專利名稱：信號編碼裝置,信號編碼方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對輸入信號進(jìn)行量化處理的信號編碼裝置和信號編碼方法。更具體地，本發(fā)明涉及對有關(guān)包含在信號中的量化噪聲進(jìn)行處理的信號編碼裝置，信號編碼方法和程序。
背景技術(shù)：
一般地說來，到目前為止，有多種方法和裝置可以用來有效地壓縮和編碼聲音信號和/或圖像信號。典型的聲音信號編碼方法例如包括使用由ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化的音頻MPEG-2的方法。而且，典型的圖像信號編碼方法包括使用由ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)化的視頻MPEG-2的方法和使用ITU-T建議H.263的方法。
使用這些編碼方法對各種輸入信號的編碼處理是可能的。在這些方法中不使用旨在編碼特定輸入信號的模型(例如，語音編碼的基本算法，CELP)。而且，在這些編碼方法中，時域信號(或空間域信號)被轉(zhuǎn)換成每一塊的頻域信號，然后進(jìn)行編碼處理。通過這種轉(zhuǎn)換處理，存在于該輸入信號的暫時冗余在該頻域中被局部化(localized)。因此，提高了對該輸入信號進(jìn)行編碼處理的編碼效率。
同時，一般說來，人類的聽覺特征和人類視覺特征取決于頻率。由于這個原因，如上所述，時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號在下面這一點上是便利的。這一點就是，這樣的編碼處理是根據(jù)人類視覺特征和人類聽覺特征進(jìn)行的。
將時域信號(或空間域信號)轉(zhuǎn)換成頻域信號的方法例如包括傅立葉變換法，離散余弦變換(DCT變換)法，改進(jìn)型離散余弦變換(MDCT變換)法和子波變換(WT變換)法。
這里，在DCT編碼方法(或在MDCT編碼方法)中，時域的輸入信號首先轉(zhuǎn)換成頻域信號的轉(zhuǎn)換信號。然后，該轉(zhuǎn)換信號進(jìn)行量化處理。在這個量化處理中，基于聽覺心理模型(基于人類的聽覺特征導(dǎo)出的模型)和幅度特征(頻域輸入信號的幅度特征)，預(yù)定的加權(quán)施加在DCT系數(shù)(或MDCT系數(shù))上。通過該加權(quán)處理，包含在編碼信號中的量化噪聲控制在實際上用戶感覺不到的程度。在這種情況下，在DCT的情況下(或在MDCT的情況下)，對所輸入信號的變換處理是對每個確定的塊執(zhí)行的。因此，對于每個確定塊分配一個固定的加權(quán)給該DCT系數(shù)。
然而，上述現(xiàn)有技術(shù)存在下面的問題。當(dāng)每個確定塊的長度等于或大于預(yù)定的長度時，相應(yīng)于該確定塊的輸入語音信號的特征經(jīng)常在每個持續(xù)的短時間周期中接連地變化。例如，在時間變化時，語音輸入信號急劇地上升的部分和該語音輸入信號不變化的部分將存在于該確定塊中(在相應(yīng)于該塊的輸入語音信號中)。在這一方面，直到此時，相應(yīng)于該確定塊長度的固定加權(quán)處理已經(jīng)執(zhí)行了。在該加權(quán)處理過程中，沒有考慮涉及存在該塊中的這些部分的特征。因此，至今認(rèn)為控制該量化噪聲(由誤差信號所引起的量化噪聲)在實際上用戶感覺不到的程度是不可能。
同時，在DCT的情況下(或在MDCT的情況下)，也有用來對該輸入信號的每個一定的短塊執(zhí)行該變換處理的技術(shù)。在該技術(shù)中，對于每個一定的短塊分配一個固定加權(quán)給該DCT系數(shù)或該MDCT系數(shù)。
根據(jù)這個技術(shù)，即使該輸入語音信號的特征隨著該持續(xù)短時間周期變化時，也可能執(zhí)行該相應(yīng)于該輸入語音信號的特征的加權(quán)處理。通過這種加權(quán)處理，控制該量化噪聲在用戶實際上感覺不到的程度是可能的。
然而，當(dāng)對該輸入信號的每個確定短塊執(zhí)行該變換處理時，存在下述問題。在這種情況下，由于該輸入信號的觀測間隔變短而降低了該輸入信號的頻率分辨率。而且，每個短塊需要用來解碼通過編碼該輸入信號獲得的信號的附加信息(例如，指示解碼該輸入信號必要的量化寬度的信息)。因此，降低了該輸入信號的編碼效率。
因此，期待著開發(fā)一種信號編碼裝置，即使該輸入信號的特征隨著該持續(xù)短時間周期變化時，也能夠控制該量化噪聲實際上用戶感覺不到的程度，并能夠防止該頻率分辨率和該編碼效率的降低。
本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種信號編碼裝置，一種信號編碼方法和一種程序，即使當(dāng)該輸入信號的特征隨著該持續(xù)短時間周期變化時，也能夠控制該量化噪聲在實際上用戶感覺不到的程度的，并能夠防止該頻率分辨率和該編碼效率上的降低。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)該目的，在對輸入信號執(zhí)行量化，然后編碼該輸入的量化信號，接著輸出作為輸出信號編碼的輸入信號時，本發(fā)明的特征在于一個預(yù)定塊的該輸入信號基于多個量化方法量化；通過分別解量化多個量化信號獲得多個解碼信號；計算該預(yù)定塊的多個誤差信號，每個誤差信號指示多個解碼信號的每個信號和輸入信號之間的差別；計算包含在該預(yù)定塊中的每個短塊的加權(quán)，計算包括在預(yù)定塊中的每個短塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于比該預(yù)定塊更短的短塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)；當(dāng)產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號時，多個加權(quán)誤差信號相互比較，并基于該比較的結(jié)果從該多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第一加權(quán)誤差信號指示通過相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊中的每個短塊分配給該短塊的誤差信號一個加權(quán)而得到的信號；和當(dāng)該預(yù)定塊的輸入信號基于所給定的量化方法量化并接著編碼該量化信號時，輸出該編碼輸入信號作為輸出信號。
本發(fā)明的特征在于通過計算與程度有關(guān)的加權(quán)進(jìn)行加權(quán)計算，該程度涉及相應(yīng)于由該預(yù)定塊分割的每個子塊的誤差信號的量化噪聲是否對該用戶來說實際上感覺不到，其中每個子塊包含在該預(yù)定塊中；當(dāng)產(chǎn)生多個(誤差信號的數(shù)量對應(yīng)于該預(yù)定塊)第一加權(quán)誤差信號(加權(quán)誤差信號對應(yīng)于該預(yù)定塊)時，通過相互比較多個加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法執(zhí)行該量化方法的選擇，其中每個第一加權(quán)誤差信號指示通過相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊中的每個子塊給該子塊的誤差信號分配加權(quán)而得到的信號。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)對具有該相對長的每個塊的長度(例如，上述的一塊)的預(yù)定塊執(zhí)行量化處理和編碼處理時，例如，可以防止降低該輸入信號的分辨率和降低該輸入信號的編碼效率。
而且，在本發(fā)明中，計算包含在該預(yù)定塊中的每個短塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于比該預(yù)定塊更短的短塊(例如，該子塊)的誤差信號的量化噪聲是否對于用戶來說實際上感覺不到的程度有關(guān)。
而且，在本發(fā)明中，該預(yù)定塊的輸入信號的量化是基于多種量化方法的每種方法執(zhí)行的。由于這個原因，通過解量化處理所得到的各個解碼信號與各自的量化方法相聯(lián)。因此，可以說，計算出來的各種誤差信號也是與各自的量化方法相聯(lián)的。
在本發(fā)明中，當(dāng)產(chǎn)生該多個第一加權(quán)誤差信號(該加權(quán)誤差信號對應(yīng)于該預(yù)定塊)時，進(jìn)行下面的處理，其中該加權(quán)誤差信號指示通過相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊中的每個短塊給每個短塊的誤差信號分配加權(quán)而得到的信號。
在本發(fā)明中，多個第一加權(quán)誤差信號相互進(jìn)行比較，并且基于該比較的結(jié)果選擇一個給定加權(quán)的誤差信號。可以說該給定加權(quán)誤差信號是與給定的量化方法相聯(lián)的。因此，對該給定加權(quán)誤差信號的選擇相應(yīng)于該給定量化方法的選擇。
同時，該加權(quán)誤差信號是用與該量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)來提供的誤差信號。當(dāng)通過使用該加權(quán)執(zhí)行該加權(quán)處理時，例如，如在下面所描述的那樣，控制該量化噪聲是可能的。具體來說，通過該加權(quán)處理，可以以這樣一種方式來控制該量化噪聲，即，較大的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊的輸入信號具有較大信號值的頻域，而小的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊的輸入信號具有小信號值的頻域。通過對包含在該預(yù)定塊中的所有的子塊執(zhí)行該加權(quán)處理，能夠控制該量化噪聲實際上用戶感覺不到的程度。因此，可以說，這樣選擇的給定量化方法是能夠使該量化噪聲實際上用戶感覺不到的程度的量化方法。
因此，根據(jù)本發(fā)明，該給定的量化方法(該量化方法能夠使該量化噪聲實際上用戶感覺不到)是從該多種量化方法中選擇的。
例如，在本發(fā)明中，計算包含在該預(yù)定塊中的每個子塊的加權(quán)，該加權(quán)與對應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。由于這個原因，即使當(dāng)在包含在該預(yù)定塊的各個子塊中該輸入信號的頻率特征變化程度大時，在本發(fā)明中也可以為每個子塊計算下面的加權(quán)。具體來說，計算與對應(yīng)于每個子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)。
而且，在本發(fā)明中，該預(yù)定塊(例如，一塊)被劃分成多個子塊(例如，子塊1到4)。相應(yīng)于每個子塊的加權(quán)(例如，加權(quán)濾波器W1到W4之一)分配給每個子塊的誤差信號。這就產(chǎn)生了多個(該一塊的多個誤差信號1、2、3、...)第一加權(quán)誤差信號(該一塊的加權(quán)誤差信號)。
由于這個原因，與相應(yīng)于每個子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)的加權(quán)分配給每個第一加權(quán)誤差信號。因此，可以說，這樣選擇的該給定量化方法是能夠使相應(yīng)于每個子塊的誤差信號的量化噪聲實際上用戶感覺不到的程度的一種量化方法。
因此，根據(jù)本發(fā)明，從多種量化方法中選擇該量化方法(該量化方法能夠使相應(yīng)于每個子塊的誤差信號的量化噪聲實際上用戶感覺不到)。
通過基于選擇的量化方法執(zhí)行該量化處理，即使當(dāng)該輸入信號的特征在持續(xù)的短時間周期內(nèi)變化時，也可以獲得下面的效果。具體說來，用戶不能完全感覺到包含在該解碼信號中的量化噪聲。而且，還防止頻率分辨率和編碼效率的降低。因此，它能夠提高語音信號和聲音信號的主觀質(zhì)量。
同時，本發(fā)明的特征在于分別計算多個第一加權(quán)誤差信號的電功率值。而且，本發(fā)明的特征在于給定量化方法的選擇是通過相互比較多個第一加權(quán)誤差信號的電功率值然后基于該比較的結(jié)果從該多種量化方法中選擇一個給定的量化方法完成的。
同時，本發(fā)明的特征在于一旦選擇一個預(yù)定的量化方法，就指示一個配置的單元基于該預(yù)定量化方法執(zhí)行該量化，而不基于任何量化方法執(zhí)行量化。
同時，本發(fā)明的特征在于該多種量化方法是基于表達(dá)將要輸出的輸出信號必需的編碼期間的一定量信息產(chǎn)生的。
同時，本發(fā)明的特征在于加權(quán)的計算是通過執(zhí)行每個子塊的該輸入信號的線性預(yù)測分析計算線性預(yù)測參數(shù)，然后基于這樣計算的該線性預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)進(jìn)行的，該加權(quán)與相應(yīng)于每個子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。
同時，在本發(fā)明中，執(zhí)行下面的處理代替加權(quán)的計算，加權(quán)的計算執(zhí)行對包含在該預(yù)定塊中每個子塊的計算過程。本發(fā)明計算線性預(yù)測參數(shù)是通過對每個子塊的輸入信號執(zhí)行線性預(yù)測分析，然后基于對每個子塊計算的該線性預(yù)測參數(shù)的平均計算每個子塊的線性預(yù)測參數(shù)的平均，接著基于每個子塊計算的線性預(yù)測參數(shù)的平均計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)，和基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的該加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生加權(quán)來計算的，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。
同時，在本發(fā)明中，執(zhí)行下面的處理來代替產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號和選擇該量化方法的處理。當(dāng)產(chǎn)生多個(該預(yù)定塊的誤差信號的數(shù)量)第二加權(quán)誤差信號時，本發(fā)明相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇該給定的量化方法，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過向該預(yù)定塊的誤差信號分配所產(chǎn)生的加權(quán)獲得的信號。
同時，本發(fā)明的特征在于該加權(quán)計算是通過對該輸入信號進(jìn)行線性變換成每個子塊的變換信號，基于每個子塊的該變換信號為每個子塊產(chǎn)生加權(quán)，然后對每個產(chǎn)生的加權(quán)執(zhí)行反線性變換完成的，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。
同時，在本發(fā)明中，執(zhí)行下面的處理來代替執(zhí)行包含在該預(yù)定塊中的每個子塊的計算處理的加權(quán)計算。本發(fā)明將該輸入信號線性變換為每個子塊的變換信號，然后基于執(zhí)行線性變換的每個變換信號的變換信號值計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的變換平均值，每個平均指示該變換信號值的平均，然后，基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的變換平均值產(chǎn)生與涉及相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否對于用戶來說實際上感覺不到的程度有關(guān)的加權(quán)，然后對產(chǎn)生的加權(quán)執(zhí)行該反線性變換。而且，在本發(fā)明中，執(zhí)行下面的處理來代替產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號和選擇該給定量化方法的處理。當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，本發(fā)明相互比較多個第二加權(quán)誤差信號，并基于比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配由該逆變換器逆變換的該加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號得到的信號。
同時，本發(fā)明的特征在于該加權(quán)計算是通過計算指示該輸入信號的每個子塊的電功率值的信號電功率值，和基于相應(yīng)于每個子塊的信號電功率值產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)完成的，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。
同時，在本發(fā)明中，執(zhí)行下面的處理代替對包含在該預(yù)定塊中每個子塊執(zhí)行計算處理的加權(quán)計算。本發(fā)明計算指示每個子塊的輸入信號的電功率值的信號電功率值，然后基于所計算的各自信號電功率值計算相應(yīng)于指示該各自電功率值的分布的預(yù)定塊的電功率函數(shù)，和基于該計算出的電功率函數(shù)產(chǎn)生與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)的加權(quán)。在本發(fā)明中，執(zhí)行下面的處理代替產(chǎn)生多個加權(quán)誤差信號并選擇該給定的量化方法的處理。當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，本發(fā)明相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過將該逆變換器逆變換得到的加權(quán)分配給該預(yù)定塊的誤差信號獲得的信號。
同時，本發(fā)明的程序可以記錄在計算機(jī)可讀媒體上。本發(fā)明是計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，記錄用來對輸入信號執(zhí)行量化以編碼所量化的輸入信號并作為輸出信號輸出所編碼的信號的程序，該程序使計算機(jī)執(zhí)行處理，包括基于多種量化方法對輸入信號的預(yù)定塊進(jìn)行量化的量化步驟；通過分別解量化多個量化信號來獲得多個解碼信號的步驟；計算該預(yù)定塊的多個誤差信號的步驟，其中每個誤差信號指示在每個多個解碼信號和該輸入信號之間的差別；計算與包含在該預(yù)定塊中的每個短塊的加權(quán)的加權(quán)計算步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于比該預(yù)定塊更短的短塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)；第一選擇步驟，當(dāng)產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號時，通過相互比較多個第一加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中該每個第一加權(quán)誤差信號指示通過相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊中的每個短塊向該短塊的誤差信號分配一個加權(quán)；和當(dāng)基于該給定的量化方法量化該輸入信號的該預(yù)定塊然后編碼該量化信號時，將所編碼分輸入信號作為輸出信號輸出的步驟。
同時，本發(fā)明是記錄上述的該程序的上述計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其中，該加權(quán)計算步驟包括計算包含在該預(yù)定塊中的每個子塊的加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊被劃分成的每個子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，并且其中，當(dāng)產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號時，該第一選擇步驟包括相互比較多個第一加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟，其中每個第一加權(quán)誤差信號指示相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊中的每個子塊分配一個加權(quán)給該子塊的誤差信號而獲得的信號。
同時，本發(fā)明是記錄上述程序的上面所描述的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，進(jìn)一步包括分別計算多個第一加權(quán)誤差信號的電功率值的計算步驟，并且其中的第一選擇步驟包括相互比較多個第一加權(quán)誤差信號的該電功率值的步驟和基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定量化方法的步驟。
同時，本發(fā)明是記錄上述程序的上面所描述的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其中該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，進(jìn)一步包括當(dāng)該預(yù)定量化方法在該第一選擇步驟中選擇之后，指示用來配置執(zhí)行該量化步驟的單元不再基于除了一個預(yù)定的量化方法之外任何量化方法執(zhí)行量化的步驟。
同時，本發(fā)明是記錄上述程序的上面所描述的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，進(jìn)一步包括基于對于表達(dá)將要被輸出的該輸出信號必需的編碼期間的一定量信息產(chǎn)生多個量化方法的步驟。
同時，本發(fā)明是記錄上述程序的上面所描述的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其中該加權(quán)計算步驟包括通過執(zhí)行該預(yù)定塊中的每個子塊的該輸入信號的線性預(yù)測分析來計算線性預(yù)測參數(shù)的步驟；和基于所計算出的線性預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。
同時，本發(fā)明是記錄上述程序的上面所描述的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，包括代替該加權(quán)計算步驟的步驟通過執(zhí)行每個子塊的該輸入信號的線性預(yù)測分析來計算線性預(yù)測參數(shù)的步驟；基于每個子塊計算的線性預(yù)測參數(shù)來計算每個子塊的該線性預(yù)測參數(shù)的平均的步驟；基于計算每個子塊計算的該線性預(yù)測參數(shù)的平均來計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)的步驟；和基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)來產(chǎn)生加權(quán)的產(chǎn)生步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)，和當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，包括相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟，代替該第一選擇步驟，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配在產(chǎn)生步驟中所產(chǎn)生的加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
同時，本發(fā)明是記錄上述程序的上面所描述的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其中該加權(quán)計算步驟包括將每個子塊的該輸入信號進(jìn)行線性變換成一個變換的信號的步驟；基于該每個子塊的變換信號產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)；和對每個產(chǎn)生的加權(quán)執(zhí)行反線性變換的步驟。
同時，本發(fā)明是記錄上述程序的上面所描述的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，包括代替該加權(quán)計算步驟的步驟將每個子塊的該輸入信號線性變換成一個變換的信號的步驟；基于變換的信號值計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的變換平均值的步驟，該變換的信號值是執(zhí)行線性變換的每個變換信號的值，每個變換平均指示該變換信號值的平均；基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的該變換平均值產(chǎn)生加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)；和對產(chǎn)生的加權(quán)執(zhí)行逆線性變換的逆變換步驟，和進(jìn)一步包括，代替該第一選擇步驟的以下步驟當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第二加權(quán)誤差信號和基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定量化方法的步驟，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過向該預(yù)定塊的誤差信號分配由該逆變換器逆變換的加權(quán)而獲得的信號。
同時，本發(fā)明是記錄上述程序的上面所描述的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其中該加權(quán)計算步驟包括計算指示每個子塊的輸入信號的電功率值的信號電功率值的步驟；和基于相應(yīng)于每個子塊的該信號電功率值產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。
同時，本發(fā)明是記錄上述程序的上面所描述的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，包括代替該加權(quán)計算步驟的步驟計算指示每個子塊的輸入信號的電功率值的信號電功率值的步驟；基于所計算的各自信號電功率值來計算指示相應(yīng)于該預(yù)定塊的該信號電功率值的分布的電功率函數(shù)的步驟；和基于所計算的電功率函數(shù)產(chǎn)生與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)的加權(quán)的步驟，和處理進(jìn)一步包括代替該第一選擇步驟的步驟當(dāng)產(chǎn)生指示通過分配在該產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的該加權(quán)給該預(yù)定塊而獲得的信號的多個第二加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第二加權(quán)誤差信號，并選擇基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個該預(yù)定量化方法。


圖1是表示在實施例1中的一個信號編碼裝置的配置的示意圖。
圖2是表示分析幀的可用范圍和加權(quán)濾波器的可用范圍的示意圖。
圖3是表示當(dāng)該加權(quán)濾波器應(yīng)用于誤差信號時的各自信號的頻率特征的曲線圖。
圖4是表示在實施例1中的信號編碼方法的流程圖。
圖5是表示在實施例1中的信號編碼方法的另一個流程圖。
圖6是表示在實施例2中的一個信號編碼裝置的配置的示意圖。
圖7是表示在修改2中的一個加權(quán)計算單元的配置的示意圖。
圖8是表示在修改3中的一個加權(quán)計算單元的配置示意圖。
圖9是表示在修改4中的一個加權(quán)計算單元的配置示意圖。
圖10是表示在修改5中的一個加權(quán)計算單元的配置示意圖。
圖11是表示在修改6中的一個加權(quán)計算單元的配置示意圖。
圖12是表示根據(jù)本發(fā)明記錄程序的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
最佳實施例下面將參考表示這些實施例的附圖具體描述根據(jù)本發(fā)明的一個信號編碼裝置和信號編碼方法。
(實施例1)圖1是表示根據(jù)實施例1的一個信號編碼裝置的配置示意圖。圖2是表示相應(yīng)于輸入信號的分析幀的可用范圍(在時域中的可用范圍)和相應(yīng)于該輸入信號的加權(quán)濾波器的可用范圍(在時域中的可用范圍)。注意，該分析幀和該加權(quán)濾波器將在后面描述。
一個信號編碼裝置包括用于輸入各種數(shù)據(jù)(例如該輸入信號)的輸入單元(沒有示出)，和一個輸入信號值計算單元1，基于輸入到該輸入單元的該輸入信號計算每個預(yù)定塊的該輸入信號的信號值。該塊例如定義如下。例如，該輸入信號以每個預(yù)定的時間間隔劃分為多個塊。相應(yīng)于預(yù)定時間的輸入信號是該塊。該預(yù)定塊可以是一塊或兩塊。將以該預(yù)定塊是一塊作為例子進(jìn)行說明。
該輸入信號值計算單元1基于輸入的輸入信號計算在每個離散的時間上該輸入信號的信號值。該離散時間例如定義如下。關(guān)于離散時間t1、t2、t3等等，在時間tn(n是整數(shù))和時間tn+1之間的時間間隔構(gòu)成一個持續(xù)的時間周期。例如，在時間t1和時間t2之間的時間間隔等于在時間t2和時間t3之間的時間間隔。
例如，當(dāng)相應(yīng)于一塊的預(yù)定時間T等于1024間隔時，其中每個間隔指示在該離散時間之間的間隔(此后將離散時間之間的間隔稱為抽樣)，該輸入信號值計算單元1計算相應(yīng)于一塊n(抽樣碼)的輸入信號的信號值f(n)。在這個實施例中，相應(yīng)于一塊的輸入信號的多個信號值在此之后簡稱為一塊的輸入信號。而且，等效于該相應(yīng)于一塊的預(yù)定時間T的抽樣數(shù)稱為一塊的抽樣數(shù)(例如1024塊)。而且，包含在相應(yīng)與一塊的該預(yù)定時間T的每個抽樣碼稱為相應(yīng)于一塊的每個抽樣碼。同時，相應(yīng)于一塊的輸入信號等于存在于相應(yīng)于一塊的該預(yù)定時間T中的輸入信號。而且，相應(yīng)于一塊的變換信號等于相應(yīng)于一塊的輸入信號，該輸入信號由變換單元3進(jìn)行變換。這些定義也將適用于該分析幀和子塊(如后面描述的劃分的塊)。
同時，該信號編碼裝置包括變換單元3，用執(zhí)行該輸入信號值計算單元1計算的一塊的輸入信號的線性變換(例如正交變換處理)；一個量化方法產(chǎn)生單元4，用來產(chǎn)生多個量化方法；一個量化單元5，用來量化變換的信號，該變換的信號是由該變換單元3基于每個量化方法執(zhí)行該線性變換的每一塊的輸入信號；一個解量化單元6，用來解量化由量化單元5所量化的多個量化信號；一個逆變換單元7，用來對該解量化單元6輸出的多個變換信號執(zhí)行反線性變換；和一個誤差信號計算單元8，用來計算一塊的多個誤差信號，每個誤差信號指示從該逆變換單元7輸出的多個解碼信號的每個解碼信號與從該輸入信號值計算單元1輸出的該輸入信號之間的差信號。
該變換單元3通過對該輸入信號執(zhí)行線性變換將該輸入信號變換為變換信號。該線性變換例如是正交變換。這里，將使用該DCT變換作為例子進(jìn)行說明。注意，該變換單元3也可以執(zhí)行除了該正交變換之外的其它線性變換。當(dāng)該輸入信號值定義為X(n)時，該變換信號的信號值X(m)可以通過下面的方程表示[公式1]X(m)=2NC(m)Σn=0N-1x(n)cos[(2n+1)mπ2N]]]>其中C(m)＝1/2(m＝0)，1(m＝1，2，...，N-1)。而且，N是一塊的抽樣數(shù)。
該變換單元3通過對一塊的該輸入信號執(zhí)行變換處理將該輸入信號轉(zhuǎn)換為變換信號。在下面，當(dāng)該變換單元3對一塊的該信號執(zhí)行變換時，這樣變換的一塊輸入信號稱為一塊變換信號。此外，通過這個處理，時域中的信號(該輸入信號)被變換成頻域中的信號(該變換信號)。
該量化方法產(chǎn)生單元4例如基于該變換信號的頻率特征產(chǎn)生多個量化方法。在這種情況下，與該各個量化方法相聯(lián)系的離散間隔(更精確的說，是量化寬度)是相互不同的。例如，由量化方法1量化的變換信號的離散間隔和由量化方法2量化的該變換信號的離散間隔是相互不同的。
以此方式，該量化方法產(chǎn)生單元4能夠產(chǎn)生如下多個量化方法。當(dāng)該變換信號基于多個量化方法中的每個量化方法進(jìn)行量化時，關(guān)于一塊的該變換信號，相對大的量化噪聲給予了具有高信號值的該變換信號的范圍，而相對小的量化噪聲給予了具有低信號值的變換信號的范圍。
在這種情況下，該量化方法產(chǎn)生單元4基于表達(dá)從輸出單元16輸出的輸出信號所需的編碼期間的信息量產(chǎn)生該多種量化方法。更準(zhǔn)確地說，該量化方法產(chǎn)生單元4產(chǎn)生多個量化方法以使得表達(dá)該輸出信號必須的編碼期間的信息量保持在一定量之內(nèi)。也就是說，該量化方法產(chǎn)生單元4產(chǎn)生該多種量化方法，以使得與該量化方法相關(guān)的每個離散間隔達(dá)到確定值或在其之上。當(dāng)產(chǎn)生該多種量化方法時，該量化方法產(chǎn)生單元4保持該多種量化方法。這里，上面該量化方法的產(chǎn)生過程僅僅是一個例子。在本發(fā)明中，并不特別地限制由該量化方法產(chǎn)生單元4所進(jìn)行的產(chǎn)生處理的具體模式。
該量化單元5基于該量化方法產(chǎn)生單元4產(chǎn)生的量化方法來量化一塊的該變換信號。當(dāng)有多種量化方法相應(yīng)于一塊的該變換信號時，該量化單元5執(zhí)行下面的處理。該量化單元5分別基于各自的量化方法量化一塊的該變換信號。在這種情況下，該量化單元5對同一塊的該變換信號執(zhí)行多次量化處理。對于該量化處理的方法的具體說明將在后面進(jìn)行描述。
指示由該量化單元5量化的每個變換信號的量化信號(這里的變換信號是頻域信號)與每個量化方法相聯(lián)。
該解量化單元6解量化由該量化單元5量化的多個量化信號。然后，該解量化單元6將解量化的多個量化信號作為多個解量化信號輸出到該逆變換單元7。
該逆變換單元7對多個解量化信號執(zhí)行逆變換。然后，該逆變換單元7獲得分別進(jìn)行逆變換的各自的解量化信號作為解碼信號。此后，該逆變換單元7輸出各自的解碼信號到該誤差信號計算單元8。該各自解碼的信號是時域信號。
例如，當(dāng)由該變換單元3執(zhí)行的變換處理是該DCT處理時，由該逆變換單元7執(zhí)行的該逆變換是該逆DCT。在這種情況下，解碼信號x1(n)可以表示如下[公式2]x1(n)=2NΣn=0N-1C(m)X(m)cos[(2n+1)mπ2N]]]>式中，X(m)是該變換信號。同時C(m)的值定義如下C(m)＝(1/2)(m＝0)，1(m＝1、2、...、N-1)該誤差信號計算單元8計算一塊的多個誤差信號，每個誤差信號指示在該輸入信號和多個解碼信號中的每個解碼信號之間的差信號。在這種情況下，該誤差信號計算單元8計算相應(yīng)于一塊的每個抽樣碼的誤差信號值(在時域中的信號值)。相應(yīng)于一塊的該各自抽樣碼的誤差信號值簡稱為一塊的誤差信號。計算出的誤差信號值與該量化方法相聯(lián)。
該信號編碼裝置包括一個加權(quán)計算單元2。該加權(quán)計算單元2基于由該輸入信號值計算單元1計算的一塊的輸入信號來計算加權(quán)，該加權(quán)與對應(yīng)于由一塊劃分的每個子塊(劃分塊)的誤差信號的量化噪聲是否對用戶實際上是感覺不到的程度相關(guān)。
該加權(quán)計算單元2包括一個線性預(yù)測分析單元2a和一個加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b。該線性預(yù)測單元2a基于相應(yīng)于該分析幀(例如，相應(yīng)于384抽樣的塊)的輸入信號的信號值(f(n))對每個分析幀的輸入信號執(zhí)行線性預(yù)測分析，該分析幀是比一塊(例如，相應(yīng)于1024抽樣的塊)更短的塊。
同時，該分析幀相應(yīng)于該子塊。由于這個原因，能夠說“該線性預(yù)測分析單元2a對每個分析幀執(zhí)行該線性預(yù)測分析處理”相應(yīng)于“該線性預(yù)測分析單元2a對每個子塊執(zhí)行線性預(yù)測分析處理?！毕嗨频?，可以說“每個單元對每個分析幀執(zhí)行處理”相應(yīng)于“每個單元對每個子塊執(zhí)行處理。”在這種情況下，如在圖2中所示的，可以在該分析幀之間(例如，在K＝1的分析幀和在K＝2的分析幀之間)提供重疊部分(抽樣數(shù)的重疊的部分)。通過該線性預(yù)測分析單元2a的處理計算每個分析幀的該線性預(yù)測系數(shù)(此后稱作預(yù)測系數(shù))。在這種情況下，為了計算多個預(yù)測系數(shù)，該線性預(yù)測分析單元2a可以執(zhí)行預(yù)測系數(shù)的內(nèi)插(interpolating)處理。
該線性預(yù)測分析單元2a例如也可以使用由該線性預(yù)測分析獲得的預(yù)測系數(shù)產(chǎn)生輸入信號的頻譜包絡(luò)模型。而且，該線性預(yù)測分析單元2a可以基于所產(chǎn)生的模型計算指示該頻譜包絡(luò)的一個或多個參數(shù)。注意，該線性預(yù)測系數(shù)和LSP在本說明書中將稱作線性預(yù)測參數(shù)。
具體說明如下。在圖2中示出相應(yīng)于時間t的輸入信號，各個塊的可用范圍，各個分析幀(k＝1-4)的可用范圍，各個加權(quán)濾波器(k＝1-4)的可用范圍和該DCT變換所需的時間范圍(抽樣數(shù))。
如圖2所示，四個分析幀(k＝1-4)相應(yīng)于第R塊。在這種情況下，例如，該線性預(yù)測分析單元2a用預(yù)測系數(shù)αki(其中k是表示分析幀的序號的下標(biāo)，i＝1至M，M是該線性預(yù)測分析的次序(order))計算每個分析幀的線性預(yù)測模型。由于計算該線性預(yù)測模型的方式是該線性預(yù)測分析的公知技術(shù)，因此在此省略其描述。
該線性預(yù)測分析單元2a計算從該線性預(yù)測模型得出的預(yù)測值和該輸入信號(例如，輸入信號的每個信號值f(n)相應(yīng)于一定的分析幀，n＝1-384)的每個信號值之間的誤差的平方和。然后，該線性預(yù)測分析單元2a計算使得該計算的平方和最小的預(yù)測系數(shù)αki。
該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b使用由該線性預(yù)測分析單元2a計算的預(yù)測系數(shù)αki產(chǎn)生一個加權(quán)濾波器。該產(chǎn)生過程說明如下。
該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b基于輸入信號的頻率特征執(zhí)行下面的產(chǎn)生過程。該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b計算加權(quán)，該加權(quán)增加具有大的該輸入信號的信號值的頻域中的量化噪聲和降低具有小的該輸入信號的信號值的頻域中的量化噪聲。然而，應(yīng)該注意，在具有大的該輸入信號的信號值的頻域中，該量化噪聲的幅度設(shè)置在預(yù)定值之內(nèi)。該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b基于該計算的加權(quán)產(chǎn)生該加權(quán)濾波器。表明這樣產(chǎn)生的加權(quán)濾波器的變換函數(shù)(z變換顯示的方程)的例子的方程定義如下。
Wk(Z)=1+Σi=1MαkiγnkiZ-i1+Σi=1MαkiγdkiZ-i]]>式中γdk和γnk是常數(shù)，滿足關(guān)系0＜γdk＜γnk＜1。該加權(quán)濾波器是公知的共振峰加權(quán)濾波器(公知的知覺(perceptual)加權(quán)濾波器)。該共振峰加權(quán)濾波器在Atal的有關(guān)設(shè)計的文件中(B.S.Atal and M.R.Schroeder，predictive coding of speech signal and subjective error criteria，IEEE Trans Account，speech signal processing vol.ASSP-27，pp274-2541979)描述。
同時，表示另一個知覺加權(quán)濾波器的例子的公式定義如下[公式4]WK(Z)=1+Σi=1MαkiγkiZ-i]]>式中γk是常數(shù)，滿足關(guān)系0＜γk＜1。
在上面的說明中，該加權(quán)計算單元2執(zhí)行每個分析幀的該線性預(yù)測分析并產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)濾波器。該加權(quán)濾波器應(yīng)用到相應(yīng)于每個子塊的每個抽樣碼的誤差信號的信號值。相應(yīng)于7每個子塊的每個抽樣碼的該誤差信號的信號值在此后稱為該子塊的誤差信號。附帶地說，當(dāng)一塊的該抽樣數(shù)等于1024并且該一塊被分成四個子塊時，每個子塊的抽樣數(shù)等于256。
注意，確定該分析幀的技術(shù)并不特別地限定在該實施例中。通常，確定該分析幀以使每個分析幀的抽樣數(shù)比每個子塊的抽樣數(shù)稍微大。根據(jù)該確定方法，在相鄰的幀之間有重疊部分。因此，該線性預(yù)測分析的結(jié)果保持其連續(xù)性。
當(dāng)上述的誤差信號使用該加權(quán)濾波器進(jìn)行加權(quán)處理時，該子塊的誤差信號的頻率特征可以如在圖3中所示的那樣來控制。這里，可以說，該誤差信號相應(yīng)于量化噪聲。正因為如此，當(dāng)上述的誤差信號使用該加權(quán)濾波器進(jìn)行加權(quán)處理時，能夠如下面那樣控制該量化噪聲的。
該量化噪聲以這樣一種方式進(jìn)行控制，即，大的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊具有大的輸入信號的信號值的頻域而小的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊具有小的輸入信號的信號值的頻域。
而且，該信號編碼裝置包括一個加權(quán)執(zhí)行單元10，一個電功率計算單元11，用來計算多個加權(quán)誤差信號的各自的電功率值；一個量化方法選擇單元12，基于所計算的各自電功率值從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法；和一個量化控制單元13，用執(zhí)行有關(guān)量化的各種處理。例如，該量化控制單元13執(zhí)行指示該量化單元5停止該量化過程的處理和將有關(guān)給定量化方法的信息傳送給該量化方法產(chǎn)生單元4的處理。
該加權(quán)執(zhí)行單元10使用由該加權(quán)計算單元2計算的加權(quán)濾波器向每塊的誤差信號提供該加權(quán)處理。也就是說，該加權(quán)執(zhí)行單元10產(chǎn)生每塊的誤差信號的加權(quán)誤差信號(在一塊中的加權(quán)誤差信號)，該加權(quán)誤差信號代表給包含在一塊中的每個子塊(每個短塊)的誤差信號提供相應(yīng)于該子塊的加權(quán)而獲得的信號。
更準(zhǔn)確地說，該加權(quán)執(zhí)行單元10使用該加權(quán)濾波器向包含在一塊中的各個子塊的誤差信號的信號值提供該加權(quán)處理。
例如，該加權(quán)執(zhí)行單元10向在圖2中所示的該子塊(K＝1)的誤差信號的每個信號值提供預(yù)定的加權(quán)處理(使用相應(yīng)于該子塊的一個加權(quán)濾波器W1(z)的加權(quán)處理)。注意，W1(z)是一個濾波器變換函數(shù)。這里，該加權(quán)誤差信號是時域信號。相似地，該加權(quán)執(zhí)行單元10也使用加權(quán)濾波器W2(z)、W3(z)和W4(z)向各個子塊K＝2、3和4的誤差信號的信號值提供該加權(quán)處理。
該加權(quán)執(zhí)行單元10通過合并各個子塊(K＝1-4)的誤差信號產(chǎn)生一塊的加權(quán)誤差信號，其中各個子塊分配各自的加權(quán)。
當(dāng)進(jìn)行該加權(quán)處理時，可以如下面那樣控制量化噪聲。具體來說，可以以這樣一種方式控制該量化噪聲，即，大的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊具有大的輸入信號的信號值的頻域，而小的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊具有小的輸入信號的信號值的頻域。通過對包含在一塊中的所有子塊進(jìn)行處理，可以控制量化噪聲在實際上用戶感覺不到的程度。
此后，該加權(quán)執(zhí)行單元10通過對相應(yīng)于各自量化方法的各個誤差信號進(jìn)行如上該加權(quán)處理產(chǎn)生一塊的多個加權(quán)誤差信號。順便提及，各自的加權(quán)誤差信號與各自的量化方法相聯(lián)系。
該電功率計算單元11計算從該加權(quán)執(zhí)行單元10輸出的多個加權(quán)誤差信號的電功率值。該電功率值WE計算如下[公式5]WE=Σk=1kΣn=TkTK-1-1|we(n)|2]]>式中we(n)是加權(quán)誤差信號的信號值。K代表相應(yīng)于一塊的加權(quán)濾波器數(shù)。Tk代表第k個加權(quán)濾波器適用的第一抽樣碼。而且，(Tk+1)-1(k＝K)代表相應(yīng)于一塊的各個抽樣碼的最后抽樣碼。
也就是說，在上面該公式中，該電功率值是代表加權(quán)誤差信號的信號值的平方和的值。而且，在上述的公式中該電功率值是相應(yīng)于一塊的值?？蛇x地，在上述公式中的該電功率值在此后稱為一塊的加權(quán)誤差信號的電功率值。
然后，由該電功率計算單元11計算的各個電功率值與各自的量化方法相聯(lián)。此后，各個電功率值傳送到該量化方法選擇單元12。
該量化方法選擇單元12相互比較多個電功率值并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法。在這種情況下，可以說，各個電功率值與各自的加權(quán)誤差信號相關(guān)。正因為如此，可以說，該量化方法選擇單元12相互比較多個加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法。
更準(zhǔn)確地說，該量化方法選擇單元12基于傳送的各個電功率值和相應(yīng)于各個電功率值的量化方法從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法。例如，該量化方法選擇單元12保留與量化方法1相關(guān)的電功率值WE1。同樣地，該量化方法選擇單元12保留與量化方法2相關(guān)的電功率值WE2。而且，該量化方法選擇單元12對每個傳送的電功率值執(zhí)行上述的保留處理。在這種情況下，該量化控制單元13傳送所有的量化方法到該量化方法選擇單元12。當(dāng)該量化方法選擇單元12判斷相應(yīng)于所有量化方法的電功率值已經(jīng)傳送時，該量化方法選擇單元12執(zhí)行下述的處理。例如，該量化方法選擇單元例如從所有的量化方法中選擇相應(yīng)于最小電功率值的量化方法。
在這個實施例中，如上所述，產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)濾波器，該加權(quán)濾波器與相應(yīng)于每個子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。然后，使用該加權(quán)濾波器對每個子塊的誤差信號進(jìn)行該加權(quán)處理。正因為如此，使得進(jìn)行上述的加權(quán)處理的一塊的誤差信號的電功率值最小等效于控制一塊的輸入信號的量化噪聲在實際上用戶感覺不到的程度。
也就是說，當(dāng)該量化單元5基于由該量化方法選擇單元12選擇的量化方法執(zhí)行該量化處理時，該量化噪聲如下面所描述的那樣降低了。具體地說，對于包含在一塊中的每個子塊，降低該量化噪聲以使大的量化噪聲給予具有大信號值的頻域而小的量化噪聲給予具有小信號值的頻域。正因為如此，能夠使得該量化噪聲實際上用戶感覺不到。
當(dāng)該變換信號傳送到該量化單元5時，該量化控制單元13指示該量化方法選擇單元4例如基于該變換信號的頻率特征產(chǎn)生一個量化方法。而且，當(dāng)由該量化方法選擇單元12選擇了給定的量化方法時，該量化控制單元13從該量化方法產(chǎn)生單元4中讀出給定的量化方法。然后，該量化控制單元13傳送指令信息給該量化單元5，該指令信息表示基于給定的量化方法執(zhí)行該量化處理的指令以及給定的量化方法。
同時，該量化單元5基于由該量化方法選擇單元12選擇的量化方法量化一塊的變換信號。
注意，該量化單元5可以基于每個量化方法來量化一塊的變換信號。而且，該量化單元5可以將多個量化的信號(由各自的量化方法量化的各個變換信號)傳送給該量化方法選擇單元4和/或該量化控制單元13。進(jìn)一步，該量化方法選擇單元4和/或該量化控制單元13可以保留多個量化的信號。在這種情況下，當(dāng)該量化方法選擇單元12選擇給定的量化方法時，該量化單元5就不需要再基于所給定的量化方法執(zhí)行該量化處理。也就是說，該量化控制單元13只需將該量化控制單元13保留的多個量化信號中相應(yīng)于該給定量化方法的量化信號傳送給一個編碼單元15。
該編碼單元15編碼由該量化單元5量化的信號。例如，這樣的編碼包括熵編碼。通過這樣的編碼可以降低包含在該量化信號中的編碼量。
同時，該信號編碼裝置包括一個輸出單元16，用來將由該編碼單元15編碼的信號作為輸出信號例如輸出到一個傳輸單元(沒有示出)，和用來控制各個單元的控制單元(沒有示出)。該控制單元包括用來計量上述抽樣數(shù)的計數(shù)器(沒有示出)。
當(dāng)基于給定的量化方法量化一塊的輸入信號并接著編碼該量化的輸入信號時，該輸出單元16將所編碼的輸入信號作為輸出信號輸出。
(信號編碼方法)下面將描述根據(jù)實施例1的一種信號編碼方法，作為本發(fā)明的一個例子。
首先，操作者使用該輸入單元輸入下面的信息。輸入到該輸入單元的信息包括有關(guān)抽樣、一塊的抽樣數(shù)、每個子塊的抽樣數(shù)。每個分析幀的抽樣數(shù)的信息和有關(guān)量化方法的指令信息。該有關(guān)于量化方法的指令信息例如是表示使表達(dá)該輸出信號所必需的編碼期間的該信息量保持在確定量之內(nèi)的指令的信息。該輸入到輸入單元的信息傳送給該控制單元。
該控制單元指示該輸入信號值計算單元1計算輸入信號的每個抽樣碼的信號值。而且，該控制單元指示該線性預(yù)測分析單元2a對每個分析幀執(zhí)行線性預(yù)測分析。而且，該控制單元指示該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)濾波器。而且，該控制單元指示該變換單元3例如執(zhí)行每個塊的該變換處理。這里，作為一個例子，將對變換單元3執(zhí)行DCT處理的情況進(jìn)行描述。此外，該控制單元將有關(guān)量化方法的指令信息傳送給該量化控制單元13。此后，進(jìn)行下面的處理過程(圖4和圖5中所示的處理)。
圖4和圖5是用來說明使用根據(jù)實施例1的信號編碼裝置的信號編碼方法的流程圖。這里，作為一個例子，將對在圖2所示的輸入信號編碼之后輸出該輸出信號的情況進(jìn)行描述。
在下面所描述的流程圖中，從步驟S30到S80的處理和從步驟S90到S110的處理是并行執(zhí)行的。在這種情況下，步驟S90到S110的處理可以在步驟S30到S80的處理執(zhí)行之后執(zhí)行?？蛇x地，步驟S30到S80的處理可以在步驟S90到S110的處理執(zhí)行之后執(zhí)行。注意，信號(輸入信號)是連續(xù)地(暫時連續(xù)地)輸入到該輸入單元的。
在步驟S10，該控制單元判斷相應(yīng)于一塊的信號(此后，稱作相應(yīng)一塊的輸入信號)是否輸入到該輸入單元。例如，該控制單元判斷相應(yīng)于一塊的抽樣數(shù)的輸入信號是否輸入。
在判斷該輸入信號沒有輸入時，執(zhí)行步驟S13的處理。相反地，在判斷該輸入信號輸入時，執(zhí)行步驟S20的處理。
在步驟S13，該控制單元判斷是否信號輸入到該輸入單元。在判斷信號輸入到該輸入單元時，執(zhí)行步驟S10的處理。相反地，在判斷出沒有向該輸入單元輸入信號時，執(zhí)行步驟S15中的處理。
在步驟S15，該信號編碼裝置使用輸入到該輸入單元的輸入信號執(zhí)行信號編碼處理(步驟S20到步驟S200的處理)。此后，完成該處理。注意，用來完成該處理的方法并不特定地限定為上述的在本實施例中的方法。
在步驟S20，相應(yīng)于輸入到該輸入單元的一塊的輸入信號傳送給該輸入信號值計算單元1。然后，該輸入信號值計算單元1基于所傳輸?shù)妮斎胄盘栍嬎阆鄳?yīng)于一塊的該輸入信號的每個抽樣碼的信號值。例如，當(dāng)與相應(yīng)于一塊的該預(yù)定時間T相等的抽樣數(shù)等于1024時，該輸入信號值計算單元1計算該輸入信號的每個抽樣碼(碼0、1、2、...1023)的信號值(f(n)(n是抽樣碼))。然后，該輸入信號值計算單元1將該一塊的輸入信號(相應(yīng)于一塊的輸入信號的多個(例如1024個)信號值)傳送給該變換單元3。
在步驟S30，該變換單元3通過對該一塊的輸入信號執(zhí)行該線性變換將該輸入信號變換成一個變換信號。經(jīng)過該處理，該時域信號(該輸入信號)被變換成該頻域信號(該變換信號)。
在步驟S40，該變換單元3將相應(yīng)于一塊的該變換信號的多個信號值傳送給該量化單元5。相應(yīng)于一塊的該變換信號的多個信號值是相應(yīng)于一塊的該輸入信號的多個信號值，該輸入信號由該變換單元3變換。相應(yīng)于一塊的該變換信號的多個信號值將在此后稱作相應(yīng)于一塊的多個變換信號值。而且，相應(yīng)于一塊的各自變換信號值與各自的頻率相聯(lián)系。
該相應(yīng)于一塊的各個變換信號值通過該量化單元5傳送給該量化控制單元13。在這種情況下，該量化單元5將相應(yīng)于一塊的各個變換信號值與各自的頻率相聯(lián)系。而且，該量化單元5保留一塊的該變換信號(還未被量化的變換信號)。
該量化控制單元13指示該量化方法產(chǎn)生單元4基于相應(yīng)于一塊的各自變換信號值和相應(yīng)于該各自變換信號值的頻率產(chǎn)生該多種量化方法。在這種情況下，該量化控制單元13將該有關(guān)量化方法的指示信息傳送給該量化方法產(chǎn)生單元4，其中該量化方法是從該控制單元傳送的。
在步驟S50，該量化方法產(chǎn)生單元4基于有關(guān)量化方法的指令信息產(chǎn)生多個量化方法。下面具體說明由該量化方法產(chǎn)生單元4執(zhí)行的產(chǎn)生過程的一個例子。
該量化方法產(chǎn)生單元4基于各自的相應(yīng)于一塊的變換信號值和相應(yīng)于各個變換信號值的頻率計算相應(yīng)于一塊的該變換信號的頻率特征。然后，該量化方法產(chǎn)生單元4基于該頻率特征產(chǎn)生多個量化方法(量化方法1，量化方法2，等等)。在這種情況下，該量化方法產(chǎn)生單元4例如基于有關(guān)于量化方法的指示信息產(chǎn)生該各自量化方法，以使對于表達(dá)該輸出信號所必需的編碼期間的信息量保持在確定量之內(nèi)。也就是說，產(chǎn)生該各個量化方法以使得有關(guān)于每個量化方法的離散間隔等于和大于確定量的值。該量化方法產(chǎn)生單元4保留所產(chǎn)生的多個量化方法。例如，該量化方法產(chǎn)生單元4首先傳送該量化方法1到該量化單元5。
在步驟S60，該量化單元5基于所傳輸?shù)牧炕椒?量化一塊的該變換信號。附帶地講，如上所述，該量化控制單元5可以保留所量化的一塊的變換信號。
在步驟S70，該量化單元5將指示這樣量化的一塊的變換信號的一塊的量化信號與該量化方法1相聯(lián)系。然后，該一塊的量化信號通過該解量化單元6傳送給該逆變換單元7。該逆變換單元7通過執(zhí)行一個逆變換處理獲得一塊的解碼信號。該逆變換單元7將該一塊的解碼信號傳送給該誤差信號計算單元8。經(jīng)過在步驟S70中的處理，該頻域信號被變換成時域信號(該解碼信號)。
在步驟S80，該誤差信號計算單元8計算指示在該一塊的解碼信號和一塊的輸入信號之間的差信號的一塊的誤差信號。然后，該誤差信號計算單元8將該一塊的誤差信號與該量化方法1聯(lián)系。此后，當(dāng)該誤差信號計算單元8產(chǎn)生相應(yīng)于該量化方法1的一塊的誤差信號時，該誤差信號計算單元8將指示相應(yīng)于量化方法1產(chǎn)生一塊的誤差信號的信息傳送給該控制單元。
同時，下面的處理也與上面該步驟S30到步驟S80的處理并行地執(zhí)行。
在這種情況下，在步驟S10，除了該一塊的輸入信號之外，該控制單元也判斷關(guān)于該線性預(yù)測分析所必需的輸入信號是否被輸入。然后，當(dāng)判斷該線性預(yù)測分析分析所必需的輸入信號已經(jīng)輸入時，執(zhí)行在步驟S90中的處理。
在步驟90，相應(yīng)于一塊的輸入信號的多個信號值傳送給該線性預(yù)測分析單元2a。相應(yīng)于一塊的該輸入信號的多個信號值在此后稱作相應(yīng)于一塊的多個輸入信號值。該線性預(yù)測分析單元2a基于一塊的抽樣值產(chǎn)生相應(yīng)于一塊的多個分析幀。當(dāng)先前和/或后續(xù)塊的輸入信號包括線性預(yù)測分析所必需的信號時，該線性預(yù)測分析單元2a根據(jù)該信號產(chǎn)生該分析幀。
例如，使用圖2的說明如下。例如，當(dāng)一塊的抽樣數(shù)等于1024時，該線性預(yù)測分析單元2a產(chǎn)生四個分析幀(k＝1-4)，每個分析幀具有384個抽樣數(shù)。
在步驟S100，該線性預(yù)測分析單元2a執(zhí)行每個分析幀的該線性預(yù)測分析。然后，該線性預(yù)測分析單元2a計算每個分析幀的一組預(yù)測系數(shù)。
例如，該線性預(yù)測分析單元2a計算相應(yīng)于一個分析幀(k＝1)的每個預(yù)測系數(shù)作為預(yù)測系數(shù)α1i(i＝1-M，M是該線性預(yù)測分析的次序)。相似地，該線性預(yù)測分析單元2a計算相應(yīng)于一個分析幀(k＝2)的每個預(yù)測系數(shù)作為預(yù)測系數(shù)α2i(i＝1-M，M是該線性預(yù)測分析的次序)。相似地，該線性預(yù)測分析單元2a計算相應(yīng)于一個分析幀(k＝3)的每個預(yù)測系數(shù)作為預(yù)測系數(shù)α3i(i＝1-M，M是該線性預(yù)測分析的次序)。相似地，該線性預(yù)測分析單元2a計算相應(yīng)于一個分析幀(k＝4)的每個預(yù)測系數(shù)作為預(yù)測系數(shù)α4i(i＝1-M，M是該線性預(yù)測分析的次序)。
在步驟S110，該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b基于來自該線性預(yù)測分析單元2a的一組預(yù)測系數(shù)產(chǎn)生每個子塊的一個加權(quán)濾波器。下面具體說明由該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b執(zhí)行的產(chǎn)生處理。
該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b基于該預(yù)測系數(shù)α1i產(chǎn)生應(yīng)用到該子塊(k＝1)的誤差信號的加權(quán)濾波器Wk1。相似地，該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b產(chǎn)生應(yīng)用到該子塊(k＝2、3、和4)的誤差信號的加權(quán)濾波器Wk2、Wk3、和Wk4。此后，當(dāng)該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b產(chǎn)生相應(yīng)于包含在一塊中的所有子塊的加權(quán)濾波器時，該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b保留該各自濾波器。然后，該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b將指示產(chǎn)生所有該加權(quán)濾波器的信息傳送給該控制單元。
在步驟S120，當(dāng)指示產(chǎn)生相應(yīng)于該量化方法1的一塊的誤差信號的信息和指示產(chǎn)生相應(yīng)于包含在一塊中的各個子塊的該濾波器的信息傳送給該控制單元時，該控制單元執(zhí)行下述的處理。
該控制單元指示該誤差信號計算單元8將相應(yīng)于該量化方法1的一塊的誤差信號傳送給該加權(quán)執(zhí)行單元10。而且，該控制單元指示該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b將相應(yīng)于包含在一塊中的各個子塊的加權(quán)濾波器傳送給該加權(quán)執(zhí)行單元10。
該加權(quán)執(zhí)行單元10使用由該加權(quán)計算單元2計算的加權(quán)濾波器執(zhí)行該誤差信號的加權(quán)處理。由該加權(quán)執(zhí)行單元10執(zhí)行的處理具體說明如下。
該加權(quán)執(zhí)行單元10使用該加權(quán)濾波器對每個子塊的誤差信號的每個信號值進(jìn)行該加權(quán)處理。該加權(quán)執(zhí)行單元10使用一個加權(quán)濾波器Wk1(z)對該子塊(k＝1)的誤差信號的每個信號值執(zhí)行該加權(quán)處理。相似地，該加權(quán)執(zhí)行單元10使用加權(quán)濾波器Wk2至k4(z)對該子塊(k＝2-4)的誤差信號的每個信號值執(zhí)行該加權(quán)處理。
注意，“使用該濾波器對誤差信號的每個信號值執(zhí)行該加權(quán)處理”例如是指“使用每個誤差信號值和該濾波器的脈沖響應(yīng)執(zhí)行卷積運(yùn)算。”然后，當(dāng)完成該加權(quán)處理時，該加權(quán)執(zhí)行單元10執(zhí)行下面的處理。該加權(quán)執(zhí)行單元10將加權(quán)的一塊的誤差信號(該一塊的加權(quán)誤差信號)與該量化方法1聯(lián)系起來。此后，該加權(quán)執(zhí)行單元10將該一塊的加權(quán)誤差信號傳送給該電功率計算單元11。
在步驟S130，該電功率計算單元11計算該一塊的加權(quán)誤差信號的電功率值。然后，該電功率計算單元11將所計算的電功率值與該量化方法1聯(lián)系起來。此后，該電功率計算單元11將所計算的電功率值傳送給該量化方法選擇單元12。而且，該電功率計算單元11將指示相應(yīng)于該量化方法1計算電功率值的計算過程完成的信息傳送給該量化控制單元13。
在步驟S140，該量化控制單元13訪問該量化方法產(chǎn)生單元4。然后，該量化控制單元13判斷該量化方法產(chǎn)生單元4是否保留了后續(xù)的量化方法。例如，當(dāng)指示相應(yīng)于量化方法1計算該電功率值的計算過程完成信息傳送給該量化控制單元13時，該量化控制單元13判斷該量化方法產(chǎn)生單元4是否保留了該量化方法2。
當(dāng)該量化控制單元13判斷該量化方法產(chǎn)生單元4保留了該后續(xù)量化方法時，執(zhí)行下面的處理。在步驟S142，該后續(xù)量化方法(例如，該量化方法2)通過該量化控制單元13傳送給該量化單元5。然后，執(zhí)行步驟S60至步驟S80的處理。在這種情況下，該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b保留了已經(jīng)產(chǎn)生的各自的加權(quán)濾波器。然后，在步驟S80，計算相應(yīng)于該后續(xù)量化方法的誤差信號(例如該量化方法2)。該誤差信號計算單元8將計算的誤差信號傳送給該加權(quán)執(zhí)行單元10。而且，該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b將該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b保留的各自的加權(quán)濾波器傳送給該加權(quán)執(zhí)行單元10。此后，執(zhí)行步驟S120至步驟S140的處理。
相反地，當(dāng)該量化控制單元13判斷該量化方法產(chǎn)生單元4沒有保留該后續(xù)量化方法時，執(zhí)行在步驟S150的處理。
在步驟S150，該量化控制單元13指示該量化方法選擇單元12執(zhí)行選擇該量化方法的選擇處理。在步驟S160，該量化方法選擇單元12從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法。更準(zhǔn)確地說，該量化方法選擇單元12相互比較相應(yīng)于該各自的量化方法(該量化方法1、2、3等等)的電功率值(該一塊的加權(quán)誤差信號的每個電功率值)。然后，例如，該量化方法選擇單元12從該各自量化方法中選擇相應(yīng)于該最低電功率值的給定量化方法。注意，由該量化方法選擇單元12選擇的方法可以不同于上述的方法。此后，該量化方法選擇單元12將所選擇的量化方法傳送給該量化控制單元13。
在步驟S170，該量化控制單元13指示該量化方法產(chǎn)生單元4傳送選擇的量化方法到該量化單元5。該量化方法產(chǎn)生單元4將選擇的量化方法傳送給該量化單元5。
在步驟S180，該量化單元5基于選擇的量化方法量化該量化單元5保留的該一塊的變換信號。該量化單元5將量化的一塊的變換信號傳送給該編碼單元15。
在步驟S190，該編碼單元編碼由該量化單元5量化的信號(一塊的變換信號)。編碼的信號傳送給輸入單元16。
在步驟S200，該輸出單元16將該編碼信號作為輸出信號輸出到該傳輸單元。而且，該輸出單元16將指示對該一塊的輸入信號的編碼處理完成的信息傳送給該控制單元。此后，執(zhí)行步驟S10中的處理。
(操作和效果)根據(jù)實施例1，對具有相對長的塊長度的每個預(yù)定塊(例如，該一塊)，由該變換單元3執(zhí)行該輸入信號的變換處理，由該量化單元5對該信號執(zhí)行量化處理，并由該編碼單元15對該信號執(zhí)行該編碼處理。由于這個原因，防止該輸入信號的在頻率分辨率的降低和該輸入信號編碼效率的降低。
而且，該加權(quán)計算單元2計算包含在該預(yù)定塊中的每個短塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于比該預(yù)定塊短的短塊(例如該子塊)的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。
同時，該量化單元5基于多個量化方法的每個量化方法對該預(yù)定塊的輸入信號執(zhí)行量化。由于這個原因，通過由該解量化單元6的解量化處理獲得的該各自解碼信號與該各個量化方法相聯(lián)系。因此，可以說，由該誤差信號計算單元8計算的各自誤差信號也與該各自量化方法相聯(lián)系。
而且，當(dāng)產(chǎn)生多個(該預(yù)定塊的誤差信號的數(shù)量)加權(quán)誤差信號(相應(yīng)于該預(yù)定塊的加權(quán)誤差信號)時，該量化方法選擇單元12可以執(zhí)行下面的處理，其中多個加權(quán)誤差信號中的每個加權(quán)誤差信號指示通過向每個短塊的誤差信號分配相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊中的每個短塊的加權(quán)而獲得的信號。
該量化方法選擇單元12可以相互比較多個加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果選擇給定的加權(quán)誤差信號?？梢哉f，該給定加權(quán)誤差信號是與給定的量化方法相聯(lián)系的。因此，對于該給定加權(quán)誤差信號的選擇等于對所給定的量化方法的選擇。而且，該加權(quán)誤差信號提供給與相應(yīng)于誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)。
當(dāng)使用這個加權(quán)執(zhí)行該加權(quán)處理時，能夠如下面那樣控制該量化噪聲。具體來說，通過該量化處理，能夠以這樣的方式控制該量化噪聲，即，大的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊的輸入信號具有大的信號值的頻域，而小的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊的輸入信號具有小的信號值的頻域。由于對包含在該預(yù)定塊中的所有子塊都進(jìn)行該加權(quán)處理，因此能夠控制該量化噪聲在實際上用戶感覺不到的程度。
由于這個原因，可以說，選擇的給定量化方法是能夠使該量化噪聲實際上用戶感覺不到的量化方法。
因此，該量化方法選擇單元12可以從多個量化方法中選擇該給定的量化方法(該量化方法能夠使該量化噪聲實際上用戶感覺不到)。
例如，該加權(quán)計算單元2計算包含在該預(yù)定塊中的每個子塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度有關(guān)。由于這個原因，即使當(dāng)包含在該預(yù)定塊中的各自子塊的輸入信號的頻率特征在很大程度上互相不同時，該加權(quán)計算單元2能夠計算每個子塊的下述的加權(quán)。該加權(quán)計算單元2能夠計算相應(yīng)于對用戶來說不可聽的每個子塊的誤差信號的量化噪聲的加權(quán)。
然后，該加權(quán)執(zhí)行單元10產(chǎn)生每個預(yù)定塊的誤差信號(誤差信號1、2、3、等等)的加權(quán)誤差信號(在該預(yù)定塊(例如一塊)中的加權(quán)誤差信號)，這是通過向包含在該預(yù)定塊中的每個子塊(該子塊1-4中的每個子塊)的誤差信號提供相應(yīng)于每個子塊的加權(quán)(例如加權(quán)濾波器W1-W4)。
由于這個原因，每個加權(quán)誤差信號提供給與相應(yīng)于每個子塊的誤差信號的量化噪聲實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)。當(dāng)使用該加權(quán)執(zhí)行該加權(quán)處理時，能夠如下面那樣控制該量化噪聲。具體說來，通過該加權(quán)處理，能夠以這樣一種方式控制該量化噪聲，即大的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊的輸入信號具有大的信號值的頻域，而小的量化噪聲給予相應(yīng)于每個子塊的輸入信號具有小的信號值的頻域。通過對包含在該預(yù)定塊中的所有子塊執(zhí)行該加權(quán)處理，能夠控制該量化噪聲在實際上用戶感覺不到的程度。因此，可以說所選擇的給定量化方法是能夠使相應(yīng)于每個子塊的誤差信號對用戶來說可以充分的感覺到的。
因此，該量化方法選擇單元12可以從多個量化方法中選擇該給定的量化方法(該量化方法能夠使相應(yīng)于每個子塊的誤差信號的量化噪聲實際上用戶感覺不到)。
例如，該量化方法選擇單元12相互比較由該電功率計算單元11計算的多個加權(quán)誤差信號的該電功率值。然后，該量化方法選擇單元12例如可以從該每個加權(quán)誤差信號的電功率值中選擇最小的電功率值。而且，由于可以說每個加權(quán)誤差信號與每個量化方法相聯(lián)系，因此可以說每個加權(quán)誤差信號的電功率值也與每個量化方法相聯(lián)系。由于這個原因，給定電功率值的選擇等效于給定量化方法的選擇。因此，該量化方法選擇單元12可以從多個量化方法中選擇與該最低電功率值相聯(lián)系的量化方法。在這種方式中，選擇一個量化方法，能夠以量化噪聲對用戶來說是最不可聽見的方式消除誤差信號。
通過執(zhí)行基于如上該所選擇的量化方法的該量化處理，即使當(dāng)該輸入信號的特征取決于持續(xù)的短時間周期變換時，也獲得下述的效果。具體地說，用戶很難感覺到包含在該解碼信號中的量化噪聲。而且，防止在頻率分辨率和編碼效率的降低。因此，能夠提高語音信號和聲音信號的主觀質(zhì)量。
而且，該量化方法產(chǎn)生單元4基于表達(dá)要從該輸出單元16輸出的輸出信號所必需的編碼期間的信息量產(chǎn)生多個量化方法。因此，避免在用來表達(dá)從該輸出單元16輸出的輸出信號所必需的編碼期間的信息量的增加。由于在該情況下該量化方法的數(shù)量是有限的，因此該量化方法選擇單元12能夠快速地執(zhí)行該選擇處理。
同時，在本發(fā)明中，相應(yīng)于該輸入信號的解碼信號不僅包括通過解量化該量化輸入信號得到的信號而且還包括通過在進(jìn)行線性變換和量化的輸入信號上執(zhí)行解量化和逆線性變換而得到的信號。也就是說，該解碼信號代表著通過恢復(fù)進(jìn)行一定處理的輸入信號而得到的信號。在本發(fā)明中該一定處理并不特別地限定。
(由該變換單元3執(zhí)行的變換處理是MDCT處理的情況)在上述的實施例中，已經(jīng)對該變換處理是DCT處理的情況進(jìn)行了描述。該實施例相似地也適用于在其中使用另一種正交變換(例如改進(jìn)型離散余弦變換(MDCT)，離散傅立葉變換或離散子波變換)的情況。
作為一個例子，下面將描述該變換處理是該MDCT變換的情況。與在上面所描述的實施例相同的功能和配置的說明將省略。
也在該MDCT變換的情況，該信號編碼裝置的配置與圖1所示的配置一致。然而，各個單元的功能如下面那樣的變化。在MDCT變換情況下的信號編碼方法的說明在下面將用圖4和圖5的流程圖表示。注意，在下面描述中主要說明與DCT變換情況的不同點。
在步驟S10。該控制單元判斷在相應(yīng)于一塊的輸入信號剛剛輸入到該輸入單元之后，是否相應(yīng)于兩個塊的輸入信號已經(jīng)輸入。該兩個塊的抽樣數(shù)等于2048。在步驟S20，相應(yīng)于由該輸入單元輸入的輸入信號傳送給該輸入信號值計算單元1，并計算信號值。在步驟S30，進(jìn)行兩塊的輸入信號的變換處理。
在使用該MDCT變換的情況下，當(dāng)對每2N個點的每個點的輸入信號值x(n)執(zhí)行窗口處理時，可以以下面的公式表示變換信號值X(m)[公式6]
X(m)=2Σn=02N-1win1(n)x(n)cos{(2n+1+N)(2m+1)π4N}]]>其中win1(n)例如指示一個正弦窗口。此外，0≤m≤N-1有效。而且，N是一塊的抽樣數(shù)(在這種情況下是1024)。
然后，在步驟S50，該量化方法產(chǎn)生單元4基于相應(yīng)于兩個塊的各自變換信號值和相應(yīng)于各自變換信號值的頻率計算相應(yīng)于兩個塊的變換信號的頻率特征。然后，該量化方法產(chǎn)生單元4產(chǎn)生多個量化方法。
此后，在步驟S60至70的處理中，該逆變換單元7計算通過正弦窗口win2(n)的窗口操作獲得的信號值的逆變換信號值YR(n)。然后，該逆變換單元7使用一個該逆變換單元保留的逆變換信號值YR-1(n)(在對先前的一塊進(jìn)行信號編碼處理中計算的逆變換信號值)和該逆變換信號值YR(n)計算解碼信號值X(n)。
這里該逆變換信號值YR(n)用下面的公式來表示[公式7]YR(n)=1NΣm=0N-1win2(n)X(m)cos{(2n+1+N)(2m+1)π4N}]]>在公式7中，0≤n≤2N-1有效。N是一塊的抽樣數(shù)。
同時，解碼信號值X1(n)由下面的公式來表示。
關(guān)系X1(n)＝Y(jié)R-1(n+N)+YR(n)有效。在該公式中，0≤n≤N-1有效。
這里，該MDCT變換重疊正交變換。正因為如此，該逆變換單元7不能獲得相應(yīng)于兩個塊的解碼信號而只能獲得相應(yīng)于兩個塊中的前一塊的解碼信號。
在步驟S80，計算指示在該一塊的輸入信號和該一塊的解碼信號之間的差信號的一塊的誤差信號。該一塊的輸入信號是兩塊中的臨時的前一塊的輸入信號。
在步驟S90、100和110，執(zhí)行與在實施例1中相同的處理。具體地說，對每個分析幀(每個分析幀的抽樣數(shù)等于384)執(zhí)行該線性預(yù)測分析處理。而且，對每個子塊(每個子塊的抽樣數(shù)等于256)執(zhí)行該加權(quán)濾波器產(chǎn)生處理。在這種情況下，兩塊中的前一塊的輸入信號傳送給該加權(quán)計算單元2。從步驟S120至S170的處理與在實施例1中的情況相同。
在步驟S180，該量化單元5基于選擇的量化方法執(zhí)行該量化處理。
在步驟S190，由該編碼單元15執(zhí)行的處理和由該輸出單元16執(zhí)行的處理與第一實施例相同。然而，由該傳輸單元傳輸然后由該接收單元接收并解碼的信號是相應(yīng)于前一塊的信號。此后，該控制單元保留相應(yīng)于兩塊中的后一塊的輸入信號。然后，該控制單元判斷相應(yīng)于新的一塊的輸入信號是否已經(jīng)輸入。當(dāng)判斷該輸入信號還沒有輸入時，完成該處理。相反地，當(dāng)判斷該輸入信號已經(jīng)輸入時，控制單元執(zhí)行下面的處理。該控制單元通過組合相應(yīng)于該控制單元保留的后一塊的輸入信號和相應(yīng)于新一塊的輸入信號產(chǎn)生相應(yīng)于該兩塊的輸入信號。然后，執(zhí)行步驟S20的處理。在計算該輸入信號值之后，該輸入信號值計算單元1對臨時的后一塊執(zhí)行該保留處理。
(實施例2)圖6是表示在實施例2中的一個信號編碼裝置的配置示意圖。在圖6中，與實施例1中的該信號編碼裝置相同的配置和功能以相同的標(biāo)表標(biāo)示并且省略其描述。
在實施例2中的該信號編碼裝置不包括該信號計算單元8和該加權(quán)執(zhí)行單元10。實施例2的信號編碼裝置包括一個輸入信號加權(quán)單元20，一個變換基數(shù)(basis)加權(quán)單元21，和一個加權(quán)誤差信號計算單元22。
在這個實施例中，作為一個例子將描述由該變換單元3執(zhí)行的該變換處理是該DCT變換的情況。然而，如上面所描述的，這個實施例同樣適用于由該變換單元3執(zhí)行的該變換處理是正交變換的情況，例如該MDCT變換。
該輸入信號加權(quán)單元20使用相應(yīng)于由該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b產(chǎn)生的每個子塊的加權(quán)濾波器對一塊的該輸入信號執(zhí)行該加權(quán)處理。
該變換基數(shù)加權(quán)單元21使用由該加權(quán)濾波器產(chǎn)生單元2b產(chǎn)生的加權(quán)濾波器對由該變換基數(shù)加權(quán)單元21保留的變換基數(shù)進(jìn)行該加權(quán)處理。
例如，作為一個該變換基數(shù)的例子，DCT變換基數(shù)可以由下面的公式表示[公式8]bm(n)=cos[(2n+1)mπ2N]]]>其中N是變換長度(該抽樣數(shù)，例如1204)。此外，m＝0...N-1和n＝0...N-1有效。
而且，使用由該變換基數(shù)加權(quán)單元21生產(chǎn)的加權(quán)濾波器Wk對該加權(quán)基數(shù)執(zhí)行該加權(quán)處理而獲得的加權(quán)變換基數(shù)可以表示為BMwk(n)。這里n是該抽樣碼。在圖2的情況中，該加權(quán)變換基數(shù)是BMw1(n)(n的范圍從0到255)，BMw2(n)(n的范圍從256到551)，BMw3(n)(n的范圍從512到767)，和BMw4(n)(n的范圍從7866到1023)。
而且，在該變換基數(shù)加權(quán)單元21使用Wk對公式2(也就是公式8)的基數(shù)部分執(zhí)行該加權(quán)處理之后，該逆變換單元7使用該加權(quán)變換基數(shù)對從該解量化單元6輸出的該變換信號執(zhí)行該逆變換處理。因此，該逆變換單元7輸出的信號變成將要加權(quán)的解碼信號(此后稱為加權(quán)解碼信號)。
該加權(quán)誤差信號計算單元22計算加權(quán)誤差信號，該誤差信號是在從該輸入信號加權(quán)單元20傳送的一塊的加權(quán)輸入信號和從該逆變換單元7傳送的一塊的加權(quán)解碼信號之間的誤差信號。
此后，該電功率計算單元11計算該加權(quán)誤差信號的多個電功率值。用于計算該電功率值的公式不同于實施例1中的公式，并定義如下[公式9]WE=ΣK=1KΣn=TkTk+1-1|wx1(n)-wx2(n)|2]]>式中wx1(n)是該加權(quán)輸入信號的信號值，而wx2(n)是該加權(quán)解碼信號的信號值。K表示相應(yīng)于一塊的加權(quán)濾波器的數(shù)量。Tk是第k個加權(quán)濾波器適用的初始抽樣碼。而且，(Tk+1)-1(k＝K)表示相應(yīng)于一塊的該各自抽樣碼的最終抽樣碼。
(信號編碼方法)
實施例2中的信號編碼方法說明如下。下面表示使用圖4和圖5所作的說明。隨便提及，那些與在實施例1中的信號編碼方法相同的處理的說明將省略。
首先，執(zhí)行步驟S10至步驟S20的處理。然后，執(zhí)行步驟S30至S60的處理。
同時，如在實施例1中的情況那樣執(zhí)行步驟S90至S110的處理。然后，該輸入信號加權(quán)單元20使用該加權(quán)濾波器對該一塊的輸入信號執(zhí)行加權(quán)處理。接著，在實施例2中，不是執(zhí)行步驟S70和S80，而是執(zhí)行下面的處理。代替步驟S70，該變換基數(shù)加權(quán)單元21產(chǎn)生上述的加權(quán)變換基數(shù)BMwk(n)。
然后，該逆變換單元7對由該解量化單元6解量化的信號執(zhí)行下面的處理。該逆變換單元使用該加權(quán)變換基數(shù)BMwk(n)執(zhí)行該逆變換處理。接著，該逆變換單元7輸出該加權(quán)解碼信號。
而且，代替步驟S80，該加權(quán)誤差信號計算單元22計算該加權(quán)誤差信號，該誤差信號是在從該輸入信號加權(quán)單元20傳送的一塊的加權(quán)輸入信號和從該逆變換單元7傳送的一塊的該加權(quán)解碼信號之間的誤差信號。然后，該加權(quán)誤差信號計算單元22將該加權(quán)誤差信號與一個給定量化方法相聯(lián)系。
此后，在步驟S130，該電功率計算單元11計算該加權(quán)誤差信號的多個電功率值。例如，根據(jù)公式9執(zhí)行該電功率值的計算處理。此后的處理與在步驟S140之后的處理一致。而且在這個實施例中，也獲得了實施例1中獲得同樣的效果。
實施例1和2的多個修改如下。
(改進(jìn)1)例如，如下面那樣執(zhí)行由該量化方法選擇單元12執(zhí)行的選擇處理。在步驟S130中的處理中，該量化方法選單元12基于該一塊的輸入信號設(shè)置有關(guān)該加權(quán)誤差信號的電功率值的標(biāo)準(zhǔn)值。例如，該標(biāo)準(zhǔn)值可以基于相應(yīng)于該量化噪聲的對用戶來說不可聽見的條件確定。
然后，當(dāng)傳送由該電功率計算單元11計算的電功率值時，該量化方法選擇單元12執(zhí)行下面的處理。該量化方法選擇單元12將傳送的電功率值與該標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較。然后，如果傳送的電功率值等于或小于該標(biāo)準(zhǔn)值，該量化方法選擇單元從多個量化方法中選擇相應(yīng)于該傳送電功率值的量化方法(預(yù)定的量化方法)。然后，傳送指示選擇該預(yù)定量化方法的信息到該量化控制單元13。當(dāng)由該量化方法選擇單元12選擇該預(yù)定量化方法時，該量化控制單元13(指示單元)指示該量化單元5處理基于該預(yù)定的量化方法外不再基于任何量化方法執(zhí)行該量化處理。此后，執(zhí)行步驟S170之后的處理。
同時，當(dāng)傳送的電功率值等于或大于該標(biāo)準(zhǔn)值時，執(zhí)行步驟S140和S142的處理。
根據(jù)這個改進(jìn)1，除了可以獲得實施例1中的效果之外，還獲得下面的效果。該量化單元5不需要基于不必要的量化方法執(zhí)行該量化處理。因此，可以快速地執(zhí)行由該量化單元5對輸入信號執(zhí)行的量化處理。因此，該輸出單元16可以快速的輸出該輸出信號。
(改進(jìn)2)在實施例1和2的信號編碼裝置中，該加權(quán)計算單元2可以改進(jìn)如下。
圖7是表示在改進(jìn)2中的該加權(quán)計算單元2的一個配置示意圖。該加權(quán)計算單元2包括一個正交變換單元2c，一個加權(quán)產(chǎn)生單元2d和一個逆正交變換單元2e。
對每個子塊，該正交變換單元2c執(zhí)行包含在一塊中的每個子塊的輸入信號的正交變換處理。而且，該正交變換單元3將相應(yīng)于每個子塊的變換信號值和相應(yīng)于每個變換信號值的頻率傳送給該加權(quán)產(chǎn)生單元2d。如上所述，該正交變換處理例如包括該DCT處理，該MDCT處理，該離散傅立葉變換處理和該離散子波變換處理。
該加權(quán)產(chǎn)生單元2d基于相應(yīng)于該子塊的變換信號值產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)。更準(zhǔn)確地說，該加權(quán)產(chǎn)生單元2d產(chǎn)生完成一種控制的加權(quán)，在具有每個子塊的該輸入信號的大信號值的頻域中增加該量化噪聲，而在具有每個子塊的該輸入信號的小信號值的頻域中降低該量化噪聲。
在這個方式中，在具有大的變換信號值的頻域的量化噪聲的不可聽見性和具有小的變換信號值的頻域的量化噪聲的不可聽見性之間保持平衡。當(dāng)對進(jìn)行加權(quán)的量化噪聲執(zhí)行比較處理并使用基于該比較結(jié)果選擇的給定量化方法執(zhí)行該量化處理時，在整個頻域中的該量化噪聲變得用戶幾乎不可聽見。
同時，該加權(quán)產(chǎn)生單元2d可以使用掩蔽模型產(chǎn)生該加權(quán)。具體說來，例如，該加權(quán)產(chǎn)生單元2d產(chǎn)生能夠完成該控制的加權(quán)，使得該量化噪聲在具有大的變換信號值的頻域中增強(qiáng)，而在具有小的變換信號值的頻域中該量化噪聲降低。
而且，當(dāng)該加權(quán)產(chǎn)生單元2d對包含在一塊中的所有子塊的輸入信號執(zhí)行該加權(quán)處理時，該加權(quán)產(chǎn)生單元2d執(zhí)行下面的處理。該加權(quán)產(chǎn)生單元2d將相應(yīng)于各自子塊的加權(quán)傳送給該逆正交變換單元3。
該逆正交變換單元3對各自的加權(quán)執(zhí)行逆正交變換處理。通過這個過程，在頻域中的加權(quán)被變換為在時域中的加權(quán)。在該改進(jìn)中也獲得了在實施例1和2中所獲得的效果。
(改進(jìn)3)在實施例1和2中表示的信號編碼裝置中，該加權(quán)計算單元2可以做如下改進(jìn)。圖8是表示在改進(jìn)3中的該加權(quán)計算單元2的一個配置示意圖。在改進(jìn)3中的該加權(quán)計算單元2包括一個子塊電功率值計算單元2f和一個加權(quán)產(chǎn)生單元2g。
該子塊電功率值計算單元2f為包含在一塊中的每個子塊計算指示該子塊的該輸入信號的電功率值的信號電功率值(與時間有關(guān)的信號電功率值)。這里，該信號電功率值是表示相應(yīng)于每個子塊的輸入信號值的電功率值之和。然后，該各個信號的電功率值傳送給該加權(quán)產(chǎn)生單元2g。
該加權(quán)產(chǎn)生單元2g基于與各個子塊相聯(lián)系的信號電功率值執(zhí)行下面的處理。該加權(quán)產(chǎn)生單元2g為每個子塊產(chǎn)生與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)。更精確地說，該加權(quán)產(chǎn)生單元2g產(chǎn)生完成該控制的加權(quán)，以使得大的量化噪聲不給予相應(yīng)于該低信號電功率值的子塊的該變換信號。
在這種方式中，在具有大的信號電功率值的子塊的量化噪聲的不可聽見性和具有小的信號電功率值的子塊的量化噪聲的不可聽見性之間保持平衡。當(dāng)對進(jìn)行加權(quán)的量化噪聲執(zhí)行比較處理并使用基于該比較結(jié)果選擇的給定量化方法執(zhí)行該量化處理時，在整個頻域中的該量化噪聲變得用戶幾乎不可聽見。
然后，該加權(quán)產(chǎn)生單元2g為包含在一塊中的每個子塊執(zhí)行上述的加權(quán)處理。通過這種處理，為包含在一塊中的每個子塊產(chǎn)生加權(quán)。在該改進(jìn)中也獲得了在第一和第二實施例中的效果。
(改進(jìn)4)同時，在實施例1和2中所示的信號編碼裝置中，該加權(quán)計算單元2可以代替在實施例1和2中的功能而具有下述的功能。
圖9是表示改進(jìn)4中的該加權(quán)計算單元2的配置示意圖。該加權(quán)計算單元2包括該線性預(yù)測分析單元2a，一個加權(quán)預(yù)測系數(shù)計算單元2h，和一個加權(quán)產(chǎn)生單元2i。
該線性預(yù)測分析單元2a利用上述的方法對每個分析幀(該子塊)通過執(zhí)行該線性預(yù)測分析計算該線性預(yù)測系數(shù)(該線性預(yù)測參數(shù))。然后，各自的線性預(yù)測系數(shù)傳送給該加權(quán)預(yù)測系數(shù)計算單元2h。
此后，該加權(quán)預(yù)測系數(shù)計算單元基于計算的各自的線性預(yù)測系數(shù)計算每個子塊的相應(yīng)于一塊(該預(yù)定塊)的線性預(yù)測系數(shù)的平均。然后，該加權(quán)預(yù)測系數(shù)計算單元2h基于每個子塊的平均計算相應(yīng)于一塊的線性預(yù)測參數(shù)。具體說明如下。
首先，該計算單元2h計算每個分析幀的線性預(yù)測系數(shù)的等效系數(shù)(線性預(yù)測參數(shù))的多個平均。例如，在此假定分析幀1的預(yù)測系數(shù)是α11，α12、α13等等；分析幀2的預(yù)測系數(shù)是α21，α22、α23等等；分析幀3的預(yù)測系數(shù)是α31，α32、α33等等；分析幀4的預(yù)測系數(shù)是α41，α42、α43等等。這里，加到每個預(yù)測系數(shù)的該第二位的下標(biāo)是相同的數(shù)字意味著每個預(yù)測系數(shù)是與相同次序的線性預(yù)測分析相關(guān)的。
該加權(quán)預(yù)測系數(shù)計算單元2h通過執(zhí)行從該預(yù)測系數(shù)α到LSP(該線性預(yù)測參數(shù))的變換處理獲得該LSP。作為該變換處理的結(jié)果，分析幀1的LSP是L11，L12，L13等等；分析幀2的LSP是L21，L22，L23等等；分析幀3的該LSP是L31，L32，L33等等；分析幀4的該LSP是L41，L42，L43等等。
然后，例如，該加權(quán)預(yù)測系數(shù)計算單元2h根據(jù)下面的公式計算多個平均?？蛇x地，例如，該計算單元2h可以基于加權(quán)平均的技術(shù)計算該平均。
(L11+L21+L31+L41)/4＝LAVE1(L12+L22+L32+L42)/4＝LAVE2...
在這個方式中，計算該LSP的各自平均(LAVE1，LAVE2等等)。該LSP的各自平均(LAVE1，LAVE2等等)是有關(guān)相應(yīng)于一塊(該預(yù)定塊)的線性預(yù)測系數(shù)的系數(shù)平均。
然后，該加權(quán)預(yù)測系數(shù)計算單元2h將該LSP的各自的平均(LAVE1，LAVE2等等)變換成線性預(yù)測系數(shù)來獲得各自的加權(quán)預(yù)測系數(shù)(αAVE1，αAVE2等等)。該各自的加權(quán)預(yù)測系數(shù)(αAVE1，αAVE2等等)對應(yīng)于上述的相應(yīng)于一塊(該預(yù)定塊)的加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)。該各自加權(quán)預(yù)測系數(shù)傳送給該加權(quán)產(chǎn)生單元2i。
該加權(quán)產(chǎn)生單元2i基于各自的加權(quán)預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生與相應(yīng)于一塊的誤差信號實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)(相應(yīng)于一塊的加權(quán))。例如，該加權(quán)產(chǎn)生單元2i產(chǎn)生公知的共振峰知覺加權(quán)濾波器。
同時，該加權(quán)執(zhí)行單元10代替在實施例1和2中的功能而具有下面的功能。該加權(quán)執(zhí)行單元10通過提供上述的相應(yīng)于一塊的加權(quán)給該一塊的誤差信號產(chǎn)生一塊的加權(quán)誤差信號(第二加權(quán)誤差信號)。
而且，該量化方法選擇單元12代替在實施例1和2中的功能而具有下述的功能。當(dāng)產(chǎn)生多個(一塊的第二加權(quán)誤差信號的數(shù)量)第二加權(quán)誤差信號時，該量化方法選擇單元12可以相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法。
注意，該加權(quán)計算單元2，該加權(quán)執(zhí)行單元10和該量化方法選擇單元12除了具有這個改進(jìn)中的功能外，還具有在實施例1和2的功能。
在這個改進(jìn)中，考慮了各個加權(quán)預(yù)測系數(shù)的相應(yīng)于各個子塊的頻率特性。由于這個原因，當(dāng)對由該加權(quán)產(chǎn)生單元2i產(chǎn)生的具有加權(quán)的該量化噪聲執(zhí)行比較處理并使用基于該比較的結(jié)果選擇的一個給定量化方法執(zhí)行該量化處理時，使得每個子塊中的該量化噪聲用戶幾乎不可聽見。
因此，在這個改進(jìn)中也獲得實施例1和2中獲得的同樣的效果。
(改進(jìn)5)在實施例1和2中所示的信號編碼裝置中，該加權(quán)計算單元2代替實施例1和2中的功能而具有下述的功能。
圖10是表示在改進(jìn)5中的該加權(quán)計算單元2的一個配置示意圖。該加權(quán)計算單元2包括一個正交變換單元2c，一個變換平均值計算單元2j，一個加權(quán)產(chǎn)生單元2k，和一個逆正交變換單元2l。
該正交變換單元3為包含在一塊中的每個子塊將輸入信號變換(正交地變換)為變換信號。然后，該正交變換單元3將相應(yīng)于每個子塊的信號值和相應(yīng)于每個變換信號值的頻率傳送給該變換平均值計算單元2j。
該變換平均值計算單元2j基于進(jìn)行線性變換的各自變換信號值計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的變換平均值，每個變換平均值代表該變換信號值的平均。注意，下面所描述的計算平均的方法僅僅是一個例子。例如，該變換平均值計算單元2j可以利用基于加權(quán)平均的技術(shù)計算該平均。
例如，在此假設(shè)相應(yīng)于該子塊1的各自的變換信號值是f11，f12，f13等等；相應(yīng)于該子塊2的各自的變換信號值是f21，f22，f23等等；相應(yīng)于該子塊3的各自的變換信號值是f31，f32，f33等等；相應(yīng)于該子塊4的各自的變換信號值是f41，f42，f43等等。加到每個變換信號值的第二位下標(biāo)是相同的數(shù)字意味著相應(yīng)于每個變換信號值的頻率是相同的。
然后，例如，該平均計算單元2j以下面所描述的公式計算該平均?？蛇x地，例如，該平均計算單元2h可以基于加權(quán)平均的技術(shù)計算該平均。
(f11+f21+f31+f41)/4＝fAVE1(f12+f22+f32+f42)/4＝fAVE2...
該變換信號值的各自的平均值(fAVE1，fAVE2等等)對應(yīng)于相應(yīng)于一塊(該預(yù)定塊)的該變換平均值。此后，相應(yīng)于一塊的變換平均值傳送給該加權(quán)產(chǎn)生單元2k。
該加權(quán)產(chǎn)生單元2k基于相應(yīng)于一塊的該變換平均值產(chǎn)生與相應(yīng)于一塊(該預(yù)定塊)的該誤差信號的量化噪聲實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)。該逆正交變換單元2l對產(chǎn)生的加權(quán)執(zhí)行逆正交變換處理。通過這種處理，在頻域中的加權(quán)被變換成在時域中的加權(quán)。
同時，該加權(quán)執(zhí)行單元10代替實施例1和2中的功能而具有下述的功能。該加權(quán)執(zhí)行單元10通過向該一塊誤差信號提供上述的相應(yīng)于一塊的加權(quán)產(chǎn)生一塊的加權(quán)誤差信號(第二加權(quán)誤差信號)。
同時，該量化方法選擇單元12具有下面的功能代替實施例1和2中的功能。當(dāng)產(chǎn)生多個(一塊的第二加權(quán)誤差信號的數(shù)量)第二誤差信號時，該量化方法選擇單元12相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定量化方法。
附帶地講，該加權(quán)計算單元2，該加權(quán)執(zhí)行單元10和該量化方法選擇單元12除了具有這個改進(jìn)中的功能外，還具有實施例1和2中的功能。
在這個改進(jìn)中，考慮了對該變換信號值的各自平均(相應(yīng)于一塊的變換平均值)的相應(yīng)于各個子塊的頻率特征。由于這個原因，當(dāng)執(zhí)行由該加權(quán)產(chǎn)生單元2i產(chǎn)生的具有加權(quán)的該量化噪聲的比較處理并使用基于該比較的結(jié)果選擇的一個給定量化方法執(zhí)行該量化處理時，在每個子塊中的該量化噪聲變得用戶幾乎不可聽見。因此，在這個改進(jìn)中也獲得了在實施例1和2中獲得的相同效果。
(改進(jìn)6)在實施例1和2所示的信號編碼裝置中，該加權(quán)計算單元2具有下面的功能代替實施例1和2中的功能。圖11是表示在改進(jìn)6中的加權(quán)計算單元2的一個配置示意圖。該加權(quán)計算單元2包括一個子塊電功率值計算單元2f，一個函數(shù)計算單元30和一個加權(quán)產(chǎn)生單元31。
該子塊電功率值計算單元(信號電功率值計算單元)2f計算包含在一塊中的每個子塊的指示該子塊輸入信號的的電功率值的信號電功率值(與時間有關(guān)的信號電功率值)，這里，該信號電功率值是代表相應(yīng)于每個子塊的輸入信號值的電功率值之和的值。然后，各個信號的電功率值傳送給該函數(shù)計算單元30。
該函數(shù)計算單元30基于計算的各個信號電功率值計算指示相應(yīng)于一塊(該預(yù)定塊)的該信號電功率值的分布的電功率函數(shù)。
例如，當(dāng)相應(yīng)于該子塊1的信號電功率值是W1，相應(yīng)于該子塊2的信號電功率值是W2，相應(yīng)于該子塊3的信號電功率值是W3，和相應(yīng)于該子塊4的信號電功率值是W4時，該函數(shù)計算單元30執(zhí)行下面的處理。該函數(shù)計算單元30例如使用這些信號電功率值(W1至W4)利用線性內(nèi)插的方法計算相應(yīng)于一塊的電功率函數(shù)。然后，計算的電功率函數(shù)傳送給該加權(quán)產(chǎn)生單元31。
基于該電功率函數(shù)，該加權(quán)產(chǎn)生單元31產(chǎn)生與相應(yīng)于一塊的誤差信號的量化噪聲實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)。具體的說明如下。該加權(quán)產(chǎn)生單元31基于該電功率函數(shù)計算每個信號電功率值的包絡(luò)(時域中的每個電功率函數(shù)的包絡(luò))。然后，該加權(quán)產(chǎn)生單元31基于該信號電功率值的包絡(luò)產(chǎn)生相應(yīng)于一塊(該預(yù)定塊)的加權(quán)。
該加權(quán)執(zhí)行單元10具有下面的功能代替實施例1和2中的功能。該加權(quán)執(zhí)行單元10通過向該一塊的誤差信號提供上述的相應(yīng)于一塊的加權(quán)產(chǎn)生一塊的加權(quán)誤差信號(第二加權(quán)誤差信號)。
該量化方法選擇單元12具有下面的功能代替實施例1和2中的功能。當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，該量化方法選擇單元12相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法。
該加權(quán)計算單元2，該加權(quán)執(zhí)行單元10和該量化方法選擇單元12除了具體在這個改進(jìn)中的功能外，還具有實施例1和2中的功能。在這個改進(jìn)中也獲得實施例1和2中的相同的效果。此外，盡管在這個實施例和各個改進(jìn)中已經(jīng)描述語音信號，但是本發(fā)明也適用于圖像信號等。
(程序和記錄介質(zhì))順便說說，使計算機(jī)實現(xiàn)實施例1或2或任何各自的改進(jìn)的該信號編碼裝置的功能的程序可以記錄在計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上。如圖12所示，該計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)例如包括硬盤100，軟盤400，壓縮盤500，IC芯片600和盒式磁帶700。存儲，傳輸或該程序的擴(kuò)展可以容易地使用記錄該程序的這樣一個記錄介質(zhì)執(zhí)行。
工業(yè)實用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，從多個量化方法中選擇給定的量化方法(例如能夠使得相應(yīng)于每個子塊的誤差信號的量化噪聲實際上用戶感覺不到的量化方法)。
如上所述，通過基于這樣選擇的量化方法執(zhí)行該量化處理，即使該輸入信號的特征隨著持續(xù)短的時間周期變化也可以獲得以下效果。具體地說，用戶很難感覺到包含在該解碼信號中的量化噪聲。而且，防止頻率分辨率和編碼效率降低。因此，能夠提高語音信號和聲音信號的主觀質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種信號編碼裝置，配置用來量化輸入信號，編碼量化的輸入信號，然后將該編碼的輸入信號作為輸出信號輸出；該信號編碼裝置包括一個量化器，配置用來基于多個量化方法量化預(yù)定塊的該輸入信號；一個解量化器，配置用來分別解量化該量化器量化的多個輸入信號獲得多個解碼的信號；一個誤差信號計算器，配置用計算該預(yù)定塊的多個誤差信號，每個誤差信號指示在多個解碼信號的每個解碼信號和該輸入信號之間的差；一個加權(quán)計算器，配置用于計算加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于比該預(yù)定塊短的短塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，其中每個短塊包含在該預(yù)定塊中；一個量化方法選擇器，當(dāng)產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號時，配置用來相互比較多個第一加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第一加權(quán)誤差信號指示通過分配相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊中的每個短塊的加權(quán)給該短塊的誤差信號而獲得的信號；和一個輸出單元，當(dāng)基于給定的量化方法量化該預(yù)定塊的該輸入信號然后編碼量化的輸入信號時，配置用來將編碼的輸入信號作為輸出信號輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的信號編碼裝置，其特征在于該加權(quán)計算器計算加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊劃分的每個子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，其中每個子塊包含在該預(yù)定塊中，和當(dāng)產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號時，該量化方法選擇器相互比較多個第一加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第一加權(quán)誤差信號指示通過分配相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊的每個子塊的加權(quán)給該子塊的誤差信號而獲得的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的信號編碼裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一個電功率計算器，配置用來分別計算多個第一加權(quán)誤差信號的電功率值，和其中該量化方法選擇器相互比較多個第一加權(quán)誤差信號的電功率值，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的信號編碼裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一個指示單元，當(dāng)由該量化方法選擇器選擇一個預(yù)定的量化方法時，配置用來指示該量化器是基于該預(yù)定量化方法而不是基于任何的量化方法執(zhí)行量化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的信號編碼裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一個量化方法產(chǎn)生器，配置用來基于表達(dá)從該輸出單元輸出的輸出信號所需的編碼期間的信息量產(chǎn)生多個量化方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的信號編碼裝置，其特征在于該加權(quán)計算器包括一個預(yù)測分析器，配置用來通過對包含在該預(yù)定塊中的每個子塊的輸入信號執(zhí)行線性預(yù)測分析來計算線性預(yù)測分析參數(shù)；和一個加權(quán)產(chǎn)生器，配置用來基于計算的該線性預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的信號編碼裝置，其特征在于不執(zhí)行包含在該預(yù)定塊的每個子塊的該計算處理，該加權(quán)計算器包括一個預(yù)測分析器，配置通過執(zhí)行每個子塊的輸入信號的線性預(yù)測分析來計算線性預(yù)測參數(shù)；一個加權(quán)預(yù)測參數(shù)計算器，配置基于每個子塊計算的該線性預(yù)測參數(shù)來計算每個子塊的該線性預(yù)測參數(shù)的平均，和基于每個子塊計算的該線性預(yù)測參數(shù)的平均來計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)；和一個加權(quán)產(chǎn)生器，配置用來基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的該加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，和其中，代替在多個第一加權(quán)誤差信號產(chǎn)生時執(zhí)行選擇該給定量化方法的處理，當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，該量化方法選擇器相互比較多個第二加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配由該加權(quán)產(chǎn)生器產(chǎn)生的加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的信號編碼裝置，其特征在于該加權(quán)計算器包括一個變換器，配置用來線性變換該輸入信號為每個子塊的變換信號；一個加權(quán)產(chǎn)生器，配置用來基于每個子塊的該變換信號產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)；和一個逆變換器，配置用來執(zhí)行這樣產(chǎn)生的每個加權(quán)的逆線性變換。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的信號編碼裝置，其中，不對包含在該預(yù)定塊中的每個子塊執(zhí)行該計算處理，其特征在于該加權(quán)計算器包括一個變換器，配置用來線性變換該輸入信號為每個子塊的變換信號；一個變換平均值計算器，配置用來基于變換信號值計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的變換平均值，該變換信號值是執(zhí)行該線性變換的每個變換信號的值，每個變換平均值指示該變換信號值的平均；一個加權(quán)產(chǎn)生器，配置用來基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的該變換平均值產(chǎn)生加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上對用戶來說感覺不到的程度相關(guān)；和一個逆變換器，配置用來對由該加權(quán)產(chǎn)生器產(chǎn)生的加權(quán)執(zhí)行逆線性變換，并且其中，不在多個第一加權(quán)誤差信號產(chǎn)生時執(zhí)行選擇該給定量化方法的處理，當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，該量化方法選擇器相互比較多個第二加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配由該逆變換器逆變換得到的加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的信號編碼裝置，其特征在于該加權(quán)計算器包括一個信號電功率值計算器，配置用于計算指示每個子塊的輸入信號的電功率值的信號電功率值；和一個加權(quán)產(chǎn)生器，配置用來基于相應(yīng)于每個子塊的該信號電功率值產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的信號編碼裝置，其中，不對包含在該預(yù)定塊中的每個子塊執(zhí)行該計算處理，其特征在于該加權(quán)計算器包括一個信號電功率值計算器，配置用于計算指示每個子塊的輸入信號的電功率值；一個函數(shù)計算器，配置用來基于這樣計算的各自的信號電功率值計算相應(yīng)于該預(yù)定塊、指示各自的信號電功率值分布的電功率函數(shù)；和一個加權(quán)產(chǎn)生器，配置用來基于計算的該電功率函數(shù)產(chǎn)生與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)，并且其中，不在多個第一加權(quán)誤差信號產(chǎn)生時執(zhí)行選擇該給定量化方法的處理，當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，該量化方法選擇器相互比較多個第二加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配由該加權(quán)產(chǎn)生器產(chǎn)生的加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
12.一種量化輸入信號、編碼該量化的輸入信號、然后將編碼的輸入信號作為輸出信號輸出的信號編碼方法，該信號編碼方法包括基于多種量化方法量化預(yù)定塊的輸入信號的量化步驟；通過分別解量化多個量化信號獲得多個解碼信號的步驟；計算該預(yù)定塊的多個誤差信號的步驟，每個誤差信號指示多個解碼信號的每個解碼信號與該輸入信號之間的差；一個加權(quán)計算步驟，計算每個短塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于比該預(yù)定塊短的一個短塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，其中每個短塊包含在該預(yù)定塊中；第一選擇步驟，當(dāng)產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第一加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第一加權(quán)誤差信號指示通過分配相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊中的每個短塊的加權(quán)給該短塊的誤差信號而獲得的信號；和當(dāng)基于給定的量化方法量化該預(yù)定塊的該輸入信號然后編碼該量化的輸入信號時，將編碼的輸入信號作為輸出信號輸出的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的信號編碼方法，其中該加權(quán)計算步驟包括計算包含在該預(yù)定塊中的每個子塊的加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊劃分的每個子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，和其中，當(dāng)產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號時，該第一選擇步驟包括相互比較多個第一加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟，其中每個第一加權(quán)誤差信號指示通過分配相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊的每個子塊的加權(quán)給該子塊的誤差信號而獲得的信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的信號編碼方法，進(jìn)一步包括分別計算多個第一加權(quán)誤差信號的電功率值的步驟，和其中該第一選擇步驟包括相互比較多個第一加權(quán)誤差信號的電功率值，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的信號編碼方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在該第一選擇步驟中選擇一個預(yù)定的量化方法時，指示一個單元配置用執(zhí)行該量化步驟，以使得基于該預(yù)定量化方法而不基于任何的量化方法執(zhí)行量化。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的信號編碼方法，進(jìn)一步包括基于表達(dá)要輸出的輸出信號所需的編碼期間的信息量產(chǎn)生多個量化方法的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的信號編碼方法，其中該加權(quán)計算步驟包括通過對在該預(yù)定塊中的每個子塊的輸入信號執(zhí)行線性預(yù)測分析計算線性預(yù)測參數(shù)的步驟；和基于這樣計算的線性預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的信號編碼方法，包括代替該加權(quán)計算步驟的步驟通過執(zhí)行每個子塊的輸入信號的線性預(yù)測分析計算線性預(yù)測參數(shù)的步驟；基于每個子塊的計算的該線性預(yù)測參數(shù)計算每個子塊的該線性預(yù)測參數(shù)的平均的步驟；基于每個子塊的計算的該線性預(yù)測參數(shù)的平均計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)的步驟；和基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的該加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，和包括代替該第一選擇步驟的步驟當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第二加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配由該加權(quán)產(chǎn)生器產(chǎn)生的加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的信號編碼方法，其中該加權(quán)計算步驟包括線性變換每個子塊的該輸入信號為變換信號的步驟；基于每個子塊的該變換信號產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)；和這樣產(chǎn)生的每個加權(quán)執(zhí)行逆線性變換的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的信號編碼方法，包括代替該加權(quán)計算的步驟該輸入信號線性變換為每個子塊的變換信號的步驟；基于變換信號值計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的變換平均值的步驟，該變換信號值是執(zhí)行線性變換的每個變換信號的值，每個變換平均指示該變換信號值的平均；基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的該變換平均值產(chǎn)生與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上對用戶來說感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)的步驟；和產(chǎn)生的加權(quán)執(zhí)行逆線性變換的逆變換步驟，以及進(jìn)一步包括，代替該第一選擇的步驟當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第二加權(quán)誤差信號，并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配由該逆變換器逆變換得到的加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的信號編碼方法，其中該加權(quán)計算步驟包括計算指示每個子塊的輸入信號的電功率值的信號電功率值的步驟；和基于相應(yīng)于每個子塊的信號電功率值產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)。
22.根據(jù)權(quán)利要求13的信號編碼方法，包括代替該加權(quán)計算的步驟計算指示每個子塊的輸入信號的電功率值的信號電功率值的步驟；基于這樣計算的各自的信號電功率值計算相應(yīng)于該預(yù)定塊、指示各自的信號電功率值的分布的電功率函數(shù)的步驟；和基于該計算的電功率函數(shù)產(chǎn)生加權(quán)的產(chǎn)生步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，并且進(jìn)一步包括，代替該第一選擇的步驟當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配在該產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
23.執(zhí)行輸入信號的量化、編碼該量化的輸入信號然后將編碼的輸入信號作為輸出信號輸出的程序，該程序使計算機(jī)執(zhí)行處理，包括基于多種量化方法量化預(yù)定塊的輸入信號的量化步驟；通過分別解量化多個量化信號獲得多個解碼信號的步驟；計算該預(yù)定塊的多個誤差信號的步驟，每個誤差信號指示在每個多個解碼信號與該輸入信號之間的差；計算加權(quán)的計算加權(quán)步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于比該預(yù)定塊短的短塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，其中每個短塊包含在該預(yù)定塊中；第一選擇步驟，當(dāng)產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第一加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法，其中每個第一加權(quán)誤差信號指示通過分配相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊中的每個短塊的加權(quán)給該短塊的誤差信號而獲得的信號；和當(dāng)基于給定的量化方法量化該預(yù)定塊的該輸入信號然后編碼該量化的輸入信號時，將編碼的輸入信號作為輸出信號輸出的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的程序，其中該加權(quán)計算步驟包括計算與相應(yīng)于該預(yù)定塊劃分的每個子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)的步驟，其中每個子塊包含在該預(yù)定塊中，和其中，當(dāng)產(chǎn)生多個第一加權(quán)誤差信號時，該第一選擇步驟包括相互比較多個第一加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟，其中每個第一加權(quán)誤差信號指示通過分配相應(yīng)于包含在該預(yù)定塊的每個子塊的加權(quán)給該子塊的誤差信號而獲得的信號。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的程序，該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，進(jìn)一步包括分別計算多個第一加權(quán)誤差信號的電功率值的步驟，和其中該第一選擇步驟包括相互比較多個第一加權(quán)誤差信號的電功率值并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的程序，其中該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，進(jìn)一步包括當(dāng)在該第一選擇步驟中選擇該預(yù)定的量化方法時，指示一個單元配置用執(zhí)行該量化步驟，以使得基于該預(yù)定量化方法而不基于任何的量化方法執(zhí)行量化。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的程序，其中該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，進(jìn)一步包括基于用來表達(dá)要輸出的輸出信號所需的編碼期間的信息量產(chǎn)生多個量化方法的步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的程序，其中該加權(quán)計算步驟包括通過對該預(yù)定塊中的每個子塊的輸入信號執(zhí)行線性預(yù)測分析計算線性預(yù)測分析參數(shù)的步驟；和基于這樣計算的該線性預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的程序，該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，包括，代替該加權(quán)計算的步驟通過對每個子塊的輸入信號執(zhí)行線性預(yù)測分析計算線性預(yù)測參數(shù)的步驟；基于每個子塊計算的該線性預(yù)測參數(shù)計算每個子塊的該線性預(yù)測參數(shù)的平均的步驟；基于每個子塊計算的該線性預(yù)測參數(shù)的平均計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)的步驟；和基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的該加權(quán)線性預(yù)測參數(shù)產(chǎn)生與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)的產(chǎn)生步驟，以及包括代替該第一選擇的步驟當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配在加權(quán)產(chǎn)生步驟產(chǎn)生的加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的程序，其中該加權(quán)計算步驟包括將該輸入信號線性變換為每個子塊的變換信號的步驟；基于每個子塊的該變換信號產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)；和這樣產(chǎn)生的每個加權(quán)執(zhí)行逆線性變換的步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的程序，該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，包括代替該加權(quán)計算的步驟將該輸入信號線性變換為每個子塊的變換信號的步驟；基于變換的信號值計算相應(yīng)于該預(yù)定塊的變換平均值的步驟，該變換的信號值是執(zhí)行該線性變換的每個變換信號的值，每個變換平均值指示該變換的信號值的平均；基于相應(yīng)于該預(yù)定塊的該變換平均值產(chǎn)生與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)的加權(quán)的步驟；和對產(chǎn)生的加權(quán)執(zhí)行逆線性變換的逆變換步驟，并且進(jìn)一步包括代替該第一選擇的步驟當(dāng)產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法的步驟，其中每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配由該逆變換器逆變換得到的加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
32.根據(jù)權(quán)利要求24的程序，其中該加權(quán)計算步驟包括計算指示每個子塊的輸入信號的電功率值的信號電功率值的步驟；和基于相應(yīng)于每個子塊的該信號電功率值產(chǎn)生每個子塊的加權(quán)的步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該子塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)。
33.根據(jù)權(quán)利要求24的程序，該程序使該計算機(jī)執(zhí)行處理，包括代替該加權(quán)計算的步驟計算指示每個子塊的輸入信號的電功率值的信號電功率值的步驟；基于這樣計算的各自的信號電功率值計算相應(yīng)于該預(yù)定塊、指示各自的信號電功率值的分布的電功率函數(shù)的步驟；和基于該計算的電功率函數(shù)產(chǎn)生加權(quán)的產(chǎn)生步驟，該加權(quán)與相應(yīng)于該預(yù)定塊的誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)，以及處理進(jìn)一步包括代替該第一選擇的步驟當(dāng)在產(chǎn)生步驟產(chǎn)生多個第二加權(quán)誤差信號時，相互比較多個第二加權(quán)誤差信號并基于該比較的結(jié)果從多個量化方法中選擇該給定的量化方法的步驟，每個第二加權(quán)誤差信號指示通過分配該加權(quán)給該預(yù)定塊的誤差信號而獲得的信號。
全文摘要
本發(fā)明是使量化噪聲實際上用戶感覺不到并防止頻率分辨率和編碼效率降低。一種信號編碼裝置包括一個量化單元，基于多個量化方法量化輸入信號；一個解量化單元，通過執(zhí)行該解量化處理獲得解碼信號；一個誤差信號計算單元，用來計算該解碼信號和該輸入信號之間的多個誤差信號；一個加權(quán)計算單元，用來計算每個子塊的加權(quán)，該加權(quán)與相應(yīng)于誤差信號的量化噪聲是否實際上用戶感覺不到的程度相關(guān)；一個量化方法選擇單元，當(dāng)產(chǎn)生通過分配每個子塊的加權(quán)給該子塊的誤差信號獲得的多個加權(quán)誤差信號時，基于該加權(quán)的誤差信號從多個量化方法中選擇一個給定的量化方法；和一個輸出單元，基于給定的量化方法將該輸入信號作為輸出信號輸出。
文檔編號H04N7/26GK1608284SQ0282612
公開日2005年4月20日 申請日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月25日
發(fā)明者菊入圭, 仲信彥, 大矢智之 申請人:株式會社Ntt都科摩