專利名稱：編碼裝置、解碼裝置、編碼方法、解碼方法及其程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)音樂(lè)或語(yǔ)音等音響信號(hào)進(jìn)行編碼的編碼裝置及編碼方法、對(duì)編碼后的信號(hào)進(jìn)行解碼的解碼裝置及解碼方法、及其程序。
背景技術(shù)：
存在以下技術(shù)，利用DFT (discrete Fourier transform 離散傅里葉變換)、 DCT (Discrete Cosine Transform 離散余弦變換)、MDCT (modified discrete cosine transform 修正離散余弦變換)等，將輸入信號(hào)的序列變換為頻域的系數(shù)，將進(jìn)行了該變換后的輸入系數(shù)用向量量化進(jìn)行編碼，將得到的碼解碼，并通過(guò)將解碼后的系數(shù)和輸入系數(shù)的誤差信號(hào)再次進(jìn)行向量量化，從而實(shí)現(xiàn)層級(jí)編碼(可擴(kuò)縮(scalable)編碼)。在圖1 中表示以往技術(shù)的編碼器20的結(jié)構(gòu)例，在圖2中表示高質(zhì)量用解碼器30的結(jié)構(gòu)例，在圖3 中表示低質(zhì)量用解碼器40的結(jié)構(gòu)例。在圖1的編碼器20中的第一層級(jí)編碼單元21輸出對(duì)輸入信號(hào)Mi進(jìn)行了編碼后的第一層級(jí)碼Cl。編碼器20內(nèi)的第一層級(jí)解碼單元23解碼該第一層級(jí)碼Cl，得到第一層級(jí)解碼信號(hào)ym。第二層級(jí)編碼單元27輸出將輸入信號(hào)xm和第一層級(jí)解碼信號(hào)ym的誤差信號(hào)d’ m進(jìn)行編碼后的第二層級(jí)碼C’ 2。通過(guò)由復(fù)用單元四復(fù)用第一層級(jí)碼Cl和第二層級(jí)碼C’ 2，得到可擴(kuò)縮的輸出碼C’。在解碼器30中，通過(guò)分離單元39從輸入碼C’分離并取出第一層級(jí)碼Cl和第二層級(jí)碼C’ 2。在第一層級(jí)解碼單元 31中解碼第一層級(jí)碼Cl并得到第一層級(jí)解碼信號(hào)ym。在第二層級(jí)解碼單元37中解碼第二層級(jí)碼C’ 2并得到第二層級(jí)解碼信號(hào)d’ m。在加法單元35中，可以通過(guò)合并ym和d’ m 而得到輸出信號(hào)χ’ m。通過(guò)該可擴(kuò)縮編碼，取出碼的一部分，從而在解碼之后，可以得到與該碼比特?cái)?shù)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量的解碼信號(hào)。例如，如圖3所示，分離單元39可以從編碼器20的輸出碼C’僅取出第一層級(jí)碼Cl，并將在第一層級(jí)解碼單元31中解碼了的結(jié)果ym作為輸出信號(hào)x’m( = ym)。但是，與將從第二層級(jí)碼C’ 2得到的第二層級(jí)解碼信號(hào)d’ m合并后的信號(hào)相比，ym成為質(zhì)量變差的輸出信號(hào)。例如，作為以往技術(shù)，已知專利文獻(xiàn)1?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特許3139602號(hào)公報(bào)(特開(kāi)平8463096號(hào)公報(bào))

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在可擴(kuò)縮編碼中使用了向量量化的情況下，對(duì)于每個(gè)層級(jí)運(yùn)算量增加。以往技術(shù)一般得到高的壓縮率，但是由于多次進(jìn)行向量量化，所以存在需要很大運(yùn)算量的問(wèn)題。用于解決課題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明的編碼技術(shù)使用輸入信號(hào)、將該輸入信號(hào)編碼而得到的第一碼的解碼信號(hào)或者在生成第一碼時(shí)得到的解碼信號(hào)。增益群組包含一個(gè)以上的增益群，增益群的每一個(gè)包含與對(duì)于每個(gè)增益群不同的個(gè)數(shù)的增益對(duì)應(yīng)的值。在該編碼技術(shù)中，對(duì)于解碼信號(hào)的各個(gè)樣本，通過(guò)規(guī)定的方法分配增益群，輸出表示誤差為最小的增益的增益碼，該誤差是通過(guò)與分配的增益群內(nèi)的各個(gè)增益對(duì)應(yīng)的值所確定的增益乘以了樣本后的值與輸入信號(hào)的誤差。而且，本發(fā)明的解碼技術(shù)利用與第一碼對(duì)應(yīng)的解碼方法解碼該第一碼而得到的解碼信號(hào)、以及增益碼，對(duì)增益碼進(jìn)行解碼并求增益，將解碼信號(hào)和增益相乘。在求增益時(shí)，對(duì)解碼信號(hào)的各個(gè)樣本，通過(guò)規(guī)定的方法分配增益群，從被分配的增益群取出并輸出與增益碼對(duì)應(yīng)的增益。發(fā)明效果本發(fā)明通過(guò)對(duì)解碼信號(hào)的各個(gè)樣本分配包含不同個(gè)數(shù)的增益的增益群，進(jìn)行與增益群中包含的增益?zhèn)€數(shù)對(duì)應(yīng)的標(biāo)量(scalar)量化，實(shí)現(xiàn)可以保持編碼效率，并且減少編碼時(shí)的運(yùn)算量的效果。


圖1是表示編碼器20的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2是表示解碼器30的結(jié)構(gòu)例的圖。圖3是表示解碼器40的結(jié)構(gòu)例的圖。圖4是表示編碼裝置100的結(jié)構(gòu)例的圖。圖5是表示編碼裝置100的處理流程例的圖。圖6A是表示編碼裝置100的輸出碼C的數(shù)據(jù)例的圖。圖6B是表示編碼裝置300的輸出碼C的數(shù)據(jù)例的圖。圖7是表示第二層級(jí)編碼單元110的結(jié)構(gòu)例的圖。圖8是表示第二層級(jí)編碼單元110的處理流程例的圖。圖9是用于說(shuō)明在第二層級(jí)編碼單元110中進(jìn)行的處理和數(shù)據(jù)的圖。圖10是表示誤差信號(hào)計(jì)算單元115的結(jié)構(gòu)例的圖。圖11是表示解碼裝置200的結(jié)構(gòu)例的圖。圖12是表示解碼裝置200的處理流程例的圖。圖13是表示第二層級(jí)解碼單元210的結(jié)構(gòu)例的圖。圖14是表示第二層級(jí)解碼單元210的處理流程例的圖。圖15是表示編碼裝置300的結(jié)構(gòu)例的圖。圖16是表示第二層級(jí)編碼單元310的結(jié)構(gòu)例的圖。圖17是表示第二層級(jí)解碼單元410的結(jié)構(gòu)例的圖。圖18是表示編碼裝置500的結(jié)構(gòu)例的圖。圖19是表示解碼裝置600的結(jié)構(gòu)例的圖。圖20是表示實(shí)施例1的變形例1的第二層級(jí)編碼單元1110的結(jié)構(gòu)例的圖。圖21是表示實(shí)施例1的增益群的數(shù)據(jù)例的圖。圖22是表示增益選擇單元1119的處理流程的圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明100，300，500 編碼裝置200，400，600 解碼裝置
7
101，201 輸入單元103，203 存儲(chǔ)單元105，205 控制單元106幀分割單元206幀合成單元107，207 輸出單元110，310，1110第二層級(jí)編碼單元5103第三層級(jí)編碼單元5ION第N層級(jí)編碼單元111，211 分配單元113，213，313，314，413，414，1113增益群組存儲(chǔ)單元115誤差運(yùn)算單元119，1119增益選擇單元21第一層級(jí)編碼單元23，31第一層級(jí)解碼單元29復(fù)用單元39分離單元210，5302第二解碼單元5401第一乘法單元230乘法單元6302第二乘法單元630 (N-I)第(N-I)乘法單元6103第三層級(jí)解碼單元6ION第N層級(jí)解碼單元
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。編碼裝置100圖4表示編碼裝置100的結(jié)構(gòu)例，圖5表示編碼裝置100的處理流程例。編碼裝置100例如具有輸入單元101、存儲(chǔ)單元103、控制單元105、幀分割單元106、第一層級(jí)編碼單元21、第一層級(jí)解碼單元23、復(fù)用單元四、輸出單元107、和第二層級(jí)編碼單元110。以下，說(shuō)明各個(gè)單元的處理。<輸入單元101、存儲(chǔ)單元103和控制單元105>編碼裝置100經(jīng)由輸入單元101輸入輸入信號(hào)X(SlOl)。輸入單元101例如是麥克風(fēng)和輸入接口等，將音樂(lè)和語(yǔ)音等輸入信號(hào)變換為電信號(hào)，還具有A/D變換器等，變換并輸出數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。存儲(chǔ)單元103逐一存儲(chǔ)、讀出被輸入的各個(gè)數(shù)據(jù)或者運(yùn)算過(guò)程的各個(gè)數(shù)據(jù)。由此， 進(jìn)行各個(gè)運(yùn)算處理。但是，不一定必須存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元103中，也可以在各個(gè)單元之間直接交接數(shù)據(jù)。
控制單元105控制各個(gè)處理。<幀分割單元106>幀分割單元106將輸入信號(hào)χ分割為包括規(guī)定的數(shù)量的樣本的幀(sl06)。以下，在各個(gè)單元中對(duì)由M個(gè)樣本構(gòu)成的每個(gè)幀處理輸入信號(hào)xm(m是樣本號(hào)，m = 0，1，…，M-1)。 而且，1幀例如是從5毫秒至20毫秒的單位，如果1幀的樣本數(shù)M例如為32kHz采樣的語(yǔ)音信號(hào)，則從M= 160樣本至M = 640樣本。而且，在本說(shuō)明書(shū)中，將音樂(lè)和語(yǔ)音等輸入信號(hào)變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后的輸入信號(hào)和幀內(nèi)的輸入信號(hào)m—起稱為輸入信號(hào)。<第一層級(jí)編碼單元21和第一層級(jí)解碼單元23>第一層級(jí)編碼單元21對(duì)輸入信號(hào)xm，用第一層級(jí)編碼方法對(duì)每個(gè)幀進(jìn)行編碼而生成第一層級(jí)碼Cl (s21)。例如，作為第一層級(jí)編碼方法，有CELP編碼方法等。例如，第一層級(jí)解碼單元23用第一層級(jí)解碼方法解碼第一層級(jí)碼Cl而生成第一層級(jí)解碼信號(hào)ym(s23)。例如，作為第一層級(jí)解碼方法，有CELP解碼方法等。但是在第一層級(jí)編碼單元21中，在生成第一層級(jí)碼Cl時(shí)得到與第一層級(jí)解碼信號(hào)ym相同的值，或者通過(guò)比第一層級(jí)解碼單元23簡(jiǎn)單的處理得到第一層級(jí)解碼信號(hào)ym的情況下，也可以不設(shè)置第一層級(jí)解碼單元23。例如，在第一層級(jí)編碼單元21中，通過(guò)CELP編碼方法進(jìn)行了編碼的情況下，在生成第一層級(jí)碼Cl的過(guò)程中，可以得到第一層級(jí)解碼信號(hào)ym，所以也可以不設(shè)置第一層級(jí)解碼單元23，而如圖4中點(diǎn)劃線表示的那樣，將第一層級(jí)解碼信號(hào)ym輸出到第二層級(jí)編碼單元110。而且，本實(shí)施例并非限定發(fā)明的內(nèi)容，也可以使用其它的編碼方法和解碼方法。第二層級(jí)編碼單元110使用輸入信號(hào)xm和第一層級(jí)解碼信號(hào)ym生成第二層級(jí)碼 C2 (sllO)。對(duì)于第二層級(jí)編碼單元110的細(xì)節(jié)在后敘述?！磸?fù)用單元四和輸出單元107>圖6A表示對(duì)于輸入信號(hào)的一幀的輸出碼C的數(shù)據(jù)例。復(fù)用單元四將各層級(jí)碼 Cl、C2按照每幀進(jìn)行復(fù)用而成為輸出碼C(S29)。輸出單元107輸出輸出碼C。輸出單元107例如是LAN適配器或輸出接口等 (sl07)。<第二層級(jí)編碼單元110>圖7表示第二層級(jí)編碼單元110的結(jié)構(gòu)例，圖8表示第二層級(jí)編碼單元110的處理流程例。圖9是用于說(shuō)明在第二層級(jí)編碼單元110中進(jìn)行的處理和數(shù)據(jù)的圖。第二層級(jí)編碼單元110具有分配單元111、增益群組存儲(chǔ)單元113、誤差信號(hào)計(jì)算單元115和增益選擇單元119。以下說(shuō)明各個(gè)單元的處理。分配單元111分配單元111對(duì)于第一層級(jí)解碼信號(hào)的各個(gè)樣本ym分配增益群，該增益群是該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，包含數(shù)目越多的增益的增益群(sill)。而且，增益群組包含J個(gè)增益群，增益群的每一個(gè)包含對(duì)于每個(gè)增益群不同的個(gè)數(shù)的增益。這里，1，如將增益群j(j = 1,2,…，J)包含的增益的個(gè)數(shù)設(shè)為L(zhǎng)j個(gè)，并將對(duì)樣本ym分配的增益設(shè)為gmi， 則i = 0,1,…，Lj-Ι。而且，例如對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響是否大，根據(jù)樣本ym的振幅或從振幅得到的參數(shù)、或者這些值的倒數(shù)的大小等來(lái)判斷。例如，也可以根據(jù)增益的數(shù)目準(zhǔn)備一個(gè)以上的閾值，根據(jù)該閾值和振幅等的大小關(guān)系來(lái)判定聽(tīng)覺(jué)的影響是否大。或者，也可以求與其它樣本的相對(duì)大小?；蛘?，也可以通過(guò)值的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)等求大小?；蛘?，也可以在對(duì)樣本ym施加了聽(tīng)覺(jué)濾波器等賦予模擬了人的聽(tīng)覺(jué)的特性的處理后進(jìn)行判定?；蛘咭部梢酝ㄟ^(guò)其它方法判斷影響是否大。作為分配方法，例如可以應(yīng)用對(duì)各個(gè)樣本分配比特的反向水填充(reverse water filling)法(參考文獻(xiàn) 1 :“G. 729-based embedded variable bit-rate coder :An 8-32 kbit/s scalable wideband coder bitstream interoperable with G. 729”，[online]，ITU[平成 21 年 5 月 22 日檢索]，因特網(wǎng) <URL :http://www. itu. int/rec/T-REC-G. 729. Ι/en 或者ITU-T標(biāo)準(zhǔn)G. 711. 1的低頻帶擴(kuò)展編碼中使用的比特分配算法(參考文獻(xiàn)2 :“G. 711. 1 =Wideband embedded extension for G. 711 pulse code modulation”，[online]，ITU[平成 21 年 5 月 22 日檢索]，因特網(wǎng) <URL :http://www. itu. int/rec/T-REC-G. 711. Ι/en 。分配單元111被輸入第一層級(jí)解碼信號(hào)，輸出分配信號(hào)bm。 在本實(shí)施例中，由于作為分配信息對(duì)各樣本分配比特，所以成為比特分配信息。而且，在根據(jù)振幅得到的信息小到即使刪除它也不會(huì)對(duì)輸出信號(hào)的音質(zhì)等產(chǎn)生問(wèn)題(即，樣本ym對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響非常小，即使刪除ym對(duì)輸出信號(hào)的音質(zhì)等也不產(chǎn)生問(wèn)題) 的情況下，例如在根據(jù)振幅得到的值非常小的情況下，也可以是以下結(jié)構(gòu)，即不對(duì)該樣本ym 分配增益群，而是在后述的解碼裝置200中設(shè)為增益gm = 1。增益群組存儲(chǔ)單元113在增益群組存儲(chǔ)單元113中存儲(chǔ)增益群組。增益群組包含J個(gè)增益群，每個(gè)增益群包含每個(gè)增益群為L(zhǎng)j個(gè)的增益。而且，在增益群組存儲(chǔ)單元113中存儲(chǔ)與增益對(duì)應(yīng)的增益碼。例如，如圖7和圖9所示，在增益群組存儲(chǔ)單元113中存儲(chǔ)3個(gè)增益群1131、1132、 1133，在各個(gè)增益群中，分別在1比特增益群中存儲(chǔ)21 = 2個(gè)、在2比特增益群中存儲(chǔ)22 = 4個(gè)、在3比特增益群中存儲(chǔ)23 = 8個(gè)增益。在圖9中表示1比特增益群1131和2比特增益群1132的各個(gè)增益的值和對(duì)于該值的碼的例子。但是，不一定存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于比特的個(gè)數(shù)的增益，例如也可以是在3比特增益群中存儲(chǔ)不到8個(gè)增益的結(jié)構(gòu)。通過(guò)根據(jù)需要減少存儲(chǔ)的增益，可以減少后述的處理量。而且，增益群不一定限定為3個(gè)，也可以根據(jù)需要將J個(gè)增益群存儲(chǔ)在增益群組存儲(chǔ)單元113中。而且，增益群不僅是上述那樣的數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以是能夠通過(guò)規(guī)定的算式表示的群。 例如，可以將通過(guò)以下的算式(1)表示的值作為增益群。gmi = k!+k2i(1)這里，i=0，l，…，Lj-Lk1A2是適當(dāng)設(shè)定的規(guī)定值，i為增益碼。算式既可以在增益群中使用相同的算式，也可以對(duì)增益群使用不同的算式。而且，增益群組存儲(chǔ)單元113 中存儲(chǔ)的增益或算式不限定于圖9中記載的增益或上述算式，而是預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)等求得。誤差信號(hào)計(jì)算單元115誤差信號(hào)計(jì)算單元115從輸入信號(hào)xm減去將分配的增益群內(nèi)的各個(gè)增益gmi和樣本ym相乘后的值，求誤差信號(hào)dmi (slK)。例如，通過(guò)以下的算式求誤差信號(hào)dmi。dmi = I I xm-gmi X ym | |(2)例如，誤差信號(hào)計(jì)算單元115具有乘法單元1151和減法單元1152，在乘法單元 1151中，將第一層級(jí)解碼信號(hào)樣本ym與增益gmi相乘，通過(guò)將其結(jié)果得到的值從輸入信號(hào) xm減去而算出誤差信號(hào)dmi。而且，也可以取代算式(2)而作為下式
dmi = (xm-gmi X ym)2(3)求誤差信號(hào)。這時(shí)，通過(guò)設(shè)置未圖示的平方單元對(duì)(xm-gmiXym)進(jìn)行平方，求出誤差信號(hào)dmi。而且，根據(jù)展開(kāi)算式(3)后的算式(dmi = xm2-2gmi XxmXym+gmi2Xym2), 或者也可以根據(jù)省略展開(kāi)式中作為常數(shù)項(xiàng)的右邊第一項(xiàng)后的算式(dmi =-2gmi XxmX ym+gmi2 X ym2)，計(jì)算誤差信號(hào)。而且，如果可以根據(jù)O)、(3)等算式求誤差信號(hào)，則不一定需要按照乘法單元 1151、減法單元1152的順序進(jìn)行配置，也可以通過(guò)IC等統(tǒng)一處理。增益選擇單元119增益選擇單元119從增益群中選擇對(duì)各個(gè)樣本ym計(jì)算出最小誤差信號(hào)dmi的增益群，并且將與選擇出的增益有關(guān)的信息作為第二層級(jí)碼C2輸出(sll9)。而且，例如與增益有關(guān)的信息為增益碼，也可以對(duì)每一幀匯總增益碼而作為第二層級(jí)碼C2輸出。而且，例如，增益選擇單元119也可以如下控制，即被輸入誤差信號(hào)dm，在對(duì)于某個(gè)增益gmi結(jié)束了比較處理時(shí)，將控制信號(hào)輸出到增益群組存儲(chǔ)單元113，求對(duì)于下一個(gè)增益gm(i+l)的誤差信號(hào)。<第二層級(jí)編碼單元110的處理流程>利用圖8和圖9說(shuō)明第二層級(jí)編碼單元110的處理流程例。第二層級(jí)編碼單元 110輸入一幀的第一層級(jí)解碼信號(hào)ym和輸入信號(hào)xm。首先進(jìn)行初始化(si 10a)。m表示樣本號(hào)，i表示增益碼，dmin表示誤差信號(hào)的最小值，k表示足夠大的值。分配單元111對(duì)第一層級(jí)解碼信號(hào)的樣本ym分配比特分配信息bm(slll)。進(jìn)而，分配單元111根據(jù)被分配的比特分配信息bm(si 12)，對(duì)樣本ym分配增益群(sll3)。例如，在圖9中，在bm = 2的情況下，分配增益群1132(sll32)。從分配的增益群輸出增益gmi。誤差信號(hào)計(jì)算單元115將第一層級(jí)解碼信號(hào)樣本ym和增益gmi相乘(sll51)，將得到的值從輸入信號(hào)的樣本xm中減去 (S1153)，求誤差信號(hào)dmi (sll5)。增益選擇單元119對(duì)于同一樣本ym,判定到目前為止得到的誤差信號(hào)的最小值dmin是否比誤差信號(hào)dmi大(sll6)，在大的情況下，將誤差信號(hào)的最小值dmin更新為在sll5中求出的誤差信號(hào)dmi，將此時(shí)的i更新為增益碼c2m(sll7)。 判定是否為增益表內(nèi)的最后的增益(sll8)，在不是最后的增益的情況下，對(duì)下一個(gè)增益 (sll81)重復(fù)sll5 sll8的處理。對(duì)增益表內(nèi)的全部增益進(jìn)行sll5 sll8的處理，增益選擇單元119選擇與最終被更新的dmin對(duì)應(yīng)的增益碼c2m(sll9)。判定與增益碼c^i對(duì)應(yīng)的樣本ym是否為幀內(nèi)的最后的樣本(sl21)，在不是最后的樣本的情況下，對(duì)下一個(gè)樣本 (sl22)重復(fù)sill sll9的處理。對(duì)幀內(nèi)的全部樣本進(jìn)行sill sll9的處理，匯總了選擇出的增益碼(c20，c21，-,c2 (M-I))的結(jié)果被作為第二層級(jí)碼C2輸出(sl23)。而且，在分配單元111中，在對(duì)于樣本ym未根據(jù)比特分配信息bm分配增益群的情況下(Si 134)，也可以不對(duì)該樣本進(jìn)行si 15 si 19的處理，而對(duì)下一個(gè)樣本進(jìn)行處理。通過(guò)進(jìn)行這樣的處理，可以減少運(yùn)算量和發(fā)送碼時(shí)的信息量。這時(shí)，由于對(duì)于該樣本ym的增益碼gm不包含在第二層級(jí)碼C2中，所以C2中包含的增益碼數(shù)N為幀的樣本數(shù)M以下。而且，在sll5 sll8中進(jìn)行重復(fù)的處理，但是也可以是以下結(jié)構(gòu)，即在誤差信號(hào)計(jì)算單元115中，對(duì)于對(duì)一個(gè)樣本分配的全部增益gmO，gmi,…，gm(Lj-I)統(tǒng)一求誤差信號(hào)dmO，dmi,…，dm(Lj-I)，在增益選擇單元119中選擇最小的dmi。圖10是統(tǒng)一求誤差信號(hào)時(shí)的誤差信號(hào)計(jì)算單元115的結(jié)構(gòu)例。在誤差信號(hào)計(jì)算單元115中，從被選擇了的增益群輸入全部的增益gmO，gml,…，gm(Lj-I)，在對(duì)應(yīng)的乘法單元1151i中，與第一層級(jí)解碼信號(hào)樣本ym相乘。在對(duì)應(yīng)的減法單元1152i中，從輸入信號(hào)樣本xm減去相乘后的值，求誤差信號(hào)dm0，dml，…，dm(Lj-I)，增益選擇單元119從該誤差信號(hào)中選擇最小的誤差信號(hào) dmin，選擇對(duì)應(yīng)的增益信號(hào)碼i，將匯總了對(duì)于幀內(nèi)全部樣本的增益碼的結(jié)果作為第二層級(jí)碼C2?！葱Ч翟诘诙蛹?jí)編碼單元110中，通過(guò)對(duì)增益進(jìn)行標(biāo)量量化，與在第二層級(jí)編碼中進(jìn)行向量量化的以往技術(shù)相比，產(chǎn)生可以大幅度減少編碼時(shí)的運(yùn)算量的效果。而且，為了使輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的SNR最大，一般對(duì)振幅大的樣本分配多的比特是有效的。而且，作為向量量化的特征，有時(shí)即使是輸入信號(hào)的振幅相對(duì)較小的樣本，與碼對(duì)應(yīng)的向量也作為在其之上的振幅而被解碼。在本發(fā)明中，通過(guò)對(duì)于振幅等大的樣本，分配增益的數(shù)量多的增益群，其誤差變小。而且，通過(guò)在分配單元111中應(yīng)用參考文獻(xiàn)1或者2的比特分配算法，并將增益碼作為輸出碼，可以減少信息量。而且，例如，雖然也考慮不設(shè)置分配單元，而是組合向量量化和標(biāo)量量化，利用單一的增益群組的方法，但是與這樣的方法相比，在第二層級(jí)碼的信息量相同的情況下，對(duì)于輸入信號(hào)xm和第一層級(jí)解碼信號(hào)ym的誤差變大的樣本分配多的增益，所以本發(fā)明的質(zhì)量更好。換言之，可以選擇增益間的差變小從而誤差信號(hào)的值變小的增益。而且，在質(zhì)量相同的情況下，本發(fā)明可以減少第二層級(jí)碼的信息量。解碼裝置200圖11表示解碼裝置200的結(jié)構(gòu)例，圖12表示解碼裝置200的處理流程例。解碼裝置200具有輸入單元201、存儲(chǔ)單元203、控制單元205、分離單元39、第一層級(jí)解碼單元 31、乘法單元230、幀合成單元206、輸出單元207和第二層級(jí)解碼單元210。<輸入單元201、存儲(chǔ)單元203、控制單元205和輸出單元207>輸入單元201、存儲(chǔ)單元203和控制單元205與編碼裝置100的輸入單元101、存儲(chǔ)單元103和控制單元105具有相同的結(jié)構(gòu)。解碼裝置200經(jīng)由輸入單元201輸入編碼裝置100的輸出碼C作為輸入碼(s201)。〈分離單元39>分離單元39將包含第一層級(jí)碼Cl和第二層級(jí)碼C2的輸入碼C分離，提取各個(gè)層級(jí)碼 Cl、C2(s39)。〈第一層級(jí)解碼單元31>第一層級(jí)解碼單元31通過(guò)第一層級(jí)解碼方法解碼第一層級(jí)碼C并求第一層級(jí)解碼信號(hào)ym(s31)。而且，第一層級(jí)解碼方法是與編碼裝置100的第一層級(jí)編碼單元21的第一次編碼方法對(duì)應(yīng)的解碼方法，第一層級(jí)解碼單元31可以是與第一層級(jí)解碼單元23相同的結(jié)構(gòu)。第二層級(jí)解碼單元210用第二層級(jí)解碼方法解碼第二層級(jí)碼C2并求第二層級(jí)解碼信號(hào)gm(s210)。而且，第二層級(jí)解碼單元210的細(xì)節(jié)在后敘述?！闯朔▎卧?30>乘法單元230將第一層級(jí)解碼信號(hào)gm和第二層級(jí)解碼信號(hào)(增益)gm相乘(s230) 并輸出輸出信號(hào)x”m?！磶铣蓡卧?06和輸出單元207>
幀合成單元206合成多個(gè)幀，作為連續(xù)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)χ”輸出(s206)。解碼裝置 200經(jīng)由輸出單元207輸出輸出信號(hào)χ”。〈第二層級(jí)解碼單元210>圖13是表示第二層級(jí)解碼單元210的結(jié)構(gòu)例，圖14是表示第二層級(jí)解碼單元210 的處理流程例。第二層級(jí)解碼單元210具有分配單元211和增益群組存儲(chǔ)單元213。分配單元211分配單元211對(duì)第一層級(jí)解碼信號(hào)的各個(gè)樣本ym分配增益群，該增益群是該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大包含增益的數(shù)目越多的增益群。具有與生成了輸入碼C的編碼裝置100 的分配單元111相同的結(jié)構(gòu)。增益群組存儲(chǔ)單元213增益群組存儲(chǔ)單元213具有與生成了輸入碼C的編碼裝置100的增益群組存儲(chǔ)單元113相同的結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)同樣的增益群組。<第二層級(jí)解碼單元210的處理流程>使用圖14說(shuō)明第二層級(jí)解碼單元210的處理流程例。在第二層級(jí)解碼單元210 中輸入一幀的第一層級(jí)解碼信號(hào)ym和第二層級(jí)碼C2。首先進(jìn)行初始化(s210a)。m表示樣本號(hào)。分配單元211對(duì)第一層級(jí)解碼信號(hào)的樣本ym分配比特分配信息bm(s211)，根據(jù)分配的比特分配信息(s212)，對(duì)該樣本ym分配增益群(s21!3)。例如，對(duì)樣本ym分配增益表2132 (s2132)。第二層級(jí)解碼單元210從分配的增益表中包含的增益中取出與第二層級(jí)碼對(duì)應(yīng)的增益gm(s217)。而且，在分配單元211中，對(duì)于樣本ym不分配增益群的情況下 (S2134)，不對(duì)該樣本進(jìn)行s217的處理，設(shè)為增益gm= l(s219)。通過(guò)進(jìn)行這樣的處理，可以從N個(gè)增益碼得到MN)個(gè)的增益，可以減少碼的信息量。判定樣本ym是否為幀內(nèi)的最后的樣本(s221)，在不是最后的樣本的情況下，對(duì)下一個(gè)樣本(s222)重復(fù)s211 s219 的處理。對(duì)幀內(nèi)的全部樣本進(jìn)行s211 s219的處理，將增益作為第二層級(jí)解碼信號(hào)gm輸出(s223)。〈效果〉通過(guò)這樣構(gòu)成編碼裝置和解碼裝置，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)算量和信息量少的可擴(kuò)縮編碼。 解碼裝置可以僅解碼第一層級(jí)解碼信號(hào)ym，并取出輸出信號(hào)，而且，也可以使用第二層級(jí)解碼信號(hào)gm得到高質(zhì)量的輸出信號(hào)。而且，通過(guò)在兩裝置中設(shè)置分配單元，可以在輸出碼中不包含分配信息而進(jìn)行解碼，可以減少碼的信息量。變形例1僅說(shuō)明與實(shí)施例1不同的部分。利用圖20說(shuō)明第二層級(jí)編碼單元1110。而且，在圖20中，對(duì)與圖7對(duì)應(yīng)的部分賦予相同的標(biāo)號(hào)，省略說(shuō)明。對(duì)于以下的圖也同樣省略。第二層級(jí)編碼單元1110具有比特分配單元111和增益群組存儲(chǔ)單元1113和增益選擇單元 1119。<增益群組存儲(chǔ)單元1113>在增益群組存儲(chǔ)單元1113中存儲(chǔ)增益群組。圖21表示1比特增益群和2比特增益群的數(shù)據(jù)例。增益群組包含J個(gè)增益群(例如，3個(gè)增益群11131、11132、11133)，各個(gè)增益群包含與對(duì)于每個(gè)增益群Lj個(gè)增益對(duì)應(yīng)的值。而且，在增益群組存儲(chǔ)單元1113中存儲(chǔ)用于表示與增益對(duì)應(yīng)的值的增益碼。而且，所謂與增益對(duì)應(yīng)的值，是例如包含增益gmi自身和增益的常數(shù)倍Ogmi)或增益的平方(gmi2)以及它們的組合等的概念，在本變形例中，將 2gmi和gmi2的組合設(shè)為與增益對(duì)應(yīng)的值?！丛鲆孢x擇單元1119>增益選擇單元1119輸出表示增益gmi的增益碼i，該增益gmi是分配的增益群內(nèi)的各個(gè)增益和樣本相乘的值gmi Xym與輸入信號(hào)xm的誤差為最小的增益。增益選擇單元1119具有平方計(jì)算單元1119a、乘法單元1119b、1119c、1119d、減法單元1119e、選擇單元1119f。以下，使用圖22說(shuō)明增益選擇單元1119的處理流程。增益選擇單元1119首先進(jìn)行初始化(S11191)。平方計(jì)算單元1119a接收第一層級(jí)解碼信號(hào)ym，用它計(jì)算ym2，并將其發(fā)送到乘法單元 1119b(slll92)。乘法單元1119b從通過(guò)分配單元111對(duì)第一層級(jí)解碼信號(hào)的各個(gè)樣本ym分配的增益群1113j(j = 1,2,…，J)接收與增益gmi (i = 0,1,2,…，Lj-I)對(duì)應(yīng)的值gmi2，計(jì)算gmi2 X ym2,并發(fā)送到減法單元1119e (s 11194)。乘法單元1119c接收第一層級(jí)解碼信號(hào)樣本ym和輸入信號(hào)樣本xm，計(jì)算xmX ym, 并發(fā)送到乘法單元1119d(slll93)。乘法單元1119d從增益群1113j接收與增益gmi對(duì)應(yīng)的值2gmi，計(jì)算 2gmiXxmXym，發(fā)送到減法單元 11193 (si 1195)。減法單元1119e計(jì)算dmi = 2gmi X xmX ym-gmi2 X ym2,發(fā)送到選擇單元 1119f(slll96)。選擇單元1119f判定對(duì)于該樣本ym，至此得到的值dmax是否小于當(dāng)前的值 dmi(slll97)，在小的情況下，將值dmax更新為在slll96中求出的值dmi，將此時(shí)的i更新作為增益碼c2m(slll98)。判定是否為增益表內(nèi)的最后的增益(slll99)，在不是最后的增益的情況下，對(duì)下一個(gè)增益(si 1200)重復(fù)si 1194 si 1199的處理。增益選擇單元1119對(duì)增益表內(nèi)的全部增益進(jìn)行si 1194 si 1199的處理，選擇與最終被更新的dmax對(duì)應(yīng)的增益碼c2m(sll201)。而且，在第二層級(jí)編碼單元1110中，進(jìn)行以下處理。判定與增益碼dm對(duì)應(yīng)的樣本ym是否為幀內(nèi)的最后的樣本，在不是最后的樣本的情況下，對(duì)下一個(gè)樣本重復(fù)S11191 si 1201的處理。對(duì)幀內(nèi)的全部樣本進(jìn)行si 1191 si 1201的處理，匯總了選擇的增益碼 (c20,c21,…，c2(M-l))的結(jié)果作為第二層級(jí)碼C2輸出。而且，在實(shí)施例1中，選擇了與根據(jù)算式(dmi = xm2-2xmX gmi X ym+gmi2 X ym2), 或者將展開(kāi)的算式中為常數(shù)項(xiàng)的右邊第一項(xiàng)省略后的算式(dmi =-2gmi XxmX ym+gmi2 X ym2)為最小的dmi對(duì)應(yīng)的增益碼，但是這與選擇與(dmi = 2gmi XxmX ym-gmi2Xym2)為最大的dmi對(duì)應(yīng)的增益碼含義相同?！葱Ч低ㄟ^(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生與實(shí)施例1的編碼裝置100同樣的效果。而且，在增益群組存儲(chǔ)單元1113中，通過(guò)取代增益而存儲(chǔ)與增益對(duì)應(yīng)的值gmi2或者2gmi等，可以減少在增益選擇單元1119中的運(yùn)算量。而且，在乘法單元1119a和1119c中，通過(guò)預(yù)先計(jì)算并存儲(chǔ)又!112和111^7111，可以產(chǎn)生一些效果，即在計(jì)算281^\111^7111和81^2\71112時(shí)，減少(Lj-I)次的與ym2和xmXym有關(guān)的計(jì)算量。但是，增益選擇單元1119也可以使用上述方法以外的方法，輸出用于表示分配的增益群內(nèi)的各個(gè)增益與樣本相乘后的值與輸入信號(hào)的差為最小的增益的增益碼。而且，例如，也可以通過(guò)將上述的各個(gè)單元1119a 1119e—體化的模塊等來(lái)實(shí)現(xiàn)。變形例2僅對(duì)與實(shí)施例1或者變形例1不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。在變形例2中，編碼裝置100 的分配單元111和解碼裝置200的分配單元211的處理內(nèi)容與實(shí)施例1或者變形例1不同。本變形例的分配單元111是求對(duì)于幀的全部樣本的分配比特?cái)?shù)(比特分配信息 bm)。因此，在編碼裝置100的第二層級(jí)編碼單元110中，如圖8中的點(diǎn)劃線所示，在同一幀內(nèi)僅進(jìn)行一次比特分配信息bm的分配(sill)。然后，在之后重復(fù)sll2 sl21的處理。同樣，本變形例的分配單元211求對(duì)于幀的全部樣本的分配比特?cái)?shù)(比特分配信息bm)。在解碼裝置200的第二層級(jí)解碼單元210中，如圖14中的點(diǎn)劃線所示，在同一幀內(nèi)僅進(jìn)行一次比特分配信息bm的分配(s211)。然后，在之后重復(fù)s212 s221的處理。而且，與實(shí)施例1和變形例1 一樣，分配單元111和分配單元211對(duì)于第一層級(jí)解碼信號(hào)的各個(gè)樣本ym，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含增益數(shù)目越多的增益群(slll， s211)。但是，各個(gè)樣本對(duì)于聽(tīng)覺(jué)的影響是否大，利用與實(shí)施例1和變形例1同樣的方法以幀為單位進(jìn)行判定，對(duì)同一幀內(nèi)的各個(gè)樣本分配同一比特分配信息bm。其它的變形例在實(shí)施例1中，編碼裝置100具有第一層級(jí)編碼單元21和第一層級(jí)解碼單元23， 本發(fā)明的要點(diǎn)是，在第二層級(jí)編碼單元中，對(duì)第一層級(jí)解碼信號(hào)的各個(gè)樣本ym通過(guò)規(guī)定的方法分配增益群，求表示增益gm和樣本ym相乘后的值與輸入信號(hào)xm的差為最小的增益的第二層級(jí)碼(增益碼，其中增益gm是與由分配的增益群內(nèi)的各個(gè)增益對(duì)應(yīng)的值所確定的， 利用該第二層級(jí)碼進(jìn)行編碼和解碼。由此，編碼裝置100僅具有第二層級(jí)編碼單元，輸入利用以往的可擴(kuò)縮編碼裝置生成的第一層級(jí)解碼信號(hào)ym和輸入信號(hào)xm，求第二層級(jí)碼，在以往的可擴(kuò)縮編碼裝置中，也可以是輸出第二層級(jí)碼的結(jié)構(gòu)。因此，在以往的可擴(kuò)縮編碼裝置中，將第一層級(jí)碼和第二層級(jí)碼復(fù)用并輸出。編碼裝置100的分配單元111對(duì)第一層級(jí)解碼信號(hào)的各個(gè)樣本ym，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大分配包含增益數(shù)目越多的增益群，但是，也可以通過(guò)其它方法分配增益群。但是，解碼裝置200的分配單元211也通過(guò)與分配單元111相同的方法分配增益群。實(shí)施例2僅說(shuō)明與實(shí)施例1不同的部分。編碼裝置300圖15表示編碼裝置300的結(jié)構(gòu)例。編碼裝置300除了編碼裝置100的結(jié)構(gòu)，還具有輸入信號(hào)分析單元330，第二層級(jí)編碼單元310的結(jié)構(gòu)、處理也有所不同。<輸入信號(hào)分析單元330>輸入信號(hào)分析單元330對(duì)每個(gè)幀分析輸入信號(hào)的特性并求特性碼CO。例如，分析輸入信號(hào)是否為在幀內(nèi)每個(gè)樣本的振幅的分布上存在大的差的信號(hào)。而且，輸入信號(hào)分析單元330輸入輸入信號(hào)xm或者第一層級(jí)解碼信號(hào)ym，用某個(gè)信號(hào)分析輸入信號(hào)的特性。〈第二層級(jí)編碼單元310>圖16表示第二層級(jí)編碼單元310的結(jié)構(gòu)例。第二層級(jí)編碼單元310例如具有多
15個(gè)增益群組存儲(chǔ)單元313、314。在增益群組存儲(chǔ)單元313、314中分別具有不同的增益群。 例如，在增益群組存儲(chǔ)單元313中，包含增益群3131、3132和3133。還例如，在一個(gè)增益群組中存儲(chǔ)多個(gè)接近0的增益，以與高頻諧波信號(hào)對(duì)應(yīng)，在另一個(gè)中存儲(chǔ)與白色噪聲信號(hào)對(duì)應(yīng)的增益(例如，如圖9中記載的增益)。第二層級(jí)編碼單元310使用特性碼⑶，選擇一個(gè)增益群組。第二層級(jí)編碼單元310 例如在CO = 0時(shí)選擇增益群組313，在CO = 1時(shí)選擇增益群組314。分配單元111對(duì)各個(gè)樣本ym分配選擇出的增益群組中包含的增益群。而且，在復(fù)用單元四中除了輸入第一層級(jí)碼Cl、第二層級(jí)碼C2，還輸入特性碼⑶， 復(fù)用單元四對(duì)于每個(gè)幀將這些信號(hào)C1、C2、C0復(fù)用，輸出輸出碼C。圖6B表示對(duì)于編碼裝置300的1幀的輸入信號(hào)的輸出碼的數(shù)據(jù)例。解碼裝置400圖11表示解碼裝置400的結(jié)構(gòu)例。第二層級(jí)解碼單元410的結(jié)構(gòu)、處理內(nèi)容有所不同。而且，分離單元39將輸入碼C分解為第一層級(jí)碼Cl、第二層級(jí)碼C2，和特性碼CO?！吹诙蛹?jí)解碼單元410>圖17表示第二層級(jí)解碼單元410的結(jié)構(gòu)例。第二層級(jí)解碼單元410具有多個(gè)增益群組存儲(chǔ)單元413、414。在增益群組存儲(chǔ)單元413、414中分別存儲(chǔ)的信息與增益群組存儲(chǔ)單元313、314中一樣。第二層級(jí)解碼單元410使用特性碼CO選擇一個(gè)增益群組。分配單元211將選擇的增益群組中包含的增益群分配給各個(gè)樣本ym。其它結(jié)構(gòu)、處理內(nèi)容與實(shí)施例1的第二層級(jí)解碼單元210相同?！葱Ч低ㄟ^(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，可以得到與實(shí)施例1相同的效果，而且可以分配與輸入信號(hào)的特性相應(yīng)的增益群組。例如，在通過(guò)向量量化對(duì)在幀內(nèi)每個(gè)樣本的振幅的分布上存在大的差的信號(hào)，例如高頻諧波信號(hào)的高頻區(qū)域中的系數(shù)本身進(jìn)行編碼的情況下，根據(jù)向量量化的特征，難以提供高頻諧波的峰值以外的振幅極小的振幅。本發(fā)明通過(guò)在第二層級(jí)的增益群中準(zhǔn)備接近0的值，可以降低因向量量化引起的第一層級(jí)的失真，并提高SNR。實(shí)施例3僅說(shuō)明與實(shí)施例1不同的部分。編碼裝置500圖18表示編碼裝置500的結(jié)構(gòu)例。編碼裝置500包含編碼裝置100的結(jié)構(gòu)，具有 N個(gè)第η層級(jí)編碼單元(這里，N為3以上的整數(shù)，η = 3,4,…，N)、(N-I)個(gè)第(η_1)層級(jí)解碼單元和(N-幻個(gè)第(n-幻乘法單元。〈第(η-1)層級(jí)解碼單元〉第(η-1)層級(jí)解碼單元利用第一層級(jí)解碼信號(hào)或者第(η-； )乘法單元的輸出值 y(n-2)m和第(η-1)層級(jí)碼C(n_l)，求第(η-1)層級(jí)解碼信號(hào)。例如，在η = 3的情況下， 第二層級(jí)解碼單元5302利用第一層級(jí)解碼信號(hào)yIm和第二層級(jí)碼C2求第二層級(jí)解碼信號(hào) g2m。在η > 3的情況下，例如在η = 4時(shí)，利用第一乘法單元MOl的輸出值Wm和從第三層級(jí)編碼單元513輸出的第三層級(jí)碼C3求第三層級(jí)解碼信號(hào)g3m。而且，第(n_l)層級(jí)解碼單元的結(jié)構(gòu)與圖13所示的第二層級(jí)解碼單元210相同，在η > 3的情況下，取代第一層級(jí)解碼信號(hào)和第二層級(jí)碼C2而分別輸入第(η-； )乘法單元的輸出值和第(n-1)層級(jí)碼 C(n-l)。第(n-1)層級(jí)解碼單元具有分配單元，該分配單元對(duì)第一層級(jí)解碼信號(hào)或者第 (n-3)乘法單元的輸出值的各個(gè)樣本，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含越多數(shù)量的增益的增益群。而且，從增益群取出與第(n-1)層級(jí)碼對(duì)應(yīng)的增益，作為第(n-1)層級(jí)解碼信號(hào)輸出。< 第(n-2)乘法單元 540 (n_2) >第(n-幻乘法單元將第一層級(jí)解碼信號(hào)或者第(η-； )乘法單元的輸出值y(n-2)m和第(n-1)層級(jí)解碼信號(hào)g(n-l)m相乘。例如，在η = 3的情況下，第一乘法單元MOl將第一層級(jí)解碼信號(hào)ylm和第二層級(jí)解碼信號(hào)gaii相乘，輸出與輸入信號(hào)xm近似的信號(hào)y2m。而且，在η > 3的情況下，例如在η = 4的情況下，將第一乘法單元MOl的輸出值Cm與第三層級(jí)解碼信號(hào)C3相乘，輸出與輸入信號(hào)xm近似的信號(hào)y3m?！吹讦菍蛹?jí)編碼單元510n>第η層級(jí)編碼單元510η利用輸入信號(hào)xm和第(n-幻乘法單元的輸出值y (n_l) 求第η層級(jí)碼Cn。第η層級(jí)編碼單元510η是與圖7的第二層級(jí)編碼單元相同的結(jié)構(gòu)，取代第一層級(jí)解碼信號(hào)ym而輸入第(n-幻乘法單元的輸出值y(n-l)m。例如，第三層級(jí)編碼單元5103使用輸入信號(hào)xm和第一乘法單元MOl的輸出值Wm求第三層級(jí)碼C3。而且，復(fù)用單元四將各層級(jí)碼Cl CN復(fù)用并輸出輸出碼C。解碼裝置600圖19表示解碼裝置600的結(jié)構(gòu)例。解碼裝置600包含解碼裝置200的結(jié)果，具有 N個(gè)第η層級(jí)解碼單元、(N-I)個(gè)第(n-1)乘法單元。分離單元39從輸入碼C取出各個(gè)層級(jí)碼Cl CN，輸出到各個(gè)層級(jí)編碼單元?！吹讦菍蛹?jí)解碼單元610n>第η層級(jí)解碼單元610η具有分配單元，對(duì)第(n-幻乘法單元的輸出值的各樣本 y (n-l)m,該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含越多數(shù)目的增益的增益群，并且從增益群取出與第η層級(jí)碼對(duì)應(yīng)的增益，作為第η層級(jí)解碼信號(hào)gnm輸出。例如，在η = 3時(shí)，第三層級(jí)解碼單元6103利用第一乘法單元230的輸出值Cm和第三層級(jí)碼C3，輸出第三層級(jí)解碼信號(hào)g3m。< 第(n-1)乘法單元 630 (n-1) >第(n-1)乘法單元將第(n-幻乘法單元的輸出值y (n-l)m和第η層級(jí)解碼信號(hào) gnm相乘。例如，在η = 3時(shí)，第二乘法單元6302利用第一乘法單元230的輸出值Wm和從第三層級(jí)解碼單元6103輸出的第三層級(jí)解碼信號(hào)g;3m求y3m。將通過(guò)(N-I)乘法單元 630 (N-I)求出的輸出信號(hào)yNm( = x”m)輸出到幀合成單元206。〈效果〉通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，可以得到與實(shí)施例1相同的效果，而且，可以通過(guò)分層而使SNR提尚。變形例1僅說(shuō)明與實(shí)施例3不同的部分。在本變形例中，不設(shè)置第(n-1)層級(jí)解碼單元和第(n-2)乘法單元540 (n-2)。
第(n-1)編碼單元510(n-l)(在η = 3時(shí)為第二層級(jí)編碼單元110)對(duì)各個(gè)輸入信號(hào)樣本xm，將求出該增益碼c (n-1) m時(shí)的運(yùn)算結(jié)果y (n-1) m = g (n-1) miXy (n-2) m如圖18 中的點(diǎn)劃線那樣，直接輸出到第η層級(jí)編碼單元510η。例如，在第二層級(jí)編碼單元110中， 可以在乘法單元11151中得到該運(yùn)算結(jié)果gmi X ym，并預(yù)先存儲(chǔ)該結(jié)果，將與增益選擇單元 119選擇的增益碼i (c2m)對(duì)應(yīng)的gmi Xym輸出到第三層級(jí)解碼單元5103。在第η層級(jí)編碼單元5IOn中，輸入輸入信號(hào)xm和運(yùn)算結(jié)果y (n_l) m。第η層級(jí)編碼單元510η的結(jié)構(gòu)是與圖7所示的第二層級(jí)編碼單元110相同的結(jié)構(gòu)。第η層級(jí)編碼單元510η對(duì)輸入的每個(gè)樣本y (n_l)m分配比特分配信息bm，根據(jù)該bm對(duì)該樣本y (n-l)m分配增益群。然后，根據(jù)增益群中包含的增益，求該增益和樣本y(n-l)m的積與輸入信號(hào)樣本 xm的誤差為最小的增益gnmi，輸出表示該增益gnmi的增益碼cnm。即，該編碼方法與圖7 中表示的第二層級(jí)編碼單元110的方法相同，但是增益群組的內(nèi)容為不同的內(nèi)容。而且，在比特分配信息bm為0，即未分配增益群的情況下，也可以為以下結(jié)構(gòu)，即第η層級(jí)編碼單元510η設(shè)gm= 1，將第(n_l)編碼單元510 (n_l)的運(yùn)算結(jié)果y (n-l)m直接作為第η層級(jí)編碼單元510η的運(yùn)算結(jié)果ynm輸出。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，可以得到與實(shí)施例3相同的效果。而且，可以減少第η層級(jí)編碼單元510η中進(jìn)行的運(yùn)算量。程序及記錄介質(zhì)而且，也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的編碼裝置100、300、500和解碼裝置200、400、
600的功能。這時(shí)，只要將用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行作為目的的裝置(具有在各種實(shí)施例中圖示出的功能結(jié)構(gòu)的裝置)的功能的程序、或者用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行其處理步驟(各個(gè)實(shí)施例中表示的步驟)的各個(gè)過(guò)程的程序，從CD-ROM、磁盤(pán)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置等記錄介質(zhì)，或者經(jīng)由通信線路下載到該計(jì)算機(jī)內(nèi)，執(zhí)行該程序即可。
權(quán)利要求
1.一種編碼裝置，被輸入輸入信號(hào)、以及將該輸入信號(hào)編碼而得到的第一碼的解碼信號(hào)或者在生成所述第一碼時(shí)得到的解碼信號(hào)，其特征在于，增益群組包含一個(gè)以上的增益群，增益群分別包含與對(duì)每個(gè)增益群不同的個(gè)數(shù)的增益對(duì)應(yīng)的值，該編碼裝置包括分配單元，通過(guò)規(guī)定的方法，對(duì)所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本分配所述增益群；以及增益選擇單元，輸出用于表示誤差最小的增益的增益碼，所述誤差是通過(guò)與分配的增益群內(nèi)的各個(gè)增益對(duì)應(yīng)的值所確定的增益與所述樣本相乘后的值與所述輸入信號(hào)的誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼裝置，其特征在于， 多個(gè)增益群組分別包含對(duì)每個(gè)增益群組不同的增益群，所述編碼裝置具有分析所述輸入信號(hào)的特性的輸入信號(hào)分析單元，利用表示所述輸入信號(hào)的特性的信息，選擇一個(gè)增益群組，所述分配單元對(duì)各個(gè)樣本分配被選擇了的所述增益群組中包含的增益群。
3.如權(quán)利要求1或2所述的編碼裝置，其特征在于，所述分配單元對(duì)所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含越多與增益對(duì)應(yīng)的值的增益群。
4.如權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的編碼裝置，其特征在于，將與各個(gè)增益對(duì)應(yīng)的號(hào)碼設(shè)為i，將各個(gè)增益設(shè)為gmi，將所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本設(shè)為ym，將所述輸入信號(hào)的各個(gè)樣本設(shè)為xm， 所述增益選擇單元輸出 表不 dmi = _2gmi XxmX ym+gmi2 Xym2 為最小的增益gmi的增益碼i，或者表不 dmi = 2gmi XxmX ym-gmi2 Xym2 為最大的增益gmi的增益碼i。
5.如權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的編碼裝置，其特征在于，在將與各個(gè)增益對(duì)應(yīng)的號(hào)碼設(shè)為i，將所述增益設(shè)為gmi時(shí)，與所述增益對(duì)應(yīng)的值為 2gmi 以及 gmi2。
6.一種解碼裝置，其特征在于，增益群組包含一個(gè)以上的增益群，各個(gè)增益群分別包含對(duì)于每個(gè)增益群不同的個(gè)數(shù)的增 ，該解碼裝置具有增益解碼單元，被輸入用與第一碼對(duì)應(yīng)的解碼方法解碼該碼而得到的解碼信號(hào)、以及增益碼，對(duì)所述增益碼進(jìn)行解碼并求增益；以及乘法單元，將所述解碼信號(hào)和所述增益相乘， 所述增益解碼單元具有對(duì)所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本，通過(guò)規(guī)定的方法分配增益群的分配單元，從被分配的增益群取出并輸出與所述增益碼對(duì)應(yīng)的增益。
7.如權(quán)利要求6所述的解碼裝置，其特征在于，多個(gè)增益群組分別包含對(duì)于每個(gè)增益群組不同的增益群，還被輸入表示所述解碼信號(hào)的特性的信息，所述增益解碼單元利用表示所述解碼信號(hào)的特性的信息，選擇一個(gè)增益群組， 所述分配單元將選擇的所述增益群組中包含的增益群分配給各個(gè)樣本。
8.如權(quán)利要求6或7所述的解碼裝置，其特征在于，所述分配單元對(duì)所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含越多數(shù)量的增益的增益群。
9.一種編碼方法，是使用輸入信號(hào)、以及將該輸入信號(hào)編碼而得到的第一碼的解碼信號(hào)或者在生成所述第一碼時(shí)得到的解碼信號(hào)的方法，其特征在于，增益群組包含一個(gè)以上的增益群，增益群分別包含與對(duì)每個(gè)增益群不同的個(gè)數(shù)的增益對(duì)應(yīng)的值，該編碼方法包括分配步驟，通過(guò)規(guī)定的方法，對(duì)所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本分配所述增益群；以及增益選擇步驟，選擇用于表示誤差最小的增益的增益碼，所述誤差是通過(guò)與分配的增益群內(nèi)的各個(gè)增益對(duì)應(yīng)的值所確定的增益與所述樣本相乘后的值與所述輸入信號(hào)的誤差。
10.如權(quán)利要求9所述的編碼方法，其特征在于， 多個(gè)增益群組分別包含對(duì)每個(gè)增益群組不同的增益群，所述編碼方法具有分析所述輸入信號(hào)的特性的輸入信號(hào)分析步驟，利用表示所述輸入信號(hào)的特性的信息，選擇一個(gè)增益群組，所述分配步驟對(duì)各個(gè)樣本分配被選擇了的所述增益群組中包含的增益群。
11.如權(quán)利要求9或10所述的編碼方法，其特征在于，在所述分配步驟中對(duì)所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含越多與增益對(duì)應(yīng)的值的增益群。
12.如權(quán)利要求9至11的任意一項(xiàng)所述的編碼方法，其特征在于，將與各個(gè)增益對(duì)應(yīng)的號(hào)碼設(shè)為i，將各個(gè)增益設(shè)為gmi，將所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本設(shè)為ym，將所述輸入信號(hào)的各個(gè)樣本設(shè)為xm， 所述增益選擇步驟中選擇 表不 dmi = _2gmi XxmX ym+gmi2 Xym2 為最小的增益gmi的增益碼i，或者表不 dmi = 2gmi XxmX ym-gmi2 Xym2 為最大的增益gmi的增益碼i。
13.如權(quán)利要求9至12的任意一項(xiàng)所述的編碼方法，其特征在于，在將與各個(gè)增益對(duì)應(yīng)的號(hào)碼設(shè)為i，將所述增益設(shè)為gmi時(shí)，與所述增益對(duì)應(yīng)的值為 2gmi 以及 gmi2。
14.如權(quán)利要求9至13的任意一項(xiàng)所述的編碼方法，其特征在于，該方法具有N個(gè)第η層級(jí)編碼步驟、(N-I)個(gè)第(η-1)層級(jí)解碼步驟、和(N-幻個(gè)第 (η-2)乘法步驟，其中，N為3以上的整數(shù)，η = 3,4,…，N，第(η-1)層級(jí)編碼步驟在η = 3的情況下，利用第一層級(jí)解碼信號(hào)和第二層級(jí)碼、在η > 3的情況下，利用第(η-； )乘法步驟的輸出值和第(η-1)層級(jí)碼，求第(η-1)層級(jí)解碼信號(hào)，第(n-幻乘法步驟將第一層級(jí)解碼信號(hào)或者第(ΠΙ)乘法步驟的輸出值與第(n-1)層級(jí)解碼信號(hào)相乘，第η層級(jí)編碼步驟利用輸入信號(hào)和第(n-幻乘法步驟的輸出值求第η層級(jí)碼， 所述第(n-1)層級(jí)解碼步驟具有對(duì)于所述第一層級(jí)解碼信號(hào)或者第(n-:3)乘法步驟的輸出值的各個(gè)樣本，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含越多數(shù)量的增益的增益群的分配步驟，并且從增益群取出與第 (n-1)層級(jí)碼對(duì)應(yīng)的增益，作為第(n-1)層級(jí)解碼信號(hào)輸出， 第η層級(jí)編碼步驟具有對(duì)所述第(n-幻乘法步驟的輸出值的各個(gè)樣本，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含越多數(shù)量的增益的增益群的分配步驟；將分配的增益群內(nèi)的各個(gè)增益與所述輸出值相乘后的值從所述輸入信號(hào)中減去，求誤差信號(hào)的誤差信號(hào)運(yùn)算步驟；以及從增益群中選擇對(duì)于各個(gè)輸出值算出最小誤差信號(hào)的增益，將與選擇出的增益有關(guān)的信息作為第η層級(jí)碼輸出的增益選擇步驟。
15.一種解碼方法，其特征在于，增益群組包含一個(gè)以上的增益群，各個(gè)增益群分別包含對(duì)于每個(gè)增益群不同的個(gè)數(shù)的增 ，該解碼方法具有增益解碼步驟，利用與第一碼對(duì)應(yīng)的解碼方法解碼該第一碼而得到的解碼信號(hào)、以及增益碼，對(duì)所述增益碼進(jìn)行解碼并求增益；以及乘法步驟，將所述解碼信號(hào)和所述增益相乘， 所述增益解碼步驟具有對(duì)所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本，通過(guò)規(guī)定的方法分配增益群的分配步驟，從被分配的增益群取出與所述增益碼對(duì)應(yīng)的增益。
16.如權(quán)利要求15所述的解碼方法，其特征在于，多個(gè)增益群組分別包含對(duì)于每個(gè)增益群組不同的增益群，在所述增益解碼步驟中，利用表示所述解碼信號(hào)的特性的信息，選擇一個(gè)增益群組， 在所述分配步驟中，將選擇的所述增益群組中包含的增益群分配給各個(gè)樣本。
17.如權(quán)利要求15或16所述的解碼方法，其特征在于，在所述分配步驟中，對(duì)所述解碼信號(hào)的各個(gè)樣本，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含越多數(shù)量的增益的增益群。
18.如權(quán)利要求15至17的任意一項(xiàng)所述的解碼方法，其特征在于，該方法具有Ν個(gè)第η層級(jí)解碼步驟、(N-I)個(gè)第(n-1)層級(jí)乘法步驟，其中，N為3以上的整數(shù)，η = 3,4,…，N， 第η層級(jí)解碼步驟具有對(duì)于第(n-幻乘法步驟的輸出值的各個(gè)樣本，該樣本對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響越大，分配包含越多數(shù)量的增益的增益群的分配步驟，并且從增益群取出與第η層級(jí)碼對(duì)應(yīng)的增益，作為第η 層級(jí)解碼信號(hào)輸出，第(n-1)乘法步驟將第(n-幻乘法步驟的輸出值與第η層級(jí)解碼信號(hào)相乘。
19. 一種程序，使計(jì)算機(jī)作為權(quán)利要求1至8的任意一項(xiàng)記載的編碼裝置、或者解碼裝置起作用。
全文摘要
本發(fā)明提供可以保持編碼效率，并且減少編碼時(shí)的運(yùn)算量的編碼技術(shù)。使用輸入信號(hào)、以及將該輸入信號(hào)編碼而得到的第一碼的解碼信號(hào)或者在生成所述第一碼時(shí)得到的解碼信號(hào)。增益群組包含一個(gè)以上的增益群，增益群分別包含與對(duì)每個(gè)增益群不同的個(gè)數(shù)的增益對(duì)應(yīng)的值。通過(guò)規(guī)定的方法，對(duì)解碼信號(hào)的各個(gè)樣本分配增益群。輸出用于表示誤差最小的增益的增益碼，所述誤差是通過(guò)與分配的增益群內(nèi)的各個(gè)增益對(duì)應(yīng)的值所確定的增益與樣本相乘后的值與輸入信號(hào)的誤差。
文檔編號(hào)G10L19/02GK102414990SQ20108001900
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者佐佐木茂明, 堤公孝, 日和崎佑介, 福井勝宏 申請(qǐng)人:日本電信電話株式會(huì)社