JP4373693B2 - 音響信号の階層符号化方法および階層復号化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響信号の階層符号化方法および階層復号化方法に関し、特に楽音信号または音声信号などの音響信号を高能率に圧縮符号化に用いて好適な音響信号の階層符号化方法および階層復号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
楽音信号または音声信号を低ビットレートで圧縮する音響符号化技術は、移動体通信における電波等の伝送路容量及び記録媒体の有効利用のために重要である。音声信号を符号化する音声符号化に、ITU（International Telecommunication Union）で規格化されているG726、G729などの方式が存在する。これらの方式は、狭帯域信号（300Hz〜3.4kHz）を対象とし、8kbit/s〜32kbit/sで高品質に符号化が行える。また、広帯域信号（50Hz〜7kHz）を対象とする標準方式としてITUのG722、G722.1や、3GPP（The 3rd Generation Partnership Project）のAMR-WBなどが存在する。これらの方式は、ビットレートが6.6kbit/s〜64kbit/sで広帯域音声信号を高品質に符号化できる。
【０００３】
音声信号を低ビットレートで高能率に符号化を行う有効な方法に、ＣＥＬＰ（Code Excited Linear Prediction）がある。ＣＥＬＰは、人間の音声生成モデルを工学的に模擬したモデルに基づき、乱数やパルス列で表される励振信号を周期性の強さに対応するピッチフィルタと声道特性に対応する合成フィルタに通し、その出力信号と入力信号の二乗誤差が聴覚特性の重み付けの下で最小になるよう符号化コードを決定する方法である（例えば、非特許文献１参照）。最近の標準音声符号化方式の多くがＣＥＬＰに基づいており、例えばG729は8kbit/sで狭帯域信号の符号化が行え、AMR-WBは6.6kbit/s〜23.85kbit/sで広帯域信号を符号化できる。
【０００４】
一方で、楽音信号を符号化する楽音符号化の場合は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）で規格化されているレイヤIII方式やＡＡＣ方式のように、楽音信号を周波数領域に変換し、聴覚心理モデルを利用して符号化を行う変換符号化が一般的である。これらの方式は、サンプリング周波数が44.1kHzの信号に対しチャネル当たり64kbit/s〜96kbit/sで聴感的な劣化がほとんど生じないことが知られている。
【０００５】
しかしながら、音声信号が主体で、背景に音楽や環境音が重畳している信号を符号化する場合、音声符号化方式を適用すると背景部の音楽や環境音の影響で、背景部の信号のみならず音声信号も劣化してしまい全体的な品質が低下するという問題があった。これは、音声符号化方式が、ＣＥＬＰという音声モデルに特化した方式を基本にしているために生じる問題である。また、音声符号化方式が対応できる信号帯域は高々7kHzまでであり、それ以上の高域を持つ信号に対しては構成上十分に対応しきれないという問題があった。
【０００６】
一方で、楽音符号化は音楽に対して高品質に符号化を行えるので、前述したような背景に音楽や環境音がある音声信号についても十分な品質を得ることができる。対象となる信号の帯域もＣＤ品質である22kHz程度まで対応可能である。その反面、高品質な符号化を実現するためにはビットレートを高くして使用する必要があり、仮にビットレートを32kbit/s程度まで低く抑えると復号信号の品質が大きく低下するという問題がある。そのため、伝送レートの低い通信網で使用できないという問題があった。
【０００７】
上述した問題を回避するためにこれら技術を組み合わせて、最初に入力信号を第１レイヤにてＣＥＬＰで符号化し、次にその復号信号を入力信号から減算して得られる残差信号を求め、この信号を第２レイヤ以降にて変換符号化を行う方法が考えられる。この方法では、第１レイヤはＣＥＬＰを用いているため音声信号を高品質に符号化でき、かつ第２レイヤ以降では第１レイヤで表しきれない背景の音楽や環境音、第１レイヤでカバーする周波数帯よりも高い周波数成分の信号を効率よく符号化することができる。
【０００８】
しかしながら、音声ではなく音楽を入力したときに十分な品質を確保するためには、第２レイヤ以降へのビット配分を多くする必要があり、その結果ビットレートが高くなってしまうという問題がある。これは第１レイヤにＣＥＬＰのような音声に特化した符号化方式を適用しているために生じる問題である。つまり、音楽信号が入力されたとき、第１レイヤで用いられるＣＥＬＰでは音楽に対する符号化効率が高くないので、入力信号と第１レイヤの復号信号との誤差信号（つまり第２レイヤの入力信号）のパワーが大きくなる。この結果、第２レイヤ以降のレイヤに多くのビットを配分して、最終的な復号信号の品質を上げる必要があった。
【０００９】
【非特許文献１】
"Code-Excited Linear Prediction (CELP): high quality speech at very low bit rates", Proc. ICASSP 85, pp.937-940, 1985.
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の装置においては、低ビットレートで高品質な符号化を行うことが難しいという問題がある。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、低ビットレートで高品質な符号化を行うことができる音響信号の階層符号化方法および階層復号化方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様に係る階層符号化方法は、入力音声信号を符号化し、前段で符号化した信号を復号し、この復号信号と入力信号との差分を符号化する階層符号化方法であって、所定の長さのフレーム単位で入力音響信号を符号化する第１符号化工程と、前段の符号化結果を復号化した信号と入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化する第２符号化工程と、前記第２符号化工程の符号化結果を復号化した信号から予測残差信号を生成する予測フィルタ工程と、前記予測フィルタ工程の予測に基づいて符号化に用いる符号帳を更新する更新工程と具備するようにした。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る階層符号化方法は、前記第１符号化工程は、入力音響信号をＣＥＬＰ方式で符号化し、前記予測フィルタ工程は、量子化後のＬＰＣ係数を用いて予測フィルタを生成し、前記更新工程は、前記第２符号化手段の符号化結果を復号化した信号を前記予測フィルタに通した結果を用いて符号帳を更新するようにした。
【００１４】
これらの方法によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから上位レイヤの符号化で発生する予測残差信号を生成し、この予測残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で符号化することができ、低ビットレートで高品質な符号化を行うことができる。
【００１５】
本発明の第３の態様に係る階層符号化方法は、入力音響信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング工程と、前段の符号化結果を復号化した信号をアップサンプリングするアップサンプリング工程とを具備し、前記第２符号化工程は、アップサンプリング後の前段の符号化結果を復号化した信号と入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化するようにした。
【００１６】
この方法によれば、下位レイヤで符号化する信号のサンプリング周波数を上位レイヤで符号化する信号のサンプリング周波数より高くすることにより、様々なサンプリング周波数に対応させて入力信号を符号化することができる。
【００１７】
本発明の第４の態様に係る階層符号化方法は、入力音響信号の周期性を測定する周期性算出工程を具備し、前記更新工程は、前記周期性が所定のしきい値以上である場合に前記予測フィルタ工程の予測で得られる予測残差信号を用いて符号帳を更新し、前記周期性が所定のしきい値未満である場合に生成した駆動音源信号とのいずれかを用いて符号帳を更新するようにした。
【００１８】
この方法によれば、入力音響信号の周期性が強い場合には、高位レイヤの復号信号から求められる予測残差信号を使って適応符号帳の内部状態を更新することにより適応符号帳による予測精度が増し性能が向上する。また、本実施の形態の階層符号化装置によれば、入力音響信号の周期性が強くない場合には駆動音源信号を使って適応符号帳の内部状態を更新することにより、非周期的な信号に対する効果を上げることができる。
【００１９】
本発明の第５の態様に係る階層符号化方法は、予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、駆動音源信号を用いて符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪のいずれが小さいかを判定する判定工程を具備し、前記更新工程は、前記歪みが小さい信号を用いて符号帳を更新するようにした。
【００２０】
この方法によれば、予測残差信号もしくは駆動音源信号のいずれを用いて適応符号帳の内部状態を更新するかを判定する際に、予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、駆動音源信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪を算出して比較し、歪が小さくなる信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新することにより、歪の小さくなる信号を常に使って適応符号帳の内部状態を更新することになるので、品質を向上することができる。
【００２１】
本発明の第６の態様に係る階層復号化方法は、符号側で入力音声信号を符号化し、前段で符号化した信号を復号し、この復号信号と入力信号との差分を符号化した信号を復号する階層復号化方法であって、所定の長さのフレーム単位で入力音響信号を符号化した信号を復号する第１復号化工程と、前段の符号化結果を復号化した信号と入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化した信号をそれぞれ復号して加算する第２復号化工程と、前記第１復号化工程と前記第２復号化工程の復号結果から予測残差信号を生成する予測フィルタ工程と、前記予測フィルタ工程の予測に基づいて復号化に用いる符号帳を更新する更新工程と、を具備するようにした。
【００２２】
本発明の第７の態様に係る階層復号化方法は、前記第１復号化工程は、入力音響信号を符号化した信号をＣＥＬＰ方式で復号し、前記予測フィルタ工程は、符号化側で符号化されたＬＰＣ係数を復号して得られるＬＰＣ係数を用いて予測フィルタを生成し、前記更新工程は、前記第１復号化工程と前記第２復号化工程の復号結果を前記予測フィルタに通した結果を用いて符号帳を更新するようにした。
【００２３】
これらの方法によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化方法の復号において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから上位レイヤの符号化で発生する残差信号を予測し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で復号することができ、低ビットレートで高品質な信号を復号できる。
【００２４】
本発明の第８の態様に係る階層復号化方法は、前段の復号化結果をアップサンプリングするアップサンプリング工程と、アップサンプリングした復号結果と後段の復号結果を加算する加算工程と、前記加算結果をダウンサンプリングするダウンサンプリング工程と、を具備し、前記予測フィルタ工程は、ダウンサンプリング後の復号結果から予測残差信号を生成するようにした。
【００２５】
この方法によれば、下位レイヤで復号する信号のサンプリング周波数を上位レイヤで復号する信号のサンプリング周波数より高くすることにより、様々なサンプリング周波数に対応させて信号を符号化した信号を復号することができる。
【００２６】
本発明の第９の態様に係る階層復号化方法は、前記更新工程は、符号化側において前記予測フィルタ工程の予測で得られる予測残差信号と生成した駆動音源信号とのいずれかを用いて適応符号帳を更新するか判定した結果に基づいて符号帳を更新するようにした。
【００２７】
本発明の第１０の態様に係る階層符号化装置は、入力音声信号を符号化し、前段で符号化した信号を復号し、この復号信号と入力信号との差分を符号化する階層符号化装置であって、所定の長さのフレーム単位で入力音響信号を符号化する第１符号化手段と、前段の符号化結果を復号化した信号と入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化する第２符号化手段と、前記第２符号化手段の符号化結果を復号化した信号から予測残差信号を生成する予測フィルタ手段と、を具備し、前記第１符号化手段は、前記予測フィルタ手段の予測に基づいて符号化に用いる符号帳を更新するようにした。
【００２８】
この構成によれば、符号側において入力音響信号の周期性の強さ等に基づいて、予測残差信号もしくは駆動音源信号のいずれを用いて適応符号帳の内部状態を更新するかを判定した結果に基づいて、符号化された音響信号の周期性が強い場合には、高位レイヤの復号信号から求められる予測残差信号を使って適応符号帳の内部状態を更新することにより、階層符号化法の符号化コードを復号することができ、その結果高品質な音響信号を復号することができる。
【００２９】
本発明の第１１の態様に係る階層符号化装置は、前記第１符号化手段は、入力音響信号をＣＥＬＰ方式で符号化する手段であって、過去に生成した駆動音源信号を保持する符号帳と、入力音響信号からＬＰＣ係数を求めるＬＰＣ分析手段と、入力音声信号と差が最も小さい駆動音源信号を探索する探索手段と、を具備し、前記予測フィルタ手段は、量子化後のＬＰＣ係数を用いて予測フィルタを生成し、前記第１符号化手段は、前記第２符号化手段の符号化結果を復号化した信号を前記予測フィルタに通した結果を用いて符号帳を更新する構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから予測残差信号を生成し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で符号化することができ、低ビットレートで高品質な符号化を行うことができる。
【００３１】
本発明の第１２の態様に係る階層符号化装置は、入力音響信号をダウンサンプリングして前記第１符号化手段または前記第２符号化手段に出力するダウンサンプリング手段と、前段の符号化結果を復号化した信号をアップサンプリングするアップサンプリング手段とを具備し、前記第２符号化手段は、アップサンプリング後の前段の符号化結果を復号化した信号と入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化する構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、下位レイヤで符号化する信号のサンプリング周波数を上位レイヤで符号化する信号のサンプリング周波数より高くすることにより、様々なサンプリング周波数に対応させて入力信号を符号化することができる。
【００３３】
本発明の第１３の態様に係る階層符号化装置は、前記第１符号化手段は、前記予測フィルタ手段の予測で得られる予測残差信号と生成した駆動音源信号とのいずれかを用いて適応符号帳を更新するか判定する判定手段を具備する構成を採る。
【００３４】
本発明の第１４の態様に係る階層符号化装置は、前記第１符号化手段は、入力音響信号の周期性を測定する周期性算出手段を具備し、前記判定手段は、前記周期性が所定のしきい値以上である場合に前記予測フィルタ手段の予測で得られる予測残差信号を用いて符号帳を更新し、前記周期性が所定のしきい値未満である場合に生成した駆動音源信号とを用いて符号帳を更新する判定をする構成を採る。
【００３５】
これらの構成によれば、入力音響信号の周期性が強い場合には、高位レイヤの復号信号から求められる予測残差信号を使って適応符号帳の内部状態を更新することにより適応符号帳による予測精度が増し性能が向上する。また、本実施の形態の階層符号化装置によれば、入力音響信号の周期性が強くない場合には駆動音源信号を使って適応符号帳の内部状態を更新することにより、非周期的な信号に対する効果を上げることができる。
【００３６】
本発明の第１５の態様に係る階層符号化装置は、前記判定手段は、予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、駆動音源信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪のいずれが小さいかを判定し、前記第１符号化手段は、前記歪みが小さい信号を用いて符号帳を更新する判定をする構成を採る。
【００３７】
この構成によれば、予測残差信号もしくは駆動音源信号のいずれを用いて適応符号帳の内部状態を更新するかを判定する際に、予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、駆動音源信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪を算出して比較し、歪が小さくなる信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新することにより、歪の小さくなる信号を常に使って適応符号帳の内部状態を更新することになるので、品質を向上することができる。
【００３８】
本発明の第１６の態様に係る階層復号化装置は、符号側で入力音声信号を符号化し、前段で符号化した信号を復号し、この復号信号と入力信号との差分を符号化した信号を復号する階層復号化装置であって、所定の長さのフレーム単位で入力音響信号を符号化した信号を復号する第１復号化手段と、前段の符号化結果を復号化した信号と入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化した信号をそれぞれ復号して加算する第２復号化手段と、前記第１復号化手段と前記第２復号化手段の復号結果から予測残差信号を生成する予測フィルタ手段と、を具備し、前記復号化手段は、前記予測フィルタ手段の予測に基づいて復号化に用いる符号帳を更新する構成を採る。
【００３９】
本発明の第１７の態様に係る階層復号化装置は、前記第１復号化手段は、入力音響信号を符号化した信号をＣＥＬＰ方式で復号する手段であって、前記予測フィルタ手段は、符号化側で符号化されたＬＰＣ係数を復号して得られるＬＰＣ係数を用いて予測フィルタを生成し、前記第１復号化手段は、前記第１復号化手段と前記第２復号化手段の復号結果を前記予測フィルタに通した結果を用いて符号帳を更新する構成を採る。
【００４０】
これらの構成によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化方法の復号において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから予測残差信号を生成し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で復号することができ、低ビットレートで高品質な信号を復号できる。
【００４１】
本発明の第１８の態様に係る階層復号化装置は、前段の復号化結果をアップサンプリングするアップサンプリング手段と、アップサンプリングした復号結果と後段の復号結果を加算する加算手段と、前記加算手段の加算結果をダウンサンプリングするダウンサンプリング手段と、を具備し、前記フィルタ手段は、ダウンサンプリング後の復号結果から予測残差信号を生成する構成を採る。
【００４２】
この構成によれば、下位レイヤで復号する信号のサンプリング周波数を上位レイヤで復号する信号のサンプリング周波数より高くすることにより、様々なサンプリング周波数に対応させて信号を符号化した信号を復号することができる。
【００４３】
本発明の第１９の態様に係る階層復号化装置は、前記第１復号化手段は、符号化側において前記予測フィルタ手段の予測で得られる予測残差信号と生成した駆動音源信号とのいずれかを用いて適応符号帳を更新するか判定した結果に基づいて符号帳を更新する構成を採る。
【００４４】
この構成によれば、符号側において入力音響信号の周期性の強さ等に基づいて、予測残差信号もしくは駆動音源信号のいずれを用いて適応符号帳の内部状態を更新するかを判定した結果に基づいて、符号化された音響信号の周期性が強い場合には、高位レイヤの復号信号から求められる予測残差信号を使って適応符号帳の内部状態を更新することにより、階層符号化法の符号化コードを復号することができ、その結果高品質な音響信号を復号することができる。
【００４５】
本発明の第２０の態様に係る音響信号送信装置は、音響信号を電気的信号に変換する音響入力手段と、この音響入力手段から出力された信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段から出力されたディジタル信号を符号化する上記階層符号化装置と、この符号化装置から出力された符号化コードを無線周波数の信号に変調するＲＦ変調手段と、このＲＦ変調手段から出力された信号を電波に変換して送信する送信アンテナと、を具備する構成を採る。
【００４６】
この構成によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから予測残差信号を生成し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で符号化することができ、低ビットレートで高品質な符号化を行うことができる。
【００４７】
本発明の第２１の態様に係る音響信号受信装置は、電波を受信する受信アンテナと、この受信アンテナに受信された信号を復調するＲＦ復調手段と、このＲＦ復調手段にて得られた情報を復号する上記階層復号化装置と、この復号化装置から出力された信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、このＤ／Ａ変換手段から出力された電気的信号を音響信号に変換する音響出力手段と、を具備する構成を採る。
【００４８】
この構成によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化方法の復号において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから予測残差信号を生成し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で復号することができ、低ビットレートで高品質な信号を復号できる。
【００４９】
本発明の第２２の態様に係る通信端末装置は、上記音響信号送信装置あるいは上記音響信号受信装置の少なくとも一方を具備する構成を採る。本発明の第２３の態様に係る基地局装置は、上記音響信号送信装置あるいは上記音響信号受信装置の少なくとも一方を具備する構成を採る。
【００５０】
これらの構成によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから予測残差信号を生成し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で符号化することができ、低ビットレートで高品質な符号化を行うことができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから予測残差信号を生成し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で符号化して低ビットレートで高品質な符号化を行うことである。
【００５２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以降の実施の形態の説明ではレイヤ数Ｎを３にした場合について説明するが、本発明はこの数値に限定されるものではなく、Ｎ≧２の条件を満たす構成に適用することが可能である。
【００５３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る階層符号化装置の構成を示すブロック図である。図１の階層符号化装置１００は、入力端子１０１と、第１レイヤ符号化部１０２と、第１レイヤ復号化部１０３と、遅延器１０４と、減算器１０５と、第２レイヤ符号化部１０６と、第２レイヤ復号化部１０７と、加算器１０８と、遅延器１０９と、減算器１１０と、第３レイヤ符号化部１１１と、第３レイヤ復号化部１１２と、加算器１１３と、多重化部１１４と、出力端子１１５と、予測フィルタ１１６とから主に構成される。
【００５４】
本実施の形態では、各レイヤに入力される信号のサンプリング周波数は全て同じであるとし、サンプリング周波数をFsと表すものとする。入力端子１０１から、サンプリング周波数Fsの音響信号が入力され、第１レイヤ符号化部１０２に与えられる。
【００５５】
第１レイヤ符号化部１０２は、過去に生成した駆動音源信号を内部状態として保持している適応符号帳を有し、適応符号帳を用いることで周期性の強い信号を効率的に符号化することができる。第１レイヤ符号化部１０２は、入力音響信号と符号化後に生成される復号信号との間の聴感的な歪が最小となるように第１符号化コードを決定する。第１レイヤ符号化部１０２に適用される代表的な方法として符号励振線形予測法（ＣＥＬＰ）があるが、この詳細な説明は後述する。
【００５６】
そして、第１レイヤ符号化部１０２は、得られた第１符号化コードを第１レイヤ復号化部１０３及び多重化部１１４に出力する。第１レイヤ復号化部１０３は、第１符号化コードを用いて第１レイヤ復号信号を生成し、この第１レイヤ復号信号を減算器１０５及び加算器１０８に出力する。
【００５７】
遅延器１０４は、入力端子１０１から入力される音響信号を所定の時間長だけ遅延して減算器１０５に出力する。すなわち、遅延器１０４は、第１レイヤ符号化部１０２と第１レイヤ復号化部１０３で生じる遅延を補正する役割を持つ。
【００５８】
減算器１０５は、遅延器１０４の出力信号と前述の第１レイヤ復号信号との差をとり第２レイヤ残差信号を生成する。そして、減算器１０５は、第２レイヤ残差信号を第２レイヤ符号化部１０６に出力する。
【００５９】
第２レイヤ符号化部１０６は、第２レイヤ残差信号を聴感的に品質改善が成されるように符号化を行い、第２符号化コードを決定する。そして、第２レイヤ符号化部１０６は、第２レイヤ復号化部１０７と第２符号化コードを多重化部１１４に出力する。
【００６０】
同様に第２レイヤ復号化部１０７に第２符号化コードを与え、第２レイヤ復号化部１０７は、第２符号化コードを用いて復号処理を行い、第２レイヤ復号残差信号を生成し、この第２レイヤ復号残差信号を加算器１０８に出力する。
【００６１】
加算器１０８は、第１レイヤ復号信号と第２レイヤ復号残差信号の和をとり、第２レイヤ復号信号を生成する。そして、加算器１０８は、この第２レイヤ復号信号を減算器１１０と加算器１１３に出力する。
【００６２】
次に、遅延器１０９は、入力端子１０１から入力される音響信号を所定の時間長だけ遅延した後、この音響信号を減算器１１０に出力する。すなわち、遅延器１０９は、前段までの符号化部と復号化部で生じる遅延、具体的には第１レイヤ符号化部１０２と第１レイヤ復号化部１０３および第２レイヤ符号化部１０６と第２レイヤ復号化部１０７で生じる遅延を補正する役割を持つ。
【００６３】
減算器１１０は、遅延器１０９の出力信号と前述の第２レイヤ復号信号との差をとり第３レイヤ残差信号を生成する。そして、減算器１１０は、この第３レイヤ残差信号を第３レイヤ符号化部１１１に出力する。
【００６４】
第３レイヤ符号化部１１１は、第３レイヤ残差信号を聴感的に品質改善が成されるように符号化して第３符号化コードを決定し、この第３符号化コードを第３レイヤ復号化部１１２と多重化部１１４に出力する。
【００６５】
第３レイヤ復号化部１１２は、第３符号化コードを用いて復号処理を行い、第３レイヤ復号残差信号を生成し、この第３レイヤ復号残差信号を加算器１１３に出力する。
【００６６】
加算器１１３は、第２レイヤ復号信号と第３レイヤ復号残差信号の和をとり、第３レイヤ復号信号を生成し、この第３レイヤ復号信号を予測フィルタ１１６に出力する。
【００６７】
多重化部１１４は、第１符号化コード、第２符号化コードおよび第３符号化コードを所定の手段によって多重化を行い、符号化ビット列を生成する。そして、多重化部１１４は、この符号化ビット列を出力端子１１５より出力する。
【００６８】
加算器１１３で生成された第３レイヤ復号信号は予測フィルタ１１６に与えられる。
【００６９】
予測フィルタ１１６は、第３レイヤ復号信号に予測フィルタをかけ、予測残差信号を生成し、この予測残差信号を第１レイヤ符号化部１０２に出力する。予測フィルタは、第１レイヤ符号化部１０２で算出された量子化後のＬＰＣ係数により構成される。第３レイヤ復号信号をsyn3（k）、予測残差信号をe（k）、量子化後のＬＰＣ係数をαq（i）とすると、予測残差信号e（k）は次の式（１）で表される。
【００７０】
【数１】

ここで、ＮＰはＬＰＣ係数の次数を表す。
【００７１】
第１レイヤ符号化部１０２は、上記説明で求めた予測残差信号を用いて、第１レイヤ符号化部１０２に内在する適応符号帳の内部状態として利用する。
【００７２】
以下、第１レイヤ符号化部１０２の詳細について説明する。ここでは、第１レイヤ符号化部１０２にＣＥＬＰを用いる場合を例にして説明するが、本発明の要件として第１レイヤ符号化部に過去の駆動音源信号を内部状態として保持している適応符号帳が存在する符号化方法であればよく、本発明はＣＥＬＰに限定されるものではない。
【００７３】
図２は、本実施の形態の階層符号化装置の第１レイヤ符号化部の内部構成を示すブロック図である。図２の第１レイヤ符号化部は、ＣＥＬＰの代表的な構成を基にしたときの構成図である。図２において破線枠で囲まれた部分が図１の第１レイヤ符号化部１０２に相当する。図２において、第１レイヤ符号化部１０２は、入力端子２０１と、ＬＰＣ分析器２０２と、ＬＰＣ量子化器２０３と、ＬＰＣ復号器２０４と、聴感重みフィルタ２０５と、聴感重み付き合成フィルタ２０６と、適応符号帳２０７と、雑音符号帳２０８と、乗算器２０９と、乗算器２１０と、ゲイン符号帳２１１と、加算器２１２と、減算器２１３と、探索器２１４と、多重化部２１５と、出力端子２１６と、出力端子２１７と、入力端子２１８とから主に構成される。
【００７４】
入力端子２０１には、図１の入力端子１０１から入力される音響信号が入力される。ＬＰＣ分析器２０２は、入力端子２０１から入力されたサンプリングレートFsの音響信号からＬＰＣ係数を求める。このＬＰＣ係数は、聴感的な品質向上のために利用される。ＬＰＣ分析器２０２は、このＬＰＣ係数をＬＰＣ量子化器２０３、聴感重みフィルタ２０５、及び聴感重み付き合成フィルタ２０６に出力する。
【００７５】
ＬＰＣ量子化器２０３は、ＬＰＣ係数をＬＳＰ係数などの量子化に適したパラメータに変換し、量子化を行う。そして、ＬＰＣ量子化器２０３は、この量子化で得られる符号化コードをＬＰＣ復号器２０４と多重化部２１５に出力する。
【００７６】
ＬＰＣ復号器２０４は、符号化コードから量子化後のＬＳＰ係数を算出し、ＬＰＣ係数に変換して量子化後のＬＰＣ係数を求める。そして、ＬＰＣ復号器２０４は、この量子化後のＬＰＣ係数を聴感重み付き合成フィルタ２０６と出力端子２１７に出力する。この量子化後のＬＰＣ係数は、適応符号帳、適応ゲイン、雑音符号帳および雑音ゲインの符号化に利用される。また、量子化後のＬＰＣ係数が出力端子２１７より出力され、前述したように図１の予測フィルタ１１６に与えられ、予測残差信号ｅ（ｋ）を求める際に利用される。
【００７７】
聴感重みフィルタ２０５は、ＬＰＣ分析器２０２で求められたＬＰＣ係数を基に入力信号に重み付けを行う。これは、量子化歪のスペクトルを入力信号のスペクトル包絡にマスクされるようスペクトル整形を行うことを目的として行われる。そして、聴感重みフィルタ２０５は、重み付けされた入力信号を減算器２１３に出力する。
【００７８】
次に、適応ベクトル、適応ベクトルゲイン、雑音ベクトル、雑音ベクトルゲインの探索する構成の部分について説明する。
【００７９】
適応符号帳２０７は、過去に生成した駆動音源信号を内部状態として保持し、この内部状態を所望のピッチ周期で繰り返すことにより適応ベクトルを生成する。ピッチ周期の取る範囲は、実際の音声のピッチ周期を勘案し60Hz〜400Hzの間が適当である。そして、適応符号帳２０７は、内部に保持した駆動音源信号を適応ベクトルとして順に乗算器２０９に出力する。
【００８０】
乗算器２０９は、この適応ベクトルにゲイン符号帳２１１から出力される適応ベクトルゲインを乗算して加算器２１２に出力する。
【００８１】
また、雑音符号帳２０８は、あらかじめ記憶領域に格納されている雑音ベクトル、もしくは代数（algebraic）構造のように記憶領域を持たずにルールに従い生成されるベクトルを雑音ベクトルとして出力する。
【００８２】
乗算器２１０は、この雑音ベクトルにゲイン符号帳２１１から出力される雑音ベクトルゲインを乗算して加算器２１２に出力する。
【００８３】
加算器２１２は、適応ベクトルゲインが乗じられた適応ベクトルと雑音ベクトルゲインが乗じられた雑音ベクトルとを加算して駆動音源信号を生成し、この駆動音源信号を聴感重み付き合成フィルタ２０６に出力する。
【００８４】
聴感重み付き合成フィルタ２０６は、駆動音源信号を聴覚重み付き合成フィルタに通して聴覚重み付き合成信号を生成し、この聴覚重み付き合成信号を減算器２１３に出力する。
【００８５】
減算器２１３は、聴覚重み付き入力信号から聴覚重み付き合成信号を減算し、減算後の信号を探索器２１４に出力する。
【００８６】
探索器２１４は、減算後の信号から定義される歪が最小となる適応ベクトル、適応ベクトルゲイン、雑音ベクトル、雑音ベクトルゲインの組み合わせを効率よく探索し、これら検索された符号化コードを多重化部２１５に出力する。
【００８７】
探索器２１４は、以下の式（２）または式（３）で定義される歪を最小とする符号化コードｉ，ｊ，ｍもしくは符号化コードｉ，ｊ，ｍ，ｎを決定してそれらを多重化部２１５に送る。
【００８８】
【数２】

【数３】

ここで、ｔ（ｋ）は聴覚重み付き入力信号、ｐｉ（ｋ）は第ｉ番目の適応ベクトルを聴覚重み付き合成フィルタに通して得られる信号、ｅｊ（ｋ）は第ｊ番目の雑音ベクトルを聴覚重み付き合成フィルタに通して得られる信号、βとγはそれぞれ適応ベクトルゲインと雑音ベクトルゲインを表す。式（２）と式（３）とではゲイン符号帳の構成が異なり、式２の場合、ゲイン符号帳は適応ベクトルゲインβｍと雑音ベクトルゲインγｍを要素として持つベクトルとして表されており、ベクトルを特定するための符号化コードｍが決定されることになる。式３の場合、ゲイン符号帳は適応ベクトルゲインβｍと雑音ベクトルゲインγｎをそれぞれ独立に有しており、それぞれの符号化コードｍ，ｎが独立に決定されることになる。
【００８９】
適応ベクトル、適応ベクトルゲイン、雑音ベクトル、雑音ベクトルゲインの最適化を同時に図ると演算量が膨大になるため対策が必要である。一般的には、適応ベクトル、適応ベクトルゲイン、雑音ベクトル、雑音ベクトルゲインの順に最適なベクトルまたは値を決定していく方法が採られる。
【００９０】
そして、探索器２１４において符号化コードが決定された後に、多重化部２１５はこれらの符号化コードを一つにまとめて出力端子２１６より出力する。
【００９１】
上記符号化処理が終了した後に、次のフレーム（もしくはサブフレーム）での符号化処理に備えて、適応符号帳の内部状態を更新する。
【００９２】
予測フィルタ１１６は、加算器１１３より得られる第３レイヤ復号信号ｓｙｎ（ｎ）と第１レイヤ符号化部１０２より得られる量子化後のＬＰＣ係数αｑ（ｉ）を用いて、予測残差信号ｒ（ｎ）を出力する。この予測残差信号ｒ（ｎ）を用いて適応符号帳内の内部状態を更新することになる。予測フィルタ１１６は、量子化後のＬＰＣ係数αｑ（ｉ）を用いて予測フィルタを構成し、この予測フィルタに第３レイヤ復号信号ｓｙｎ（ｎ）を入力することにより予測残差信号ｒ（ｎ）を算出することになる。予測残差信号ｒ（ｎ）は次の式（４）に従い算出される。
【００９３】
【数４】

ここでＮＰはＬＰＣ係数の次数を表す。
【００９４】
本発明の特徴はこの上記説明の部分にあり、従来の方法では加算器２１２で求められた駆動音源信号を用いて適応符号帳２０７の内部状態を更新していたが、本発明では入力端子２１８から入力される予測フィルタ１１６の出力信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新する。本発明の効果の説明を、図３を用いて行う。
【００９５】
図３は、入力音響信号とそれに対応する第１レイヤ復号信号、第２レイヤ復号信号、第３レイヤ復号信号の関係を示す図である。従来の方法では、第１レイヤ復号信号に対応する駆動音源信号を用いて適応符号帳を更新している。
【００９６】
各レイヤの復号信号を比較すると、最も入力音響信号に近い信号は第３レイヤ復号信号であり、次いで第２レイヤ復号信号、第１レイヤ復号信号の順となる。これは、本実施の形態ではレイヤが増すごとに入力音響信号と復号信号の誤差が小さくなるように符号化されていくことによる。一方で、適応符号帳の内部状態が入力音響信号と類似な状態になっているほど適応符号帳の性能は高くなる。そのため、第３レイヤ復号信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新すると、より効率的な符号化が実現できる。適応符号帳の内部状態は駆動音源信号にする必要があるため、実際上は、第３レイヤ復号信号から、ＬＰＣ係数を使って予測残差信号を求め、この予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新することになる。
【００９７】
このように、本実施の形態の階層符号化装置によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから上位レイヤの符号化で発生する残差信号を予測し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で符号化することができ、低ビットレートで高品質な符号化を行うことができる。
【００９８】
なお、上記説明では、予測フィルタ１１６が第３レイヤ復号信号と第１レイヤ符号化部１０２より得られる量子化後のＬＰＣ係数を用いて、予測残差信号を作成し、第１レイヤ符号化部１０２は、この予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新しているが、予測フィルタ１１６が、第２レイヤ復号信号をもちいて予測残差信号を作成してもよい。すなわち、予測残差信号を作成するために必要な復号信号は、第１レイヤ符号化で符号化しきれない残差信号を符号化するレイヤであれば何段目であってもよい。
【００９９】
図４は、本発明の実施の形態１に係る階層符号化装置の構成を示すブロック図である。図４において図１と同一の番号が付与されている構成要素については同一の機能を有するものとしてここでは説明を省略する。本実施の形態の特徴は、中間レイヤの復号信号（図４では第２レイヤ復号信号）を予測フィルタ１１６に与え、その出力信号を適応符号帳２０７の内部状態の更新に用いる点にある。この構成によれば、中間レイヤまでのスケーラビリティを確保できるという特徴がある。
【０１００】
加算器１０８は、第１レイヤ復号信号と第２レイヤ復号残差信号の和をとり、第２レイヤ復号信号を生成する。そして、加算器１０８は、この第２レイヤ復号信号を減算器１１０と予測フィルタ１１６に出力する。
【０１０１】
予測フィルタ１１６は、第２レイヤ復号信号に予測フィルタをかけ、予測残差信号を生成し、この予測残差信号を第１レイヤ符号化部１０２に出力する。
【０１０２】
第１レイヤ符号化部１０２は、予測フィルタ１１６で求めた予測残差信号を用いて、第１レイヤ符号化部１０２に内在する適応符号帳の内部状態として利用する。第１レイヤ符号化部１０２は、入力音響信号と符号化後に生成される復号信号との間の聴感的な歪が最小となるように第１符号化コードを決定する。そして、第１レイヤ符号化部１０２は、得られた第１符号化コードを第１レイヤ復号化部１０３及び多重化部１１４に出力する。
【０１０３】
このように、本実施の形態の階層符号化装置によれば、中間レイヤの復号信号を予測フィルタに与え、その出力信号を第１レイヤ符号化の適応符号帳の内部状態の更新に用いることにより、中間レイヤまでのスケーラビリティを確保できる。
【０１０４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１の階層符号化装置で符号化された信号を復号する例について説明する。本実施の形態の特徴は、実施の形態１で説明された階層符号化法の符号化コードを復号することができ、その結果高品質な音響信号を復号することが可能になる点にある。
【０１０５】
図５は、本発明の実施の形態２に係る階層復号化装置の構成を示すブロック図である。図５の階層復号化装置３００は、入力端子３０１と、分離部３０２と、第１レイヤ復号化部３０３と、第２レイヤ復号化部３０４と、第３レイヤ復号化部３０５と、加算器３０６と、加算器３０７と、予測フィルタ３０８と、出力端子３０９とから主に構成される。
【０１０６】
入力端子３０１から図１の階層符号化装置にて符号化された符号化ビット列が入力される。
【０１０７】
分離部３０２は、符号化ビット列を分離し、第１レイヤ符号化で得られる第１符号化コード、第２レイヤ符号化で得られる第２符号化コードおよび第３レイヤ符号化で得られる第３符号化コードを生成する。そして、分離部３０２は、第１符号化コードを第１レイヤ復号化部３０３に出力し、第２符号化コードを第２レイヤ復号化部３０４に出力し、第３符号化コードを第３レイヤ復号化部３０５に出力する。
【０１０８】
第１レイヤ復号化部３０３は、分離部３０２で得られた第１符号化コードを用いて復号処理を行い、第１レイヤ復号信号を生成する。
【０１０９】
次に、第２レイヤ復号化部３０４は、分離部３０２で得られた第２符号化コードを用いて復号処理を行い、第２レイヤ復号残差信号を生成する。加算器３０６では、前述の第１レイヤ復号信号と第２レイヤ復号残差信号とを加算し、第２レイヤ復号信号を生成する。そして、加算器３０６は、第２レイヤ復号信号を加算器３０７に出力する。
【０１１０】
次に、第３レイヤ復号化部３０５は、分離部３０２で得られた第３符号化コードを用いて復号処理を行い、第３レイヤ復号残差信号を生成する。加算器３０７は、前述の第２レイヤ復号信号と第３レイヤ復号残差信号とを加算し、第３レイヤ復号信号を生成する。加算器３０７は、第３レイヤ復号信号を予測フィルタ３０８と出力端子３０９に出力する。
【０１１１】
予測フィルタ３０８は、前述した実施の形態１の予測フィルタ１１６と同様の処理を行い、予測残差信号を生成する。予測フィルタ３０８で使用する量子化後のＬＰＣ係数には、第１レイヤ復号化部で得られる復号ＬＰＣ係数が用いられる。また、予測フィルタ３０８で生成される予測残差信号は第１レイヤ復号化部に与えられ、第１レイヤ復号化部に内在する適応符号帳の内部状態の更新に用いられる。
【０１１２】
この様子を詳細に説明するために、次に第１レイヤ復号化部３０３について説明する。ここでは、第１レイヤ復号化部３０３にＣＥＬＰを用いる場合を例にして説明するが、本発明の要件として第１レイヤ復号化部に適応符号帳が存在する復号化方法であればよく、本発明はＣＥＬＰに限定されるものではない。
【０１１３】
図６は、本実施の形態の階層復号化装置の第１レイヤ復号化部の内部構成を示すブロック図である。図６の第１レイヤ復号化部は、ＣＥＬＰの代表的な構成を基にしたときの構成図である。図６において破線枠で囲まれた部分が図５の第１レイヤ復号化部３０３に相当する。図６において、第１レイヤ復号化部３０３は、入力端子４０１と、分離部４０２と、適応符号帳４０３と、雑音符号帳４０４と、ゲイン符号帳４０５と、乗算器４０６と、乗算器４０７と、加算器４０８と、ＬＰＣ復号器４０９と、合成フィルタ４１０と、出力端子４１２と、出力端子４１３と、入力端子４１４とから主に構成される。
【０１１４】
分離部４０２は、入力端子４０１より入力される第１符号化コードから符号化コードを分離し、適応符号帳４０３、雑音符号帳４０４、ゲイン符号帳４０５およびＬＰＣ復号器４０９に出力する。
【０１１５】
ＬＰＣ復号器４０９は、与えられる符号化コードを用いてＬＰＣ係数を復号し、合成フィルタ４１０と出力端子４１２に出力する。出力端子４１２より出力されるＬＰＣ係数は、前述した予測フィルタ３０８にて利用されることになる。
【０１１６】
次に、適応符号帳４０３は符号化コードを利用して適応ベクトルｑ（ｋ）を復号して乗算器４０６に出力する。雑音符号帳４０４は、符号化コードを利用して雑音ベクトルｃ（ｋ）を復号して乗算器４０７に出力する。
【０１１７】
ゲイン符号帳４０５は、符号化コードを利用して適応ベクトルゲインβｑおよび雑音ベクトルゲインγｑを復号する。そして、乗算器４０６は適応ベクトルゲインβｑを乗算器４０６に出力し、雑音ベクトルゲインγｑを乗算器４０７に出力する。
【０１１８】
乗算器４０６は、適応ベクトルと適応ベクトルゲインを乗じ、加算器４０８に出力する。乗算器４０７では雑音ベクトルと雑音ベクトルゲインを乗じ、加算器４０８に出力する。加算器４０８は、乗算後の適応ベクトルと雑音ベクトルとの信号を加算して駆動音源信号を生成する。駆動音源信号をｅｘ（ｋ）と表すと、駆動音源信号ｅｘ（ｋ）は次の式（５）で求められる。
【０１１９】
【数５】

次に、復号されたＬＰＣ係数と駆動音源信号ｅｘ（ｋ）を用いて合成フィルタ４１０にて合成信号ｓｙｎ（ｋ）を次の式（６）に従い生成する。
【０１２０】
【数６】

ここで、αｑ（ｉ）は復号されたＬＰＣ係数、ＮＰはＬＰＣ係数の次数を表す。上記動作で復号された復号信号ｓｙｎ（ｎ）は出力端子４１３より出力される。
【０１２１】
上記復号化処理が終了した後に、次のフレーム（もしくはサブフレーム）での復号化処理に備えて、適応符号帳の内部状態を最新の駆動音源信号を用いて更新する。
【０１２２】
本発明の特徴は上記説明部分にあり、従来の方法では加算器４０８で求められた駆動音源信号を用いて適応符号帳４０３の内部状態を更新していたが、本発明では入力端子４１４から入力される予測フィルタ３０８の出力信号（予測残差信号）を用いて適応符号帳の内部状態を更新する。
【０１２３】
このように、本実施の形態の階層復号化装置によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化方法の復号において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから予測残差信号を生成し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で復号することができ、低ビットレートで高品質な信号を復号できる。
【０１２４】
なお、上記説明では、予測フィルタ３０８が第３レイヤ復号信号と第１レイヤ符号化部１０２より得られる量子化後のＬＰＣ係数を用いて、予測残差信号を作成し、適応符号帳４０３は、この予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新しているが、予測フィルタ３０８が、第２レイヤ復号信号をもちいて予測残差信号を作成してもよい。すなわち、予測残差信号を作成するために必要な復号信号は、第１レイヤ符号化で符号化しきれない残差信号を符号化するレイヤであれば何段目であってもよい。
【０１２５】
図７は、本発明の実施の形態２に係る階層復号化装置の構成を示すブロック図である。図７において図５と同一の番号が付与されている構成要素については同一の機能を有するものとしてここでは説明を省略する。本実施の形態の特徴は、中間レイヤの復号信号（図７では第２レイヤ復号信号）を予測フィルタ３０８に与え、予測フィルタ３０８の出力信号を図６の適応符号帳４０３の内部状態の更新に用いる点にある。この構成によれば、中間レイヤまでのスケーラビリティを確保できるという特徴がある。
【０１２６】
加算器３０６は、前述の第１レイヤ復号信号と第２レイヤ復号残差信号とを加算し、第２レイヤ復号信号を生成する。そして、加算器３０６は、第２レイヤ復号信号を加算器３０７と予測フィルタ３０８に出力する。
【０１２７】
次に、第３レイヤ復号化部３０５は、分離部３０２で得られた第３符号化コードを用いて復号処理を行い、第３レイヤ復号残差信号を生成する。加算器３０７は、前述の第２レイヤ復号信号と第３レイヤ復号残差信号とを加算し、第３レイヤ復号信号を生成する。加算器３０７は、第３レイヤ復号信号を出力端子３０９に出力する。
【０１２８】
予測フィルタ３０８は、第１レイヤ復号化部３０３で生成される量子化後のＬＰＣ係数と加算器３０６で生成される第２レイヤ復号信号とから予測残差信号を生成する。そして、予測フィルタ３０８で生成される予測残差信号は、第１レイヤ復号化部に与えられ、第１レイヤ復号化部に内在する適応符号帳の内部状態の更新に用いられる。
【０１２９】
このように、本実施の形態の階層復号化装置によれば、中間レイヤの復号信号を予測フィルタに与え、その出力信号を第１レイヤ復号化の適応符号帳の内部状態の更新に用いることにより、中間レイヤまでのスケーラビリティを確保できる。
【０１３０】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る階層符号化装置の構成を示すブロック図である。図８の階層符号化装置５００は、入力端子５０１と、ＤＳ１部５０２と、第１レイヤ符号化部５０３と、第１レイヤ復号化部５０４と、ＵＳ１部５０５と、ＤＳ２部５０６と、遅延器５０７と、減算器５０８と、第２レイヤ符号化部５０９と、第２レイヤ復号化部５１０と、加算器５１１と、ＵＳ２部５１２と、遅延器５１３と、減算器５１４と、第３レイヤ符号化部５１５と、第３レイヤ復号化部５１６と、加算器５１７と、多重化部５１８と、出力端子５１９と、ＤＳ３部５２０と、予測フィルタ５２１とから主に構成される。
【０１３１】
図８の階層符号化装置は、上位レイヤの符号化信号を復号し、この復号信号をアップサンプリングした信号と入力音響信号との差分を下位レイヤで符号化する方法に関し、下位レイヤで符号化する信号のサンプリング周波数が上位レイヤで符号化する信号のサンプリング周波数より高い点が図１の階層符号化装置と異なる。
【０１３２】
本実施の形態では、各レイヤに入力される信号のサンプリング周波数には次の式（７）に示す関係がある点に特徴がある。
【０１３３】
【数７】

ここで、Ｆｓ（ｎ）は第ｎレイヤの信号のサンプリング周波数を表す。本実施の形態によれば、複数のサンプリング周波数に対応した符号化を行うことが可能となる。
【０１３４】
入力端子５０１から、サンプリング周波数Ｆｓ（３）の音響信号が入力されＤＳ１部５０２に与えられる。
【０１３５】
ＤＳ１部５０２は、入力音響信号をダウンサンプリングし、この入力音響信号のサンプリング周波数をＦｓ（３）からＦｓ（１）に下げる。そして、ＤＳ１部５０２は、サンプリング周波数Ｆｓ（１）の入力信号を第１レイヤ符号化部５０３に出力する。
【０１３６】
第１レイヤ符号化部５０３は、過去に生成した駆動音源信号を内部状態として保持している適応符号帳を有し、適応符号帳を用いることで周期性の強い信号を効率的に符号化することができる。第１レイヤ符号化部５０３は、入力音響信号と符号化後に生成される復号信号との間の聴感的な歪が最小となるように第１符号化コードを決定する。第１レイヤ符号化部５０３に適用される代表的な方法として符号励振線形予測法（ＣＥＬＰ）がある。
【０１３７】
そして、第１レイヤ符号化部５０３は、得られた第１符号化コードを第１レイヤ復号化部５０４及び多重化部５１８に出力する。第１レイヤ復号化部５０４は、第１符号化コードを用いて第１レイヤ復号信号を生成し、この第１レイヤ復号信号をＵＳ１部５０５に出力する。
【０１３８】
ＵＳ１部５０５は、第１レイヤ復号信号をアップサンプリングし、サンプリング周波数をＦｓ（１）からＦｓ（２）に上げる。そして、ＵＳ１部５０５は、サンプリング周波数Ｆｓ（２）の第１レイヤ復号信号を減算器５０８と加算器５１１に出力する。
【０１３９】
次に、入力端子５０１から入力される音響信号がＤＳ２部５０６に与えられる。ＤＳ２部５０６は、入力音響信号をダウンサンプリングし、この入力音響信号のサンプリング周波数をＦｓ（３）からＦｓ（２）に下げる。そして、ＤＳ２部５０６は、サンプリング周波数Ｆｓ（２）の入力信号を遅延器５０７に出力する。
【０１４０】
遅延器５０７は、入力端子５０１から入力される音響信号を所定の時間長だけ遅延して減算器５０８に出力する。すなわち、ＤＳ１部５０２、第１レイヤ符号化部５０３、第１レイヤ復号化部５０４、ＵＳ１部５０５およびＤＳ２部５０６にて生じる遅延を補正する役割を持つ。
【０１４１】
減算器５０８は、遅延器５０７の出力信号と前述の第１レイヤ復号信号との差をとり第２レイヤ残差信号を生成する。そして、減算器５０８は、第２レイヤ残差信号を第２レイヤ符号化部５０９に出力する。
【０１４２】
第２レイヤ符号化部５０９は、第２レイヤ残差信号を聴感的に品質改善が成されるように符号化を行い、第２符号化コードを決定する。そして、第２レイヤ符号化部５０９は、第２レイヤ復号化部５１０と第２符号化コードを多重化部５１８に出力する。
【０１４３】
第２レイヤ復号化部５１０は、第２符号化コードを用いて復号処理を行い、第２レイヤ復号残差信号を生成し、この第２レイヤ復号残差信号を加算器５１１に出力する。
【０１４４】
加算器５１１は、第１レイヤ復号信号と第２レイヤ復号残差信号の和をとり、第２レイヤ復号信号を生成する。そして、加算器５１１は、この第２レイヤ復号信号をＵＳ２部５１２に出力する。
【０１４５】
ＵＳ２部５１２は、第２レイヤ復号信号をアップサンプリングし、サンプリング周波数をＦｓ（２）からＦｓ（３）に上げる。そして、ＵＳ２部５１２は、サンプリング周波数Ｆｓ（３）の第２レイヤ復号信号を減算器５１４と加算器５１７に出力する。
【０１４６】
次に、遅延器５１３は、入力端子５０１から入力される音響信号を所定の時間長だけ遅延した後、この音響信号を減算器５１４に出力する。すなわち、遅延器５１３は、前段までの符号化部と復号化部で生じる遅延、具体的にはＤＳ１部５０２からＵＳ２部５１２までの信号処理で生じる遅延を補正する役割を持つ。
【０１４７】
減算器５１４は、遅延器５１３の出力信号と前述の第２レイヤ復号信号との差をとり第３レイヤ残差信号を生成する。そして、減算器５１４は、この第３レイヤ残差信号を第３レイヤ符号化部５１５に出力する。
【０１４８】
第３レイヤ符号化部５１５は、第３レイヤ残差信号を聴感的に品質改善が成されるように符号化して第３符号化コードを決定し、この第３符号化コードを第３レイヤ復号化部５１６と多重化部５１８に出力する。
【０１４９】
第３レイヤ復号化部５１６は、第３符号化コードを用いて復号処理を行い、第３レイヤ復号残差信号を生成し、この第３レイヤ復号残差信号を加算器５１７に出力する。
【０１５０】
加算器５１７は、第２レイヤ復号信号と第３レイヤ復号残差信号の和をとり、第３レイヤ復号信号を生成し、この第３レイヤ復号信号をＤＳ３部５２０に出力する。
【０１５１】
多重化部５１８は、第１符号化コード、第２符号化コードおよび第３符号化コードを所定の手段によって多重化を行い、符号化ビット列を生成する。そして、多重化部５１８は、この符号化ビット列を出力端子５１９より出力する。
【０１５２】
ＤＳ３部５２０は、第３レイヤ復号信号をダウンサンプリングし、この第３レイヤ復号信号のサンプリング周波数をＦｓ（３）からＦｓ（１）に下げる。そして、ＤＳ３部５２０は、サンプリング周波数Ｆｓ（１）の第３レイヤ復号信号を予測フィルタ５２１に出力する。
【０１５３】
予測フィルタ５２１は、第３レイヤ復号信号に予測フィルタをかけ、予測残差信号を生成し、この予測残差信号を第１レイヤ符号化部５０３に出力する。予測フィルタは、第１レイヤ符号化部５０３で算出された量子化後のＬＰＣ係数により構成される。ＤＳ３部５２０から出力される第３レイヤ復号信号をｓｙｎ３（ｋ）、予測残差信号をｅ（ｋ）、量子化後のＬＰＣ係数をαｑ（ｉ）とすると、予測残差信号ｅ（ｋ）は次の式（８）で表される。
【０１５４】
【数８】

ここで、ＮＰはＬＰＣ係数の次数を表す。
【０１５５】
第１レイヤ符号化部５０３は、上記説明の動作で求めた予測残差信号を用いて、第１レイヤ符号化部５０３に内在する適応符号帳の内部状態として利用する。
【０１５６】
このように、本実施の形態の階層符号化装置によれば、下位レイヤで符号化する信号のサンプリング周波数を上位レイヤで符号化する信号のサンプリング周波数より高くすることにより、様々なサンプリング周波数に対応させて入力信号を符号化することができる。
【０１５７】
なお、上記説明では、予測フィルタ５２１が第３レイヤ復号信号と第１レイヤ符号化部５０３より得られる量子化後のＬＰＣ係数を用いて、予測残差信号を作成し、第１レイヤ符号化部５０３は、この予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新しているが、予測フィルタ５２１が、第２レイヤ復号信号をもちいて予測残差信号を作成してもよい。すなわち、予測残差信号を作成するために必要な復号信号は、第１レイヤ符号化で符号化しきれない残差信号を符号化するレイヤであれば何段目であってもよい。
【０１５８】
図９は、本発明の実施の形態３に係る階層符号化装置の構成を示すブロック図である。図９において図８と同一の番号が付与されている構成要素については同一の機能を有するものとしてここでは説明を省略する。本実施の形態の特徴は、中間レイヤの復号信号（図９では第２レイヤ復号信号）を予測フィルタ５２１に与え、その出力信号を適応符号帳２０７の内部状態の更新に用いる点にある。この構成によれば、中間レイヤまでのスケーラビリティを確保できるという特徴がある。
【０１５９】
加算器５１１は、第１レイヤ復号信号と第２レイヤ復号残差信号の和をとり、第２レイヤ復号信号を生成する。そして、加算器５１１は、この第２レイヤ復号信号をＵＳ２部５１２に出力する。
【０１６０】
ＵＳ２部５１２は、第２レイヤ復号信号をアップサンプリングし、サンプリング周波数をＦｓ（２）からＦｓ（３）に上げる。そして、ＵＳ２部５１２は、サンプリング周波数Ｆｓ（３）の第１レイヤ復号信号を減算器５１４とＤＳ３部５２０に出力する。
【０１６１】
ＤＳ３部５２０は、第３レイヤ復号信号をダウンサンプリングし、この第３レイヤ復号信号のサンプリング周波数をＦｓ（３）からＦｓ（１）に下げる。そして、ＤＳ３部５２０は、サンプリング周波数Ｆｓ（１）の第３レイヤ復号信号を予測フィルタ５２１に出力する。
【０１６２】
予測フィルタ５２１は、第２レイヤ復号信号に予測フィルタをかけ、予測残差信号を生成し、この予測残差信号を第１レイヤ符号化部５０３に出力する。
【０１６３】
第１レイヤ符号化部５０３は、予測フィルタ５２１で求めた予測残差信号を用いて、第１レイヤ符号化部５０３に内在する適応符号帳の内部状態として利用する。第１レイヤ符号化部５０３は、入力音響信号と符号化後に生成される復号信号との間の聴感的な歪が最小となるように第１符号化コードを決定する。そして、第１レイヤ符号化部５０３は、得られた第１符号化コードを第１レイヤ復号化部５０４及び多重化部５１８に出力する。
【０１６４】
このように、本実施の形態の階層符号化装置によれば、中間レイヤの復号信号を予測フィルタに与え、その出力信号を第１レイヤ符号化の適応符号帳の内部状態の更新に用いることにより、中間レイヤまでのスケーラビリティを確保できる。
【０１６５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３の階層符号化装置で符号化された信号を復号する例について説明する。本実施の形態の特徴は、実施の形態３で説明された階層符号化法の符号化コードを復号することができ、その結果高品質な音響信号を復号することが可能になる点にある。
【０１６６】
図１０は、本発明の実施の形態４に係る階層復号化装置の構成を示すブロック図である。図１０の階層復号化装置６００は、入力端子６０１と、分離部６０２と、第１レイヤ復号化部６０３と、ＵＳ１部６０４と、加算器６０５と、第２レイヤ復号化部６０６と、ＵＳ２部６０７と、第３レイヤ復号化部６０８と、加算器６０９と、出力端子６１０と、ＤＳ３部６１１と、予測フィルタ６１２とから主に構成される。
【０１６７】
入力端子６０１から図８の階層符号化装置にて符号化された符号化ビット列が入力される。
【０１６８】
分離部６０２は、符号化ビット列を分離し、第１レイヤ符号化で得られる第１符号化コード、第２レイヤ符号化で得られる第２符号化コードおよび第３レイヤ符号化で得られる第３符号化コードを生成する。そして、分離部６０２は、第１符号化コードを第１レイヤ復号化部６０３に出力し、第２符号化コードを第２レイヤ復号化部６０６に出力し、第３符号化コードを第３レイヤ復号化部６０８に出力する。
【０１６９】
第１レイヤ復号化部６０３は、分離部６０２で得られた第１符号化コードを用いて復号処理を行い、第１レイヤ復号信号を生成する。
【０１７０】
ＵＳ１部６０４は、第１レイヤ復号信号をアップサンプリングし、サンプリング周波数をＦｓ（１）からＦｓ（２）に上げる。そして、ＵＳ１部６０４は、サンプリング周波数Ｆｓ（２）の第１レイヤ復号信号を加算器６０５に出力する。
【０１７１】
次に、第２レイヤ復号化部６０６は、分離部６０２で得られた第２符号化コードを用いて復号処理を行い、第２レイヤ復号残差信号を生成する。加算器６０５では、前述の第１レイヤ復号信号と第２レイヤ復号残差信号とを加算し、第２レイヤ復号信号を生成する。そして、加算器６０５は、第１レイヤ復号信号と第２レイヤ復号信号をＵＳ２部６０７に出力する。
【０１７２】
ＵＳ２部６０７は、第２レイヤ復号信号をアップサンプリングし、サンプリング周波数をＦｓ（２）からＦｓ（３）に上げる。そして、ＵＳ２部６０７は、サンプリング周波数Ｆｓ（３）の第２レイヤ復号信号を加算器６０９に出力する。
【０１７３】
次に、第３レイヤ復号化部６０８は、分離部６０２で得られた第３符号化コードを用いて復号処理を行い、第３レイヤ復号残差信号を生成する。加算器６０９は、前述の第２レイヤ復号信号と第３レイヤ復号残差信号とを加算し、第３レイヤ復号信号を生成する。加算器６０９は、第３レイヤ復号信号をＤＳ３部６１１と出力端子６１０に出力する。
【０１７４】
ＤＳ３部６１１は、第３レイヤ復号信号をダウンサンプリングし、この第３レイヤ復号信号のサンプリング周波数をＦｓ（３）からＦｓ（１）に下げる。そして、ＤＳ３部６１１は、サンプリング周波数Ｆｓ（１）の第３レイヤ復号信号を予測フィルタ６１２に出力する。
【０１７５】
予測フィルタ６１２は、前述した実施の形態１の予測フィルタ１１６と同様の処理を行い、予測残差信号を生成する。予測フィルタ６１２で使用する量子化後のＬＰＣ係数には、第１レイヤ復号化部で得られる復号ＬＰＣ係数が用いられる。また、予測フィルタ６１２で生成される予測残差信号は第１レイヤ復号化部に与えられ、第１レイヤ復号化部に内在する適応符号帳の内部状態の更新に用いられる。
【０１７６】
なお、上記説明では、予測フィルタ６１２が第３レイヤ復号信号と第１レイヤ復号化部６０３より得られる量子化後のＬＰＣ係数を用いて、予測残差信号を作成し、第１レイヤ復号化部６０３内の適応符号帳は、この予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新しているが、予測フィルタ６１２が、第２レイヤ復号信号をもちいて予測残差信号を作成してもよい。すなわち、予測残差信号を作成するために必要な復号信号は、第１レイヤ符号化で符号化しきれない残差信号を符号化するレイヤであれば何段目であってもよい。
【０１７７】
図１１は、本発明の実施の形態４に係る階層復号化装置の構成を示すブロック図である。但し、図１０と同一の構成となるものについては、図１０と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。本実施の形態の特徴は、中間レイヤの復号信号（図１１では第２レイヤ復号信号）を予測フィルタ６１２に与え、予測フィルタ６１２の出力信号を第１レイヤ復号化部６０３内の適応符号帳の内部状態の更新に用いる点にある。この構成によれば、中間レイヤまでのスケーラビリティを確保できるという特徴がある。
【０１７８】
加算器６０５は、前述の第１レイヤ復号信号と第２レイヤ復号残差信号とを加算し、第２レイヤ復号信号を生成する。そして、加算器６０５は、第２レイヤ復号信号を加算器ＵＳ２部６０７とＤＳ３部６１１に出力する。
【０１７９】
ＵＳ２部６０７は、第２レイヤ復号信号をアップサンプリングし、サンプリング周波数をＦｓ（２）からＦｓ（３）に上げる。そして、ＵＳ２部６０７は、サンプリング周波数Ｆｓ（３）の第１レイヤ復号信号を加算器６０９に出力する。
【０１８０】
ＤＳ３部６１１は、第２レイヤ復号信号をダウンサンプリングし、この第２レイヤ復号信号のサンプリング周波数をＦｓ（２）からＦｓ（１）に下げる。そして、ＤＳ３部６１１は、サンプリング周波数Ｆｓ（１）の第２レイヤ復号信号を予測フィルタ６１２に出力する。
【０１８１】
このように、本実施の形態の階層復号化装置によれば、中間レイヤの復号信号を予測フィルタに与え、その出力信号を第１レイヤ復号化の適応符号帳の内部状態の更新に用いることにより、中間レイヤまでのスケーラビリティを確保できる。
【０１８２】
（実施の形態５）
図１２は、本発明の実施の形態５に係る階層符号化装置の第１レイヤ符号化部の構成を示すブロック図である。但し、図２と同一の構成となるものについては、図２と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図１２の第１レイヤ符号化部は、周期性算出部７０１と、判定部７０２と、スイッチ部７０３と、適応符号帳７０４と、多重化器７０５とを具備し、適応符号帳の内部状態を更新する際に、入力音響信号の周期性の強さに応じて入力端子２１８から入力される予測残差信号を用いるか、もしくは加算器２１２より出力される駆動音源信号を用いるかのいずれかを選択する点が図２の第１レイヤ符号化部と異なる。
【０１８３】
周期性算出部７０１は、入力端子２０１から入力された音響信号について相関分析などの処理を行い入力音響信号の周期性の強さの度合いを定量化し、この周期性の強さの度合いを判定部７０２に出力する。
【０１８４】
判定部７０２は、周期性の強さの度合いとあらかじめ定められた閾値と比較を行う。そして、判定部７０２は、周期性の強さの度合いが閾値を超える場合には入力音響信号の周期性は強いとみなし、フラグを「０」として多重化器７０５に出力する。また、判定部７０２は、周期性の強さの度合いが閾値以下のとき、入力音響信号の周期性は弱いとみなし、フラグを「１」として多重化器７０５に出力する。
【０１８５】
スイッチ部７０３では、判定部７０２より得られるフラグに応じ適応符号帳７０４の内部状態の更新に使用する信号を切り替える。フラグが０の場合には、スイッチ部７０３は適応符号帳７０４の内部状態の更新に使用する信号として入力端子２１８より入力される予測残差信号を用いるようにスイッチを接続する。同様にフラグが１の場合には、スイッチ部７０３は適応符号帳７０４の内部状態の更新に使用する信号として加算器２１２より出力される駆動音源信号を用いるようにスイッチを接続する。
【０１８６】
適応符号帳７０４は、過去に生成した駆動音源信号を内部状態として保持し、この内部状態を所望のピッチ周期で繰り返すことにより適応ベクトルを生成する。すなわち、判定部７０２において入力音響信号の周期性は強いと判定された場合、適応符号帳７０４は、入力端子２１８より入力される予測残差信号を用いて内部状態を更新する。また、判定部７０２において入力音響信号の周期性は弱いと判定された場合、適応符号帳７０４は、加算器２１２より出力される駆動音源信号を用いて内部状態を更新する。そして、適応符号帳７０４は、内部に保持した駆動音源信号を適応ベクトルとして順に乗算器２０９に出力する。
【０１８７】
多重化器７０５は、ＬＰＣ量子化器２０３、探索器２１４、及び判定部７０２からの信号を多重化して出力端子２１６から出力する。
【０１８８】
このように、本実施の形態の階層符号化装置によれば、入力音響信号の周期性が強い場合には、高位レイヤの復号信号から求められる予測残差信号を使って適応符号帳の内部状態を更新することにより適応符号帳による予測精度が増し性能が向上する。また、本実施の形態の階層符号化装置によれば、入力音響信号の周期性が強くない場合には駆動音源信号を使って適応符号帳の内部状態を更新することにより、非周期的な信号に対する効果を上げることができる。
【０１８９】
なお、上記説明では、入力音響信号の周期性の強さに基づいて、予測残差信号もしくは駆動音源信号のいずれを用いて適応符号帳の内部状態を更新するかを判定しているが、判定基準は、特に限定されない。
【０１９０】
例えば、予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、駆動音源信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪を算出して比較してもよい。図１３は、本実施の形態の階層符号化装置の動作の一例を示すフロー図である。以下、図１３を用いて階層符号化装置の判定動作について説明する。
【０１９１】
ステップＳ８１０において、予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し、第１レイヤ符号化部の符号化処理を行う。その際の入力音響信号に対する第１レイヤ復号信号の聴感上の歪Ｅ１を算出する。
【０１９２】
ステップＳ８２０において、同様に、駆動音源信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し、第１レイヤ符号化部の符号化処理を行う。その際の入力音響信号に対する第１レイヤ復号信号の聴感上の歪Ｅ２を算出する。
【０１９３】
ステップＳ８３０では、ステップＳ８１０で求めた歪Ｅ１とステップＳ８２０で求めた歪Ｅ２とを比較する。
【０１９４】
ステップＳ８４０にて判定を行い、歪Ｅ１の方が歪Ｅ２より小さい場合、ステップＳ８５０の処理に進む。また、歪Ｅ２の方が歪Ｅ１より小さい場合にはステップＳ８６０の処理に進む。
【０１９５】
ステップＳ８５０では、予測残差信号を用いる方が、効果が大きいと判断し、予測残差信号を使って適応符号帳の内部状態を更新した後に符号化処理を行う。このとき、適応符号帳の更新に予測残差信号を用いたとしてフラグを０にセットする。
【０１９６】
ステップＳ８６０では、駆動音源信号を用いる方が、効果が大きいと判断し、駆動音源信号を使って適応符号帳の内部状態を更新した後に符号化処理を行う。このとき、適応符号帳の更新に駆動音源信号を用いたとしてフラグを１にセットする。
【０１９７】
ステップＳ８７０では、符号化処理により得られた符号化コードとフラグを多重化部にて多重化して出力端子より出力する。
【０１９８】
このように、本実施の形態の階層符号化装置によれば、予測残差信号もしくは駆動音源信号のいずれを用いて適応符号帳の内部状態を更新するかを判定する際に、予測残差信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、駆動音源信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新し入力音響信号を実際に符号化して求められる歪を算出して比較し、歪が小さくなる信号を用いて適応符号帳の内部状態を更新することにより、歪の小さくなる信号を常に使って適応符号帳の内部状態を更新することになるので、品質を向上することができる。
【０１９９】
（実施の形態６）
図１４は、本発明の実施の形態６に係る階層復号化装置の第１レイヤ復号化部の構成を示すブロック図である。但し、図６と同一の構成となるものについては、図６と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図１４の第１レイヤ復号化部は、入力端子８０１と、分離部８０２と、スイッチ部８０３とを具備し、適応符号帳の内部状態を更新する際に、分離部８０２より得られるフラグ情報に基づき入力端子８０１から入力される予測残差信号を用いるか、もしくは加算器４０８より出力される駆動音源信号を用いるかのいずれかを選択する点が図２の第１レイヤ符号化部と異なる。
【０２００】
分離部８０２は、入力端子４０１より入力される符号化コードを基に適応符号帳８０４、雑音符号帳４０４、ゲイン符号帳４０５、ＬＰＣ復号器４０９で用いられる符号化コードを分離すると共に、適応符号帳８０４の内部状態の更新に使用する信号の種類を表すフラグ情報を分離する。このフラグ情報は、図１２の判定部７０２から多重化器７０５に出力される信号である。
【０２０１】
スイッチ部８０３は、フラグ情報に応じ適応符号帳８０４の内部状態の更新に使用する信号を切り替える。フラグが０の場合には、スイッチ部８０３は適応符号帳８０４の内部状態の更新に使用する信号として入力端子８０１より入力される予測残差信号を用いるようにスイッチを接続する。同様にフラグが１の場合には、スイッチ部８０３は適応符号帳８０４の内部状態の更新に使用する信号として加算器４０８より出力される駆動音源信号を用いるようにスイッチを接続する。
【０２０２】
このように、本実施の形態の階層復号化装置によれば、符号側において入力音響信号の周期性の強さ等に基づいて、予測残差信号もしくは駆動音源信号のいずれを用いて適応符号帳の内部状態を更新するかを判定した結果に基づいて、符号化された音響信号の周期性が強い場合には、高位レイヤの復号信号から求められる予測残差信号を使って適応符号帳の内部状態を更新することにより、階層符号化法の符号化コードを復号することができ、その結果高品質な音響信号を復号することができる。
【０２０３】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について、図面を参照して説明する。図１５は、本発明の実施の形態７に係る通信装置の構成を示すブロック図である。図１５における信号処理装置１５０３は前述した実施の形態１から実施の形態６に示した音響符号化装置の中の１つによって構成されている点に本実施の形態の特徴がある。
【０２０４】
図１５に示すように、本発明の実施の形態７に係る通信装置１５００は、入力装置１５０１、Ａ／Ｄ変換装置１５０２及びネットワーク１５０４に接続されている信号処理装置１５０３を具備している。
【０２０５】
Ａ／Ｄ変換装置１５０２は、入力装置１５０１の出力端子に接続されている。信号処理装置１５０３の入力端子は、Ａ／Ｄ変換装置１５０２の出力端子に接続されている。信号処理装置１５０３の出力端子はネットワーク１５０４に接続されている。
【０２０６】
入力装置１５０１は、人間の耳に聞こえる音波を電気的信号であるアナログ信号に変換してＡ／Ｄ変換装置１５０２に与える。Ａ／Ｄ変換装置１５０２はアナログ信号をディジタル信号に変換して信号処理装置１５０３に与える。信号処理装置１５０３は入力されてくるディジタル信号を符号化してコードを生成し、ネットワーク１５０４に出力する。
【０２０７】
このように、本発明の実施の形態の通信装置によれば、通信において前述した実施の形態１〜６に示したような効果を享受でき、少ないビット数で効率よく音響信号を符号化する音響符号化装置を提供することができる。
【０２０８】
（実施の形態８）
次に、本発明の実施の形態８について、図面を参照して説明する。図１６は、本発明の実施の形態８に係る通信装置の構成を示すブロック図である。図１６における信号処理装置１６０３は前述した実施の形態１から実施の形態６に示した音響復号化装置の中の１つによって構成されている点に本実施の形態の特徴がある。
【０２０９】
図１６に示すように、本発明の実施の形態８に係る通信装置１６００は、ネットワーク１６０１に接続されている受信装置１６０２、信号処理装置１６０３、及びＤ／Ａ変換装置１６０４及び出力装置１６０５を具備している。
【０２１０】
受信装置１６０２の入力端子は、ネットワーク１６０１に接続されている。信号処理装置１６０３の入力端子は、受信装置１６０２の出力端子に接続されている。Ｄ／Ａ変換装置１６０４の入力端子は、信号処理装置１６０３の出力端子に接続されている。出力装置１６０５の入力端子は、Ｄ／Ａ変換装置１６０４の出力端子に接続されている。
【０２１１】
受信装置１６０２は、ネットワーク１６０１からのディジタルの符号化音響信号を受けてディジタルの受信音響信号を生成して信号処理装置１６０３に与える。信号処理装置１６０３は、受信装置１６０２からの受信音響信号を受けてこの受信音響信号に復号化処理を行ってディジタルの復号化音響信号を生成してＤ／Ａ変換装置１６０４に与える。Ｄ／Ａ変換装置１６０４は、信号処理装置１６０３からのディジタルの復号化音声信号を変換してアナログの復号化音声信号を生成して出力装置１６０５に与える。出力装置１６０５は、電気的信号であるアナログの復号化音響信号を空気の振動に変換して音波として人間の耳に聴こえるように出力する。
【０２１２】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、通信において前述した実施の形態１〜６に示したような効果を享受でき、少ないビット数で効率よく符号化された音響信号を復号することができるので、良好な音響信号を出力することができる。
【０２１３】
（実施の形態９）
次に、本発明の実施の形態９について、図面を参照して説明する。図１７は、本発明の実施の形態９に係る通信装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態９において、図１７における信号処理装置１７０３は、前述した実施の形態１から実施の形態６に示した音響符号化手段の中の１つによって構成されている点に本実施の形態の特徴がある。
【０２１４】
図１７に示すように、本発明の実施の形態９に係る通信装置１７００は、入力装置１７０１、Ａ／Ｄ変換装置１７０２、信号処理装置１７０３、ＲＦ変調装置１７０４及びアンテナ１７０５を具備している。
【０２１５】
入力装置１７０１は人間の耳に聞こえる音波を電気的信号であるアナログ信号に変換してＡ／Ｄ変換装置１７０２に与える。Ａ／Ｄ変換装置１７０２はアナログ信号をディジタル信号に変換して信号処理装置１７０３に与える。信号処理装置１７０３は入力されてくるディジタル信号を符号化して符号化音響信号を生成し、ＲＦ変調装置１７０４に与える。ＲＦ変調装置１７０４は、符号化音響信号を変調して変調符号化音響信号を生成し、アンテナ１７０５に与える。アンテナ１７０５は、変調符号化音響信号を電波として送信する。
【０２１６】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、無線通信において前述した実施の形態１〜６に示したような効果を享受でき、少ないビット数で効率よく音響信号を符号化することができる。
【０２１７】
なお、本発明は、オーディオ信号を用いる送信装置、送信符号化装置又は音響信号符号化装置に適用することができる。また、本発明は、移動局装置又は基地局装置にも適用することができる。
【０２１８】
（実施の形態１０）
次に、本発明の実施の形態１０について、図面を参照して説明する。図１８は、本発明の実施の形態１０に係る通信装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１０において、図１８における信号処理装置１８０３は、前述した実施の形態１から実施の形態６に示した音響復号化手段の中の１つによって構成されている点に本実施の形態の特徴がある。
【０２１９】
図１８に示すように、本発明の実施の形態１０に係る通信装置１８００は、アンテナ１８０１、ＲＦ復調装置１８０２、信号処理装置１８０３、Ｄ／Ａ変換装置１８０４及び出力装置１８０５を具備している。
【０２２０】
アンテナ１８０１は、電波としてのディジタルの符号化音響信号を受けて電気信号のディジタルの受信符号化音響信号を生成してＲＦ復調装置１８０２に与える。ＲＦ復調装置１８０２は、アンテナ１８０１からの受信符号化音響信号を復調して復調符号化音響信号を生成して信号処理装置１８０３に与える。
【０２２１】
信号処理装置１８０３は、ＲＦ復調装置１８０２からのディジタルの復調符号化音響信号を受けて復号化処理を行ってディジタルの復号化音響信号を生成してＤ／Ａ変換装置１８０４に与える。Ｄ／Ａ変換装置１８０４は、信号処理装置１８０３からのディジタルの復号化音声信号を変換してアナログの復号化音声信号を生成して出力装置１８０５に与える。出力装置１８０５は、電気的信号であるアナログの復号化音声信号を空気の振動に変換して音波として人間の耳に聴こえるように出力する。
【０２２２】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、無線通信において前述した実施の形態１〜６に示したような効果を享受でき、少ないビット数で効率よく符号化された音響信号を復号することができるので、良好な音響信号を出力することができる。
【０２２３】
なお、本発明は、オーディオ信号を用いる受信装置、受信復号化装置又は音声信号復号化装置に適用することができる。また、本発明は、移動局装置又は基地局装置にも適用することができる。
【０２２４】
また、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、信号処理装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、この信号処理方法をソフトウェアとして行うことも可能である。
【０２２５】
例えば、上記信号処理方法を実行するプログラムを予めＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておき、そのプログラムをＣＰＵ（Central Processor Unit）によって動作させるようにしても良い。
【０２２６】
また、上記信号処理方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのＲＡＭ（Random Access memory）に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。
【０２２７】
なお、本発明は、オーディオ信号を用いる受信装置、受信復号化装置又は音声信号復号化装置に適用することができる。また、本発明は、移動局装置又は基地局装置にも適用することができる。
【０２２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の音響信号の階層符号化方法および階層復号化方法によれば、上位レイヤで符号化しきれない部分を符号化する下位レイヤで符号化する階層符号化において、第２レイヤ以降の符号化信号を復号した信号と、上位レイヤの符号化で得られるＬＰＣ係数とから上位レイヤの符号化で発生する残差信号を予測し、この予測した残差信号を用いて上位レイヤの適応符号帳の更新を行うことにより、音響信号の符号化に近い駆動音源を持つ適応符号帳で符号化して低ビットレートで高品質な符号化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る階層符号化装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態の階層符号化装置の第１レイヤ符号化部の内部構成を示すブロック図
【図３】入力音響信号とそれに対応する第１レイヤ復号信号、第２レイヤ復号信号、第３レイヤ復号信号の関係を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係る階層符号化装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２に係る階層復号化装置の構成を示すブロック図
【図６】本実施の形態の階層復号化装置の第１レイヤ復号化部の内部構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係る階層復号化装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３に係る階層符号化装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態３に係る階層符号化装置の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態４に係る階層復号化装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の実施の形態４に係る階層復号化装置の構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態５に係る階層符号化装置の第１レイヤ符号化部の構成を示すブロック図
【図１３】本実施の形態の階層符号化装置の動作の一例を示すフロー図
【図１４】本発明の実施の形態６に係る階層復号化装置の第１レイヤ復号化部の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の実施の形態７に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図１６】本発明の実施の形態８に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図１７】本発明の実施の形態９に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図１８】本発明の実施の形態１０に係る通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０２、５０３ 第１レイヤ符号化部
１０３、３０３、５０４、６０３ 第１レイヤ復号化部
１０６、５０９ 第２レイヤ符号化部
１０７、３０４、５１０、６０６ 第２レイヤ復号化部
１１１、３０５、５１５ 第３レイヤ符号化部
１１２、５１６、６０８ 第３レイヤ復号化部
１１６、３０８、５２１、６１２ 予測フィルタ
２０２ ＬＰＣ分析器
２０３ ＬＰＣ量子化器
２０４ ＬＰＣ復号器
２０５ 聴感重みフィルタ
２０６ 聴感重み付き合成フィルタ
２０７、４０３、７０４ 適応符号帳
２１４ 探索器
４０９ ＬＰＣ復号器
４１０ 合成フィルタ
５０２ ＤＳ１部
５０５、６０４ ＵＳ１部
５０６ ＤＳ２部
５１２、６０７ ＵＳ２部
５２０、６１１ ＤＳ３部
７０１ 周期性算出部
７０２ 判定部
７０３、８０３ スイッチ部

Claims (23)

1. 入力音響信号を符号化し、前段で符号化した信号を復号し、この復号信号と前記入力音響信号との差分を符号化する階層符号化方法であって、
   所定の長さのフレーム単位で前記入力音響信号を符号化する第１符号化工程と、
   前段の符号化結果を復号化した信号と前記入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化する第２符号化工程と、
   前記第１符号化工程の符号化結果を復号化した信号及び前記第２符号化工程の符号化結果を復号化した信号を用いて予測残差信号を生成する予測フィルタ工程と、
   前記予測フィルタ工程において生成された前記予測残差信号に基づいて前記第１符号化工程における符号化に用いる符号帳を更新する更新工程と、
   を具備することを特徴とする階層符号化方法。
2. 前記第１符号化工程は、前記入力音響信号をＣＥＬＰ方式で符号化し、
   前記予測フィルタ工程は、符号化されたＬＰＣ係数を復号することにより得られる復号化ＬＰＣ係数を用いて予測フィルタを生成し、
   前記更新工程は、前記第１符号化工程の符号化結果を復号化した信号及び前記第２符号化工程の符号化結果を復号化した信号を前記予測フィルタに通した結果を用いて前記符号帳を更新する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の階層符号化方法。
3. 前記入力音響信号の周期性を測定する周期性算出工程をさらに具備し、
   前記更新工程は、前記周期性が所定のしきい値以上である場合には前記予測フィルタ工程において生成された前記予測残差信号を用いて前記符号帳を更新し、前記周期性が所定のしきい値未満である場合には生成した駆動音源信号を用いて前記符号帳を更新する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の階層符号化方法。
4. 前記予測残差信号を用いて前記符号帳の内部状態を更新し前記入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、生成した駆動音源信号を用いて前記符号帳の内部状態を更新し前記入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、のいずれが小さいかを判定する判定工程、をさらに具備し、
   前記更新工程は、前記歪が小さい方の信号を用いて前記符号帳を更新する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の階層符号化方法。
5. 前記入力音響信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング工程と、
   前記前段の符号化結果を復号化した信号をアップサンプリングするアップサンプリング工程と、をさらに具備し、
   前記第２符号化工程は、アップサンプリング後の前記前段の符号化結果を復号化した信号と前記入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化し、
   前記予測フィルタ工程は、アップサンプリング後の前記前段の符号化結果を復号した信号と前記第２符号化工程の符号化結果を復号した信号を加算してダウンサンプリングした後に前記予測残差信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の階層符号化方法。
6. 符号化側において入力音響信号を符号化し、前段で符号化した信号を復号し、この復号信号と前記入力音響信号との差分を符号化した信号を、入力して復号する階層復号化方法であって、
   前記符号化側において所定の長さのフレーム単位で前記入力音響信号を符号化した信号を、入力して復号する第１復号化工程と、
   前記符号化側において前記前段の符号化結果を復号化した信号と前記入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化した信号を、それぞれ入力して復号する第２復号化工程と、
   前記第１復号化工程の復号結果と前記第２復号化工程の復号結果とを用いて予測残差信号を生成する予測フィルタ工程と、
   前記予測フィルタ工程において生成された前記予測残差信号に基づいて前記第１復号化工程における復号化に用いる符号帳を更新する更新工程と、
   を具備することを特徴とする階層復号化方法。
7. 前記第１復号化工程は、前記入力音響信号を符号化した信号をＣＥＬＰ方式で復号し、
   前記予測フィルタ工程は、符号化側において符号化されたＬＰＣ係数を、入力して復号することにより得られる復号化ＬＰＣ係数を用いて予測フィルタを生成し、
   前記更新工程は、前記第１復号化工程の復号結果と前記第２復号化工程の復号結果とを前記予測フィルタに通した結果を用いて前記符号帳を更新する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の階層復号化方法。
8. 前記更新工程は、符号化側において符号化側での予測残差信号と符号化側での駆動音源信号とのいずれを用いて符号化側での符号帳を更新したかを判定した判定結果を、入力して前記判定結果に基づいて前記符号帳を更新する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の階層復号化方法。
9. 前段の復号化結果をアップサンプリングするアップサンプリング工程と、
   アップサンプリングした復号結果と後段の復号結果とを加算する加算工程と、
   前記加算結果をダウンサンプリングするダウンサンプリング工程と、をさらに具備し、
   前記予測フィルタ工程は、ダウンサンプリング後の前記加算結果から前記予測残差信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の階層復号化方法。
10. 入力音響信号を符号化し、前段で符号化した信号を復号し、この復号信号と前記入力音響信号との差分を符号化する階層符号化装置であって、
    所定の長さのフレーム単位で前記入力音響信号を符号化する第１符号化手段と、
    前段の符号化結果を復号化した信号と前記入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化する第２符号化手段と、
    前記第１符号化手段の符号化結果を復号化した信号及び前記第２符号化手段の符号化結果を復号化した信号を用いて予測残差信号を生成する予測フィルタ手段と、を具備し、
    前記第１符号化手段は、前記予測フィルタ手段において生成された前記予測残差信号に基づいて符号化に用いる符号帳を更新する、
    ことを特徴とする階層符号化装置。
11. 前記第１符号化手段は、
    前記入力音響信号をＣＥＬＰ方式で符号化する手段であって、
    過去に生成した駆動音源信号を保持する符号帳と、
    前記入力音響信号からＬＰＣ係数を求めるＬＰＣ分析手段と、
    前記入力音響信号との差が最も小さい駆動音源信号を探索する探索手段と、を具備し、
    前記予測フィルタ手段は、符号化されたＬＰＣ係数を復号することにより得られる復号化ＬＰＣ係数を用いて予測フィルタを生成し、
    前記第１符号化手段は、前記ＣＥＬＰ方式での符号化結果を復号化した信号及び前記第２符号化手段の符号化結果を復号化した信号を前記予測フィルタに通した結果を用いて前記符号帳を更新する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の階層符号化装置。
12. 前記第１符号化手段は、前記予測フィルタ手段において生成された前記予測残差信号と生成した前記駆動音源信号とのいずれかを用いて前記符号帳を更新するか判定する判定手段をさらに具備する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の階層符号化装置。
13. 前記第１符号化手段は、前記入力音響信号の周期性を測定する周期性算出手段をさらに具備し、
    前記判定手段は、前記周期性が所定のしきい値以上である場合には前記予測フィルタ手段において生成された前記予測残差信号を用いて前記符号帳を更新し、前記周期性が所定のしきい値未満である場合には生成した前記駆動音源信号を用いて前記符号帳を更新する判定をする、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の階層符号化装置。
14. 前記判定手段は、前記予測残差信号を用いて前記符号帳の内部状態を更新し前記入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、生成した前記駆動音源信号を用いて前記符号帳の内部状態を更新し前記入力音響信号を実際に符号化して求められる歪と、のいずれが小さいかを判定し、
    前記第１符号化手段は、前記歪が小さい方の信号を用いて前記符号帳を更新する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の階層符号化装置。
15. 前記入力音響信号をダウンサンプリングして前記第１符号化手段に出力するダウンサンプリング手段と、
    前記前段の符号化結果を復号化した信号をアップサンプリングするアップサンプリング手段と、をさらに具備し、
    前記第２符号化手段は、アップサンプリング後の前記前段の符号化結果を復号化した信号と前記入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化し、
    前記予測フィルタ手段は、前記アップサンプリング後の前記前段の符号化結果を復号化した信号と前記第２符号化手段の符号化結果を復号した信号を加算してダウンサンプリングした後に前記予測残差信号を生成する、
    ことを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれかに記載の階層符号化装置。
16. 符号化側において入力音響信号を符号化し、前段で符号化した信号を復号し、この復号信号と前記入力音響信号との差分を、入力して符号化した信号を復号する階層復号化装置であって、
    前記符号化側において所定の長さのフレーム単位で前記入力音響信号を符号化した信号を、入力して復号する第１復号化手段と、
    前記符号化側において前記前段の符号化結果を復号化した信号と前記入力音響信号との差分を１段または複数段で符号化した信号を、それぞれ入力し復号して加算する第２復号化手段と、
    前記第１復号化手段の復号結果と前記第２復号化手段の復号結果とを用いて予測残差信号を生成する予測フィルタ手段と、を具備し、
    前記復号化手段は、前記予測フィルタ手段において生成された前記予測残差信号に基づいて前記第１復号化手段における復号化に用いる符号帳を更新する、
    ことを特徴とする階層復号化装置。
17. 前記第１復号化手段は、前記入力音響信号を符号化した信号をＣＥＬＰ方式で復号する手段であって、
    前記予測フィルタ手段は、前記符号化側において符号化されたＬＰＣ係数を、入力して復号することにより得られる復号化ＬＰＣ係数を用いて予測フィルタを生成し、
    前記第１復号化手段は、前記ＣＥＬＰ方式で信号を復号した復号結果と前記第２復号化手段の復号結果とを前記予測フィルタに通した結果を用いて前記符号帳を更新する、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の階層復号化装置。
18. 前記第１復号化手段は、前記符号化側において符号化側での予測残差信号と符号化側での駆動音源信号とのいずれを用いて符号化側での符号帳を更新したかを判定した判定結果を、入力して前記判定結果に基づいて前記符号帳を更新する、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の階層復号化装置。
19. 前段の復号化結果をアップサンプリングするアップサンプリング手段と、
    アップサンプリングした復号結果と後段の復号結果とを加算する加算手段と、
    前記加算手段の加算結果をダウンサンプリングするダウンサンプリング手段と、をさらに具備し、
    前記予測フィルタ手段は、ダウンサンプリング後の前記加算結果から前記予測残差信号を生成する、
    ことを特徴とする請求項１６から請求項１８のいずれかに記載の階層復号化装置。
20. 音響信号を電気的信号に変換する音響入力手段と、
    この音響入力手段から出力された信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
    このＡ／Ｄ変換手段から出力されたディジタル信号を符号化する請求項１０から請求項１５のいずれかに記載の階層符号化装置と、
    この階層符号化装置から出力された符号化コードを無線周波数の信号に変調するＲＦ変調手段と、
    このＲＦ変調手段から出力された信号を電波に変換して送信する送信アンテナと、
    を具備することを特徴とする音響信号送信装置。
21. 電波を受信する受信アンテナと、
    この受信アンテナに受信された信号を復調するＲＦ復調手段と、
    このＲＦ復調手段にて得られた情報を復号する請求項１６から請求項１９のいずれかに記載の階層復号化装置と、
    この階層復号化装置から出力された信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、
    このＤ／Ａ変換手段から出力された電気的信号を音響信号に変換する音響出力手段と、
    を具備することを特徴とする音響信号受信装置。
22. 請求項２０記載の音響信号送信装置あるいは請求項２１記載の音響信号受信装置の少なくとも一方を具備することを特徴とする通信端末装置。
23. 請求項２０記載の音響信号送信装置あるいは請求項２１記載の音響信号受信装置の少なくとも一方を具備することを特徴とする基地局装置。

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