编码方法、编码装置、程序、以及记录介质制造方法及图纸

对增益的值进行更新，使得对将源于规定的区间的输入声音信号的样本串的样本串的各样本除以更新前的增益而得到的整数值样本的串进行编码而得到的代码的比特数或者估计比特数和规定的分配比特数(B)之差越大，更新前的增益和更新后的增益之差变得越大，并得到增益代码和整数信号代码，其中，所述增益代码是与所得到的增益对应的增益代码，所述整数信号代码是对将样本串的各样本除以增益而得到的整数值样本的串进行编码而得到的整数信号代码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】编码方法、编码装置
本专利技术涉及声音信号的编码技术。尤其，涉及将源于(derivefrom)声音信号的样本串除以增益而得到的序列的编码技术。
技术介绍
作为低比特(例如10kbit/s～20kbit/s左右)的语音信号和声音信号的编码方，已知DFT(离散傅里叶变换)和MDCT(变形离散余弦变换)等的对于正交变换系数的自适应编码。例如作为非专利文献1的标准规格技术的AMR-WB+(ExtendedAdaptiveMulti-RateWideband)(扩展自适应多速率宽带)具有TCX(transformcodedexcitation：变换编码激励)编码模式。在TCX编码中，为了能够进行对每个帧赋予的总比特数下的编码，决定增益，使得针对通过功率谱(powerspectrum)包络系数串将频域的声音数字信号序列进行归一化而得到的系数串，能够将系数串中的各系数除以增益而得到的序列以规定的比特数来进行编码。<TCX编码装置1000>在图1中表示以往的TCX编码的编码装置1000的结构例。以下，说明图1的各部。<频域变换部1001>频域变换部1001以规定的时间区间即帧为单位，将被输入的声音数字信号变换为频域的N点的MDCT系数串X(1)、…、X(N)并输出。其中，N是正整数。<功率谱包络系数串计算部1002>功率谱包络系数串计算部1002进行对于以帧为单位的声音数字信号的线性预测分析而求出线性预测系数，使用该线性预测系数来得到N点的声音数字信号的功率谱包络系数串W(1)、……、W(N)并输出。<加权包络归一化部1003&gt;加权包络归一化部1003使用由功率谱包络系数串计算部1002得到的功率谱包络系数串，将由频域变换部1001得到的MDCT系数串的各系数进行归一化，对加权归一化MDCT系数串XN(1)、…、XN(N)进行输出。在此，为了实现听觉上失真较小的量化，加权包络归一化部1003使用钝化了功率谱包络的加权功率谱包络系数串，以帧为单位对MDCT系数串的各系数进行归一化。其结果，加权归一化MDCT系数串XN(1)、…、XN(N)成为不具有被输入的MDCT系数串那么大的振幅的倾斜和振幅的凹凸，但具有与声音数字信号的功率谱包络系数串类似的大小关系的系数串，即，在与低频对应的系数侧的区域中具有略微大的振幅，且具有由基音(pitch)周期引起的精细结构的系数串。<初始化部1004>初始化部1004对增益(全局增益，globalgain)g的初始值进行设定。能够根据加权归一化MDCT系数串XN(1)、…、XN(N)的能量(energy)和对可变长度编码部1006输出的代码预先分配的比特数等，决定增益的初始值。以下，将对可变长度编码部1006输出的代码预先分配的比特数称作分配比特数B。此外，初始化部将0设定为增益的更新次数的初始值。<增益更新循环处理部1130>增益更新循环处理部1130决定增益，使得能够以规定的比特数对将加权归一化MDCT系数串XN(1)、…、XN(N)中的各系数除以增益而得到的序列进行编码，输出整数信号代码和增益代码，其中，所述整数信号代码是对将加权归一化MDCT系数串XN(1)、…、XN(N)中的各系数除以所决定的增益而得到的序列进行可变长度编码而得到的整数信号代码，所述增益代码是对所决定的增益进行编码而得到的增益代码。增益更新循环处理部1130具有：量化部1005、可变长度编码部1006、判定部1007、增益放大更新部1131、增益缩小更新部1132、切除部1016、增益编码部1017。<量化部1005>量化部1005对将加权归一化MDCT系数串XN(1)、…、XN(N)的各系数除以增益g而得到的值进行量化，得到整数值的序列即完成量化归一化后的系数序列XQ(1)、…、XQ(N)，并输出。<可变长度编码部1006>可变长度编码部1006对完成量化归一化后的系数序列XQ(1)、…、XQ(N)进行可变长度编码，得到代码并输出。将该代码称作整数信号代码。在该可变长度编码中，使用例如汇总完成量化归一化后的系数序列中的多个系数并进行编码的方法。此外，可变长度编码部1006对通过可变长度编码而得到的整数信号代码的比特数进行计测。以下，将该比特数称作消耗比特数c。<判定部1007>判定部1007在增益的更新次数为预先决定的次数的情况下，输出增益、整数信号代码、消耗比特数c。在增益的更新次数小于预先决定的次数的情况下，进行控制，使得在由可变长度编码部1006计测出的消耗比特数c比分配比特数B更多的情况下增益放大更新部1131进行接下来的处理，在由可变长度编码部1006计测出的消耗比特数c比分配比特数B更少的情况下增益缩小更新部1132进行接下来的处理。另外，在消耗比特数c与分配比特数B相等时，意味着本次的增益的值是最佳的值，因此，对增益、整数信号代码、消耗比特数c进行输出。<增益放大更新部1131>增益放大更新部1131将比本次的增益g的值更大的值g’>g设定为新的增益。增益放大更新部1131具有：增益下限设定部1008、第1分支部1009、第1增益更新部1010、增益放大部1011。<增益下限设定部1008>增益下限设定部1008将本次的增益g的值设定为增益的下限值gmin(gmin←g)。该增益的下限值gmin意味着增益的值至少应在gmin以上。<第1分支部1009>在通过增益下限设定部1008设定了增益的下限值gmin的情况下，第1分支部1009进行控制，使得在已设定了增益的上限值gmax的情况下第1增益更新部1010进行下面的处理，在并非如此的情况下增益放大部1011进行下面的处理。<第1增益更新部1010>第1增益更新部1010例如将本次的增益g的值和增益的上限值gmax的平均值重新设定为增益g的值(g←(g+gmax)/2)。这是因为最佳的增益的值存在于本次的增益g的值和增益的上限值gmax之间。由于本次的增益g的值被设定为增益的下限值gmin，因此，也可以说成是将增益的上限值gmax和增益的下限值gmin的平均值重新设定为增益g的值(g←(gmax+gmin)/2)。其后，返回到量化部1005的处理。<增益放大部1011>增益放大部1011将比本次的增益g的值更大的值设定为新的增益g的值。例如，将在本次的增益g的值上加上预先决定的值即增益变更量Δg后的值设定为新的增益g的值(g←g+Δg)。此外，例如，不设定增益的上限值gmax，在消耗比特数c比分配比特数B更多的状态持续多次的情况下，将比预先决定的值更大的值用作增益变更量Δg。其后，返回到量化部1005的处理。<增益缩小更新部1132>增益缩小更新部1132将比本次的增益g的值更小的值g’<g设定为新的增益。增益缩小更新部1132具有：增益上限设定部1012、第2分支部1013、第2增益更新部1014、增益缩小部1015。<增益上限设定部1012>增益上限设定部1012将本次的增益g的值设定为增益的上限值gmax(gmax←g)。该增益本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种源于规定的区间的输入声音信号的样本串的编码方法，其中，所述编码方法具有：增益更新循环处理步骤，包含：对增益的值进行更新，使得对将上述样本串的各样本除以更新前的增益而得到的整数值样本的串进行编码而得到的代码的比特数或者估计比特数与规定的分配比特数B之差越大，更新前的增益和更新后的增益之差变得越大的增益放大缩小步骤，并且得到增益；以及代码输出步骤，得到增益代码和整数信号代码，其中，所述增益代码是与通过上述增益更新循环处理步骤而得到的增益对应的增益代码，所述整数信号代码是对将上述样本串的各样本除以上述增益而得到的整数值样本的串进行编码而得到的整数信号代码。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.30 JP 2012-1227851.一种源于规定的区间的输入声音信号的样本串的编码方法，其中，所述编码方法具有：增益更新循环处理步骤，包含：对增益的值进行更新，使得对将上述样本串的各样本除以更新前的增益而得到的整数值样本的串进行编码而得到的代码的比特数或者估计比特数与规定的分配比特数B之差越大，更新前的增益和更新后的增益之差变得越大的增益放大缩小步骤，并且得到增益；以及代码输出步骤，得到增益代码和整数信号代码，其中，所述增益代码是与通过上述增益更新循环处理步骤而得到的增益对应的增益代码，所述整数信号代码是对将上述样本串的各样本除以上述增益而得到的整数值样本的串进行编码而得到的整数信号代码。2.一种编码方法，用于针对源于规定的区间的输入声音信号的样本串，得到增益代码和整数信号代码，其中，所述增益代码是与由通过循环处理来求出增益的增益更新循环处理步骤而得到的增益对应的增益代码，所述整数信号代码是对将上述样本串的各样本除以上述增益而得到的整数值样本的串进行编码而得到的整数信号代码，其中，上述增益更新循环处理步骤包括：增益下限值设定步骤，在对将上述样本串的各样本除以更新前的增益而得到的整数值样本的串进行编码而得到的代码的比特数或者估计比特数比规定的分配比特数B更多的情况下，将上述更新前的增益设定为增益的下限值gmin，将上述比特数或者估计比特数设定为下限设定时消耗比特数cL；增益上限值设定步骤，在对将上述样本串的各样本除以更新前的增益而得到的整数值样本的串进行编码而得到的代码的比特数或者估计比特数比上述规定的分配比特数B更少的情况下，将上述更新前的增益设定为增益的上限值gmax，将上述比特数或者估计比特数设定为上限设定时消耗比特数cU；以及增益更新步骤，将对增益的上限值gmax和增益的下限值gmin的至少一个赋予了权重的、增益的上限值和增益的下限值的加权平均设为更新后的增益，其中，所述权重是至少基于上述分配比特数B和下限设定时消耗比特数cL和上限设定时消耗比特数cU的权重。3.如权利要求2所述的编码方法，其中，在上述增益更新步骤中的加权平均是[数7]或者，是[数8]，将C设为规定的正的常数。4.一种源于规定的区间的输入声音信号的样本串的编码方法，其中，所述编码方法具有：量化步骤，对将上述样本串的各样本除以增益而得到的值进行量化，得到完成量化归一化后的样本串；可变长度编码步骤，对上述完成量化归一化后的样本串进行可变长度编码，得到样本串代码；增益放大更新步骤，将比上述增益更大的值设定为新的增益；增益缩小更新步骤，将比上述增益更小的值设定为新的增益；以及判定步骤，在上述增益的更新次数是预先决定的次数的情况下输出上述增益和上述样本串代码，在上述增益的更新次数小于预先决定的次数且上述样本串代码的比特数即消耗比特数比规定的分配比特数更多的情况下进行上述增益放大更新步骤，在上述增益的更新次数小于预先决定的次数且上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下进行增益缩小更新步骤，上述增益放大更新步骤包括：增益下限值设定步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多的情况下，将与上述消耗比特数对应的增益的值设定为增益的下限值；以及增益放大步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值未被设定的情况下，对上述增益的值进行更新，使得从上述完成量化归一化后的样本串的一部分或者所有的样本数A减去样本数T而得到的值A-T越大，从上述增益的更新前的值向更新后的值的增量变得越大，其中，所述样本数T是从上述样本串代码中去除与上述消耗比特数相对于上述分配比特数的超出量对应的切除代码而得到的残余的完成切除后的样本串代码所对应的完成量化归一化后的样本的样本数T，并进行上述量化步骤，上述增益缩小更新步骤包括：增益上限值设定步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下将与上述消耗比特数对应的增益的值设定为增益的上限值；以及增益缩小步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值未被设定的情况下，对上述增益的值进行更新，使得从上述分配比特数减去上述消耗比特数而得到的值越大，从上述增益的更新前的值向更新后的值的减少量变得越大，并进行上述量化步骤。5.一种源于规定的区间的输入声音信号的样本串的编码方法，其中，所述编码方法具有：量化步骤，对将上述样本串的各样本除以增益而得到的值进行量化，得到完成量化归一化后的样本串；增益放大更新步骤，将比上述增益更大的值设定为新的增益；增益缩小更新步骤，将比上述增益更小的值设定为新的增益；可变长度编码步骤，对上述完成量化归一化后的样本串进行可变长度编码，得到样本串代码；以及判定步骤，在上述增益的更新次数是预先决定的次数的情况下进行可变长度编码步骤，在上述增益的更新次数小于预先决定的次数且与上述完成量化归一化后的样本串对应的代码的估计比特数即消耗比特数比规定的分配比特数更多的情况下进行上述增益放大更新步骤，在上述增益的更新次数小于预先决定的次数且上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下进行上述增益缩小更新步骤，上述增益放大更新步骤包括：增益下限值设定步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多的情况下，将与上述消耗比特数对应的增益的值设定为增益的下限值；以及增益放大步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值未被设定的情况下，对上述增益的值进行更新，使得从上述完成量化归一化后的样本串的一部分或者所有的样本数A减去样本数T而得到的值A-T越大，从上述增益的更新前的值向更新后的值的增量变得越大，其中，所述样本数T是从上述完成量化归一化后的样本串中去除成为与上述消耗比特数相对于上述分配比特数的超出量对应的切除代码的对象的完成量化归一化后的样本后的残余的样本数T，并进行上述量化步骤，上述增益缩小更新步骤包括：增益上限值设定步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下，将与上述消耗比特数对应的增益的值设定为增益的上限值；以及增益缩小步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值未被设定的情况下，对上述增益的值进行更新，使得从上述分配比特数减去上述消耗比特数而得到的值越大，从上述增益的更新前的值向更新后的值的减少量变得越大，并进行上述量化步骤。6.一种源于规定的区间的输入声音信号的样本串的编码方法，其中，所述编码方法具有：量化步骤，对将上述样本串的各样本除以增益而得到的值进行量化，得到完成量化归一化后的样本串；可变长度编码步骤，对上述完成量化归一化后的样本串进行可变长度编码，得到样本串代码；增益放大更新步骤，将比上述增益更大的值设定为新的增益；增益缩小更新步骤，将比上述增益更小的值设定为新的增益；以及判定步骤，在上述增益的更新次数是预先决定的次数的情况下输出上述增益和上述样本串代码，在上述增益的更新次数小于预先决定的次数且上述样本串代码的比特数即消耗比特数比规定的分配比特数更多的情况下进行上述增益放大更新步骤，在上述增益的更新次数小于预先决定的次数且上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下进行上述增益缩小更新步骤，上述增益放大更新步骤包括：增益下限值设定步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多的情况下，将与上述消耗比特数对应的增益的值设定为增益的下限值；以及增益放大步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值未被设定的情况下，对上述增益的值进行更新，使得从上述消耗比特数减去上述分配比特数而得到的值越大，从上述增益的更新前的值向更新后的值的增量变得越大，并进行上述量化步骤，上述增益缩小更新步骤包括：增益上限值设定步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下，将与上述消耗比特数对应的增益的值设定为增益的上限值；以及增益缩小步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值未被设定的情况下，对上述增益的值进行更新，使得从上述分配比特数减去上述消耗比特数而得到的值越大，从上述增益的更新前的值向更新后的值的减少量变得越大，并进行上述量化步骤。7.一种源于规定的区间的输入声音信号的样本串的编码方法，其中，所述编码方法具有：量化步骤，对将上述样本串的各样本除以增益而得到的值进行量化，得到完成量化归一化后的样本串；增益放大更新步骤，将比上述增益更大的值设定为新的增益；增益缩小更新步骤，将比上述增益更小的值设定为新的增益；以及判定步骤，在上述增益的更新次数是预先决定的次数的情况下进行可变长度编码步骤，在上述增益的更新次数小于预先决定的次数且与上述完成量化归一化后的样本串对应的代码的估计比特数即消耗比特数比规定的分配比特数更多的情况下进行上述增益放大更新步骤，在上述增益的更新次数小于预先决定的次数且上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下进行上述增益缩小更新步骤，上述增益放大更新步骤包括：增益下限值设定步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多的情况下，将与上述消耗比特数对应的增益的值设定为增益的下限值；以及增益放大步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值未被设定的情况下，对上述增益的值进行更新，使得从上述消耗比特数减去上述分配比特数而得到的值越大，从增益的更新前的值向更新后的值的增量变得越大，并进行上述量化步骤，上述增益缩小更新步骤包括：增益上限值设定步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下，将与上述消耗比特数对应的增益的值设定为增益的上限值；以及增益缩小步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值未被设定的情况下，对上述增益的值进行更新，使得从上述分配比特数减去上述消耗比特数而得到的值越大，从上述增益的更新前的值向更新后的值的减少量变得越大，并进行上述量化步骤，所述可变长度编码步骤对上述完成量化归一化后的样本串进行可变长度编码，得到样本串代码。8.如权利要求4～7的任一项所述的编码方法，其中，上述增益下限值设定步骤是在上述消耗比特数比上述分配比特数更多的情况下，进一步将上述消耗比特数设定为下限设定时消耗比特数的步骤，上述增益上限值设定步骤是在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下，进一步将上述消耗比特数设定为上限设定时消耗比特数的步骤，上述增益放大更新步骤还包括：第1增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值已被设定的情况下，将使用上述分配比特数、上述下限设定时消耗比特数、以及上述上限设定时消耗比特数而对上述增益的下限值和上述增益的上限值之中更有可能的一方赋予了大的权重的、上述增益的下限值和上述增益的上限值的加权平均，设为上述增益的新的值，上述增益缩小更新步骤还包括：第2增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值已被设定的情况下，将使用上述分配比特数、上述下限设定时消耗比特数、以及上述上限设定时消耗比特数而对上述增益的下限值和上述增益的上限值之中更有可能的一方赋予了大的权重的、上述增益的下限值和上述增益的上限值的加权平均，设为上述增益的新的值。9.如权利要求4～7的任一项所述的编码方法，其中，上述增益下限值设定步骤是在上述消耗比特数比上述分配比特数更多的情况下，进一步将上述消耗比特数设定为下限设定时消耗比特数的步骤，上述增益上限值设定步骤是在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下，进一步将上述消耗比特数设定为上限设定时消耗比特数的步骤，上述增益放大更新步骤还包括：第1增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值已被设定的情况下，将关于上述分配比特数B、上述下限设定时消耗比特数cL、上述上限设定时消耗比特数cU、上述增益的下限值gmin、以及上述增益的上限值gmax的[数9]设为上述增益的新的值，上述增益缩小更新步骤还包括：第2增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值已设定的情况下，将[数10]设为上述增益的新的值。10.如权利要求4～7的任一项所述的编码方法，其中，上述增益下限值设定步骤是在上述消耗比特数比上述分配比特数更多的情况下，进一步将上述消耗比特数设定为下限设定时消耗比特数的步骤，上述增益上限值设定步骤是在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下，进一步将上述消耗比特数设定为上限设定时消耗比特数的步骤，上述增益放大更新步骤还包括：第1增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值已被设定的情况下，将关于上述分配比特数B、上述下限设定时消耗比特数cL、上述上限设定时消耗比特数cU、上述增益的下限值gmin、上述增益的上限值gmax、以及正的常数C的[数11]设为上述增益的新的值，上述增益缩小更新步骤还包括：第2增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值已设定的情况下，将[数12]设为上述增益的新的值。11.如权利要求4或者5所述的编码方法，其中，上述增益上限值设定步骤是在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下，进一步将上述消耗比特数设定为上限设定时消耗比特数的步骤，上述增益放大更新步骤还包括：第1增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值已被设定的情况下，将使用上述分配比特数、与上述切除代码对应的完成量化归一化后的样本的样本数、以及上述上限设定时消耗比特数而对上述增益的下限值和上述增益的上限值之中更有可能的一方赋予了大的权重的、上述增益的下限值和上述增益的上限值的加权平均，设为上述增益的新的值，上述增益缩小更新步骤还包括：第2增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值已被设定的情况下，将使用上述分配比特数、与上述切除代码对应的完成量化归一化后的样本的样本数、以及上述上限设定时消耗比特数而对上述增益的下限值和上述增益的上限值之中更有可能的一方赋予了大的权重的、上述增益的下限值和上述增益的上限值的加权平均，设为上述增益的新的值。12.如权利要求4或者5所述的编码方法，其中，上述增益上限值设定步骤是在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下，进一步将上述消耗比特数设定为上限设定时消耗比特数的步骤，上述增益放大更新步骤还包括：第1增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值已被设定的情况下，将关于上述分配比特数B、与上述切除代码对应的完成量化归一化后的样本的样本数Tr、以及上述上限设定时消耗比特数cU、上述增益的下限值gmin、上述增益的上限值gmax、以及系数γ的[数13]设为上述增益的新的值，上述增益缩小更新步骤还包括：第2增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值已被设定的情况下，将[数14]设为上述增益的新的值。13.如权利要求4或者5所述的编码方法，其中，上述增益上限值设定步骤是在上述消耗比特数比上述分配比特数更少的情况下，进一步将上述消耗比特数设定为上限设定时消耗比特数的步骤，上述增益放大更新步骤还包括：第1增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更多，并且上述增益的上限值已被设定的情况下，将关于上述分配比特数B、与上述切除代码对应的完成量化归一化后的样本的样本数Tr、以及上述上限设定时消耗比特数cU、上述增益的下限值gmin、上述增益的上限值gmax、系数γ、以及正的常数C的[数15]设为上述增益的新的值，上述增益缩小更新步骤还包括：第2增益更新步骤，在上述消耗比特数比上述分配比特数更少，并且上述增益的下限值已被设定的情况下，将[数16]

【专利技术属性】
技术研发人员：守谷健弘，鎌本优，原田登，日和崎佑介，福井胜宏，
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