编码方法、编码装置、程序以及记录介质制造方法及图纸

将包括第1信息和第2信息的信息作为与预测残差对应的码来生成，并对包括分离参数的每个辅助信息，将该辅助信息进行可变长度编码，其中，第1信息用于确定通过如下除法来获得的整数的商：将根据预测残差或预测残差的大小的增加而单调增加的0以上的整数作为被除数，将对于该预测残差所属的时间区间设定的分离参数或作为分离参数的映射值的整数作为除数，第2信息用于确定被除数除以除数的余数。

【技术实现步骤摘要】
编码方法以及编码装置本申请是专利技术名称为“编码方法、解码方法、使用这些方法的装置、程序以及记录介质”(申请号：200980148292.0；申请日：2009年12月08日)的申请的分案申请。
本专利技术涉及将时序信号进行预测分析而编码的技术，特别涉及预测残差的编码方法、解码方法、使用这些方法的装置、程序以及记录介质。
技术介绍
在将声音信号或视频信号等的时序信号通过通信路径来传输，或者记录在信息记录介质中的情况下，从提高传输效率或记录效率的观点出发，将时序信号变换为压缩码之后传输或者记录的方法是比较有效的。此外，随着近年来的宽频带的普及和存储装置的容量增加，与将压缩率的高度为优先的不可逆压缩编码方式相比，以原信号的完整再现为条件的可逆压缩编码方式受到重视(例如，参照非专利文献1)。其中，使用线性预测分析等的要素技术而将声音信号进行可逆压缩编码的技术，作为MPEG(MovingPictureExpertGroup，运动图像专家组)的国际标准规格“MPEG-4ALS”而受到认可(例如，参照非专利文献2)。图1是用于说明以往的可逆压缩编码方式的编码装置2100的功能结构的方框图。图2是用于说明图1所示的残差编码部2120的功能结构的方框图。此外，图3是用于说明以往的可逆压缩编码方式的解码装置2200的功能结构的方框图。图4是用于说明图3所示的残差解码部2220的功能结构的方框图。首先，使用这些图，说明以往的可逆压缩编码方式。<编码方法>在编码装置2100的帧缓冲器2111中，输入已进行了标本化/量化的PCM(pulsecodemodulation，脉冲编码调制)形式的时序信号x(n)(n是表示离散时间的索引)。帧缓冲器2111对预定的时间区间(以下，称为“帧”)量的时序信号x(n)(n＝1、……、N)(N为正整数)进行缓冲。被缓冲的1帧量的时序信号x(n)(n＝1、……、N)送到预测编码部2110的线性预测分析部2112，线性预测分析部2112通过线性预测分析而计算1次至M次的PARCOR系数k(m)(m＝1、2、……、M)并输出。另外，在线性预测分析中，假设将某一时刻n的时序信号x(n)和该时刻n之前的M个(M为正整数。将M称为“预测次数”。)的时刻n-1、n-2、……、n-M的时序信号x(n-1)、x(n-2)、……、x(n-M)分别以系数α(m)(m＝1、……、M)(称为“线性预测系数”)加权所得的值、和预测残差e(n)(有时也称为“预测误差”)之间成立线性1次结合。基于该假设的线性预测模型成为如下。在线性预测分析中，对输入的时序信号x(n)(n＝1、……、N)计算将预测残差e(n)(n＝1、……、N)的能量最小化的线性预测系数α(m)(m＝1、……、M)或者可变换为它的PARCOR系数k(m)(m＝1、……、M)等的系数。e(n)＝x(n)+α(1)·x(n-1)+α(2)·x(n-2)+...+α(M)·x(n-M)作为线性预测分析的具体例子，有如莱文森-德宾(Levinson-Durbin)法或伯格(Burg)法等的逐次算法、自相关法或协方差法那样，对每个预测次数解联立方程式(以将预测残差最小的线性预测系数为解的联立方程式)的方法等。此外，将使用某一时刻n之前的M个的时刻n-1、n-2、……、n-M的时序信号x(n-1)、x(n-2)、……、x(n-M)，估计该时刻n的时序信号y(n)的下式的线性FIR(FiniteImpulseResponse，有限脉冲响应)滤波器称为“线性预测滤波器”。y(n)＝-{α(1)·x(n-1)+α(2)·x(n-2)+...+α(M)·x(n-M)}算出的PARCOR系数k(m)(m＝1、……、M)送到量化部2113，并在量化之后生成量化PARCOR系数i(m)(m＝1、……、M)。另外，“量化PARCOR系数”既可以是PARCOR系数的量化值本身，也可以是对该PARCOR系数的量化值赋予的索引。量化PARCOR系数i(m)(m＝1、……、M)送到系数编码部2114，其中进行可变长度编码。此外，量化PARCOR系数i(m)(m＝1、……、M)还送到线性预测系数变换部2115，线性预测系数变换部2115使用这些来计算线性预测系数α(m)(m＝1、2、……、M)。线性预测部2016使用1帧量的时序信号x(n)(n＝1、……、N)和各个线性预测系数α(m)(m＝1、……、M)，通过线性预测滤波器而生成线性预测值y(n)(n＝1、……、M)，减法部2117计算作为从时序信号x(n)减去线性预测值y(n)的结果的预测残差e(n)(预测滤波器处理)。计算出的预测残差e(n)是以规定范围的整数来表现的值。例如，在输入的时序信号x(n)以有限比特数的整数形式表现，且通过将小数点以下四舍五入等而整数化的线性预测系数作为滤波器系数的线性预测滤波器的输出值作为线性预测值y(n)的情况下，将从时序信号x(n)减去线性预测值y(n)所得的值作为预测残差e(n)，从而能够获得以有限比特数的整数形式表现(以规定范围的整数表现)的预测残差e(n)。此外，在时序信号x(n)或线性预测值y(n)不是以整数形式表现的值的情况下，也可以将从时序信号x(n)减去线性预测值y(n)所得的值以有限比特数的整数形式表现的值作为预测残差e(n)。残差编码部2120对该整数形式表现为预测残差e(n)(n＝1、……、N)进行哥伦布莱斯(Golomb-Rice)编码。在哥伦布莱斯编码中，首先，莱斯参数计算部2121使用输入的预测残差e(n)(n＝1、……、N)，生成作为整数的莱斯参数s。如后所述，莱斯参数s的最佳值依赖于输入的预测残差e(n)的振幅(例如，依赖于在属于某一时间区间的一个以上的预测残差e(n)的平均振幅)。该莱斯参数s既可以在每个帧生成，也可以在作为将帧进一步划分为多个的各个时间区间的每个子帧生成。接着，在哥伦布莱斯编码部2122的分离运算部2122a中，输入预测残差e(n)(n＝1、……、N)和莱斯参数s。分离运算部2122a通过使用它们的规定的除法，计算整数的商q(n)和确定与该商对应的余数的信息sub(n)。该除法基本上是将预测残差e(n)除以除数2s的运算。但是，从区分存在正负的预测残差e(n)来处理的必要性和削减编码长度等的观点出发，还有对简单将预测残差e(n)除以除数2s的运算加以少许变更的情况。另外，在除数是2的幂级数，且被除数是以2进制数表现的整数的情况下，除法运算成为删去在以多个比特表现了被除数的情况下的下位比特的处理，商成为在以多个比特表现了被除数的情况下的上位比特，余数成为在以多个比特表现了被除数的情况下的下位比特。接着，阿尔法编码部2122b将该商q(n)进行阿尔法编码(有时称为“一进制法码(一元码，unary)”)化，生成信息prefix(n)。生成的信息prefix(n)和信息sub(n)输入到合成部2122c，合成部2122c将这些比特结合值prefix(n)|sub(n)作为与预测残差e(n)对应的残差码Ce来输出。此外，残差编码部2120输出该残差码Ce和用于确定莱斯参数s的辅助码Cc。例如，在每个帧生成莱斯参数s的情况下，表示没有进行子帧分割的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码方法，对基于将时序信号进行预测分析的结果生成的整数形式表现的预测残差进行编码，其中，包括：(A)在每个某一时间区间设定分离参数的步骤；(B)将包括第1信息和第2信息的信息作为与所述预测残差对应的码而输出的步骤，其中，该第1信息用于确定通过如下除法来获得的整数的商：将根据所述预测残差或该预测残差的大小的增加而单调增加的0以上的整数作为被除数，将对于该预测残差所属的所述时间区间设定的所述分离参数或作为该分离参数的映射值的整数作为除数，该第2信息用于确定所述被除数除以所述除数的余数；以及(C)输出对包括所述分离参数的每个辅助信息、将该辅助信息进行可变长度编码而获得的码的步骤，其中，满足下列条件中的一个条件：所述分离参数为根据所述预测残差的振幅的增加而广义单调增加的整数，且所述除数为根据所述分离参数的增加而单调增加的整数的条件，或者，所述分离参数为根据所述预测残差的振幅的增加而广义单调减少的整数，且所述除数为根据所述分离参数的减少而单调增加的整数的条件，所述步骤(C)是如下步骤：使用第1码的码长比第2码的码长短的情况比所述第1码的码长比所述第2码的码长长的情况更多的可变长度编码方法，对所述辅助信息进行可变长度编码，其中，所述第1码是对包括离预定的特定值的距离为第1距离的分离参数的辅助信息分配的码，所述第2码是对包括离所述预定的特定值的距离为大于第1距离的第2距离的分离参数的辅助信息分配的码。...

【技术特征摘要】
2008.12.09 JP 313582/081.一种编码方法，对基于将时序信号进行预测分析的结果生成的整数形式表现的预测残差进行编码，其中，包括：(A)在每个某一时间区间设定分离参数的步骤；(B)将包括第1信息和第2信息的信息作为与所述预测残差对应的码而输出的步骤，其中，该第1信息用于确定通过如下除法来获得的整数的商：将根据所述预测残差或该预测残差的大小的增加而单调增加的0以上的整数作为被除数，将对于该预测残差所属的所述时间区间设定的所述分离参数或作为该分离参数的映射值的整数作为除数，该第2信息用于确定所述被除数除以所述除数的余数；以及(C)输出对包括所述分离参数的每个辅助信息、将该辅助信息进行可变长度编码而获得的码的步骤，其中，满足下列条件中的一个条件：所述分离参数为根据所述预测残差的振幅的增加而广义单调增加的整数，且所述除数为根据所述分离参数的增加而单调增加的整数的条件，或者，所述分离参数为根据所述预测残差的振幅的增加而广义单调减少的整数，且所述除数为根据所述分离参数的减少而单调增加的整数的条件，所述步骤(C)是如下步骤：使用第1码的码长比第2码的码长短的情况比所述第1码的码长比所述第2码的码长长的情况更多的可变长度编码方法，对所述辅助信息进行可变长度编码，其中，所述第1码是对包括离预定的特定值的距离为第1距离的分离参数的辅助信息分配的码，所述第2码是对包括离所述预定的特定值的距离为大于第1距离的第2距离的分离参数的辅助信息分配的码。2.如权利要求1所述的编码方法，其中，所述预定的特定值在将所述除数作为1以上且所述被除数的最大值以下的所述分离参数可取的范围内，所述预定的特定值是除去所述分离参数可取的范围的下限值和上限值的值。3.如权利要求2所述的编码方法，其中，所述被除数是在将B作为3以上的整数的情况下的0以上且小于2B的整数，所述分离参数可取的范围是0以上且B-1以下的范围。4.如权利要求1所述的编码方法，其中，所述预定的特定值在将所述除数作为1以上且所述被除数的最大值以下的所述分离参数可取的范围内，所述预定的特定值是与所述分离参数的下限值和上限值相比，更接近该下限值和该上限值的中间值的值。5.如权利要求4所述的编码方法，其中，所述被除数是在将B作为3以上的整数的情况下的0以上且小于2B的整数，所述分离参数可取的范围是0以上且B-1以下的范围。6.如权利要求1所述的编码方法，其中，所述分离参数可取的范围是0以上且7以下的范围，所述预定的特定值是2或3。7.如权利要求1至6的任一项所述的编码方法，其中，所述预测残差是根据在作为预定的时间区间的每个帧，对时序信号进行预测分析的结果而获得的，所述步骤(A)是在作为将所述帧进一步划分为多个的各个时间区间的每个子帧，设定所述分离参数的步骤，所述除法的除数是对所述预测残差所属的子帧设定的所述分离参数或作为该分离参数的映射值的整数，所述辅助信息包括将对属于同一个帧的各个子帧分别设定的各个分离参数结合的结合参数。8.如权利要求1至6的任一项所述的编码方法，其中，所述第1信息是对所述商进行了可变长度编码的码，所述步骤(B)包括：(B-1)求所述商的步骤；(B-2)对预定的每个时间区间选择用于对所述商进行可变长度编码的编码方法的步骤；以及(B-3)使用对与所述商对应的所述预测残差所属的时间区间设定的编码方法，对该商进行可变长度编码而生成所述第1信息的步骤，所述辅助信息包括所述分离参数、用于确定在所述步骤(B-2)中选择的编码方法的索引的组。9.如权利要求8所述的编码方法，其中，所述步骤(C)包括使用特定的可变长度编码方法，对包括某一个同一值的分离参数的多个所述辅助信息分别进行可变长度编码的步骤，所述特定的可变长度编码方法是，在包括所述同一值的分离参数的多个所述辅助信息中，对特定的辅助信息分配在对包括所述同一值的分离参数的多个所述辅助信息分别分配的码中最短的码长的码的编码方法，所述特定的辅助信息是包括用于确定进行阿尔法编码或进行最接近阿尔法编码的可变长度编码的编码方法的索引的辅助信息。10.如权利要求9所述的编码方法，其中，将在阿尔法编码中对编码对象值k分配的码的比特长度设为bu(k)、在某一可变长度编码中对编码对象值k分配的码的比特长度设为bx(k)、fu...

【专利技术属性】
技术研发人员：守谷健弘，原田登，镰本优，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP