[发明专利]编码装置、解码装置以及编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及在将信号编码后进行传输的通信系统中使用的编码装置、解码装置以及编码方法。

背景技术

在通过以互联网通信为代表的分组通信系统、移动通信系统等传输语音/乐音信号时，为了提高语音/乐音信号(音乐信号)的传输功率，经常使用压缩/编码技术。另外，近年来，除了单纯地以低比特率对语音/乐音信号进行编码之外，对于将更宽带的语音/乐音进行编码的技术的需求不断提高。

对于这种需求，存在以低比特率对频带较宽的信号进行编码的技术(例如，参照专利文献1)。根据这种技术，将输入信号分成低频部分的信号和高频部分的信号，通过以低频部分的信号的频谱置换高频部分的信号的频谱进行编码，从而降低整体的比特率。

〔专利文献1〕日本专利特表2001-521648号公报

发明内容

发明需要解决的问题

但是，在专利文献1公开的频带扩展技术中，没有考虑输入信号的频谱的低频部分、或者解码频谱的低频部分的谐波结构。例如，在上述频带扩展技术中，不区分输入信号是乐音信号还是语音信号地实施频带扩展处理。然而，一般而言，多数情况下语音信号的谐波结构比乐音信号弱，频谱包络的形状比乐音信号复杂。因此，在进行频带扩展时，如果在将与分配给乐音信号的频谱包络的比特数相同的比特数分配给语音信号的频谱包络，则存在编码的质量恶化，其结果导致解码信号的音质恶化的可能性。反之，象乐音信号那样在输入信号的谐波结构非常强的情况下，为了表现谐波结构，也需要分配特别多的比特。总之，为了提高解码信号的音质，需要根据谐波结构的强度来切换频带扩展的具体处理。

图1是表示频谱特性非常不同的两个输入信号的频谱特性的图。在图1中，横轴表示频率，纵轴表示频谱的振幅。图1A表示周期性非常高的频谱，而图1B表示周期性非常低的频谱。虽然在专利文献1中，对于为了生成高频频谱而使用低频频谱的哪个频带的选择基准未详细论及，但可以认为对每个帧从低频频谱中搜索与高频频谱最相似的部分的方法是最普通的方法。在这种情况下，在现有的方法中，在通过频带扩展技术生成高频部分的频谱时，不区分作为参考的输入信号的频谱地，以相同的方式(相同的相似性搜索方法、相同的频谱包络量化方法等)进行频带扩展处理。但是，由于图1A的频谱与图1B的频谱相比周期性非常高，因此，在使用图1A的频谱进行频带扩展时，若不对高频部分的频谱的峰谷的位置进行适当的编码，则会使解码信号的音质较大地恶化。即，在这种情况下，需要增大关于为了生成高频频谱而使用哪个频带的低频频谱的信息量。另一方面，在使用图1B的频谱进行频带扩展时，频谱的谐波结构不是那么重要，也不会给解码信号的音质造成较大影响。现有技术存在以下的问题：由于对于这种频谱特性大相径庭的输入信号也采用相同的方法扩展频带，因此，无法提供质量足够高的解码信号。

本发明的目的在于提供一种通过在考虑输入信号的频谱的低频部分、或者解码频谱的低频部分的谐波结构而进行频带扩展，能够抑制由频带扩展带来的解码信号的质量恶化的编码装置、解码装置以及编码方法。

解决问题的方案

本发明的编码装置所采用的结构包括：第一编码单元，将输入信号编码并生成第一编码信息；解码单元，将所述第一编码信息解码并生成解码信号；特性判定单元，分析所述输入信号的谐波结构的强度，并生成表示分析结果的谐波特性信息；以及第二编码单元，将所述解码信号对于所述输入信号的差分编码而生成第二编码信息，并且基于所述谐波特性信息，变更分配给构成所述第二编码信息的多个参数的比特数。

本发明的解码装置所采用的结构包括：接收单元，接收由编码装置将输入信号编码而获得的第一编码信息、将对所述第一编码信息进行解码所得的解码信号与所述输入信号的差分编码而获得的第二编码信息、以及基于分析了所述输入信号的谐波结构的强度的分析结果而生成的谐波特性信息；第一解码单元，使用所述第一编码信息进行第一层的解码而获得第一解码信号；以及第二解码单元，使用所述第二编码信息和所述第一解码信号进行第二层的解码而获得第二解码信号，所述第二解码单元使用在所述编码装置中基于所述谐波特性信息分配了比特数的、构成所述第二编码信息的多个参数，进行所述第二层的解码。