脱出コードである場合、算術復号化装置１０１は、magnitude算術復号化を行うことができる（Ｓ８０６）。このとき、算術符号化装置１００は、ＭＳＢの符号復号化が必要であるか否かを判断することができる（Ｓ８０８）。もしＭＳＢの符号復号化が必要である場合、算術符号化装置１００は、ＭＳＢの符号に対して算術復号化を行い（Ｓ８１０）、ＭＳＢの符号復号化が必要ではない場合、符号をＭＳＢ値に変換することができる（Ｓ８０９）。例えば、−４、０は、符号が固定された値であるために、符号を復号化しない。変換されたＭＳＢ値は、ＭＳＢシンボルの確率モデルをマッピングするとき（Ｓ８０７）に使われる。図８によれば、同じ周波数インデックスのＭＳＢ  magnitudeをまず復号化し、ＭＳＢ  magnitudeの符号を復号化した後、次の周波数インデックスの符号化を行ってもよい。
【００８０】
ＭＳＢ復号化を行うとき、使われるコンテクストは、以前と同じ方式が使われたり、または変更されたシンボルが使われもする。すなわち、算術復号化装置１０１は、ＭＳＢを復号化するとき、以前フレームの同一周波数のＭＳＢと、現在フレームの以前周波数のＭＳＢとを使用することができる。このとき、確率モデルは、magnitudeが［３２］［８］［８］［５］であり、確率モデルの符号が［３２］［８］［８］［２］を示すことができる。そして、算術復号化装置１０１は、変更されたシンボルを使用することができ、変更されたシンボルの確率モデルは、magnitudeが［３２］［５］［５］［５］であり、符号が［３２］［５］［５］［２］を示すことができる。
【００８１】
図９は、ＬＳＦを利用した符号化方式及び復号化方式を図示した図である。
【００８２】
ｗＬＰＴモードでは、さらにＬＰＣ（linear  predictive  coding）情報を利用し、コンテクストが決定されてもよい。このとき、ＬＰＣ係数は、量子化するのに有利なＬＳＦに変換される。ＬＳＦ間の差は、スペクトル・ピークと関連性が高く、ＬＳＦ間隔が狭ければ、スペクトル・ピークが発生しうる。そして、ＬＳＦ間隔が狭ければ、ＬＰフィルタリング以後にも、スペクトルenvelopが高く出てくる確率が高く、量子化されたサンプルのＭＳＢが大きい可能性が高い。
【００８３】
図９で上段の図面は、ＭＳＢ符号化方式を示し、下段の図面は、ＭＳＢ復号化方式を示す。
【００８４】
算術符号化装置１００は、ＬＳＦ（line  spectrum  frequency）符号化を行う（Ｓ９０１）。算術符号化装置１００は、ＬＳＦ符号化を介して導き出された量子化されたＬＳＦを利用し、Ｎタプルに該当するコンテクストを生成する（Ｓ９０２）。そして、算術符号化装置１００は、量子化されたＭＤＣＴスペクトルと既存コンテクストとを利用し、確率モデルを決定し（Ｓ９０２）、ＭＳＢに対して算術符号化を行う（Ｓ９０４）。算術符号化されたＭＳＢと量子化されたＬＳＦとがビットストリームに含まれる。
【００８５】
そして、算術復号化装置１０１は、圧縮されたビットストリームからＬＳＦ符号化を行う（Ｓ９０５）。算術復号化装置１０１は、ＬＳＦ符号化を介して導き出された量子化されたＬＳＦを利用し、Ｎタプルに該当するコンテクストを生成する（Ｓ９０７）。
【００８６】
そして、算術復号化装置１０１は、量子化されたＭＤＣＴスペクトルと既存コンテクストとを利用し、確率モデルを決定し（Ｓ９０６）、ＭＳＢに対して算術復号化を行う（Ｓ９０４）。
【００８７】
ＬＳＦを利用してコンテクストを決定する場合、現在ビットストリーム構造が変更されることが必要である。すなわち、現在ビットストリーム構造がａｃｅｌｐ＿core＿モード、ｌｐｄ＿モード、ＡＣＥＬＰ  or  ＴＣＸ  data、ＬＰＣ  dataの順序で構成された場合、修正されたビットストリーム構造は、ａｃｅｌｐ＿core＿モード、ｌｐｄ＿モード、ＬＰＣ  data、ＡＣＥＬＰ  or  ＴＣＸ  dataの順序で構成される。
【００８８】
図１０は、算術符号化装置１００（第２例）の細部構成を図示した図である。
【００８９】
算術符号化装置１００は、コンテクスト・リセット部１００１、コンテクスト・マッピング部１００２、Ｎタプル・コンテクスト決定部１００３、ＭＳＢコンテクスト決定部１００４、脱出コード符号化部１００５、確率マッピング部１００６、ＭＳＢ符号化部１００７、ＬＳＢ符号化部１００８、コンテクストモード符号化部１００９及びコンテクスト・アップデート部１０１０を含んでもよい。
【００９０】
図１０の算術符号化装置１００は、図２の算術符号化装置１００に比べ、コンテクストモード符号化部１００９をさらに含んでいる。
【００９１】
符号化しようとする現在フレームがリセット・フレームではない場合、コンテクスト・マッピング部１００２は、現在フレームの周波数スペクトル長が、以前フレームの周波数スペクトル長と異なる場合、以前フレームの長さを現在フレームの長さに整列させることができる。
【００９２】
また、コンテクスト・マッピング部１００２は、以前フレームの符号化されたＭＳＢ値に対して、さらにマッピングを行ってもよい。
【００９３】
Ｎタプル・コンテクスト決定部１００３は、符号化しようとする現在Ｎタプル１０１１について、周辺に位置した周辺Ｎタプル１０１２，１０１３，１０１４，１０１５の量子化されたスペクトル値を利用し、前記現在Ｎタプル１０１１に係わるコンテクストを決定することができる。
【００９４】
現在Ｎタプル１０１１は、すでに符号化された４個の周辺Ｎタプル１０１２，１０１３，１０１４，１０１５を介して符号化することができる。
【００９５】
そして、Ｎタプル・コンテクスト決定部１００３は、現在Ｎタプル１０１０について、周辺Ｎタプル１０１３及び周辺Ｎタプル１０１４の量子化されたスペクトル値がいずれも−４〜３になるまで、スケーリングダウンを行ってもよい。それにより、Ｎタプル・コンテクスト決定部１００３は、スケーリングダウンした回数に基づいて、ｌｅｖ０を推定することができる。また、Ｎタプル・コンテクスト決定部１００３は、ｌｅｖ０ほどスケーリングダウンし、上位ビット（ＭＳＢ）を抽出し、抽出されたＭＳＢが、−４と３との間の値を有するまで、スケーリングダウンを行ってもよい。さらなるスケーリングダウン回数は、脱出コードに対する符号化回数を決定することができる。
【００９６】
ＭＳＢコンテクスト決定部１００４は、符号化しようとするＭＳＢについて、現在Ｎタプル１０１１の周辺Ｎタプル１０１３及び周辺Ｎタプル１０１５から、ＭＳＢコンテクストを決定することができる。具体的には、ＭＳＢコンテクスト決定部１００４は、符号化しようとするＭＳＢについて、以前フレームの同一周波数のＭＳＢと、現在フレームの以前周波数のＭＳＢとを、ＭＳＢコンテクストとして決定することができる。
【００９７】
ここで、コンテクストモード符号化部１００９は、ＭＳＢを符号化するときに使用する複数個のコンテクストのうち、最終伝送された１個のコンテクストモードに対して符号化を行ってもよい。複数個のコンテクストは、復号化するシンボル周辺のＭＳＢを意味する。コンテクストモードは、ビット・パッキング（bit-packing）によって伝送される方法もあり、算術符号化を行って伝送される方法もある。コンテクストモード伝送は、フレーム別に１回伝送される。コンテクストモード符号化部１００９は、候補個数をいずれも表現することができるビットを割り当て、ビット・パッキングを行ってもよい。コンテクストモード符号化部１００９については、図１６で具体的に説明する。
【００９８】
それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部１００４は、コンテクストモードによって適切なＭＳＢコンテクストを選択することができる。
【００９９】
脱出コード符号化部１００５は、現在Ｎタプル１０１０に係わるコンテクストに基づいた確率モデルを利用し、脱出コードを符号化することができる。すなわち、脱出コード符号化部１００５は、復号化されるＭＳＢが脱出コードであるか否かを算術復号化した後、脱出コードではない場合、ＭＳＢ算術符号化が遂行される。脱出コード符号化時に使われるコンテクストは、Ｎタプルのコンテクスト及びコアのコーディングモード（ＦＤまたはｗＬＰＤ）が使われる。復号化されるＭＳＢが脱出コードであるならば、１に、脱出コードではなければ、０に符号化され、脱出コードで符号化されればｌｅｖ０値を＋２ほど増加させ、ＬＳＢのビット深度ｌｅｖに対してアップデートすることができる。
【０１００】
確率マッピング部１００６は、現在Ｎタプル１０１１に係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、最終的な確率モデルをマッピングすることができる。確率マッピング部１００６は、マッピング・テーブルと確率テーブルとを利用することができる。確率モデルをマッピングする過程は、ＭＳＢを復号化するときに適用する確率モデルを、確率テーブルから求める過程である。すなわち、確率モデルをあらゆる場合について全部有していれば、メモリの大きさに対する負担があるために、メモリを減らす目的で、確率マッピング部１００６は、コンテクストによって確率モデルを求めるように、マッピング・テーブルを使用することができる。マッピング・テーブルは、各確率のコンテクストに該当する総配列に、確率テーブルのインデックスを割り当てて構成することができる。確率テーブルは、ＭＳＢ復号化時に使われるあらゆる確率値で構成することができる。
【０１０１】
ＭＳＢ符号化部１００７は、現在Ｎタプル１０１０に係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、現在Ｎタプル１０１０のＭＳＢを順次に算術符号化することができる。
【０１０２】
ＬＳＢ符号化部１００８は、ｌｅｖに該当するビット深度まで、下位ビット（ＬＳＢ）をビット単位で算術符号化することができる。ＬＳＢ符号化は、ビット単位で処理され、ＬＳＢ符号化部１００８は、ＭＳＢからの距離を意味するビット深度情報と、ＭＳＢの符号情報（正数／負数／０）とをコンテクストとして利用し、ＬＳＢに対して算術符号化を行う。
【０１０３】
コンテクスト・アップデート部１０１０は、次のＮタプルを符号化するために量子化されたサンプルをアップデートすることができる。それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部１００４は、次のＮタプルについて、アップデートされた量子化されたサンプルを利用し、ＭＳＢコンテクストを決定することができる。
【０１０４】
図１１は、算術復号化装置（第２例）の細部構成を図示した図である。
【０１０５】
算術復号化装置１０１は、コンテクスト・リセット部１１０１、コンテクスト・マッピング部１１０２、コンテクストモード復号化部１１０３、Ｎタプル・コンテクスト決定部１１０４、ＭＳＢコンテクスト決定部１１０５、脱出コード復号化部１１０６、確率マッピング部１１０７、ＭＳＢ復号化部１１０８、ＬＳＢ復号化部１１０９、量子化されたサンプル生成部１１１０及びコンテクスト・アップデート部１１１１を含んでもよい。図１１の算術復号化装置１０１は、図３の算術復号化装置１０１に比べ、コンテクストモード復号化部１１０３をさらに含んでいる。
【０１０６】
図２あるいは図１１の算術復号化装置１０１は、上位ビットと下位ビットとが分離して復号化することができる。すなわち、算術復号化装置１０１は、上位ビットのみ復号化したり、または上位ビット及び下位ビットを共に復号化することができる。
【０１０７】
復号化しようとする現在フレームがリセット・フレームではない場合、コンテクスト・マッピング部１１０２は、現在フレームの周波数スペクトル長が、以前フレームの周波数スペクトル長と異なる場合、以前フレームの長さを、現在フレームの長さに整列させることができる。また、コンテクスト・マッピング部１１０２は、以前フレームの復号化されたＭＳＢ値に対して、さらにマッピングを行ってもよい。すなわち、コンテクスト・マッピング部１１０２は、ＭＳＢコンテクストのさまざまな組み合わせの候補を入力されて復号化を行い、復号化された結果のビット量が最も少ないコンテクストモードを選択して復号化することができる。
【０１０８】
コンテクストモード復号化部１１０３は、ＭＳＢを復号化するときに使用する複数個のコンテクストのうち、最終伝送された１個のコンテクストモードに対して復号化を行ってもよい。複数個のコンテクストは、復号化するシンボル周辺のＭＳＢを意味する。コンテクストモードはビット・パッキングによって伝送される方法もあり、算術復号化を行って伝送される方法もある。コンテクストモード伝送は、フレーム別に１回伝送される。コンテクストモード復号化部１１０３は、候補個数をいずれも表現することができるビットを割り当て、ビット・パッキングを行ってもよい。コンテクストモード復号化部１１０３については、図１６で具体的に説明する。それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部１１０４は、コンテクストモードによって適切なＭＳＢコンテクストを選択することができる。
【０１０９】
Ｎタプル・コンテクスト決定部１１０４は、復号化しようとする現在Ｎタプル１１１２について、周辺に位置した周辺Ｎタプル１１１３，１１１４，１１１５，１１１６の量子化されたスペクトル値を利用し、前記現在Ｎタプル１１１２に係わるコンテクストを決定することができる。現在Ｎタプル１１１１は、すでに復号化された４個の周辺Ｎタプル１１１３，１１１４，１１１５，１１１６を介して復号化することができる。
【０１１０】
そして、Ｎタプル・コンテクスト決定部１１０４は、現在Ｎタプル１１１２について、周辺Ｎタプル１１１４及び周辺Ｎタプル１１１６の量子化されたスペクトル値がいずれも−４〜３になるまで、スケーリングダウンを行ってもよい。それにより、Ｎタプル・コンテクスト決定部１１０４は、スケーリングダウンした回数に基づいて、ｌｅｖ０を推定することができる。
【０１１１】
ＭＳＢコンテクスト決定部１１０５は、復号化しようとするＭＳＢについて、現在Ｎタプル１１１１の周辺Ｎタプル１１１４及び周辺Ｎタプル１１１６から、ＭＳＢコンテクストを決定することができる。具体的には、ＭＳＢコンテクスト決定部１１０５は、復号化しようとするＭＳＢについて、以前フレームの同一周波数のＭＳＢと、現在フレームの以前周波数のＭＳＢとをＭＳＢコンテクストとして決定することができる。
【０１１２】
確率マッピング部１１０６は、現在Ｎタプル１１１１に係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、最終的な確率モデルをマッピングすることができる。確率マッピング部１１０６は、マッピング・テーブルと確率テーブルとを利用することができる。確率モデルをマッピングする過程は、ＭＳＢを復号化するときに適用する確率モデルを確率テーブルから求める過程である。すなわち、確率モデルをあらゆる場合に対して全部有していれば、メモリの大きさに対する負担があるために、メモリを減らす目的で確率マッピング部１１０６は、コンテクストによって確率モデルを探すように、マッピング・テーブルを使用することができる。マッピング・テーブルは、各確率のコンテクストに該当する総配列に確率テーブルのインデックスを割り当てて構成することができる。確率テーブルは、ＭＳＢ復号化時に使われるあらゆる確率値で構成される。
【０１１３】
脱出コード復号化部１１０７は、現在Ｎタプル１１１１に係わるコンテクストに基づいた確率モデルを利用し、脱出コードを復号化することができる。すなわち、脱出コード復号化部１１０７は、復号化されるＭＳＢが脱出コードであるか否かを算術復号化した後、脱出コードではない場合、ＭＳＢ算術復号化が遂行されてもよい。脱出コード復号化時に使われるコンテクストは、Ｎタプルのコンテクスト及びコアのコーディングモード（ＦＤまたはｗＬＰＤ）が使われる。復号化されるＭＳＢが脱出コードであるならば、１に、脱出コードではなければ、０に復号化され、脱出コードで復号化されれば、ｌｅｖ０値を＋２ほど増加させ、ＬＳＢのビット深度ｌｅｖに対してアップデートすることができる。
【０１１４】
ＭＳＢ復号化部１１０８は、現在Ｎタプル１１１２に係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、現在Ｎタプル１１１２のＭＳＢを順次に算術復号化することができる。
【０１１５】
本発明の一実施形態でＮタプルは、複数個の量子化された周波数スペクトルで構成された集合を意味する。そして、算術復号化装置１０１は、複数個の量子化された周波数スペクトルで構成された集合を、符号ビットを含んだ上位ビットと下位ビットとに分離して復号化することができる。
【０１１６】
それにより、Ｎタプル・コンテクスト決定部１１０４は、現在復号化する集合（現在Ｎタプル）の周辺に位置した集合（周辺Ｎタプル）の量子化された周波数スペクトル値を利用し、第１コンテクスト（Ｎタプル・コンテクスト）を決定することができる。
【０１１７】
脱出コード復号化部１１０７は、現在復号化する集合（現在Ｎタプル）の周辺に位置した集合（周辺Ｎタプル）に基づいて、下位ビットのビット深度を推定することができる。そして、脱出コード復号化部１１０７は、周辺に位置した集合に係わるコアの復号化モードをコンテクストとして使用し、復号化されるＭＳＢが脱出コードであるか否かを表現するシンボルを復号化することができる。それにより、脱出コード復号化部１１０７は、脱出コードが復号化される回数に基づいて、推定された下位ビットのビット深度をアップデートすることができる。
【０１１８】
そして、ＭＳＢコンテクスト決定部１１０５は、現在復号化する上位ビットシンボル（現在ＮタプルのＭＳＢシンボル）周辺の復号化された上位ビットシンボル（周辺ＮタプルのＭＳＢシンボル）を利用し、第２コンテクスト（ＭＳＢコンテクスト）を決定することができる。このとき、コンテクストモード復号化部１１０３は、コンテクストとして使われる復号化された上位ビットシンボル（周辺ＮタプルのＭＳＢシンボル）に対する現在復号化する上位ビットシンボル（現在ＮタプルのＭＳＢシンボル）の相対的位置情報（コンテクストモード）を復号化することができる。それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部１１０５は、相対的な位置情報を利用し、第２コンテクストを生成することができる。このとき、相対的な位置情報は、コア復号化モードをコンテクストとして使用し、算術復号化を介して復号化することができる。または、相対的な位置情報は、複数個の周波数帯域で、上位ビットシンボル（現在ＮタプルのＭＳＢシンボル）の復号化時に使われる第２コンテクストに対応する値で表現することができる。
【０１１９】
結局、ＭＳＢ復号化部１１０８は、生成された第１コンテクスト及び第２コンテクストを利用し、上位ビットを復号化することができる。
【０１２０】
ＬＳＢ復号化部１１０９は、ｌｅｖに該当するビット深度まで、下位ビット（ＬＳＢ）をビット単位で算術復号化することができる。ＬＳＢ復号化は、ビット単位で処理され、ＬＳＢ復号化部１１０９は、ＭＳＢからの距離を意味するビット深度情報と、ＭＳＢの復号化情報（正数／負数／０）とをコンテクストとして利用し、ＬＳＢに対して算術復号化を行う。
【０１２１】
前述の通り、算術復号化装置１０１は、ＬＳＢ復号化部１１０９とＭＳＢ復号化部１１０８とが分離して復号化することができる。このとき、ＬＳＢ復号化部１１０９は、上位ビット（ＭＳＢ）の符号情報を利用し、第３コンテクストを生成することができる。そして、ＬＳＢ復号化部１１０９は、下位ビットのビット深度情報を利用し、第４コンテクストを生成することができる。それにより、ＬＳＢ復号化部１１０９は、生成された第３コンテクストと第４コンテクストとを利用し、下位ビットをビット単位で復号化することができる。
【０１２２】
一例として、第３コンテクストを利用する場合、ＬＳＢ復号化部１１０９は、下位ビットと同じ周波数位置に対応する上位ビットシンボルの符号が正数であるか、負数であるか、０であるかに基づいて、下位ビットをビット単位で復号化することができる。そして、ＬＳＢ復号化部１１０９は、第４コンテクストのみ利用し、下位ビットを復号化することも可能である。
【０１２３】
量子化されたサンプル生成部１１１０は、算術復号化されたＭＳＢとＬＳＢとを利用し、現在Ｎタプル１１１１に係わる量子化されたサンプルを生成することができる。
【０１２４】
コンテクスト・アップデート部１１１１は、次のＮタプルを復号化するために、量子化されたサンプルをアップデートすることができる。また、復号化されたＭＳＢ値も、アップデートすることができる。
【０１２５】
図１２は、コンテクストと確率モデルとを図示した図である。図１２を参照すれば、４個のシンボルから構成された現在Ｎタプル１２０１と、４個の周辺Ｎタプル１２０２，１２０３，１２０４，１２０５とが図示されている。
【０１２６】
Ｎタプル・コンテクスト決定部１１０３，１２０４は、現在Ｎタプル１２０１について、４個の周辺Ｎタプル１２０２，１２０３，１２０４，１２０５の量子化されたスペクトル値を、現在Ｎタプル１２０１のコンテクストとして決定することができる。
【０１２７】
そして、ＭＳＢコンテクスト決定部１１０３，１２０４は、コンテクストモード情報に基づいて、現在Ｎタプル１２０１を構成するシンボルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれに対応するコンテクストを、周辺Ｎタプル１２０２，１２０３，１２０４，１２０５から決定することができる。
【０１２８】
前述の通り、シンボルは、ＭＳＢを意味する。一例として、ＭＳＢコンテクスト決定部１１０３，１２０４は、現在Ｎタプル１２０１を構成するシンボルについて、以前フレームの同一周波数のシンボルと、現在フレームの以前周波数のシンボルとを、コンテクストとして決定することができる。言い換えれば、ＭＳＢコンテクスト決定部１１０３，１２０４は、符号化または復号化しようとするＭＳＢについて、以前フレームの同一周波数のＭＳＢと、現在フレームの以前周波数のＭＳＢとを、それぞれコンテクストとして決定することができる。
【０１２９】
確率マッピング部１１０６，１２０６は、コンテクストモードによって、Ｎタプルのコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、最終的な確率モデルをマッピングすることができる。例えば、現在Ｎタプル１２０１のシンボルＡ（ＭＳＢ  Ａ）に係わる確率モデルをマッピングするために、確率マッピング部１１０６，１２０６は、コンテクストモード（モード０，１，２，３）によって、現在Ｎタプル１２０１のコンテクストである周辺Ｎタプル１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、ＭＳＢ  Ａのコンテクストである周辺Ｎタプル１２０４のＭＳＢと、周辺Ｎタプル１２０２のＭＳＢとをコンテクストとして使用する確率モデルとしてマッピングすることができる。現在Ｎタプル１２０１を構成するＭＳＢ  Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれの確率モデルは、図１２で確認することができる。そして、現在Ｎタプル１２０１のＭＳＢ  Ｂのコンテクストは、コンテクストモードによって、周辺Ｎタプル１２０４のＭＳＢと、周辺Ｎタプル１２０２のＭＳＢとを確率モデルとしてマッピングすることができる。図５との差異点は、現在ＭＳＢに係わるコンテクストがコンテクストモードによって異なるように決定されるのである。
【０１３０】
図１３は、ＭＳＢ復号化方式（第２例）を図示した図である。
【０１３１】
算術復号化装置１０１は、現在Ｎタプルに含まれた４個のＭＳＢ（量子化されたサンプル）を介して、ＬＳＢの初期ビット深度のｌｅｖ０を決定する（Ｓ１３０１）。ＬＳＢのビット深度は、ＬＳＢ復号化するときに使われる。そして、算術復号化装置１０１は、現在Ｎタプルに含まれた４個のＭＳＢについて、確率モデル集合を選択する（Ｓ１３０２）。その後、算術復号化装置１０１は、ＦＤまたはｗＬＰＤによって、復号化されるＭＳＢが脱出コードであるか否かに係わる確率モデルを選択し（Ｓ１３０３）、ＭＳＢに対して算術復号化を行う（Ｓ１３０４）。算術復号化装置１０１は、復号化されるＭＳＢが脱出コードであるか否かを、ａｒｉ＿ｐｋ＿ｍｏｄ＿ｅｓｃ［３２］［２］テーブルを利用し、デコーディングする（Ｓ１３０５）。もし脱出コードである場合、段階（１３０４）に戻り、脱出コードではない場合、段階（Ｓ１３０１）が遂行される。
【０１３２】
算術復号化装置１０１は、現在Ｎタプルに含まれた４個のＭＳＢについて、コンテクストモード情報によって、ＭＳＢシンボルの確率モデルをマッピングする（Ｓ１３０７）。
【０１３３】
そして、算術復号化装置１０１は、ＭＳＢ算術復号化を行う（Ｓ１３０６）。現在ＮタプルＥ４個のＭＳＢが含まれているので、４番のloopが行われる。
【０１３４】
図１４は、ＬＳＢ復号化方式（第２例）を図示した図である。
【０１３５】
算術復号化装置１０１は、ＭＳＢ復号化を介して導き出されたビット深度インデックス（ｂｄｉ）をセッティングする（Ｓ１４０１）。このとき、算術復号化装置１０１は、ビット深度インデックスがＬＳＢのｌｅｖであるＮより小さいか否かを判断する（Ｓ１４０２）。もしビット深度インデックスがＮより小さい場合、算術復号化装置１０１は、ビット深度インデックス及びＭＳＢ符号による確率モデルを決定する（Ｓ１４０３）。そして、ビット深度インデックスがＮより大きい場合、算術復号化装置１０１は、ＭＳＢ符号による確率モデルを決定する（Ｓ１４０５）。それにより、算術復号化装置１０１は、ＬＳＢのビット単位で算術復号化を行い（Ｓ１４０４）、ＭＳＢに該当するＬＳＢのうち、ビット深度インデックスに該当するビット値（１または０）を出力することができる。このとき、算術復号化装置１０１は、以前に符号化または復号化されたＭＳＢ値が０、正数、負数である場合を分離して算術符号化を行ってもよい。
【０１３６】
一例として、算術復号化装置１０１は、ビット深度がＮ（５）より小さい場合、ビット深度情報をコンテクストとして使用し、それ以外の場合は、ＭＳＢが正数、０、負数の３種の場合のみ区分する。算術復号化装置１０１は、算術復号化を行った後、ビット深度インデックスを１増加させ、その後のビット深度に対応するＬＳＢを算術復号化することができる。
【０１３７】
図１５は、コンテクストモードを図示した図である。図１５で、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ａ０，Ｂ０，Ｃ０，Ｄ０，Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２，Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３は、すでに復号化されているか、あるいは復号化されるＭＳＢ値であり、符号ビットを含んで３ビットで表現され、−４〜３までの値のみを有することができる。
【０１３８】
ＭＳＢ復号化過程は、Ｎタプルに対して、シンボル単位で復号化が行われる。すなわち、周波数インデックスによって、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対して順に復号化を行ってもよい。Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤのＭＳＢ値を復号化するとき、現在Ｎタプルのコンテクストと、すでに復号化された周辺Ｎタプルのコンテクストとに対応するＭＳＢのうち２個を、ＭＳＢコンテクストを利用し、算術復号化を行う。例えば、現在Ｎタプル１５０１の上位ビットＡを復号化するときに、Ｎタプル・コンテクストを決定し、周辺Ｎタプル１５０４のＭＳＢ
Ａ０値と、周辺Ｎタプル１５０２のＭＳＢ  Ｄ１値とでＭＳＢコンテクストを構成し、Ａを復号化する確率モデルを構成して算術復号化を行う。このとき、ＭＳＢコンテクストは、Ａ０，Ｄ１だけで構成されるのではなく、現在Ｎタプル１５０１の上位ビットＡ周辺のいくつかのＭＳＢ値２個を組み合わせして使用することが可能である。
【０１３９】
このように、ＭＳＢコンテクストを構成した場合には、復号化するときに使用するコンテクストモードが決定されねばならないのである。コンテクストモードは、あらゆる可能な場合を、ビット・パッキングを介して表現することができる。また使用頻度数を考慮して算術復号化して復号化できるように表現することも可能である。
【０１４０】
また、コンテクストモードは、フレーム別に１回だけ伝送し、全体フレームに同じＭＳＢコンテクストを使用するように表現することもできる。そして、フレーム別に２回伝送し、低周波帯域と高周波帯域とに該当するＭＳＢコンテクストの異なったものを使用するように表現することもできる。ここで、フレームは、ＦＤモードである場合、１フレームに該当し、ｗＬＰＴモードである場合は、ｗＬＰＴを使用する単位を意味する。例えば、ＭＳＢコンテクストが４種に使われ、フレーム別に２回伝送するとしたとき、図１５のように、総１５種のコンテクストモードを構成することができる。また、コアの符号化モードが、ＦＤモードまたはｗＬＰＴモードで符号化されたかにより、コンテクストモードをいくつかのセットに区分して表現することができ、周波数スペクトル個数により、コンテクストモードのセットを異なるように構成することもできる。
【０１４１】
現在Ｎタプル１５０１の上位ビットシンボルＡを復号化するＮタプルのコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとが決定されれば、ＭＳＢ値を復号化する。確率モデルをあらゆる場合について使用すれば、確率モデルのあらゆる場合の数が多くなるために、メモリが増えるという問題点がある。これを防止するために、代表する確率モデルを使用することができるように、確率マッピング・テーブルと確率テーブルとを使用し、確率を表現することができる。例えば、Ｎ＿ｐｋｉ値が３２であり、ＭＳＢコンテクストの場合が４種であり、ＭＳＢ値が−４〜３までの値を有するならば、総確率の場合の数が、３２＊８＊８＊４＝４０９６種になり、最終復号化されるシンボルが８種になるので、総確率テーブルを併合しなければ、６５５３６の確率テーブルを利用せざるを得ない。これを防止するために、確率モデルの併合を行って確率テーブルの場合の数を減らし、３２＊８＊８＊４のマッピング・テーブルを構成すれば、使用しなければならないメモリの量を減らすことができる。
【０１４２】
図１６は、Ｎタプルに係わるコンテクスト基盤の算術復号化方法を図示したフローチャートである。図１６に図示された方法は、図３及び図１２の算術復号化装置１０１の動作に対応しうる。
【０１４３】
算術復号化装置１０１は、現在フレームがリセット・フレームであるか否かを判断する（Ｓ１６０１）。もしリセット・フレームである場合、算術復号化装置１０１は、コンテクスト・リセットを行う。そして、フレームリセットではない場合、算術復号化装置１０１は、コンテクストをマッピングすることができる。具体的には、算術復号化装置１０１は、現在フレームの長さが以前フレームと異なる場合、２フレーム間の周波数インデックスをマッピングさせるために、以前フレームの長さを現在フレームの長さに正規化し、コンテクストをマッピングすることができる。段階（Ｓ１６０１）ないし段階（Ｓ１６０３）は、フレーム単位によって遂行される。
【０１４４】
算術復号化装置１０１は、ＭＳＢコンテクストを決定するために、コンテクストモードを復号化する（Ｓ１６０４）。その後、算術復号化装置１０１は、現在ＮタプルについてＮタプル・コンテクストを決定する（Ｓ１６０５）。このとき、初期ＬＳＢビット深度であるｌｅｖ０を推定することができる。
【０１４５】
算術復号化装置１０１は、Ｎタプルのコンテクスト（ｐｋｉ）とＦＤ／ｗＬＰＴとに基づいて、脱出コードに対して復号化する（Ｓ１６０６）。脱出コードが復号化されるたびに、ｌｅｖ０がアップデートされ、脱出コードではないものが復号化されれば、ＭＳＢ復号化を行う（Ｓ１６０９）。
【０１４６】
そして、算術復号化装置１０１は、現在復号化するＭＳＢに該当するＭＳＢコンテクストを決定する（Ｓ１６０７）。その後、算術復号化装置１０１は、ＭＳＢ復号化を行う確率モデルを決定するが、Ｎタプル・コンテクスト及びＭＳＢコンテクストを基に、符合する確率モデルを決定する（Ｓ１６０８）。
【０１４７】
算術復号化装置１０１は、確率モデルを基に、ＭＳＢ復号化を行う（Ｓ１６０９）。
【０１４８】
算術復号化装置１０１は、脱出コードを復号化する過程を介して導き出されたＬＳＢのビット深度ほどのビットを復号化する（Ｓ１６１０）。算術復号化装置１０１は、ＭＳＢとＬＳＢとを介して量子化されたサンプルを生成し（Ｓ１６１１）、次のＮタプルを復号化するために、コンテクストをアップデートする（Ｓ１６１２）。それにより、算術復号化装置１０１は、周波数インデックスを増加させ（Ｓ１６１３）、次のＮタプルに対して復号化を行う。
【０１４９】
図１７は、Ｎタプルに係わるコンテクスト基盤の算術符号化方法を図示したフローチャートである。図１７に図示された方法は、図２及び図１１の算術符号化装置１００の動作に対応しうる。
【０１５０】
算術符号化装置１０１は、現在フレームがリセット・フレームであるか否かを判断する（Ｓ１７０１）。もしリセット・フレームである場合、算術符号化装置１０１は、コンテクスト・リセットを行う。そして、フレームリセットではない場合、算術符号化装置１０１は、コンテクストをマッピングすることができる。具体的には、算術符号化装置１０１は、現在フレームの長さが以前フレームと異なる場合に、２フレーム間の周波数インデックスをマッピングさせるために、以前フレームの長さを現在フレームの長さに正規化し、コンテクストをマッピングすることができる。段階（Ｓ１６０１）ないし段階（Ｓ１６０３）は、フレーム単位によって遂行される。
【０１５１】
段階（Ｓ１７０１）ないし段階（Ｓ１７０３）は、フレーム単位によって遂行される。
【０１５２】
算術符号化装置１０１は、ＭＳＢコンテクストを決定するために、コンテクストモードを符号化する（Ｓ１７０４）。
【０１５３】
その後、算術符号化装置１０１は、現在ＮタプルについてＮタプル・コンテクストを決定する（Ｓ１７０５）。このとき、初期ＬＳＢビット深度であるｌｅｖ０を推定することができる。
【０１５４】
算術符号化装置１０１は、Ｎタプルのコンテクスト（ｐｋｉ）とＦＤ／ｗＬＰＴとに基づいて、脱出コードに対して符号化する（Ｓ１７０６）。脱出コードが符号化されるたびに、ｌｅｖ０がアップデートされ、脱出コードではないものが符号化されれば、ＭＳＢ符号化を行う（Ｓ１７０９）。
【０１５５】
そして、算術符号化装置１０１は、現在符号化するＭＳＢに該当するＭＳＢコンテクストを決定する（Ｓ１７０７）。その後、算術符号化装置１０１は、ＭＳＢ符号化を行う確率モデルを決定するが、Ｎタプル・コンテクスト及びＭＳＢコンテクストを基に、符合する確率モデルを決定する（Ｓ１７０８）。
【０１５６】
算術符号化装置１０１は、確率モデルを基にＭＳＢ符号化を行う（Ｓ１７０９）。
【０１５７】
算術符号化装置１０１は、脱出コードを符号化する過程を介して導き出されたＬＳＢのビット深度ほどのビットを符号化する（Ｓ１７１０）。算術符号化装置１０１は、ＭＳＢとＬＳＢとを介して量子化されたサンプルを生成し（Ｓ１７１１）、次のＮタプルを符号化するために、コンテクストをアップデートする（Ｓ１７１２）。
【０１５８】
それにより、算術符号化装置１０１は、周波数インデックスを増加させ（Ｓ１７１３）、次のＮタプルに対して復号化を行う。
【０１５９】
図１８は、コンテクストモードを具現する一例を図示した図である。
【０１６０】
コンテクストモードは、現在復号化するＭＳＢシンボル周辺のＭＳＢ値を使用して復号化を行うときに使用するコンテクストのＭＳＢ値の相対的な位置情報を意味する。この相対的な位置情報は、ＭＳＢコンテクスト・テンプレート（ＭＳＢ  context  template）で表現することができる。このとき、算術復号化装置１０１は、ＭＳＢを復号化するとき、使用する複数個の上位ビット・コンテクストのうち、１個のコンテクスト・テンプレート・インデックスを復号化することができる。それにより、算術復号化装置１０１は、コンテクスト・テンプレート・インデックスによってコンテクスト・テンプレートを決定し、上位ビット・コンテクストを決定することができる。
【０１６１】
コンテクスト・テンプレート０〜３は、相対的な位置情報を意味し、「ｃ」は、現在復号化するＭＳＢシンボルであり、ｐ０，ｐ１，ｃｐ０，ｃｐ１，ｃｐ２は、すでに復号化されたＭＳＢシンボルである。コンテクスト・テンプレート０の場合には、以前フレームの同じ周波数位置のＭＳＢシンボルと、同一フレームの以前周波数位置のＭＳＢシンボルとをＭＳＢコンテクストとして使用する例である。
【０１６２】
コンテクスト・テンプレートは、低い周波数帯域と高い周波数帯域とについて、異なる値を有することができる。一例として、コンテクスト・テンプレートを同時に表現するために、コンテクスト・テンプレート・インデックスが使われもする。このとき、コンテクスト・テンプレート・インデックスは、周波数帯域別に決定される。そして、コンテクスト・テンプレート・インデックスは、コアの復号化モードをコンテクストとして使用し、算術復号化することができる。
【０１６３】
一例として、コンテクスト・テンプレート・インデックスは、下記式（１）のように表現することができる。
【０１６４】
【数１】
0005635603.tif 000002
前記式（１）のｃｔ−ｌとｃｔ＿ｈは、それぞれ低周波帯域のコンテクスト・テンプレート値と、高周波帯域のコンテクスト・テンプレート値とを意味し、総４種の場合を有する例を表現している。ｃｔｉｄｘは、コンテクスト・テンプレート・インデックスを意味する。ＬＳＢ復号化部は、下記数２を介してＬＳＢを復号化することができる。
【０１６５】
【数２】
0005635603.tif 000003
ｘは、現在復号化するＬＳＢ値と同じ周波数位置に該当するＭＳＢ値であり、ｌは、ＬＳＢのビット深度を意味する。また、ａ０，ｂ０，ｃ０，ｄ０は、復号化されるＭＳＢシンボルを意味する。
【０１６６】
図１９は、算術符号化装置（第３例）の細部構成を図示した図である。
【０１６７】
算術符号化装置１００は、コンテクスト・リセット部１９０１、コンテクスト・マッピング部１９０２、１タプル・コンテクスト決定部１９０３、ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４、確率マッピング部１９０５、脱出コード符号化部１９０６、ＭＳＢ符号化部１９０７、ＬＳＢ符号化部１９０８、コンテクスト・テンプレート符号化部１９０９及びコンテクスト・アップデート部１９１０を含んでもよい。
【０１６８】
図１９の算術符号化装置１００は、図１０の算術符号化装置１００と比較したとき、１タプル・コンテクスト決定部１９０３の差が存在する。すなわち、図１０の算術符号化装置１００は、Ｎタプル・コンテクストを利用する動作を行うが、図１９の算術符号化装置１００は、１タプル・コンテクストを利用する動作を行うことができる。
【０１６９】
コンテクスト・リセット部１９０１とコンテクスト・マッピング部１９０２は、フレーム単位によって動作しうる。現在フレームがリセット・フレームである場合、コンテクスト・リセット部１９０１は、コンテクスト・リセットを行う。符号化しようとする現在フレームがリセット・フレームではない場合、コンテクスト・マッピング部１９０２は、現在フレームの周波数スペクトル長が、以前フレームの周波数スペクトル長と異なる場合、以前フレームの長さを、現在フレームの長さに整列させることができる。
【０１７０】
また、コンテクスト・マッピング部１９０２は、以前フレームの符号化されたＭＳＢ値に対してさらにマッピングを行う。
【０１７１】
１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、符号化しようとする現在１タプル（１−tuple）１９１１について、周辺に位置した周辺１タプル（neighborhood  １−tuples）１９１２〜１９１８の量子化されたスペクトル値を利用し、現在１タプル１９１１に係わるコンテクストを決定することができる。
【０１７２】
一例として、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、すでに符号化された７個の周辺１タプル１９１２〜１９１８を利用し、現在１タプル１９１１に係わるコンテクストを決定することができる。
【０１７３】
そして、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、現在１タプル１９１１について、７個の量子化されたスペクトルである周辺１タプル１９１２〜１９１８を利用し、６４個の状態（state）でマッピングを行う。また、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、７個の量子化されたスペクトルをさらに量子化することができる。具体的には、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、訓練（training）過程で（０→０）、（−１または１→１）、（２または−２→２）、（３以上または−４以下→３）にそれぞれマッピングさせ、量子化されたスペクトルの情報を減らすことができる。その後、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、マッピングされた量子化スペクトルが発生しうるあらゆる可能な場合の数を、上位ビットシンボルの発生確率が類似した場合同士まとめて１個のstateを構成することによって、複数個の状態（state）を生成することができる。
【０１７４】
このように構成されたマッピング関係は、ハッシュテーブル（hash  table）を介して遂行される。このとき、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、現在１タプル１９１１の周辺に位置した７個の量子化されたスペクトルである周辺１タプル１９１２〜１９１８を、訓練（training）過程で構成されたハッシュテーブルに入力して状態を決定することができる。
【０１７５】
また、さらなる量子化されたサンプルをハッシュテーブルの入力として使用し、状態（state）を決定することができる。
【０１７６】
また、現在１タプル１９１１のコンテクストを決定するために、コアの符号化モード情報がさらに考慮されてもよい。１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、コアの符号化モード情報が、ＦＤモードであるかｗＬＰＴモードであるかを判断し、訓練（training）過程に反映できる。１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、すでに符号化された周辺１タプルとコア符号化モード情報ハッシュテーブルとに入力し、状態を決定することができる。
【０１７７】
１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、さらに現在量子化されたスペクトルである現在１タプル１９１１のスケーリングダウン回数を予測し、上位ビット情報及び下位ビット情報を抽出することができる。
【０１７８】
スケーリングダウン回数は、周辺１タプルを使用した予測によって得られる。このとき、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、７個の周辺１タプル１９１２〜１９１８のうち少なくとも一つを使用し、現在１タプル１９１１のスケーリングダウン回数を予測することができる。
【０１７９】
例えば、現在フレームの以前周波数に対応する周辺１タプル１９１７または１９１８を使用して予測を行う場合、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、周辺１タプル１９１７または１９１８の値が、現在１タプル１９１１の上位ビットを表現するビット数で表現可能な領域に達するまで、１／２スケーリングダウンを行い、表現可能な領域に達するときのスケーリングダウン回数を決定することができる。このとき、上位ビットを、符号情報を含んだ３ビットと定義した場合、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、周辺１タプル１９１７または１９１８の値が−４〜３までの値を有するまで、１／２スケーリングダウンを行い、現在１タプル１９１１に対するスケーリングダウン回数を予測することができる。予測したスケーリングダウン回数は、前述のｌｅｖ０推定と同じ意味である。
【０１８０】
そして、一実施形態で、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、現在１タプル１９１１について、現在フレームの以前周波数に対応する２個の周辺１タプル１９１７，１９１８を使用してｌｅｖ０推定を行う。複数の周辺１タプルを使用する場合、ｌｅｖ０推定の正確度が向上しうる。
【０１８１】
他の一実施形態で、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、現在１タプル１９１１について、現在フレームの以前周波数に対応する１個以上の周辺１タプル１９１７または１９１８を使用してｌｅｖ０推定を行い、現在１タプル１９１１について、現在フレームの以前周波数に対応する１個以上の周辺１タプルの絶対値を比較することによって、スケーリングダウン回数を決定することができる。
【０１８２】
具体的には、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、現在１タプル１９１１について、現在フレームの以前周波数に対応する１個以上の周辺１タプルの値を絶対値に変更し、変更された絶対値に対して１／２スケーリングダウンを遂行しつつ、スケーリングダウンされた値が特定臨界値に達する場合、スケーリングダウンを終え、最終的にスケーリングダウンされた値をｌｅｖ０推定値に定めることができる。
【０１８３】
例えば、上位ビット（ＭＳＢ）を符号情報を含んだ３ビットと定義する場合、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、現在１タプル１９１１について、現在フレームの以前周波数に対応する２個の周辺１タプル１９１７，１９１８絶対値を算出した後、２個の絶対値に対して１／２スケーリングダウンを遂行しつつ、４以下の値に達する場合、スケーリングダウンを終え、最終的にスケーリングダウンされた値をｌｅｖ０推定値として使用することができる。
【０１８４】
また、一実施形態で、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、現在１タプル１９１１について、現在フレームの以前周波数に対応する１個の周辺１タプル１９１７または２個の周辺１タプル１９１７及び１９１８を選択的に使用し、ｌｅｖ０を推定することができる。
【０１８５】
例えば、前述の方法は、コアのモードによってｌｅｖ０を推定するものであり、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、ＦＤモードである場合は、１個の周辺１タプルを使用し、ｗＬＰＴモードである場合は、２個の周辺１タプルを使用し、ｌｅｖ０を推定することができる。ｗＬＰＴモードは、ＦＤモードに比較し、相対的に周波数スペクトルが平坦である可能性が高いために、ｗＬＰＴモードであるときは、現在１タプル１９１１について、周辺に位置した１個の周辺１タプルを使用するより、いくつかの周辺１タプルを使用する方がｌｅｖ０を効果的に推定することができる。
【０１８６】
また、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、ＦＤモードで符号化を行うときに使われるツールに基づいて、ｌｅｖ０推定に使われる周辺１タプルの個数を推定することができる。例えば、ＦＤモードで符号化を行うとき使われるツールは、ＴＮＳ（temporal  noise  shaping）、ＴＷ−ＭＤＣＴ（time  warped  ＭＤＣＴ）などがある。このとき、ＦＤモードでＴＷ−ＭＤＣＴツールを使用して符号化が行われた場合、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、２個の周辺１タプル１９１７，１９１８を利用し、ｌｅｖ０を推定することができる。
【０１８７】
また、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、フレーム別に伝送された情報を基にして、１個の周辺１タプル１９１７を使用したり、あるいは２個の周辺１タプル１９１７，１９１８を使用する方式を決定し、ｌｅｖ０を推定することができる。例えば、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、算術復号化方式を適用し、フレーム別に伝送された周辺１タプルの個数によって、ｌｅｖ０を推定することができる。具体的には、１タプル・コンテクスト決定部１９０３は、算術復号化時に、ＦＤモードあるいはｗＬＰＴモードによって、周辺１タプルの使用個数に係わる頻度数に基づいて確率モデルを生成し、生成された確率モデルをコンテクストとして適用して算術復号化を行う。
【０１８８】
ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４は、１タプル・コンテクスト決定部１９０３でマッピングされた全体状態（state）のうちサブセットである特定状態の場合、追加コンテクストを生成することができる。このとき、生成された追加コンテクストは、ＭＳＢ符号化部１９０７で、現在１タプル１９１１の上位ビットを符号化するときに、確率モデルを選択する過程で、全体状態（state）と結合されて使われもする。そして、全体状態（state）のうち特定状態を除外した残りの状態について、ＭＳＢ符号化部１９０７は、全体状態（state）のみを利用し、確率モデルを選択することができる。
【０１８９】
一例として、ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４を介して生成されるＭＳＢコンテクストは、次の通りである。コンテクスト・テンプレートについては、図２２で具体的に説明する。
【０１９０】
（１）現在フレームで、以前周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル１９１７または１９１８の上位ビット（ＭＳＢ）値、または以前フレームで、現在周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル１９１４の上位ビット（ＭＳＢ）値
（２）コンテクスト・テンプレートと結合された量子化されたスペクトルの上位ビット値
（３）現在フレームで、以前周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル１９１７または１９１８をさらに量子化して抽出された値、または以前フレームで、現在周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル１９１４をさらに量子化して抽出された値
（４）コンテクスト・テンプレートと結合された量子化されたスペクトルをさらに量子化して抽出された値
（５）以前フレームの量子化されたスペクトルである周辺１タプル１９１２〜１９１６をさらに量子化して抽出された値
（６）現在フレームで、以前周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル１９１７または１９１８を変更して抽出された値、または以前フレームで、現在周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル１９１４を変更して抽出された値
（７）コンテクスト・テンプレートと結合された量子化されたスペクトルを変更して抽出された値
ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４において、量子化されたスペクトルをさらに量子化する方法は、次の通りである。第一に、ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４は、量子化されたスペクトルをＦＤモード、ｗＬＰＴモードによってさらに量子化することができる。
【０１９１】
第二に、ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４は、特定方式（−４〜３→−４〜３までの値を直接使用し、４以上である場合、３にマッピングし、−５以下である場合、−４にマッピングする）を、最初に量子化されたスペクトルのコンテクストとして決定するために、さらに量子化することができる。
【０１９２】
ＭＳＢ値を使用する場合、ＭＳＢ符号化部１９０７は、現在フレームまたは以前フレームに対して無損失符号化された量子化されたスペクトルである周辺１タプル１９１２〜１９１８の上位ビット（ＭＳＢ）値から選択し、現在１タプル１９１１を復号化することができる。
【０１９３】
ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４が量子化されたスペクトルを変更する方法は、次の通りである。
【０１９４】
ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４は、現在フレームに対して無損失符号化する現在周波数スペクトルである現在１タプル１９１１のｌｅｖ０推定値を基準に、周辺１タプル１９１２ないし１９１８をｌｅｖ０ほどスケーリングダウンして量子化された周波数スペクトル値を抽出することができる。
【０１９５】
ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４は、スケーリングダウン遂行後に抽出した量子化された周波数スペクトル値を使用するか、あるいは量子化された周波数スペクトル値が現在１タプル１９１１の上位ビットを表現するビット数で表現することができる領域を外れた場合、量子化された周波数スペクトル値を、最小値または最大値にセッティングして使用することができる。
【０１９６】
脱出コード符号化部１９０５は、前記推定されたｌｅｖ０回数ほど無損失符号化する現在１タプル１９１１に対して、１／２スケーリングダウンを遂行して変更された値が、現在Ｎタプル１９１１の上位ビットを定義するビット数で表現することができる値を超える場合、脱出コード符号化を行う。
【０１９７】
脱出コードを符号化する方式は、（１）脱出コードであるか否かに係わる情報を符号化する方式と、（２）脱出コードを上位ビットシンボルに含めて符号化する方式と、を含む。具体的には、（１）脱出コードであるか否かに係わる情報を符号化する方式は、脱出コードに１を割り当て、脱出コードではない場合に０を割り当て、０または１を符号化することを意味する。もし脱出コードではない０が符号化されれば、ＭＳＢ符号化部１９０７は、現在１タプル１９１１の上位ビットを符号化することができる。そして、（２）脱出コードを上位ビットシンボルに含めて符号化する方式は、上位ビットシンボルの個数が８種である場合、８種の上位ビットシンボルと脱出コードとを同一レベルのシンボルで表現し、総９個のうち１個を符号化する方式を意味する。例えば、脱出コード符号化部１９０５は、０〜７はＭＳＢシンボル、９は脱出コードとして設定し、９個のシンボルを符号化することができる。
【０１９８】
脱出コード符号化部１９０５は、予測された１／２スケーリングダウン回数ほど現在符号化する量子化されたスペクトルである現在１タプル１９１１をスケーリングダウンしたとき、現在１タプル１９１１の値が−４〜３間にあれば、脱出コードを符号化しない。
【０１９９】
もし現在１タプル１９１１をスケーリングダウンしたとき、現在１タプル１９１１の値が−４〜３の範囲に属さない場合、脱出コード符号化部１９０５は、現在１タプル１９１１の値が−４〜３範囲に属するように、現在１タプル１９１１をさらにスケーリングダウンを行い、スケーリングダウン回数ほど脱出コードを符号化することができる。このとき、スケーリングダウン過程で損失されたデータは、下位ビットに含まれ、ＬＳＢ符号化部１９０８で符号化される。
【０２００】
確率マッピング部１９０６は、現在１タプル１９１１に係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、最終的な確率モデルをマッピングすることができる。確率マッピング部１９０６は、マッピング・テーブルと確率テーブルとを利用することができる。確率モデルをマッピングする過程は、ＭＳＢを復号化するときに適用する確率モデルを確率テーブルから求める過程である。すなわち、確率モデルをあらゆる場合について全部有していれば、メモリの大きさに対する負担があるために、メモリを減らす目的で、確率マッピング部１９０６は、コンテクストによって確率モデルを探すように、マッピング・テーブルを使用することができる。マッピング・テーブルは、各確率のコンテクストに該当する総配列に、確率テーブルのインデックスを割り当てて構成することができる。確率テーブルは、ＭＳＢ復号化時に使われるあらゆる確率値で構成される。
【０２０１】
ＭＳＢ符号化部１９０７は、（i）１タプル・コンテクスト決定部１９０３で生成された全体状態（state）だけを利用し、現在１タプル１９１０のＭＳＢを符号化したり、あるいは（ii）１タプル・コンテクスト決定部１９０３で生成された全体状態（state）において、特定状態のサブセットと、ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４で決定された追加コンテクストとを利用し、確率モデルを選択することによって、現在１タプル１９１０の上位ビット（ＭＳＢ）を算術符号化することができる。
【０２０２】
ＬＳＢ符号化部１９０８は、現在１タプル１９１１の下位ビット（ＬＳＢ）のビット深度ほどの残余ビットを、コンテクストを利用して算術符号化することができる。このとき、コンテクストは、現在１タプル１９１１の現在周波数に対応する周辺１タプル１９１４の上位ビットの符号情報（負数、０、正数）を含んでもよい。また、周辺１タプル１９１４の上位ビットの符号情報は、０を除外した負数、正数で構成された符号情報を含んでもよい。それにより、ＬＳＢ符号化部１９０８は、周辺１タプル１９１４の上位ビットの符号情報によって確率モデルを選択した後、下位ビット（ＬＳＢ）を符号化することができる。
【０２０３】
また、ＬＳＢ符号化部１９０８は、周辺１タプル１９１４の上位ビットの符号情報及び下位ビットのビット深度によって決定されたコンテクストを利用し、下位ビットを符号化することができる。このとき、下位ビットのビット深度は、インデックス（レベル）情報で表現することができる。
【０２０４】
コンテクスト・テンプレート符号化部１９０９は、現在１タプル１９１１の上位ビット（ＭＳＢ）を符号化するときに使用する複数個のコンテクストのうち、最終伝送された１個のコンテクスト・テンプレートに対して符号化を行う。複数個のコンテクストは、ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４で、ＭＳＢコンテクストを決定するために抽出される値を意味する。コンテクスト・テンプレートは、符号化する現在１タプル１９１１について、周辺１タプルの相対的な位置を表現するものであり、コンテクスト・テンプレートによって決定された位置で、ＭＳＢコンテクストとして使われる値が抽出される。コンテクスト・テンプレートは、ビット・パッキングによって伝送される方法もあり、算術符号化を行って伝送される方法もある。コンテクスト・テンプレート伝送は、フレーム別に１回伝送される。コンテクスト・テンプレート符号化部１９０９は、候補個数をいずれも表現することができるビットを割り当ててビット・パッキングを行う。それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４は、コンテクスト・テンプレートによって、適切なＭＳＢコンテクストを選択することができる。
【０２０５】
コンテクスト・アップデート部１９１０は、次の１タプルを符号化するために量子化されたサンプルをアップデートすることができる。それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４は、次の１タプルについてアップデートされた量子化されたサンプルを利用し、ＭＳＢコンテクストを決定することができる。
【０２０６】
図２０は、算術復号化装置１０１（第３例）の細部構成を図示した図である。図２０の算術復号化装置１０１は、図１９の算術符号化装置１００と互いに対応し、それぞれの構成要素が遂行する動作方式も同一である。
【０２０７】
算術復号化装置１０１は、コンテクスト・リセット部２００１、コンテクスト・マッピング部２００２、コンテクスト・テンプレート復号化部２００３、１タプル・コンテクスト決定部２００４、ＭＳＢコンテクスト決定部２００５、確率マッピング部２００６、脱出コード復号化部２００７、ＭＳＢ復号化部２００８、ＬＳＢ復号化部２００９、量子化されたサンプル生成部２０１０及びコンテクスト・アップデート部２０１１を含んでもよい。
【０２０８】
図２０の算術復号化装置１０１は、図１１の算術復号化装置１０１と比較したとき、１タプル・コンテクスト決定部２００７の差が存在する。すなわち、図１０の算術復号化装置１０１は、Ｎタプル・コンテクストを利用する動作を行うが、図２０の算術復号化装置１００は、１タプル・コンテクストを利用する動作を行うことができる。
【０２０９】
コンテクスト・リセット部２００１とコンテクスト・マッピング部２００２は、フレーム単位によって動作しうる。現在フレームがリセット・フレームである場合、コンテクスト・リセット部２００１は、コンテクスト・リセットを行う。復号化しようとする現在フレームがリセット・フレームではない場合、コンテクスト・マッピング部２００２は、現在フレームの周波数スペクトル長が、以前フレームの周波数スペクトル長と異なる場合、以前フレームの長さを、現在フレームの長さに整列させることができる。また、コンテクスト・マッピング部２００２は、以前フレームの復号化されたＭＳＢ値に対してさらにマッピングを行う。
【０２１０】
コンテクスト・テンプレート復号化部２００３は、現在１タプル２０１２の上位ビット（ＭＳＢ）を復号化するときに使用する複数個のコンテクストのうち、最終伝送された１個のコンテクスト・テンプレートに対して復号化を行う。複数個のコンテクストは、ＭＳＢコンテクスト決定部２００５で、ＭＳＢコンテクストを決定するために抽出される値を意味する。コンテクスト・テンプレートは、復号化する現在１タプル２０１２について、周辺１タプルの相対的な位置を表現するものであり、コンテクスト・テンプレートによって決定された位置で、ＭＳＢコンテクストとして使われる値が抽出される。コンテクスト・テンプレートは、ビット・パッキングによって伝送される方法もあり、算術復号化を行って伝送される方法もある。コンテクスト・テンプレート伝送は、フレーム別に１回伝送されてもよい。コンテクスト・テンプレート復号化部２００３は、候補個数をいずれも表現することができるビットを割り当ててビット・パッキングを行う。それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部２００５は、コンテクスト・テンプレートによって、適切なＭＳＢコンテクストを選択することができる。
【０２１１】
１タプル・コンテクスト決定部２００４は、復号化しようとする現在１タプル２０１２について、周辺に位置した周辺１タプル２０１３〜２０１９の量子化されたスペクトル値を利用し、現在１タプル２０１２に係わるコンテクストを決定することができる。一例として、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、すでに復号化された７個の周辺１タプル２０１３〜２０１９を利用し、現在１タプル２０１２に係わるコンテクストを決定することができる。
【０２１２】
そして、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、現在１タプル２０１２について、７個の量子化されたスペクトルである周辺１タプル２０１３〜２０１９を利用し、６４個の状態（state）でマッピングを行う。
【０２１３】
また、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、７個の量子化されたスペクトルをさらに量子化することができる。具体的には、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、訓練（training）過程で、（０→０）、（−１または１→１）、（２または−２→２）、（３以上または−４以下→３）にそれぞれマッピングさせ、量子化されたスペクトルの情報を減らすことができる。その後、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、マッピングされた量子化スペクトルが発生可能なあらゆる場合の数を、上位ビットシンボルの発生確率が類似した場合同士まとめて１個のstateを構成することによって、複数個の状態（state）を生成することができる。
【０２１４】
このように構成されたマッピング関係は、ハッシュテーブルを介して遂行される。このとき、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、現在１タプル２０１２の周辺に位置した７個の量子化されたスペクトルである周辺１タプル２０１３〜２０１９を、訓練（training）過程で構成されたハッシュテーブルに入力し、状態を決定することができる。また、さらなる量子化されたサンプルをハッシュテーブルの入力として使用し、状態（state）を決定することができる。
【０２１５】
また、現在１タプル２０１２のコンテクストを決定するために、コアの復号化モード情報がさらに考慮されてもよい。１タプル・コンテクスト決定部２００４は、コアの復号化モード情報が、ＦＤモードであるかｗＬＰＴモードであるかを判断し、訓練（training）過程に反映することができる。１タプル・コンテクスト決定部２００４は、すでに復号化された周辺１タプルとコア復号化モード情報とをハッシュテーブルに入力し、状態を決定することができる。
【０２１６】
１タプル・コンテクスト決定部２００４は、さらに現在量子化されたスペクトルである現在１タプル２０１２のスケーリングダウン回数を予測し、上位ビット情報及び下位ビット情報を抽出することができる。スケーリングダウン回数は、周辺１タプルを使用して予測を行う。このとき、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、７個の周辺１タプル２０１３〜２０１９のうち少なくとも一つを使用し、現在１タプル２０１２のスケーリングダウン回数を予測することができる。
【０２１７】
例えば、現在フレームの以前周波数に対応する周辺１タプル２０１８または２０１９を使用して予測を行う場合、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、周辺１タプル２０１８または２０１９の値が、現在１タプル２０１２の上位ビットを表現するビット数で表現可能な領域に達するまで、１／２スケーリングダウンを行い、表現可能な領域に達するときのスケーリングダウン回数を決定することができる。このとき、上位ビットを、符号情報を含んだ３ビットと定義した場合、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、周辺１タプル２０１８または２０１９の値が−４〜３までの値を有するまで、１／２スケーリングダウンを遂行し、現在１タプル２０１２に係わるスケーリングダウン回数を予測することができる。予測したスケーリングダウン回数は、前述のｌｅｖ０推定と同じ意味である。
【０２１８】
そして、一実施形態で、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、現在１タプル２０１２について、現在フレームの以前周波数に対応する２個の周辺１タプル２０１８，２０１９を使用し、ｌｅｖ０推定を行う。複数の周辺１タプルを使用する場合、ｌｅｖ０推定の正確度が向上しうる。
【０２１９】
他の一実施形態で、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、現在１タプル２０１２について、現在フレームの以前周波数に対応する１個以上の周辺１タプル２０１８または２０１９を使用し、ｌｅｖ０推定を行い、現在１タプル２０１２について、現在フレームの以前周波数に対応する１個以上の周辺１タプルの絶対値を比較することによって、スケーリングダウン回数を決定することができる。具体的には、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、現在１タプル２０１２について、現在フレームの以前周波数に対応する１個以上の周辺１タプルの値を絶対値に変更し、変更された絶対値に対して、１／２スケーリングダウンを遂行しつつ、スケーリングダウンされた値が特定臨界値に達する場合、スケーリングダウンを終え、最終的にスケーリングダウンされた値をｌｅｖ０推定値に定めることができる。
【０２２０】
例えば、上位ビット（ＭＳＢ）を符号情報を含んだ３ビットと定義する場合、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、現在１タプル２０１２について、現在フレームの以前周波数に対応する２個の周辺１タプル２０１８，２０１９の絶対値を算出した後、２個の絶対値に対して、１／２スケーリングダウンを遂行しつつ、４以下の値に達する場合、スケーリングダウンを終え、最終的にスケーリングダウンされた値をｌｅｖ０推定値として使用することができる。
【０２２１】
また、一実施形態で、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、現在１タプル２０１２について、現在フレームの以前周波数に対応する１個の周辺１タプル２０１８または２個の周辺１タプル２０１８及び２０１９を選択的に使用し、ｌｅｖ０を推定することができる。
【０２２２】
例えば、前述の方法は、コアのモードによってｌｅｖ０を推定するものであり、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、ＦＤモードである場合は、１個の周辺１タプルを使用し、ｗＬＰＴモードである場合は、２個の周辺１タプルを使用し、ｌｅｖ０を推定することができる。
【０２２３】
ｗＬＰＴモードは、ＦＤモードに比較し、相対的に周波数スペクトルが平坦である可能性が高いために、ｗＬＰＴモードであるときは、現在１タプル２０１２について、周辺に位置した１個の周辺１タプルを使用するより、いくつかの周辺１タプルを使用する方がｌｅｖ０を効果的に推定することができる。
【０２２４】
また、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、ＦＤモードで復号化を行うときに適用されるツールに基づいて、ｌｅｖ０推定に使われる周辺１タプルの個数を推定することができる。例えば、ＦＤモードで復号化を行うときに適用されるツールは、ＴＮＳ（temporal  noise  shaping）、ＴＷ−ＭＤＣＴ（time  warped  ＭＤＣＴ）などがある。このとき、ＦＤモードでＴＷ−ＭＤＣＴツールを使用して復号化が行われた場合、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、２個の周辺１タプル２０１８，２０１９を利用し、ｌｅｖ０を推定することができる。
【０２２５】
また、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、フレーム別に伝送された情報を基にして、１個の周辺１タプル２０１８を使用したり、あるいは２個の周辺１タプル２０１８，２０１９を使用する方式を決定し、ｌｅｖ０を推定することができる。例えば、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、算術復号化方式を適用し、フレーム別に伝送された周辺１タプルの個数によって、ｌｅｖ０を推定することができる。具体的には、１タプル・コンテクスト決定部２００４は、算術復号化時に、ＦＤモードあるいはｗＬＰＴモードによって、周辺１タプルの使用個数に係わる頻度数に基づいて確率モデルを生成し、生成された確率モデルをコンテクストとして適用して算術復号化を行う。
【０２２６】
ＭＳＢコンテクスト決定部２００５は、１タプル・コンテクスト決定部２００４でマッピングされた全体状態（state）において、サブセットである特定状態である場合、追加コンテクストを生成することができる。このとき、生成された追加コンテクストは、ＭＳＢ復号化部２００８で、現在１タプル２０１２の上位ビットを復号化するときに、確率モデルを選択する過程で、全体状態（state）と結合されて使われる。そして、全体状態（state）において、特定状態を除外した残りの状態について、ＭＳＢ復号化部２００８は、全体状態（state）のみを利用し、確率モデルを選択することができる。
【０２２７】
一例として、ＭＳＢコンテクスト決定部２００５を介して生成されるＭＳＢコンテクストは、次の通りである。コンテクスト・テンプレートについては、図２２で具体的に説明する。
【０２２８】
（１）現在フレームで、以前周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル２０１８または２０１９の上位ビット（ＭＳＢ）値、または以前フレームで、現在周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル２０１５の上位ビット（ＭＳＢ）値
（２）コンテクスト・テンプレートと結合された量子化されたスペクトルの上位ビット値
（３）現在フレームで、以前周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル２０１８または２０１９をさらに量子化して抽出された値、または以前フレームで、現在周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル２０１５をさらに量子化して抽出された値
（４）コンテクスト・テンプレートと結合された量子化されたスペクトルをさらに量子化して抽出された値
（５）以前フレームの量子化されたスペクトルである周辺１タプル２０１３〜２０１７をさらに量子化して抽出された値
（６）現在フレームで、以前周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル２０１８または２０１９を変更して抽出された値、または以前フレームで、現在周波数に対応する量子化スペクトルである周辺１タプル２０１５を変更して抽出された値
（７）コンテクスト・テンプレートと結合された量子化されたスペクトルを変更して抽出された値
ＭＳＢコンテクスト決定部２００５は、量子化されたスペクトルをさらに量子化する方法は、次の通りである。
【０２２９】
第一に、ＭＳＢコンテクスト決定部２００５は、量子化されたスペクトルを、ＦＤモード、ｗＬＰＴモードによってさらに量子化することができる。
【０２３０】
第二に、ＭＳＢコンテクスト決定部２００５は、特定方式（−４〜３→−４〜３までの値を直接使用し、４以上である場合３にマッピングし、−５以下である場合−４にマッピングする）を、最初に量子化されたスペクトルのコンテクストとして決定するために、さらに量子化することができる。
【０２３１】
ＭＳＢ値を使用する場合、ＭＳＢ復号化部２００８は、現在フレームまたは以前フレームに対して無損失復号化された量子化されたスペクトルである周辺１タプル２０１３〜２０１９の上位ビット（ＭＳＢ）値から選択し、現在１タプル２０１２を復号化することができる。
【０２３２】
ＭＳＢコンテクスト決定部２００５が量子化されたスペクトルを変更する方法は、次の通りである。
【０２３３】
ＭＳＢコンテクスト決定部２００５は、現在フレームに対して無損失復号化する現在周波数スペクトルである現在１タプル２０１２のｌｅｖ０推定値を基準に、周辺１タプル２０１３〜２０１９をｌｅｖ０ほどスケーリングダウンして量子化された周波数スペクトル値を抽出することができる。
【０２３４】
ＭＳＢコンテクスト決定部２００５は、スケーリングダウン遂行後に抽出した量子化された周波数スペクトル値を使用するか、あるいは量子化された周波数スペクトル値が現在１タプル２０１２の上位ビットを表現するビット数で表現することができる領域を外れた場合、量子化された周波数スペクトル値を最小値または最大値にセッティングして使用することができる。
【０２３５】
脱出コード復号化部２００７は、前記推定されたｌｅｖ０回数ほど無損失復号化する現在１タプル２０１２に対して、１／２スケーリングダウンを遂行して変更された値が、現在Ｎタプル２０１２の上位ビットを定義するビット数で表現することができる値を超える場合、脱出コード復号化を行う。
【０２３６】
脱出コードを復号化する方式は、（１）脱出コードであるか否かに係わる情報を復号化する方式と、（２）脱出コードを上位ビットシンボルに含めて復号化する方式と、を含む。具体的には、（１）脱出コードであるか否かに係わる情報を復号化する方式は、脱出コードに１を割り当て、脱出コードではない場合に０を割り当て、０または１を復号化することを意味する。もし脱出コードではない０が復号化されれば、ＭＳＢ復号化部２００８は、現在１タプル２０１２の上位ビットを復号化することができる。そして、（２）脱出コードを上位ビットシンボルに含めて復号化する方式は、上位ビットシンボルの個数が８種である場合、８種の上位ビットシンボルと脱出コードとを同一レベルのシンボルで表現し、総９個のうち１個を復号化する方式を意味する。例えば、脱出コード復号化部２００７は、０〜７はＭＳＢシンボル、９は脱出コードとして設定し、９個のシンボルを復号化することができる。
【０２３７】
脱出コード復号化部２００７は、予測された１／２スケーリングダウン回数ほど、現在復号化する量子化されたスペクトルである現在１タプル２０１２をスケーリングダウンしたとき、現在１タプル２０１２の値が−４〜３間にあれば、脱出コードを復号化しない。
【０２３８】
もし現在１タプル２０１２をスケーリングダウンしたとき、現在１タプル２０１２の値が−４〜３の範囲に属さない場合、脱出コード復号化部２００７は、現在１タプル２０１２の値が−４〜３範囲に属するように、現在１タプル２０１２に対してさらにスケーリングダウンを行い、スケーリングダウン回数ほど脱出コードを復号化することができる。このとき、スケーリングダウン過程で損失されたデータは、下位ビットに含まれ、ＬＳＢ復号化部２００９で復号化される。
【０２３９】
確率マッピング部２００６は、現在１タプル２０１２に係わるコンテクストと、ＭＳＢコンテクストとを利用し、最終的な確率モデルをマッピングすることができる。確率マッピング部２００６は、マッピング・テーブルと確率テーブルとを利用することができる。確率モデルをマッピングする過程は、ＭＳＢを復号化するときに適用する確率モデルを確率テーブルから求める過程である。すなわち、確率モデルをあらゆる場合について全部有していれば、メモリの大きさに対する負担があるために、メモリを減らす目的で、確率マッピング部２００６は、コンテクストによって確率モデルを探すように、マッピング・テーブルを使用することができる。マッピング・テーブルは、各確率のコンテクストに該当する総配列に、確率テーブルのインデックスを割り当てて構成することができる。確率テーブルは、ＭＳＢ復号化時に使われるあらゆる確率値で構成される。
【０２４０】
ＭＳＢ復号化部２００８は、（i）１タプル・コンテクスト決定部２００４で生成された全体状態（state）だけを利用し、現在１タプル２０１２のＭＳＢを復号化したり、あるいは（ii）１タプル・コンテクスト決定部２００４で生成された全体状態（state）において、特定状態のサブセットと、ＭＳＢコンテクスト決定部２００５で決定された追加コンテクストとを利用し、確率モデルを選択することによって、現在１タプル２０１２の上位ビット（ＭＳＢ）を算術復号化することができる。
【０２４１】
ＬＳＢ復号化部２００９は、現在１タプル２０１２の下位ビット（ＬＳＢ）のビット深度ほどの残余ビットを、コンテクストを利用して算術復号化することができる。このとき、コンテクストは、現在１タプル２０１２の現在周波数に対応する周辺１タプル２０１５の上位ビットの復号情報（負数、０、正数）を含んでもよい。また、周辺１タプル２０１５の上位ビットの符号情報は、０を除外した負数、正数で構成された符号情報を含んでもよい。それにより、ＬＳＢ復号化部２００８は、周辺１タプル２０１５の上位ビットの復号情報によって確率モデルを選択した後、下位ビット（ＬＳＢ）を復号化することができる。
【０２４２】
また、ＬＳＢ復号化部２００９は、周辺１タプル（２０１４）の上位ビットの符号情報及び下位ビットのビット深度によって決定されたコンテクストを利用し、下位ビットを復号化することができる。このとき、下位ビットのビット深度は、インデックス（レベル）情報で表現することができる。
【０２４３】
量子化されたサンプル生成部２０１０は、算術復号化されたＭＳＢとＬＳＢとを利用し、現在Ｎタプル２０１２に係わる量子化されたサンプルを生成することができる。
【０２４４】
コンテクスト・アップデート部２０１１は、次の１タプルを復号化するために、量子化されたサンプルをアップデートすることができる。それにより、ＭＳＢコンテクスト決定部２００５は、次の１タプルについてアップデートされた量子化されたサンプルを利用し、ＭＳＢコンテクストを決定することができる。
【０２４５】
図２１は、１タプル、ＭＳＢ、ＬＳＢを図示した図である。図２１の上段に、時間（time）と周波数（frequency）とによる１タプルが図示されている。ここで、１タプルは、量子化された周波数スペクトルを、周波数が増加する順に連続した１個の周波数スペクトル単位でまとめた集合を意味する。図４では、Ｎタプルを中心に説明したが、図２１では、１タプルについて説明する。７個の周辺１タプル２１０２〜２１０８は、すでに符号化及び復号化されたものであり、現在１タプル２１０１に係わるコンテクストを決定するときに利用される。このとき、周辺１タプル２１０２〜２１０６は、以前フレームに対応し、周辺１タプル２１０７，２０１８は、現在１タプル２１０１と同じ現在フレームに対応しうる。
【０２４６】
図２１の下段に、周波数インデックス（frequency  index）とビット深度とによる上位ビット（ＭＳＢ）２１０９と下位ビット（ＬＳＢ）２１１０とが図示されている。このとき、ＭＳＢ  ２１０９は、符号情報を含む上位ビットを意味する。本発明の一実施形態では、ＭＳＢ  ２１０９を、符号情報を含む有効な３ビットと定義した。ＭＳＢに係わる定義は、システムの構成によって変更されてもよい。
【０２４７】
図２１を参照すれば、ＬＳＢ  ２１１０は、ＭＳＢ  ２１０９よりビット深度がさらに大きいビットを意味する。このとき、ＬＳＢ  ２１１０は、ｌｅｖ値を有することができる。levは、コンテクストのＭＳＢ組み合わせによって決定される値であり、ビット深度が０であるというのは、ＭＳＢ  ２１０９のすぐ下に位置したＬＳＢ  ２１１０を意味する。１タプルは、ＭＳＢ  ２１０９に対応し、周波数インデックスによって、シンボルとして区分される。一例として、図２１では、１タプルが１個のシンボルから構成されるということが分かる。その後、現在１タプル２１０１は、１個のシンボルを周波数によって分離して符号化されたり、あるいは復号化される。言い換えれば、ＭＳＢ  ２１０９は、シンボル単位で復号化されたり、あるいは符号化される。このとき、タプルは、シンボルに対応すると定義することができる。図２１では、１タプルに含まれたシンボルを１個で表現したが、装置によってシンボルの個数を変更することができる。
【０２４８】
図２２は、コンテクスト・テンプレートの一例を図示した図である。
【０２４９】
図１９で、ＭＳＢコンテクスト決定部１９０４は、コンテクスト・テンプレートを利用し、ＭＳＢコンテクストを決定する例について説明した。コンテクスト・テンプレートは、図２２のように構成されてもよい。
【０２５０】
現在１タプル２２０１，２２０５，２２０９は、現在符号化するタプルを意味する。そして、周辺１タプル２２０２，２２０７，２２１２は、コンテクスト・テンプレートによってＭＳＢコンテクストとして使われるタプルを意味する。コンテクスト・テンプレートについての情報は、算術符号化を介して符号化端からフレームに１回ずつ伝送され、発生頻度に基づいて、確率モデルを決定する。また、コンテクスト・テンプレートは、低周波帯域と高周波帯域とによって異なるように決定されもする。
【０２５１】
図２３は、無損失符号化復号化の過程を図示した図である。
【０２５２】
無損失符号化復号化は、量子化されたデータを損失なしに、符号化装置から復号化装置に伝達するためのコーディング方法を意味する。具体的には、無損失符号化復号化は、bit  plane  codingを使用して量子化されたデータを伝達することができる。このとき、bit  plane  codingは、量子化されたデータをバイナリで表現した後、ビット単位またはいくつのビットで表現された値を伝送する方式である。例えば、量子化されたスペクトルが（３，７，１，０）である場合、bit  plane  codingによれば、量子化されたスペクトルがバイナリで表現された（１１，１００１，１，０）のシーケンスが伝送される。復号化装置で、伝えられたシーケンスを介して本来の量子化されたデータを復元するためには、シーケンスを構成するそれぞれの値が、２ビット、４ビット、１ビット、１ビットで表現されたという表現情報がさらに要求される。
【０２５３】
このような表現ビットがビット深度に該当する情報であり、この値をそのまま復号化装置に伝達する場合、情報量が増加する。このような情報量の増加を避けるために、符号化装置は、伝達しようとする量子化されたスペクトルの周辺に位置した値を基準に、量子化されたスペクトルのビット深度を予測し、予測したビット深度までの値を復号化装置に伝送する。もし予測したビット深度が、さらに多くのビット深度のデータで表現される場合、符号化装置は、残余ビットの個数と残余ビットとを復号化装置に伝送する。
【０２５４】
図２３から分かるように、（１１，１００１，１，０）をコーディングする場合、符号情報を含む３ビットを伝送し、ビット深度を予測した後、残余ビットを伝送する無損失符号化復号化を利用すると仮定する。
【０２５５】
伝送時にあらゆるデータは、コンテクスト基盤によって、算術復号化方式で遂行される。このとき、４タプルである場合、４本のspectral  line単位で構成され、１タプルである場合、１本のspectral  lineで構成される。以下では、４タプルである場合について説明する。
【０２５６】
残余ビット深度が１であると予測された場合、復号化装置は、ビット深度であるlevel情報を予測することができる。そして、復号化装置は、（１，２，０，０）の上位ビット（ＭＳＢ：符号情報を含む３ビット）を復号化する（ＭＳＢ復号化）。その後、復号化装置は、さらなる残余ビット（０ビット、１ビット、０ビット、０ビット）を復号化することができる。このようなさらなる残余ビットが、脱出コード回数に対応する。それにより、復号化装置は、復号化された残余ビット個数によって、下位ビット（ＬＳＢ）の残余ビットを復号化する（ＬＳＢ復号化）。
【０２５７】
図２４は、１タプルに係わるコンテクスト基盤の算術復号化方法を図示したフローチャートである。
【０２５８】
算術復号化装置１０１は、現在フレームがリセット・フレームであるか否かを判断する（Ｓ２４０１）。もしリセット・フレームである場合、算術復号化装置１０１は、コンテクスト・リセットを行う（Ｓ２４０２）。そして、フレームリセットではない場合、算術復号化装置１０１は、コンテクストをマッピングする（Ｓ２４０３）。具体的には、算術復号化装置１０１は、現在フレームの長さが、以前フレームと異なる場合に、２フレーム間の周波数インデックスをマッピングさせるために、以前フレームの長さを現在フレームの長さに正規化し、コンテクストをマッピングすることができる。
【０２５９】
段階（Ｓ２４０１）ないし段階（Ｓ２４０３）は、フレーム単位によって遂行される。
【０２６０】
算術復号化装置１０１は、現在１タプルの上位ビット（ＭＳＢ）を復号化するときに使用する複数個のコンテクストのうち、最終伝送された１個のコンテクスト・テンプレートに対して復号化を行う（Ｓ２４０４）。コンテクスト・テンプレートについては、図２２の説明を参考にする。その後、算術復号化装置１０１は、現在１タプルに対して１タプル・コンテクストを決定し、現在１タプルに対してｌｅｖ０を決定する（Ｓ２４０５）。このとき、算術復号化装置１０１は、初期ＬＳＢビット深度であるｌｅｖ０を推定することができる。現在１タプルに対して１タプル・コンテクストを決定する動作と、ｌｅｖ０を推定する動作とについては、図２０の説明を参考にする。
【０２６１】
算術復号化装置１０１は、１タプルのコンテクスト（ｐｋｉ）とＦＤ／ｗＬＰＴとに基づいて、脱出コードに対して復号化する（Ｓ２４０６）。脱出コードが復号化されるたびに、ｌｅｖ０がアップデートされ、脱出コードではないものが復号化されれば、ＭＳＢ復号化を行う（Ｓ２４０９）。
【０２６２】
そして、算術復号化装置１０１は、現在復号化する現在１タプルの上位ビットに対応するＭＳＢコンテクストを決定する（Ｓ２４０７）。その後、算術復号化装置１０１は、ＭＳＢ復号化を行う確率モデルを決定するが、１タプル・コンテクスト及びＭＳＢコンテクストを基に、符合する確率モデルを決定する（Ｓ２４０８）。
【０２６３】
算術復号化装置１０１は、確率モデルを基に、ＭＳＢ復号化を行う（Ｓ２４０９）。
【０２６４】
算術復号化装置１０１は、脱出コードを復号化する過程を介して導き出されたＬＳＢのビット深度ほどのビットを復号化する（Ｓ２４１０）。算術復号化装置１０１は、ＭＳＢとＬＳＢとを介して量子化されたサンプルを生成し（Ｓ２４１１）、次の１タプルを復号化するために、コンテクストをアップデートする（Ｓ２４１２）。それにより、算術復号化装置１０１は、周波数インデックスを増加させ（Ｓ２４１３）、次の１タプルに対して復号化を行う。
【０２６５】
このとき、２タプルは、Ｎタプルに係わる一例を示し、２タプル４０１，４０２，４０３，４０４，４０５は、２つの周波数スペクトルからなる２タプルを示す。現在２タプル４０４は、符号化したり符号化しようとする２タプルを意味する。そして、４個の周辺２タプル４０１，４０２，４０３，４０５は、すでに符号化及び符号化されたものであり、現在２タプル４０４に係わるコンテクストを決定するときに利用される。このとき、周辺２タプル４０１，４０３，４０５は、以前フレームに対応し、周辺２タプル４０２は、現在２タプル４０４と同じ現在フレームに対応しうる。
【０２６６】
図２５は、２タプルに係わるコンテクスト・テンプレートを図示した図である。
【０２６７】
現在２タプル２５０１は、現在符号化するタプルを意味する。そして、周辺２タプル２５０２，２５０３は、コンテクスト・テンプレートによってＭＳＢコンテクストとして使われるタプルを意味する。コンテクスト・テンプレートについての情報は、算術符号化を介して符号化端からフレームに１回ずつ伝送され、発生頻度に基づいて、確率モデルを決定する。また、コンテクスト・テンプレートは、低周波帯域と高周波帯域とによって異なるように決定される。
【０２６８】
図２６は、算術符号化装置１００（第４例）の細部構成を図示した図である。
【０２６９】
算術符号化装置１００は、コンテクスト・リセット部２６０１、コンテクスト・マッピング部２６０２、２タプル・コンテクスト決定部２６０３、追加コンテクスト決定部２６０４、脱出コード符号化部２６０５、確率マッピング部２６０６、ＭＳＢ符号化部２６０７、ＬＳＢ符号化部２６０８、コンテクスト・テンプレート符号化部２６０９及びコンテクスト・アップデート部２６１０を含んでもよい。
【０２７０】
コンテクスト・リセット部２６０１とコンテクスト・マッピング部２６０２は、それぞれコンテクスト・リセット部１９０１及びコンテクスト・マッピング部１９０２と同じ動作を行うので、具体的な説明は省略する。
【０２７１】
２タプル・コンテクスト決定部２６０３は、符号化しようとする現在２タプル２６１１について、周辺に位置した周辺２タプル２６１２〜２６１５の量子化されたスペクトル値を利用し、現在２タプル２６１１に係わるコンテクストを決定することができる。一例として、２タプル・コンテクスト決定部２６０３は、すでに符号化された４個の周辺２タプル２６１２〜２６１５を利用し、現在２タプル２６１１に係わるコンテクストを決定することができる。
【０２７２】
算術符号化装置１００は、入力された信号に対して、上位ビットシンボル（ＭＳＢ  symbol）と下位残余ビットとに分離して符号化を行う。具体的には、算術符号化装置１００は、量子化された周波数スペクトルに対応する現在２タプル２６１１を、絶対値と符号情報とに分離して符号化を行う。このとき、現在２タプル２６１１の絶対値は、上位ビットシンボルと下位残余ビットとに分離されて符号化が行われる。上位ビットシンボルは、絶対値が特定臨界値より小さい値になるまで、１／２スケーリングダウンを遂行する。それにより、脱出コード符号化部２６０５は、１／２スケーリングダウン回数ほど脱出コード符号化を行う。
【０２７３】
下位残余ビットは、上位ビットシンボルの絶対値に対し、１／２スケーリングダウンが行われるたびに除去されるビットを意味する。現在２タプル２６１１の上位ビット（ＭＳＢ）符号化が終了した後、下位残余ビットに対して符号化が行われる。現在フレームに対して、あらゆる量子化されたスペクトルに対応する２タプルの符号化が終了すれば、０ではない量子化されたスペクトルに対して、符号情報を符号化することができる。
【０２７４】
前記上位ビットシンボルに対して、スケーリングダウンが行われるとき、特定臨界値は、４が設定される。特定臨界値が４である場合、上位ビットは、０，１，２，３の４種の場合となる。算術符号化装置１００は、２タプルである２個の周波数スペクトルをまとめて処理するために、現在２タプル２６１１に対応する２個の量子化された周波数スペクトルの絶対値が、いずれも特定臨界値より小さくなるまで、スケーリングダウンを行う。
【０２７５】
算術符号化装置１００は、現在２タプル２６１１に対して、４個の周辺２タプル２６１２〜２６１５を使用してコンテクスト基盤の算術符号化を行う。具体的には、２タプル・コンテクスト決定部２６０３は、以前フレームに対応する３個の周辺２タプル２６１２〜２６１４に係わる量子化されたスペクトルをさらに量子化し、３個の周辺２タプル２６１２〜２６１４のうち２個の量子化されたスペクトルを２ビットで表現（２タプルが３＊２＊２＝１２ビット）することができる。そして、２タプル・コンテクスト決定部２６０３は、現在フレームの以前周波数に対応する１個の周辺２タプル２６１５に対応する２個の量子化された周波数スペクトルを利用し、コンテクストを生成することができる。このようなコンテクストは、ハッシュテーブルによって具現される。
【０２７６】
脱出コード符号化部２６０５は、生成された２タプル・コンテクストを利用し、脱出コード符号化を行う。具体的には、脱出コード符号化部２６０５は、特定Ｍ個の確率モデルを訓練（training）を介して構成し、２タプル・コンテクストに基づいて、Ｍ個の確率モデルのうちいずれか１つの確率モデルを選択して算術符号化を行う。
【０２７７】
脱出コード符号化が必要ない場合、脱出コードではないことを符号化した後、ＭＳＢ符号化部２６０７は、現在２タプル２６１１の上位ビットシンボルに対して符号化を行う。
【０２７８】
２タプル・コンテクストに基づいて、現在２タプルに対して符号化を行う。
【０２７９】
一例として、ＭＳＢ符号化部２６０７は、現在２タプル２６１１の上位ビットシンボルに対して、２タプル・コンテクスト決定部２６０３によって生成された２タプル・コンテクストに基づいて、符号化を行うことができる。このとき、ＭＳＢ符号化部２６０７は、２タプル・コンテクストに基づいて、現在２タプル２６１１の２個の上位ビットシンボルをまとめて符号化することができる。例えば、ＭＳＢ符号化部２６０７は、０〜３の値を有する上位ビットシンボル２個を、１個のシンボルとして表現して符号化することができる。この場合、総１６種のシンボルを介して、１個の現在２タプル２６１１に対して１回の算術符号化を行う。
【０２８０】
一部の場合、２タプル・コンテクストに基づいて、残りの一部の場合、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストに基づいて、現在２タプルに対して符号化を行う。
【０２８１】
他の一例として、ＭＳＢ符号化部２６０７は、一部の場合について、２タプル・コンテクストに基づいて、現在２タプル２６１１の上位ビットシンボルに対して算術符号化を行う。
【０２８２】
そして、ＭＳＢ符号化部２６０７は、残りの一部場合について、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストに基づいて、現在２タプル２６１１の上位ビットシンボルに対して算術符号化を行う。このとき、追加コンテクストは、現在２タプル２６１１について、現在フレームの以前周波数に対応する周辺２タプル２６１５の上位ビットシンボルを意味する。
【０２８３】
この場合、ＭＳＢ符号化部２６０７は、現在２タプル２６１１を２個の上位ビットシンボルで表現し、２回の算術符号化を行う。２回の算術符号化が行われる場合、追加コンテクストとして使われる上位ビットシンボルは、図２６の周辺２タプル２６０２または２６０３であってもよい。すなわち、ＭＳＢ符号化部２６０７は、現在２タプル２６１１を基準に、コンテクスト・テンプレート情報に基づいて、周辺２タプル２６０２または２６０３を追加コンテクストとして決定することができる。
【０２８４】
あらゆる場合、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストに基づいて、現在２タプルに対して符号化を行う。
【０２８５】
また他の実施形態で、ＭＳＢ符号化部２６０７は、あらゆる場合について、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストに基づいて、現在２タプル２６１１の上位ビットシンボルに対して算術符号化を行う。２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストについての説明はすでに行ったので、以下では省略する。
【０２８６】
コンテクスト・テンプレート符号化部２６０９は、コンテクスト・テンプレートを符号化することができる。コンテクスト・テンプレート情報は、入力された信号を符号化するときに伝送されるものである。コンテクスト・テンプレートは、算術符号化を介して符号化されて伝送され、フレームごとに１回ずつ伝送されてもよい。このとき、フレームは、周波数ドメイン符号化モードの場合、１個のフレームを意味し、線形予測ドメイン（linear prediction domain）符号化モードの場合、スーパーフレーム内にＴＣＸで符号化されたフレームを意味する。
【０２８７】
コンテクスト・テンプレート情報は、低周波領域と高周波領域とに分離してそれぞれ伝送される。例えば、コンテクスト・テンプレート情報は、次の通り、周波数領域によって異なるように割り当てられる。コンテクスト・テンプレート情報は、２個のビットを介して低周波領域及び高周波領域で表現されもする。このとき、０，１，２，３の４種場合で表現されもする。コンテクスト・テンプレート情報が０である場合、低周波領域及び高周波領域いずれもコンテクスト・テンプレート０であり、コンテクスト・テンプレート情報が１である場合、低周波領域は、コンテクスト・テンプレート１であり、高周波領域は、コンテクスト・テンプレートが０である。また、コンテクスト・テンプレート情報が２である場合、低周波領域は、コンテクスト・テンプレートが０であり、高周波領域は、コンテクスト・テンプレートが１である。そして、コンテクスト・テンプレート情報が３である場合、低周波領域及び高周波領域いずれもコンテクスト・テンプレート１である。
【０２８８】
他の一例として、現在２タプル２６１１後、スペクトルの絶対値が０または１である場合、ＭＳＢ符号化部２６０７は、バイナリ算術符号化を行い、現在２タプル２６１１の上位ビットシンボルを符号化することができる。具体的には、現在２タプル２６１１後のあらゆる周波数の量子化されたスペクトルの絶対値が０または１である場合、ＭＳＢ符号化部２６０７は、例外処理を行い、現在２タプル２６１１の上位ビットを符号化することができる。例えば、２タプルのシンボルがいずれも０である場合、脱出コードを符号化する可能性がないために、このような方式を適用して例外処理を行う。すなわち、ＭＳＢ符号化部２６０７が現在符号化する現在２タプル２６１１を０に符号化する前に、脱出コード符号化部２６０５は、脱出コードを符号化することができる。
【０２８９】
一例として、上位ビットシンボルに対して符号化が行われた後、ＬＳＢ符号化部２６０８は、uniformな確率に基づいて、現在２タプル２６１１の下位残余ビットを符号化することができる。ＬＳＢ符号化部２６０８は、脱出コードの符号化回数ほど、現在２タプル２６１１の下位残余ビットをビット深度単位で２ビットずつ抽出して符号化を行う。
【０２９０】
総４種のシンボルが存在し、ＬＳＢ符号化部２６０８は、これに対して算術符号化を行う。
【０２９１】
他の一例として、ＬＳＢ符号化部２６０８は、ビット深度を利用し、現在２タプル２６１１について、コンテクスト基盤の下位ビットを符号化することができる。具体的には、ＬＳＢ符号化部２６０８は、現在２タプル２６１１の下位残余ビットを、周波数インデックスを基準に２個に分離し、ビット深度単位で、１ビットずつビット深度情報をコンテクストとして使用して算術符号化を行う。
【０２９２】
他の一例として、ＬＳＢ符号化部２６０８は、現在まで符号化された絶対値が０であるか、または０ではないかを考慮し、現在２タプル２６１１の下位残余ビットを符号化することができる。具体的には、ＬＳＢ符号化部２６０８は、符号化する現在２タプル２６１１の下位残余ビットを、周波数インデックス基準に２個に分離し、それぞれの符号化中である絶対値が０であるか、または０ではないかについての情報に係わるコンテクストを利用し、算術符号化を行う。
【０２９３】
例えば、絶対値３を符号化するとき、下位残余ビットを符号化する前に、上位ビットが０に符号化された状態で、下位残余ビットの１１（バイナリ）を２回符号化しなければならない場合を仮定する。
【０２９４】
最初の下位残余ビットである１を符号化するときに、現在まで符号化した絶対値が上位ビット符号化時に決定された０であるから、ＬＳＢ符号化部２６０８は、０である場合の確率モデルを適用し、最初の下位残余ビットを符号化することができる。そして、２番目の下位残余ビットである１を符号化するとき、現在まで符号化した絶対値が最初の下位残余ビットを含んで１であるから、ＬＳＢ符号化部２６０８は、０ではない場合の確率モデルを適用し、２番目のビットを符号化することができる。
【０２９５】
他の一例として、ＬＳＢ符号化部２６０８は、現在まで符号化された絶対値が０であるか、または０ではないかを考慮し、現在２タプル２６１１の下位残余ビットを符号化することができる。具体的には、ＬＳＢ符号化部２６０８は、符号化する現在２タプル２６１１の下位残余ビットを、ビット深度単位で２ビットずつ抽出し、符号化中である絶対値が０であるか、または０ではないかについての情報に係わるコンテクストを利用し、算術符号化を行う。符号化する下位残余ビットシンボルは、００（２）、０１（２）、１０（２）、１１（２）の４種になり、コンテクストとして使用する値は、０であるか否かの２種の場合を、現在２タプルの組み合わせについて見るために、２タプルの２個の絶対値がいずれも０である場合、低い周波数の値が０であり、高い周波数の値が０ではない場合、低い周波数の値が０であり、高い周波数の値が０ではない場合、いずれも０ではない場合の４種場合が存在する。ところで、いずれも０である場合には、残余ビットを符号化する必要がないために、この場合は除き、３種の場合をコンテクストとして使用して算術符号化を行う。
【０２９６】
さらに他の一例として、ＬＳＢ符号化部２６０８は、符号情報を符号化することができる。具体的には、ＬＳＢ符号化部２６０８は、量子化されたスペクトルの絶対値の符号化がいずれも終わった後、絶対値が０ではない場合、ビットパックキング方式を適用し、それぞれの量子化されたスペクトルの符号情報を伝送することができる。
【０２９７】
図２６で説明されていない構成要素については、図１０の説明を参考にする。
【０２９８】
図２７は、算術復号化装置（第４例）の細部構成を図示した図である。
【０２９９】
算術復号化装置１０１は、コンテクスト・リセット部２７０１、コンテクスト・マッピング部２７０２、コンテクスト・テンプレート復号化部２７０３、２タプル・コンテクスト決定部２７０４、追加コンテクスト決定部２７０５、確率マッピング部２７０６、脱出コード復号化部２７０７、ＭＳＢ復号化部２７０８、ＬＳＢ復号化部２７０９、量子化されたサンプル生成部２７１０及びコンテクスト・アップデート部２７１１を含んでもよい。
【０３００】
コンテクスト・リセット部２７０１とコンテクスト・マッピング部２７０２は、それぞれコンテクスト・リセット部２００１及びコンテクスト・マッピング部２００２と同じ動作を行うので、具体的な説明は省略する。
【０３０１】
２タプル・コンテクスト決定部２７０４は、復号化しようとする現在２タプル２７１２について、周辺に位置した周辺２タプル２７１３〜２７１６の量子化されたスペクトル値を利用し、現在２タプル２７１２に係わるコンテクストを決定することができる。一例として、２タプル・コンテクスト決定部２７０４は、すでに復号化された４個の周辺２タプル２７１３〜２７１６を利用し、現在２タプル２７１２に係わるコンテクストを決定することができる。
【０３０２】
算術復号化装置１０１は、入力された信号に対して、上位ビットシンボル（ＭＳＢ  symbol）と下位残余ビットとに分離して復号化を行う。具体的には、算術復号化装置１０１は、量子化された周波数スペクトルに対応する現在２タプル２７１２を、絶対値と符号情報とに分離して復号化を行う。このとき、現在２タプル２７１２の絶対値は、上位ビットシンボルと下位残余ビットとに分離されて復号化が行われる。上位ビットシンボルは、絶対値が特定臨界値より小さい値になるまで、１／２スケーリングダウンを遂行される。それにより、脱出コード復号化部２７０７は、１／２スケーリングダウン回数ほど脱出コード復号化を行う。
【０３０３】
下位残余ビットは、上位ビットシンボルの絶対値に対して、１／２スケーリングダウンが行われるたびに除去されるビットを意味する。現在２タプル２７１２の上位ビット（ＭＳＢ）復号化が終了した後、下位残余ビットに対して復号化が行われる。現在フレームに対して、あらゆる量子化されたスペクトルに対応する２タプルの復号化が終了すれば、０ではない量子化されたスペクトルに対して符号情報が復号化される。
【０３０４】
前記上位ビットシンボルに対してスケーリングダウンが行われるとき、特定臨界値は、４が設定されてもよい。特定臨界値が４である場合、上位ビットは、０，１，２，３の４種の場合になる。算術復号化装置１０１は、２タプルである２個の周波数スペクトルをまとめて処理するために、現在２タプル２７１２に対応する２個の量子化された周波数スペクトルの絶対値がいずれも特定臨界値より小さくなるまで、スケーリングダウンを行う。
【０３０５】
算術復号化装置１０１は、現在２タプル２７１２に対して、４個の周辺２タプル２７１３〜２７１６を使用し、コンテクスト基盤の算術復号化を行う。具体的には、２タプル・コンテクスト決定部２７０４は、以前フレームに対応する３個の周辺２タプル２７１３〜２７１５に係わる量子化されたスペクトルをさらに量子化し、３個の周辺２タプル２７１３〜２７１５内の２個の量子化されたスペクトルを２ビットで表現（２タプル：３＊２＊２＝１２ビット）することができる。そして、２タプル・コンテクスト決定部２７０４は、現在フレームの以前周波数に対応する１個の周辺２タプル２７１６に対応する２個の量子化された周波数スペクトルを利用し、コンテクストを生成することができる。このようなコンテクストは、ハッシュテーブルによって具現されてもよい。
【０３０６】
脱出コード復号化部２７０７は、生成された２タプル・コンテクストを利用し、脱出コード復号化を行う。具体的には、脱出コード復号化部２７０７は、特定Ｍ個の確率モデルを、訓練（training）を介して構成し、２タプル・コンテクストに基づいて、Ｍ個の確率モデルのうちいずれか１つの確率モデルを選択して算術復号化を行う。
【０３０７】
脱出コードではない値が復号化されれば、ＭＳＢ復号化部２７０８は、現在２タプル２７１２の上位ビットシンボルに対して復号化を行う。
【０３０８】
２タプル・コンテクストに基づいて、現在２タプルに対して復号化を行う。
【０３０９】
一例として、ＭＳＢ復号化部２７０８は、現在２タプル２７１２の上位ビットシンボルに対して、２タプル・コンテクスト決定部２７０４によって生成された２タプル・コンテクストに基づいて、復号化することができる。このとき、ＭＳＢ復号化部２７０８は、２タプル・コンテクストに基づいて、現在２タプル２７１２の２個の上位ビットシンボルをまとめて復号化することができる。例えば、ＭＳＢ復号化部２７０８は、０〜３の値を有する上位ビットシンボル２個を１個のシンボルとして表現して復号化することができる。この場合、総１６種のシンボルを介して、１個の現在２タプル２７１２に対して、１回の算術復号化を行う。
【０３１０】
一部の場合、２タプル・コンテクストに基づいて、残り一部の場合、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストに基づいて、現在２タプルに対して復号化を行う。
【０３１１】
他の一例として、ＭＳＢ復号化部２７０８は、一部の場合について、２タプル・コンテクストに基づいて、現在２タプル２７１２の上位ビットシンボルに対して、算術復号化を行う。そして、ＭＳＢ復号化部２７０８は、残り一部の場合について、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストに基づいて、現在２タプル２７１２の上位ビットシンボルに対して算術復号化を行う。このとき、追加コンテクストは、現在２タプル２７１２について、現在フレームの以前周波数に対応する周辺２タプル２７１６の上位ビットシンボルを意味する。
【０３１２】
この場合、ＭＳＢ復号化部２７０８は、現在２タプル２７１２を、２個の上位ビットシンボルで表現して２回の算術復号化を行う。２回の算術復号化が行われる場合、追加コンテクストとして使われる上位ビットシンボルは、図２６の周辺２タプル（２６０２または２６０３）であってもよい。すなわち、ＭＳＢ復号化部２７０８は、現在２タプル２７１２を基準に、コンテクスト・テンプレート情報に基づいて、周辺２タプル２６０２または２６０３を追加コンテクストとして決定することができる。
【０３１３】
この場合ＩＩは、次のような構文で表現される。「ｉ」は現在復号化しようとする周波数インデックスを意味する。ａ０，ｂ０は、以前周波数インデックスの２タプルの上位ビットシンボルに該当し、ａ，ｂは、現在復号化する上位ビットシンボルに該当する。
【０３１４】
【表１】
0005635603.tif 000004
III．あらゆる場合、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストに基づいて、現在２タプルに対して復号化を行う。
【０３１５】
他の実施形態で、ＭＳＢ復号化部２７０８は、あらゆる場合について、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストに基づいて、現在２タプル２７１２の上位ビットシンボルに対して算術復号化を行う。２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストについての説明は、すでに行っているので、以下では省略する。
【０３１６】
この場合ＩＩＩは、次のような構文で表現される。「ｉ」は現在復号化しようとする周波数インデックスを意味する。ａ０，ｂ０は、以前周波数インデックスの２タプルの上位ビットシンボルに該当し、ａ，ｂは、現在復号化する上位ビットシンボルに該当する。「ｐｋｉ」は、２タプル・コンテクストを意味し、「ｃｔｘｔ」は、現在復号化する上位ビットシンボルのコンテクスト・テンプレートを意味する。「ｐｋｉ」基盤で「ｅｓｃ」シンボルを復号化し、復号化されたシンボルが脱出コードではなければ、上位ビットシンボルの復号化を行う。このとき、「ｃｔｘｔ」情報を基に、追加コンテクストを使用してａとｂとの復号化を行う。
【０３１７】
【表２】
0005635603.tif 000005
コンテクスト・テンプレート復号化部２７０３は、コンテクスト・テンプレートを復号化することができる。コンテクスト・テンプレート情報は、入力された信号を復号化するときに伝送されるものである。コンテクスト・テンプレートは、算術復号化を介して復号化されて伝送され、フレームごとに１回ずつ伝送される。このとき、フレームは、周波数ドメイン復号化モードである場合、１個のフレームを意味し、線形予測ドメイン復号化モードである場合、スーパーフレーム内にＴＣＸで復号化されたフレームを意味する。
【０３１８】
コンテクスト・テンプレート情報は、低周波領域と高周波領域とに分離してそれぞれ伝送される。例えば、コンテクスト・テンプレート情報は、次の通り周波数領域によって異なるように割り当てられる。コンテクスト・テンプレート情報は、２個のビットを介して、低周波領域及び高周波領域で表現される。このとき、０，１，２，３の４種の場合で表現される。コンテクスト・テンプレート情報が０である場合、低周波領域及び高周波領域いずれもコンテクスト・テンプレート０であり、コンテクスト・テンプレート情報が１である場合、低周波領域は、コンテクスト・テンプレート１であり、高周波領域は、コンテクスト・テンプレートが０である。また、コンテクスト・テンプレート情報が２である場合、低周波領域は、コンテクスト・テンプレートが０であり、高周波領域は、コンテクスト・テンプレートが１である。コンテクスト・テンプレート情報が３である場合、低周波領域及び高周波領域いずれもコンテクスト・テンプレート１である。
【０３１９】
一例として、上位ビットシンボルに対して復号化が行われた後、ＬＳＢ復号化部２７０９は、uniformな確率に基づいて、現在２タプル２７１２の下位残余ビットを復号化することができる。ＬＳＢ復号化部２７０９は、脱出コードの復号化回数ほど、現在２タプル２７１２の下位残余ビットを、ビット深度単位で２ビットずつ抽出して復号化を行う。
【０３２０】
総４種のシンボルが存在し、ＬＳＢ復号化部２７０９は、これに対して算術復号化を行う。
【０３２１】
他の一例として、ＬＳＢ復号化部２７０９は、ビット深度を利用し、現在２タプル２７１２に対して、コンテクスト基盤の下位ビットを復号化することができる。具体的には、ＬＳＢ復号化部２７０９は、現在２タプル２７１２の下位残余ビットを、周波数インデックスを基準に２個に分離し、ビット深度単位で１ビットずつビット深度情報を、コンテクストとして使用して算術復号化を行う。
【０３２２】
他の一例として、ＬＳＢ復号化部２７０９は、現在まで復号化された絶対値が０であるか、または０ではないかを考慮し、現在２タプル２７１２の下位残余ビットを復号化することができる。具体的には、ＬＳＢ復号化部２７０９は、復号化する現在２タプル２７１２の下位残余ビットを、周波数インデックス基準に２個に分離し、それぞれの復号化中である絶対値が０であるか、または０ではないかについての情報に係わるコンテクストを利用し、算術復号化を行う。
【０３２３】
例えば、絶対値３を復号化するとき、下位残余ビットを復号化する前に、上位ビットが０に復号化された状態であり、下位残余ビットである１１（バイナリ）を２回復号化しなければならない場合を仮定する。
【０３２４】
最初の下位残余ビットである１を復号化するとき、現在まで復号化した絶対値が上位ビット復号化時に決定された０であるから、ＬＳＢ復号化部２７０８は、０である場合の確率モデルを適用し、最初の下位残余ビットを復号化することができる。そして、２番目の下位残余ビットである１を復号化するとき、現在まで復号化した絶対値が、最初の下位残余ビットを含んで１であるから、ＬＳＢ復号化部２７０９は、０ではない場合の確率モデルを適用し、２番目のビットを復号化することができる。
【０３２５】
他の一例として、ＬＳＢ復号化部２７０９は、現在まで復号化された絶対値が０であるか、または０ではないかを考慮し、現在２タプル２７１２の下位残余ビットを復号化することができる。具体的には、ＬＳＢ復号化部２７０９は、復号化中である現在２タプル２７１２の下位残余ビットを、ビット深度単位で２個のビットずつ復号化することができる。このとき、復号化中である絶対値が０であるか、または０ではないかについての情報に係わるコンテクストを利用し、算術復号化を行う。復号化する下位残余ビットシンボルは、００（２）、０１（２）、１０（２）、１１（２）の４種になり、コンテクストとして使用する値は、０であるか否かの２種の場合を、現在２タプルの組み合わせについて見るために、２タプルの２個の絶対値がいずれも０である場合、低い周波数の値が０であり、高い周波数の値が０ではない場合、低い周波数の値が０であり、高い周波数の値が０ではない場合、いずれも０ではない場合の４種の場合が存在する。ところで、いずれも０である場合には、残余ビットを復号化する必要がないために、この場合は除き、３種の場合をコンテクストとして使用して算術復号化を行う。このように、ビット深度単位で復号化された２ビットは、それぞれ２タプルの低い周波数の下位ビット値１ビットと、高い周波数の下位ビット値１ビットとを意味する。
【０３２６】
これは、次のような構文で遂行されてもよい。ここで、ａ，ｂは、現在まで復号化された２タプルの絶対値を意味し、ｒは、復号化する下位残余ビットを意味する。
【０３２７】
【表３】
0005635603.tif 000006
他の一例として、ＬＳＢ復号化部２７０９は、符号情報を復号化することができる。具体的には、ＬＳＢ復号化部２７０９は、量子化されたスペクトルの絶対値の復号化がいずれも終わった後、絶対値が０ではない場合、ビットパックキング方式を適用し、それぞれの量子化されたスペクトルの符号情報を伝送することができる。
【０３２８】
図２７で説明していない構成要素については、図１１の説明を参考にする。
【０３２９】
図２８は、２タプルに係わるコンテクスト基盤の算術復号化方法を図示したフローチャートである。
【０３３０】
算術復号化装置１０１は、現在フレームがリセット・フレームであるか否かを判断する（Ｓ２８０１）。もしリセット・フレームである場合、算術復号化装置１０１は、コンテクスト・リセットを行う（Ｓ２８０２）。そして、フレームリセットではない場合、算術復号化装置１０１は、コンテクストをマッピングする（Ｓ２８０３）。具体的には、算術復号化装置１０１は、現在フレームの長さが、以前フレームと異なる場合に、２フレーム間の周波数インデックスをマッピングさせるために、以前フレームの長さを現在フレームの長さに正規化し、コンテクストをマッピングすることができる。
【０３３１】
段階（Ｓ２８０１）ないし段階（Ｓ２８０３）は、フレーム単位によって遂行される。
【０３３２】
算術復号化装置１０１は、現在２タプルの上位ビット（ＭＳＢ）を復号化するときに使用する複数個のコンテクストのうち、最終伝送された１個のコンテクスト・テンプレートに対して復号化を行う（Ｓ２８０４）。コンテクスト・テンプレートについては、図２０の説明を参考にする。その後、算術復号化装置１０１は、現在２タプルに対して、２タプル・コンテクストを決定する（Ｓ２８０５）。現在２タプルに対して、２タプル・コンテクストを決定する動作については、図２８の説明を参考にする。
【０３３３】
算術復号化装置１０１は、脱出コードに対して復号化する（Ｓ２８０６）。脱出コードが復号化されるたびに、ｌｅｖ０がアップデートされ、脱出コードではないものが復号化されれば、ＭＳＢ復号化を行う（Ｓ２８０９）。
【０３３４】
そして、算術復号化装置１０１は、現在復号化する現在２タプルの上位ビットに対応するＭＳＢコンテクストを決定する（Ｓ２８０７）。その後、算術復号化装置１０１は、ＭＳＢ復号化を行う確率モデルを決定するが、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストを基に、符合する確率モデルを決定する（Ｓ２８０８）。
【０３３５】
算術復号化装置１０１は、ＭＳＢ復号化を行う確率モデルを決定するが、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストを基に、符合する確率モデルを決定する（Ｓ２８０８）。
【０３３６】
算術復号化装置１０１は、２タプル・コンテクストに基づいて、ＭＳＢ復号化を行う（Ｓ２９０９）。または場合によっては、算術復号化装置１０１は、２タプル・コンテクストのみ使用するか、あるいは残りの場合について、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストを共に使用することができる。そして、算術復号化装置１０１は、あらゆる場合について、２タプル・コンテクスト及び追加コンテクストを共に使用することができる。算術復号化装置１０１は、脱出コードを復号化する過程を介して導き出されたＬＳＢのビット深度ほどのビットを復号化する（Ｓ２８１０）。その後、算術復号化装置１０１は、コンテクストをアップデートし（Ｓ２８１２）、周波数インデックスを増加してもよい（Ｓ２８１３）。ＭＳＢとＬＳＢとの復号化がいずれも行われれば、算術復号化装置１０１は、符号情報を復号化することができる。
【０３３７】
その後、算術復号化装置１０１は、量子化されたサンプルを生成する（Ｓ２８１５）。
【０３３８】
また本発明の一実施形態によるコンテクスト基盤の算術符号化方法及び復号化方法は、多様なコンピュータで具現される動作を行うためのプログラム命令を含むコンピュータ判読可能媒体を含む。前記コンピュータ判読可能媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独で、または組み合わせて含んでもよい。前記媒体は、プログラム命令は、本発明のために特別に設計されて構成されたものであったり、コンピュータ・ソフトウェアの当業者に公知されて使用可能であるものである。コンピュータ判読可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体（magnetic  media）、ＣＤ（compact  disc）−ＲＯＭ（read-only  memory）、ＤＶＤ（digital  versatile  disc）のような光記録媒体（optical  media）、フロプチカル・ディスク（floptical  disk）のような磁気−光媒体（magneto-optical  media）、及びＲＯＭ、ＲＡＭ（random-access  memory）、フラッシュメモリのようなプログラム命令を保存して遂行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。前記媒体は、プログラム命令、データ構造などを指定する信号を伝送する伝送媒体でもある。プログラム命令の例としては、コンパイラによって作られるもののような機械語コードだけではなく、インタープリタなどを使用してコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。
【０３３９】
以上のように、本発明の一実施形態は、たとえ限定されている実施形態と図面とによって説明したとしても、本発明の一実施形態は、前述の実施形態に限定されるものではなく、それらは、本発明が属する分野で当業者であるならば、そのような記載から多様な修正及び変形が可能であろう。従って、本発明の一実施形態は、特許請求の範囲によってのみ把握され、それらの均等または等価的変形は、いずれも本発明思想の範疇に属するものである。
【図１Ａ】
0005635603.tif 000007
【図１Ｂ】
0005635603.tif 000008
【図２】
0005635603.tif 000009
【図３】
0005635603.tif 000010
【図４】
0005635603.tif 000011
【図５】
0005635603.tif 000012
【図６】
0005635603.tif 000013
【図７】
0005635603.tif 000014
【図８】
0005635603.tif 000015
【図９】
0005635603.tif 000016
【図１０】
0005635603.tif 000017
【図１１】
0005635603.tif 000018
【図１２】
0005635603.tif 000019
【図１３】
0005635603.tif 000020
【図１４】
0005635603.tif 000021
【図１５】
0005635603.tif 000022
【図１６】
0005635603.tif 000023
【図１７】
0005635603.tif 000024
【図１８】
0005635603.tif 000025
【図１９】
0005635603.tif 000026
【図２０】
0005635603.tif 000027
【図２１】
0005635603.tif 000028
【図２２】
0005635603.tif 000029
【図２３】
0005635603.tif 000030
【図２４】
0005635603.tif 000031
【図２５】
0005635603.tif 000032
【図２６】
0005635603.tif 000033
【図２７】
0005635603.tif 000034
【図２８】
0005635603.tif 000035
【図２９】
0005635603.tif 000036