编码方法、解码方法、编码装置、解码装置以及程序的制作方法_5

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可变长度编码。但是,也可以代替对整数部的差分值TD(1、3) 进行可变长度编码,而是对第3子帧的包含小数部的基音周期T3的去除了最低两个比特的 值、和第1子帧的包含小数部的基音周期?\的去除了最低两个比特的值的差分值进行可变 长度编码,并代替基音周期Τ3的小数部而直接对基音周期Τ3的最低两个比特进行编码。此 时,当基音周期1~3的整数部是最小值Τ_以上且小于Τ娜,直接对基音周期Τ3的小数部的 两个比特进行编码,当基音周期Τ3的整数部是从Τ4至ΤΒ之间时,直接对基音周期Τ3的整 数部的最低一个比特和小数部的一个比特进行编码,在基音周期Τ3的整数部是1\到最大值 ^寸,直接对基音周期Τ3的整数部的最低两个比特直接进行编码。
[0252][第3实施方式的变形例3]
[0253]在第3实施方式中,在判断为当前帧的时序信号χ(η)(η= 0、……、L_l)的稳态 性共高时,对属于当前帧的第3子帧的基音周期T3的基音周期T3的整数部、和第1子帧的 基音周期!\的整数部的差分值TD(1、3)进行可变长度编码。但在判断为当前帧的时序信 号x(n)(η= 0、……、L-1)的稳态性高时,也可以将对差分值TD(1、3)进行可变长度编码 而获得的码与基音周期T3的小数部的码的合计码长、以及将基音周期T3 (整数部以及小数 部)按照子帧单独进行编码而获得的码的码长度进行比较,并选择压缩效果好的码作为第 3子帧的基音周期!^的码。
[0254] 此外,在作为第3子帧的基音周期T3的码而选择了将基音周期T3(整数部以及小 数部)按照子帧单独进行编码而获得的码时,也可以将对属于当前帧的第1子帧的基音周 期!\的整数部、和第3子帧的基音周期Τ3的整数部的差分值TD(3、1)进行可变长度编码而 获得的码与基音周期?\的小数部的码的合计码长度、以及将基音周期Ti(整数部以及小数 部)按照子帧单独进行编码而获得的码的码长度进行比较,并选择压缩效果好地码作为第 1子帧的基音周期!\的码。
[0255] 另外,上述的码长度的比较可以实际求出比较对象的码后利用它们的码长度进 行,也可以利用码长度的预测值进行。此外,在对码附加用于表示选择了哪个码的固定长度 的辅助比特时,还考虑该辅助比特的码长度后进行比较。
[0256][第4实施方式]
[0257] 在第4实施方式中,在跨越帧的子帧之间求出与基音周期对应的值的差分值,并 对该差分值进行可变长度编码。如图11例示那样,有时按照由多个子帧构成的超级帧进行 某些处理(长期预测和短期预测等),此时,属于相同超级帧的子帧之间的稳态性和周期性 有时变尚。此外,即使是不同的超级帧,也有时超级帧之间的稳态性$父尚。此时,当如帧的 第1子帧的基音周期与其过去的帧的第3子帧或者第4子帧的基音周期的差分值变小的情 况较多。由此,在本方式中,在跨越帧的子帧之间求出与基音周期对应的值的差分值,并对 该差分值进行可变长度编码,从而削减码长度。
[0258] S卩,第4实施方式的基音周期的编码处理也如下进行:在用于表示时序信号的周 期性和/或稳态性的高低的指标满足用于表示周期性和/或稳态性高的条件时,对规定时 间区间中包含的第1规定时间区间的基音周期进行编码,并对与该规定时间区间中包含的 第1规定时间区间以外的第2规定时间区间的基音周期对应的值和与该规定时间区间中包 含的该第2规定时间区间以外的时间区间的基音周期对应的值的差分值进行可变长度编 码。其中,"规定时间区间"是帧,"第1规定时间区间"是比当前帧过去的帧的任一个子帧, "第2规定时间区间"是当前帧的第1子帧,"第2规定时间区间以外的时间区间"是比当前 帧过去的帧的任一个子帧,"与基音周期规定的值"是基音周期的整数部。以下为了简化说 明,说明"第1规定时间区间"是当前帧的前一个帧的第3子帧,"第2规定时间区间"是当 前帧的第1子帧,"第2规定时间区间以外的时间区间"是当前帧的前一个帧的第3子帧的 情况。其中,这并不限定本发明。以下,着重说明与至今说明的方式之间的不同点。
[0259]〈结构〉
[0260] 利用图4至图6,说明第4实施方式的编码装置41以及解码装置42的结构。
[0261]如图4例示那样,第4实施方式的编码装置41与第1实施方式的编码装置11的 不同点在于,利用参数编码单元417置换了参数编码单元117。此外,第4实施方式的解码 装置42与第1实施方式的解码装置12的不同点在于,利用参数解码单元427置换了参数 解码单元127。
[0262] 如图5例示那样,第4实施方式的参数编码单元417与第1实施方式的参数编码 单元117的不同点在于,利用判定单元317b置换了判定单元117b,利用基音周期编码单元 417d置换了基音周期编码单元117d,利用基音周期编码单元417e置换了基音周期编码单 元117e。此外,如图6例示那样,第4实施方式的参数解码单元427与第1实施方式的参数 解码单元127的不同点在于,利用判定单元327b置换判定单元127b,利用基音周期解码单 元427d置换基音周期解码单元127d,利用基音周期解码单元427e置换基音周期解码单元 127e〇
[0263]〈编码方法〉
[0264] 利用图7A,说明第4实施方式的编码方法。
[0265] 在第4实施方式的编码方法中,代替第1实施方式的步骤S112而执行所述的步 骤S312,代替第1实施方式的步骤S113而执行以下的步骤S413,代替第1实施方式的步骤 S114而执行以下的步骤S414。除此之外,与第1实施方式或其变形例相同。以下,仅说明 本方式的步骤S413以及步骤S414的处理。
[0266][步骤S413的处理]
[0267] 如果在步骤S312中判定为是非稳态(非周期性),则基于判定单元317b的控制, 开关117c将基音周期T=?\、T2、T3、T4发送给基音周期编码单元417d(图5)。基音周期 编码单元417d例如通过与以往(图2A以及B)相同的方法(步骤S413的具体例1)、或者 与第1实施方式的步骤S113 (图8B)相同的方法(步骤S413的具体例2),生成并输出与当 前帧的基音周期T对应的码CT(步骤S413)。
[0268][步骤S414的处理]
[0269] 如果在步骤S312中判定为是稳态(周期性),则基于判定单元317b的控制,开关 单元117〇将基音周期丁 = 1'1、1'2、1'3、1'4发送给基音周期编码单元417 6。图12厶以及图128 是用于例示在时序信号是稳态(周期性)时的在第4实施方式中的基音周期的编码方法的 图。
[0270] 如图12B例示那样,基音周期编码单元417e分别对当前帧(图12B)的第2子帧 的基音周期1的整数部和当前帧的第1子帧的基音周期Ti的整数部的差分值TD(1、2)、以 及当前帧的第4子帧的基音周期1\的整数部和当前帧的第3子帧的基音周期T3的整数部 的差分值TD(3、4)进行编码(差分整数部),并对基音周期T2、T4的小数点以下的值(小数 部)分别进行编码。进而,基音周期编码单元417e对当前帧的第3子帧的基音周期^按 照子帧单独进行编码。这些第2、3、4子帧的编码方法例如也可以与以往相同。
[0271] 基音周期编码单元417e进而求出当前帧(图12B)中的第1子帧的基音周期1\的 整数部与过去输入到基音周期编码单元417e的当前帧的前一帧(图12A)的第3子帧的基 音周期T3'的整数部的差分值TD(3'、1)。然后,基音周期编码单元417e根据差分值TD(3'、 1),对差分值TD(3'、1)进行可变长度编码,或者将当前帧的第1子帧的基音周期?\按照子 帧单独进行编码,并生成当前帧的第1子帧中的基音周期?\的码Xi(图12Β)。该处理除了 利用差分值TD(3'、1)置换差分值TD(1、3)之外,均与第3实施方式相同。此外,也可以代 替差分值TD(3'、1)而使用与当前帧的前一帧中的第4子帧的基音周期T4'的整数部之间 的差分值TD(4'、1)。此时,在通过该前一帧的第3、4子帧的基音周期Τ3'、Τ4'的整数部的 差分值TD(3'、4)对该前一帧的第4子帧的基音周期Τ4'进行编码时,对基音周期Τ3'加上 差分值TD(3'、4')求出TD(4'、1)作为Τ4。
[0272]〈解码方法〉
[0273] 利用图7Β,说明第4实施方式的解码方法。在第4实施方式的解码方法中,代替第 1实施方式的步骤S122而执行步骤S322,代替第1实施方式的步骤S123而执行以下的步 骤S423,代替第1实施方式的步骤S124而执行以下的步骤S424。除此之外,与第1实施方 式或其变形例相同。以下,仅说明本发明的步骤S423以及步骤S424的处理。
[0274][步骤S423的处理]
[0275] 在步骤S322的判定中,判定为用于表示与比特流BS对应的时序信号χ(η)(η= 0、……、L-1)的稳态性的指标不满足用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L_1)的稳态性 高的条件时(非稳态),基于判定单元327b的控制,开关单元127f将当前帧的码CT发送给 基音周期解码单元427d。基音周期解码单元427d通过与在基音周期编码单元417d(图5) 中进行的编码处理对应的解码处理,对码4进行解码,并输出当前帧的基音周期Τ' =Ti'、 T2'、T3'、V(步骤S423)。
[0276][步骤S4M的处理]
[0277] 在步骤S322的判定中判定为用于表示与比特流BS对应的时序信号X(η)(η= 0、……、L-1)的稳态性的指标满足用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L_1)的稳态性高 的条件时(稳态),基于判定单元327b的控制,开关单元127f将当前帧的码CT发送给基音 周期解码单元427e。基音周期解码单元427e通过与在基音周期编码单元417e(图5)中进 行的编码处理对应的解码处理,对码4进行解码,并输出当前帧的基音周期Τ' =T/、T2'、 V、T4'(步骤S424)。
[0278][第5实施方式]
[0279] 又可以是将上述的各实施方式进行组合后的方式。第5实施方式是其一例。
[0280]〈结构〉
[0281] 利用图4至图6,说明第5实施方式的编码装置51以及解码装置52的结构。
[0282] 如图4例示那样,第5实施方式的编码装置51与第1实施方式的编码装置11的 不同点在于,利用参数编码单元517置换了参数编码单元117。此外,第5实施方式的解码 装置52与第1实施方式的解码装置12的不同点在于,利用参数解码单元527置换了参数 解码单元127。
[0283] 如图5例示那样,第5实施方式的参数编码单元517与第1实施方式的参数编码单 元117的不同点在于,利用判定单元517b置换判定单元117b,利用基音周期编码单元517d 置换基音周期编码单元117d,利用基音周期编码单元517e置换基音周期编码单元117e。 此外,如图6例示那样,第5实施方式的参数解码单元527与第1实施方式的参数解码单元 127的不同点在于,利用判定单元527b置换判定单元127b,利用基音周期解码单元527d置 换基音周期解码单元127d,利用基音周期解码单元527e置换基音周期解码单元127e。
[0284]〈编码方法〉
[0285] 图13是用于说明第5实施方式的编码方法的流程图。
[0286] 在执行了步骤S111的处理之后,参数编码单元517 (图5)的判定单元517b通过 所述的步骤S112的判定处理,判定当前帧的时序信号χ(η)(η= 0、......、L_1)是否为稳态 (周期性)。
[0287] 在该判定中判定为用于表示时序信号X(η)(η= 0、......、L_1)的稳态性的指标不 满足用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L-1)的稳态性(周期性)高的条件时(非稳态 /非周期性),基于判定单元517b的控制,开关单元117c将基音周期T2、T4&送给基音周期 编码单元517d。基音周期编码单元517d将用于表现各基音周期T2、T4的精度仅设为整数 精度,分别按照子帧单独进行编码(步骤S513)。
[0288]另一方面,在判定为用于表示时序信号X(η)(η=0、……、L_l)的稳态性的指标 满足用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L-1)的稳态性(周期性)高的条件时(稳态/ 周期性),基于判定单元517b的控制,开关单元117c将基音周期?\、T2、T3、T4发送给基音 周期编码单元517e。基音周期编码单元517e对以小数精度表现的基音周期Τ2、Τ4的整数 部与基音周期?\、Τ3的整数部的差分值进行编码,并将基音周期Τ2、Τ4的小数点以下的值分 别以两个比特进行编码(步骤S514)。
[0289] 接着,参数编码单元517的判定单元517b根据所述步骤S312的判定处理,判定当 前帧的时序信号X(η) 〇! = 〇、……、L_1)是否为稳态(周期性)。
[0290] 若在该判定中判定为是非稳态(非周期性),则基于判定单元517b的控制,开关单 元117c将基音周期I\、T3发送给基音周期编码单元517d。基音周期编码单元517d将用于 表现各基音周期'、^的精度仅设为整数精度,并分别按照子帧单独进行编码(步骤S516)。
[0291] 另一方面,若在该判定中判定为是稳态(周期性),则基于判定单元517b的控制, 开关单元117c将基音周期?\、T3发送给基音周期编码单元517e。基音周期编码单元517e 与第3实施方式(或第4实施方式)的步骤S314(或S424)相同地,对基音周期I\、T3进行 编码。
[0292] 此后,执行在第1实施方式中说明的步骤S115的处理。
[0293] 图14是用于说明第5实施方式的解码方法的流程图。
[0294] 在执行了步骤S121的处理之后,参数解码单元527 (图6)的判定单元527b通过所 述的步骤S122的判定处理,判定与当前帧的比特流BS对应的时序信号χ(η)(η= 0、......、 L-1)是否为稳态(周期性)。
[0295] 在该判定中,在判定为用于表示时序信号x(n)(η= 0、......、L_l)的稳态性的指 标不满足用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L-1)的稳态性(周期性)高的条件时(非 稳态/非周期性),基于判定单元527b的控制,开关单元127f将码CT发送给基音周期解码 单元527d。基音周期解码单元527d通过与步骤S513对应的解码处理,获得第2、第4子帧 的各基音周期T2'、T4'(步骤S523)。
[0296] 另一方面,在判定为用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L_1)的稳态性的指标满 足用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L-1)的稳态性(周期性)高的条件时(稳态/周 期性),基于判定单元527b的控制,开关单元127f将码CT发送给基音周期解码单元527e。 基音周期解码单元527e通过与步骤S514对应的解码处理,获得第2、第4子帧的各基音周 期T2'、T4'(步骤S524)。
[0297] 接着,判定单元527b通过所述的步骤S322的判定处理,判定与当前帧的比特流BS 对应的时序信号X(η)(η= 0、……、L-1)是否为稳态(周期性)。
[0298] 在该判定中判定为用于表示时序信号X(η)(η= 0、......、L_1)的稳态性的指标不 满足用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L-1)的稳态性(周期性高的条件时(非稳态 /非周期性),基于判定单元527b的控制,开关单元127f将码CT发送给基音周期解码单元 527d。基音周期解码单元527d通过与步骤S516对应的解码处理,获得第1、第3子帧的各 基音周期L'T/ (步骤S526)。
[0299] 另一方面,在判定为用于表示时序信号χ(η)(η= 0、……、L_1)的稳态性的指标满 足用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L-1)的稳态性(周期性)高的条件时(稳态/周 期性),基于判定单元527b的控制,开关单元127f将码CT发送给基音周期解码单元527e。 基音周期解码单元527e通过与步骤S314 (或S414)对应的解码处理,获得第1、第3子帧的 各基音周期IV、T3'。
[0300] 在上述的处理过程中,使用依赖于其他的参数的可变长度编码,因此需要用于能 够唯一地解码的比特流的结构。图2A所例示的比特流的要素中,能够首先解码基音周期以 外的码,且需要基于解码后的量化后的基音增益和线性预测信息,对基音周期T2'、T4'进行 解码。进而还依赖基音周期Τ2'、Τ4'而对基音周期Τ/、Τ3'进行解码。
[0301][第6实施方式]
[0302] 在分组传送各帧的比特流BS时,期望每个帧的码长度(比特长度)是固定的。另 一方面,在分组传送中对帧内的比特结构并不存在制约。在第6实施方式中,将每个帧的码 长度设为固定,且将帧内的剩余的比特用于该帧内的编码质量的提高。
[0303]〈结构〉
[0304] 利用图4至图6,说明第6实施方式的编码装置61以及解码装置62的结构。
[0305] 如图4例示那样,第6实施方式的编码装置61与第1实施方式的编码装置11的 不同点在于,利用检索单元613置换检索单元913,利用固定码本614置换固定码本914,利 用参数编码单元617置换参数编码单元117,并追加比特分配单元611。此外,第6实施方 式的解码装置62与第1实施方式的解码装置12的不同点在于,利用参数解码单元627置 换参数解码单元127。
[0306]〈编码方法〉
[0307] 检索单元613 (图4)对属于当前帧的第1~第3子帧,与以往一样,求出基音周 期Ud(整数部以及小数部),并决定来自固定码本614的由持有由不是零的单位脉冲 及其正负的组合构成的值的一个以上的信号、以及持有零值的一个以上的信号所构成的信 号分量c(n),并确定用于表示这些信号分量c(n)的码索引Cfl、Cf2、Cf3,获得基音增益gpl、 gP2、gP;5以及固定码本增益在固定码本614中,设定有对于各子帧的单位脉冲的 数目、在各子帧内允许的单位脉冲的位置(位置候选)、以及对各单位脉冲允许的正负标号 (正负标号候选)(例如,参照非专利文献1的"5.7Algebraiccodebook"等)。检索单元 613在固定码本614中设定的范围内决定信号分量c(n),确定码索引Cfl、Cf2、Cf3。即,检索 单元613针对第1~第3子帧的每一个,从允许的子帧内的位置,选择被设定的数目的单位 脉冲的位置,并分别选择从允许的正负标号中选择的各位置的单位脉冲的正负标号,确定 用于表示这些的选择内容的码索引Cfl、Cf2、Cf3。对于各子帧的单位脉冲的数目越多,码索引 的比特数目越多,编码精度变高。在本方式中,对于第1~第3子帧的这样的固定码本614 的设定被固定。即,在第1~第3子帧中,对于各子帧的单位脉冲的数据、在各子帧内允许 的单位脉冲的位置、以及对单位脉冲允许的正负标号相同。
[0308] 对于第1~第3子帧的基音增益gpl、gp2、gp3以及固定码本增益gd、g。;;、输入 到参数编码单元617的增益量化单元617a(图5)。增益量化单元617a将这些按照子帧进 行矢量量化,并针对每个子帧生成与基音增益的量化值和固定码本增益的量化值的组对应 的VQ增益码。用于表现VQ增益码的比特值(称为"VQ增益码比特数")越多,越能够减小 量化间隔(量化步骤)或增大可矢量量化的基音增益和固定码本增益的范围(range),能够 提高编码质量。在本方式中,预先固定对于第1~第3子帧的VQ增益码比特数(例如7个 比特(能够表现128种比特增益的量化值和固定码本增益或固定码本增益对应值的组))。 增益量化单元617a输出与第1~第3子帧的VQ增益码对应的码(例如,这些VQ增益码被 压缩编码后的码)。
[0309] 检索单元613 (图4)对属于当前帧的第4子帧,与以往一样,求出基音周期八(整 数部以及小数部)。第1~第4子帧的基音周期^被输入到参数编码单元617 (图 5)。参数编码单元617与上述的第1~第5实施方式一样,对基音周期^^^^勺各整 数部进行编码。例如,参数编码单元617作为用于表示时序信号X(η)(η= 0、……、L_l) 的稳态性的高低的指标而利用第1~第3子帧的任一个或者全部的VQ增益码等,与上述的 实施方式及其变形例一样,对基音周期?\、T2、T3、T4的各整数部进行编码。除此之外,与以 往技术一样,也可以对基音周期?\、Τ2、Τ3、1\的各整数部进行编码。
[0310] 比特分配单元611 (图4)利用当前帧的线性预测信息LPCinfo的码长度、与基 音周期V τ2、τ3、八的各整数部对应的码的码长度、码索引c fl、cf2、(;3的码长度、以及与第 1~第3子帧的VQ增益码对应的码的码长度等决定了在当前帧中的分配的码长度、以及预 先决定的每一个帧的固定码长
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