CN102282770B - 一种参数选择方法、参数选择装置 - Google Patents

Abstract

在将离散时间区间所包含的最早的时间区间设为第一区间，将比该第一区间之后的时间区间设为第二区间的情况下，将与在包含该第二区间的时间区间中的预测残差的平均幅度的广义单调增加函数值相当的正的第二区间参数设为第二区间的预测残差的可变长度编码用参数。将相当于第二区间参数与正的加法运算值之和的广义单调增加函数值的值设为在属于第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数，其中，该正的加法运算值与用于表示在包含第二区间的时间区间中的时间序列信号的预测效果的指标相对应。

Description

一种参数选择方法、参数选择装置

技术领域

本发明涉及对时间序列信号进行预测分析并进行编码的技术，尤其涉及选择预测残差的可变长度编码用参数的技术。 

背景技术

对声音信号或视频信号等时间序列信号通过通信线路进行传输、或者在信息记录介质中进行记录的情况下，在传输效率和记录效率的点上，将时间序列信号变换为压缩码之后进行传输或者记录的方法是有效的。此外，随着近年来的宽带的普及和存储装置的容量的增加，与优先压缩率的大小的非可逆压缩编码方式相比，以原信号的完全再现为条件的可逆压缩编码方式正在受到重视(例如，参照非专利文献1)。其中，利用使用了邻接的时间序列信号的自相关分析即短期预测分析、相离了延迟值(间隔(pitch)周期)的时间序列信号之间的自相关分析即长期预测分析等技术来对声音信号进行可逆压缩编码的预测编码方式被承认为MPEG(Moving Picture Expert Group，运动图像专家组)的国际标准规格“MPEG-4ALS”(例如，参照非专利文献2)。 

图1是用于说明以往的预测编码方式的编码装置2100的功能结构的方框图。图2是用于说明以往的预测编码方式的解码装置2200的功能结构的方框图。此外，图3A是用于说明图1所示的残差编码单元2120的功能结构的方框图，图3B是用于说明图2所示的残差解码单元2220的功能结构的方框图。此外，图4是用于说明使用了短期预测分析的预测编码方式中的预测次数与码量的关系的坐标图。另外，图4的横轴表示预测次数，纵轴表示码量。首先，使用这些图来说明使用了以往的短期预测分析的预测编码方式。 

<编码方法> 

对编码装置2100(图1)的帧缓冲器2111输入进行了采样/量化的PCM(pulse code modulation，脉冲编码调制)形式的时间序列信号x(n)。另外，n是表示离散时间的索引，将与索引n对应的离散时间称为“离散时间n”。此外，越小的索引n表示越之前的离散时间。此外，时间序列信号x(n)表示在离散 时间n中的时间序列信号。 

帧缓冲器2111对预先决定的时间区间(以下，称为“帧”)量的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)(N是预先决定的2以上的整数)进行缓冲。另外，将由离散时间n＝0、...、N-1构成的时间区间表现为“时间区间(0，...，N-1)”。被缓冲的1个帧量的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)被送到预测编码单元2110的短期预测分析单元2112。短期预测分析单元2112通过短期预测分析计算从1次到P_opt次为止的PARCOR系数k(m)(m＝1，2，...，P_opt)。 

【短期预测分析与最佳预测次数】 

在短期预测分析中假设：某一时刻n的时间序列信号x(n)、对与该时刻n相比过去的P个(将P称为“预测次数”)时刻n-1、n-2、...、n-P的时间序列信号x(n-1)、x(n-2)、...、x(n-P)分别用系数α(m)(m＝1，...，P)(称为“短期预测系数”)进行加权的结果、以及预测残差e(n)(有时也称为“预测误差”)之间成立线性1次结合。基于该假设的线性预测模型成为如以下的算式(1)。在线性预测分析中，计算相对于所输入的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)使预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的能量最小的短期预测系数α(m)(m＝1，2，...，P)、或者可变换为其的PARCOR系数k(m)(m＝1，2，...，P)等系数。 

e(n)＝x(n)+α(1)·x(n-1)+α(2)·x(n-2)+...+α(P)·x(n-P)          ...(1) 

作为短期预测分析的具体例，具有Levinson-Durbin法和Burg法等的逐次性方法、如自相关法或协方差法那样在每个预测次数解联立方程式(将使预测残差最小的短期预测系数作为解的联立方程式)的方法等。 

此外，将使用与某一时刻n相比过去的P个时刻n-1、n-2、...、n-P的时间序列信号x(n-1)、x(n-2)、...、x(n-P)来估计该时刻n的时间序列信号y(n)的算式(2)的线性FIR(Finite Impulse Response，有限长单位冲激响应)滤波器称为“短期预测滤波器”。 

y(n)＝-{α(1)·x(n-1)+α(2)·x(n-2)+...+α(P)·x(n-P)}        ...(2) 

此外，P_opt是表示最佳的预测次数P的正整数，将其称为“最佳预测次数”。在非专利文献2的方式下，基于MDL原理(Minimum Description LengthPrinciple)来决定最佳预测次数P_opt。在MDL原理中，将使(码长度)＝(模型记述长度)+(基于该模型的数据的记述长度)最小的模型设为最佳。即，在非专利文献2的方式下，使算式(3)最小的预测次数P作为最佳预测次数P_opt。 

(无损解码所需的码量)＝(PARCOR系数所需的码量)+(预测残差所需的码量)     ...(3) 

如通过图4的直线4A示意性地表示的那样，PARCOR系数所需的码量与预测次数呈比例地增加。此外，一般若预测次数变大，则预测残差的能量变小，如通过曲线4B示意性地表示的那样，对预测残差进行了熵编码时的码量呈对数地变小。因此，如通过直线4A和曲线4B之和即曲线4C示意性地表示的那样，无损解码所需的码量不是预测次数越高越变小，而是在某一预测次数下变得最小。短期预测分析单元2112将预先决定的最小预测次数P_min以上且最大预测次数P_max以下的所有的整数作为搜索范围，将无损编码所需的码量变得最小的预测次数作为最佳预测次数P_opt。 

此外，不是如上所述那样自适应地决定最佳预测次数P_opt，也可以将最佳预测次数P_opt设定为固定值(【短期预测分析与最佳预测次数】的说明结束)。 

计算出的PARCOR系数k(m)(m＝1，2，...，P_opt)被送到量化单元2113，被量化从而生成量化PARCOR系数i(m)(m＝1，2，...，P_opt)。量化PARCOR系数i(m)(m＝1，2，...，P_opt)被送到系数编码单元2114，在此被进行可变长度编码。此外，量化PARCOR系数i(m)(m＝1，2，...，P_opt)也被送到短期预测系数变换单元2115。最佳预测次数P_opt也被送到短期预测系数变换单元2115，短期预测系数变换单元2115使用这些来计算短期预测系数α(m)(m＝1，2，...，P_opt)。接着，短期预测单元2116使用1帧量的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)和各个短期预测系数α(m)(m＝1，2，...，P_opt)和最佳预测次数P_opt，按照P＝P_opt时的短期预测滤波器(算式(2))来计算短期预测值y(n)(n＝0，...，N-1)。然后，减法运算单元2117计算从时间序列信号x(n)减去短期预测值y(n)的预测残差e(n)(预测滤波器处理)。 

预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)是用规定范围的整数表现的值。例如，在以有限比特数的整数形式表现所输入的时间序列信号x(n)，将对小数点以下进行四舍五入等而整数化的线性预测系数设为滤波器系数的线性预测滤波器的输出值作为线性预测值y(n)的情况下，通过将从时间序列信号x(n)减去线性预测值y(n)的值作为预测残差e(n)，从而得到以有限比特数的整数形式表现(用规定范围的整数表现)的预测残差e(n)。此外，在没有以整数形式表现时间序列信号x(n)或线性预测值y(n)的情况下，也可以将对从时间序列信号x(n)减去线性预测值y(n)的值以有限比特数的整数形式表现的值作为预测残 差e(n)。残差编码单元2120(图3A)对该被整数表现的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)进行Golomb-Rice编码。在Golomb-Rice编码中，首先参数计算单元2121使用所输入的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)来生成整数的参数s(有时也称为“Rice参数”)。 

【参数s的生成】 

参数s的最佳值依赖于所输入的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的幅度。假设通常在帧或将其划分为多个时间区域的子帧等的某一离散时间区间的每一个中，预测残差e(n)的幅度均等，并且根据该区间中的预测残差e(n)的平均幅度来设定该区间中的参数s。 

但是，在随机接入的离散时间区间(帧或子帧等)的情况下，该离散时间区间的各预测残差e(n)的幅度全部均等的假设是不妥的。即，在随机接入的离散时间区间中，不能在基于短期预测滤波器(算式(2))的计算中利用该离散时间区间以前的时间序列信号。因此，从离散时间区间的最早起到第P_opt个为止的离散时间中，能够在基于短期预测滤波器的计算中利用的时间序列信号数被限制为小于最佳预测次数P_opt。其结果，从离散时间区间的最早起到第P_opt个为止的离散时间中的各预测残差e(n)的幅度变得大于在第P_opt+1个以后的离散时间中的各预测残差e(n)的幅度的情况多。 

因此，在非专利文献2的方法中，如以下所例示的那样，将根据时间序列信号x(n)的表现比特长度固定地决定的值作为离散时间n＝0时的参数s，将对根据离散时间n＝3以后的预测残差e(n)的平均幅度来求的参数加上固定值的值作为离散时间n＝1、2时的参数s，将根据离散时间n＝3以后的预测残差e(n)的平均幅度来求的参数作为离散时间n＝3、...、N-1时的参数s。例如，将“时间序列信号x(n)的表现比特长度-4”作为离散时间n＝0时的参数s，将“根据预测残差e(n)的平均幅度来求的参数+3”作为离散时间n＝1时的参数s，将“根据预测残差e(n)的平均幅度来求的参数+1”作为离散时间n＝2时的参数s，将“根据预测残差e(n)的平均幅度来求的参数”作为离散时间n＝3、...、N-1时的参数s(【参数s的生成】的说明结束)。 

接着，对编码单元2122的分离运算单元2122a输入预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)和参数s。分离运算单元2122a通过使用了这些的规定除法运算，计算整数的商q(n)(n＝0，...，N-1)和用于确定其剩余的信息sub(n)(n＝0，...，N-1)。该除法运算基本上是用2^s除上预测残差e(n)的运算。但是， 对存在正负的预测残差e(n)进行区别处理的必要性和削减码长度等的观点出发，有时进行多少从仅仅用2^s除上预测残差e(n)的运算变更的运算。接着，可变长度编码单元2122b对该商q(n)进行阿尔法编码，生成信息prefix(n)。所生成的信息prefix(n)和信息sub(n)被输入到合成单元2122c。合成单元2122c输出信息prefix(n)与信息sub(n)的比特结合值prefix(n)|sub(n)作为与预测残差e(n)对应的残差码C_e(n)。此外，残差编码单元2120例如与该残差码C_e(n)一起输出参数s。 

由短期预测分析单元2112选择的最佳预测次数P_opt、由预测编码单元2110生成的系数码C_k、由残差编码单元2120生成的残差码C_e(n)和参数s被送到合成单元2130，在其中进行合成从而生成码C_g。 

<解码方法> 

对解码装置2200(图2)输入的码C_g在分离单元2210中被分离为最佳预测次数P_opt、系数码C_k、残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)以及参数s。最佳预测次数P_opt和系数码C_k被输入到预测解码单元2230，残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)和参数s被输入到残差解码单元2220。 

残差解码单元2220(图3B)的分离单元2221将所输入的残差码C_e(n)分离为信息prefix(n)和信息sub(n)。所分离的信息prefix(n)在可变长度解码单元2222中被解码，从而生成商q(n)。然后，对合成运算单元2223输入信息sub(n)和商q(n)和参数s，合成运算单元2223使用这些来对预测残差e(n)进行解码。 

另一方面，系数码C_k被输入到预测解码单元2230的系数解码单元2231。系数解码单元2231对系数码C_k进行解码从而生成量化PARCOR系数i(m)(m＝1，2，...，P_opt)。量化PARCOR系数i(m)(m＝1，2，...，P_opt)被送到短期预测系数变换单元2232。短期预测系数变换单元2232使用量化PARCOR系数i(m)(m＝1，2，...，P_opt)来计算最佳预测次数P_opt的短期预测滤波器(算式(2))的各短期预测系数α(m)(m＝1，2，...，P_opt)。短期预测单元2233使用所计算出的各短期预测系数α(m)(m＝1，2，...，P_opt)、过去从加法运算单元2234输出的时间序列信号x(n)，通过P＝P_opt的短期预测滤波器(算式(2))来生成短期预测值y(n)(n＝0，...，N-1)。加法运算单元2234对该短期预测值y(n)与由残差解码单元2220解码的预测残差e(n)进行加法运算，从而生成时间序列信号的无损解码值x(n)(n＝0，...，N-1)(逆预测滤波器处理)。 

现有技术文献 

非专利文献： 

非专利文献1：Mat Hans and Ronald W.Schafer，“Lossless Compression ofDigital Audio”，IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE，July 2001，pp.21-32。 

非专利文献2：ISO/IEC 14496-3AMENDMENT 2：Audio Lossless Coding(ALS)，new audio profiles and B SAC extensions。 

发明内容

发明要解决的课题 

如上所述，在非专利文献2的方法中，将根据时间序列信号的表现比特长度固定地决定的值、对根据预测残差的平均幅度来求的参数加上固定值的值作为用于对离散时间区间的开头附近的预测残差进行可变长度编码的参数。 

但是，在这样的方法中，有时从最佳的参数的背离变大。 

用于解决课题的手段 

在本发明中，将离散时间区间所包含的最早的时间区间设为第一区间，将比该第一区间之后的时间区间设为第二区间的情况下，作为第二区间的预测残差的可变长度编码用参数，计算与在包含该第二区间的时间区间中的预测残差的平均幅度的广义单调增加函数值相当的正的第二区间参数。而且，作为属于第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数，计算与第二区间参数与正的加法运算值之和的广义单调增加函数值相当的值，其中，该正的加法运算值与用于表示包含第二区间的时间区间中的时间序列信号的预测效果的指标相对应。 

发明的效果 

在本发明中，能够适当地选择预测残差的可变长度编码用参数。 

附图说明

图1是用于说明以往的预测编码方式的编码装置的功能结构的方框图。 

图2是用于说明以往的预测编码方式的解码装置的功能结构的方框图。 

图3A是用于说明图1所示的残差编码单元的功能结构的方框图，图3B 是用于说明图2所示的残差解码单元的功能结构的方框图。 

图4是用于说明使用了短期预测分析的预测编码方式中的预测次数与码量的关系的坐标图。 

图5A、图5B是示意性地例示了随机接入的帧的预测残差e(n)的幅度(|e(n)|)的图。 

图6A～图6C是示意性地例示了随机接入的帧的预测残差e(n)的幅度(|e(n)|)的图。 

图7是用于说明第一实施方式的编码装置的功能结构的方框图。 

图8是用于说明图7所示的残差编码单元的功能结构的方框图。 

图9是用于说明第一实施方式的解码装置的功能结构的方框图。 

图10是用于说明图9所示的残差解码单元的功能结构的方框图。 

图11是用于说明第一实施方式的编码方法的流程图。 

图12是用于说明图11的步骤S30的一例的流程图。 

图13是用于例示图11的步骤S50的细节的流程图。 

图14是用于说明第一实施方式的解码方法的流程图。 

图15是用于例示步骤S250的细节的流程图。 

图16是用于说明第二实施方式中的编码装置的残差编码单元的功能结构的方框图。 

图17是用于说明第二实施方式中的解码装置的残差解码单元的功能结构的方框图。 

图18是用于说明确定加法运算值a(r)的基准的一例的流程图。 

图19是用于说明第二实施方式的变形例中的编码装置的残差编码单元的功能结构的方框图。 

图20是用于说明第二实施方式的变形例的编码方法的流程图。 

图21是用于说明图20的步骤S630的一例的流程图。 

图22是用于说明第三实施方式的编码装置的功能结构的方框图。 

图23是用于说明图22所示的残差编码单元的功能结构的方框图。 

图24是用于说明第三实施方式的解码装置的功能结构的方框图。 

图25是用于说明图24所示的残差解码单元的功能结构的方框图。 

图26是用于说明第三实施方式的编码方法的流程图。 

图27是用于说明图26的步骤S730的一例的流程图。 

图28是用于说明第三实施方式的解码方法的流程图。 

具体实施方式

以下，在说明本方式的原理之后，对各实施方式进行说明。 

【原理】 

首先，对通过以往方式选择了预测残差的可变长度编码用的参数的情况下，从最佳的参数的背离变大的原因进行检验(非公知)。 

首先，在将根据时间序列信号的表现比特长度固定地决定的值作为参数的情况下，有时根据预测残差的幅度而从最佳的参数的背离变大。 

此外，在将对根据预测残差的平均幅度来求的参数加上固定值而得到的值作为在随机接入的离散时间区间的开头附近中的参数的情况下，有时根据在该离散时间区间中的短期预测的程度(预测效果的程度)而从最佳的值的背离变大。即，在各时间序列信号的自相关大的情况下，能够通过增大预测次数来减小预测残差，最佳预测次数变大(参照图4)。在这种情况下，如果是能够充分确保(例如确保最佳预测次数的时间序列信号)可在基于短期预测滤波器的计算中利用的时间序列信号的时间区间(以下称为“能够充分确保时间序列信号的时间区间”)，则能够减小预测残差的平均幅度对于时间序列信号的平均幅度的比例。但是，在无法充分确保可在基于短期预测滤波器的计算中利用的时间序列信号的开头附近等的区间(以下称为“无法充分确保时间序列信号的时间区间”)中，无法充分减小预测残差。因此，在各时间序列信号的自相关大的情况下，在能够充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度与在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度的差变大。另一方面，在各时间序列信号的自相关小的情况下，即使增大预测次数，预测残差的平均幅度对于时间序列信号的平均幅度的比例还是不变小，因此最佳预测次数变小(参照图4)。在这种情况下，最佳预测次数本来就小，因此在能够充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度与在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度的差变小。即，根据各时间序列信号的自相关的大小，在能够充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度与在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度的差变动。而且，最佳的参数依赖于预测残差的幅度，因此根据各时间序列信号的自相关的大小、即根据预测残差的平均幅度对于 时间序列信号的平均幅度的比例，在能够充分确保时间序列信号的时间区间中的最佳的参数与在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的最佳的参数的差变动。在非专利文献2的方法中，将这些最佳的参数的差设为固定值，设定了在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的参数。因此，根据各时间序列信号的自相关的大小，在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的参数成为不合适的参数。 

同样的问题也产生于将最佳预测次数设为固定值的情况。即，在各时间序列信号的自相关大的情况下，如果是能够充分确保时间序列信号的时间区域则能够减小预测残差，但在无法充分确保时间序列信号的时间区间中无法充分减小预测残差。因此，在各时间序列信号的自相关大的情况下，在能够充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度与在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度的差变大。另一方面，在各时间序列信号的自相关小的情况下，即使能够在基于短期预测滤波器的计算中利用的时间序列信号增加，预测残差还是不减少，因此，在能够充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度与在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度的差变小。在这种情况下，也根据各时间序列信号的自相关的大小，在能够充分确保时间序列信号的时间区间中的最佳的参数与在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的最佳的参数的差变动，在非专利文献2的方法中，有时在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的参数变得不合适。 

此外，在使用了长期预测分析的预测编码方式、对短期预测分析和长期预测分析进行了组合的预测编码方式中也产生同样的问题。 

长期预测分析是利用了时间序列信号的幅度特性以基本周期重复的性质的预测分析。在长期预测分析中决定如算式(4)的长期预测模型，该长期预测模型假定了某一时刻n的时间序列信号x(n)、对与该时刻n相比τ+j过去的时刻n-τ-j的各时间序列信号x(n-τ-j)[τ是基本周期(延迟值)、j＝-tap，...，tap(tap使用0或1的情况多)]分别用系数ρ(j)(称为“增益”)加权的结果、预测残差e(n)之间成立线性1次结合。 

e(n)＝x(n)+ρ(-tap)·x(n-τ+tap)+...+ρ(tap)·x(n-τ-tap)     ...(4) 

然后对所输入的时间序列信号x(n)计算使预测残差e(n)的能量最小的增益ρ(j)和延迟值τ。这里，将如算式(5)的线性FIR滤波器称为“长期预测滤波器”。 

y(n)＝-{ρ(-tap)·x(n-τ+tap)+...+ρ(tap)·x(n-τ-tap)}        ...(5) 

在进行长期预测分析时，也在每个基本周期的各时间序列信号的自相关大的情况下，在能够充分确保可在基于长期预测滤波器的计算中利用的时间序列信号的时间区间中能够减小预测残差，但在无法充分确保时间序列信号的时间区间中无法充分减小预测残差(参照算式(4))。另一方面，在各时间序列信号的自相关小的情况下，即使能够在基于长期预测滤波器的计算中利用的时间序列信号增加，预测残差还是不减少，因此，在能够充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度与在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的预测残差的幅度的差变小。因此，根据各时间序列信号的自相关的大小，在能够充分确保时间序列信号的时间区间中的最佳的参数与在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的最佳的参数的差变动，在非专利文献2的方法中，有时在无法充分确保时间序列信号的时间区间中的参数变得不合适。 

此外，如上所述的问题不是仅限定于用于对预测残差进行Golomb-Rice编码的Rice参数，而是在如下的参数中共同的问题，该参数是用于对预测残差进行可变长度编码的参数、并且用于使码量最小的最佳值随着该预测残差的幅度变大而广义单调增加或者单调增加。 

在本发明的实施方式中，如以下那样解决这样的问题。 

首先，举例说明对使用短期预测滤波器来得到的预测残差进行编码的情况。 

图5A、5B以及图6A～6C是示意性地例示了随机接入的帧(相当于“某一离散时间区间”)的预测残差e(n)的幅度(|e(n)|)的图。另外，这些图中的横轴是离散时间n，纵轴是预测残差的幅度。此外，帧是由离散时间n＝0、...、N-1构成的离散时间区间(0，...，N-1)，T1是从帧的最早的离散时间起到第L个离散时间为止的时间区间(第一区间：离散时间区间所包含的最早的时间区间)，T2是从帧的第L+1个离散时间起到最后的离散时间为止的时间区间(第二区间：比第一区间之后的时间区间)。另外，N是预先决定的2以上的整数。此外，L是属于离散时间区间(0，...，N-1)的、小于离散时间数N的预先决定的正整数(1以上的整数)。对使用短期预测滤波器来得到的预测残差进行编码的情况下，L是短期预测分析的最大预测次数P_max以下的预先决定的正的整数。 

图5A示意性地例示了在各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关大的情况下的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的幅度。此外，图5B示意性地例示了在各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关小的情况下的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)。 

如图5A所例示，在各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关大的情况下，最佳预测次数P_opt变大，因此在无法充分确保时间序列信号x(n)的开头附近的时间区间中的预测残差e(n)的幅度变大，在之后的能够充分确保时间序列信号x(n)的时间区间中的预测残差e(n)的幅度变小。另一方面，在各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关小的情况下，最佳预测次数P_opt变小，因此如图5B所例示，不仅在无法充分确保时间序列信号x(n)的时间区间中的预测残差e(n)的幅度变大，而且在能够充分确保时间序列信号x(n)的时间区间中的预测残差e(n)的幅度也变大。如此，根据各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关的大小，在无法充分确保时间序列信号x(n)的时间区间中的预测残差e(n)的幅度与在能够充分确保时间序列信号x(n)的时间区间中的预测残差e(n)的幅度的差变动。而且，由于用于对预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)进行可变长度编码的最佳的参数依赖于预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的幅度，因此，根据各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关的大小，在能够充分确保时间序列信号x(n)的时间区间中最佳的参数与在无法充分确保时间序列信号x(n)的时间区间中最佳的参数的差变动。 

在本方式中，在对预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)进行可变长度编码时，将如下的值估计为在无法充分确保时间序列信号x(n)的时间区间中最佳的参数，该值是在能够充分确保时间序列信号x(n)的时间区间中最佳的参数与处于随着各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关变大而广义单调增加的关系的正的加法运算值之和，或者是其校正值(这些相当于该加法运算值的广义单调增加函数值)。 

即，在如图5A那样，各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关大、包含第二区间T2的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度对于时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max，μ_min＜μ_max)的平均幅度的比例小的情况下(预测效果大的情况)，将对在能够充分确保时间序列信号x(n)的时间区间(包含第二区间T2的时间区间)中最佳的参数加上大的加法运算值的结果或者其校正值估计为在无法充分确保时间序列信号x(n)的时间区间(第一区 间T1)中的参数。 

另一方面，在如图5B那样，各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关小、包含第二区间T2的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度对于时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度的比例大的情况下(预测效果小的情况)，将对在能够充分确保时间序列信号x(n)的时间区间(包含第二区间T2的时间区间)中最佳的参数加上小的加法运算值(包括0)的结果或者其校正值估计为在无法充分确保时间序列信号x(n)的时间区间(第一区间T1)中的参数。 

即，处于相对于在包含第二区间T2的时间区间中最佳的参数与加法运算值之和而广义单调增加的关系的值估计为在第一区间T1中的参数，该加法运算值处于随着在包含第二区间T2的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度对于时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度的比例变小而广义单调增加的关系。加法运算值相当于在包含第二区间T2的时间区间中的预测残差的平均幅度对于时间序列信号的平均幅度的比例的广义单调减少函数值。 

换句话说，在本方式中，将与在包含第二区间T2的时间区间中最佳的参数与正的加法运算值之和的广义单调增加函数值相当的值作为在第一区间T1中的参数，该正的加法运算值与用于表示在包含第二区间T2的时间区间中的时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的指标相对应。由此，能够估计与各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关的大小(预测效果的大小)相应的最佳的参数。 

这里，无法确保基于最佳预测次数P_opt的短期预测滤波器的计算所需的所有的时间序列信号x(n)的时间区间是由从开头起到第P_opt个为止的离散时间构成的时间区间(0，...，P_opt-1)。此外，最佳预测次数P_opt自适应地从最小预测次数P_min以上且最大预测次数P_max以下的范围中选择。因此，由从开头起到P_max个为止的离散时间构成的时间区间(0，...，P_max-1)可能成为无法确保基于短期预测滤波器的计算所需的全部时间序列信号x(n)的时间区间。 

因此，在本方式中，将该时间区间(0，...，P_max-1)中的时间区间(0，...，L-1)设为第一区间T1。此外，将剩余的时间区间(L，...，N-1)设为第二区间T2。然后，在对预测残差e(n)进行可变长度编码时，作为用于对第二区间T2的预测残差e(z)进行可变长度编码的参数而计算处于随着在包含第二区间T2的时 间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数s。第二区间参数s相当于在包含第二区间T2的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度的广义单调增加函数值。 

而且，在本方式中，第二区间参数s与处于随着属于帧的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关变大而广义单调增加的关系的正的加法运算值之和或者其校正值即第一区间参数被设为用于对在属于第一区间T1的某一离散时间中的预测残差进行可变长度编码的参数。第一区间参数相当于第二区间参数s与正的加法运算值之和的广义单调增加函数值，该正的加法运算值与用于表示时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的指标相对应。在对预测残差e(n)的码进行解码时，按照与对预测残差e(n)进行可变长度编码时同样的基准来求正的加法运算值。而且，处于随着在包含第二区间T2的时间区间中的预测残差的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数与该加法运算值之和或者其校正值即第一区间参数被设为用于对在属于第一区间T1的某一离散时间中的预测残差的可变长度码进行解码的参数。 

另外，在本方式中，作为随机接入的某一离散时间区间的一例而例示了随机接入的帧。但是，随机接入的开头的子帧也可以是“某一离散时间区间”。此外，在本方式中使用的“广义单调增加”与“单调非减少”意思相同，将随着值γ变大而广义单调增加的值(与广义单调增加函数值相当的值)表现为f(γ)的情况下，对于任意的γ₁≤γ₂成立f(γ₁)≤f(γ₂)的关系。此外，“广义单调减少”与单调非增加意思相同，将随着值γ变大而广义单调减少的值(与广义单调减少函数值相当的值)表现为g(γ)的情况下，对于任意的γ₁≤γ₂成立g(γ₁)≥g(γ₂)的关系。 

以下，列举对使用短期预测滤波器来得到的预测残差进行编码时的加法运算值的设定例。 

<将PARCOR系数的大小作为指标的例子> 

在用于表示属于帧的时间序列信号x(n)的自相关的大小的指标(用于表示时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的指标)之一中存在PARCOR系数k(m)。PARCOR系数k(m)取-1.0≤k(m)≤1.0的值，时间序列信号x(n)的自相关越大绝对值越大。因此，通过将某一次数的PARCOR系数k(m)的大小作为指标，并根据该大小来改变加法运算值的值，从而能够选择在第一区间T1中最佳的参数。即，在与属于帧的时间序列信号对应的某一次数的 PARCOR系数的大小为第一值的情况下，将相当于第二区间参数与正的第一加法运算值之和的广义单调增加函数值的值作为在属于第一区间T1的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用的参数。在PARCOR系数的大小为大于第一值的第二值的情况下，将相当于第二区间参数与第一加法运算值以上的第二加法运算值之和的广义单调增加函数值的值作为在属于第一区间T1的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用的参数。另外，PARCOR系数的大小例如是PARCOR系数的幅度的大小、PARCOR系数的绝对值的大小、PARCOR系数的能量的大小等。此外，也可以通过评价PARCOR系数的映射值的大小来评价PARCOR系数的大小。 

在该例子中，在对预测残差e(n)进行可变长度编码时，处于随着对帧内的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)进行短期预测分析而得到的某一次数的PARCOR系数k(m)的绝对值|k(m)|变大而广义单调增加的关系的值作为加法运算值，设定在第一区间T1中的最佳的参数。这种情况下的加法运算值相当于某一次数的PARCOR系数k(m)的大小的广义单调增加函数值。而且，在对预测残差e(n)的码进行解码时，使用与在编码时使用于加法运算值的决定的次数的PARCOR系数对应的码的解码值，并按照与编码时相同的基准决定加法运算值，计算在第一区间T1中的参数。 

【例1～4】 

例1～4是L＝3的例子。各加法运算值a(r)被设定为根据1次的PARCOR系数k(1)的绝对值|k(1)|的增加而阶段性地变大。此外，加法运算值a(r)是在离散时间r中的加法运算值，在各离散时间r＝0、1、2中的第一区间参数成为s(r)＝s+a(r)(r＝0，1，2)。另外，将从第一区间T1的最早起到第L个为止的离散时间的各索引设为r(r＝0，...，L-1)，将索引r所表示的离散时间称为“离散时间r”。另外，存在如下的倾向：在越靠近帧的开头的离散时间中的预测残差的大小越变大。因此，期望加法运算值a(r)是与索引r的广义单调减少函数值相当的值。 

此外，可以如例3那样，根据|k(1)|的值而加法运算值a(r)在各离散时间r＝0、1、2中被设为0，也可以如例4那样，根据|k(1)|的值而加法运算值a(r)在各离散时间r＝0、1、2中被设为相同的值。此外，也可以如例5那样，将根据|k(1)|的值的变化而连续变化的函数值设为加法运算值a(r)。 

《例1》 

0.9≤|k(1)|≤1.0时：a(0)＝3，a(1)＝2，a(2)＝1 

0.6≤|k(1)|＜0.9时：a(0)＝2，a(1)＝1，a(2)＝0 

0≤|k(1)|＜0.6时：a(0)＝1，a(1)＝0，a(2)＝0 

《例2》 

0.9≤|k(1)|≤1.0时：a(0)＝2，a(1)＝1，a(2)＝0 

0≤|k(1)|＜0.9时：a(0)＝1，a(1)＝0，a(2)＝0 

《例3》 

0.9≤|k(1)|≤1.0时：a(0)＝3，a(1)＝2，a(2)＝1 

0.6≤|k(1)|＜0.9时：a(0)＝2，a(1)＝1，a(2)＝0 

0≤|k(1)|＜0.6时：a(0)＝0，a(1)＝0，a(2)＝0 

《例4》 

0.9≤|k(1)|≤1.0时：a(0)＝2，a(1)＝2，a(2)＝2 

0≤|k(1)|＜0.9时：a(0)＝1，a(1)＝1，a(2)＝1 

《例5》 

a(0)＝2|k(1)|+1，a(1)＝2|k(1)|，a(2)＝|k(1)| 

【例6、7】 

例6、7也是L＝3的例子，但仅在第一区间T1的一部分离散时间中应用本发明。在该例子中，在离散时间r＝0中的参数被设为固定值(例如，时间序列信号x(n)的表现比特长度-4)，在离散时间r＝1、2中的参数被设为s(r)＝s+a(r)(r＝1，2)。此外，在例7中，在离散时间r＝1中的加法运算值a(1)被设定为根据|k(1)|的增加而阶段性地变大，在离散时间r＝2中的加法运算值a(2)成为固定值。 

《例6》 

0.9≤|k(1)|≤1.0时：a(1)＝3，a(2)＝2 

0.6≤|k(1)|＜0.9时：a(1)＝2，a(2)＝1 

0≤|k(1)|＜0.6时：a(1)＝1，a(2)＝0 

《例7》 

0.9≤|k(1)|≤1.0时：a(1)＝3，a(2)＝1 

0.6≤|k(1)|＜0.9时：a(1)＝2，a(2)＝1 

0≤|k(1)|＜0.6时：a(1)＝1，a(2)＝1 

<将最佳预测次数作为指标的例子> 

作为用于表示属于帧的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关的大小的指标(用于表示时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的指标)也可以使用最佳预测次数P_opt。时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关越大(预测效果越大)，伴随预测次数的增加的预测残差e(n)的能量减少量越变大，并且自适应地选择的最佳预测次数P_opt越变大。因此，通过将最佳预测次数P_opt作为指标，并根据该大小来改变加法运算值的值，从而能够设定在第一区间T1中最佳的参数。 

在该例子中，在对预测残差e(n)进行可变长度编码时，处于随着对属于帧的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)进行短期预测分析时自适应地选择的最佳预测次数P_opt变大而广义单调增加的关系的值作为加法运算值，设定在第一区间T1中的最佳的参数。这种情况下的加法运算值相当于最佳预测次数P_opt的广义单调增加函数值。而且，在对预测残差e(n)的码进行解码时，使用在编码时使用于加法运算值的决定的最佳预测次数P_opt，并按照与编码时相同的基准决定加法运算值，计算在第一区间T1中的参数。 

【例8、9】 

例8是L＝3的例子。各加法运算值a(r)被设定为根据最佳预测次数P_opt的增加而阶段性地变大。在各离散时间r＝0、1、2中的第一区间参数成为s(r)＝s+a(r)(r＝0，1，2)。另外，存在如下的倾向：在越靠近帧的开头的离散时间中的预测残差的大小越变大。因此，期望加法运算值a(r)是与索引r的广义单调减少函数值相当的值。此外，例9是L＝2的例子。此外，与将PARCOR系数作为指标的情况同样地，根据最佳预测次数P_opt的值，加法运算值a(r)可以在各离散时间r＝0、1、2中被设为0，也可以在各离散时间r＝0、1、2中被设为相同的值。此外，在该例子的情况下，也可以仅在第一区间T1的一部分离散时间中应用本发明。此外，根据最佳预测次数P_opt的变化而连续地变化的函数值也可以被设为加法运算值a(r)。 

《例8》 

16≤P_opt≤P_max时：a(0)＝3，a(1)＝2，a(2)＝1 

4≤P_opt＜16时：a(0)＝2，a(1)＝1，a(2)＝0 

P_min≤P_opt＜4时：a(0)＝1，a(1)＝0，a(2)＝0 

《例9》 

16≤P_opt≤P_max时：a(0)＝3，a(1)＝2 

4≤P_opt＜16时：a(0)＝2，a(1)＝1 

P_min≤P_opt＜4时：a(0)＝1，a(1)＝0 

<将预测残差的能量作为指标的例1> 

在属于帧的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关大的情况下(时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果大的情况)，帧内的预测残差的能量变小。相反地，在自相关小的情况下(时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果小的情况)，帧内的预测残差的能量变大。因此，作为用于表示属于帧的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关的大小的指标(用于表示时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的指标)，也可以使用帧内的预测残差的能量。能够使用对帧内的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)以预测次数P进行短期预测分析而得到的从1次到P次为止的各PARCOR系数k(m)(m＝1，...，P)并通过E(0)·∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}，计算帧内的预测残差的能量的总和。另外，E(0)是帧内的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的能量的总和E(0)＝∑_n＝0 ^N-1{x(n)}²。此外，在自适应地选择预测次数P的情况下，预测次数P成为最佳预测次数P_opt。但是，E(0)不会成为时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关的大小的指标，因此将E(p)＝∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}作为指标来使用。 

在该例子中，对预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)进行可变长度编码时，处于随着E(p)＝∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}而广义单调增加减少的关系的值(与E(p)的广义单调增加减少函数值相当的值)被设为加法运算值，设定在第一区间T1中最佳的参数。另外，由于在各预测次数m中的1-k(m)²是在Burg法等短期预测分析的过程中计算的值，因此只要在存储器中保存在该过程中得到的各1-k(m)²，则能够计算E(p)而无需重新计算各1-k(m)²。而且，在对预测残差e(n)的码进行解码时，使用与从1次到P次为止的各PARCOR系数对应的码的解码值，并按照与编码时相同的基准决定加法运算值，计算在第一区间T1中的参数。 

【例10、11】 

例10是L＝3的例子。各加法运算值a(r)被设定为根据E(p)的增加而阶段性地变小。在各离散时间r＝0、1、2中的第一区间参数成为s(r)＝s+a(r)(r＝0，1，2)。另外，存在如下的倾向：在越靠近帧的开头的离散时间中的预测残差的大小越变大。因此，期望加法运算值a(r)是与索引r的广义单调减少函数值相当的值。此外，例11是L＝2的例子。此外，与将PARCOR系数作为指标的情况 同样地，根据E(p)的值，加法运算值a(r)可以在各离散时间r＝0、1、2中被设为0，加法运算值a(r)也可以在各离散时间r＝0、1、2中被设为相同的值。此外，在该例子的情况下，也可以仅在第一区间T1的一部分离散时间中应用本发明。此外，根据E(p)的值的变化而连续地变化的函数值也可以被设为加法运算值a(r)。 

《例10》 

0≤E(p)＜0.1时：a(0)＝3，a(1)＝2，a(2)＝1 

0.1≤E(p)＜0.6时：a(0)＝2，a(1)＝1，a(2)＝0 

0.6≤E(p)≤1时：a(0)＝1，a(1)＝0，a(2)＝0 

《例11》 

0≤E(p)＜0.1时：a(0)＝3，a(1)＝2 

0.1≤E(p)＜0.6时：a(0)＝2，a(1)＝1 

0.6≤E(p)≤1时：a(0)＝1，a(1)＝0 

<将预测残差的能量作为指标的例2> 

在第一区间T1的开头的离散时间r＝0中不存在能够使用于基于短期预测滤波器的计算的时间序列信号。因此，使用帧内的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的平均能量E(0)/N，将在离散时间r＝0中的预测残差e(0)的能量估计为E(0)/N。此外，在P＞r＞0的情况下，在第一区间T1的离散时间r中的预测残差e(r)的能量被估计为{E(0)/N}·∏_m＝1 ^r{1-k(m)²}。另外，在自适应地选择了预测次数P的情况下，预测次数P成为最佳预测次数P_opt。此外，在L≥P的情况下，在第二区间T2的离散时间z中的预测残差e(z)(z＝L，...，N-1)的各能量通过{E(0)/N}·∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}进行估计，第二区间T2的预测残差e(z)(z＝L，...，N-1)的平均能量近似于{E(0)/N}·∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}。 

因此，在L≥P的情况下，第一区间T1的开头的离散时间r＝0的预测残差e(0)的能量与第二区间T2的预测残差e(z)(z＝L，...，N-1)的平均能量的差近似于{E(0)/N}{1-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}}。此外，在L≥P＞r＞0时，在第一区间T1的离散时间r中的预测残差e(r)的能量与第二区间T2的预测残差e(z)(z＝L，...，N-1)的平均能量的差近似于{E(0)/N}{{∏_m＝1 ^r{1-k(m)²}-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}}。 

因此，在该例子中，在对预测残差e(n)进行可变长度编码时，将处于随着1-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}变大而广义单调增加的关系的值(与1-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}的广义单调增加函数值相当的值)作为在离散时间r＝0中的加法运算值a(0)。 此外，将处于随着∏_m＝1 ^r{1-k(m)²}-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}变大而广义单调增加的关系的值(与∏_m＝1 ^r{1-k(m)²}-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}的广义单调增加函数值相当的值)作为在离散时间r(0＜r＜P)中的加法运算值a(r)。然后，使用这些加法运算值来设定在第一区间T1中最佳的参数。而且，在对预测残差e(n)的码进行解码时，使用与从1次到P次为止的各PARCOR系数对应的码的解码值，按照与编码时相同的基准来求加法运算值，计算在第一区间T1中的参数。 

另外，在该例子的情况下，在各离散时间r(r＝0，...，L-1)中的第一区间参数成为s(r)＝s+a(r)。此外，与将PARCOR系数作为指标的情况同样地，根据1-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}或∏_m＝1 ^r{1-k(m)²}-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}的值，加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)可以在各离散时间r(r＝0，...，L-1)中被设为0，加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)也可以在各离散时间r(r＝0，...，L-1)中被设为相同的值。此外，在该例子的情况下，也可以仅在第一区间T1的一部分离散时间中应用本发明。此外，根据1-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}或∏_m＝1 ^r{1-k(m)²}-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}的值的变化而连续地变化的函数值也可以被设为加法运算值a(r)。 

<帧的样本数与加法运算值的关系的一例> 

图6A示意性地例示了与图5A相比属于帧的样本数少的情况下的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的幅度。对图5A与图6A进行比较则可知存在如下的倾向：属于帧的样本数越少，在第二区间T2中的预测残差的平均幅度越增加。这是因为，属于帧的样本数越少，在第二区间T2中所占的“无法确保在基于短期预测滤波器的计算所需的所有的时间序列信号x(n)的时间区间”的比率越变大。因此，期望加法运算值处于如下的关系：随着属于在成为编码处理单位的随机接入的离散时间区间的时间序列信号数变大而广义单调增加。换句话说，期望加法运算值是与属于离散时间区间的时间序列信号数的广义单调增加函数值相当的值。例如，也可以是，设为编码处理单位能够切换为帧或者子帧，将帧用作处理单位时的加法运算值被设为比将子帧用作处理单位时的加法运算值大。 

<第二区间参数的大小与加法运算值的关系的一例> 

图6B示意性地例示了属于帧的预测残差e(n)的幅度接近于0的情况。此外，图6C示意性地例示了属于帧的预测残差e(n)的幅度接近于最大幅度值MAX的情况。 

如图6B那样，在属于帧的各预测残差e(n)的幅度接近于0的情况下，该 帧为无音区间的可能性高。在这种情况下，在第一区间T1中的预测残差e(r)(r＝0，...，L-1)的平均幅度与在第二区间T2中的预测残差e(z)(z＝L，...，N-1)的平均幅度的差也变得接近于0。在这种情况下，与各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关的大小的变动(时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的大小的变动)对应的、第一区间T1与第二区间T2中的平均幅度的差的变动幅度也变小。 

此外，在如图6C那样，属于帧的各预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的幅度接近于最大幅度值MAX的情况下，各预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)饱和。在这种情况下，在第一区间T1中的预测残差e(r)(r＝0，...，L-1)的平均幅度与在第二区间T2中的预测残差e(z)(z＝L，...，N-1)的平均幅度的差接近于0的情况多。在这种情况下，与各时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关的大小的差异对应的、第一区间T1与第二区间T2中的平均幅度的差的差异也变小。 

如上所述，在属于帧的各预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的幅度接近于0或者接近于最大幅度值MAX的情况下，期望将加法运算值设定得小。具体地，也可以是，在0以上且最大幅度值MAX以下的范围中设定规定值TH1和规定值TH2(0≤TH1＜TH2≤MAX)，在第二区间参数s为规定值TH1以下时的加法运算值a(r)被设为在该第二区间参数大于该规定值TH1且小于规定值TH2时的加法运算值a(r)以下。即，在第二区间参数s为规定值TH1以下时的加法运算值也可以小于在第二区间参数s大于规定值TH1时的加法运算值。或者，在第二区间参数s为规定值TH2以上时的加法运算值a(r)可以被设为在该第二区间参数s大于规定值TH1且小于该规定值TH2时的加法运算值a(r)以下。即，在第二区间参数s为规定值TH2以上时的加法运算值也可以小于在第二区间参数s小于规定值TH2时的加法运算值。或者，也可以进行该双方设定。 

<附加信息> 

在以往的短期预测编码方式中，也对解码装置提供上述的、用于确定加法运算值而所需的PARCOR系数等指标。即，在进行本方式的处理时，编码装置无需对码附加新的信息。 

但是，编码装置也可以设为能够选择用于确定加法运算值的基准的结构，用于表示编码装置所选择的基准的辅助信息d也可以包含在码。例如，编码装置也可以从上述的《例1》的基准与《例2》的基准中选择一个基准，并按 照该基准决定加法运算值，将用于表示所选择的基准的辅助信息d包含到码而提供给解码装置。此外，编码装置也可以从上述的将PARCOR系数作为指标的基准与将最佳预测次数作为指标的基准中选择一个基准，并按照该基准决定加法运算值，将用于表示所选择的基准的辅助信息d包含到码而提供给解码装置。 

此外，也可以将处于对于第二区间参数与加法运算值之和而广义单调增加的关系的校正值作为第一区间参数，而不是将第二区间参数与加法运算值之和作为第一区间参数。这种情况下，编码装置也可以将用于表示该校正内容的辅助信息c包含到码而提供给解码装置。用于表示校正内容的辅助信息c的一例是，根据第一区间T1的预测残差e(r)(r＝0，...，L-1)的平均幅度来实际计算的参数与、第二区间参数与加法运算值之和的差。 

<基准的组合> 

也可以组合上述的基准而设定加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)。例如，也可以在不同的离散时间中使用不同的基准。例如，也可以是，在离散时间r＝1中，按照将上述的PARCOR系数作为指标的基准来决定加法运算值a(1)，在离散时间r＝2中，按照将上述的最佳预测次数作为指标的基准来决定加法运算值a(2)。 

<参数> 

另外，通过本方式进行设定的参数是用于对预测残差进行可变长度编码的参数，是处于用于使码量最小的最佳值随着该预测残差的幅度变大而广义单调增加或者单调增加的关系的参数。这样的参数的一例是用于对预测残差进行Golomb-Rice编码的Rice参数。但是，这并非用于限定本发明。本发明例如能够应用于将包含第一信息与第二信息的信息作为与预测残差对应的码的、所有的可变长度编码方式的参数，该第一信息用于确定通过将处于根据预测残差或者其绝对值的增加而单调增加的关系的0以上的整数作为被除数、将依赖于对该预测残差所属的时间区间设定的参数的整数作为除数的除法运算而得到的整数的商，该第二信息用于确定所述被除数的与所述除数有关的余数。作为这样的参数的例子，除了Rice参数之外，还可以例示用于对预测残差进行Golomb编码的Golomb参数、将Golomb-Rice码或Golomb码的阿尔法码部分置换为哈夫曼码的可变长度编码方式的参数。 

此外，第二区间参数s是随着在包含第二区间T2的时间区间中的预测残 差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度变大而广义单调增加的值。第二区间参数s可以使用第二区间T2的各预测残差e(z)(z＝L，...，N-1)的平均幅度进行设定，也可以使用第一区间T1和第二区间T2的各预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的平均幅度进行设定，也可以使用第一区间T1的一部分与第二区间T2的各预测残差的平均幅度进行设定。此外，对于包含第二区间T2的时间区间的各预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度而广义单调增加，则也可以使用第二区间T2的一部分区间的各预测残差的平均幅度来设定第二区间参数s。 

此外，在上述的、将包含第一信息与第二信息的信息作为与预测残差对应的码的可变长度编码方式的情况下，计算第二区间参数s使得在包含第二区间T2的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的码的平均幅度最小，其中，该第一信息用于确定通过将处于根据预测残差或者其绝对值的增加而单调增加的关系的0以上的整数作为被除数、将依赖于对该预测残差所属的时间区间设定的参数的整数作为除数的除法运算而得到的整数的商，该第二信息用于确定所述被除数的与所述除数有关的余数。在Rice参数的情况下，例如，将log₂{ln2·(2·D)}(D是在包含第二区间T2的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度)量化为整数的值被设为第二区间参数s。 

<使用长期预测滤波器而得到的预测残差的编码> 

在对时间序列信号进行长期预测分析，并对使用长期预测滤波器而得到的预测残差进行编码的情况下，上述的L是在长期预测分析中的延迟值τ的最大值以下的预先决定的整数。如上所述，长期预测分析是对所输入的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)计算使算式(4)所示的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的能量最小的增益ρ(j)和延迟值τ的处理，延迟值τ自适应地从最小延迟值T_min以上且最大延迟值T_max以下的范围中选择。因此，由从开头起到第T_max个为止的离散时间构成的时间区间(0，...，T_max-1)可能成为无法确保基于长期预测滤波器的计算所需的全部时间序列信号x(n)的时间区间。因此，在本方式中，将该时间区间(0，...，T_max-1)中的时间区间(0，...，L-1)设为第一区间T1。此外，将剩余的时间区间(L，...，N-1)设为第二区间T2。然后，在对预测残差e(n)进行可变长度编码时，作为用于对第二区间T2的预测残差e(z)进行可变长度编码的参数而计算随着在包含第二区间T2的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度变大而广义单调增加的正的第二区间参数s。此外，第二区间参数s与、处于随着属于帧的时间序列信号x(n) (n＝0，...，N-1)的自相关变大而广义单调增加的关系的正的加法运算值(与用于表示对时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)进行了长期预测分析时的预测效果的指标对应的值)之和或者其校正值即第一区间参数被设为用于对在属于第一区间T1的某一离散时间中的预测残差进行可变长度编码的参数。即，第一区间参数是相当于第二区间参数s与对应于用于表示对时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)进行了长期预测分析时的预测效果的指标的值之和的广义单调增加函数值的值。 

在对预测残差e(n)的码进行解码时，按照与对预测残差e(n)进行可变长度编码时相同的基准，计算用于对在属于第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度码进行解码的第一区间参数。 

在对使用长期预测滤波器而得到的预测残差进行编码时的加法运算值例如是处于随着对离散时间区间(0，...，N-1)的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)进行长期预测分析而得到的长期预测滤波器的预测系数即增益ρ(j)的绝对值|ρ(j)|变大而广义单调增加的关系的值。在该例子中，在对预测残差e(n)进行可变长度编码时，处于随着增益ρ(j)变大而广义单调增加减少的关系的值被设为加法运算值，设定在第一区间T1中最佳的参数。而且，在对预测残差e(n)的码进行解码时，使用与增益ρ(j)对应的码的解码值，并按照与编码时相同的基准决定加法运算值，计算在第一区间T1中的参数。 

【例12、13】 

例12是L＝3的例子。在例12中，各加法运算值a(r)被设定为根据增益ρ(j)的绝对值|ρ(j)|的增加而阶段性地变大。在各离散时间r＝0、1、2中的第一区间参数成为s(r)＝s+a(r)(r＝0，1，2)。另外，存在如下的倾向：在越靠近帧的开头的离散时间中的预测残差的大小越变大。因此，期望加法运算值a(r)是与索引r的广义单调减少函数值相当的值。此外，在例13中，各加法运算值a(r)被设定为根据增益ρ(-tap)，...，ρ(tap)的绝对值的平均值ρ_ave的增加而阶段性地变大。此外，根据增益的值，加法运算值a(r)可以在各离散时间r＝0、1、2中被设为0，加法运算值a(r)也可以在各离散时间r＝0、1、2中被设为相同的值。此外，在该例子的情况下，也可以仅在第一区间T1的一部分离散时间中应用本发明。此外，根据增益的变化而连续地变化的函数值也可以被设为加法运算值a(r)。 

《例12》 

|ρ(0)|≥60时：a(0)＝3，a(1)＝2，a(2)＝1 

60＞|ρ(0)|≥40时：a(0)＝2，a(1)＝1，a(2)＝0 

40＞|ρ(0)|时：a(0)＝1，a(1)＝0，a(2)＝0 

《例13》 

ρ_ave≥60时：a(0)＝3，a(1)＝2，a(2)＝1 

60＞ρ_ave≥40时：a(0)＝2，a(1)＝1，a(2)＝0 

40＞ρ_ave时：a(0)＝1，a(1)＝0，a(2)＝0 

此外，关于加法运算值的具体的设定方法以外的事项，与上述的对使用短期预测滤波器而得到的预测残差进行编码时相同。此外，本发明也可以使用于如下的情况：作为时间序列信号对使用短期预测滤波器来得到的预测残差进行长期预测分析，并对使用长期预测滤波器而得到的预测残差进行编码。相反地，本发明也可以使用于如下的情况：作为时间序列信号对使用长期预测滤波器来得到的预测残差进行短期预测分析，并对使用短期预测滤波器而得到的预测残差进行编码。在如此对短期预测分析与长期预测分析进行组合时的加法运算值，可以与上述的对使用短期预测滤波器而得到的预测残差进行编码时的加法运算值相同，也可以与对使用长期预测滤波器而得到的预测残差进行编码时的加法运算值相同，也可以是对这些设定基准进行组合而设定的加法运算值。 

【第一实施方式】 

下面，对本发明的第一实施方式进行说明。本方式是对使用短期预测滤波器而得到的预测残差进行编码的方式。在本方式中说明将PARCOR系数的大小作为指标来设定加法运算值的例子。此外，对作为具体的基准而使用《例1》的基准的情况进行例示。而且，在本方式的例子中，在0以上且最大幅度值MAX以下的范围中设定规定值TH1和规定值TH2(0≤TH1＜TH2≤MAX)，在第二区间参数s为规定值TH1以下时的加法运算值a(r)被设为在该第二区间参数大于该规定值TH1且小于规定值TH2时的加法运算值a(r)以下，在第二区间参数s为规定值TH2以上时的加法运算值a(r)被设为在该第二区间参数s大于规定值TH1且小于该规定值TH2时的加法运算值a(r)以下。但是，这些并非用于限定本发明。 

<结构> 

图7是用于说明第一实施方式的编码装置100的功能结构的方框图，图 8是用于说明图7所示的残差编码单元120的功能结构的方框图。此外，图9是用于说明第一实施方式的解码装置200的功能结构的方框图，图10是用于说明图9所示的残差解码单元220的功能结构的方框图。另外，在这些图中，对与图1至图3相同的结构使用与图1至图3相同的标号，并省略说明。 

如图7所示，本方式的编码装置100包括预测编码单元2110、残差编码单元120、以及合成单元2130。此外，如图8所示，残差编码单元120包括参数计算单元121、以及编码单元122。此外，参数计算单元121包括第二区间参数计算单元121a、加法运算值决定单元121b、以及第一区间参数计算单元121c。此外，编码单元122包括分离运算单元122a、可变长度编码单元2122b、以及合成单元2122c。 

此外，如图9所示，本方式的解码装置200包括分离单元2210、残差解码单元220、以及预测解码单元2230。此外，如图10所示，残差解码单元220包括分离单元2221、可变长度解码单元224、合成运算单元225、加法运算值决定单元222、以及参数计算单元223。 

另外，本方式的编码装置100和解码装置200例如是如下构成的特别的装置：在具备了CPU(central processing unit，中央处理单元)、RAM(random-access memory，随机存取存储器)、ROM(read-only memory，只读存储器)等的公知的计算机或专用计算机中读入规定的程序，并由CPU执行该程序。即，帧缓冲器2111例如是RAM、高速缓冲存储器(cache memory)、寄存器等存储器，其他的各处理单元例如是通过由CPU执行规定的程序而构筑的处理单元。此外，这些处理单元的至少一部分可以由集成电路等的电子线路来构成。而且，可以根据需要在编码装置100和解码装置200中设置临时存储器，该临时存储器用于存储通过各处理单元的处理而输出的数据，并在各处理单元的其他处理时读出数据。此外，这样的各处理单元的实现方法在以下的各实施方式和其变形例中也相同。 

<编码方法> 

图11是用于说明第一实施方式的编码方法的流程图。此外，图12是用于说明图11的步骤S30的一例的流程图，图13是用于例示图11的步骤S50的细节的流程图。以下，使用这些图来说明本方式的编码方法。 

对编码装置100(图7)的预测编码单元2110输入进行了采样/量化的PCM形式的时间序列信号x(n)。这些时间序列信号x(n)可以是进行了线性量化(有 时也称为“均等量化”)的信号，也可以是进行了如压伸量化(例如，参照ITU-TRecommendation G.711，“Pulse Code Modulation(PCM)of Voice Frequencies”)的非线性量化(有时也称为“非均等量化”)的信号。此外，时间序列信号x(n)也可以是没有进行量化的信号，而不是PCM形式的信号。 

在帧缓冲器2111中缓冲的1帧量的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)被送到短期预测分析单元2112。短期预测分析单元2112进行时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的短期预测分析，在最小预测次数P_min以上且最大预测次数P_max以下的范围中选择最佳预测次数P_opt，并且分别生成在各预测次数m中的各PARCOR系数k(m)(m＝1，...，P_opt)。另外，短期预测分析单元2112可以是直接对时间序列信号x(n)进行短期预测分析的结构，也可以是将进行了非线性量化而输入的时间序列信号x(n)映射成线性量化或其他的非线性量化之后进行短期预测分析的结构。之后，生成与PARCOR系数k(m)(m＝1，2，...，P_opt)对应的系数码C_k，并通过上述的预测滤波器处理来生成预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)(步骤S10)。 

预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)被输入到残差编码单元120的第二区间参数计算单元121a。第二区间参数计算单元121a使用各预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)，作为用于对第二区间(L，...，N-1)的预测残差e(n)进行可变长度编码的参数而计算处于随着在包含第二区间(L，...，N-1)的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数s。该第二区间参数的计算方法如上所述。第二区间参数计算单元121a例如把将log₂{ln2·(2·D)}(D是在包含第二区间T2的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度)量化为整数的值设为第二区间参数s(步骤S20)。 

接着，对加法运算值决定单元121b输入在步骤S10中生成的1次的PARCOR系数k(1)、在步骤S20中生成的第二区间参数s。加法运算值决定单元121b使用这些值来求处于随着在包含第二区间(L，...，N-1)的时间区间中的预测残差e(n)的平均幅度对于时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度的比例变小而广义单调增加的关系的正的加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)。该例子的加法运算值a(r)是处于随着属于离散时间区间(0，...，N-1)的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关变大而广义单调增加的关系的值。此外，该例子的加法运算值a(r)与用于表示时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预 测效果的指标对应(步骤S30)。 

【步骤S30的一例】 

图12所示的处理是L＝3时的一例。在该例子的情况下，首先，加法运算值决定单元121b判断是否满足s≤TH1(步骤S31)，如果满足s≤TH1，则将加法运算值设为a(0)＝1、a(1)＝0、a(2)＝0(步骤S32)。此外，如果不满足s≤TH1，则加法运算值决定单元121b判断是否满足s≥TH2(步骤S33)，如果满足s≥TH2，则将加法运算值设为a(0)＝0、a(1)＝0、a(2)＝0(步骤S34)。进一步，如果也不满足s≥TH2，加法运算值决定单元121b判断是否满足|k(1)|≥0.9(步骤S35)，如果满足|k(1)|≥0.9，则将加法运算值设为a(0)＝3、a(1)＝2、a(2)＝1(步骤S36)。此外，如果也不满足|k(1)|≥0.9，则加法运算值决定单元121b判断是否满足|k(1)|≥0.6(步骤S37)，如果满足|k(1)|≥0.6，则将加法运算值设为a(0)＝2、a(1)＝1、a(2)＝0(步骤S38)。如果也不满足|k(1)|≥0.6，则加法运算值决定单元121b将加法运算值设为a(0)＝1、a(1)＝0、a(2)＝0(步骤S39)。另外，在该例子中，将1次的PARCOR系数k(1)的绝对值|k(1)|作为指标来决定加法运算值a(r)。但是，为了防止因1次的PARCOR系数k(1)的量化误差而导致在编码装置100中选择的加法运算值a(r)与在解码装置200中选择的加法运算值a(r)(后述)产生差异，也可以是，对1次的PARCOR系数k(1)进行量化之后进行反量化而得到的1次的PARCOR系数k(1)的绝对值作为指标，如上所述那样决定加法运算值a(r)(【步骤S30的一例】的说明结束)。 

接着，对第一区间参数计算单元121c输入在步骤S20中生成的第二区间参数s、在步骤S30中生成的加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)。第一区间参数计算单元121c使用这些值，作为用于对在属于第一区间(0，...，L-1)的离散时间r中的预测残差e(r)进行可变长度编码的参数来求第二区间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和即第一区间参数s(r)＝s+a(r)(步骤S40)。 

接着，对编码单元2122输入在步骤S20中生成的第二区间参数s、在步骤S40中生成的第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)、预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)。编码单元2122分别使用第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)来对在属于第一区间(0，...，L-1)的离散时间r中的预测残差e(r)进行可变长度编码，并使用第二区间参数s对在属于第二区间(L，...，N-1)的离散时间z(z＝L，...，N-1)中的预测残差e(z)进行可变长度编码，从而生成与预测残差e(n)对应的残差码C_e(n) (步骤S50)。用于对预测残差e(z)进行可变长度编码的编码方式的一例是将包含第一信息与第二信息的信息作为与预测残差e(n)对应的残差码C_e(n)的方式，其中，该第一信息用于确定通过将根据预测残差e(n)或者其绝对值的增加而单调增加的0以上的整数作为被除数、将依赖于对该预测残差e(n)所属的时间区间设定的参数的整数作为除数的除法运算而得到的整数的商，该第二信息用于确定所述被除数的与所述除数有关的余数。作为这样的编码方式，可以例示Golomb-Rice编码方式、Golomb编码方式、将Golomb-Rice码或Golomb码的阿尔法码部分置换为哈夫曼码的可变长度编码方式等。 

【步骤S50的一例】 

图13所示的处理是对预测残差e(n)进行Golomb-Rice编码时的一例。另外，在以下说明对于离散时间n的处理，但实际上对各离散时间n＝0、...、N-1分别执行同样的处理。 

在该例子中，首先，分离运算单元122a判断是否为n≤L-1(步骤S51)。该判断是正在处理的离散时间n是否属于第一区间T1的判断。然后，分离运算单元122a在n≤L-1的情况下设为w(n)＝s(n)(步骤S52a)，在n＞L-1的情况下设为w(n)＝s(步骤S52b)。 

接着，分离运算单元122a判定w(n)是否为0(步骤S53)。这里，在不是w(n)＝0的情况下，分离运算单元122a判定所输入的预测残差e(n)是否为0以上(步骤S54a)，在判定为e(n)≥0的情况下，按照算式(6)生成整数的商q(n)(步骤S55a)，并按照算式(7)生成用于确定余数的信息sub(n)并输出(步骤S56a)。 

q(n)＝floor(e(n)/2^w(n)-1)(e(n)≥0时)                ...(6) 

sub(n)＝e(n)-2^w(n)-1·q(n)+2^w(n)-1(e(n)≥0时)       ...(7) 

另一方面，在步骤S54a中判定为不是e(n)≥0的情况下，分离运算单元122a按照算式(8)生成整数的商q(n)(步骤S55b)，并按照算式(9)生成用于确定余数的信息sub(n)并输出(步骤S56b)。 

q(n)＝floor{(-e(n)-1)/2^w(n)-1}(e(n)＜0时)    ...(8) 

sub(n)＝(-e(n)-1)-2^w(n)-1·q(n)(e(n)＜0时)   ...(9) 

另一方面，在步骤S53中判定为w(n)＝0的情况下，分离运算单元122a判定所输入的预测残差e(n)是否为0以上(步骤S54b)，在判定为e(n)≥0的情况下，按照算式(10)生成商q(n)(步骤S55c)，并将sub(n)设为无效(null) 并输出(步骤S56c)。 

q(n)＝2·e(n)(e(n)≥0时)           ...(10) 

另一方面，在步骤S54b中判定为不是e(n)≥0的情况下，分离运算单元122a按照算式(11)生成商q(n)(步骤S55d)，并将sub(n)设为无效并输出(步骤S56c)。 

q(n)＝-2·e(n)-1(e(n)＜0时)       ...(11) 

接着，从分离运算单元122a输出的商q(n)被输入到可变长度编码单元2122b。可变长度编码单元2122b例如通过阿尔法编码方法等可变长度编码方法对商q(n)进行编码，生成与商q(n)对应的信息prefix(n)并输出(步骤S57)。 

接着，从分离运算单元122a输出的信息sub(n)、从可变长度编码单元2122b输出的信息prefix(n)被输入到合成单元2122c。合成单元2122c合成信息prefix(n)与信息sub(n)，生成与预测残差e(n)对应的残差码C_e(n)(步骤S58/【步骤S50的一例】的说明结束)。 

之后，系数码C_k、残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)、第二区间参数s以及预测次数P_opt被输入到合成单元2130，合成单元2130生成合成了这些值的码C_g并输出(步骤S60)。另外，在本方式中，无需对码C_g附加仅用于在解码装置200中对加法运算值a(r)进行复原的特别的辅助信息。 

<解码方法> 

图14是说明第一实施方式的解码方法的流程图。此外，图15是用于例示步骤S250的细节的流程图。以下，使用这些图来说明本方式的解码方法。 

解码装置200(图9)的分离单元2210对输入到解码装置200的码C_g进行分离，生成与PARCOR系数对应的系数码C_k、与预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)对应的残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)、第二区间参数s以及最佳预测次数P_opt(步骤S210)。 

系数码C_k被输入到系数解码单元2231，系数解码单元2231对系数码C_k进行解码而生成量化PARCOR系数i(m)(m＝1，...，P_opt)(步骤S220)。 

接着，从分离单元2210输出的第二区间参数s与从系数解码单元2231输出的1次的量化PARCOR系数i(1)被输入到加法运算值决定单元222。加法运算值决定单元222使用这些值来求处于随着属于离散时间区间(0，...，N-1)的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的自相关变大而广义单调增加的关系的加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)。按照与步骤S30相同的基准来执行在该例子中的 加法运算值a(r)的决定。如果按照图12所例示的决定方法，则加法运算值决定单元222例如对1次的量化PARCOR系数i(1)进行反量化而对1次的PARCOR系数k(1)进行还原，并按照图12所例示的顺序来求加法运算值a(r)(步骤S230)。另外，在该例子中的加法运算值a(r)与用于表示时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的指标相对应。 

接着，从分离单元2210输出的第二区间参数s和从加法运算值决定单元222输出的加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)被输入到参数计算单元223。参数计算单元223计算第二区间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和即第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)(步骤S240)。 

接着，分离单元2221、可变长度解码单元224以及可变长度解码单元2222分别使用第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)来对在属于第一区间(0，...，L-1)的离散时间r(r＝0，...，L-1)中的残差码C_e(r)(r＝0，...，L-1)进行解码，并且使用第二区间参数s来对在属于第二区间(L，...，N-1)的离散时间z(z＝L，...，N-1)中的残差码C_e(z)(z＝L，...，N-1)进行解码，求预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)(步骤S250)。 

【步骤S250的一例】 

图15所示的处理是对预测残差e(n)的Golomb-Rice码进行解码时的一例。另外，在以下说明对于离散时间n的处理，但实际上对各离散时间n＝0、...、N-1分别执行同样的处理。 

首先，对分离单元2221输入残差码C_e(n)。分离单元2221分离残差码C_e(n)，生成信息prefix(n)与信息sub(n)(步骤S251)。信息prefix(n)被输入到可变长度解码单元2222。可变长度解码单元2222对该信息prefix(n)进行解码并求商q(n)(步骤S252)。 

接着，从分离单元2221输出的信息sub(n)、从可变长度解码单元2222输出的商q(n)、从参数计算单元223输出的第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)以及第二区间参数s被输入到合成运算单元225。 

合成运算单元225首先判断是否为n≤L-1(步骤S253)。该判断是正在处理的离散时间n是否属于第一区间T1的判断。然后，合成运算单元225在n≤L-1的情况下设为w(n)＝s(n)(步骤S254a)，在n＞L-1的情况下设为w(n)＝s(步骤S254b)。 

接着，合成运算单元225判定w(n)是否为0(步骤S255)。这里，在判定 为不是w(n)＝0的情况下，合成运算单元225接着判定信息sub(n)是否为2^w(n)-1以上(步骤S256a)。该判定相当于判定预测残差e(n)是否为0以上。在步骤S256a中判定为sub(n)≥2^w(n)-1的情况下，合成运算单元225通过以下的算式来计算预测残差e(n)(步骤S257a)。 

e(n)＝sub(n)+2^w(n)-1·q(n)-2^w(n)-1            ...(12) 

另一方面，在步骤S256a中判定为sub(n)＜2^w(n)-1的情况下，合成运算单元225通过以下的算式来计算预测残差e(n)(步骤S257b)。 

e(n)＝-sub(n)-1-2^w(n)-1·q(n)            ...(13) 

另一方面，在步骤S255中判定为w(n)＝0的情况下，合成运算单元225接着判定信息q(n)是否为偶数(步骤S256b)。该判定相当于判定预测残差e(n)是否为0以上。在步骤S256b中判定为q(n)是偶数的情况下，合成运算单元225通过以下的算式来计算预测残差e(n)(步骤S257c)。 

e(n)＝q(n)/2                ...(14) 

另一方面，在步骤S256b中判定为q(n)是奇数的情况下，合成运算单元225通过以下的算式来计算预测残差e(n)(步骤S257d)。 

e(n)＝-(q(n)+1)/2            ...(15) 

从合成运算单元225输出如以上那样生成的预测残差e(n)(【步骤S250的一例】的说明结束)。 

之后，短期预测单元2233和加法运算单元2234使用从残差解码单元220输出的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)、从系数解码单元2231输出的量化PARCOR系数i(m)(m＝1，...，P_opt)来生成时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)并输出(步骤S260)。 

【第一实施方式的变形例】 

在本方式中，对预测残差e(n)进行编码时，编码装置100的加法运算值决定单元121b(图8)求处于随着对帧内的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)进行短期预测分析而得到的某一次数的PARCOR系数的大小变大而广义单调增加的关系的加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)，在进行解码时，解码装置200的加法运算值决定单元222使用与该次数的PARCOR系数对应的码的解码值，求处于随着该次数的PARCOR系数的绝对值变大而广义单调增加的关系的加法运算值a(r)。但是，如上所述，也可以按照其他的基准来求加法运算值a(r)。 

例如，也可以是，在对预测残差e(n)进行编码时，对编码装置100的加 法运算值决定单元121b(图8)输入在进行帧内的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的短期预测分析时自适应地选择的最佳预测次数P_opt，加法运算值决定单元121b求处于随着该最佳预测次数P_opt变大而广义单调增加的关系的加法运算值a(r)。在这种情况下进行解码时，对解码装置200的加法运算值决定单元222输入从分离单元2210输出的最佳预测次数P_opt，加法运算值决定单元222按照与加法运算值决定单元121b相同的基准来求加法运算值a(r)。 

此外，例如也可以是，在对预测残差e(n)进行编码时，对编码装置100的加法运算值决定单元121b(图8)输入在对帧内的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)进行短期预测分析而得到的从1次起到P次(例如，P＝P_opt)为止的各PARCOR系数k(m)(m＝1，...，P)，加法运算值决定单元121b求处于随着∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}变大而广义单调减少的关系的加法运算值a(r)。在这种情况下进行解码时，对解码装置200的加法运算值决定单元222输入从系数解码单元2231输出的从1次起到P次为止的各量化PARCOR系数i(m)(相当于“与从1次起到P次为止的各PARCOR系数对应的码的解码值”)，加法运算值决定单元222对这些值进行反量化而对从1次到P次为止的PARCOR系数k(m)进行还原，按照与加法运算值决定单元121b相同的基准来求加法运算值a(r)。 

此外，例如也可以是，在对预测残差e(n)进行编码时，对编码装置100的加法运算值决定单元121b(图8)输入在对帧内的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)进行短期预测分析而得到的从1次起到P次为止的各PARCOR系数k(m)(m＝1，...，P)，加法运算值决定单元121b求处于随着1-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}变大而广义单调增加的关系的加法运算值a(r)(r＝0)，并求处于随着∏_m＝1 ^r{1-k(m)²}-∏_m＝1 ^P{1-k(m)²}变大而广义单调增加的关系的加法运算值a(r)(0＜r＜P)。在这种情况下进行解码时，对解码装置200的加法运算值决定单元222输入从系数解码单元2231输出的从1次起到P次为止的各量化PARCOR系数i(m)(m＝1，...，P)，加法运算值决定单元222对这些值进行反量化而对从1次到P次为止的PARCOR系数k(m)进行还原，按照与加法运算值决定单元121b相同的基准来求加法运算值a(r)(r＝0)和a(r)(0＜r＜P)。 

此外，也可以组合这些不同的基准而利用，例如也可以对每个离散时间r使用不同的基准，并求加法运算值a(r)。 

此外，例如，在能够切换编码的处理单位为帧的情况与编码的处理单位为子帧的情况时，加法运算值决定单元121b、222可以设成在处理单位为帧的情况下的加法运算值a(r)大于在处理单位为子帧的情况下的加法运算值a(r)。 

此外，在本实施方式中示出了如下的例子：在0以上且最大幅度值MAX以下的范围中设定规定值TH1和规定值TH2(0≤TH1＜TH2≤MAX)，在第二区间参数s为规定值TH1以下时的加法运算值a(r)被设为在该第二区间参数大于该规定值TH1且小于规定值TH2时的加法运算值a(r)以下(下限基准)，在第二区间参数s为规定值TH2以上时的加法运算值a(r)被设为在该第二区间参数s大于规定值TH1且小于该规定值TH2时的加法运算值a(r)以下(上限基准)。但是，也可以是不使用这样的利用了规定值TH1和规定值TH2的基准的结构。此外，例如也可以是使用上限基准或者下限基准的其中一个的结构。 

此外，也可以是，在残差编码单元120(图8)中设置用于将预测残差e(n)映射为整数值的信号变换单元123，在残差解码单元220(图9)中设置用于进行信号变换单元123的反变换的反变换单元226。这种情况下，第二区间参数计算单元121a使用信号变换单元123的输出值来计算处于随着在包含第二区间T2的时间区间中的预测残差的平均幅度变大而广义单调增加的关系的第二区间参数s，编码单元2122对信号变换单元123的输出值进行编码。此外，残差解码单元220在反变换单元226中对合成运算单元225的输出值进行反变换，作为被解码的预测残差e(n)进行输出。另外，按照预先决定的规则进行在信号变换单元123中的映射。例如，信号变换单元123在所输入的预测残差e(n)为0以上的情况下，保持大小关系的顺序而将其映射为奇数的整数，在所输入的预测残差e(n)小于0的情况下，保持绝对值的大小关系的顺序而将其映射为偶数的整数。 

此外，本方式的编码装置100的第一区间参数计算单元121c将第二区间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和设为第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)(步骤S40)，解码装置200的参数计算单元223将第二区间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和设为第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)(步骤S240)。但是，也可以是，编码装置100的第一区间参数计算单元121c将处于相对于第二区间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和而广义单调增加的关系的 校正值设为第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)，解码装置200的参数计算单元223将处于相对于第二区间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和而广义单调增加的关系的校正值设为第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)。在这种情况下，第一区间参数计算单元121c也可以输出表示用于生成第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)的校正内容的辅助信息c，并将其包含在码C_g而提供给解码装置200。另外，辅助信息c的一例是根据第一区间T1的预测残差e(r)(r＝0，...，L-1)的平均幅度实际计算的Rice参数等参数与、第二区间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和的差。这种情况下，第一区间参数成为s(r)＝s+a(r)+c。此外，例如，对第二区间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和乘上常数const的值设为第一区间参数s(r)＝const·(s+a(r))的情况等、校正内容为一定的情况下，无需将辅助信息c包含在码C_g。 

【第二实施方式】 

下面说明本发明的第二实施方式。在本方式中，将用于在解码装置200中还原加法运算值a(r)的辅助信息包含在码C_g。在这种情况下。码C_g的码量增加辅助信息的量，但能够扩大加法运算值a(r)的设定的自由度，因此，通过加法运算值a(r)的设定方法能够削减码C_g的码量。以下，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于与第一实施方式共同的事项省略其说明。 

<结构> 

图16是用于说明第二实施方式的编码装置的残差编码单元320的功能结构的方框图。此外，图17是用于说明第二实施方式的解码装置的残差解码单元420的功能结构的方框图。另外，在这些图中，对与第一实施方式共同的部分附加与第一实施方式相同的标号，并省略其说明。 

本方式的编码装置是将第一实施方式的编码装置100的残差编码单元120置换为图16的残差编码单元320的装置。残差编码单元320与残差编码单元120的不同点是参数计算单元321的加法运算值决定单元321b。此外，本方式的解码装置是将第一实施方式的解码装置200的残差解码单元220置换为图17的残差解码单元420的装置。残差解码单元420与残差解码单元220的不同点是加法运算值决定单元422。 

<编码方法> 

与第一实施方式的不同点是由加法运算值决定单元321b进行的加法运算值a(r)的决定处理(步骤S30)、将用于确定该求法的辅助信息d包含在码 C_g的点(步骤S60)。以下，仅说明这些不同点。 

【加法运算值a(r)的决定处理】 

本方式的加法运算值决定单元321b按照从用于确定加法运算值的多个基准中选择的基准来决定加法运算值a(r)。 

例如，假设设定了按照图12所例示的处理来确定加法运算值a(r)的基准和按照图18所例示的处理确定加法运算值a(r)的基准，加法运算值决定单元321b选择图12的基准或者图18的基准，并使用1次的PARCOR系数k(1)的绝对值等来确定加法运算值a(r)。另外，图18的基准与图12的基准的不同点仅在于，如果在步骤S35中判断为满足|k(1)|≥0.9，则将加法运算值设为a(0)＝2、a(1)＝1、a(2)＝0(步骤S38)，如果判断为不满足|k(1)|≥0.9，则将加法运算值设为a(0)＝1、a(1)＝0、a(2)＝0(步骤S39)，并且与图12的基准相比，加法运算值a(r)可以取的范围窄。在这种情况下的基准的选择，例如根据帧内的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)的平均幅度是否为预先决定的阈值以上而进行。例如，加法运算值决定单元321b如果时间序列信号x(n)的平均幅度为预先决定的阈值以上则判定为预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的幅度的变化也大，选择如图12那样加法运算值a(r)可取得范围宽的基准，如果不是则判定为预测残差e(n)的幅度的变化也小，选择如图18那样加法运算值a(r)可取的范围窄的基准。由此，适当进行参数的设定。 

此外，例如也可以是，加法运算值决定单元321b从将上述的PARCOR系数作为指标的基准和将最佳预测次数作为指标的基准中选择一个基准，并使用所选择的基准所需的1次的PARCOR系数k(1)的绝对值或最佳预测次数Popt等来确定加法运算值a(r)。此外，也可以是从外部对加法运算值决定单元321b提供基准的选择内容的结构。 

【将辅助信息d包含在码C_g的处理】 

加法运算值决定单元321b将用于确定如上述那样选择的基准的辅助信息d输出到合成单元2130，合成单元2130将辅助信息d包含在码C_g。另外，辅助信息d例如是取0或者1的值的1比特的信息，该值与所选择的基准对应。 

<解码方法> 

与第一实施方式的不同点是由加法运算值决定单元422进行的加法运算值a(r)的决定处理(步骤S230)。以下仅说明该不同点。 

对加法运算值决定单元422输入从码C_g分离的的辅助信息d，加法运算值决定单元422按照该辅助信息d所示的基准来求加法运算值a(r)。 

例如，在所输入的辅助信息d表示图12的基准的情况下，加法运算值决定单元422对所输入的1次的量化PARCOR系数k(1)进行反量化而对1次的PARCOR系数k(1)进行还原，并按照图12的基准求加法运算值a(r)。此外，例如在所输入的辅助信息d表示图18的基准的情况下，加法运算值决定单元422对所输入的1次的量化PARCOR系数k(1)进行反量化而对1次的PARCOR系数k(1)进行还原，并按照图18的基准求加法运算值a(r)。 

【第二实施方式的变形例】 

在该变形例中，在进行编码时，对各离散时间r决定多个加法运算值a(r)(与用于表示预测效果的指标对应的加法运算值)，并从其中对各离散时间r选择一个使预测残差e(n)的码量最小的加法运算值a(r)，并将所选择的用于确定各加法运算值a(r)的辅助信息d包含在码C_g。以下，以与第一、第二实施方式的不同点为中心进行说明，对于与第一、第二实施方式共同的事项省略其说明。 

<结构> 

图19是用于说明第二实施方式的变形例的编码装置的残差编码单元520的功能结构的方框图。另外，在该图中，对与第一实施方式共同的部分附加与第一实施方式相同的标号，并省略其说明。 

本方式的编码装置是将第一实施方式的编码装置100的残差编码单元120置换为图19的残差编码单元520的装置。残差编码单元520与残差编码单元120的不同点是参数计算单元521，参数计算单元521包括第二区间参数计算单元121a、加法运算值决定单元521b、第一区间参数计算单元521c、码量比较单元521d以及选择单元521e。此外，本方式的解码装置与第二实施方式的解码装置相同。 

<编码方法> 

图20是用于说明第二实施方式的变形例的编码方法的流程图。此外，图21是用于说明图20的步骤S630的一例的流程图。以下，使用这些图来说明本方式的编码方法。 

首先，执行第一实施方式的步骤S10、S20的处理。接着，对加法运算值决定单元521b输入在步骤S10中生成的1次的PARCOR系数k(1)、在步骤 S20中生成的第二区间参数s。加法运算值决定单元521b使用这些值，对于各辅助信息d(d_max是预先决定的1以上的整数)求处于随着在包含第二区间(L，...，N-1)的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度对于时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度的比例变小而广义单调增加的关系的正的加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)(步骤S630)。例如，如果d_max＝1，则对各离散时间r决定两个加法运算值a(r)。在该例子中的加法运算值a(r)也与用于表示时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的指标相对应。 

【步骤S630的一例】 

图21所示的处理是在L＝2、d_max＝1时的一例。在该例子的情况下，首先，加法运算值决定单元521b判断是否满足s≤TH1(步骤S631)，如果满足s≤TH1，则将与d＝0对应的加法运算值设为a(0)＝1、a(1)＝0，将与d＝1对应的加法运算值设为a(0)＝0、a(1)＝0(步骤S632)。此外，如果不满足s≤TH1，则加法运算值决定单元521b判断是否满足s≥TH2(步骤S633)，如果满足s≥TH2，则将与d＝0对应的加法运算值设为a(0)＝1、a(1)＝0，将与d＝1对应的加法运算值设为a(0)＝0、a(1)＝0(步骤S634)。进一步，如果也不满足s≥TH2，加法运算值决定单元521b判断是否满足|k(1)|≥0.9(步骤S635)，如果满足|k(1)|≥0.9，则将与d＝0对应的加法运算值设为a(0)＝3、a(1)＝2，将与d＝1对应的加法运算值设为a(0)＝2、a(1)＝1(步骤S636)。此外，如果也不满足|k(1)|≥0.9，则加法运算值决定单元521b判断是否满足|k(1)|≥0.6(步骤S637)，如果满足|k(1)|≥0.6，则将与d＝0对应的加法运算值设为a(0)＝2、a(1)＝1，将与d＝1对应的加法运算值设为a(0)＝1、a(1)＝0(步骤S638)。如果也不满足|k(1)|≥0.6，则加法运算值决定单元521b将与d＝0对应的加法运算值设为a(0)＝1、a(1)＝0，将与d＝1对应的加法运算值设为a(0)＝0、a(1)＝0(步骤S639)。另外，在该例子中，将1次的PARCOR系数k(1)的绝对值|k(1)|作为指标来决定加法运算值a(r)。但是，为了防止因1次的PARCOR系数k(1)的量化误差而导致在编码装置中选择的加法运算值a(r)与在解码装置中选择的加法运算值a(r)产生差异，也可以是，将对1次的PARCOR系数k(1)进行量化之后进行反量化而得到的1次的PARCOR系数k(1)的绝对值作为指标，如上所述那样决定加法运算值a(r)(【步骤S630的一例】的说明结束)。 

接着，对第一区间参数计算单元521c输入在步骤S20中生成的第二区间参数s、在步骤S630中生成的加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)。第一区间参数计 算单元521c使用这些值，对于各辅助信息d计算第二区间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和即第一区间参数s(r)＝s+a(r)，作为用于对在属于第一区间(0，...，L-1)的离散时间r中的预测残差e(r)进行可变长度编码的参数(步骤S640)。例如，如果L＝2，并且在步骤S630中将与d＝0对应的加法运算值设为a(0)＝3、a(1)＝2，将与d＝1对应的加法运算值设为a(0)＝2、a(1)＝1，则第一区间参数计算单元521c求与d＝0对应的第一区间参数s(0)＝s+3、s(1)＝s+2，并且求与d＝1对应的第一区间参数s(0)＝s+2、s(1)＝s+1。 

接着，对码量比较单元521d输入在步骤S20中生成的第二区间参数s、在步骤S640中生成的对于各辅助信息d的第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)、预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)。码量比较单元521d对于各辅助信息d求残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)的码量之和(在n＝0，...，N-1中之和)，并输出这些值的比较结果，其中，分别使用第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)来对在属于第一区间(0，...，L-1)的离散时间r中的预测残差e(r)进行可变长度编码，并使用第二区间参数对在属于第二区间(L，...，N-1)的离散时间z(z＝L，...，N-1)中的预测残差e(z)进行可变长度编码，从而得到该残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)。另外，码量之和的比较可以是实际对每个辅助信息d求残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)而进行，也可以是对每个辅助信息d仅求残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)的码量之和或估计码量之和而进行。选择单元521e使用该比较结果，选择使与预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)对应的残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)的码量最小的辅助信息d(步骤S645)。 

在步骤S20中生成的第二区间参数s和与在步骤S645中选择的辅助信息d对应的第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)被输入到编码单元122。编码单元122与第一实施方式同样地，分别使用所输入的第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)来对在属于第一区间(0，...，L-1)的离散时间r中的预测残差e(r)进行可变长度编码，并使用第二区间参数s对在属于第二区间(L，...，N-1)的离散时间z(z＝L，...，N-1)中的预测残差e(z)进行可变长度编码，从而生成与预测残差e(n)对应的残差码C_e(n)(步骤S650)。 

之后，合成单元2130生成对系数码C_k、残差码C_e(n)、第二区间参数s、预测次数P_opt、所选择的辅助信息d进行了合成的码C_g并输出(步骤S660)。另外，在该变形例中的解码方法与在第二实施方式中说明的方法相同，因此省略其说明。 

此外，作为第二实施方式的其他的变形例，也可以是，对每个辅助信息d设定用于确定加法运算值a(r)的多个基准(如在原理的说明中例示的基准)，并在步骤S630中，编码装置的加法运算值决定单元521b按照各辅助信息d所确定的基准来求加法运算值a(r)。此外，也可以对第二实施方式进行如在第一实施方式的变形例中说明的变形。 

【第三实施方式】 

下面，说明本发明的第三实施方式。本方式是对使用长期预测滤波器而得到的预测残差进行编码的方式。在本方式中，说明将增益ρ(0)的大小作为指标来设定加法运算值的例子。此外，对作为具体的基准而使用《例12》的基准的情况进行例示。进一步，在本方式的例子中，在0以上且最大幅度值MAX以下的范围中设定规定值TH1和规定值TH2(0≤TH1＜TH2≤MAX)。而且，在第二区间参数s为规定值TH1以下时的加法运算值a(r)被设为在该第二区间参数大于该规定值TH1且小于规定值TH2时的加法运算值a(r)以下。进一步，在第二区间参数s为规定值TH2以上时的加法运算值a(r)被设为在该第二区间参数s大于规定值TH1且小于该规定值TH2时的加法运算值a(r)以下。但是，这些并不是用于限定本发明。此外，在以下以与第一、第二实施方式的不同点为中心进行说明，对于与这些方式共同的事项省略其说明。 

<结构> 

图22是用于说明第三实施方式的编码装置600的结构的方框图，图23是用于说明图22所示的残差编码单元620的功能结构的方框图。此外，图24是用于说明第三实施方式的解码装置700的功能结构的方框图，图25是用于说明图24所示的残差解码单元720的功能结构的方框图。另外，在这些图中，对与到目前为止已说明的部分相同的结构使用与这些部分相同的标号，并省略其说明。 

如图22所示，本方式的编码装置600包括预测编码单元610、残差编码单元620以及合成单元2130。此外，如图23所示，残差编码单元620包括参数计算单元621以及编码单元122。此外，参数计算单元621包括第二区间参数计算单元121a、加法运算值决定单元621b以及第一区间参数计算单元121c。 

此外，如图24所示，本方式的解码装置700包括分离单元2210、残差解码单元720以及预测解码单元730。此外，如图25所示，残差解码单元720 包括分离单元2221、可变长度解码单元224、合成运算单元225、加法运算值决定单元722以及参数计算单元223。 

另外，本方式的编码装置600和解码装置700例如是如下构成的特别的装置：在具备了CPU、RAM、ROM等的公知的计算机或专用计算机中读入规定的程序，并由CPU执行该程序。此外，这些处理单元的至少一部分可以由集成电路等的电子线路来构成。而且，可以根据需要在编码装置600和解码装置700中设置临时存储器，该临时存储器用于存储通过各处理单元的处理而输出的数据，并在各处理单元的其他处理时读出数据。此外，这样的各处理单元的实现方法在以下的各实施方式和其变形例中也相同。 

<编码方法> 

图26是用于说明第三实施方式的编码方法的流程图。此外，图27是用于说明图26的步骤S730的一例的流程图。以下，使用这些图来说明本方式的编码方法。 

对编码装置600(图22)的预测编码单元610输入与第一实施方式相同的时间序列信号x(n)。在帧缓冲器2111中缓冲的1帧量的时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)被送到长期预测分析单元612。长期预测分析单元612对时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)进行长期预测分析，计算使算式(4)所示的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)的能量最小的增益ρ(j)(j＝-tap，...，tap)和延迟值τ(最小延迟值T_min≤τ≤最大延迟值T_max)。另外，长期预测分析单元612可以是直接对时间序列信号x(n)进行长期预测分析的结构，也可以是将进行了非线性量化而输入的时间序列信号x(n)映射成线性量化或其他的非线性量化之后进行长期预测分析的结构。计算出的增益ρ(j)被送到量化单元613。量化单元613对增益ρ(j)进行量化而生成量化增益ρ′(j)并输出。延迟值τ和量化增益ρ′(j)被输入到系数编码单元614。系数编码单元614生成与延迟值τ对应的延迟码C_τ和与增益ρ(j)对应的增益码C_ρ并输出。此外，延迟值τ、量化增益ρ′(j)以及时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)也被输入到长期预测单元616。长期预测单元616使用算式(5)的长期预测滤波器来生成y(n)(n＝0，...，N-1)并输出。然后，减法运算单元617计算从时间序列信号x(n)减去了长期预测值y(n)的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)(步骤S710)。 

预测残差e(n)被输入到残差编码单元620的第二区间参数计算单元121a。第二区间参数计算单元121a使用各预测残差e(n)来计算处于随着在包含第二 区间(L，...，N-1)的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数s，作为用于对第二区间(L，...，N-1)的预测残差e(z)(z＝L，...，N-1)进行可变长度编码的参数(步骤S20)。 

接着，对加法运算值决定单元621b输入在步骤S710中生成的量化增益ρ′(0)、在步骤S20中生成的第二区间参数s。加法运算值决定单元621b使用这些值来求处于随着在包含第二区间(L，...，N-1)的时间区间中的预测残差e(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度对于时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的平均幅度的比例变小而广义单调增加的关系的正的加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)(步骤S730)。该例子的加法运算值a(r)也与用于表示时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的指标相对应。 

【步骤S730的一例】 

图27所示的处理是L＝3时的一例。在该例子的情况下，首先，加法运算值决定单元621b判断是否满足s≤TH1(步骤S31)，如果满足s≤TH1，则将加法运算值设为a(0)＝1、a(1)＝0、a(2)＝0(步骤S32)。此外，如果不满足s≤TH1，则加法运算值决定单元621b判断是否满足s≥TH2(步骤S33)，如果满足s≥TH2，则将加法运算值设为a(0)＝0、a(1)＝0、a(2)＝0(步骤S34)。进一步，如果也不满足s≥TH2，加法运算值决定单元621b判断是否满足|ρ′(0)|≥60(步骤S735)，如果满足|ρ′(0)|≥60，则将加法运算值设为a(0)＝3、a(1)＝2、a(2)＝1(步骤S36)。此外，如果也不满足|ρ′(0)|≥60，则加法运算值决定单元621b判断是否满足|ρ′(0)|≥40(步骤S737)，如果满足|ρ′(0)|≥40，则将加法运算值设为a(0)＝2、a(1)＝1、a(2)＝0(步骤S38)。如果也不满足|ρ′(0)|≥40，则加法运算值决定单元621b将加法运算值设为a(0)＝1、a(1)＝0、a(2)＝0(步骤S39/【步骤S730的一例】的说明结束)。 

接着，执行与第一实施方式的步骤S40和S50相同的处理，延迟码C_τ、增益码C_ρ、残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)以及第二区间参数s被输入到合成单元2130。合成单元2130生成对这些进行了合成的码C_g并输出(步骤S760)。 

<解码方法> 

图28是用于说明第三实施方式的解码方法的流程图。以下，使用该图来说明本方式的解码方法。 

解码装置700(图24)的分离单元2210对输入到解码装置700的码C_g 进行分离，生成延迟码C_τ、增益码C_ρ、残差码C_e(n)(n＝0，...，N-1)以及第二区间参数s(步骤S810)。 

延迟码C_τ和增益码C_ρ被输入到系数解码单元731。系数解码单元731对延迟码C_τ和增益码C_ρ进行解码，生成延迟值τ和量化增益ρ′(j)(步骤S820)。 

接着，从分离单元2210输出的第二区间参数s、从系数解码单元731输出的量化增益ρ′(0)被输入到残差解码单元720(图25)的加法运算值决定单元722。加法运算值决定单元722使用这些值，按照与步骤S730相同的基准求正的加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)(步骤S830)。该例子的加法运算值a(r)也与用于表示时间序列信号x(μ)(μ＝μ_min，...，μ_max)的预测效果的指标相对应。 

接着，执行与第一实施方式的步骤S240和S250相同的处理之后，长期预测单元733和加法运算单元734使用从残差解码单元720输出的预测残差e(n)(n＝0，...，N-1)、从系数解码单元731输出的延迟值τ和量化增益ρ′(j)，生成时间序列信号x(n)(n＝0，...，N-1)并输出(步骤S860)。 

【第三实施方式的变形例】 

在本方式中，假设按照上述的《例12》的基准来设定加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)。但是，也可以是按照如《例13》的其他的基准来求加法运算值a(r)的结构。此外，也可以组合这些不同的基准而利用，例如，也可以对每个离散时间r使用不同的基准来求加法运算值a(r)。 

此外，例如也可以是如下的结构：能够将编码的处理单位切换到帧或者子帧，加法运算值决定单元621b、722将在帧被用作处理单位时的加法运算值a(r)设成大于在子帧被用作处理单位时的加法运算值a(r)。 

此外，在本实施方式中表示了如下的例子：在0以上并且最大幅度值MAX以下的范围中设定规定值TH1和TH2(0≤TH1＜TH2≤MAX)，在第二区间参数s为规定值TH1以下时的加法运算值a(r)被设为在该第二区间参数大于该规定值TH1且小于规定值TH2时的加法运算值a(r)以下(下限基准)，在第二区间参数s为规定值TH2以上时的加法运算值a(r)被设为在该第二区间参数s大于规定值TH1且小于该规定值TH2时的加法运算值a(r)以下(上限基准)。但是，也可以是不使用这样的利用了规定值TH1和规定值TH2的基准的结构。此外，例如，也可以是使用上限基准或者下限基准的其中一个的结构。 

此外，如作为第一实施方式的变形例进行说明的那样，处于对于第二区 间参数s与加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)之和而广义单调增加的关系的校正值也可以被设为第一区间参数s(r)(r＝0，...，L-1)。此外，如在第二实施方式中说明的那样，用于在解码装置700中对加法运算值a(r)(r＝0，...，L-1)进行还原的辅助信息也可以包含在码C_g。 

此外，在对组合短期预测分析与长期预测分析而得到的预测残差进行编码的情况下也可以使用本发明。即，在对所输入的时间序列信号进行短期预测分析，使用短期预测滤波器来求短期预测残差，并将该短期预测残差作为下一阶段的时间序列信号进行长期预测分析，使用长期预测滤波器来求长期预测残差，并对该长期预测残差进行编码的情况下，也可以使用本发明。相反地，在对所输入的时间序列信号进行长期预测分析，使用长期预测滤波器来求长期预测残差，并将该长期预测残差作为下一阶段的时间序列信号进行短期预测分析，使用短期预测滤波器来求短期预测残差，并对该短期预测残差进行编码的情况下，也可以使用本发明。在如此地组合短期预测分析和长期预测分析时的加法运算值可以与对上述的使用短期预测滤波器而得到的预测残差进行编码时的加法运算值相同，也可以与使用长期预测滤波器而得到的预测残差进行编码时的加法运算值相同，也可以是组合这些设定基准而设定的加法运算值。 

【其他的变形例】 

另外，本发明不限定于上述实施方式。例如，在本方式中，假设将随机接入的帧或开头的子帧作为“某一离散时间区间”来应用了本发明。但是，如果是在基于短期预测滤波器的计算中无法使用处理对象的帧(或者子帧)之前的时间区间的时间序列信号的状况，则能够通过应用本发明来削减平均码量。 

此外，上述的各种处理不仅按照记载对时间序列执行，也可以根据执行处理的装置的处理能力或者需要而并行地或者单独地执行。此外，在不脱离本发明的宗旨的范围下能够进行适当变更是不言而喻的。 

此外，通过计算机来实现上述结构的情况下，各装置所应具有的功能的处理内容通过程序记述。而且，通过由计算机来执行该程序，从而在计算机上实现上述处理功能。 

记述了该处理内容的程序能够记录在计算机可读取的记录介质。作为计算机可读取的记录介质，例如可以是磁记录装置、光盘、光磁记录介质、半 导体存储器等任何介质。 

此外，该程序的流通例如通过对记录了该程序的DVD、CD-ROM等可移动型记录介质进行贩卖、转让、租赁等来实现。进一步，也可以是，将该程序存储到服务器计算机的存储装置，并经由网络将该程序从服务器计算机转送到其他的计算机，从而使该程序流通的结构。 

执行这样的程序的计算机例如，首先将在可移动性记录介质中记录的程序或从服务器计算机转送的程序临时存储到自身的存储装置。然后，在执行处理时，该计算机读取在自身的存储介质中存储的程序，并执行按照所读取的程序的处理。此外，作为该程序的其他的实施方式，也可以是由计算机从可移动性记录介质直接读取程序，并执行按照该程序的处理，进一步也可以是，每当从服务器计算机对该计算机转送程序时，依次执行按照所获得的程序的处理。此外，也可以是，不从服务器计算机对该计算机转送程序，而是仅通过该执行指示与结果取得来实现处理功能的结构，即通过所谓的ASP(Application Service Provider，应用服务提供商)型的服务来执行上述的处理的结构。另外，假设在本方式的程序中包含用于电子计算机的处理的信息且在程序中参照的信息(虽然不是对于计算机的直接的指令，但是具有规定计算机的处理的性质的数据等)。 

此外，在该方式中，设为通过在计算机上执行规定的程序而构成本装置，但也可以设为通过硬件来实现这些处理内容的至少一部分。 

产业上的可利用性 

作为本发明的产业上的利用领域，例如可例示声音信号的可逆压缩编码/解码技术。此外，本发明除了声音信号以外，也可应用于视频信号、生物体信号、地震波信号等的可逆压缩编码/解码技术。 

标号说明 

2100、100、600、800编码装置 

2200、200、700、900解码装置 

Claims (14)

1.一种参数选择方法，用于选择属于某一离散时间区间的时间序列信号的预测残差的可变长度编码用参数，该参数选择方法包括：

（A）在将所述离散时间区间所包含的最早的时间区间设为第一区间，将该第一区间之后的时间区间设为第二区间的情况下，将处于随着在包含该第二区间的时间区间中的预测残差的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数设为所述第二区间的预测残差的可变长度编码用参数的步骤；以及

（B）将相当于所述第二区间参数与正的值之和的单调非减少函数值的值设为在属于所述第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数的步骤，其中，该正的值由用于表示在包含所述第二区间的时间区间中的时间序列信号的预测效果的指标确定。

2.一种参数选择方法，用于选择属于某一离散时间区间的时间序列信号的预测残差的可变长度编码用参数，该参数选择方法包括：

（A）在将所述离散时间区间所包含的最早的时间区间设为第一区间，将该第一区间之后的时间区间设为第二区间的情况下，将处于随着在包含该第二区间的时间区间中的预测残差的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数设为所述第二区间的预测残差的可变长度编码用参数的步骤；以及

（B）在与属于所述离散时间区间的时间序列信号对应的某一次数的PARCOR系数的大小是第一值的情况下，将相当于所述第二区间参数与正的第一加法运算值之和的单调非减少函数值的值设为在属于所述第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数，在所述PARCOR系数的大小是大于所述第一值的第二值的情况下，将相当于所述第二区间参数与所述第一加法运算值以上的第二加法运算值之和的单调非减少函数值的值设为在属于所述第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数的步骤。

3.一种参数选择方法，用于选择属于某一离散时间区间的时间序列信号的预测残差的可变长度编码用参数，该参数选择方法包括：

（A）在将所述离散时间区间所包含的最早的时间区间设为第一区间，将该第一区间之后的时间区间设为第二区间的情况下，将处于随着在包含该第二区间的时间区间中的预测残差的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数设为所述第二区间的预测残差的可变长度编码用参数的步骤；以及

（B）将相当于所述第二区间参数与正的值之和的单调非减少函数值的值设为在属于所述第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数的步骤，其中，该正的值由用于表示对所述离散时间区间的时间序列信号进行了长期预测分析时的预测效果的指标确定。

4.如权利要求1所述的参数选择方法，其中，

所述加法运算值与在包含所述第二区间的时间区间中的预测残差的平均幅度对于时间序列信号的平均幅度的比例的单调非增加函数值相当。

5.如权利要求1所述的参数选择方法，其中，

所述加法运算值相当于与属于所述离散时间区间的时间序列信号对应的某一次数的PARCOR系数的大小的单调非减少函数值。

6.如权利要求1所述的参数选择方法，其中，

所述加法运算值与在对所述离散时间区间的时间序列信号进行短期预测分析时自适应地选择的最佳预测次数的单调非减少函数值相当。

7.如权利要求1所述的参数选择方法，其中，

所述加法运算值与Π_m=1 ^P{1-k(m)²}的单调非增加函数相当，其中，将以预测次数P对所述离散时间区间的时间序列信号进行短期预测分析而得到的从1次起到P次为止的各PARCOR系数设为k(m)，其中m=1,...,P。

8.如权利要求1所述的参数选择方法，其中，

所述加法运算值分别对与各索引r对应的各离散时间设定，其中，将小于属于所述离散时间区间的离散时间数的正的整数设为L，将所述第一区间设为从所述离散时间区间的最早的离散时间起到第L个离散时间为止的时间区间，将所述第一区间的最早起到第L个为止的离散时间的各索引设为r，其中r=0,…,L-1，

在与索引r=0对应的离散时间中的所述加法运算值与1-Π_m=1 ^P{1-k(m)²}的单调非减少函数值相当，在与0<r<P的索引r对应的离散时间中的所述加法运算值与Π_m=1 ^r{1-k(m)²}-Π_m=1 ^P{1-k(m)²}的单调非减少函数值相当，其中，将以预测次数P对所述离散时间区间的时间序列信号进行短期预测分析而得到的从1次起到P次为止的各PARCOR系数设为k(m)，其中m=1,...,P，

所述步骤（B）是，将相当于所述第二区间参数与在与所述索引r对应的离散时间中的所述加法运算值之和的单调非减少函数值的值设为在与该索引r对应的离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数的步骤。

9.如权利要求1所述的参数选择方法，其中，

所述步骤（B）是在所述第二区间参数大于规定值的情况下执行的步骤，

在所述第二区间参数是所述规定值以下的情况下，执行将相当于所述第二区间参数与小于所述加法运算值的正的第二加法运算值之和的单调非减少函数值的值设为在属于所述第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数的步骤，

所述规定值是0以上且小于所述第二区间参数的最大幅度值的值。

10.如权利要求1至3的任一项所述的参数选择方法，其中，

所述加法运算值与属于所述离散时间区间的时间序列信号数的单调非减少函数值相当。

11.如权利要求1至3的任一项所述的参数选择方法，其中，

所述第一区间是从所述离散时间区间的最早的离散时间起到第L个离散时间为止的时间区间，

所述第二区间是从所述离散时间区间的第L+1个离散时间起到该离散时间区间的最后的离散时间为止的时间区间，

L是小于属于所述离散时间区间的离散时间数的正的整数。

12.一种用于选择属于某一离散时间区间的时间序列信号的预测残差的可变长度编码用参数的装置，包括：

第二区间参数计算单元，在将所述离散时间区间所包含的最早的时间区间设为第一区间，将该第一区间之后的时间区间设为第二区间的情况下，将处于随着在包含该第二区间的时间区间中的预测残差的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数设为所述第二区间的预测残差的可变长度编码用参数；以及

第一区间参数计算单元，将相当于所述第二区间参数与正的值之和的单调非减少函数值的值设为在属于所述第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数，其中，该正的值由用于表示在包含所述第二区间的时间区间中的时间序列信号的预测效果的指标确定。

13.一种用于选择属于某一离散时间区间的时间序列信号的预测残差的可变长度编码用参数的装置，包括：

第二区间参数计算单元，在将所述离散时间区间所包含的最早的时间区间设为第一区间，将该第一区间之后的时间区间设为第二区间的情况下，将处于随着在包含该第二区间的时间区间中的预测残差的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数设为所述第二区间的预测残差的可变长度编码用参数；以及

第一区间参数计算单元，在与属于所述离散时间区间的时间序列信号对应的某一次数的PARCOR系数的大小是第一值的情况下，将相当于所述第二区间参数与正的第一加法运算值之和的单调非减少函数值的值设为在属于所述第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数，在所述PARCOR系数的大小是大于所述第一值的第二值的情况下，将相当于所述第二区间参数与所述第一加法运算值以上的第二加法运算值之和的单调非减少函数值的值设为在属于所述第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数。

14.一种用于选择属于某一离散时间区间的时间序列信号的预测残差的可变长度编码用参数的装置，包括：

第二区间参数计算单元，在将所述离散时间区间所包含的最早的时间区间设为第一区间，将该第一区间之后的时间区间设为第二区间的情况下，将处于随着在包含该第二区间的时间区间中的预测残差的平均幅度变大而广义单调增加的关系的正的第二区间参数设为所述第二区间的预测残差的可变长度编码用参数；以及

第一区间参数计算单元，将相当于所述第二区间参数与正的值之和的单调非减少函数值的值设为在属于所述第一区间的某一离散时间中的预测残差的可变长度编码用参数，其中，该正的值与用于表示对所述离散时间区间的时间序列信号进行了长期预测分析时的预测效果的指标相对应。

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