(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化装置であって、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第１入力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応部と、
前記第１線形対応信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測部と、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化部と、
前記第１線形対応信号列について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１線形対応予測値列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１入力予測値列を求める第１線形逆対応部と、
前記第１入力信号列と前記第１入力予測値列との差を第２入力信号列として求める第１減算部と、
前記第２入力信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測部と、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化部と、
前記第２入力信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２入力予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算部と、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化部と、
を備える符号化装置。
【請求項２】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化装置であって、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第１入力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応部と、
前記第１線形対応信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測部と、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化部と、
前記第１線形対応信号列について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１線形対応信号列と前記第１線形対応予測値列との差を第１線形対応予測誤差列として求める第１減算部と、
前記第１線形対応予測誤差列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第２入力信号列を求める第１線形逆対応部と、
前記第２入力信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測部と、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化部と、
前記第２入力信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２入力予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算部と、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化部と、
を備える符号化装置。
【請求項３】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化装置であって、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第１入力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応部と、
前記第１線形対応信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測部と、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化部と、
前記第１線形対応信号列について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１線形対応予測値列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１入力予測値列を求める第１線形逆対応部と、
前記第１入力信号列と前記第１入力予測値列との差を第２入力信号列として求める第１減算部と、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、前記第２入力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応部と、
前記第２線形対応信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測部と、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化部と、
前記第２線形対応信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２入力予測値列を求める第２線形逆対応部と、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算部と、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化部と、
を備える符号化装置。
【請求項４】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化装置であって、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第１入力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応部と、
前記第１線形対応信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測部と、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化部と、
前記第１線形対応について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１線形対応信号列と前記第１線形対応予測値列との差を第１線形対応予測誤差列として求める第１減算部と、
前記第１線形対応予測誤差列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第２入力信号列を求める第１線形逆対応部と、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、前記第２入力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応部と、
前記第２線形対応信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測部と、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化部と、
前記第２線形対応信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２入力予測値列を求める第２線形逆対応部と、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算部と、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化部と、
を備える符号化装置。
【請求項５】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化装置であって、
前記第１入力信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測部と、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化部と、
前記第１入力信号列について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１入力予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１入力信号列と前記第１入力予測値列との差を第２入力信号列として求める第１減算部と、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、前記第２入力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応部と、
前記第２線形対応信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測部と、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化部と、
前記第２線形対応信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２入力予測値列を求める第２線形逆対応部と、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算部と、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化部と、
を備える符号化装置。
【請求項６】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化装置であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化部と、
復号化済の第２出力信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２出力信号列について予測を行い、第２出力予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算部と、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、復号化された第１出力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応部と、
前記第１線形対応信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１線形対応信号列について予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１線形対応予測値列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１出力予測値列を求める第１線形逆対応部と、
前記第１出力予測値列と前記第２出力信号列とを加算して第１出力信号列を求める第１加算部と、
を備える復号化装置。
【請求項７】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化装置であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化部と、
復号済の第２出力信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２出力信号列について予測を行い、第２出力予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算部と、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第２出力信号列を第１線形対応予測誤差列に変換する第１線形対応部と、
前記第１線形対応信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１線形対応信号列について予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１線形対応予測値列と前記第１線形対応予測誤差列とを加算して第１線形対応信号列を求める第１加算部と、
前記第１線形対応信号列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１出力信号列を求める第１線形逆対応部と、
を備える復号化装置。
【請求項８】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化装置であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化部と、
前記第１出力信号列の各信号を前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、復号化された第２出力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応部と、
前記第２線形対応信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２線形対応信号列について予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２出力予測値列を求める第２線形逆対応部と、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算部と、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、復号化された第１出力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応部と、
前記第１線形対応信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１線形対応信号列について予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１線形対応予測値列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１出力予測値列を求める第１線形逆対応部と、
前記第１出力予測値列と前記第２出力信号列とを加算して第１出力信号列を求める第１加算部と、
を備える復号化装置。
【請求項９】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化装置であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化部と、
前記第１出力信号列の各信号を前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、復号化された第２出力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応部と、
前記第２線形対応信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２線形対応信号列について予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２出力予測値列を求める第２線形逆対応部と、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算部と、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第２出力信号列を第１線形対応予測誤差列に変換する第１線形対応部と、
前記第１線形対応信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１線形対応信号列について予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１線形対応予測値列と前記第１線形対応予測誤差列とを加算して第１線形対応信号列を求める第１加算部と、
前記第１線形対応信号列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１出力信号列を求める第１線形逆対応部と、
を備える復号化装置。
【請求項１０】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化装置であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化部と、
前記第１出力信号列の各信号を前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、復号化された第２出力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応部と、
前記第２線形対応信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２線形対応信号列について予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出部と、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２出力予測値列を求める第２線形逆対応部と、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算部と、
復号化された第１出力信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１出力信号列について予測を行い、第１出力予測値列を求める第１予測値算出部と、
前記第１出力予測値列と前記第２出力信号列とを加算して第１出力信号列を求める第１加算部と、
を備える復号化装置。
【請求項１１】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化方法であって、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第１入力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応ステップと、
前記第１線形対応信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測ステップと、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化ステップと、
前記第１線形対応信号列について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１線形対応予測値列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１入力予測値列を求める第１線形逆対応ステップと、
前記第１入力信号列と前記第１入力予測値列との差を第２入力信号列として求める第１減算ステップと、
前記第２入力信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測ステップと、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化ステップと、
前記第２入力信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２入力予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算ステップと、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化ステップと、
を有する符号化方法。
【請求項１２】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化方法であって、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第１入力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応ステップと、
前記第１線形対応信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測ステップと、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化ステップと、
前記第１線形対応信号列について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１線形対応信号列と前記第１線形対応予測値列との差を第１線形対応予測誤差列として求める第１減算ステップと、
前記第１線形対応予測誤差列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第２入力信号列を求める第１線形逆対応ステップと、
前記第２入力信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測ステップと、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化ステップと、
前記第２入力信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２入力予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算ステップと、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化ステップと、
を有する符号化方法。
【請求項１３】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化方法であって、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第１入力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応ステップと、
前記第１線形対応信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測ステップと、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化ステップと、
前記第１線形対応信号列について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１線形対応予測値列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１入力予測値列を求める第１線形逆対応ステップと、
前記第１入力信号列と前記第１入力予測値列との差を第２入力信号列として求める第１減算ステップと、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、前記第２入力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応ステップと、
前記第２線形対応信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測ステップと、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化ステップと、
前記第２線形対応信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２入力予測値列を求める第２線形逆対応ステップと、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算ステップと、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化ステップと、
を有する符号化方法。
【請求項１４】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化方法であって、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第１入力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応ステップと、
前記第１線形対応信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測ステップと、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化ステップと、
第１線形対応信号列について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１線形対応信号列と前記第１線形対応予測値列との差を第１線形対応予測誤差列として求める第１減算ステップと、
前記第１線形対応予測誤差列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第２入力信号列を求める第１線形逆対応ステップと、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、前記第２入力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応ステップと、
前記第２線形対応信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測ステップと、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化ステップと、
第２線形対応信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２入力予測値列を求める第２線形逆対応ステップと、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算ステップと、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化ステップと、
有する符号化方法。
【請求項１５】
振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化方法であって、
前記第１入力信号列を用いて第１予測係数を求める第１線形予測ステップと、
前記第１予測係数を量子化して第１量子化予測係数を求める第１量子化ステップと、
前記第１入力信号列について、前記第１量子化予測係数を用いて予測を行い、第１入力予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１入力信号列と前記第１入力予測値列との差を第２入力信号列として求める第１減算ステップと、
前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、前記第２入力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応ステップと、
前記第２線形対応信号列を用いて第２予測係数を求める第２線形予測ステップと、
前記第２予測係数を量子化して第２量子化予測係数を求める第２量子化ステップと、
前記第２線形対応信号列について、前記第２量子化予測係数を用いて予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２入力予測値列を求める第２線形逆対応ステップと、
前記第２入力信号列と前記第２入力予測値列との差を予測残差列として求める第２減算ステップと、
前記第１量子化予測係数と前記第２量子化予測係数と前記予測残差列を符号化する符号化ステップと、
を有する符号化方法。
【請求項１６】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化方法であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化ステップと、
復号化済の第２出力信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２出力信号列について予測を行い、第２出力予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算ステップと、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、復号化された第１出力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応ステップと、
前記第１線形対応信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１線形対応信号列について予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１線形対応予測値列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１出力予測値列を求める第１線形逆対応ステップと、
前記第１出力予測値列と前記第２出力信号列とを加算して第１出力信号列を求める第１加算ステップと、
を有する復号化方法。
【請求項１７】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化方法であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化ステップと、
復号化済の第２出力信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２出力信号列について予測を行い、第２出力予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算ステップと、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第２出力信号列を第１線形対応予測誤差列に変換する第１線形対応ステップと、
前記第１線形対応信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１線形対応信号列について予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１線形対応予測値列と前記第１線形対応予測誤差列とを加算して第１線形対応信号列を求める第１加算ステップと、
前記第１線形対応信号列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１出力信号列を求める第１線形逆対応ステップと、
を有する復号化方法。
【請求項１８】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化方法であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化ステップと、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、復号化された第２出力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応ステップと、
前記第２線形対応信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２線形対応信号列について予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２出力予測値列を求める第２線形逆対応ステップと、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算ステップと、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、復号化された第１出力信号列を第１線形対応信号列に変換する第１線形対応ステップと、
前記第１線形対応信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１線形対応信号列について予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１線形対応予測値列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１出力予測値列を求める第１線形逆対応ステップと、
前記第１出力予測値列と前記第２出力信号列とを加算して第１出力信号列を求める第１加算ステップと、
を有する復号化方法。
【請求項１９】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化方法であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化ステップと、
前記第１出力信号列の各信号を前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、復号化された第２出力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応ステップと、
前記第２線形対応信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２線形対応信号列について予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２出力予測値列を求める第２線形逆対応ステップと、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算ステップと、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理によって、前記第２出力信号列を第１線形対応予測誤差列に変換する第１線形対応ステップと、
前記第１線形対応信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１線形対応予測値列について予測を行い、第１線形対応予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１線形対応予測値列と前記第１線形対応予測誤差列とを加算して第１線形対応信号列を求める第１加算ステップと、
前記第１線形対応信号列に対して、前記第１線形対応処理と逆の変換を行って第１出力信号列を求める第１線形逆対応ステップと、
を有する復号化方法。
【請求項２０】
振幅が圧縮された出力信号列（以下、「第１出力信号列」という）に復号化する復号化方法であって、
第１量子化予測係数と第２量子化予測係数と予測残差列を求める復号化ステップと、
前記第１出力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理によって、復号化された第２出力信号列を第２線形対応信号列に変換する第２線形対応ステップと、
前記第２線形対応信号列と前記第２量子化予測係数を用いて、第２線形対応信号列について予測を行い、第２線形対応予測値列を求める第２予測値算出ステップと、
前記第２線形対応予測値列に対して、前記第２線形対応処理と逆の変換を行って第２出力予測値列を求める第２線形逆対応ステップと、
前記第２出力予測値列と前記予測残差列とを加算して第２出力信号列を求める第２加算ステップと、
復号化された第１出力信号列と前記第１量子化予測係数を用いて、第１出力信号列について予測を行い、第１出力予測値列を求める第１予測値算出ステップと、
前記第１出力予測値列と前記第２出力信号列とを加算して第１出力信号列を求める第１加算ステップと、
を有する復号化方法。
【請求項２１】
請求項１から１０のいずれかに記載された装置の各構成部をコンピュータにより実現するプログラム。
【請求項２２】
請求項２１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】
本発明は、対数近似圧伸ＰＣＭなどの圧縮された信号列の符号化装置、復号化装置、符号化方法、復号化方法、プログラム、記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声、画像などの情報を圧縮する方法として歪の無い可逆の符号化が知られている。また、波形をそのまま線形ＰＣＭ信号として記録した場合には各種の圧縮符号化が考案されている（非特許文献１）。
【０００３】
一方、電話の長距離伝送やＶｏＩＰ用の音声伝送には、振幅をそのままの数値とする線形ＰＣＭではなく、振幅を対数に近似させた対数近似圧伸ＰＣＭ（非特許文献２）などが使われている。また、代表的な対数近似圧伸ＰＣＭ（非特許文献２）であるＧ．７１１の符号を、線形な数値（unsigned 8bit value）にマッピングして符号化する技術もある（非特許文献３）。そして、非特許文献３のような符号化技術には、線形予測係数を求める処理を含むものがある。
【０００４】
一般的に線形予測係数を求める処理は、以下のような処理である。ｎ番目の時刻の入力信号をｘ（ｎ）とする。Ｐ次の線形予測では、ｘ（ｎ）をＰ個の予測係数αｐ（ただし、ｐは１以上Ｐ以下の整数）とｘ（ｎ−１），…，ｘ（ｎ−Ｐ）で予測する。具体的には、ｎ番目の時刻の入力信号の予測値ｘ＾（ｎ）と予測値の誤差（予測誤差）ｅ（ｎ）は、次式のように求められる。
【０００５】
【数１】
0005013293.tif 000002
そして、符号化装置から復号化装置に、予測係数αｐと予測誤差ｅ（ｎ）の情報（予測係数αｐと予測誤差ｅ（ｎ）を符号化した符号）を送る。復号化装置では、次式のように信号ｘ（ｎ）を再生する。
【０００６】
【数２】
0005013293.tif 000003
このように、入力信号ｘ（ｎ）を直接符号化するのではなく、線形予測した上で予測誤差ｅ（ｎ）を符号化する方が、符号化の対象となる信号の振幅を小さくできるので符号量を少なくできる。
【非特許文献１】Mat Hans, “Lossless Compression of Digital Audio”, IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE, July 2001, pp.21-32.
【非特許文献２】ITU-T Recommendation G.711, “Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies”.
【非特許文献３】Florin Ghido, and Ioan Tabus, “ACCOUNTING FOR COMPANDING NONLINEARITIES IN LOSSLESS AUDIO COMPRESSION”, in ICASSP 2007 Proceedings, pp.I-261-I-264 IEEE, 2007.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般の電話に代わってＶｏＩＰシステムが普及してくると、ＶｏＩＰ用の音声伝送のために求められる伝送容量は増大する。たとえば、非特許文献２のＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１１の場合であれば、１回線に対して６４ｋｂｉｔ／ｓ×２の伝送容量が必要だが、回線数が増えれば求められる伝送容量も増大する。したがって、対数近似圧伸ＰＣＭなどの圧縮された信号列を圧縮符号化する技術（符号量を低減できる技術）が求められる。圧縮とは、元の信号の大小関係(大きさ)を番号系列で示すことを意味している。元の信号の大小関係（大きさ）を示す番号系列とは、大小関係を維持したまま、あるいは大小関係を反転して、均等間隔に付された数である。また、元の信号の大小関係(大きさ)を示す番号系列には、１つの元の信号の大きさ（例えば“０”）に対して２つの異なる番号を付与する場合も含まれる。図１は、第２信号列の振幅の例を示す図である。横軸は線形ＰＣＭの場合の値であり、縦軸は対数近似圧伸ＰＣＭの場合の対応する値である。図２は、８ビットのμ則の具体的な形式を示す図である。正負を示す１ビット（極性）、指数（傾き）を示す３ビット（指数部）、線形符号での増分を示す４ビット（線形部）から構成されている。この形式の対数近似圧伸ＰＣＭの場合、−１２７から１２７までの数値を表現できる。これは、線形ＰＣＭの−８１５８から８１５８までに相当する（図１）。なお、本明細書内で用いる「信号」とは、例えば図２に示されたような「ビット列」を意味しており、「信号列」とはこのような信号が複数個並んだ系列（例えば、１６０個の信号が並んだ系列）を指す。
【０００８】
対数近似圧伸ＰＣＭなどの圧縮された入力信号列を圧縮符号化する技術として、以下のような符号化装置と復号化装置が考えられる。図３に、入力信号列を符号化する符号化装置の機能構成例を示す。また、図４に、この符号化装置の処理フロー例を示す。符号化装置１１００は、線形予測部１１１０、量子化部１１２０、予測値算出部１１３０、減算部１１４０、係数符号化部１１５０、残差符号化部１１６０を備える。入力信号列は、フレーム単位に分割した信号列Ｘ＝｛ｘ（１），ｘ（２），…，ｘ（Ｎ）｝とする。なお、Ｎは１フレームのサンプル数である。
【０００９】
符号化装置１１００に、フレーム単位に分割された入力信号列Ｘが入力されると、線形予測部１１１０は、フレーム単位に分割された入力信号列Ｘから予測係数Ｋ＝｛ｋ（１），ｋ（２），…，ｋ（Ｐ）｝を求める（Ｓ１１１０）。なお、Ｐは予測次数である。量子化部１１２０は、予測係数Ｋを量子化して量子化予測係数Ｋ’＝｛ｋ’（１），ｋ’（２），…，ｋ’（Ｐ）｝を求める（Ｓ１１２０）。予測値算出部１１３０は、入力信号列Ｘと量子化予測係数Ｋ’を用いて、次式のように予測値列Ｙ＝｛ｙ（１），ｙ（２），…，ｙ（Ｎ）｝を求める（Ｓ１１３０）。
【００１０】
【数３】
0005013293.tif 000004
ただし、ｎは１以上Ｎ以下の整数である。減算部１１４０は、入力信号列Ｘと予測値列Ｙとの差（予測残差列）Ｅ＝｛ｅ（１），ｅ（２），…，ｅ（Ｎ）｝を求める（Ｓ１１４０）。係数符号化部１１５０は、量子化予測係数Ｋ’を符号化し、予測係数符号Ｃｋを出力する（Ｓ１１５０）。残差符号化部１１６０は、予測残差列Ｅを符号化し、予測残差符号Ｃｅを出力する（Ｓ１１６０）。
【００１１】
図５に、受信した符号を出力信号列（符号化装置に入力された入力信号列）に復号化する復号化装置の機能構成例を示す。また、図６に、この復号化装置の処理フロー例を示す。復号化装置１６００は、残差復号化部１６１０、係数復号化部１６２０、予測値算出部１６３０、加算部１６４０を備える。残差復号化部１６１０は、予測残差符号Ｃｅと復号化して予測残差列Ｅを求める（Ｓ１６１０）。係数復号化部１６２０は、予測係数符号Ｃｋを復号化して量子化予測係数Ｋ’を求める（Ｓ１６２０）。予測値算出部１６３０は、復号化された第２信号列Ｘと量子化予測係数Ｋ’を用いて、次式のように出力予測値列Ｙを求める（Ｓ１６３０）。
【００１２】
【数４】
0005013293.tif 000005
加算部１６４０は、出力予測値列Ｙと予測残差列Ｅとを加算して出力信号列Ｘ（符号化装置に入力された入力信号列）を求める（Ｓ１６４０）。このような構成により、圧縮された信号列を可逆圧縮できる。しかし、Ｇ．７１１などの圧縮された信号列を、上述のように可逆圧縮しても圧縮効率が十分高いとは言えない。一般的に、線形な信号列は効率よく予測できる。しかし、線形な信号列は、もともと振幅を表すためのビット数が多くなるので符号量も多くなってしまう。一方、圧縮された信号列をそのまま数値とみなせば、振幅を表すためのビット数を少なくできる。しかし、波形自体が不自然なので、予測効率が悪くなる。
【００１３】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、信号列に対して高い符号化効率を実現し、符号量を削減することを目的とする。また、特に圧縮された信号列に対して、有効に符号量を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の符号化装置は、振幅が圧縮された入力信号列（以下、「第１入力信号列」という）を符号化する符号化装置である。また、本発明の復号化装置は、入力された第１係数符号、第２係数符号、予測誤差符号を、第１出力信号列（符号化装置に入力された入力信号列）に復号化する復号化装置である。圧縮とは、元の信号を、元の信号の大小関係(大きさ)を示す番号系列中の元の信号の大きさに対応する番号で示すことを意味している。元の信号の大小関係（大きさ）を示す番号系列とは、元の信号の大小関係を維持したままの、あるいは大小関係を反転した、均等間隔の番号の系列である。例えば、１，２，３，…でもよいし、２，４，６，…のようにしてもよい。また、元の信号の大小関係(大きさ)を示す番号系列には、１つの元の信号の大きさ（例えば“０”）に対応する番号として複数の異なる番号が含まれている場合もある。この場合は、圧縮の際には、元の信号の大きさに対応する番号のいずれか１つの番号が付与される。なお、本発明における上記番号系列は、大小関係が元の信号の大小関係と完全に線形な番号系列ではないものとする。すなわち、元の信号が線形ＰＣＭである場合は除かれる。
【００１５】
本発明の符号化装置は、振幅が圧縮された信号列を符号化する装置であって、多段の線形予測手段を有している。そして、少なくともいずれかの線形予測手段で、入力された信号列の各信号に対して、圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な線形対応処理を行う。そして、線形対応処理が施された信号列に対して線形予測を行い、予測係数を求める。
【００１６】
請求項１記載の符号化装置（請求項１１記載の符号化方法）は、第１線形対応部、第１線形予測部、第１量子化部、第１予測値算出部、第１線形逆対応部、第１減算部、第２線形予測部、第２量子化部、第２予測値算出部、第２減算部、符号化部を備える。第１線形対応部は、第１入力信号列Ｘ＝｛ｘ（１），ｘ（２），…，ｘ（Ｎ）｝の各信号を、圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）によって、第１線形対応信号列Ｙ＝｛ｙ（１），ｙ（２），…，ｙ（Ｎ）｝に変換する。第１線形予測部は、記第１線形対応信号列Ｙを用いて第１予測係数Α＝｛α（１），α（２），…，α（Ｐα）｝を求める。第１量子化部は、第１予測係数Αを量子化して第１量子化予測係数Α’＝｛α’（１），α’（２），…，α’（Ｐα）｝を求める。第１予測値算出部は、第１量子化予測係数Α’を用いて、第１線形対応予測値列Ｙ’＝｛ｙ’（１），ｙ’（２），…，ｙ’（Ｎ）｝を求める。第１線形逆対応部は、第１線形対応予測値列Ｙ’に対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行って第１入力予測値列Ｘ’＝｛ｘ’（１），ｘ’（２），…，ｘ’（Ｎ）｝を求める。第１減算部は、第１入力信号列Ｘと第１入力予測値列Ｘ’との差を、第２入力信号列Ｚ＝｛ｚ（１），ｚ（２），…，ｚ（Ｎ）｝として求める。
【００１７】
第２線形予測部は、第２入力信号列Ｚを用いて第２予測係数Β＝｛β（１），β（２），…，β（Ｐβ）｝を求める。第２量子化部は、第２予測係数Βを量子化して第２量子化予測係数Β’＝｛β’（１），β’（２），…，β’（Ｐβ）｝を求める。第２予測値算出部は、第２量子化予測係数Β’を用いて、第２入力予測値列Ｚ’＝｛ｚ’（１），ｚ’（２），…，ｚ’（Ｎ）｝を求める。第２減算部は、第２入力信号列Ｚと第２入力予測値列Ｚ’との差を、予測残差列Ｅ＝｛ｅ（１），ｅ（２），…，ｅ（Ｎ）｝として求める。符号化部は、第１量子化予測係数Α’と第２量子化予測係数Β’と予測残差列Ｅを符号化し、第１係数符号Ｃαと第２係数符号Ｃβと予測残差符号Ｃｅを出力する。
【００１８】
請求項６記載の復号化装置（請求項１６記載の復号化方法）は、請求項１記載の符号化装置（請求項１１記載の符号化方法）で符号化した符号を復号化する装置である。この復号化装置は、復号化部、第２予測値算出部、第２加算部、第１線形対応部、第１予測値算出部、第１線形逆対応部、第１加算部を備える。
【００１９】
復号化部は、第１係数符号Ｃαから第１量子化予測係数Α’を、第２係数符号Ｃβから第２量子化予測係数Β’を、予測残差符号Ｃｅから予測残差列Ｅを求める。第２予測値算出部は、復号化された第２出力信号列Ｚ（符号化装置の第２入力信号列に相当）と第２量子化予測係数Β’を用いて、第２出力予測値列Ｚ’（符号化装置の第２入力予測値列に相当）を求める。第２加算部は、第２出力予測値列Ｚ’と予測残差列Ｅとを加算して第２出力信号列Ｚを求める。
【００２０】
第１線形対応部は、復号化された第１出力信号列Ｘ（符号化装置の第１入力信号列に相当）の各信号を、圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）によって、第１線形対応信号列Ｙに変換する。第１予測値算出部は、第１線形対応信号列Ｙと第１量子化予測係数Α’を用いて、第１線形対応予測値列Ｙ’を求める。第１線形逆対応部は、第１線形対応予測値列Ｙ’に対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行って第１出力予測値列Ｘ’（符号化装置の第１入力予測値列に相当）を求める。第１加算部は、第１出力予測値列Ｘ’と第２出力信号列Ｚとを加算して第１出力信号列Ｘを求める。
【００２１】
請求項２記載の符号化装置（請求項１２記載の符号化方法）は、第１入力信号に対する予測誤差（第２入力信号）を、第１線形対応予測誤差列Ｗ（第１線形対応予測値列Ｙ’と第１線形対応信号列Ｙとの差）に対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行う点が、請求項１記載の符号化装置（請求項１１記載の符号化方法）と異なるが、その他は同じである。請求項７記載の復号化装置（請求項１７記載の復号化方法）は、請求項２記載の符号化装置（請求項１２記載の符号化方法）で符号化した符号を復号化する装置である。
【００２２】
請求項３記載の符号化装置（請求項１３記載の符号化方法）は、第２予測値算出部の入力と出力が、前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって変換された信号列（第２線形対応信号列Ｖと第２線形対応予測値列Ｖ’）であることが、請求項１記載の符号化装置（請求項１１記載の符号化方法）と異なるが、その他は同じである。請求項８記載の復号化装置（請求項１８記載の復号化方法）は、請求項３記載の符号化装置（請求項１３記載の符号化方法）で符号化した符号を復号化する装置である。
【００２３】
請求項４記載の符号化装置（請求項１４記載の符号化方法）は、第２予測値算出部の入力と出力が、前記第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列の各信号と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって変換された信号列（第２線形対応信号列Ｖと第２線形対応予測値列Ｖ’）であることが、請求項２記載の符号化装置（請求項１２記載の符号化方法）と異なるが、その他は同じである。請求項９記載の復号化装置（請求項１９記載の復号化方法）は、請求項４記載の符号化装置（請求項１４記載の符号化方法）で符号化した符号を復号化する装置である。
【００２４】
請求項５記載の符号化装置（請求項１５記載の符号化方法）は、１段目の線形予測で、圧縮された第１入力信号列を対象として線形予測することが、請求項３または４記載の符号化装置（請求項１３または１４記載の符号化方法）と異なる。請求項１０記載の復号化装置（請求項２０記載の復号化方法）は、請求項５記載の符号化装置（請求項１５記載の符号化方法）で符号化した符号を復号化する装置である。
【００２５】
なお、「元の信号列と線形な関係に近づける処理」とは、圧縮された信号列と元の信号列と線形な関係の信号列との中間的な信号列にする処理であり、元の信号列と線形な関係の信号列にする処理は含まない。具体的には、以下のような処理である。線形な関係とは、元の信号列の１つのサンプル値の振幅をｓとするときに、
｜１−Ｈ（γｓ）／γＨ（ｓ）｜≒０
ただし、γは任意の実数
を満足する関数Ｈ（）によって変換された信号列を意味している。なお、この式では離散化に伴う誤差は無視している。圧縮された入力信号列の１つのサンプル値の振幅ｘと元の信号列の１つのサンプル値の振幅ｓとの関係がｘ＝Ｇ（ｓ）の場合、任意のγに対しては
｜１−Ｇ（γｓ）／γＧ（ｓ）｜≒０
を満足しない。「線形な関係に近づける処理」とは、この処理を関数ｆ（）とすると、任意のγに対して、
｜１−ｆ（γｘ）／γｆ（ｘ）｜＜｜１−Ｇ（γｓ）／γＧ（ｓ）｜
であり、かつ、すべてのγに対しては
｜１−ｆ（γｘ）／γｆ（ｘ）｜≒０
は満足しない。関数ｆ（）の具体例としては、入力信号列と元の信号列と線形な信号列との重みつき加算を行う処理がある。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の符号化装置と復号化装置によれば、線形または線形に近い信号に変換した後での予測と、振幅が圧縮されたままの信号での予測または別の変換で線形または線形に近い信号に変換した後での予測を組み合わせるので、予測残差の振幅を小さくし、符号量を少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
［第１実施形態］
図７に、第１実施形態の符号化装置の機能構成例を示す。また、図８に第１実施形態の符号化装置の処理フローを示す。符号化装置１００は、第１線形対応部１０５、第１線形予測部１１０、第１量子化部１２０、第１予測値算出部１３０、第１線形逆対応部１３５、第１減算部１４０、第２線形予測部１６０、第２量子化部１７０、第２予測値算出部１８０、第２減算部１９０、第１係数符号化部１４５、第２係数符号化部１９５、残差符号化部１９９を備える。
【００２８】
第１線形対応部１０５は、符号化装置１００への入力前に既に圧縮済の信号である第１入力信号列Ｘ＝｛ｘ（１），ｘ（２），…，ｘ（Ｎ）｝を、圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）によって、第１線形対応信号列Ｙ＝｛ｙ（１），ｙ（２），…，ｙ（Ｎ）｝に変換する（Ｓ１０５）。つまり、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｙ（ｎ）＝ｆ（ｘ（ｎ））
を行う。また、「元の信号列と線形な関係に近づける処理」とは、圧縮された信号列と元の信号列と線形な関係の信号列との中間的な信号列にする処理であり、元の信号列と線形な関係の信号列にする処理は含まない。
【００２９】
第１線形予測部１１０は、第１線形対応信号列Ｙを用いてＰα次の第１予測係数Α＝｛α（１），α（２），…，α（Ｐα）｝を求める（Ｓ１１０）。第１量子化部１２０は、第１予測係数Αを量子化して第１量子化予測係数Α’＝｛α’（１），α’（２），…，α’（Ｐα）｝を求める（Ｓ１２０）。第１予測値算出部１３０は、第１量子化予測係数Α’を用いて、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｙ’（ｎ）＝α’（１）ｙ（ｎ−１）＋…＋α’（Ｐα）ｙ（ｎ−Ｐα）
の計算を行い、第１線形対応予測値列Ｙ’＝｛ｙ’（１），ｙ’（２），…，ｙ’（Ｎ）｝を求める（Ｓ１３０）。第１線形逆対応部１３５は、第１線形対応予測値列Ｙ’に対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行って第１入力予測値列Ｘ’＝｛ｘ’（１），ｘ’（２），…，ｘ’（Ｎ）｝を求める（Ｓ１３５）。つまり、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｘ’（ｎ）＝ｆ−１（ｙ（ｎ））
を行う。第１減算部１４０は、第１入力信号列Ｘと第１入力予測値列Ｘ’との差を、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｚ（ｎ）＝ｘ（ｎ）−ｘ’（ｎ）
のように求め、第２入力信号列Ｚ＝｛ｚ（１），ｚ（２），…，ｚ（Ｎ）｝とする（Ｓ１４０）。なお、第２入力信号列Ｚは、１段目の線形係数を求める処理（ステップＳ１０５〜Ｓ１４０）での残差信号列に相当する。
【００３０】
第２線形予測部１６０は、第２入力信号列Ｚを用いて、Ｐβ次の第２予測係数Β＝｛β（１），β（２），…，β（Ｐβ）｝を求める（Ｓ１６０）。第２量子化部１７０は、第２予測係数Βを量子化して第２量子化予測係数Β’＝｛β’（１），β’（２），…，β’（Ｐβ）｝を求める（Ｓ１７０）。第２予測値算出部１８０は、第２量子化予測係数Β’を用いて、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｚ’（ｎ）＝β’（１）ｚ（ｎ−１）＋…＋β’（Ｐβ）ｚ（ｎ−Ｐβ）
の計算を行い、第２入力予測値列Ｚ’＝｛ｚ’（１），ｚ’（２），…，ｚ’（Ｎ）｝を求める（Ｓ１８０）。第２減算部１９０は、第２入力信号列Ｚと第２入力予測値列Ｚ’との差を、予測残差列Ｅ＝｛ｅ（１），ｅ（２），…，ｅ（Ｎ）｝として求める（Ｓ１９０）。つまり、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｅ（ｎ）＝ｚ（ｎ）−ｚ’（ｎ）
の計算を行う。
【００３１】
第１係数符号化部１４５は、第１量子化予測係数Α’を符号化し、第１係数符号Ｃαを出力する（Ｓ１４５）。第２係数符号化部１９５は、第２量子化予測係数Β’を符号化し、第２係数符号Ｃβを出力する（Ｓ１９５）。残差符号化部１９９は、予測残差列Ｅを符号化し、予測残差符号Ｃｅを出力する（Ｓ１９９）。なお、第１係数符号化部１４５、第２係数符号化部１９５、残差符号化部１９９をまとめて１つの符号化部としてもよい。また、第１量子化予測係数Α’と第２量子化予測係数Β’の両方を示す情報として、１つの係数符号を出力してもよい。
【００３２】
図９に、第１実施形態の復号化装置の機能構成例を示す。また、図１０に、第１実施形態の復号化装置の処理フローを示す。復号化装置６００は、符号化装置１００で符号化した符号を復号化する装置である。復号化装置６００は、第１係数復号化部６２０、第２係数復号化部６７０、残差復号化部６９９、第２予測値算出部６８０、第２加算部６９０、第１線形対応部６２５、第１予測値算出部６３０、第１線形逆対応部６３５、第１加算部６４０を備える。
【００３３】
第１係数復号化部６２０は、第１係数符号Ｃαから第１量子化予測係数Α’を求める（Ｓ６２０）。第２係数復号化部６７０は、第２係数符号Ｃβから第２量子化予測係数Β’を求める（Ｓ６７０）。残差復号化部６９９は、予測残差符号Ｃｅから予測残差列Ｅを求める（Ｓ６９９）。なお、第１係数復号化部６２０、第２係数復号化部６７０、残差復号化部６９９をまとめて１つの復号化部としてもよい。また、第１量子化予測係数Α’と第２量子化予測係数Β’の両方を示す１つの係数符号から、第１量子化予測係数Α’と第２量子化予測係数Β’を求めてもよい。
【００３４】
第２予測値算出部６８０は、復号化された第２出力信号列Ｚ（符号化装置の第２入力信号列に相当）と第２量子化予測係数Β’を用いて、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｚ’（ｎ）＝β’（１）ｚ（ｎ−１）＋…＋β’（Ｐβ）ｚ（ｎ−Ｐβ）
の計算を行い、第２出力予測値列Ｚ’（符号化装置の第２入力予測値列に相当）を求める（Ｓ６８０）。第２加算部６９０は、第２出力予測値列Ｚ’と予測残差列Ｅとを加算して第２出力信号列Ｚを求める（Ｓ６９０）。つまり、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｚ（ｎ）＝ｚ’（ｎ）＋ｅ（ｎ）
を計算する。
【００３５】
第１線形対応部６２５は、復号化された第１出力信号列Ｘ（符号化装置の第１入力信号列に相当）を、圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）を、
ｙ（ｎ）＝ｆ（ｘ（ｎ））    ただし、ｎ＝１，…，Ｎ
のように行って、第１線形対応信号列Ｙに変換する（Ｓ６２５）。第１予測値算出部６３０は、すでに求められている第１線形対応信号列Ｙと第１量子化予測係数Α’を用いて、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｙ’（ｎ）＝α’（１）ｙ（ｎ−１）＋…＋α’（Ｐα）ｙ（ｎ−Ｐα）
の計算を行い、第１線形対応予測値列Ｙ’を求める（Ｓ６３０）。第１線形逆対応部６３５は、第１線形対応予測値列Ｙ’に対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を
ｘ’（ｎ）＝ｆ−１（ｙ（ｎ））    ただし、ｎ＝１，…，Ｎ
のように行って第１出力予測値列Ｘ’（符号化装置の第１入力予測値列に相当）を求める（Ｓ６３５）。第１加算部６４０は、第１出力予測値列Ｘ’と第２出力信号列Ｚとを加算して第１出力信号列Ｘを求める（Ｓ６４０）。つまり、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｘ（ｎ）＝ｘ’（ｎ）＋ｚ（ｎ）
を計算する。
【００３６】
符号化装置１００と復号化装置６００によれば、線形または線形に近い信号に変換した後での予測と、振幅が圧縮されたままの信号での予測を組み合わせるので、予測残差の振幅を小さくし、符号量を少なくできる。
【００３７】
［第２実施形態］
第２実施形態の符号化装置は、第１入力信号に対する予測誤差を求める処理が、第１線形対応処理ｆ（）によって変換された状態である第１線形対応予測誤差列Ｗ（第１線形対応予測値列Ｙ’と第１線形対応信号列Ｙとの差）として求める処理と、第１線形対応予測誤差列に対して第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行う処理とで構成される点が、第１実施形態の符号化装置と異なる。
【００３８】
図１１に、第２実施形態の符号化装置の機能構成例を示す。また、図１２に第２実施形態の符号化装置の処理フローを示す。符号化装置２００は、第１線形対応部２０５、第１線形予測部１１０、第１量子化部１２０、第１予測値算出部１３０、第１減算部２４０、第１線形逆対応部２３５、第２線形予測部１６０、第２量子化部１７０、第２予測値算出部１８０、第２減算部１９０、第１係数符号化部１４５、第２係数符号化部１９５、残差符号化部１９９を備える。
【００３９】
第１線形対応部２０５は、符号化装置２００への入力前に既に圧縮済の信号である第１入力信号列Ｘを、圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）によって、第１線形対応信号列Ｙに変換する（Ｓ２０５）。つまり、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｙ（ｎ）＝ｆ（ｘ（ｎ））
の計算を行う。第１線形予測部１１０は、第１線形対応信号列Ｙを用いてＰα次の第１予測係数Αを求める（Ｓ１１０）。第１量子化部１２０は、第１予測係数Αを量子化して第１量子化予測係数Α’を求める（Ｓ１２０）。第１予測値算出部１３０は、第１量子化予測係数Α’を用いて、第１線形対応予測値列Ｙ’を求める（Ｓ１３０）。第１減算部２４０は、第１線形対応信号列Ｙと第１線形対応予測値列Ｙ’との差を、第１線形対応予測誤差列Ｗ＝｛ｗ（１），ｗ（２），…，ｗ（Ｎ）｝として求める（Ｓ２４０）。つまり、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｗ（ｎ）＝ｙ（ｎ）−ｙ’（ｎ）
の計算を行う。第１線形逆対応部２３５は、第１線形対応予測誤差列Ｗに対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行って、第２入力信号列Ｚを求める（Ｓ２３５）。つまり、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｚ（ｎ）＝ｆ−１（ｗ（ｎ））
の計算を行う。第２線形予測部１６０は、第２入力信号列を用いて第２予測係数を求める（Ｓ１６０）。第２量子化部１７０は、第２予測係数Βを量子化して第２量子化予測係数Β’を求める（Ｓ１７０）。第２予測値算出部１８０は、第２量子化予測係数Β’を用いて、第２入力予測値列Ｚ’を求める（Ｓ１８０）。第２減算部１９０は、第２入力信号列Ｚと第２入力予測値列Ｚ’との差を求め、予測残差列Ｅとする（Ｓ１９０）。第１係数符号化部１４５は、第１量子化予測係数Α’を符号化し、第１係数符号Ｃαを出力する（Ｓ１４５）。第２係数符号化部１９５は、第２量子化予測係数Β’を符号化し、第２係数符号Ｃβを出力する（Ｓ１９５）。残差符号化部１９９は、予測残差列Ｅを符号化し、予測残差符号Ｃｅを出力する（Ｓ１９９）。
【００４０】
図１３に、第２実施形態の復号化装置の機能構成例を示す。また、図１４に、第２実施形態の復号化装置の処理フローを示す。復号化装置７００は、符号化装置２００が符号化した符号を、符号化装置２００に入力された信号列に復号化する復号化装置である。復号化装置７００は、第１係数復号化部６２０、第２係数復号化部６７０、残差復号化部６９９、第２予測値算出部６８０、第２加算部６９０、第１線形対応部７２５、第１予測値算出部６３０、第１加算部７４０、第１線形逆対応部７３５を備える。
【００４１】
第１係数復号化部６２０は、第１係数符号Ｃαから第１量子化予測係数Α’を求める（Ｓ６２０）。第２係数復号化部６７０は、第２係数符号Ｃβから第２量子化予測係数Β’を求める（Ｓ６７０）。残差復号化部６９９は、予測残差符号Ｃｅから予測残差列Ｅを求める（Ｓ６９９）。第２予測値算出部６８０は、復号化された第２出力信号列Ｚ（符号化装置の第２入力信号列に相当）と第２量子化予測係数Β’を用いて、第２出力予測値列Ｚ’（符号化装置の第２入力予測値列に相当）を求める（Ｓ６８０）。第２加算部６９０は、第２出力予測値列Ｚ’と予測残差列Ｅとを加算して第２出力信号列Ｚを求める（Ｓ６９０）。
【００４２】
第１線形対応部７２５は、第２出力信号列Ｚを、圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）によって、第１線形対応予測誤差列に変換する（Ｓ７２５）。つまり、
ｗ（ｎ）＝ｆ（ｚ（ｎ））      ただし、ｎ＝１，…，Ｎ
である。第１予測値算出部６３０は、第１線形対応信号列と第１量子化予測係数を用いて、第１線形対応予測値列を求める（Ｓ６３０）。第１加算部７４０は、第１線形対応予測値列Ｙ’と第１線形対応予測誤差列Ｗとを、ｙ（ｎ）＝ｙ’（ｎ）＋ｗ（ｎ）のように加算して第１線形対応信号列Ｙを求める（Ｓ７４０）。第１線形逆対応部７３５は、第１線形対応予信号列に対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行って第１出力信号列Ｘ（符号化装置の第１入力信号列に相当）を求める（Ｓ７３５）。つまり、
ｘ（ｎ）＝ｆ−１（ｙ（ｎ））          ただし、ｎ＝１，…，Ｎ
を計算する。
【００４３】
符号化装置２００と復号化装置７００によれば、線形または線形に近い信号に変換した後での予測と、振幅が圧縮されたままの信号での予測を組み合わせるので、予測残差の振幅を小さくし、符号量を少なくできる。
【００４４】
［第３実施形態］
第３実施形態の符号化装置は、第２線形予測部および第２予測値算出部に入力される信号列と第２予測値算出部から出力される信号列とが、第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって変換された信号列（第２線形対応信号列Ｖと第２線形対応予測値列Ｖ’）であることが、第１実施形態の符号化装置と異なる。
【００４５】
図１５に、第３実施形態の符号化装置の機能構成例を示す。また、図１６に、第３実施形態の符号化装置の処理フローを示す。符号化装置３００は、第１線形対応部１０５、第１線形予測部１１０、第１量子化部１２０、第１予測値算出部１３０、第１線形逆対応部１３５、第１減算部１４０、第２線形対応部３５５、第２線形予測部３６０、第２量子化部３７０、第２予測値算出部３８０、第２線形逆対応部３８５、第２減算部１９０、第１係数符号化部１４５、第２係数符号化部１９５、残差符号化部１９９を備える。
【００４６】
第１線形対応部１０５は、符号化装置３００への入力前に既に圧縮済の信号である第１入力信号列Ｘを、圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）によって、第１線形対応信号列Ｙに変換する（Ｓ１０５）。第１線形予測部１１０は、記第１線形対応信号列Ｙを用いてＰα次の第１予測係数Αを求める（Ｓ１１０）。第１量子化部１２０は、第１予測係数Αを量子化して第１量子化予測係数Α’を求める（Ｓ１２０）。第１予測値算出部１３０は、第１量子化予測係数Α’を用いて、第１線形対応予測値列Ｙ’を求める（Ｓ１３０）。第１線形逆対応部１３５は、第１線形対応予測値列Ｙ’に対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行って第１入力予測値列Ｘ’を求める（Ｓ１３５）。第１減算部１４０は、第１入力信号列Ｘと第１入力予測値列Ｘ’との差を、第２入力信号列Ｚとして求める（Ｓ１４０）。
【００４７】
第２線形対応部３５５は、第２入力信号列Ｚを、第１入力信号列の各信号を圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって、第２線形対応信号列Ｖ＝｛ｖ（１），ｖ（２），…，ｖ（Ｎ）｝に変換する（Ｓ３５５）。つまり、
ｖ（ｎ）＝ｇ（ｚ（ｎ））        ただし、ｎ＝１，…，Ｎ
の計算を行う。また、ｇ（）≠ｆ（）である。第２線形予測部３６０は、第２線形対応信号列Ｖを用いて、Ｐβ次の第２予測係数Β＝｛β（１），β（２），…，β（Ｐβ）｝を求める（Ｓ３６０）。第２量子化部３７０は、第２予測係数Βを量子化して第２量子化予測係数Β’＝｛β’（１），β’（２），…，β’（Ｐβ）｝を求める（Ｓ３７０）。第２予測値算出部３８０は、第２量子化予測係数Β’を用いて、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｖ’（ｎ）＝β’（１）ｖ（ｎ−１）＋…＋β’（Ｐβ）ｖ（ｎ−Ｐβ）
の計算を行って、第２線形対応予測値列Ｖ’＝｛ｖ’（１），ｖ’（２），…，ｖ’（Ｎ）｝を求める。第２線形逆対応部３８５は、第２線形対応予測値列Ｖ’に対して、第２線形対応処理と逆の変換ｇ−１（）を行って第２入力予測値列Ｚ’を求める（Ｓ３８５）。つまり、
ｚ’（ｎ）＝ｇ−１（ｖ’（ｎ））        ただし、ｎ＝１，…，Ｎ
を計算を行う。第２減算部１９０は、第２入力信号列Ｚと第２入力予測値列Ｚ’との差を予測残差列Ｅ＝｛ｅ（１），ｅ（２），…，ｅ（Ｎ）｝とする（Ｓ１９０）。第１係数符号化部１４５は、第１量子化予測係数Α’を符号化し、第１係数符号Ｃαを出力する（Ｓ１４５）。第２係数符号化部１９５は、第２量子化予測係数Β’を符号化し、第２係数符号Ｃβを出力する（Ｓ１９５）。残差符号化部１９９は、予測残差列Ｅを符号化し、予測残差符号Ｃｅを出力する（Ｓ１９９）。
【００４８】
図１７に、第３実施形態の復号化装置の機能構成例を示す。また、図１８に、第３実施形態の復号化装置の処理フローを示す。復号化装置８００は、第１係数復号化部６２０、第２係数復号化部６７０、残差復号化部６９９、第２線形対応部８７５、第２予測値算出部８８０、第２線形逆対応部８８５、第２加算部６９０、第１線形対応部６２５、第１予測値算出部６３０、第１線形逆対応部６３５、第１加算部６４０を備える。
【００４９】
第１係数復号化部６２０は、第１係数符号Ｃαから第１量子化予測係数Α’を求める（Ｓ６２０）。第２係数復号化部６７０は、第２係数符号Ｃβから第２量子化予測係数Β’を求める（Ｓ６７０）。残差復号化部６９９は、予測残差符号Ｃｅから予測残差列Ｅを求める（Ｓ６９９）。第２線形対応部８７５は、復号化された第２出力信号列Ｚ（符号化装置の第２入力信号列に相当）を、第１出力信号列（符号化装置の第１入力信号列に相当）を圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって、第２線形対応信号列Ｖに変換する（Ｓ８７５）。つまり、
ｖ（ｎ）＝ｇ（ｚ（ｎ））        ただし、ｎ＝１，…，Ｎ
の計算を行う。第２予測値算出部８８０は、第２線形対応信号列Ｖと第２量子化予測係数Β’を用いて、ｎ＝１，…，Ｎに対して
ｖ’（ｎ）＝β’（１）ｖ（ｎ−１）＋…＋β’（Ｐβ）ｖ（ｎ−Ｐβ）
の計算を行って、第２線形対応予測値列Ｖ’を求める（Ｓ８８０）。第２線形逆対応部８８５は、第２線形対応予測値列Ｖ’に対して、第２線形対応処理と逆の変換ｇ−１（）を行って第２出力予測値列Ｚ’（符号化装置の第２入力予測値列に相当）を求める（Ｓ８８５）。つまり、
ｚ’（ｎ）＝ｇ−１（ｖ’（ｎ））        ただし、ｎ＝１，…，Ｎ
の計算を行う。第２加算部６９０は、第２出力予測値列Ｚ’と予測残差列Ｅとを加算して第２出力信号列Ｚを求める（Ｓ６９０）。
【００５０】
第１線形対応部６２５は、復号化された第１出力信号列Ｘ（符号化装置の第１入力信号列に相当）を、圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）によって、第１線形対応信号列Ｙに変換する（Ｓ６２５）。第１予測値算出部６３０は、すでに求められている第１線形対応信号列Ｙと第１量子化予測係数Α’を用いて、第１線形対応予測値列Ｙ’を求める（Ｓ６３０）。第１線形逆対応部６３５は、第１線形対応予測値列Ｙ’に対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行って第１出力予測値列Ｘ’を求める（Ｓ６３５）。第１加算部６４０は、第１出力予測値列Ｘ’と第２出力信号列Ｚとを加算して第１出力信号列Ｘを求める（Ｓ６４０）。
【００５１】
符号化装置３００と復号化装置８００によれば、線形または線形に近い信号に変換した後での予測と、別の変換で線形または線形に近い信号に変換した後での予測を組み合わせるので、予測残差の振幅を小さくし、符号量を少なくできる。
【００５２】
［第４実施形態］
第４実施形態の符号化装置は、第２線形予測部および第２予測値算出部に入力される信号列と第２予測値計算部から出力される信号列とが、第１入力信号列を圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって変換された信号列（第２線形対応信号列Ｖと第２線形対応予測値列Ｖ’）であることが、第２実施形態の符号化装置と異なる。
【００５３】
図１９に、第４実施形態の符号化装置の機能構成例を示す。また、図２０に、第４実施形態の符号化装置の処理フローを示す。符号化装置４００は、第１線形対応部２０５、第１線形予測部１１０、第１量子化部１２０、第１予測値算出部１３０、第１減算部２４０、第１線形逆対応部２３５、第２線形対応部３５５、第２線形予測部３６０、第２量子化部３７０、第２予測値算出部３８０、第２線形逆対応部３８５、第２減算部１９０、第１係数符号化部１４５、第２係数符号化部１９５、残差符号化部１９９を備える。
【００５４】
第１線形対応部２０５は、符号化装置４００への入力前に既に圧縮済の信号である第１入力信号列Ｘを、圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）によって、第１線形対応信号列Ｙに変換する（Ｓ２０５）。第１線形予測部１１０は、第１線形対応信号列Ｙを用いて第１予測係数Αを求める（Ｓ１１０）。第１量子化部１２０は、第１予測係数Αを量子化して第１量子化予測係数Α’を求める（Ｓ１２０）。第１予測値算出部１３０は、第１量子化予測係数Α’を用いて、第１線形対応予測値列Ｙ’を求める（Ｓ１３０）。第１減算部２４０は、第１線形対応信号列Ｙと第１線形対応予測値列Ｙ’との差を第１線形対応予測誤差列Ｗとして求める（Ｓ２４０）。第１線形逆対応部２３５は、第１線形対応予測誤差列Ｗに対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行って第２入力信号列Ｚを求める（Ｓ２３５）。
【００５５】
第２線形対応部３５５は、第２入力信号列Ｚを、第１入力信号列を圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって、第２線形対応信号列Ｖに変換する（Ｓ３５５）。第２線形予測部３６０は、第２線形対応信号列Ｖを用いて第２予測係数Βを求める（Ｓ３６０）。第２量子化部３７０は、第２予測係数Βを量子化して第２量子化予測係数Β’を求める（Ｓ３７０）。第２予測値算出部３８０は、第２量子化予測係数Ｂ’を用いて、第２線形対応予測値列Ｖ’を求める（Ｓ３８０）。第２線形逆対応部３８５は、第２線形対応予測値列Ｖ’に対して、第２線形対応処理と逆の変換ｇ−１（）を行って第２入力予測値列Ｚ’を求める（Ｓ３８５）。第２減算部１９０は、第２入力信号列Ｚと前記第２入力予測値列Ｚ’との差を求め、予測残差列Ｅを求める（Ｓ１９０）。第１係数符号化部１４５は、第１量子化予測係数Α’を符号化する（Ｓ１４５）。第２係数符号化部１９５は、第２量子化予測係数Β’を符号化する（Ｓ１９５）。残差符号化部１９９は、予測残差列Ｅを符号化する（Ｓ１９９）。
【００５６】
図２１に、第４実施形態の復号化装置の機能構成例を示す。また、図２２に、第４実施形態の復号化装置の処理フローを示す。復号化装置９００は、第１係数復号化部６２０、第２係数復号化部６７０、残差復号化部６９９、第２線形対応部８７５、第２予測値算出部８８０、第２線形逆対応部８８５、第２加算部６９０、第１線形対応部７２５、第１予測値算出部６３０、第１加算部７４０、第１線形逆対応部７３５を備える。
【００５７】
第１係数復号化部６２０は、第１係数符号Ｃαから第１量子化予測係数Α’を求める（Ｓ６２０）。第２係数復号化部６７０は、第２係数符号Ｃβから第２量子化予測係数Β’を求める（Ｓ６７０）。残差復号化部６９９は、予測残差符号Ｃｅから予測残差列Ｅを求める（Ｓ６９９）。第２線形対応部８７５は、復号化された第２出力信号列Ｚ（符号化装置の第２入力信号列に相当）を、第１出力信号列（符号化装置の第１入力信号列に相当）を圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって、第２線形対応信号列Ｖに変換する（Ｓ８７５）。第２予測値算出部８８０は、第２線形対応信号列Ｖと第２量子化予測係数Β’を用いて、第２線形対応予測値列Ｖ’を求める（Ｓ８８０）。第２線形逆対応部８８５は、第２線形対応予測値列Ｖ’に対して、第２線形対応処理と逆の変換ｇ−１（）を行って第２出力予測値列Ｚ’（符号化装置の第２入力予測値列に相当）を求める（Ｓ８８５）。第２加算部６９０は、第２出力予測値列Ｚ’と予測残差列Ｅとを加算して第２出力信号列Ｚを求める（Ｓ６９０）。第１線形対応部７２５は、第２出力信号列Ｚを、圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第１線形対応処理ｆ（）によって、第１線形対応予測誤差列Ｗに変換する（Ｓ７２５）。第１予測値算出部６３０は、第１線形対応信号列Ｙと第１量子化予測係数Α’を用いて、第１線形対応予測値列Ｙ’を求める（Ｓ６３０）。第１加算部７４０は、第１線形対応予測値列Ｙ’と第１線形対応予測誤差列Ｗとを加算して第１線形対応信号列Ｙを求める（Ｓ７４０）。第１線形逆対応部７３５は、第１線形対応信号列Ｙに対して、第１線形対応処理と逆の変換ｆ−１（）を行って第１出力信号列Ｘ（符号化装置の第１入力信号列に相当）を求める（Ｓ７３５）。
【００５８】
符号化装置４００と復号化装置９００によれば、線形または線形に近い信号に変換した後での予測と、別の変換で線形または線形に近い信号に変換した後での予測を組み合わせるので、予測残差の振幅を小さくし、符号量を少なくできる。
【００５９】
［第５実施形態］
第５実施形態の符号化装置は、１段目の線形予測で、圧縮された第１入力信号列を対象として線形予測することが、第３実施形態や第４実施形態の符号化装置と異なる。
【００６０】
図２３に、第５実施形態の符号化装置の機能構成例を示す。また、図２４に、第５実施形態の符号化装置の処理フローを示す。符号化装置５００は、第１線形予測部５１０、第１量子化部５２０、第１予測値算出部５３０、第１減算部１４０、第２線形対応部３５５、第２線形予測部３６０、第２量子化部３７０、第２予測値算出部３８０、第２線形逆対応部３８５、第２減算部１９０、第１係数符号化部１４５、第２係数符号化部１９５、残差符号化部１９９を備える。
【００６１】
第１線形予測部５１０は、第１入力信号列Ｘを用いて第１予測係数Αを求める（Ｓ５１０）。第１量子化部５２０は、第１予測係数Αを量子化して第１量子化予測係数Α’を求める（Ｓ５２０）。第１予測値算出部５３０は、第１量子化予測係数Α’を用いて、第１入力予測値列Ｘ’を求める（Ｓ５３０）。第１減算部１４０は、第１入力信号列Ｘと第１入力予測値列Ｘ’との差を第２入力信号列Ｚとして求める（Ｓ１４０）。
【００６２】
第２線形対応部３５５は、第２入力信号列Ｚを、第１入力信号列を圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって、第２線形対応信号列Ｖに変換する（Ｓ３５５）。第２線形予測部３６０は、第２線形対応信号列Ｖを用いて第２予測係数Βを求める（Ｓ３６０）。第２量子化部３７０は、第２予測係数Βを量子化して第２量子化予測係数Β’を求める（Ｓ３７０）。第２予測値算出部３８０は、第２量子化予測係数Ｂ’を用いて、第２線形対応予測値列Ｖ’を求める（Ｓ３８０）。第２線形逆対応部３８５は、第２線形対応予測値列Ｖ’に対して、第２線形対応処理と逆の変換ｇ−１（）を行って第２入力予測値列Ｚ’を求める（Ｓ３８５）。第２減算部１９０は、第２入力信号列Ｚと前記第２入力予測値列Ｚ’との差を求め、予測残差列Ｅを求める（Ｓ１９０）。第１係数符号化部１４５は、第１量子化予測係数Α’を符号化する（Ｓ１４５）。第２係数符号化部１９５は、第２量子化予測係数Β’を符号化する（Ｓ１９５）。残差符号化部１９９は、予測残差列Ｅを符号化する（Ｓ１９９）。
【００６３】
図２５に、第５実施形態の復号化装置の機能構成例を示す。また、図２６に、第５実施形態の復号化装置の処理フローを示す。復号化装置１０００は、第１係数復号化部６２０、第２係数復号化部６７０、残差復号化部６９９、第２線形対応部８７５、第２予測値算出部８８０、第２線形逆対応部８８５、第２加算部６９０、第１予測値算出部１０３０、第１加算部６４０を備える。
【００６４】
第１係数復号化部６２０は、第１係数符号Ｃαから第１量子化予測係数Α’を求める（Ｓ６２０）。第２係数復号化部６７０は、第２係数符号Ｃβから第２量子化予測係数Β’を求める（Ｓ６７０）。残差復号化部６９９は、予測残差符号Ｃｅから予測残差列Ｅを求める（Ｓ６９９）。第２線形対応部８７５は、復号化された第２出力信号列Ｚ（符号化装置の第２入力信号列に相当）を、第１出力信号列（符号化装置の第１入力信号列に相当）を圧縮前の信号列と線形な関係に近づける可逆な第２線形対応処理ｇ（）によって、第２線形対応信号列Ｖに変換する（Ｓ８７５）。第２予測値算出部８８０は、第２線形対応信号列Ｖと第２量子化予測係数Β’を用いて、第２線形対応予測値列Ｖ’を求める（Ｓ８８０）。第２線形逆対応部８８５は、第２線形対応予測値列Ｖ’に対して、第２線形対応処理と逆の変換ｇ−１（）を行って第２出力予測値列Ｚ’（符号化装置の第２入力予測値列に相当）を求める（Ｓ８８５）。第２加算部６９０は、第２出力予測値列Ｚ’と予測残差列Ｅとを加算して第２出力信号列Ｚを求める（Ｓ６９０）。第１予測値算出部１０３０は、第１出力信号列Ｘ（符号化装置の第１入力信号列に相当）と第１量子化予測係数Α’を用いて、第１出力予測値列Ｘ’（符号化装置の第１入力予測値列に相当）を求める（Ｓ１０３０）。第１加算部６４０は、第１出力予測値列Ｘ’と第２出力信号列Ｚとを加算して第１出力信号列Ｘを求める（Ｓ６４０）。
【００６５】
符号化装置５００と復号化装置１０００によれば、圧縮した信号での予測と、線形または線形に近い信号に変換した後での予測を組み合わせるので、予測残差の振幅を小さくし、符号量を少なくできる。
【００６６】
［具体例］
図２７に、線形な関係に近づける処理（線形対応処理）ｆ（）として入力信号列Ｘと元の信号列と線形な信号列Ｓ=｛ｓ（１），ｓ（２），…，ｓ（Ｎ）｝との重みつき加算（ｕを重みとしてＸ＋ｕＳ）を行った場合の８ビットのμ則の形式（図２）の例を示す。なお、図２７では極性が正の場合のみを示している。また、μ則の指数部（セグメント）と線形部（レベル）は、一般的な感覚とは“１”と“０”とが反転しており、μ則では“１１１１１１１１”が正の最小の数値を示し、“１０００００００”が正の最大の数値を示すことに注意されたい。図中の「元の信号の大小関係を示す番号」の列が、非特許文献２（Ｇ．７１１）のμ則の具体例を示す表（Ｔａｂｌｅ  ２ａ）の第８列に相当し、「元の信号の量子化値」の列が第７列に相当する。図２７（Ａ）は指数部（セグメント）が“１１１”の例を示しており、レベルが１増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はｕ、元の信号の量子化値は２増えている。図２７（Ｂ）は指数部（セグメント）が“１１０” の例を示しており、レベルが１増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はｕ、元の信号の量子化値は４増えている。図２７（Ｃ）は指数部（セグメント）が“００１” の例を示しており、レベルが１増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はｕ、元の信号の量子化値は１２８増えている。図２７（Ｄ）は指数部（セグメント）が“０００” の例を示しており、レベルが１増えるごとに、元の信号の大小関係を示す番号はｕ、元の信号の量子化値は２５６増えている。なお、中間数値とは、処理ｆ（）を行った後の値を指している。入力信号列Ｘと元の信号列と線形な信号列Ｓとの重みつき加算（ｕを重みとしてＸ＋ｕＳ）によって、線形な関係に近づけることができる（重み付加算の結果、線形特性と圧伸特性の中間状態となる）。なお、線形対応処理ｇ（）の重みを、ｆ（）の重みと異なる値とすれば、容易にｇ（）≠ｆ（）にできる。
【００６７】
図２８に、コンピュータの機能構成例を示す。本発明の符号化方法、復号化方法は、コンピュータ２０００の記録部２０２０に、本発明の各構成部としてコンピュータ２０００を動作させるプログラムを読み込ませ、制御部２０１０、入力部２０３０、出力部２０４０などを動作させることで、コンピュータに実行させることができる。また、コンピュータに読み込ませる方法としては、プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録しておき、記録媒体からコンピュータに読み込ませる方法、サーバ等に記録されたプログラムを、電気通信回線等を通じてコンピュータに読み込ませる方法などがある。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】圧伸された信号列の振幅の例を示す図。
【図２】８ビットのμ則の具体的な形式を示す図。
【図３】従来の符号化装置の機能構成例を示す図。
【図４】従来の符号化装置の処理フローの例を示す図。
【図５】従来の復号化装置の機能構成例を示す図。
【図６】従来の復号化装置の処理フローの例を示す図。
【図７】第１実施形態の符号化装置の機能構成例を示す図。
【図８】第１実施形態の符号化装置の処理フローを示す図。
【図９】第１実施形態の復号化装置の機能構成例を示す図。
【図１０】第１実施形態の復号化装置の処理フローを示す図。
【図１１】第２実施形態の符号化装置の機能構成例を示す図。
【図１２】第２実施形態の符号化装置の処理フローを示す図。
【図１３】第２実施形態の復号化装置の機能構成例を示す図。
【図１４】第２実施形態の復号化装置の処理フローを示す図。
【図１５】第３実施形態の符号化装置の機能構成例を示す図。
【図１６】第３実施形態の符号化装置の処理フローを示す図。
【図１７】第３実施形態の復号化装置の機能構成例を示す図。
【図１８】第３実施形態の復号化装置の処理フローを示す図。
【図１９】第４実施形態の符号化装置の機能構成例を示す図。
【図２０】第４実施形態の符号化装置の処理フローを示す図。
【図２１】第４実施形態の復号化装置の機能構成例を示す図。
【図２２】第４実施形態の復号化装置の処理フローを示す図。
【図２３】第５実施形態の符号化装置の機能構成例を示す図。
【図２４】第５実施形態の符号化装置の処理フローを示す図。
【図２５】第５実施形態の復号化装置の機能構成例を示す図。
【図２６】第５実施形態の復号化装置の処理フローを示す図。
【図２７−１】線形な関係に近づける処理ｆ（）として入力信号列の振幅ｘと元の信号列の振幅ｓと線形な信号列との重みつき加算を行った場合の指数部が“１１１”と“１１０”の例を示す図。
【図２７−２】線形な関係に近づける処理ｆ（）として入力信号列の振幅ｘと元の信号列の振幅ｓと線形な信号列との重みつき加算を行った場合の指数部が“００１”と“０００”の例を示す図。
【図２８】コンピュータの機能構成例を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１００、２００、３００、４００、５００、１１００  符号化装置
１０５、２０５  第１線形対応部              １１０、５１０  第１線形予測部
１２０、５２０  第１量子化部                １３０、５３０  第１予測値算出部
１３５、２３５  第１線形逆対応部            １４０、２４０  第１減算部
１４５  第１係数符号化部                    １６０、３６０  第２線形予測部
１７０、３７０  第２量子化部                １８０、３８０  第２予測値算出部
１９０  第２減算部                          １９５  第２係数符号化部
１９９  残差符号化部                        ３５５  第２線形対応部
３８５  第２線形逆対応部
６００、７００、８００、９００、１６００  復号化装置
６２０  係数復号化部                        ６２５  線形対応部
６３０、１０３０  予測値算出部              ６３５  線形逆対応部
６４０  加算部                              ６７０  係数復号化部
６８０  予測値算出部                        ６９０  加算部
６９９  残差復号化部                        ７２５  線形対応部
７３５  線形逆対応部                        ７４０  加算部
８７５  線形対応部                          ８８０  予測値算出部
８８５  線形逆対応部                        １１１０  線形予測部
１１２０  量子化部                          １１３０  予測値算出部
１１４０  減算部                            １１５０  係数符号化部
１１６０  残差符号化部                      １６１０  残差復号化部
１６２０  係数復号化部                      １６３０  予測値算出部
１６４０  加算部
【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７】
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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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７−１】
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【図２７−２】
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【図２８】
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