(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を符号励振線形予測符号化方法により符号化した符号語を復号する第１の復号手段と、前記符号励振線形予測符号化方法と異なる他の符号化方法により符号化した符号語を復号する単一もしくは複数の第２の復号手段とを有する復号装置において、
前記第１の復号手段により得られる励振ベクトルの利得の時間変動に基づいて、入力信号の中の振幅の立ち上がりを検出する手段と、
前記立ち上がりを、前記第２の復号手段に通知する手段と
を有し、
前記第２の復号手段は、通知された立ち上がりに基づいて、前記他の符号化方法により符号化された符号語を復号する、立ち上がり検出・通知装置を設けた復号装置。
【請求項２】
前記励振ベクトルの利得は、固定符号帳利得若しくはそのパラメータであることを特徴とする請求項１に記載の復号装置。
【請求項３】
入力信号を符号励振線形予測符号化方法により符号化した符号語を復号する第１の復号手段と、前記符号励振線形予測符号化方法と異なる他の符号化方法により符号化した符号語を復号する単一もしくは複数の第２の復号手段とを有する復号装置において、
前記第１の復号手段により得られる復号信号波形の時間変動に基づいて、入力信号の立ち上がりを検出する手段と、
前記立ち上がりを、前記第２の復号手段に通知する手段と
を有し、
前記第２の復号手段は、通知された立ち上がりに基づいて、前記他の符号化方法により符号化された符号語を復号する、立ち上がり検出・通知装置を設けた復号装置。
【請求項４】
前記復号信号の時間変動は電力の時間変動であることを特徴とする請求項３に記載の復号装置。
【請求項５】
前記第２の復号手段は、前記入力信号と、前記第１の復号手段により復号した復号信号との差分が符号化された符号語を復号することを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の復号装置。
【請求項６】
前記第２の復号手段は、前記入力信号の線形予測残差信号と、前記第１の復号手段により復号した線形予測合成フィルタの励振ベクトルとの差分が符号化された符号語を復号することを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の復号装置。
【請求項７】
前記入力信号は、音声及び音響信号であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の復号装置。
【請求項８】
入力信号を符号励振線形予測符号化方法により符号化する第１の符号化手段と、前記符号励振線形予測符号化方法と異なる他の符号化方法により符号化する単一もしくは複数の第２の符号化手段とを有する符号化装置において、
前記第１の符号化手段により得られる励振ベクトルの利得の時間変動に基づいて、入力信号の中の振幅の立ち上がりを検出する手段と、
前記立ち上がりを、前記第２の符号化手段に通知する手段と
を有し、
前記第２の符号化手段は、通知された立ち上がりに基づいて、前記入力信号を前記他の符号化方法により符号化する、立ち上がり検出・通知装置を設けた符号化装置。
【請求項９】
前記励振ベクトルの利得は、固定符号帳利得若しくはそのパラメータであることを特徴とする請求項８に記載の符号化装置。
【請求項１０】
入力信号を符号励振線形予測符号化方法により符号化する第１の符号化手段と、前記符号励振線形予測符号化方法と異なる他の符号化方法により符号化する単一もしくは複数の第２の符号化手段とを有する符号化装置において、
前記第１の符号化手段により得られるローカル復号信号の時間変動に基づいて、入力信号の中の振幅の立ち上がりを検出する手段と、
前記立ち上がりを、前記第２の符号化手段に通知する手段と
を有し、
前記第２の符号化手段は、通知された立ち上がりに基づいて、前記入力信号を、前記他の符号化方法により符号化する、立ち上がり検出・通知装置を設けた符号化装置。
【請求項１１】
前記復号信号の時間変動は電力の時間変動であることを特徴とする請求項１０に記載の符号化装置。
【請求項１２】
前記第２の符号化手段は、前記入力信号と、前記第１の符号化手段により符号化された信号を復号した復号信号との差分を符号化することを特徴とする、請求項８乃至１１のうちいずれか一項に記載の符号化装置。
【請求項１３】
前記符号化装置は、第１の符号化手段と第２の符号化手段のうち、いずれか一方の符号語を選択して出力することを特徴とする、請求項８乃至１１のうちいずれか一項に記載の符号化装置。
【請求項１４】
前記第２の符号化手段は、前記入力信号の線形予測残差信号と、前記第１の符号化手段により符号化された信号を復号した線形予測合成フィルタの励振ベクトルとの差分を符号化することを特徴とする、請求項８乃至１１のうちいずれか一項に記載の符号化装置。
【請求項１５】
前記入力信号は、音声及び音響信号であることを特徴とする請求項８乃至１４のうちいずれか一項に記載の符号化装置。
【請求項１６】
入力信号を符号励振線形予測符号化方法により符号化した符号語を復号する第１の復号手段と、前記符号励振線形予測符号化方法と異なる他の符号化方法により符号化した符号語を復号する単一もしくは複数の第２の復号手段とを有する復号装置における復号方法において、
前記第１の復号手段により得られる励振ベクトルの利得の時間変動に基づいて、入力信号の中の振幅の立ち上がりを検出するステップと、
前記立ち上がりを、前記第２の復号手段に通知するステップと
前記第２の復号手段が、通知された立ち上がりに基づいて、前記他の符号化方法により符号化された符号語を復号するステップ
を有する復号方法。
【請求項１７】
前記励振ベクトルの利得は、固定符号帳利得若しくはそのパラメータであることを特徴とする請求項１６に記載の復号方法。
【請求項１８】
入力信号を符号励振線形予測符号化方法により符号化した符号語を復号する第１の復号手段と、前記符号励振線形予測符号化方法と異なる他の符号化方法により符号化した符号語を復号する単一もしくは複数の第２の復号手段とを有する復号装置における復号方法において、
前記第１の復号手段により得られる復号信号波形の時間変動に基づいて、入力信号の立ち上がりを検出するステップと、
前記立ち上がりを、前記第２の復号手段に通知するステップと、
前記第２の復号手段が、通知された立ち上がりに基づいて、前記他の符号化方法により符号化された符号語を復号するステップと
を有する復号方法。
【請求項１９】
前記復号信号の時間変動は電力の時間変動であることを特徴とする請求項１８に記載の復号方法。
【請求項２０】
前記第２の復号ステップは、前記入力信号と、前記第１の復号ステップにより復号した復号信号との差分が符号化された符号語を復号することを特徴とする、請求項１６乃至１９のうちいずれか一項に記載の復号方法。
【請求項２１】
前記第２の復号ステップは、前記入力信号の線形予測残差信号と、前記第１の復号ステップにより復号した線形予測合成フィルタの励振ベクトルとの差分が符号化された符号語を復号することを特徴とする、請求項１６乃至１９のうちいずれか一項に記載の復号方法。
【請求項２２】
前記入力信号は、音声及び音響信号であることを特徴とする請求項１６乃至２１のうちいずれか一項に記載の復号方法。
【請求項２３】
入力信号を符号励振線形予測符号化方法により符号化する第１の符号化手段と、前記符号励振線形予測符号化方法と異なる他の符号化方法により符号化する単一もしくは複数の第２の符号化手段とを有する符号化装置における符号化方法において、
前記第１の符号化手段により得られる励振ベクトルの利得の時間変動に基づいて、入力信号の中の振幅の立ち上がりを検出するステップと、
前記立ち上がりを、前記第２の符号化手段に通知するステップと、
前記第２の符号化手段が、通知された立ち上がりに基づいて、前記入力信号を前記他の符号化方法により符号化するステップと
を有する符号化方法。
【請求項２４】
前記励振ベクトルの利得は、固定符号帳利得若しくはそのパラメータであることを特徴とする請求項２３に記載の符号化方法。
【請求項２５】
入力信号を符号励振線形予測符号化方法により符号化する第１の符号化手段と、前記符号励振線形予測符号化方法と異なる他の符号化方法により符号化する単一もしくは複数の第２の符号化手段とを有する符号化装置における符号化方法において、
前記第１の符号化手段により得られるローカル復号信号の時間変動に基づいて、入力信号の中の振幅の立ち上がりを検出するステップと、
前記立ち上がりを、前記第２の符号化手段に通知するステップと、
前記第２の符号化手段が、通知された立ち上がりに基づいて、前記入力信号を、前記他の符号化方法により符号化するステップと
を有する符号化方法。
【請求項２６】
前記復号信号の時間変動は電力の時間変動であることを特徴とする請求項２５に記載の符号化方法。
【請求項２７】
前記第２の符号化ステップは、前記入力信号と、前記第１の符号化ステップにより符号化された信号を復号した復号信号との差分を符号化することを特徴とする、請求項２３乃至２６のうちいずれか一項に記載の符号化方法。
【請求項２８】
前記符号化方法は、第１の符号化ステップと第２の符号化ステップのうち、いずれか一方の符号語を選択して出力することを特徴とする、請求項２３乃至２６のうちいずれか一項に記載の符号化方法。
【請求項２９】
前記第２の符号化ステップは、前記入力信号の線形予測残差信号と、前記第１の符号化ステップにより符号化し、復号した線形予測合成フィルタの励振ベクトルとの差分を符号化することを特徴とする、請求項２３乃至２６のうちいずれか一項に記載の符号化方法。
【請求項３０】
前記入力信号は、音声及び音響信号であることを特徴とする請求項２３乃至２６のうちいずれか一項に記載の符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号を高能率に圧縮して、符号化し或は復号する、信号符号化・復号装置及びその符号化或は復号方法に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
現在では、音声・音響信号を高能率に圧縮して符号化し、そして、復号する装置及び、その方法については、多数のものが存在している。それらの中で、符号化に階層性を持たせることによって、必要な品質や、ネットワークの状況に応じて、符号語系列中の一部分のみについて復号することを可能とする階層（スケーラブル）符号化がある。スケーラブル符号化では、符号化器の入力信号と、下位の階層の符号化器による符号化結果を復号した出力との間の誤差信号を、さらに、上位の階層の符号化器で、逐次符号化してゆく構造を有している。最下位の階層を、コア層、そして、それより上位の階層をエンハンス層と呼ぶ。代表的なスケーラブル符号化方式の例としては、ＩＳＯ／ＩＥＣにより規格化されたＭＰＥＧ−４Ａｕｄｉｏ（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−３）のスケーラブル符号化がある。図１は、このスケーラブル符号化のブロック図を示す。このブロック図において、コア層符号化器１０１として、符号励振線形予測（ＣＥＬＰ：Ｃｏｄｅ  Ｅｘｃｉｔｅｄ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）符号化、ＨＶＸＣ（Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇ）、ＨＩＬＮ（Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  Ｌｉｎｅ  ｗｉｔｈ  Ｎｏｉｓｅ）というような、パラメトリック符号化や、ＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）、ＴｗｉｎＶＱ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ｄｏｍａｉｎＷｅｉｇｈｔｅｄ  Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）というような変換符号化などを使用する。そして、エンハンス層符号化器１０４として、変換符号化による符号化器が使用される。
【０００３】
図２は、ＣＥＬＰ符号化の符号化装置のブロック図である。図２に示すＣＥＬＰ符号化器は、主に、線形予測分析器２０１、線形予測係数量子化部２０２、線形予測合成フィルタ２０３、適応符号帳２０４、固定符号帳２０６、聴覚重み付けフィルタ２０８、制御部２０９、加算部２１２、及び、減算部２１３により構成される。このＣＥＬＰ符号化器においては、入力信号２００が、５から４０ｍｓのフレーム毎に、線形予測分析器２０１で、線形予測分析される。そして、その線形予測分析で得られた線形予測係数２１０は、線形予測係数量子化部２０２で量子化される。このようにして得られた、量子化された線形予測係数を用いて、線形予測合成フィルタ２０３が構成される。この線形予測合成フィルタ２０３を駆動するための、励振ベクトル２１１は、適応符号帳１３４に格納される。制御部２０９の出力により、適応符号帳２０４から適応符号帳励振ベクトルが出力され、一方、固定符号帳２０６から固定符号帳励振ベクトルが出力される。そして、それぞれのベクトルに、適応符号帳ゲイン２０５と固定符号帳ゲイン２０７がそれぞれ乗じられる。これらの、各ゲインが乗じられた結果を加算することにより、加算部２１２の出力から励振ベクトル２１１が生成される。このようにして生成された励振ベクトル２１１は、線形予測合成フィルタ２０３に供給される。線形予測合成フィルタ２０３の出力は、合成信号を構成し、そして、入力信号とこの合成信号の間の誤差信号を、減算部２１３により計算し、この誤差信号を、聴覚重み付けフィルタ２０８に供給する。聴覚重み付けフィルタ２０８は、聴覚重み付けを行った誤差信号を、制御部２０９へ出力する。制御部２０９は、この聴覚重み付けを行った誤差信号の電力が最小となるような励振ベクトル２１１を探索し、そして、探索により選択された適応符号帳励振ベクトルと固定符号帳励振ベクトルに対して、聴覚重み付けを行った誤差信号の電力が最小となるように、適応符号帳ゲイン２０５と固定符号帳ゲイン２０７を決定する。
【０００４】
図３は、ＣＥＬＰ符号化された符号の復号装置３００のブロック図である。この図に示す復号装置では、符号語系列３１１の中から、線形予測合成フィルタ３０５の係数、適応符号帳３０１、適応符号帳ゲイン３０２、固定符号帳３０３及び、固定符号帳ゲイン３０４の情報が取り出される。適応符号帳励振ベクトル、固定符号帳励振ベクトルのそれぞれにゲインが乗算されたのちに加算器３０７により加算され、励振ベクトル３０６が生成される。この励振ベクトル３０６によって、線形予測合成フィルタ３０５を駆動して、復号信号が出力として得られる。
【０００５】
一方、図４は、変換符号化のための符号化装置４００のブロック図である。符号化装置４００は、主に、直交変換部４０１、変換係数量子化部４０２及び、量子化変換係数符号化部４０３により構成される。直交変換部４０１によって、入力信号４０４から、変換係数４０５が算出される。この変換係数４０５は、変換係数量子化部４０２により量子化され、そして、この量子化変換係数４０６が、量子化変換係数符号化部４０３によって符号化系列に符号化される。
【０００６】
また、図５は、変換符号化された符号化系列５０４の復号装置５００のブロック図である。図５の復号装置では、符号化系列５０４は、量子化変換係数復号部５０１によって、量子化変換係数に復号され、そして次に、その量子化変換係数が、変換係数逆量子化部５０２によって変換係数に逆量子化される。このようにして得られた変換係数は、逆直交変換部５０３により逆直交変換されて、復号信号となる。
【０００７】
このように、変換符号化は、時間領域の入力信号を直交変換することにより、周波数領域に変換した後に、量子化及び符号化を行う。従って、このように符号化された符号化系列を、時間領域に逆変換すると、周波数領域において行った量子化により発生した量子化雑音が、変換符号化の単位である変換ブロックの全体にわたって、ほぼ一様なレベルで発生する。このために、変換ブロック内の入力信号の一部に、振幅が急峻に立ち上がる部分が存在する場合には、変換ブロック内の入力信号の、この振幅が急峻に立ち上がる部分よりも前の部分に、プリエコーと呼ばれる耳障りな雑音が発生する。例えば、変換ブロック長が長い場合には、このプリエコーの発生する区間も同様に長くなるために、主観品質がより一層劣化する結果となる。この変換符号化で発生する問題は、前述のスケーラブル符号化において、変換符号化を使用した場合にも、同様に発生する。
【０００８】
このような問題を解決するために、前述のＭＰＥＧ−４Ａｕｄｉｏ（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−３）では、適応ブロック長変換という技術が使用されている。この技術では、入力信号中に上述のような振幅の急峻な立ち上がりがある場合には、短い変換ブロックを使用し、振幅の急峻な立ち上がりがない場合には、長い変換ブロックを使用する。しかし、このような切り替えを行う場合には、入力信号中に振幅の急峻な立ち上がりがあるか否かを検出する必要がある。そのような検出方法の１つとしては、次のような方法がある。先ず最初に、入力信号を変換ブロックに分割して、この変換ブロックに対してフーリエ変換を行う。次に、得られたフーリエ変換係数を複数の周波数帯域に分割する。そして、そのようにして得られた帯域毎に、聴覚心理モデルに基づいて計算される最小可聴雑音電力と、入信号電力の比である信号対マスキング比（ＳＭＲ，Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｍａｓｋｉｎｇ  Ｒａｔｉｏ）に基づいて、聴覚エントロピーというパラメータを算出する。そして、この聴覚エントロピーを予め設定されたしきい値と比較することで、振幅の急峻な立ち上がりを検出する。この方法は、上述の前述のＭＰＥＧ−４Ａｕｄｉｏ（ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４９６−３）においても、スケーラブル符号化で使用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術の方法では、プリエコーの発生する区間を短くするために、単に、変換ブロック長が短くなるように調整しただけである。さらに、変換ブロック長がこのように変化するので、復号側において、符号化系列を復号するためには、変換ブロック長を示す補助情報が必要となる。従って、システムの構成が複雑となる。
【００１０】
本発明は、上述の従来システムの欠点を解決することを目的とするものである。本発明は、例えば、コア層の符号化方法としてＣＥＬＰ符号化を使用するスケーラブル符号化のような、ＣＥＬＰ符号化と他の符号化を有する符号化・復号装置及び方法において、ＣＥＬＰ符号化された符号化系列のローカル復号信号或は復号信号の電力又は、ＣＥＬＰ符号化による符号化パラメータである固定符号帳ゲインを利用して、その変換符号化で使用されている変換ブロック長よりも短い時間間隔で、プリエコーの発生に対処する処理を実行することを可能とする、入力信号波形中の振幅の立ち上がりを検出して他の符号化に係る符号化手段及び復号手段に通知する装置及びその方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力信号電力の時間変動と、ＣＥＬＰ符号化された符号化系列のローカル復号信号の時間変動及び、ＣＥＬＰ符号化の固定符号帳ゲインの時間変動の間には、強い相関があることを利用する。
【００１２】
本発明は、例えば、コア層の符号化方法としてＣＥＬＰ符号化を使用するスケーラブル符号化のような、ＣＥＬＰ符号化と他の符号化を有する符号化・復号装置及び方法において、入力信号と、ＣＥＬＰ符号化された符号化系列のローカル復号信号或は復号信号の電力又は、ＣＥＬＰ符号化による符号化パラメータである固定符号帳ゲインの間に強い相関があることを利用して、ローカル復号信号或は復号信号の電力又は、固定符号帳ゲインの時間変動を観察することにより、入力信号の立ち上がりを検出し、その検出結果を他の符号化手段及び復号手段に通知することにより、その変換符号化で使用されている変換ブロック長よりも短い時間間隔で、他の符号化手段及び復号手段がプリエコーの発生に対処する処理を実行できるように構成する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、図を参照して、以下に説明する。以下に示す本発明の実施例の説明においては、信号はアナログ／ディジタル変換が行われた後のディジタル信号であるものとする。
【００１４】
先ず最初に、本発明による入力信号中の振幅の立ち上がり検出の原理について説明する。
【００１５】
図６は、入力信号電力の時間変動と、ＣＥＬＰ符号化の固定符号帳ゲインの時間変動の関係を示す図である。入力信号電力の時間変動と、ＣＥＬＰ符号化の固定符号帳ゲインの時間変動の間には、図６に示されているように強い相関がある。従って、本発明は、入力信号中の振幅の立ち上がりの検出に、ＣＥＬＰ符号化の固定符号帳ゲインの時間変動を観測して使用する。
【００１６】
次に本発明の第1の実施例について説明する。図７は、本発明の第1の実施例に従った、コア層の符号化方式にＣＥＬＰ符号化が使用されているスケーラブル符号化により符号化された符号語系列を復号する復号器のブロック図を示す。
【００１７】
復号器７００は、ＣＥＬＰ復号部７０１、立ち上がりゲイン検出部７０２、エンハンス層復号部７０３及び、加算部７１１より構成される。
【００１８】
また、図８は、コア層を符号化するＣＥＬＰ符号化で使用するフレームと、サブフレーム及び、エンハンス層を符号化する変換符号化で使用する変換ブロックの関係の一例を示す。１変換ブロックは、４つのＣＥＬＰフレームで構成され、そして、１つのＣＥＬＰフレームは４つのＣＥＬＰサブフレームで構成される。また、１つのＣＥＬＰサブフレームは、６４サンプルより構成され、１つのＣＥＬＰフレームは、２５６サンプルより構成され、そして、１つの変換ブロックは、１０２４サンプルより構成される。
【００１９】
図７に示すように、ＣＥＬＰ復号部７０１は、ＣＥＬＰ符号化方式により符号化されたＣＥＬＰ符号語７０４を受信し、これを復号して、ＣＥＬＰ復号信号７０８を、加算部７１１に対して出力する。これと同時にＣＥＬＰ復号部７０１は、固定符号帳ゲイン７０６を立ち上がり検出部７０２に供給する。立ち上がり検出部７０２は、エンハンス層の変換符号化に使用された１変換ブロック分に相当する固定符号帳ゲイン７０６の時間変動を観察して、固定符号帳ゲイン７０６の中の立ち上がりを検出して、立ち上がり検出情報７０７を出力する。そして、このように検出された立ち上がり検出情報７０７がエンハンス層復号部７０３に供給される。
【００２０】
一方、エンハンス層復号部７０３は、エンハンス層符号語７０５を受信し、立ち上がり検出情報７０７を参照しながら、エンハンス層の復号を行い、これを復号して、エンハンス層復号信号７０９を、加算部７１１に対して出力する。加算部７１１は、ＣＥＬＰ復号信号７０８とエンハンス層復号信号７０９を加算して復号出力７１０として出力する。
【００２１】
例えば、変換ブロック、ＣＥＬＰフレーム及び、ＣＥＬＰサブフレームの間に、図８に示すような関係がある場合には、コア層を符号化する際にＣＥＬＰ符号化の処理の過程において、１つのＣＥＬＰサブフレーム毎に固定符号帳ゲインが算出され、そして、１つのＣＥＬＰフレームごとに符号化される。従って、エンハンス層復号部７０３においては、１つの変換ブロック当りに、１６のＣＥＬＰサブフレーム分の固定符号帳ゲイン７０６の時間変動を観察して、固定符号帳ゲインの立ち上がりを検出することができる。従って、１つの変換ブロックの１／１６の時間精度で、固定符号帳ゲインの立ち上がりを検出することができるので、符号化された元の信号の振幅の立ち上がりを、１つの変換ブロックの１／１６の時間精度で、検出することができる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図９は、本発明の第２の実施例に従った、コア層の符号化方式にＣＥＬＰ符号化が使用されているスケーラブル符号化により入力信号を符号化する符号化器９００のブロック図を示す。符号化器９００は、ＣＥＬＰ符号化部９０１、エンハンス層符号化部９０２、立ち上がり検出部９０３及び、減算部９１８より構成される。
【００２３】
入力信号９１０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１に入力されて、符号化される。この符号化中に、ＣＥＬＰ符号化部９０１から、ＣＥＬＰ符号語９１３が出力され、そしてこれと同時に固定符号帳ゲイン９１１が立ち上がり検出部９０３に供給される。さらに、符号化中に、ＣＥＬＰ符号化部９０１により、ＣＥＬＰ符号化した信号をローカルに復号したＣＥＬＰ復号信号９１２も出力される。減算部９１８では、入力信号９１０とローカルに復号したＣＥＬＰ復号信号９１２の間の差分であるＣＥＬＰ残差信号９１４が計算され、そして、ＣＥＬＰ残差信号９１４は、エンハンス層符号化部９０２に供給される。
【００２４】
一方、立ち上がり検出部９０３では、前述の第１の実施例で説明したのと同様に、固定符号帳ゲイン９１１の時間変動を観察し、固定符号帳ゲイン９１１の立ち上がりを検出して、立ち上がり検出情報９１５を出力する。この立ち上がり検出情報９１５は、エンハンス層符号化部９０２に通知され、エンハンス層符号化部９０２は、エンハンス層の符号化に際してこの立ち上がり検出情報９１５を参照することができる。
【００２５】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。図１０は、本発明の第３の実施例に従って、入力信号をＣＥＬＰ符号化と、例えば変換符号化のような他の符号化を使用して符号化し、これらの符号化の結果の符号化系列のうちのいずれか一方を、符号化器の出力として出力する符号化器９２０のブロック図を示す。
【００２６】
符号化器９２０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１、立ち上がり検出部９０３、変換符号化部９５０及び、選択部９５１より構成される。
【００２７】
図１０においては、入力信号９１０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１により符号化されて、ＣＥＬＰ符号語９１３が出力され、そして、同時に、固定符号帳ゲイン９１１が立ち上がり検出部９０３に供給される。一方、入力信号９１０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１により符号化が行われるのと同時に、変換符号化部９５０により符号化されて、変換符号化符号語９５２が出力される。これと同時に、立ち上がり検出部９０３は、前述の第１の実施例で説明したのと同様に、固定符号帳ゲイン９１１の時間変動を観察し、固定符号帳ゲイン９１１の立ち上がりを検出して、立ち上がり検出情報９１５を変換符号化部９５０へ出力する。この立ち上がり検出情報９１５は、変換符号化部９５０に通知され、変換符号化部９５０は、入力信号９１０を変換符号化する際に、この立ち上がり検出情報９１５を参照することができる。
【００２８】
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図１１は、本発明の第４の実施例に従って、入力信号をＣＥＬＰ符号化と、例えば変換符号化のような他の符号化を使用して符号化し、これらの符号化の結果の符号化系列のうちのいずれか一方を、符号化器の出力として出力する符号化器９３０のブロック図を示す。
【００２９】
符号化器９３０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１、立ち上がり検出部９０３、変換符号化部９５０、選択部９５１及び、立ち上がり検出情報符号化部９５３より構成される。
【００３０】
図１１においては、入力信号９１０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１により符号化されて、ＣＥＬＰ符号語９１３が出力され、そして、同時に、固定符号帳ゲイン９１１が立ち上がり検出部９０３に供給される。一方、入力信号９１０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１により符号化が行われるのと同時に、変換符号化部９５０により符号化されて、変換符号化符号語９５２が出力される。これと同時に、立ち上がり検出部９０３は、前述の第１の実施例で説明したのと同様に、固定符号帳ゲイン９１１の時間変動を観察し、固定符号帳ゲイン９１１の立ち上がりを検出して、立ち上がり検出情報９１５を出力する。そして、この立ち上がり検出情報９１５は、立ち上がり検出情報符号化部９５３に通知される。立ち上がり検出情報符号化部９５３は、選択部９５１において符号化器９３０の出力として変換符号化符号語９５２が選択された場合には、この立ち上がり検出情報９１５を符号化して、符号化立ち上がり検出情報９５４を出力する。そして、符号化器９３０は、その出力として、選択部の出力符号化系列９５５とこの符号化立ち上がり検出情報９５４の両者を出力する。このようにして、符号化器９３０は、符号化立ち上がり検出情報９５４を送出することができる。
【００３１】
次に、本発明の第５の実施例について説明する。図１２は、本発明の第５の実施例に従って、入力信号をＣＥＬＰ符号化と、例えば変換符号化のような他の符号化を使用して符号化し、これらの符号化の結果の符号化系列のうちのいずれか一方を、符号化器の出力として出力する符号化器９４０のブロック図を示す。
【００３２】
符号化器９４０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１、立ち上がり検出部９０３、変換符号化部９５０、選択部９５１及び、立ち上がり検出情報符号化部９５３より構成される。
【００３３】
図１２においては、入力信号９１０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１により符号化されて、ＣＥＬＰ符号語９１３が出力され、そして、同時に、固定符号帳ゲイン９１１が立ち上がり検出部９０３に供給される。一方、入力信号９１０は、ＣＥＬＰ符号化部９０１により符号化が行われるのと同時に、変換符号化部９５０により符号化されて、変換符号化符号語９５２が出力される。これと同時に、立ち上がり検出部９０３は、前述の第１の実施例で説明したのと同様に、固定符号帳ゲイン９１１の時間変動を観察し、固定符号帳ゲイン９１１の立ち上がりを検出して、立ち上がり検出情報９１５を出力する。そして、この立ち上がり検出情報９１５は、変換符号化部９５０と立ち上がり検出情報符号化部９５３の両方に通知される。変換符号化部９５０は、このようにして通知された立ち上がり検出情報９１５を参照して、入力信号９１０を変換符号化することができる。一方、立ち上がり検出情報符号化部９５３は、選択部９５１において符号化器９４０の出力として変換符号化符号語９５２が選択された場合には、この立ち上がり検出情報９１５を符号化して、符号化立ち上がり検出情報９５４を出力する。そして、符号化器９４０は、その出力として、選択部の出力符号化系列９５５とこの符号化立ち上がり検出情報９５４の両者を出力する。このようにして、符号化器９４０は、符号化立ち上がり検出情報９５４を送出することができる。
【００３４】
次に、本発明の他の実施例について説明する。以下の実施例は、前述の第１から第５の実施例における立ち上がり検出部の実施例である。以下の立ち上がり検出部の実施例においては、変換ブロックと、ＣＥＬＰフレーム及び、ＣＥＬＰサブフレームの間の関係は、前述の図８を参照して示したのと同一の関係を有するものとして説明する。
【００３５】
先ず最初に、本発明の第６の実施例について説明する。図１３は、本発明の第６の実施例に従った、立ち上がり検出部のブロック図である。図１３に示す立ち上がり検出部は、平均固定符号帳ゲイン算出部１３０１、固定符号帳ゲイン分散算出部１３０２、立ち上がり判定部１３０３より構成される。
【００３６】
前述の１変換ブロック分に対応する固定符号帳ゲインの平均値が、平均固定符号帳ゲイン算出部１３０１により算出される。例えば、ＣＥＬＰ符号化を使用する場合には、固定符号帳ゲインは、前述のようにＣＥＬＰサブフレームを単位として算出される。このためＮ個のＣＥＬＰサブフレーム単位（図８に示す場合にはＮ＝４）の集合であるＣＥＬＰフレーム単位で、入力信号が符号化される場合には、１つの変換ブロックがＭ個のＣＥＬＰフレーム（図８に示す場合にはＭ＝４）により構成されているので、変換ブロックｋに対して計算される平均固定符号帳ゲインは、
【００３７】
【数１】
0004290917.tif 000002
のように表すことができる。ここで、
【００３８】
【外１】
0004290917.tif 000003
は、第ｋ番目の変換ブロック内のＣＥＬＰフレーム集合の中の、第ｍ番目のＣＥＬＰフレーム内の、第ｎ番目のＣＥＬＰサブフレームの固定符号帳ゲインを示す。この平均固定符号帳ゲインと、各固定符号帳ゲインを使用して、固定符号帳ゲイン分散算出部１３０２において、固定符号帳ゲインの分散値が算出される。当該第ｋ番目の変換ブロック内における固定符号帳ゲインの分散値は、
【００３９】
【数２】
0004290917.tif 000004
のように表すことができる。
【００４０】
そして、立ち上がり判定部１３０３は、上述の式（２）により算出した固定符号帳ゲインの分散値と、予め定めたしきい値を比較することにより、当該第ｋ番目の変換ブロック内に、固定符号帳ゲインの立ち上がりが存在するか否かを判定する。更に、このしきい値を、入力信号に基づいて、変換ブロック毎に変更することも可能である。そして、このように検出した立ち上がり検出情報１３１１を出力する。
【００４１】
次に、本発明の第７の実施例について説明する。図１４は、本発明の第７の実施例に従った、立ち上がり検出部のブロック図である。図１４に示す立ち上がり検出部は、平均固定符号帳ゲイン算出部１３０１、フレーム平均２乗距離算出部１４０１、立ち上がり判定部１３０３より構成される。本実施例においては、平均固定符号帳ゲイン算出部１３０１の処理は、図１３で示した第６の実施例と同様である。次に、フレーム平均２乗距離算出部１４０１において、各ＣＥＬＰフレームについて、このように算出された平均固定符号帳ゲインと、各ＣＥＬＰサブフレームの固定符号帳ゲインの間の、フレーム平均２乗距離が算出される。当該第ｋ番目の変換ブロック内におけるフレーム平均２乗距離は、
【００４２】
【数３】
0004290917.tif 000005
のように表すことができる。
【００４３】
そして、立ち上がり判定部１３０３は、上述の式（３）により算出したフレーム平均２乗距離と、予め定めたしきい値を比較することにより、当該第ｋ番目の変換ブロック内に、固定符号帳ゲインの立ち上がりが存在するか否かを判定する。更に、このしきい値を、入力信号に基づいて、変換ブロック毎に変更することも可能である。そして、このように検出した立ち上がり検出情報１３１１を出力する。
【００４４】
次に、本発明の第８の実施例について説明する。図１５は、本発明の第８の実施例に従った、立ち上がり検出部のブロック図である。図１５に示す立ち上がり検出部は、平均固定符号帳ゲイン算出部１３０１及び、立ち上がり判定部１５０１より構成される。本実施例においては、平均固定符号帳ゲイン算出部１３０１の処理は、図１３で示した第６の実施例と同様である。次に、立ち上がり判定部１５０１において、平均固定符号帳ゲイン算出部１３０１により算出された平均固定符号帳ゲイン若しくは平均固定符号帳ゲインを例えば定数倍する等により修正した値と、当該変換ブロック内の各ＣＥＬＰサブフレームの固定符号帳ゲインを比較することにより、固定符号帳ゲインの立ち上がりの存在ムを判定して、立ち上がり検出情報１３１１を出力する。
【００４５】
次に、本発明の第９の実施例について説明する。図１６は、本発明の第９の実施例に従った、立ち上がり検出部のブロック図である。図１６に示す立ち上がり検出部は、固定符号帳ゲイン予測部１６０１、固定符号帳ゲイン予測残差検出部１６０２及び、立ち上がり判定部１６０３より構成される。固定符号帳ゲイン予測部１６０１は、過去のＣＥＬＰサブフレームの固定符号帳ゲインから、当該ＣＥＬＰサブフレームの固定符号帳ゲインが予測され、予測固定符号帳ゲイン１６０４が算出される。例えば、予測固定符号帳ゲイン１６０４は、
【００４６】
【数４】
0004290917.tif 000006
により算出できる。ここで、
【００４７】
【数５】
0004290917.tif 000007
である。当該ＣＥＬＰサブフレームの固定符号帳ゲイン１３１０は、次のＣＥＬＰサブフレームの予測固定符号帳ゲイン１６０４を算出するために、固定符号帳ゲイン予測部１６０１に保持される。これと同時に、固定符号帳ゲイン１３１０は、固定符号帳ゲイン予測残差検出部１６０２に入力され、固定符号帳ゲイン予測残差検出部１６０２は、固定符号帳ゲイン１３１０と予測固定符号帳ゲイン１６０４の差分を計算して、固定符号帳ゲイン予測残差１６０５を算出する。次に、立ち上がり判定部１６０３は、固定符号帳ゲイン予測残差１６０５と予め定められたしきい値とを比較し、固定符号帳ゲインの立ち上がりが存在するかを判定し、立ち上がり検出情報１３１１を出力する。
【００４８】
以上の説明においては、固定符号帳ゲインを使用して本発明の実施例を説明したが、固定符号帳ゲインの代わりに、復号された信号の電力を示す値を使用しても前述の説明が成り立つ。固定符号帳ゲインの代わりに、復号された信号の電力を示す値を使用する場合には、ＣＥＬＰサブフレーム内に入力信号の振幅の立ち上がりが存在するか否かを判定する方法として、例えば、ＣＥＬＰサブフレーム毎に復号された信号の平均電力を計算し、このように計算された平均電力の時間変動が所定のしきい値を超えているか否かに従って判定を行うような方法を使用することができる。或は、予め定められたサンプル数を用いて移動平均値を計算し、その時間変動を観察することにより、入力信号の振幅の立ち上がりが存在するか否かを判定する方法を使用することもできる。更に、符号化器で処理を行う場合には、第２の符号化手段に送出する立ち上がり検出情報を、符号化系列の一部として符号化系列に含めて、復号器に伝送することもできる。
【００４９】
上述の説明では、音声・音響信号を使用する場合の実施例を説明したが、本発明を、音声・音響信号と同様な特徴を有する他のディジタル信号系列を処理する装置及び方法に対しても適用できる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、コア層の符号化方法としてＣＥＬＰ符号化を使用し、エンハンス層として他の符号化を使用するスケーラブル符号化のような、ＣＥＬＰ符号化と他の符号化を有する符号化・復号装置及び方法において、固定符号帳ゲインの時間変動を観察して、入力信号中に存在する振幅の立ち上がりを検出し、エンハンス層に通知することが可能な装置及びその方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  スケーラブル符号化のブロックを示す図である。
【図２】  ＣＥＬＰ符号化の符号化装置のブロックを示す図である。
【図３】  ＣＥＬＰ符号化された符号の復号装置のブロックを示す図である。
【図４】  変換符号化のための符号化装置のブロックを示す図である。
【図５】  変換符号化された符号化系列の復号装置のブロックを示す図である。
【図６】  入力信号電力の時間変動と、ＣＥＬＰ符号化の固定符号帳ゲインの時間変動の関係を示す図である。
【図７】  本発明の第1の実施例の復号器のブロックを示す図である。
【図８】  ＣＥＬＰ符号化で使用するフレームと、サブフレーム及び、変換符号化で使用する変換ブロックの関係の一例を示す図である。
【図９】  本発明の第２の実施例の符号化器のブロックを示す図である。
【図１０】  本発明の第３の実施例の符号化器のブロックを示す図である。
【図１１】  本発明の第４の実施例の符号化器のブロックを示す図である。
【図１２】  本発明の第５の実施例の符号化器のブロックを示す図である。
【図１３】  本発明の第６の実施例の立ち上がり検出部のブロックを示す図である。
【図１４】  本発明の第７の実施例の立ち上がり検出部のブロックを示す図である。
【図１５】  本発明の第８の実施例の立ち上がり検出部のブロックを示す図である。
【図１６】  本発明の第９の実施例の立ち上がり検出部のブロックを示す図である。
【符号の説明】
１０１  コア層符号化器
１０４  エンハンス層
２０１  線形予測分析器
２０２  線形予測係数量子化部
２０３  線形予測合成フィルタ
２０４  適応符号帳
２０６  固定符号帳
２０８  聴覚重み付けフィルタ
２１２  加算部
２１３  減算部
３０１  適応符号帳
３０２  適応符号帳ゲイン
３０３  固定符号帳
３０４  固定符号帳ゲイン
３０５  線形予測合成フィルタ
４００  符号化装置
４０１  直交変換部
４０２  変換係数量子化部
４０３  量子化変換係数符号化部
５００  復号装置
５０１  量子化変換係数復号部
５０２  変換係数逆量子化部
５０３  逆直交変換部
７００  復号器
７０１  ＣＥＬＰ復号部
７０２  立ち上がりゲイン検出部
７０３  エンハンス層復号部
７１１  加算部
９００  符号化器
９０１  ＣＥＬＰ符号化部
９０２  エンハンス層符号化部
９０３  立ち上がり検出部
９１８  減算部
９３０  符号化器
９４０  符号化器
９５０  変換符号化部
９５１  選択部
９５３  立ち上がり検出情報符号化部
１３０１  平均固定符号帳ゲイン算出部
１３０２  固定符号帳ゲイン分散算出部
１３０３  立ち上がり判定部
１４０１  フレーム平均２乗距離算出部
１５０１  立ち上がり判定部
１６０１  固定符号帳ゲイン予測部
１６０２  固定符号帳ゲイン予測残差検出部
１６０３  立ち上がり判定部
【図１】
0004290917.tif 000008
【図２】
0004290917.tif 000009
【図３】
0004290917.tif 000010
【図４】
0004290917.tif 000011
【図５】
0004290917.tif 000012
【図６】
0004290917.tif 000013
【図７】
0004290917.tif 000014
【図８】
0004290917.tif 000015
【図９】
0004290917.tif 000016
【図１０】
0004290917.tif 000017
【図１１】
0004290917.tif 000018
【図１２】
0004290917.tif 000019
【図１３】
0004290917.tif 000020
【図１４】
0004290917.tif 000021
【図１５】
0004290917.tif 000022
【図１６】
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