符号化復号化システム、符号化装置、復号化装置、符号化復号化方法、符号化プログラム及び復号化プログラム
【課題】量子化誤差をより低減することができる符号化復号化システム、符号化装置、復号化装置、符号化復号化方法、符号化プログラム及び復号化プログラムを提供すること。
【解決手段】本発明にかかる符号化復号化システムは、入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って符号化値を生成して送信する符号化装置と、符号化装置から送信された符号化値を復号化して入力値を生成する復号化装置とを備える。符号化装置は、第１の入力値の次に入力される第２の入力値までを積分した第２の積分値と、第１の入力値までを積分した第１の積分値との積分差分値を算出するとともに、第２の入力値と第１の入力値との入力差分値を算出する差分算出手段と、積分差分値及び入力差分値に基づいて、積分差分値及び入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段とを有する。
【解決手段】本発明にかかる符号化復号化システムは、入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って符号化値を生成して送信する符号化装置と、符号化装置から送信された符号化値を復号化して入力値を生成する復号化装置とを備える。符号化装置は、第１の入力値の次に入力される第２の入力値までを積分した第２の積分値と、第１の入力値までを積分した第１の積分値との積分差分値を算出するとともに、第２の入力値と第１の入力値との入力差分値を算出する差分算出手段と、積分差分値及び入力差分値に基づいて、積分差分値及び入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化復号化システム、符号化装置、復号化装置、符号化復号化方法、符号化プログラム及び復号化プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リアルタイム性が高い携帯電話等の音声装置において、高効率及び低負荷で処理可能な音声圧縮方式の需要が高まってきている。そこで、効率的な圧縮が可能な音声圧縮方式であるＡＤＰＣＭ(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)圧縮方式が注目されている。ＡＤＰＣＭ圧縮方式はリアルタイム性に優れている圧縮方式である。ＡＤＰＣＭ圧縮方式は、ＭＰ３(MPEG Audio Layer-3)等の音声圧縮方式と比較した場合に、リアルタイム性において有利である。ＡＤＰＣＭ圧縮方式は、様々な音声装置に採用されている。そのため、ＡＤＰＣＭ圧縮方式による音質向上の需要が高っている。
【０００３】
特許文献１には、入力信号のＡＤＰＣＭ圧縮による符号化時に量子化誤差を減少させることができる符号化復号化装置が開示されている。図６は、特許文献１に開示されている符号化復号化装置の構成図である。特許文献１に開示されている符号化復号化装置は、積分器１００、ＡＤＰＣＭ符号化部１０１、ＡＤＰＣＭ復号化部１０２及び微分器１０３を有する。
【０００４】
積分器１００は、入力信号を積分してＡＤＰＣＭ符号化部１０１に出力する。ＡＤＰＣＭ符号化部１０１は、積分器１００から出力された信号をＡＤＰＣＭによって符号化して出力する。つまり、ＡＤＰＣＭ復号化部１０２は、一般的なＡＤＰＣＭのように入力信号の差分を符号化するのではなく、入力信号を積分した信号の差分を符号化することになる。ＡＤＰＣＭ復号化部１０２は、ＡＤＰＣＭ符号化部１０１から出力された信号をＡＤＰＣＭによって復号化して出力する。微分器１０３は、ＡＤＰＣＭ復号化部１０２から出力された信号を微分する。特許文献１では、このように、積分器１００によって信号の変動幅を減少することで、ＡＤＰＣＭによる符号化における予測誤差を小さくすることができ、それによって、量子化誤差を減少することができる、としている。
【０００５】
しかし、特許文献１に開示の技術では、一般的なＡＤＰＣＭによる符号化と比較して、量子化誤差が増加してしまう場合があるという問題がある。ここで、特許文献１では積分時に信号を１／２の大きさにしているため厳密には異なるが、問題の理解を容易にするために、入力信号の積分値の差分値を｜ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)｜とし、入力信号の差分値を｜Ｐ(ｉ＋１)−Ｐ(ｉ)｜として説明する。入力信号の積分値の差分値｜ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)｜は、入力信号Ｐ(１)から入力信号Ｐ(ｉ＋１)までの積分値と、入力信号Ｐ(１)から入力信号Ｐ(ｉ)までの積分値との差分値を示す。入力信号の差分値｜Ｐ(ｉ＋１)−Ｐ(ｉ)｜は、入力信号Ｐ(ｉ＋１)と入力信号Ｐ(ｉ)との差分値を示す。ｉは、１以上の正整数である。Ｐ(１)、Ｐ(２)、Ｐ(３)・・・の順に入力信号が入力される場合について説明する。
【０００６】
例えば、入力信号Ｐ(ｉ)と入力信号Ｐ(ｉ＋１)とで、値が大きく、かつ、同程度の大きさの入力信号が続いた場合、入力信号の積分値の差分値の方が、値が大きくなってしまう。つまり、ＡＤＰＣＭにおいて、入力信号の差分値を符号化する場合に比べて、入力信号の積分値の差分値を符号化する場合の方が、予測誤差が大きくなってしまうことがある。この場合、例えば、ＡＤＰＣＭにおける量子化幅が、入力信号Ｐ(ｉ)及び入力信号Ｐ(ｉ＋１)の大きさに追従して適応的に変更しきれてない場合は、入力信号の差分値を符号化する場合と比較して、入力信号の積分値の差分値を符号化する場合の方が、量子化誤差が大きくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２８９６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示する技術のように、入力値の積分値の差分値のみを符号化する技術では、量子化誤差を十分に低減することができていないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様にかかる符号化復号化システムは、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って、当該符号化によって生成された符号化値を送信する符号化装置と、当該符号化装置から送信された符号化値を復号化して前記入力値を生成する復号化装置と、を備え、前記符号化装置は、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する差分算出手段と、前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段と、を有するものである。
【００１０】
本発明の第２の態様にかかる符号化装置は、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う符号化装置であって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する差分算出手段と、前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段と、を備えたものである。
【００１１】
本発明の第３の態様にかかる復号化装置は、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化が行われて生成された符号化値を復号化して前記入力値を生成する復号化装置であって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値、及び、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなると判定された差分値が符号化された符号化値を復号化するものである。
【００１２】
本発明の第４の態様にかかる符号化復号化方法は、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って符号化値を生成し、当該符号化値を復号化して前記入力値を生成する符号化復号化方法であって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出し、前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化するものである。
【００１３】
本発明の第５の態様にかかる符号化プログラムは、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う処理をコンピュータに実行させる符号化プログラムであって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する処理と、前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する処理と、をコンピュータに実行させるものである。
【００１４】
本発明の第５の態様にかかる復号化プログラムは、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化が行われて生成された符号化値を復号化して前記入力値を生成する処理をコンピュータに実行させる復号化プログラムであって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値、及び、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなると判定された差分値が符号化された符号化値を復号化する処理をコンピュータに実行させるものである。
【００１５】
上述した本発明の各態様によれば、入力値の積分値の差分値と入力値の差分値とのうち、量子化誤差がより小さくなる差分値によって、符号化及び復号化を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明の各態様によれば、量子化誤差をより低減することができる符号化復号化システム、符号化装置、復号化装置、符号化復号化方法、符号化プログラム及び復号化プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる符号化復号化システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ符号化部の処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態にかかる量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる量子化差分値と量子化パラメータとの対応表を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ復号化部の処理を示すフローチャートである。
【図６】特許文献１に開示されている符号化復号化装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照して、本実施の形態にかかる符号化復号化システム１の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる符号化復号化システムのブロック図である。
【００１９】
符号化復号化システム１は、ＡＤＰＣＭ符号化部１０及びＡＤＰＣＭ復号化部２０を有する。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、ＰＣＭ(Pulse Code Modulation)値入力手段１１、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２、ＡＤＰＣＭ値記憶手段１３、次回量子化幅・予測値算出手段１４及び量子化パラメータ差分情報記憶手段１５を有する。ＡＤＰＣＭ復号化部２０は、ＡＤＰＣＭ値入力手段２１、ＰＣＭ値算出手段２２、ＰＣＭ値出力手段２３及び量子化パラメータ差分情報記憶手段２４を有する。符号化復号化システム１は、様々な用途に適用可能である。
【００２０】
ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、複数のＰＣＭ値が順次入力される。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、ＰＣＭ値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、ＡＤＰＣＭによる符号化を行う。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、復号化によって生成したＡＤＰＣＭ値をＡＤＰＣＭ復号化部２０に送信する。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、例えば、入力された音声からＰＣＭ値を生成して、生成したＰＣＭ値を符号化する符号化装置に含まれる。
【００２１】
ＡＤＰＣＭ復号化部２０は、ＡＤＰＣＭ符号化部１０から送信されたＡＤＰＣＭ値を復号化してＰＣＭ値を生成する。ＡＤＰＣＭ復号化部２０は、ＡＤＰＣＭによる復号化を行う。ＡＤＰＣＭ復号化部２０は、例えば、ＡＤＰＣＭ符号化された情報をＰＣＭ値に復号化して、復号化したＰＣＭ値に基づいて音声を再生する復号化装置に含まれる。
【００２２】
ＰＣＭ値入力手段１１は、外部からＰＣＭ値が順次入力される。ＰＣＭ値入力手段１１は、入力されたＰＣＭ値をＡＤＣＰＭ値算出手段１２に出力する。
【００２３】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＰＣＭ値入力手段１１から出力されたＰＣＭ値に基づいて、ＰＣＭ値の積分値の差分値と、ＰＣＭ値の差分値とを算出する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、算出したＰＣＭ値の積分値の差分値とＰＣＭ値の差分値とに基づいて、それらの差分値のうち、量子化誤差がより小さくなる差分値を判定する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、量子化誤差がより小さくなると判定した差分値を符号化してＡＤＰＣＭ値を生成する。ここで、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＰＣＭ値入力手段１１から出力されたＰＣＭ値と、次回量子化幅・予測値算出手段１４から出力された量子化幅及び予測値とに基づいて、差分値を所望のビット幅に圧縮したＡＤＰＣＭ値を生成する。予測値については、後に詳述する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、生成したＡＤＰＣＭ値をＡＤＰＣＭ値記憶手段１３及び次回量子化幅・予測値算出手段１４に出力する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、差分算出手段及び符号化手段に対応する。
【００２４】
ＡＤＰＣＭ値記憶手段１３は、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２から出力されたＡＤＰＣＭ値を記憶する。ＡＤＰＣＭ値記憶手段１３は、記憶したＡＤＰＣＭ値をＡＤＰＣＭ復号化部２０に送信する。
【００２５】
次回量子化幅・予測値算出手段１４は、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２から出力されたＡＤＰＣＭ値と、量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納された量子化パラメータとに基づいて、次回のＡＤＰＣＭ値の生成に使用される量子化幅及び予測値を算出する。差分情報、量子化パラメータ及び予測値については、後に詳述する。次回量子化幅・予測値算出手段１４は、算出した量子化幅及び予測値をＡＤＰＣＭ値算出手段１２及び自身に出力する。ＡＤＰＣＭ符号化部１０に含まれる各手段１１〜１４における処理は、外部から入力されるＰＣＭ値数分、繰り返して実行される。
【００２６】
量子化パラメータ差分情報記憶手段１５は、量子化パラメータ及び差分情報が格納される。量子化パラメータは、今回のＡＤＰＣＭ値の生成に使用された量子化幅に基づいて、次回のＡＤＰＣＭ値の生成に使用される量子化幅を算出するための係数である。差分情報は、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２によって量子化誤差がより小さくなると判定された差分値を、符号化して復号化した差分値である。つまり、差分情報は、符号化後の差分値の予測値となる。
【００２７】
ＡＤＰＣＭ値入力手段２１は、ＡＤＰＣＭ符号化部１０から送信されたＡＤＰＣＭ値が入力される。ＡＤＰＣＭ値入力手段２１は、入力されたＡＤＰＣＭ値をＰＣＭ値算出手段２２に出力する。
【００２８】
ＰＣＭ値算出手段２２は、量子化パラメータ差分情報記憶手段２４に格納された量子化パラメータに基づいて、量子化幅を算出する。ＰＣＭ値算出手段２２は、算出した量子化幅に基づいて、ＡＤＰＣＭ値入力手段２１から出力されたＡＤＰＣＭ値を復号化してＰＣＭ値を生成する。ＰＣＭ値算出手段２２は、生成したＰＣＭ値をＰＣＭ値出力手段２３に出力する。
【００２９】
ＰＣＭ値出力手段２３は、ＰＣＭ値算出手段２２から出力されたＰＣＭ値を外部に出力する。例えば、ＡＤＰＣＭ復号化部２０が音声を再生する再生装置に含まれる場合、再生装置は、ＰＣＭ値出力手段２３から出力されたＰＣＭ値に基づいて音声を再生する。
量子化パラメータ差分情報記憶手段２４は、量子化パラメータが格納される。
【００３０】
本実施の形態にかる符号化復号化システム１は、上述した構成によって、ＰＣＭ値の積分値の差分値とＰＣＭ値の差分値とのうち、量子化誤差がより小さくなる差分値を符号化する。これによって、量子化誤差を低減したＡＤＰＣＭ符号化を行うことができるようにしている。
【００３１】
続いて、図２を参照して、本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ符号化部１０の処理について説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ符号化部１０の処理を示すフローチャートである。
【００３２】
なお、ＰＣＭ値を４ビットに圧縮して符号化する例について説明する。以下の説明において、ｉは、ＰＣＭ値サンプル番号を示し、Ｐ(ｉ)は、ｉ番目のＰＣＭ値を示し、Ａ(ｉ)は、ｉ番目のＡＤＰＣＭ値を示す。ｉは、１〜Ｎ−１の正整数である。Ｎは、ＰＣＭ値のサンプル数を示し、２以上の正整数である。
【００３３】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＰＣＭ値入力手段１１から出力されたＰＣＭ値Ｐ(１)〜Ｐ(ｉ＋１)に基づいて、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)を算出する(Ｓ１００)。ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)は、Ｐ(１)からＰ(ｉ＋１)までの積分値を示す。ここで、本実施の形態の積分ＰＣＭ値の算出における積分は、定積分である。つまり、ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)は、Ｐ(１)からＰ(ｉ＋１)までのＰＣＭ値の総和を示す。例えば、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＰＣＭ値入力手段１１からＰＣＭ値Ｐ(ｉ＋１)が入力された場合に、ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)を算出する。
【００３４】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、算出したΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)と、次回量子化幅・予測値算出手段１４から出力された予測値Ｘ(ｉ)に基づいて、ＰＣＭ値の積分値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))と、ＰＣＭ値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))とを算出する(Ｓ１０１)。ＰＣＭ値の積分値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))とＰＣＭ値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、共に式(１)によって示される。
【００３５】
Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ＝ ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−Ｘ(ｉ) ・・・ (１)
【００３６】
ここで、Ｘ(ｉ)は、前回に生成したＡＤＰＣＭ値に基づいて、次回量子化幅・予測値算出手段１４が算出した予測値である。式(１)におけるＸ(ｉ)は、予測値Ｘ１(ｉ)又は予測値Ｘ２(ｉ)のいずれかを示す(以下も同様である)。なお、式(１)中における全てのＸ(ｉ)は、Ｘ１(ｉ)又はＸ２(ｉ)のうちのいずれかによって示される。ここで、Ｘ１(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)の予測値であり、Ｘ２(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との加算値の予測値である。
【００３７】
したがって、ＰＣＭ値の積分値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)と、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)との差分値となる。つまり、Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))は、ＰＣＭ値(ｉ＋１)に相当する。また、ＰＣＭ値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)と、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)及びＰＣＭ値Ｐ(ｉ)の加算値との差分値となる。つまり、Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ＋１)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との差分値に相当する。したがって、Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))は、ＰＣＭ値の積分値の差分値を示し、Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、ＰＣＭ値の差分値を示す。
【００３８】
次に、Ｘ１(ｉ)及びＸ２(ｉ)について詳細に説明する。Ｘ１(ｉ)は、式(２)によって示され、Ｘ２(ｉ)は、式(３)又は式(４)によって示される。なお、式(２)中における全てのＸ(ｉ)は、Ｘ１(ｉ)又はＸ２(ｉ)のうちのいずれかによって示される。
【００３９】
Ｘ１(ｉ) ＝ Ｘ(ｉ−１)＋Ｑ(ｉ−１，Ｘ(ｉ−１)) ・・・ (２)
Ｘ２(ｉ) ＝ Ｘ１(ｉ−１)＋２・Ｑ(ｉ−１，Ｘ１(ｉ−１)) ・・・ (３)
Ｘ２(ｉ) ＝ ２・Ｘ２(ｉ−１)＋２・Ｑ(ｉ−１，Ｘ２(ｉ−１))−Ｘ１(ｉ−１) ・・・ (４)
【００４０】
ここで、差分情報Ｑ(ｉ−１，Ｘ(ｉ−１))は、後に詳述するが、差分値Ｄ(ｉ−１，Ｘ(ｉ−１))を符号化して復号化した値となる。
したがって、上述したことを考慮すると、差分情報Ｑ(ｉ−１，Ｘ１(ｉ−１))は、ＰＣＭ値(ｉ)を符号化して復号化した値の予測値となる。つまり、式(２)の右辺のＸ(ｉ−１)がＸ１(ｉ−１)である場合、Ｘ１(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)の予測値と、ＰＣＭ値(ｉ)の予測値との加算値となる。そのため、上述したように、Ｘ１(ｉ)は、復号化後のＰＣＭ値による積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)の予測値となる。
【００４１】
また、差分情報Ｑ(ｉ−１，Ｘ２(ｉ−１))は、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との差分値を符号化して復号化した値を予測したものとなる。つまり、式(２)の右辺のＸ(ｉ−１)がＸ２(ｉ−１)である場合、Ｘ１(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との加算値の予測値と、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との差分値の予測値との加算値となる。そのため、上述したように、Ｘ１(ｉ)は、復号化後のＰＣＭ値による積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)の予測値となる。
【００４２】
このように、Ｘ１(ｉ)は、式(２)の右辺のＸ(ｉ−１)が、Ｘ１(ｉ−１)である場合も、Ｘ２(ｉ−１)である場合も、ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)の予測値となる。なお、Ｘ１において、差分情報Ｑ(ｉ−１，Ｘ(ｉ−１))をＱ(ｉ−１，Ｘ１(ｉ−１))又はＱ(ｉ−１，Ｘ２(ｉ−１))のいずれによって算出するかについては後述する。
【００４３】
また、上述したことを考慮すると、式(３)のＸ２(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)の予測値と、ＰＣＭ値(ｉ)の予測値を２倍した値との加算値となる。そのため、上述したように、Ｘ２(ｉ)は、復号化後のＰＣＭ値による積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との加算値の予測値となる。
【００４４】
また、式(４)のＸ２(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との加算値の予測値を２倍した値と、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との差分値の予測値を２倍した値と、を加算して、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)の予測値を減算した値となる。そのため、上述したように、Ｘ２(ｉ)は、復号化後のＰＣＭ値による積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との加算値の予測値となる。なお、Ｘ２を式(３)又は式(４)のいずれによって算出するかについては後述する。
【００４５】
ここで、初期予測値Ｘ１(１)、Ｘ２(１)は、予め式(５)及び式(６)のように定めておく。ここでは、Ｐ(１)の値がＩＶとして予め分かっている場合について示す。
【００４６】
Ｘ１(１) ＝ ＩＶ ・・・ (５)
Ｘ２(１) ＝ ２・ＩＶ ・・・ (６)
【００４７】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、次回量子化幅・予測値算出手段１４から出力された量子化幅Δ(ｉ)に基づいて、算出した差分値Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))を量子化した量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を算出する(Ｓ１０２)。量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、式(７)によって算出される。ここで、〔 〕は、ガウス記号である。
【００４８】
Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ＝ 〔Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))／Δ(ｉ)〕 ・・・ (７)
【００４９】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、量子化幅Δ(ｉ)と、算出した量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))とに基づいて、量子化誤差ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))を算出する。差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、式(８)によって算出され、量子化誤差ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、式(８)によって算出される。
【００５０】
Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ＝ (Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)＋０．５)・Δ(ｉ) ・・・ (８)
ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ＝ ｜Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))−Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))｜ ・・・ (９)
【００５１】
差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、差分値Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))を量子化して圧縮した量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を伸張した値である。つまり、差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、差分値Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))を符号化して復号化した値である。ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、差分値Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))から差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))を減算した値の絶対値である。そのため、ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、量子化誤差となる。
【００５２】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))とＱＤ(ｉ，Ｘ２(ｉ))のそれぞれを算出する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、算出したＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))とＱＤ(ｉ，Ｘ２(ｉ))の大小を比較する(Ｓ１０３)。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、小さいほうのＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))に対応するＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定する(Ｓ１０４)。具体的には、ＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))が小さい場合、Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))からＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定し、ＱＤ(ｉ，Ｘ２(ｉ))が小さい場合、Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))からＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定する。
【００５３】
ここで、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表に基づいて、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定する。図３に、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表を例示する。例えば、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表は、予め量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納しておく。そして、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納された対応表を参照して、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定する。
【００５４】
量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表は、量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))が取り得る複数の量子化差分値及び量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))が取り得る複数の量子化差分値のそれぞれについて、量子化差分値と、量子化差分値のＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)とを対応付けた情報である。例えば、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))が小さく、かつ、Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))が１である場合、Ａ(ｉ)を１として決定する。例えば、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＱＤ(ｉ，Ｘ２(ｉ))が小さく、かつ、Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))が１である場合、Ａ(ｉ)を９として決定する。
【００５５】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、決定したＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)をＡＤＰＣＭ値記憶手段１３に格納する(Ｓ１０５)。なお、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表は、図３に例示するものに限られず、任意の量子化差分値とＡＤＰＣＭ値とを対応させてもよい。また、情報の形式は、対応表に限られず、量子化差分値と量子化差分値のＡＤＰＣＭ値とを対応付けた情報であればどのような形式の情報であってもよい。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、決定したＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を次回量子化幅・予測値算出手段１４に出力する。
【００５６】
次回量子化幅・予測値算出手段１４は、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２が小さいと判定したＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))に対応するＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、次回ｉ＋１の符号化に使用される量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出する。具体的には、次回の量子化幅Δ(ｉ＋１)とは、次回のＬ(ｉ＋１，Ｘ(ｉ＋１))及びＱ(ｉ＋１，Ｘ(ｉ＋１))を算出するときに使用される量子化幅である。量子化幅Δ(ｉ＋１)は、式(１０)によって算出される。
【００５７】
Δ(ｉ＋１) ＝ Δ(ｉ)・Ｍ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))) ・・・ (１０)
【００５８】
量子化幅Δ(ｉ)は、次回量子化幅・予測値算出手段１４が前回ｉ−１の符号化時に算出して自身に出力したものである。なお、Δ(１)は、量子化幅やＰＣＭ値範囲を考慮して、任意の値を予め定めておく。例えば、次回量子化幅・予測値算出手段１４は、量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納された、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表に基づいて、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２から出力されたＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)に対応するＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))を決定する。次回量子化幅・予測値算出手段１４は、決定したＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、次回の量子化幅Δ(ｉ＋１)を決定するための量子化パラメータＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を決定する(Ｓ１０６)。
【００５９】
ここで、次回量子化幅・予測値算出手段１４は、量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納された量子化差分値と量子化パラメータとの対応表に基づいて、量子化パラメータＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))を決定する。図４に、量子化差分値と量子化パラメータとの対応表を示す。例えば、次回量子化幅・予測値算出手段１４は、Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))が１である場合、Ｍ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))を０．９として決定し、Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))が７以上の場合、Ｍ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))を２．４として決定する。予測値Ｘ(ｉ)の値に関わらず、量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))の値から量子化パラメータＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))の値が決定される。
【００６０】
なお、量子化差分値と量子化パラメータとの対応表は、図４に例示するものに限られず、任意の量子化差分値と量子化パラメータとを対応させてもよい。また、情報の形式は、対応表に限られず、量子化差分値と量子化パラメータとを対応付けた情報であればどのような形式の情報であってもよい。ここで、量子化差分値と量子化パラメータとの対応表におけるＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))の値は、任意に予め決定しておく。次回量子化幅・予測値算出手段１４は、決定したＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))を使用して次回の量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出する(Ｓ１０７)。
【００６１】
また、次回量子化幅・予測値算出手段１４は、小さいほうのＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))に対応するＱ(ｉ，Ｘ(ｉ))と、今回ｉの予測値Ｘ(ｉ)に基づいて、次回ｉ＋１の予測値Ｘ１(ｉ＋１)及びＸ２(ｉ＋１)を算出する(Ｓ１０８)。予測値Ｘ(ｉ)は、次回量子化幅・予測値算出手段１４が前回ｉ−１の符号化時に算出して自身に出力したものである。Ｘ１(ｉ)は、式(１１)によって示され、Ｘ２(ｉ)は、式(１２)又は式(１３)によって示される。なお、式(１１)〜(１３)は、ｉがｉ＋１、ｉ−１がｉとなっていること以外は、式(２)〜(４)と同様であるため、説明を省略する。
【００６２】
Ｘ１(ｉ＋１) ＝ Ｘ(ｉ)＋Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ・・・ (１１)
Ｘ２(ｉ＋１) ＝ Ｘ１(ｉ)＋２・Ｑ(ｉ，Ｘ１(ｉ)) ・・・ (１２)
Ｘ２(ｉ＋１) ＝ ２・Ｘ２(ｉ)＋２・Ｑ(ｉ，Ｘ２(ｉ))−Ｘ１(ｉ) ・・・ (１３)
【００６３】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ｉがＮ−１か否かを判定する(Ｓ１０９)。
Ｎ−１でない場合(Ｓ１０９：ＮＯ)、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、再度、ステップＳ１００に戻って処理を実行する。
Ｎ−１である場合(Ｓ１０９：ＹＥＳ)、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＡＤＰＣＭ符号化処理を終了する。
【００６４】
続いて、図５を参照して、本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ復号化部２０の処理について説明する。図５は、本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ復号化部２０の処理を示すフローチャートである。
【００６５】
ＰＣＭ値算出手段２２は、ＡＤＰＣＭ値入力手段２１から出力されたＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)に対応する量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を決定する(Ｓ２０１)。ここで、ＰＣＭ値算出手段２２は、量子化パラメータ差分情報記憶手段２４に格納された量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表に基づいて、量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を決定する。量子化パラメータ差分情報記憶手段２４には、図３に例示する、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表が格納される。
【００６６】
また、ＰＣＭ値算出手段２２は、次回ｉ＋１の復号化に使用される量子化幅Δｉ＋１と、差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))とを算出する(Ｓ２０２)。ここで、ＰＣＭ値算出手段２２は、決定したＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、次回ｉ＋１の量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出する。量子化幅Δ(ｉ＋１)は、上述した式(１０)によって算出される。なお、Δ(１)は、量子化幅やＰＣＭ値範囲を考慮して、任意の値を予め定めておく。
【００６７】
また、ＰＣＭ値算出手段２２は、決定したＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))と、量子化幅Δｉとに基づいて、Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を伸張した差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))を算出する(Ｓ２０２)。差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、式(８)によって算出される。ここで、差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))を算出するときに、次回ｉ＋１の量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出している。つまり、量子化幅Δ(ｉ)は、前回ｉ−１に算出された量子化幅が使用される。例えば、ＰＣＭ値算出手段２２は、前回ｉ−１の符号化時に、量子化幅Δ(ｉ)算出して自身に出力しておくようにしてもよい。また、ＰＣＭ値算出手段２２は、前回に算出した量子化幅Δ(ｉ)を量子化パラメータ差分情報記憶手段２４に格納しておくようにしてもよい。そして、ＰＣＭ値算出手段２２は、次回ｉ＋１の量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出するときに、量子化パラメータ差分情報記憶手段２４から量子化幅Δ(ｉ)を取得して使用するようにしてもよい。
【００６８】
ＰＣＭ値算出手段２２は、算出した差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、ｉにおける復号化されたＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)を算出する(Ｓ２０３)。ＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)は、式(１４)又は式(１５)によって算出される。なお、ＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)は、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が８より小さい場合、式(１４)によって算出され、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が８以上の場合、式(１５)によって算出される。言い換えると、ＰＣＭ値算出手段２２は、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))から決定されている場合、ＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)を式(１４)によって算出し、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))から決定されている場合、ＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)を式(１５)によって算出する。
【００６９】
ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))から決定されている場合、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)に基づいて算出したＱ(ｉ，Ｘ１(ｉ))は、ＰＣＭ値(ｉ＋１)に相当する。したがって、この場合、ＰＣＭ値算出手段２２は、ＤＰ(ｉ)をＰＣＭ値(ｉ＋１)としてＰＣＭ値出力手段２３に出力する。
【００７０】
ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))から決定されている場合、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)に基づいて算出したＱ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ＋１)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との差分値に相当する。ここで、ＤＰ(ｉ−１)は、前回ｉ−１に算出したＰＣＭ値Ｐ(ｉ)となる。したがって、この場合、ＰＣＭ値算出手段２２は、Ｑ(ｉ，Ｘ２(ｉ))とＤＰ(ｉ−１)とを加算したＤＰ(ｉ)をＰＣＭ値(ｉ＋１)としてＰＣＭ値出力手段２３に出力する。
【００７１】
ＤＰ(ｉ) ＝ Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ・・・ (１４)
ＤＰ(ｉ) ＝ Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))＋ＤＰ(ｉ−１) ・・・ (１５)
【００７２】
ＰＣＭ値算出手段２２は、ｉがＮ−１か否かを判定する(Ｓ２０４)。
Ｎ−１でない場合(Ｓ２０４：ＮＯ)、ＰＣＭ値算出手段２２は、再度、ステップＳ１００に戻って処理を実行する。
Ｎ−１である場合(Ｓ２０４：ＹＥＳ)、ＰＣＭ値算出手段２２は、ＡＤＰＣＭ符号化処理を終了する。
【００７３】
以上に説明したように、本実施の形態では、入力値の積分値の差分値と、入力値の差分値とのうち、量子化誤差がより小さくなる差分値を判定するようにしている。そして、量子化誤差がより小さくなると判定した差分値によって、符号化及び復号化を行うことができる。したがって、量子化誤差をより低減することができる。
【００７４】
本実施の形態では、ＰＣＭ値をＡＤＰＣＭ値から復元可能とするために、入力信号の積分値の差分値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)のΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)を式(２)で置き換えており、ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−(Ｐ(ｉ)＋ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ))の(Ｐ(ｉ)＋ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ))を式(３)又は(４)で置き換えている。これによって、ＡＤＰＣＭによる符号化・復号化における計算を可能としている。
【００７５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００７６】
本実施の形態は、情報を符号化して送信する符号化装置と、送信装置から送信された情報を受信して復号化する復号化装置を含むシステムに適用することができる。例えば、本実施の形態は、ＰＨＳ(Personal Handy-phone System)、ＩＰ(Internet Protocol)網、ＩＰ電話及び携帯電話等の用途に適用することができる。つまり、符号化装置及び復号化装置は、例えば、ＰＨＳ、ＰＣ(Personal Computer)、ＩＰ電話及び携帯電話等である。
【００７７】
本実施の形態は、情報を符号化して任意の記録媒体に記録する符号化装置と、記録媒体に記録された情報を復号化する復号化装置と、に適用することもできる。例えば、符号化装置は、光ディスク記録装置であり、復号化装置は、光ディスク再生装置である。
【００７８】
本実施の形態では、音声を示すＰＣＭ値を符号化する場合について例示したが、これに限られない。例えば、画像等の音声以外の情報を示す入力値を符号化するようにしてもよい。
【００７９】
本実施の形態では、量子化幅を適応的に変更しての符号化・復号化に、本発明を適用した場合について例示したが、これに限られない。例えば、量子化幅が適応的に変更されない符号化・復号化に適用するようにしてもよい。
【００８０】
本発明の実施の形態にかかる符号化復号化システム、符号化装置及び復号化装置は、上述の実施の形態の機能を実現するプログラムを、コンピュータ又はコンピュータが有するＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)が実行することによって、構成することが可能である。
【００８１】
また、このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ(例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００８２】
また、コンピュータが上述の実施の形態の機能を実現するプログラムを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現される場合だけでなく、このプログラムが、コンピュータ上で稼動しているＯＳ(Operating System)もしくはアプリケーションソフトウェアと共同して、上述の実施の形態の機能を実現する場合も、本発明の実施の形態に含まれる。さらに、このプログラムの処理の全てもしくは一部がコンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットによって行われて、上述の実施の形態の機能が実現される場合も、本発明の実施の形態に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 符号化復号化システム
１０ ＡＤＰＣＭ符号化部
１１ ＰＣＭ値入力手段
１２ ＡＤＰＣＭ値算出手段
１３ ＡＤＰＣＭ値記憶手段
１４ 次回量子化幅・予測値算出手段
１５、２４ 量子化パラメータ差分情報記憶手段
２０ ＡＤＰＣＭ復号化部
２１ ＡＤＰＣＭ値入力手段
２２ ＰＣＭ値算出手段
２３ ＰＣＭ値出力手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化復号化システム、符号化装置、復号化装置、符号化復号化方法、符号化プログラム及び復号化プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リアルタイム性が高い携帯電話等の音声装置において、高効率及び低負荷で処理可能な音声圧縮方式の需要が高まってきている。そこで、効率的な圧縮が可能な音声圧縮方式であるＡＤＰＣＭ(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)圧縮方式が注目されている。ＡＤＰＣＭ圧縮方式はリアルタイム性に優れている圧縮方式である。ＡＤＰＣＭ圧縮方式は、ＭＰ３(MPEG Audio Layer-3)等の音声圧縮方式と比較した場合に、リアルタイム性において有利である。ＡＤＰＣＭ圧縮方式は、様々な音声装置に採用されている。そのため、ＡＤＰＣＭ圧縮方式による音質向上の需要が高っている。
【０００３】
特許文献１には、入力信号のＡＤＰＣＭ圧縮による符号化時に量子化誤差を減少させることができる符号化復号化装置が開示されている。図６は、特許文献１に開示されている符号化復号化装置の構成図である。特許文献１に開示されている符号化復号化装置は、積分器１００、ＡＤＰＣＭ符号化部１０１、ＡＤＰＣＭ復号化部１０２及び微分器１０３を有する。
【０００４】
積分器１００は、入力信号を積分してＡＤＰＣＭ符号化部１０１に出力する。ＡＤＰＣＭ符号化部１０１は、積分器１００から出力された信号をＡＤＰＣＭによって符号化して出力する。つまり、ＡＤＰＣＭ復号化部１０２は、一般的なＡＤＰＣＭのように入力信号の差分を符号化するのではなく、入力信号を積分した信号の差分を符号化することになる。ＡＤＰＣＭ復号化部１０２は、ＡＤＰＣＭ符号化部１０１から出力された信号をＡＤＰＣＭによって復号化して出力する。微分器１０３は、ＡＤＰＣＭ復号化部１０２から出力された信号を微分する。特許文献１では、このように、積分器１００によって信号の変動幅を減少することで、ＡＤＰＣＭによる符号化における予測誤差を小さくすることができ、それによって、量子化誤差を減少することができる、としている。
【０００５】
しかし、特許文献１に開示の技術では、一般的なＡＤＰＣＭによる符号化と比較して、量子化誤差が増加してしまう場合があるという問題がある。ここで、特許文献１では積分時に信号を１／２の大きさにしているため厳密には異なるが、問題の理解を容易にするために、入力信号の積分値の差分値を｜ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)｜とし、入力信号の差分値を｜Ｐ(ｉ＋１)−Ｐ(ｉ)｜として説明する。入力信号の積分値の差分値｜ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)｜は、入力信号Ｐ(１)から入力信号Ｐ(ｉ＋１)までの積分値と、入力信号Ｐ(１)から入力信号Ｐ(ｉ)までの積分値との差分値を示す。入力信号の差分値｜Ｐ(ｉ＋１)−Ｐ(ｉ)｜は、入力信号Ｐ(ｉ＋１)と入力信号Ｐ(ｉ)との差分値を示す。ｉは、１以上の正整数である。Ｐ(１)、Ｐ(２)、Ｐ(３)・・・の順に入力信号が入力される場合について説明する。
【０００６】
例えば、入力信号Ｐ(ｉ)と入力信号Ｐ(ｉ＋１)とで、値が大きく、かつ、同程度の大きさの入力信号が続いた場合、入力信号の積分値の差分値の方が、値が大きくなってしまう。つまり、ＡＤＰＣＭにおいて、入力信号の差分値を符号化する場合に比べて、入力信号の積分値の差分値を符号化する場合の方が、予測誤差が大きくなってしまうことがある。この場合、例えば、ＡＤＰＣＭにおける量子化幅が、入力信号Ｐ(ｉ)及び入力信号Ｐ(ｉ＋１)の大きさに追従して適応的に変更しきれてない場合は、入力信号の差分値を符号化する場合と比較して、入力信号の積分値の差分値を符号化する場合の方が、量子化誤差が大きくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２８９６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示する技術のように、入力値の積分値の差分値のみを符号化する技術では、量子化誤差を十分に低減することができていないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様にかかる符号化復号化システムは、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って、当該符号化によって生成された符号化値を送信する符号化装置と、当該符号化装置から送信された符号化値を復号化して前記入力値を生成する復号化装置と、を備え、前記符号化装置は、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する差分算出手段と、前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段と、を有するものである。
【００１０】
本発明の第２の態様にかかる符号化装置は、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う符号化装置であって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する差分算出手段と、前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段と、を備えたものである。
【００１１】
本発明の第３の態様にかかる復号化装置は、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化が行われて生成された符号化値を復号化して前記入力値を生成する復号化装置であって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値、及び、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなると判定された差分値が符号化された符号化値を復号化するものである。
【００１２】
本発明の第４の態様にかかる符号化復号化方法は、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って符号化値を生成し、当該符号化値を復号化して前記入力値を生成する符号化復号化方法であって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出し、前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化するものである。
【００１３】
本発明の第５の態様にかかる符号化プログラムは、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う処理をコンピュータに実行させる符号化プログラムであって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する処理と、前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する処理と、をコンピュータに実行させるものである。
【００１４】
本発明の第５の態様にかかる復号化プログラムは、第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化が行われて生成された符号化値を復号化して前記入力値を生成する処理をコンピュータに実行させる復号化プログラムであって、前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値、及び、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなると判定された差分値が符号化された符号化値を復号化する処理をコンピュータに実行させるものである。
【００１５】
上述した本発明の各態様によれば、入力値の積分値の差分値と入力値の差分値とのうち、量子化誤差がより小さくなる差分値によって、符号化及び復号化を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
上述した本発明の各態様によれば、量子化誤差をより低減することができる符号化復号化システム、符号化装置、復号化装置、符号化復号化方法、符号化プログラム及び復号化プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる符号化復号化システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ符号化部の処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態にかかる量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる量子化差分値と量子化パラメータとの対応表を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ復号化部の処理を示すフローチャートである。
【図６】特許文献１に開示されている符号化復号化装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１を参照して、本実施の形態にかかる符号化復号化システム１の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる符号化復号化システムのブロック図である。
【００１９】
符号化復号化システム１は、ＡＤＰＣＭ符号化部１０及びＡＤＰＣＭ復号化部２０を有する。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、ＰＣＭ(Pulse Code Modulation)値入力手段１１、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２、ＡＤＰＣＭ値記憶手段１３、次回量子化幅・予測値算出手段１４及び量子化パラメータ差分情報記憶手段１５を有する。ＡＤＰＣＭ復号化部２０は、ＡＤＰＣＭ値入力手段２１、ＰＣＭ値算出手段２２、ＰＣＭ値出力手段２３及び量子化パラメータ差分情報記憶手段２４を有する。符号化復号化システム１は、様々な用途に適用可能である。
【００２０】
ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、複数のＰＣＭ値が順次入力される。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、ＰＣＭ値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、ＡＤＰＣＭによる符号化を行う。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、復号化によって生成したＡＤＰＣＭ値をＡＤＰＣＭ復号化部２０に送信する。ＡＤＰＣＭ符号化部１０は、例えば、入力された音声からＰＣＭ値を生成して、生成したＰＣＭ値を符号化する符号化装置に含まれる。
【００２１】
ＡＤＰＣＭ復号化部２０は、ＡＤＰＣＭ符号化部１０から送信されたＡＤＰＣＭ値を復号化してＰＣＭ値を生成する。ＡＤＰＣＭ復号化部２０は、ＡＤＰＣＭによる復号化を行う。ＡＤＰＣＭ復号化部２０は、例えば、ＡＤＰＣＭ符号化された情報をＰＣＭ値に復号化して、復号化したＰＣＭ値に基づいて音声を再生する復号化装置に含まれる。
【００２２】
ＰＣＭ値入力手段１１は、外部からＰＣＭ値が順次入力される。ＰＣＭ値入力手段１１は、入力されたＰＣＭ値をＡＤＣＰＭ値算出手段１２に出力する。
【００２３】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＰＣＭ値入力手段１１から出力されたＰＣＭ値に基づいて、ＰＣＭ値の積分値の差分値と、ＰＣＭ値の差分値とを算出する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、算出したＰＣＭ値の積分値の差分値とＰＣＭ値の差分値とに基づいて、それらの差分値のうち、量子化誤差がより小さくなる差分値を判定する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、量子化誤差がより小さくなると判定した差分値を符号化してＡＤＰＣＭ値を生成する。ここで、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＰＣＭ値入力手段１１から出力されたＰＣＭ値と、次回量子化幅・予測値算出手段１４から出力された量子化幅及び予測値とに基づいて、差分値を所望のビット幅に圧縮したＡＤＰＣＭ値を生成する。予測値については、後に詳述する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、生成したＡＤＰＣＭ値をＡＤＰＣＭ値記憶手段１３及び次回量子化幅・予測値算出手段１４に出力する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、差分算出手段及び符号化手段に対応する。
【００２４】
ＡＤＰＣＭ値記憶手段１３は、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２から出力されたＡＤＰＣＭ値を記憶する。ＡＤＰＣＭ値記憶手段１３は、記憶したＡＤＰＣＭ値をＡＤＰＣＭ復号化部２０に送信する。
【００２５】
次回量子化幅・予測値算出手段１４は、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２から出力されたＡＤＰＣＭ値と、量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納された量子化パラメータとに基づいて、次回のＡＤＰＣＭ値の生成に使用される量子化幅及び予測値を算出する。差分情報、量子化パラメータ及び予測値については、後に詳述する。次回量子化幅・予測値算出手段１４は、算出した量子化幅及び予測値をＡＤＰＣＭ値算出手段１２及び自身に出力する。ＡＤＰＣＭ符号化部１０に含まれる各手段１１〜１４における処理は、外部から入力されるＰＣＭ値数分、繰り返して実行される。
【００２６】
量子化パラメータ差分情報記憶手段１５は、量子化パラメータ及び差分情報が格納される。量子化パラメータは、今回のＡＤＰＣＭ値の生成に使用された量子化幅に基づいて、次回のＡＤＰＣＭ値の生成に使用される量子化幅を算出するための係数である。差分情報は、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２によって量子化誤差がより小さくなると判定された差分値を、符号化して復号化した差分値である。つまり、差分情報は、符号化後の差分値の予測値となる。
【００２７】
ＡＤＰＣＭ値入力手段２１は、ＡＤＰＣＭ符号化部１０から送信されたＡＤＰＣＭ値が入力される。ＡＤＰＣＭ値入力手段２１は、入力されたＡＤＰＣＭ値をＰＣＭ値算出手段２２に出力する。
【００２８】
ＰＣＭ値算出手段２２は、量子化パラメータ差分情報記憶手段２４に格納された量子化パラメータに基づいて、量子化幅を算出する。ＰＣＭ値算出手段２２は、算出した量子化幅に基づいて、ＡＤＰＣＭ値入力手段２１から出力されたＡＤＰＣＭ値を復号化してＰＣＭ値を生成する。ＰＣＭ値算出手段２２は、生成したＰＣＭ値をＰＣＭ値出力手段２３に出力する。
【００２９】
ＰＣＭ値出力手段２３は、ＰＣＭ値算出手段２２から出力されたＰＣＭ値を外部に出力する。例えば、ＡＤＰＣＭ復号化部２０が音声を再生する再生装置に含まれる場合、再生装置は、ＰＣＭ値出力手段２３から出力されたＰＣＭ値に基づいて音声を再生する。
量子化パラメータ差分情報記憶手段２４は、量子化パラメータが格納される。
【００３０】
本実施の形態にかる符号化復号化システム１は、上述した構成によって、ＰＣＭ値の積分値の差分値とＰＣＭ値の差分値とのうち、量子化誤差がより小さくなる差分値を符号化する。これによって、量子化誤差を低減したＡＤＰＣＭ符号化を行うことができるようにしている。
【００３１】
続いて、図２を参照して、本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ符号化部１０の処理について説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ符号化部１０の処理を示すフローチャートである。
【００３２】
なお、ＰＣＭ値を４ビットに圧縮して符号化する例について説明する。以下の説明において、ｉは、ＰＣＭ値サンプル番号を示し、Ｐ(ｉ)は、ｉ番目のＰＣＭ値を示し、Ａ(ｉ)は、ｉ番目のＡＤＰＣＭ値を示す。ｉは、１〜Ｎ−１の正整数である。Ｎは、ＰＣＭ値のサンプル数を示し、２以上の正整数である。
【００３３】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＰＣＭ値入力手段１１から出力されたＰＣＭ値Ｐ(１)〜Ｐ(ｉ＋１)に基づいて、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)を算出する(Ｓ１００)。ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)は、Ｐ(１)からＰ(ｉ＋１)までの積分値を示す。ここで、本実施の形態の積分ＰＣＭ値の算出における積分は、定積分である。つまり、ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)は、Ｐ(１)からＰ(ｉ＋１)までのＰＣＭ値の総和を示す。例えば、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＰＣＭ値入力手段１１からＰＣＭ値Ｐ(ｉ＋１)が入力された場合に、ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)を算出する。
【００３４】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、算出したΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)と、次回量子化幅・予測値算出手段１４から出力された予測値Ｘ(ｉ)に基づいて、ＰＣＭ値の積分値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))と、ＰＣＭ値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))とを算出する(Ｓ１０１)。ＰＣＭ値の積分値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))とＰＣＭ値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、共に式(１)によって示される。
【００３５】
Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ＝ ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−Ｘ(ｉ) ・・・ (１)
【００３６】
ここで、Ｘ(ｉ)は、前回に生成したＡＤＰＣＭ値に基づいて、次回量子化幅・予測値算出手段１４が算出した予測値である。式(１)におけるＸ(ｉ)は、予測値Ｘ１(ｉ)又は予測値Ｘ２(ｉ)のいずれかを示す(以下も同様である)。なお、式(１)中における全てのＸ(ｉ)は、Ｘ１(ｉ)又はＸ２(ｉ)のうちのいずれかによって示される。ここで、Ｘ１(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)の予測値であり、Ｘ２(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との加算値の予測値である。
【００３７】
したがって、ＰＣＭ値の積分値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)と、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)との差分値となる。つまり、Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))は、ＰＣＭ値(ｉ＋１)に相当する。また、ＰＣＭ値の差分値Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)と、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)及びＰＣＭ値Ｐ(ｉ)の加算値との差分値となる。つまり、Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ＋１)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との差分値に相当する。したがって、Ｄ(ｉ，Ｘ１(ｉ))は、ＰＣＭ値の積分値の差分値を示し、Ｄ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、ＰＣＭ値の差分値を示す。
【００３８】
次に、Ｘ１(ｉ)及びＸ２(ｉ)について詳細に説明する。Ｘ１(ｉ)は、式(２)によって示され、Ｘ２(ｉ)は、式(３)又は式(４)によって示される。なお、式(２)中における全てのＸ(ｉ)は、Ｘ１(ｉ)又はＸ２(ｉ)のうちのいずれかによって示される。
【００３９】
Ｘ１(ｉ) ＝ Ｘ(ｉ−１)＋Ｑ(ｉ−１，Ｘ(ｉ−１)) ・・・ (２)
Ｘ２(ｉ) ＝ Ｘ１(ｉ−１)＋２・Ｑ(ｉ−１，Ｘ１(ｉ−１)) ・・・ (３)
Ｘ２(ｉ) ＝ ２・Ｘ２(ｉ−１)＋２・Ｑ(ｉ−１，Ｘ２(ｉ−１))−Ｘ１(ｉ−１) ・・・ (４)
【００４０】
ここで、差分情報Ｑ(ｉ−１，Ｘ(ｉ−１))は、後に詳述するが、差分値Ｄ(ｉ−１，Ｘ(ｉ−１))を符号化して復号化した値となる。
したがって、上述したことを考慮すると、差分情報Ｑ(ｉ−１，Ｘ１(ｉ−１))は、ＰＣＭ値(ｉ)を符号化して復号化した値の予測値となる。つまり、式(２)の右辺のＸ(ｉ−１)がＸ１(ｉ−１)である場合、Ｘ１(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)の予測値と、ＰＣＭ値(ｉ)の予測値との加算値となる。そのため、上述したように、Ｘ１(ｉ)は、復号化後のＰＣＭ値による積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)の予測値となる。
【００４１】
また、差分情報Ｑ(ｉ−１，Ｘ２(ｉ−１))は、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との差分値を符号化して復号化した値を予測したものとなる。つまり、式(２)の右辺のＸ(ｉ−１)がＸ２(ｉ−１)である場合、Ｘ１(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との加算値の予測値と、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との差分値の予測値との加算値となる。そのため、上述したように、Ｘ１(ｉ)は、復号化後のＰＣＭ値による積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)の予測値となる。
【００４２】
このように、Ｘ１(ｉ)は、式(２)の右辺のＸ(ｉ−１)が、Ｘ１(ｉ−１)である場合も、Ｘ２(ｉ−１)である場合も、ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)の予測値となる。なお、Ｘ１において、差分情報Ｑ(ｉ−１，Ｘ(ｉ−１))をＱ(ｉ−１，Ｘ１(ｉ−１))又はＱ(ｉ−１，Ｘ２(ｉ−１))のいずれによって算出するかについては後述する。
【００４３】
また、上述したことを考慮すると、式(３)のＸ２(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)の予測値と、ＰＣＭ値(ｉ)の予測値を２倍した値との加算値となる。そのため、上述したように、Ｘ２(ｉ)は、復号化後のＰＣＭ値による積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との加算値の予測値となる。
【００４４】
また、式(４)のＸ２(ｉ)は、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との加算値の予測値を２倍した値と、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ−１)との差分値の予測値を２倍した値と、を加算して、積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ−１)の予測値を減算した値となる。そのため、上述したように、Ｘ２(ｉ)は、復号化後のＰＣＭ値による積分ＰＣＭ値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との加算値の予測値となる。なお、Ｘ２を式(３)又は式(４)のいずれによって算出するかについては後述する。
【００４５】
ここで、初期予測値Ｘ１(１)、Ｘ２(１)は、予め式(５)及び式(６)のように定めておく。ここでは、Ｐ(１)の値がＩＶとして予め分かっている場合について示す。
【００４６】
Ｘ１(１) ＝ ＩＶ ・・・ (５)
Ｘ２(１) ＝ ２・ＩＶ ・・・ (６)
【００４７】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、次回量子化幅・予測値算出手段１４から出力された量子化幅Δ(ｉ)に基づいて、算出した差分値Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))を量子化した量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を算出する(Ｓ１０２)。量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、式(７)によって算出される。ここで、〔 〕は、ガウス記号である。
【００４８】
Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ＝ 〔Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))／Δ(ｉ)〕 ・・・ (７)
【００４９】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、量子化幅Δ(ｉ)と、算出した量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))とに基づいて、量子化誤差ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))を算出する。差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、式(８)によって算出され、量子化誤差ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、式(８)によって算出される。
【００５０】
Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ＝ (Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)＋０．５)・Δ(ｉ) ・・・ (８)
ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ＝ ｜Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))−Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))｜ ・・・ (９)
【００５１】
差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、差分値Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))を量子化して圧縮した量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を伸張した値である。つまり、差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、差分値Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))を符号化して復号化した値である。ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、差分値Ｄ(ｉ，Ｘ(ｉ))から差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))を減算した値の絶対値である。そのため、ＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、量子化誤差となる。
【００５２】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))とＱＤ(ｉ，Ｘ２(ｉ))のそれぞれを算出する。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、算出したＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))とＱＤ(ｉ，Ｘ２(ｉ))の大小を比較する(Ｓ１０３)。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、小さいほうのＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))に対応するＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定する(Ｓ１０４)。具体的には、ＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))が小さい場合、Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))からＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定し、ＱＤ(ｉ，Ｘ２(ｉ))が小さい場合、Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))からＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定する。
【００５３】
ここで、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表に基づいて、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定する。図３に、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表を例示する。例えば、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表は、予め量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納しておく。そして、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納された対応表を参照して、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を決定する。
【００５４】
量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表は、量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))が取り得る複数の量子化差分値及び量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))が取り得る複数の量子化差分値のそれぞれについて、量子化差分値と、量子化差分値のＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)とを対応付けた情報である。例えば、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))が小さく、かつ、Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))が１である場合、Ａ(ｉ)を１として決定する。例えば、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＱＤ(ｉ，Ｘ２(ｉ))が小さく、かつ、Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))が１である場合、Ａ(ｉ)を９として決定する。
【００５５】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、決定したＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)をＡＤＰＣＭ値記憶手段１３に格納する(Ｓ１０５)。なお、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表は、図３に例示するものに限られず、任意の量子化差分値とＡＤＰＣＭ値とを対応させてもよい。また、情報の形式は、対応表に限られず、量子化差分値と量子化差分値のＡＤＰＣＭ値とを対応付けた情報であればどのような形式の情報であってもよい。ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、決定したＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)を次回量子化幅・予測値算出手段１４に出力する。
【００５６】
次回量子化幅・予測値算出手段１４は、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２が小さいと判定したＱＤ(ｉ，Ｘ１(ｉ))に対応するＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、次回ｉ＋１の符号化に使用される量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出する。具体的には、次回の量子化幅Δ(ｉ＋１)とは、次回のＬ(ｉ＋１，Ｘ(ｉ＋１))及びＱ(ｉ＋１，Ｘ(ｉ＋１))を算出するときに使用される量子化幅である。量子化幅Δ(ｉ＋１)は、式(１０)によって算出される。
【００５７】
Δ(ｉ＋１) ＝ Δ(ｉ)・Ｍ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))) ・・・ (１０)
【００５８】
量子化幅Δ(ｉ)は、次回量子化幅・予測値算出手段１４が前回ｉ−１の符号化時に算出して自身に出力したものである。なお、Δ(１)は、量子化幅やＰＣＭ値範囲を考慮して、任意の値を予め定めておく。例えば、次回量子化幅・予測値算出手段１４は、量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納された、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表に基づいて、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２から出力されたＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)に対応するＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))を決定する。次回量子化幅・予測値算出手段１４は、決定したＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、次回の量子化幅Δ(ｉ＋１)を決定するための量子化パラメータＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を決定する(Ｓ１０６)。
【００５９】
ここで、次回量子化幅・予測値算出手段１４は、量子化パラメータ差分情報記憶手段１５に格納された量子化差分値と量子化パラメータとの対応表に基づいて、量子化パラメータＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))を決定する。図４に、量子化差分値と量子化パラメータとの対応表を示す。例えば、次回量子化幅・予測値算出手段１４は、Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))が１である場合、Ｍ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))を０．９として決定し、Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))が７以上の場合、Ｍ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))を２．４として決定する。予測値Ｘ(ｉ)の値に関わらず、量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))の値から量子化パラメータＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))の値が決定される。
【００６０】
なお、量子化差分値と量子化パラメータとの対応表は、図４に例示するものに限られず、任意の量子化差分値と量子化パラメータとを対応させてもよい。また、情報の形式は、対応表に限られず、量子化差分値と量子化パラメータとを対応付けた情報であればどのような形式の情報であってもよい。ここで、量子化差分値と量子化パラメータとの対応表におけるＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))の値は、任意に予め決定しておく。次回量子化幅・予測値算出手段１４は、決定したＭ(Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ)))を使用して次回の量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出する(Ｓ１０７)。
【００６１】
また、次回量子化幅・予測値算出手段１４は、小さいほうのＱＤ(ｉ，Ｘ(ｉ))に対応するＱ(ｉ，Ｘ(ｉ))と、今回ｉの予測値Ｘ(ｉ)に基づいて、次回ｉ＋１の予測値Ｘ１(ｉ＋１)及びＸ２(ｉ＋１)を算出する(Ｓ１０８)。予測値Ｘ(ｉ)は、次回量子化幅・予測値算出手段１４が前回ｉ−１の符号化時に算出して自身に出力したものである。Ｘ１(ｉ)は、式(１１)によって示され、Ｘ２(ｉ)は、式(１２)又は式(１３)によって示される。なお、式(１１)〜(１３)は、ｉがｉ＋１、ｉ−１がｉとなっていること以外は、式(２)〜(４)と同様であるため、説明を省略する。
【００６２】
Ｘ１(ｉ＋１) ＝ Ｘ(ｉ)＋Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ・・・ (１１)
Ｘ２(ｉ＋１) ＝ Ｘ１(ｉ)＋２・Ｑ(ｉ，Ｘ１(ｉ)) ・・・ (１２)
Ｘ２(ｉ＋１) ＝ ２・Ｘ２(ｉ)＋２・Ｑ(ｉ，Ｘ２(ｉ))−Ｘ１(ｉ) ・・・ (１３)
【００６３】
ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ｉがＮ−１か否かを判定する(Ｓ１０９)。
Ｎ−１でない場合(Ｓ１０９：ＮＯ)、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、再度、ステップＳ１００に戻って処理を実行する。
Ｎ−１である場合(Ｓ１０９：ＹＥＳ)、ＡＤＰＣＭ値算出手段１２は、ＡＤＰＣＭ符号化処理を終了する。
【００６４】
続いて、図５を参照して、本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ復号化部２０の処理について説明する。図５は、本発明の実施の形態にかかるＡＤＰＣＭ復号化部２０の処理を示すフローチャートである。
【００６５】
ＰＣＭ値算出手段２２は、ＡＤＰＣＭ値入力手段２１から出力されたＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)に対応する量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を決定する(Ｓ２０１)。ここで、ＰＣＭ値算出手段２２は、量子化パラメータ差分情報記憶手段２４に格納された量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表に基づいて、量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を決定する。量子化パラメータ差分情報記憶手段２４には、図３に例示する、量子化差分値とＡＤＰＣＭ値の対応表が格納される。
【００６６】
また、ＰＣＭ値算出手段２２は、次回ｉ＋１の復号化に使用される量子化幅Δｉ＋１と、差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))とを算出する(Ｓ２０２)。ここで、ＰＣＭ値算出手段２２は、決定したＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、次回ｉ＋１の量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出する。量子化幅Δ(ｉ＋１)は、上述した式(１０)によって算出される。なお、Δ(１)は、量子化幅やＰＣＭ値範囲を考慮して、任意の値を予め定めておく。
【００６７】
また、ＰＣＭ値算出手段２２は、決定したＬ(ｉ，Ｘ(ｉ))と、量子化幅Δｉとに基づいて、Ｌ(ｉ，Ｘ(ｉ))を伸張した差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))を算出する(Ｓ２０２)。差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))は、式(８)によって算出される。ここで、差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))を算出するときに、次回ｉ＋１の量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出している。つまり、量子化幅Δ(ｉ)は、前回ｉ−１に算出された量子化幅が使用される。例えば、ＰＣＭ値算出手段２２は、前回ｉ−１の符号化時に、量子化幅Δ(ｉ)算出して自身に出力しておくようにしてもよい。また、ＰＣＭ値算出手段２２は、前回に算出した量子化幅Δ(ｉ)を量子化パラメータ差分情報記憶手段２４に格納しておくようにしてもよい。そして、ＰＣＭ値算出手段２２は、次回ｉ＋１の量子化幅Δ(ｉ＋１)を算出するときに、量子化パラメータ差分情報記憶手段２４から量子化幅Δ(ｉ)を取得して使用するようにしてもよい。
【００６８】
ＰＣＭ値算出手段２２は、算出した差分情報Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))に基づいて、ｉにおける復号化されたＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)を算出する(Ｓ２０３)。ＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)は、式(１４)又は式(１５)によって算出される。なお、ＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)は、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が８より小さい場合、式(１４)によって算出され、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が８以上の場合、式(１５)によって算出される。言い換えると、ＰＣＭ値算出手段２２は、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))から決定されている場合、ＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)を式(１４)によって算出し、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))から決定されている場合、ＰＣＭ値ＤＰ(ｉ)を式(１５)によって算出する。
【００６９】
ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ１(ｉ))から決定されている場合、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)に基づいて算出したＱ(ｉ，Ｘ１(ｉ))は、ＰＣＭ値(ｉ＋１)に相当する。したがって、この場合、ＰＣＭ値算出手段２２は、ＤＰ(ｉ)をＰＣＭ値(ｉ＋１)としてＰＣＭ値出力手段２３に出力する。
【００７０】
ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)が量子化差分値Ｌ(ｉ，Ｘ２(ｉ))から決定されている場合、ＡＤＰＣＭ値Ａ(ｉ)に基づいて算出したＱ(ｉ，Ｘ２(ｉ))は、ＰＣＭ値Ｐ(ｉ＋１)とＰＣＭ値Ｐ(ｉ)との差分値に相当する。ここで、ＤＰ(ｉ−１)は、前回ｉ−１に算出したＰＣＭ値Ｐ(ｉ)となる。したがって、この場合、ＰＣＭ値算出手段２２は、Ｑ(ｉ，Ｘ２(ｉ))とＤＰ(ｉ−１)とを加算したＤＰ(ｉ)をＰＣＭ値(ｉ＋１)としてＰＣＭ値出力手段２３に出力する。
【００７１】
ＤＰ(ｉ) ＝ Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ)) ・・・ (１４)
ＤＰ(ｉ) ＝ Ｑ(ｉ，Ｘ(ｉ))＋ＤＰ(ｉ−１) ・・・ (１５)
【００７２】
ＰＣＭ値算出手段２２は、ｉがＮ−１か否かを判定する(Ｓ２０４)。
Ｎ−１でない場合(Ｓ２０４：ＮＯ)、ＰＣＭ値算出手段２２は、再度、ステップＳ１００に戻って処理を実行する。
Ｎ−１である場合(Ｓ２０４：ＹＥＳ)、ＰＣＭ値算出手段２２は、ＡＤＰＣＭ符号化処理を終了する。
【００７３】
以上に説明したように、本実施の形態では、入力値の積分値の差分値と、入力値の差分値とのうち、量子化誤差がより小さくなる差分値を判定するようにしている。そして、量子化誤差がより小さくなると判定した差分値によって、符号化及び復号化を行うことができる。したがって、量子化誤差をより低減することができる。
【００７４】
本実施の形態では、ＰＣＭ値をＡＤＰＣＭ値から復元可能とするために、入力信号の積分値の差分値ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)のΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ)を式(２)で置き換えており、ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ＋１)−(Ｐ(ｉ)＋ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ))の(Ｐ(ｉ)＋ΣＰ(ｔ)(ｔ：１〜ｉ))を式(３)又は(４)で置き換えている。これによって、ＡＤＰＣＭによる符号化・復号化における計算を可能としている。
【００７５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００７６】
本実施の形態は、情報を符号化して送信する符号化装置と、送信装置から送信された情報を受信して復号化する復号化装置を含むシステムに適用することができる。例えば、本実施の形態は、ＰＨＳ(Personal Handy-phone System)、ＩＰ(Internet Protocol)網、ＩＰ電話及び携帯電話等の用途に適用することができる。つまり、符号化装置及び復号化装置は、例えば、ＰＨＳ、ＰＣ(Personal Computer)、ＩＰ電話及び携帯電話等である。
【００７７】
本実施の形態は、情報を符号化して任意の記録媒体に記録する符号化装置と、記録媒体に記録された情報を復号化する復号化装置と、に適用することもできる。例えば、符号化装置は、光ディスク記録装置であり、復号化装置は、光ディスク再生装置である。
【００７８】
本実施の形態では、音声を示すＰＣＭ値を符号化する場合について例示したが、これに限られない。例えば、画像等の音声以外の情報を示す入力値を符号化するようにしてもよい。
【００７９】
本実施の形態では、量子化幅を適応的に変更しての符号化・復号化に、本発明を適用した場合について例示したが、これに限られない。例えば、量子化幅が適応的に変更されない符号化・復号化に適用するようにしてもよい。
【００８０】
本発明の実施の形態にかかる符号化復号化システム、符号化装置及び復号化装置は、上述の実施の形態の機能を実現するプログラムを、コンピュータ又はコンピュータが有するＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)が実行することによって、構成することが可能である。
【００８１】
また、このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ(例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００８２】
また、コンピュータが上述の実施の形態の機能を実現するプログラムを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現される場合だけでなく、このプログラムが、コンピュータ上で稼動しているＯＳ(Operating System)もしくはアプリケーションソフトウェアと共同して、上述の実施の形態の機能を実現する場合も、本発明の実施の形態に含まれる。さらに、このプログラムの処理の全てもしくは一部がコンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットによって行われて、上述の実施の形態の機能が実現される場合も、本発明の実施の形態に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 符号化復号化システム
１０ ＡＤＰＣＭ符号化部
１１ ＰＣＭ値入力手段
１２ ＡＤＰＣＭ値算出手段
１３ ＡＤＰＣＭ値記憶手段
１４ 次回量子化幅・予測値算出手段
１５、２４ 量子化パラメータ差分情報記憶手段
２０ ＡＤＰＣＭ復号化部
２１ ＡＤＰＣＭ値入力手段
２２ ＰＣＭ値算出手段
２３ ＰＣＭ値出力手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って、当該符号化によって生成された符号化値を送信する符号化装置と、当該符号化装置から送信された符号化値を復号化して前記入力値を生成する復号化装置と、を備え、
前記符号化装置は、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する差分算出手段と、
前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段と、
を有する符号化復号化システム。
【請求項２】
前記符号化手段は、前記積分差分値に基づいて、当該積分差分値と、当該積分差分値を符号化して復号化した復号積分差分値との差分を示す第１の量子化誤差値を算出するとともに、前記入力差分値に基づいて、当該入力差分値と、当該入力差分値を符号化して復号化した復号入力差分値との差分を示す第２の量子化誤差値を算出し、算出した第１の量子化誤差値及び第２の量子化誤差値に基づいて、前記量子化誤差がより小さくなる差分値を判定する請求項１に記載の符号化復号化システム。
【請求項３】
前記複数の入力値は、前記第１の入力値の前に入力される第３の入力値を含み、
前記符号化装置は、前記第１の入力値と前記第３の入力値との積分差分値と、前記第１の入力値と前記第３の入力値との入力差分値のうち、前記符号化手段が符号化した差分値を符号化して復号化した復号差分値に基づいて、前記第１の積分値と、前記第１の積分値と前記第１の入力値との加算値とを予測する予測手段を更に有し、
前記差分算出手段は、前記入力値を加算して前記第２の積分値を算出し、当該第２の積分値と、前記予測手段が予測した第１の積分値との差分を前記積分差分値として算出するとともに、当該第２の積分値と、前記予測手段が予測した加算値との差分を前記入力差分値として算出する請求項２に記載の符号化復号化システム。
【請求項４】
前記符号化装置は、前記積分差分値を量子化した積分量子化値が取り得る複数の第１の量子化値及び前記入力差分値を量子化した入力量子化値が取り得る複数の第２の量子化値のそれぞれについて、当該量子化値と、当該量子化値の符号化値とを対応付けた対応情報を格納する記憶手段を更に有し、
前記符号化手段は、当該対応情報に基づいて、前記量子化誤差がより小さくなると判定した差分値の符号化値を生成する請求項２又は３のいずれか１項に記載の符号化復号化システム。
【請求項５】
前記復号化装置は、
前記対応情報を格納する記憶手段と、
当該対応情報に基づいて、前記符号化装置から送信された符号化値が前記積分量子化値及び前記入力量子化値のいずれに対応するかを判定し、前記積分量子化値に対応すると判定した場合、当該符号化値を復号化した積分差分値を前記第２の入力値として決定するとともに、前記入力量子化値に対応すると判定した場合、当該符号化値を復号化した入力差分値と、前回の復号化で生成した第１の入力値との加算値を前記第２の入力値とする復号化手段と、
を有する請求項４に記載の符号化復号化システム。
【請求項６】
前記符号化装置は、前記符号化手段が符号化した差分値に応じて、前記量子化幅を適応的に変更する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の符号化復号化システム。
【請求項７】
前記符号化復号化システムは、ＡＤＰＣＭ(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)によって、前記符号化及び前記復号化を行う請求項１乃至６のいずれか１項に記載の符号化復号化システム。
【請求項８】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う符号化装置であって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する差分算出手段と、
前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段と、
を備えた符号化装置。
【請求項９】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化が行われて生成された符号化値を復号化して前記入力値を生成する復号化装置であって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値、及び、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなると判定された差分値が符号化された符号化値を復号化する復号化装置。
【請求項１０】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って符号化値を生成し、当該符号化値を復号化して前記入力値を生成する符号化復号化方法であって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出し、
前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化復号化方法。
【請求項１１】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う処理をコンピュータに実行させる符号化プログラムであって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する処理と、
前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する処理と、
をコンピュータに実行させる符号化プログラム。
【請求項１２】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化が行われて生成された符号化値を復号化して前記入力値を生成する処理をコンピュータに実行させる復号化プログラムであって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値、及び、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなると判定された差分値が符号化された符号化値を復号化する処理をコンピュータに実行させる復号化プログラム。
【請求項１】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って、当該符号化によって生成された符号化値を送信する符号化装置と、当該符号化装置から送信された符号化値を復号化して前記入力値を生成する復号化装置と、を備え、
前記符号化装置は、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する差分算出手段と、
前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段と、
を有する符号化復号化システム。
【請求項２】
前記符号化手段は、前記積分差分値に基づいて、当該積分差分値と、当該積分差分値を符号化して復号化した復号積分差分値との差分を示す第１の量子化誤差値を算出するとともに、前記入力差分値に基づいて、当該入力差分値と、当該入力差分値を符号化して復号化した復号入力差分値との差分を示す第２の量子化誤差値を算出し、算出した第１の量子化誤差値及び第２の量子化誤差値に基づいて、前記量子化誤差がより小さくなる差分値を判定する請求項１に記載の符号化復号化システム。
【請求項３】
前記複数の入力値は、前記第１の入力値の前に入力される第３の入力値を含み、
前記符号化装置は、前記第１の入力値と前記第３の入力値との積分差分値と、前記第１の入力値と前記第３の入力値との入力差分値のうち、前記符号化手段が符号化した差分値を符号化して復号化した復号差分値に基づいて、前記第１の積分値と、前記第１の積分値と前記第１の入力値との加算値とを予測する予測手段を更に有し、
前記差分算出手段は、前記入力値を加算して前記第２の積分値を算出し、当該第２の積分値と、前記予測手段が予測した第１の積分値との差分を前記積分差分値として算出するとともに、当該第２の積分値と、前記予測手段が予測した加算値との差分を前記入力差分値として算出する請求項２に記載の符号化復号化システム。
【請求項４】
前記符号化装置は、前記積分差分値を量子化した積分量子化値が取り得る複数の第１の量子化値及び前記入力差分値を量子化した入力量子化値が取り得る複数の第２の量子化値のそれぞれについて、当該量子化値と、当該量子化値の符号化値とを対応付けた対応情報を格納する記憶手段を更に有し、
前記符号化手段は、当該対応情報に基づいて、前記量子化誤差がより小さくなると判定した差分値の符号化値を生成する請求項２又は３のいずれか１項に記載の符号化復号化システム。
【請求項５】
前記復号化装置は、
前記対応情報を格納する記憶手段と、
当該対応情報に基づいて、前記符号化装置から送信された符号化値が前記積分量子化値及び前記入力量子化値のいずれに対応するかを判定し、前記積分量子化値に対応すると判定した場合、当該符号化値を復号化した積分差分値を前記第２の入力値として決定するとともに、前記入力量子化値に対応すると判定した場合、当該符号化値を復号化した入力差分値と、前回の復号化で生成した第１の入力値との加算値を前記第２の入力値とする復号化手段と、
を有する請求項４に記載の符号化復号化システム。
【請求項６】
前記符号化装置は、前記符号化手段が符号化した差分値に応じて、前記量子化幅を適応的に変更する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の符号化復号化システム。
【請求項７】
前記符号化復号化システムは、ＡＤＰＣＭ(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)によって、前記符号化及び前記復号化を行う請求項１乃至６のいずれか１項に記載の符号化復号化システム。
【請求項８】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う符号化装置であって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する差分算出手段と、
前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化手段と、
を備えた符号化装置。
【請求項９】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化が行われて生成された符号化値を復号化して前記入力値を生成する復号化装置であって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値、及び、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなると判定された差分値が符号化された符号化値を復号化する復号化装置。
【請求項１０】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行って符号化値を生成し、当該符号化値を復号化して前記入力値を生成する符号化復号化方法であって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出し、
前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する符号化復号化方法。
【請求項１１】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化を行う処理をコンピュータに実行させる符号化プログラムであって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と、前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値を算出するとともに、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値を算出する処理と、
前記積分差分値及び前記入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなる差分値を判定し、判定した差分値を符号化する処理と、
をコンピュータに実行させる符号化プログラム。
【請求項１２】
第１の入力値と当該第１の入力値の次に入力される第２の入力値とを含む複数の入力値が順次入力され、当該入力された入力値に対して、特定の量子化幅で符号化が行われて生成された符号化値を復号化して前記入力値を生成する処理をコンピュータに実行させる復号化プログラムであって、
前記第２の入力値までの入力値を積分した第２の積分値と前記第１の入力値までの入力値を積分した第１の積分値との差分である積分差分値、及び、前記第２の入力値と前記第１の入力値との差分である入力差分値に基づいて、当該積分差分値及び当該入力差分値のうち、差分値を符号化した場合における量子化誤差がより小さくなると判定された差分値が符号化された符号化値を復号化する処理をコンピュータに実行させる復号化プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１２９７０２（Ｐ２０１２−１２９７０２Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８００５（Ｐ２０１０−２７８００５）
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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