(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各チャネルの入力信号（以下、「チャネル信号」という。）に対して、時間区間（以下、「フレーム」という。）ごとに、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行うか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化処理」という。）を行うか、を決定する決定過程と、
前記各チャネルの対象信号を前記決定した符号化処理で符号化して符号列を得る符号化過程と、
各チャネルの単独符号化処理を行うか差分符号化処理を行うかの情報と差分符号化処理の場合の重み情報と前記符号列を出力ビット列とするビット列生成過程と、
により構成される多チャネル信号符号化方法であって、
前記決定過程で決定した符号化処理に基づき、各チャネルのチャネル信号から各チャネルの符号化の対象信号を生成し、生成した対象信号を当該チャネルのチャネル信号として、前記決定過程を少なくとも１回繰り返す繰り返し過程と、
少なくとも１つのチャネルのチャネル信号に単独符号化処理を行うことを決定し、他のチャネルのチャネル信号に差分符号化処理を行うことを決定する前記決定過程と、
最後の繰り返し過程で得られた各チャネルの対象信号を、最後に繰り返した決定過程で決定した符号化処理で符号化して符号列を得る前記符号化過程と
を備える多チャネル信号符号化方法。
【請求項２】
各チャネルの入力信号（以下、「チャネル信号」という。）に対して、時間区間（以下、「フレーム」という。）ごとに、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行うか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化処理」という。）を行うか、を決定する決定過程と、
前記各チャネルの対象信号を前記決定した符号化処理で符号化して符号列を得る符号化過程と、
各チャネルの単独符号化処理を行うか差分符号化処理を行うかの情報と差分符号化処理の場合の重み情報と前記符号列を出力ビット列とするビット列生成過程と、
により構成される多チャネル信号符号化方法であって、
前記決定過程が、
１つのチャネルについて単独符号化処理を行うことを決定し、別の１つのチャネルについて前記単独符号化処理を行うと決定したチャネルのチャネル信号との差分符号化処理を行うことを決定する第１の決定過程と、
行う符号化処理が未決定のチャネルそれぞれに対して、単独符号化処理を行うか、行う符号化処理が既に決定している全チャネルのうちのいずれか１つのチャネルのチャネル信号との差分符号化処理を行うか、を決定する処理を、全チャネルに対して行う符号化処理が決定するまで繰り返す第２の決定過程と、
により構成される
ことを特徴とする多チャネル信号符号化方法。
【請求項３】
請求項２記載の多チャネル信号符号化方法であって、
前記決定過程で決定した符号化処理に基づき、各チャネルのチャネル信号から各チャネルの符号化の対象信号を生成し、生成した対象信号を当該チャネルのチャネル信号として、前記決定過程を少なくとも１回繰り返す繰り返し過程と、
最後の繰り返し過程で得られた各チャネルの対象信号を、最後に繰り返した決定過程で決定した符号化処理で符号化して符号列を得る前記符号化過程と
を備える多チャネル信号符号化方法。
【請求項４】
請求項２または３記載の多チャネル信号符号化方法であって、
前記第１の決定過程が
全てのチャネルｉ（ｉ＝１，…，Ｎ。Ｎはチャネル数であり、２以上の整数。）のチャネル信号Ｘｉに、全ての他のチャネルｊ（ｊ＝１，…，Ｎ。ただし、ｊ≠ｉ）のチャネル信号Ｘｊとの重み付き差分信号Δ（ｉ，ｊ）を生成し、
各チャネル信号Ｘｊのエネルギー‖Ｘｊ‖２、各重み付き差分信号のエネルギー‖Δ（ｉ，ｊ）‖２、チャネルｊを親とした重み付き差分信号を用いたチャネル信号ＸｉのエネルギーＬ（ｉ，ｊ）＝‖Δ（ｉ，ｊ）‖２＋‖Ｘｊ‖２を求め、
全ての前記エネルギーＬ（ｉ，ｊ）のうちの最小値を与えるチャネルｊに単独符号化処理を行うと決定し、
チャネルｉに、チャネルｊとの差分符号化を行うと決定し、
チャネルｉとチャネルｊを親候補とするステップＡを有し、
前記第２の決定過程が
‖Δ（ｉ，ｊ）‖２を小さい順に探索し、探索した‖Δ（ｉ，ｊ）‖２と次に小さいＬ（ｉ，ｊ）と比較し、
前記比較で、Ｌ（ｉ，ｊ）より‖Δ（ｉ，ｊ）‖２が大きくなく、かつ‖Δ（ｉ，ｊ）‖２のｊが親候補の場合に、‖Δ（ｉ，ｊ）‖２のチャネルｉに、‖Δ（ｉ，ｊ）‖２のチャネルｊとの差分符号化を行うと決定し、
チャネルｉを親候補に加え、
前記比較で、Ｌ（ｉ，ｊ）より‖Δ（ｉ，ｊ）‖２が大きい場合に、ステップＣに移行するステップＢと、
前記の次に小さいＬ（ｉ，ｊ）のチャネルｊが親候補でない場合は、チャネルｊを単独符号化処理を行うと決定してチャネルｊを親候補に加え、
前記の次に小さいＬ（ｉ，ｊ）のチャネルｉをチャネルｊとの差分符号化を行うと決定してチャネルｉを親候補に加える
ステップＣと、
ステップＢとステップＣとを、全チャネルに対して行う符号化処理が決定するまで繰り返すステップＤとを有する
ことを特徴とする多チャネル信号符号化方法。
【請求項５】
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号化して各チャネルの復号波形信号を生成する波形復号過程
を備える多チャネル信号復号化方法であって、
フレームごとに、入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルが、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化処理」という。）を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化処理である場合の重みの情報を復号化する補助復号過程と、
単独符号化処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま復号チャネル信号とする第１の再生過程と、
差分符号化処理のチャネルの場合であって、親の復号チャネル信号が求められている場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与えた親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする第２の再生過程と
を有し、第２の再生過程を全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す段階復号化過程と
を有する多チャネル信号復号化方法。
【請求項６】
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号化して各チャネルの復号波形信号を生成する波形復号過程
を備える多チャネル信号復号化方法であって、
入力された他チャネル符号中には、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化である場合の重みの情報が複数段分含まれている場合に、
入力された他チャネル符号中に含まれる、各段の各チャネルが単独符号化処理を行ったのか差分符号化処理を行ったのかを示す情報と、差分符号化処理である場合の重みの情報を復号化し、当該情報が含まれている段数を求める補助復号過程と、
単独符号化処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま復号チャネル信号とし、差分符号化処理のチャネルの場合は、復号波形信号と重みを与えた親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする段階復号化過程と
前記段階復号化過程で得られた各チャネルの復号チャネル信号を各チャネルの復号波形信号として、補助復号過程で求めた段数分だけ前記段階復号化過程を繰り返す繰り返し過程と
を有する多チャネル信号復号化方法。
【請求項７】
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号化して各チャネルの復号波形信号を生成する波形復号過程
を備える多チャネル信号復号化方法であって、
入力された他チャネル符号中には、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化である場合の重みの情報が複数段分含まれている場合に、
入力された他チャネル符号中に含まれる、各段の各チャネルが単独符号化処理を行ったのか差分符号化処理を行ったのかを示す情報と、差分符号化処理である場合の重みの情報を復号化し、当該情報が含まれている段数を求める補助復号過程と、
単独符号化処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま復号チャネル信号とする第１の再生過程と、
差分符号化処理のチャネルの場合であって、親の復号チャネル信号が求められている場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与えた親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする第２の再生過程と
を有し、第２の再生過程を全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す段階復号化過程と
前記段階復号化過程で得られた各チャネルの復号チャネル信号を各チャネルの復号波形信号として、補助復号過程で求めた段数分だけ前記段階復号化過程を繰り返す繰り返し過程
を有する多チャネル信号復号化方法。
【請求項８】
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号化して各チャネルの復号波形信号を生成する波形復号過程
を備える多チャネル信号復号化方法であって、
入力された他チャネル符号中には、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化である場合の重みの情報が複数段分含まれている場合に、
入力された他チャネル符号中に含まれる、各段の各チャネルが単独符号化処理を行ったのか差分符号化処理を行ったのかを示す情報と、差分符号化処理である場合の重みの情報を復号化し、当該情報が含まれている段数を求める補助復号過程と、
全ての単独符号化処理のチャネルに対して、復号波形信号をそのまま復号チャネル信号とし、
復号チャネル信号が求められていないチャネルであって、親の復号チャネル信号が求められているチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与えた親の復号チャネル信号とを加算して、当該チャネルの復号チャネル信号とする処理を、全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す段階復号化過程と
前記段階復号化過程で得られた各チャネルの復号チャネル信号を各チャネルの復号波形信号として、補助復号過程で求めた段数分だけ前記段階復号化過程を繰り返す繰り返し過程と
を有する多チャネル信号復号化方法。
【請求項９】
各チャネルの入力信号（以下、「チャネル信号」という。）に対して、時間区間（以下、「フレーム」という。）ごとに、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行うか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化処理」という。）を行うか、を決定する符号化決定部と、
前記各チャネルの対象信号を前記決定した符号化処理で符号化して符号列を得る波形符号化部と、
各チャネルの単独符号化処理を行うか差分符号化処理を行うかの情報と差分符号化処理の場合の重み情報と前記符号列を出力ビット列とする合成部と
を備える多チャネル信号符号化装置であって、
前記符号化決定部で決定した符号化処理に基づき、各チャネルのチャネル信号から各チャネルの符号化の対象信号を生成し、生成した対象信号を当該チャネルのチャネル信号として、前記符号化決定部を少なくとも１回繰り返す処理を制御する繰返制御部と、
少なくとも１つのチャネルのチャネル信号に単独符号化処理を行うことを決定し、他のチャネルのチャネル信号に差分符号化処理を行うことを決定する前記符号化決定部と
最後の繰り返し過程で得られた各チャネルの対象信号を、最後に繰り返した決定過程で決定した符号化処理で符号化して符号列を得る前記波形符号化部と
を備える多チャネル信号符号化装置。
【請求項１０】
各チャネルの入力信号（以下、「チャネル信号」という。）に対して、時間区間（以下、「フレーム」という。）ごとに、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行うか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化処理」という。）を行うか、を決定する符号化決定部と、
前記各チャネルの対象信号を前記決定した符号化処理で符号化して符号列を得る波形符号化部と、
各チャネルの単独符号化処理を行うか差分符号化処理を行うかの情報と差分符号化処理の場合の重み情報と前記符号列を出力ビット列とする合成部と
を備える多チャネル信号符号化装置であって、
前記符号化決定部が、
１つのチャネルについて単独符号化処理を行うことを決定し、別の１つのチャネルについて前記単独符号化処理を行うと決定したチャネルのチャネル信号との差分符号化処理を行うことを決定し、
行う符号化処理が未決定のチャネルそれぞれに対して、単独符号化処理を行うか、行う符号化処理が既に決定している全チャネルのうちのいずれか１つのチャネルのチャネル信号との差分符号化処理を行うか、を決定する処理を、全チャネルに対して行う符号化処理が決定するまで繰り返す逐次処理手段を有している
ことを特徴とする多チャネル信号符号化装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の多チャネル信号符号化装置であって、
前記符号化決定部で決定した符号化処理に基づき、各チャネルのチャネル信号から各チャネルの符号化の対象信号を生成し、生成した対象信号を当該チャネルのチャネル信号として、前記符号化決定部を少なくとも１回繰り返す処理を制御する繰返制御部
最後の繰り返し過程で得られた各チャネルの対象信号を、最後に繰り返した決定過程で決定した符号化処理で符号化して符号列を得る前記波形符号化部と
を備える多チャネル信号符号化装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の多チャネル信号符号化装置であって、
前記符号化決定部が
全てのチャネルｉ（ｉ＝１，…，Ｎ。Ｎはチャネル数であり、２以上の整数。）のチャネル信号Ｘｉに、全ての他のチャネルｊ（ｊ＝１，…，Ｎ。ただし、ｊ≠ｉ）のチャネル信号Ｘｊとの重み付き差分信号Δ（ｉ，ｊ）を生成する差分信号生成手段と、
各チャネル信号Ｘｊのエネルギー‖Ｘｊ‖２、各重み付き差分信号のエネルギー‖Δ（ｉ，ｊ）‖２、チャネルｊを親とした重み付き差分信号を用いたチャネル信号ＸｉのエネルギーＬ（ｉ，ｊ）＝‖Δ（ｉ，ｊ）‖２＋‖Ｘｊ‖２を求めるエネルギー計算手段と、
前記Ｌ（ｉ，ｊ）と‖Δ（ｉ，ｊ）‖２の小さい順番に、前記逐次処理手段の処理を、全チャネルに行う符号化処理が決定するまで繰り返すこと
を特徴とする多チャネル信号符号化装置。
【請求項１３】
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号化して各チャネルの復号波形信号を生成する波形復号化部
を備える多チャネル信号復号化装置であって、
フレームごとに、入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルが、チャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化処理」という。）を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化処理である場合の重みの情報を復号化する補助復号化部と、
単独符号化処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま復号チャネル信号とし、差分符号化処理のチャネルの場合であって、親の復号チャネル信号が求められている場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与えた親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする処理を、全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す繰返再生部と
を備える多チャネル信号復号化装置。
【請求項１４】
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号化して各チャネルの復号波形信号を生成する波形復号化部
を備える多チャネル信号復号化装置であって、
入力された他チャネル符号中の、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化である場合の重みの情報を復号化し、当該情報が含まれている段数を求める補助復号化部と、
単独符号化処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま復号チャネル信号とし、差分符号化処理のチャネルの場合は、復号波形信号と重みを与えた親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする繰返再生部と
前記繰返再生部で得られた各チャネルの復号チャネル信号を、各チャネルの復号波形信号として、再度、前記繰返再生部に入力する選択部と、
補助復号化部で求めた段数分だけ前記繰返再生部の処理を繰り返す制御を行う繰返制御部と
を備える多チャネル信号復号化装置。
【請求項１５】
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号化して各チャネルの復号波形信号を生成する波形復号化部
を備える多チャネル信号復号化装置であって、
入力された他チャネル符号中の、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化である場合の重みの情報を復号化し、当該情報が含まれている段数を求める補助復号化部と、
単独符号化処理のチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号をそのまま復号チャネル信号とし、差分符号化処理のチャネルの場合であって、親の復号チャネル信号が求められている場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与えた親の復号チャネル信号とを加算して復号チャネル信号とする処理を、全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す繰返再生部と
前記繰返再生部で得られた各チャネルの復号チャネル信号を、各チャネルの復号波形信号として、再度、前記繰返再生部に入力する選択部と、
補助復号化部で求めた段数分だけ前記繰返再生部の処理を繰り返す制御を行う繰返制御部と
を備える多チャネル信号復号化装置。
【請求項１６】
入力された多チャネル符号中に含まれる各チャネルの符号列を復号化して各チャネルの復号波形信号を生成する波形復号化部
を備える多チャネル信号復号化装置であって、
入力された他チャネル符号中の、各チャネルがチャネル信号そのものを対象信号とした符号化処理（以下、「単独符号化処理」という。）を行ったものであるか、チャネル信号と他のチャネル（以下、「親」という。）のチャネル信号との重み付け差分を対象信号とした符号化処理（以下、「差分符号化」という。）を行ったものであるか、を示す情報と、差分符号化である場合の重みの情報を復号化し、当該情報が含まれている段数を求める補助復号化部と、
全ての単独符号化処理のチャネルに対して、復号波形信号をそのまま復号チャネル信号とし、
復号チャネル信号が求められていないチャネルであって、親の復号チャネル信号が求められているチャネルの場合には、当該チャネルの復号波形信号と、重みを与えた親の復号チャネル信号とを加算して、当該チャネルの復号チャネル信号とする処理を、全てのチャネルの復号チャネル信号を求めるまで繰り返す繰返再生部と
前記繰返再生部で得られた各チャネルの復号チャネル信号を、各チャネルの復号波形信号として、再度、前記繰返再生部に入力する選択部と、
前記補助復号化部で求めた段数分だけ前記繰返再生部の処理を繰り返す制御を行う繰返制御部と
を備える多チャネル信号復号化装置。
【請求項１７】
請求項１から４のいずれかに記載の多チャネル信号符号化方法の各過程をコンピュータに実行させるための符号化プログラム。
【請求項１８】
請求項５から８のいずれかに記載の多チャネル信号復号化方法の各過程をコンピュータに実行させるための復号化プログラム。
【請求項１９】
請求項１７又は１８に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は音響信号や全体信号、環境信号などの多チャネル信号を記録したり、伝送したりするために用いられる符号化方法、その復号化方法、これらの装置、プログラム及びその記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の多チャネル音響信号符号化では、ステレオ信号に関する相関を用いて情報量を圧縮する符号化が多く検討されている。例えば、音響信号でない他の信号の５チャネルの符号化でも、ステレオ信号と同様に２チャネルごとの対にして、それぞれステレオ信号の符号化に還元する方法が知られている。原音に対して、チャネル間での差分や固定的な重み付き差分によってチャネル間の信号の類似性を利用した圧縮符号化もよく使われるが、圧縮効率が小さい場合が多い。この技術は例えば非特許文献１や非特許文献２に開示されている。【０００３】
従来の１チャネルの予測符号化・復号化方法を、図１を参照して説明する。符号化側では図１Ａに示すように、入力端子１１からの時系列ディジタル信号はフレーム分割部１２で、例えば１０２４などの所定サンプル数ごとの短時間区間（フレームという）に分割される。ディジタル信号は、フレームごとに線形予測分析部１３で線形予測分析されて、予測係数が計算される。この予測係数は、通常は線形予測分析部１３内の量子化部１３ａで量子化される。
線形予測部１４は、この量子化された予測係数とそのフレームのディジタル信号とを入力として、ディジタル信号に対して時間方向に線形予測して、サンプルごとの予測値を求める。この線形予測は自己回帰型前方予測である。この予測値が入力ディジタル信号の対応サンプルから減算部１５で減算されて、予測誤差信号が生成される。線形予測部１４及び減算部１５は予測誤差生成部１６を構成している。【０００４】
予測誤差生成部１６からの予測誤差信号は、圧縮符号化部１７でハフマン符号化や算術符号化などのエントロピー符号化が行われて誤差符号として出力される。線形予測分析部１３からの量子化された予測係数は、係数符号化部１８でエントロピー符号化又はベクトル量子化によって符号化され、係数符号として出力される。この予測係数は、スカラー量子化されたまま出力されることもある。
復号化側では図１Ｂに示すように、入力された圧縮符号は、伸張復号化部２１で、圧縮符号化部１７の符号化方法と対応した復号化方法により復号化されて予測誤差信号が生成される。また入力された係数符号は、係数復号化部２２で、係数符号化部１８の符号化方法と対応した復号化方法により復号化されて予測係数が生成される。復号化された予測誤差信号と予測係数とが予測合成部２３に入力され、これらから原ディジタル信号が予測合成されてディジタル信号が再生される。フレーム合成部２４は、各フレームのディジタル信号を順次連結し、出力端子２５から出力する。予測合成部２３では再生されたディジタル信号と、復号化された予測係数が回帰型線形予測部２６に入力されて予測値が生成され、その予測値と、復号化された予測誤差信号とが加算部２７で加算されて、ディジタル信号が再生される。【０００５】
従来の多チャネル符号化を２チャネルずつ組にしてステレオ信号の符号化に還元する方法での、１組のステレオ信号の符号化方法を、図２を参照して説明する。フレーム分割され、同一フレーム内の第１チャネルディジタル信号ｘL(k)及び第２チャネルディジタル信号ｘR(k)は、それぞれ入力端子１１Ｌ及び１１Ｒより予測符号化部３１Ｌ及び３１Ｒに入力される。また差回路３２は、これら両信号の差ｄ（ｋ）＝ｘL(k)−ｘR(k)を計算する。この差信号ｄ（ｋ）は予測符号化部３１Ｄに入力される。
予測符号化部３１Ｌ，３１Ｒ及び３１Ｄは、それぞれ例えば図１Ａに示した１チャネルの予測符号化装置と同様の構成である。予測符号化部３１Ｌ，３１Ｒ及び３１Ｄからの符号化符号ＣＳＬ，ＣＳＲ及びＣＳＤは、符号長比較部３３に入力される。符号長比較部３３は、これら３つの符号化符号中の２つの組み合せの中で、合計符号量が最小になる２つの符号化符号を選択し、第１及び第２ディジタル信号ｘL(k)，ｘR(k)に対する符号化符号として出力する。このようにしてディジタル信号のチャネル間相関を利用して、全体として符号化符号量を小さくする。【０００６】
２つのチャネル信号間の相関を利用し、かつこれらチャネル信号間の重み付き差分信号を生成して符号化することにより、圧縮効率を更に向上させる技術が提案されている。この例を図３に示す。予測誤差生成部３４Ｌ及び３４Ｒは、ディジタル信号ｘL(k)及びｘR(k)から、線形予測誤差信号ｅL(k)及びｅR(k)を生成する。これら線形予測誤差信号ｅL(k)及びｅR(k)は、それぞれエントロピー符号化部３５Ｌ及び３５Ｒに入力されると共に重み付き差分生成部３６に入力される。図１Ａと同様に、線形予測係数もそれぞれ別途符号化されるが、図３では線形予測誤差部分のみが表示されている。線形予測誤差信号ベクトルＥＬ＝（ｅL(0)，ｅL(1)，…，ｅL(K-1)）に対し、線形予測誤差信号ベクトルＥＲ＝（ｅR(0)，ｅR(1)，…，ｅR(K-1)）を参照信号とする場合、重み付き差分計算部３６の重み計算部３６ａは、重み付き差分信号（ベクトル）Ｄ＝（ｄ（０），ｄ（１），…，ｄ（Ｋ−１））のエネルギー
ＥＮｄ＝‖ＥＬ−βＥＲ‖２
が最小になるように重み係数βを求める。Ｋはフレーム内の各信号のサンプル数である。このβを求める計算は次のように行うことができる。【０００７】
β＝ＥRTＥＬ／ＥRTＥＲ
ＥRTＥＬは内積であって次式により求める。
ＥRTＥＬ＝Σk=0K-1ｅR(k)ｅＬ(k)
ＥRTＥＲ＝Σk=0K-1ｅR(k)２
重み計算部３６ａで計算され、係数量子化部３６ｄで量子化され、重み係数符号ｑが符号長比較部３７へ出力される。また、量子化された重み係数は、係数逆量子化部３６ｅで逆量子化され、重み係数β（ｑ）が乗算部３６ｂで線形予測誤差信号ｅR(k)に対して乗算される。この乗算結果が引差部３６ｃで線形予測誤差信号ｅＬ(k)から引算されて重み付き差分信号ｄ（ｋ）が生成される。この重み付き差分信号ｄ（ｋ）は、エントロピー符号化部３５Ｄに入力される。エントロピー符号化部３５Ｌ及び３５Ｄからの各符号化符号ＣＳL及びＣＳＤは、符号長比較部３７に入力され、符号量が小さい方の符号化符号が出力される。また、符号長比較部３７からの出力とエントロピー符号化部３５Ｒからの出力とが、ディジタル信号ｘL(k)及びｘR(k)に対する符号化出力となる。また、符号長比較部３７は、重み係数βも符号化して付加する。このようにすることにより図２に示した符号化より効率よく圧縮することができる。
【非特許文献１】“An Introduction to Super Audio CD and DVD-Audio”，IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE JULY 2003,pp.71-82.
【非特許文献２】M.Hans and R.W.Schafer，“Lossless Compression of Digital Audio”，IEEE Signal Processing Magazine,vol.18,no.4,pp.21-32,2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、フレーム分割された第１〜第６のチャネル信号ベクトルＸ１〜Ｘ６を、第１及び第２チャネル信号ベクトル（Ｘ１、Ｘ２）、第３及び第４チャネル信号ベクトル（Ｘ３、Ｘ４）、第５及び第６チャネル信号ベクトル（Ｘ５、Ｘ６）の３組の２チャネルずつのステレオ信号として符号化する。各ベクトルの次数Ｋが２の場合、各信号ベクトルＸ１〜Ｘ６が、ベクトルの０次要素ｘ（０）、１次要素ｘ（１）を直交座標軸とした２次元座標表上に、図４Ａに示すように表わされたとする。
ベクトルＸ１とＸ２の差分信号ベクトルの０次要素ｄ1,2(0)はｘ1(0)−ｘ2(0)、１次要素ｄ1,2(1)はｘ1(1)−ｘ2(1)となる。この場合差分信号ベクトルは大きな振幅となるから、Ｘ１とＸ２をそのまま符号化した方がよいことになる。同様にベクトルＸ３とＸ４の組も、そのまま符号化した方がよい。ベクトルＸ５及びＸ６の組は、その差分信号ベクトルｄ5,6が小さな振幅となる。よってこの場合はベクトルＸ５と差分信号ベクトルｄ5,6との組を符号化すればよい。このように差分信号を生成して符号化しても、必ずしも圧縮率を高くすることはできない。【０００９】
一方、第１〜第６チャネル信号を２組ずつのステレオの符号化に還元し、そのステレオの符号化を図３に示した符号化法によることを考える。この場合は、各組の２つのベクトルの一方から重み係数β（図としての制約上、ここではβ＞０として扱う。）を乗算した他方を差し引いたエネルギーが最小になるように重み係数βを決定しているため、その重み付き差分はその一方のベクトルから他方（参照信号）のベクトルに対して垂線を下した垂線が差分ベクトルとなりこの垂線は前記一方のベクトルより小さくなることが可成りある。よってこの垂線と参照信号を符号化すればよい。【００１０】
第１〜第６チャネルの予測誤差信号ベクトルを、ベクトル次数Ｋが２次のベクトルＥ１〜Ｅ６とし、図４Ａに示したベクトルＸ１〜Ｘ６とそれぞれ同一とする。図４Ｂに、ベクトルの０次要素ｅ（０）、１次要素ｅ（１）を直交座標軸とした２次元座標表上のベクトルＥ１〜Ｅ６を示す。また、重み係数βを０以上とする。ベクトルＥ１のベクトルＥ２を参照信号とした重み付き差分信号（ベクトル）ｄ1,2 は、図４Ｂに示すようにベクトルＥ１からベクトルＥ２に下した垂線となる。この重み付き差分ベクトルｄ1,2は、ベクトルＥ１より小さくなる。同様にベクトルＥ５とＥ６の重み付き差分ベクトルｄ5,6はベクトルＥ５より小さくなる。しかしこの場合も、ベクトルＥ３とＥ４の組はベクトルの方が逆であり、重み付き差分は返って大きくなる。よってこのベクトルＥ３とＥ４の組は重み付き差分ベクトルではなく、ベクトルＥ３とＥ４とをそのまま符号化すればよい。このように図２に示した方法により単なる差分信号を生成する場合より、重み付き差分信号を生成することにより、圧縮効率をより高くすることができる。しかし、ベクトルＥ３とＥ４の組のように重み付き差分信号により圧縮率を上げることができない組が存在する課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の符号化方法では、段階符号化過程で、多チャネル（２以上のチャネル）信号のチャネルごとに、どのチャネル信号を参照信号（以下、「親」または「マスター」ともいう。）として重み付き差分符号化するかを決定する。ただし、少なくとも１つのチャネル信号は、参照信号の重み係数をゼロ（従って、自チャネルが親と考える。）とする。この段階符号化過程で決定された重み付き差分信号に対し、前記段階符号化過程を少なくとも１回繰り返し、その最終結果と対応する重み付き差分信号をそれぞれ圧縮符号化し、かつ各段階符号化過程の各チャネルの重み係数を符号化して出力する。【００１２】
この発明の復号化方法によれば、入力多チャネル符号化符号をチャネルごとに分離し、各チャネル符号の補助符号に基づいて定まる参照信号（以下、「親」または「マスター」ともいう。）と重み係数を用いて、重み付き加算を行って、復号波形信号を生成する。ただし、少なくとも１つのチャネル符号は、その補助符号に基づいて自チャネルを親と考え、当該チャネルの復号波形信号を、前記加算により得られた復号波形信号として出力する。また、この発明の復号化方法では、前記の過程を少なくとも１回含む。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の符号化方法によれば、多チャネル信号から重み付き差分信号が生成され、更にこれら生成された重み付き差分信号から再び重み付き差分信号が生成されることが少なくとも１回繰り返される。したがって、最終的に得られる重み付き差分信号の振幅が小さくなり、圧縮率が向上する。特に重み付き差分信号としては重み係数がゼロの場合、つまり当該チャネル信号自体を重み付き差分信号とする場合も含むため、再び重み付き差分信号を生成する際に、例えば図４Ｂ中に示すように、信号ベクトルＥ４が、差分信号ｄ5,6 を参照信号として重み付き差分信号ｄ4,56 となり、圧縮率が向上する。【００１４】
この発明の復号化方法によれば、加算復号された波形信号を、再び親として重み付き加算することにより、この発明による符号化方法で符号化された多チャネル信号符号化符号を復号することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１Ａは従来の１チャネルの予測符号化装置の機能構成を示す図。図１Ｂは従来の１チャネルの予測符号化の復号化装置の機能構成を示す図。
【図２】従来のステレオ信号符号化装置の機能構成を示す図。
【図３】従来のステレオ信号符号化装置より考えられる符号化装置の機能構成を示す図。
【図４】図４Ａは差分符号化をベクトルにより説明するための図。図４Ｂは重み付き差分符号化をベクトルにより説明するための図。
【図５】この発明による符号化装置の機能構成例を示す図。
【図６】この発明による符号化方法の処理手順の例を示す図。
【図７Ａ】図６中のステップＳ２の具体的処理手順の例を示す図。
【図７Ｂ】図７Ａと同じ処理手順を異なるフローで示す図。
【図７Ｃ】図７Ｂで示した処理手順と図７Ａで示した処理手順とが対応することを示す図。
【図８】図７Ａ中のステップＳ２９の具体的処理手順の例を示す図。
【図９】図９Ａは、６チャネル分の１回の符号化決定処理により得られる補助符号の各種例を示す図。図９Ｂは単独符号化を表現する第２の例を示す図。図９Ｃは単独符号化を表現する第３の例を示す図。
【図１０】図１０Ａは多チャネル符号化符号の例を示す図。図１０Ｂはｉチャネルの補助符号の例を示す図。図１０Ｃはｐ回目符号の例を示す図。図１０Ｄは多チャネル符号化符号の別の例を示す図。
【図１１】符号化決定処理が３段階の場合の各段階に得られる補助符号の例を示す図。
【図１２】図５中の差分生成部１１１の一部の他の具体的機能構成例を示す図。
【図１３】図１３Ａは、図６中のステップＳ２での符号化探索を、全チャネルを対象とする方法の説明図。図１３Ｂは、図６中のステップＳ２での符号化探索を、全チャネルを２分割して行う方法の説明図。図１３Ｃは、図６中のステップＳ２での符号化探索を、全チャネルを４分割して行う方法の説明図。
【図１４】この発明による復号化装置の機能構成例を示す図。
【図１５】この発明による復号化方法の処理手順の例を示す図。
【図１６】図１５中のステップＳ３４の具体的処理手順の例を示す図。
【図１７】図１５中のステップＳ３６の具体的処理手順の例を示す図。
【図１８】この発明による復号化方法の基本的な処理手順の例を示す図。
【図１９】多チャネル予測誤差信号とその各予測係数信号にこの発明を適用した符号化装置の機能構成例を示す図。
【図２０】図２０Ａは多チャネル信号を２つずつ組としてステレオ符号化用信号とし、この発明を適用した符号化装置の機能構成例を示す図。図２０Ｂは、図２０Ａにより符号化された符号の復号化装置の機能構成例を示す図。
【図２１】図２１Ａは多チャネル信号を２つずつ組としてステレオ符号化する場合と、予測誤差信号を図５に示した繰返符号化を適用した場合との圧縮量が小さいと推定した方の符号化を行う符号化装置の機能構成例を示す図。図２１Ｂは、図２１Ａにより符号化された符号の復号化装置の機能構成例を示す図。
【図２２】この発明の効果を確認するために行った実験の条件を示す図。
【図２３】図２２に示した実験の結果を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において対応する部分には同一参照番号を付けて重複説明を省略する。
［実施例１］
実施例１では、本発明の符号化の方法を示す。図５にこの発明の符号化装置の機能構成例を、図６にその処理手順の例をそれぞれ示す。
入力端子１１１〜１１Ｉからの第１〜第Ｉチャネルの各入力信号（以下、「チャネル信号」ということもある。）は、それぞれフレーム分割部１２１〜１２Ｉで例えば２５６サンプル、１０２４サンプル、８１９２サンプルなどの短時間区間（フレーム）ごとに分割される（ステップＳ１）。Ｉは２以上の整数である。チャネル信号は一般にディジタル信号とされている。各フレームの第１〜第Ｉチャネル信号は、段階符号化部１００で各チャネル信号を単独符号化とするか、どのチャネルを参照信号（以下、「親」、または「マスター」ということもある。）とする重み付き差分符号化するかを決定する（ステップＳ２）。その際少なくとも１つは単独符号化と決定する。ここで単独符号化とは、あるチャネル信号を、そのチャネル信号単独で符号化することである。また、この単独符号化は、自チャネル信号を親とする符号化と考えてもよいし、重み係数をゼロとする重み付き差分符号化と考えてもよい。したがって、単独符号化を含めて重み付き差分符号化という場合もある。その場合、「少なくとも１つは単独符号化と決定する」とは、少なくとも１つは重み係数を０に決定するということになる。【００１７】
各チャネル信号を単独符号化するか、重み付き差分符号化するのかの決定、つまり差分符号化の重み係数を０にするか、０以外の値にし、かつ他のチャネル信号を親とするかの決定は、全チャネルの重み付き差分信号のエネルギーが最小になるように、つまり符号化した時の符号量の全体が最小になるように、重み付き差分信号のエネルギーに基づいて逐次決定する。
この逐次決定は、例えば図５に示す機能構成を有する段階符号化部１００で、図７Ａに示す処理手順により行う。差分生成部１１１に第１〜第Ｉチャネル信号Ｘ１〜ＸＩが入力される。差分生成部１１１は、これらチャネル信号中の２つの信号を組とする全ての組み合せについて、重み付き差分信号Δ（ｉ，ｊ）を生成する（ステップＳ２１）。信号Δ（ｉ，ｊ）は、信号Ｘｉの信号Ｘｊを親とする重み付き差分信号を表わす。この発明では、差分信号としては重み付き差分信号のみを用いるため、以下の説明では重み付き差分信号Δ（ｉ，ｊ）を単に差分信号Δ（ｉ，ｊ）ということもある。差分生成部１１１では、重み決定部１１１ａが重み付き差分信号Δ（ｉ，ｊ）の重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）を求める。この重み係数は、例えば図３中の重み計算部３６ａで行ったと同様な計算により求められる。各差分信号Δ（ｉ，ｊ）及びその重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）は、差分メモリ１１２に一旦格納される。【００１８】
単独エネルギー計算部１１３は、第１〜第Ｉチャネル信号Ｘ１〜ＸＩの各エネルギー‖Ｘｉ‖２をそれぞれ計算する。差分エネルギー計算部１１４は、全ての重み付き差分信号Δ（ｉ，ｊ）（ｉ≠ｊ）のエネルギー‖Δ（ｉ，ｊ）‖２を計算する。更にこの例では、加算部１１５が、各差分エネルギー‖Δ（ｉ，ｊ）‖２とその親チャネル信号のエネルギー‖Ｘｊ‖２とを加算し、加算エネルギーＬ（ｉ，ｊ）を求める（ステップＳ２２）。つまり、‖Δ（ｉ，ｊ）‖２＋‖Ｘｊ‖２＝Ｌ（ｉ，ｊ）である。加算エネルギーＬ（ｉ，ｊ）が単独小順配列部１１６で小さい順に配列され、差分エネルギー‖Δ（ｉ，ｊ）‖２が差分小順配列部１１７で小さい順に配列される。これら配列にはそれぞれの（ｉ，ｊ）も付加して保持する。加算エネルギーＬ（ｉ，ｊ）の配列の順番をｎ（ｎ＝０，１，…）とし、差分エネルギー‖Δ（ｉ，ｊ）‖２の配列の順番をｍ（ｍ＝０，１，…）とする。また、逐次処理部１１８内のレジスタ１１８ａ内の順番パラメータｎ，ｍをそれぞれ０とする（ステップＳ２３）。取込部１１８ｂは、加算エネルギーＬ（ｉ，ｊ）のｎ番目に小さいものと対応するチャネル番号ｉ（以下、親チャネルと区別し易いように「子チャネル番号ｉ」という。）と親チャネル番号ｊを単独小順配列部１１６から取り込み、その親チャネルｊのチャネル信号Ｘｊに対する符号化が既に決定されているか否かを各種判定部１１８ｃで判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の判定で、チャネルｊの符号化が決定されていなければ、チャネルｊのチャネル信号Ｘｊを単独符号化（重み係数ゼロの差分符号化）と決定し（ステップＳ２５）、更にその子チャネルｉのチャネル信号Ｘｉを、チャネル信号Ｘｊを親とする差分符号化と決定する（ステップＳ２６）。【００１９】
ステップＳ２４の判定が、「既に決定されている」であれば、ステップＳ２６に移り、その子チャネルｉに対するチャネル信号Ｘｉをそのチャネルｊの信号Ｘｊを親とする差分符号化と決定する。ステップＳ２６の次にｎをｎ＋１とし（ステップＳ２７）、全チャネル信号Ｘ１〜ＸＩに対する符号化が決定されたかを、各種判定部１１８ｃにより判定する（ステップＳ２８）。全チャネルの符号化が決定されていなければ、既に符号化が決定されたチャネル信号を親候補として差分符号化と決定するチャネル信号を求める（ステップＳ２９）。【００２０】
ステップＳ２９の処理は、例えば図８に示すように行う。まずｍ番目の差分エネルギー‖Δ（ｉ，ｊ）‖２と対応する親チャネル番号ｊを取込部１１８ｂにより差分小順配列部１１７から取り込み、その親チャネルｊのチャネル信号の符号化方法が決定されているかを各種判定部１１８ｃで判定する（ステップＳ２９ａ）。ステップＳ２９ａの判定がＹｅｓならば、そのチャネルｉのチャネル信号を、そのチャネルｊのチャネル信号を親とする差分符号化と決定する（ステップＳ２９ｂ）。更にｍを０に初期化する（ステップＳ２９ｃ）。全チャネル信号Ｘｉ〜Ｘｊに対する符号化が決定されたかを、各種判定部１１８ｃにより判定する。決定されていなければステップＳ２９ａに戻り、決定されていればステップＳ２９の処理を終了する（ステップＳ２９ｄ）。【００２１】
ステップＳ２９ａの判定がＮｏならば、ｍをｍ＋１とする（ステップＳ２９ｅ）。次にｎ番目に小さい加算エネルギーＬ（ｉ，ｊ）及びｍ番目に小さい差分エネルギー‖Δ（ｉ，ｊ）‖２を取り込み部１１８ｂによりそれぞれ単独小順配列部１１６及び差分小順配列部１１７よりそれぞれ取り込み、Ｌ（ｉ，ｊ）が‖Δ（ｉ，ｊ）‖２より大きいかを比較部１１８ｄで比較する（ステップＳ２９ｆ）。この結果Ｌ（ｉ，ｊ）＞‖Δ（ｉ，ｊ）‖２でなければステップＳ２９ａに戻り、Ｌ（ｉ，ｊ）＞‖Δ（ｉ，ｊ）‖２であればステップＳ２９を終了として、図７Ａ中のステップＳ３０に移る。この処理中のステップＳ２９ｃでｍを０に初期化しているので、このステップＳ２９の処理により差分符号化と決定されたチャネル信号を、親チャネル信号とする差分符号化の可能性が逐次調べられることになる。つまり従来の重み付き差分符号化では、重み付き差分信号を親（参照信号）とする符号は行われていないが、この発明ではそのようなことも行われる。したがって、従来よりも圧縮率を向上させることができる。また、第１〜第Ｉチャネル信号を第１チャネルから順に２つずつを組として符号化する方法と、図４Ａと図４Ｂに示した場合で比較すると、従来ならば、チャネル信号Ｘ２は単独符号化またはチャネル信号Ｘ１を親とする差分符号化となるが、この発明では、チャネル信号Ｅ２はチャネル信号Ｅ３を親とする差分信号ｄ２，３となるため、圧縮率が向上する。【００２２】
図７Ａの説明に戻り、ステップＳ３０では、各種判定部１１８ｃが、全チャネル信号Ｘ１〜ＸＩに対する符号化が全て決定されたかを判定し、決定されていないものがあればステップＳ２４に戻り、全て決定された場合はステップＳ２の処理を終了とする。図５中の逐次処理部１１８では、パラメータｎ，ｍの更新や初期設定、取込部１１８ｂによる各小順配列部１１６及び１１７からの各（ｉ，ｊ）やＬ（ｉ，ｊ），‖Δ（ｉ，ｊ）‖２の取り込み、各種判定部１１８ｃにより各種判定、比較部１１８ｄによる比較などを、逐次制御部１１８ｅの指示にしたがって順次行う。【００２３】
なお、図７ＡのステップＳ２の処理手順は、図７Ｂのように表現することもできる。図７ＢのステップＳ２０１は、図７ＡのステップＳ２１からステップＳ２３および１回目のステップＳ２４からステップＳ２６に相当する。ステップＳ２０２は、１回目のステップＳ２７から始まる繰り返し処理（ステップＳ２４〜ステップＳ３０）に相当する。図７Ｃは、ステップＳ２０２の詳細を示しており、ステップＳ２０２が、図７Ａの１回目のステップＳ２７から始まる繰り返し処理（ステップＳ２４〜ステップＳ３０）であることが分かる。【００２４】
以上のように各チャネル信号に対し、符号化が決定され、この決定を示す各種情報が図５中の補助符号生成部１１９で生成される。この補助符号の例を図９Ａに示す。第１〜第６チャネル信号Ｘ１〜Ｘ６に対するものであり、各チャネル番号ｉ（ｉ＝１，…，６）に対し補助符号ＣＡｉとして終了フラグＦEN、親が前フレームと同一かを示すフラグＦＲ、親チャネル番号ｊ、重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）、終了フラグＦENが順に配列されている。終了フラグＦENが１は、そのチャネルに対する補助符号ＣＡｉの終了を表わす。親が前フレームと同一かを示すフラグＦＲが１は親チャネル番号ｊが、前フレームにおける当該チャネルｉの補助符号ＣＡｉ中の親チャネル番号ｊと同一であることを表わす。後で述べる補助符号メモリ１２１内の前フレーム部１２１ｄ中の該当する親チャネル番号ｊと、現フレームの当該親チャネル番号ｊとが比較部１１９ａで比較され、同一であればＦＲ＝１とされ、次の親チャネル番号ｊは省略され、重み係数がすぐ続くことになる。親チャネルｊは差分符号化の親チャネル信号のチャネル番号を表わし、重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）は差分符号化の重み係数を表わす。なお、親が前フレームと同一かを示すフラグＦＲはなくてもよい。【００２５】
図９Ａ、図９Ｂ、および図９Ｃに補助符号の例を示す。図９Ａの例では、第１チャネルの補助符号ＣＡ１は、左側のＦEN＝０であり、右側の情報があることを示している。したがって、差分信号Δ（ｉ，ｊ）に対する重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）が差分メモリ１１２から取り込まれる。図９Ａの右側に補助符号が続き、ＦＲ＝０で親チャネル番号ｊが前フレームの第１チャネルに対する親チャネル番号と異なることが示されている。ｊ＝２から親が第２チャネル信号、Ｗ（１，２）から重み係数が１３であることが分かる。次のＦEN＝１で補助符号ＣＡ１は終了する。第３チャネルの補助符号ＣＡ３は最初に終了フラグＦEN＝１であり、親チャネル番号ｊ、重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）がない。これは単独符号化であることを表わしている。先に述べたように単独符号化も重み付き差分符号化といえ、その場合は例えば第３チャネルの補助符号ＣＡ３は図９Ｂに示すようになる。つまり終了フラグＦEN＝０、前フレームと同一フラグＦＲ＝０、親チャネル番号ｊ＝３、重み係数Ｗ（３，３）＝０、終了フラグＦEN＝１になる。また図９Ｃに示すように親チャネルｊ＝３の次に終了フラグＦEN＝１を配してもよい。【００２６】
図５及び図６の説明に戻る。このようにして生成された補助符号ＣＡは補助符号メモリ１２１に格納される。補助符号メモリ１２１中の前フレーム部１２１ｄには、前フレームの補助符号中の少なくとも親チャネル番号ｊがチャネル番号ごとに格納される。
この発明の符号化では、以上のように各チャネル信号に対する（以下では単にチャネルに対するということもある）符号化が決定され、かつ補助符号ＣＡが生成される。その後、単独符号化と決定されたチャネルの信号は段階符号化部１００の入力信号が、そのまま段階符号化部１００のそのチャネルの入力信号とされ、差分符号化と決定されたチャネルについてはその差分信号Δ（ｉ，ｊ）がそのチャネルの入力信号とされて段階符号化部１００に入力される。更に段階符号化部１００で、各チャネルの入力信号に対する符号化の決定、補助符号の生成が同様に行われることが少なくとも１回繰り返される。【００２７】
つまりステップＳ２（図６）の次に、繰返制御部４１が、各チャネルに対する符号化決定処理が終了したかを調べる（ステップＳ３）。符号化決定処理の終了方法としては、予め決めた回数だけ符号化決定処理が繰り返されたら終了とする方法、符号化決定処理を繰り返しても、全体の差分信号のエネルギーの減少あるいは減少率が所定値以下になると終了とする方法などがある。ステップＳ３で符号化決定処理が終了していないと判定されると、単独符号化と決定された入力チャネル信号はそのまま再び入力チャネル信号とされ、差分符号化と決定されたチャネル信号はその差分信号Δ（ｉ，ｊ）がその第ｉチャネルの入力チャネル信号とみなされ、かつ前述した補助符号ＣＡの生成が行われてステップＳ２に戻る（ステップＳ４）。【００２８】
例えば図５中に示すように、補助符号メモリ１２１内の各チャネルの補助符号ＣＡｉの次の終了フラグＦENが０であれば、差分メモリ１１２中の対応差分信号Δ（ｉ，ｊ）を選択部４２で選択して段階符号化部１００に入力し、前記終了フラグＦENが１であれば対応入力チャネル信号Ｘｉを選択部４２で選択して段階符号化部１００に入力することを繰返制御部４１が行う。
この符号化決定処理を行うごとに、生成した全差分信号Δ（ｉ，ｊ）が、１回目（第１段階）は差分メモリ１１２内のメモリ部１１２ａに、２回目（第２段階）はメモリ部１１２ｂに、３回目（第３段階）はメモリ部１１２ｃにというように順次格納される。また同様に符号化決定処理ごとに生成された補助符号ＣＡが、１回目は補助符号メモリ１２１内のメモリ部１２１ａに、２回目はメモリ部１２１ｂに、３回目はメモリ部１２１ｃにというように順次格納される。【００２９】
ステップＳ３での符号化決定処理が終了すると、波形選択部４９１〜４９Iは、最終の符号化決定が単独符号化であれば最終符号化決定の処理のときの入力チャネル信号を、最終の符号化決定が差分符号化であれば最終符号化決定処理で生成した差分信号を選択してチャネル対応の波形符号化部４３ｉ（ｉ＝１，２，…，Ｉ）でエントロピー符号化などの可逆圧縮符号化によって符号化する（ステップＳ５）。合成部４４は、フレームごとに、波形符号化部４３１〜４３Ｉからの波形符号ＣＳ１〜ＣＳＩと補助符号化部４５からの補助符号ＣＡ１〜ＣＡＩとを合成して、多チャネル符号化符号を出力する（ステップＳ６）。【００３０】
多チャネル符号化符号の例を図１０Ａに示す。第１〜第Ｉチャネルの補助符号ＣＡ１〜ＣＡＩが順次配列され、その後、第１〜第Ｉチャネルの波形符号ＣＳ１〜ＣＳＩが順次配列される。第ｉチャネルの補助符号ＣＡｉは図１０Ｂに示すように１回目処理（第１段階符号化決定）で生成された補助符号が１回目符号ＣＡｉ1として、２回目の処理（第２段階符号化決定）で生成された補助符号が２回目符号ＣＡｉ2として、３回目の処理（第３段階符号化決定）で生成された補助符号が３回目符号ＣＡｉ3として順次配列される。各ｐ回目符号ＣＡｉｐ（ｐ＝１，２，３）は、それぞれ図１０Ｃに示すように終了フラグＦEN、前フレームと同一フラグＦＲ、親チャネル番号ｊを表わす符号Ｃｊ、重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）を表わす符号ＣＷが順次配列される。この処理におけるステップＳ２は、前記で述べた図７Ａまたは図７Ｂの方法とするのが最適であるが、少なくとも１つを単独符号化と決め、その他のチャネルは差分符号化とする方法であれば、どのような方法を用いてもよい。【００３１】
図１１に補助符号ＣＡｉの具体的内容を含めた詳細例を示す。ここで重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）（Ｃｗ）に格納されている数値は、重み係数を示す符号Ｃｗである。第１〜第６チャネルの補助符号ＣＡ１〜ＣＡ６を並列に順次配列して示してある。図１０Ａに示した例ではこれらＣＡ１〜ＣＡ６は直列に配列されることになる。１回目符号ＣＡｉ1は第５チャネルのみが終了フラグＦENが１であり、第５チャネルは単独符号化であり、第１〜第４チャネルは親チャネル番号ｊ、重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）が有限値であり、差分符号化であり、第６チャネルは親チャネルが６であり、従って差分符号化ではなく、単独符号化と決定されたが、補助符号が終了してないものである。ここで、重み係数符号として「０」を格納してあるが、単独符号化の場合は重み係数符号が不要なので、重み係数符号を含めない構成としてもよい。２回目符号ＣＡｉ2では、第１、第２、および第４チャネルは差分符号化である。つまり１回目の符号化決定処理により得られた第１、第２及び第４チャネルの各重み付き差分信号Δ（１，３）、Δ（２，５）、及びΔ（４，１）を、再び差分符号化すると決定されたことを示している。例えば第１チャネルΔ（１，３）の親は第３チャネルであり、これは差分信号Δ（３，５）である。第３チャネルの終了フラグＦENは１なので、１回目の符号化決定処理により得られた第３チャネルの差分信号Δ（３，５）を単独符号化すると決定されたことを示している。第６チャネルは、入力端子１１６よりの原第６チャネル信号Ｘ６が２回目符号化決定処理により第４チャネルを親とし、重み係数が１の差分符号化と決定されている。つまり２回目符号化決定処理では、段階符号化部１００には差分信号Δ（ｉ，ｊ）のみならず、単独符号化と決定されたその入力チャネル信号もそのまま入力され、この２回目符号化決定処理で、先に単独符号化と決定されたチャネル信号が、差分信号Δ（ｉ，ｊ）を親とする差分符号化と決定されることがある。例えば図４Ｂに示した例では、第４チャネル信号Ｅ４は符号化決定処理の１回目では差分符号化できず、つまり圧縮することができなかった。すなわち、発明が解決しようとする課題で説明した従来の方法では、第４チャネルは圧縮できなかった。しかし、本発明の再帰的処理により、符号化決定処理の２回目で、差分信号ｄ５，６を親とする差分符号化と決定でき、圧縮率をさらに改善できる。【００３２】
なお２回目符号化決定では、１回目符号化決定で得られた差分信号が対応チャネルの入力チャネル信号とみなされて、段階符号化部１００に入力される。従って第３チャネルは２回目符号化決定で単独符号化と決定されているから３回目符号化決定では差分信号Δ（３，５）が入力チャネル信号として段階符号化部１００に入力される。この場合は、図５の繰返制御部４１は差分メモリ１１２のメモリ部１１２ｂ内からΔ（３，５）を取り出して選択部４２を通じて段階符号化部１００に入力する。
３回目符号ＣＡｉ３では、第１チャネルは差分符号化である。第１チャネルΔΔ（１，３）を差分符号化した際の親は、２回目符号化決定処理で得られた第２チャネルの差分信号ΔΔ（２，５）である。第２及び第６チャネルは終了フラグＦENが１である。第４チャネルΔΔ（４，２）を差分符号化した際の親は、第１チャネルの差分信号ΔΔ（１，３）である。この例は、符号化決定処理が３回で終了となった場合であり、最終的に終了フラグＦENが１となっていない第１及び第４チャネルに対し、それぞれ終了フラグＦEN＝１が付加されている。【００３３】
図５中の補助符号化部４５が、補助符号メモリ１２１内の記憶内容を取り出して、図１１に示した補助符号ＣＡ１〜ＣＡ６、つまり各チャネルの補助符号ＣＡｉの番号符号配列ＣＡｉ１，ＣＡｉ2，ＣＡｉ3の配列を生成する。この際、親チャネル番号ｊは番号符号Ｃｊに符号化され、重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）は重み符号ＣＷに符号化される。第６チャネルは、１回目の符号化決定処理で終了フラグＦENは１となるが、図１１中に示すように終了フラグＦEN＝１中の最後のものを残し、その前の符号化決定段階で付けられたＦEN＝１はＦEN＝０に変換することを補助符号化部４５で行う。なお、補助符号メモリ１２１に符号化決定段階ごとの補助符号を格納する際に、番号符号Ｃｊ、重み符号ＣＷとして格納しておいてもよい。またチャネル番号ｉ，ｊは、一段に２進数表示することができるが、その２進数をそのまま番号符号Ｃｊとしてもよい。【００３４】
合成部４４から出力する多チャネル符号化符号は、図１０Ｄに示すように、第ｉチャネルの補助符号ＣＡｉと波形符号ＣＳｉとを組にして（ＣＡ１，ＣＳ１），〜，（ＣＡＩ，ＣＳＩ）の順に配列してもよい。また、符号化決定処理の繰り返しは１回だけでもよく、３回以上でもよい。更に前フレームと同一フラグＦＲ（前フレームの親と同じ親であることを示すフラグ）は省略してもよい。重み付き差分信号の重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）を求めるには、前述した計算によることなく、次のようにしてもよい。図５中の差分生成部１１１内の重み決定部１１１ａとして図１２に示すものを設ける。重み番号ｑ（ｑ＝０，１，…）ごとの重み係数Ｗｑが格納されている重みメモリ４５が設けられる。この例では重み係数βが−１．６〜１．６までの範囲で、５ビットで量子化した各β（ｑ）を１２８倍した整数値を重み係数Ｗｑ＝β（ｑ）×１２８とした場合である。重み番号ｑは５ビットで表わされ、０番〜３１番のいずれかとなる。【００３５】
各チャネル信号、例えば第ｉチャネル信号Ｘｉの差分信号Δ（ｉ，ｊ）を求める場合、差分計算部４６で、第ｉチャネル以外のチャネル信号（親チャネル信号）Ｘｊと各重み係数Ｗｑとの積を第ｉチャネル信号Ｘｉから引算する。最小選択部４７は、差分計算部４６で計算された３２個の引算結果中の最小の値を選択し、その選択された値が差分信号Δ（ｉ，ｊ）として、その最小値が得られた重み係数Ｗｑが重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）として出力される。
符号化決定処理は前述したように、多チャネル符号化符号の符号量がなるべく小さくなるように、全ての組み合せを調べた。前記例では、段階符号化部１００での各段階の符号化決定処理ごとに、全ての組み合せから、出力中の補助符号を除く信号のエネルギーの総和が小さくなるように、単独符号化チャネル及び差分符号化のチャネルの組み合せを逐次決定した。しかし、このように全ての組み合せを調べると、チャネル数Ｉが多くなると、処理量が著しく大になり、処理時間が著しく長くなる。【００３６】
つまり前記の逐次処理は、図１３Ａに示すように横軸及び縦軸にそれぞれチャネル番号１〜Ｉを配列し、この２次元領域の各座標点が示すチャネルの組み合せについて逐次調べる（探索する）ことになる。
前記２次元領域を複数に分割し、その分割により生じた複数の分割領域の一部のみで符号化決定処理の逐次探索を行うようにしてもよい。例えば図１３Ｂに示すように、前記２次元領域中のハッチングを付けた領域、つまり横軸上の１〜Ｉ／２と縦軸上のＩ／２＋１〜Ｉで決る分割領域と横軸上のＩ／２＋１〜Ｉと縦軸上の１〜Ｉ／２で決る分割領域のみを探索する。あるいは図１３Ｃに示すように前記２次元領域を縦及び横でそれぞれ４分の１に等分割し、１６個の分割領域中の、前記２次元領域における対角線上の４つの分割領域のみを探索するようにしてもよい。【００３７】
このようにすれば圧縮化するための性能はわずか低下するが、処理量がチャネル数の増加により爆発的に増加するのを防止することができる。分割による性能の低下をなるべく小さくするために例えば次のようにすればよい。あらかじめ全チャネル信号のその類似性（信号間距離）に基づきクラスタリングなどによって分類し、近いチャネル信号同士がなるべく同じ分割領域に入るようにチャネルを並べ替えるとよい。
［実施例２］
実施例２では、本発明の復号化の方法を示す。図１４に復号化装置の機能構成例を、図１５に処理手順の例を示す。入力端子２１から例えば図１０Ａに示した多チャネル符号化符号がチャネル分離部５１に入力される。チャネル分離部５１は、各チャネルの波形符号ＣＳ１〜ＣＳＩと補助符号ＣＡ１〜ＣＡＩを分離して、波形符号ＣＳ１〜ＣＳＩを波形復号化部５２１〜５２Ｉへ出力し、補助符号ＣＡ１〜ＣＡＩを補助復号化部５４１〜５４Ｉへ出力する（ステップＳ３２）。波形復号化部５２１〜５２Ｉは、図５中の波形符号化部４３１〜４３Ｉの可逆圧縮符号化方法と対応する可逆伸張復号化方法により、波形符号ＣＳ１〜ＣＳＩをそれぞれ復号化して波形信号ＷＡＳ１〜ＷＡＳＩを生成し、波形記憶部５３１〜５３Ｉに一時記憶する（ステップＳ３３）。また補助復号化部５４１〜５４Ｉは、補助符号ＣＡ１〜ＣＡＩをそれぞれ復号して結果を補助符号記憶部５５１〜５５Ｉに一時記憶する（ステップＳ３４）。なおステップＳ３３とＳ３４の順はいずれを先に行ってもよいし、並行して行ってもよい。【００３８】
この実施例では、符号化側の各符号化決定段階で生成された波形信号及び補助符号中の波形信号を、その補助符号に基づき復号する。復号は、最終回の符号化決定段階から順次前にもどりながら行う。また最終回の符号化決定段階が符号化決定処理のＰ回目である場合、段階ごとの繰り返し復号の処理を行う繰返制御部５６内のレジスタ５６ａに格納される段階パラメータｐを、Ｐとする（ステップＳ３５）。繰返制御部５６からの指示に従って、選択部２１２と２１３は、波形信号ＷＡＳ１〜ＷＡＳＩを各波形記憶部５３１〜５３Ｉから読み出し、繰返再生部２００に入力する。繰返再生部２００内の重み付き加算部２１１１〜２１１Ｉは、段階ｐの補助符号ＣＡ１p〜ＣＡＩpに基づいた重み加算により、入力波形信号ＷＡＳ１〜ＷＡＳＩから差分前の信号を再生する（ステップＳ３６）。【００３９】
各チャネルのｐ段階の符号に対する再生処理が終了すると、判定部５６ｂは、ｐが１かを確認する（ステップＳ３７）。つまり最初の符号化決定段階（処理）で得られた符号に対する再生が終了したかを判定する。ステップＳ３７で、ｐ＝１でなければｐを−１し（ステップＳ３８）、この再生段階（処理）で処理されなかった波形信号はそのまま対応するチャネルの入力波形信号となる。また、重み付き加算された信号は、対応するチャネルの入力波形信号として繰返再生部２００にそれぞれ入力されて、ステップＳ３６に戻る（ステップＳ３９）。ステップＳ３７で、ｐ＝１ならば、フレーム合成部２４１〜２４Ｉは、重み付き加算部２１１１〜２１１Ｉからの各加算波形信号をそれぞれフレームごとに順次連結して再生信号Ｘ１〜ＸＩを出力端子２５１〜２５Ｉに出力する。【００４０】
補助復号化部５４ｉでの復号処理手順の例を、図１６を参照して説明する。補助符号ＣＡｉは、図１０Ｂに示したように符号化決定処理段階の開始順ＣＡｉ１，ＣＡｉ２，ＣＡｉ３に配列され、第ｐ回目符号は終了フラグＦEN、前フレームと同一フラグＦＲ、親チャネル番号ｊ、重み係数符号ＣＷ（または重み係数Ｗ（ｉ，ｊ））の順に配列されているとする。また、各チャネルに対して、補助符号が終了している所に終了フラグＦENが付けられ、各フラグ、親チャネル番号、重み係数はそれぞれビット数が予め決められている。この補助復号化処理により、例えば図１１に示した補助符号が復号される。【００４１】
補助符号ＣＡｉの復号はｐ＝１から開始され、まずステップＳ４１で終了フラグＦEN＝１かが調べられる。例えば図１１に示した中の第５チャネル補助符号ＣＡ５１の場合はＦEN＝１であるから、この第５チャネルについての復号処理は終了となる。しかし終了フラグＦEN＝０の場合にはステップＳ４２へ進む。ステップＳ４２では、親前フレームと同一フラグＦＲ＝１かが調べられる。ＦＲ＝１であれば、その第ｉチャネル補助符号のＣＡｉの第ｐ回目符号の親チャネル番号ｊが補助符号記憶部５５ｉ内の前フレーム部５５ｉａが読み出され、これが親チャネル番号ｊとして用いられる（ステップＳ４３）。この場合は、補助符号配列のＦＲ＝１の次に重み係数符号ＣＷが続くことになる。【００４２】
ステップＳ４２でＦＲ＝０ならば、ＦＲの次の符号から親チャネル番号ｊを取得する（ステップＳ４４）。親チャネル番号を復号（取得）すると、その親チャネルが自分自身であるかを調べる（ステップＳ４５）。親チャネルが自分でなければ次の符号ＣＷを取得復号して重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）を求める（ステップＳ４６）。例えば図１１中の第１チャネル補助符号の第１回目符号ＣＡ１１では親チャネルが３、重み係数符号ＣＷ＝１０が重み係数Ｗ（１，３）＝７６／１２８＝０．５９３７５に復号される。ステップＳ４５で自分が親チャネルであれば、次の符号を読むことなく、重み係数Ｗ（ｉ，ｊ）＝０とする（ステップＳ４７）。以上のように、例えば図１１に示した補助符号ＣＡが復号され、これが補助符号記憶部５５ｉに格納される。【００４３】
図１４の説明に戻る。繰返再生部２００は、繰返制御部５６の指示に従って、例えば図１７に示す処理が行われる。図１７に、図１５のステップＳ３６の詳細な処理手順を示す。まずチャネル番号ｉを１に初期化し復号済フラグＦDEを０に初期化する（ステップＳ５１）。次に自分が親か、つまり第ｉチャネルが親か否かを判定する（ステップＳ５２）。親であれば当該第ｉチャネルの入力波形信号を出力し、復号済フラグＦDEを１とし（ステップＳ５３）、ｉをｉ＋１とする（ステップＳ５４）。ステップＳ５２で親でなければステップＳ５４に移る。ステップＳ５４の次にｉがチャネル数Ｉより大か否かを判定し、Ｉ以下であればステップＳ５２に戻る（ステップＳ５５）。このようにして繰返波形再生の各段階の単独符号化符号に対する復号波形信号が、そのまま重み付き加算部２１１ｉに出力される。つまり図１１の補助符号の場合で、ｐ＝４の場合には、補助符号ＣＡ１のΔΔΔ（１，２）、ＣＡ２のΔΔ（２，５）、ＣＡ３のΔ（３，５）、ＣＡ４のΔΔΔ（４，１）、ＣＡ５の復号波形信号Ｘ５、ＣＡ６のΔΔ（６，４）が出力される。なお、ｐ＝３の場合には、ＣＡ１とＣＡ４は差分符号化なので、補助符号ＣＡ２のΔΔ（２，５）、ＣＡ３のΔ（３，５）、ＣＡ５の復号波形信号Ｘ５、ＣＡ６のΔΔ（６，４）が出力される。【００４４】
ステップＳ５５でｉがＩより大であると判定されるとｍを１に初期化する（ステップＳ５６）。次に第ｍチャネルの復号済フラグＦDEが０であり、かつ親が既に復号されたか否かを判定する（ステップＳ５７）。ステップＳ５７がＹｅｓの場合には、重み付き加算部２１１ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｉ）は、当該入力第ｍチャネル波形信号に親の波形信号を重み付き加算して加算波形信号を出力し、かつ復号済フラグＦDEを１にする（ステップＳ５８）。ステップＳ５７がＮｏの場合には、ステップＳ５８を省略する。次に、ｍをｍ＋１とする（ステップＳ５９）。全チャネルの復号済フラグＦDEが全て１か否かを判定し（ステップＳ６０）、１つでもＦDE＝１でないものがあればｍ＞Ｉかを判定する（ステップＳ６１）。ステップＳ６１がＹｅｓならばステップＳ５６に戻り、ＮｏならばステップＳ５７に戻る。ステップＳ６０で全チャネルの復号済フラグＦDEが全て１であると判定されると、重み付き加算部２１１１〜２１１Ｉの出力波形信号をそのまま第１〜第Ｉ入力波形信号として繰返再生部２００に再入力する（ステップＳ６２）。図１１の補助符号の場合で、ｐ＝４の場合には、すべてのチャネルが単独符号なので、差分復号の処理で復号されるチャネルはない。ｐ＝３の場合には、差分復号の処理によって、補助符号ＣＡ１のΔΔΔ（１，２）＋β（１９）×ΔΔ（２，５）、ＣＡ４のΔΔΔ（４，１）＋β（２７）×ΔΔ（１，３）が得られる。前記の単独復号の処理で、ｐ＝３の場合のＣＡ２、ＣＡ３、ＣＡ５、ＣＡ６の復号結果が得られているので、６チャネル全てのｐ＝３の段階の復号が終了したことになる。【００４５】
以上のステップＳ５６〜Ｓ６１の処理は差分復号波形信号に対する再生処理である。例えば図１１中の第１チャネルに対する第３回目符号ＣＡ１３にもとづき第１チャネル符号化符号に対する第１段目の再生処理が行われる。第３回目符号ＣＡ１３の親チャネルｊは２であり、ステップＳ５６より前の処理においては親の波形信号が復号されていないが、ステップＳ５６以後のこの段階における最初の再生処理により再生が行われる。同様に第４チャネルの第３回目符号ＣＡ４３の親チャネルｊが１であり、前記最初の再生処理では第１チャネル入力波形信号に対する処理（復号）が行われていないため第４チャネル入力波形信号に対する処理を行うことができない。しかしステップＳ６１でｍ＝Ｉと判定されるとステップＳ５６に戻り、これに基づくこの段階における２回目の再生処理において第４チャネル入力波形信号に対する再生処理が行われる。第１チャネル信号Ｘ1は、第４回符号ＣＡ１４に基づくΔΔΔ（１，２）の、第３回目符号ＣＡ１3に基づく差分信号ΔΔ（２，５）を親とする重みつき加算と、第２回目符号ＣＡ１2に基づく差分信号Δ（３，５）を親とする重みつき加算と、第１回目符号ＣＡ１1に基づくチャネル信号Ｘ3を親とする重みつき加算とにより再生されることになる。つまり、Ｘ１＝ΔΔΔ（１，２）＋β（１９）×ΔΔ（２，５）＋β（１５）×Δ（３，５）＋β（１０）×Ｘ3である。【００４６】
先に述べたように、単独符号化は自分を親とし、重み係数を０とする重み付き差分符号化と考えることもできる。この考え方にしたがって再生処理を行うには、図１７のステップＳ５１でｉを１に初期化する代わりに括弧書きに示すようにｍを１に初期化し、一点鎖線で示すようにステップＳ５１からステップＳ５６に移るようにすればよい。
なお、この再生処理で補助符号中の前フレームと同一フラグＦＲを用いる場合は、例えば図１７中に破線で示す処理を追加する。具体的には、ステップＳ５７がＹｅｓの場合に、前フレームと同一フラグＦＲが１か否かを判定し（ステップＳ６２）、同一であればステップＳ６３で前フレームの対応チャネルの補助符号中の親チャネルを用い、同一でなければステップＳ６４で現補助符号中の親チャネルを用いてステップＳ５８に移る。【００４７】
図１７に示した処理を行うために、図１４の重み付き加算部２１１１〜２１１Ｉの出力波形信号を選択部２１２及び２１３に各々入力する。これら選択部２１２及び２１３には波形記憶部５３１〜５３Ｉからの復号波形信号ＷＡＳ１〜ＷＡＳＩも入力される。選択部２１２及び２１３は、繰返制御部５６からの指示にしたがって、各チャネルへの入力として復号波形信号又は重み付き加算部の出力波形信号のいずれかを選択する。選択部２１２は、選択した波形信号を重み付き加算部２１１１〜２１１Ｉ内の足し算部２１１ｂに各々入力する。つまり、子チャネル波形信号として入力する。また、選択部２１３は、選択した波形信号を重み付き加算部２１１１〜２１１Ｉ内の乗算部２１１ａに各々入力する。つまり、親チャネル波形信号として入力する。補助符号記憶部５５１〜５５Ｉからの復号された重み係数は、対応する乗算部２１１ａに各々入力される。これら乗算部２１１ａの乗算結果を対応する足し算部２１１ｂに入力し、これら足し算部２１１ｂの足し算結果を重み付き加算部２１１１〜２１１Ｉの各出力波形信号とする。なお、補助符号化部５４１〜５４Ｉでは重み符号ＣＷを復号せず、各重み付き加算部内の重み復号部２１１ｃで復号するようにしてもよい。繰返制御部５６内には前記処理を行なうために用いるパラメータｐ，ｉ，ｍを格納するレジスタ５６ａ，５６ｂ、図１５及び図１７中の各判定ステップの判定を行なう各種判定部５６ｃが設けられる。さらに、図に示していないが各チャネル対応のＦDEの格納部などが設けられている。【００４８】
各チャネルの波形符号を予め復号化しておくことなく、その復号波形信号が必要になった時に復号化してもよい。その場合は図１７中のステップＳ５３において、括弧書きで示すように当該チャネル（自分が親のチャネル）の波形符号ＣＳｉを復号化し、その復号された波形信号ＡＳｉを出力する。ただし、最終符号化段階を、終了フラグＦEN＝１のみである符号化段階とする。例えば図１１に示した例では第３回目符号ＣＡｉ3の次の符号化段階、つまり第４回目符号ＣＡｉ4から繰返再生処理を実行する。従って、図１１の第４回目符号ＣＡ１4とＣＡ４4とが終了フラグＦEN＝１であり、これらはそれぞれ親チャネルｊ＝１とｊ＝４とする、つまり自分を親とするものであり、これらの波形符号ＣＳ１とＣＳ４が１回目の再生処理で復号化され、次に２回目の再生処理は第３回目符号ＣＡｉ3について行なわれることになる。【００４９】
上述では段階符号化符号ごとに再生復号処理を行なったが、他チャネル符号化符号中の補助符号に基づいて第１チャネルから順次再生復号できるものを処理し、できないものを抜かし、最後のＩチャネルに対する処理の後、再び第１チャネルから処理ができるものを順次処理することを繰り返す方法もある。この場合その各処理により得られた復号波形信号、復号差分信号、加算信号（差分信号）、ＷＡＳｉ、Δ（ｉ，ｊ），ΔΔ（ｉ，ｊ），・・・を記憶部に格納し、これらの中から該当する親を取り出して重み付き加算処理をする。【００５０】
以上述べたことから理解されるように、この発明の復号方法の特徴は、ある差分波形信号と、他の波形信号との重み付き加算を行って波形信号を再生する。そして、更にこの重み付き加算された波形信号と別の差分波形信号との重み付き加算して別の波形信号を再生する。このように重み付き加算を繰り返すことにある。従って、この発明の復号化方法の修理手順は図１８に示す手順を含むものであればよい。つまり多チャネル符号化符号をチャネル符号ごとに分離し（ステップＳ７１）、少なくとも１つの単独符号化符号を復号してチャネル波形信号を生成する（ステップＳ７２）。そのチャネル波形信号を親として他の波形信号と重み付き加算を行い、差分波形信号又はチャネル波形信号を生成する（ステップＳ７３）。その重み付き加算により生成された波形信号を親として、更に他の波形信号と重み付き加算し、他のチャネル波形信号又は差分波形信号を生成する（ステップＳ７４）。
［実施例３］
この発明は、信号系列そのものだけではなく、チャネルごとに線形予測を行った場合の予測誤差信号系列や予測パラメータ系列に対しても適用することができる。また、これらの両者にそれぞれこの発明を適用する場合は、各補助符号を単独に用いてもよいし、１部（例えば親チャネル番号）が同一の場合には、これを共用してもよい。【００５１】
この例を図１９に示す。各フレーム分割部１２1〜１２Iからのチャネル信号は、予測分析部１３1〜１３I及び予測誤差生成部１６1〜１６Iに入力される。図１Ａに示し説明したように予測誤差生成部１６1〜１６Iからそれぞれ予測誤差信号が生成される。これらは誤差段階符号化部６１に入力される。また、予測分析部１３1〜１３Iで生成された予測係数信号が係数段階符号化部６２に入力される。誤差段階符号化部６１及び係数段階符号化部６２は、図５中に示し説明した段階符号化部１００と同じ機能構成である。誤差段階符号化部６１からの差分信号及び単独符号化と決定された予測誤差信号が誤差波形符号化部６３に入力される。誤差波形符号化部６３は、各チャネルの予測誤差信号又はその差分信号をそれぞれ符号化する。同様に単独符号化と決定された予測係数信号又は係数段階符号化部６２からの差分信号が係数波形符号化部６４に入力される。係数波形符号化部６４は、各チャネルの予測係数信号又はその差分信号をそれぞれ符号化する。比較部６５は、誤差段階符号化部６１内の補助符号生成部６１ａからの補助符号と係数段階符号化部６２内の補助符号生成部６２ａからの補助符号とを比較し、同じチャネルの親チャネル番号が同一かを確認する。同一の場合は、一方（例えば係数段階符号化部６２からの補助符号）の対応するチャネルの親チャネル番号の代わりに、単に予測誤差信号に対する補助符号の対応するそれと同一であることを示すフラグを修正部６６でたてる。誤差波形符号化部６３からの波形符号及び対応する補助符号が合成部６７で合成されて予測誤差信号の多チャネル符号化符号が生成される。また係数波形符号化部６４からの波形符号と修正部６６からの補助符号とが合成部６８で合成されて予測係数の多チャネル符号化符号が生成される。なお、誤差波形符号化部６３、係数波形符号化部６４にはそれぞれ、図に示していないが、図５中の波形選択部４９1〜４９Iが含まれている。予測パラメータ（予測係数）がＰＡＲＣＯＲ係数の場合、符号化決定処理で生成する差分信号は、低次のものに限定するか、重み係数βを定数ではなくパラメータ係数の高い次数ほど小さくすることが好ましい。
［実施例４］
従来から、多チャネル信号を２信号ずつの組に分けて、各組をステレオ信号の左信号Ｌと右信号Ｒとしてステレオ符号化することが提案されている。この考えを一部適用した場合のこの発明の実施例を説明する。図２０Ａに示すように入力端子１１1〜１１Iからの多チャネル信号を、２つずつステレオ符号化用信号生成部７１に入力する。各ステレオ符号化用信号生成部７１は、入力された２つの信号の一方をステレオの左信号Ｌとし、他方を右信号Ｒとし、これらの差信号Ｌ−Ｒを生成する。さらに、これら３信号中の符号量が最も少なくなる２つの信号を選択する。例えばこれら３信号の各エネルギーが小さいほうの２つを選択する。予測誤差生成部１６1〜１６Iは、各ステレオ符号化用信号生成部７１からの各２つの信号から予測誤差信号をそれぞれ生成し、図５中の多チャネル信号Ｘ1〜ＸIとして多チャネル符号化部７２に入力する。なお、多チャネル符号化部７２の内部には、図５の段階符号化部１００が備えられている。このように処理することで、入力された多チャネル信号を直接多チャネル符号化部で符号化するよりも圧縮率を向上させることができる。【００５２】
図２０Ｂに復号側の機能構成を示す。なお、多チャネル復号化部７３の内部には図１４の繰返再生部２００が備えられている。多チャネル符号化符号は、多チャネル復号化部７３に入力される。多チャネル復号化部７３内の繰返再生部２００からの各再生チャネル信号は、予測合成部２３1〜２３Iに入力され、予測合成される。これら予測合成出力信号は、符号化時と同様に第１チャネルから順次２つずつを組としてステレオ分離部７４にそれぞれ入力される。各ステレオ分離部７４は、２つの入力信号に基づき左信号Ｌ及び右信号Ｒを出力する。なお前記３信号Ｌ，Ｒ，Ｌ−Ｒのいずれの２つがステレオ分離部７４に入力されたかがわかる符号もステレオ分離部７４に入力されている。つまり図２を参照して説明した従来のステレオ符号化装置と同じように、前記３つの信号のどの２つに対応する符号が出力されたかを表わす符号も出力され、これと対応した復号化がなされる。【００５３】
場合によっては、次のようにした方が処理量は多くなるが圧縮率をあげることができる。例えば、図２１Ａに示すように、入力選択部８１は、入力端子１１1〜１１Iからの各チャネル信号を、図２０Ａで説明したステレオ符号化用信号生成部７１に第１チャネルから順に２つずつ組として入力する。予測誤差生成部１６1〜１６Iは、ステレオ符号化用信号生成部７１の２つの信号から予測誤差信号をそれぞれ生成する。圧縮符号化部１７1〜１７Iは、各予測誤差信号を例えばエントロピー符号化による可逆圧縮符号化し、合成部８３に出力して多チャネル符号化符号を出力する。入力選択部８１は、入力チャネル信号を予測誤差生成部８２1〜８２Iにも入力する。予測誤差生成部８２1〜８２Iは、予測誤差信号をチャネル信号Ｘ1〜ＸIとして多チャネル符号化部７２に入力する。多チャネル符号化部７２は、多チャネル符号化符号を出力する。出力選択部８４は、入力選択部８１での選択に応じて、合成部８３又は多チャネル符号化部７２からの多チャネル符号化符号を選択して出力する。【００５４】
この多チャネル符号化符号に対する復号化は例えば図２１Ｂに示すように行う。入力された多チャネル符号化符号をチャネル分離部５１により第１〜第Ｉチャネル符号に分離する。入力切替部８５は、符号化側での出力選択部８４の選択を表す符号に基づいて、分離された第１〜第Ｉチャネル符号を伸張復号化部２１１〜２１Ｉ又は多チャネル復号化部７３に入力する。伸張復号化部２１１〜２１Ｉに入力した場合は、伸張復号化部２１１〜２１Ｉが、第１〜第Ｉチャネル符号をそれぞれ復号化する。更に予測合成部２３１〜２３Ｉは、予測合成し、２つずつを組としてステレオ分離部７４に入力する。ステレオ分離部７４は、分離された第１〜第Ｉチャネル再生信号を出力切替部８７に入力する。入力切替部８５が第１〜第Ｉチャネル符号を多チャネル復号化部７３側に入力した場合は、多チャネル復号化部７３が復号化する。予測合成部８６１〜８６Ｉは、第１〜第Ｉチャネル再生信号を、予測合成して出力切替部８７へ供給する。出力切替部８７は、入力切替部８５の切替と対応して第１〜第Ｉチャネル再生信号の一方を出力する。
［実験例］
以下にこの発明の効果を示す実験とその結果を説明する。【００５５】
図２２に示すように音響信号（オーディオ）２チャネル、マイクロホンアレー信号（オーディオ）８チャネル、脳磁計信号（生データ）２５６チャネル、脳磁計信号（加算平均後）２５６チャネル、脳磁計信号（ノイズ除去後）１９２チャネルに対して、図６に示した符号化方法を適用した実験例である。各チャネル信号についての語長（１サンプルのビット数）、各チャネルあたりのサンプル数及び各サンプリング周波数は、それぞれ図２２に示した通りである。チャネルごとに単独に符号化した場合の符号化量Ｖｕを基準とし、この発明を適用した多チャネル符号化符号の符号量と、図２に示した符号化方法による符号化量の相対的改善率を図２３に示す。ここで、符号化により圧縮された符号量をＶｐとすると、改善率は（Ｖｕ−Ｖｐ）／Ｖｕ×１００（％）と定義した。図２３の白棒グラフは図２に示した方法によるものであり、斜線棒グラフはこの発明の方法によるものである。これより、この発明が図２に示した方法よりも著しく優れたものであることが理解できる。【００５６】
この発明の符号化装置及び復号化装置は、コンピュータにより機能させることもできる。例えばコンピュータをこの発明の符号化装置として機能させるためには、そのコンピュータに、例えば図６に示した方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク、半導体記憶媒体等の記録媒体からインストールし、あるいは通信回線を介してダウンロードし、そのプログラムをコンピュータに実行させればよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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