编码装置、解码装置、平滑化装置、逆平滑化装置、其方法及程序制造方法及图纸

本发明专利技术的编码装置，得到作为与频谱包络序列的各样本值的以2为底的对数对应的整数值列、并且总和为0的整数值列即对数频谱包络序列L

Encoding device, decoding device, smoothing device, inverse smoothing device, method and program thereof

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】编码装置、解码装置、平滑化装置、逆平滑化装置、其方法及程序
本专利技术涉及声音信号等时间序列信号的编码技术等信号处理技术，特别涉及将来自声音信号等时间序列信号的频谱的样本串根据其频谱包络值进行平滑化或者逆平滑化的技术。
技术介绍
一般来说，在将时间序列信号等样本串进行压缩编码的情况下，对该样本串进行线性预测分析，根据由此得到的线性预测系数适当地分配码长。由此，以较少的码量进行解码信号的失真小那样的效率高的压缩编码。作为压缩编码语音音频信号的样本串的现有技术，有非专利文献1的技术。图9A是非专利文献1的编码装置1011的功能结构图。非专利文献1的编码装置1011包括：频域变换单元1111，将输入的语音音频信号的样本序列变换为频谱序列X0,X1,…,XN-1(其中，N是正整数)；线性预测分析单元1112，由频谱序列X0,X1,…,XN-1得到线性预测系数α1,α2,…,αp(其中，p是线性预测的次数，2以上的整数)和与该线性预测系数α1,α2,…,αp对应的规定比特数的线性预测系数码Cα；频谱包络生成单元1113，得到与线性预测系数α1,α2,…,αp对应的频谱包络序列H0,H1,…,HN-1；量化单元1115，得到将基于频谱序列X0,X1,…,XN-1的序列的各样本除以量化宽度的结果的整数部分的序列即量化频谱序列，根据与该样本对应的频谱包络的值，对量化频谱序列的各样本分配码长进行编码，得到信号码CX，得到与量化宽度对应的码即规定比特数的量化宽度码CQ；以及复用单元1117，将线性预测系数码Cα、信号码CX和量化宽度码CQ复用，得到编码装置1011的输出码。图9B是非专利文献1的解码装置1012的功能结构图。非专利文献1的解码装置1012包括：复用分离单元1127，得到编码装置1011输出的输出码作为输入码，将输入码中包含的量化宽度码CQ输出到逆量化单元1125，将输入码中包含的线性预测系数码Cα输出到频谱包络生成单元1123，将输入码中包含的信号码CX输出到逆量化单元；频谱包络生成单元1123，得到与线性预测系数码Cα(表示频谱包络的码)对应的频谱包络序列H0,H1,…,HN-1；逆量化单元1125，将与频谱包络序列H0,H1,…,HN-1中的各样本的值相应的码长的信号码CX解码，得到量化频谱序列的各样本的值，将量化宽度码CQ解码，得到量化宽度，从对量化频谱序列的各样本的值乘以量化宽度而得到的序列得到频谱序列X0,X1,…,XN-1；以及时域变换单元1121，将频谱序列X0,X1,…,XN-1变换为作为时域的样本串的输出信号。现有技术文献非专利文献非专利文献1：T.BackstromandC.R.Helmrich,“Arithmeticcodingofspeechandaudiospectrausingtcxbasedonlinearpredictivespectralenvelopes,”inProc.ICASSP2015,Apr.2015,pp.5127-5131.
技术实现思路
专利技术要解决的课题如非专利文献1的技术那样，对各样本分配的码长依赖于频谱包络那样的编码方式，在编码装置输出的输出码作为完全没有错误的输入码被输入到解码装置那样的条件下是有用的。但是，在非专利文献1的技术中存在以下课题，即若在编码装置输出的输出码中包含的线性预测系数码Cα(表示频谱包络的码)在直至被输入到解码装置为止的期间一旦产生错误，则在与信号码中包含的各样本对应的码的码长中产生错误，通过解码得到的样本数完全改变，由此解码处理自身失败的课题，或者，虽然通过解码得到的样本数偶然正确，但是输出与输入信号完全不同的输出信号的课题。这样的课题不仅在使用线性预测系数码Cα作为“表示频谱包络的码”的情况下，而且更一般地在将对与频谱包络对应的信息编码后的码作为“表示频谱包络的码”，在直至编码装置输出的输出码输入到解码装置为止的期间，输出码中包含的“表示频谱包络的码”中产生了错误的情况下也是同样的。本专利技术的目的是，即使在直至编码装置输出的码被输入到解码装置为止的期间，在表示频谱包络的码中存在产生错误的可能性的条件下，也能够进行兼顾了以下两种情况的编码以及解码，即，运用频谱包络的信息高效地压缩信号，即，以较少的码量使得解码信号的失真减小；以及即使在输入到解码装置的码中的表示频谱包络的码中包含错误，也保证通过解码得到的样本数与输入到编码装置的样本数相同，尽可能减小错误的影响。用于解决课题的手段在本专利技术中，首先，得到作为与对应于规定时间区间的时间序列信号的频谱包络序列的各样本值的以2为底的对数对应的整数值列、并且总和为0的整数值列，即对数频谱包络序列L0,L1,…,LN-1、以及作为能够确定该对数频谱包络序列的码的包络码。接着，通过对于将时间序列信号的频域频谱序列的各样本值量化而得到的量化频谱序列^X0,^X1,…,^XN-1，对于与^Xk(k为样本号且k∈{0,…,N-1})对应的Lk为正值的^Xk，将从^Xk的二进制数记述的最下位的位仅去除了Lk位的数值的值设为平滑化频谱值～Xk，对于与^Xk对应的Lk为负值的^Xk，按照预先决定的规则，将对^Xk的二进制数记述的最下位的位仅追加了-Lk位的数值的值设为平滑化频谱值～Xk，在与^Xk对应的Lk为0的情况下，将^Xk设为平滑化频谱值～Xk，得到平滑化频谱序列～X0,～X1,…,～XN-1，将得到的平滑化频谱序列～X0,～X1,…,～XN-1的各样本以固定长度编码而得到信号码。其中，预先决定的规则是根据样本号顺序和位号顺序决定的规则，使得去除了的数值不多不少地成为追加的数值。专利技术的效果由此，即使在编码装置输出的码被输入到解码装置为止的期间表示频谱包络的码中存在产生错误的可能性的条件下，也可以灵活运用频谱包络的信息，高效地压缩信号。附图说明图1A是第一实施方式的编码装置的功能结构图，图1B是信号平滑化单元的功能结构图的例示。图2A是第一实施方式的解码装置的功能结构图，图2B是信号逆平滑化单元的功能结构图的例示。图3A至图3C是用于例示第一实施方式的平滑化单元的处理的概念图。图4A至图4C是用于例示第一实施方式的逆平滑化单元的处理的概念图。图5A至图5C是用于例示第一实施方式中得到的输出码中发生了码错误的情况的影响的概念图。图6A是第二实施方式的编码装置的功能结构图，图6B是第二实施方式的解码装置的功能结构图。图7A是第三实施方式的编码装置的功能结构图，图7B是第三实施方式的解码装置的功能结构图。图8A是第四实施方式的平滑化装置的功能结构图，图8B是第四实施方式的逆平滑化装置的功能结构图。图9A是非专利文献1的编码装置的功能结构图，图9B是非专利文献1的解码装置的功能结构图。具体实施方式以下，说明本专利技术的实施方式。[原理]即使在若对各样本分配预先决定的码长，则在编码装置输出的码被输入到解码装置为止本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种编码装置，包括：/n对数频谱包络生成单元，得到作为与对应于规定时间区间的时间序列信号的频谱包络序列的各样本值的以2为底的对数对应的整数值列、并且总和为0的整数值列，即对数频谱包络序列L

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170607 JP 2017-1122421.一种编码装置，包括：
对数频谱包络生成单元，得到作为与对应于规定时间区间的时间序列信号的频谱包络序列的各样本值的以2为底的对数对应的整数值列、并且总和为0的整数值列，即对数频谱包络序列L0,L1,…,LN-1、和
作为可确定该对数频谱包络序列的码的包络码；以及
信号平滑化单元，通过对于将所述时间序列信号的频域频谱序列的各样本值量化而得到的量化频谱序列^X0,^X1,…,^XN-1，
对于与^Xk对应的Lk为正值的^Xk，将从^Xk的二进制数记述的最下位的位仅去除了Lk位的数值的值设为平滑化频谱值～Xk，其中k为样本号，k∈{0,…,N-1}，
对于与^Xk对应的Lk为负值的^Xk，按照预先决定的规则，将对^Xk的二进制数记述的最下位的位仅追加了-Lk位的数值的值设为平滑化频谱值～Xk，
在与^Xk对应的Lk为0的情况下，将^Xk设为平滑化频谱值～Xk，
得到平滑化频谱序列～X0,～X1,…,～XN-1，
将得到的所述平滑化频谱序列～X0,～X1,…,～XN-1的各样本以固定长度编码而得到信号码，
所述预先决定的规则是根据样本号顺序和位号顺序决定的规则，使得去除了的数值不多不少地成为追加的数值。


2.如权利要求1所述的编码装置，
所述对数频谱包络生成单元
将所述对数频谱包络序列的候选、与该对数频谱包络序列的候选对应的频谱包络序列的候选、可确定该对数频谱包络序列的候选的码形成的组预先存储多个组，
所述编码装置包括：对数包络编码单元，在预先存储的所述多个组中，选择频谱包络序列的候选对应于与所述规定时间区间的时间序列信号对应的频谱包络序列的组，得到该选择出的组的对数频谱包络序列的候选作为所述对数频谱包络序列，得到该选择出的组的码作为包络码。


3.如权利要求1所述的编码装置，
所述对数频谱包络生成单元
得到与所述时间序列信号对应的频谱包络序列、与该频谱包络序列对应的包络码，
得到与所述频谱包络序列的各样本值的以2为底的对数对应的整数值列，
在所述整数值列中包含的值的总和为0的情况下，将所述整数值列设为所述对数频谱包络序列，
在所述整数值列中包含的值的总和不为0的情况下，通过预先决定的规则，调整所述整数值列中包含的至少一部分的整数值，使得调整后的整数值列中包含的值的总和为0，得到调整后的整数值列作为所述对数频谱包络序列。


4.一种解码装置，包括：
对数频谱包络解码单元，将输入的包络码解码，得到作为与规定时间区间的频谱包络序列的各样本值的以2为底的对数对应的整数值列、并且总和为0的整数值列，即对数频谱包络序列L0,L1,…,LN-1；以及
信号逆平滑化单元，通过将作为固定长度的码的信号码解码，得到所述规定时间区间的平滑化频谱序列～X0,～X1,…,～XN-1，
对于所述平滑化频谱序列～X0,～X1,…,～XN-1，
对于与～Xk对应的Lk为负值的～Xk，将从～Xk的二进制数记述的最下位的位仅去除了-Lk位的数值的值设为量化频谱值^Xk，其中k为样本号，k∈{0,…,N-1}，
对于与～Xk对应的Lk为正值的～Xk，按照预先决定的规则，将对～Xk的二进制数记述的最下位的位仅追加了Lk位的数值的值设为量化频谱值^Xk，
在与～Xk对应的Lk为0的情况下，将～Xk设为量化频谱值^Xk，
得到所述规定时间区间的被量化的频谱的序列即量化频谱序列^X0,^X1,…,^XN-1，
所述预先决定的规则是根据样本号顺序和位号顺序决定的规则，使得去除了的数值不多不少地成为追加的数值。


5.如权利要求4的所述的解码装置，
所述对数频谱包络解码单元
将所述对数频谱包络序列的候选、可确定该对数频谱包络序列的候选的码形成的组预先存储多个组，
所述解码装置包括：对数包络解码单元，从预先存储的所述多个组中，选择码与所述包络码对应的组，得到该选择出的组的对数频谱包络序列的候选作为所述对数频谱包络序列L0,L1,…,LN-1。


6.如权利要求4所述的解码装置，
所述对数频谱包络解码单元包括：
频谱包络生成单元，将所述包络码解码，得到所述频谱包络序列；以及
对数包络生成单元，得到与所述频谱包络序列的各样本值的以2为底的对数对应的整数值列，
在所述整数值列中包含的值的总和为0的情况下，将所述整数值列设为所述对数频谱包络序列，
在所述整数值列中包含的值的总和不为0的情况下，按照预先决定的规则，调整所述整数值列中包含的至少一部分的整数值，使得调整后的整数值列中包含的值的总和为0，得到调整后的整数值列作为所述对数频谱包络序列。


7.一种平滑化装置，包括：
对数频谱包络生成单元，得到作为与对应于规定时间区间的时间序列信号的频谱包络序列的各样本值的以2为底的对数对应的整数值列、并且总和为0的整数值列，即对数频谱包络序列L0,L1,…,LN-1；以及
平滑化单元，通过对于将所述时间序列信号的频域频谱序列的各样本值量化而得到的量化频谱序列^X0,^X1,…,^XN-1，
对于与^Xk对应的Lk为正值的^Xk，将从^Xk的二进制数记述的最下位的位仅去除了Lk位的数值的值设为平滑化频谱值～Xk，其中k为样本号，k∈{0,…,N-1}，
对于与^Xk对应的Lk为负值的^Xk，按照预先决定的规则，将对^Xk的二进制数记述的最下位的位仅追加了-Lk位的数值的值设为平滑化频谱值～Xk，
在与^Xk对应的Lk为0的情况下，将^Xk设为平滑化频谱值～Xk，
得到平滑化频谱序列～X0,～X1,…,～XN-1，
所述预先决定的规则是根据样本号顺序和位号顺序决定的规则，使得去除了的数值不多不少地成为追加的数值。


8.一种逆平滑化装置，包括：
逆平滑化单元，通过将作为与规定时间区间的频谱包络序列的各样本值的以2为底的对数对应的整数值列、并且总和为0的整数值列即对数频谱包络序列L0,L1,…,LN-1、与所述规定时间区间的平滑化频谱序列～X0,～X1,…,～XN-1作为输入，
对于所述平滑化频谱序列～X0,～X1,…,～XN-1，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉浦亮介，镰本优，守谷健弘，
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