長期預測編碼和長期預測解碼的方法和裝置的制作方法

文檔序號：2823331閱讀：165來源：國知局

專利名稱：長期預測編碼和長期預測解碼的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及利用聲音信號的時間系列信號的長期預測系數(shù)，即音調(diào)(pitch)的周期(時間延遲)t以及增益P，將該時間系列信號壓縮為較少比特數(shù)的編碼方法、其解碼方法、裝置、其程序及記錄介質(zhì)，特別涉及對不允許失真的編碼有效的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在電話聲音信號的編碼中進行用于利用每個音調(diào)周期的波形的類似性的長期預測。電話聲音信號的編碼在無線通信等中被使用的可能性高，所以在對于音調(diào)預測的參數(shù) t 、P進行編碼的碼中使用了一定的(固定的)碼長度。而且，在不允許音響信號的失真的編碼中，作為使用利用了與離開的樣本的相關(guān)的預測的方法，例如已知專利文獻1。這雖然存在高效率編碼裝置和高效率編碼解碼裝置，但是這里對于乘數(shù)P、或時間延遲的參數(shù)t 來說，也被編碼為固定長度碼。
專利文獻1 :日本特許第3218630號

發(fā)明內(nèi)容
在以往的聲音信號編碼中，由于將長期預測系數(shù)，即音調(diào)周期(時間延遲)t或增益(乘數(shù))P編碼為固定長度(一定的長度)的碼，所以在提高壓縮效率方面存在限制。
本發(fā)明的目的是提供與以往的聲音信號編碼方法相比能夠進一步提高壓縮效率的長期預測編碼方法、解碼方法以及它們的裝置。技術(shù)方案1、一種長期預測編碼方法，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去
相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當
前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼方法包括如果前幀的信息不能利用就對所述時間延遲進行固定長度編碼，否則就對所述時
間延遲進行可變長度編碼以獲得碼的步驟；以及輸出所述碼的步驟。技術(shù)方案2、一種長期預測編碼方法，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去
相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當
前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼方法包括如果所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行
固定長度編碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度編碼以獲得碼的步驟；以及輸出所述碼的步驟。技術(shù)方案3、一種長期預測編碼方法，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當
4前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼方法包括如果前幀的所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對當前幀的所
述乘數(shù)進行固定長度編碼，否則，對當前幀的所述乘數(shù)進行可變長度編碼以獲得碼的步驟；
以及輸出所述碼的步驟。技術(shù)方案4、一種長期預測解碼方法，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼方法包括如果前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度解碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度解碼的步驟。技術(shù)方案5、一種長期預測解碼方法，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼方法包括如果所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度解碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度解碼的步驟。技術(shù)方案6、一種長期預測解碼方法，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼方法包括如果前幀的所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述乘數(shù)進行固定長度解碼，否則，對所述乘數(shù)進行可變長度解碼的步驟。技術(shù)方案7、一種長期預測編碼裝置，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去
相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當
前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼裝置包括輔助信息編碼單元，如果前幀的信息不能利用就對所述時間延遲進行固定長度編
碼，否則就對所述時間延遲進行可變長度編碼以獲得碼，并輸出所述碼。技術(shù)方案8、一種長期預測編碼裝置，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去
相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當
前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼裝置包括輔助信息編碼單元，如果所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，
對所述時間延遲進行固定長度編碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度編碼以獲得碼，并
輸出所述碼。技術(shù)方案9、一種長期預測編碼裝置，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去
相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當
前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼裝置包括輔助信息編碼單元，如果前幀的所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能
利用，對當前幀的所述乘數(shù)進行固定長度編碼，否則，對當前幀的所述乘數(shù)進行可變長度編
碼以獲得碼，并輸出所述碼。技術(shù)方案10、一種長期預測解碼裝置，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼裝置包括輔助信息解碼單元，如果前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度解碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度解碼；乘法單元，對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以所述乘數(shù)；以及加法單元，將所述乘法單元的輸出與所述誤差信號的當前樣本相加而再構(gòu)成所述時間系列信號。技術(shù)方案11、一種長期預測解碼裝置，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼裝置包括輔助信息解碼單元，如果所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度解碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度解碼；
乘法單元，對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以所述乘數(shù)；以及加法單元，將所述乘法單元的輸出與所述誤差信號的當前樣本相加而再構(gòu)成所述時間系列信號。技術(shù)方案12、一種長期預測解碼裝置，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼裝置包括輔助信息解碼單元，如果前幀的所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述乘數(shù)進行固定長度解碼，否則，對所述乘數(shù)進行可變長度解碼；
乘法單元，對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以所述乘數(shù)；以及加法單元，將所述乘法單元的輸出與所述誤差信號的當前樣本相加而再構(gòu)成所述時間系列信號。本發(fā)明的長期預測編碼方法包括 (a)將對從輸入樣本時間系列信號的當前樣本開始僅進行規(guī)定時間延遲的過去樣本乘以了乘數(shù)的相乘結(jié)果從所述輸入樣本時間系列信號的所述當前樣本中減去，得到相減的結(jié)果作為誤差信號樣本的步驟； (b)將所述誤差信號樣本的系列編碼而得到第1碼的步驟； (c)將所述時間延遲和所述乘數(shù)分別編碼而得到第2碼和第3碼的步驟；以及 (d)輸出所述第1碼和所述第2碼及第3碼的步驟，所述步驟(c)包含將所述時間延遲和所述乘數(shù)的至少一個進行可變長度編碼的步驟。本發(fā)明的長期預測解碼方法包括 (a)從輸入碼中的第1碼解碼誤差信號的步驟； (b)從所述輸入碼中的第2碼和第3碼分別解碼時間延遲和乘數(shù)的步驟；以及
(c)將對所述誤差信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以了所述乘數(shù)的相乘結(jié)果與所述誤差信號的當前樣本相加，將相加的結(jié)果再構(gòu)成作為時間系列信號的步驟，
所述步驟(b)包含以下步驟，即將所述時間延遲和所述乘數(shù)的至少一個參照可變
長度碼語的碼表來進行解碼。本發(fā)明的長期預測編碼裝置包括乘法單元，對從輸入樣本時間系列信號的當前樣本開始僅進行規(guī)定時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)；減法單元，將所述乘法單元的輸出從所述當前樣本中減去，輸出誤差信號；
波形編碼單元，將所述誤差信號編碼并得到第1碼；以及輔助信息編碼單元，將所述時間延遲和所述乘數(shù)分別編碼而輸出第2碼和第3碼，
所述輔助信息編碼單元包含可變長度編碼單元，該可變長度編碼單元對所述時間延遲和所述乘數(shù)的至少一個進行可變長度編碼。
本發(fā)明的長期預測解碼裝置包括波形解碼單元，將輸入碼中的第1碼解碼而輸出誤差信號；輔助信息解碼單元，將所述輸入碼中的第2碼和第3碼分別解碼而得到時間延遲和乘數(shù)；乘法單元，對所述誤差信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以所述乘數(shù)；以及加法單元，將所述乘法單元的輸出與所述誤差信號的當前樣本相加而再構(gòu)成時間系列信號，所述輔助信息解碼單元包含可變長度解碼單元，該可變長度解碼單元將所述第2 碼和所述第3碼的至少一個參照可變長度碼語的碼表來進行解碼。在長期預測編碼中使用的時間延遲t或乘數(shù)P等輔助信息有時根據(jù)情況其值的發(fā)生頻率中產(chǎn)生偏差，按照本發(fā)明，在這樣在發(fā)生頻率中存在偏差的情況下對輔助信息進行可變長度編碼，所以可以提高編碼效率。

圖1是表示第1實施例的編碼裝置的功能結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖2是表示圖1所示的裝置的處理步驟例的流程圖。圖3是簡單地表示長期預測編碼的輸入和輸出的關(guān)系的圖。圖4是用坐標圖和表表示乘數(shù)P '小時的延遲t及其發(fā)生頻率、對應碼語的關(guān)系例的圖。圖5是用坐標圖和表表示乘數(shù)P '大時的延遲t及其發(fā)生頻率、對應碼語的關(guān)系例的圖。圖6是表示第1實施例的解碼裝置的功能結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖7是表示圖6所示的裝置的處理步驟例的流程圖。圖8是表示第2實施例的編碼裝置的要部的功能結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖9是表示圖8所示的裝置的處理步驟例的流程圖。圖10是用坐標圖和表表示乘數(shù)P '比基準值大時的乘數(shù)P的發(fā)生頻率和碼語的關(guān)系例的圖。圖11是用坐標圖和表表示乘數(shù)P '為基準值以下時的乘數(shù)P的發(fā)生頻率和碼語
7的關(guān)系例的圖。圖12是表示乘數(shù)編碼單元22的另一個實施例的方框圖。圖13是用坐標圖和表表示差分乘數(shù)A p的發(fā)生頻率和碼語的關(guān)系的圖。圖14是表示第2實施例的解碼側(cè)的乘數(shù)解碼單元54的功能結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖15是表示圖14所示的裝置的處理步驟例的流程圖。圖16是用坐標圖和表表示乘數(shù)及其發(fā)生頻率和碼語的另一個關(guān)系例的圖。圖17是表示乘數(shù)的發(fā)生頻率和碼語的再一個例子的圖。圖18是表示時間延遲t的編碼步驟的另一個例子的流程圖。圖19是表示與圖18對應的解碼的步驟例的流程圖。圖20是表示時間延遲t的編碼方法的選擇處理步驟的另一個例子的流程圖。圖21是用于說明將乘數(shù)編碼和波形編碼的組最佳化的編碼的表示要部的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖22是表示使用多個延遲抽頭(tap)數(shù)時的編碼裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖23是表示與圖22的編碼裝置對應的解碼裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖24是表示第5實施例的編碼裝置的功能結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖25是表示在基于多個樣本生成長期預測信號時應用了本發(fā)明的編碼裝置的要部的功能結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖26是表示與圖25的編碼裝置對應的解碼裝置的要部的功能結(jié)構(gòu)例的方框圖。
具體實施例方式〔第1實施例〕編碼側(cè) 以下，參照

本發(fā)明的實施例，但在附圖中對于對應的部分賦予相同的參照標號而省略重復說明。在圖1中表示第1實施例的編碼裝置的功能結(jié)構(gòu)例，在圖2中表示其處理步驟例。首先，在具體說明本發(fā)明之前，對長期預測編碼方法簡單地進行說明。在圖1中，對輸入端子ll提供以一定周期對信號波形采樣而得到的數(shù)字樣本的時間系列信號。該樣本的時間系列信號由區(qū)間分割單元12分割為規(guī)定區(qū)間(稱為幀)，例如每1024 8192個樣本的處理單位(步驟SI)。來自區(qū)間分割單元12的時間系列信號x(i) (i表示樣本號)被延遲單元13延遲t樣本(將延遲量表示為ZT)，作為信號x(i-O輸出(步驟S2)。乘法單元14對作為延遲單元13的輸出的比當前樣本提早t樣本的樣本(也被稱為時間延遲t的樣本)x(i-t)乘以被量化的乘數(shù)(以下，稱為量化乘數(shù))P'，并且其相乘結(jié)果作為長期預測信號由減法單元15從當前樣本x(i)減去，得到誤差信號y(i)。
通常，t和p '從編碼的時間系列信號的自相關(guān)函數(shù)求出。在將x(i)設為編碼的時間系列信號，將幀內(nèi)的樣本數(shù)設為N，將該幀的時間系列信號x(i)的向量設為X=(x(O)，…x(N-l))，將與該向量對應的延遲了 t樣本的向量設為XT = (x(-t)，，x(N-l-O)時，求將下述的失真d最小化的t即可。
d = |X-P XT I2 (1) 為此，首先，通過將用P對式(1)進行偏微分而得到的式設為零來得到下式。
〔算式1〕 p=X:rX/X:Xr ( 2 ) X/X和X/Xt是內(nèi)積，通過下式求出?！菜闶?〕<formula>formula see original document page 9</formula> <formula>formula see original document page 9</formula>
X:X,》(卜r)2 (4) 接著，將式(2)代入式(1)而得到下式。
〔算式3〕 d= I X I2 —(X:X)2 / I Xr卩 (5 ) 從式(5)，為了將失真d最小化，使t在預先設定的搜索范圍內(nèi)變化，從而找到(X/X)7IXT卩為最大的t即可。由此得到的時間延遲t相當于音調(diào)周期。
在圖3中表示輸入樣本系列信號x(i)，和來自減法單元15的誤差樣本系列信號y(i) = x(i)-p ' x(i-T)在時間軸上的關(guān)系。返回圖1的說明，向量X(輸入樣本系列信號)和由延遲單元13延遲了 t樣本的向量X T被輸入延遲搜索單元17 ，進行(X T TX) 7 IX T 12為最大的t的搜索(步驟S3)。其搜索范圍可以預先決定為例如樣本點256 511等那樣，也可以依賴于前一幀的時間延遲t (以下稱為前幀時間延遲、)，例如將搜索范圍設定為、-200《t《t。+200等，并且對每一幀根據(jù)前幀時間延遲、變更實際的搜索范圍。這時，將保持在幀延遲存儲單元33中的前幀時間延遲、提供給時間延遲搜索單元17。搜索到的t為了利用在下一幀的時間延遲t的編碼中而被作為t。存儲在幀延遲存儲單元33中。而且，根據(jù)向量X、以及被延遲t樣本的向量X,，在乘數(shù)計算單元18中通過式(2)計算乘數(shù)P (步驟S4)。將(XTTX)7|XT卩設為最大時的基于式(2)的乘數(shù)P的可取值是-1《P《1的范圍，雖然可能取負值，但通常多取正值。來自減法單元15的誤差樣本系列信號在波形編碼單元21中例如通過幀間預測編碼被可逆編碼，輸出碼c;。在全體的編碼也可以是非可逆的情況下，該誤差樣本系列信號的編碼也可以是非可逆編碼。而且，乘數(shù)P在乘數(shù)編碼單元22中被編碼為碼Cp，時間延遲t在延遲編碼單元23中被編碼為碼CT 。乘數(shù)編碼單元22和延遲編碼單元23構(gòu)成輔助信息編碼單元27。在合成單元24中，除了碼(；，作為輔助碼碼Cp和碼CT被合成，對每一個幀輸出。而且，在乘數(shù)編碼單元22內(nèi)，解碼了碼Cp的量化乘數(shù)P '被提供給乘法單元14，迸行與Xt的相乘。在以往，雖然輔助碼Cp和碼C,的任意一個都是碼長一定的固定長度碼，但是本發(fā)明將輔助碼Cp和C,的至少一個通過可變長度編碼得到，由此使編碼壓縮率提高。在該第l實施例中，將時間延遲t可變長度編碼不僅是可變長度編碼，而且有時也對每個幀自適應地選擇固定長度編碼。另外，在輸入信號例如是不包含音調(diào)分量的背景音(雜音)信號的情況下的幀中，如圖4中的左側(cè)的坐標圖35A所示那樣，各種時間延遲t (在縱軸上表示)的發(fā)生頻率(在橫軸上表示)中規(guī)律性少，沒有大的偏差。但是，在輸入信號包含音調(diào)分量的情況下，如圖5的左側(cè)的坐標圖34A所示那樣，時間延遲t在與前幀時間延遲、相同、為t。的兩倍或者l/2倍、或與、-l相等等情況下的時間延遲t的發(fā)生頻率顯著變大。其傾向在輸入信號的幀間的相關(guān)大，乘數(shù)P小的情況下強。另一方面，圖4的坐標圖35A所示的傾向多為幀間的相關(guān)小，乘數(shù)P大的情況。因此，在該第l實施例中，根據(jù)乘數(shù)P是否大來選擇時間延遲t的編碼方法。如圖1所示，由乘數(shù)計算單元18計算的乘數(shù)P在乘數(shù)編碼單元22中被編碼為乘數(shù)碼Cp (步驟S5)。在乘數(shù)編碼單元22內(nèi)進行乘數(shù)P的編碼時得到的量化乘數(shù)P '被輸入編碼選擇單元31內(nèi)的判定單元31a，進行P '是否大于規(guī)定的基準值，例如0.2的判斷(步驟S6)。如果P '大于0.2，則時間延遲t被可變長度編碼。在該可變長度編碼中，對于與前幀時間延遲t。成為如前所述的特定的關(guān)系的時間延遲t分配短的碼長的碼，對此外的時間延遲t分配比前述特定關(guān)系下的碼長更長、并且越接近、越短的碼。或者也可以分配一定碼長的不同的編碼。在本實施例中，如果P '比O. 2大，則通過判定單元31a，切換單元31b切換到可變長度編碼單元34側(cè)，時間延遲t被提供給可變長度編碼單元34。在可變長度編碼單元34中被輸入來自切換單元31b的t和來自幀延遲存儲單元33的t。，對于該被輸入的t的值，例如參照圖5的右側(cè)的可變長度碼表34T而輸出對應的可變長度碼的延遲碼CT (步驟S8)。對圖5所示的基于可變長度碼表34T的對可變長度碼的t的分配進行說明。圖5的坐標圖34A表示在前幀的時間延遲為t 。的情況下，通過學習求出的當前幀的時間延遲t的可取各值的出現(xiàn)頻率的結(jié)果。如該例所示，時間延遲t與前幀時間延遲、相等的頻率突出地大，時間延遲t為2、、、/2、、-l的頻率為t。的頻率和除了、以外的時間延遲的頻率的中間程度。因此，在圖5的可變長度碼表34T所示的碼分配中，由于t與、為相同值的可能性最大，所以作為、=t的碼語(延遲碼)C,而分配最短的l位長度的碼"l"，而且，由于t成為t。/2、、-l、2、的可能性同樣高，所以在各個情況下將同樣3位長度的不同的碼語"001"、"010"、"011"作為碼C,進行分配，對于其余的t的值分別分配6位長度的碼，該碼將開頭(上位)3位設為"000"，將下位3位設為t的發(fā)生頻率越少值越大。即，預先作成圖5的碼表34T，使得如果輸入信號如聲音信號那樣包含音調(diào)分量，則由于時間延遲t與前幀的、成為如上所述的特定關(guān)系的值的頻率高，所以分配短的碼長的碼Ci ，在其它情況下，根據(jù)通過預先實驗(學習)求出的t的發(fā)生頻率來分配上述的碼。但是，由于實際上值t的出現(xiàn)頻率由于前幀時間延遲、的值而不同，所以需要預先準備對應于t。的值的多個表34T，但是也可以不需要對、的可取的全部值(例如，如果t的搜索范圍為256 511，則為256 511的全部值)分別準備表，例如可以將t 。的可取值的范圍分割為多個區(qū)域，對各個區(qū)域的每一個準備一個表。這時，判斷前幀時間延遲t。是哪個區(qū)域，并且選擇對應的一個表。而且，也可以將如圖5所示的時間延遲t的可變長度碼表34T分為t和、的關(guān)系為特定關(guān)系的情況和此外的情況而存儲在可變長度編碼單元34中。這時，如圖1中的點線所示，時間延遲t也被提供給比較單元32，、也被提供給比較單元32。在比較單元32內(nèi)的運算單元32a中，進行2 t。、 t。/2、 t。-1的各運算，進行時間延遲t是否與t。、2t。、、/2、、-l的其中一個相等的比較，其比較結(jié)果也被輸出到可變長度編碼單元34。 S卩，決定進行時間延遲t是否與、存在特定關(guān)系(步驟S7')。在可變長度編碼單元34中除了來自切換單元31b的t和來自幀延遲存儲單元33的t。，還輸入比較單元32中的比較結(jié)果，在比較結(jié)果是與t。、 t。/2、、-l、2、的其中一個相等的情況下，作為各個碼CT，編碼單元34a輸出"l"、"001"、"010"、"011"，在此外的情況下以時間延遲t參照可變長度編碼單元34內(nèi)的前述表，由編碼單元34b輸出對應的6位的碼CT (步驟S8') 。 S卩，取代圖2的步驟S8，執(zhí)行步驟S7'和S8'，而且，在可變長度編碼單元34內(nèi)具有以與t 。的比較結(jié)果決定與t對應的碼的編碼單元34a，和以t的發(fā)生頻率決定與t對應的碼的編碼單元34b。
在步驟S6中，如果P'不大于O. 2，則通過判定單元31a切換單元31b被切換到固定長度編碼單元35，時間延遲t在固定長度編碼單元35中被變換為固定長度碼的延遲碼C,(步驟S9)。這時，由于如前所述那樣，在時間延遲t的發(fā)生頻率中規(guī)律性少，沒有大的偏差，所以作為時間延遲t對碼語表，例如在圖4中使用將t的可取范圍的值固定長度編碼的固定長度碼表35T。該固定長度碼表35T被存儲在固定長度編碼單元35中，固定長度編碼單元35將與被輸入的t對應的碼C,參照該時間延遲t的固定長度碼表35T來輸出。而且，在判定單元31a中，作為將時間延遲t可變長度編碼還是固定長度編碼的判斷條件，通過量化乘數(shù)P '是否比基準值0.2大來判斷，但是基準值也可以是0.3左右的值。而且，在延遲搜索單元17中，在前幀量化乘數(shù)P '大的情況下，也可以將t搜索范圍本身僅限定在包含t。的附近，例如-3《、《3左右，和2t。、、/2的各附近，從而可以減少運算量。但是，對于在信息的編碼開始時前幀不存在，而且要成為從可能被編碼為編碼系列的信息(例如樂曲)的中途開始解碼的隨機訪問點(訪問開始位置)的幀，需要不使用前幀的信息來進行編碼。隨機訪問是可以從碼系列的被指定的位置(隨機訪問點)的幀沒有過去幀的影響地再構(gòu)成信號的功能，對每多個幀設定訪問點，可以以該單位再構(gòu)成信號，并且可以進行分組。例如，作為可以從隨機的時刻對通過網(wǎng)絡廣播的已被編碼的音頻信息和/或視頻
信息等的訪問的編碼的方法，使用以下方法，即在信息的開始幀、和與其連接的幀的每隔一
定數(shù)量的各幀中，設置不依賴其前后的幀的被幀內(nèi)編碼(intra-frame coding)的幀作為訪
問點，在相鄰訪問點間的各幀中通過編碼效率高的幀間預測編碼對信息進行編碼。如果使
用這樣的編碼信息，則可以從任意的訪問點馬上開始解碼。在本發(fā)明中，例如在波形編碼單
元21中通過幀間預測編碼對來自減法單元15的誤差信號進行編碼的情況下，在信息的開
始幀和與其連接的隔一定幀數(shù)插入的訪問點的幀中，不使用前幀的信息而進行幀內(nèi)預測編
碼。作為指定該訪問點的幀的信號，也可以生成信號Fy該信號Fs是例如應用在聲音編碼
裝置中的與本發(fā)明的編碼裝置一起使用的、在未圖示的視頻信息編碼裝置中指定訪問點的
信號Fs，該訪問點信號&被提供給本發(fā)明的編碼裝置?；蛘撸趫D1中對于由區(qū)間分割單
元12生成的一連串的幀，通過用虛線表示的訪問點設定單元25生成用于指定開始幀和與
其連接的隔一定幀數(shù)的各幀作為訪問點的訪問點信號Fs，并且波形編碼單元21按照是否被
提供該訪問點信號&，對誤差信號進行幀內(nèi)預測編碼或者幀間預測編碼。因此，判定單元31a如圖2中虛線所示，按照在步驟S2之后是否被提供訪問點信
號&來判斷前幀時間延遲、能否利用(步驟S14)，如果能夠利用，則從存儲單元(未圖示)讀出前幀的量化乘數(shù)P '(以下，稱為前幀量化乘數(shù)P '。)(步驟S15)，判斷該前幀量化乘數(shù)P '。是否大于規(guī)定的基準值，例如0.2(步驟S16)，如果P'。比規(guī)定值大，則例如如前所述限定在以前幀時間延遲t。為基準的狹窄范圍內(nèi)而搜索時間延遲t后轉(zhuǎn)移到步驟 S7 (步驟S17)，如果在步驟S16中P '。不比規(guī)定值大，則與以往一樣，在寬范圍內(nèi)搜索時間延遲t后轉(zhuǎn)移到步驟S9(步驟S18)。在步驟S14中如果判斷前幀時間延遲、不能利用，則轉(zhuǎn)移到步驟S3。并且，如虛線步驟S5'中所示那樣對乘數(shù)P進行計算并編碼，同時隨著編碼進行量化乘數(shù)P '的存儲。而且，在訪問點的幀的情況下，僅在幀內(nèi)的信息中搜索t ，并需要求P。因此，在編碼裝置中，訪問點信號Fs還被輸入延遲單元13，并且在延遲單元 13中輸入了訪問點信號Fs的情況下，前幀部分的x(i)作為0之后(即，將x(i) (i<0)置換為O)，作成時間延遲信號的向量X,，將該向量X,輸入到延遲搜索單元17、乘數(shù)計算單元 18、和乘法單元14。訪問點信號&既可以與未圖示的上述視頻信息編碼裝置編碼的視頻信號一起發(fā)送到解碼側(cè)，或者也可以將訪問點設定單元25生成的訪問點信號Fs發(fā)送到解碼側(cè)?；蛘撸鳛橄到y(tǒng)，在編碼側(cè)設置用于生成訪問點信息的部件，聲音信號或視頻信號的碼在不同的階段將訪問點信息發(fā)送到解碼側(cè)。在延遲單元13中使輸入樣本時間系列信號僅延遲t ，對該被延遲的信號乘以量化乘數(shù)P '而生成長期預測信號(步驟S10)，在減法單元15中將該長期預測信號從輸入樣本時間系列信號x(i)中減去(步驟S11)，將其剩余差波形信號(誤差信號)y(i)在波形編碼單元21中編碼為波形碼Cw(步驟S12)。在合成單元24中將碼(；、Cp、C,合成后輸出 (步驟S13)。在該第1實施例中，對于時間延遲t ，對應于量化乘數(shù)p '來選擇固定長度編碼或者可變長度編碼，而且在可變長度編碼的情況下，在其t對碼語表中，對t與前幀時間延遲t。相同、為、的整數(shù)倍、為、的整數(shù)分之一、為、的相鄰附近值的情況分配短的碼長的碼，所以與以往相比，可以使編碼壓縮率提高。在該可變長度編碼單元34中具有被輸入t。、2t。、 t。/2、 t。-l而輸出碼Cp的部分34a，和被輸入t而輸出碼Cp的部分34b這
一點上，是與通常的可變長度碼的碼表不同的結(jié)構(gòu)。
解碼側(cè) 與圖1和圖2所示的編碼裝置及其處理步驟對應的解碼裝置的功能結(jié)構(gòu)例表示在圖6中，其處理步驟例表示在圖7中。來自輸入端子51的輸入碼每一幀在分離單元52中被分離為波形碼Cp時間延遲碼CT和乘數(shù)碼Cp (步驟S21)。訪問點信號Fs可以從例如未圖示的視頻信號解碼裝置提供，或者也可以作為系統(tǒng)而利用在其它級接收到的訪問點信息。在該解碼裝置的實施例中，如果訪問點判斷單元69檢測到在由分離單元52分離的碼中存在訪問點信號Fs，則從該時刻的幀開始解碼。波形碼Cw在波形解碼單元53中被解碼為誤差信號(步驟S22)。而且，乘數(shù)碼Cp也在乘數(shù)解碼單元54中被解碼為量化乘數(shù)P '(步驟S22)。量化乘數(shù)P '在條件判斷單元55中進行是否大于規(guī)定值，即圖1中的判定單元 31a中的判斷條件的基準值相同的值、在前述例子中為0. 2的判斷(步驟S23)，如果P '比 0. 2大，則切換單元56被切換到可變長度解碼單元57側(cè)，延遲碼CT被可變長度解碼單元 57解碼，得到時間延遲t (步驟S24)。在該解碼單元57中，存儲與被存儲在圖1中的可變長度編碼單元34中的時間延遲t的可變長度碼表34T相同的碼表。在步驟S23中，如果
12判斷出P '為0. 2以下，則切換單元56被切換到固定長度解碼單元58，延遲碼CT被固定長度解碼單元58解碼，得到時間延遲t (步驟S25)。在固定長度解碼單元58中存儲與被存儲在圖1中的固定長度編碼單元35中的時間延遲t的固定長度碼表35T相同的碼表。
來自加法單元59的輸出解碼波形信號在延遲單元61中僅被延遲已被解碼的時間延遲t (步驟S26)，在乘法單元62中對該被延遲t樣本的解碼信號乘以被解碼的量化乘數(shù)P '(步驟S27)，該相乘結(jié)果在加法單元59中與被解碼的誤差信號相加而得到解碼波形信號樣本時間系列信號(步驟S28)。而且，在訪問點的幀的情況下，與編碼裝置的情況相同，在延遲單元61中將前幀部分的x(i)設為0以后，作成時間延遲信號，輸入到乘法單元 62。這些樣本時間系列信號在每個幀中被得到，將這些幀的樣本時間系列信號在連接單元 63中連接后輸出(步驟S29)?？勺冮L度解碼單元57、固定長度解碼單元58、條件判斷單元 55、切換單元56構(gòu)成延遲解碼單元60。而且，延遲解碼單元60和乘數(shù)解碼單元54構(gòu)成輔助信息解碼單元64。
〔第2實施例〕在第1實施例中，根據(jù)條件將時間延遲t進行了可變長度編碼。在該第2實施例中，根據(jù)條件將乘數(shù)P進行可變長度編碼，并且時間延遲t的編碼單元23可以與第1實施例一樣根據(jù)條件進行可變長度編碼，或者也可以與以往一樣僅固定長度編碼，對應于該編碼方法，解碼裝置的延遲解碼單元60進行可變長度解碼或者進行與以往一樣的固定長度解碼。因此，在以下中僅對與第1實施例或以往技術(shù)不同的乘數(shù)P的編碼進行說明。這里也和對于時間延遲t的碼表的選擇一樣，有使用用于明示對于乘數(shù)P的碼表的適應的選擇的輔助信息的情況，但是以下敘述不明示選擇的情況。圖8表示圖1所示的編碼裝置的乘數(shù)編碼單元22中應用的基于第2實施例的乘數(shù)編碼單元22的功能結(jié)構(gòu)例，圖9表示其處理步驟。在前幀乘數(shù)存儲單元70中存儲通過在乘數(shù)編碼單元22中在前幀進行編碼而被量化的量化乘數(shù)P '。該量化乘數(shù)P '作為前幀量化乘數(shù)P '。被從前幀乘數(shù)存儲單元70取出(步驟S30)，在P條件判斷單元71中判斷前幀量化乘數(shù)P '。是否在規(guī)定的基準值，例如0.2以下，或者是否還未得到P '。(步驟 S31)，在P'。在規(guī)定的基準值以下或者還未得到P '。的情況下，切換單元72被切換到單獨編碼單元73，乘數(shù)P被編碼為固定長度碼語或者可變長度碼語的碼Cp(步驟S32)。在步驟S31中，在判斷出P '。大于基準值時，切換單元72被切換到可變長度編碼單元74，乘數(shù)P被編碼為可變長度碼語的碼Cp (步驟S33)。前幀量化乘數(shù)P '。比基準值大時的當前幀的乘數(shù)P的值的出現(xiàn)頻率分布例如如圖10的坐標圖74A所示那樣，在P = 0.2 0.3頻率最高，因此，如圖IO所示的乘數(shù)的可變長度碼表74T所示，例如對0. 3的值分配最短的碼"1 "，隨著比其變大或變小，依次分配長的碼。通過編碼單元73或74被編碼的乘數(shù)碼Cp和通過編碼而被量化的量化乘數(shù)P ' 被從乘數(shù)編碼單元22輸出，同時，被量化的乘數(shù)P '被存儲在前幀乘數(shù)存儲單元70，在下一幀作為前幀量化乘數(shù)P '。被使用。對該乘數(shù)P '。小時的編碼進一步進行說明。在前幀量化乘數(shù)P '。小時，或者在不能利用前面的幀的信息時在單獨編碼單元73中進行單獨的編碼。作為不能利用前面的幀的信息的例子，有如前所述那樣開頭的幀或者隨機訪問的訪問點(訪問開始)的幀。
單獨編碼單元73既可以將乘數(shù)P編碼為固定長度碼語的碼Cp，也可以如下那樣編碼為可變長度碼語Cp 。在圖11的表73T中表示在該單獨編碼單元73中進行可變長度編碼時的乘數(shù)P的可變長度碼表的例子。如圖11的坐標圖73A中所示的前幀量化乘數(shù) P '。比基準值小時的當前幀的乘數(shù)P的各值的出現(xiàn)頻率那樣，在訪問點的幀那種情況下小的值的乘數(shù)P的發(fā)生頻率極高，所以分配"l"。乘數(shù)P的值越大，發(fā)生頻率越降低，所以分配長的碼。在該例子中任意一個碼語的2進制數(shù)值為l，但是隨著發(fā)生頻率變小而在上位附加0，碼語的位數(shù)變大。在將圖8所示的乘數(shù)編碼單元22的實施例應用與圖1的編碼裝置時，延遲編碼單元23可以是如圖1所示的選擇性地執(zhí)行可變長度編碼和固定長度編碼的結(jié)構(gòu)，也可以是不進行基于量化乘數(shù)P '的編碼選擇，對時間延遲t始終進行固定長度編碼的結(jié)構(gòu)，或者對時間延遲t始終進行可變長度編碼的結(jié)構(gòu)。作為乘數(shù)編碼單元22的另一個實施例，圖12表示在圖8中取代P的編碼而對當前幀的乘數(shù)P和前幀量化乘數(shù)P '。的差分進行編碼的結(jié)構(gòu)，并且將其處理步驟表示為在圖9中增加了虛線塊S34的步驟。對來自前幀乘數(shù)存儲單元70的前幀量化乘數(shù)P'。和當前幀的乘數(shù)P的差分A p = P-P '。進行計算的差分計算單元75被設置在切換單元72 和可變長度編碼單元74之間，在步驟S31中如果被判斷出前幀量化乘數(shù)P '。不比規(guī)定值大，則切換單元72被切換到差分計算單元75，在差分計算單元75中計算該前幀量化乘數(shù) P '。和當前幀的乘數(shù)P的差分A p = p - p '。(步驟S34)?？勺冮L度編碼單元74將該計算結(jié)果A p編碼為碼Cp，同時將其編碼時得到的量化差分A p '提供給加法單元76(步驟S33)。而且，加法單元76將量化差分A p '和前幀量化乘數(shù)P '。相加而生成當前幀量化乘數(shù)P '，并且將其作為對下一幀的前幀量化乘數(shù)P '。保持在前幀乘數(shù)存儲單元70中。其它結(jié)構(gòu)和動作與圖8的情況相同。在前幀量化乘數(shù)P '。大時當前幀的乘數(shù)P也大的可能性高。因此，當前幀的乘數(shù)P越離開前幀量化乘數(shù)P '。，即差分A p的絕對值越大，發(fā)生頻率越降低，所以如圖13 的可變長度碼表74T所示那樣，碼Cp與圖IO—樣，隨著P和P '。的差分值的發(fā)生頻率變小而分配長的碼語。在圖13的例子中，表示隨著差分A p變大，使碼語的O的位數(shù)向上位側(cè)逐一增加的情況。在乘數(shù)p或者差分A p的編碼中，這些值一般不是整數(shù)。因此，例如P的變化范圍被分割為多個小范圍，小的值的P屬于的各被分割的小范圍被分配短的碼長的碼，而且，對各被分配的每個小范圍分別決定其代表值(一般為整數(shù))。被輸入的P屬于的小范圍的碼語作為碼Cp被輸出，同時該小范圍的代表值作為被解碼的量化乘數(shù)P '被輸出。該量化乘數(shù)P '例如被輸出到圖1中的乘法單元14、判定單元31a。接著，在圖14中表示與以上敘述的圖8的乘數(shù)編碼單元22對應的解碼側(cè)的乘數(shù) 解碼單元54的功能結(jié)構(gòu)例，在圖15中表示處理步驟例。來自分離單元52的乘數(shù)碼Cp被輸入切換單元81。另一方面，由前幀乘數(shù)存儲單元82取出前幀量化乘數(shù)P '。(步驟S41)，在判定單元83中進行該P '。是否為規(guī)定值以下，或者前幀量化乘數(shù)P '。是否不存在的判斷(步驟S42)。該基準值設為與在編碼側(cè)的步驟S31中被用于判斷的基準值相同的值。如果判斷出前幀量化乘數(shù)P '。在基準值以下，
14或者不存在，則切換單元81被切換到單獨解碼單元84，被輸入的Cp在單獨解碼單元84中被解碼(步驟S43)。在步驟S42中如果P '。被判斷為不在基準值以下，則切換單元81被切換到可變
長度解碼單元85側(cè)，碼Cp在可變長度解碼單元85中被解碼(步驟S44)。單獨解碼單元
84和可變長度解碼單元85是與編碼側(cè)的單獨編碼單元73和可變長度編碼單元74對應的
單元，在本例中在單獨解碼單元84中存儲與圖10所示的表74T相同的內(nèi)容。在編碼側(cè)利用圖12的乘數(shù)編碼單元22對P和P '。的差分A p進行了可變長
度編碼的情況下，如圖14和圖15中虛線所示那樣，在加法單元86中對在可變長度解碼單
元85中被解碼的差分信號加上前幀量化乘數(shù)P '。，從而得到量化乘數(shù)P '(步驟S45)。在
這時的可變長度解碼單元85中存儲有與圖13中表示的表74T相同的表。在圖16中表示圖11所示的單獨編碼的碼分配的另一個例子。也可以如該例所
示，不是隨著頻率的減少而使編碼的位數(shù)依次增加，而是頻率比較接近的部分如圖中表示
為"001"、"010"、"011"那樣，碼的位數(shù)相同，作為2進制數(shù)值其值逐一錯開。在P大的情
況下，P對波形信號產(chǎn)生大的影響。因此，如圖17所示，P特別大的部分也可以僅使乘數(shù)
P的間距減小。這時碼語數(shù)量和位數(shù)變多，但是這樣特別大的P的頻率顯著減小，所以對
作為全體的碼量基本上不產(chǎn)生影響，可以提高解碼波形信號的精度。變形例在前述中，在可變長度編碼的情況下將參數(shù)(t或者P 、 A p )和碼語的關(guān)系作為碼表保持，并且進行了編碼或解碼。但是，例如在圖5、圖11、圖13、圖16、圖17所示的例子中，在參數(shù)的大小和碼語的關(guān)系中存在規(guī)律性，例如如果知道P的值，則設為在l的上位僅附加按照規(guī)則的數(shù)量的O的碼語即可，相反，從碼語按照規(guī)則，可以求P '的值。艮卩，在這些情況下，在可變長度編碼、解碼單元中也可以不使用參數(shù)的碼表。在基于圖5所示的碼表的編碼中，在比較單元32中判斷是t = t。、t = t。-1、 t = t。/2、 t =2、的哪一個，并且在與它們的其中一個一致時，從可變長度編碼單元 34輸出了對應的短的碼長(這里例如是1位或者3位)的碼Cp。作為該比較判斷，除了這
些之夕卜，例如也可以在比較單元32中判斷成為T = T。+l、 T = T。/3、 T = T。/4、 T =
3、、 t =4、等的哪一個，并且在與它們的其中一個一致時，使表示該情況的預定的碼長度的碼Cp從可變長度編碼單元34輸出。在第1實施例中，按照乘數(shù)P '是大還是小來區(qū)別了是使用圖5所示的時間延遲 t的可變長度碼表34T(可變長度編碼)，還是使用圖4所示的時間延遲t的固定長度碼表35T(固定長度編碼)。或者也可以如下那樣。根據(jù)是否要將當前幀獨立而進行編碼，即根據(jù)是否將當前幀作為訪問點的幀而進行編碼來選擇時間延遲t的編碼方法。例如如圖18所示那樣，判斷可否利用前幀的信息(步驟S51)。這里，如圖1中的虛線所示，通過是否從訪問點設定單元25對判定單元31a提供訪問點信號Fs來進行是否將當前幀獨立來進行編碼的判斷。在該信號Fs已被提供給判定單元31a的情況下，表示當前幀是訪問點的幀，并且不使用前幀的信息而對時間延遲t單獨編碼(步驟S52)，該編碼例如使用圖4所示的碼表35T。在步驟S51中信號Fs未被提供的情況下，判斷為應使用前幀的信息來進行編碼，并且當前幀的時間延遲下進行可變長度編碼(步驟S53)。這時的碼表例如使用如圖5所示的碼表34T。這時的圖6中的解碼例如如圖19所示，首先判斷是否有用于表示將當前幀獨立解碼的信息即前幀信息(步驟S61)，如果沒有則將時間延遲碼CT單獨解碼(步驟S62)。在步驟S61 中判斷出有前幀信息時，將時間延遲碼C,可變長度解碼(步驟S63)。作為時間延遲t的編碼方法的選擇，也可以通過是否對當前幀獨立編碼和量化乘數(shù)p '的大小的組合來決定。這時，在圖1的判定單元31a中輸入用于表示當前幀是否獨立編碼的訪問點信息Fs和來自乘數(shù)編碼單元22的量化乘數(shù)p '。在判定單元31a中例如如圖20所示，首先判斷當前幀中是否有獨立編碼的訪問點信號Fs(步驟S71)，如果有Fs 則將時間延遲t單獨編碼(步驟S72)，如果在步驟S71中沒有&，即有前幀信息，則判斷量化乘數(shù)p '是否比基準值大(步驟S73)，如果比基準值大，則時間延遲t被可變長度編碼(步驟S74)，如果不比基準值大，則時間延遲t被固定長度編碼(步驟S75)。
這時的解碼側(cè)的處理與編碼側(cè)相同。S卩，如圖20中括號內(nèi)書寫表示的那樣，判斷接收編碼中是否有&，如果有則C,被單獨解碼，如果沒有則在被解碼的p '比規(guī)定值大時 CT被可變長度解碼，在不比規(guī)定值大時C,被固定長度解碼。由于在圖13中不學習p和p '的差分值的發(fā)生頻率，就預先知道在差分值的絕對值小時發(fā)生頻率高，所以分配隨著差分值的絕對值變大碼長變長的例如圖13所示的碼語來作成乘數(shù)p的可變長度碼表74T即可。
〔第3實施例〕在將圖8的乘數(shù)編碼單元22應用在圖1的情況下，也可以構(gòu)成為進一步使基于波形編碼單元21的編碼和基于乘數(shù)編碼單元22的編碼的組最佳化。該結(jié)構(gòu)相對于圖1的結(jié) 構(gòu)是進一步追加了最佳化單元的結(jié)構(gòu)，在圖21中表示這時的結(jié)構(gòu)的主要部分。
圖21的結(jié)構(gòu)是對最佳化單元26提供波形編碼單元21的輸出編碼(；和乘數(shù)編碼單元22的輸出編碼Cp ，計算它們的碼量的合計(比特數(shù)的合計)，使乘數(shù)編碼單元22的基于被選擇的可變長度編碼的量化乘數(shù)p'變化(即改變碼表中的p'的選擇)，以使得該合計碼量小。進而，通過被選擇的p'，進行乘法單元14的乘法、基于該相乘結(jié)果的減法單元15中的減法、對于該相減結(jié)果的基于波形編碼單元21的編碼。這樣，使p '變化從而決
定c;和Cp的合計的碼量最小的p '。將該合計碼量最小時的c;和Cp作為編碼結(jié)果提供
給合成單元24。其它的結(jié)構(gòu)和動作與圖1的情況相同。與這樣的最佳化的編碼相對應的解碼可以通過應用了圖14的乘數(shù)解碼單元54的圖6的解碼裝置來實施。
同樣，也可以決定來自延遲編碼單元23的碼C T ，使得來自圖1的波形編碼單元21 的碼(；和來自延遲編碼單元23的碼C,的碼量的合計為最小。具體來說，使時間延遲搜索單元17的時間延遲t變化來進行延遲單元13以后的處理，使得碼Q和碼CT的碼量的合
計為最小，將碼c;和碼c,的碼量的合計為最小時的碼c;和碼c,作為編碼結(jié)果提供給合成
單元24。如前所述，在已使時間延遲t變化的情況下，由于對乘數(shù)p產(chǎn)生影響而對Cp產(chǎn)
生影響，而且，由于對誤差信號y(i)也產(chǎn)生影響而對碼c;也產(chǎn)生影響。因此，也可以分別調(diào)整量化乘數(shù)p '和時間延遲t或者調(diào)整兩者，使得碼c;、碼Cp、碼c,三者組合而使全體的碼量最小?！驳?實施例〕在前述的實施例中，如圖3中說明的那樣，對一個時間延遲t (即一個延遲抽頭)的信號X,乘以一個乘數(shù)p '從而生成了相對于信號X的預測信號P ' X,，但是也可以根據(jù)時間延遲t和與其相鄰的多個時間延遲的信號生成預測信號。圖22表示這時的編碼裝置的結(jié)構(gòu)。圖22的結(jié)構(gòu)是延遲抽頭數(shù)為3的情況，使圖1的結(jié)構(gòu)中的延遲單元13以t -1 樣本延遲單元(ZT—》13A、和兩個單位延遲單元13B、13C串聯(lián)連接的方式來構(gòu)成。延遲單元 13對于從時間延遲搜索單元17提供的時間延遲t ，在延遲單元13A中設定t -1樣本的延遲。因此，對于輸入信號X在延遲單元13A、13B、13C的各個輸出中分別輸出延遲i-l樣本后的信號Xt—"延遲t樣本后的信號X"延遲t+1樣本后的信號X^。
乘法單元14由乘法器14A、14B、14C、和將它們的輸出相加，從而將相加結(jié)果作為預測信號提供給減法單元15的加法器14D構(gòu)成。乘數(shù)計算單元18如后所述那樣根據(jù)輸入信號X和延返后的信號Xt—pX"X^計算對于三個延遲抽頭的最佳的三個乘數(shù)P—p P、 P +1并提供給乘數(shù)編碼單元22。乘數(shù)編碼單元22匯總?cè)齻€乘數(shù)p —p p 、 p +1而進行編碼，并作為乘數(shù)碼Cp輸出，同時將基于該編碼的量化乘數(shù)P—/、 P '、 P+1'提供給乘數(shù)計算單元18的乘法單元14A、14B、14C。而且，將量化乘數(shù)P '提供給編碼選擇單元31的判定單元
31a。在乘數(shù)計算單元18中的乘法計算如下進行。
對于三個延遲抽頭的信號的乘數(shù)決定為使得下式的失真d最小。
〔算式4〕「 i 、柳- Z/V^-卜力 .,=一1 ,(6)這樣的乘數(shù)p—/、 p '、 p+1'可以通過下式計算。
〔算式5〕
》—rOrd「一o—=《Ad,《'義(7)
一/v《A一x二義一這樣，在使用來自多個延遲抽頭的信號而生成了預測信號的情況下，預測精度更高，因此在減法單元15得到的誤差信號的能量變小，能夠進行效率更高的編碼。在圖22中表示延遲抽頭數(shù)為3的情況，但是不限于此，可以以希望的多個抽頭數(shù)實現(xiàn)。
圖23表示與圖22的編碼裝置對應的解碼裝置的結(jié)構(gòu)例。在該結(jié)構(gòu)中，與圖22的延遲單元13 —樣，以t -1樣本延遲單元61A、兩個單位延遲單元61B、61C的串聯(lián)連接構(gòu)成延遲單元61，并且與圖22的乘法單元14 一樣通過三個乘法器62A、62B、62C和加法器62D 構(gòu)成乘法單元62。來自分離單元52的乘數(shù)碼Cp在乘數(shù)解碼單元54中被解碼為三個量化乘數(shù)pV、 p'、 p+1'。這些量化乘數(shù)被分別提供給乘法器62A、62B、62C，與來自延遲單元 61A、61B、61C的輸出分別相乘。相乘結(jié)果在加法器62D中相力B，相加結(jié)果作為預測信號提供給加法單元59。量化乘數(shù)P '也被提供給條件判定單元55，被使用在對于時間延遲碼C, 的解碼單元57、58的選擇判斷中。其它的結(jié)構(gòu)和動作與圖6的情況一樣。
〔第5實施例〕說明將一個幀分割為四個副幀來進行編碼的第5實施例。這時，作為量化乘數(shù)P ' 和時間延遲t的參數(shù)的輸出的處理方法，考慮下述四種。
17
(1)將p '禾P t在幀中僅輸出一次。
(2)對每個副幀僅輸出量化乘數(shù)P '。
(3)對每個副幀僅輸出時間延遲t 。
(4)對每個副幀輸出P ，和t 。雖然這些情況的每一個情況下都進行編碼而輸出，但是將其切換方法，即是這四個的哪一個另外編碼，并且對每個幀選擇將該切換碼和輔助碼以及波形碼Cw綜合從而碼量最小的組合，或者編碼失真小的組合。如圖24中簡單地表示的那樣，通過與對應于前述的四個的(1) (4)對應的第l 第4編碼單元9h 9l4，輸入信號x被分別附加編碼。從這些第1 第4編碼單元91i 9l4，各輸出碼(；、C"Cp被分別輸入到碼量計算單元92i 924，分別計算綜合碼量。這些被計算的綜合碼量中的最小值被最小值選擇單元93選擇。設置與第1 第4編碼單元9" 914對應的門電路 944，與由最小值選擇單元93選擇的其最小值對應的門電路打開，來自與該門電路對應編碼單元的碼CW、CT 、CP被輸入到合成單元24。而且，用于表示是最小值選擇單元93選擇的第1 第4編碼單元 914的哪一個的信號在切換編碼單元95中被編碼，作為切換碼Cs輸入到合成單元24。
在對每個副幀輸出參數(shù)時，既可以將前面的副幀的值作為條件來進行編碼，例如也可以匯總四個參數(shù)，用反映了結(jié)合頻率的算術(shù)碼壓縮。例如也可以使用以下方法，即將四個參數(shù)同時發(fā)生的頻率的積和該四個參數(shù)的關(guān)系表在頻率差越小時，越設為小的碼語。在(1) (4)的可能性中，例如也可以僅使用(1)、 (2)、 (4)或者(1)、 (4)。而且，副幀的數(shù)量不限于四個，而且，也可以例如選擇4個的情況和8個的情況下的理想的情況。
進而，在第l和第2實施例中，依賴乘數(shù)而變更了時間延遲t或者乘數(shù)P的編碼方法，但是也可以例如在第l實施例中敘述的那樣，將時間延遲t進行前述固定長度編碼，或者前述可變長度編碼，求還包括了各個情況下的波形碼Cw的碼量，輸出碼量少的一個的碼，并且還輸出用于表示選擇了哪個編碼方法的切換碼(用l位即可)。乘數(shù)的編碼也對于預定的兩個編碼同樣地進行選擇，輸出其編碼的同時輸出切換碼即可。
總之，本發(fā)明使時間延遲t 、乘數(shù)p和碼語的關(guān)系依賴于量化乘數(shù)P '，或者通過切換碼進行切換，即自適應地進行切換。同樣，在解碼側(cè)也根據(jù)被解碼的信息，自適應地切換時間延遲t 、量化乘數(shù)p '和碼語的關(guān)系。作為長期預測信號，也可以作為被延遲的多個樣本的加權(quán)加法來生成。在圖25中表示該編碼裝置的主要部分的功能結(jié)構(gòu)例。在該例中，在利用三個樣本的情況下，被分割為幀的輸入時間系列信號X在延遲單元13A中被延遲t -1樣本，進而在單位延遲單元13B、13C中依次被延遲1個樣本。延遲單元13A、 13B、 13C的各輸出在乘法單元65^65^653中被分別乘以預定的權(quán)重，例如w—! = 0. 25， w。 = 0. 5， w+1 = 0. 25，這些相乘結(jié)果在加法單元66中被相加而輸入到延遲搜索單元17。在延遲搜索單元17中加法單元66的相加結(jié)果作為圖1中的延遲搜索單元17的輸入XT被處理。來自圖1中的乘數(shù)編碼單元22的量化乘數(shù)P '在乘法單元67^67^673中被分別乘以預定的權(quán)重w—i、w。、w+p這些相乘結(jié)果作為乘數(shù)在乘法單元14A、14B、14C中對延遲單元13A、13B、13C的各輸出樣本分別相乘。這些乘法單元14A、14B、14C的和作為長期預測信號在減法單元15中從輸入時間系列信號X中減去。在圖26中表示這時的解碼裝置的主要部分的功能結(jié)構(gòu)例。來自圖6的乘數(shù)解碼單元54的被解碼的量化乘數(shù)P '在68p68^683中被分別乘以預定的權(quán)重w—^ w。、 w+1，來自加法單元59的被解碼的時間系列信號在構(gòu)成延遲單元61的t -1樣本延遲單元61A中被延遲t -1樣本(t由延遲解碼單元60輸入)，進而通過構(gòu)成延遲單元61的單位延遲單元61B、61C依次被延遲1個樣本。乘法單元68p682、683的各相乘結(jié)果分別作為乘數(shù)在乘法單元62^62^623中對延遲單元61A、61B、61C的各輸出相乘。這些乘法單元62^62^623的輸出的和作為被解碼的長期預測信號在加法單元59中與來自波形解碼單元53的被解碼的誤差信號相加。至此的說明以1信道的信號為對象，但是在多信道信號的編碼中也可以根據(jù)其它信道的信號生成長期預測信號，B卩，P 、 t也可以利用其它信道信號來生成，在該生成中，對于作為特征的P、 t的編碼、解碼也相同。但是，在l信道的情況下的解碼中，有時回歸地參照相同幀內(nèi)的自身過去的信號，但是在利用其它信道信號的情況下就不是這樣，這一點有所不同。可以分別通過計算機起到在前述各實施例中表示的編碼裝置、解碼裝置的功能。這時，對于前述的各裝置，將用于使計算機作為該裝置起作用的程序從CD-ROM、磁盤、半導體記錄裝置等記錄介質(zhì)中安裝到該計算機，或者通過通信線路下載，使計算機執(zhí)行該程序即可。
權(quán)利要求
一種長期預測編碼方法，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼方法包括如果前幀的信息不能利用就對所述時間延遲進行固定長度編碼，否則就對所述時間延遲進行可變長度編碼以獲得碼的步驟；以及輸出所述碼的步驟。
2. —種長期預測編碼方法，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼方法包括如果所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度編碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度編碼以獲得碼的步驟；以及輸出所述碼的步驟。
3. —種長期預測編碼方法，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼方法包括如果前幀的所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對當前幀的所述乘數(shù)進行固定長度編碼，否則，對當前幀的所述乘數(shù)進行可變長度編碼以獲得碼的步驟；以及輸出所述碼的步驟。
4. 一種長期預測解碼方法，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼方法包括如果前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度解碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度解碼的步驟。
5. —種長期預測解碼方法，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼方法包括如果所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度解碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度解碼的步驟。
6. —種長期預測解碼方法，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼方法包括如果前幀的所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述乘數(shù)進行固定長度解碼，否則，對所述乘數(shù)進行可變長度解碼的步驟。
7. —種長期預測編碼裝置，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼裝置包括輔助信息編碼單元，如果前幀的信息不能利用就對所述時間延遲進行固定長度編碼，否則就對所述時間延遲進行可變長度編碼以獲得碼，并輸出所述碼。
8. —種長期預測編碼裝置，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼裝置包括輔助信息編碼單元，如果所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度編碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度編碼以獲得碼，并輸出所述碼。
9. 一種長期預測編碼裝置，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼裝置包括輔助信息編碼單元，如果前幀的所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對當前幀的所述乘數(shù)進行固定長度編碼，否則，對當前幀的所述乘數(shù)進行可變長度編碼以獲得碼，并輸出所述碼。
10. —種長期預測解碼裝置，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼裝置包括輔助信息解碼單元，如果前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度解碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度解碼；乘法單元，對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以所述乘數(shù)；以及加法單元，將所述乘法單元的輸出與所述誤差信號的當前樣本相加而再構(gòu)成所述時間系列信號。
11. 一種長期預測解碼裝置，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼裝置包括輔助信息解碼單元，如果所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述時間延遲進行固定長度解碼，否則，對所述時間延遲進行可變長度解碼；乘法單元，對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以所述乘數(shù)；以及加法單元，將所述乘法單元的輸出與所述誤差信號的當前樣本相加而再構(gòu)成所述時間系列信號。
12. —種長期預測解碼裝置，將誤差信號的當前樣本與相乘結(jié)果相加而得到再構(gòu)成的時間系列信號樣本，該相乘結(jié)果通過對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測解碼裝置包括輔助信息解碼單元，如果前幀的所述乘數(shù)等于或小于規(guī)定值或者前幀的信息不能利用，對所述乘數(shù)進行固定長度解碼，否則，對所述乘數(shù)進行可變長度解碼；乘法單元，對再構(gòu)成的時間系列信號的僅進行所述時間延遲的過去樣本乘以所述乘數(shù)；以及加法單元，將所述乘法單元的輸出與所述誤差信號的當前樣本相加而再構(gòu)成所述時間系列信號。
全文摘要
長期預測編碼和長期預測解碼的方法和裝置。在一種長期預測編碼方法中，從輸入樣本時間系列信號的當前樣本中減去相乘結(jié)果而得到誤差信號樣本，該相乘結(jié)果通過對從所述輸入樣本時間系列信號的所述當前樣本開始時間延遲的過去樣本乘以乘數(shù)而得到，所述長期預測編碼方法包括如果前幀的信息不能利用就對所述時間延遲進行固定長度編碼，否則就對所述時間延遲進行可變長度編碼以獲得碼的步驟；以及輸出所述碼的步驟。
文檔編號G10L19/00GK101794579SQ201010104469
公開日2010年8月4日申請日期2006年1月11日優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者原田登, 守谷健弘, 嵯峨山茂樹, 西本卓也, 鐮本優(yōu) 申請人:日本電信電話株式會社;國立大學法人東京大學

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