參數選擇方法、參數選擇裝置、程序以及記錄介質的製作方法

2023-04-25 12:12:56 1

專利名稱：參數選擇方法、參數選擇裝置、程序以及記錄介質的製作方法
技術領域：
本發明涉及對時間序列信號進行預測分析並進行編碼的技術，尤其涉及選擇預測殘差的可變長度編碼用參數的技術。
背景技術：
對聲音信號或視頻信號等時間序列信號通過通信線路進行傳輸、或者在信息記錄介質中進行記錄的情況下，在傳輸效率和記錄效率的點上，將時間序列信號變換為壓縮碼之後進行傳輸或者記錄的方法是有效的。此外，隨著近年來的寬帶的普及和存儲裝置的容量的增加，與優先壓縮率的大小的非可逆壓縮編碼方式相比，以原信號的完全再現為條件的可逆壓縮編碼方式正在受到重視(例如，參照非專利文獻1)。其中，利用使用了鄰接的時間序列信號的自相關分析即短期預測分析、相離了延遲值(間隔(pitch)周期)的時間序列信號之間的自相關分析即長期預測分析等技術來對聲音信號進行可逆壓縮編碼的預測編碼方式被承認為MPEG (Moving Picture Expert Group，運動圖像專家組)的國際標準規格「MPEG-4ALS」 (例如，參照非專利文獻2)。圖1是用於說明以往的預測編碼方式的編碼裝置2100的功能結構的方框圖。圖2 是用於說明以往的預測編碼方式的解碼裝置2200的功能結構的方框圖。此外，圖3A是用於說明圖1所示的殘差編碼單元2120的功能結構的方框圖，圖:3B是用於說明圖2所示的殘差解碼單元2220的功能結構的方框圖。此外，圖4是用於說明使用了短期預測分析的預測編碼方式中的預測次數與碼量的關係的坐標圖。另外，圖4的橫軸表示預測次數，縱軸表示碼量。首先，使用這些圖來說明使用了以往的短期預測分析的預測編碼方式。對編碼裝置2100(圖1)的幀緩衝器2111輸入進行了採樣/量化的PCM(pulse code modulation，脈衝編碼調製)形式的時間序列信號χ (η)。另外，η是表示離散時間的索引，將與索引η對應的離散時間稱為「離散時間η」。此外，越小的索引η表示越之前的離散時間。此外，時間序列信號x(n)表示在離散時間η中的時間序列信號。幀緩衝器2111對預先決定的時間區間(以下，稱為「幀」)量的時間序列信號x(n) (η = 0，. . .，Ν-1) (N是預先決定的2以上的整數)進行緩衝。另外，將由離散時間η =
0.....N-I構成的時間區間表現為「時間區間(0，. . . ,Ν-1) 」。被緩衝的1個幀量的時間序
列信號x(n) (n = 0,...，Ν-1)被送到預測編碼單元2110的短期預測分析單元2112。短期預測分析單元2112通過短期預測分析計算從1次到P。pt次為止的PARCOR係數k(m) (m =
1，2，· · ·，Popt) ο短期預測分析與最佳預測次數在短期預測分析中假設某一時刻η的時間序列信號x(n)、對與該時刻η相比
過去的P個(將P稱為「預測次數」)時刻n-1、n-2.....η-Ρ的時間序列信號χ(η_1)、
x(n-2).....χ (η-Ρ)分別用係數α (m) (m = 1，. . .，P)(稱為「短期預測係數」)進行加權
的結果、以及預測殘差e (η)(有時也稱為「預測誤差」)之間成立線性1次結合。基於該假設的線性預測模型成為如以下的算式(1)。在線性預測分析中，計算相對於所輸入的時間序列信號x(n) (η = 0，. . .，Ν-1)使預測殘差e (η) (η = 0，. . .，Ν-1)的能量最小的短期預測係數α (m) (m = 1，2，. . .，P)、或者可變換為其的PARCOR係數k(m) (m = 1，2，. . .，P)等係數。e(n) = χ(η) + α (1) ·χ(η-1) + α (2) ·χ(η-2)+· · ·+α (P) ·χ(η_Ρ)…(1)作為短期預測分析的具體例，具有Levinson-Durbin法和Burg法等的逐次性方法、如自相關法或協方差法那樣在每個預測次數解聯立方程式(將使預測殘差最小的短期預測係數作為解的聯立方程式)的方法等。此外，將使用與某一時刻η相比過去的P個時刻n-l、n-2.....η-Ρ的時間序列信
號x(n-l)、x(n-2).....x(n-P)來估計該時刻η的時間序列信號y (η)的算式(2)的線性
FIR(Finite Impulse Response，有限長單位衝激響應)濾波器稱為「短期預測濾波器」。y(n) =-{α ⑴· χ(η-1) + α ⑵· χ(η-2)+· · ·+α (P) · X(n-P)}. . . (2)此外，P-是表示最佳的預測次數P的正整數，將其稱為「最佳預測次數」。在非專利文獻2的方式下，基於MDL原理(Minimum Description LengthPrinciple)來決定最佳預測次數P。pt。在MDL原理中，將使(碼長度)=(模型記述長度)+ (基於該模型的數據的記述長度)最小的模型設為最佳。即，在非專利文獻2的方式下，使算式C3)最小的預測次數P作為最佳預測次數P。pt。(無損解碼所需的碼量)=(PARC0R係數所需的碼量)+(預測殘差所需的碼量) ...(3)如通過圖4的直線4A示意性地表示的那樣，PARCOR係數所需的碼量與預測次數呈比例地增加。此外，一般若預測次數變大，則預測殘差的能量變小，如通過曲線4B示意性地表示的那樣，對預測殘差進行了熵編碼時的碼量呈對數地變小。因此，如通過直線4A和曲線4B之和即曲線4C示意性地表示的那樣，無損解碼所需的碼量不是預測次數越高越變小，而是在某一預測次數下變得最小。短期預測分析單元2112將預先決定的最小預測次數 Pfflin以上且最大預測次數Pmax以下的所有的整數作為搜索範圍，將無損編碼所需的碼量變得最小的預測次數作為最佳預測次數P。pt。此外，不是如上所述那樣自適應地決定最佳預測次數P。pt，也可以將最佳預測次數 P。pt設定為固定值(短期預測分析與最佳預測次數的說明結束)。計算出的PARCOR係數k(m) (m = 1,2, ...，Popt)被送到量化單元2113，被量化從而生成量化 PARCOR 係數 i (m) (m = 1，2，. . .，Popt)。量化 PARCOR 係數 i (m) (m = 1，2，...， Popt)被送到係數編碼單元2114，在此被進行可變長度編碼。此外，量化PARCOR係數i(m) (m =1,2,... ,Popt)也被送到短期預測係數變換單元2115。最佳預測次數P-也被送到短期預測係數變換單元2115，短期預測係數變換單元2115使用這些來計算短期預測係數α (m) (m =1,2,... ,Popt)。接著，短期預測單元2116使用1幀量的時間序列信號Χ(η) (η = 0，...， Ν-1)和各個短期預測係數α (m) (m = 1，2，. . .，Popt)和最佳預測次數P。pt，按照P = Popt時的短期預測濾波器(算式O))來計算短期預測值7(11)(11 = 0，...，^1)。然後，減法運算單元2117計算從時間序列信號X(n)減去短期預測值y(n)的預測殘差e(n)(預測濾波器處理)。預測殘差e(n) (η = 0，. . .，Ν-1)是用規定範圍的整數表現的值。例如，在以有限比特數的整數形式表現所輸入的時間序列信號χ (η)，將對小數點以下進行四捨五入等而整數化的線性預測係數設為濾波器係數的線性預測濾波器的輸出值作為線性預測值y (η)的情況下，通過將從時間序列信號χ (η)減去線性預測值y (η)的值作為預測殘差e (η)，從而得到以有限比特數的整數形式表現(用規定範圍的整數表現)的預測殘差e(n)。此外，在沒有以整數形式表現時間序列信號x(n)或線性預測值y(n)的情況下，也可以將對從時間序列信號x(n)減去線性預測值y(n)的值以有限比特數的整數形式表現的值作為預測殘差 e(n)。殘差編碼單元2120(圖3A)對該被整數表現的預測殘差e (η) (η = 0，. . .，N_l)進行 Golomb-Rice編碼。在Golomb-Rice編碼中，首先參數計算單元2121使用所輸入的預測殘差e (n) (n = 0，. . .，Ν-1)來生成整數的參數s (有時也稱為「Rice參數」)。參數s的生成參數s的最佳值依賴於所輸入的預測殘差e (n) (n = 0，. . .，Ν-1)的幅度。假設通常在幀或將其劃分為多個時間區域的子幀等的某一離散時間區間的每一個中，預測殘差 e(n)的幅度均等，並且根據該區間中的預測殘差e(n)的平均幅度來設定該區間中的參數
So但是，在隨機接入的離散時間區間(子幀或子幀等)的情況下，該離散時間區間的各預測殘差e(n)的幅度全部均等的假設是不妥的。即，在隨機接入的離散時間區間中，不能在基於短期預測濾波器(算式O))的計算中利用該離散時間區間以前的時間序列信號。 因此，從離散時間區間的最早起到第P。pt個為止的離散時間中，能夠在基於短期預測濾波器的計算中利用的時間序列信號數被限制為小於最佳預測次數P。pt。其結果，從離散時間區間的最早起到第P。pt個為止的離散時間中的各預測殘差e (η)的幅度變得大於在第P。pt+1個以後的離散時間中的各預測殘差e(n)的幅度的情況多。因此，在非專利文獻2的方法中，如以下所例示的那樣，將根據時間序列信號χ (η) 的表現比特長度固定地決定的值作為離散時間η = O時的參數s，將對根據離散時間η = 3 以後的預測殘差e (η)的平均幅度來求的參數加上固定值的值作為離散時間η = 1、2時的參數s，將根據離散時間η = 3以後的預測殘差e (η)的平均幅度來求的參數作為離散時間
n = 3.....N-I時的參數s。例如，將「時間序列信號Χ(η)的表現比特長度_4」作為離散
時間η = O時的參數s，將「根據預測殘差e (η)的平均幅度來求的參數+3」作為離散時間 η = 1時的參數s，將「根據預測殘差e (η)的平均幅度來求的參數+1」作為離散時間η = 2
時的參數s，將「根據預測殘差e (η)的平均幅度來求的參數」作為離散時間η = 3.....N-I
時的參數s (參數s的生成的說明結束)。接著，對編碼單元2122的分離運算單元212 輸入預測殘差e (n) (n = 0，...， Ν-1)和參數s。分離運算單元212 通過使用了這些的規定除法運算，計算整數的商q(n) (η =0，. . .，Ν-1)和用於確定其剩餘的信息sub (n) (n = O, ... , Ν-1)。該除法運算基本上是用2s除上預測殘差e(n)的運算。但是，對存在正負的預測殘差e(n)進行區別處理的必要性和削減碼長度等的觀點出發，有時進行多少從僅僅用2s除上預測殘差e(n)的運算變更的運算。接著，可變長度編碼單元2122b對該商q(n)進行阿爾法編碼，生成信息prefix (η)。 所生成的信息prefix (η)和信息sub (η)被輸入到合成單元2122c。合成單元2122c輸出信息prefix (η)與信息sub (η)的比特結合值prefix (η) | sub (η)作為與預測殘差e (η)對應的殘差碼C6 (η)。此外，殘差編碼單元2120例如與該殘差碼C6(Ii) —起輸出參數S。
由短期預測分析單元2112選擇的最佳預測次數P。pt、由預測編碼單元2110生成的係數碼Ck、由殘差編碼單元2120生成的殘差碼C6(Ii)和參數s被送到合成單元2130，在其中進行合成從而生成碼Cg。對解碼裝置2200(圖2、輸入的碼Cg在分離單元2210中被分離為最佳預測次數 P。pt、係數碼ck、殘差碼C； (η) (η = 0, . . . , N_l)以及參數s。最佳預測次數P。pt和係數碼Ck 被輸入到預測解碼單元2230，殘差碼C； (η) (η = 0，. . .，Ν-1)和參數s被輸入到殘差解碼單元2220。殘差解碼單元2220(圖;3B)的分離單元2221將所輸入的殘差碼Ce(η)分離為信息prefix (η)和信息sub (η)。所分離的信息prefix (η)在可變長度解碼單元2222中被解碼，從而生成商q(n)。然後，對合成運算單元225輸入信息sub (η)和商q(n)和參數s，合成運算單元225使用這些來對預測殘差e (η)進行解碼。另一方面，係數碼Ck被輸入到預測解碼單元2230的係數解碼單元2231。係數解碼單元2231對係數碼Ck進行解碼從而生成量化PARCOR係數i(m) (m = 1，2，. . .，P。pt)。量化PARCOR係數i (m) (m = 1，2，. . .，Popt)被送到短期預測係數變換單元2232。短期預測係數變換單元2232使用量化PARCOR係數i (m) (m = 1，2，. . .，Popt)來計算最佳預測次數P。pt 的短期預測濾波器(算式O))的各短期預測係數α (m) (m= 1,2,... ,Popt)。短期預測單元2233使用所計算出的各短期預測係數α (m) (m = 1，2，. . .，Popt)、過去從加法運算單元 2234輸出的時間序列信號χ (η)，通過P = Popt的短期預測濾波器(算式O))來生成短期預測值7(11)(11 = 0，...，^1)。加法運算單元2234對該短期預測值y (η)與由殘差解碼單元2220解碼的預測殘差e (η)進行加法運算，從而生成時間序列信號的無損解碼值χ (η) (η =0，· · ·，Ν-1)(逆預測濾波器處理)。現有技術文獻非專利文獻# # ^lJ i K 1 :MatHans, "Lossless Compression of Digital Audio」， IEEESIGNAL PROCESSING MAGAZINE, July 2001，pp.21-32。非專利文獻2 :IS0/IEC 14496-3AMENDMENT 2 =Audio Lossless Cording(ALS)， new audio profiles and BSAC extensions。

發明內容
發明要解決的課題如上所述，在專利文獻2的方法中，將根據時間序列信號的表現比特長度固定地決定的值、對根據預測殘差的平均幅度來求的參數加上固定值的值作為用於對離散時間區間的開頭附近的預測殘差進行可變長度編碼的參數。但是，在這樣的方法中，有時從最佳的參數的背離變大。用於解決課題的手段在本發明中，將離散時間區間所包含的最早的時間區間設為第一區間，將比該第一區間之後的時間區間設為第二區間的情況下，作為第二區間的預測殘差的可變長度編碼用參數，計算與在包含該第二區間的時間區間中的預測殘差的平均幅度的廣義單調增加函數值相當的正的第二區間參數。而且，作為屬於第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數，計算與第二區間參數與正的加法運算值之和的廣義單調增加函數值相當的值，其中，該正的加法運算值與用於表示包含第二區間的時間區間中的時間序列信號的預測效果的指標相對應。發明的效果在本發明中，能夠適當地選擇預測殘差的可變長度編碼用參數。


圖1是用於說明以往的預測編碼方式的編碼裝置的功能結構的方框圖。圖2是用於說明以往的預測編碼方式的解碼裝置的功能結構的方框圖。圖3A是用於說明圖1所示的殘差編碼單元的功能結構的方框圖，圖:3B是用於說明圖2所示的殘差解碼單元的功能結構的方框圖。圖4是用於說明使用了短期預測分析的預測編碼方式中的預測次數與碼量的關係的坐標圖。圖5A、圖5B是示意性地例示了隨機接入的幀的預測殘差e(n)的幅度(| e (n))的圖。圖6Α 圖6C是示意性地例示了隨機接入的幀的預測殘差e(n)的幅度(| e (n)) 的圖。圖7是用於說明第一實施方式的編碼裝置的功能結構的方框圖。圖8是用於說明圖7所示的殘差編碼單元的功能結構的方框圖。圖9是用於說明第一實施方式的解碼裝置的功能結構的方框圖。圖10是用於說明圖9所示的殘差解碼單元的功能結構的方框圖。圖11是用於說明第一實施方式的編碼方法的流程圖。圖12是用於說明圖11的步驟S30的一例的流程圖。圖13是用於例示圖11的步驟S50的細節的流程圖。圖14是用於說明第一實施方式的解碼方法的流程圖。圖15是用於例示步驟S250的細節的流程圖。圖16是用於說明第二實施方式中的編碼裝置的殘差編碼單元的功能結構的方框圖。圖17是用於說明第二實施方式中的解碼裝置的殘差解碼單元的功能結構的方框圖。圖18是用於說明確定加法運算值a(r)的基準的一例的流程圖。圖19是用於說明第二實施方式的變形例中的編碼裝置的殘差編碼單元的功能結構的方框圖。圖20是用於說明第二實施方式的變形例的編碼方法的流程圖。圖21是用於說明圖20的步驟S630的一例的流程圖。圖22是用於說明第三實施方式的編碼裝置的功能結構的方框圖。圖23是用於說明圖22所示的殘差編碼單元的功能結構的方框圖。圖M是用於說明第三實施方式的解碼裝置的功能結構的方框圖。
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圖25是用於說明圖M所示的殘差解碼單元的功能結構的方框圖。圖沈是用於說明第三實施方式的編碼方法的流程圖。圖27是用於說明圖沈的步驟S730的一例的流程圖。圖觀是用於說明第三實施方式的解碼裝置的功能結構的方框圖。
具體實施例方式以下，在說明本方式的原理之後，對各實施方式進行說明。原理首先，對通過以往方式選擇了預測殘差的可變長度編碼用的參數的情況下，從最佳的參數的背離變大的原因進行檢驗(非公知)。首先，在將根據時間序列信號的表現比特長度固定地決定的值作為參數的情況下，有時根據預測殘差的幅度而從最佳的參數的背離變大。此外，在將對根據預測殘差的平均幅度來求的參數加上固定值而得到的值作為在隨機接入的離散時間區間的開頭附近中的參數的情況下，有時根據在該離散時間區間中的短期預測的程度(預測效果的程度)而從最佳的值的背離變大。即，在各時間序列信號的自相關大的情況下，能夠通過增大預測次數來減小預測殘差，最佳預測次數變大(參照圖 4)。在這種情況下，如果是能夠充分確保(例如確保最佳預測次數的時間序列信號)可在基於短期預測濾波器的計算中利用的時間序列信號的時間區間(以下稱為「能夠充分確保時間序列信號的時間區間」)，則能夠減小預測殘差的平均幅度對於時間序列信號的平均幅度的比例。但是，在無法充分確保可在基於短期預測濾波器的計算中利用的時間序列信號的開頭附近等的區間(以下稱為「無法充分確保時間序列信號的時間區間」)中，無法充分減小預測殘差。因此，在各時間序列信號的自相關大的情況下，在能夠充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度與在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度的差變大。另一方面，在各時間序列信號的自相關小的情況下，即使增大預測次數，預測殘差的平均幅度對於時間序列信號的平均幅度的比例還是不變小，因此最佳預測次數變小(參照圖4)。在這種情況下，最佳預測次數本來就小，因此在能夠充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度與在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度的差變小。即，根據各時間序列信號的自相關的大小，在能夠充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度與在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度的差變動。而且，最佳的參數依賴於預測殘差的幅度，因此根據各時間序列信號的自相關的大小、即根據預測殘差的平均幅度對於時間序列信號的平均幅度的比例，在能夠充分確保時間序列信號的時間區間中的最佳的參數與在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的最佳的參數的差變動。在專利文獻2的方法中，將這些最佳的參數的差設為固定值，設定了在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的參數。因此，根據各時間序列信號的自相關的大小，在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的參數成為不合適的參數。同樣的問題也產生於將最佳預測次數設為固定值的情況。即，在各時間序列信號的自相關大的情況下，如果是能夠充分確保時間序列信號的時間區域則能夠減小預測殘差，但在無法充分確保時間序列信號的時間區間中無法充分減小預測殘差。因此，在各時間序列信號的自相關大的情況下，在能夠充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度與在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度的差變大。另一方面，在各時間序列信號的自相關小的情況下，即使能夠在基於短期預測濾波器的計算中利用的時間序列信號增加，預測殘差還是不減少，因此，在能夠充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度與在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度的差變小。在這種情況下，也根據各時間序列信號的自相關的大小，在能夠充分確保時間序列信號的時間區間中的最佳的參數與在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的最佳的參數的差變動，在專利文獻2的方法中，有時在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的參數變得不合適。此外，在使用了長期預測分析的預測編碼方式、對短期預測分析和長期預測分析進行了組合的預測編碼方式中也產生同樣的問題。長期預測分析是利用了時間序列信號的幅度特性以基本周期重複的性質的預測分析。在長期預測分析中決定如算式的長期預測模型，該長期預測模型假定了某一時刻η的時間序列信號x(n)、對與該時刻η相比τ +j過去的時刻η- τ -j的各時間序列信號 X (η- τ-j) [ τ是基本周期(延遲值)、j = -tap, · · ·，tap (tap使用0或1的情況多)]分別用係數P (j)(稱為「增益」)加權的結果、預測殘差e (η)之間成立線性1次結合。e(n) = χ (η) + ρ (-tap) · χ (η- τ +tap) +. . . + P (tap) · χ (η- τ -tap) . . . (4)然後對所輸入的時間序列信號x(n)計算使預測殘差e(n)的能量最小的增益 P (j)和延遲值τ。這裡，將如算式(5)的線性HR濾波器稱為「長期預測濾波器」。y (n) = -{ P (-tap) · χ (η- τ +tap) +. . . + P (tap) · χ (η- τ -tap)} …(5)在進行長期預測分析時，也在每個基本周期的各時間序列信號的自相關大的情況下，在能夠充分確保可在基於長期預測濾波器的計算中利用的時間序列信號的時間區間中能夠減小預測殘差，但在無法充分確保時間序列信號的時間區間中無法充分減小預測殘差 (參照算式G))。另一方面，在各時間序列信號的自相關小的情況下，即使能夠在基於長期預測濾波器的計算中利用的時間序列信號增加，預測殘差還是不減少，因此，在能夠充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度與在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的預測殘差的幅度的差變小。因此，根據各時間序列信號的自相關的大小，在能夠充分確保時間序列信號的時間區間中的最佳的參數與在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的最佳的參數的差變動，在專利文獻2的方法中，有時在無法充分確保時間序列信號的時間區間中的參數變得不合適。此外，如上所述的問題不是僅限定於用於對預測殘差進行Golomb-Rice編碼的 Rice參數，而是在如下的參數中共同的問題，該參數是用於對預測殘差進行可變長度編碼的參數、並且用於使碼量最小的最佳值隨著該預測殘差的幅度變大而廣義單調增加或者單調增加。在本發明的實施方式中，如以下那樣解決這樣的問題。首先，舉例說明對使用短期預測濾波器來得到的預測殘差進行編碼的情況。圖5A、5B以及圖6A 6C是示意性地例示了隨機接入的幀(相當於「某一離散時間區間」)的預測殘差e(n)的幅度(|e(n))的圖。另外，這些圖中的橫軸是離散時間n，縱軸是預測殘差的幅度。此外，幀是由離散時間η = 0.....N-I構成的離散時間區間(0，...，N-1), Tl是從幀的最早的離散時間起到第L個離散時間為止的時間區間(第一區間離散時間區間所包含的最早的時間區間)，T2是從幀的第L+1個離散時間起到最後的離散時間為止的時間區間(第二區間比第一區間之後的時間區間)。另外，N是預先決定的2以上的整數。此外，L是屬於離散時間區間(0，...，N_1)的、小於離散時間數N的預先決定的正整數(1以上的整數)。對使用短期預測濾波器來得到的預測殘差進行編碼的情況下，L是短期預測分析的最大預測次數Pmax以下的預先決定的正的整數。圖5A示意性地例示了在各時間序列信號χ (η) (η = 0，. . .，N-1)的自相關大的情況下的預測殘差e(n) (η = 0,...,Ν-1)的幅度。此外，圖5B示意性地例示了在各時間序列信號x(n) (η = 0，. . .，N-1)的自相關小的情況下的預測殘差e (η) (η = 0，. . .，N-1)。如圖5A所例示，在各時間序列信號χ (η) (η = 0，. . .，N-1)的自相關大的情況下， 最佳預測次數P。pt變大，因此在無法充分確保時間序列信號χ (η)的開頭附近的時間區間中的預測殘差e(n)的幅度變大，在之後的能夠充分確保時間序列信號χ (η)的時間區間中的預測殘差e(n)的幅度變小。另一方面，在各時間序列信號χ(η) (η = 0，. . .，N-1)的自相關小的情況下，最佳預測次數P。pt變小，因此如圖5B所例示，不僅在無法充分確保時間序列信號x(n)的時間區間中的預測殘差e(n)的幅度變大，而且在能夠充分確保時間序列信號 χ (η)的時間區間中的預測殘差e(n)的幅度也變大。如此，根據各時間序列信號x (n) (n = 0，. . . , Ν-1)的自相關的大小，在無法充分確保時間序列信號χ(η)的時間區間中的預測殘差e(n)的幅度與在能夠充分確保時間序列信號χ (η)的時間區間中的預測殘差e (η)的幅度的差變動。而且，由於用於對預測殘差e (η) (η = 0，. . .，N-1)進行可變長度編碼的最佳的參數依賴於預測殘差e (η) (η = 0，. . .，N-1)的幅度，因此，根據各時間序列信號χ (η) (η =0，. . .，N-1)的自相關的大小，在能夠充分確保時間序列信號x(n)的時間區間中最佳的參數與在無法充分確保時間序列信號χ (η)的時間區間中最佳的參數的差變動。在本方式中，在對預測殘差e (η) (n = 0,... ,N-1)進行可變長度編碼時，將如下的值估計為在無法充分確保時間序列信號x(n)的時間區間中最佳的參數，該值是在能夠充分確保時間序列信號x(n)的時間區間中最佳的參數與處於隨著各時間序列信號χ(η) (η = 0,. . .，N-1)的自相關變大而廣義單調增加的關係的正的加法運算值之和，或者是其校正值 (這些相當於該加法運算值的廣義單調增加函數值)。S卩，在如圖5A那樣，各時間序列信號χ (η) (η = 0，. . . ,N-1)的自相關大、包含第二區間T2的時間區間中的預測殘差Θ(μ)(μ = μω η, ...，μ ffl J的平均幅度對於時間序列信號χ(μ)(μ = μ fflin, . . . , μ _，μ fflin < μ ffl J的平均幅度的比例小的情況下(預測效果大的情況)，將對在能夠充分確保時間序列信號Χ (η)的時間區間(包含第二區間Τ2的時間區間)中最佳的參數加上大的加法運算值的結果或者其校正值估計為在無法充分確保時間序列信號χ(η)的時間區間(第一區間Tl)中的參數。另一方面，在如圖5Β那樣，各時間序列信號χ (η) (η = 0，· · · ,N-1)的自相關小、包含第二區間T2的時間區間中的預測殘差e(y) (μ = μω η, ...，μ ffl J的平均幅度對於時間序列信號χ(μ)(μ = ，...，μ_)的平均幅度的比例大的情況下(預測效果小的情況)，將對在能夠充分確保時間序列信號Χ(η)的時間區間(包含第二區間Τ2的時間區間) 中最佳的參數加上小的加法運算值(包括0)的結果或者其校正值估計為在無法充分確保時間序列信號Χ(η)的時間區間(第一區間Tl)中的參數。
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S卩，處於相對於在包含第二區間T2的時間區間中最佳的參數與加法運算值之和而廣義單調增加的關係的值估計為在第一區間Tl中的參數，該加法運算值處於隨著在包含第二區間T2的時間區間中的預測殘差e(y) (μ = μω η, ...，μ ffl J的平均幅度對於時間序列信號χ(μ)(μ = ymin，...，μ_)的平均幅度的比例變小而廣義單調增加的關係。 加法運算值相當於在包含第二區間Τ2的時間區間中的預測殘差的平均幅度對於時間序列信號的平均幅度的比例的廣義單調減少函數值。換句話說，在本方式中，將與在包含第二區間Τ2的時間區間中最佳的參數與正的加法運算值之和的廣義單調增加函數值相當的值作為在第一區間Tl中的參數，該正的加法運算值與用於表示在包含第二區間Τ2的時間區間中的時間序列信號Χ(μ) (μ = μ fflin, ... , μ max)的預測效果的指標相對應。由此，能夠估計與各時間序列信號Χ (η) (η = 0，...，N-1)的自相關的大小(預測效果的大小)相應的最佳的參數。這裡，無法確保基於最佳預測次數P。pt的短期預測濾波器的計算所需的所有的時間序列信號χ(η)的時間區間是由從開頭起到第P。pt個為止的離散時間構成的時間區間 (0，...，Popt-I)。此外，最佳預測次數P。pt自適應地從最小預測次數Pmin以上且最大預測次數Pmax以下的範圍中選擇。因此，由從開頭起到Pmax個為止的離散時間構成的時間區間 (0，...，Pfflax-I)可能成為無法確保基於短期預測濾波器的計算所需的全部時間序列信號 X(η)的時間區間。因此，在本方式中，將該時間區間(0，. . .，Pmax-I)中的時間區間(0，. . . ,L-1)設為第一區間Tl。此外，將剩餘的時間區間(L，. . . ,Ν-1)設為第二區間Τ2。然後，在對預測殘差 e(n)進行可變長度編碼時，作為用於對第二區間T2的預測殘差e (ζ)進行可變長度編碼的參數而計算處於隨著在包含第二區間T2的時間區間中的預測殘差e(y) (μ = μ fflin,..., UfflJ的平均幅度變大而廣義單調增加的關係的正的第二區間參數s。第二區間參數s相當於在包含第二區間Τ2的時間區間中的預測殘差e(y) (μ = μω η, ...，μ ffl J的平均幅度的廣義單調增加函數值。而且，在本方式中，第二區間參數s與處於隨著屬於幀的時間序列信號x(n) (η = 0，. . .，N-1)的自相關變大而廣義單調增加的關係的正的加法運算值之和或者其校正值即第一區間參數被設為用於對在屬於第一區間Tl的某一離散時間中的預測殘差進行可變長度編碼的參數。第一區間參數相當於第二區間參數s與正的加法運算值之和的廣義單調增加函數值，該正的加法運算值與用於表示時間序列信號χ(μ) (μ = ymin，...，μ_)的預測效果的指標相對應。在對預測殘差e (η)的碼進行解碼時，按照與對預測殘差e (η)進行可變長度編碼時同樣的基準來求正的加法運算值。而且，處於隨著在包含第二區間Τ2的時間區間中的預測殘差的平均幅度變大而廣義單調增加的關係的正的第二區間參數與該加法運算值之和或者其校正值即第一區間參數被設為用於對在屬於第一區間Tl的某一離散時間中的預測殘差的可變長度碼進行解碼的參數。另外，在本方式中，作為隨機接入的某一離散時間區間的一例而例示了隨機接入的幀。但是，隨機接入的開頭的子幀也可以是「某一離散時間區間」。此外，在本方式中使用的「廣義單調增加」與「單調非減少」意思相同，將隨著值Y變大而廣義單調增加的值 (與廣義單調增加函數值相當的值)表現為的情況下，對於任意的Y1S Y2成立 f(Yl) ^f(Y2)的關係。此外，「廣義單調減少」與單調非增加意思相同，將隨著值Y變大而廣義單調減少的值(與廣義單調減少函數值相當的值)表現為g(Y)的情況下，對於任意的Y1S Y2成立g( γD ^ g(y2)的關係。以下，列舉對使用短期預測濾波器來得到的預測殘差進行編碼時的加法運算值的設定例。在用於表示屬於幀的時間序列信號x(n)的自相關的大小的指標(用於表示時間序列信號χ(μ)(μ = μ min，...，μ mJ的預測效果的指標)之一中存在parcor係數k (m)。 PARCOR係數k(m)取-1. 0彡k(m) ( 1. 0的值，時間序列信號χ (η)的自相關越大絕對值越大。因此，通過將某一次數的PARCOR係數k(m)的大小作為指標，並根據該大小來改變加法運算值的值，從而能夠選擇在第一區間Tl中最佳的參數。即，在與屬於幀的時間序列信號對應的某一次數的PARCOR係數的大小為第一值的情況下，將相當於第二區間參數與正的第一加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值作為在屬於第一區間Tl的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用的參數。在PARCOR係數的大小為大於第一值的第二值的情況下，將相當於第二區間參數與第一加法運算值以上的第二加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值作為在屬於第一區間Tl的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用的參數。另外，PARCOR係數的大小例如是PARCOR係數的幅度的大小、PARCOR係數的絕對值的大小、PARCOR係數的能量的大小等。此外，也可以通過評價PARCOR係數的映射值的大小來評價PARCOR係數的大小。在該例子中，在對預測殘差e (η)進行可變長度編碼時，處於隨著對幀內的時間序列信號x(n) (η = 0,...，N-1)進行短期預測分析而得到的某一次數的PARCOR係數k (m)的絕對值|k(m) I變大而廣義單調增加的關係的值作為加法運算值，設定在第一區間Tl中的最佳的參數。這種情況下的加法運算值相當於某一次數的PARCOR係數k(m)的大小的廣義單調增加函數值。而且，在對預測殘差e(n)的碼進行解碼時，使用與在編碼時使用於加法運算值的決定的次數的PARCOR係數對應的碼的解碼值，並按照與編碼時相同的基準決定加法運算值，計算在第一區間Tl中的參數。例1 4例1 4是L = 3的例子。各加法運算值a(r)被設定為根據1次的PARCOR係數 k(l)的絕對值|k(l) I的增加而階段性地變大。此外，加法運算值a(r)是在離散時間r中的加法運算值，在各離散時間r = 0、1、2中的第一區間參數成為s(r) = s+a(r) (r = 0，1， 2)。另外，將從第一區間Tl的最早起到第L個為止的離散時間的各索引設為r(r = 0，...， L-1)，將索引r所表示的離散時間稱為「離散時間r」。另外，存在如下的傾向在越靠近幀的開頭的離散時間中的預測殘差的大小越變大。因此，期望加法運算值a(r)是與索引r的廣義單調減少函數值相當的值。此外，可以如例3那樣，根據Ik⑴I的值而加法運算值a(r)在各離散時間r = 0、 1、2中被設為0，也可以如例4那樣，根據|k(l)|的值而加法運算值a(r)在各離散時間r =0、1、2中被設為相同的值。此外，也可以如例5那樣，將根據|k(l)|的值的變化而連續變化的函數值設為加法運算值a(r)。《例1》0. 9 ^ |k(l) I < 1. 0 時a(0) = 3，a(l) = 2，a(2) = 1
0. 6 ^ |k(l) I < 0. 9 時a(0) = 2，a(l) = 1，a(2) = 00 ^ |k(l) I < 0. 6 時a(0) = 1，a(l) = 0，a(2) = 0《例2》0. 9 ^ |k(l) I 彡 1. 0 時a(0) = 2，a(l) = 1，a(2) = 00 ^ |k(l) I < 0. 9 時a(0) = 1，a(l) = 0，a(2) = 0《例3》0. 9 ^ |k(l) I 彡 1. 0 時a(0) = 3，a(l) = 2，a(2) = 10. 6 彡 |k(l) I < 0. 9 時a(0) = 2，a(l) = 1，a(2) = 00 ^ |k(l) I < 0. 6 時a(0) = 0，a(l) = 0，a(2) = 0《例4》0. 9 ^ |k(l) I 彡 1. 0 時a(0) = 2，a(l) = 2，a(2) = 20 彡 |k(l) I < 0. 9 時a(0) = 1，a(l) = 1，a(2) = 1《例5》a(0) = 2|k⑴ |+l，a(l) = 2|k(l) a(2) = |k(l)例6、7例6、7也是L = 3的例子，但僅在第一區間Tl的一部分離散時間中應用本發明。 在該例子中，在離散時間r = 0中的參數被設為固定值(例如，時間序列信號X(n)的表現比特長度-4)，在離散時間r= 1、2中的參數被設為s(r) = s+a(r) (r=l，2)。此外，在例 7中，在離散時間r = 1中的加法運算值a(l)被設定為根據|k(l) |的增加而階段性地變大，在離散時間r = 2中的加法運算值a(2)成為固定值。《例6》0. 9 彡 |k(l) I 彡 1. 0 時a(l) = 3，a(2) = 20· 6 彡 |k(l) I < 0. 9 時a(l) = 2，a(2) = 10 彡 |k(l) I < 0. 6 時a(l) = 1，a(2) = 0《例7》0. 9 彡 |k(l) I 彡 1. 0 時a(l) = 3，a(2) = 10· 6 彡 |k(l) I < 0. 9 時a(l) = 2，a(2) = 10 彡 |k(l) I < 0. 6 時a(l) = 1，a(2) = 1作為用於表示屬於幀的時間序列信號x(n) (n = 0，...，N_1)的自相關的大小的指標(用於表示時間序列信號χ(μ) (μ = ，...，μ_)的預測效果的指標)也可以使用最佳預測次數P。pt。時間序列信號1(11)(11 = 0，...，^1)的自相關越大(預測效果越大)， 伴隨預測次數的增加的預測殘差e (η)的能量減少量越變大，並且自適應地選擇的最佳預測次數P。pt越變大。因此，通過將最佳預測次數P。pt作為指標，並根據該大小來改變加法運算值的值，從而能夠設定在第一區間Tl中最佳的參數。在該例子中，在對預測殘差e (η)進行可變長度編碼時，處於隨著對屬於幀的時間序列信號Χ (η) (η = 0,...，Ν-1)進行短期預測分析時自適應地選擇的最佳預測次數P。pt變大而廣義單調增加的關係的值作為加法運算值，設定在第一區間Tl中的最佳的參數。這種情況下的加法運算值相當於最佳預測次數P-的廣義單調增加函數值。而且，在對預測殘差e (η)的碼進行解碼時，使用在編碼時使用於加法運算值的決定的最佳預測次數P。pt，並按照與編碼時相同的基準決定加法運算值，計算在第一區間Tl中的參數。例8、9例8是L = 3的例子。各加法運算值a (r)被設定為根據最佳預測次數P。pt的增加而階段性地變大。在各離散時間r = 0、l、2中的第一區間參數成為s(r) = s+a(r) (r = 0, 1，2)。另外，存在如下的傾向在越靠近幀的開頭的離散時間中的預測殘差的大小越變大。 因此，期望加法運算值a(r)是與索引r的廣義單調減少函數值相當的值。此外，例9是L =2的例子。此外，與將PARCOR係數作為指標的情況同樣地，根據最佳預測次數P。pt的值， 加法運算值a(r)可以在各離散時間r = 0、1、2中被設為0，也可以在各離散時間r = 0、1、 2中被設為相同的值。此外，在該例子的情況下，也可以僅在第一區間Tl的一部分離散時間中應用本發明。此外，根據最佳預測次數P。pt的變化而連續地變化的函數值也可以被設為加法運算值a (r)。《例8》16 ( Popt ( Pmax 時a(0) = 3，a(l) = 2, a(2) = 14 彡 Popt < 16 時a(0) = 2，a(l) = 1，a(2) = 0Pmin ( Popt < 4 時a(0) = 1，a(l) = 0, a(2) = 0《例9》16 ( Popt ( Pmax 時a(0) = 3，a(l) = 24 彡 P。pt < 16 時a(0) = 2，a(l) = 1Pmin 彡 Popt < 4 時a(0) = 1，a(l) = 0在屬於幀的時間序列信號χ(η) (η = 0，. . .，N_l)的自相關大的情況下(時間序列信號χ(μ)(μ = ymin，...，μω3Χ)的預測效果大的情況)，幀內的預測殘差的能量變小。 相反地，在自相關小的情況下(時間序列信號χ(μ)(μ = μω η, ...，Ufflax)的預測效果小的情況)，幀內的預測殘差的能量變大。因此，作為用於表示屬於幀的時間序列信號Χ (η) (η =0，...，N-1)的自相關的大小的指標(用於表示時間序列信號χ(μ) (μ = Ufflin,...， μ_)的預測效果的指標)，也可以使用幀內的預測殘差的能量。能夠使用對幀內的時間序列信號χ (n) (n = 0，...，N-1)以預測次數P進行短期預測分析而得到的從1次到P次為止的各PARCOR係數k (m) (m = 1，. . .，P)並通過E (0) · Π m = / {l_k (m)2}，計算幀內的預測殘差的能量的總和。另外，E(O)是幀內的時間序列信號χ (η) (η = 0，. . . ,N-1)的能量的總和 E(O) =Ei^on-1Ix(H)I20此外，在自適應地選擇預測次數P的情況下，預測次數P成為最佳預測次數P。pt。但是，E(O)不會成為時間序列信號1(11)(11 = 0，...，^1)的自相關的大小的指標，因此將E(ρ) =nffl.1P{l-k(m)2}作為指標來使用。在該例子中，對預測殘差e(n) (η = 0，. . .，N-1)進行可變長度編碼時，處於隨著 E(p) =nffl.1P{l-k(m)2}而廣義單調增加減少的關係的值(與E(p)的廣義單調增加減少函數值相當的值)被設為加法運算值，設定在第一區間Tl中最佳的參數。另外，由於在各預測次數m中的l-k(m)2是在Burg法等短期預測分析的過程中計算的值，因此只要在存儲器中保存在該過程中得到的各l-k(m)2，則能夠計算E(p)而無需重新計算各l-k(m)2。而且， 在對預測殘差e (η)的碼進行解碼時，使用與從1次到P次為止的各PARCOR係數對應的碼的解碼值，並按照與編碼時相同的基準決定加法運算值，計算在第一區間Tl中的參數。例10、11例10是L = 3的例子。各加法運算值a(r)被設定為根據E(p)的增加而階段性地變小。在各離散時間r = 0、1、2中的第一區間參數成為s(r) = s+a(r) (r = 0，l，2)。另外，存在如下的傾向在越靠近幀的開頭的離散時間中的預測殘差的大小越變大。因此，期望加法運算值a(r)是與索引r的廣義單調減少函數值相當的值。此外，例11是L = 2的例子。此外，與將PARCOR係數作為指標的情況同樣地，根據E(ρ)的值，加法運算值a(r)可以在各離散時間r = 0、1、2中被設為0，加法運算值a(r)也可以在各離散時間r = 0、1、2 中被設為相同的值。此外，在該例子的情況下，也可以僅在第一區間Tl的一部分離散時間中應用本發明。此外，根據E(p)的值的變化而連續地變化的函數值也可以被設為加法運算值 a (r) ο《例10》0 彡 E(p) < 0. 1 時a(0) = 3，a(l) = 2, a(2) = 10. 1 ^ E(p) < 0· 6 時a(0) = 2，a(l) = 1，a(2) = 00. 6 彡 E(p)彡 1 時a(0) = 1，a(l) = 0，a(2) = 0《例11》0 彡 E(p) < 0· 1 時a(0) = 3，a(l) = 20. 1 彡 E(p) < 0· 6 時a(0) = 2，a(l) = 10. 6 彡 E(p)彡 1 時a(0) = 1，a(l) = 0在第一區間Tl的開頭的離散時間r = 0中不存在能夠使用於基於短期預測濾波器的計算的時間序列信號。因此，使用幀內的時間序列信號x(n) (η = 0，. . .，Ν-1)的平均能量E(O)/N，將在離散時間r = 0中的預測殘差e(0)的能量估計為Ε(0)/Ν。此外，在卩> r > 0的情況下，在第一區間Tl的離散時間r中的預測殘差e(r)的能量被估計為{E(0)/ N} ·Πω =廣{l-k(m)2}。另外，在自適應地選擇了預測次數P的情況下，預測次數P成為最佳預測次數P。pt。此外，在L ^ P的情況下，在第二區間T2的離散時間ζ中的預測殘差e (ζ) (z = L,..., N-1)的各能量通過{Ε(0)/Ν} · Π p/U-kOn)2}進行估計，第二區間T2的預測殘差 e(z) (ζ = L, . . . , Ν-1)的平均能量近似於{Ε(0)/Ν} · Π m=/{l-kOii)2}。因此，在L彡P的情況下，第一區間Tl的開頭的離散時間r = O的預測殘差e (O) 的能量與第二區間T2的預測殘差e(z) (ζ = L,...，Ν-1)的平均能量的差近似於{Ε(0)/Ν} {1- Π p/U-kOn)2}}。此外，在L彡P > r > O時，在第一區間Tl的離散時間r中的預測殘差e(r)的能量與第二區間T2的預測殘差e (ζ) (z = L，. . .，N_l)的平均能量的差近似於 IE(O)/N} {{Ul-kOiOH/U-kOn)2}}。因此，在該例子中，在對預測殘差e(n)進行可變長度編碼時，將處於隨著1_ Π m qPU-kOn)2}變大而廣義單調增加的關係的值(與l-nm =/{l-kOii)2}的廣義單調增加函數值相當的值)作為在離散時間r = O中的加法運算值a(0)。此外，將處於隨著TIm = 廣{l-k(m)2}- Π p/U-kOn)2}變大而廣義單調增加的關係的值(與Π pJU-kOii)2} - Π m qPU-kOn)2}的廣義單調增加函數值相當的值)作為在離散時間r(0<r<P)中的加法運算值a(r)。然後，使用這些加法運算值來設定在第一區間Tl中最佳的參數。而且，在對預測殘差e (η)的碼進行解碼時，使用與從1次到P次為止的各PARCOR係數對應的碼的解碼值，按照與編碼時相同的基準來求加法運算值，計算在第一區間Tl中的參數。另外，在該例子的情況下，在各離散時間r(r = 0，. . .，L_l)中的第一區間參數成為s(r) = s+a (r)。此外，與將PARCOR係數作為指標的情況同樣地，根據1_ Π m = / {l_k (m)2} 或 Π m = J {1-k (m)2} - Π m = / {1-k (m)2}的值，加法運算值 a(r) (r = 0,..., L_l)可以在各離散時間r(r = 0,...，L-1)中被設為0，加法運算值a (r) (r = 0,...，L_l)也可以在各離散時間r(r = 0，...，L-1)中被設為相同的值。此外，在該例子的情況下，也可以僅在第一區間 Tl的一部分離散時間中應用本發明。此外，根據l-np/U-kOii)2}或TlpJU-kOii)2}-!^ qPU-kOn)2}的值的變化而連續地變化的函數值也可以被設為加法運算值a(r)。圖6A示意性地例示了與圖5A相比屬於幀的樣本數少的情況下的預測殘差e(n) (η = 0，. . .，Ν-1)的幅度。對圖5Α與圖6Α進行比較則可知存在如下的傾向屬於幀的樣本數越少，在第二區間Τ2中的預測殘差的平均幅度越增加。這是因為，屬於幀的樣本數越少，在第二區間Τ2中所佔的「無法確保在基於短期預測濾波器的計算所需的所有的時間序列信號x(n)的時間區間」的比率越變大。因此，期望加法運算值處於如下的關係隨著屬於在成為編碼處理單位的隨機接入的離散時間區間的時間序列信號數變大而廣義單調增加。 換句話說，期望加法運算值是與屬於離散時間區間的時間序列信號數的廣義單調增加函數值相當的值。例如，也可以是，設為編碼處理單位能夠切換為幀或者子幀，將幀用作處理單位時的加法運算值被設為比將子幀用作處理單位時的加法運算值大。圖6B示意性地例示了屬於幀的預測殘差e (η)的幅度接近於O的情況。此外，圖 6C示意性地例示了屬於幀的預測殘差e (η)的幅度接近於最大幅度值MAX的情況。如圖6B那樣，在屬於幀的各預測殘差e (η)的幅度接近於O的情況下，該幀為無音區間的可能性高。在這種情況下，在第一區間Tl中的預測殘差e(r) (r = O, . . . , L-1)的平均幅度與在第二區間T2中的預測殘差e(z) (ζ = L, . . . , Ν-1)的平均幅度的差也變得接近於O。在這種情況下，與各時間序列信號χ (η) (η = 0，. . . , Ν-1)的自相關的大小的變動 (時間序列信號Χ(μ) (μ = ，...，μ_)的預測效果的大小的變動)對應的、第一區間 Tl與第二區間Τ2中的平均幅度的差的變動幅度也變小。此外，在如圖6C那樣，屬於幀的各預測殘差e (η) (η = 0，. . .，Ν-1)的幅度接近於最大幅度值MAX的情況下，各預測殘差e (η) (η = O,... ,Ν-1)飽和。在這種情況下，在第一區間Tl中的預測殘差e(r) (r = 0，. . .，L-1)的平均幅度與在第二區間T2中的預測殘差 e(z) (ζ = L, . . . , Ν-1)的平均幅度的差接近於O的情況多。在這種情況下，與各時間序列信號x(n) (η = 0，. . .，Ν-1)的自相關的大小的差異對應的、第一區間Tl與第二區間Τ2中的平均幅度的差的差異也變小。如上所述，在屬於幀的各預測殘差e (η) (η = 0，. . .，Ν-1)的幅度接近於O或者接近於最大幅度值MAX的情況下，期望將加法運算值設定得小。具體地，也可以是，在O以上且最大幅度值MAX以下的範圍中設定規定值THl和規定值TH2(0 ( THl < TH2 < MAX)，在第二區間參數s為規定值THl以下時的加法運算值a(r)被設為在該第二區間參數大於該規定值THl且小於規定值TH2時的加法運算值a(r)以下。即，在第二區間參數s為規定值
18THl以下時的加法運算值也可以小於在第二區間參數s大於規定值THl時的加法運算值。 或者，在第二區間參數s為規定值TH2以上時的加法運算值a(r)可以被設為在該第二區間參數s大於規定值THl且小於該規定值TH2時的加法運算值a(r)以下。S卩，在第二區間參數s為規定值TH2以上時的加法運算值也可以小於在第二區間參數s小於規定值TH2時的加法運算值。或者，也可以進行該雙方設定。〈附加信息〉在以往的短期預測編碼方式中，也對解碼裝置提供上述的、用於確定加法運算值而所需的PARCOR係數等指標。即，在進行本方式的處理時，編碼裝置無需對碼附加新的信肩、ο但是，編碼裝置也可以設為能夠選擇用於確定加法運算值的基準的結構，用於表示編碼裝置所選擇的基準的輔助信息d也可以包含在碼。例如，編碼裝置也可以從上述的 《例1》的基準與《例2》的基準中選擇一個基準，並按照該基準決定加法運算值，將用於表示所選擇的基準的輔助信息d包含到碼而提供給解碼裝置。此外，編碼裝置也可以從上述的將PARCOR係數作為指標的基準與將最佳預測次數作為指標的基準中選擇一個基準，並按照該基準決定加法運算值，將用於表示所選擇的基準的輔助信息d包含到碼而提供給解碼
直ο此外，也可以將處於對於第二區間參數與加法運算值之和而廣義單調增加的關係的校正值作為第一區間參數，而不是將第二區間參數與加法運算值之和作為第一區間參數。這種情況下，編碼裝置也可以將用於表示該校正內容的輔助信息c包含到碼而提供給解碼裝置。用於表示校正內容的輔助信息C的一例是，根據第一區間Tl的預測殘差e(r) (r =0，. . .，L-1)的平均幅度來實際計算的參數與、第二區間參數與加法運算值之和的差。〈基準的組合〉也可以組合上述的基準而設定加法運算值a(r)(r = 0，... , L_l)。例如，也可以在不同的離散時間中使用不同的基準。例如，也可以是，在離散時間r = 1中，按照將上述的PARCOR係數作為指標的基準來決定加法運算值a (1)，在離散時間r = 2中，按照將上述的最佳預測次數作為指標的基準來決定加法運算值a (2)。〈參數〉另外，通過本方式進行設定的參數是用於對預測殘差進行可變長度編碼的參數， 是處於用於使碼量最小的最佳值隨著該預測殘差的幅度變大而廣義單調增加或者單調增加的關係的參數。這樣的參數的一例是用於對預測殘差進行Golomb-Rice編碼的Rice參數。但是，這並非用於限定本發明。本發明例如能夠應用於將包含第一信息與第二信息的信息作為與預測殘差對應的碼的、所有的可變長度編碼方式的參數，該第一信息用於確定通過將處於根據預測殘差或者其絕對值的增加而單調增加的關係的O以上的整數作為被除數、將依賴於對該預測殘差所屬的時間區間設定的參數的整數作為除數的除法運算而得到的整數的商，該第二信息用於確定所述被除數的與所述除數有關的餘數。作為這樣的參數的例子，除了 Rice參數之外，還可以例示用於對預測殘差進行Golomb編碼的Golomb參數、將Golomb-Rice碼或Golomb碼的阿爾法碼部分置換為哈夫曼碼的可變長度編碼方式的參數。此外，第二區間參數s是隨著在包含第二區間T2的時間區間中的預測殘差)(μ = ，...，μ_)的平均幅度變大而廣義單調增加的值。第二區間參數s可以使用第二區間T2的各預測殘差e (Z) (z = L,... ,N-1)的平均幅度進行設定，也可以使用第一區間 Tl和第二區間T2的各預測殘差e (η) (η = 0，. . .，N-1)的平均幅度進行設定，也可以使用第一區間Tl的一部分與第二區間T2的各預測殘差的平均幅度進行設定。此外，對於包含第二區間T2的時間區間的各預測殘差e ( μ ) ( μ = μ min，. . .，μ max)的平均幅度而廣義單調增加，則也可以使用第二區間T2的一部分區間的各預測殘差的平均幅度來設定第二區間參數S。此外，在上述的、將包含第一信息與第二信息的信息作為與預測殘差對應的碼的可變長度編碼方式的情況下，計算第二區間參數s使得在包含第二區間T2的時間區間中的預測殘差β(μ)(μ = Pmin，...，μ_)的碼的平均幅度最小，其中，該第一信息用於確定通過將處於根據預測殘差或者其絕對值的增加而單調增加的關係的0以上的整數作為被除數、將依賴於對該預測殘差所屬的時間區間設定的參數的整數作為除數的除法運算而得到的整數的商，該第二信息用於確定所述被除數的與所述除數有關的餘數。在Rice參數的情況下，例如，將1ο&{1η2 · (2-D)} (D是在包含第二區間Τ2的時間區間中的預測殘差e ( μ ) (μ = ，...，μ_)的平均幅度)量化為整數的值被設為第二區間參數s。在對時間序列信號進行長期預測分析，並對使用長期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼的情況下，上述的L是在長期預測分析中的延遲值τ的最大值以下的預先決定的整數。如上所述，長期預測分析是對所輸入的時間序列信號χ (η) (η = 0,...,Ν-1)計算使算式⑷所示的預測殘差e (η) (η = 0，. . .，N-1)的能量最小的增益P (j)和延遲值τ的處理，延遲值τ自適應地從最小延遲值Tmin以上且最大延遲值Tmax以下的範圍中選擇。因此，由從開頭起到第Tmax個為止的離散時間構成的時間區間(0，. . .，Tfflax-I)可能成為無法確保基於長期預測濾波器的計算所需的全部時間序列信號χ (η)的時間區間。因此，在本方式中，將該時間區間(0，. . .，Tfflax-I)中的時間區間(0，. . .，L-1)設為第一區間Tl。此外， 將剩餘的時間區間(L，. . .，Ν-1)設為第二區間Τ2。然後，在對預測殘差e(n)進行可變長度編碼時，作為用於對第二區間T2的預測殘差e (ζ)進行可變長度編碼的參數而計算隨著在包含第二區間T2的時間區間中的預測殘差e(y) (μ = μω η, ...，μ ffl J的平均幅度變大而廣義單調增加的正的第二區間參數s。此外，第二區間參數s與、處於隨著屬於幀的時間序列信號x(n) (η = 0,...,Ν-1)的自相關變大而廣義單調增加的關係的正的加法運算值 (與用於表示對時間序列信號χ (η) (η = 0,...，N-1)進行了長期預測分析時的預測效果的指標對應的值)之和或者其校正值即第一區間參數被設為用於對在屬於第一區間Tl的某一離散時間中的預測殘差進行可變長度編碼的參數。即，第一區間參數是相當於第二區間參數s與對應於用於表示對時間序列信號χ (η) (η = 0,...，N-1)進行了長期預測分析時的預測效果的指標的值之和的廣義單調增加函數值的值。在對預測殘差e (η)的碼進行解碼時，按照與對預測殘差e (η)進行可變長度編碼時相同的基準，計算用於對在屬於第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度碼進行解碼的第一區間參數。在對使用長期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼時的加法運算值例如是處於隨著對離散時間區間(0，. . .，Ν-1)的時間序列信號χ (η) (η = 0，. . .，N-1)進行長期預
20測分析而得到的長期預測濾波器的預測係數即增益P (j)的絕對值I P (j) I變大而廣義單調增加的關係的值。在該例子中，在對預測殘差e (η)進行可變長度編碼時，處於隨著增益 P (j)變大而廣義單調增加減少的關係的值被設為加法運算值，設定在第一區間Tl中最佳的參數。而且，在對預測殘差e(n)的碼進行解碼時，使用與增益P (j)對應的碼的解碼值， 並按照與編碼時相同的基準決定加法運算值，計算在第一區間Tl中的參數。例12、13例12是L = 3的例子。在例12中，各加法運算值a(r)被設定為根據增益P (0) 的絕對值I P (j) I的增加而階段性地變大。在各離散時間r = 0、1、2中的第一區間參數成為s(r) =s+a(r) (r = 0，1，2)。另外，存在如下的傾向在越靠近幀的開頭的離散時間中的預測殘差的大小越變大。因此，期望加法運算值a(r)是與索引r的廣義單調減少函數值相當的值。此外，在例13中，各加法運算值a (r)被設定為根據增益P (-tap),.. ·，P (tap)的絕對值的平均值Pare的增加而階段性地變大。此外，根據增益的值，加法運算值a(r)可以在各離散時間r = 0、1、2中被設為0，加法運算值a(r)也可以在各離散時間r = 0、1、2中被設為相同的值。此外，在該例子的情況下，也可以僅在第一區間Tl的一部分離散時間中應用本發明。此外，根據增益的變化而連續地變化的函數值也可以被設為加法運算值a(r)。《例12》I ρ (0) I 彡 60 時a(0) = 3，a(l) = 2，a(2) = 160 > I P (0) I > 40 時a(0) = 2，a(l) = 1，a(2) = 040 > I P (0) I 時a(0) = 1，a(l) = 0，a(2) = 0《例13》ρ ave 彡 60 時a(0) = 3，a(l) = 2，a(2) = 160 > P ave 彡 40 時a(0) = 2，a(l) = 1，a(2) = 040 > P ave 時a(0) = 1，a(l) = 0，a(2) = 0此外，關於加法運算值的具體的設定方法以外的事項，與上述的對使用短期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼時相同。此外，本發明也可以使用於如下的情況作為時間序列信號對使用短期預測濾波器來得到的預測殘差進行長期預測分析，並對使用長期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼。相反地，本發明也可以使用於如下的情況作為時間序列信號對使用長期預測濾波器來得到的預測殘差進行短期預測分析，並對使用短期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼。在如此對短期預測分析與長期預測分析進行組合時的加法運算值，可以與上述的對使用短期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼時的加法運算值相同，也可以與對使用長期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼時的加法運算值相同，也可以是對這些設定基準進行組合而設定的加法運算值。第一實施方式下面，對本發明的第一實施方式進行說明。本方式是對使用短期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼的方式。在本方式中說明將PARCOR係數的大小作為指標來設定加法運算值的例子。此外，對作為具體的基準而使用《例1》的基準的情況進行例示。而且， 在本方式的例子中，在0以上且最大幅度值MAX以下的範圍中設定規定值THl和規定值 TH2 (0 ( THl < TH2 ( MAX)，在第二區間參數s為規定值THl以下時的加法運算值a (r)被設為在該第二區間參數大於該規定值THl且小於規定值TH2時的加法運算值a(r)以下，在第二區間參數s為規定值TH2以上時的加法運算值a(r)被設為在該第二區間參數s大於規定值THl且小於該規定值TH2時的加法運算值a(r)以下。但是，這些並非用於限定本發明。〈結構〉圖7是用於說明第一實施方式的編碼裝置100的功能結構的方框圖，圖8是用於說明圖7所示的殘差編碼單元120的功能結構的方框圖。此外，圖9是用於說明第一實施方式的解碼裝置200的功能結構的方框圖，圖10是用於說明圖9所示的殘差解碼單元220 的功能結構的方框圖。另外，在這些圖中，對與圖1至圖3相同的結構使用與圖1至圖3相同的標號，並省略說明。如圖7所示，本方式的編碼裝置100包括預測編碼單元2110、殘差編碼單元120、 以及合成單元2130。此外，如圖8所示，殘差編碼單元120包括參數計算單元121、以及編碼單元122。此外，參數計算單元121包括第二區間參數計算單元121a、加法運算值決定單元121b、以及第一區間參數計算單元121c。此外，編碼單元122包括分離運算單元122a、可變長度編碼單元2122b、以及合成單元2122c。此外，如圖9所示，本方式的解碼裝置200包括分離單元2210、殘差解碼單元220、 以及預測解碼單元2230。此外，如圖10所示，殘差解碼單元220包括分離單元2221、可變長度解碼單元224、合成運算單元225、加法運算值決定單元222、以及參數計算單元223。另外，本方式的編碼裝置100和解碼裝置200例如是如下構成的特別的裝置在具備了 CPU (central processing unit,中央處理單兀)、RAM (random-access memory,隨機存取存儲器)、R0M(read-only memory，只讀存儲器)等的公知的計算機或專用計算機中讀入規定的程序，並由CPU執行該程序。即，幀緩衝器2111例如是RAM、高速緩衝存儲器(cache memory)、寄存器等存儲器，其他的各處理單元例如是通過由CPU執行規定的程序而構築的處理單元。此外，這些處理單元的至少一部分可以由集成電路等的電子線路來構成。而且， 可以根據需要在編碼裝置100和解碼裝置200中設置臨時存儲器，該臨時存儲器用於存儲通過各處理單元的處理而輸出的數據，並在各處理單元的其他處理時讀出數據。此外，這樣的各處理單元的實現方法在以下的各實施方式和其變形例中也相同。〈編碼方法〉圖11是用於說明第一實施方式的編碼方法的流程圖。此外，圖12是用於說明圖 11的步驟S30的一例的流程圖，圖13是用於例示圖11的步驟S50的細節的流程圖。以下， 使用這些圖來說明本方式的編碼方法。對編碼裝置100(圖7)的預測編碼單元2110輸入進行了採樣/量化的PCM形式的時間序列信號x(n)。這些時間序列信號x(n)可以是進行了線性量化(有時也稱為「均等量化」)的信號，也可以是進行了如壓伸量化(例如，參照ITU-TRecommendation G. 711， "Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies」)的非線性量化(有時也稱為「非均等量化」)的信號。此外，時間序列信號x(n)也可以是沒有進行量化的信號，而不是PCM 形式的信號。在幀緩衝器2111中緩衝的1幀量的時間序列信號x(ri) (η = 0，. . .，N_l)被送到短期預測分析單元2112。短期預測分析單元2112進行時間序列信號Χ(η) (η = 0，. . .，N_l) 的短期預測分析，在最小預測次數Pmin以上且最大預測次數Pmax以下的範圍中選擇最佳預測次數P。pt，並且分別生成在各預測次數m中的各PARCOR係數k(m) (m = 1，. . .，Popt)。另外，短期預測分析單元2112可以是直接對時間序列信號χ (η)進行短期預測分析的結構，也可以是將進行了非線性量化而輸入的時間序列信號x(n)映射成線性量化或其他的非線性量化之後進行短期預測分析的結構。之後，生成與PARCOR係數k(m) (m = 1，2，. . .，P。pt)對應的係數碼Ck，並通過上述的預測濾波器處理來生成預測殘差e (n) (n = 0，. . .，Ν-1)(步驟 S10)。預測殘差e(n) (η = 0,. .. ,Ν-1)被輸入到殘差編碼單元120的第二區間參數計算單元121a。第二區間參數計算單元121a使用各預測殘差e (η) (η = 0,...，N_l)，作為用於對第二區間(L，. . .，Ν-1)的預測殘差e (η)進行可變長度編碼的參數而計算處於隨著在包含第二區間(L，...，N-l)的時間區間中的預測殘差e(y) (μ = Pmin，...，μ_)的平均幅度變大而廣義單調增加的關係的正的第二區間參數s。該第二區間參數的計算方法如上所述。第二區間參數計算單元121a例如把將10 {1η2· O · D)} (D是在包含第二區間Τ2的時間區間中的預測殘差θ(μ) (μ = Pmin，...，μ_)的平均幅度)量化為整數的值設為第二區間參數s (步驟S20)。接著，對加法運算值決定單元121b輸入在步驟SlO中生成的1次的PARCOR係數 k(l)、在步驟S20中生成的第二區間參數S。加法運算值決定單元121b使用這些值來求處於隨著在包含第二區間(L，...，N-1)的時間區間中的預測殘差e(n)的平均幅度對於時間序列信號χ(μ)(μ = ymin，...，μω3Χ)的平均幅度的比例變小而廣義單調增加的關係的正的加法運算值a(r) (r = 0，. . .，L-1)。該例子的加法運算值a(r)是處於隨著屬於離散時間區間(0，. . .，N-1)的時間序列信號Χ(η) (η = 0，. . .，Ν-1)的自相關變大而廣義單調增加的關係的值。此外，該例子的加法運算值a(r)與用於表示時間序列信號χ(μ) (μ = μmin，..., μmax)的預測效果的指標對應(步驟S30)。步驟S30的一例圖12所示的處理是L = 3時的一例。在該例子的情況下，首先，加法運算值決定單元121b判斷是否滿足s彡THl (步驟S31)，如果滿足s ( THl，則將加法運算值設為a (0) =Ua(I) =0、a(2) = 0 (步驟S32)。此外，如果不滿足s彡TH1，則加法運算值決定單元 121b判斷是否滿足s彡TH2(步驟S33)，如果滿足s彡TH2，則將加法運算值設為a(0)= 0、a(l) =0、a(2) = 0 (步驟S34)。進一步，如果也不滿足s彡TH2，加法運算值決定單元 121b判斷是否滿足|k(l)|彡0.9(步驟S35)，如果滿足|k(l)|彡0. 9，則將加法運算值設為a(0) =3、a(l) = 2、a(2) = 1 (步驟S36)。此外，如果也不滿足|k(l) |彡0.9，則加法運算值決定單元121b判斷是否滿足|k(l) I彡0.6(步驟S37)，如果滿足|k(l) I彡0.6，則將加法運算值設為a (0) =2、a(l) = l、a(2) = 0 (步驟S38)。如果也不滿足|k(l)彡0. 6， 則加法運算值決定單元121b將加法運算值設為a(0) = Ua(I) =0,a(2) = 0 (步驟S39)。 另外，在該例子中，將1次的PARCOR係數k(l)的絕對值|k(l) I作為指標來決定加法運算值a(r)。但是，為了防止因1次的PARCOR係數k(l)的量化誤差而導致在編碼裝置100中選擇的加法運算值a(r)與在解碼裝置200中選擇的加法運算值a(r)(後述)產生差異，也可以是，對1次的PARCOR係數k(l)進行量化之後進行反量化而得到的1次的PARCOR係數 k(l)的絕對值作為指標，如上所述那樣決定加法運算值a(r)(步驟S30的一例的說明結束)。
接著，對第一區間參數計算單元121c輸入在步驟S20中生成的第二區間參數S、在步驟S30中生成的加法運算值a(r) (r = 0, . . . , L_l)。第一區間參數計算單元121c使用這些值，作為用於對在屬於第一區間(0，. . . ,L-1)的離散時間r中的預測殘差e(r)進行可變長度編碼的參數來求第二區間參數s與加法運算值a (r) (r = 0,... ,L-1)之和即第一區間參數 s (r) = s+a(r)(步驟 S40)。接著，對編碼單元2122輸入在步驟S20中生成的第二區間參數S、在步驟S40中生成的第一區間參數s (r) (r = 0，. . .，L-1)、預測殘差e (η) (η = 0，. . .，N_l)。編碼單元 2122分別使用第一區間參數s (r) (r = 0，. . .，L-1)來對在屬於第一區間(0，. . .，L-1)的離散時間r中的預測殘差e (r)進行可變長度編碼，並使用第二區間參數s對在屬於第二區間(L，...，N-1)的離散時間2(2 = 1^，...，^1)中的預測殘差e (ζ)進行可變長度編碼，從而生成與預測殘差e(n)對應的殘差碼C6(Ii)(步驟S50)。用於對預測殘差e(z)進行可變長度編碼的編碼方式的一例是將包含第一信息與第二信息的信息作為與預測殘差e (η)對應的殘差碼C；(η)的方式，其中，該第一信息用於確定通過將根據預測殘差e(n)或者其絕對值的增加而單調增加的0以上的整數作為被除數、將依賴於對該預測殘差e (η)所屬的時間區間設定的參數的整數作為除數的除法運算而得到的整數的商，該第二信息用於確定所述被除數的與所述除數有關的餘數。作為這樣的編碼方式，可以例示Golomb-Rice編碼方式、Golomb編碼方式、將Golomb-Rice碼或Golomb碼的阿爾法碼部分置換為哈夫曼碼的可變長度編碼方式等。步驟S50的一例圖13所示的處理是對預測殘差e (η)進行Golomb-Rice編碼時的一例。另外，在以下說明對於離散時間η的處理，但實際上對各離散時間η = O.....N-I分別執行同樣的處理。在該例子中，首先，分離運算單元12 判斷是否為η彡L-I (步驟S51)。該判斷是正在處理的離散時間η是否屬於第一區間Tl的判斷。然後，分離運算單元12 在η L-I的情況下設為w (η) = s (步驟S52b)。接著，分離運算單元12 判定w (η)是否為0(步驟S53)。這裡，在不是w (η) = O 的情況下，分離運算單元12 判定所輸入的預測殘差e (η)是否為O以上(步驟，在判定為e(n) > O的情況下，按照算式(6)生成整數的商q (η)(步驟，並按照算式(7) 生成用於確定餘數的信息sub (η)並輸出(步驟S56a)。q (η) = floor (e (η) /2w(n)_1) (e (η)彡 O 時)...(6)sub (η) = e (η) -2w(n)^ · q (η) +2w(n)^ (e (η)彡 O 時) ...(7)另一方面，在步驟中判定為不是e (η)彡O的情況下，分離運算單元12 按照算式(8)生成整數的商q(n)(步驟，並按照算式(9)生成用於確定餘數的信息sub (η) 並輸出(步驟S56b)。q (η) = floor {(_e (η) _1) /2w(n)_1} (e (n) < O 時) ...(8)sub (n) = (-e (n) _1) -2w(n)_1 · q (n) (e (n) < O 時)…(9)另一方面，在步驟S53中判定為w(n) = O的情況下，分離運算單元12 判定所輸入的預測殘差e (η)是否為O以上(步驟S54b)，在判定為e(n) ^ O的情況下，按照算式 (10)生成商q(n)(步驟S55c)，並將sub (η)設為無效(null)並輸出(步驟S56c)。
q(n) = 2 · e(n) (e(n)≥ 0 時)· · ·(10)另一方面，在步驟S54b中判定為不是e (η) ≥ 0的情況下，分離運算單元12 按照算式(11)生成商9(11)(步驟355(1)，並將81113(11)設為無效並輸出(步驟S56c)。q(n) =-2 · e(n)-l(e(n) < 0 時)…(11)接著，從分離運算單元12 輸出的商q (η)被輸入到可變長度編碼單元2122b。可變長度編碼單元2122b例如通過阿爾法編碼方法等可變長度編碼方法對商q (η)進行編碼， 生成與商q(n)對應的信息prefix (η)並輸出(步驟S57)。接著，從分離運算單元12 輸出的信息suMn)、從可變長度編碼單元2122b輸出的信息prefix(n)被輸入到合成單元2122c。合成單元2122c合成信息prefix (η)與信息 sub (η)，生成與預測殘差e (η)對應的殘差碼Ce (η)(步驟S58/步驟S50的一例的說明結束)。之後，係數碼Ck、殘差碼C； (η) (η = 0,...，N_l)、第二區間參數s以及預測次數P。pt 被輸入到合成單元2130，合成單元2130生成合成了這些值的碼Cg並輸出(步驟S60)。另外，在本方式中，無需對碼Cg附加僅用於在解碼裝置200中對加法運算值a(r)進行復原的特別的輔助信息。圖14是說明第一實施方式的解碼方法的流程圖。此外，圖15是用於例示步驟S250 的細節的流程圖。以下，使用這些圖來說明本方式的解碼方法。解碼裝置200 (圖9)的分離單元2210對輸入到解碼裝置200的碼Cg進行分離，生成與PARCOR係數對應的係數碼Ck、與預測殘差e(n) (η = 0,. . . , N_l)對應的殘差碼Ce (η) (η = 0，. . .，N-l)、第二區間參數s以及最佳預測次數P。pt (步驟S210)。係數碼Ck被輸入到係數解碼單元2231，係數解碼單元2231對係數碼Ck進行解碼而生成量化 PARCOR 係數 i (m) (m = 1，· · ·，Popt)(步驟 S220)。接著，從分離單元2210輸出的第二區間參數s與從係數解碼單元2231輸出的1次的量化PARCOR係數i(l)被輸入到加法運算值決定單元222。加法運算值決定單元222使用這些值來求處於隨著屬於離散時間區間(0，. . . ,N-1)的時間序列信號Χ(η) (η = 0，...， N-l)的自相關變大而廣義單調增加的關係的加法運算值a(r) (r = 0，. . .，L_l)。按照與步驟S30相同的基準來執行在該例子中的加法運算值a(r)的決定。如果按照圖12所例示的決定方法，則加法運算值決定單元222例如對1次的量化PARCOR係數i (1)進行反量化而對1次的PARCOR係數k(l)進行還原，並按照圖12所例示的順序來求加法運算值a(r) (步驟S230)。另外，在該例子中的加法運算值a(r)與用於表示時間序列信號χ( μ )( μ = μ min，...，μ _)的預測效果的指標相對應。接著，從分離單元2210輸出的第二區間參數s和從加法運算值決定單元222輸出的加法運算值a (r) (r = 0,...，L_l)被輸入到參數計算單元223。參數計算單元223計算第二區間參數s與加法運算值a (r) (r = 0,...，L_l)之和即第一區間參數s (r) (r = 0,..., L-1)(步驟 S240)。接著，分離單元2221、可變長度解碼單元224以及可變長度解碼單元2222分別使用第一區間參數s (r) (r = 0,... ,L-1)來對在屬於第一區間(0，. . .，L-1)的離散時間r(r =0，. . .，L-1)中的殘差碼Ce (r) (r = 0，. . .，L-1)進行解碼，並且使用第二區間參數s來對在屬於第二區間(L，. . .，N-1)的離散時間z(z = L, ..., N-1)中的殘差碼Ce(Z) (z = L, ... , N-1)進行解碼，求預測殘差 e(n)(n = 0,..., N-1)(步驟 S250)。步驟S250的一例圖15所示的處理是對預測殘差e (η)的Golomb-Rice碼進行解碼時的一例。另夕卜，
在以下說明對於離散時間η的處理，但實際上對各離散時間η = 0.....N-I分別執行同樣
的處理。首先，對分離單元2221輸入殘差碼C； (η)。分離單元2221分離殘差碼C； (η)，生成信息prefix (η)與信息sub (η)(步驟S251)。信息prefix (η)被輸入到可變長度解碼單元 2222。可變長度解碼單元2222對該信息prefix (η)進行解碼並求商q(n)(步驟S252)。接著，從分離單元2221輸出的信息sub (η)、從可變長度解碼單元2222輸出的商 q(n)、從參數計算單元223輸出的第一區間參數s (r) (r = 0, . . . , L_l)以及第二區間參數 s被輸入到合成運算單元225。合成運算單元225首先判斷是否為η彡L-I (步驟S253)。該判斷是正在處理的離散時間η是否屬於第一區間Tl的判斷。然後，合成運算單元225在η L-I 的情況下設為 w(n) = s(步驟 S254b)。接著，合成運算單元225判定w (η)是否為0 (步驟S25Q。這裡，在判定為不是w (η) =0的情況下，合成運算單元225接著判定信息sub (η)是否為21^+1以上(步驟S256a)。 該判定相當於判定預測殘差e (η)是否為0以上。在步驟S256a中判定為sub (η)彡21^1 的情況下，合成運算單元225通過以下的算式來計算預測殘差e (n)(步驟S257a)。e (η) = sub (η) +2w(n)_1 · q (η) -2w(n)_1. . . (12)另一方面，在步驟S256a中判定為sub (n) < 2w(n)^的情況下，合成運算單元225通過以下的算式來計算預測殘差e (n)(步驟S257b)。e (η) = -sub (η)-l-2w(n)_1 · q (η)... (13)另一方面，在步驟S255中判定為w (n) = 0的情況下，合成運算單元225接著判定信息q(n)是否為偶數(步驟S256b)。該判定相當於判定預測殘差e (η)是否為0以上。在步驟S256b中判定為q(n)是偶數的情況下，合成運算單元225通過以下的算式來計算預測殘差e (n)(步驟S257c)。e (n) = q (η) /2. . . (14)另一方面，在步驟S256b中判定為q(n)是奇數的情況下，合成運算單元225通過以下的算式來計算預測殘差e (n)(步驟S153d)。e(n) = -(q (η)+1)/2. . . (15)從合成運算單元225輸出如以上那樣生成的預測殘差e(n)(步驟S250的一例
的說明結束)。之後，短期預測單元2233和加法運算單元2234使用從殘差解碼單元220輸出的預測殘差e(n) (n = 0,..., N-1)、從係數解碼單元2231輸出的量化PARCOR係數i (m) (m = 1，. . .，Popt)以及預測殘差e (η) (η = 0，. . .，N-1)來生成時間序列信號χ (η) (η = 0，...， N-1)並輸出(步驟SW0)。第一實施方式的變形例在本方式中，對預測殘差e(n)進行編碼時，編碼裝置100的加法運算值決定單元121b (圖8)求處於隨著對幀內的時間序列信號χ (η) (η = 0，. . .，Ν-1)進行短期預測分析而得到的某一次數的PARCOR係數的大小變大而廣義單調增加的關係的加法運算值a(r) (r =0，. . .，L-1)，在進行解碼時，解碼裝置200的加法運算值決定單元222使用與該次數的 PARCOR係數對應的碼的解碼值，求處於隨著該次數的PARCOR係數的絕對值變大而廣義單調增加的關係的加法運算值a(r)。但是，如上所述，也可以按照其他的基準來求加法運算值 a(r) ο例如，也可以是，在對預測殘差e(n)進行編碼時，對編碼裝置100的加法運算值決定單元121b (圖8)輸入在進行幀內的時間序列信號χ (η) (η = 0，. . .，Ν-1)的短期預測分析時自適應地選擇的最佳預測次數P。pt，加法運算值決定單元121b求處於隨著該最佳預測次數P。pt變大而廣義單調增加的關係的加法運算值a(r)。在這種情況下進行解碼時，對解碼裝置200的加法運算值決定單元222輸入從分離單元2210輸出的最佳預測次數P。pt，加法運算值決定單元222按照與加法運算值決定單元12 Ib相同的基準來求加法運算值a (r)。此外，例如也可以是，在對預測殘差e(n)進行編碼時，對編碼裝置100的加法運算值決定單元121b (圖8)輸入在對幀內的時間序列信號χ (η) (η = 0，. . .，Ν-1)進行短期預測分析而得到的從1次起到P次(例如，P = P。pt)為止的各PARCOR係數k(m) (m= 1，...， P)，加法運算值決定單元121b求處於隨著Πρ/α-Ηπι)2}變大而廣義單調減少的關係的加法運算值a (r)。在這種情況下進行解碼時，對解碼裝置200的加法運算值決定單元222 輸入從係數解碼單元2231輸出的從1次起到P次為止的各量化PARCOR係數i (m)(相當於 「與從1次起到P次為止的各PARCOR係數對應的碼的解碼值」)，加法運算值決定單元222 對這些值進行反量化而對從1次到P次為止的PARCOR係數k(m)進行還原，按照與加法運算值決定單元121b相同的基準來求加法運算值a (r)。此外，例如也可以是，在對預測殘差e(n)進行編碼時，對編碼裝置100的加法運算值決定單元121b (圖8)輸入在對幀內的時間序列信號χ (η) (η = 0，. . .，Ν-1)進行短期預測分析而得到的從1次起到P次為止的各PARCOR係數k(m) (m = 1，. . .，P)，加法運算值決定單元121b求處於隨著1- Π p/U-kOii)2}變大而廣義單調增加的關係的加法運算值 a (r) (r = 0)，並求處於隨著Π m = J {l_k (m)2} - Π m = / {l_k (m)2}變大而廣義單調增加的關係的加法運算值a(r) (O <r<P)。在這種情況下進行解碼時，對解碼裝置200的加法運算值決定單元222輸入從係數解碼單元2231輸出的從1次起到P次為止的各量化PARCOR係數i (m) (m = 1，. . .，P)，加法運算值決定單元222對這些值進行反量化而對從1次到P次為止的PARCOR係數k(m)進行還原，按照與加法運算值決定單元121b相同的基準來求加法運算值 a(r) (r = 0)和 a(r) (O < r < P)。此外，也可以組合這些不同的基準而利用，例如也可以對每個離散時間r使用不同的基準，並求加法運算值a (r)。此外，例如，在能夠切換編碼的處理單位為幀的情況與編碼的處理單位為子幀的情況時，加法運算值決定單元121b、222可以設成在處理單位為幀的情況下的加法運算值 a (r)大於在處理單位為子幀的情況下的加法運算值a (r)。此外，在本實施方式中示出了如下的例子在O以上且最大幅度值MAX以下的範圍中設定規定值THl和規定值TH2 (O ( THl < TH2 ( MAX)，在第二區間參數s為規定值THl 以下時的加法運算值a(r)被設為在該第二區間參數大於該規定值THl且小於規定值TH2
27時的加法運算值a(r)以下(下限基準)，在第二區間參數s為規定值TH2以上時的加法運算值a(r)被設為在該第二區間參數s大於規定值THl且小於該規定值TH2時的加法運算值a(r)以下(上限基準)。但是，也可以是不使用這樣的利用了規定值THl和規定值TH2 的基準的結構。此外，例如也可以是使用上限基準或者下限基準的其中一個的結構。此外，也可以是，在殘差編碼單元120(圖8)中設置用於將預測殘差e (η)映射為整數值的信號變換單元123，在殘差解碼單元220(圖9)中設置用於進行信號變換單元123 的反變換的反變換單元226。這種情況下，第二區間參數計算單元121a使用信號變換單元 123的輸出值來計算處於隨著在包含第二區間T2的時間區間中的預測殘差的平均幅度變大而廣義單調增加的關係的第二區間參數s，編碼單元2122對信號變換單元123的輸出值進行編碼。此外，殘差解碼單元220在反變換單元226中對合成運算單元225的輸出值進行反變換，作為被解碼的預測殘差e (η)進行輸出。另外，按照預先決定的規則進行在信號變換單元123中的映射。例如，信號變換單元123在所輸入的預測殘差e (η)為0以上的情況下，保持大小關係的順序而將其映射為奇數的整數，在所輸入的預測殘差e(n)小於0的情況下，保持絕對值的大小關係的順序而將其映射為偶數的整數。此外，本方式的編碼裝置100的第一區間參數計算單元121c將第二區間參數s 與加法運算值a(r) (r = 0，. . .，L-1)之和設為第一區間參數s (r) (r = 0, . . . , L-l)(步驟S40)，解碼裝置200的參數計算單元223將第二區間參數s與加法運算值a(r) (r = 0,... ,L-l)之和設為第一區間參數s (r) (r = 0，. . .，L-1)(步驟S240)。但是，也可以是， 編碼裝置100的第一區間參數計算單元121c將處於相對於第二區間參數s與加法運算值 a (r) (r = 0，. . .，L-l)之和而廣義單調增加的關係的校正值設為第一區間參數s (r) (r = 0，. . .，L-1)，解碼裝置200的參數計算單元223將處於相對於第二區間參數s與加法運算 ita(r) (r = 0, · · ·，L-1)之和而廣義單調增加的關係的校正值設為第一區間參數s (r) (r =0，. . .，L-1)。在這種情況下，第一區間參數計算單元121c也可以輸出表示用於生成第一區間參數s (r) (r = 0，. . .，L-1)的校正內容的輔助信息c，並將其包含在碼Cg而提供給解碼裝置200。另外，輔助信息c的一例是根據第一區間Tl的預測殘差e(r) (r = 0,..., L-l)的平均幅度實際計算的Rice參數等參數與、第二區間參數s與加法運算值a(r) (r = 0，...，L-1)之和的差。這種情況下，第一區間參數成為s (r) = s+a(r)+Co此外，例如，對第二區間參數s與加法運算值a(r) (r = 0，...，L-l)之和乘上常數const的值設為第一區間參數s(r) = const· (s+a(r))的情況等、校正內容為一定的情況下，無需將輔助信息 c包含在碼Cg。第二實施方式下面說明本發明的第二實施方式。在本方式中，將用於在解碼裝置200中還原加法運算值a(r)的輔助信息包含在碼Cg。在這種情況下。碼Cg的碼量增加輔助信息的量， 但能夠擴大加法運算值a(r)的設定的自由度，因此，通過加法運算值a(r)的設定方法能夠削減碼Cg的碼量。以下，以與第一實施方式的不同點為中心進行說明，對於與第一實施方式共同的事項省略其說明。圖16是用於說明第二實施方式的編碼裝置的殘差編碼單元320的功能結構的方框圖。此外，圖17是用於說明第二實施方式的解碼裝置的殘差解碼單元420的功能結構的方框圖。另外，在這些圖中，對與第一實施方式共同的部分附加與第一實施方式相同的標號，並省略其說明。本方式的編碼裝置是將第一實施方式的編碼裝置100的殘差編碼單元120置換為圖16的殘差編碼單元320的裝置。殘差編碼單元320與殘差編碼單元120的不同點是參數計算單元321的加法運算值決定單元321b。此外，本方式的解碼裝置是將第一實施方式的解碼裝置200的殘差解碼單元220置換為圖17的殘差解碼單元420的裝置。殘差解碼單元420與殘差解碼單元220的不同點是加法運算值決定單元422。〈編碼方法〉與第一實施方式的不同點是由加法運算值決定單元321b進行的加法運算值a(r) 的決定處理(步驟S30)、將用於確定該求法的輔助信息d包含在碼Cg的點(步驟S60)。以下，僅說明這些不同點。加法運算值a(r)的決定處理本方式的加法運算值決定單元321b按照從用於確定加法運算值的多個基準中選擇的基準來決定加法運算值a (r)。例如，假設設定了按照圖12所例示的處理來確定加法運算值a(r)的基準和按照圖18所例示的處理確定加法運算值a(r)的基準，加法運算值決定單元321b選擇圖12 的基準或者圖18的基準，並使用1次的PARCOR係數k(l)的絕對值等來確定加法運算值 a(r)。另外，圖18的基準與圖12的基準的不同點僅在於，如果在步驟S35中判斷為滿足
k(l)|彡0.9，則將加法運算值設為a(0) =2、a(l) = U a(2) = 0 (步驟S38)，如果判斷為不滿足Ik(I)彡0.9，則將加法運算值設為a (0) = Ua(I) =0、a⑵=0 (步驟S39)， 並且與圖12的基準相比，加法運算值a(r)可以取的範圍窄。在這種情況下的基準的選擇， 例如根據幀內的時間序列信號x(n) (η = 0，. . .，Ν-1)的平均幅度是否為預先決定的閾值以上而進行。例如，加法運算值決定單元321b如果時間序列信號χ (η)的平均幅度為預先決定的閾值以上則判定為預測殘差e (η) (η = 0,... ,Ν-1)的幅度的變化也大，選擇如圖12 那樣加法運算值a(r)可取得範圍寬的基準，如果不是則判定為預測殘差e (η)的幅度的變化也小，選擇如圖18那樣加法運算值a(r)可取的範圍窄的基準。由此，適當進行參數的設定。此外，例如也可以是，加法運算值決定單元321b從將上述的PARCOR係數作為指標的基準和將最佳預測次數作為指標的基準中選擇一個基準，並使用所選擇的基準所需的1 次的PARCOR係數k(l)的絕對值或最佳預測次數P。pt等來確定加法運算值a(r)。此外，也可以是從外部對加法運算值決定單元321b提供基準的選擇內容的結構。將輔助信息d包含在碼Cg的處理加法運算值決定單元321b將用於確定如上述那樣選擇的基準的輔助信息d輸出到合成單元2130，合成單元2130將輔助信息d包含在碼Cg。另外，輔助信息d例如是取0 或者1的值的1比特的信息，該值與所選擇的基準對應。與第一實施方式的不同點是由加法運算值決定單元422進行的加法運算值a(r) 的決定處理(步驟S230)。以下僅說明該不同點。對加法運算值決定單元422輸入從碼Cg分離的的輔助信息d，加法運算值決定單元422按照該輔助信息d所示的基準來求加法運算值a (r)。例如，在所輸入的輔助信息d表示圖12的基準的情況下，加法運算值決定單元422 對所輸入的1次的量化PARCOR係數k(l)進行反量化而對1次的PARCOR係數k(l)進行還原，並按照圖12的基準求加法運算值a(r)。此外，例如在所輸入的輔助信息d表示圖18的基準的情況下，加法運算值決定單元422對所輸入的1次的量化PARCOR係數k(l)進行反量化而對1次的PARCOR係數k(l)進行還原，並按照圖18的基準求加法運算值a(r)。第二實施方式的變形例在該變形例中，在進行編碼時，對各離散時間r決定多個加法運算值a (r)(與用於表示預測效果的指標對應的加法運算值)，並從其中對各離散時間r選擇一個使預測殘差 e (η)的碼量最小的加法運算值a (r)，並將所選擇的用於確定各離散時間r的輔助信息d包含在碼Cg。以下，以與第一、第二實施方式的不同點為中心進行說明，對於與第一、第二實施方式共同的事項省略其說明。圖19是用於說明第二實施方式的變形例的編碼裝置的殘差編碼單元520的功能結構的方框圖。另外，在該圖中，對與第一實施方式共同的部分附加與第一實施方式相同的標號，並省略其說明。本方式的編碼裝置是將第一實施方式的編碼裝置100的殘差編碼單元120置換為圖19的殘差編碼單元520的裝置。殘差編碼單元520與殘差編碼單元120的不同點是參數計算單元521，參數計算單元521包括第二區間參數計算單元121a、加法運算值決定單元 521b、第一區間參數計算單元521c、碼量比較單元521d以及選擇單元521e。此外，本方式的解碼裝置與第二實施方式的解碼裝置相同。圖20是用於說明第二實施方式的變形例的編碼方法的流程圖。此外，圖21是用於說明圖20的步驟S630的一例的流程圖。以下，使用這些圖來說明本方式的編碼方法。首先，執行第一實施方式的步驟S10、S20的處理。接著，對加法運算值決定單元 521b輸入在步驟SlO中生成的1次的PARCOR係數k(l)、在步驟S20中生成的第二區間參數S。加法運算值決定單元521b使用這些值，對於各輔助信息d(dmax是預先決定的1以上的整數)求處於隨著在包含第二區間(L，...，N-1)的時間區間中的預測殘差e(y) (μ = μ min，... , μ _)的平均幅度對於時間序列信號X ( μ ) ( μ = μ min，... , μ max)的平均幅度的比例變小而廣義單調增加的關係的正的加法運算值a(r) (r = 0,...，L_l)(步驟S630)。 例如，如果dmax= 1，則對各離散時間r決定兩個加法運算值a(r)。在該例子中的加法運算值a(r)也與用於表示時間序列信號χ(μ) (μ = Ufflin, ...，Ufflax)的預測效果的指標相對應。步驟S63O的一例圖21所示的處理是在L = 2、dmax = 1時的一例。在該例子的情況下，首先，加法運算值決定單元521b判斷是否滿足s彡THl (步驟S631)，如果滿足s ( THl，則將與d = 0對應的加法運算值設為a(0) = 1、a(l) = 0，將與d = 1對應的加法運算值設為a(0)= 0、a(l) =0(步驟S632)。此外，如果不滿足s彡TH1，則加法運算值決定單元521b判斷是否滿足s彡TH2 (步驟S633)，如果滿足s彡TH2，則將與d = 0對應的加法運算值設為a (0)=Ua(I) =0，將與d= 1對應的加法運算值設為a(0) = 0、a(l) = 0 (步驟S634)。進一步，如果也不滿足s彡TH2，加法運算值決定單元521b判斷是否滿足|k(l)|彡0.9(步驟 S635)，如果滿足|k(l)彡0.9，則將與d = 0對應的加法運算值設為a (0) = 3、a(l) =2， 將與d = 1對應的加法運算值設為a(0) = 2、a(l) = 1 (步驟S636)。此外，如果也不滿足 k(l)|彡0.9，則加法運算值決定單元521b判斷是否滿足|k(l) I彡0.6(步驟S637)，如果滿足Ik(I) I彡0.6，則將與d = 0對應的加法運算值設為a (0) = 2、a(l) = 1，將與d= 1 對應的加法運算值設為a (0) = Ua(I) =0(步驟S638)。如果也不滿足k(l) |彡0.6，則加法運算值決定單元521b將與d = 0對應的加法運算值設為a(0) = Ua(I) =0，將與(1 =1對應的加法運算值設為a (0) =0、a(l) = 0 (步驟S639)。另外，在該例子中，將1次的 PARCOR係數k(l)的絕對值|k(l) I作為指標來決定加法運算值a (r)。但是，為了防止因1 次的PARCOR係數k(l)的量化誤差而導致在編碼裝置中選擇的加法運算值a(r)與在解碼裝置中選擇的加法運算值a(r)產生差異，也可以是，將對1次的PARCOR係數k(l)進行量化之後進行反量化而得到的1次的PARCOR係數k(l)的絕對值作為指標，如上所述那樣決定加法運算值a(r)(步驟S630的一例的說明結束)。接著，對第一區間參數計算單元521c輸入在步驟S20中生成的第二區間參數S、在步驟S630中生成的加法運算值a (r) (r = 0,...，L_l)。第一區間參數計算單元521c使用這些值，對於各輔助信息d計算第二區間參數s與加法運算值a(r) (r = 0, . . . , L_l)之和即第一區間參數s(r) = s+a(r)，作為用於對在屬於第一區間(0，. . .，L-1)的離散時間r 中的預測殘差e(r)進行可變長度編碼的參數(步驟S640)。例如，如果L = 2，並且在步驟 S630中將與d = 0對應的加法運算值設為a(0) = 3、a(l) = 2，將與d = 1對應的加法運算值設為a(0) =2、a(l) = 1，則第一區間參數計算單元521c求與d = 0對應的第一區間參數s (0) = s+3、s (1) = s+2,並且求與d = 1對應的第一區間參數s (0) = s+2、s (1)= s+1。接著，對碼量比較單元521d輸入在步驟S20中生成的第二區間參數S、在步驟 S640中生成的對於各輔助信息d的第一區間參數s (r) (r = 0,... ,L-1)、預測殘差e (η) (η =0，...，N-1)。碼量比較單元521d對於各輔助信息d求殘差碼Ce (η) (η = 0，. . .，N_l) 的碼量之和(在η = 0，...，N-I中之和)，並輸出這些值的比較結果，其中，分別使用第一區間參數s(r) (r = 0，. . .，L-1)來對在屬於第一區間(0，. . .，L-1)的離散時間r中的預測殘差e(r)進行可變長度編碼，並使用第二區間參數對在屬於第二區間(L，. . . ,N-1)的離散時間z(z = L，...，N-1)中的預測殘差e (ζ)進行可變長度編碼，從而得到該殘差碼C； (η) (η = 0，. . .，N-1)。另外，碼量之和的比較可以是實際對每個輔助信息d求殘差碼C6(Ii) (η =0，. . .，Ν-1)而進行，也可以是對每個輔助信息d僅求殘差碼Ce (η) (η = 0，. . .，N-1)的碼量之和或估計碼量之和而進行。選擇單元521e使用該比較結果，選擇使與預測殘差e (η) (η = 0，. . .，N-1)對應的殘差碼Ce(η) (η = 0，. . .，N-1)的碼量最小的輔助信息d(步驟 S645)。在步驟S20中生成的第二區間參數s和與在步驟S645中選擇的輔助信息d對應的第一區間參數s (r) (r = 0,... ,L-1)被輸入到編碼單元122。編碼單元122與第一實施方式同樣地，分別使用所輸入的第一區間參數s (r) (r = 0，. . .，L-1)來對在屬於第一區間 (0，. . .，L-1)的離散時間r中的預測殘差e(r)進行可變長度編碼，並使用第二區間參數s
31對在屬於第二區間(L，. . .，N-1)的離散時間z(z = L,..., N-1)中的預測殘差e(z)進行可變長度編碼，從而生成與預測殘差e (η)對應的殘差碼Ce (n)(步驟S650)。之後，合成單元2130生成對係數碼Ck、殘差碼Ce(η)、第二區間參數S、預測次數 P。pt、所選擇的輔助信息d進行了合成的碼Cg並輸出(步驟S660)。另外，在該變形例中的解碼方法與在第二實施方式中說明的方法相同，因此省略其說明。此外，作為第二實施方式的其他的變形例，也可以是，對每個輔助信息d設定用於確定加法運算值a(r)的多個基準(如在原理的說明中例示的基準)，並在步驟S630中，編碼裝置的加法運算值決定單元521b按照各輔助信息d所確定的基準來求加法運算值a (r)。 此外，也可以對第二實施方式進行如在第一實施方式的變形例中說明的變形。第三實施方式下面，說明本發明的第三實施方式。本方式是對使用長期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼的方式。在本方式中，說明將增益P (0)的大小作為指標來設定加法運算值的例子。此外，對作為具體的基準而使用《例12》的基準的情況進行例示。進一步， 在本方式的例子中，在0以上且最大幅度值MAX以下的範圍中設定規定值THl和規定值 TH2(0 ( THl < TH2 ( MAX)。而且，在第二區間參數s為規定值THl以下時的加法運算值 a(r)被設為在該第二區間參數大於該規定值THl且小於規定值ΤΗ2時的加法運算值a(r) 以下。進一步，在第二區間參數s為規定值TH2以上時的加法運算值a(r)被設為在該第二區間參數s大於規定值THl且小於該規定值TH2時的加法運算值a(r)以下。但是，這些並不是用於限定本發明。此外，在以下以與第一、第二實施方式的不同點為中心進行說明，對於與這些方式共同的事項省略其說明。圖22是用於說明第三實施方式的編碼裝置600的結構的方框圖，圖23是用於說明圖22所示的殘差編碼單元620的功能結構的方框圖。此外，圖23是用於說明第三實施方式的解碼裝置700的功能結構的方框圖，圖M是用於說明圖23所示的殘差解碼單元720 的功能結構的方框圖。另外，在這些圖中，對與到目前為止已說明的部分相同的結構使用與這些部分相同的標號，並省略其說明。如圖22所示，本方式的編碼裝置600包括預測編碼單元610、殘差編碼單元620以及合成單元2130。此外，如圖23所示，殘差編碼單元620包括參數計算單元621以及編碼單元122。此外，參數計算單元621包括第二區間參數計算單元121a、加法運算值決定單元 621b以及第一區間參數計算單元121c。此外，如圖M所示，本方式的解碼裝置700包括分離單元2210、殘差解碼單元720 以及預測解碼單元730。此外，如圖25所示，殘差解碼單元720包括分離單元2221、可變長度解碼單元224、合成運算單元225、加法運算值決定單元722以及參數計算單元223。另外，本方式的編碼裝置600和解碼裝置700例如是如下構成的特別的裝置在具備了 CPU、RAM、ROM等的公知的計算機或專用計算機中讀入規定的程序，並由CPU執行該程序。此外，這些處理單元的至少一部分可以由集成電路等的電子線路來構成。而且，可以根據需要在編碼裝置600和解碼裝置700中設置臨時存儲器，該臨時存儲器用於存儲通過各處理單元的處理而輸出的數據，並在各處理單元的其他處理時讀出數據。此外，這樣的各處理單元的實現方法在以下的各實施方式和其變形例中也相同。
圖沈是用於說明第三實施方式的編碼方法的流程圖。此外，圖27是用於說明圖 26的步驟S730的一例的流程圖。以下，使用這些圖來說明本方式的編碼方法。對編碼裝置600(圖2 的預測編碼單元610輸入與第一實施方式相同的時間序列信號x(n)。在幀緩衝器2111中緩衝的1幀量的時間序列信號Χ(η) (η = 0，. . .，N_l)被送到長期預測分析單元612。長期預測分析單元612對時間序列信號χ (η) (η = 0,...，N_l) 進行長期預測分析，計算使算式(4)所示的預測殘差e (η) (η = 0，. . .，Ν-1)的能量最小的增益P (j) (j = "tap, ... , tap)和延遲值τ (最小延遲值Tmin ( τ <最大延遲值Tmax)。 另外，長期預測分析單元612可以是直接對時間序列信號χ(η)進行長期預測分析的結構， 也可以是將進行了非線性量化而輸入的時間序列信號x(n)映射成線性量化或其他的非線性量化之後進行長期預測分析的結構。計算出的增益P (j)被送到量化單元613。量化單元613對增益P (j)進行量化而生成量化增益P 『 (j)並輸出。延遲值τ和量化增益 P 『 (j)被輸入到係數編碼單元614。係數編碼單元614生成與延遲值τ對應的延遲碼 C,和與增益P (j)對應的增益碼Cp並輸出。此外，延遲值τ、量化增益ρ 』 (j)以及時間序列信號1(11)(11 = 0，...，^1)也被輸入到長期預測單元616。長期預測單元616使用算式(5)的長期預測濾波器來生成y (η) (η = 0，...，Ν-1)並輸出。然後，減法運算單元617 計算從時間序列信號x(n)減去了短期預測值y(n)的預測殘差e(n) (η = 0，. . .，N_l)(步驟 S710)。預測殘差e (η)被輸入到殘差編碼單元620的第二區間參數計算單元121a。第二區間參數計算單元121a使用各預測殘差e(n)來計算處於隨著在包含第二區間(L，...， N-1)的時間區間中的預測殘差e(y) (μ = Pmin，...，μ_)的平均幅度變大而廣義單調增加的關係的正的第二區間參數S，作為用於對第二區間(L，...，Ν-1)的預測殘差e(z) (ζ = L，. . .，Ν-1)進行可變長度編碼的參數(步驟S20)。接著，對加法運算值決定單元621b輸入在步驟S710中生成的量化增益P 『 (0)、 在步驟S20中生成的第二區間參數S。加法運算值決定單元621b使用這些值來求處於隨著在包含第二區間(L，...，N-l)的時間區間中的預測殘差e(y) (μ = Pmin，...，μ_)的平均幅度對於時間序列信號Χ(μ) (μ = ，...，μ_)的平均幅度的比例變小而廣義單調增加的關係的正的加法運算值a(r) (r = 0，. . .，L-l)(步驟S730)。該例子的加法運算值 a(r)也與用於表示時間序列信號χ(μ) (μ = μ min，. . .，Ufflax)的預測效果的指標相對應。步驟S730的一例圖27所示的處理是L = 3時的一例。在該例子的情況下，首先，加法運算值決定單元621b判斷是否滿足s彡THl (步驟S31)，如果滿足s ( THl，則將加法運算值設為a (0) =Ua(I) =0、a(2) = 0 (步驟S32)。此外，如果不滿足s彡TH1，則加法運算值決定單元 121b判斷是否滿足s彡TH2(步驟S33)，如果滿足s彡TH2，則將加法運算值設為a(0)= 0、a(l) =0、a(2) = 0 (步驟S34)。進一步，如果也不滿足s彡TH2，加法運算值決定單元 621b判斷是否滿足I P 『 (0) I彡60(步驟S7!35)，如果滿足I P 『 (0) |彡60，則將加法運算值設為a(0) = 3、a(l) = 2、a(2) = 1 (步驟S36)。此外，如果也不滿足| P 『 (0) |彡60， 則加法運算值決定單元621b判斷是否滿足|p 『 (0)|彡40(步驟S737)，如果滿足
P 『 (0)|彡40，則將加法運算值設為a (0) =2、a(l) = l、a(2) = 0 (步驟S38)。如果也不滿足|p' (0)1彡40，則加法運算值決定單元621b將加法運算值設為a (0) = Ua(I) =0、a⑵=0(步驟S39/步驟S730的一例的說明結束)。接著，執行與第一實施方式的步驟S40和S50相同的處理，延遲碼Ct、增益碼Cp、 殘差碼Cjn) (n = 0，. . .，Ν-1)以及第二區間參數s被輸入到合成單元2130。合成單元 2130生成對這些進行了合成的碼Cg並輸出(步驟S760)。圖觀是用於說明第三實施方式的解碼方法的流程圖。以下，使用該圖來說明本方式的解碼方法。解碼裝置700(圖24)的分離單元2210對輸入到解碼裝置700的碼Cg進行分離，生成延遲碼Ct、增益碼Cp、殘差碼Ce (η) (η = 0,... ,Ν-1)以及第二區間參數s (步驟S810)。延遲碼Ct和增益碼Cp被輸入到係數解碼單元731。係數解碼單元731對延遲碼 C,和增益碼Cp進行解碼，生成延遲值τ和量化增益P 『 (j)(步驟S820)。接著，從分離單元2210輸出的第二區間參數S、從係數解碼單元731輸出的量化增益P 『 (0)被輸入到殘差解碼單元720 (圖2 的加法運算值決定單元722。加法運算值決定單元722使用這些值，按照與步驟S730相同的基準求正的加法運算值a(r) (r = 0，...， L-1)(步驟S830)。該例子的加法運算值a(r)也與用於表示時間序列信號χ ( μ )( μ = μ min，. . .，μ _)的預測效果的指標相對應。接著，執行與第一實施方式的步驟S240和S250相同的處理之後，長期預測單元 733和加法運算單元734使用從殘差解碼單元720輸出的預測殘差e (η) (η = 0,..., Ν-1)、 從係數解碼單元731輸出的延遲值τ和量化增益ρ 』 (j)，生成時間序列信號χ (η) (η = 0，··.，Ν-1)並輸出(步驟 S860)。第三實施方式的變形例在本方式中，假設按照上述的《例12》的基準來設定加法運算值a(r) (r = 0，...， L-1)。但是，也可以是按照如《例13》的其他的基準來求加法運算值a(r)的結構。此外，也可以組合這些不同的基準而利用，例如，也可以對每個離散時間r使用不同的基準來求加法運算值a (r)。此外，例如也可以是如下的結構能夠將編碼的處理單位切換到幀或者子幀，加法運算值決定單元621b、722將在幀被用作處理單位時的加法運算值a (r)設成大於在子幀被用作處理單位時的加法運算值a (r)。此外，在本實施方式中表示了如下的例子在0以上並且最大幅度值MAX以下的範圍中設定規定值THl和TH2(0彡THl < TH2彡MAX)，在第二區間參數s為規定值THl以下時的加法運算值a(r)被設為在該第二區間參數大於該規定值THl且小於規定值TH2時的加法運算值a(r)以下(下限基準)，在第二區間參數s為規定值TH2以上時的加法運算值a(r)被設為在該第二區間參數s大於規定值THl且小於該規定值TH2時的加法運算值 a(r)以下(上限基準)。但是，也可以是不使用這樣的利用了規定值THl和規定值ΤΗ2的基準的結構。此外，例如，也可以是使用上限基準或者下限基準的其中一個的結構。此外，如作為第一實施方式的變形例進行說明的那樣，處於對於第二區間參數s 與加法運算值a(r) (r = 0,... ,L-1)之和而廣義單調增加的關係的校正值也可以被設為第一區間參數s (r) (r = 0,...，L-1)。此外，如在第二實施方式中說明的那樣，用於在解碼裝置700中對加法運算值a(r) (r = 0, . . . , L_l)進行還原的輔助信息也可以包含在碼Cg。此外，在對組合短期預測分析與長期預測分析而得到的預測殘差進行編碼的情況下也可以使用本發明。即，在對所輸入的時間序列信號進行短期預測分析，使用短期預測濾波器來求短期預測殘差，並將該短期預測殘差作為下一階段的時間序列信號進行長期預測分析，使用長期預測濾波器來求長期預測殘差，並對該長期預測殘差進行編碼的情況下，也可以使用本發明。相反地，在對所輸入的時間序列信號進行長期預測分析，使用長期預測濾波器來求長期預測殘差，並將該長期預測殘差作為下一階段的時間序列信號進行短期預測分析，使用短期預測濾波器來求短期預測殘差，並對該短期預測殘差進行編碼的情況下，也可以使用本發明。在如此地組合短期預測分析和長期預測分析時的加法運算值可以與對上述的使用短期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼時的加法運算值相同，也可以與使用長期預測濾波器而得到的預測殘差進行編碼時的加法運算值相同，也可以是組合這些設定基準而設定的加法運算值。其他的變形例另外，本發明不限定於上述實施方式。例如，在本方式中，假設將隨機接入的幀或開頭的子幀作為「某一離散時間區間」來應用了本發明。但是，如果是在基於短期預測濾波器的計算中無法使用處理對象的幀(或者子幀)之前的時間區間的時間序列信號的狀況， 則能夠通過應用本發明來削減平均碼量。此外，上述的各種處理不僅按照記載對時間序列執行，也可以根據執行處理的裝置的處理能力或者需要而並行地或者單獨地執行。此外，在不脫離本發明的宗旨的範圍下能夠進行適當變更是不言而喻的。此外，通過計算機來實現上述結構的情況下，各裝置所應具有的功能的處理內容通過程序記述。而且，通過由計算機來執行該程序，從而在計算機上實現上述處理功能。記述了該處理內容的程序能夠記錄在計算機可讀取的記錄介質。作為計算機可讀取的記錄介質，例如可以是磁記錄裝置、光碟、光磁記錄介質、半導體存儲器等任何介質。此外，該程序的流通例如通過對記錄了該程序的DVD、⑶-ROM等可移動型記錄介質進行販賣、轉讓、租賃等來實現。進一步，也可以是，將該程序存儲到伺服器計算機的存儲裝置，並經由網絡將該程序從伺服器計算機轉送到其他的計算機，從而使該程序流通的結構。執行這樣的程序的計算機例如，首先將在可移動性記錄介質中記錄的程序或從伺服器計算機轉送的程序臨時存儲到自身的存儲裝置。然後，在執行處理時，該計算機讀取在自身的存儲介質中存儲的程序，並執行按照所讀取的程序的處理。此外，作為該程序的其他的實施方式，也可以是由計算機從可移動性記錄介質直接讀取程序，並執行按照該程序的處理，進一步也可以是，每當從伺服器計算機對該計算機轉送程序時，依次執行按照所獲得的程序的處理。此外，也可以是，不從伺服器計算機對該計算機轉送程序，而是僅通過該執行指示與結果取得來實現處理功能的結構，即通過所謂的ASP (Application Service Provider，應用服務提供商)型的服務來執行上述的處理的結構。另外，假設在本方式的程序中包含用於電子計算機的處理的信息且在程序中參照的信息(雖然不是對於計算機的直接的指令，但是具有規定計算機的處理的性質的數據等)。此外，在該方式中，設為通過在計算機上執行規定的程序而構成本裝置，但也可以設為通過硬體來實現這些處理內容的至少一部分。產業上的可利用性作為本發明的產業上的利用領域，例如可例示聲音信號的可逆壓縮編碼/解碼技術。此外，本發明除了聲音信號以外，也可應用於視頻信號、生物體信號、地震波信號等的可逆壓縮編碼/解碼技術。標號說明2100、100、600、800 編碼裝置2200、200、700、900 解碼裝置
權利要求
1.一種參數選擇方法，用於選擇屬於某一離散時間區間的時間序列信號的預測殘差的可變長度編碼用參數，該參數選擇方法包括(A)在將所述離散時間區間所包含的最早的時間區間設為第一區間，將比該第一區間之後的時間區間設為第二區間的情況下，將與在包含該第二區間的時間區間中的預測殘差的平均幅度的廣義單調增加函數值相當的正的第二區間參數設為所述第二區間的預測殘差的可變長度編碼用參數的步驟；以及(B)將相當於所述第二區間參數與正的加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於所述第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數的步驟，其中，該正的加法運算值與用於表示在包含所述第二區間的時間區間中的時間序列信號的預測效果的指標相對應。
2.一種參數選擇方法，用於選擇屬於某一離散時間區間的時間序列信號的預測殘差的可變長度編碼用參數，該參數選擇方法包括(A)在將所述離散時間區間所包含的最早的時間區間設為第一區間，將比該第一區間之後的時間區間設為第二區間的情況下，將與在包含該第二區間的時間區間中的預測殘差的平均幅度的廣義單調增加函數值相當的正的第二區間參數設為所述第二區間的預測殘差的可變長度編碼用參數的步驟；以及(B)在與屬於所述離散時間區間的時間序列信號對應的某一次數的PARCOR係數的大小是第一值的情況下，將相當於所述第二區間參數與正的第一加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於所述第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數，在所述PARCOR係數的大小是大於所述第一值的第二值的情況下，將相當於所述第二區間參數與所述第一加法運算值以上的第二加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於所述第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數的步驟。
3.一種參數選擇方法，用於選擇屬於某一離散時間區間的時間序列信號的預測殘差的可變長度編碼用參數，該參數選擇方法包括(A)在將所述離散時間區間所包含的最早的時間區間設為第一區間，將比該第一區間之後的時間區間設為第二區間的情況下，將與在包含該第二區間的時間區間中的預測殘差的平均幅度的廣義單調增加函數值相當的正的第二區間參數設為所述第二區間的預測殘差的可變長度編碼用參數的步驟；以及(B)將相當於所述第二區間參數與正的加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於所述第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數的步驟，其中，該正的加法運算值與用於表示對所述離散時間區間的時間序列信號進行了長期預測分析時的預測效果的指標相對應。
4.如權利要求1所述的參數選擇方法，其中，所述加法運算值與在包含所述第二區間的時間區間中的預測殘差的平均幅度對於時間序列信號的平均幅度的比例的廣義單調減少函數值相當。
5.如權利要求1所述的參數選擇方法，其中，所述加法運算值相當於與屬於所述離散時間區間的時間序列信號對應的某一次數的 PARCOR係數的大小的廣義單調增加函數值。
6.如權利要求1所述的參數選擇方法，其中，所述加法運算值與在對所述離散時間區間的時間序列信號進行短期預測分析時自適應地選擇的最佳預測次數的廣義單調增加函數值相當。
7.如權利要求1所述的參數選擇方法，其中，所述加法運算值與np/U-kOii)2}的廣義單調減少函數值相當，其中，將以預測次數 P對所述離散時間區間的時間序列信號進行短期預測分析而得到的從1次起到P次為止的各PARCOR係數設為k(m)，其中m= 1，. . .，P。
8.如權利要求1所述的參數選擇方法，其中，所述加法運算值分別對與各索引r對應的各離散時間設定，其中，將小於屬於所述離散時間區間的離散時間數的正的整數設為L，將所述第一區間設為從所述離散時間區間的最早的離散時間起到第L個離散時間為止的時間區間，將所述第一區間的最早起到第L個為止的離散時間的各索引設為r，其中r = 0，. . .，L-I,在與索引r = O對應的離散時間中的所述加法運算值與l-np/U-kOn)2}的廣義單調增加函數值相當，在與O < r < P的索引r對應的離散時間中的所述加法運算值與Π m = ^{l-k^^-n^/ii-k^)2}的廣義單調增加函數值相當，其中，將以預測次數P對所述離散時間區間的時間序列信號進行短期預測分析而得到的從1次起到P次為止的各PARCOR 係數設為k(m)，其中m= 1, ... ,P,所述步驟(B)是，將相當於所述第二區間參數與在與所述索引r對應的離散時間中的所述加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在與該索引r對應的離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數的步驟。
9.如權利要求1所述的參數選擇方法，其中，所述步驟(B)是在所述第二區間參數大於規定值的情況下執行的步驟，在所述第二區間參數是所述規定值以下的情況下，執行將相當於所述第二區間參數與小於所述加法運算值的正的第二加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於所述第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數的步驟，所述規定值是O以上且小於所述第二區間參數的最大幅度值的值。
10.如權利要求1至3的任一項所述的參數選擇方法，其中，所述加法運算值與屬於所述離散時間區間的時間序列信號數的廣義單調增加函數值相當。
11.如權利要求1至3的任一項所述的參數選擇方法，其中，所述第一區間是從所述離散時間區間的最早的離散時間起到第L個離散時間為止的時間區間，所述第二區間是從所述離散時間區間的第L+1個離散時間起到該離散時間區間的最後的離散時間為止的時間區間，L是小於屬於所述離散時間區間的離散時間數的正的整數。
12.一種用於選擇屬於某一離散時間區間的時間序列信號的預測殘差的可變長度編碼用參數的裝置，包括第二區間參數計算單元，在將所述離散時間區間所包含的最早的時間區間設為第一區間，將比該第一區間之後的時間區間設為第二區間的情況下，將與在包含該第二區間的時間區間中的預測殘差的平均幅度的廣義單調增加函數值相當的正的第二區間參數設為所述第二區間的預測殘差的可變長度編碼用參數；以及第一區間參數計算單元，將相當於所述第二區間參數與正的加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於所述第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數，其中，該正的加法運算值與用於表示在包含所述第二區間的時間區間中的時間序列信號的預測效果的指標相對應。
13.一種用於選擇屬於某一離散時間區間的時間序列信號的預測殘差的可變長度編碼用參數的裝置，包括第二區間參數計算單元，在將所述離散時間區間所包含的最早的時間區間設為第一區間，將比該第一區間之後的時間區間設為第二區間的情況下，將與在包含該第二區間的時間區間中的預測殘差的平均幅度的廣義單調增加函數值相當的正的第二區間參數設為所述第二區間的預測殘差的可變長度編碼用參數；以及第一區間參數計算單元，在與屬於所述離散時間區間的時間序列信號對應的某一次數的PARCOR係數的大小是第一值的情況下，將相當於所述第二區間參數與正的第一加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於所述第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數，在所述PARCOR係數的大小是大於所述第一值的第二值的情況下，將相當於所述第二區間參數與所述第一加法運算值以上的第二加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於所述第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數。
14.一種用於選擇屬於某一離散時間區間的時間序列信號的預測殘差的可變長度編碼用參數的裝置，包括第二區間參數計算單元，在將所述離散時間區間所包含的最早的時間區間設為第一區間，將比該第一區間之後的時間區間設為第二區間的情況下，將與在包含該第二區間的時間區間中的預測殘差的平均幅度的廣義單調增加函數值相當的正的第二區間參數設為所述第二區間的預測殘差的可變長度編碼用參數；以及第一區間參數計算單元，將相當於所述第二區間參數與正的加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於所述第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數，其中，該正的加法運算值與用於表示對所述離散時間區間的時間序列信號進行了長期預測分析時的預測效果的指標相對應。
15.一種程序，用於使計算機執行權利要求1至3的任一項所述的參數選擇方法的各步驟的處理。
16.一種計算機可讀取的記錄介質，存儲有用於使計算機執行權利要求1至3的任一項所述的參數選擇方法的各步驟的處理的程序。
全文摘要
在將離散時間區間所包含的最早的時間區間設為第一區間，將比該第一區間之後的時間區間設為第二區間的情況下，將與在包含該第二區間的時間區間中的預測殘差的平均幅度的廣義單調增加函數值相當的正的第二區間參數設為第二區間的預測殘差的可變長度編碼用參數。將相當於第二區間參數與正的加法運算值之和的廣義單調增加函數值的值設為在屬於第一區間的某一離散時間中的預測殘差的可變長度編碼用參數，其中，該正的加法運算值與用於表示在包含第二區間的時間區間中的時間序列信號的預測效果的指標相對應。
文檔編號H03M7/40GK102282770SQ201080004553
公開日2011年12月14日 申請日期2010年1月22日 優先權日2009年1月23日
發明者原田登, 守谷健弘, 鐮本優 申請人:日本電信電話株式會社