專利名稱：變換編碼裝置和變換編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在頻域中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼的變換編碼裝置和變換編碼方法。
背景技術(shù)：
為了有效地利用移動(dòng)通信系統(tǒng)中的電波資源等，要求以低比特率對(duì)語音 信號(hào)進(jìn)行壓縮。另一方面，用戶期望提高通話語音的質(zhì)量以及實(shí)現(xiàn)富有現(xiàn)場(chǎng) 感的通話業(yè)務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)上述要求，不僅期望語音信號(hào)質(zhì)量的提高，而且期 望對(duì)頻帶更寬的音頻信號(hào)等語音之外的信號(hào)也能夠進(jìn)行高質(zhì)量的編碼。為此， 分層地綜合多個(gè)編碼技術(shù)的研究備受關(guān)注。例如，有分層地組合下述的第一層和第二層的技術(shù)，所述第一層，以適 合于語音信號(hào)的模式，對(duì)輸入信號(hào)以低比特率進(jìn)行編碼，所述第二層，以也 適合于語音信號(hào)以外的信號(hào)的模式，對(duì)輸入信號(hào)與第一層解碼信號(hào)之間的差分信號(hào)進(jìn)行編碼(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。其中，提出了使用在MPEG-4 (Moving Picture Experts Group phase-4: 動(dòng)態(tài)圖像專家組階段4 )標(biāo)準(zhǔn)化了 的技術(shù)進(jìn)行可擴(kuò)展編碼的例子。具體來說，將適合于語音信號(hào)的CELP(Code Excited Linear Prediction:碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè))用于第一層，并對(duì)從原信號(hào)減去第 一層解碼信號(hào)后的殘差信號(hào)，使用AAC(Advanced Audio Coder:高級(jí)音頻編 碼)和TwinVQ(Transform Domain Weighted Interleave Vector Quantization:哭換 域加權(quán)交織矢量量化)那樣的變換編碼作為第二層。另外，所謂TwinVQ的變換編碼是，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行MDCT(Modified Discrete Cosine Transform:改進(jìn)離散余弦變換)，并對(duì)獲得的MDCT系數(shù)用譜 包絡(luò)和每個(gè)Bark尺度的平均振幅進(jìn)行歸一化的技術(shù)(例如，參照非專利文獻(xiàn) 2)。其中，將表示語包絡(luò)的LPC(LinearPredictive Coding:線性預(yù)測(cè)編碼)系數(shù)， 以及每個(gè)Bark尺度(Bark scale )的平均振幅值分別單獨(dú)編碼，對(duì)歸一化后的 MDCT系數(shù)進(jìn)行交織，將其分割為子矢量，并進(jìn)行矢量量化。特別是，在將 譜包絡(luò)和每個(gè)Bark尺度的平均振幅稱為標(biāo)度因子(scale factor),并將歸一化后5的MDCT系數(shù)稱為頻譜的微細(xì)結(jié)構(gòu)(以下稱為"微細(xì)頻譜，，)時(shí)，TwinVQ可以理 解為，將MDCT系數(shù)分離為標(biāo)度因子和微細(xì)頻語而進(jìn)行編碼的技術(shù)。在以TwinVQ為代表的變換編碼中，標(biāo)度因子用于控制微細(xì)頻譜的功率。 因此，標(biāo)度因子對(duì)主觀質(zhì)量(人的聽覺質(zhì)量)造成的影響較大，在標(biāo)度因子的編 碼失真較大時(shí)，使主觀質(zhì)量極大地劣化。所以，標(biāo)度因子的高性能編碼是很 重要的。(非專利文獻(xiàn)l)三木弼一編著，"MPEG — 4Q全《(初版)"(株)工業(yè) 調(diào)查會(huì)，1998年9月30日，p.126-127(非專利文獻(xiàn)2)巖上直樹、守谷健弘、三樹聡、池田和永、神明夫著、 「周波數(shù)領(lǐng)域重辦付t < >夕D —7一《夕卜》量子化(TwinVQ) (二 J: 3楽音 符號(hào)化」信學(xué)論(A)， 1997年5月，vol.J80-A， no.5， p.830-837發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的問題在TwinVQ中，用譜包絡(luò)及每個(gè)Bark尺度的平均振幅來表示相當(dāng)于標(biāo)度 因子的信息。例如，著眼于每個(gè)Bark尺度的平均振幅時(shí)，在非專利文獻(xiàn)2所 公開的技術(shù)中，決定了使由下述的算式所表示的加權(quán)平方誤差d為最小的、 每個(gè)Bark尺度的平均振幅矢量。<formula>formula see original document page 6</formula>...式(l)其中，i表示Bark尺度的序號(hào)，Ei表示第iBark的平均振幅，Ci(m)表示 平均^展幅碼本中所記錄的第m平均振幅矢量。在上述式(l)中所示的加權(quán)函數(shù)Wi是Bark尺度，即頻率的函數(shù)，在Bark 尺度i相同時(shí)，與輸入標(biāo)度因子和量化候補(bǔ)之間的差(Ej-Ci(m))相乘的加權(quán) (weight)Wi總是相同。另夕卜，Wi表示與Bark尺度對(duì)應(yīng)的加權(quán)，基于譜包絡(luò)的大小被計(jì)算。例如， 使對(duì)譜包絡(luò)較小的頻帶的平均振幅的加權(quán)成為較小的值，使對(duì)譜包絡(luò)較大的 頻帶的平均振幅的加權(quán)成為較大的值。所以，將對(duì)譜包絡(luò)較大的頻帶的平均 振幅的加權(quán)設(shè)定得較大，其結(jié)果，重視該頻帶而進(jìn)行編碼。相反地，將對(duì)譜 包絡(luò)較小的頻帶的平均振幅的加權(quán)設(shè)定得較小，因此該頻帶的重要度變低。一般而言，譜包絡(luò)較大的頻帶對(duì)語音質(zhì)量造成的影響較大，所以為了改 善語音質(zhì)量，正確地表示屬于該頻帶地頻語是很重要。然而，在非專利文獻(xiàn) 2所公開的技術(shù)中，在為了實(shí)現(xiàn)低比特率而減少對(duì)平均振幅的量化分配的比特?cái)?shù)時(shí)，存在以下的問題因?yàn)楸忍財(cái)?shù)不夠，平均振幅矢量C(m)的候選數(shù)被 限定，比如即使決定了可滿足上述式(l)的平均振幅矢量，但其量化失真較大， 導(dǎo)致語音質(zhì)量的劣化。本發(fā)明的目的是提供變換編碼裝置和變換編碼方法，即使在不能被分配 足夠的比特?cái)?shù)時(shí)，也能夠減輕聽覺上的語音質(zhì)量的劣化。解決問題的方案本發(fā)明的變換編碼裝置所采用的結(jié)構(gòu)包括輸入標(biāo)度因子計(jì)算單元，計(jì) 算與輸入頻譜對(duì)應(yīng)的多個(gè)輸入標(biāo)度因子；碼本，存儲(chǔ)多個(gè)標(biāo)度因子，并輸出 一個(gè)標(biāo)度因子；失真計(jì)算單元，計(jì)算所述多個(gè)輸入標(biāo)度因子中的一個(gè)輸入標(biāo) 度因子與從所述碼本輸出的標(biāo)度因子之間的失真；加權(quán)失真計(jì)算單元，計(jì)算 加權(quán)失真，該加權(quán)失真為，與在所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子大于從所述碼本輸出 的標(biāo)度因子時(shí)的所述失真相比，對(duì)在所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子小于從所述碼本 輸出的標(biāo)度因子時(shí)的所述失真附加了更重的加權(quán)的加權(quán)失真；以及搜尋單元， 在所述碼本中，搜尋使所述加權(quán)失真為最小的標(biāo)度因子。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，在低比特率環(huán)境下，也能夠減輕聽覺上的語音質(zhì)量的劣化。


圖1是表示實(shí)施方式1的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖2是表示實(shí)施方式1的第二層編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖3是表示實(shí)施方式1的校正標(biāo)度因子編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。圖4是表示實(shí)施方式1的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖5是表示實(shí)施方式1的第二層解碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖6是表示實(shí)施方式2的第二層編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖7是表示實(shí)施方式2的第二層解碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖8是表示實(shí)施方式3的第二層編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖9是表示實(shí)施方式4的變換編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。圖10是表示實(shí)施方式4的標(biāo)度因子編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖11是表示實(shí)施方式4的變換解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖12是表示實(shí)施方式5的可擴(kuò)展編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖13是表示實(shí)施方式5的第二層編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖。 、,、 又、一 ' ' -、王
圖15是表示實(shí)施方式5的第二層解碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖16是表示實(shí)施方式6的第二層編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖17是表示實(shí)施方式6的校正標(biāo)度因子編碼單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖18是表示實(shí)施方式7的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖19是表示實(shí)施方式7的修正LPC計(jì)算單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖20是表示實(shí)施方式7的各個(gè)層的信號(hào)頻帶和語音質(zhì)量的示意圖。 圖21是表示實(shí)施方式7的根據(jù)第一實(shí)現(xiàn)方法的功率譜的修正狀態(tài)的頻譜 特性圖。
圖22是表示實(shí)施方式7的利用第二實(shí)現(xiàn)方法的功率譜的修正狀態(tài)的頻譜 特性圖。
圖23是表示實(shí)施方式7的使用修正LPC系數(shù)而構(gòu)成的后置濾波器的頻 譜特性圖。
圖24是表示實(shí)施方式8的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖25是表示實(shí)施方式8的抑制信息計(jì)算單元內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明可以大致分為適用于可擴(kuò)展編碼的情況和適用于由單一層構(gòu)成的 編碼的情況。其中，可擴(kuò)展編碼是，具有由多個(gè)層構(gòu)成的分層結(jié)構(gòu)的編碼方 式，其特征為在各個(gè)層生成的編碼參數(shù)具有可擴(kuò)展性。也就是說，具有如下 的特征從多個(gè)層的編碼參數(shù)中的一部分層(低層)的編碼參數(shù)也能夠獲得某一 程度的質(zhì)量的解碼信號(hào)，通過使用更多的層的編碼參數(shù)來進(jìn)行解碼，能夠獲
得更高質(zhì)量的解碼信號(hào)。
因此，在實(shí)施方式1~3和5~8中說明將本發(fā)明適用于可擴(kuò)展編碼的情況， 而在實(shí)施方式4中說明將本發(fā)明適用于由單一層構(gòu)成的編碼的情況。另外，在實(shí)施方式1~3和5 8中，以下述情況為例進(jìn)行i兌明。
(1) 進(jìn)行由第一層和高于該層的第二層構(gòu)成的，即，由低層和高層構(gòu)成的 兩層結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展編碼。
(2) 進(jìn)行編碼參數(shù)在頻率軸方向上具有可擴(kuò)展性的頻帶可擴(kuò)展編碼。
(3) 在第二層進(jìn)行在頻域中的編碼即變換編碼，并使用MDCT(Modified Discrete Cosine Transform:改進(jìn)離散余弦變換)作為變換方式。
另外，在所有的實(shí)施方式中，以將本發(fā)明適用于語音信號(hào)的編碼的情況 為例進(jìn)行說明。下面，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。 (實(shí)施方式1)
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的具備變換編碼裝置的可擴(kuò)展編碼裝置的 主要結(jié)構(gòu)的方一匡圖。
本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置包括下采樣單元101、第一層編碼單元 102、復(fù)用單元103、第一層解碼單元104、延遲單元105以及第二層編碼單 元106，各個(gè)單元進(jìn)行以下的動(dòng)作。
下采樣單元101從采樣率F2的輸入信號(hào)生成采樣率F1(F1^F2)的信號(hào)， 將其提供給第一層編碼單元102。第一層編碼單元102對(duì)從下采樣單元101 輸出的采樣率F1的信號(hào)進(jìn)行編碼。由第一層編碼單元102獲得的編碼參數(shù)被 提供給復(fù)用單元103，同時(shí)被提供給第一層解碼單元104。第一層解碼單元 104根據(jù)第一層編碼單元102輸出的編碼參數(shù)生成第一層的解碼信號(hào)。
另一方面，延遲單元105使輸入信號(hào)延遲規(guī)定的長度。該延遲為用于校 正在下采樣單元101、第一層編碼單元102以及第一層解碼單元104產(chǎn)生的 時(shí)間延遲。第二層編碼單元106使用由第一層解碼單元104生成的第一層解 碼信號(hào)，對(duì)從延遲單元105輸出的延遲了規(guī)定時(shí)間的輸入信號(hào)進(jìn)行變換編碼， 將生成的編碼參數(shù)輸出到復(fù)用單元103。
復(fù)用單元103將由第一層編碼單元102求得的編碼參數(shù)與由第二層編碼 單元106求得的編碼參數(shù)進(jìn)行復(fù)用，并將其作為最終的編碼參數(shù)輸出。
圖2是表示第二層編碼單元106內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。
第二層編碼單元106包括MDCT分析單元111和112、高頻頻譜估計(jì)單 元113以及校正標(biāo)度因子編碼單元114，各個(gè)單元進(jìn)行以下的動(dòng)作。
MDCT分析單元111對(duì)第一層解碼信號(hào)進(jìn)行MDCT分析，計(jì)算信號(hào)頻帶 (頻帶)0 FL的低頻頻譜(窄帶頻譜)，并輸出到高頻頻譜估計(jì)單元ll3。MDCT分析單元112對(duì)原信號(hào)即語音信號(hào)進(jìn)行MDCT分析，計(jì)算信號(hào)頻 帶0~FH的寬帶頻譜，其中，將與窄帶頻諳相同的帶寬且信號(hào)頻帶為高頻段 FL FH的高頻頻譜，輸出到高頻頻鐠估計(jì)單元113和校正標(biāo)度因子編碼單元 114。這里，窄帶頻譜的信號(hào)頻帶與寬帶頻譜的信號(hào)頻帶之間有FL<FH的關(guān) 系。高頻頻譜估計(jì)單元113利用信號(hào)頻帶0~FL的低頻頻i普來估計(jì)信號(hào)頻帶 FL FH的高頻頻譜，從而獲得估計(jì)頻語。估計(jì)頻譜的導(dǎo)出方法為，基于低頻 頻語，通過使該低頻頻譜變形，求與高頻頻譜之間的相似性為最大的估計(jì)頻 譜。高頻頻譜估計(jì)單元113對(duì)與該估計(jì)頻譜有關(guān)的信息(估計(jì)信息)進(jìn)行編碼， 輸出獲得的編碼參數(shù)，同時(shí)將估計(jì)頻譜本身提供給校正標(biāo)度因子編碼單元 114。在以下的說明中，將從高頻頻譜估計(jì)單元113輸出的估計(jì)頻譜稱為第一 頻語，將從MDCT分析單元112輸出的高頻頻譜稱為第二頻譜。這里，將在上述說明中出現(xiàn)的各種頻譜匯總起來，與信號(hào)頻帶一起如下 表示。窄帶頻譜(低頻頻譜) ...0 FL寬帶頻譜 …0 FH 第 一頻譜(估計(jì)頻譜) . .FL-FH第二頻譜(高頻頻譜) . .FL FH校正標(biāo)度因子編碼單元U4對(duì)第一頻譜的標(biāo)度因子進(jìn)行校正，以使第一 頻譜的標(biāo)度因子接近于第二頻譜的標(biāo)度因子，并對(duì)與該校正標(biāo)度因子有關(guān)的 信息進(jìn)行編碼而輸出。圖3是表示校正標(biāo)度因子編碼單元114內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。校正標(biāo)度因子編碼單元114包括標(biāo)度因子計(jì)算單元121和l22、校正 標(biāo)度因子碼本123、乘法器124、減法器125、判定單元126、加權(quán)誤差計(jì)算 單元127以及搜尋單元128，各個(gè)單元進(jìn)行以下的動(dòng)作。標(biāo)度因子計(jì)算單元121將輸入的第二頻譜的信號(hào)頻帶FL FH分割為多個(gè) 子帶，并求各個(gè)子帶所包含的頻譜的大小，將其輸出到減法器125。具體而 言，分割為子帶時(shí)，與臨界頻帶相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行分割，并以Bark尺度被分割為 等間隔。另外，標(biāo)度因子計(jì)算單元121求各個(gè)子帶所包含的頻譜的平均振幅, 并將其作為第二標(biāo)度因子SF2(k){0^k<NB}。其中，NB表示子帶數(shù)。另外，也可以使用最大振幅值等代替平均振幅。標(biāo)度因子計(jì)算單元122將輸入的第一頻譜的信號(hào)頻帶FL FH分割為多個(gè) 子帶，并計(jì)算各個(gè)子帶的第一標(biāo)度因子SFl(k){(^k<NB}，將其輸出到乘法器124。 另外，在標(biāo)度因子計(jì)算單元122中，與標(biāo)度因子計(jì)算單元121相同地， 也可以使用最大振幅值等代替平均振幅。在以后的處理中，將多個(gè)子帶中的各個(gè)參數(shù)匯總成一個(gè)矢量值。例如， 將NB個(gè)標(biāo)度因子作為一個(gè)矢量來表示。并且，以對(duì)各個(gè)矢量進(jìn)行各種處理 的情況，也就是進(jìn)行矢量量化的情況為例進(jìn)行說明。校正標(biāo)度因子碼本123中存儲(chǔ)多個(gè)校正標(biāo)度因子的候選，根據(jù)來自搜尋 單元128的指示，將所存儲(chǔ)的校正標(biāo)度因子的候選中的一個(gè)候選依次輸出到 乘法器124。在校正標(biāo)度因子碼本123中所存儲(chǔ)的校正標(biāo)度因子的多個(gè)候選 凈皮表示為矢量。乘法器124將從標(biāo)度因子計(jì)算單元122輸出的第一標(biāo)度因子與從校正標(biāo) 度因子碼本123輸出的校正標(biāo)度因子的候選相乘，將乘法結(jié)果提供給減法器125。減法器125從標(biāo)度因子計(jì)算單元121所輸出的第二標(biāo)度因子中，減去乘 法器124的輸出、即第一標(biāo)度因子與校正標(biāo)度因子候選的乘積，并將由此獲 得的誤差信號(hào)提供給加權(quán)誤差計(jì)算單元127和判定單元U6。判定單元126基于從減法器125提供的誤差信號(hào)的符號(hào)，決定對(duì)加權(quán)誤 差計(jì)算單元127提供的加權(quán)矢量。具體而言，由下述式(2)，表示從減法器l25 提供的誤差信號(hào)d(k)。牟)=SF2(fc) - v,(/c) S，) (0 " <層)…式(2)其中，力(k)表示校正標(biāo)度因子的第i個(gè)候選。判定單元l26判定d(k)的符號(hào)，在判定為正時(shí)選擇Wp。s，而在判定為負(fù)時(shí)選擇Wneg作為加權(quán)(Weight),將由它們構(gòu)成的加權(quán)矢量w(k)輸出到加權(quán)誤差計(jì)算單元127。這些加權(quán)中有下 述式(3)的大小關(guān)系。0 < w— < w,"eg...式(3)例如，在子帶數(shù)NB-4且d(k)的符號(hào)為(+， - ， - ， +}時(shí)，輸出到加權(quán)誤差計(jì)算單元l27的加權(quán)矢量W(k)可以表示為W(k) = {Wp。s， Wneg, Wneg, Wp。s}。加權(quán)誤差計(jì)算單元127首先計(jì)算從減法器125提供的誤差信號(hào)的平方值， 接著，將從判定單元126提供的加權(quán)矢量w(k)乘以誤差信號(hào)的平方值，從而 計(jì)算加權(quán)平方誤差E，將計(jì)算結(jié)果提供給搜尋單元128。其中，加權(quán)平方誤差 E如下述的式(4)所示。<formula>formula see original document page 12</formula>…式(4)搜尋單元128對(duì)校正標(biāo)度因子碼本123進(jìn)行控制，使其依次輸出所存儲(chǔ) 的校正標(biāo)度因子的候選，并通過閉環(huán)處理，求從加權(quán)誤差計(jì)算單元127輸出 的加權(quán)平方誤差E為最小的校正標(biāo)度因子的候選。搜尋單元128將求得的校 正標(biāo)度因子的候選的索引(index)iopt作為編碼參數(shù)輸出。如上所述，在基于誤差信號(hào)的符號(hào)來設(shè)定用于計(jì)算加權(quán)平方誤差時(shí)的加 權(quán)，且該加權(quán)具有式(2)所示的關(guān)系時(shí)，可獲得如下的作用。也就是說，在誤 差信號(hào)d(k)為正的情況是，在解碼端生成的解碼值(就編碼端而言，為第一標(biāo) 度因子與校正標(biāo)度因子候選相乘所得的值)小于目標(biāo)值即第二標(biāo)度因子的情況。另外，在誤差信號(hào)d(k)為負(fù)的情況是，在解碼端生成的解碼值大于目標(biāo) 值即第二標(biāo)度因子的情況。因此，，通過將誤差信號(hào)d(k)為正時(shí)的加權(quán)設(shè)定得 小于誤差信號(hào)d(k)為負(fù)時(shí)的加權(quán)，在平方誤差的值為大致相同時(shí)，使校正標(biāo) 度因子候選容易被選擇，該校正標(biāo)度因子候選生成小于第二標(biāo)度因子的解碼 值。由此可獲得以下的改善效果。例如，如本實(shí)施方式，在利用低頻頻譜來 估計(jì)高頻頻譜時(shí)， 一般能夠?qū)崿F(xiàn)低比特率。然而，雖然實(shí)現(xiàn)低比特率，但另 一方面，如上所述，并不能說估計(jì)頻譜的精確度即估計(jì)頻譜與高頻頻譜的相 似性足夠高。在這種情況下，標(biāo)度因子的解碼值大于目標(biāo)值且量化后的標(biāo)度 因子作用于增強(qiáng)估計(jì)頻譜的方向時(shí)，較低的估計(jì)頻譜的精確度容易被人的耳 朵感覺成質(zhì)量劣化。相反，標(biāo)度因子的解碼值小于目標(biāo)值且量化后的標(biāo)度因 子作用于衰減該估計(jì)頻譜的方向時(shí)，較低的估計(jì)頻譜的精確度變得不明顯， 能夠獲得可改善解碼信號(hào)的音質(zhì)的效果。另外，上述傾向在計(jì)算機(jī)的仿真中得到了確認(rèn)。接著，說明與上述可擴(kuò)展編碼裝置對(duì)應(yīng)的本實(shí)施方式的可擴(kuò)展解碼裝置。 圖4是表示該可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。分離單元151對(duì)表示編碼參數(shù)的輸入比特流進(jìn)行分離處理，生成用于第 一層解碼單元152的編碼參數(shù)以及用于第二層解碼單元153的編碼參數(shù)。第一層解碼單元152使用由分離單元151獲得的編碼參數(shù)，將信號(hào)頻帶 O-FL的解碼信號(hào)解碼，并輸出該解碼信號(hào)。另外，第一層解碼單元152還將 獲得的解碼信號(hào)提供給第二層解碼單元153。由分離單元151分離出的編碼參數(shù)以及從第一層解碼單元152輸出的第 一層解碼信號(hào)4皮提供給第二層解碼單元153。第二層解碼單元153進(jìn)行頻語 解碼，變換為時(shí)域的信號(hào)，從而生成信號(hào)頻帶0 FH的寬帶的解碼信號(hào)并將 其輸出。圖5是表示第二層解碼單元153內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。另外，第二 層解碼單元153是，與本實(shí)施方式的變換編碼裝置中的第二層編碼單元106 對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素。MDCT分析單元161對(duì)第一層解碼信號(hào)進(jìn)行MDCT分析，計(jì)算信號(hào)頻帶 0 FL的第一頻譜，并輸出到高頻頻譜解碼單元162。高頻頻譜解碼單元162使用從本實(shí)施方式的變換編碼裝置傳送來的編碼 參數(shù)(估計(jì)信息)和第一頻譜，將信號(hào)頻帶FL FH的估計(jì)頻譜(微細(xì)頻譜)解碼。 獲得的估計(jì)頻譜纟皮提供給乘法單元164。校正標(biāo)度因子解碼單元163使用從本實(shí)施方式的變換編碼裝置傳送來的 編碼參數(shù)(校正標(biāo)度因子)，將校正標(biāo)度因子解碼。具體而言，參照內(nèi)置的校正 標(biāo)度因子碼本(未圖示)，將對(duì)應(yīng)的校正標(biāo)度因子輸出到乘法器164。乘法器164將從高頻頻譜解碼單元162輸出的估計(jì)頻譜與從校正標(biāo)度因 子解碼單元163輸出的校正標(biāo)度因子相乘，將乘法結(jié)果輸出到連接單元165。連接單元165在頻率軸上連接第一頻譜和從乘法器164輸出的估計(jì)頻譜， 生成信號(hào)頻帶0~FH的寬帶的解碼譜，并輸出到時(shí)域變換單元166。理，并乘以適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)后，與對(duì)應(yīng)于上一幀的窗口乘法后的信號(hào)的領(lǐng)域相 加，生成第二層解碼信號(hào)并輸出。如上述說明，根據(jù)本實(shí)施方式，在高層的頻域的編碼中，將輸入信號(hào)變換為頻域的系數(shù)而對(duì)標(biāo)度因子進(jìn)行量化時(shí)，使用加權(quán)失真尺度進(jìn)行標(biāo)度因子 的量化，該加權(quán)失真尺度用于容易地選擇使標(biāo)度因子變小的量化候選。也就 是說，可容易地選擇使量化后的標(biāo)度因子小于量化前的標(biāo)度因子的量化候選。 因此，即使在對(duì)標(biāo)度因子的量化所分配的比特?cái)?shù)不足時(shí)，也能夠抑制聽覺上 的主觀質(zhì)量的劣化。另外，根據(jù)非專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)，在Bark尺度i相同時(shí)，上述式 (l)所示的加權(quán)函數(shù)Wi總是相同。然而，根據(jù)本實(shí)施方式，即使Bark尺度i 相同，也根據(jù)輸入信號(hào)與量化候選之間的差(Ei-Cj(m))，改變與該差相乘的加 權(quán)。也就是說，設(shè)定加權(quán)，以與E廣Ci(m)成為負(fù)的量化候選Ci(m)相比，使Ei-Ci(m) 成為正的量化候選Ci(m)更容易被選擇，換言之，設(shè)定加權(quán)以使量化后的標(biāo)度 因子小于原標(biāo)度因子。另外，在本實(shí)施方式中，以使用矢量量化的情況為例進(jìn)行了說明，但也 可以對(duì)每個(gè)子帶獨(dú)立地進(jìn)行處理，代替進(jìn)行矢量量化即對(duì)每個(gè)矢量進(jìn)行處理。 此時(shí)，例如，用標(biāo)量(scalar)來表示校正標(biāo)度因子碼本中所包含的校正標(biāo)度因 子候選。(實(shí)施方式2)本發(fā)明實(shí)施方式2的具備變換編碼裝置的可擴(kuò)展編碼裝置的基本結(jié)構(gòu)與 實(shí)施方式l相同。因此省略其說明，下面說明與實(shí)施方式1不同的結(jié)構(gòu)、即 第二層編碼單元206。圖6是表示第二層編碼單元206內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。第二層編碼 單元206具有與在實(shí)施方式1所示的第二層編碼單元106相同的基本結(jié)構(gòu)， 對(duì)相同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。另外，對(duì)于基本動(dòng)作相 同但細(xì)部有所不同的結(jié)構(gòu)要素，在相同的標(biāo)號(hào)上附加小寫字母并適當(dāng)?shù)丶右?說明。另外，在對(duì)其它結(jié)構(gòu)的說明中，也采用相同的記載方法。第二層編碼單元206還包括聽覺掩蔽(masking)計(jì)算單元211和比特分 配決定單元212,校正標(biāo)度因子編碼單元114a進(jìn)行基于由比特分配決定單元 212決定的比特分配的校正標(biāo)度因子的編碼。具體而言，聽覺掩蔽計(jì)算單元211分析輸入信號(hào)而計(jì)算表示量化失真的 容許值的聽覺掩蔽值，將其輸出到比特分配決定單元212。比特分配決定單元212基于由聽覺掩蔽計(jì)算單元211計(jì)算出的聽覺掩蔽 值，決定將多少比特分配給哪個(gè)子帶，將該比特分配信息輸出到外部，同時(shí)輸出到校正標(biāo)度因子編碼單元114a。-纟i輸出的比特分配信息而決定的比特?cái)?shù)，對(duì)校正標(biāo)度因子候選進(jìn)行量化，將它的索引作 為編碼參數(shù)輸出。此時(shí)，基于校正標(biāo)度因子的量化比特?cái)?shù)，設(shè)定與子帶對(duì)應(yīng)的加權(quán)的大小。具體而言，校正標(biāo)度因子編碼單元114a進(jìn)行如下的設(shè)定擴(kuò) 大對(duì)量化比特?cái)?shù)較少的子帶的校正標(biāo)度因子的兩個(gè)加權(quán)之差，具體地說，是誤差信號(hào)d(k)為正時(shí)的加權(quán)Wp。s與誤差信號(hào)d(k)為負(fù)時(shí)的加權(quán)W。eg之差，另一方面，對(duì)量化比特?cái)?shù)較多的子帶的校正標(biāo)度因子的上述兩個(gè)加權(quán)，縮小這兩個(gè)加權(quán)之差。通過采用上述結(jié)構(gòu)，可提高對(duì)量化比特?cái)?shù)較少的子帶的校正標(biāo)度因子選 擇使量化后的標(biāo)度因子小于量化前的標(biāo)度因子的量化候選的概率，其結(jié)果， 能夠減輕聽覺上的質(zhì)量劣化。下面，說明本實(shí)施方式的可擴(kuò)展解碼裝置。但是，由于本實(shí)施方式的可 擴(kuò)展解碼裝置具有與在實(shí)施方式1所示的可擴(kuò)展解碼裝置相同的基本結(jié)構(gòu)，因此下面說明與實(shí)施方式1不同的結(jié)構(gòu)、即第二層解碼單元253。 圖7是表示第二層解碼單元253內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 比特分配解碼單元261使用從本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置傳送的編碼參數(shù)(比特分配信息)，對(duì)各個(gè)子帶的比特?cái)?shù)進(jìn)行解碼，將獲得的比特?cái)?shù)輸出到校正標(biāo)度因子解碼單元163a。校正標(biāo)度因子解碼單元163a使用各個(gè)子帶的比特?cái)?shù)和編碼參數(shù)(校正標(biāo)度因子)，解碼出校正標(biāo)度因子，將獲得的校正標(biāo)度因子輸出到乘法其164。以后的處理與實(shí)施方式1相同。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，基于分配給各個(gè)頻帶的標(biāo)度因子的量化比特?cái)?shù) 而改變加權(quán)。該加權(quán)的改變是，進(jìn)行如下的設(shè)定對(duì)量化比特?cái)?shù)較少的標(biāo)度 因子，擴(kuò)大誤差信號(hào)d(k)為正值時(shí)的加權(quán)w，與誤差信號(hào)d(k)為負(fù)值時(shí)的加權(quán)Wneg之差。通過采用上述結(jié)構(gòu)，對(duì)量化比特?cái)?shù)較少的子帶的校正標(biāo)度因子，可容易 地選擇使量化后的標(biāo)度因子小于量化前的標(biāo)度因子的量化候選，能夠減輕在 相關(guān)頻帶產(chǎn)生的聽覺上的質(zhì)量劣化。(實(shí)施方式3)本發(fā)明實(shí)施方式3的具備變換編碼裝置的可擴(kuò)展編碼裝置的基本結(jié)構(gòu)也與實(shí)施方式l相同。因此省略其說明，下面說明與實(shí)施方式1不同的結(jié)構(gòu)即第二層編碼單元306。第二層編碼單元306的基本動(dòng)作類似于實(shí)施方式2所示的第二層編碼單 元206，不同的方面在于，使用后述的相似性代替在實(shí)施方式2中所使用的 比特分配信息。圖8是表示第二層編碼單元306內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。相似性計(jì)算單元311計(jì)算信號(hào)頻帶FL FH的第二頻譜即原信號(hào)的頻語與 信號(hào)頻帶FL FH的估計(jì)頻譜之間的相似性，并將獲得的相似性輸出到校正標(biāo) 度因子編碼單元114b。這里，相似性例如以估計(jì)頻語對(duì)第二頻語的 SNR(Signal-to-Noise Ratio:信噪比)來定義。校正標(biāo)度因子編碼單元114b基于從相似性計(jì)算單元311輸出的相似性， 對(duì)校正標(biāo)度因子候選進(jìn)行量化，將它的索引作為編碼參數(shù)輸出。此時(shí)，基于 子帶的相似性，設(shè)定與該子帶對(duì)應(yīng)的加權(quán)的大小。具體而言，校正標(biāo)度因子 編碼單元114b進(jìn)行如下的設(shè)定擴(kuò)大對(duì)相似性較低的子帶的校正標(biāo)度因子的 兩個(gè)加權(quán)之差，具體地說，是擴(kuò)大誤差信號(hào)d(k)為正值時(shí)的加權(quán)Wp。s與誤差 信號(hào)d(k)為負(fù)值時(shí)的加權(quán)Wneg之差，另一方面，對(duì)相似性較高的子帶的校正 標(biāo)度因子的上述兩個(gè)加斥又，縮小這兩個(gè)加權(quán)之差。本實(shí)施方式的可擴(kuò)展解碼裝置和變換解碼裝置的基本結(jié)構(gòu)與在實(shí)施方式 l所示的裝置相同，因此省略其說明。這樣，才艮據(jù)本實(shí)施方式，基于各個(gè)頻帶的估計(jì)頻譜對(duì)原信號(hào)的頻譜的形 狀的精確度(例如，相似性或SNR等)而改變加權(quán)。該加權(quán)的改變是，進(jìn)行如 下的設(shè)定對(duì)相似性較低的子帶的標(biāo)度因子，擴(kuò)大誤差信號(hào)d(k)為正值時(shí)的 加權(quán)wp。s與誤差信號(hào)d(k)為負(fù)值時(shí)的加權(quán)w^之差。通過采用上述結(jié)構(gòu)，對(duì)估計(jì)頻譜的SNR較低的子帶對(duì)應(yīng)的校正標(biāo)度因 子，可容易地選擇使量化后的標(biāo)度因子小于量化前的標(biāo)度因子的量化候選， 能夠更減輕在相關(guān)頻帶產(chǎn)生的聽覺上的質(zhì)量劣化。(實(shí)施方式4)在實(shí)施方式1 3，示出了校正標(biāo)度因子編碼單元114、 1Ma和lMb的輸 入為第一頻譜和第二頻譜的特征不同的兩個(gè)頻譜的情況作為例子。但是，在 本發(fā)明中，校正標(biāo)度因子編碼單元114、 114a和114b的輸入也可以是一個(gè)頻 :^普。下面示出在此情況下的實(shí)施方式。本發(fā)明的實(shí)施方式4是，將本發(fā)明適用于層數(shù)為1，即，不采用可擴(kuò)展編碼的情況的實(shí)施方式。圖9是表示本實(shí)施方式的變換編碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。另外，這里，以使用MDCT作為變換方式的情況為例進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的變換編碼裝置包括MDCT分析單元401 、標(biāo)度因子編碼單 元402、微細(xì)頻譜編碼單元403和復(fù)用單元404,各個(gè)單元進(jìn)行以下的動(dòng)作。MDCT分析單元401對(duì)原信號(hào)即語音信號(hào)進(jìn)行MDCT分析，將獲得的頻 譜輸出到標(biāo)度因子編碼單元402和微細(xì)頻語編碼單元403。標(biāo)度因子編碼單元402將由MDCT分析單元401求得的頻譜的信號(hào)頻帶 分割為多個(gè)子帶，計(jì)算各個(gè)子帶的標(biāo)度因子，并對(duì)它們進(jìn)行量化。該量化的 細(xì)節(jié)將在后面描述。標(biāo)度因子編碼單元402將通過量化所得的編碼參數(shù)(標(biāo)度 因子)輸出到復(fù)用單元404，同時(shí)將解碼標(biāo)度因子本身輸出到微細(xì)頻譜編碼單 元403。微細(xì)頻譜編碼單元403使用從標(biāo)度因子編碼單元402輸出的解碼標(biāo)度因 子，對(duì)從MDCT分析單元401提供的頻譜進(jìn)行歸一化，并對(duì)歸一化后的頻譜 進(jìn)行編碼。微細(xì)頻譜編碼單元403將獲得的編碼參數(shù)(微細(xì)頻譜)輸出到復(fù)用單 元404。圖10是表示標(biāo)度因子編碼單元402內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。另外，該 標(biāo)度因子編碼單元402具有與在實(shí)施方式1所示的標(biāo)度因子編碼單元1"相 同的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)相同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。不同之處在于，在實(shí)施方式1中，在乘法器124中將第一頻譜的標(biāo)度因 子SFl(k)與校正標(biāo)度因子候選Vi(k)相乘，并在減法器125中求誤差信號(hào)d(k), 但在本實(shí)施方式中，在將標(biāo)度因子候選Xj(k)直接提供給減法器125并求誤差 信號(hào)d(k)。也就是說，在本實(shí)施方式中，在實(shí)施方式1中所示的式(2)可表示 如下?！?5)圖11是表示本實(shí)施方式的變換解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。分離單元451對(duì)表示編碼參數(shù)的輸入比特流進(jìn)行分離處理，生成用于標(biāo) 度因子解碼單元452的編碼參數(shù)(標(biāo)度因子)以及用于微細(xì)頻譜解碼單元4 的編碼參數(shù)(微細(xì)頻譜)。標(biāo)度因子解碼單元452使用由分離單元451獲得的編碼參數(shù)(標(biāo)度因子)解碼出標(biāo)度因子，將其提供給乘法器454。-微細(xì)頻譜解碼單元453使用由分離單元451獲得的編碼參數(shù)(微細(xì)頻譜) 來解碼微細(xì)頻譜，并將其提供給乘法器454。乘法器454將從微細(xì)頻譜解碼單元453輸出的微細(xì)頻譜與從標(biāo)度因子解 碼單元452輸出的標(biāo)度因子相乘，生成解碼譜。該解碼語被輸出到時(shí)域變換 單元455。時(shí)域變換單元455對(duì)從乘法器454輸出的解碼譜進(jìn)行時(shí)域變換，將獲得 的時(shí)域信號(hào)作為最終的解碼信號(hào)輸出。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在由單一層構(gòu)成的編碼中，也能夠適用本發(fā)明。另外，標(biāo)度因子編碼單元402也可以是下述結(jié)構(gòu)根據(jù)在實(shí)施方式2所 示的比特分配信息和在實(shí)施方式3所示的相似性等指標(biāo)，預(yù)先使從MDCT分 析單元401提供的頻語的標(biāo)度因子衰減，然后使用無加權(quán)的通常的失真尺度 (distortion scale)進(jìn)行量化。由此，在低比特率環(huán)境下，也能夠減輕語音質(zhì) 量的劣化。(實(shí)施方式5)圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的具備變換編碼裝置的可擴(kuò)展編碼裝置的 主要結(jié)構(gòu)的方框圖。本實(shí)施方式的可擴(kuò)展編碼裝置主要由下述單元構(gòu)成下采樣單元501、 第一層編碼單元502、復(fù)用單元503、第一層解碼單元504、上采樣單元505、 延遲單元507、第二層編碼單元508以及背景噪聲分析單元506。下采樣單元501從采樣率F2的輸入信號(hào)生成采樣率F1(F1^F2)的信號(hào)， 并將其提供給第一層編碼單元502。第一層編碼單元502對(duì)從下采樣單元501 輸出的采樣率F1的信號(hào)進(jìn)行編碼。由第一層編碼單元502獲得的編碼參數(shù)被 提供給復(fù)用單元503,同時(shí)被提供給第一層解碼單元5(H。第一層解碼單元 504根據(jù)第一層編碼單元502輸出的編碼參數(shù)生成第一層的解碼信號(hào)，將其 輸出到背景噪聲分析單元506和上采樣單元505。上采樣單元505將第一層 解碼信號(hào)的采樣率從F1上采樣到F2,并將其輸出到第二層編碼單元508。背景噪聲分析單元506輸入第一層解碼信號(hào)，并判定該信號(hào)中是否包含 背景噪聲。背景噪聲分析單元506在判定為第一層解碼信號(hào)中包含背景噪聲 時(shí)，對(duì)該背景噪聲進(jìn)行MDCT等處理而分析其頻率特性，并將分析出的頻率 特性作為背景噪聲信息輸出到第二層編碼單元508。另一方面，背景噪聲分析單元506在判定為第一層解碼信號(hào)中不包含背景噪聲時(shí)，將背景噪聲信息 輸出到第二層編碼單元508，該背景噪聲信息表示第一層解碼信號(hào)中不包含 背景噪聲的事實(shí)。另外，在本實(shí)施方式中，作為背景噪聲的檢測(cè)方法，可以 采用下述方法以及其它的一般的背景噪聲檢測(cè)方法，該方法是，分析某個(gè)區(qū) 間的輸入信號(hào)而計(jì)算該輸入信號(hào)的最大功率值和最小功率值，在它們之間的 比或者差在閾值以上時(shí)，將最小功率值判定為噪聲的方法。延遲單元507使輸入信號(hào)延遲規(guī)定的長度。該延遲用于校正在下采樣單 元501、第一層編碼單元502以及第一層解碼單元504產(chǎn)生的時(shí)間延遲。第二層編碼單元508使用從上采樣單元505獲得的上采樣后的第一層解 碼信號(hào)以及從背景噪聲分析單元506獲得的背景噪聲信息，對(duì)從延遲單元507 輸出的延遲了規(guī)定時(shí)間的輸入信號(hào)進(jìn)行變換編碼，將生成的編碼參數(shù)輸出到 復(fù)用單元503。復(fù)用單元503將在第一層編碼單元502中求得的編碼參數(shù)與在第二層編 碼單元508中求得的編碼參數(shù)進(jìn)行復(fù)用，并將其作為最終的編碼參數(shù)輸出。圖13是表示第二層編碼單元508內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。第二層編碼 單元508包括MDCT分析單元511和512、高頻頻譜估計(jì)單元513以及校正 標(biāo)定因子編碼單元514，各個(gè)單元進(jìn)行以下動(dòng)作。MDCT分析單元511對(duì)第一層解碼信號(hào)進(jìn)行MDCT分析，計(jì)算信號(hào)頻帶 0 FL的低頻頻語(窄帶頻譜)，并輸出到高頻頻譜估計(jì)單元513。MDCT分析單元512對(duì)原信號(hào)即語音信號(hào)進(jìn)行MDCT分析，計(jì)算信號(hào)頻 帶0 FH的寬帶頻譜，其中，將與窄帶頻譜相同的帶寬且信號(hào)頻帶為高頻段 FL FH的高頻頻譜，輸出到高頻頻譜估計(jì)單元513和校正標(biāo)度因子編碼單元 514。這里，窄帶頻譜的信號(hào)頻帶與寬帶頻鐠的信號(hào)頻帶之間有FL<FH的關(guān)系。高頻頻語估計(jì)單元513利用信號(hào)頻帶0 FL的低頻頻譜來估計(jì)信號(hào)頻帶 FL FH的高頻頻譜，從而獲得估計(jì)頻譜。估計(jì)頻譜的導(dǎo)出方法為，基于低頻 頻譜，通過使該低頻頻譜變形，求與高頻頻譜之間的相似性為最大的估計(jì)頻 譜。高頻頻譜估計(jì)單元513對(duì)與該估計(jì)頻譜有關(guān)的信息(估計(jì)信息)進(jìn)行編碼， 并輸出獲得的編碼參數(shù)。在以下的說明中，將從高頻頻語估計(jì)單元513輸出的估計(jì)頻譜稱為第一 頻譜，將從MDCT分析單元512輸出的高頻頻譜稱為第二頻譜。這里，將在上述說明中出現(xiàn)的各種頻譜匯總起來，與信號(hào)頻帶一起如下 表示。窄帶頻語(低頻頻譜) ...0~FL寬帶頻譜 ...0 FH 第 一頻譜(估計(jì)頻譜) ...FL FH第二頻譜(高頻頻譜) ...FL FH校正標(biāo)度因子編碼單元514使用背景噪聲信息對(duì)與第二頻譜的標(biāo)度因子 有關(guān)的信息進(jìn)行編碼并輸出。圖14是表示校正標(biāo)度因子編碼單元514內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。校正 標(biāo)度因子編碼單元514包括標(biāo)度因子計(jì)算單元521、校正標(biāo)度因子碼本522、 減法器523、判定單元524、加權(quán)誤差計(jì)算單元525以及搜尋單元526，各個(gè) 單元進(jìn)行以下的動(dòng)作。標(biāo)度因子計(jì)算單元521將輸入的第二頻譜的信號(hào)頻帶FL FH分割為多個(gè) 子帶，并求各個(gè)子帶所包含的頻譜的大小，將其輸出到減法器523。具體而 言，分割為子帶時(shí)，與臨界頻帶相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行分割，并基于Bark尺度分割為 等間隔。另外，標(biāo)度因子計(jì)算單元521求各個(gè)子帶所包含的頻譜的平均振幅， 并將其作為第二標(biāo)度因子SF2(k){0^k<NB}。其中，NB表示子帶數(shù)。另外， 也可以使用最大振幅值等代替平均振幅。在以后的處理中，將多個(gè)子帶中的各個(gè)參數(shù)匯總成一個(gè)矢量值。例如， 將NB個(gè)標(biāo)度因子作為一個(gè)矢量來表示。并且，以對(duì)各個(gè)矢量進(jìn)行各種處理 的情況，也就是進(jìn)行矢量量化的情況為例進(jìn)行說明。校正標(biāo)度因子碼本522中存儲(chǔ)多個(gè)校正標(biāo)度因子的候選，根據(jù)來自搜尋 單元526的指示，將所存儲(chǔ)的校正標(biāo)度因子的候選中的一個(gè)候選，依次輸出 到減法器523。在校正標(biāo)度因子碼本522中所存儲(chǔ)的校正標(biāo)度因子的多個(gè)候 選^皮表示為矢量。減法器523從標(biāo)度因子計(jì)算單元521所輸出的第二標(biāo)度因子，減去校正 標(biāo)度因子碼本522的輸出即校正標(biāo)度因子候選，并將由此獲得的誤差信號(hào)提 供給加權(quán)誤差計(jì)算單元525和判定單元524。判定單元524基于從減法器提供的誤差信號(hào)的符號(hào)以及背景噪聲信息， 決定對(duì)加權(quán)誤差計(jì)算單元525提供的加權(quán)矢量。下面說明判定單元524中的 具體處理流程。判定單元524分析所輸入的背景噪聲信息。并且，判定單元524在其內(nèi) 部具有元素?cái)?shù)為子帶數(shù)NB的背景噪聲標(biāo)記BNF(k){0Sk<NB}。在背景噪聲 信息表示，輸入信號(hào)(第一解碼信號(hào))中不包含背景噪聲時(shí)，判定單元524將背 景噪聲標(biāo)記BNF(k)的值都設(shè)定為0。另夕卜，在背景噪聲信息表示，輸入信號(hào)(第 一解碼信號(hào))中包含背景噪聲時(shí)，判定單元524分析背景噪聲信息所示的背景 噪聲的頻率特性，將其變換為每個(gè)子帶的頻率特性。這里，為了簡(jiǎn)化說明， 視為背景噪聲信息表示每個(gè)子帶的頻譜的平均功率值來處理。判定單元524 比較每個(gè)子帶的頻譜的平均功率值SP(k)與預(yù)先設(shè)定在內(nèi)部的每個(gè)子帶的閾 值ST(k)，并在SP(k)為ST(k)以上時(shí)對(duì)應(yīng)的子帶的背景噪聲標(biāo)記BNF(k)的值 設(shè)定為1。這里，可由下述式(6)來表示從減法器提供的誤差信號(hào)d(k)。 牟)=SF2("-v,.(" (0"<層) 式(6)其中，Vi(k)表示校正標(biāo)度因子的第i個(gè)候選。在d(k)的符號(hào)為正時(shí)，判定 單元524選擇Wp。s作為加權(quán)。另外，在d(k)的符號(hào)為負(fù)且背景噪聲標(biāo)記BNF(k) 的值為1時(shí)，判定單元524選擇Wp。s作為加權(quán)。還有，在d(k)的符號(hào)為負(fù)且 背景噪聲標(biāo)記BNF(k)的值為0時(shí)，判定單元524選擇Wneg作為加權(quán)。接著， 判定單元524將由它們構(gòu)成的加權(quán)矢量w(k)輸出到加權(quán)誤差計(jì)算單元525。 這些加權(quán)有下式(7)的大小關(guān)系。0< 戸< ..式(7)例如，在子帶數(shù)NB-4且d(k)的符號(hào)為(+， - ， -, +},以及背景噪聲 標(biāo)記BNF(k)為(O， 0, 1, 1}時(shí)，輸出到加權(quán)誤差計(jì)算單元525的加權(quán)矢量W(k)可以表示為W(k) = {Wp0s， Wneg, Wpos, Wpos}。加權(quán)誤差計(jì)算單元525首先計(jì)算從減法器523提供的誤差信號(hào)的平方值， 接著，將從判定單元524提供的加權(quán)矢量w(k)乘以誤差信號(hào)的平方值，從而 計(jì)算加權(quán)平方誤差E，將計(jì)算結(jié)果提供給搜尋單元526。這里，加權(quán)平方誤差 E如下述的式(8)所示。w萬-1"o …式(8) 搜尋單元526對(duì)校正標(biāo)度因子碼本522進(jìn)行控制，使其依次輸出所存儲(chǔ) 的校正標(biāo)度因子的候選，并通過閉環(huán)處理，求使從加權(quán)誤差計(jì)算單元525輸<formula>formula see original document page 21</formula>出的加權(quán)平方誤差E為最小的校正標(biāo)度因子的候選。搜尋單元526將求得的 校正標(biāo)度因子的候選的索引iopt作為編碼參數(shù)輸出。如上所述，在基于誤差信號(hào)的符號(hào)來設(shè)定用于計(jì)算加權(quán)平方誤差時(shí)的加 權(quán)，且該加權(quán)具有式(7)所示的關(guān)系時(shí)，能夠獲得如下的作用。也就是說，在 誤差信號(hào)d(k)為正的情況是，在解碼端生成的解碼值(就編碼端而言，為將第 一標(biāo)度因子進(jìn)行歸一化，并將歸一化后的值與校正標(biāo)度因子候選相乘所得的 值)小于目標(biāo)值即第二標(biāo)度因子的情況。另外，在誤差信號(hào)d(k)為負(fù)的情況是， 在解碼端生成的解碼值大于目標(biāo)值即第二標(biāo)度因子的情況。因此，通過將誤 差信號(hào)d(k)為正時(shí)的加權(quán)設(shè)定得小于誤差信號(hào)d(k)為負(fù)時(shí)的加權(quán)，在平方誤 差的值為大致相同時(shí)，使校正標(biāo)度因子候選容易被選擇，該校正標(biāo)度因子候 選生成小于第二標(biāo)度因子的解碼值。由此能夠獲得以下的改善效果。例如，如本實(shí)施方式，在利用低頻頻譜 來估計(jì)高頻頻譜時(shí)， 一般能夠?qū)崿F(xiàn)低比特率。然而，雖然實(shí)現(xiàn)低比特率，但 另一方面，如上所述，并不能說估計(jì)頻譜的精確度即估計(jì)頻譜與高頻頻譜的 相似性足夠高。在這種情況下，標(biāo)度因子的解碼值大于目標(biāo)值且量化后的標(biāo) 度因子作用于將估計(jì)頻譜增強(qiáng)的方向時(shí)，較低的估計(jì)頻譜的精確度容易被人 的耳朵感覺成質(zhì)量劣化。相反，標(biāo)度因子的解碼值小于目標(biāo)值且量化后的標(biāo) 度因子作用于將該估計(jì)頻譜衰減的方向時(shí)，較低的估計(jì)頻譜的精確度變得不 明顯，能夠獲得可改善解碼信號(hào)的音質(zhì)的效果。進(jìn)而，基于輸入信號(hào)(第一層 解碼信號(hào))中是否包含背景噪聲來調(diào)整上述的作用的程度，從而能夠獲得聽覺上更為良好的解碼信號(hào)。另外，上述傾向在計(jì)算機(jī)的仿真中也得到了確認(rèn)。接著，說明與上述可擴(kuò)展編碼裝置對(duì)應(yīng)的本實(shí)施方式的可擴(kuò)展解碼裝置。 另外，可擴(kuò)展解碼裝置的結(jié)構(gòu)與在實(shí)施方式1說明過的圖4相同，因此省略 說明。本實(shí)施方式的解碼裝置只有第二層解碼單元153的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式 1不同。下面，使用圖15說明本實(shí)施方式的第二層解碼單元153的主要結(jié)構(gòu)。 另外，第二層解碼單元153是，與本實(shí)施方式的變換編碼裝置中的第二層編 碼單元508對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素。MDCT分析單元561對(duì)第一層解碼信號(hào)進(jìn)行MDCT分析，計(jì)算信號(hào)頻帶 0 FL的第一頻譜，并輸出到高頻頻譜解碼單元562。高頻頻譜解碼單元562使用從本實(shí)施方式的變換編碼裝置傳送來的編碼參數(shù)(估計(jì)信息)和第一頻譜,將信號(hào)頻帶FL FH的估計(jì)頻譜(微細(xì)頻語)解碼。 所獲得的估計(jì)頻譜凈皮提供給高頻頻譜歸一化單元563。校正標(biāo)度因子解碼單元564使用從本實(shí)施方式的變換編碼裝置傳送來的 編碼參數(shù)(校正標(biāo)度因子)，對(duì)校正標(biāo)度因子解碼。具體而言，參照內(nèi)置的校正 標(biāo)度因子碼本522(未圖示)，將對(duì)應(yīng)的校正標(biāo)度因子輸出到乘法器565。高頻頻譜歸一化單元563將從高頻頻譜解碼單元562輸出的估計(jì)頻鐠的 信號(hào)頻帶FL FH分割為多個(gè)子帶，并求各個(gè)子帶所包含的頻譜的大小。具體 而言，分割為子帶時(shí)，與臨界頻帶相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行分割，并基于Bark尺度分割 為等間隔。另外，標(biāo)度因子計(jì)算單元521求各個(gè)子帶所包含的頻譜的平均振 幅，并將其作為第一標(biāo)度因子SFl(k){0^k<NB}。其中，NB表示子帶數(shù)。另 外，也可以使用最大振幅值等代替平均振幅。接著，高頻頻譜歸一化單元563 對(duì)每個(gè)子帶用第一標(biāo)度因子SFl(k)除以估計(jì)頻譜的值(MDCT值)，將除法運(yùn) 算所得的估計(jì)頻譜值作為歸一化估計(jì)頻譜輸出到乘法器565。乘法器565將從高頻頻譜歸一化單元563輸出的歸一化估計(jì)頻譜與從校 正標(biāo)度因子解碼單元564輸出的校正標(biāo)度因子相乘，將乘法結(jié)果輸出到連接 單元566。連接單元566在頻率軸上連接第一頻譜和從乘法器164輸出的歸一化估 計(jì)頻譜，生成信號(hào)頻帶0 FH的寬帶的解碼譜，并輸出到時(shí)域變換單元567。理，并乘以適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)后，與對(duì)應(yīng)于上一幀的窗口乘法后的信號(hào)的領(lǐng)域相 加，生成第二層解碼信號(hào)并輸出。根據(jù)本實(shí)施方式，如上述說明，在高層的頻域的編碼中，將輸入信號(hào)變 換為頻域的系數(shù)從而對(duì)標(biāo)度因子進(jìn)行量化時(shí)，使用加權(quán)失真標(biāo)度對(duì)標(biāo)度因子 進(jìn)行量化，該加權(quán)失真標(biāo)度用于容易地選擇使標(biāo)度因子變小的量化候選。也 就是說，可容易地選擇使量化后的標(biāo)度因子小于量化前的標(biāo)度因子的量化候 選。因此，即使在對(duì)標(biāo)度因子的量化所分配的比特?cái)?shù)不足時(shí)，也能夠抑制聽 覺上的主觀質(zhì)量的劣化。另外，在本實(shí)施方式中，以使用矢量量化的情況為例進(jìn)行了說明，但也 可以對(duì)每個(gè)子帶獨(dú)立地進(jìn)行處理，代替進(jìn)行矢量量化即對(duì)每個(gè)矢量進(jìn)行處理。 此時(shí)，例如，用標(biāo)量表示校正標(biāo)度因子碼本522中所包含的校正標(biāo)度因子候 選。另外，在本實(shí)施方式中，通過對(duì)每個(gè)子帶的平均功率值與閾值進(jìn)行比4交 來決定背景噪聲標(biāo)記BNF(k)的值，但本發(fā)明不限于此，還可以同樣地適用于 利用背景噪聲的每個(gè)子帶的平均功率值與第一解碼信號(hào)(語音部分)的每個(gè)子 帶的平均功率值之比的方法等。另外，在本實(shí)施方式中，說明了在編碼裝置內(nèi)具備上采樣單元505的結(jié) 構(gòu)，但本發(fā)明不限于此，還可以同樣地適用于不具備第一上采樣單元，而 將窄帶的第一層解碼信號(hào)輸入到第二層編碼單元的情況。另外，在本實(shí)施方式中，說明了不考慮輸入信號(hào)的特性(例如，包含語音 的部分，或不包含語音的部分等)，總是通過上述的方法進(jìn)行量化的情況，但 本發(fā)明不限于此，還可以同樣地適用于基于輸入信號(hào)的特性(有聲部分或無 聲部分等)，切換是否利用上述的方法的情況。例如，可以舉出下述方法對(duì) 輸入信號(hào)中的包含語音的部分，進(jìn)行基于上述的適用了加權(quán)的距離計(jì)算的矢 量量化，對(duì)輸入信號(hào)中的不包含語音的部分，進(jìn)行基于在實(shí)施方式1 4所示 的方法的矢量量化，而不進(jìn)行基于上述的適用了加權(quán)的距離計(jì)算的矢量量化。 這樣，基于輸入信號(hào)的特性，在時(shí)間軸上也切換矢量量化的距離計(jì)算方法， 從而能夠獲得質(zhì)量更良好的解碼信號(hào)。(實(shí)施方式6)相對(duì)于實(shí)施方式5,本發(fā)明實(shí)施方式6只有編碼裝置的第二層編碼單元 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。圖16是表示本實(shí)施方式的第二層編碼單元508內(nèi)部的主要 結(jié)構(gòu)的方框圖。圖16所示的第二層編碼單元508與圖13相比，校正標(biāo)度因 子編碼單元614的作用與校正標(biāo)度因子編碼單元514不同。高頻頻譜估計(jì)單元513將估計(jì)頻譜本身提供給校正標(biāo)度因子編碼單元614。校正標(biāo)度因子編碼單元614使用背景噪聲信息，對(duì)第一頻譜的標(biāo)度因子 進(jìn)行校正以使第 一頻譜的標(biāo)度因子接近于第二頻譜的標(biāo)度因子，并對(duì)與該校 正標(biāo)度因子有關(guān)的信息進(jìn)行編碼并輸出。圖17是表示圖16中的校正標(biāo)度因子編碼單元614的內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)的 方框圖。校正標(biāo)度因子編碼單元614包括標(biāo)度因子計(jì)算單元621和622、 校正標(biāo)度因子碼本623、乘法器624、減法器625、判定單元626、加權(quán)誤差 計(jì)算單元627以及搜尋單元628,各個(gè)單元進(jìn)行以下的動(dòng)作。標(biāo)度因子計(jì)算單元621將輸入的第二頻譜的信號(hào)頻帶FL FH分割為多個(gè)子帶，并求各個(gè)子帶所包含的頻譜的大小，將其輸出到減法器625。具體而言，分割為子帶時(shí)，與臨界頻帶相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行分割，并基于Bark尺度分割為 等間隔。另外，標(biāo)度因子計(jì)算單元621求各個(gè)子帶所包含的頻譜的平均振幅， 并將其作為第二標(biāo)度因子SF2(k){0^k<NB}。其中，NB表示子帶數(shù)。另外， 也可以使用最大振幅值等代替平均振幅。在以后的處理中，將多個(gè)子帶中的各個(gè)參數(shù)匯集成一個(gè)矢量值。例如， 將NB個(gè)標(biāo)度因子作為一個(gè)矢量來表示。并且，以對(duì)各個(gè)矢量進(jìn)行各種處理 的情況，也就是進(jìn)行矢量量化的情況為例進(jìn)行說明。標(biāo)度因子計(jì)算單元622將輸入的第一頻譜的信號(hào)頻帶FL FH分割為多個(gè) 子帶，并計(jì)算各個(gè)子帶的第一標(biāo)度因子SFl(k)((^k〈NB)，將其輸出到乘法器624。 與標(biāo)度因子計(jì)算單元621相同地，也可以使用最大振幅值等代替平均振 幅。校正標(biāo)度因子碼本623中存儲(chǔ)校正標(biāo)度因子的多個(gè)候選，根據(jù)來自搜尋 單元628的指示，將所存儲(chǔ)的校正標(biāo)度因子的候選中的一個(gè)候選，依次輸出 到乘法器624。在校正標(biāo)度因子碼本623中所存儲(chǔ)的校正標(biāo)度因子的多個(gè)候 選^皮表示為矢量。乘法器624將從標(biāo)度因子計(jì)算單元622輸出的第一標(biāo)度因子與從校正標(biāo) 度因子碼本623輸出的校正標(biāo)度因子的候選相乘，將乘法結(jié)果提供給減法器625。減法器625從標(biāo)度因子計(jì)算單元621所輸出的第二標(biāo)度因子中，減去乘 法器624的輸出即第一標(biāo)度因子與校正標(biāo)度因子候選的乘積，并將由此獲得 的誤差信號(hào)提供給判定單元626和加權(quán)誤差計(jì)算單元627。判定單元626基于從減法器625提供的誤差信號(hào)的符號(hào)以及背景噪聲信 息，決定對(duì)加權(quán)誤差計(jì)算單元提供的加權(quán)矢量。下面說明判定單元中的具體 處理流程。判定單元626分析所輸入的背景噪聲信息。并且，判定單元626在其內(nèi) 部具有元素?cái)?shù)為子帶數(shù)NB的背景噪聲標(biāo)記BNF(k){0Sk<NB}。在背景噪聲 信息表示輸入信號(hào)(第一解碼信號(hào))中不包含背景噪聲時(shí)，判定單元將背景 噪聲標(biāo)記BNF(k)的值都設(shè)定為0。另外，在背景噪聲信息表示輸入信號(hào)(第一 解碼信號(hào))中包含背景噪聲時(shí)，判定單元626分析背景噪聲信息所示的背景噪 聲的頻率特性，將其變換為每個(gè)子帶的頻率特性。這里，為了簡(jiǎn)化說明，視為背景噪聲信息表示每個(gè)子帶的頻譜的平均功率值來處理。判定單元626比 較每個(gè)子帶的頻語的平均功率值SP(k)與預(yù)先設(shè)定在內(nèi)部的每個(gè)子帶的閾值 ST(k)，在SP(k)為ST(k)以上時(shí)，將對(duì)應(yīng)的子帶的背景噪聲標(biāo)記BNF(k)的值 設(shè)定為1。這里，可由下式(9)表示從減法器625提供的誤差信號(hào)d(k)。 ,=SF2(A;) - v, (" 肌(/b) (0 " <備)…式(9)其中，v,(k)表示校正標(biāo)度因子的第i個(gè)候選。在d(k)的符號(hào)為正時(shí)，判定 單元626選擇Wp。s作為加權(quán)。另外，在d(k)的符號(hào)為負(fù)且背景噪聲標(biāo)記BNF(k) 的值為1時(shí)，判定單元626選擇Wp。s作為加權(quán)。還有，在d(k)的符號(hào)為負(fù)且 背景噪聲標(biāo)記BNF(k)的值為0時(shí)，判定單元626選擇Wneg作為加權(quán)。接著， 判定單元626將由它們構(gòu)成的加權(quán)矢量w(k)輸出到加權(quán)誤差計(jì)算單元627。 這些加權(quán)有下述式(10)的大小關(guān)系。0 < w戸< w eg,..式(IO)例如，在子帶數(shù)NB二4且d(k)的符號(hào)為(+, -， _， +}，且背景噪聲標(biāo) 記BNF(k)為(O, 0， 1, 1}時(shí)，被輸出到加權(quán)誤差計(jì)算單元627的加權(quán)矢量W(k)可以表示為W(k) = {Wp0S, Wneg， Wpos, Wpos}。加權(quán)誤差計(jì)算單元627首先計(jì)算從減法單元625提供的誤差信號(hào)的平方 值，接著，將從判定單元626提供的加權(quán)矢量w(k)乘以誤差信號(hào)的平方值， 從而計(jì)算加權(quán)平方誤差E,將計(jì)算結(jié)果提供給搜尋單元628。這里，加權(quán)平方 誤差E如下述的式(ll)所示。礎(chǔ)-1…式(11)搜尋單元628對(duì)校正標(biāo)度因子碼本623進(jìn)行控制，使其依次輸出所存儲(chǔ) 的校正標(biāo)度因子的候選，并通過閉環(huán)處理，求使從加權(quán)誤差計(jì)算單元627輸 出的加權(quán)平方誤差E為最小的校正標(biāo)度因子的候選。搜尋單元628將求得的 校正標(biāo)度因子的候選的索引iopt作為編碼參數(shù)輸出。如上所述，在基于誤差信號(hào)的符號(hào)來設(shè)定用于計(jì)算加權(quán)平方誤差時(shí)的加權(quán)，且該加權(quán)具有式(2)所示的關(guān)系時(shí)，能夠獲得如下的作用。也就是說，在誤差信號(hào)d(k)為正號(hào)的情況是，在解碼端生成的解碼值(就編碼端而言，為將第 一標(biāo)度因子進(jìn)行歸一化，并將歸一化后的值與校正標(biāo)度因子候選相乘所得 的值)小于目標(biāo)值即第二標(biāo)度因子的情況。另外，在誤差信號(hào)d(k)為負(fù)號(hào)的情 況是，在解碼端生成的解碼值大于目標(biāo)值即第二標(biāo)度因子的情況。因此，通過將誤差信號(hào)d(k)為正號(hào)時(shí)的加權(quán)設(shè)定得小于誤差信號(hào)d(k)為負(fù)號(hào)時(shí)的加權(quán)， 在平方誤差的值為大致相同時(shí)，使校正標(biāo)度因子候選容易被選擇，該校正標(biāo) 度因子候選生成小于第二標(biāo)度因子的解碼值。由此能夠獲得以下的改善效果。例如，如本實(shí)施方式，在利用低頻頻譜 來估計(jì)高頻頻譜時(shí)， 一般能夠?qū)崿F(xiàn)低比特率。然而，雖然實(shí)現(xiàn)低比特率，但 另一方面，如上所述，并不能說估計(jì)頻語的精確度即估計(jì)頻譜與高頻頻譜的 相似性足夠高。在這種情況下，標(biāo)度因子的解碼值大于目標(biāo)值且量化后的標(biāo) 度因子作用于將估計(jì)頻譜強(qiáng)調(diào)的方向時(shí)，較低的估計(jì)頻譜的精確度容易被人 的耳朵感覺成質(zhì)量劣化。相反，標(biāo)度因子的解碼值小于目標(biāo)值且量化后的標(biāo) 度因子作用于將該估計(jì)頻譜衰減的方向時(shí)，較低的估計(jì)頻譜的精確度變得不 明顯，能夠獲得可改善解碼信號(hào)的音質(zhì)的效果。進(jìn)而，基于輸入信號(hào)(第一層 解碼信號(hào))中是否包含背景噪聲，調(diào)整上述的作用的程度，從而能夠獲得聽覺上更良好的解碼信號(hào)。另外，上述傾向在計(jì)算機(jī)的仿真中也得到了確認(rèn)。另外，在本實(shí)施方式中，說明了不考慮輸入信號(hào)的特性(例如，包含語音 的部分，或不包含語音的部分等)，總是通過上述的方法進(jìn)行量化的情況，但 本發(fā)明不限于此，還可以同樣地適用于基于輸入信號(hào)的特性(有聲部分或無 聲部分等)，切換是否利用上述的方法的情況。例如，可以舉出下述方法對(duì) 輸入信號(hào)中的包含語音的部分，進(jìn)行基于上述的適用了加權(quán)的距離計(jì)算的矢 量量化，對(duì)輸入信號(hào)中的不包含語音的部分，進(jìn)行通過在實(shí)施方式1~4所示 的方法的矢量量化，不進(jìn)行基于上述的適用了加權(quán)的距離計(jì)算的矢量量化。 這樣，按照輸入信號(hào)的特性，通過在時(shí)間軸上也切換矢量量化的距離計(jì)算方 法，從而能夠獲得質(zhì)量更良好的解碼信號(hào)。 (實(shí)施方式7)圖18是表示本發(fā)明實(shí)施方式7的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 在圖18中，分離單元701接收從未圖示的編碼裝置發(fā)送的比特流，基于在接 收到的比特流中所記錄的層信息來分離比特流，并將層信息輸出到切換單元705和后置濾波器的修正LPC計(jì)算單元708。在層信息表示"第3層(layer 3)"時(shí)，也就是說，在比特流中存儲(chǔ)所有 的層(第 一層 第三層)的編碼信息時(shí)，分離單元701從比特流中分離出第 一層 編碼信息、第二層編碼信息以及第三層編碼信息。分離出的第一層編碼信息 被輸出到第一層解碼單元702,第二層編碼信息被輸出到第二層解碼單元 703，以及第三層編碼信息被輸出到第三解碼單元704。另外，在層信息表示"第2層"時(shí)，也就是說，在比特流中存儲(chǔ)第一層和 第二層的編碼信息時(shí)，分離單元701從比特流中分離出第一層編碼信息和第 二層編碼信息。分離出的第一層編碼信息被輸出到第一層解碼單元702,第 二層編碼信息被輸出到第二層解碼單元703。還有，在層信息表示"第1層"時(shí)，也就是說，在比特流中只存儲(chǔ)第一層 的編碼信息時(shí)，分離單元701從比特流中分離出第一層編碼信息，并將分離 出的第一層編碼信息輸出到第一層解碼單元702。第一層解碼單元702使用從分離單元701輸出的第一層編碼信息，生成 信號(hào)頻帶k為0以上、低于FH的、基本質(zhì)量的第一層解碼信號(hào)，將生成的 第一層解碼信號(hào)輸出到切換單元705、第二層解碼單元703和背景噪聲檢測(cè) 單元706。第二層解碼單元703從分離單元701輸出第二層編碼信息后，使用該第 二層編碼信息以及從第一層解碼單元702輸出的第一層解碼信號(hào)，生成第二 層解碼信號(hào)，該第二層解碼信號(hào)在信號(hào)頻帶k為O以上、低于FL的區(qū)間中為 改善質(zhì)量，在信號(hào)頻帶k為FL以上、低于FH的區(qū)間中為基本質(zhì)量。將生成 的第二層解碼信號(hào)輸出到切換單元705和第三層解碼單元704。另外，在層 信息表示"層l，，時(shí)，第二層解碼單元703不能獲得第二層編碼信息，因此不進(jìn) 行任何動(dòng)作，或者更新第二層解碼單元703所具有的變量。第三層解碼單元704從分離單元701輸出第三層編碼信息后，使用該第 三層編碼信息以及^v第二層解碼單元703輸出的第二層解碼信號(hào)，生成信號(hào) 頻帶k為0以上、低于FH的、改善質(zhì)量的第三層解碼信號(hào)。將生成的第三 層解碼信號(hào)輸出到切換單元705。另外，在層信息表示"第1層"或"第2層" 時(shí)，第三層解碼單元704不能獲得第三層編碼信息，因此不進(jìn)行任何動(dòng)作， 或者更新第三層解碼單元704所具有的變量。背景噪聲檢測(cè)單元706輸入第一層解碼信號(hào)，判定該信號(hào)中是否包含背景噪聲。背景噪聲沖企測(cè)單元706在判定為第一層解碼信號(hào)中包含背景噪聲時(shí)， 對(duì)該背景噪聲進(jìn)行MDCT等處理而分析其頻率特性，并將分析出的頻率特性 作為背景噪聲信息而輸出到修正LPC計(jì)算單元708。另一方面，背景噪聲4企 測(cè)單元706在判定為第一層解碼信號(hào)中不包含背景噪聲時(shí)，將背景噪聲信息 輸出到修正LPC計(jì)算單元708，該背景噪聲信息表示第一層解碼信號(hào)中不包 含背景噪聲的事實(shí)。另外，在本實(shí)施方式中，作為背景噪聲的檢測(cè)方法，可 以采用下述方法以及其它的一般的背景噪聲檢測(cè)方法，該方法是，分析某個(gè) 區(qū)間的輸入信號(hào)而計(jì)算該輸入信號(hào)的最大功率值和最小功率值，在它們之間 的比或者差為閾值以上時(shí)，將最小功率值判定為噪聲。另外，在本實(shí)施方式 中，背景噪聲^f企測(cè)單元706判定第一層解碼信號(hào)是否包含背景噪聲，但本發(fā) 明不限于此，還可以同樣地適用于檢測(cè)第二層解碼信號(hào)和第三層解碼信號(hào)中 是否包含背景噪聲的情況，或者從編碼裝置端傳送有關(guān)輸入信號(hào)所包含的背 景噪聲的信息而利用被傳送的背景噪聲的信息的情況。切換單元705基于從分離單元701輸出的層信息而判定能夠獲得哪個(gè)層 的解碼信號(hào)，并將最高層中的解碼信號(hào)輸出到修正LPC計(jì)算單元708和濾波 單元707。后置濾波器具備修正LPC計(jì)算單元708和濾波單元707，修正LPC計(jì)算 單元708使用從分離單元701輸出的層信息、從切換單元705輸出的解碼信 號(hào)以及從背景噪聲檢測(cè)單元706獲得的背景噪聲信息，計(jì)算修正LPC系數(shù)， 將計(jì)算出的修正LPC系數(shù)輸出到濾波單元707。修正LPC計(jì)算單元708的細(xì) 節(jié)將在后面描述。濾波單元707由從修正LPC計(jì)算單元708輸出的修正LPC系數(shù)構(gòu)成濾 波器，對(duì)從切換單元705輸出的解碼信號(hào)進(jìn)行后濾波處理，并輸出進(jìn)行了后 濾波處理的解碼信號(hào)。圖19是表示圖18所示的修正LPC計(jì)算單元708的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。 該圖中，變頻單元711進(jìn)行從切換單元705輸出的解碼信號(hào)的頻率分析而求 解碼信號(hào)的頻譜(以下稱為"解碼譜")，將求得的解碼譜輸出到功率譜計(jì)算單元 712。功率譜計(jì)算單元712計(jì)算從變頻單元711輸出的解碼譜的功率(以下稱為 "功率諳，，)，將計(jì)算出的功率譜輸出到功率譜修正單元713。修正頻帶決定單元714基于從分離單元701輸出的層信息，決定進(jìn)行功29率譜的修正的頻帶(以下稱為"修正頻帶，，)，將決定的頻帶作為修正頻帶信息輸 出到功率譜修正單元713。在本實(shí)施方式中，各個(gè)層擔(dān)負(fù)圖20所示的信號(hào)頻帶和語音質(zhì)量，所以在層信息表示"第1層"時(shí)，修正頻帶決定單元714將修正頻帶決定為O(不進(jìn)行 修正)，在層信息表示"第2層"時(shí)，將修正頻帶決定為O-FL,另外，在層信息 表示"第3層"時(shí)，將修正頻帶決定為0 FH而生成修正頻帶信息。功率譜修正單元713基于背景噪聲信息以及從修正頻帶決定單元714輸 出的修正頻帶信息，對(duì)從功率譜計(jì)算單元712輸出的功率譜進(jìn)行修正，將修 正后的功率語輸出到逆變換單元715。這里，功率譜的修正意味著，在背景噪聲信息表示"第一解碼信號(hào)中不包 含背景噪聲"的事實(shí)時(shí)，減弱后置濾波器的特性以使頻譜的變形變小，更具體 地說，進(jìn)行修正以抑制在頻率軸上的功率譜的變化。由此，在層信息表示"第 2層，，時(shí)，在0 FL的頻帶的后置濾波器的特性被減弱，在層信息表示"第3層" 時(shí)，在0~FH的頻帶的后置濾波器的特性被減弱。另夕卜，背景噪聲信息表示"第 一解碼信號(hào)中包含背景噪聲，，的事實(shí)時(shí)，功率譜修正單元713不進(jìn)行上述的使后置濾波器的特性減弱的處理，或者進(jìn)行使減弱程度減少的處理。這樣，基 于第一解碼信號(hào)中是否存在背景噪聲(輸入信號(hào)中是否存在背景噪聲)而切換 后濾波處理，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在沒有背景噪聲存在時(shí)，盡量使解碼信號(hào)中的怪 音感不明顯，而在有背景噪聲存在時(shí)，盡量增大解碼信號(hào)的音域感的處理， 因此能夠生成主觀質(zhì)量更良好的解碼信號(hào)。求自相關(guān)函數(shù)。求得的自相關(guān)函數(shù)被輸出到LPC分析單元716。另外，通過 利用FFT(Fast Fourier Transform:快速傅立葉變換)，逆變換單元715能夠削 減運(yùn)算量。此時(shí)，在不能以2N表示修正功率譜的階數(shù)時(shí)，可以對(duì)修正功率 譜進(jìn)行平均或者稀疏修正功率譜以使分析長度成為2N。LPC分析單元716對(duì)從逆變換單元715輸出的自相關(guān)函數(shù)，使用自相關(guān) 法等來求LPC系數(shù)，將求得的LPC系數(shù)作為修正LPC系數(shù)而輸出到濾波單 元707。下面說明上述的功率譜修正單元713的具體實(shí)現(xiàn)方法。首先，作為第一 實(shí)現(xiàn)方法，說明使修正頻帶中的功率譜平坦化的方法。該方法是，計(jì)算修正 頻帶中的功率鐠的平均值，用計(jì)算出的平均值來置換未平均化的頻譜的方法。圖21表示通過第一實(shí)現(xiàn)方法修正功率譜的情況。該圖中，表示在層信息 為第2層(減弱0~FL的頻帶中的后置濾波器的特性)時(shí)，對(duì)女性的有聲部分 C/o/)的功率譜進(jìn)行修正的情況，用22dB左右的功率語置換了 0 FL的頻帶。 此時(shí)，較為理想的是，對(duì)功率譜進(jìn)行修正以免修正的頻帶與不修正的頻帶的 連接部分的頻語的變化不連續(xù)。具體的方法是，例如，對(duì)所述連接部分和其 附近的功率譜求移動(dòng)平均值，用該移動(dòng)平均值來置換對(duì)應(yīng)的功率語。由此能 夠求得具有更正確的頻譜特性的修正LPC系數(shù)。下面說明功率語修正單元713的第二實(shí)現(xiàn)方法。第二實(shí)現(xiàn)方法是，求修 正頻帶中的功率譜的頻譜傾斜，用求得的頻譜傾斜置換該頻帶的頻譜的方法。 其中，頻譜斜率表示該頻帶中的功率譜的整體上的傾斜。例如，使用解碼信 號(hào)的一階的PARCOR系數(shù)(反射系數(shù))，或者將該P(yáng)ARCOR系數(shù)與常數(shù)相乘而 形成的數(shù)字濾波器的頻譜特性。將該頻語特性與系數(shù)相乘，以此來置換該頻 帶的功率譜，所述系數(shù)為，以保存該頻帶中的功率語的功率的方式計(jì)算出的 系數(shù)。圖22表示通過第二實(shí)現(xiàn)方法修正功率譜的情況。該圖中，用約從23dB 傾斜到26dB的功率譜來置換0~FL的頻帶的功率譜。這里，由下述的式(12)表示代表性的后置濾波器的傳遞函數(shù)PF。其中，式(12)中的a(i)表示解碼信號(hào)的LPC系數(shù)(Linear Prediction Coefficient:線性預(yù)測(cè)系數(shù))，NP表示LPC系數(shù)的階數(shù)，，和丫d表示用于決定后置濾波器的噪聲抑制程度的設(shè)定值((Kyn^cKl)， p表示用于校正由于共振峰增強(qiáng)濾波器而產(chǎn)生的頻譜斜率的設(shè)定值。<formula>formula see original document page 31</formula>式(12)如上所述，通過用頻譜斜率來代替修正頻帶的功率譜，在該頻帶中，可 抵消后置濾波器的斜率校正濾波器即式(12)的U(z)的高頻增強(qiáng)作用。也就是 說，可賦予頻譜特性，該頻譜特性相當(dāng)于式(12)的U(z)的頻譜特性的逆特性。 由此，能夠使包括后置濾波器的該頻帶的頻譜特性更平坦。另夕卜，也可以使用修正頻帶中的功率語的a次方((KcKl)作為功率譜修正31單元713的第三實(shí)現(xiàn)方法。在該方法中，與前述的使功率譜平坦的方法相比，能夠更靈活地設(shè)計(jì)后置濾波器的特性。下面，用圖23說明后置濾波器的頻譜特性，該后置濾波器是用上述的由 修正LPC計(jì)算單元708計(jì)算出的修正LPC系數(shù)構(gòu)成的。這里，以下述頻譜特 性為例進(jìn)行說明，該頻譜特性為，用圖22所示的頻譜求修正LPC系數(shù)，且 后置濾波器的設(shè)定值假設(shè)為yn = 0.6、 Yd = 0.8、 ^1 = 0.4時(shí)的頻譜特性。另夕卜， 假設(shè)LPC系數(shù)的階數(shù)為18階。圖23中的實(shí)線表示修正了功率譜時(shí)的頻譜特性，而虛線表示沒有修正功 率譜(設(shè)定值同上)時(shí)的頻鐠特性。如圖23所示，修正了功率譜時(shí)的后置濾波 器的特性為，在0 FL的頻帶基本上平坦，在FL FH的頻帶為與沒有修正功 率鐠時(shí)相同的頻譜特性。另一方面，在奈查斯特頻率附近，與沒有修正功率譜時(shí)的頻譜特性相比， 修正了功率譜時(shí)的頻譜特性略為衰減，但是，該頻帶的信號(hào)分量比其它頻帶 的信號(hào)分量小，因此幾乎可以忽略其影響。這樣，根據(jù)實(shí)施方式7，修正與層信息對(duì)應(yīng)的頻帶的功率譜，基于修正 后的功率譜來計(jì)算修正LPC系數(shù)，并由計(jì)算出的修正LPC系數(shù)構(gòu)成后置濾波 器，從而即使在各個(gè)層負(fù)責(zé)的每個(gè)頻帶的語音質(zhì)量不同的情況下，也能夠通 過與語音質(zhì)量對(duì)應(yīng)的頻譜特性，對(duì)解碼信號(hào)進(jìn)行后濾波處理，因此能夠改善 語音質(zhì)量。另外，在本實(shí)施方式中，說明了假設(shè)在層信息為第1 3層的任何情況下 都計(jì)算修正LPC系數(shù)而進(jìn)行說明，但是，作為編碼對(duì)象的整個(gè)頻帶為語音質(zhì) 量大致相同的層(在本實(shí)施方式中為整個(gè)頻帶為基本質(zhì)量的第l層，以及整個(gè) 頻帶為改善質(zhì)量的第3層)，并不需要對(duì)每個(gè)頻帶計(jì)算修正LPC系數(shù)，此時(shí)， 可以對(duì)各個(gè)層預(yù)備用于規(guī)定后置濾波器的強(qiáng)度的設(shè)定值(yn、 Yd和)i),通過切 換預(yù)備的設(shè)定值來直接構(gòu)成后置濾波器。由此能夠削減計(jì)算修正LPC系數(shù)所 需的處理量和處理時(shí)間。另外，在本實(shí)施方式中，在功率譜^uE單元713中，基于第一層解碼信 號(hào)中是否存在背景噪聲而進(jìn)行全頻帶共同的處理，但本發(fā)明不限于此，還可 以同樣地適用于下述情況等在背景噪聲檢測(cè)單元706中計(jì)算第一層解碼信 號(hào)所包含的背景噪聲的頻率特性，功率譜修正單元713利用其結(jié)果對(duì)每個(gè)子 帶切換功率譜的修正方法。(實(shí)施方式8)圖24是表示本發(fā)明實(shí)施方式8的可擴(kuò)展解碼裝置的主要結(jié)構(gòu)的方框圖。 這里，只說明與圖18不同的部分。該圖中，第二切換單元806從分離單元 801取得層信息，基于取得的層信息判斷可獲得哪個(gè)層的解碼譜，并將最高 層中的解碼LPC系數(shù)輸出到后置濾波器的抑制信息計(jì)算單元808。但是，還 考慮到在解碼處理的過程中不生成解碼LPC系數(shù)的情況，這樣的情況下，在 第二切換單元806取得的解碼LCP系數(shù)中，選擇任意一個(gè)解碼LPC系數(shù)。背景噪聲檢測(cè)檢測(cè)單元807輸入第一層解碼信號(hào)，判定該信號(hào)中是否包 含背景噪聲。背景噪聲^^測(cè)單元807在判定為第一層解碼信號(hào)中包含背景噪 聲時(shí)，對(duì)該背景噪聲進(jìn)行MDCT等處理而分析其頻率特性，并將分析出的頻 率特性作為背景噪聲信息而輸出到抑制信息計(jì)算單元808。另一方面，背景 噪聲檢測(cè)單元807在判定為第一層解碼信號(hào)中不包含背景噪聲時(shí)，將背景噪 聲信息輸出到抑制信息計(jì)算單元808，該背景噪聲信息為第一層解碼信號(hào)中 不包含背景噪聲的信息。另外，作為背景噪聲的檢測(cè)方法，可以采用下述方 法以及其它的一般的背景噪聲檢測(cè)方法，該方法是，分析某個(gè)區(qū)間的輸入信 號(hào)而計(jì)算該輸入信號(hào)的最大功率值和最小功率值，在它們之間的比或者差在 閾值以上時(shí)，將最小功率值判定為噪聲。另外，在本實(shí)施方式中，背景噪聲 檢測(cè)單元706判定第一層解碼信號(hào)是否包含背景噪聲，但本發(fā)明不限于此， 還可以同樣地適用于檢測(cè)第二層解碼信號(hào)和第三層解碼信號(hào)是否包含背景噪 聲的情況，或者從編碼裝置端傳送有關(guān)輸入信號(hào)所包含的背景噪聲的信息而 利用被傳送的有關(guān)背景噪聲的信息的情況。抑制信息計(jì)算單元808使用從分離單元801輸出的層信息、從第二切換 單元806輸出的LPC系數(shù)以及從背景噪聲檢測(cè)單元807輸出的背景噪聲信息 來計(jì)算抑制信息，并將計(jì)算出的抑制信息輸出到乘法器809。抑制信息計(jì)算 單元808的細(xì)節(jié)將在后面描述。乘法器809將從抑制信息計(jì)算單元808輸出的抑制信息與從切換單元 805輸出的解碼譜相乘，將與抑制信息相乘后的解碼譜輸出到時(shí)域變換單元 810。時(shí)域變換單元810對(duì)從乘法器809輸出的解碼譜進(jìn)行MDCT逆變換處 理，并乘以適當(dāng)?shù)拇昂瘮?shù)后，與對(duì)應(yīng)于上一幀的窗口乘法后的信號(hào)的領(lǐng)域相 加，生成輸出信號(hào)并輸出。圖25是表示圖24所示的抑制信息計(jì)算單元808的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。 該圖中，LPC譜計(jì)算單元821對(duì)從第二切換單元806輸出的解碼LPC系數(shù)進(jìn) 行離散傅立葉變換，計(jì)算各個(gè)復(fù)數(shù)頻譜的功率，將計(jì)算出的功率作為LPC譜 輸出到LPC譜修正單元822。也就是說，構(gòu)成濾波器，該濾波器在將解碼LPC 系數(shù)表示為a(i)時(shí)，可由下述式(13)表示。<formula>formula see original document page 34</formula>LPC譜計(jì)算單元821計(jì)算由上式(13)表示的濾波器的頻譜特性，并輸出 到LPC譜i務(wù)正單元822。其中，NP表示解碼LPC系數(shù)的階數(shù)。另外，也可以使用用于調(diào)整噪聲抑制的強(qiáng)度的規(guī)定的參數(shù)yn和yd來構(gòu) 成可由下式(14)表示的濾波器，并計(jì)算該濾波器的頻譜特性((Kyn^cKl)。<formula>formula see original document page 34</formula>另外，由式(13)或式(14)表示的濾波器有可能產(chǎn)生以下特性，即，低頻端 (或高頻段)比高頻端(或低頻端)被過度地增強(qiáng)的特性(該特性一般稱為"頻譜 傾向，，)，因此可以并用用于校正該特性的濾波器(抗傾(ant-tilt)濾波器)。LPC譜修正單元822與實(shí)施方式7中的功率譜4奮正單元713同樣地，基 于從修正頻帶決定單元823輸出的修正頻帶信息而修正從LPC譜計(jì)算單元 821輸出的LPC譜，將修正后的LPC譜輸出到抑制系數(shù)計(jì)算單元824。抑制系數(shù)計(jì)算單元824利用背景噪聲信息，以下述方法計(jì)算抑制系數(shù)。抑制系數(shù)計(jì)算單元824將從LPC譜修正單元822輸出的修正LPC譜分 割為預(yù)定的帶寬的子帶，并求分割后的每個(gè)子帶的平均值。然后，選擇所求 得的平均值小于規(guī)定的鬮值的子帶，對(duì)選擇的子帶計(jì)算用于抑制解碼譜的系 數(shù)(矢量值)。由此，能夠使包括了成為頻譜的波谷的頻帶的子帶衰減。另夕卜， 基于所選擇的子帶的平均值，計(jì)算抑制系數(shù)。具體的計(jì)算方法是，例如，將 子帶的平均值與規(guī)定的系數(shù)相乘，從而計(jì)算抑制系數(shù)。另外，對(duì)于其平均值在規(guī)定的閾值以上的子帶，計(jì)算不使解碼譜變化的系數(shù)。另夕卜，抑制系數(shù)并不必須是LPC系數(shù)，是能夠與解碼鐠直接相乘的系數(shù)即可。由此，不再需要進(jìn)行逆變換處理和LPC分析處理，能夠削減這些處理 所需的運(yùn)算量。另外，抑制系數(shù)計(jì)算單元824也可以基于下述方法計(jì)算抑制系數(shù)。也就 是說，抑制系數(shù)計(jì)算單元824將從LPC譜修正單元822輸出的修正LPC譜分 割為預(yù)定的帶寬的子帶，并求分割后的每個(gè)子帶的平均值。然后，求在各個(gè) 子帶中平均最大的子帶，并利用該子帶的平均值，對(duì)各個(gè)子帶的平均值進(jìn)行 歸 一化。將該歸 一化后的子帶平均值作為抑制系數(shù)輸出。該方法中，說明了在分割為規(guī)定的子帶后輸出抑制系數(shù)的方法，但也可 以對(duì)每個(gè)頻率計(jì)算抑制系數(shù)并輸出，以便更細(xì)微地決定抑制系數(shù)。此時(shí)，在 抑制系數(shù)計(jì)算單元824中，求從LPC譜修正單元822輸出的修正LPC譜中的 最大的頻率，并使用該頻率的頻語對(duì)各個(gè)頻率的頻譜進(jìn)行歸一化。將該歸一 化后的頻譜作為抑制系數(shù)輸出。另外，這里，假設(shè)輸入到抑制系數(shù)計(jì)算單元824的背景噪聲信息表示"第 一層解碼信號(hào)中包含背景噪聲"的事實(shí)時(shí)，基于該背景噪聲的電平，最終決定 通過上述的方法計(jì)算出的抑制系數(shù)以減少使子帶衰減的效果，該子帶包括頻 譜的波谷的頻帶。這樣，通過基于第一解碼信號(hào)中是否存在背景噪聲(輸入信 號(hào)中是否存在背景噪聲)而切換后濾波處理，能夠?qū)崿F(xiàn)在沒有背景噪聲存在 時(shí)，盡量使解碼信號(hào)中的怪音感不明顯，而在有背景噪聲存在時(shí)，盡量增大 解碼信號(hào)的音域感的處理，從而能夠生成主觀質(zhì)量更良好的解碼信號(hào)。這樣，根據(jù)實(shí)施方式8，從解碼LPC系數(shù)計(jì)算出的LPC譜為，去除了解 碼信號(hào)的微細(xì)信息的譜包絡(luò)，通過基于該譜包絡(luò)直接求抑制系數(shù)，以較少的 運(yùn)算量能夠?qū)崿F(xiàn)更正確的后置濾波器，并能夠提高語音質(zhì)量。并且，基于輸 入信號(hào)中(第一層解碼信號(hào)中)是否包含背景噪聲而切換所述抑制系數(shù)，從而無 論是在包含背景噪聲時(shí)還是在沒有包含背景噪聲時(shí)，都能夠生成主觀質(zhì)量良 好的解碼信號(hào)。以上，說明了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式。另外，在實(shí)施方式1 3和5 8中，以分層數(shù)為二或三的情況為例進(jìn)行了 說明，但只要分層數(shù)為二以上，本發(fā)明能夠適用于任何分層數(shù)的可擴(kuò)展編碼。 另外，在在實(shí)施方式1 3和5 8中，以可擴(kuò)展編碼為例進(jìn)行說明，但是還可以適用于嵌入編碼(embedded coding)等其它分層編碼。另夕卜，在本說明書中，以將語音信號(hào)作為編碼對(duì)象的情況為例進(jìn)行說明， 但本發(fā)明不限于此，例如還可以適用于音頻信號(hào)等。還有，在本說明書中，以使用MDCT作為頻率變換的情況為例進(jìn)行說明， 但還可以使用快速傅立葉變換(FFT)、離散傅立葉變換(DFT)、 DCT(離散余弦 變換)或子帶濾波器等。本發(fā)明的變換編碼裝置和變換編碼方法不限于上述各個(gè)實(shí)施方式，能夠 進(jìn)行各種變更而實(shí)施。本發(fā)明的變換編碼裝置能夠裝載于移動(dòng)通信系統(tǒng)中的通信終端裝置和基 站裝置，由此能夠提供具有與上述同樣的作用效果的通信終端裝置、基站裝 置和移動(dòng)通信系統(tǒng)。另外，這里，舉例說明了由硬件構(gòu)成本發(fā)明的情況，但本發(fā)明也可以由 軟件實(shí)現(xiàn)。例如，以編程語言描述本發(fā)明的變換編碼方法的算法，并通過將 該程序存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器，以信息處理來執(zhí)行，從而能夠?qū)崿F(xiàn)與本發(fā)明的變換編 碼裝置同樣的功能。另外，用于上述各個(gè)實(shí)施方式的說明中的各功能塊通常被作為集成電路 的LSI來實(shí)現(xiàn)。這些塊既可以被單獨(dú)地集成為一個(gè)芯片，也可以包含一部分 或全部地被集成為一個(gè)芯片。雖然此處稱為LSI,但根據(jù)集成程度，可以被稱為IC、系統(tǒng)LSI、超大 LSI(Super LSI)、特大LSI(Ultra LSI)。另外，實(shí)現(xiàn)集成電路化的方法不僅限于LSI，也可使用專用電路或通用 處理器來實(shí)現(xiàn)。也可以使用可在LSI制造后編程的FPGA(Field Programmable Gate Array:現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)，或者可重構(gòu)LSI內(nèi)部的電路單元的連接和 設(shè)定的可重構(gòu)處理器。再者，隨著半導(dǎo)體的技術(shù)進(jìn)步或隨之派生的其它技術(shù)的出現(xiàn)，如果能夠 出現(xiàn)替代LSI集成電路化的新技術(shù)，當(dāng)然能夠利用新技術(shù)進(jìn)行功能塊的集成 化。還存在著適用生物:忮術(shù)等的可能性。本說明書是基于2005年10月14日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2005-300778 號(hào)以及2006年10月3日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2006-272251號(hào)。其內(nèi)容全 部包含于此。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的變換編碼裝置和變換編碼方法能夠適用于移動(dòng)通信系統(tǒng)中的通 信終端裝置、基站裝置等用途。
權(quán)利要求
1.一種變換編碼裝置，包括輸入標(biāo)度因子計(jì)算單元，計(jì)算與輸入頻譜對(duì)應(yīng)的多個(gè)輸入標(biāo)度因子；碼本，存儲(chǔ)多個(gè)標(biāo)度因子，并輸出一個(gè)標(biāo)度因子；失真計(jì)算單元，計(jì)算所述多個(gè)輸入標(biāo)度因子中的一個(gè)輸入標(biāo)度因子與從所述碼本輸出的標(biāo)度因子之間的失真；加權(quán)失真計(jì)算單元，計(jì)算加權(quán)失真，該加權(quán)失真為，與所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子大于從所述碼本輸出的標(biāo)度因子時(shí)的所述失真相比，對(duì)所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子小于從所述碼本輸出的標(biāo)度因子時(shí)的所述失真附加了更重的加權(quán)的加權(quán)失真；以及搜尋單元，在所述碼本中，搜尋使所述加權(quán)失真為最小的標(biāo)度因子。
2. 如權(quán)利要求1所述的變換編碼裝置，其中，還包括決定單元，自適應(yīng)地決定對(duì)所述輸入標(biāo)度因子的編碼分配的比 特?cái)?shù)，所述加權(quán)失真計(jì)算單元對(duì)所分配的所述比特?cái)?shù)較少的輸入標(biāo)度因子，使 用進(jìn)一步加重的所述加權(quán)計(jì)算加權(quán)失真。
3. 如權(quán)利要求1所述的變換編碼裝置，其中，還包括背景噪聲檢測(cè)單元，對(duì)所述輸入頻譜，檢測(cè)是否包含噪聲， 所述加權(quán)失真計(jì)算單元計(jì)算加權(quán)失真，以使與所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子大 于從所述碼本輸出的標(biāo)度因子時(shí)的所述失真相比，對(duì)所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子 小于從所述碼本輸出的標(biāo)度因子時(shí)的所述失真附加更重的加權(quán)，同時(shí)隨著由 所述背景噪聲檢測(cè)單元檢測(cè)出的背景噪聲的電平增大，使加權(quán)更少。
4. 一種變換編碼裝置，包括第 一標(biāo)度因子計(jì)算單元，計(jì)算與第一頻譜對(duì)應(yīng)的多個(gè)第 一標(biāo)度因子；第二標(biāo)度因子計(jì)算單元，計(jì)算與第二頻譜對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二標(biāo)度因子；碼本，存儲(chǔ)多個(gè)校正系數(shù)，并輸出一個(gè)校正系數(shù)；乘法單元，將所述多個(gè)第一標(biāo)度因子中的一個(gè)第一標(biāo)度因子與從所述碼 本輸出的校正系lt相乘并輸出；失真計(jì)算單元，計(jì)算所述多個(gè)第二標(biāo)度因子中的一個(gè)第二標(biāo)度因子與從 所述乘法單元輸出的第 一標(biāo)度因子之間的失真；加權(quán)失真計(jì)算單元，計(jì)算加權(quán)失真，該加權(quán)失真為，與所述一個(gè)第二標(biāo) 度因子大于從所述乘法單元輸出的第一標(biāo)度因子時(shí)的所述失真相比，對(duì)所述 一個(gè)第二標(biāo)度因子小于從所述乘法單元輸出的第一標(biāo)度因子時(shí)的所述失真附加了更重的加權(quán)的加權(quán)失真；以及搜尋單元，在所述碼本中，搜尋使所述加權(quán)失真為最小的校正系數(shù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的變換編碼裝置，其中，還包括相似性計(jì)算單元，計(jì)算所述第一頻鐠與所述第二頻譜的相似性， 所述加權(quán)失真計(jì)算單元對(duì)所述相似性較小的第二標(biāo)度因子，使用進(jìn)一步 加重的所述加權(quán)計(jì)算加權(quán)失真。
6. 如權(quán)利要求4所述的變換編碼裝置，其中，還包括背景噪聲檢測(cè)單元，對(duì)所述第一頻譜或所述第二頻譜的某一方 或兩方，檢測(cè)是否包含噪聲，所述加權(quán)失真計(jì)算單元計(jì)算加權(quán)失真，以與所述一個(gè)第二標(biāo)度因子大于 從所述乘法單元輸出的第一標(biāo)度因子時(shí)的所述失真相比，對(duì)所述一個(gè)第二標(biāo) 度因子小于從所述乘法單元輸出的第一標(biāo)度因子時(shí)的所述失真附加更重的加 權(quán)，同時(shí)隨著由所述背景噪聲檢測(cè)單元檢測(cè)出的背景噪聲的電平增大'使加 權(quán)更少。
7. —種通信終端裝置，包括權(quán)利要求1所述的變換編碼裝置。
8. —種基站裝置，包括權(quán)利要求1所述的變換編碼裝置。
9. 一種變4奐編碼方法，該方法包括 計(jì)算與輸入頻譜對(duì)應(yīng)的多個(gè)輸入標(biāo)度因子的步驟；從存儲(chǔ)多個(gè)標(biāo)度因子的碼本中，選擇一個(gè)標(biāo)度因子的步驟；計(jì)算所述多個(gè)輸入標(biāo)度因子中的 一個(gè)輸入標(biāo)度因子與所述選擇出的標(biāo)度因子之間的失真的步驟；計(jì)算加權(quán)失真的步驟，該加權(quán)失真為，與所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子大于所述選擇的標(biāo)度因子時(shí)的所述失真相比，對(duì)所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子小于所述選 擇的標(biāo)度因子時(shí)的所述失真附加了更重的加權(quán)的加權(quán)失真；以及 在所述碼本中，搜尋使所述加權(quán)失真為最小的標(biāo)度因子的步驟。
10. —種變換編碼方法，該方法包括計(jì)算與輸入頻譜對(duì)應(yīng)的多個(gè)輸入標(biāo)度因子的步驟；從存儲(chǔ)多個(gè)標(biāo)度因子的碼本中，選擇一個(gè)標(biāo)度因子的步驟；對(duì)所述輸入頻語，檢測(cè)是否包含噪聲的背景噪聲檢測(cè)步驟；計(jì)算所述多個(gè)輸入標(biāo)度因子中的 一個(gè)輸入標(biāo)度因子與所述選擇的標(biāo)度因子之間的失真的步驟；計(jì)算加權(quán)失真，以使與所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子大于所述選擇的標(biāo)度因子 時(shí)的所述失真相比，對(duì)所述一個(gè)輸入標(biāo)度因子小于所述選擇的標(biāo)度因子時(shí)的 所迷失真附加更重的加權(quán)，同時(shí)隨著在所述背景噪聲^r測(cè)步驟檢測(cè)出的背景 噪聲的電平增大，使加權(quán)更少的步驟；以及在所述碼本中，搜尋使所述加權(quán)失真為最小的標(biāo)度因子的步驟。
全文摘要
公開了變換編碼裝置，即使在不能被分配足夠的比特?cái)?shù)時(shí)，也能夠減輕聽覺上的語音質(zhì)量的劣化。校正標(biāo)度因子碼本(123)中所存儲(chǔ)的校正標(biāo)度因子的候選被依次輸出，通過與從標(biāo)度因子計(jì)算單元(121和122)輸出的標(biāo)度因子進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算，從而求得誤差信號(hào)。判定單元(126)基于誤差信號(hào)的符號(hào)，決定提供給加權(quán)誤差計(jì)算單元(127)的加權(quán)矢量。加權(quán)誤差計(jì)算單元(127)首先計(jì)算誤差信號(hào)的平方值，接著，將從判定單元(126)提供的加權(quán)矢量乘以誤差信號(hào)的平方值，從而計(jì)算加權(quán)平方誤差E。搜尋單元(128)通過閉環(huán)處理，求使加權(quán)平方誤差E為最小的校正標(biāo)度因子的候選。
文檔編號(hào)G10L19/02GK101283407SQ20068003754
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者山梨智史, 押切正浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社