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WO2010140546A1 - 符号化方法、復号化方法、符号化装置、復号化装置、符号化プログラム、復号化プログラム及びこれらの記録媒体 - Google Patents

符号化方法、復号化方法、符号化装置、復号化装置、符号化プログラム、復号化プログラム及びこれらの記録媒体 Download PDF

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Publication number
WO2010140546A1
WO2010140546A1 PCT/JP2010/059092 JP2010059092W WO2010140546A1 WO 2010140546 A1 WO2010140546 A1 WO 2010140546A1 JP 2010059092 W JP2010059092 W JP 2010059092W WO 2010140546 A1 WO2010140546 A1 WO 2010140546A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
encoding
prediction
code
encoding method
selection
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/059092
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
守谷　健弘
登 原田
優 鎌本
Original Assignee
日本電信電話株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
Priority to JP2011518427A priority Critical patent/JP5486597B2/ja
Priority to US13/322,174 priority patent/US8909521B2/en
Priority to CN201080022884.0A priority patent/CN102449689B/zh
Publication of WO2010140546A1 publication Critical patent/WO2010140546A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques
    • G10L19/16—Vocoder architecture
    • G10L19/18—Vocoders using multiple modes

Definitions

  • the present invention relates to a technique for compressing and encoding an input signal such as an audio signal without distortion and a technique for decoding a compressed code.
  • a reversible encoding method that does not allow distortion is known as a method for compressing information such as sound and images.
  • various compression encoding methods have been devised (for example, see Non-Patent Document 1).
  • a predictive encoding method such as MPEG-4 ALS is known (for example, see Non-Patent Document 2).
  • a prediction error whose amplitude is reduced by linear prediction and a linear prediction coefficient are encoded.
  • the prediction encoding method has a problem that prediction efficiency is low and sufficient compression performance may not be realized.
  • a prediction encoding method for linearly predicting a sample in a frame and encoding the amplitude of a prediction error, and normalizing and encoding the amplitude of a sample in the frame
  • an encoding method with a small amount of generated codes is selected, and a selection code representing the selection result is output.
  • a sample in the frame is encoded by the selected encoding method to generate a compression code.
  • the compressed code is decoded by decoding corresponding to the encoding method selected by the selected code.
  • the amount of generated codes can be reduced compared to the case of using only the predictive encoding method.
  • the flowchart of the example of a process of prediction encoding The flowchart of the example of a process of normalization encoding.
  • the flowchart of the example of the encoding method of 2nd embodiment The flowchart of the example of the encoding method of 3rd embodiment.
  • the flowchart of the example of the encoding method of 4th embodiment The flowchart of the example of the encoding method of 5th embodiment.
  • the flowchart of the example of the encoding method of 8th embodiment. 6 is a flowchart of an example of a decoding method.
  • the flowchart of the modification of the encoding method of 2nd embodiment The figure which illustrates the relationship between linear PCM and logarithm approximation companding PCM.
  • ⁇ Encoding device and encoding method >> [First embodiment] In the first embodiment, a code is actually generated by predictive encoding of samples in the same frame, and a code is actually generated by normalization encoding. Then, the amount of code generated by each encoding is compared, and an encoding method with a small amount of code is selected.
  • FIG. 1 illustrates functional blocks of the encoding apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 10 illustrates a flowchart of the encoding method of the first embodiment.
  • the predictive coding method is to predict the amplitude of the prediction error by linearly predicting the samples in the frame, and is performed by the predictive coding unit 2 (step A).
  • the prediction encoding unit 2 includes a linear conversion unit 21, a prediction unit 22, a prediction coefficient quantization unit 23, a prediction value calculation unit 24, a logarithmic approximation companding unit 25, a prediction error calculation unit 26, A lossless encoding unit 27 and a multiplexing unit 28 are included.
  • Step A includes steps A1 to A8 as illustrated in FIG.
  • the linear PCM sequence Y ⁇ y (1), y (2),..., Y (N) ⁇ is converted (step A1).
  • N is the number of samples in the frame.
  • the converted series Y is sent to the prediction unit 22 and the predicted value calculation unit 24.
  • the PCM sequence Y close to the linear PCM sequence may be converted.
  • the PCM sequence Y close to the linear PCM sequence is a sequence of intermediate signals between the logarithmic approximate companding PCM and the linear PCM.
  • the PCM sequence Y close to the linear PCM sequence can be obtained by adding the logarithm approximate companding PCM sequence and the linear PCM sequence with weights for each sample.
  • FIG. 22 illustrates the relationship between linear PCM and logarithmic approximate companding PCM. This is an example of the ⁇ -law used in Japan and the United States.
  • the prediction unit 22 performs linear prediction analysis on the series Y and calculates a prediction coefficient (step A2).
  • the prediction unit 22 may calculate a prediction coefficient used for short-term prediction or may calculate a prediction coefficient used for long-term prediction.
  • the calculated prediction coefficient is sent to the prediction coefficient quantization unit 23.
  • the prediction coefficient quantization unit 23 quantizes the calculated prediction coefficient, sends the quantized prediction coefficient to the prediction value calculation unit 24, and multiplexes a code (also referred to as a coefficient code) representing the quantized prediction coefficient. To the conversion unit 28 (step A3).
  • the predicted value series Y ′ is sent to the logarithmic approximate companding unit 25.
  • the logarithmic approximate companding predicted value series X ′ is sent to the prediction error calculating unit 26.
  • the prediction error calculation unit 26 uses the logarithmic approximate companding PCM sequence X and the logarithmic approximate companding predicted value sequence X ′ to correspond to the logarithmic approximate companding PCM sequence X and the logarithmic approximate companding predicted value sequence X ′.
  • An error sequence Z ⁇ z (1), z (2),..., Z (N) ⁇ that is a sequence of errors for each sample is calculated (step A6).
  • the lossless encoding unit 27 losslessly encodes the error sequence Z to generate an error code (step A7).
  • the error code is sent to the multiplexing unit 28.
  • an error code may be generated by Rice encoding.
  • the multiplexing unit 28 combines the coefficient code and the error code and outputs the result as a prediction encoded code to the selection unit 4 (step A8).
  • the normalization encoding method normalizes and encodes the amplitude of the sample in the frame, and is performed by the normalization encoding unit 3 (step B).
  • the normalization encoding method is simple encoding, and when the number of samples in a frame is small, compression efficiency may be higher than that of the predictive encoding method.
  • the normalization encoding unit 3 includes a maximum / minimum value acquisition unit 31, a range calculation unit 32, an amplitude bit number calculation unit 33, and a normalization unit 34.
  • Step B includes steps B1 to B4 as illustrated in FIG.
  • the maximum value / minimum value acquisition unit 31 reads the logarithm approximate companding PCM sequence X from the buffer 1 and converts the sample of the frame into linear PCM, and considers the maximum value and the minimum value of all samples as they are as numerical values. Is acquired (step B1). The acquired maximum value and minimum value are sent to the range calculation unit 32.
  • the range calculation unit 32 calculates a range U that is a value obtained by adding 1 to the difference between the maximum value and the minimum value (step B2).
  • the range U is sent to the amplitude bit number calculation unit 33.
  • the range U can be one obtained by adding 1 to twice the absolute value of the larger one of the maximum value and the minimum value.
  • the value of the range U is larger than the value obtained by adding 1 to the difference between the maximum value and the minimum value, but the following deviation amount d is always regarded as 0, and calculation and transmission of the following deviation amount d can be omitted.
  • the equivalent process can be realized by replacing the processes performed by the maximum / minimum value acquisition unit 31 and the range calculation unit 32 with the following.
  • the maximum value / minimum value acquisition unit 31 acquires the maximum value and the minimum value having the larger absolute value.
  • the acquired value with the larger absolute value is sent to the range calculator 32.
  • the range calculator 32 calculates a range U that is a value obtained by adding 1 to twice the absolute value of the value.
  • the calculation of the range U depends on the definition of the correspondence when the logarithm approximate companding PCM sequence is regarded as a numerical value as it is.
  • the definition of the correspondence relationship may be anything that maintains a monotonous magnitude relationship with the linear PCM, and has a degree of freedom in handling the correspondence with 0.
  • the maximum value / minimum value acquisition unit 31 and the range calculation unit 32 include the values of all samples in the frame based on the values of all samples in the frame when the logarithm approximated companding PCM sample is regarded as a numerical value as it is. What is necessary is just to obtain the range U which is a value larger than the size of the range to be performed.
  • the calculated amplitude bit number V is sent to the normalization unit 34.
  • Each sample of the frame can be represented by V amplitude bits.
  • the normalization unit 34 normalizes the sample of the frame by using the amplitude bit number V, and generates a normalized encoded code (step B4).
  • the generated normalized encoded code is sent to the selection unit 4.
  • the normalizing unit 34 first obtains the shift amount d.
  • the average value of the maximum value and the minimum value of the sample of the frame obtained by the maximum value / minimum value acquisition unit 31 is set as the shift amount.
  • the minimum value of the frame sample may be used as the shift amount d.
  • the value of each sample in the frame is shifted by the shift amount d. That is, the shift amount d is subtracted from the value of each sample of the frame.
  • the normalization unit 34 combines the deviation amount, the number of amplitude bits V, and the value of each sample obtained by shifting the value of each sample by the deviation amount d to obtain a normalized encoded code.
  • the selection unit 4 compares the amount of the prediction encoded code generated by the prediction encoding unit 2 with the amount of the normalized encoded code generated by the normalization encoding unit 3, and performs encoding with a small amount of code.
  • a method is selected (step C1).
  • the selection unit 4 outputs a code generated by the selected encoding method as a compression code together with a selection code representing the selection result. That is, when the amount of the prediction encoded code is smaller than the amount of the normalization encoded code, the prediction encoded code is output as a compression code together with the selected code (steps C2 and C14). When the amount of the normalization encoding code is smaller than the amount of the prediction encoding code, the normalization encoding code is output as a compression code together with the selection code (steps C3 and C15).
  • an encoding method with a small amount of code when an encoding method with a small amount of code is selected, an encoding method with a small amount of code can be surely selected by actually performing prediction encoding and normalization encoding. Note that the linear conversion unit 21 and the logarithmic approximation companding unit 25 in the predictive coding unit 2 can be omitted.
  • 2nd embodiment selects the encoding method with which the quantity of a code
  • the prediction coefficient is large, the compression performance by predictive coding tends to be high. Therefore, when the prediction coefficient, for example, the primary prediction coefficient is large, it is determined that the prediction encoding method has higher compression performance than the normalization encoding method, and the prediction encoding method is selected.
  • FIG. 2 illustrates functional blocks of the encoding apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a flowchart of the encoding method of the second embodiment.
  • the predictive encoding unit 2 performs the process of step A to generate a predictive encoded code (step A).
  • the prediction coefficient quantized by the prediction coefficient quantization unit 23 in step A3 is sent to the determination unit 8.
  • the determination unit 8 includes a prediction coefficient comparison unit 81 and a selection result output unit 82.
  • the prediction coefficient comparison unit 81 compares any one prediction coefficient (for example, a primary prediction coefficient) with a predetermined first threshold (step C4).
  • the comparison result is sent to the selection result output unit 82.
  • the selection result output unit 82 outputs a selection code indicating that a prediction encoding method is selected if the prediction coefficient is larger than a predetermined first threshold (step C14).
  • the selection result output unit 82 turns off the switch d3 and turns on the switch d4. Thereby, a predictive coding code is output (step C2).
  • the predetermined first threshold is a constant set as appropriate based on required performance, specifications, and the like.
  • the normalization encoding unit 3 performs the process of step B to generate a normalization encoded code.
  • the selection unit 4 determines the amount of the prediction encoded code generated by the prediction encoding unit 2 and the amount of the normalized encoded code generated by the normalization encoding unit 3. In comparison, an encoding method with a small code amount is selected (step C1). The selection unit 4 outputs a code generated by the selected encoding method as a compression code together with a selection code representing the selection result. That is, when the amount of the prediction encoded code is smaller than the amount of the normalization encoded code, the prediction encoded code is output as a compression code together with the selected code (steps C2 and C14). When the amount of the normalization encoding code is smaller than the amount of the prediction encoding code, the normalization encoding code is output as a compression code together with the selection code (steps C3 and C15).
  • step A it is not necessary to perform all of the prediction coefficient step A before the process of step C4. What is necessary is just to perform the process which calculates
  • an encoding method that reduces the amount of code is selected based on the prediction coefficient calculated by the prediction encoding unit 2 and the range U calculated by the normalization encoding unit 3.
  • FIG. 23 illustrates the relationship between the amount of code by the predictive coding method and the amount of code by the normalization coding method with respect to the range U when the prediction coefficient (PARCOR coefficient in this example) is 0.7 or more.
  • a square ⁇ indicates the amount of code by the normalization encoding method
  • a dot indicates the amount of code by the predictive encoding method. In the region R2 where the range U is 4 or more, the amount of code by the predictive encoding method is small, but in the region R1 where the range U is less than 4, the amount of code by the predictive encoding method is not necessarily small.
  • the prediction coefficient when the prediction coefficient is large and the range U is not small, there is very little possibility that the amount of codes in the normalized encoding method will be small, so the subsequent processing steps are omitted, Select a predictive coding method.
  • the amount of predictive coding code and the amount of normalized coding code are estimated or actually calculated, and a coding method with a small code amount is selected.
  • FIG. 3 illustrates functional blocks of the encoding apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 14 illustrates a flowchart of the encoding method of the third embodiment.
  • the predictive encoding unit 2 performs the process of step A to generate a predictive encoded code (step A).
  • the prediction coefficient quantized by the prediction coefficient quantization unit 23 in step A3 is sent to the determination unit 8.
  • the maximum value / minimum value acquisition unit 31 reads the logarithmic approximate companding PCM sequence X from the buffer 1 and acquires the maximum value and the minimum value of the frame samples (step B1). The acquired maximum value and minimum value are sent to the range calculation unit 32.
  • the range calculation unit 32 calculates a range U that is a value obtained by adding 1 to the difference between the maximum value and the minimum value (step B2).
  • the range U is sent to the amplitude bit number calculation unit 33 and the determination unit 8.
  • the determination unit 8 includes a prediction coefficient comparison unit 81, a selection result output unit 82, and a range comparison unit 83.
  • the prediction coefficient comparison unit 81 compares the prediction coefficient with a predetermined first threshold (step C4).
  • the comparison result is sent to the selection result output unit 82.
  • the range comparison unit 83 compares the range U with a predetermined third threshold value (step C5).
  • the comparison result is sent to the selection result output unit 82.
  • the selection result output unit 82 If the prediction coefficient is larger than the predetermined first threshold and the range U is not smaller than the predetermined third threshold, the selection result output unit 82 outputs a selection code indicating that the prediction encoding method is selected. (Step C14).
  • the selection result output unit 82 turns off the switch d3 and turns on the switch d4. Thereby, a predictive coding code is output (step C2).
  • the predetermined first threshold value and the predetermined third threshold value are constants that are appropriately set based on required performance, specifications, and the like.
  • the estimated amount of normalized coding code is sent to the determination unit 93.
  • the prediction encoding code amount calculation unit 92 calculates the amount of prediction encoding code generated by the prediction encoding unit 2 (step C7).
  • the calculated amount of predictive coding code is sent to the determination unit 93.
  • the determination unit 93 compares the amount of the predictive encoded code with the amount of the normalized encoded code, and selects an encoding method with a small code amount (step C1). It is output together with a selection code representing the selection result. In addition, when the amount of the prediction encoded code is smaller, the determination unit 93 turns on the switch d4 and turns off the switch d3 and the switch d7. When the amount of the normalization encoded code is smaller, the switch d3 and the switch d7 are turned on and the switch d4 is turned off.
  • the predictive encoded code is output as a compressed code together with the selected code (steps C2 and C14).
  • the normalization unit 34 normalizes the sample of the frame using the amplitude bit number V and performs normalization encoding.
  • a code is generated (step B4).
  • the generated normalized encoded code is output as a compressed code together with the selected code (steps C3 and C15).
  • an encoding method in which the amount of code is reduced based on data generated in the process of predictive encoding by the predictive encoding unit 2 and / or data generated in the process of normalizing the normalizing encoding unit 3.
  • the fourth embodiment selects an encoding method that reduces the amount of code based on the prediction coefficient calculated by the prediction encoding unit 2 and the range U calculated by the normalization encoding unit 3.
  • the compression performance by the normalized encoding method tends to be high, but even when the prediction coefficient is small, the range U is less than or equal to a power of 2, and the range U is close to a power of 2 In some cases, the amount of code by the predictive coding method may be small.
  • FIG. 24 exemplifies the relationship between the amount of the prediction encoded code and the amount of the normalized encoded code with respect to the range U when the prediction coefficient (PARCOR coefficient in this example) is 0.7 or less.
  • a thick line indicates the amount of the normalization encoding code
  • a dot indicates the amount of the prediction encoding code.
  • ⁇ ⁇ ⁇ is the smallest integer greater than or equal to and ⁇ is a positive constant less than or equal to 1 (for example, 0.75) If the range U is 2 ⁇ ( ⁇ log 2 U ⁇ ) * ⁇ or less, the predictive coding method is selected. Alternatively, if ⁇ is a predetermined constant and the range U is 2 ⁇ ( ⁇ log 2 U ⁇ ) ⁇ or less, the predictive coding method is selected.
  • the effect is the same even if 2 ⁇ ( ⁇ log 2 U ⁇ ) * ⁇ is read as 2 ⁇ (-log 2 U ⁇ ) - ⁇ .
  • FIG. 15 illustrates a flowchart of the encoding method of the third embodiment.
  • the fourth embodiment is different from the third embodiment in that the range comparison unit 83 and the selection result output unit 82 further perform the determination process in step C8 of FIG. 15, and the other points are the same as in the third embodiment. .
  • the range comparison unit 83 and the selection result output unit 82 further perform the determination process in step C8 of FIG. 15, and the other points are the same as in the third embodiment. .
  • a different part from 3rd embodiment is demonstrated.
  • the range comparison unit 83 compares the range U with 2 ⁇ ( ⁇ log 2 U ⁇ ) * ⁇ (step C8).
  • the comparison result is sent to the selection result output unit 82.
  • ⁇ / ⁇ is the minimum integer above, and ⁇ is a positive constant of 1 or less, and is appropriately set based on required performance, specifications, and the like.
  • the selection result output unit 82 indicates that the prediction encoding method is selected if the prediction coefficient is smaller than the predetermined first threshold and the range U is 2 ⁇ ( ⁇ log 2 U ⁇ ) * ⁇ or less.
  • a selection code is output (step C14).
  • the selection result output unit 82 turns off the switch d3 and turns on the switch d4. Thereby, a predictive coding code is output (step C2).
  • the selection result output unit 82 turns on the switch d5 and the switch d6, and the step Processes after B3 are performed.
  • an encoding method in which the amount of code is reduced based on data generated in the process of predictive encoding by the predictive encoding unit 2 and / or data generated in the process of normalizing the normalizing encoding unit 3.
  • the predictive encoding method is to select a prediction method in which the amount of code is small among short-term prediction and long-term prediction for each frame, it means that the prediction effect is large when long-term prediction is selected. In this case, the amount of the predictive encoded code is almost smaller than the amount of the normalized encoded code.
  • the fifth embodiment uses this property to select a predictive coding method when long-term prediction is selected.
  • FIG. 4 illustrates functional blocks of the encoding device of the fifth embodiment.
  • FIG. 16 illustrates a flowchart of the encoding method of the fifth embodiment.
  • the prediction unit 22 includes a prediction method selection unit 221.
  • the prediction method selection unit 221 selects a prediction method in which the amount of codes is small among short-term prediction and long-term prediction for each frame. For example, determine which amount of code generated by short-term prediction of a sample in a frame or that of code generated by long-term prediction of a sample in the same frame is smaller. Select a prediction method that reduces.
  • the prediction unit 22 calculates a prediction coefficient based on the short-term prediction and sends it to the prediction coefficient quantization unit 23.
  • the prediction unit 22 calculates a prediction coefficient based on the long-term prediction and sends it to the prediction coefficient quantization unit 23. Information about the selected prediction method is sent to the determination unit 8.
  • the determination unit 8 determines whether or not the selected prediction method is long-term prediction (step C9), and when the selected prediction method is long-term prediction, the switches d8 and d9 are turned off and the switch d10 is predicted. Connected to the encoding unit 2 and outputs a selection code indicating selecting a prediction encoding method together with the prediction encoding code generated in step A (steps C2 and C14).
  • the switches d8 and d9 are turned on and the switch d10 is connected to the selection unit 4.
  • the selection unit 4 compares the normal encoding code generated by the normal encoding unit 3 in step B with the prediction encoding code generated by the prediction encoding unit 2 in step A (step C1), and the amount of code Are output together with the selected code as a compressed code (steps C2, C14, C3, C15).
  • an encoding method that reduces the amount of code is selected based on data generated in the process of predictive encoding by the predictive encoding unit 2 (information indicating that long-term prediction is selected in this embodiment). Therefore, it is not necessary to perform the predictive encoding method and the normalization encoding method to the end, and the amount of calculation can be reduced.
  • FIG. 5 illustrates functional blocks of the encoding device of the sixth embodiment.
  • FIG. 17 illustrates a flowchart of the encoding method of the sixth embodiment.
  • the maximum value / minimum value acquisition unit 31 acquires the maximum value and the minimum value of the sample values in the frame, and sends them to the determination unit 8 (step B1).
  • the determination unit 8 includes a deviation comparison unit 84 and a selection result output unit 82.
  • the shift comparison unit 84 compares the absolute value of the average value of the maximum value and the minimum value of the samples in the frame with the fourth threshold value (step C10).
  • the comparison result is sent to the selection result output unit 82.
  • the fourth threshold value is a predetermined constant and is appropriately set based on required performance, specifications, and the like.
  • the selection result output unit 82 outputs a selection code indicating that a prediction encoding method is selected, together with the prediction encoding code generated by the prediction encoding unit 2 in step A. . Specifically, the selection result output unit 82 turns off the switches d12 and d9 and connects the switch d10 to the predictive coding unit 2. Thereby, the prediction encoding code generated by the prediction encoding unit 2 is output as a compression code.
  • the selection result output unit 82 turns on the switches d12 and d9 and connects the switch d10 to the selection unit 4. Thereafter, the same processing as in the first embodiment is performed. That is, the prediction encoding unit 2 generates a prediction encoding code (step A), the normalization encoding unit 3 generates a normalization encoding code (steps B2 to B4), and the selection unit 4 performs prediction encoding.
  • the amount of code is compared with the amount of normal encoded code (step C1), an encoding method with a small amount of code is selected, and a code according to the selected encoding method is output together with the selected code (step C2, C2). C3, C14, C15).
  • the maximum / minimum value acquisition unit 31 (step B1) may be omitted, and the shift comparison unit 84 may compare the absolute value of the average value of all samples in the frame with the fourth threshold value. Further, the maximum value / minimum value acquisition unit 31 acquires the number of samples that are positive values and the number of samples that are negative values in the frame instead of the maximum value and the minimum value of the sample values in the frame, and the shift comparison unit 84 The absolute value of the difference between the positive sample number and the negative sample number may be compared with the fourth threshold value. In short, an evaluation value indicating the magnitude of the sample bias in the frame as exemplified by these absolute values is obtained, and if this evaluation value is smaller than the fourth threshold value, a predictive coding method may be selected. .
  • an encoding method that reduces the amount of code is selected based on data generated in the process of normalization encoding by the normalization encoding unit 3 (in this embodiment, the maximum value and the minimum value of samples).
  • data generated in the process of normalization encoding by the normalization encoding unit 3 in this embodiment, the maximum value and the minimum value of samples.
  • FIG. 6 illustrates functional blocks of the encoding apparatus according to the seventh embodiment.
  • FIG. 18 illustrates a flowchart of the encoding method of the seventh embodiment.
  • the maximum value / minimum value acquisition unit 31 acquires the maximum value and the minimum value of the sample values in the frame, and sends them to the determination unit 8 (step B1).
  • the determination unit 8 includes a difference determination unit 85 and a selection result output unit 82.
  • the difference determination unit 85 determines whether the difference between the maximum value and the minimum value of the samples in the frame is 1 (step C11). The determination result is sent to the selection result output unit 82.
  • the selection result output unit 82 selects a selection code indicating selection of a normalization encoding method, and the normalization encoding unit 3 performs steps B2 to B4. It outputs together with the generated normalization code (steps C3 and C14). Specifically, the selection result output unit 82 turns on the switch d12, turns off the switches d13 and d14, and connects the switch d10 to the normalization coding unit 3. As a result, the normalization code generated by the normalization encoding unit 3 is output as a compression code.
  • the selection result output unit 82 turns on the switches d13 and d14 and connects the switch d10 to the selection unit 4. Thereafter, the same processing as in the first embodiment is performed. That is, the prediction encoding unit 2 generates a prediction encoding code (step A), the normalization encoding unit 3 generates a normalization encoding code (steps B2 to B4), and the selection unit 4 performs prediction encoding.
  • the amount of code is compared with the amount of normal encoded code (step C1), an encoding method with a small amount of code is selected, and a code according to the selected encoding method is output together with the selected code (step C2, C2). C3, C14, C15).
  • an encoding method that reduces the amount of code is selected based on data (in this embodiment, the maximum value and the minimum value of samples) generated in the process of normalization encoding by the normalization encoding unit 3. Therefore, it is not necessary to perform the predictive encoding method and the normalization encoding method to the end, and the amount of calculation can be reduced.
  • the amount of predictive encoded code is estimated based on a prediction error generated in the process of predictive encoding, and the amount of normalized encoded code is estimated based on the range U generated in the process of normalizing encoding Then, by comparing these estimated code amounts, an encoding method with a small code amount is selected.
  • FIG. 7 illustrates functional blocks of the encoding apparatus according to the eighth embodiment.
  • FIG. 19 illustrates a flowchart of the encoding method of the eighth embodiment.
  • the predictive encoding unit 2 generates an error sequence Z as in the first embodiment (steps A1 to A6).
  • the generated error sequence Z is sent to the predictive coding code amount estimation unit 93.
  • the normalization encoding unit 3 calculates the number of amplitude bits V as in the first embodiment.
  • the calculated amplitude bit number V is sent to the normalized encoded code amount estimation unit 91.
  • the predictive coding code amount estimation unit 93 estimates the amount of predictive coding code based on the error sequence Z (step C11).
  • the estimated amount of predictive coding code is sent to the determination unit 8.
  • ⁇ i 1 N (2
  • +1) Can be estimated.
  • N is the number of samples in the frame.
  • the estimated amount of normalized encoded code is sent to the determination unit 8.
  • the determination unit 8 includes a code amount comparison unit 86 and a selection result output unit 82.
  • the code amount comparison unit 86 compares the estimated amount of predicted encoded code with the estimated amount of normalized encoded code (step C12). The comparison result is sent to the selection result output unit 82.
  • the selection result output unit 82 When the estimated amount of the predicted encoded code is smaller than the estimated amount of the normalized encoded code, the selection result output unit 82 outputs a selection code for selecting the predictive encoding method (step) C14). In addition, a prediction encoding code is generated by the processing of steps A7 to A8, and the selection result output unit 82 connects the switch d10 to the prediction encoding unit 2. As a result, the prediction encoded code is output as a compressed code (step C2).
  • the selection result output unit 82 When the estimated amount of the normalization encoding code is smaller than the estimated amount of the prediction encoding code, the selection result output unit 82 outputs a selection code for selecting the normalization encoding method (Ste C14). Also, a normalized encoded code is generated by the process of step B4, and the selection result output unit 82 turns on the switch d7 and connects the switch d10 to the normalized encoding unit 3. As a result, the normalized encoded code is output as a compressed code (step C3).
  • FIG. 8 illustrates functional blocks of the decoding device.
  • FIG. 20 illustrates a flowchart of the decoding method.
  • the selection code and the compression code are input to the decoding device (step S1).
  • the decoding device includes a separation unit 5, a selection control unit 6, a prediction decoding unit 7, a normalization decoding unit 9, and switches d1 and d2.
  • the separation unit 5 separates the selection code and the compression code, sends the selection code to the selection control unit 6, and sends the compression code to the switch d1.
  • the selection control unit 6 causes the decoding unit that performs decoding corresponding to the encoding method selected by the selection code among the prediction decoding unit 7 and the normalization decoding unit 9 to decode the compression code. That is, the selection control unit 6 determines the encoding method selected by the selected code (step S2), and when the predictive encoding method is selected by the selected code, predictive decoding is performed on the switches d1 and d2. Connect to unit 7. In this case, the predictive decoding unit 7 performs decoding corresponding to the performed predictive encoding method on the compressed code (step S3).
  • the selection control unit 6 connects the switches d1 and d2 to the normalization decoding unit 9.
  • the normalization decoding unit 9 performs decoding corresponding to the performed normalization encoding method on the compression code (step S4).
  • an encoding method with a small amount of code is selected on the basis of the prediction coefficient, but when the prediction order is adaptively selected for each frame.
  • an encoding method with a small amount of code may be selected based on the prediction order. Specifically, instead of comparing the prediction coefficient with a predetermined first threshold value, an encoding method with a small code amount is selected by comparing the prediction order with a predetermined second threshold value. This is because the prediction coefficient and the prediction order have a positive correlation, and when the prediction coefficient is large, the prediction order generally increases.
  • the prediction unit 22 calculates a prediction coefficient corresponding to each of a plurality of predetermined prediction orders. Based on the calculated prediction coefficient, the prediction unit 22 selects a prediction order with the smallest code amount. The selected prediction order is sent to the prediction coefficient quantization unit 23 together with the prediction coefficient. The prediction order and the prediction coefficient are quantized and sent to the multiplexing unit 28 and the prediction sequence error calculation unit 24. The quantized reservation order is sent to the determination unit 8.
  • the determination unit 8 includes a prediction order comparison unit 87 and a selection result output unit 82 as illustrated in FIG.
  • the predicted order comparison unit 87 compares the predicted order with a predetermined second threshold (step C13), and sends the comparison result to the selection result output unit 82.
  • the second threshold is appropriately set according to required performance and specifications.
  • the selection result output unit 82 selects a prediction encoding method and outputs a selection code indicating that.
  • the subsequent processing is the same as in the second embodiment. Further, the process when the prediction order is smaller than the predetermined threshold is the same as the process when the prediction coefficient described in the second embodiment is smaller than the predetermined threshold.
  • the encoding device and the decoding device can be realized by a computer. Processing contents of functions that each device should have are described by a program. Then, by executing this program on a computer, each processing function in each apparatus is realized on the computer.
  • the program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium.
  • these apparatuses are configured by executing a predetermined program on a computer.
  • at least a part of these processing contents may be realized by hardware.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

　対数近似圧伸PCM用のひずみがなく、圧縮性能が高い符号化技術を提供する。符号化においては、フレーム内のサンプルを線形予測して予測誤差の振幅を符号化する予測符号化方法と、フレーム内のサンプルの振幅を正規化して符号化する正規化符号化方法との内、生成される符号の量が小さい符号化方法を選択して、その選択結果を表す選択符号を出力する。選択された符号化方法によりフレーム内のサンプルを符号化して圧縮符号を生成する。復号においては、上記選択符号により選択された符号化方法に対応する復号により上記圧縮符号を復号する。

Description

符号化方法、復号化方法、符号化装置、復号化装置、符号化プログラム、復号化プログラム及びこれらの記録媒体
　この発明は、音声信号等の入力された信号を歪みなく圧縮して符号化する技術及び圧縮された符号を復号する技術に関する。
　音声、画像等の情報を圧縮する方法として歪を許さない可逆な符号化方法が知られている。波形をそのまま線形PCM信号として記録した場合には各種の圧縮符号化方法が考案されている（例えば、非特許文献１参照）。例えば、MPEG-4 ALS等の予測符号化方法が知られている（例えば、非特許文献２参照）。予測符号化方法では、線形予測によって振幅が小さくなった予測誤差と線形予測係数とを符号化する。
　ところで、電話の長距離伝送やVoIP(Voice over Internet Protocol)用の音声伝送には振幅をそのまま数値とする線形PCMでなく、ITU-T　G.711として標準化されているサンプルあたり８ビットを使う対数近似圧伸PCMが使われている。一般の電話に代わってVoIPシステムが普及してくるとその伝送容量は増大するので、対数近似圧伸PCMのひずみのない圧縮符号化方法が要望される。VoIPでは、遅延時間を小さくする要請から、圧縮の単位となるフレーム長は短く、たとえば1フレームあたり40サンプルとなる場合もある。
Mat Hans, Ronald W.Schafer, "Lossless Compression of Digital Audio", IEEE Signal Processing Magazine, July 2001, pp.21-32 ［online］、［平成２１年５月２２日検索］、インターネット＜URL:http://www.nue.tu-berlin.de/forschung/projekte/lossless/mp4als.html＞
　フレーム内のサンプル数が小さいと、予測符号化方法では予測の効率が低くなり、十分な圧縮性能を実現することができない場合があるという課題があった。
　上記の課題を解決するために、符号化においては、フレーム内のサンプルを線形予測して予測誤差の振幅を符号化する予測符号化方法と、フレーム内のサンプルの振幅を正規化して符号化する正規化符号化方法との内、生成される符号の量が小さい符号化方法を選択して、その選択結果を表す選択符号を出力する。選択された符号化方法によりフレーム内のサンプルを符号化して圧縮符号を生成する。
　復号においては、上記選択符号により選択された符号化方法に対応する復号により上記圧縮符号を復号する。
　予測符号化方法と正規化符号化方法の内、生成される符号の量が小さい符号化方法を選択することにより、予測符号化方法のみを用いる場合に比べて生成される符号の量を削減できる。
第一実施形態の符号化装置の例の機能ブロック図。 第二実施形態の符号化装置の例の機能ブロック図。 第三実施形態の符号化装置の例の機能ブロック図。 第五実施形態の符号化装置の例の機能ブロック図。 第六実施形態の符号化装置の例の機能ブロック図。 第七実施形態の符号化装置の例の機能ブロック図。 第八実施形態の符号化装置の例の機能ブロック図。 第二実施形態の符号化装置の変形例の機能ブロック図。 復号化装置の例の機能ブロック図。 第一実施形態の符号化方法の例の流れ図。 予測符号化の処理の例の流れ図。 正規化符号化の処理の例の流れ図。 第二実施形態の符号化方法の例の流れ図。 第三実施形態の符号化方法の例の流れ図。 第四実施形態の符号化方法の例の流れ図。 第五実施形態の符号化方法の例の流れ図。 第六実施形態の符号化方法の例の流れ図。 第七実施形態の符号化方法の例の流れ図。 第八実施形態の符号化方法の例の流れ図。 復号化方法の例の流れ図。 第二実施形態の符号化方法の変形例の流れ図。 線形ＰＣＭと対数近似圧伸ＰＣＭの関係を例示する図。 予測係数（この例ではＰＡＲＣＯＲ係数）が０．７以上の場合のレンジＵに対する、予測符号化方法による符号の量及び正規化符号化方法による符号の量の関係を例示する図。 予測係数（この例ではＰＡＲＣＯＲ係数）が０．７以下の場合のレンジＵに対する、予測符号化方法による符号の量及び正規化符号化方法による符号の量の関係を例示する図。
　≪符号化装置及び符号化方法≫
　［第一実施形態］
　第一実施形態は、同一フレームのサンプルについて、予測符号化して符号を実際に生成すると共に、正規化符号化して符号を実際に生成する。そして、各符号化により生成された符号の量を比較して、符号の量が小さい符号化方法を選択する。
　図１に第一実施形態の符号化装置の機能ブロックを例示する。図１０に第一実施形態の符号化方法の流れ図を例示する。
　予測符号化方法は、フレーム内のサンプルを線形予測して予測誤差の振幅を符号化するものであり、予測符号化部２が行う（ステップＡ）。予測符号化部２は、図１に例示するように、線形変換部２１、予測部２２、予測係数量子化部２３、予測値算出部２４、対数近似圧伸部２５、予測誤差算出部２６、可逆符号化部２７、多重化部２８を含む。
　ステップＡは図１１に例示するように、ステップＡ１からＡ８で構成される。線形変換部２１は、バッファ１から対数近似圧伸ＰＣＭ系列Ｘ＝｛ｘ（１），ｘ（２），…，ｘ（Ｎ）｝を読み込み、各サンプルを対数近似圧伸ＰＣＭから線形ＰＣＭに変換することにより、線形ＰＣＭ系列Ｙ＝｛ｙ（１），ｙ（２），…，ｙ（Ｎ）｝に変換する（ステップＡ１）。Ｎは、フレームのサンプル数である。変換された系列Ｙは、予測部２２及び予測値算出部２４に送られる。
　線形ＰＣＭ系列ではなく、線形ＰＣＭ系列に近いＰＣＭ系列Ｙに変換してもよい。線形ＰＣＭ系列に近いＰＣＭ系列Ｙとは、対数近似圧伸ＰＣＭと線形ＰＣＭとの中間的な信号による列のことである。例えば、対数近似圧伸ＰＣＭ系列と線形ＰＣＭ系列とをサンプル毎に重み付き加算することにより、線形ＰＣＭ系列に近いＰＣＭ系列Ｙを求めることができる。
　図２２に、線形ＰＣＭと対数近似圧伸ＰＣＭの関係を例示する。これは、日本や米国で使われているμ則の例である。
　予測部２２は、系列Ｙを線形予測分析して、予測係数を計算する（ステップＡ２）。予測部２２は、短期予測に用いる予測係数を計算してもよいし、長期予測に用いる予測係数を計算してもよい。計算された予測係数は、予測係数量子化部２３に送られる。
　予測係数量子化部２３は、計算された予測係数を量子化し、量子化された予測係数を予測値算出部２４に送り、量子化された予測係数を表す符号（係数符号とも言う。）を多重化部２８に送る（ステップＡ３）。
　予測値算出部２４は、系列Ｙ及び量子化された予測係数を用いて、系列Ｙの予測値の系列である予測値系列Ｙ’＝｛ｙ’（１），ｙ’（２），…，ｙ’（Ｎ）｝を計算する（ステップＡ４）。予測値系列Ｙ’は、対数近似圧伸部２５に送られる。
　対数近似圧伸部２５は、予測値系列Ｙ’の各サンプルを対数近似圧伸ＰＣＭに変換して、対数近似圧伸予測値系列Ｘ’＝｛ｘ’（１），ｘ’（２），…，ｘ’（Ｎ）｝を生成する（ステップＡ５）。対数近似圧伸予測値系列Ｘ’は、予測誤差算出部２６に送られる。
　予測誤差算出部２６は、対数近似圧伸ＰＣＭ系列Ｘと対数近似圧伸予測値系列Ｘ’とを用いて、対数近似圧伸ＰＣＭ系列Ｘと対数近似圧伸予測値系列Ｘ’との対応するサンプル毎の誤差の系列である誤差系列Ｚ＝｛ｚ（１），ｚ（２），…，ｚ（Ｎ）｝を計算する（ステップＡ６）。誤差系列Ｚは、可逆符号化部２７に送られる。ｉ＝１，…，Ｎとして、ｘ（ｉ）＝ｘ’（ｉ）＋ｚ（ｉ）である。
　可逆符号化部２７は、誤差系列Ｚを可逆符号化して、誤差符号を生成する（ステップＡ７）。誤差符号は、多重化部２８に送られる。例えば、Ｒｉｃｅ符号化により誤差符号を生成するとよい。
　多重化部２８は、係数符号と誤差符号とを合わせて予測符号化符号として、選択部４に出力する（ステップＡ８）。
　正規化符号化方法は、フレーム内のサンプルの振幅を正規化して符号化するものであり、正規化符号化部３が行う（ステップＢ）。正規化符号化方法は、シンプルな符号化であり、フレーム内のサンプル数が小さい場合には、予測符号化方法よりも圧縮効率が高くなる場合が有り得る。正規化符号化方法の詳細は例えば米国特許第７４０８９１８号明細書を参照のこと。正規化符号化部３は、図１に例示するように、最大値最小値取得部３１、レンジ計算部３２、振幅ビット数計算部３３及び正規化部３４を含む。
　ステップＢは、図１２に例示するようにステップＢ１からステップＢ４で構成される。最大値最小値取得部３１は、バッファ１から対数近似圧伸ＰＣＭ系列Ｘを読み込み、フレームのサンプルを線形PCMに変換せず、そのまま数値とみなしたときの全サンプルのうちの最大値及び最小値を取得する（ステップＢ１）。取得された最大値及び最小値は、レンジ計算部３２に送られる。
　レンジ計算部３２は、最大値と最小値との差に１を加えた値であるレンジＵを計算する（ステップＢ２）。レンジＵは、振幅ビット数計算部３３に送られる。また、レンジＵは最大値と最小値のうち絶対値が大きいほうの値の絶対値の２倍に１を加えたものとすることも可能である。この場合、レンジＵの値は最大値と最小値との差に１を加えた値より大きくなるが、下記ずれ量ｄをつねに０とみなして、下記ずれ量ｄの計算及び伝送を省略できる。
　これと等価な処理は、最大値最小値取得部３１とレンジ計算部３２が行う処理をそれぞれ下記に置き換えても実現できる。最大値最小値取得部３１は最大値と最小値のうち絶対値が大きいほうを取得する。取得された絶対値が大きいほうの値は、レンジ計算部３２に送られる。レンジ計算部３２は、その値の絶対値の２倍に１を加えた値であるレンジＵを計算する。なお、これらのレンジＵの計算は、対数近似圧伸ＰＣＭ系列をそのまま数値とみなすときの対応関係の定義に依存する。この対応関係の定義は、線形ＰＣＭとの単調な大小関係を維持するものであればよく、０との対応の扱いなどにおいて自由度がある。対応関係の定義によっては、例えば対応関係の定義において正値及び負値のみが対応付けされており０が対応付けされていない等の場合には、上記レンジＵの計算において１を加える必要はない。
　要するに、最大値最小値取得部３１とレンジ計算部３２とは、対数近似圧伸ＰＣＭサンプルをそのまま数値とみなしたときのフレーム内の全サンプルの値に基づき、フレーム内の全サンプルの値が存在する範囲の大きさ以上の値であるレンジＵを求めるものであればよい。
　振幅ビット数計算部３３は、振幅ビット数Ｖ＝ｌｏｇ２Ｕを計算する（ステップＢ３）。計算された振幅ビット数Ｖは、正規化部３４に送られる。フレームの各サンプルは、振幅ビット数Ｖ個のビットで表すことができる。
　正規化部３４は、振幅ビット数Ｖを用いて、そのフレームのサンプルを正規化して、正規化符号化符号を生成する（ステップＢ４）。生成された正規化符号化符号は選択部４に送られる。
　以下、正規化の例について説明する。正規化部３４は、まずずれ量ｄを求める。例えば、最大値最小値取得部３１が求めたフレームのサンプルの最大値と最小値の平均値をずれ量とする。フレームのサンプルの最小値をずれ量ｄとしてもよい。フレームの各サンプルの値をずれ量ｄだけずらす。すなわち、フレームの各サンプルの値からずれ量ｄを減算する。正規化部３４は、ずれ量と、振幅ビット数Ｖと、各サンプルの値をずれ量ｄだけずらしたサンプルの値とを合せて正規化符号化符号とする。
　選択部４は、予測符号化部２が生成した予測符号化符号の量と、正規化符号化部３が生成した正規化符号化符号の量とを比較して、符号の量が小さい符号化方法を選択する（ステップＣ１）。選択部４は、選択された符号化方法により生成された符号を圧縮符号として、その選択結果を表す選択符号と共に出力する。すなわち、予測符号化符号の量が正規化符号化符号の量よりも小さい場合には、予測符号化符号を圧縮符号として、選択符号と共に出力する（ステップＣ２，Ｃ１４）。正規化符号化符号の量が予測符号化符号の量よりも小さい場合には、正規化符号化符号を圧縮符号として、選択符号と共に出力する（ステップＣ３，Ｃ１５）。
　このように、符号の量が小さい符号化方法を選択する際に実際に予測符号化及び正規化符号化を実際に行うことで確実に符号の量が小さい符号化方法を選択することができる。なお、予測符号化部２内の線形変換部２１及び対数近似圧伸部２５は省略することも可能である。
　［第二実施形態］
　第二実施形態から第八実施形態は、予測符号化部２が予測符号化する過程で生じるデータ及び／又は正規化符号化部３が正規化符号化する過程で生じるデータに基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択するものである。
　第二実施形態は、予測符号化部２が計算した予測係数に基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択する。予測係数が大きい場合には、予測符号化による圧縮の性能が高い傾向がある。したがって、予測係数、例えば一次の予測係数が大きい場合には、予測符号化方法の方が正規化符号化方法よりも圧縮の性能が高いと判断して、予測符号化方法を選択する。
　図２に第二実施形態の符号化装置の機能ブロックを例示する。図１３に第二実施形態の符号化方法の流れ図を例示する。
　予測符号化部２は、ステップＡの処理を行い予測符号化符号を生成する（ステップＡ）。予測係数量子化部２３がステップＡ３において量子化した予測係数は、判定部８に送られる。
　判定部８は、予測係数比較部８１及び選択結果出力部８２を含む。
　予測係数比較部８１は、何れか１つの予測係数（例えば、一次の予測係数）と所定の第一閾値とを比較する（ステップＣ４）。比較結果は、選択結果出力部８２に送られる。
　選択結果出力部８２は、上記予測係数が所定の第一閾値よりも大きければ、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する（ステップＣ１４）。また、選択結果出力部８２は、スイッチｄ３をオフとし、スイッチｄ４をオンとする。これにより、予測符号化符号が出力される（ステップＣ２）。所定の第一閾値は、求められる性能、仕様等に基づいて適宜設定される定数である。
　上記予測係数が所定の第一閾値よりも小さければ、正規化符号化部３は、ステップＢの処理を行い正規化符号化符号を生成する。
　この場合、選択部４は、第一実施形態と同様に、予測符号化部２が生成した予測符号化符号の量と、正規化符号化部３が生成した正規化符号化符号の量とを比較して、符号の量が小さい符号化方法を選択する（ステップＣ１）。選択部４は、選択された符号化方法により生成された符号を圧縮符号として、その選択結果を表す選択符号と共に出力する。すなわち、予測符号化符号の量が正規化符号化符号の量よりも小さい場合には、予測符号化符号を圧縮符号として、選択符号と共に出力する（ステップＣ２，Ｃ１４）。正規化符号化符号の量が予測符号化符号の量よりも小さい場合には、正規化符号化符号を圧縮符号として、選択符号と共に出力する（ステップＣ３，Ｃ１５）。
　このように、予測符号化部２が予測符号化する過程で生じるデータ及び／又は正規化符号化部３が正規化符号化する過程で生じるデータ（この実施形態では、予測係数）に基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択することにより、予測符号化方法及び正規化符号化方法を最後まで行う必要がなくなり、計算量を削減することができる。
　なお、ステップＣ４の処理の前に、予測係数ステップＡの全てを行う必要はない。ステップＡ１からステップＡ３により予測係数を求める処理を少なくとも行えばよい。この場合、ステップＣ４の後に、ステップＡ４からステップＡ８の処理を行う。これにより、さらに計算量を削減することができる。
　［第三実施形態］
　第三実施形態は、予測符号化部２が計算した予測係数と、正規化符号化部３が計算したレンジＵとに基づいて符号の量が小さくなる符号化方法を選択する。
　予測係数が大きい場合には予測符号化方法による圧縮の性能が高い傾向があるが、予測係数が大きいときであってもレンジＵが小さい場合には正規化符号化をした方が圧縮の性能が高い可能性がある。図２３は、予測係数（この例ではＰＡＲＣＯＲ係数）が０．７以上の場合のレンジＵに対する、予測符号化方法による符号の量及び正規化符号化方法による符号の量の関係を例示する。四角■が正規化符号化方法による符号の量を示し、点・が予測符号化方法による符号の量を示す。レンジＵが４以上の領域Ｒ２においては予測符号化方法による符号の量が小さくなるが、レンジＵが４より小さい領域Ｒ１においては予測符号化方法による符号の量が小さくなるとは限らない。
　したがって、第三実施形態では、予測係数が大きくレンジＵが小さくない場合には正規化符号化方法のほうの符号の量が小さくなる可能性は非常に少ないので、その後の処理ステップを省略し、予測符号化方法を選択する。その他の場合には、予測符号化符号の量及び正規化符号化符号の量を推定するか、実際に計算して、符号の量が小さい符号化方法を選択する。
　図３に第三実施形態の符号化装置の機能ブロックを例示する。図１４に第三実施形態の符号化方法の流れ図を例示する。
　予測符号化部２は、ステップＡの処理を行い予測符号化符号を生成する（ステップＡ）。予測係数量子化部２３がステップＡ３において量子化した予測係数は、判定部８に送られる。
　最大値最小値取得部３１は、バッファ１から対数近似圧伸ＰＣＭ系列Ｘを読み込み、フレームのサンプルの最大値及び最小値を取得する（ステップＢ１）。取得された最大値及び最小値は、レンジ計算部３２に送られる。
　レンジ計算部３２は、最大値と最小値との差に１を加えた値であるレンジＵを計算する（ステップＢ２）。レンジＵは、振幅ビット数計算部３３及び判定部８に送られる。
　判定部８は、予測係数比較部８１、選択結果出力部８２及びレンジ比較部８３を含む。予測係数比較部８１は、予測係数と所定の第一閾値とを比較する（ステップＣ４）。比較結果は、選択結果出力部８２に送られる。
　また、レンジ比較部８３は、レンジＵと所定の第三閾値とを比較する（ステップＣ５）。比較結果は、選択結果出力部８２に送られる。
　選択結果出力部８２は、予測係数が所定の第一閾値よりも大きく、かつ、レンジＵが所定の第三閾値よりも小さくなければ、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する（ステップＣ１４）。また、選択結果出力部８２は、スイッチｄ３をオフとし、スイッチｄ４をオンとする。これにより、予測符号化符号が出力される（ステップＣ２）。所定の第一閾値及び所定の第三閾値は、求められる性能、仕様等に基づいて適宜設定される定数である。
　予測係数が所定の第一閾値よりも小さいか、または、レンジＵが所定の第三閾値よりも小さい場合には、選択結果出力部８２はスイッチｄ５及びスイッチｄ６をオンとする。そして、振幅ビット数計算部３３は、振幅ビット数Ｖ＝ｌｏｇ２Ｕを計算する（ステップＢ３）。計算された振幅ビット数Ｖは、正規化部３４及び正規化符号化符号量推定部９１に送られる。
　正規化符号化符号量推定部９１は、振幅ビット数Ｖを用いて正規化符号化符号の量の推定を行う（ステップＣ６）。例えば、正規化符号化符号量のフレームあたりのバイト数Ｗは、フレーム内のサンプル数をＮとしたとき、Ｗ＝ＮＶ／８＋２と見積もれる。このＷを、正規化符号化符号の推定量とする。推定された正規化符号化符号の量は判定部９３に送られる。
　予測符号化符号量計算部９２は、予測符号化部２により生成された予測符号化符号の量を計算する（ステップＣ７）。計算された予測符号化符号の量は、判定部９３に送られる。
　判定部９３は、予測符号化符号の量と、正規化符号化符号の量とを比較して、符号の量が小さい符号化方法を選択する（ステップＣ１）。その選択結果を表す選択符号と共に出力される。また、判定部９３は、予測符号化符号の量の方が小さい場合には、スイッチｄ４をオンとし、スイッチｄ３及びスイッチｄ７をオフとする。正規化符号化符号の量の方が小さい場合には、スイッチｄ３及びスイッチｄ７をオンとし、スイッチｄ４をオフとする。
　これにより、予測符号化符号の量が正規化符号化符号の量よりも小さい場合には、予測符号化符号が圧縮符号として、選択符号と共に出力される（ステップＣ２，Ｃ１４）。また、正規化符号化符号の量が予測符号化符号の量よりも小さい場合には、正規化部３４は、振幅ビット数Ｖを用いて、そのフレームのサンプルを正規化して、正規化符号化符号を生成する（ステップＢ４）。そして、生成された正規化符号化符号が圧縮符号として、選択符号と共に出力される（ステップＣ３，Ｃ１５）。
　このように、予測符号化部２が予測符号化する過程で生じるデータ及び／又は正規化符号化部３が正規化符号化する過程で生じるデータに基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択することにより、予測符号化方法及び正規化符号化方法を最後まで行う必要がなくなり、計算量を削減することができる。
　［第四実施形態］
　第四実施形態は、予測符号化部２が計算した予測係数と、正規化符号化部３が計算したレンジＵとに基づいて符号の量が小さくなる符号化方法を選択する。
　予測係数が小さい場合には正規化符号化方法による圧縮の性能が高い傾向があるが、予測係数が小さいときであってもレンジＵが２のべき乗以下であり、レンジＵが２のべき乗に近い場合には、予測符号化方法による符号の量が小さくなる場合がある。
　図２４は、予測係数（この例ではＰＡＲＣＯＲ係数）が０．７以下の場合のレンジＵに対する、予測符号化符号の量及び正規化符号化符号の量の関係を例示する。太線が正規化符号化符号の量を示し、点・が予測符号化符号の量を示す。正規化符号化符号の量は階段状となっており、レンジＵが例えば１２８（＝２７）、６４（＝２６）以下であり、レンジＵが１２８、６４に近い場合には、正規化符号化符号の量が小さくなる可能性がある。一方、レンジＵが例えば１２８、６４以下であり、レンジＵが１２８、６４から離れている場合には、すなわち領域Ｒ３においては、予測符号化符号の量が小さくなる。
　第四実施形態では、この性質を利用して、予測係数が小さいときであっても、┌・┐を・以上の最小の整数とし、βを１以下の正の定数（例えば、０．７５）として、レンジＵが２＾（┌ｌｏｇ２Ｕ┐）＊β以下であれば、予測符号化方法を選択する。または、αを所定の定数とし、レンジＵが２＾（┌ｌｏｇ２Ｕ┐）－α以下であれば、予測符号化方法を選択する。以下、２＾（┌ｌｏｇ２Ｕ┐）＊βを、２＾（┌ｌｏｇ２Ｕ┐）－αに読み替えても効果は同様である。
　第四実施形態の符号化装置の機能ブロックは図３に例示した第三実施形態の符号化装置の機能ブロックと同じである。図１５に第三実施形態の符号化方法の流れ図を例示する。第四実施形態が、第三実施形態と異なるのはレンジ比較部８３及び選択結果出力部８２がさらに図１５のステップＣ８の判断処理を行う点であり、その他は第三実施形態と同様である。以下、第三実施形態と異なる部分について説明する。
　レンジ比較部８３は、レンジＵと２＾（┌ｌｏｇ２Ｕ┐）＊βとを比較する（ステップＣ８）。比較結果は、選択結果出力部８２に送られる。┌・┐は・以上の最小の整数であり、βは１以下の正の定数であり求められる性能、仕様等に基づいて適宜設定される。
　選択結果出力部８２は、予測係数が所定の第一閾値よりも小さく、かつ、レンジＵが２＾（┌ｌｏｇ２Ｕ┐）＊β以下であれば、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する（ステップＣ１４）。また、選択結果出力部８２は、スイッチｄ３をオフとし、スイッチｄ４をオンとする。これにより、予測符号化符号が出力される（ステップＣ２）。
　予測係数が所定の第一閾値よりも小さく、かつ、レンジＵが２＾（┌ｌｏｇ２Ｕ┐）＊βより大であれば、選択結果出力部８２はスイッチｄ５及びスイッチｄ６をオンとして、ステップＢ３以降の処理を行う。
　このように、予測符号化部２が予測符号化する過程で生じるデータ及び／又は正規化符号化部３が正規化符号化する過程で生じるデータに基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択することにより、予測符号化方法及び正規化符号化方法を最後まで行う必要がなくなり、計算量を削減することができる。
　［第五実施形態］
　予測符号化方法がフレームごとに短期予測と長期予測のうち符号の量が小さくなる予測方式を選択するものであるとき、長期予測が選択された場合には予測効果が大きいことを意味する。この場合、予測符号化符号の量が正規化符号化符号の量よりも小さくなることが殆どである。第五実施形態は、この性質を利用して、長期予測が選択された場合には予測符号化方法を選択する。
　図４に第五実施形態の符号化装置の機能ブロックを例示する。図１６に第五実施形態の符号化方法の流れ図を例示する。
　予測部２２は、予測方式選択部２２１を含む。予測方式選択部２２１は、フレームごとに短期予測と長期予測のうち符号の量が小さくなる予測方式を選択する。例えば、フレーム内のサンプルを短期予測することにより生成される符号の量と、同じフレーム内のサンプルを長期予測することにより生成される符号の量のどちらが小さくなるかを判断して、符号の量が小さくなる予測方式を選択する。
　短期予測が選択された場合には、予測部２２は短期予測による予測係数を計算して、予測係数量子化部２３に送る。長期予測が選択された場合には、予測部２２は長期予測による予測係数を計算して、予測係数量子化部２３に送る。また、選択された予測方式についての情報は、判定部８に送られる。
　判定部８は、選択された予測方式が長期予測かどうかを判断して（ステップＣ９）、選択された予測方式が長期予測である場合には、スイッチｄ８，ｄ９をオフとし、スイッチｄ１０を予測符号化部２に接続して、予測符号化方法を選択することを表す選択符号をステップＡにより生成された予測符号化符号と共に出力する（ステップＣ２，Ｃ１４）。
　選択された予測方式が短期予測である場合には、スイッチｄ８，ｄ９をオンとし、スイッチｄ１０を選択部４に接続する。選択部４は、ステップＢで正規符号化部３が生成した正規符号化符号と、ステップＡで予測符号化部２が生成した予測符号化符号とを比較して（ステップＣ１）、符号の量が小さい符号を圧縮符号として選択符号と共に出力する（ステップＣ２，Ｃ１４，Ｃ３，Ｃ１５）。
　このように、予測符号化部２が予測符号化する過程で生じるデータ（この実施形態では長期予測が選択された旨の情報）に基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択することにより、予測符号化方法及び正規化符号化方法を最後まで行う必要がなくなり、計算量を削減することができる。
　［第六実施形態］
　フレーム内のサンプルの多くが正値であったり、逆に、負値であったりするような場合、すなわちフレーム内のサンプル値が正又は負に偏っている場合には、予測符号化方法の性能が低くなるが、その偏りが小さい場合には予測符号化の性能が高くなることが知られている。この性質を利用して、第六実施形態は、フレーム内のサンプル値の正又は負への偏りが小さい場合には、予測符号化方法を選択する。
　図５に第六実施形態の符号化装置の機能ブロックを例示する。図１７に第六実施形態の符号化方法の流れ図を例示する。
　最大値最小値取得部３１は、フレーム内のサンプル値の最大値及び最小値を取得して、判定部８に送る（ステップＢ１）。
　判定部８は、ずれ比較部８４及び選択結果出力部８２を含む。
　ずれ比較部８４は、フレーム内のサンプルの最大値と最小値との平均値の絶対値と第四閾値とを比較する（ステップＣ１０）。比較結果は、選択結果出力部８２に送られる。第四閾値は所定の定数であり求められる性能、仕様等に基づいて適宜設定される。
　絶対値が第四閾値よりも小さければ、選択結果出力部８２は、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を、ステップＡで予測符号化部２が生成した予測符号化符号と共に出力する。具体的には、選択結果出力部８２は、スイッチｄ１２，ｄ９をオフとし、スイッチｄ１０を予測符号化部２に接続する。これにより、予測符号化部２が生成した予測符号化符号が圧縮符号として出力される。
　絶対値が第四閾値以上であれば、選択結果出力部８２は、スイッチｄ１２，ｄ９をオンとして、スイッチｄ１０を選択部４に接続する。その後は、第一実施形態と同様の処理が行われる。すなわち、予測符号化部２が予測符号化符号を生成し（ステップＡ）、正規化符号化部３が正規化符号化符号を生成し（ステップＢ２～ステップＢ４）、選択部４は予測符号化符号の量と正規符号化符号の量を比較して（ステップＣ１）、符号の量が小さい符号化方法を選択して、選択された符号化方法による符号を選択符号と共に出力する（ステップＣ２，Ｃ３，Ｃ１４，Ｃ１５）。
　なお、最大値最小値取得部３１（ステップＢ１）を省略し、ずれ比較部８４はフレーム内の全サンプルの平均値の絶対値と第四閾値とを比較するものとしてもよい。また、最大値最小値取得部３１がフレーム内のサンプル値の最大値及び最小値の代わりにフレーム内の正値であるサンプル数と負値であるサンプル数を取得し、ずれ比較部８４はフレーム内の正値であるサンプル数と負値であるサンプル数の差の絶対値と第四閾値とを比較するものとしてもよい。要するに、これら絶対値に例示されるようなフレーム内のサンプルの偏りの大きさを示す評価値を求め、この評価値が第四閾値よりも小さければ予測符号化方法を選択するようにすればよい。
　このように、正規化符号化部３が正規化符号化する過程で生じるデータ（この実施形態ではサンプルの最大値及び最小値など）に基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択することにより、予測符号化方法及び正規化符号化方法を最後まで行う必要がなくなり、計算量を削減することができる。
　［第七実施形態］
　フレーム内のサンプルの最大値と最小値の差が１である場合には、正規化符号化方法によりサンプルあたり１ビットで符号化することができる。一方、最大値と最小値の差が１である場合、予測符号化方法ではサンプルあたり最低１ビットは誤差の符号化に必要で、さらに予測係数等の補助情報が必要である。このため、最大値と最小値の差が１である場合、正規化符号化符号の量と予測符号化符号の量とを比較しなくても、正規化符号化符号の量の方が必ず小さくなる。この性質を利用して、第七実施形態は、フレーム内のサンプルの最大値と最小値の差が１である場合には、正規化符号化符号を選択する。
　図６に第七実施形態の符号化装置の機能ブロックを例示する。図１８に第七実施形態の符号化方法の流れ図を例示する。
　最大値最小値取得部３１は、フレーム内のサンプル値の最大値及び最小値を取得して、判定部８に送る（ステップＢ１）。
　判定部８は、差判断部８５及び選択結果出力部８２を含む。
　差判断部８５は、フレーム内のサンプルの最大値と最小値との差が１であるかを判断する（ステップＣ１１）。判断結果は、選択結果出力部８２に送られる。
　最大値と最小値との差が１である場合には、選択結果出力部８２は、正規化符号化方法を選択することを表す選択符号を、ステップＢ２からＢ４で正規化符号化部３が生成した正規化符号と共に出力する（ステップＣ３，Ｃ１４）。具体的には、選択結果出力部８２は、スイッチｄ１２をオンとし、スイッチｄ１３，ｄ１４をオフとし、スイッチｄ１０を正規化符号化部３に接続する。これにより、正規化符号化部３が生成した正規化符号が圧縮符号として出力される。
　最大値と最小値との差が１でない場合には、選択結果出力部８２は、スイッチｄ１３，ｄ１４をオンとし、スイッチｄ１０を選択部４に接続する。その後は、第一実施形態と同様の処理が行われる。すなわち、予測符号化部２が予測符号化符号を生成し（ステップＡ）、正規化符号化部３が正規化符号化符号を生成し（ステップＢ２～ステップＢ４）、選択部４は予測符号化符号の量と正規符号化符号の量を比較して（ステップＣ１）、符号の量が小さい符号化方法を選択して、選択された符号化方法による符号を選択符号と共に出力する（ステップＣ２，Ｃ３，Ｃ１４，Ｃ１５）。
　このように、正規化符号化部３が正規化符号化する過程で生じるデータ（この実施形態ではサンプルの最大値及び最小値）に基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択することにより、予測符号化方法及び正規化符号化方法を最後まで行う必要がなくなり、計算量を削減することができる。
　［第八実施形態］
　第八実施形態は、予測符号化する過程で生じる予測誤差に基づいて予測符号化符号の量を推定し、正規化符号化する過程で生じるレンジＵに基づいて正規化符号化符号の量を推定し、これらの推定された符号の量を比較して、符号の量が小さくなる符号化方法を選択する。
　図７に第八実施形態の符号化装置の機能ブロックを例示する。図１９に第八実施形態の符号化方法の流れ図を例示する。
　予測符号化部２は、第一実施形態と同様に、誤差系列Ｚを生成する（ステップＡ１からＡ６）。生成された誤差系列Ｚは、予測符号化符号量推定部９３に送られる。また、正規化符号化部３は、第一実施形態と同様に、振幅ビット数Ｖを計算する。計算された振幅ビット数Ｖは、正規化符号化符号量推定部９１に送られる。
　予測符号化符号量推定部９３は、誤差系列Ｚに基づいて、予測符号化符号の量を推定する（ステップＣ１１）。推定された予測符号化符号の量は、判定部８に送られる。誤差系列Ｚを可逆符号化する際に絶対値が小さい方から小さい値の符号を割り当てている場合には、例えばΣｉ＝１ Ｎ（２｜ｚ（ｉ）｜＋１）で、予測符号化符号の量を推定することができる。Ｎはフレーム内のサンプルの数である。
　正規化符号化符号量推定部９１は、振幅ビット数Ｖを用いて正規化符号化符号の量の推定を行う（ステップＣ６）。例えば、正規化符号化符号量のフレームあたりのバイト数Ｗは、フレーム内のサンプル数をＮとしたとき、Ｗ＝ＮＶ／８＋２と見積もれる。このＷを、正規化符号化符号の推定量とする。推定された正規化符号化符号の量は判定部８に送られる。
　判定部８は、符号量比較部８６及び選択結果出力部８２を含む。
　符号量比較部８６は、推定された予測符号化符号の量と推定された正規化符号化符号の量とを比較する（ステップＣ１２）。比較結果は、選択結果出力部８２に送られる。
　推定された予測符号化符号の量が推定された正規化符号化符号の量よりも小さい場合には、選択結果出力部８２は、予測符号化方法を選択する旨の選択符号を出力する（ステップＣ１４）。また、ステップＡ７からＡ８の処理により予測符号化符号が生成され、選択結果出力部８２は、スイッチｄ１０を予測符号化部２に接続する。これにより、予測符号化符号が圧縮符号として出力される（ステップＣ２）。
　推定された正規化符号化符号の量が推定された予測符号化符号の量よりも小さい場合には、選択結果出力部８２は、正規化符号化方法を選択する旨の選択符号を出力する（ステップＣ１４）。また、ステップＢ４の処理により正規化符号化符号が生成され、選択結果出力部８２は、スイッチｄ７をオンとし、スイッチｄ１０を正規化符号化部３に接続する。これにより、正規化符号化符号が圧縮符号として出力される（ステップＣ３）。
　このように、予測符号化部２が予測符号化する過程で生じるデータ（この実施形態では予測誤差）、及び、正規化符号化部３が正規化符号化する過程で生じるデータ（この実施形態ではレンジＵ）に基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択することにより、予測符号化方法及び正規化符号化方法を最後まで行う必要がなくなり、計算量を削減することができる。
　≪復号化装置及び復号化方法≫
　図８に復号化装置の機能ブロックを例示する。図２０に復号化法の流れ図を例示する。
　選択符号及び圧縮符号が復号化装置に入力される（ステップＳ１）。復号化装置は、分離部５、選択制御部６、予測復号部７、正規化復号部９、及び、スイッチｄ１，ｄ２を含む。
　分離部５は、選択符号及び圧縮符号を分離して、選択符号を選択制御部６に送り、圧縮符号をスイッチｄ１に送る。
　選択制御部６は、予測復号部７及び正規化復号部９のうち、選択符号により選択された符号化方法に対応する復号を行う復号部に圧縮符号の復号をさせる。すなわち、選択制御部６は、選択符号により選択されている符号化方法を判断して（ステップＳ２）、選択符号により予測符号化方法が選択されている場合には、スイッチｄ１，ｄ２を予測復号部７に接続する。この場合、予測復号部７は、行われた予測符号化方法に対応する復号を圧縮符号について行う（ステップＳ３）。
　一方、選択符号により正規化符号化方法が選択されている場合には、選択制御部６はスイッチｄ１，ｄ２を正規化復号部９に接続する。この場合、正規化復号部９は、行われた正規化符号化方法に対応する復号を圧縮符号について行う（ステップＳ４）。
　［変形例等］
　第二実施形態、第三実施形態、第四実施形態では、予測係数を基準として、符号の量が小さい符号化方法を選択しているが、予測次数をフレーム毎に適応的に選択する場合には、予測係数に代えて、予測次数を基準として符号の量が小さい符号化方法を選択してもよい。具体的には、予測係数を所定の第一閾値と比較する代わりに、予測次数を所定の第二閾値と比較することにより、符号の量が小さい符号化方法を選択する。予測係数と予測次数には正の相関関係があり、予測係数が大きい場合には予測次数も一般に大きくなるためである。
　第二実施形態を例に挙げて説明すると、予測部２２（図９）は、予め定められた複数の予測次数のそれぞれに対応する予測係数を計算する。予測部２２は、計算された予測係数に基づいて、符号の量が最も小さくなる予測次数を選択する。選択された予測次数は予測係数と共に予測係数量子化部２３に送られる。予測次数及び予測係数は量子化されて、多重化部２８及び予測系列誤差算出部２４に送られる。また、量子化された予約次数は、判定部８に送られる。
　判定部８は、図９に例示するように、予測次数比較部８７及び選択結果出力部８２を含む。
　予測次数比較部８７は、予測次数と所定の第二閾値とを比較して（ステップＣ１３）、その比較結果を選択結果出力部８２に送る。第二閾値は、求められる性能や仕様に応じて適宜設定される。
　選択結果出力部８２は、予測次数が所定の閾値よりも大きい場合には、予測符号化方法を選択して、その旨を表す選択符号を出力する。以降の処理は、第二実施形態と同様である。また、予測次数が所定の閾値よりも小さい場合の処理も、第二実施形態で説明した予測係数が所定の閾値よりも小さい場合の処理と同様である。
　符号化装置及び復号化装置は、コンピュータによって実現することができる。各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、各装置における各処理機能が、コンピュータ上で実現される。
　この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、これらの装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。
　この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

Claims (24)

  1. 　フレーム内のサンプルを線形予測して予測誤差の振幅を符号化する予測符号化方法と、上記フレーム内のサンプルの振幅を正規化して符号化する正規化符号化方法との内、生成される符号の量が小さい符号化方法を選択して、その選択結果を表す選択符号を出力する選択ステップと、
    　選択された符号化方法により上記フレーム内のサンプルを符号化して圧縮符号を生成する符号化ステップと、
    　を含む符号化方法。
  2. 　請求項１に記載された符号化方法において、
    　上記選択ステップは、予測符号化する過程で生じるデータ及び／又は正規化符号化する過程で生じるデータに基づいて、符号の量が小さい符号化方法を選択して、その選択結果を表す選択符号を出力するステップである、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  3. 　請求項２に記載された符号化方法において、
    　上記選択ステップは、
    　上記フレーム内のサンプルから線形予測に用いる１つ以上の予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
    　上記１つ以上の予測係数の内何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも大きければ、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力ステップと、
    　を含む、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  4. 　請求項２に記載された符号化方法において、
    　上記選択ステップは、
    　上記フレーム内のサンプルから線形予測に用いる予測次数を生成する予測次数生成ステップと、
    　上記予測次数が所定の第二閾値よりも大きければ、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力ステップと、
    　を含む、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  5. 　請求項３又は４に記載された符号化方法において、
    　上記選択ステップは、
    　上記フレーム内の全サンプルの値に基づいてレンジＵを計算するレンジ計算ステップと、
    　上記何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも大きく又は上記予測次数が所定の第二閾値よりも大きく、かつ、上記レンジＵが所定の第三閾値よりも大きければ、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力ステップと、
    　を含む、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  6. 　請求項３又は４に記載された符号化方法において、
    　上記選択ステップは、
    　上記フレーム内の全サンプルの値に基づいてレンジＵを計算するレンジ計算ステップと、
    　上記何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも小さいか又は上記予測次数が所定の第二閾値よりも小さい場合であっても、┌・┐を・以上の最小の整数とし、βを1以下の正の定数として、上記レンジＵが２＾（┌ｌｏｇ２Ｕ┐）＊βよりも小さければ、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力ステップと、
    　を含む、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  7. 　請求項２に記載された符号化方法において、
    　上記選択ステップは、
    　フレームごとに短期予測と長期予測のうち符号の量が小さくなる予測方式を選択する予測方式選択ステップと、
    　上記予測方式判断ステップにおいて、長期予測が選択された場合には、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力ステップと、
    　を含む、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  8. 　請求項２に記載された符号化方法において、
    　上記選択ステップは、
    　上記フレーム内のサンプルの偏りを示す評価値が所定の第四閾値よりも小さければ、予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力ステップ、
    　を含む、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  9. 　請求項２に記載された符号化方法において、
    　上記選択ステップは、
    　上記フレーム内のサンプルの最大値と最小値との差が１であると判断された場合には、正規化符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力ステップと、
    　を含む、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  10. 　請求項２に記載された符号化方法において、
    　上記選択ステップは、
    　予測誤差を計算する予測誤差計算ステップと、
    　上記予測誤差を用いて、予測符号化方法により生成される予測符号化符号の量を推定する予測符号化符号量推定ステップと、
    　上記フレーム内の全サンプルの値に基づいてレンジＵを計算するレンジ計算ステップと、
    　上記レンジＵを用いて、振幅ビット数Ｖ＝ｌｏｇ２Ｕを計算する振幅ビット数計算ステップと、
    　上記振幅ビット数Ｖを用いて、正規化符号化方法により生成される正規化符号化符号の量を推定する正規化符号化符号量推定ステップと、
    　上記推定された予測符号化符号の量と、上記推定された正規化符号化符号の量との内、生成される符号の量が小さい符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力ステップと、
    　を含む、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  11. 　フレーム内のサンプルから線形予測に用いる１つ以上の予測係数を生成する予測係数生成ステップと、
    　上記１つ以上の予測係数の内何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも大きければ、上記フレーム内のサンプルを線形予測して予測誤差の振幅を符号化する予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力ステップと、
    　選択された符号化方法により上記フレーム内のサンプルを符号化して圧縮符号を生成する符号化ステップと、
    　を含む符号化方法。
  12. 　請求項１１に記載された符号化方法において、
    　フレーム内の全サンプルの値に基づいてレンジＵを計算するレンジ計算ステップを更に含み、
    　上記選択結果出力ステップは、上記何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも大きく、上記レンジＵが所定の第三閾値よりも大きければ、上記予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  13. 　請求項１１又は請求項１２に記載された符号化方法において、
    　上記何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも小さいか、上記何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも大きい場合であっても上記レンジＵが所定の第三閾値よりも小さければ、上記予測符号化方法と、上記フレーム内のサンプルの振幅を正規化して符号化する正規化符号化方法との内、生成される符号の量が小さい符号化方法を選択して、その選択結果を表す選択符号を出力する選択ステップを更に含む、
    　ことを特徴とする符号化方法。
  14. 　請求項１から１３の何れかに記載された符号化方法により出力された上記選択符号及び上記圧縮符号が入力される入力ステップと、
    　上記選択符号により選択された符号化方法に対応する復号により上記圧縮符号を復号する復号ステップと、
    　を含む復号化方法。
  15. 　フレーム内のサンプルを線形予測して予測誤差の振幅を符号化する予測符号化方法により圧縮符号を生成する予測符号化部と、
    　フレーム内のサンプルの振幅を正規化して符号化する正規化符号化方法により圧縮符号を生成する正規化符号化部と、
    　上記予測符号化部により生成される圧縮符号の量と、上記正規化符号化部により生成される圧縮符号の量との内、圧縮符号の量が小さくなる符号化方法を選択して、その選択結果を表す選択符号を出力する選択部と、
    　を含む符号化装置。
  16. 　請求項１５に記載された符号化装置において、
    　上記選択部は、上記予測符号化部が予測符号化する過程で生じるデータ及び／又は上記正規化符号化部が正規化符号化する過程で生じるデータに基づいて、符号の量が小さくなる符号化方法を選択する、
    　ことを特徴とする符号化装置。
  17. 　フレーム内のサンプルから線形予測に用いる１つ以上の予測係数を生成する予測係数生成部と、
    　上記１つ以上の予測係数のうち何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも大きければ、上記フレーム内のサンプルを線形予測して予測誤差の振幅を符号化する予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する選択結果出力部と、
    　選択された符号化方法により上記フレーム内のサンプルを符号化して圧縮符号を生成する符号化部と、
    　を含む符号化装置。
  18. 　請求項１７に記載された符号化装置において、
    　フレーム内の全サンプルの値に基づいてレンジＵを計算するレンジ計算部を更に含み、
    　上記選択結果出力部は、上記何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも大きく、上記レンジＵが所定の第三閾値よりも大きければ、上記予測符号化方法を選択することを表す選択符号を出力する、
    　ことを特徴とする符号化装置。
  19. 　請求項１７又は請求項１８に記載された符号化装置において、
    　上記何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも小さいか、上記何れか１つの予測係数が所定の第一閾値よりも大きい場合であっても上記レンジＵが所定の第三閾値よりも小さければ、上記予測符号化方法と、上記フレーム内のサンプルの振幅を正規化して符号化する正規化符号化方法との内、生成される符号の量が小さい符号化方法を選択して、その選択結果を表す選択符号を出力する選択部を更に含む、
    　ことを特徴とする符号化装置。
  20. 　請求項１５から請求項１９の何れかに記載された符号化装置により生成された上記選択符号及び上記圧縮符号が入力され、
    　圧縮符号を線形予測により復号する予測復号部と、
    　圧縮符号を復号する正規化復号部と、
    　上記予測復号部及び上記正規化復号部のうち、上記選択符号により選択された符号化方法に対応する復号を行う復号部に上記入力された圧縮符号の復号をさせる選択制御部と、
    　を含む復号化装置。
  21. 　請求項１５から請求項１８の何れかに記載された符号化装置の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  22. 　請求項２０に記載された復号化装置の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  23. 　請求項１５から請求項１８の何れかに記載された符号化装置の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  24. 　請求項２０に記載された復号化装置の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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