专利名称：编码方法、解码方法、编码装置及解码装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将音频、静止图像及运动图像编码的编码方法，特别涉及包括将输入信号从时空域向频率域变换的变换处理的编码方法。
背景技术：
为了将声音数据及运动图像数据压缩，开发了多个声音编码规格、运动图像编码规格。作为运动图像编码规格的例子，可以举出称作H. 26x的ITU-T规格及称作MPEG-x的 IS0/IEC规格。最新的运动图像编码规格是称作H. 264/MPEG-4AVC的规格。图1是表示以往的编码装置1600的结构的块图。如图1所示，编码装置1600具备变换部1610、量化部1620、和熵编码部1630，将声音数据及运动图像数据以低位速率编码。变换部1610通过将作为各种数据的输入信号、或者对输入信号施加了某些处理的变换输入信号从时空域向频率域变换，生成减轻了相关的变换输出信号。将所生成的变换输出信号向量化部1620输出。量化部1620通过将从变换部1610输出的变换输出信号量化，生成总数据量的较少的量化系数。将所生成的量化系数向熵编码部1630输出。熵编码部1630通过将从量化部1620输出的量化系数使用熵编码算法编码，生成将其余的数据压缩的编码信号。将所生成的编码信号例如记录到记录媒体中，或者经由网络向解码装置等发送。以下，对变换部1610进行的变换处理详细地说明。在变换部1610中，将作为变换对象信号(即变换输入信号)的η元矢量(η维信号)作为变换输入(Transform Input)矢量xn输入。变换部1610对变换输入矢量xn进行规定的变换处理(变换T)，作为变换输出信号，输出变换输出(Transform Output)矢量 yn(参照式1)。[数式1](式l)yn = T [xn]在变换T是线性变换的情况下，如式2所示，变换T可以表现为作为nXn的正方矩阵的变换矩阵(Transform Matrix) A与变换输入矢量Xn的矩阵积。另外，式3是用来将变换输出矢量y11使用作为变换矩阵A的各要素的变换系数aik按照要素Ji计算的式子，由式1和式2导出。[数式2](式2) T [xn] = Axn[数式3]
η(式幻兄
变换矩阵A设计为，使其将输入信号的相关减轻、使得能量向变换输出矢量Yi的要素中的具有较小的η的要素(所谓的低频带侧)集中。在变换矩阵A的设计中，已知有 KLT(Karhunen Loeve Transform 卡亨南-赖佛变换)的变换系数导出方法、或变换方法。KLT是基于输入信号的统计性质导出最优的变换系数的方法、或者使用导出的最优的变换系数的变换方法。KLT作为能够完全消除输入信号的相关性、能够最高效率地将能量向低频带集中的技术是周知的。Bp,KLT是理想的变换处理，能够以良好的编码效率将通过KLT变换后的编码对象
信号编码。
发明概要发明要解决的课题但是，在上述以往技术所示的KLT中，有运算量较大、并且作为在变换中使用的系数的变换矩阵的数据量较多的问题。具体而言，是以下这样的。如图2所示，在蝴蝶结构等的高速算法存在的DCT(Discrete Cosine Transform 离散余弦变换)中，输入信号的维数(以下也记作输入元数)为M的情况下的乘法次数是 MXLo&(M)。相对于此，在KLT中，乘法次数为MXM。例如，DCT的乘法次数在输入元数为 4元的情况下是8次，在输入元数为8元的情况下是M次。相对于此，KLT的乘法次数例如在输入元数为4元的情况下是16次(DCT比2倍)、8元的情况下是64次(DCT比2. 6倍)、 16元的情况下是DCT比4. 0倍。由于变换尺寸越大则KLT的运算量的增加趋势越显著，所以KLT与DCT相比有运算量变大的问题。此外，在KLT中，基于包括输入信号矢量Xn的集合Sa的统计性质导出变换矩阵A。 使用变换矩阵A的变换能够对包含在集合Sa中的输入信号矢量Xn进行最优的无相关化和向低频带的能量压缩。但是，在输入了包含在具有与在设计时设想的集合\不同的统计的特性的集合&中的输入信号矢量的情况下，使用变换矩阵A的变换结果不为最优。相反， 如果总是求出最优、每当输入的统计性质的稍稍的变化都生成变换系数，则变换系数的数据量变得庞大。如以上这样，在KLT等的、使用由基于输入信号的统计性质计算的变换系数构成的变换矩阵的变换中，有运算量较大、并且变换系数的数据量较多的问题，所以在以往的编码时难以使用KLT。
发明内容
所以，本发明是为了解决上述问题而做出的，目的是提供一种能够抑制运算量的增加及变换系数的数据量的增加、提高编码效率的编码方法及编码装置。进而，本发明的目的是提供一种能够将通过有关本发明的编码方法及编码装置编码的信号正确地解码的解码方法及解码装置。解决课题的手段为了解决上述问题，有关本发明的一技术方案的编码方法，包括变换步骤，通过将输入信号变换，生成变换输出信号；量化步骤，通过将上述变换输出信号量化，生成量化系数；熵编码步骤，通过将上述量化系数进行熵编码，生成编码信号；上述变换步骤包括第1变换步骤，通过使用第1变换系数对上述输入信号进行第1变换，生成第1变换输出信号；第2变换步骤，通过对作为上述第1变换输出信号的一部分的第1部分信号使用第2变换系数进行第2变换，生成第2变换输出信号，生成包括所生成的第2变换输出信号、和上述第1变换输出信号中的作为上述第1部分信号以外的部分的第2部分信号的上述变换输出信号；修正步骤，对上述第1变换输出信号进行修正。根据本结构，通过对输入信号进行第1阶段的第1变换，生成第1变换输出信号， 对作为第1变换输出信号的一部分的第1部分信号进行第2阶段的第2变换。作为第2变换的对象的第1部分信号与第1变换输出信号相比维数降低，所以能够实现运算量的削减和变换系数的总数的削减。此外，通过第1变换和第2变换的两次变换，能够进行进一步减少相关的变换，能够提高编码效率。进而，由于在第2变换前将第1变换输出信号修正，所以能够进行修正以便更适当地进行第2变换。此外，也可以是，在上述第1变换步骤中，使用预先设定的系数作为上述第1变换系数，进行上述第1变换。根据本结构，在进行使用预先设定的系数的变换(例如DCT)作为第1变换的情况下，存在变换系数的基的大小不一致的情况，所以通过在第2变换前将第1变换输出信号修正，能够更适当地进行第2变换。此外，由于也可以不导出在第1变换中使用的第1变换系数，所以能够削减运算量。此外，也可以是，在上述修正步骤中，通过使用基于上述第1变换系数决定的修正参数将上述第1变换输出信号正规化，将上述第1变换输出信号修正。根据本结构，由于将第1变换输出信号正规化，所以能够消除基的大小不一致的问题，能够更适当地进行第2变换。此外，也可以是，在上述修正步骤中，通过使用在上述量化步骤中使用的量化矩阵的权重尺度将上述第1变换输出信号加权，将上述第1变换输出信号修正。根据本结构，能够在变换处理中将通常在量化时进行的量化矩阵的尺度的加权一起进行。此外，也可以是，在上述修正步骤中，将上述第1部分信号和上述第2部分信号分别单独地修正。根据本结构，在根据采用第2变换的部分和不采用第2变换的部分而信号的性质不同的情况下，通过将信号分别单独地修正，能够进行更适当的变换。此外，也可以是，在上述修正步骤中，通过将构成上述第1部分信号的系数值向低移位、以使上述第2变换中的有效数据长度成为规定的值以下，将上述第1变换输出信号修正。根据本结构，能够在第2变换的前后使存储器的数据尺寸(位长)一致。此外，也可以是，在上述修正步骤中，还将构成上述第1部分信号或上述第2变换输出信号的系数值向低移位，以使构成上述第1部分信号或上述第2变换输出信号的系数值的位长与构成上述第2部分信号的系数值的位长相同。根据本结构，能够在第2变换的前后使存储器的数据尺寸(位长)一致。此外，有关本发明的一技术方案的解码方法，包括熵解码步骤，通过将编码信号进行熵解码，生成解码量化系数；逆量化步骤，通过将上述解码量化系数逆量化，生成解码变换输出信号；逆变换步骤，通过将上述解码变换输出信号逆变换，生成解码信号；上述逆变换步骤包括第2逆变换步骤，通过使用第2逆变换系数对作为上述解码变换输出信号的一部分的第2解码变换输出信号进行第2逆变换，生成第1解码部分信号；第1逆变换步骤，通过对包括上述第1解码部分信号、和上述解码变换输出信号中的作为上述第2解码变换输出信号以外的部分的第2解码部分信号的第1解码变换输出信号使用第1逆变换系数进行第1逆变换，生成上述解码信号；修正步骤，对上述第1解码部分信号进行修正。
根据本结构，能够以较少的运算量和较少的变换系数将编码信号正确地解码。此外，也可以是，在上述第1逆变换步骤中，使用预先设定的系数作为上述第1逆变换系数，进行上述第1逆变换。此外，也可以是，在上述修正步骤中，通过使用基于上述第1逆变换系数决定的修正参数将上述第1解码变换输出信号正规化，将上述第1解码变换输出信号修正。此外，也可以是，在上述修正步骤中，还通过使用在上述逆量化步骤中使用的量化矩阵的权重尺度将上述第1解码部分信号加权，将上述第1解码变换输出信号修正。此外，也可以是，在上述修正步骤中，将上述第1解码部分信号和上述第2解码部分信号分别单独地修正。此外，也可以是，在上述修正步骤中，通过将构成上述第2解码变换输出信号的系数值向低移位、以使上述第2逆变换中的有效数据长度成为规定的值以下，将上述第1解码变换输出信号修正。此外，也可以是，在上述修正步骤中，还将构成上述第1解码部分信号或上述第2 解码变换输出信号的系数值向低移位，以使构成上述第1解码部分信号或上述第2解码变换输出信号的系数值的位长与构成上述第2解码部分信号的系数值的位长相同。在以上的哪种解码方法中，都与编码方法的情况同样，能够抑制运算量的增加及变换系数的数据量的增加。此外，能够将通过上述编码方法编码的信号正确地解码。另外，本发明不仅能够作为编码方法及解码方法实现，还能够作为具备进行包含在该编码方法及解码方法中的处理步骤的处理部的编码装置及解码装置实现。此外，也可以作为使计算机执行这些步骤的程序实现。进而，也可以作为记录有该程序的计算机可读取的CD-ROM (Compact Disc -Read Only Memory)等的记录媒体、以及表示该程序的信息、 数据或信号实现。并且，这些程序、信息、数据及信号也可以经由因特网等的通信网络分发。此外，构成上述各编码装置及解码装置的构成单元的一部分或全部也可以由1个系统LSI (Large Scale htegration 大规模集成电路)构成。系统LSI是将多个构成部集成在1个芯片上而制造的超多功能LSI，具体而言，是包括微处理器、ROM及RAM (Random Access Memory)等而构成的计算机系统。发明效果根据本发明，能够抑制运算量的增加及变换系数的数据量的增加、提高编码效率。
图1是表示以往的编码装置的结构的块图。图2是表示DCT与KLT的运算量的比较的图。图3是表示有关本发明的实施方式1的编码装置的结构的一例的块图。
图4是表示有关本发明的实施方式1的变换处理的一例的流程图。图5A是概念性地表示有关本发明的实施方式1的变换部的数据流的一例的图。图5B是概念性地表示有关本发明的实施方式1的变换部的数据流的另一例的图。图6是表示有关本发明的实施方式1的变换处理的另一例的流程图。图7是概念性地表示有关本发明的实施方式1的变换部的变换系数的导出的一例的图。图8是概念性地表示有关本发明的实施方式1的矩阵运算的一例的图。图9是表示有关本发明的实施方式1的变形例的编码装置的结构的一例的块图。图10是表示有关本发明的实施方式1的变形例的编码装置的动作的一例的流程图。图IlA是表示有关本发明的实施方式2的解码装置的结构的一例的块图。图IlB是表示有关本发明的实施方式2的解码装置的逆变换部的结构的一例的块图。图12是表示有关本发明的实施方式2的解码装置的动作的一例的流程图。图13A是概念性地表示有关本发明的实施方式2的逆变换部的数据流的一例的图。图1 是概念性地表示有关本发明的实施方式2的逆变换部的数据流的另一例的图。图14是表示有关本发明的实施方式2的逆变换处理的一例的流程图。图15是表示有关本发明的实施方式2的变形例的解码装置的结构的一例的块图。图16是表示有关本发明的实施方式2的变形例的解码装置的动作的一例的流程图。图17是表示有关本发明的实施方式3的编码装置的结构的一例的块图。图18是表示有关本发明的实施方式3的编码装置的动作的一例的流程图。图19是表示有关本发明的实施方式3的变换部的结构的一例的块图。图20是表示有关本发明的实施方式3的变换部的结构的另一例的块图。图21是概念性地表示有关本发明的实施方式3的变换部的变换系数的导出的一例的图。图22是表示有关本发明的实施方式3的变形例的变换部的结构的一例的块图。图23是表示有关本发明的实施方式3的变形例的编码装置的结构的一例的块图。图24A是表示有关本发明的实施方式3的变形例的编码装置的结构的一例的块图。图24B是表示有关本发明的实施方式3的变形例的编码装置的结构的一例的块图。图25是表示在有关本发明的实施方式3的变形例的编码装置中、保存在存储器中的第2变换系数与划分综合信息的对应关系的一例的图。图26A是概念性地表示有关本发明的实施方式3的第1变换输出信号与第1部分信号及第2部分信号的关系的图。图26B是概念性地表示有关本发明的实施方式3的划分综合信息的一例的图。
图26C是概念性地表示有关本发明的实施方式3的划分综合信息的一例的图。图27是表示有关本发明的实施方式4的解码装置的结构的一例的块图。图观是表示有关本发明的实施方式4的解码装置的动作的一例的流程图。图四是表示有关本发明的实施方式4的逆变换部的结构的一例的块图。图30是表示有关本发明的实施方式4的变形例的解码装置的结构的一例的块图。图31是表示有关本发明的实施方式4的变形例的解码装置的结构的一例的块图。图32是表示有关本发明的实施方式5的变换部的结构的一例的块图。图33是概念性地表示有关本发明的实施方式5的变换部的变换系数的导出的图。图34是表示有关本发明的实施方式5的变形例的变换部的结构的一例的块图。图35是表示有关本发明的实施方式5的变形例的变换部的结构的一例的块图。图36是表示有关本发明的实施方式6的逆变换部的结构的一例的块图。图37是表示有关本发明的实施方式6的变形例的逆变换部的结构的一例的块图。图38是表示有关本发明的实施方式6的变形例的逆变换部的结构的一例的块图。图39是表示概念性地有关本发明的实施方式7的变换部的数据流的一例的图。图40是概念性地表示有关本发明的实施方式7的分离型的结构的第2变换的数据流的一例的图。图41是概念性地表示有关本发明的实施方式7的多维的变换输入信号是YUV的信号的情况下的数据流的一例的图。图42是概念性地表示有关本发明的实施方式7的多维的变换输入信号是空间上相邻的块的信号的情况下的数据流的一例的图。图43是概念性地表示有关本发明的实施方式8的逆变换部的数据流的一例的图。图44是概念性地表示有关本发明的实施方式8的逆变换部的数据流的一例的图。图45是概念性地表示有关本发明的实施方式8的多维的解码变换输出信号是YUV 的信号的情况下的数据流的一例的图。图46是概念性地表示有关本发明的实施方式8的多维的解码变换输出信号是在空间上相邻的块的信号的情况下的数据流的一例的图。图47是概念性地表示有关本发明的实施方式9的变换部的数据流的一例的图。图48A是表示有关本发明的实施方式9的变换处理的一例的流程图。图48B是表示有关本发明的实施方式9的变换处理的一例的流程图。图49是表示有关本发明的实施方式9的变形例的变换处理的一例的流程图。图50是表示有关本发明的实施方式9的变形例的变换处理的一例的流程图。图51A是表示有关本发明的实施方式10的逆变换处理的一例的流程图。图51B是表示有关本发明的实施方式10的逆变换处理的一例的流程图。图52是表示有关本发明的实施方式10的变形例的逆变换处理的一例的流程图。图53是表示有关本发明的实施方式10的变形例的逆变换处理的一例的流程图。图54A是表示有关本发明的实施方式11的编码装置的结构的一例的块图。图54B是表示有关本发明的实施方式11的编码装置的、按照信号的处理的差异的一例的图。图55A是表示有关本发明的实施方式12的解码装置的结构的一例的块图。
图55B是表示有关本发明的实施方式12的解码装置的、按照信号的处理的差异的一例的图。图56A是表示有关本发明的实施方式13的变换矩阵的一例的图。图56B是表示有关本发明的实施方式13的绝对平均值的一例的图。图56C是表示有关本发明的实施方式13的头记述值(即，差)的一例的图。图56D是表示有关本发明的实施方式13的第2变换矩阵的一例的图。图56E是表示有关本发明的实施方式13的上三角要素与下三角要素之间的符号的关系的图。图56F是表示有关本发明的实施方式13的变换矩阵的一例的图。图57A是表示有关本发明的实施方式14的变换及量化的时间图的一例的图。图57B是表示有关本发明的实施方式14的变换及量化的时间图的一例的图。图58A是表示有关本发明的实施方式15的逆量化及逆变换的时间图的一例的图。图58B是表示有关本发明的实施方式15的逆量化及逆变换的时间图的一例的图。图59是表示实现内容分发服务的内容供给系统的整体结构图。图60是表示数字广播用系统的整体结构图。图61是表示便携电话的外观的图。图62是表示便携电话的结构例的块图。图63是表示电视机的结构例的块图。图64是表示对作为光盘的记录介质进行信息的读写的信息再现/记录部的结构例的块图。图65是表示作为盘的记录介质的构造例的图。图66是表示实现各实施方式的运动图像编码方法及运动图像解码方法的集成电路的结构例的块图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。(实施方式1)有关本发明的实施方式1的编码装置具备通过将输入信号变换而生成变换输出信号的变换部、通过将变换输出信号量化而生成量化系数的量化部、和通过将量化系数进行熵编码而生成编码信号的熵编码部。并且，变换部具备通过使用由第1变换系数构成的第1变换矩阵对输入信号进行第1变换而生成第1变换输出信号的第1变换部、和通过对作为第1变换输出信号的一部分的第1部分信号使用由第2变换系数构成的第2变换矩阵进行第2变换、生成第2变换输出信号、将包括所生成的第2变换输出信号、和第1变换输出信号中的作为第1部分信号以外的部分的第2部分信号的上述变换输出信号输出的第2 变换部。换言之，有关本发明的实施方式1的编码装置的特征在于，对输入信号进行2阶段的变换。具体而言，有关本发明的实施方式1的编码装置的特征在于，对输入信号进行第1 变换，对作为第1变换后的信号的一部分的第1部分信号进行第2变换。另外，在本说明书中，有将变换矩阵和变换系数以大致同义而使用的情况。
另外，即使如蝴蝶结构或使用移位和加法的运算的结构那样、是单纯的不用矩阵运算也能够实现的变换，在本说明书中也有用矩阵表现记述的情况。这样用矩阵表现记述并不是将蝴蝶结构或使用移位和加法的运算的结构、或者使用提升构造的结构等、减轻了各种的运算量的变换排除。图3是表示有关本发明的实施方式1的编码装置100的结构的一例的块图。如图 3所示，编码装置100具备变换部110、量化部120、和熵编码部130。变换部110通过将输入信号(变换输入信号)变换，生成变换输出信号。变换部 110如图3所示，具备第1变换部200、划分部210、第2变换部220、和综合部230。第1变换部200通过使用第1变换矩阵对变换输入信号进行第1变换，生成第1 变换输出信号。划分部210将第1变换输出信号划分为两个部分。具体而言，划分部210将由第 1变换部200生成的第1变换输出信号使用划分综合信息划分为第1部分信号和第2部分信号。另外，划分综合信息是表示第1部分信号对应于第1变换输出信号的哪个部分的选择范围信息的一例。第2变换部220通过使用第2变换矩阵对第1部分信号进行第2变换，生成第2 变换输出信号。综合部230通过将第2变换输出信号与第2部分信号综合，生成变换输出信号。关于上述变换部110具备的各处理部的详细的动作在后面说明。量化部120通过将由变换部110生成的变换输出信号量化，生成量化系数。熵编码部130通过将由量化部120生成的量化系数进行熵编码，生成编码信号。另外，在编码装置100中，作为编码对象信号而输入作为声音数据、静止图像数据、运动图像数据等的各种数据的输入信号。在变换部110中，作为变换输入信号而输入编码对象信号(Original Signal)、或作为该编码对象信号与基于以前输入的编码对象信号制作的预测信号的差的预测误差信号。一般将预测误差信号作为变换的对象输入的情况较多，但在设想在传送路径中混入错误的情况而不进行预测的情况、或者能量较小的情况下， 不进行预测而将输入信号作为变换的对象输入。将这样的变换输入(Transform Input)信号表示为式4所示那样的向量xn。[数式4](S4)xn=(x1，&，...，xn)t接着，对有关本发明的实施方式1的编码装置100的动作的一例进行说明。图4是表示有关本发明的实施方式1的编码装置100的动作的一例的流程图。此夕卜，图5A及图5B是概念性地表示有关本发明的实施方式1的编码装置100的变换部110 的数据流的一例的图。首先，变换部110通过将变换输入信号Xn变换，生成变换输出信号y11(步骤S110)。具体而言，首先，第1变换部200通过使用第1变换矩阵对变换输入信号Xn进行第1变换，生成第1变换输出信号yin(步骤Siu)。具体而言，第1变换部200将变换输入信号Xn变换为第1变换输出信号yin，以减轻变换输入信号Xn的相关、使能量集中于低频率
市ο此时，作为在第1变换中使用的第1变换系数，例如在以前输入的变换输入信号Xn的第1变换时，可以使用已经计算出的系数。即，也可以不每当进行第1变换就计算第1变换系数，所以能够减轻在第1变换系数的计算中耗费的运算量。关于计算第1变换系数的情况下的具体的处理在后面说明。接着，划分部210将第1变换输出信号yin划分为第1部分信号y/和第2部分信号y1Hn_m(步骤S114)。具体而言，划分部210基于划分综合信息划分第1变换输出信号yin， 以使第1部分信号yj的相关能量比第2部分信号y1Hn_m的相关能量大。所谓划分综合信息，是对于划分部210、使其进行将低频率带划分为第1部分信号 y/、将高频率带划分为第2部分信号y1Hn_m的控制那样的信息。划分综合信息也可以是指示以使其根据将能量较大的成分向第1部分信号y/、将能量较小的成分向第2部分信号y1Hn_m 的输入动态地控制的信息。此时，作为划分综合信息，例如可以使用在以前输入的第1变换输出信号yin的划分时已经决定的划分综合信息。即，不需要每当进行划分时决定新的划分综合信息。将由划分部210划分的第1部分信号yj如图5A所示那样一维地重新排列，输入到第2变换部220中。接着，第2变换部220通过使用第2变换矩阵对第1部分信号y/进行第2变换， 生成第2变换输出信号y2m(步骤S116)。具体而言，第2变换部220将第1部分信号yj变换为第2变换输出信号y2m，以减轻第1部分信号yj的相关、使能量更集中于低频率带。此时，作为第2变换系数，例如可以使用在以前输入的第1部分信号yj的第2变换时已经计算出的系数。即，也可以不每当进行第2变换时计算第2变换系数，所以能够减少在第2变换系数的计算中耗费的运算量。关于计算第2变换系数的情况下的具体的处理在后面说明。接着，综合部230通过将第2变换输出信号y2m与第2部分信号y1Hn_m综合，生成变换输出信号yn(步骤S118)。具体而言，综合部230将第2变换输出信号y2m重新排列为排列成一维之前的维，基于划分综合信息，将重新排列后的第2变换输出信号y2m与第2部分信号y1Hn_m综合。接着，量化部120通过将如以上那样生成的变换输出信号y11量化，生成量化系数 (步骤S120)。最后，熵编码部130通过将量化系数进行熵编码，生成编码信号(步骤S130)。另外，如图5B所示，划分部210也可以不将第1部分信号y/重新排列为一维，而原样向第2变换部220输出。在此情况下，第2变换部220通过对二维的第1部分信号y/ 进行第2变换，生成二维的第2变换输出信号y2m。这里，第2变换部220例如进行非分离型的第2变换。并且，在综合部230中，不进行第2变换输出信号y2m的重新排列、而将第2 变换输出信号y2m与第2部分信号y1Hn_m综合。此外，在图5A及图5B中，如第2变换的对象是第1变换输出信号的任意的区域 (非矩形区域)那样图示，但并不限定于此，也可以是矩形区域。具体而言，在图5A及图5B 所示的例子中，第2变换部220将包括第1变换输出信号的低频成分的系数值的、包括矩阵表现的情况下的非矩形区域中包含的信号作为第1部分信号进行第2变换。相对于此，第2 变换部220也可以将包括第1变换输出信号的低频成分的系数值的、包括矩阵表现的情况下的矩形区域中包含的系数值的信号作为第1部分信号进行第2变换。接着，对决定第1变换系数、第2变换系数及划分综合信息的情况下的动作及结构进行说明。图6是表示有关本发明的实施方式1的变换部110的变换处理的一例的流程图。 此外，图7是表示有关本发明的实施方式1的变换部110的变换系数的导出的一例的概念图。如图7所示，变换部110还具备第1变换系数导出部202、和第2变换系数导出部 222。另外，在图7中，没有图示划分部210及综合部230。首先，图6所示，第1变换系数导出部202基于变换输入信号Xn决定第1变换系数 (步骤sill)。接着，第1变换部200使用由将由第1变换系数导出部202决定的第1变换系数构成的第1变换矩阵，对变换输入信号Xn进行第1变换(步骤S112)。接着，决定划分综合信息(步骤S113)。划分综合信息如果是控制划分部210以使其进行预先决定的划分的，则从编码装置100的存储器等读出。此外，划分综合信息如果是控制划分部210以使其进行对应于第1变换输出信号yin的划分的，则基于第1变换输出信号yA借鉴能量状态的分布而导出划分综合信息。基于这样决定的划分综合信息，划分部210划分第1变换输出信号yin(步骤
5114)。接着，第2变换系数导出部222基于第1部分信号y/决定第2变换系数(步骤
5115)。接着，第2变换部220使用由所决定的第2变换系数构成的第2变换矩阵，对第1 部分信号C进行第2变换(步骤Sl 16)。最后，综合部230将第2变换输出信号y2m与划分的第2部分信号y1Hn_m综合，作为变换输出信号y11输出(步骤S118)。使用图7，对第1变换部200的第1变换和第2变换部220的第2变换详细地说明。在包含许多样本的集合Sa中，包含输入到第1变换部200中的变换输入信号xn。 第1变换系数导出部202例如使用KLT求出对包含在该集合\中的许多样本平均地优化的第1变换系数。通过这样基于包含许多样本的集合\求出第1变换系数，能够不怎么受各个变换输入信号Xn的统计性质影响、即使是有些不同的性质，也能够使用由相同的第1变换系数构成的第1变换矩阵进行第1变换。由此，能够抑制第1变换系数的更新频度，即，如图4 所示的处理那样，能够使不进行第1变换系数的决定的情况变多，所以能够削减运算量。此外，即使是进行第1变换系数的更新的情况，也由于更新前与后的变换系数的各个值的变化量较小，所以能够减小差信息量。因而，在将第1变换系数向解码装置发送的情况下，能够抑制代码量的增加。另一方面，在第2变换部220中，输入构成第1变换输出信号yin的系数值中的、作为相关能量较大的部分的第1部分信号yj。第2变换系数导出部222与第1变换系数导出部202同样，例如使用KLT，对在包含第1部分信号yj、与集合\相比样本数较少的集合 Sc中的样本平均地优化的第2变换系数。这样，通过使集合&为比集合Sa小的集合，能够敏锐地追随输入的第1变换输出信号yin的统计性质的变化，能够进行进一步的相关的减轻和能量压缩。另外，通过做成较小的集合S。，变换系数的更新频度提高，但由于第1部分信号yj是第1变换输出信号yin的一部分、维数比变换输入信号Xn少，所以第2变换矩阵的要素数变少，能够同时实现高效率的变换、和运算量及数据量的削减。另外，在第2变换部220中，输入构成第1变换输出信号Υιη的系数值中的作为相关能量较大的部分的第1部分信号yj，但这可以说是选择了第1变换输出信号y^的自相关较高的位置。相对于此，作为类似的方法，也可以选择第1变换输出信号yin的相互相关较高的位置作为第1部分信号yj。另外，对于第1部分信号y/和第2变换输出信号y2m，分别由划分部210和综合部 230进行维的重新排列，但也可以是第2变换部220进行各自的重新排列的结构。此外，在编码的对象是声音数据等的一维信号的情况下，或者在可以看作一维信号处理的分离型的各维的处理中，由于输入到变换部110中的变换输入信号Xn是一维的，所以不需要这些重新排列的处理。如以上这样，有关本发明的实施方式1的编码装置100的特征在于，对输入信号进行第1变换，对作为第1变换后的信号的一部分的第1部分信号进行第2变换。由此，根据有关本发明的实施方式1的编码装置100，在使用基于输入信号的统计性质计算的变换系数的变换中，能够实现变换的运算量的削减及变换矩阵的要素数(数据量)的削减。另外，在有关上述实施方式1的编码装置100中，将第1变换输出信号yin划分为第ι部分信号yj和第2部分信号y1Hn_m，在第2变换后综合，但也可以不明示地划分，只要实质地划分就可以。即，只要决定第1变换输出信号yin中的、作为执行第2变换的对象的部分就可以。例如，在第2变换时，通过将对于不作为第2变换的对象的要素的行的对角要素设为1、将非对角要素设为0，能够实质上仅对第1部分信号yj进行第2变换。在图8中表示矩阵运算的具体例。如图8(a)那样对4元向量Xn中的3元(X1, X2, X3)乘以3X3的大小的矩阵A3得到的结果、与如图8(b)那样将A3向4X4扩展、在扩展时将对角要素设定为1、将非对角要素设定为0的扩展后的矩阵A4与4元的X的相乘结果的3元的部分一致。图9是表示有关本发明的实施方式1的变形例的编码装置IOOa的结构的一例的块图。编码装置IOOa具备变换部110a、量化部120、和熵编码部130。另外，对于进行与图3所示的编码装置100相同的动作的处理部赋予相同的标号，以下省略说明。变换部IlOa具备第1变换部200和第2变换部220a。S卩，变换部IlOa与图3所示的变换部110相比，不具备划分部210和综合部230这一点、还有代替第2变换部220而具备第2变换部220a这一点不同。第2变换部220a通过使用由基于包含作为第1变换输出信号yf的一部分的第1 部分信号yj的集合的统计特性决定的第2变换系数构成的第2变换矩阵对第1部分信号 y1Lm进行第2变换，生成第2变换输出信号y2m。具体而言，第2变换部220a决定构成第1 变换输出信号yin的系数值中的、作为第2变换的对象的系数值，将由所决定的系数值构成的信号作为第ι部分信号yj进行第2变换。更具体地讲，第2变换部220a将包括构成第 1变换输出信号yin的多个系数值中的、值比规定的阈值大的系数值的信号作为第1部分信号yn"1，进行第2变换。并且，第2变换部220a输出包括所生成的第2变换输出信号y2m、和第1变换输出信号yln中的作为第1部分信号y/以外的部分的第2部分信号y1Hn_m的变换输出信号yn。图10是表示图9所示的编码装置IOOa的动作的一例的流程图。首先，变换部IlOa通过将所输入的变换输入信号Xn变换，生成变换输出信号 y11(步骤SllOa)。具体而言，首先，通过第1变换部200对输入的变换输入信号xn进行第1 变换，生成第1变换输出信号yin(步骤S112)。接着，第2变换部220a对第1部分信号y/进行第2变换(步骤S116a)。例如， 第2变换部220a将第1变换输出信号yin中的、作为进行第2变换的对象的部分决定为第 ι部分信号y/，对所决定的第ι部分信号yj使用第2变换矩阵进行第2变换。接着，量化部120通过将包括第2变换输出信号y2m的变换输出信号y11量化，生成量化系数(^(步骤S120)。最后，熵编码部130通过将量化系数Cn进行熵编码，生成编码信号(步骤S130)。如以上这样，有关实施方式1的变形例的编码装置IOOa也通过部分地进行2阶段的变换，能够抑制编码处理的运算量的增加及变换系数的数据量的增加。(实施方式2)有关本发明的实施方式2的解码装置具备通过将编码信号进行熵解码而生成解码量化系数的熵解码部、通过将解码量化系数逆量化而生成解码变换输出信号的逆量化部、和通过将解码变换输出信号逆变换而生成解码信号的逆变换部。并且，逆变换部具备通过使用由第2逆变换系数构成的第2逆变换矩阵对作为解码变换输出信号的一部分的第2 解码变换输出信号进行第2逆变换、生成第1解码部分信号的第2逆变换部、和对包括第1 解码部分信号、和解码变换输出信号中的作为第2解码变换输出信号以外的部分的第2解码部分信号的第1解码变换输出信号使用由第1逆变换系数构成的第1逆变换矩阵进行第 1逆变换、生成解码信号的第1逆变换部。换言之，有关本发明的实施方式2的解码装置的特征在于，对编码信号进行2阶段的逆变换。具体而言，有关本发明的实施方式2的解码装置的特征在于，对作为通过对编码信号进行熵解码及逆量化而生成的解码变换输出信号的一部分的第2解码变换输出信号进行第2逆变换，对包括第2逆变换后的信号、和作为解码变换输出信号的剩余的部分的第 2解码部分信号的第1解码变换输出信号进行第1逆变换。图IlA是表示有关本发明的实施方式2的解码装置300的结构的一例的块图。在解码装置300中，输入将声音数据及运动图像数据以低位速率编码的编码信号，解码装置 300通过从编码信号将声音数据及运动图像数据解码，生成解码信号。解码装置300对编码信号进行熵解码、逆量化、逆变换的与编码的处理大体相反的处理。如图IlA所示，解码装置300具备熵解码部310、逆量化部320、和逆变换部330。熵解码部310通过将输入的编码信号进行熵解码，生成解码量化系数。解码量化系数相当于有关实施方式1的量化部120生成的量化系数。逆量化部320通过将由熵解码部310生成的解码量化系数逆量化，生成解码变换输出信号。解码变换输出信号相当于有关实施方式1的变换部110生成的变换输出信号。逆变换部330通过将由逆量化部320生成的解码变换输出信号逆变换，生成解码信号。解码信号相当于对有关实施方式1的变换部110输入的变换输入信号。以下，对有关本发明的实施方式2的逆变换部330详细地说明。图IlB是表示有关本发明的实施方式2的解码装置300的逆变换部330的结构的一例的块图。如图IlB所示，逆变换部330具备划分部400、第2逆变换部410、综合部420、和第1逆变换部430。划分部400将解码变换输出信号划分为两个部分。具体而言，划分部400将由逆量化部320生成的解码变换输出信号使用划分综合信息划分为第2解码变换输出信号和第 2解码部分信号。第2解码变换输出信号相当于由有关实施方式1的第2变换部220生成的第2变换输出信号。即，第2解码变换输出信号相当于在编码时被执行第2变换的部分，是作为第 2逆变换的对象的部分。此外，第2解码部分信号相当于由有关实施方式1的划分部210划分的第2部分信号。第2逆变换部410通过对第2解码变换输出信号进行第2逆变换，生成第1解码部分信号。第ι解码部分信号相当于由有关实施方式1的划分部210划分的第1部分信号。综合部420通过将由第2逆变换部410生成的第1解码部分信号与第2解码部分信号综合，生成第1解码变换输出信号。第1解码变换输出信号相当于由有关实施方式1 的第1变换部200生成的第1变换输出信号。第1逆变换部430通过使用第1逆变换矩阵对第1解码变换输出信号进行第1逆变换，生成解码信号。第1解码变换输出信号是包括第2解码变换输出信号和第2解码部分信号的信号。另外，在解码装置300中，输入通过将作为声音数据、静止图像数据、运动图像数据等的各种数据的信号编码而生成的编码信号。在逆变换部330中，作为解码变换输出信号y~n而输入通过将该编码信号熵解码、并且逆量化而生成的信号。这里，记号“~(hat， 帽)”表示分别附加在之前的文字之上的记号，在本说明书中，以下将记号(hat，帽)，，以同样的意义使用。接着，对于有关本发明的实施方式2的解码装置300的动作的一例进行说明。图12是表示有关本发明的实施方式2的解码装置300的动作的一例的流程图。此夕卜，图13A及图1 是概念性地表示有关本发明的实施方式2的解码装置300的逆变换部 330的数据流的一例的图。首先，熵解码部310通过将编码信号进行熵解码，生成解码量化系数(步骤S210)。 接着，逆量化部320通过将解码量化系数逆量化，生成解码变换输出信号y~n(步骤S220)。接着，逆变换部330通过将解码变换输出信号y~n逆变换，生成解码信号x~n(步骤 S230)。具体而言，首先，划分部400基于划分综合信息将解码变换输出信号y~n划分为两个区域(步骤S23》。S卩，划分部400将解码变换输出信号y~n划分为第2解码变换输出信号y Y和第2解码部分信号y~1Hn_m。第2解码变换输出信号y Y是构成解码变换输出信号 y"n的多个系数值中的、作为第2逆变换的对象的部分。第2解码部分信号y~1Hn_m是构成解码变换输出信号y~n的多个系数值中的、不作为第2逆变换的对象的部分。此时，作为划分综合信息，例如可以使用在以前输入的解码变换输出信号y~n的划分时使用的划分综合信息。即，不需要每当进行划分时决定新的划分综合信息。将由划分部400划分的第2解码变换输出信号y~2m如图13A所示那样重新排列为一维、向第2逆变换部410输入。
接着，第2逆变换部410通过使用第2逆变换矩阵对第2解码变换输出信号y~2m 进行第2逆变换，生成第1解码部分信号y^W步骤S234)。此时，作为第2逆变换系数，例如可以使用在以前输入的第2解码变换输出信号 y"2m的第2逆变换时已经决定的系数。即，不需要每当进行第2逆变换时决定新的第2逆变换系数。接着，综合部420通过将第2解码部分信号y~1Hn_m与第1解码部分信号y;"1综合， 生成第1解码变换输出信号yW步骤S236)。具体而言，综合部420将第1解码部分信号
重新排列为重新排列到一维之前的维，基于划分综合信息将重新排列后的第1解码部分信号与第2解码部分信号y~1Hn_m综合。接着，第1逆变换部430通过使用第1逆变换矩阵对第1解码变换输出信号y"^ 进行第1逆变换，生成解码信号x~n(步骤S238)。此时，作为第1逆变换系数，例如可以使用在以前输入的第1解码变换输出信号的第1逆变换时已经决定的系数。即，不需要每当进行第1逆变换时决定新的第1逆
变换系数。另外，如图1 所示，划分部400也可以不将第2解码变换输出信号y~2m重新排列为一维、而原样向第2逆变换部410输出。在此情况下，第2逆变换部410通过对二维的第 2解码变换输出信号y~2m进行第2逆变换，生成二维的第1解码部分信号y-J。并且，在综合部420中，不进行第1解码部分信号y-J的重新排列，将第1解码部分信号与第2 解码部分信号y~1Hn_m综合。此外，在图13A及图13B中，图示了第2逆变换的对象是解码变换输出信号的任意的区域(非矩形区域)，但并不限定于此，也可以是矩形区域。具体而言，在图13A及图 13B所示的例子中，第2逆变换部410将包括解码变换输出信号的低频成分的系数值的、在使用矩阵表现的情况下的非矩形区域中包含的信号作为第2解码变换输出信号进行第2逆变换。相对于此，第2逆变换部410也可以将包括解码变换输出信号的低频成分的系数值的、包括在使用矩阵表现的情况下的矩形区域中包含的系数值的信号作为第2解码变换输出信号进行第2逆变换。接着，对决定划分综合信息、第1逆变换系数及第2逆变换系数的情况下的动作进行说明。图14是表示有关本发明的实施方式2的逆变换部330的逆变换处理的一例的流程图。使用这些对逆变换处理进行说明。首先，如图14所示，划分部400取得划分综合信息(步骤S231)。并且，划分部 400将在上述中说明的解码变换输出信号y~n划分为包含低频率带的第2解码变换输出信号y~2m、和包含高频率带的第2解码部分信号y~1Hn_m (步骤S23》。具体而言，划分部400基于划分综合信息进行解码变换输出信号y~n的划分，以使第2解码变换输出信号y~2m的相关能量比第2解码部分信号y~1Hn_m的相关能量大。另外，划分综合信息与在实施方式1中说明的同样，划分综合信息的取得，既可以将预先设定的保存在存储器等中的信息读出，也可以根据解码变换输出信号y~2m动态地决定。
接着，第2逆变换部410取得在第2逆变换中使用的第2逆变换系数(步骤S233)。 由第2逆变换系数构成的第2逆变换矩阵是在实施方式1中说明的第2变换的变换系数的逆矩阵或与其近似的矩阵。该第2逆变换系数既可以与实施方式1同样例如使用KLT基于包含第2解码变换输出信号y~2m的集合&求出，也可以根据在编码装置中的第2变换中使用的第2变换系数求出。接着，第2逆变换部410通过使用由所决定的第2逆变换系数构成的第2逆变换矩阵对第2解码变换输出信号y~2m进行第2逆变换，生成第1解码部分信号y"^ (步骤S234)。 并且，综合部420通过将第1解码部分信号与第2解码部分信号y~1Hn_m综合，生成第1 解码变换输出信号yW步骤S236)。接着，第1逆变换部430取得在第1逆变换中使用的第1逆变换系数(步骤S237)。 由第1逆变换系数构成的第1逆变换矩阵是在实施方式1中说明的第1变换的变换系数的逆矩阵或与其近似的矩阵。该第1逆变换系数既可以与实施方式1同样例如使用KLT基于包含第1解码变换输出信号的集合&求出，也可以根据在编码装置中的第1变换中使用的第1变换系数求出。这样的逆变换系数的计算在以下的实施方式中也可以同样进行。第1逆变换部430通过使用由所决定的第1逆变换系数构成的第1逆变换矩阵对第1解码变换输出信号进行第1逆变换，生成解码信号χ~η(步骤S238)。另外，集合&和集合&处于实施方式1的集合&和集合Sa的关系，集合&是比集合&包含的样本数更少的较小的集合。如以上这样，具备有关本发明的实施方式2的逆变换部330的解码装置300与实施方式1同样，能够同时实现高效率的变换、和运算量及数据量的削减。另外，对第2解码变换输出信号y~2m和第1解码部分信号y-J，分别由划分部400 和综合部420进行维的重新排列，但也可以是第2逆变换部410进行各自的重新排列的结构。即，既可以使用分离型的变换，也可以使用图8(b)所示那样的包括对角要素为1、非对角要素为0的行的变换矩阵A4。此外，解码的对象是声音数据等的一维信号的情况、或者将多维信号以分离型构成的情况下的各维的信号可以看作一维信号，所以输入到逆变换部 330中的解码变换输出信号y~n是一维，上述维的重新排列(划分部400中的向一维信号的重新排列、以及综合部420中的向原来的维的重新排列)的处理不再需要。如以上这样，有关本发明的实施方式2的解码装置300的特征在于，对作为通过对编码信号进行熵解码及逆量化而生成的解码变换输出信号的一部分的第2解码变换输出信号进行第2逆变换，对包括第2逆变换后的信号、和作为解码变换输出信号的其余部分的第2解码部分信号的第1解码变换输出信号进行第1逆变换。由此，根据有关本发明的实施方式2的解码装置300，在使用基于输入信号的统计性质计算的逆变换系数的逆变换中， 能够实现变换的运算量的削减及逆变换矩阵的要素数的削减。此外，如实施方式1所示的编码装置100那样，能够将通过进行包括使用基于输入信号的统计性质计算的变换系数的变换的2阶段的变换生成的编码信号正确地解码。另外，在有关上述实施方式2的解码装置300中，将解码变换输出信号y~n划分为第2解码变换输出信号y~2m和第2解码部分信号y~1Hn_m、综合为第2逆变换后，但也可以不明示地划分。即，只要决定解码变换输出信号y~n中的、作为执行第2逆变换的对象的部分就可以。例如，在第2逆变换时，通过使用图8(b)所示那样的包括对角要素为1、非对角要素为0的行的变换矩阵A4，能够将划分和综合实质上在第2逆变换时进行。图15是表示有关本发明的实施方式2的变形例的解码装置300a的结构的一例的块图。解码装置300a具备熵解码部310、逆量化部320、和逆变换部330a。另外，对于进行与图IlA所示的解码装置300相同的动作的处理部赋予相同的标号，以下省略说明。逆变换部330a具备第2逆变换部410a和第1逆变换部430。S卩，逆变换部330a 与图IlB所示的逆变换部330相比，不具备划分部400和综合部420这一点、还有代替第2 逆变换部410而具备第2逆变换部410a这一点不同。第2逆变换部410a通过使用第2逆变换矩阵对作为解码变换输出信号y~n的一部分的第2解码变换输出信号y~2m进行第2逆变换，生成第1解码部分信号y~/。例如，第2 逆变换部410a决定构成解码变换输出信号y~n的系数值中的、作为第2逆变换的对象的系数值，将由所决定的系数值构成的信号作为第2解码变换输出信号y~2m，进行第2逆变换。 更具体地讲，第2逆变换部410a将包括构成解码变换输出信号y~n的多个系数值中的、值比规定的阈值大的系数值的信号作为第2解码变换输出信号y~2m，进行第2变换。例如，第2逆变换部410a通过使对解码变换输出信号y~n中的作为不为第2逆变换的对象的部分的第2解码部分信号y~1Hn_m乘以的第2逆变换系数的对角要素为1、使非对角要素为0，实质上能够仅对第2解码变换输出信号y~2m进行第2逆变换。图16是表示图15所示的解码装置300a的动作的一例的流程图。首先，熵解码部310通过将输入的编码信号进行熵解码，生成解码量化系数 C"n(步骤S210)。接着，逆量化部320通过将解码量化系数C~n逆量化，生成解码变换输出信号y~n (步骤S220b)。接着，逆变换部330a通过将解码变换输出信号y~n逆变换，生成解码信号(步骤S230a)。具体而言，首先，第2逆变换部410a通过将解码变换输出信号y~n中的是作为第2逆变换的对象的部分的第2解码变换输出信号y~2m逆变换，生成第1解码部分信号 y"1Lm(S234a)0并且，第2逆变换部410a将包括所生成的第1解码部分信号y;"1、和解码变换输出信号y~n中的作为不为第2逆变换的对象的部分的第2解码部分信号y~1Hn_m的第1 解码变换输出信号输出。最后，第1逆变换部430通过使用第1逆变换矩阵对第1解码变换输出信号y"^ 进行第1逆变换，生成解码信号x~n(S238)。如以上这样，通过有关实施方式2的变形例的解码装置300a，也能够将为了抑制运算量的增加及逆变换系数的数据量的增加而进行了 2阶段的变换的编码信号解码。(实施方式3)有关本发明的实施方式3的编码装置及编码方法具备将声音数据、静止图像数据、运动图像数据等作为编码对象的信号通过多种变换的组合进行变换的变换部及变换方法。有关本发明的实施方式3的编码装置及编码方法的特征在于，作为变换输入信号，对作为编码对象信号(输入信号)与预测信号的差的预测误差信号进行2阶段的变换。图17是表示有关本发明的实施方式3的编码装置500的结构的一例的块图。如图17所示，有关本发明的实施方式3的编码装置500具备减法器505、变换部510、量化部 120、熵编码部130、逆量化部M0、逆变换部550、加法器560、存储器570、预测部580、和控制部590。另外，对于与图3所示的有关实施方式1的编码装置100相同的结构赋予相同的标号，以下省略说明。减法器505计算作为编码对象的输入信号与根据以前的编码对象信号生成的预测信号的差(预测误差)。将表示计算出的预测误差的信号作为变换输入信号输入到变换部510中。变换部510与在实施方式1中说明的变换部110同样，对变换输入信号进行2阶段的变换。即，变换部510通过对变换输入信号进行第1变换，生成第1变换输出信号，通过对作为生成的第1变换输出信号的一部分的第1部分信号进行第2变换，生成第2变换输出信号。并且，变换部510将包括所生成的第2变换输出信号、和第1变换输出信号中的作为第1部分信号以外的部分的第2部分信号的变换输出信号向量化部120输出。关于变换部510的详细情况在后面说明。这里，在变换部510中，作为变换输入信号而输入表示预测误差图像的信号。逆量化部540通过将由量化部120生成的量化系数逆量化，生成解码变换输出信号。解码变换输出信号相当于由变换部510生成的变换输出信号。逆变换部550通过将由逆量化部540生成的解码变换输出信号逆变换，生成解码变换输入信号。解码变换输入信号相当于由减法器505生成的变换输入信号。加法器560通过将由逆变换部550生成的解码变换输入信号、与根据以前的编码对象信号生成的预测信号相加，生成解码信号。存储器570是用来将所生成的解码信号保存的存储部的一例。预测部580通过使用解码信号进行编码对象信号的预测，生成预测信号。具体而言，预测部580基于规定的编码参数，生成包含在作为编码对象的输入图像中的编码对象块的预测像素(预测信号)。在减法器505中，生成作为编码对象块的像素与预测像素的差的预测误差图像。控制部590基于局部信息，输出用来控制变换部510的动作的控制信号。局部信息例如是与变换系数及划分综合信息建立了对应的索引、或表示预测模式等的信息。控制部590基于这些局部信息决定变换系数及划分综合信息，将表示所决定的系数及信息的控制信息向变换部510输出。在有关本发明的实施方式3的编码装置500中，基于从控制部590的控制，在第2 变换时，作为第1部分信号，在时间或空间上适应性地决定第1变换输出信号中的作为第2 变换的对象的范围、和第2变换系数的至少其一。例如，基于规定的编码参数，作为第1部分信号，决定第1变换输出信号中的作为第2变换的对象的范围、和第2变换系数的至少其
ο另外，存储器570作为能够进行编码对象信号与由其以前的对象信号生成的预测信号的比较的延迟部动作。通过量化部120的量化处理将信息量压缩(发生信息的损失)， 所以为了将编码在编码信号中的信息取出，逆量化部540通过将量化系数逆量化，生成解码变换输出信号，逆变换部550通过将解码变换输出信号逆变换，生成解码变换输入信号。另外，逆变换部550的逆变换处理需要变换部510的变换处理与逆变换的关系成立。但是，通过用来抑制运算所需要的位长的乘法的简单化及四舍五入处理的插入，也有变换处理及逆变换处理不能严格地用矩阵表现的情况，此外，也有设计为、使得变换部510的变换处理和逆变换部550的逆变换处理不满足严格的逆变换的关系的情况。另外，在将声音或音频的数据编码的情况下，输入信号是一维，在将静止图像或运动图像的数据编码的情况下，输入信号为二维。接着，使用图18，说明有关本发明的实施方式3的编码装置500执行的编码处理。 图18是表示有关本发明的实施方式3的编码装置500的动作的一例的流程图。首先，如果对编码装置500输入编码对象信号(输入信号)，则预测部580使用保存在存储器570中的已编码信号(解码信号)生成预测信号。并且，减法器505生成作为输入信号与预测信号的误差的预测误差信号(步骤S305)。另外，在不是预测误差信号、而将输入信号直接变换的情况下，将生成步骤S305的预测误差信号的步骤省略。将通过减法器505生成的预测误差信号或输入信号输入到变换部510中。将向变换输入的元的向量、即预测误差信号作为变换输入(Transform Input)信号xn(参照式 4)。另外，由于在许多压缩编码中进行预测，所以变换输入信号xn是预测误差(Prediction Error)的情况较多，但在设想在传送路径中混入错误的情况而不进行预测的情况下，或者在能量足够小的情况下，也有不进行预测、而将编码对象信号(Original Signal)、即输入信号直接向变换输入的情况。变换部510通过将变换输入信号Xn用某个变换T变换，生成变换输出(Transform Output)信号yn(参照式5)(步骤Sl 10)。此外，变换输出信号(变换输出向量)y11也有单称作系数(Coefficient)的情况。[数式δ](式5) y11 = T [xn]接着，量化部120通过将变换输出信号y11量化，生成量化系数(Quantized Coefficient)Cn(步骤S120)。量化部120进行的量化处理是在加上四舍五入偏差a后同样用量化步长s除的处理，如式6那样表现。将a及s在编码装置500中为了高效率编码而控制。[数式6](式6) C" =[_(/+")"」接着，熵编码部130通过将量化系数Cn进行熵编码，生成编码信号(步骤S130)。 将生成的编码信号向解码装置发送。接着，逆量化部540通过如式7那样对量化系数Cn进行逆量化，生成解码变换输出(Decoded Transform Output)信号 y~n (步骤 S340)。[数式7](式7) y" = SC"另外，在将数据量大幅削减、从而不能向原来的数据完全复原的有损(lossy)编码中，由于通过量化处理而丢失信息量，所以解码变换输出信号y~n与变换输出信号7"不一致。即，在解码变换输出信号y~n中，混入了因量化带来的畸变，所以在变换前进行预测的情况下，也有将解码变换输出信号y~n称作量化预测误差(Quantized Prediction Error)的情况。另外，在即使是有损编码的情况也能够用充分的数据量编码的情况下，信息没怎么丢失，71与7"大致一致。
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接着，逆变换部550通过如式8那样对解码变换输出信号y~n进行逆变换Γ1，生成解码变换输入向量x~n(步骤S350)。[数式8](式=T^1IJ)"]接着，加法器560通过将上述预测信号与解码变换输入信号相加，生成解码信号。 并且，加法器560将所生成的解码信号保存到存储器570中，使得在下个定时能够参照(步骤 S360)。另外，变换T及逆变换Γ1分别用式9及式10所示那样的与ηΧη的大小的变换矩阵A及B的矩阵积表现。[数式9]
权利要求
1.一种编码方法，包括变换步骤，对输入信号进行变换，由此生成变换输出信号； 量化步骤，对上述变换输出信号进行量化，由此生成量化系数；以及熵编码步骤，对上述量化系数进行熵编码，由此生成编码信号； 上述变换步骤包括第1变换步骤，使用第1变换系数对上述输入信号进行第1变换，由此生成第1变换输出信号；第2变换步骤，使用第2变换系数对作为上述第1变换输出信号的一部分的第1部分信号进行第2变换，由此生成第2变换输出信号，生成包括所生成的第2变换输出信号和第 2部分信号的上述变换输出信号，该第2部分信号是上述第1变换输出信号中的上述第1部分信号以外的部分；以及修正步骤，对上述第1变换输出信号进行修正。
2.如权利要求1所述的编码方法，在上述第1变换步骤中，使用预先设定的系数作为上述第1变换系数来进行上述第1 变换。
3.如权利要求1或2所述的编码方法，在上述修正步骤中，使用基于上述第1变换系数决定的修正参数对上述第1变换输出信号进行正规化，由此修正上述第1变换输出信号。
4.如权利要求1或2所述的编码方法，在上述修正步骤中，使用在上述量化步骤中使用的量化矩阵的权重尺度对上述第1变换输出信号进行加权，由此修正上述第1变换输出信号。
5.如权利要求1 4中任一项所述的编码方法，在上述修正步骤中，将上述第1部分信号和上述第2部分信号分别单独地修正。
6.如权利要求1 3中任一项所述的编码方法，在上述修正步骤中，将构成上述第1部分信号的系数值向低移位，以使上述第2变换中的有效数据长度成为规定的值以下，由此修正上述第1变换输出信号。
7.如权利要求1 6中任一项所述的编码方法，在上述修正步骤中，还将构成上述第1部分信号或上述第2变换输出信号的系数值向低移位，以使构成上述第1部分信号或上述第2变换输出信号的系数值的位长与构成上述第2部分信号的系数值的位长相同。
8.一种解码方法，包括熵解码步骤，对编码信号进行熵解码，由此生成解码量化系数； 逆量化步骤，对上述解码量化系数进行逆量化，由此生成解码变换输出信号；以及逆变换步骤，对上述解码变换输出信号进行逆变换，由此生成解码信号； 上述逆变换步骤包括第2逆变换步骤，使用第2逆变换系数对作为上述解码变换输出信号的一部分的第2 解码变换输出信号进行第2逆变换，由此生成第1解码部分信号；第1逆变换步骤，使用第1逆变换系数对包括上述第1解码部分信号和第2解码部分信号的第1解码变换输出信号进行第1逆变换，由此生成上述解码信号，该第2解码部分信号是上述解码变换输出信号中的上述第2解码变换输出信号以外的部分；以及修正步骤，对上述第1解码部分信号进行修正。
9.如权利要求8所述的解码方法，在上述第1逆变换步骤中，使用预先设定的系数作为上述第1逆变换系数来进行上述第1逆变换。
10.如权利要求8或9所述的解码方法，在上述修正步骤中，使用基于上述第1逆变换系数决定的修正参数对上述第1解码变换输出信号进行正规化，由此修正上述第1解码变换输出信号。
11.如权利要求8或9所述的解码方法，在上述修正步骤中，还使用在上述逆量化步骤中使用的量化矩阵的权重尺度对上述第 1解码部分信号进行加权，由此修正上述第1解码变换输出信号。
12.如权利要求8 11中任一项所述的解码方法，在上述修正步骤中，将上述第1解码部分信号和上述第2解码部分信号分别单独地修正。
13.如权利要求8 10中任一项所述的解码方法，在上述修正步骤中，将构成上述第2解码变换输出信号的系数值向低移位，以使上述第2逆变换中的有效数据长度成为规定的值以下，由此修正上述第1解码变换输出信号。
14.如权利要求8 13中任一项所述的解码方法，在上述修正步骤中，还将构成上述第1解码部分信号或上述第2解码变换输出信号的系数值向低移位，以使构成上述第1解码部分信号或上述第2解码变换输出信号的系数值的位长与构成上述第2解码部分信号的系数值的位长相同。
15.一种编码装置，具备变换部，对输入信号进行变换，由此生成变换输出信号； 量化部，对上述变换输出信号进行量化，由此生成量化系数；以及熵编码部，对上述量化系数进行熵编码，由此生成编码信号； 上述变换部具备第1变换部，使用第1变换系数对上述输入信号进行第1变换，由此生成第1变换输出信号；第2变换部，使用第2变换系数对作为上述第1变换输出信号的一部分的第1部分信号进行第2变换，由此生成第2变换输出信号，生成包括所生成的第2变换输出信号和第2 部分信号的上述变换输出信号，该第2部分信号是上述第1变换输出信号中的上述第1部分信号以外的部分；以及修正部，对上述第1变换输出信号进行修正。
16.一种解码装置，具备熵解码部，对编码信号进行熵解码，由此生成解码量化系数； 逆量化部，对上述解码量化系数进行逆量化，由此生成解码变换输出信号；以及逆变换部，对上述解码变换输出信号进行逆变换，由此生成解码信号； 上述逆变换部具备第2逆变换部，使用第2逆变换系数对作为上述解码变换输出信号的一部分的第2解码变换输出信号进行第2逆变换，由此生成第1解码部分信号；以及第1逆变换部，使用第1逆变换系数对包括上述第1解码部分信号和第2解码部分信号的第1解码变换输出信号进行第1逆变换，由此生成上述解码信号，该第2解码部分信号是上述解码变换输出信号中的上述第2解码变换输出信号以外的部分；以及修正部，对上述第1解码部分信号进行修正。
17.一种集成电路，具备变换部，对输入信号进行变换，由此生成变换输出信号； 量化部，对上述变换输出信号进行量化，由此生成量化系数；以及熵编码部，对上述量化系数进行熵编码，由此生成编码信号； 上述变换部具备第1变换部，使用第1变换系数对上述输入信号进行第1变换，由此生成第1变换输出信号；第2变换部，使用第2变换系数对作为上述第1变换输出信号的一部分的第1部分信号进行第2变换，由此生成第2变换输出信号，生成包括所生成的第2变换输出信号和第2 部分信号的上述变换输出信号，该第2部分信号是上述第1变换输出信号中的上述第1部分信号以外的部分；以及修正部，对上述第1变换输出信号进行修正。
18.一种集成电路，具备熵解码部，对编码信号进行熵解码，由此生成解码量化系数； 逆量化部，对上述解码量化系数进行逆量化，由此生成解码变换输出信号；以及逆变换部，对上述解码变换输出信号进行逆变换，由此生成解码信号； 上述逆变换部具备第2逆变换部，使用第2逆变换系数对作为上述解码变换输出信号的一部分的第2解码变换输出信号进行第2逆变换，由此生成第1解码部分信号；第1逆变换部，使用第1逆变换系数对包括上述第1解码部分信号和第2解码部分信号的第1解码变换输出信号进行第1逆变换，由此生成上述解码信号，该第2解码部分信号是上述解码变换输出信号中的上述第2解码变换输出信号以外的部分；以及修正部，对上述第1解码部分信号进行修正。
19.一种程序，用来使计算机执行编码方法，该编码方法包括 变换步骤，对输入信号进行变换，由此生成变换输出信号；量化步骤，对上述变换输出信号进行量化，由此生成量化系数；以及熵编码步骤，对上述量化系数进行熵编码，由此生成编码信号； 上述变换步骤包括第1变换步骤，使用第1变换系数对上述输入信号进行第1变换，由此生成第1变换输出信号；第2变换步骤，使用第2变换系数对作为上述第1变换输出信号的一部分的第1部分信号进行第2变换，由此生成第2变换输出信号，生成包括所生成的第2变换输出信号和第 2部分信号的上述变换输出信号，该第2部分信号是上述第1变换输出信号中的上述第1部分信号以外的部分；以及修正步骤，对上述第1变换输出信号进行修正。
20. 一种程序，用来使计算机执行解码方法，该解码方法包括熵解码步骤，对编码信号进行熵解码，由此生成解码量化系数；逆量化步骤，对上述解码量化系数进行逆量化，由此生成解码变换输出信号；以及逆变换步骤，对上述解码变换输出信号进行逆变换，由此生成解码信号；上述逆变换步骤包括第2逆变换步骤，使用第2逆变换系数对作为上述解码变换输出信号的一部分的第2 解码变换输出信号进行第2逆变换，由此生成第1解码部分信号；第1逆变换步骤，使用第1逆变换系数对包括上述第1解码部分信号和第2解码部分信号的第1解码变换输出信号进行第1逆变换，由此生成上述解码信号，第2解码部分信号是上述解码变换输出信号中的上述第2解码变换输出信号以外的部分；以及修正步骤，对上述第1解码部分信号进行修正。
全文摘要
有关本发明的编码方法包括将输入信号变换的变换步骤(S110a)、将变换输出信号量化的量化步骤(S120)、以及对量化系数进行熵编码的熵编码步骤(S130)；变换步骤(S110a)包括通过使用第1变换系数对输入信号进行第1变换来生成第1变换输出信号的第1变换步骤(S112)、通过对作为第1变换输出信号的一部分的第1部分信号使用第2变换系数进行第2变换来生成第2变换输出信号、并将包括所生成的第2变换输出信号和作为第1变换输出信号中的第1部分信号以外的部分的第2部分信号的变换输出信号输出的第2变换步骤(S116a)、以及对第1变换输出信号进行修正的修正步骤。
文档编号H04N7/32GK102474269SQ201080033739
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者M·纳罗施克, S·维特曼, V·德吕容, 柴原阳司, 笹井寿郎, 西孝启, 谷川京子 申请人:松下电器产业株式会社