(57)【要約】本発明は、符号のビット数を節約することができるようにする符号化装置に関する。ステップＳ１１において、符号化する正規化係数Ｂ１と、正規化係数Ｂｉに対応する符号化ユニットＡｉに、低域側に隣接する帯域の符号化ユニットＡｉ−１の正規化係数Ｂｉ−１の差分値が算出される。ステップＳ１２において、頻度が高い差分値に、少ないビット数の符号が対応付けられているテーブルが参照され、算出された差分値に対応する符号が読み出される。ステップＳ１３において、正規化係数Ｂの全てを符号化したか否かが判定され、正規化係数Ｂの全てを符号化したと判定された場合、ステップＳ１４に進み、ステップＳ１２で読み出された符号が出力される。本発明は、音声記録装置に適用することができる。
2002052732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響時系列信号を符号化する符号化装置であって、
入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割手段と、
前記各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成手段と、
生成された前記各正規化係数に基づいて前記各帯域信号を正規化する正規化手段と、
前記各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成手段と、
正規化された前記各帯域信号を、前記各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化手段と、
前記正規化係数生成手段により生成されたＮ個の正規化係数を符号化する複数の正規化係数符号化手段と、
前記各正規化係数符号化手段によって前記Ｎ個の正規化係数を符号化したときの符号量に基づいて、前記正規化係数符号化手段の一つを選択する第１の選択手段と、
前記第１の選択手段により選択された前記正規化係数符号化手段を用いて符号化されたＮ個の前記正規化係数を、前記量子化手段の出力である前記各帯域信号とともに多重化する多重化手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の符号化装置であって、
前記帯域分割手段は、入力された前記音響時系列信号を周波数成分に変換し、その結果得られたスペクトル信号をＮ個の帯域に分割することによってＮ個の前記帯域信号を生成することを特徴とする符号化装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載の符号化装置であって、
前記正規化係数符号化手段のうち少なくとも１つは、
前記Ｎ個の正規化係数のインデックスのうち高域側のＬ個を選択する第２の選択手段と、
前記選択されたＬ個のインデックスの最大値と最小値を検出して、前記最大値と前記最小値の差を算出する算出手段と、
前記選択された高域側のＬ個のインデックスから前記最小値を減算した値を所定のビット数で表すことにより、前記高域側のＬ個の各正規化係数を符号化する符号化手段と、
前記正規化係数符号化手段が選択されたとき、前記インデックスがＬ個指定されたことを示す情報、前記所定ビット数、前記最小値、前記選択手段で選択されなかった（Ｎ−Ｌ）個の各正規化係数のインデックス、および、前記Ｌ個の符号化された各正規化係数を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項４】
請求の範囲第３項に記載の符号化装置であって、
前記正規化係数のインデックス間の相関が高くなるような所定の重み付け値を前記正規化係数の各インデックスに加算する重み付け手段をさらに備え、
前記符号化手段は、前記重み付け手段により重み付けされた前記インデックスを符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項に記載の符号化装置であって、
前記正規化係数符号化手段のうち少なくとも１つは、
前記各正規化係数のインデックスと相関の高い別の正規化係数のインデックスとの差分値を算出する差分値算出手段と、
前記差分値算出手段により算出された前記差分値を符号化する符号化手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載の符号化装置であって、
前記正規化係数符号化手段は、
前記差分値算出手段によって算出される頻度の高い差分値に、少ないビット数の符号を対応付けるようなテーブルを保持するテーブル保持手段を備え、
前記符号化手段は、前記差分値算出手段により算出された前記差分値に対応する符号を前記テーブルから読み出すことにより、前記差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項７】
請求の範囲第６項に記載の符号化装置であって、
前記テーブルは、前記算出手段により算出され得る全ての差分値に対応する符号を有する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項８】
請求の範囲第６項に記載の符号化装置であって、
前記テーブルは、前記頻度の高い差分値に対応する符号のみを有し、
前記符号化手段は、前記頻度の高い差分値以外の差分値に対しては、所定のエスケープコードに続いて当該差分値のインデックスを出力することにより、前記差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載の符号化装置であって、
前記符号化手段は、前記頻度の高い差分値以外の差分値に対しては、当該差分値の正負に応じた第１のエスケープコードに続けて、当該差分値の絶対値の大きさに基づいた回数だけ第２のエスケープコードを繰り返し出力し、当該差分値の絶対値の大きさに応じた所定の数を当該差分値から減じた値に対応する符号を前記テーブルから読み出すことにより、前記差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１０】
請求の範囲第８項に記載の符号化装置であって、
前記符号化手段は、前記頻度の高い差分値以外の差分値が所定の範囲内にあるときは、第１のエスケープコードに続けて、当該差分値の正負に応じた所定の数を当該差分値から減じた値に対応する符号を前記テーブルから読み出して出力し、前記頻度の高い差分値以外の差分値が所定の範囲内にないときは、第２のエスケープコードに続けて、当該差分値のインデックスを出力することにより前記差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１１】
請求の範囲第５項に記載の符号化装置であって、
前記各正規化係数と相関の高い別の正規化係数として、当該正規化係数に対応する帯域に隣接する帯域の正規化係数を用いる
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１２】
請求の範囲第５項に記載の符号化装置であって、
前記正規化係数符号化手段は、ある帯域より高域側の帯域の正規化係数のインデックスがすべて０あるいはすべて１となる場合には、当該帯域より高域側の差分値の符号化を行わない
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１３】
請求の範囲第５項に記載の符号化装置であって、
前記正規化係数符号化手段は、ある帯域より高域側の帯域の正規化係数のインデックスの差分値が所定の範囲内の値となる場合には、当該帯域より高域側の正規化係数の符号長を当該帯域より低域側の正規化係数の符号長より短い所定の値とする
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１４】
請求の範囲第５項に記載の符号化装置であって、
前記正規化係数の差分値のインデックス間の相関が高くなるような所定の重み付け値を前記正規化係数の各インデックスに加算する重み付け手段をさらに備え、
前記符号化手段は、前記重み付け手段により重み付けされたインデックスの差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１５】
請求の範囲第１４項に記載の符号化装置であって、
前記重み付け手段は、高い帯域ほど重みが大きくなるような段階的な重み付けを施す
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１６】
請求の範囲第５項に記載の符号化装置であって、
前記各正規化係数と相関の高い別の正規化係数として、当該正規化係数に対応する帯域の時間的に前後する正規化係数を用いる
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１７】
請求の範囲第５項に記載の符号化装置であって、
前記音響時系列信号は、ステレオオーディオ信号の左側信号または右側信号であり、
前記差分値算出手段は、前記左側信号の正規化係数と前記右側信号の正規化係数との差分値を算出する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項１８】
音響時系列信号を符号化する符号化方法であって、
入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割ステップと、
前記各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成ステップと、
生成された前記各正規化係数に基づいて前記各帯域信号を正規化する正規化ステップと、
前記各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成ステップと、
正規化された前記各帯域信号を、前記各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化ステップと、
前記正規化係数生成ステップの処理で生成されたＮ個の正規化係数を符号化する複数の正規化係数符号化ステップと、
前記各正規化係数符号化ステップの処理で前記Ｎ個の正規化係数が符号化されるときの符号量に基づいて、前記正規化係数符号化ステップの一つを選択する選択ステップと、
前記選択ステップの処理で選択された前記正規化係数符号化ステップを用いて符号化されたＮ個の前記正規化係数を、前記量子化ステップの処理で出力された前記各帯域信号とともに多重化する多重化ステップと
を備えることを特徴とする符号化方法。
【請求項１９】
コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体であって、
入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割ステップと、
前記各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成ステップと、
生成された前記各正規化係数に基づいて前記各帯域信号を正規化する正規化ステップと、
前記各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成ステップと、
正規化された前記各帯域信号を、前記各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化ステップと、
前記正規化係数生成ステップの処理で生成されたＮ個の正規化係数を符号化する複数の正規化係数符号化ステップと、
前記各正規化係数符号化ステップの処理で前記Ｎ個の正規化係数が符号化されるときの符号量に基づいて、前記正規化係数符号化ステップの一つを選択する選択ステップと、
前記選択ステップの処理で選択された前記正規化係数符号化ステップを用いて符号化されたＮ個の前記正規化係数を、前記量子化ステップの処理で出力された前記各帯域信号とともに多重化する多重化ステップと
を含むプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項２０】
音響時系列信号を符号化する符号化装置であって、
入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割手段と、
前記各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成手段と、
生成された前記各正規化係数に基づいて前記各帯域信号を正規化する正規化手段と、
前記各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成手段と、
正規化された前記各帯域信号を、前記各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化手段と、
前記量子化精度情報生成手段により生成されたＮ個の量子化精度情報を符号化する複数の量子化精度情報符号化手段と、
前記各量子化精度情報符号化手段によって前記Ｎ個の量子化精度情報を符号化したときの符号量に基づいて、前記量子化精度情報符号化手段の一つを選択する第１の選択手段と、
前記第１の選択手段により選択された前記量子化精度情報符号化手段を用いて符号化されたＮ個の前記量子化精度情報を、前記量子化手段の出力である前記各帯域信号とともに多重化する多重化手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２１】
請求の範囲第２０項に記載の符号化装置であって、
前記帯域分割手段は、入力された前記音響時系列信号を周波数成分に変換し、その結果得られたスペクトル信号をＮ個の帯域に分割することによってＮ個の前記帯域信号を生成する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項２２】
請求の範囲第２０項に記載の符号化装置であって、
前記量子化精度情報符号化手段のうち少なくとも１つは、
前記Ｎ個の量子化精度情報のインデックスのうち高域側のＬ個を選択する第２の選択手段と、
前記選択されたＬ個のインデックスの最大値と最小値を検出して、前記最大値と前記最小値の差を算出する算出手段と、
前記選択された高域側のＬ個のインデックスから前記最小値を減算した値を所定のビット数で表すことにより、前記高域側のＬ個の各正規化係数を符号化する符号化手段と、
前記量子化精度情報符号化手段が選択されたとき、前記インデックスがＬ個指定されたことを示す情報、前記所定ビット数、前記最小値、前記選択手段で選択されなかった（Ｎ−Ｌ）個の各量子化精度情報のインデックス、および、前記Ｌ個の符号化された各量子化精度情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２３】
請求の範囲第２２項に記載の符号化装置であって、
前記量子化精度情報のインデックス間の相関が高くなるような所定の重み付け値を前記量子化精度情報の各インデックスに加算する重み付け手段をさらに備え、
前記符号化手段は、前記重み付け手段により重み付けされた前記インデックスを符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項２４】
請求の範囲第２０項に記載の符号化装置であって、
前記量子化精度情報符号化手段のうち少なくとも１つは、
前記各量子化精度情報のインデックスと相関の高い別の量子化精度情報のインデックスとの差分値を算出する差分値算出手段と、
前記差分値算出手段により算出された前記差分値を符号化する符号化手段と
を備えることを特徴とする符号化装置。
【請求項２５】
請求の範囲第２４項に記載の符号化装置であって、
前記量子化精度情報符号化手段は、
前記差分値算出手段によって算出される頻度の高い差分値に、少ないビット数の符号を対応付けるようなテーブルを保持するテーブル保持手段を備え、
前記符号化手段は、前記差分値算出手段により算出された差分値に対応する符号を前記テーブルから読み出すことにより、前記差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項２６】
請求の範囲第２５項に記載の符号化装置であって、
前記テーブルは、前記算出手段により算出され得る全ての差分値に対応する符号を有する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項２７】
請求の範囲第２５項に記載の符号化装置であって、
前記テーブルは、前記頻度の高い差分値に対応する符号のみを有し、
前記符号化手段は、前記頻度の高い差分値以外の差分値に対しては、所定のエスケープコードに続いて当該差分値のインデックスを出力することにより、前記差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項２８】
請求の範囲第２７項に記載の符号化装置であって、
前記符号化手段は、前記頻度の高い差分値以外の差分値に対しては、当該差分値の正負に応じた第１のエスケープコードに続けて、当該差分値の絶対値の大きさに基づいた回数だけ第２のエスケープコードを繰り返し出力し、当該差分値の絶対値の大きさに応じた所定の数を当該差分値から減じた値に対応する符号を前記テーブルから読み出すことにより、前記差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項２９】
請求の範囲第２７項に記載の符号化装置であって、
前記符号化手段は、前記頻度の高い差分値以外の差分値が所定の範囲内にあるときは、第１のエスケープコードに続けて、当該差分値の正負に応じた所定の数を当該差分値から減じた値に対応する符号を前記テーブルから読み出して出力し、前記頻度の高い差分値以外の差分値が所定の範囲内にないときは、第２のエスケープコードに続けて、当該差分値のインデックスを出力することにより前記差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項３０】
請求の範囲第２４項に記載の符号化装置であって、
前記各量子化精度情報と相関の高い別の量子化精度情報として、当該量子化精度情報に対応する帯域に隣接する帯域の量子化精度情報を用いる
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項３１】
請求の範囲第２４項に記載の符号化装置であって、
前記量子化精度情報符号化手段は、ある帯域より高域側の帯域の量子化精度情報のインデックスがすべて０あるいはすべて１となる場合には、当該帯域より高域側の差分値の符号化を行わない
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項３２】
請求の範囲第２４項に記載の符号化装置であって、
前記量子化精度情報符号化手段は、ある帯域より高域側の帯域の量子化精度情報のインデックスの差分値が所定の範囲内の値となる場合には、当該帯域より高域側の量子化精度情報の符号長を当該帯域より低域側の量子化精度情報の符号長より短い所定の値とする
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項３３】
請求の範囲第２４項に記載の符号化装置であって、
前記量子化精度情報の差分値のインデックス間の相関が高くなるような所定の重み付け値を前記量子化精度情報の各インデックスに加算する重み付け手段をさらに備え、
前記符号化手段は、前記重み付け手段により重み付けされたインデックスの差分値を符号化する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項３４】
請求の範囲第３３項に記載の符号化装置であって、
前記重み付け手段は、高い帯域ほど重みが大きくなるような段階的な重み付けを施す
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項３５】
請求の範囲第２４項に記載の符号化装置であって、
前記各量子化精度情報と相関の高い別の量子化精度情報として、当該量子化精度情報に対応する帯域の時間的に前後する量子化精度情報を用いる
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項３６】
請求の範囲第２４項に記載の符号化装置であって、
前記音響時系列信号は、ステレオオーディオ信号の左側信号または右側信号であり、
前記差分値算出手段は、前記左側信号の量子化精度情報と前記右側信号の量子化精度情報との差分値を算出する
ことを特徴とする符号化装置。
【請求項３７】
音響時系列信号を符号化する符号化方法であって、
入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割ステップと、
前記各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成ステップと、
生成された前記各正規化係数に基づいて前記各帯域信号を正規化する正規化ステップと、
前記各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成ステップと、
正規化された前記各帯域信号を、前記各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化ステップと、
前記量子化精度情報生成ステップの処理で生成されたＮ個の量子化精度情報を符号化する複数の量子化精度情報符号化ステップと、
前記各量子化精度情報符号化ステップの処理で前記Ｎ個の量子化精度情報が符号化されるときの符号量に基づいて、前記量子化精度情報符号化ステップの一つを選択する選択ステップと、
前記選択ステップの処理で選択された前記量子化精度情報符号化ステップを用いて符号化されたＮ個の前記量子化精度情報を、前記量子化ステップの処理で出力された前記各帯域信号とともに多重化する多重化ステップと
を備えることを特徴とする符号化方法。
【請求項３８】
コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体であって、
入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割ステップと、
前記各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成ステップと、
生成された前記各正規化係数に基づいて前記各帯域信号を正規化する正規化ステップと、
前記各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成ステップと、
正規化された前記各帯域信号を、前記各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化ステップと、
前記量子化精度情報生成ステップの処理で生成されたＮ個の量子化精度情報を符号化する複数の量子化精度情報符号化ステップと、
前記各量子化精度情報符号化ステップの処理で前記Ｎ個の量子化精度情報が符号化されるときの符号量に基づいて、前記量子化精度情報符号化ステップの一つを選択する選択ステップと、
前記選択ステップの処理で選択された前記量子化精度情報符号化ステップを用いて符号化されたＮ個の前記量子化精度情報を、前記量子化ステップの処理で出力された前記各帯域信号とともに多重化する多重化ステップとを含むプログラムが記録されている
ことを特徴とする記録媒体。
【請求項３９】
符号化された音響信号を復号化する復号装置であって、
少なくとも１つの帯域信号と、前記各帯域信号に対する量子化精度情報および符号化された正規化係数との多重化を解除する解除手段と、
多重化を解除された前記各正規化係数を復号する正規化係数復号手段と、
前記各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を前記各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段により生成された各帯域信号を帯域合成する合成手段と
を備えることを特徴とする復号装置。
【請求項４０】
符号化された音響信号を復号化する復号方法であって、
少なくとも１つの帯域信号と、前記各帯域信号に対する量子化精度情報および符号化された正規化係数との多重化を解除する解除ステップと、
多重化が解除された前記各正規化係数を復号する正規化係数復号ステップと、前記各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を前記各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成ステップと、
前記信号生成ステップの処理で生成された各帯域信号を帯域合成する合成ステップと
を備えることを特徴とする復号方法。
【請求項４１】
コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体であって、
少なくとも１つの帯域信号と、前記各帯域信号に対する量子化精度情報および符号化された正規化係数との多重化を解除する解除ステップと、
多重化が解除された前記各正規化係数を復号する正規化係数復号ステップと、
前記各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を前記各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成ステップと、
前記信号生成ステップの処理で生成された各帯域信号を帯域合成する合成ステップと
を備えるプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項４２】
符号化された音響信号を復号化する復号装置であって、
少なくとも１つの帯域信号と、前記各帯域信号に対する正規化係数および符号化された量子化精度情報との多重化を解除する解除手段と、
多重化が解除された前記各量子化精度情報を復号する量子化精度情報復号手段と、
前記各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を前記各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段により生成された各帯域信号を帯域合成する合成手段と
を備えることを特徴とする復号装置。
【請求項４３】
符号化された音響信号を復号化する復号方法であって、
少なくとも１つの帯域信号と、前記各帯域信号に対する正規化係数および符号化された量子化精度情報との多重化を解除する解除ステップと、
多重化が解除された前記各量子化精度情報を復号する量子化精度情報復号ステップと、
前記各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を前記各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成ステップと、
前記信号生成ステップの処理で生成された各帯域信号を帯域合成する合成ステップと
を備えることを特徴とする復号方法。
【請求項４４】
コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体であって、
少なくとも１つの帯域信号と、前記各帯域信号に対する正規化係数および符号化された量子化精度情報との多重化を解除する解除ステップと、
多重化が解除された前記各量子化精度情報を復号する量子化精度情報復号ステップと、
前記各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を前記各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成ステップと、
前記信号生成ステップの処理で生成された各帯域信号を帯域合成する合成ステップと
を備えるプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、符号化装置および復号装置に関し、特に符号化効率の向上させることができる符号化装置および復号装置に関する。
背景技術
図１は，従来の符号化装置の構成例を示している。
帯域分割部１は、入力されたオーディオ信号を、複数の（この例の場合、２７個）の周波数帯域に分割するとともに、その結果得られた符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６の信号を所定の時間ブロック（フレーム）毎に、対応する正規化部２−１乃至２−２７、および量子化精度決定部３にそれぞれ出力する。なお、符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６を個々に区別する必要がない場合には、以降単に「符号化ユニットＡ」と呼ぶことにし、他の場合についても同様の表記を用いることとする。
なお、帯域分割部１における帯域分割は、ＱＭＦ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｆｉｌｔｅｒ）あるいはＰＱＦ（Ｐｏｌｙｐｈａｓｅ　Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）などのフィルタを用いることもできるし，またＭＤＣＴなどのスペクトル変換により得られたスペクトル信号を帯域毎にグループ化することによって行うこともできる。
また、符号化ユニットＡの長さは、均一であってもよいし、又臨界帯域幅などに合わせて不均一であってもよい。
正規化部２−１は、帯域分割部１からの符号化ユニットＡ０の信号から、絶対値が最大の信号成分を検出し、検出した値を用いて符号化ユニットＡ０の正規化係数Ｂ０を算出する。正規化部２−１は、算出した正規化係数Ｂ０をマルチプレクサ５に出力するとともに、正規化係数Ｂ０に対応する値に従って、符号化ユニットＡ０の信号を正規化し、その結果得られた被正規化データＣ０を量子化部４−１に出力する。
正規化部２−２乃至２−２７は、正規化部２−１と同様にして、それぞれ符号化ユニットＡ１乃至Ａ２６の信号から正規化係数Ｂ１乃至Ｂ２６を算出してマルチプレクサ５に出力するとともに、被正規化データＣ１乃至Ｃ２６を生成し、量子化部４−２乃至４−２７に出力する。なお、被正規化データＣは、−１．０乃至１．０の範囲の値となる。
量子化精度決定部３は、帯域分割部１からの符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６の信号に基づいて、被正規化データＣ０乃至Ｃ２６を量子化する際の量子化ステップをそれぞれ決定し、決定した量子化ステップに対応する量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、対応する量子化部４−１乃至４−２７にそれぞれ出力する。量子化精度決定部３は、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、マルチプレクサ５にも出力する。
量子化部４−１は、正規化部２−１からの被正規化データＣ０を、量子化精度決定部３からの量子化精度情報Ｄ０に対応する量子化ステップで量子化し、その結果得られた量子化係数Ｆ０を、マルチプレクサ５に出力する。
量子化部４−２乃至４−２７は、量子化部４−１と同様にして、被正規化データＣ１乃至Ｃ２６を、それぞれ量子化精度決定部３からの量子化精度情報Ｄ１乃至Ｄ２６に対応する量子化ステップで量子化し、その結果得られた量子化係数Ｆ１乃至Ｆ２６を、マルチプレクサ５に出力する。
マルチプレクサ５は、正規化部２−１乃至２−２７からの正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を、６ビットの符号に、量子化精度決定部３からの量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、３ビットの符号にそれぞれ符号化する。マルチプレクサ５はまた、量子化部４−１乃至４−２７からの量子化係数Ｆ０乃至Ｆ２６をさらに符号化し、符号化して得られた各種データを多重化して符号化データを生成する。マルチプレクサ５の処理は時間ブロック（フレーム）単位で行われる。
図２は、図１の符号化装置で生成された符号化データを復号する復号装置の構成例を示している。
デマルチプレクサ２１は、符号化装置から供給される符号化データを、復号して、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６、および量子化係数Ｆ０乃至Ｆ２６に分離し、対応する信号成分構成部２２−１乃至２２−２７にそれぞれ出力する。
信号成分構成部２２−１は、デマルチプレクサ２１からの量子化係数Ｆ０を、量子化精度情報Ｄ０に対応した量子化ステップに従って逆量子化するとともに、逆量子化して得られた被正規化データＣ０に、正規化係数Ｂ０に対応する値を乗算して（逆正規化して）、符号化ユニットＡ０の信号を復元し、帯域合成部２３に出力する。
信号成分構成部２２−２乃至２２−２７は、信号成分構成部２２−１と同様にして、デマルチプレクサ２１からの量子化係数Ｆ１乃至Ｆ２６を、量子化精度情報Ｄ１乃至Ｄ２６に対応した量子化ステップに従ってそれぞれ逆量子化するとともに、逆量子化して得られた被正規化データＣ１乃至Ｃ２６に、正規化係数Ｂ１乃至Ｂ２６に対応する値を乗算して（逆正規化して）、符号化ユニットＡ１乃至Ａ２６の信号を復元し、帯域合成部２３に出力する。
帯域合成部２３は、信号成分構成部２２−１乃至２２−２７からの符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６の信号を帯域合成して、元のオーディオ信号を復元する。
ところで、従来、符号化装置においては上述したように、１つの符号化ユニットＡに対応する正規化係数Ｂは、一律、例えば６ビットのデータに符号化される。すなわち、この場合、符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６に対応する正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６の符号の総ビット数は、１フレームあたり合計１６２（＝６×２７）ビットとなる。
また、従来符号化装置において、１つの符号化ユニットＡに対応する量子化精度情報Ｄは、一律、例えば３ビットのデータに符号化される。すなわち、この場合、符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６に対応する量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６の符号の総ビット数は、１フレームあたり合計８１（＝３×２７）ビットとなる。
以上のように、従来の符号化装置においては、正規化係数Ｂおよび量子化精度情報Ｄの符号化に多くビットが使われるので、符号化データの全体のビット数が大きくなり、符号化データの符号化効率を向上させることが困難になる課題があった。
発明の開示
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり，符号化効率をより向上させることができるようにするものである。
本発明の第１の符号化装置は、入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割手段と、各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成手段と、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号を正規化する正規化手段と、各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成手段と、正規化された各帯域信号を、各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化手段と、正規化係数生成手段により生成されたＮ個の正規化係数を符号化する複数の正規化係数符号化手段と、各正規化係数符号化手段によってＮ個の正規化係数を符号化したときの符号量に基づいて、正規化係数符号化手段の一つを選択する第１の選択手段と、第１の選択手段により選択された正規化係数符号化手段を用いて符号化されたＮ個の正規化係数を、量子化手段の出力である各帯域信号とともに多重化する多重化手段とを備えることを特徴とする。
帯域分割手段は、入力された音響時系列信号を周波数成分に変換し、その結果得られたスペクトル信号をＮ個の帯域に分割することによってＮ個の帯域信号を生成することができる。
正規化係数符号化手段のうち少なくとも１つは、Ｎ個の正規化係数のインデックスのうち高域側のＬ個を選択する第２の選択手段と、選択されたＬ個のインデックスの最大値と最小値を検出して、最大値と最小値の差を算出する算出手段と、選択された高域側のＬ個のインデックスから最小値を減算した値を所定のビット数で表すことにより、高域側のＬ個の各正規化係数を符号化する符号化手段と、正規化係数符号化手段が選択されたとき、インデックスがＬ個指定されたことを示す情報、所定ビット数、最小値、選択手段で選択されなかった（Ｎ−Ｌ）個の各正規化係数のインデックス、および、Ｌ個の符号化された各正規化係数を出力する出力手段とを設けることができる。
正規化係数のインデックス間の相関が高くなるような所定の重み付け値を正規化係数の各インデックスに加算する重み付け手段をさらに設け、符号化手段には、重み付け手段により重み付けされたインデックスを符号化させることができる。
正規化係数符号化手段のうち少なくとも１つは、各正規化係数のインデックスと相関の高い別の正規化係数のインデックスとの差分値を算出する差分値算出手段と、差分値算出手段により算出された差分値を符号化する符号化手段とを備えることができる。
正規化係数符号化手段には、差分値算出手段によって算出される頻度の高い差分値に、少ないビット数の符号を対応付けるようなテーブルを保持するテーブル保持手段を設け、符号化手段には、差分値算出手段により算出された差分値に対応する符号をテーブルから読み出すことにより、差分値を符号化させることができる。
テーブルは、算出手段により算出され得る全ての差分値に対応する符号を有することができる。
テーブルは、頻度の高い差分値に対応する符号のみを有し、符号化手段は、頻度の高い差分値以外の差分値に対しては、所定のエスケープコードに続いて当該差分値のインデックスを出力することにより、差分値を符号化することができる。
符号化手段は、頻度の高い差分値以外の差分値に対しては、当該差分値の正負に応じた第１のエスケープコードに続けて、当該差分値の絶対値の大きさに基づいた回数だけ第２のエスケープコードを繰り返し出力し、当該差分値の絶対値の大きさに応じた所定の数を当該差分値から減じた値に対応する符号をテーブルから読み出すことにより、差分値を符号化することができる。
符号化手段は、頻度の高い差分値以外の差分値が所定の範囲内にあるときは、第１のエスケープコードに続けて、当該差分値の正負に応じた所定の数を当該差分値から減じた値に対応する符号をテーブルから読み出して出力し、頻度の高い差分値以外の差分値が所定の範囲内にないときは、第２のエスケープコードに続けて、当該差分値のインデックスを出力することにより差分値を符号化することができる。
各正規化係数と相関の高い別の正規化係数として、当該正規化係数に対応する帯域に隣接する帯域の正規化係数を用いることができる。
正規化係数符号化手段は、ある帯域より高域側の帯域の正規化係数のインデックスがすべて０あるいはすべて１となる場合には、当該帯域より高域側の差分値の符号化を行わないことができる。
正規化係数符号化手段は、ある帯域より高域側の帯域の正規化係数のインデックスの差分値が所定の範囲内の値となる場合には、当該帯域より高域側の正規化係数の符号長を当該帯域より低域側の正規化係数の符号長より短い所定の値とすることができる。
正規化係数の差分値のインデックス間の相関が高くなるような所定の重み付け値を正規化係数の各インデックスに加算する重み付け手段をさらに設け、符号化手段には、重み付け手段により重み付けされたインデックスの差分値を符号化させることができる。
重み付け手段は、高い帯域ほど重みが大きくなるような段階的な重み付けを施すことができる。
各正規化係数と相関の高い別の正規化係数として、当該正規化係数に対応する帯域の時間的に前後する正規化係数を用いることができる。
音響時系列信号は、ステレオオーディオ信号の左側信号または右側信号であり、
差分値算出手段は、左側信号の正規化係数と右側信号の正規化係数との差分値を算出することができる。
本発明の第１の符号化方法は、入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割ステップと、各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成ステップと、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号を正規化する正規化ステップと、各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成ステップと、正規化された各帯域信号を、各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化ステップと、正規化係数生成ステップの処理で生成されたＮ個の正規化係数を符号化する複数の正規化係数符号化ステップと、各正規化係数符号化ステップの処理でＮ個の正規化係数が符号化されるときの符号量に基づいて、正規化係数符号化ステップの一つを選択する選択ステップと、選択ステップの処理で選択された正規化係数符号化ステップを用いて符号化されたＮ個の正規化係数を、量子化ステップの処理で出力された各帯域信号とともに多重化する多重化ステップとを備えることを特徴とする。
本発明の第１の記録媒体は、入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割ステップと、各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成ステップと、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号を正規化する正規化ステップと、各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成ステップと、正規化された各帯域信号を、各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化ステップと、正規化係数生成ステップの処理で生成されたＮ個の正規化係数を符号化する複数の正規化係数符号化ステップと、各正規化係数符号化ステップの処理でＮ個の正規化係数が符号化されるときの符号量に基づいて、正規化係数符号化ステップの一つを選択する選択ステップと、選択ステップの処理で選択された正規化係数符号化ステップを用いて符号化されたＮ個の正規化係数を、量子化ステップの処理で出力された各帯域信号とともに多重化する多重化ステップとを含むプログラムが記録されていることを特徴とする。
本発明の第１の符号化装置および方法、並びに記録媒体においては、入力された音響時系列信号がＮ個の帯域に分割されて、Ｎ個の帯域信号が生成され、各帯域信号に対する所定の正規化係数が生成され、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号が正規化され、各帯域信号に対する量子化精度情報が生成され、正規化された各帯域信号が、各量子化精度情報に基づいて量子化され、生成されたＮ個の正規化係数が符号化され、Ｎ個の正規化係数が符号化されるときの符号量に基づいて、正規化係数符号化方法の一つが選択され、選択された正規化係数符号化方法を用いて符号化されたＮ個の正規化係数が、各帯域信号とともに多重化される。
本発明の第２の符号化装置は、入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割手段と、各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成手段と、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号を正規化する正規化手段と、各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成手段と、正規化された各帯域信号を、各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化手段と、量子化精度情報生成手段により生成されたＮ個の量子化精度情報を符号化する複数の量子化精度情報符号化手段と、各量子化精度情報符号化手段によってＮ個の量子化精度情報を符号化したときの符号量に基づいて、量子化精度情報符号化手段の一つを選択する第１の選択手段と、第１の選択手段により選択された量子化精度情報符号化手段を用いて符号化されたＮ個の量子化精度情報を、量子化手段の出力である各帯域信号とともに多重化する多重化手段とを備えることを特徴とする。
帯域分割手段は、入力された音響時系列信号を周波数成分に変換し、その結果得られたスペクトル信号をＮ個の帯域に分割することによってＮ個の帯域信号を生成することができる。
量子化精度情報符号化手段のうち少なくとも１つは、Ｎ個の量子化精度情報のインデックスのうち高域側のＬ個を選択する第２の選択手段と、選択されたＬ個のインデックスの最大値と最小値を検出して、最大値と最小値の差を算出する算出手段と、選択された高域側のＬ個のインデックスから最小値を減算した値を所定のビット数で表すことにより、高域側のＬ個の各正規化係数を符号化する符号化手段と、量子化精度情報符号化手段が選択されたとき、インデックスがＬ個指定されたことを示す情報、所定ビット数、最小値、選択手段で選択されなかった（Ｎ−Ｌ）個の各量子化精度情報のインデックス、および、Ｌ個の符号化された各量子化精度情報を出力する出力手段とを設けることができる。
量子化精度情報のインデックス間の相関が高くなるような所定の重み付け値を量子化精度情報の各インデックスに加算する重み付け手段をさらに設け、符号化手段には、重み付け手段により重み付けされたインデックスを符号化させることができる。
量子化精度情報符号化手段のうち少なくとも１つは、各量子化精度情報のインデックスと相関の高い別の量子化精度情報のインデックスとの差分値を算出する差分値算出手段と、差分値算出手段により算出された差分値を符号化する符号化手段とを設けることができる。
量子化精度情報符号化手段には、差分値算出手段によって算出される頻度の高い差分値に、少ないビット数の符号を対応付けるようなテーブルを保持するテーブル保持手段を設け、符号化手段には、差分値算出手段により算出された差分値に対応する符号をテーブルから読み出すことにより、差分値を符号化させることができる。
テーブルは、算出手段により算出され得る全ての差分値に対応する符号を有することができる。
テーブルは、頻度の高い差分値に対応する符号のみを有し、符号化手段は、頻度の高い差分値以外の差分値に対しては、所定のエスケープコードに続いて当該差分値のインデックスを出力することにより、差分値を符号化することができる。
符号化手段は、頻度の高い差分値以外の差分値に対しては、当該差分値の正負に応じた第１のエスケープコードに続けて、当該差分値の絶対値の大きさに基づいた回数だけ第２のエスケープコードを繰り返し出力し、当該差分値の絶対値の大きさに応じた所定の数を当該差分値から減じた値に対応する符号をテーブルから読み出すことにより、差分値を符号化することができる。
符号化手段は、頻度の高い差分値以外の差分値が所定の範囲内にあるときは、第１のエスケープコードに続けて、当該差分値の正負に応じた所定の数を当該差分値から減じた値に対応する符号をテーブルから読み出して出力し、頻度の高い差分値以外の差分値が所定の範囲内にないときは、第２のエスケープコードに続けて、当該差分値のインデックスを出力することにより差分値を符号化することができる。
各量子化精度情報と相関の高い別の量子化精度情報として、当該量子化精度情報に対応する帯域に隣接する帯域の量子化精度情報を用いることができる。
量子化精度情報符号化手段は、ある帯域より高域側の帯域の量子化精度情報のインデックスがすべて０あるいはすべて１となる場合には、当該帯域より高域側の差分値の符号化を行わないことができる。
量子化精度情報符号化手段は、ある帯域より高域側の帯域の量子化精度情報のインデックスの差分値が所定の範囲内の値となる場合には、当該帯域より高域側の量子化精度情報の符号長を当該帯域より低域側の量子化精度情報の符号長より短い所定の値とすることができる。
量子化精度情報の差分値のインデックス間の相関が高くなるような所定の重み付け値を量子化精度情報の各インデックスに加算する重み付け手段をさらに設け、符号化手段には、重み付け手段により重み付けされたインデックスの差分値を符号化させることができる。
重み付け手段は、高い帯域ほど重みが大きくなるような段階的な重み付けを施すことができる。
各量子化精度情報と相関の高い別の量子化精度情報として、当該量子化精度情報に対応する帯域の時間的に前後する量子化精度情報を用いることができる。
音響時系列信号は、ステレオオーディオ信号の左側信号または右側信号とし、差分値算出手段は、左側信号の量子化精度情報と右側信号の量子化精度情報との差分値を算出することができる。
本発明の第２の符号化方法は、入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割ステップと、各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成ステップと、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号を正規化する正規化ステップと、各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成ステップと、正規化された各帯域信号を、各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化ステップと、量子化精度情報生成ステップの処理で生成されたＮ個の量子化精度情報を符号化する複数の量子化精度情報符号化ステップと、各量子化精度情報符号化ステップの処理でＮ個の量子化精度情報が符号化されるときの符号量に基づいて、量子化精度情報符号化ステップの一つを選択する選択ステップと、選択ステップの処理で選択された量子化精度情報符号化ステップを用いて符号化されたＮ個の量子化精度情報を、量子化ステップの処理で出力された各帯域信号とともに多重化する多重化ステップとを備えることを特徴とする。
本発明の第２の記録媒体は、入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成する帯域分割ステップと、各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成する正規化係数生成ステップと、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号を正規化する正規化ステップと、各帯域信号に対する量子化精度情報を生成する量子化精度情報生成ステップと、正規化された各帯域信号を、各量子化精度情報に基づいて量子化する量子化ステップと、量子化精度情報生成ステップの処理で生成されたＮ個の量子化精度情報を符号化する複数の量子化精度情報符号化ステップと、各量子化精度情報符号化ステップの処理でＮ個の量子化精度情報が符号化されるときの符号量に基づいて、量子化精度情報符号化ステップの一つを選択する選択ステップと、選択ステップの処理で選択された量子化精度情報符号化ステップを用いて符号化されたＮ個の量子化精度情報を、量子化ステップの処理で出力された各帯域信号とともに多重化する多重化ステップとを含むプログラムが記録されていることを特徴とする。
本発明の第２の符号化装置および方法、並びに記録媒体においては、入力された音響時系列信号がＮ個の帯域に分割されて、Ｎ個の帯域信号が生成され、各帯域信号に対する所定の正規化係数が生成され、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号が正規化され、各帯域信号に対する量子化精度情報が生成され、正規化された各帯域信号が、各量子化精度情報に基づいて量子化され、生成されたＮ個の量子化精度情報が符号化され、Ｎ個の量子化精度情報が符号化されるときの符号量に基づいて、量子化精度情報符号化方法の一つが選択され、選択された量子化精度情報符号化方法を用いて符号化されたＮ個の量子化精度情報が、各帯域信号とともに多重化される。
本発明の第１の復号装置は、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する量子化精度情報および符号化された正規化係数との多重化を解除する解除手段と、多重化が解除された各正規化係数を復号する正規化係数復号手段と、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成手段と、信号生成手段により生成された各帯域信号を帯域合成する合成手段とを備えることを特徴とする。
本発明の第１の復号方法は、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する量子化精度情報および符号化された正規化係数との多重化を解除する解除ステップと、多重化が解除された各正規化係数を復号する正規化係数復号ステップと、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成ステップと、信号生成ステップの処理で生成された各帯域信号を帯域合成する合成ステップとを備えることを特徴とする。
本発明の第３の記録媒体は、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する量子化精度情報および符号化された正規化係数との多重化を解除する解除ステップと、多重化が解除された各正規化係数を復号する正規化係数復号ステップと、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成ステップと、信号生成ステップの処理で生成された各帯域信号を帯域合成する合成ステップとを備えるプログラムが記録されていることを特徴とする。
本発明の第１の復号装置および方法、並びに第３の記録媒体においては、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する量子化精度情報および符号化された正規化係数との多重化が解除され、多重化が解除された各正規化係数が復号され、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号が生成され、生成された各帯域信号が帯域合成される。
本発明の第２の復号装置は、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する正規化係数および符号化された量子化精度情報との多重化を解除する解除手段と、多重化が解除された各量子化精度情報を復号する量子化精度情報復号手段と、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成手段と、信号生成手段により生成された各帯域信号を帯域合成する合成手段とを備えることを特徴とする。
本発明の第２の復号方法は、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する正規化係数および符号化された量子化精度情報との多重化を解除する解除ステップと、多重化が解除された各量子化精度情報を復号する量子化精度情報復号ステップと、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成ステップと、信号生成ステップの処理で生成された各帯域信号を帯域合成する合成ステップとを備えることを特徴とする。
本発明の第４の記録媒体は、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する正規化係数および符号化された量子化精度情報との多重化を解除する解除ステップと、多重化が解除された各量子化精度情報を復号する量子化精度情報復号ステップと、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成する信号生成ステップと、信号生成ステップの処理で生成された各帯域信号を帯域合成する合成ステップとを備えるプログラムが記録されていることを特徴とする。
本発明の第２の復号装置および方法、並びに第４の記録媒体においては、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する正規化係数および符号化された量子化精度情報との多重化が解除され、多重化が解除された各量子化精度情報が復号され、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号が生成され、生成された各帯域信号が帯域合成される。
発明を実施するための最良の形態
図３は、本発明を適用した符号化装置の構成例を示している。この符号化装置には、図１の符号化装置に、正規化係数符号化部５１と量子化精度情報符号化装置５２がさらに設けられている。その他の部分は、図１における場合と同様であるので、説明は適宜省略する。
図３において、正規化部２−１乃至２−２７は、帯域分割部１から出力された各符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６の信号から絶対値が最大の信号成分を検出するとともに、検出した値を用いて、符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６の正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を算出し、算出した各正規化係数を正規化係数符号化部５１に出力する。
正規化部２−１乃至２−２７は、算出した正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６に対応する値に従って、符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６を正規化し、正規化によって得られた被正規化データＣ０乃至Ｃ２６をそれぞれ量子化部４−１乃至４−２７に出力する。
量子化精度決定部３は、帯域分割部１からの符号化ユニットＡ０乃至Ａ２６に基づいて、被正規化データＣ０乃至Ｃ２６を量子化する際の量子化ステップをそれぞれ決定し、決定した量子化ステップに対応する量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、対応する量子化部４−１乃至４−２７のそれぞれ出力するとともに、量子化精度情報符号化部５２にも出力する。
正規化係数符号化部５１は、正規化部２−１乃至２−２７からの正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を、対応する所定のインデックスに変換するとともに、そのインデックスを、後述する各種の方法で符号化し、その結果得られた符号を、符号化方法に関する情報とともに、マルチプレクサ５に出力する。なお、以下においては、正規化係数Ｂは、変換されたインデックスを意味するものとする。
量子化精度情報符号化部５２は、量子化精度決定部３からの量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、対応する、所定のインデックスに変換するとともに、そのインデックスを、後述する各種の方法で符号化し、マルチプレクサ５に出力する。なお、以下において、量子化精度情報Ｄは、変換されたインデックスを意味するものとする。
なお、この例の場合、帯域は、２７個に分割され、２７個の符号化ユニットＡが生成されるが、それ以上またそれより少ない符号化ユニットＡが生成される場合においても、本発明を適用することができる。
次に、正規化係数符号化部５１について説明する。
図４は、正規化係数符号化部５１の構成例を表している。なお、ここでは、正規化係数符号化部５１に、６個の符号化部６１−１乃至６１−６が設けられているが、６個に限らず、複数個の符号化部６１が設けられていればよい。
符号化部６１−１乃至６１−６のそれぞれは、後述する方法で、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を符号化して、スイッチ６３と接続される側の端子に出力する。符号化部６１−１乃至６１−６はまた、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を符号化した結果得られた符号の総ビット数をそれぞれ算出し、算出結果を、判定部６２に出力する。
判定部６２は、符号化部６１−１乃至６１−６からの符号の総ビット数のうち、最小のビット数を出力してきた符号化部６１を選択し、選択した符号化部６１が出力する符号が、マルチプレクサ５に出力されるように、スイッチ６３を制御する。判定部６２は、選択した符号化部６１の符号化方法に関する情報をマルチプレクサ５に出力する。
次に、符号化部６１−１乃至６１−６のそれぞれについて説明する。なお、ここでは、図５に示すような、１フレーム分の正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を符号化する場合を例として説明する。
はじめに、符号化部６１−１の符号化方法について説明する。
通常、正規化係数の値は高域においては大きくは変化しないため、高域側の符号化ユニットの正規化係数は似通った値を取ることが多い。
そこで、符号化部６１−１は、所定帯域以上の符号化ユニットにおいては、それらの符号化ユニットの正規化係数の最小値を各符号化ユニットの正規化係数から減ずることにより、正規化係数を符号化して出力する。なお、この場合、所定の帯域に満たない符号化ユニットの正規化係数は符号化されず、そのまま出力されることになる。
符号化部６１−１の動作は、図６のフローチャートに示される。
ステップＳ１において、符号化部６１−１は、それぞれ内蔵する、カウンタｉＢの値を０に、レジスタＡＢの値を０に、レジスタＢＢの値を、後述するステップＳ４で算出され得る値より十分大きな値Ｘに、そしてレジスタＣＢの値を０に、初期設定する。
次に、ステップＳ２において、符号化部６１−１は、カウンタｉＢの値で特定される正規化係数Ｂｉ（ｉ＝０，１，…２６）乃至Ｂ２６（最も高域の符号化ユニットＡ２６に対応する正規化係数）の中の最大値および最小値を検出する。
例えば、カウンタｉＢ＝２であるとき、正規化係数Ｂ２乃至Ｂ２６の中の最大値と最小値が検出されるが、正規化係数Ｂ２乃至Ｂ２６は、図５に示すような値であるので、値４９（正規化係数Ｂ１６）が最大値として、値３７（正規化係数Ｂ２６）が最小値として検出される。
ステップＳ３において、符号化部６１−１は、ステップＳ２で検出した最大値と最小値の差を算出し、その算出結果を表すことができるビット数を、必要ビット数として算出する。
カウンタｉＢ＝２であるときの最大値４９と最小値３７との差は、１２であるので、１６まで表すことができる４ビットが、必要ビット数とされる。
次に、ステップＳ４において、符号化部６１−１は、カウンタｉＢの値を表すデータのビット数、ステップＳ２で検出された最小値を表すデータのビット数、ステップＳ３で算出された必要ビット数を表すデータのビット数、必要ビット数×正規化係数Ｂｉ乃至Ｂ２６の数、および６ビット×正規化係数Ｂ０乃至Ｂｉ−１の数の合計を、総ビット数として算出する。符号化部６１−１は、算出した総ビット数を、レジスタＡＢに記憶させる（上書きする）。
例えば、カウンタｉＢ＝２であるとき、カウンタｉＢの値である２を表すデータの５ビット、最小値３７を表すデータの６ビット、必要ビット数である４ビットを表すデータの３ビット、必要ビット数（４ビット）×２５（正規化係数Ｂ２乃至Ｂ２６の数）、および６ビット×２（正規化係数Ｂ０，Ｂ１の数）の合計の１２６ビットが、総ビット数とされ、それがレジスタＡＢに記憶される。
ステップＳ５において、符号化部６１−１は、レジスタＡＢの値が、レジスタＢＢの値より小さいか否かを判定し、小さいと判定した場合、ステップＳ６に進み、レジスタＡＢの値を、レジスタＢＢに記憶させ（上書きし）、このときのカウンタｉＢの値を、レジスタＣＢに記憶させる（上書きする）。
次に、ステップＳ７において、符号化部６１−１は、カウンタｉＢの値が、２６であるか否かを判定し、２６ではないと判定した場合、ステップＳ８に進み、カウンタｉＢの値を１だけインクリメントして、ステップＳ２に戻る。
すなわち、ステップＳ７で、カウンタｉＢの値が、２６であると判定されるまで、ステップＳ２乃至ステップＳ８の処理が繰り返し実行されるので、レジスタＢＢには、ステップＳ４で算出された総ビット数のうちの最小のものが記憶され、レジスタＣＢには、そのときのカウンタｉＢの値が記憶される。
図５の例の場合、カウンタｉＢ＝２であるときの総ビット数が最小となるので、レジスタＢＢには、カウンタｉＢ＝２のとき算出された総ビット数（１２６）がレジストされ、レジスタＣＢには、２がレジストされる。
ステップＳ７で、カウンタｉＢの値が、２６であると判定された場合、ステップＳ９に進み、符号化部６１−１は、レジスタＣＢの値で特定される正規化係数ＢＣ乃至Ｂ２６のそれぞれから、正規化係数ＢＣ乃至Ｂ２６の中の最小値を減算する。これにより、正規化係数ＢＣ乃至Ｂ２６に符号化が施される。
この例の場合、レジスタＣＢ＝２であるので、正規化係数Ｂ２乃至Ｂ２６のそれぞれから、最小値３７が減算される。すなわち、正規化係数Ｂ２乃至Ｂ２６に符号化が施される。
次に、ステップＳ１０において、符号化部６１−１は、レジスタＣＢの値を所定ビット数のデータで、正規化係数ＢＣ乃至Ｂ２６の中の最小値を所定ビット数のデータで、このときの必要ビット数を所定ビット数のデータで、ステップＳ９で求めた正規化係数ＢＣ乃至Ｂ２６の各符号を必要ビット数のデータで、および正規化係数Ｂ０乃至ＢＣ−１を所定ビット数のデータで、それぞれスイッチ６３と接続される側の端子に出力する。
この例の場合、レジスタＣＢの値である２が５ビットのデータで、最小値３７が６ビットのデータで、必要ビット数である４ビットが３ビットのデータで、正規化係数Ｂ２乃至Ｂ２６の各符号が４ビットのデータで、そして正規化係数Ｂ０，Ｂ１（正規化係数Ｂ（インデックス）そのもの）が６ビットのデータで、それぞれ出力される。
ステップＳ１１において、符号化部６１−１は、レジスタＢＢの値を、符号化部６１−１における符号化の符号量として、判定部６２に出力する。
この例の場合、レジスタＢＢには、カウンタｉＢ＝２のとき算出された総ビット数（１２６）がレジストされているので、１２６が、判定部６２に通知される。すなわち、符号化部６１−１は、従来の場合の１６２ビットに比べ、３６ビット（＝１６２−１２６）も節約して、正規化係数Ｂ０を符号化することができる。
次に、符号化部６１−２の符号化方法について説明する。
正規化係数は、周波数方向に滑らかに変化し、周波数方向の相関が高い場合が多い。すなわち、隣接する帯域の符号化ユニットに対応する正規化係数同士の差分値からは、図７に示すような、一定の偏りがある分布（０付近の差分値の出現確率が高い分布）が得られる。なお、図中、ＩＤＳＦは、正規化係数のインデックスを意味する。他の図においても同様である。
そこで、符号化部６１−２は、隣接する帯域の符号化ユニットに対応する正規化係数同士の差分値を求めるとともに、出現する確率が高い差分値に、少ないビット数の符号を割り当てるようにして、正規化係数を符号化する。
符号化部６１−２の動作は、図８のフローチャートに示されている。
ステップＳ１１において、符号化部６１−２は、正規化係数Ｂｉに対応する符号化ユニットをＡ１としたとき、符号化する正規化係数Ｂｉ（ｉ＝０，１，…２６）と、低域側に隣接する符号化ユニットＡｉ−１に対応する正規化係数Ｂｉ−１との差分値を算出する。例えば、図９に示すように、正規化係数Ｂ１に対応する差分値は、−１（＝５３（正規化係数Ｂ１）−５４（正規化係数Ｂ０））となる。なお、図９中のインデックスは、図５に示すものと同じである。
次に、ステップＳ１２において、符号化部６１−２は、図１０に示すテーブルＡＢを参照し、ステップＳ１１で算出した差分値に対応する符号を読み出して符号化を行う。
テーブルＡＢには算出され得る差分値と符号が対応付けられているが、その差分値のうち、出現する確率が高い差分値（例えば、−４乃至２）には、少ないビット（２ビット乃至４ビット）の符号が対応付けられている。すなわち、出現確率の高い差分値に対応する正規化係数Ｂには、ビット数の少ない符号が割り当てられるので、正規化係数Ｂの全体を、少ないビット数で符号化することができる。
ステップＳ１３において、符号化部６１−２は、正規化係数Ｂの全てを符号化したか否かを判定し、正規化係数Ｂの全てを符号化していないと判定した場合、ステップＳ１１に戻り、次の正規化係数に対して同様の処理を実行する。
ステップＳ１３で、正規化係数Ｂの全てを符号化したと判定された場合、ステップＳ１４に進み、符号化部６１−２は、ステップＳ１２で読み出した符号を、スイッチ６３と接続される端子に出力するとともに、符号化に必要な総ビット数を算出し、算出結果を、判定部６２に出力して処理は終了する。
なお、テーブルＡＢ（図１０）には、算出され得る差分値の全てと符号が対応付けられていたが、図１１に示すように、高い出現確率の差分値（−４乃至２）には、ＡＢの場合と同様にビット数の少ない符号が対応付けられている一方、他の差分値には、符号を求めるための所定の手順が対応づけられているテーブルＢＢを利用することもできる。
高い出現確率の差分値以外の差分値（図１１中、”ｏｔｈｅｒ”）に対応付けられている符号を求めるための手順（図１１中、”１００＋ｏｒｉｇｉｎａｌ”）について説明する。
この手順によって、高い出現確率の差分値以外の差分値である正規化係数の符号は、図１２に示すように、３ビットの”１００”（エスケープコード）、および６ビットの符号化される正規化係数のインデックスそのもので表され、ｂ０乃至ｂ８に順番に記述される。すなわち、正規化係数はこの９ビットに符号化される。
テーブルＢＢを利用して、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を符号化した場合の符号の総ビット数は、図９中、右向きの矢印で示されているように、１００ビットとなる。すなわち、従来の場合（１６２ビット）に比べ、６２ビット節約される。
なお、図中で、”テーブルＢＢ”に対応して示されている値は、テーブルＢＢを利用して求めた正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６の符号のビット数を表している。その合計（１００）が、矢印で示されている。他の図においても同様である。
図１３には、テーブルＢＢにおいて、高い出現確率の差分値に対応付ける符号を変更したテーブルＣＢが示されている。テーブルＣＢを利用して、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を符号化した場合の符号の総ビット数は、図９中、右向きの矢印で示されているように、９６ビットとなる。このように、高い出現確率の差分値やそれに対応する符号を変換することで、符号の総ビット数を調整することができる。
なお、図中、”テーブルＣＢ”に対応して示されている値は、テーブルＣＢが利用されて求められた正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６の符号のビット数を表している。その合計（９６）が、矢印で示されている。他の図においても同様である。
図１４には、高い出現確率の差分値以外の差分値に、符号を求めるための別の手順が対応付けられたテーブルＤＢを表している。
このテーブルＤＢによれば、高い出現確率の差分値以外の差分値を表す正規化係数の符号は、差分値の正負を表すエスケープコード（正の場合”１０００”、負の場合、”１００１”）、差分値の大きさに応じた数分のエスケープコード（”１００”）、および差分値に基づいた所定の範囲内の大きさのデータが、ｂ０から順に記述されたデータとされる。すなわち、高い出現確率の差分値以外の差分値を表す正規化係数の符号を可変長とすることができる。
具体的に説明すると、差分値が、４乃至７であるとき、４ビットの”１０００”と（差分値−４）を２ビット乃至４ビットで可変長符号化した値を、ｂ０から順に記述した合計６ビット乃至８ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
また差分値が、８乃至１１である場合、４ビットの”１０００”、３ビットの”１００”、および（差分値−８）を２ビット乃至４ビットで可変長符号化した値を、ｂ０から順に記述した合計９ビット乃至１１ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
また差分値が、１２乃至１５である場合、４ビットの”１０００”、３ビットの”１００”、３ビットの”１００”、および（差分値−１２）を２ビット乃至４ビットで可変長符号化した値を、ｂ０から順に記述した合計１２ビット乃至１４ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
また差分値が、−７乃至−４である場合、４ビットの”１００１”、および（差分値＋４）を２ビット乃至４ビットで可変長符号化した値を、ｂ０から順に記述した合計６ビット乃至８ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
また差分値が、−１２乃至−８である場合、４ビットの”１００１”、３ビットの”１００”、および（差分値＋８）を２ビット乃至４ビットで可変長符号化した値を、ｂ０から順に記述した合計９ビット乃至１１ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
また差分値が、−１５乃至−１２である場合、４ビットの”１００１”、３ビットの”１００”、３ビットの”１００”、および（差分値＋１２）を２ビット乃至４ビットで可変長符号化した値を、ｂ０から順に記述した合計１２ビット乃至１４ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
テーブルＤＢを利用して、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を符号化した場合の符号の総ビット数は、図９中、右向きの矢印で示されるように、９２ビットとなる。
なお、図中、”テーブルＤＢ”に対応して示されている値は、テーブルＤＢが利用されて求められた正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６の符号のビット数を表している。その合計（９２）が、矢印で示されている。他の図においても同様である。
次に、符号化部６１−２が、テーブルＤＢを利用して正規化係数Ｂを符号化する場合のステップＳ１２（図８）の詳細を、図１５のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ２１において、符号化部６１−２は、カウンタＮの値を１に初期化して、ステップＳ２２において、ステップＳ１１（図８）で算出した差分値の絶対値が、（３×カウンタＮの値）より大きいか否かを判定し、大きくないと判定した場合、すなわち、高い出現確率の差分値（−３乃至３）が得られた場合、ステップＳ２３に進む。
ステップＳ２３において、符号化部６１−２は、テーブルＤを参照して、高い出現確率の差分値に対応付けられている符号を読み出す。
一方、ステップＳ２２で、差分値の絶対値が、（３×カウンタＮの値）より大きいと判定された場合、すなわち、高い出現確率の差分値以外の差分値が得られた場合、ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４において、符号化部６１−２は、差分値が正の値か否かを判定し、正の値であると判定した場合、ステップＳ２５に進み、４ビットの”１０００”を、最終的に正規化係数Ｂの符号を表すビット構成（以下、符号ビット構成と称する）のｂ０から順に記述する。一方、ステップＳ２４で、正の値ではないと判定された場合（負の値である場合）、ステップＳ２６に進み、符号化部６１−２は、４ビットの”１００１”を、符号ビット構成のｂ０から順に記述する。
ステップＳ２５またはステップＳ２６の処理の後、ステップＳ２７に進み、符号化部６１−２は、カウンタＮの値を１だけインクリメントして、ステップＳ２８に進む。
ステップＳ２８において、符号化部６１−２は、差分値の絶対値が（３×カウンタＮの値＋カウンタＮの値−１）以下であるか否かを判定し、それ以下ではないと判定した場合、ステップＳ２９に進み、３ビットの”１００”を、符号ビット構成に続けて記述する。その後、処理は、ステップＳ２７に戻り、それ以降の処理が行われる。すなわち、ステップＳ２８で、差分値が、（３×カウンタＮの値＋カウンタＮの値−１）以下であると判定されるまで、３ビットの”１００”が、符号ビット構成に繰り返し書き加えられる。
ステップＳ２８で、差分値が（３×カウンタＮの値＋カウンタＮの値−１）以下であると判定された場合、ステップＳ３０に進み、符号化部６１−２は、差分値が正の値か否かを判定し、正の値であると判定した場合、ステップＳ３１に進む。
ステップＳ３１において、符号化部６１−２は、（差分値−４×（カウンタＮの値−１））を新たな差分値として、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３で、新たな差分値に対する符号がテーブルから読み出され、符号ビット構成に記述されたとき、正規化係数の符号化は終了する。
一方、ステップＳ３０で、負の値であると判定されたれた場合、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２において、符号化部６１−２は、（差分値＋４×（カウンタＮの値−１））を新たな差分値として、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３で、新たな差分値に対する符号がテーブルから読み出され、符号ビット構成に記述されたときも、正規化係数の符号化は終了する。
ステップＳ２３で、正規化係数の符号化が終了すると、処理は終了し、図８のステップＳ１３に進む。
図１６には、別のテーブルＥＢが示されている。
テーブルＥＢによれば、例えば、差分値が、４乃至６であるとき、４ビットの”１０００”、および（差分値−４）を２ビットまたは３ビットで可変長符号化した値を、ｂ０から順に記述した合計６ビットまたは７ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
また、差分値の絶対値が、７以上である場合、４ビットの”１００１”、および６ビットで表された正規化係数がｂ０から順に記述される合計１０ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
また差分値が、−６乃至−４であるとき、４ビットの”１０００”、および（差分値＋３）を３ビットまたは４ビットで可変長符号化した値を、ｂ０から順に記述した合計７ビットまたは８ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
また、差分値の絶対値が、−７以下である場合、４ビットの”１００１”、および６ビットで表された正規化係数Ｂがｂ０から順に記述される合計１０ビットのデータが、符号化された正規化係数となる。
すなわち、テーブルＥＢによれば、差分値の大きさに応じて、正規化係数の符号を、可変長または固定長とすることができる。
テーブルＥＢを利用して、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を符号化した場合の符号の総ビット数は、図９中、右向きの矢印で示されているように、９５ビットとなる。
なお、図中、”テーブルＥＢ”に対応して示されている値は、テーブルＥＢが利用されて求められた正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６の符号のビット数を表している。その合計（９５）が、矢印で示されている。他の図においても同様である。
次に、テーブルＥＢを利用して正規化係数Ｂを符号化する場合のステップＳ１２（図８）の詳細を、図１７のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ４１において、符号化部６１−２は、ステップＳ１１（図８）で算出した差分値の絶対値が、３より大きいか否かを判定し、大きくないと判定した場合、すなわち、高い出現確率の差分値（−３乃至３）が得られた場合、ステップＳ４２に進む。
ステップＳ４２において、符号化部６１−２は、テーブルＥを参照して、高い出現確率の差分値に対応付けられている符号を読み出す。
一方、ステップＳ４１で、差分値の絶対値が、３より大きいと判定された場合、すなわち、高い出現確率の差分値以外の差分値が得られた場合、ステップＳ４３に進み、符号化部６１−２は、差分値の絶対値が７以下であるか否かを判定し、７以下ではない（７より大きい）と判定した場合、ステップＳ４４に進む。
ステップＳ４４において、符号化部６１−２は、４ビットの”１００１”と６ビットで表された正規規化情報の値そのものを、最終的に正規化係数の符号を表すビット構成（符号ビット構成）のｂ０から順に記述する。これにより、正規化係数の符号化は終了する。
ステップＳ４３で、差分値の絶対値が７以下であると判定された場合、ステップＳ４５に進み、符号化部６１−２は、４ビットの”１０００”を、符号ビット構成のｂ０から順に記述する。
次に、ステップＳ４６において、符号化部６１−２は、差分値が正の値であるか否かを判定し、正の値であると判定した場合、ステップＳ４７に進み、（差分値−４）を新しい差分値としてステップＳ４２に進む。
一方、ステップＳ４６で、負の値であると判定された場合、ステップＳ４８に進み、符号化部６１−２は、（差分値＋３）を新しい差分値としてステップＳ４２に進む。
ステップＳ４２でテーブルから符号を読み出し、正規化係数の符号化が終了すると、処理は終了し、図８のステップＳ１３に進む。
次に、符号化部６１−３の符号化方法について説明する。
正規化係数は、上述したように、周波数方向に滑らかに変化するが、低域から高域にかけて値が低下する場合が多い。すなわち、低域から高域にかけて段階的に大きくなる重み付け値を正規化係数に加算することで、隣接する帯域の符号化ユニットに対応する正規化係数同士の差分値をより小さくし、高い出現確率の差分値が現れる頻度をさらに高めることができる。
そこで、符号化部６１−３は、正規化係数Ｂに、低域から高域にかけて、段階的に大きくなる重み付け値を加算する。そして、隣接する帯域の符号化ユニットに対応する、重み付け値が加算された正規化係数Ｂ（以下、重み正規化係数ＢＷと称する）同士の差分値を求めるとともに、出現する確率が高い差分値に、少ないビット数の符号を割り当てるようにして、正規化係数Ｂを符号化する。
符号化部６１−３の動作は、図１８のフローチャートに示されている。
ステップＳ５１において、符号化部６１−３は、各正規化係数Ｂに加算する重み付け値を算出する。具体的には、例えば（ｉ／重み付け曲線の傾き（この例の場合、３））が演算され、その整数部分が、正規化整数Ｂｉの重み付け値とされる。すなわち、図１９に示すように、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２の重み付け値は０となり、正規化係数Ｂ３乃至Ｂ５の重み付け値は１となり、正規化係数Ｂ６乃至Ｂ８の重み付け値は２となり、正規化係数Ｂ９乃至Ｂ１１の重み付け値は３となり、正規化係数Ｂ１２乃至Ｂ１４の重み付け値は４となり、正規化係数Ｂ１５乃至Ｂ１７の重み付け値は５となり、正規化係数Ｂ１８乃至Ｂ２０の重み付け値は６となり、正規化係数Ｂ２１乃至Ｂ２３の重み付け値は７となり、そして正規化係数Ｂ２４乃至Ｂ２６の重み付け値は８となる。なお、図１９中のインデックスの値は、図５に示すものと同じである。
ステップＳ５２において、符号化部６１−３は、ステップＳ５１で算出した重み付け値を、各正規化係数Ｂに加算して、重み正規化係数ＢＷを算出する。
ステップＳ５３において、符号化部６１−３は、符号化する正規化係数Ｂｉの重み正規化係数ＢＷｉと、正規化係数Ｂｉに対応する符号化ユニットＡｉの低域側に隣接する符号化ユニットＡｉ−１の正規化係数Ｂｉ−１の重み正規化係数ＢＷｉ−１の差分値を算出する。例えば、正規化係数Ｂ１に対応する差分値は、図１９に示すように、−１（＝５３（重み正規化係数ＢＷ１）−５４（重み正規化係数ＢＷ０））となる。
ステップＳ５４乃至ステップＳ５６においては、図８のステップＳ１２乃至ステップＳ１４における場合と同様の処理がなされるので、その説明は省略する。
符号化部６１−３が、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を、テーブルＢＢ（図１１）、テーブルＣＢ（図１３）、テーブルＤＢ（図１４）、およびテーブルＥＢ（図１６）を利用して符号化した場合の符号の総ビット数は、図１９中、右向きの矢印で示されているように、それぞれ１０４ビット、９０ビット、８９ビット、および９１ビットとなる。すなわち、従来の場合（１６２ビット）に比べ、５８ビット、７２ビット、７３ビット、または７１ビット節約することができる。また、重み付け値を加算しない場合（図９）に比べても、テーブルＢＢを利用した場合を除き、ビットを節約することができる。
なお、上述した符号化部６１−１は、図６のフローチャートを参照して説明した符号化処理を開始するに先立ち、上述したステップＳ５１に相当する処理で重み付け値を算出し、そしてステップＳ５２に相当する処理で、重み正規化係数ＢＷを算出しておくこともできる。すなわち、この場合、重み正規化係数ＢＷに対して、ステップＳ１乃至ステップＳ１１の処理が行われる。
次に、符号化部６１−４（図４）の符号化方法について、説明する。
オーディオ信号は、時間的なパワー変動が緩やかであることが多いので、各正規化係数において、時間的に前後する値の差分値からは、図２０に示すような、一定の偏りがある分布（０付記の確率が高い）が得られる。
そこで、符号化部６１−４は、各正規化係数の時間的に前後する値の差分値を求めるとともに、出現する確率が高い差分値に、少ないビット数の符号を割り当てるようにして、正規化係数を符号化する。
符号化部６１−４の動作は、図２１のフローチャートに示されている。
ステップＳ６１において、符号化部６１−４は、現在のフレームの正規化係数Ｂｉと、時間的に１つ前のフレームの正規化係数Ｂｉとの差分値を算出する。例えば、図２２に示すように、正規化係数Ｂ１に対応する差分値は、−１（＝５３（現在のフレームの正規化係数Ｂ１）−５４（１つフレーム前の正規化係数Ｂ１））となる。なお、図２２中、現在のフレームの正規化整数Ｂは、図５に示すものと同じである。
ステップＳ６２乃至ステップＳ６４においては、図８のステップＳ１２乃至ステップＳ１４における場合と同様の処理がなされるので、その説明は省略する。
符号化部６１−４が、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を、テーブルＢＢ、テーブルＣＢ、テーブルＤＢ、およびテーブルＥＢを利用して符号化した場合の符号の総ビット数は、図２２中、右向きの矢印で示されているように、それぞれ９６ビット、１０５ビット、９３ビット、および９８ビットとなる。
次に、符号化部６１−５の符号化方法について説明する。
ステレオオーディオ信号は、左側信号と右側信号のチャネルのパワーが似ている（チャンネル間の相関が高い）場合が多いので、左側信号の正規化係数ＢＬと右側信号の正規化係数ＢＲも近い値となり、その結果、左側信号の正規化係数ＢＬと右側信号の正規化係数ＢＲの差分値は、図２３に示すように、一定の偏りがある分布（０付近の差分値の確率が高い分布）となる。
そこで、符号化部６１−５は、対応する左側信号の正規化係数ＢＬと右側信号の正規化係数ＢＲとの差分値を求めるとともに、出現する確率が高い差分値に少ないビット数の符号を割り当てるようにして、正規化係数Ｂを符号化する。
なお、符号化部６１−５には、左側信号が２７の帯域に分割されて得られた符号化ユニットＡＬ０乃至ＡＬ２６の正規化係数ＢＬ０乃至ＢＬ２６、および右側信号が２７の帯域に分割されて得られた符号化ユニットＡＲ０乃至ＡＲ２６の正規化係数ＢＲ０乃至ＢＲ２６がそれぞれ入力されているものとする。
符号化部６１−５の動作は、図２４のフローチャートに示されている。
ステップＳ７１において、符号化部６１−５は、符号化する正規化係数ＢＬｉおよび正規化係数ＢＲｉのそれぞれの差分値を算出する。例えば、図２５に示すように、正規化係数ＢＬ１および正規化係数ＢＲ１に対応する差分値は、１（＝５４（正規化係数ＢＬ１）−５３（正規化係数ＢＲ１））となる。
ステップＳ７２乃至ステップＳ７４においては、図８のステップＳ１２乃至ステップＳ１４における場合と同様の処理がなされるので、その詳細な説明は省略する。
符号化部６１−５が、正規化係数ＢＬ０乃至ＢＬ２６、正規化係数ＢＲ０乃至ＢＲ２６を、テーブルＢＢ、テーブルＣＢ、テーブルＤＢ、およびテーブルＥＢを利用して符号化した場合の符号の総ビット数は、図２５中、右向きの矢印で示されているように、それぞれ９６ビット、９１ビット、８４ビット、および８４ビットとなる。
次に、符号化部６１−６の符号方法について説明する。
正規化係数は、上述したように、隣接する帯域間（周波数方向）およびチャネル間においての相関が高いので、チャネル間の差分値から、周波数方向の差分値を求めた場合、その差分値は、図２６に示すように、一定の偏りがある分布（０付近の差分値の確率が高い分布）となる。
そこで、符号化部６１−６は、対応する左側信号の正規化係数ＢＬと右側信号の正規化係数ＢＲとの差分値ＬＲを求め、そしてその差分値ＬＲの周波数方向の差分値Ｆを求めるとともに、出現する確率が高い差分値Ｆに、少ないビット数の符号を割り当てるようにして、正規化係数Ｂを符号化する。
符号化部６１−６の動作は、図２７のフローチャートに示されている。
ステップＳ８１において、符号化部６１−６は、対応する正規化係数ＢＬおよび正規化係数ＢＲのそれぞれの差分値ＬＲを算出する。例えば、図２８に示すように、正規化係数ＢＬ１および正規化係数ＢＲ１との差分値ＬＲは、１（＝５４（正規化係数ＢＬ１）−５３（正規化係数ＢＲ１））となる。
ステップＳ８２において、符号化部６１−６は、符号化する正規化係数ＢＬｉおよび正規化係数ＢＲｉの差分値ＬＲと、正規化係数ＢＬｉ−１および正規化係数ＢＲｉ−１の差分値ＬＲとの差分値Ｆを算出する。ここで正規化係数ＢＬｉ−１および正規化係数ＢＲｉ−１はそれぞれ、正規化係数ＢＬｉおよび正規化係数ＢＲｉに対応する符号化ユニットＡＬｉと符号化ユニットＡＲｉに低域側から隣接する符号化ユニットＡＬｉ−１、ＡＲｉ−１にそれぞれ対応するものとする。例えば、図２８に示すように、正規化係数ＢＬ１および正規化係数ＢＲ１に対応する差分値Ｆは、０（＝１−１）となる。
ステップＳ８３乃至ステップＳ８５においては、図８のステップＳ１２乃至ステップＳ１４における場合と同様の処理がなされるので、その説明は省略する。
符号化部６１−６が、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６を、テーブルＢＢ、テーブルＣＢ、テーブルＤＢ、およびテーブルＥＢを利用して符号化した場合の符号の総ビット数は、図２８中、右向きの矢印で示されているように、それぞれ１１４ビット、９０ビット、８９ビット、および９１ビットとなる。
以上のように、正規化係数符号化部５１の符号化部６１−１乃至６１−６は、所定の符号化方法で、正規化係数を符号化する。
次に、量子化精度情報符号化部５２について説明する。
図２９は、量子化精度情報符号化部５２の構成例を示している。なお、ここでは、量子化精度情報符号化部５２に、６個の符号化部７１−１乃至７１−６が設けられているが、６個に限らず、複数個の符号化部７１が設けられていればよい。
符号化部７１−１乃至７１−６のそれぞれは、後述する方法で、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を符号化して、スイッチ７３と接続される側の端子に出力する。符号化部７１−１乃至７１−６のそれぞれはまた、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を符号化した結果得られた符号の総ビット数を算出し、その算出結果を、判定部７２に出力する。
判定部７２は、符号化部７１−１乃至７１−６からの符号の総ビット数のうち、最小のビット数を出力してきた符号化部７１を選択し、選択した符号化部７１が出力する符号が、マルチプレクサ５に出力されるように、スイッチ７３を制御する。判定部７２はまた、選択した符号化部７１の符号化方法に関する情報を取得し、マルチプレクサ５に出力する。
次に、符号化部７１−１乃至７１−６について説明する。
はじめに、符号化部７１−１の符号化方法について説明する。
通常、量子化精度情報の値は高域においては大きくは変化しないため、高域側の符号化ユニットの量子化精度情報は似通った値を取ることが多い。
そこで、符号化部７１−１は、所定帯域以上の符号化ユニットにおいては、それらの符号化ユニットの量子化精度情報の最小値を各符号化ユニットの量子化精度情報から減ずることにより、量子化精度情報を符号化して出力する。なお、この場合所定の帯域に満たない符号化ユニットの量子化精度情報は符号化されず、そのまま出力されることになる。
符号化部７１−１の動作は、図３０のフローチャートに示されている。
ステップＳ９１において、符号化部７１−１は、それぞれ内蔵のカウンタｉＤの値を０に、レジスタＡＤの値を０に、レジスタＢＤの値を、後述するステップＳ９４で算出され得る値より十分大きな値Ｙに、そしてレジスタＣＤの値を０に、初期設定する。
ステップＳ９２において、符号化部７１−１は、カウンタｉＤの値で特定される量子化精度情報Ｄｉ（ｉ＝０，１，…２６）乃至Ｄ２６（最も高域の符号化ユニットＡ２６に対応する量子化精度情報）の中の最大値および最小値を検出する。
量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６が、図３１に示すような値（インデックス）である場合において、例えば、カウンタｉ０＝１４であるとき、値２が最大値として、値１が最小値として検出される。
ステップＳ９３において、符号化部７１−１は、ステップＳ９２で検出した最大値と最小値の差を求め、求めた結果を表すことができるビット数を、必要ビット数として算出する。
ここでカウンタｉＤ＝１４であるときの最大値２と最大値１との差は１であるので、１ビットが必要ビット数として算出される。
ステップＳ９４において、符号化部７１−１は、カウンタｉＤの値を表すデータのビット数、ステップＳ９２で検出された最小値を表すデータのビット数、ステップＳ９３で算出された必要ビット数を表すデータのビット数、必要ビット数×量子化精度情報Ｄｉ乃至Ｄ２６の数、および３ビット×量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄｉ−１の数の合計を、総ビット数として算出する。符号化部７１−１は、算出した総ビット数を、レジスタＡＤに記憶させる（上書きする）。
例えば、カウンタｉＤ＝１４であるとき、カウンタｉＤの値である１４を表すデータの５ビット、最小値１を表すデータの３ビット、必要ビット数である１ビットを表すデータの２ビット、必要ビット数（２ビット）×１３（量子化精度情報Ｄ１４乃至Ｄ２６の数）、および３ビット×１４（量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ１３の数）の合計の６５ビットが、総ビット数とされ、それがレジスタＡＤに記憶される。
ステップＳ９５において、符号化部７１−１は、レジスタＡＤの値が、レジスタＢＤの値より小さいか否かを判定し、小さいと判定した場合、ステップＳ９６に進み、レジスタＡＤの値を、レジスタＢＤに記憶させ（上書きし）、そしてこのときのカウンタｉＤの値を、レジスタＣＤに記憶させる（上書きする）。
次に、ステップＳ９７において、符号化部７１−１は、カウンタｉＤの値が、２６であるか否かを判定し、２６ではないと判定した場合、ステップＳ９８に進み、カウンタｉＤの値を１だけインクリメントして、ステップＳ９２に戻る。
すなわち、ステップＳ９７で、カウンタｉＤの値が、２６であると判定されるまで、ステップＳ９２乃至ステップＳ９８の処理が繰り返し実行されるので、レジスタＢＤには、ステップＳ９４で算出された総ビット数のうちの最小のものが記憶され、レジスタＣＤには、そのときのカウンタｉＤの値が記憶される。
図３１の例の場合、カウンタｉＤ＝１４であるときの総ビット数が最小となるので、レジスタＢＤには、カウンタｉ＝１４のとき算出された総ビット数（６５）がレジストされ、レジスタＣＤには、１４がレジストされる。
ステップＳ９７で、カウンタｉＤの値が、２６であると判定された場合、ステップＳ９９に進み、符号化部７１−１は、レジスタＣＤの値で特定される量子化精度情報ＤＣ乃至Ｄ２６のそれぞれから、量子化精度情報ＤＣ乃至Ｄ２６の中の最小値を減算する。これにより、量子化精度情報ＤＣ乃至Ｄ２６に符号化が施される。
この例の場合、レジスタＣＤ＝１４であるので、量子化精度情報Ｄ１４乃至Ｄ２６のそれぞれから、最小値１が減算される。すなわち、量子化精度情報Ｄ１４乃至Ｄ２６に符号化が施される。
次に、ステップＳ１００において、符号化部７１−１は、レジスタＣＤの値を所定ビット数のデータで、量子化精度情報ＤＣ乃至Ｄ２６の中の最小値を所定ビット数のデータで、このときの必要ビット数を所定ビット数のデータで、ステップＳ９９で求めた量子化精度情報ＤＣ乃至Ｄ２６の各符号を必要ビット数のデータで、および量子化精度情報Ｄ０乃至ＤＣ−１を所定ビット数のデータで、それぞれスイッチ７３と接続される側の端子に出力する。
この例の場合、レジスタＣＤの値である１４が５ビットのデータで、最小値１が３ビットのデータで、必要ビット数である１ビットが２ビットのデータで、量子化精度情報Ｄ１４乃至Ｄ２６の各符号が１ビットのデータで、そして量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ１３（量子化精度情報Ｄ（インデックス）そのもの）が３ビットのデータで、それぞれ出力される。
ステップＳ１０１において、符号化部７１−１は、レジスタＢＤの値を、符号化部７１−１における符号化の符号量として、判定部７２に出力する。
この例の場合、レジスタＢＤには、カウンタｉ＝１４のとき算出された総ビット数（６５）がレジストされているので、６５が、判定部７２に通知される。すなわち、符号化部７１−１は、従来の場合の８１ビットに比べ、１６ビット（＝８１−６５）も節約して、量子化精度情報Ｄを符号化することができる。
次に、符号化部７１−２の符号化方法について説明する。
量子化精度情報は、正規化係数と同様に，周波数方向に滑らかに変化し、周波数方向の相関が高い場合が多い。すなわち、隣接する帯域の符号化ユニットに対応する量子化精度情報同士の差分値からは、図３２に示すような、一定の偏りがある分布が得られる。
そこで、符号化部７１−２は、隣接する帯域の符号化ユニットに対応する量子化精度情報同士の差分値を求めるとともに、出現する確率の高い差分値に、少ないビット数の符号を割り当てるようにして、量子化精度情報を符号化する。
符号化部７１−２の動作は、図３３のフローチャートに示されている。
ステップＳ１１１において、符号化部７１−２は、符号化する量子化精度情報Ｄｉと、量子化精度情報Ｄｉ−１の差分値を算出する。例えば、図３４に示すように、量子化精度情報Ｄ１に対応する差分値は、０（＝７（量子化精度情報Ｄ１）−７（量子化精度情報Ｄ０））となる。なお、図３４中のインデックスは、図３１に示すものと同じである。
ステップＳ１１２において、符号化部７１−２は、例えば、テーブルＡＤ（図３５）、テーブルＢＤ（図３６）、またはテーブルＣＤ（図３７）を利用して、量子化精度情報Ｄｉの符号を決定する。テーブルＡＤ、テーブルＢＤ、テーブルＣＤを利用して量子化精度情報Ｄを符号化する方法は、図８を参照して説明した正規化係数Ｂを符号化する場合と基本的に同じであるので、その説明は省略する。
なお、ここでは、３個のテーブルが利用されるが、これらのすべてのテーブル、これらのうちのいずれかのテーブル、または他のテーブルを利用することもできる。
ステップＳ１１３において、符号化部７１−２は、量子化精度情報Ｄの全てを符号化したか否かを判定し、量子化精度情報Ｄの全てを符号化していないと判定した場合、ステップＳ１１１に戻り、次の量子化精度情報Ｄに対して同様の処理を実行する。
ステップＳ１１３で、全ての正規化精度情報Ｄを符号化したと判定された場合、ステップＳ１１４に進み、符号化部７１−２は、ステップＳ１１２で決定された符号を、スイッチ７３と接続する側の端子に出力するとともに、その総ビット数を算出し、その算出結果を、判定部７２に出力する。その後、処理は終了する。
符号化部７１−２が、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、テーブルＡＤ乃至ＣＤを利用して符号化した場合の符号の総ビット数は、図３４中に、右向きの矢印で示されているように、それぞれ４９ビット、３９ビット、および４９ビットとなる。すなわち、従来の場合（８１ビット）に比べ、３２ビット、４２ビット、または３２ビット節約することができる。
ところで、全体に与えるビット数が少ない場合、高域の符号化ユニットに対応する量子化精度情報Ｄは、０または１になる傾向にある。
そこで、符号化部７１−２は、０または１の量子化精度情報Ｄが連続する場合、その量子化精度情報Ｄを符号化しないようにすることもできる。
例えば、図３８に示すように、連続する量子化精度情報Ｄ１６乃至Ｄ２６が１である場合、量子化精度情報Ｄ１６乃至Ｄ２６は、符号化されないものとする。テーブルＢＤを利用した場合において、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６の全部を符号化したとき、その総ビット数は、３９ビット（図中、”テーブルＢＤ（ｎｏ　ｃｕｔ）”に対応する右向きの矢印に示されている値）となるが、この例の場合のように、量子化精度情報Ｄ１６乃至Ｄ２６の符号化が行われないとき、その総ビット数は、３２（＝２７＋５）ビット（図中、”テーブルＢＤ（ｃｕｔｔｉｎｇ）”に対応する右向きの矢印に示されている値）となる。すなわち、量子化精度情報の符号化において、使用するビット数をさらに節約することができる。なお、５ビットは、０または１が連続する量子化精度情報Ｄ１６乃至Ｄ２６のうち、対応する符号化ユニットの帯域が最も低い量子化精度情報Ｄ１６を示す情報（例えば、１６）のビット数である。
また、例えば、図３９に示すように連続する量子化精度情報Ｄ１８乃至Ｄ２６が０のインデックスが並ぶような場合も同様である。量子化精度情報Ｄ１８乃至Ｄ２６が符号化されない場合、総ビット数は、３５ビットとなる。
また、図４０に示すように、０または１の量子化精度情報Ｄが混在して連続する場合、０または１が混在して連続する量子化精度情報Ｄを、１ビットで符号化することもできる。すなわち、この例の場合の総ビット数は、４１（２３＋５＋１３）となる。ここで、２３ビットは、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ１３を、テーブルＢＤを利用して符号化した場合の符号の総ビット数であり、５ビットは、０または１が混在して連続する量子化精度情報Ｄ１４乃至Ｄ２６のうち、対応する符号化ユニットＡの帯域が最も低い量子化精度情報Ｄ１４を示す情報（例えば、１４）を示す情報（例えば、１４）のビット数であり、１３は、量子化精度情報Ｄ１４乃至Ｄ２６の各符号（１ビット）の総ビット数である。
さらに、図４１に示すように、０乃至３が混在して連続する量子化精度情報Ｄ８乃至Ｄ２６を、２ビットで符号化することもできる。すなわち、この例の場合の総ビット数は、５９（＝１６＋５＋３８）となる。ここで、１６ビットは、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ７を、テーブルＡＤを利用して符号化した場合の符号の総ビット数であり、５ビットは、量子化精度情報Ｄ８を示す情報（例えば、８）のビット数であり、３８ビットは、量子化精度情報Ｄ８乃至Ｄ２６の各符号（２ビット）の総ビット数である。
なお、上述した符号化部７１−１などにおける符号化処理においても、図３８乃至図４１で示したように、０または１のいずれか１つの値を取る連続した量子化精度情報を符号化しないようにしたり、所定の値を取る連続した量子化精度情報を、所定のビット数で符号化したりすることもできる。また、正規化係数符号化部５１の符号化部６１における符号化処理においても同様に、０または１のいずれか１つの値を取る連続した量子化精度情報を符号化しないようにしたり、所定の値を取る連続した量子化精度情報を、所定のビット数で符号化したりすることができる。
次に、符号化部７１−３の符号化方法について説明する。
量子化精度情報は、上述したように、周波数方向に滑らかに変化するが、符号化ビット数が少ないと、低域から高域にかけて低下する場合が多い。さらに、低域の符号化ユニットＡの量子化精度情報は、例えば、５，６，７等の高い値（インデックス）となる場合が多いが、高域の符号化ユニットの量子化精度情報Ｄは、そのほとんどが０，１，２といった低い値（インデックス）になる場合が多い。
そこで、符号化部７１−３は、ある傾き（係数）を持った重み付け曲線を各量子化精度情報から減算することで、隣接する帯域の符号化ユニットの量子化精度情報同士の差分値をより小さくし、高い出現確率の差分値の出現確率をさらに高めることができる。その結果、量子化精度情報を、より少ないビット数で符号化することができる。
具体的には、例えば、図４２に示すように、量子化精度情報Ｄ０，Ｄ１の重み付け値を５すると、量子化精度情報Ｄ０，Ｄ１から５が減算され、量子化精度情報Ｄ２，Ｄ３の重み付け値を４とすると、量子化精度情報Ｄ２，Ｄ３から、４が減算され、量子化精度情報Ｄ４，Ｄ５の重み付け値を３とすると、量子化精度情報Ｄ４，Ｄ５から、３が減算され、量子化精度情報Ｄ６，Ｄ７の重み付け値を２とすると、量子化精度情報Ｄ６，Ｄ７から、２が減算され、そして量子化精度情報Ｄ８，Ｄ９の重み付け値を１とすると、量子化精度情報Ｄ８，Ｄ９から、１が減算される。量子化精度情報Ｄ１０乃至Ｄ２６の重み付け値は０なので、そのままである。
符号化部７１−３が、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、テーブルＡＤ（図３５）、およびテーブルＢＤ（図３６）を利用して符号化した場合の符号の数ビット数は、図４２中、右向きの矢印で示されているように、それぞれ４７ビット、３８ビットであり、従来の場合（８１ビット）に比べ、３４ビット、４３ビット節約することができる。
なお、上述した符号化部７１−３における符号化処理においても、図３８乃至図４１を示したように、０または１のいずれか１つの値を取る連続した量子化精度情報を符号化しないようにしたり、所定の値を取る連続した量子化精度情報を、所定のビット数で符号化したりすることができる。
また、上述した符号化部７１−１においても、図３０のフローチャートを参照して説明した符号化処理を開始するに先立ち、上述したように、重み付け値を算出し、各量子化精度情報から減算することもできる。この場合、重み付け値が減算された量子化精度情報に対して、ステップＳ９１乃至ステップＳ１０１の処理が行われる。
次に、符号化部７１−４の符号化方法について説明する。
量子化精度情報も、正規化係数の場合の同様に、時間的な相関が高い場合が多いので、各量子化精度情報において、時間的に前後する値の差分値からは、図４３に示すような、一定の偏りがある分布（０付近の差分値の確率が高い分布）が得られる。
そこで、符号化部７１−４は、各量子化精度情報において、時間的に前後する値の差分値を求めるとともに、出現する確率が高い差分値に、少ないビットの符号を割り当てるようにして、量子化精度情報を符号化する。
符号化部７１−４の動作は、基本的に、正規化係数符号化部５１の符号化部６１−４と基本的に同様であるので、その詳細な説明は省略するが、符号化部７１−４が量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、テーブルＡＤを利用した場合の符号の総ビット数は、図４４中、右向きの矢印で示されているように４５ビットとなり、従来の場合（８１ビット）に比べ、３６ビット節約することができる。
なお、上述した符号化部７１−４における符号化処理においても、図３８乃至図４１で示したように、０または１のいずれか１つの値を取る連続した量子化精度情報を符号化しないようにしたり、所定の値を取る連続した量子化精度情報を、所定のビット数で符号化したりすることができる。
次に、符号化部７１−５の符号化方法について説明する。
量子化精度情報も、左側信号と右側信号のチャンネルにおいて相関が高い場合が多いので、その差分値からは、図４５に示すような、一定の偏りがある分布（０付近の差分値の確率が高い分布）が得られる。
符号化部７１−５の動作は、基本的に、正規化係数符号化部５１の符号化部６１−５と基本的に同様であるので、その詳細な説明は省略するが、符号化部７１−５が、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、テーブルＡＤを利用した場合の符号の総ビット数は、図４６中、右向きの矢印で示されているように４９ビットであり、従来の場合（８１ビット）に比べ、３２ビット節約することができる。
なお、上述した符号化部７１−５における符号化処理においても、図３８乃至図４１で示したように、０または１のいずれか１つの値を取る連続した量子化精度情報を符号化しないようにしたり、所定の値を取る連続した量子化精度情報を、所定のビット数で符号化したりすることができる。
次に、符号化部７１−６の符号化方法について説明する。
量子化精度情報Ｄは、上述したように、隣接する帯域間（周波数方向）およびチャンネル間において相関が高いので、チャンネル間の差分値から、周波数方向の差分値を求めた場合、その差分値は、図４７に示すように一定の偏りがある分布（０付近の差分値の確率が高い分布）となる。
そこで、符号化部７１−６は、対応する左側信号の量子化精度情報ＤＬと、右側信号ＤＲとの差分値ＬＲを求め、そしてその差分値ＬＲの周波数方向の差分値Ｆを求めるとともに、出現する確率が高い差分値Ｆに、少ないビット数の符号を割り当てるようにして、量子化精度情報Ｄを符号化する。
符号化部７１−６の動作は、正規化係数符号化部５１の符号化部６１−６と基本的に同様であるのでその詳細な説明は省略するが、符号化部７１−６が、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６を、テーブルＡを利用した場合の符号化した場合の符号の総ビット数は、図４８中、右側の矢印で示されているように５９ビットとなり、従来における場合に比べれば、２２ビット節約することができる。
なお、上述した符号化部７１−６における符号化処理においても、図３８乃至図４１で示したように、０または１のいずれか１つの値を取る連続した量子化精度情報を符号化しないようにしたり、所定の値を取る連続した量子化精度情報を、所定のビット数で符号化したりすることができる。
図４９は、本発明を適用した復号装置の構成例を示している。この復号装置には、図２の復号装置に、正規化係数復号部１０１および量子化精度情報復号部１０２２がさらに設けられている。他の部分は、図２における場合と同様であるので、その説明は、適宜省略する。
デマルチプレクサ２１は、符号化データを復号して、正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６が符号化された結果得られた符号（以下、符号化正規化係数ＵＢと称する）、正規化係数Ｂの符号化方法に関する情報（以下、符号化情報ＷＢと称する）、量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６が符号化された結果得られた符号（以下、符号化量子化精度情報ＵＤと称する）、量子化精度情報Ｄの符号化方法に関する情報（以下、符号化情報ＷＤと称する）、および量子化係数Ｆ０乃至Ｆ２６に分離する。
デマルチプレクサ２１は、符号化正規化係数ＵＢ、および符号化情報ＷＢを、正規化係数復号部１０１に出力し、符号化量子化精度情報ＵＤ、および符号化情報ＷＤを、量子化精度情報復号部１０２に出力する。
デマルチプレクサ２１は、量子化係数Ｆ０乃至Ｆ２６のそれぞれを、対応する信号成分構成部２２−１乃至２２−２７に出力する。
正規化係数復号部１０１は、デマルチプレクサ２１からの符号化正規化係数ＵＢを、符号化情報ＷＢに対応した復号方法で復号し、その結果得られた正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６のそれぞれを、対応する信号成分構成部２２−１乃至２２−２６に出力する。
量子化精度情報復号部１０２は、デマルチプレクサ２１からの符号化量子化精度情報ＵＤを、符号化情報ＷＤに対応する復号方法で復号し、その結果得られた量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６のそれぞれを、対応する信号成分構成部２２−１乃至２２−２７に出力する。
信号成分構成部２２−１乃至２２−２７は、デマルチプレクサ２１からの量子化係数Ｆ０乃至Ｆ２７を、量子化精度情報復号部１０２からの量子化精度情報Ｄ０乃至Ｄ２６に対応した量子化ステップに従って逆量子化するとともに、その結果得られた被正規化データＣ０乃至Ｃ２６に、正規化係数復号部１０１からの正規化係数Ｂ０乃至Ｂ２６に対応する値を乗算して、各帯域毎の符号化ユニットの信号を復号し、帯域合成部２３に出力する。
図５０は、正規化係数復号部１０１の構成例を示している。なお、ここでは、正規化係数復号部１０１に、６個の復号部１１１−１乃至１１１−６が設けられているが、６個に限らず、複数個の復号部１１１が設けられていればよい。
復号部１１１−１乃至１１１−６には、符号化正規化係数ＵＢが適宜入力される。復号部１１１−１乃至１１１−６は、それぞれ符号化装置の正規化係数符号化部５１の符号化部６１−１乃至６１−６における符号化処理に対応した復号処理を実行し、その復号結果を、スイッチ１１４と接続される側の端子に出力する。
判定部１１２は、入力される符号化情報ＷＢから、符号化正規化係数ＵＢの符号化内容（例えば、６１−１乃至６１−６のどの符号部で符号化されたものか、およびどのテーブルを利用して符号化されたものか等）を確認し、その確認結果に基づいて、復号処理を実行させる復号部および復号に使用するテーブルなどを選択する。
判定部１１２は、選択した復号部（１１１−乃至１１１−６のいずれか）に、符号化正規化係数ＵＢが入力されるようにスイッチ１１３を制御し、また選択した復号部の出力が信号成分構成部２２に出力されるように、スイッチ１１４を制御する。
図５１は、量子化精度情報復号部１０２の構成例を示している。なお、ここでは、量子化精度情報復号部１０１に、６個の復号部１２１−１乃至１２１−６が設けられているが、６個に限らず、複数個の復号部１２１が設けられていればよい。
復号部１２１−１乃至１２１−６には、適宜、符号化量子化精度情報ＵＤが適宜入力される。復号部１２１−１乃至１２１−６は、符号化装置の量子化精度情報符号化部５２の符号化部７１−１乃至７１−６における符号化処理に対応した復号処理を実行し、その復号結果を、スイッチ１２４と接続される側の端子に出力する。
判定部１２２は、入力される符号化情報ＷＤから、符号化量子化精度情報ＵＤの符号化内容（例えば、どの符号化部７１で符号化されたものか、またはどのテーブルを利用して符号化されたものか等）を確認し、その確認結果に基づいて、復号処理を実行させる復号部および復号に使用するテーブルなどを選択する。
判定部１２２はまた、選択した復号部に符号化量子化精度情報ＵＤが入力されるようスイッチ１２３を制御し、また選択した復号部の出力が信号成分構成部２２に出力されるようスイッチ１２４を制御する。
次に、正規化係数復号部１０１の動作を説明する。
はじめに、図５２のフローチャートを参照して、テーブルＢＢを用いて符号化された符号を復号する処理を、正規化係数復号部１０１（復号部１１１）が実行する場合を例として説明する。
テーブルＢＢでは、エスケープコードが”１００”の３ビット、高い出現確率の差分値に対応する符号は最大４ビットであるので、正規化係数復号部１０１はまずステップＳ２０１において、最初の４ビットを符号化正規化係数ＵＢから読み取る。
ステップＳ２０２において、正規化係数復号部１０１は、ステップＳ２０１で読み取った４ビットに記述されているデータが、”００００”乃至”００１１”に該当するか否かを判定し、該当すると判定した場合、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、テーブルＢＢにおいて、”００”に符号化された差分値は０であることから、差分値＝０であることが認識され、ステップＳ２０４に進む。
次に、ステップＳ２０４において、差分値０は２ビットで符号化されていることから、正規化係数復号部１０１はデータの読み出し位置を、４ビットから２ビットを減算した２ビット分戻す。
ステップＳ２０２で、４ビットに記述されているデータが、”００００”乃至”００１１”のいずれにも該当しないと判定された場合、ステップＳ２０５に進み、”正規化係数復号部１０１は、今度は、”０１００”乃至”０１０１”に該当するか否かを判定し、該当すると判定した場合、ステップＳ２０６に進む。
ステップＳ２０６において、正規化係数復号部１０１は、テーブルＢＢにおいて、”０１０”に符号化された差分値は−１であることから、差分値＝−１であることを認識する。
次に、ステップＳ２０７に進み、差分値−１は３ビットで符号化されていることから、正規化係数復号部１０１は、データの読み出し位置を、４ビットから３ビットを減算した１ビット分戻す。
ステップＳ２０５で、４ビットに記述されているデータが、”０１００”乃至”０１０１”のいずれにも該当しないと判定された場合、ステップＳ２０８に進み、”正規化係数復号部１０１は、今度は、”０１１０”乃至”０１１１”に該当するか否かを判定し、該当すると判定した場合、ステップＳ２０９に進む。
ステップＳ２０９において、正規化係数復号部１０１は、テーブルＢＢを利用する場合において、差分値−２は、”０１１”に符号化されていることから、差分値＝−２であることを認識する。
次に、ステップＳ２１０に進み、差分値−２は３ビットで符号化されていることから、正規化係数復号部１０１は、データの読み出し位置を、４ビットから３ビットを減算した１ビット分戻す。
ステップＳ２０８で、４ビットに記述されているデータが、”０１１０”乃至”０１１１”のいずれにも該当しないと判定された場合、ステップＳ２１１に進み、”正規化係数復号部１０１は、今度は、”１０００”乃至”１００１”に該当するか否かを判定し、該当すると判定した場合、ステップＳ２１２に進む。
ステップＳ２１２において、正規化係数復号部１０１は、テーブルＢＢのエスケープコード”１００”（３ビット）が用いられていると判定し、読み出し位置を、４ビットから３ビット減じた１ビット戻してステップＳ２１３に進む。ステップＳ２１３において、戻した読み出し位置のビット（ステップＳ２０１で読み取った４ビットのうち最後のビット）から６ビット分のデータを、正規化係数Ｂとして読み取る。
ステップＳ２１１で、４ビットに記述されているデータが、”１０００”乃至”１００１”のいずれにも該当しないと判定された場合はステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１４で、正規化係数復号部１０１は、今度は、”１０１０”乃至”１０１１”に該当するか否かを判定し、該当すると判定した場合、ステップＳ２１５に進む。
ステップＳ２１５において、正規化係数復号部１０１は、テーブルＢＢにおいて、”１０１”で符号化される差分値は１であることから、差分値＝１であることを認識する。
次に、ステップＳ２１６において、差分値１は３ビットで符号化されることから、正規化係数復号部１０１は、データの読み出し位置を、４ビットから３ビット減算した１ビット分戻す。
ステップＳ２１４で、４ビットに記述されているデータが、”１０１０”乃至”１０１１”のいずれにも該当しないと判定された場合、ステップＳ２１７に進み、正規化係数復号部１０１は、今度は、”１１００”乃至”１１０１”に該当するか否かを判定し、該当すると判定した場合、ステップＳ２１８に進む。
ステップＳ２１８において、正規化係数復号部１０１は、テーブルＢＢにおいて、”１１０”に符号化される差分値は−３であることから、差分値＝−３であることを認識する。
次に、ステップＳ２１９において、差分値−３は３ビットで符号化されることから、正規化係数復号部１０１は、データの読み出し位置を、４ビットから３ビット減算した１ビット分戻す。
ステップＳ２１７で、４ビットに記述されているデータが、”１１００”乃至”１１０１”のいずれにも該当しないと判定された場合には、ステップＳ２２０に進み、正規化係数復号部１０１は、今度は、”１１１０”に該当するか否かを判定し、該当すると判定した場合、ステップＳ２２１に進む。
ステップＳ２２１において、正規化係数復号部１０１は、テーブルＢＢにおいて、”１１１０”に符号化される差分値は２であることから、差分値＝２であることを認識する。
ステップＳ２２０で、４ビットに記述されているデータが、”１１１０”に、該当しないと判定された場合、ステップＳ２２３に進む。ステップＳ２２３では、正規化係数復号部１０１は、テーブルＢＢにおいて、”１１１１”に符号化される差分値は−４であることから、差分値＝−４であることを認識する。
ステップＳ２０４、ステップＳ２０７、ステップＳ２１０、ステップＳ２１３、ステップＳ２１６、ステップＳ２１９、ステップＳ２２１、またはステップＳ２２３において処理が行われると、処理は終了する。
なお、本発明は、音声記録再生装置に適用することができる。
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実現させることもできるが、ソフトウエアにより実現させることもできる。一連の処理をソフトウエアにより実現する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムがコンピュータにインストールされ、そのプログラムがコンピュータで実行されることより、上述した符号化装置や復号装置が機能的に実現される。
図５３は、上述のような符号化装置や復号装置として機能するコンピュータ５０１の一実施の形態の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５１１にはバス５１５を介して入出力インタフェース５１６が接続されており、ＣＰＵ５１１は、入出力インタフェース５１６を介して、ユーザから、キーボード、マウスなどよりなる入力部５１８から指令が入力されると、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）５１２、ハードディスク５１４、またはドライブ５２０に装着される磁気ディスク５３１、光ディスク５３２、光磁気ディスク５３３、若しくは半導体メモリ５３４などの記録媒体に格納されているプログラムを、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）５１３にロードして実行する。これにより、上述した各種の処理が行われる。さらに、ＣＰＵ５１１は、その処理結果を、例えば、入出力インタフェース５１６を介して、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）などよりなる表示部５１７に必要に応じて出力する。なお、プログラムは、ハードディスク５１４やＲＯＭ５１２に予め記憶しておき、コンピュータ５０１と一体的にユーザに提供したり、磁気ディスク５３１、光ディスク５３２、光磁気ディスク５３３，半導体メモリ５３４等のパッケージメディアとして提供したり、衛星、ネットワーク等から通信部５１９を介してハードディスク５１４に提供することができる。
なお、本明細書において、記録媒体により提供されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
産業上の利用可能性
本発明の第１の符号化装置および方法、並びに記録媒体によれば、入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成し、各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成し、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号を正規化し、各帯域信号に対する量子化精度情報を生成し、正規化された各帯域信号を、各量子化精度情報に基づいて量子化し、生成されたＮ個の正規化係数を符号化し、Ｎ個の正規化係数が符号化されるときの符号量に基づいて、正規化係数符号化方法の一つを選択し、選択された正規化係数符号化方法を用いて符号化されたＮ個の正規化係数を、各帯域信号とともに多重化するようにしたので、符号化効率を向上させることができる。
本発明の第２の符号化装置および方法、並びに記録媒体によれば、入力された音響時系列信号をＮ個の帯域に分割して、Ｎ個の帯域信号を生成し、各帯域信号に対する所定の正規化係数を生成し、生成された各正規化係数に基づいて各帯域信号を正規化し、各帯域信号に対する量子化精度情報を生成し、正規化された各帯域信号を、各量子化精度情報に基づいて量子化し、生成されたＮ個の量子化精度情報を符号化し、Ｎ個の量子化精度情報が符号化されるときの符号量に基づいて、量子化精度情報符号化方法の一つを選択し、選択された量子化精度情報符号化方法を用いて符号化されたＮ個の量子化精度情報を、各帯域信号とともに多重化するようにしたので、符号化効率を向上させることができる。
本発明の第１の復号装置および方法、並びに第３の記録媒体によれば、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する量子化精度情報および符号化された正規化係数との多重化を解除し、多重化が解除された各正規化係数を復号し、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成し、生成された各帯域信号を帯域合成するようにしたので、符号化効率を向上させることができる。
本発明の第２の復号装置および方法、並びに第４の記録媒体によれば、少なくとも１つの帯域信号と、各帯域信号に対する正規化係数および符号化された量子化精度情報との多重化を解除し、多重化が解除された各量子化精度情報を復号し、各量子化精度情報に基づいて各帯域信号の逆量子化を行い、逆量子化された信号を各正規化係数に基づいて逆正規化を施して音響時系列信号を生成し、生成された各帯域信号が帯域合成するようにしたので、符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の符号化装置の構成例を示すブロック図である。
図２は、従来の復号装置の構成例を示すブロック図である。
図３は、本発明を適用した符号化装置の構成例を示すブロック図である。
図４は、正規化係数符号化部５１の構成例を示すブロック図である。
図５は、正規化係数Ｂの例を示す図である。
図６は、符号化部６１−１の動作を説明するフローチャートである。
図７は、差分値の確率分布を示す図である。
図８は、符号化部６１−２の動作を説明するフローチャートである。
図９は、符号化部６１−２の動作を説明する図である。
図１０は、テーブルＡＢを示す図である。
図１１は、テーブルＢＢを示す図である。
図１２は、テーブルＢＢに示される符号を求める手順を説明する図である。
図１３は、テーブルＣＢを示す図である。
図１４は、テーブルＤＢを示す図である。
図１５は、図８のステップＳ１２の詳細を説明するフローチャートである。
図１６は、テーブルＥＢを示す図である。
図１７は、図８のステップＳ１２の詳細を説明する他のフローチャートである。
図１８は、符号化部６１−３の動作を説明するフローチャートである。
図１９は、符号化部６１−３の動作を説明する図である。
図２０は、差分値の分布を示す他の図である。
図２１は、符号化部６１−４の動作を説明するフローチャートである。
図２２は、符号化部６１−４の動作を説明する図である。
図２３は、差分値の分布を示す他の図である。
図２４は、符号化部６１−５の動作を説明するフローチャートである。
図２５は、符号化部６１−５の動作を説明する図である。
図２６は、差分値の分布を示す他の図である。
図２７は、符号化部６１−６の動作を説明するフローチャートである。
図２８は、符号化部６１−６の動作を説明する図である。
図２９は、量子化精度情報符号化部５２の構成例を示すブロック図である。
図３０は、符号化部７１−１の動作を説明するフローチャートである。
図３１は、量子化精度情報Ｄの例を示す図である。
図３２は、差分値の他の分布を示す図である。
図３３は、符号化部７１−２の動作を説明するフローチャートである。
図３４は、符号化部７１−２の動作を説明する図である。
図３５は、テーブルＡＤを示す図である。
図３６は、テーブルＢＤを示す図である。
図３７は、テーブルＣＤを示す図である。
図３８は、符号化部７１−２の他の動作を説明する図である。
図３９は、符号化部７１−２の他の動作を説明する図である。
図４０は、符号化部７１−２の他の動作を説明する図である。
図４１は、符号化部７１−２の他の動作を説明する図である。
図４２は、符号化部７１−３の動作を説明する図である。
図４３は、差分値の他の分布を示す図である。
図４４は、符号化部７１−４の動作を説明する図である。
図４５は、差分値の他の分布を示す図である。
図４６は、符号化部７１−５の動作を説明する図である。
図４７は、差分値の他の分布を示す図である。
図４８は、符号化部７１−６の動作を説明する図である。
図４９は、本発明を適用した復号装置の構成例を示すブロック図である。
図５０は、正規化係数復号部１０１の構成例を示すブロック図である。
図５１は、量子化精度情報復号部１０２の構成例を示すブロック図である。
図５２は、正規化係数復号部１０１の動作を説明するフローチャートである。
図５３は、コンピュータ５０１の構成例を示すブロック図である。
【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】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【国際調査報告】
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