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JP4658852B2 - Adaptive block length encoding apparatus, method thereof, program and recording medium - Google Patents

Adaptive block length encoding apparatus, method thereof, program and recording medium Download PDF

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JP4658852B2 JP2006110511A JP2006110511A JP4658852B2 JP 4658852 B2 JP4658852 B2 JP 4658852B2 JP 2006110511 A JP2006110511 A JP 2006110511A JP 2006110511 A JP2006110511 A JP 2006110511A JP 4658852 B2 JP4658852 B2 JP 4658852B2
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  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

本発明は、時系列信号の圧縮符号化技術に関し、特にフレームを複数のブロックに階層的に分割して符号化を行う技術に関する。   The present invention relates to a time-series signal compression coding technique, and more particularly to a technique for performing coding by hierarchically dividing a frame into a plurality of blocks.

フレーム単位の符号化において、分析単位長を適応的に選択することにより、圧縮効率を改善できることが知られている。そのひとつとして、フレーム毎のサンプル数を固定し、各フレーム中を複数のブロックに階層的に分割して符号化を行う方法が知られている(例えば、非特許文献1参照)。以下ではまず、この各フレーム中を複数のブロックに階層的に分割して符号化を行う従来の方法について説明する。
図16は、このような符号化処理を行う従来の符号化装置の構成を例示したブロック図である。また、図17は、この符号化処理が行われるフレーム100の構成を例示した概念図である。なお、複数サンプル(通常数百〜数千サンプル)にそれぞれ対応する離散時間(サンプル点)からなる短時間区間をフレームと呼ぶが、ここでは、全サンプルにそれぞれ対応する離散時間からなる短時間区間をフレームとし、フレーム内のサンプル点数を1024点から32768点程度に想定する。なお、以下ではフレーム内のサンプル点数をnと表現する。また、図17の例では、1つのフレームを4つの階層(第0階層110〜第3階層140)にブロック分割する。この例の場合、第0階層110では、フレーム100がブロックB(0,1)に一致する。また、第1階層120は、第0階層110のブロックB(0,1)を2分割したブロックB(1,1),B(1,2)によって構成される。さらに、第2階層130は、第1階層120のブロックB(1,1)を2分割したブロックB(2,1),B(2,2)と、ブロックB(1,2)を2分割したブロックB(2,3),B(2,4)とによって構成される。また、第3階層140は、第2階層130のブロックB(2,1)を2分割したブロックB(3,1),B(3,2)と、ブロックB(2,2)を2分割したブロックB(3,3),B(3,4)と、ブロックB(2,3)を2分割したブロックB(3,5),B(3,6)と、ブロックB(2,4)を2分割したブロックB(3,7),B(3,8)とによって構成される。なお、図17における1,n,n,n,n,...,nは、フレーム100内の各サンプル点に対応する番号を示す。例えば、ブロックB(2,2)は、n+1番目からn番目のサンプルによって構成されるブロックである。また、図16の構成と図17のブロックへの分割方法は一例であり、階層数やブロック分割数等はこれに限定されない。
It is known that compression efficiency can be improved by adaptively selecting an analysis unit length in frame unit encoding. As one of the methods, a method is known in which the number of samples for each frame is fixed, and each frame is hierarchically divided into a plurality of blocks for encoding (see Non-Patent Document 1, for example). In the following, a conventional method for encoding by dividing each frame into a plurality of blocks hierarchically will be described first.
FIG. 16 is a block diagram illustrating the configuration of a conventional encoding apparatus that performs such an encoding process. FIG. 17 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the frame 100 in which this encoding process is performed. A short time interval consisting of discrete times (sample points) each corresponding to a plurality of samples (usually several hundred to several thousand samples) is called a frame, but here a short time interval consisting of discrete times corresponding to all samples. Is assumed to be a frame, and the number of sample points in the frame is assumed to be about 1024 to 32768 points. In the following, the number of sample points in a frame is expressed as n. In the example of FIG. 17, one frame is divided into four layers (0th layer 110 to 3rd layer 140). In this example, in the 0th layer 110, the frame 100 matches the block B (0, 1). The first hierarchy 120 is composed of blocks B (1, 1) and B (1, 2) obtained by dividing the block B (0, 1) of the 0th hierarchy 110 into two. Further, the second hierarchy 130 divides the block B (1, 1) of the first hierarchy 120 into two blocks B (2, 1) and B (2, 2) and the block B (1, 2) into two. Block B (2,3), B (2,4). The third hierarchy 140 is divided into blocks B (3, 1) and B (3, 2) obtained by dividing the block B (2, 1) of the second hierarchy 130 into two and blocks B (2, 2) into two. Block B (3,3), B (3,4), block B (3,5), B (3,6) obtained by dividing block B (2,3) into two, and block B (2,4) ) Is divided into two blocks B (3, 7) and B (3, 8). In FIG. 17, 1, n 1 , n 2 , n 3 , n 4 ,..., N indicate numbers corresponding to the sample points in the frame 100. For example, the block B (2, 2) is a block configured by n 2 + 1st to n 4th samples. Also, the configuration in FIG. 16 and the division method into blocks in FIG. 17 are examples, and the number of layers, the number of block divisions, and the like are not limited thereto.

この従来法では、各階層のブロック毎に、予測分析、予測係数符号化、予測フィルタによる予測残差信号算出及びその符号化(エントロピー符号化等)を独立に実行し、ブロック毎の残差符号を算出する。そして、下位階層の複数のブロックに対応する残差符号の符号量の合計値と、当該下位階層の複数のブロックから構成される上位階層のブロックに対応する残差符号の符号量とを比較し、フレーム100内で符号量の合計が最小となるブロックの組合せを選択する。
図17の例で具体的に説明すると、まず、ブロックB(0,1),B(1,1),B(1,2),B(2,1)〜B(2,4),B(3,1)〜B(3,8)毎に、予測分析、予測係数符号化、予測フィルタによる予測残差信号算出及びその符号化を独立に実行して、ブロック毎の残差符号を算出し、それらの符号量を計算する。
In this conventional method, prediction analysis, prediction coefficient coding, prediction residual signal calculation by a prediction filter and coding (entropy coding, etc.) are independently executed for each block of each layer, and a residual code for each block is executed. Is calculated. Then, the total code amount of the residual code corresponding to the plurality of blocks in the lower layer is compared with the code amount of the residual code corresponding to the block in the upper layer composed of the plurality of blocks in the lower layer. In the frame 100, a combination of blocks having the smallest code amount is selected.
Specifically, referring to the example of FIG. 17, first, the blocks B (0, 1), B (1, 1), B (1, 2), B (2, 1) to B (2, 4), B For each (3, 1) to B (3, 8), prediction analysis, prediction coefficient coding, prediction residual signal calculation using a prediction filter, and coding thereof are performed independently to calculate a residual code for each block. Then, the code amount thereof is calculated.

次に、第3階層140のブロックB(3,1),B(3,2)の残差符号の符号量の合計値と、それらの上位階層である第2階層130のブロックB(2,1)の残差符号の符号量とを比較し、符号量が小さい方を選択する。この図の例では、ブロックB(3,1),B(3,2)の残差符号の符号量の合計値の方がブロックB(2,1)の残差符号の符号量よりも大きく、第2階層130のブロックB(2,1)が選択されている。なお、この図では、選択されたブロックを網掛けで示している。同様に、第3階層140のブロックB(3,3),B(3,4)の残差符号の符号量の合計値と、それらの上位階層である第2階層130のブロックB(2,2)の残差符号の符号量とを比較し、符号量が小さい方を選択する。この図の例では、第3階層140のブロックB(3,3),B(3,4)が選択されている。さらに、第2,3階層のその他のブロックB(2,3),B(2,4),B(3,5)〜B(3,8)についても同様な処理を行い、ブロック選択を行う。   Next, the total value of the residual code amounts of the blocks B (3, 1) and B (3, 2) of the third layer 140, and the block B (2, The code amount of the residual code of 1) is compared, and the one with the smaller code amount is selected. In the example of this figure, the total code amount of the residual codes of the blocks B (3,1) and B (3,2) is larger than the code amount of the residual codes of the block B (2,1). The block B (2, 1) of the second hierarchy 130 is selected. In this figure, the selected block is shaded. Similarly, the total value of the residual code amounts of the blocks B (3, 3) and B (3, 4) of the third layer 140 and the block B (2, 2) of the second layer 130 which is an upper layer thereof. The code amount of the residual code in 2) is compared, and the one with the smaller code amount is selected. In the example of this figure, blocks B (3, 3) and B (3, 4) in the third hierarchy 140 are selected. Further, the same processing is performed for the other blocks B (2,3), B (2,4), B (3,5) to B (3,8) in the second and third hierarchies, and block selection is performed. .

次に、選択された第2階層130のブロックB(2,1)及び第3階層140のB(3,3),B(3,4)の残差符号の符号量の合計と、それらの上位階層である第1階層120のブロックB(1,1)の残差符号の符号量とを比較し、符号量が小さい方を選択する。この図の例では、ブロックB(2,1),B(3,3),B(3,4)が選択されている。また、ブロックB(1,2)とその下位ブロック(ブロックB(2,3),B(2,4),B(3,5)〜B(3,8)のうち選択されているブロック)についても同様なブロック選択が行われる。この図の例では、第1階層120のブロックB(1,2)が選択されている。次に、これまで選択されたブロックB(2,1),B(3,3),B(3,4),B(1,2)の残差符号の符号量の合計と、それらの上位階層である第0階層110のブロックB(0,1)の残差符号の符号量とを比較し、符号量が小さい方を選択する。この図の例では、ブロックB(2,1),B(3,3),B(3,4),B(1,2)が選択されている。そして、このように選択されたブロックB(2,1),B(3,3),B(3,4),B(1,2)に対応する予測係数符号と、残差符号と、ブロックB(2,1),B(3,3),B(3,4),B(1,2)を示す選択情報とが、フレーム100の符号列として出力される。
ISO/IEC 14496−3:2005/AMD2(通称MPEG−4 ALS)
Next, the sum of the code amounts of the residual codes of the selected block B (2, 1) of the second layer 130 and B (3, 3), B (3,4) of the third layer 140, and their The code amount of the residual code of the block B (1, 1) of the first layer 120 as the upper layer is compared, and the one with the smaller code amount is selected. In the example of this figure, blocks B (2,1), B (3,3), B (3,4) are selected. Block B (1,2) and its lower blocks (blocks selected from blocks B (2,3), B (2,4), B (3,5) to B (3,8)) The same block selection is performed for. In the example of this figure, the block B (1, 2) of the first hierarchy 120 is selected. Next, the sum of the code amounts of the residual codes of the blocks B (2,1), B (3,3), B (3,4), B (1,2) selected so far, and their higher order The code amount of the residual code of block B (0, 1) of the 0th layer 110 which is the layer is compared, and the one with the smaller code amount is selected. In the example of this figure, blocks B (2,1), B (3,3), B (3,4), B (1,2) are selected. Then, a prediction coefficient code, a residual code, a block corresponding to the blocks B (2,1), B (3,3), B (3,4), B (1,2) selected in this way Selection information indicating B (2,1), B (3,3), B (3,4), B (1,2) is output as a code string of the frame 100.
ISO / IEC 14496-3: 2005 / AMD2 (commonly known as MPEG-4 ALS)

このように、従来方法では、全てのブロックに対して独立に残差符号を求め、それらの符号量を比較し、階層的なブロック分割方法を決定していた。この場合、複数の階層の全ブロックについて残差符号の符号量を計算する必要があるため、符号化のための演算量が大変多いという問題点があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、フレームを複数のブロックに階層的に分割して符号化を行う適応ブロック長符号化において、符号化のための演算量を削減する技術を提供することを目的とする。
As described above, in the conventional method, residual codes are obtained independently for all blocks, and their code amounts are compared to determine a hierarchical block division method. In this case, since it is necessary to calculate the code amount of the residual code for all blocks in a plurality of layers, there is a problem that the amount of calculation for encoding is very large.
The present invention has been made in view of such a point, and in adaptive block length coding that performs coding by hierarchically dividing a frame into a plurality of blocks, a technique for reducing the amount of calculation for coding The purpose is to provide.

本発明では、まず、入力信号の時間区間であるフレームから、1つ又は複数のブロックにより構成される、複数の階層を生成する(ブロック分割過程)し、これにより得られた各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値を算出する(残差符号量推定過程)。次に、フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の残差符号量推定値の合計値の大小の比較結果を出力する(比較過程)。そして、当該比較結果を用い、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択し(選択過程)、選択されたブロックにそれぞれ対応する入力信号を第1の予測次数で予測して得られた予測残差信号を、符号化する(残差符号化過程)。なお、本発明における「残差符号量推定値」とは、「予測残差信号の振幅の絶対値に対して単調増加の関係にある値」を意味する。   In the present invention, first, a plurality of hierarchies composed of one or a plurality of blocks are generated from a frame that is a time interval of an input signal (block division process), and each of the blocks obtained thereby is corresponded. The residual code amount estimation value to be calculated is calculated (residual code amount estimation process). Next, when a certain section in the frame is composed of different blocks in two or more hierarchies, the comparison result of the total value of the residual code amount estimation values of the respective hierarchies corresponding to the section is output. (Comparison process). Then, using the comparison result, select a combination of blocks constituting the frame, and the sum of the residual code amount estimation values corresponding to each block is minimized (selection process), A prediction residual signal obtained by predicting an input signal corresponding to each selected block with the first prediction order is encoded (residual encoding process). Note that the “residual code amount estimated value” in the present invention means “a value that is monotonically increasing with respect to the absolute value of the amplitude of the prediction residual signal”.

ここで、上述のように定義される残差符号量推定値は、対応する予測残差信号の残差符号の符号量に対し、単調増加の関係にある。よって、残差符号量推定値を比較することにより、残差符号の符号量が小さいと推定されるブロックの組合せを選択できる。また、このような残差符号量推定値を算出するための演算量は、予測残差信号を符号化するための演算量に比べ、大幅に少ない。よって、全ブロックの残差符号を算出し、フレーム内での符号量の合計が最小となるブロックの組合せを選択していた従来例に比べ、符号化のための処理量を大幅に低減できる。   Here, the residual code amount estimation value defined as described above has a monotonically increasing relationship with the code amount of the residual code of the corresponding prediction residual signal. Therefore, by comparing the residual code amount estimation values, it is possible to select a combination of blocks that are estimated to have a small residual code amount. Further, the amount of calculation for calculating such a residual code amount estimation value is significantly smaller than the amount of calculation for encoding the prediction residual signal. Therefore, compared with the conventional example in which residual codes of all blocks are calculated and a combination of blocks that minimizes the total code amount in the frame is selected, the processing amount for encoding can be greatly reduced.

また、本発明において好ましくは、残差符号量推定過程は、残差符号量推定値を第1の予測次数よりも低次である第2の予測次数の予測により算出する過程である。この場合、残差符号量推定値を算出するまでは、低い次数(第2の予測次数)で処理が為されるため、最終的に符号化が行われないブロックに対する演算量を低く抑えることができる。一方、符号化を行うブロックが決定された後の残差符号を生成する段階では、高い次数(第1の予測次数)を用いるため、高い精度の残差符号を生成することができる。すなわち、無駄な演算をより抑えつつ、精度の高い符号列を生成できる。   Preferably, in the present invention, the residual code amount estimation step is a step of calculating the residual code amount estimation value by prediction of a second prediction order that is lower than the first prediction order. In this case, since processing is performed with a low order (second prediction order) until the residual code amount estimation value is calculated, it is possible to keep the amount of computation for blocks that are not finally encoded low. it can. On the other hand, since a high order (first prediction order) is used at the stage of generating a residual code after the block to be encoded is determined, a highly accurate residual code can be generated. That is, it is possible to generate a code string with high accuracy while suppressing unnecessary calculations.

また、本発明において好ましくは、残差符号量推定値は、各ブロックの入力信号を第1又は第2の予測次数で予測して得られた予測残差信号の振幅の絶対値、又は、当該予測残差信号のエネルギーを、各ブロック内で総計した値である。なお、「エネルギー」とは、信号の振幅の二乗値を意味する。   In the present invention, it is preferable that the residual code amount estimation value is an absolute value of an amplitude of a prediction residual signal obtained by predicting an input signal of each block with the first or second prediction order, or This is the total value of the energy of the prediction residual signal in each block. “Energy” means the square value of the amplitude of a signal.

このような残差符号量推定値の演算量は、予測残差信号を符号化するための演算量よりも大幅に少ない。また、このような残差符号量推定値の大小関係は、対応する残差符号の符号量の大小関係とほぼ一致する。なお、予測残差信号の振幅が大きいと推定される場合、予測残差信号の振幅の絶対値をブロック内で総計した値を残差符号量推定値とすることが望ましい。振幅が大きくなっても、予測残差信号の振幅とその絶対値との関係は、予測残差信号の振幅とその残差符号の符号量との関係に、比較的良く近似するからである。一方、処理効率の面からは、予測残差信号のエネルギーをブロック内で総計した値を残差符号量推定値とすることが望ましい。エネルギーは、信号の振幅の二乗値であり、二乗値は分析処理に頻繁に用いられる最小二乗法に基づく処理に適するからである。   The calculation amount of such a residual code amount estimation value is significantly smaller than the calculation amount for encoding the prediction residual signal. Also, the magnitude relationship between the residual code amount estimation values is substantially the same as the corresponding code size of the residual code. When it is estimated that the amplitude of the prediction residual signal is large, it is desirable that a value obtained by totaling the absolute values of the amplitudes of the prediction residual signal in the block is the residual code amount estimation value. This is because even if the amplitude increases, the relationship between the amplitude of the prediction residual signal and its absolute value approximates relatively well to the relationship between the amplitude of the prediction residual signal and the code amount of the residual code. On the other hand, from the viewpoint of processing efficiency, it is desirable that the value obtained by summing the energy of the prediction residual signal in the block is the residual code amount estimation value. This is because energy is a square value of the amplitude of the signal, and the square value is suitable for processing based on the least square method that is frequently used for analysis processing.

また、本発明において好ましくは、残差符号量推定値は、各ブロックの入力信号と、第1又は第2の予測次数の予測係数と、を用いて算出される値である。この場合、予測残差信号を算出することなく、残差符号量推定値を生成し、これらを比較することができる。その結果、最終的に符号が出力されないブロックに対しては、予測残差信号を算出する必要がなくなる。
またさらに、各ブロックに対応する入力信号をそれぞれ第1の予測次数で短期予測して得られた短期予測残差信号と、当該短期予測残差信号を長期予測して得られた長期予測ゲインとを用い、残差符号量推定値を算出してもよい。これにより精度の高い残差符号量推定値を算出することができる。
In the present invention, it is preferable that the residual code amount estimation value is a value calculated using the input signal of each block and the prediction coefficient of the first or second prediction order. In this case, it is possible to generate residual code amount estimation values and compare them without calculating a prediction residual signal. As a result, it is not necessary to calculate a prediction residual signal for a block for which no code is finally output.
Furthermore, a short-term prediction residual signal obtained by short-term prediction of the input signal corresponding to each block with the first prediction order, and a long-term prediction gain obtained by long-term prediction of the short-term prediction residual signal, May be used to calculate the residual code amount estimation value. As a result, a highly accurate residual code amount estimation value can be calculated.

また、本発明において好ましくは、フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であるか否かを判定する(判定過程)。そして、該区間に対応する該各階層の残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であると判定された場合に、該区間に対応するブロックに対し、高次の予測による残差符号量推定値を算出し、当該残差符号量推定値を用いて比較過程の処理を行う。なお、「高次の予測」とは、第1の予測次数よりも高い次数での予測を意味する。   Preferably, in the present invention, when a certain section in a frame is composed of different blocks in two or more hierarchies, the difference between the sums of residual code amount estimation values of the respective hierarchies corresponding to the section is calculated. It is determined whether or not the threshold value is less than or less than a predetermined threshold (determination process). Then, when it is determined that the difference between the sums of the residual code amount estimation values of the respective layers corresponding to the section is equal to or less than a predetermined threshold, the block corresponding to the section The residual code amount estimated value by the prediction is calculated, and the comparison process is performed using the residual code amount estimated value. Note that “higher-order prediction” means prediction at an order higher than the first prediction order.

予測次数を高くした場合、残差符号量推定値の推定精度は向上するが、演算量は増加する。逆に、予測次数を低くした場合、残差符号量推定値の推定精度は低下するが、演算量は減少する。残差符号量推定値の差が所定の閾値以下又は未満であった場合にのみ予測次数を高くする構成をとることにより、無用に演算量を増加させることなく、的確に符号量を最小値化することができる。   When the prediction order is increased, the estimation accuracy of the residual code amount estimation value is improved, but the calculation amount is increased. Conversely, when the prediction order is lowered, the estimation accuracy of the residual code amount estimation value decreases, but the calculation amount decreases. By adopting a configuration in which the prediction order is increased only when the difference between the residual code amount estimation values is less than or less than a predetermined threshold, the code amount is accurately minimized without unnecessarily increasing the amount of computation. can do.

また、本発明において好ましくは、フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であるか否かを判定する(判定過程)。そして、該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であると判定された場合に、該区間に対応するブロックに対し、それぞれ対応する入力信号を第1の予測次数で予測して得られた各予測残差信号を符号化し、残差符号を求める(部分残差符号化過程)。また、区間残差符号化過程によって残差符号が生成された区間について、該区間に対応する該各階層の上記残差符号の符号量の合計値の大小の比較結果を出力する(符号量比較過程)。そして、区間残差信号符号化過程によって残差符号が生成された区間については、残差符号量推定値の代わりに残差符号の符号量を用いて上記の選択を行い、選択されたブロックのうち区間残差信号符号化過程で残差符号が求められていないブロックについて、予測残差信号を符号化する。   Preferably, in the present invention, when a certain section in a frame is configured by different blocks in two or more layers, the difference between the total values of the residual code amount estimation values of the respective layers corresponding to the section. Is determined to be less than or less than a predetermined threshold (determination process). Then, when it is determined that the difference between the total values of the residual code amount estimation values of the respective layers corresponding to the section is equal to or less than a predetermined threshold value, the block corresponding to the section is respectively Each prediction residual signal obtained by predicting the corresponding input signal with the first prediction order is encoded to obtain a residual code (partial residual encoding process). In addition, for a section in which a residual code is generated by the section residual coding process, a comparison result of the total value of the code amount of the residual code of each layer corresponding to the section is output (code amount comparison). process). Then, for the section in which the residual code is generated by the section residual signal coding process, the above selection is performed using the code amount of the residual code instead of the residual code amount estimated value, and the selected block Among them, a prediction residual signal is encoded for a block for which a residual code is not obtained in the section residual signal encoding process.

残差符号量推定値の差が小さい場合、誤差の影響等より、残差符号量推定値の大小関係と、残差符号の符号量の大小関係とが逆転することもありうる。残差符号量推定値の差が小さい場合にのみ、実際の残差符号の符号量を比較する構成をとることにより、演算量をできるだけ低く抑えつつ、的確に符号量を最小値化することができる。   When the difference between the residual code amount estimation values is small, the magnitude relationship between the residual code amount estimation values and the magnitude relationship between the code amounts of the residual codes may be reversed due to the influence of errors or the like. Only when the difference between the residual code amount estimation values is small, the code amount of the actual residual code can be compared, thereby minimizing the code amount accurately while keeping the amount of computation as low as possible. it can.

本発明では、実際に予測残差信号を符号化して求められた符号量を比較するのではなく、残差符号量推定値を比較し、フレーム内での符号量の合計が最小となると推定されるブロックの組合せを選択し、選択した各ブロックの予測残差信号を符号化することとした。これにより、フレームを複数のブロックに階層的に分割して符号化を行う適応ブロック長符号化において、符号化のための演算量を削減することができる。   In the present invention, rather than comparing the code amounts obtained by actually encoding the prediction residual signals, the residual code amount estimation values are compared, and the total code amount in the frame is estimated to be the minimum. The combination of blocks to be selected is selected, and the prediction residual signal of each selected block is encoded. Thereby, in the adaptive block length coding in which the frame is hierarchically divided into a plurality of blocks and the coding is performed, the amount of calculation for the coding can be reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
本発明では、入力信号の時間区間であるフレームから、1つ又は複数のブロックにより構成される、複数の階層を生成し、これにより得られた各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値を算出する。次に、フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の残差符号量推定値の合計値の大小の比較結果を出力する。そして、当該比較結果を用い、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択し、選択されたブロックにそれぞれ対応する入力信号を第1の予測次数で予測して得られた予測残差信号を符号化する。これにより、実際に符号化を行うブロック数を減らし、全体として符号化のための演算量を低減できる。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the present invention, a plurality of hierarchies composed of one or a plurality of blocks are generated from a frame that is a time interval of an input signal, and residual code amount estimates corresponding to the respective blocks obtained thereby are obtained. calculate. Next, when a certain section in the frame is composed of different blocks in two or more hierarchies, the comparison result of the total value of the residual code amount estimation values of the respective hierarchies corresponding to the section is output. . Then, using the comparison result, a combination of blocks constituting the frame, which selects a residual code amount estimation value corresponding to each block that has the smallest sum in the frame, is selected, and the selected block The prediction residual signals obtained by predicting the input signals respectively corresponding to the first prediction order are encoded. As a result, the number of blocks that are actually encoded can be reduced, and the amount of calculation for encoding can be reduced as a whole.

なお、本発明を適用するにあたり、フレームをブロック分割する際の階層数や分割ブロック長には、特に限定はなく、1つの階層において全ブロックのブロック長が同一である必要もない。例えば、図17のようにフレームを複数のブロックに分割する場合に本発明を適用してもよいし、図18のようにフレームを複数のブロックに分割する場合に本発明を適用してもよい。   In applying the present invention, there is no particular limitation on the number of layers and the divided block length when the frame is divided into blocks, and it is not necessary that the block lengths of all the blocks are the same in one layer. For example, the present invention may be applied when a frame is divided into a plurality of blocks as shown in FIG. 17, or the present invention may be applied when a frame is divided into a plurality of blocks as shown in FIG. .

図18(a)の分割方法は、第1階層と第2階層とでフレーム内のブロック数を同一とし、それぞれのフレーム内での分割位置を相違させたものである。この場合、「B(0,1)」と「B(1,1)+B(1,2)」と「B(2,1)+B(2,2)」とから、フレーム内での残差符号量推定値の合計が最小となるものを選択する。また、図18(b)の分割方法は、図14(a)の分割方法と同様に第1階層と第2階層とを分割するが、フレームを分割しない第0階層を設けないものである。この場合、「B(1,1)+B(1,2)」と「B(2,1)+B(2,2)」とから、フレーム内での残差符号量推定値の合計が最小となるものを選択する。また、図18(c)の分割方法は、第1階層と第2階層とでフレーム内の分割位置が1箇所でのみ一致し、第0階層と第1階層,第2階層とでフレーム内の分割位置が一致しないものである。この場合、まず、「B(1,1)+B(1,2)」と「B(2,1)+B(2,2)+B(2,3)」とから、フレーム内での残差符号量推定値の合計が最小となるものを選択する(選択1)。また、「B(1,3)」と「B(2,4)+B(2,5)」とから、フレーム内での残差符号量推定値の合計が最小となるものを選択する(選択2)。そして、「選択1で選択されたブロック+選択2で選択されたブロック」と「B(0,1)+B(0,2)」のうち残差符号量推定値の合計が最小となるものを選択する(選択3)。   In the dividing method of FIG. 18A, the number of blocks in the frame is the same in the first layer and the second layer, and the dividing position in each frame is different. In this case, the residual in the frame is obtained from “B (0,1)”, “B (1,1) + B (1,2)”, and “B (2,1) + B (2,2)”. The one with the smallest code amount estimation value is selected. In addition, the division method of FIG. 18B divides the first layer and the second layer as in the division method of FIG. 14A, but does not provide the 0th layer that does not divide the frame. In this case, from “B (1,1) + B (1,2)” and “B (2,1) + B (2,2)”, the sum of the residual code amount estimation values in the frame is minimum. Select what will be. In addition, in the division method of FIG. 18 (c), the division positions in the frame match only in one place between the first hierarchy and the second hierarchy, and the 0th hierarchy, the first hierarchy, and the second hierarchy match each other in the frame. The division position does not match. In this case, first, from “B (1,1) + B (1,2)” and “B (2,1) + B (2,2) + B (2,3)”, the residual code in the frame is calculated. The one with the smallest sum of quantity estimates is selected (selection 1). Also, from “B (1, 3)” and “B (2, 4) + B (2, 5)”, the one with the smallest sum of the residual code amount estimation values in the frame is selected (selected) 2). Then, the “block selected by selection 1 + the block selected by selection 2” and “B (0,1) + B (0,2)” have the smallest residual code amount estimated value. Select (selection 3).

すなわち、フレーム内の一部又は全部区間が、複数の階層において、それぞれ異なるブロックで構成されていれば、本発明を適用可能である。しかし、以下では、一例として、図17のブロック分割に本発明を適用する例について説明する。すなわち、まず、フレーム100を、最上位層(第0階層)のブロック長がフレーム長に一致し、第d(d={0,1,2})階層のブロック長の半分の長さを、当該第d階層のブロックを構成する第d+1階層のブロックのブロック長とする4階層のブロックに分割し、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値を算出する。そして、上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値の合計値と、の大小を比較し、当該比較結果を用い、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択する。そして、選択されたブロックにそれぞれ対応する入力信号を第1の予測次数で予測して得られた予測残差信号を符号化する。   That is, the present invention can be applied if a part or all of the sections in a frame are configured with different blocks in a plurality of layers. However, an example in which the present invention is applied to the block division of FIG. 17 will be described below as an example. That is, first, in the frame 100, the block length of the highest layer (0th layer) matches the frame length, and the length of half the block length of the d (d = {0,1,2}) layer is The block of the (d + 1) -th layer constituting the d-th layer block is divided into four-layer blocks, and a residual code amount estimation value corresponding to each block is calculated. Then, the residual code amount estimated value corresponding to the upper layer block is compared with the sum of the residual code amount estimated values respectively corresponding to the plurality of blocks of the lower layer constituting the block, A comparison result is used to select a combination of blocks constituting a frame, which has a minimum sum of residual code amount estimation values corresponding to each block in the frame. Then, the prediction residual signal obtained by predicting the input signal corresponding to each selected block with the first prediction order is encoded.

まず、本発明の実施例1について説明する。実施例1では、各階層の各ブロックに対してそれぞれ予測残差信号を算出し、それらを用いて各ブロックの残差符号量推定値を算出する。そして、上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値の合計値と、の大小を比較し、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択し、選択されたブロックに対応する予測残差信号をそれぞれ符号化する。   First, Example 1 of the present invention will be described. In the first embodiment, a prediction residual signal is calculated for each block of each layer, and a residual code amount estimation value of each block is calculated using them. Then, the residual code amount estimated value corresponding to the block in the upper layer is compared with the total value of the estimated residual code amount corresponding to the plurality of blocks in the lower layer constituting the block, and the frame is compared. Are selected from the combinations of blocks that form the sum of the residual code amount estimation values corresponding to the respective blocks, and the predicted residual signals corresponding to the selected blocks are respectively selected. Encode.

<構成>
図1は、実施例1の適応ブロック長符号化装置10の構成を示したブロック図である。
図1に示すように、実施例1の適応ブロック長符号化装置10は、第0階層のブロックの信号を処理する第0階層予測分析部10a,第0階層予測係数符号化部10b,第0階層予測フィルタ10c及び第0階層残差符号量推定部10dと、第1階層のブロックの信号を処理する第1階層予測分析部11a,第1階層予測係数符号化部11b,第1階層予測フィルタ11c及び第1階層残差符号量推定部11dと、第2階層のブロックの信号を処理する第2階層予測分析部12a,第2階層予測係数符号化部12b,第2階層予測フィルタ12c及び第2階層残差符号量推定部12dと、第3階層のブロックの信号を処理する第3階層予測分析部13a,第3階層予測係数符号化部13b,第3階層予測フィルタ13c及び第3階層残差符号量推定部13dと、分割決定部14と、残差符号化部15と、制御部16と、メモリ17と、ブロック分割部18とを有している。また、分割決定部14は、比較部14aと、選択部14bと、演算部14cとを有している。
<Configuration>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an adaptive block length encoding apparatus 10 according to the first embodiment.
As illustrated in FIG. 1, the adaptive block length encoding apparatus 10 according to the first embodiment includes a 0th layer prediction analysis unit 10a, a 0th layer prediction coefficient encoding unit 10b, and a 0th layer that process a signal of a 0th layer block. Hierarchy prediction filter 10c and zeroth layer residual code amount estimation unit 10d, first layer prediction analysis unit 11a, first layer prediction coefficient coding unit 11b, and first layer prediction filter for processing the signals of the first layer block 11c and the first layer residual code amount estimation unit 11d, the second layer prediction analysis unit 12a, the second layer prediction coefficient coding unit 12b, the second layer prediction filter 12c, and the second layer prediction signal processing unit 12a that process the signal of the second layer block. A second layer residual code amount estimation unit 12d, a third layer prediction analysis unit 13a, a third layer prediction coefficient coding unit 13b, a third layer prediction filter 13c, and a third layer remaining Difference sign An estimation unit 13d, a division determination unit 14, a residual coding unit 15, a control unit 16, and a memory 17, a block division portion 18. Moreover, the division | segmentation determination part 14 has the comparison part 14a, the selection part 14b, and the calculating part 14c.

なお、実施例1の適応ブロック長符号化装置10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、補助記憶装置等から構成される公知のコンピュータに所定のプログラムが読み込まれ、CPUがこのプログラムを実行することにより構成されるものである(以下の各実施例でも同様)。   The adaptive block length encoding apparatus 10 according to the first embodiment is, for example, a known computer including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an auxiliary storage device, and the like. A predetermined program is read and the CPU executes this program (the same applies to the following embodiments).

また、図2は、メモリ17に格納される分割テーブル17aのデータ構成を例示した概念図である。分割テーブル17aは、後述のブロック分割処理により求められる各ブロックB(d,u)を特定する情報(識別子等)と、各ブロックB(d,u)に対応するサンプル(入力信号)x(d,u,jd,u)と、各ブロックB(d,u)の階層やフレーム内の位置を特定するためのブロック位置情報A(d,u)と、を関連付けたテーブルである。なお、dはそのブロックの階層を示す値であり、dの値が小さいほど上位階層である(図17参照)。また、uはそのブロックがその階層の何番目のブロックであるかを示す。また、jd,uは、各ブロックB(d,u)に属する各サンプルの離散時間(サンプル点)を示し、例えば、図17のブロックB(0,1)の場合、j0,1=1,...,nであり、ブロックB(2,2)の場合、j2,2=n2+1,...,n4である。 FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the division table 17 a stored in the memory 17. The division table 17a includes information (identifier etc.) specifying each block B (d, u) obtained by block division processing described later, and a sample (input signal) x (d) corresponding to each block B (d, u). , U, j d, u ) and block position information A (d, u) for specifying the hierarchy of each block B (d, u) and the position in the frame. Note that d is a value indicating the hierarchy of the block, and the lower the value of d, the higher the hierarchy (see FIG. 17). U indicates the number of the block in the hierarchy. J d, u indicates the discrete time (sample point) of each sample belonging to each block B (d, u). For example, in the case of block B (0,1) in FIG. 17, j 0,1 = 1, ..., n, and the case of the block B (2,2), j 2,2 = n 2 +1, ..., a n 4.

また、図3は、メモリ17に格納されるブロックテーブル17bのデータ構成を例示した概念図である。ブロックテーブル17bは、後述のように算出される各ブロックの予測残差符号Cp(d,u)と、予測残差信号y(d,u,jd,u)と、残差符号量推定値PC(d,u)とを、各ブロックB(d,u)を特定する情報に対応付けたテーブルである。 FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the block table 17 b stored in the memory 17. The block table 17b includes a prediction residual code Cp (d, u), a prediction residual signal y (d, u, jd , u ), and a residual code amount estimated value calculated as described later. It is a table in which PC (d, u) is associated with information specifying each block B (d, u).

<処理>
以下、実施例1の適応ブロック長符号化方法を説明していく。なお、実施例1の適応ブロック長符号化装置10は、制御部16の制御のもと各処理を実行する。また、適応ブロック長符号化装置10の各処理過程におけるデータは、メモリ17に逐一読み書きされるが、原則として、以下ではその説明を省略する。さらに、説明する処理の順序はあくまで一例であり、本実施例の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なことはいうまでもない。さらには、少なくとも一部の処理を並列的に実行してもよい(以下の各実施例でも同様)。また、適応ブロック長符号化装置10への入力信号は、所定のサンプリング周波数でサンプリングされた離散的な信号である。また、各処理は、複数サンプルにそれぞれ対応する離散時間(サンプル点)からなる短時間区間であるフレーム毎に実行される。ここで、全サンプルにそれぞれ対応する離散時間からなる短時間区間(例えば、サンプル点数が1024点から32768点程度のもの)をフレームとしてもよく、その一部の短時間区間(例えば、サンプル点数が数百点から数千点程度のもの)をフレームとしてもよい。本実施例では、1フレームのサンプル点数をnとする。また、全サンプル点の一部の短時間区間をフレームとした場合、各処理はフレーム毎に繰り返されることになるが、以下では、1つのフレームの処理のみを説明する(以下の各実施例でも同様)。
<Processing>
Hereinafter, the adaptive block length encoding method according to the first embodiment will be described. Note that the adaptive block length encoding apparatus 10 according to the first embodiment executes each process under the control of the control unit 16. Data in each process of the adaptive block length coding apparatus 10 is read and written to the memory 17 one by one, but in principle, the description thereof is omitted below. Furthermore, the order of processing to be described is merely an example, and it is needless to say that changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present embodiment. Furthermore, at least a part of the processing may be executed in parallel (the same applies to the following embodiments). The input signal to the adaptive block length coding apparatus 10 is a discrete signal sampled at a predetermined sampling frequency. In addition, each process is executed for each frame that is a short time section composed of discrete times (sample points) respectively corresponding to a plurality of samples. Here, a short time interval (for example, having a sample point of about 1024 to 32768) corresponding to all samples may be used as a frame, and a part of the short time interval (for example, the number of sample points is Some hundreds to thousands of points) may be used as a frame. In this embodiment, n is the number of sample points in one frame. In addition, when a part of a short time section of all sample points is a frame, each process is repeated for each frame. However, only one frame process will be described below (the following examples are also described). The same).

[ブロック分割処理]
まず、nサンプルからなる1フレーム分の入力信号がブロック分割部18に入力される。ブロック分割部18は、このフレームを複数のブロックに階層的に分割し(図17参照)、分割された各ブロックB(d,u)のサンプルx(d,u,jd,u)と、各ブロックのブロック位置情報A(d,u)とを、ブロックB(d,u)を特定する情報に関連付けてメモリ17の分割テーブル17aに格納する。ここで「ブロック分割」とは、フレームに属するサンプルを複数のブロックに分割する処理を意味するが、具体的には、例えば、各ブロックに対応するサンプル点を決定する処理や、各ブロックの開始サンプル点と終了サンプル点と(ブロックの区切り)を決定する処理等を意味する。なお、フレームのブロック分割方法(ブロック長や階層数等)は、予めブロック分割部18に設定されていてもよいし、入力信号等に応じ、その都度定められてもよい。
[Block division processing]
First, an input signal for one frame including n samples is input to the block dividing unit 18. The block dividing unit 18 hierarchically divides this frame into a plurality of blocks (see FIG. 17), and samples x (d, u, j d, u ) of each divided block B (d, u), The block position information A (d, u) of each block is stored in the division table 17a of the memory 17 in association with information specifying the block B (d, u). Here, “block division” means a process of dividing a sample belonging to a frame into a plurality of blocks. Specifically, for example, a process for determining a sample point corresponding to each block, a start of each block, or the like. This means processing for determining sample points and end sample points (block delimiters). Note that the frame block division method (block length, number of hierarchies, etc.) may be set in the block division unit 18 in advance, or may be determined each time according to an input signal or the like.

[第0階層の処理]
次に、0階層予測分析部10aが、例えば、メモリ17の分割テーブル17aのブロック特定情報を参照し、分割テーブル17aから第0階層のブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)(j0,1=1,...,n)を読み込む。そして、0階層予測分析部10aは、読み込んだサンプルx(0,1,j0,1)の予測分析を行って予測係数α(0,1,i)(i=1,...,p)を算出し、出力する。なお、pは予測次数(「第1の予測次数」に相当)である。pは予め設定されたものであっても良いし、入力信号に応じてその都度算出されるものであっても良い。また、予測分析には線形予測分析を用いるのが一般的であるが、如何なる予測分析方法を適用してもよい。なお、予測分析の詳細については、例えば、“守谷健弘著、「音声符号化」、社団法人 電子情報通信学会、ISBN4−88552−156−4”や“古井貞煕著、「音響・音声工学」、株式会社 近代科学社、ISBN4−7649−0196−X”等に詳しいため説明を省略する。
[Processing of Level 0]
Next, the 0-layer prediction analysis unit 10a refers to, for example, block identification information of the partition table 17a of the memory 17, and samples x (0, 1,) of the block B (0, 1) of the 0th layer from the partition table 17a. j 0,1 ) (j 0,1 = 1, ..., n) is read. Then, the 0-layer prediction analysis unit 10a performs a prediction analysis of the read sample x (0,1, j 0,1 ) and performs a prediction coefficient α (0,1, i) (i = 1,..., P ) Is calculated and output. Note that p is the predicted order (corresponding to “first predicted order”). p may be set in advance or may be calculated each time according to the input signal. Further, linear prediction analysis is generally used for prediction analysis, but any prediction analysis method may be applied. For details of the prediction analysis, for example, “Takehiro Moriya,“ Speech Coding ”, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, ISBN 4-88552-156-4,“ Author Sadahiro Furui, “Acoustic / Speech Engineering” ", Modern Science Co., Ltd., ISBN 4-7649-0196-X", etc., and the description thereof is omitted.

次に、0階層予測係数符号化部10bが、入力された予測係数α(0,1,i)を量子化した量子化予測係数α^(0,1,i)と、量子化予測係数α^(0,1,i)の予測係数符号Cp(0,1)とを求め、これらを出力する。ここで出力された予測係数符号Cp(0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル17bに格納される(図3参照)。   Next, the 0-layer prediction coefficient encoding unit 10b quantizes the input prediction coefficient α (0,1, i) and the quantization prediction coefficient α ^ (0,1, i). The prediction coefficient code Cp (0,1) of ^ (0,1, i) is obtained and these are output. The prediction coefficient code Cp (0, 1) output here is stored in the block table 17b of the memory 17 in association with information specifying the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 3).

次に、第0階層予測フィルタ10cが、入力された量子化予測係数α^(0,1,i)を用い、ブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)をフィルタリングし、予測残差信号y(0,1,j0,1)を求めて出力する。このように出力された予測残差信号y(0,1,j0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル17bに格納される(図3参照)。なお、ここでのフィルタリングとは、量子化予測係数を代入した予測モデル(フィルタ)と入力信号との差を求める処理を意味する。 Next, the 0th layer prediction filter 10c uses the input quantized prediction coefficient α ^ (0,1, i) and uses the sample x (0,1, j 0,1 ) of the block B ( 0,1 ). To obtain a prediction residual signal y (0,1, j 0,1 ) and output it. The prediction residual signal y (0,1, j 0,1 ) output in this way is stored in the block table 17b of the memory 17 in association with the information specifying the corresponding block B (0,1). (See FIG. 3). Note that filtering here means processing for obtaining a difference between a prediction model (filter) into which a quantized prediction coefficient is substituted and an input signal.

次に、第0階層残差符号量推定部10dが、メモリ17のブロックテーブル17bから読み込んだ予測残差信号y(0,1,j0,1)を用い、ブロックB(0,1)に対応する残差符号量推定値PC(0,1)を算出して出力する。出力された残差符号量推定値PC(0,1)は、対応するブロックB(0,1)に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル17bに格納される(図3参照)。なお、本発明では、ある階層のブロックに対応する残差符号量推定値と、当該ブロックを構成する他階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値の合計値と、の大小を比較し、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択する。そのため、残差符号量推定値は、残差符号そのものを推定する値でなくてもよく、予測残差信号を符号化した際の符号量に対して単調増加の関係にあると推定されるものであればよい。本実施例では、予測残差信号の振幅の絶対値、又は、予測残差信号のエネルギー(予測残差信号の振幅の二乗)を、ブロック内で総計した値を残差符号量推定値とする。なお、振幅の絶対値の総和を用いるのか、エネルギーの総和を用いるのかについては、ブロック間で統一する(以下の各実施例でも同様)。 Next, the 0th layer residual code amount estimation unit 10d uses the prediction residual signal y (0,1, j 0,1 ) read from the block table 17b of the memory 17 to generate the block B (0,1). The corresponding residual code amount estimation value PC (0, 1) is calculated and output. The output residual code amount estimation value PC (0, 1) is stored in the block table 17b of the memory 17 in association with the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 3). In the present invention, the difference between the residual code amount estimated value corresponding to a block of a certain layer and the total value of the residual code amount estimated values respectively corresponding to a plurality of blocks of other layers constituting the block is determined. In comparison, a combination of blocks constituting a frame, which selects a residual code amount estimation value corresponding to each block, which is the smallest in the frame, is selected. Therefore, the residual code amount estimated value does not have to be a value that estimates the residual code itself, but is estimated to be in a monotonically increasing relationship with the code amount when the prediction residual signal is encoded. If it is. In this embodiment, the absolute value of the amplitude of the prediction residual signal or the value of the energy of the prediction residual signal (the square of the amplitude of the prediction residual signal) is summed within the block as the residual code amount estimation value. . Note that whether to use the sum of absolute values of amplitude or the sum of energy is unified between blocks (the same applies to the following embodiments).

[第1階層の処理]
同様に、第1階層予測分析部11a,第1階層予測係数符号化部11b,第1階層予測フィルタ11c及び第1階層残差符号量推定部11dが、第1階層120のブロックB(1,1),B(1,2)に対し、それぞれ独立に、予測係数符号Cp(1,1),Cp(1,2)と、予測残差信号y(0,1,j1,1),y(0,1,j1,2)と、残差符号量推定値PC(1,1),PC(1,2)とを算出する。算出された各情報は、それぞれ、対応するブロックB(1,1),B(1,2)を特定する情報に関連付けられ、メモリ17のブロックテーブル17bに格納される(図3参照)。
[First level processing]
Similarly, the first layer prediction analysis unit 11a, the first layer prediction coefficient coding unit 11b, the first layer prediction filter 11c, and the first layer residual code amount estimation unit 11d are connected to the block B (1, 1) and B (1,2), independently of each other, prediction coefficient codes Cp (1,1), Cp (1,2) and prediction residual signal y (0,1, j 1,1 ), y (0,1, j 1,2 ) and residual code amount estimation values PC (1,1), PC (1,2) are calculated. Each piece of calculated information is associated with information for identifying the corresponding block B (1,1), B (1,2) and stored in the block table 17b of the memory 17 (see FIG. 3).

[第2階層の処理]
第2階層についても同様に、第2階層予測分析部12a,第2階層予測係数符号化部12b,第2階層予測フィルタ12c及び第2階層残差符号量推定部12dが、第2階層のブロックB(2,1)〜B(2,4)に対し、それぞれ独立に、予測係数符号と、予測残差信号と、残差符号量推定値とを算出する。算出された各情報は、それぞれ、対応するブロックB(2,1)〜B(2,4)を特定する情報に関連付けられ、メモリ17のブロックテーブル17bに格納される(図3参照)。
[Second level processing]
Similarly, for the second layer, the second layer prediction analysis unit 12a, the second layer prediction coefficient coding unit 12b, the second layer prediction filter 12c, and the second layer residual code amount estimation unit 12d are connected to the second layer block. A prediction coefficient code, a prediction residual signal, and a residual code amount estimation value are calculated independently for B (2,1) to B (2,4). Each piece of calculated information is associated with information specifying the corresponding block B (2, 1) to B (2, 4), and is stored in the block table 17b of the memory 17 (see FIG. 3).

[第3階層の処理]
同様に、第3階層についても、第3階層予測分析部13a,第3階層予測係数符号化部13b,第3階層予測フィルタ13c及び第3階層残差符号量推定部13dとが、第3階層の各ブロックB(3,1)〜B(3,8)に対し、それぞれ独立に、予測係数符号と、予測残差信号と、残差符号量推定値とを算出する。算出された各情報は、それぞれ、対応するブロックB(3,1)〜B(3,8)を特定する情報に関連付けられ、メモリ17のブロックテーブル17bに格納される(図3参照)。
[Third layer processing]
Similarly, for the third layer, the third layer prediction analysis unit 13a, the third layer prediction coefficient coding unit 13b, the third layer prediction filter 13c, and the third layer residual code amount estimation unit 13d are arranged in the third layer. For each block B (3, 1) to B (3, 8), a prediction coefficient code, a prediction residual signal, and a residual code amount estimation value are calculated independently. Each piece of calculated information is associated with information for specifying the corresponding block B (3, 1) to B (3, 8) and stored in the block table 17b of the memory 17 (see FIG. 3).

[分割決定部14の処理]
次に、分割決定部14の比較部14aが、メモリ17のブロックテーブル17bから各階層の各ブロックに対応する残差符号量推定値を読み込み、上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値の合計値と、の大小を比較する。次に、選択部14bが、当該比較結果を用い、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択する。そして、選択部14bは、選択した各ブロックに対応する予測係数符号と、予測残差信号と、当該選択したブロックの組合せを示す選択情報とを出力する。
[Processing of division determination unit 14]
Next, the comparison unit 14a of the division determination unit 14 reads the residual code amount estimated value corresponding to each block of each layer from the block table 17b of the memory 17, and the residual code amount estimated value corresponding to the block of the upper layer. And the total value of the residual code amount estimation values respectively corresponding to a plurality of blocks in the lower hierarchy constituting the block are compared. Next, the selection unit 14b uses the comparison result to select a combination of blocks that constitute a frame and that has the smallest sum of residual code amount estimation values corresponding to each block in the frame. To do. Then, the selection unit 14b outputs a prediction coefficient code corresponding to each selected block, a prediction residual signal, and selection information indicating a combination of the selected blocks.

以下にこの処理手順の具体例を説明する。なお、以下に示す処理手順はあくまで一例であり、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。
図4は、分割決定部14の処理の一例を説明するためのフローチャートである。以下、この図に沿って、分割決定部14の処理の一例を説明する。なお、この処理例は、図17のようにブロック分割を行った場合のものであるが、これを他の階層的なブロック分割に拡張適用することは容易である。
A specific example of this processing procedure will be described below. Note that the processing procedure shown below is merely an example, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of processing of the division determination unit 14. Hereinafter, an example of the process of the division determination unit 14 will be described with reference to FIG. This processing example is for the case where block division is performed as shown in FIG. 17, but it is easy to extend this to other hierarchical block division.

まず、分割決定部14の選択部14bが、メモリ17の分割テーブル17aのブロック特定情報を検索し、第3階層(最下層)の各ブロックB(3,r)(r=1,...,23)をそれぞれ特定する情報を集合Sの要素とする。そして、演算部14cは、この集合Sを示す情報をメモリ17に格納する(ステップS1)。次に、演算部14cが、変数dに2(最下階層の1つ上位の階層の番号)を代入し、この変数dをメモリ17に格納する(ステップS2)。 First, the selection unit 14b of the division determination unit 14 searches the block specifying information in the division table 17a of the memory 17, and each block B (3, r) (r = 1,. , 2 3 ) are elements of the set S. And the calculating part 14c stores the information which shows this set S in the memory 17 (step S1). Next, the computing unit 14c substitutes 2 (the number of the next highest hierarchy in the lowest hierarchy) for the variable d, and stores this variable d in the memory 17 (step S2).

次に、演算部14cが、変数uに1を代入し、この変数uをメモリ17に格納する(ステップS3)。次に、演算部14cが、メモリ17の集合Sを示す情報と分割テーブル17aとを参照し、第d階層のu番目のブロックB(d,u)を構成する、下位階層の複数のブロックのうち、集合Sに含まれるものに対応する残差符号量推定値の和を求め、それを変数TPC(d,u)に代入する(ステップS4)。この変数TPC(d,u)は、メモリ17に格納される。   Next, the computing unit 14c substitutes 1 for the variable u and stores the variable u in the memory 17 (step S3). Next, the calculation unit 14c refers to the information indicating the set S of the memory 17 and the division table 17a, and configures the u-th block B (d, u) of the d-th layer, the plurality of blocks of the lower layer Among them, the sum of the residual code amount estimation values corresponding to those included in the set S is obtained and substituted into the variable TPC (d, u) (step S4). This variable TPC (d, u) is stored in the memory 17.

次に、比較部14aが、ブロックB(d,u)を特定する情報を用いて、メモリ17のブロックテーブル17bを検索し、ブロックB(d,u)に対応する残差符号量推定値PC(d,u)を読み込む。さらに、比較部14aは、メモリ17から変数TPC(d,u)を読み込み、
TPC(d,u)>PC(d,u)
を満たすか否かの比較を行い、その比較結果を選択部14bに出力する(ステップS5)。
Next, the comparison unit 14a searches the block table 17b of the memory 17 using information for specifying the block B (d, u), and the residual code amount estimated value PC corresponding to the block B (d, u). (D, u) is read. Further, the comparison unit 14a reads the variable TPC (d, u) from the memory 17,
TPC (d, u)> PC (d, u)
The comparison result is output to the selection unit 14b (step S5).

選択部14bは、当該比較結果が、TPC(d,u)>PC(d,u)であることを示すものであった場合にのみ、ブロックB(d,u)を特定する情報によって集合Sを更新し、メモリ17に格納する(ステップS6)。なお、「ブロックB(d,u)を特定する情報によって集合Sを更新する」とは、ブロックB(d,u)の下位階層のブロックに対応する集合Sの要素を、ブロックB(d,u)の要素に置き換えることを意味する。図17の例で示すと、例えば、集合S={B(3,1),B(3,2),B(3,3),...,B(3,8)}であった場合に、ブロックB(2,1)を構成する下位階層のブロックに対応する集合Sの要素{B(3,1),B(3,2)}を、ブロックB(2,1)の要素に置き換え、集合SをS={B(2,1),B(3,3),...,B(3,8)}と更新することを意味する。   Only when the comparison result indicates that TPC (d, u)> PC (d, u), the selection unit 14b sets the set S based on the information specifying the block B (d, u). Is updated and stored in the memory 17 (step S6). Note that “update the set S with information specifying the block B (d, u)” means that the elements of the set S corresponding to the blocks in the lower hierarchy of the block B (d, u) are the blocks B (d, u). It means replacing with the element of u). In the example of FIG. 17, for example, when the set S = {B (3,1), B (3,2), B (3,3), ..., B (3,8)} In addition, the element {B (3,1), B (3,2)} of the set S corresponding to the block in the lower hierarchy constituting the block B (2,1) is used as the element of the block B (2,1). This means that the set S is updated as S = {B (2,1), B (3,3),..., B (3,8)}.

その後、比較部14aが、メモリ17の変数uが2であるか否かを判断し(ステップS7)、uが2で無ければ、演算部14cがu+1を新たな変数uの値としてメモリ17に格納した後、制御部16が処理をステップS4に戻す。一方、変数uが2であった場合、次に、比較部14aは、メモリ17の変数dが0であるか否かを判断する(ステップS8)。ステップS8でdが0でないと判断された場合、演算部14cがd−1を新たな変数dの値としてメモリ17に格納した後、制御部16が処理をステップS3に戻す。一方、ステップS8でdが0であると判断された場合、選択部14bは、メモリ17から集合Sを読み込み、集合Sの要素が示す各ブロックに関連付けられている予測係数符号と予測残差信号とを、メモリ17のブロックテーブル17bから読み込む。そして、選択部14bは、読み込んだ予測係数符号と、予測残差信号と、集合Sの要素を示す選択情報とを出力する。なお、復号装置が、ブロックとブロック特定情報との対応テーブルを保持していない場合には、集合Sの要素と、その要素に対応するブロック特定情報とを選択情報としてもよい。 Thereafter, the memory comparison section 14a, it is determined whether the variable u of the memory 17 is 2 d (step S7), and if not u is 2 d, the calculation portion 14c is u + 1 as a new value of the variable u After storing in 17, the control unit 16 returns the process to step S4. On the other hand, if the variable u is a 2 d, then comparing unit 14a determines whether or not the variable d in the memory 17 is 0 (step S8). If it is determined in step S8 that d is not 0, the calculation unit 14c stores d-1 as a new variable d value in the memory 17, and then the control unit 16 returns the process to step S3. On the other hand, if it is determined in step S8 that d is 0, the selection unit 14b reads the set S from the memory 17, and predicts the prediction coefficient code and the prediction residual signal associated with each block indicated by the elements of the set S. Are read from the block table 17b of the memory 17. Then, the selection unit 14b outputs the read prediction coefficient code, the prediction residual signal, and selection information indicating the elements of the set S. When the decoding apparatus does not hold a correspondence table between blocks and block identification information, the elements of the set S and the block identification information corresponding to the elements may be selected information.

[残差符号化部15の処理]
残差符号化部15には、選択部14bから出力された各予測残差信号が入力され、残差符号化部15は、当該予測残差信号を、選択部14bで選択されたブロック毎に符号化した残差符号を求め、当該残差符号を出力する。なお、符号化方法としては、例えば、エントロピー符号化等を用いる(以下の符号化についても同様)。
そして、適応ブロック長符号化装置10は、残差符号化部15から出力された残差符号と、選択部14bから出力された予測係数符号と、選択情報とを符号列として出力する。
[Processing of Residual Encoding Unit 15]
Each prediction residual signal output from the selection unit 14b is input to the residual encoding unit 15, and the residual encoding unit 15 outputs the prediction residual signal for each block selected by the selection unit 14b. An encoded residual code is obtained, and the residual code is output. As an encoding method, for example, entropy encoding or the like is used (the same applies to the following encoding).
Then, the adaptive block length encoding device 10 outputs the residual code output from the residual encoding unit 15, the prediction coefficient code output from the selection unit 14b, and the selection information as a code string.

<実施例1の特徴>
第0階層残差符号量推定部10d、第1階層残差符号量推定部11d、第2階層残差符号量推定部12d、第3階層残差符号量推定部13dで算出される残差符号量推定値は、予測残差信号の振幅の絶対値、又は、予測残差信号のエネルギーを、ブロック内で総計した値である。この値を計算するための演算量は、エントロピー符号化等の符号化に必要な処理量よりも相当少ない。そのため、全体としては、従来構成に比べ、大幅に処理量を削減することができる。また、予測残差信号の振幅の絶対値の総和、又は、予測残差信号のエネルギーの総和の大小は、実際の残差符号の符号量の大小とほぼ一致している。そのため、誤った推定により、符号量が多いブロックの組合せが選択されてしまい、全体の圧縮符号量が増大してしまうこともほとんどない。
<Characteristics of Example 1>
Residual codes calculated by the 0th layer residual code amount estimating unit 10d, the first layer residual code amount estimating unit 11d, the second layer residual code amount estimating unit 12d, and the third layer residual code amount estimating unit 13d. The quantity estimation value is the absolute value of the amplitude of the prediction residual signal or a value obtained by summing up the energy of the prediction residual signal in the block. The amount of calculation for calculating this value is considerably smaller than the processing amount required for encoding such as entropy encoding. Therefore, as a whole, the processing amount can be greatly reduced as compared with the conventional configuration. Further, the magnitude of the absolute value of the amplitude of the prediction residual signal or the magnitude of the sum of the energy of the prediction residual signal is substantially the same as the code amount of the actual residual code. Therefore, a combination of blocks having a large code amount is selected due to erroneous estimation, and the overall compression code amount hardly increases.

次に、本発明の実施例2について説明する。実施例2では、各ブロックに対応する入力信号と、当該入力信号を予測分析して得られる予測係数とを用いて残差符号量推定値を算出する。これにより、予測係数符号化部による量子化・符号化処理と、予測フィルタによるフィルタリング処理数とを、実施例1よりも(階層数−1)階層分だけ減らすことができ、さらに、メモリ17に格納すべき、予測係数符号と予測残差信号の数も削減できる。なお、以下では、実施例1と共通する事項を簡略化して説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, a residual code amount estimation value is calculated using an input signal corresponding to each block and a prediction coefficient obtained by predictive analysis of the input signal. As a result, the quantization / encoding processing by the prediction coefficient encoding unit and the number of filtering processes by the prediction filter can be reduced by (layer number-1) layers compared to the first embodiment. The number of prediction coefficient codes and prediction residual signals to be stored can also be reduced. In the following, items common to the first embodiment will be described in a simplified manner.

<構成>
図5は、実施例2の適応ブロック長符号化装置20の構成を示したブロック図である。なお、図5において既に説明した実施例1と共通する部分については、これまで用いたものと同じ符号を付した。
図5に例示するように、実施例2の適応ブロック長符号化装置20は、第0階層のブロックの信号を処理する第0階層予測分析部10a及び第0階層残差符号量推定部20dと、第1階層のブロックの信号を処理する第1階層予測分析部11a及び第1階層残差符号量推定部21dと、第2階層のブロックの信号を処理する第2階層予測分析部12a及び第2階層残差符号量推定部22dと、第3階層のブロックの信号を処理する第3階層予測分析部13a及び第3階層残差符号量推定部23dと、分割決定部24と、予測係数符号化部26と、予測フィルタ28と、残差符号化部15と、制御部16と、メモリ17とを有している。また、分割決定部24は、比較部24aと、選択部24bと、演算部24cとを有している。
<Configuration>
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the adaptive block length encoding device 20 according to the second embodiment. In addition, about the part which is common in Example 1 already demonstrated in FIG. 5, the same code | symbol as used so far was attached | subjected.
As illustrated in FIG. 5, the adaptive block length coding apparatus 20 according to the second embodiment includes a 0th layer prediction analysis unit 10a and a 0th layer residual code amount estimation unit 20d that process a signal of a 0th layer block, The first layer prediction analysis unit 11a and the first layer residual code amount estimation unit 21d that process the signal of the first layer block, and the second layer prediction analysis unit 12a and the second layer prediction analysis unit 12a that process the signal of the second layer block A 2-layer residual code amount estimation unit 22d, a third-layer prediction analysis unit 13a and a third-layer residual code amount estimation unit 23d that process signals of blocks in the third layer, a division determination unit 24, and a prediction coefficient code And a prediction filter 28, a residual encoding unit 15, a control unit 16, and a memory 17. Moreover, the division | segmentation determination part 24 has the comparison part 24a, the selection part 24b, and the calculating part 24c.

また、図6は、メモリ17に格納される実施例2のブロックテーブル27bのデータ構成を例示した概念図である。ブロックテーブル27bは、後述のように算出される予測係数α(d,u,i)と残差符号量推定値PC(d,u)を、各ブロックB(d,u)を特定する情報に対応付けたテーブルである。   FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the block table 27 b of the second embodiment stored in the memory 17. The block table 27b uses the prediction coefficient α (d, u, i) and the residual code amount estimated value PC (d, u) calculated as described later as information for identifying each block B (d, u). It is the table which matched.

<処理>
以下、実施例2の適応ブロック長符号化方法を説明していく。
[ブロック分割処理]
まず、実施例1と同じブロック分割処理を行い、分割テーブル17aを生成し、メモリ17に格納する。
<Processing>
Hereinafter, an adaptive block length encoding method according to the second embodiment will be described.
[Block division processing]
First, the same block division processing as that in the first embodiment is performed, and a division table 17 a is generated and stored in the memory 17.

[第0階層の処理]
次に、0階層予測分析部10aが、例えば、メモリ17の分割テーブル17aのブロック特定情報を参照し、分割テーブル17aから第0階層のブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)(j0,1=1,...,n)を読み込む。そして、0階層予測分析部10aは、読み込んだサンプルx(0,1,j0,1)の予測分析を行って予測係数α(0,1,i)(i=1,...,p)を算出し、出力する。出力された予測係数α(0,1,i)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル27bに格納される(図6参照)。
[Processing of Level 0]
Next, the 0-layer prediction analysis unit 10a refers to, for example, block identification information of the partition table 17a of the memory 17, and samples x (0, 1,) of the block B (0, 1) of the 0th layer from the partition table 17a. j 0,1 ) (j 0,1 = 1, ..., n) is read. Then, the 0-layer prediction analysis unit 10a performs a prediction analysis of the read sample x (0,1, j 0,1 ) and performs a prediction coefficient α (0,1, i) (i = 1,..., P ) Is calculated and output. The output prediction coefficient α (0, 1, i) is stored in the block table 27b of the memory 17 in association with information specifying the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 6).

次に、第0階層残差符号量推定部20dが、当該予測係数α(0,1,i)と、分割テーブル17aから読み込んだ第0階層のブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)とを用い、ブロックB(0,1)に対応する残差符号量推定値PC(0,1)を算出して出力する。出力された残差符号量推定値PC(0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル27bに格納される(図6参照)。
以下、本実施例におけるブロックB(0,1)の残差符号量推定値の算出手順を例示する。
Next, the 0th layer residual code amount estimator 20d calculates the prediction coefficient α (0, 1, i) and the sample x (0) of the block B (0, 1) of the 0th layer read from the division table 17a. , 1, j 0,1 ), the residual code amount estimated value PC (0, 1) corresponding to the block B (0, 1) is calculated and output. The output residual code amount estimation value PC (0, 1) is stored in the block table 27b of the memory 17 in association with information specifying the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 6).
Hereinafter, the calculation procedure of the residual code amount estimation value of the block B (0, 1) in the present embodiment will be exemplified.

[ブロック内のエネルギーの総和の推定値を残差符号量推定値とする場合]
ブロック内のエネルギーの総和の推定値を残差符号量推定値とする場合、まず、第0階層残差符号量推定部20dが、ブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)のエネルギー|x(0,1,j0,1)|2のブロック内の総和Fを求める。次に、第0階層残差符号量推定部20dは、予測係数α(0,1,i)から偏自己相関係数(PARCOR係数)をk(0,1,i)(i∈{1,2,...,p})算出する。なお、予測係数と偏自己相関係数とは等価なパラメータであり、それらの関係や変換方法も公知である。次に、第0階層残差符号量推定部20dは、残差符号量推定値PC(0,1)を、次式を用いて算出する。

Figure 0004658852
[When the estimated value of the sum of the energy in the block is the residual code amount estimated value]
When the estimated value of the sum of the energy in the block is used as the residual code amount estimated value, first, the 0th layer residual code amount estimating unit 20d performs the sample x (0, 1, j) of the block B (0, 1). x (0,1, j 0,1) | | energy 0,1) obtaining the sum F of the second block. Next, the 0th layer residual code amount estimation unit 20d converts the partial autocorrelation coefficient (PARCOR coefficient) from the prediction coefficient α (0, 1, i) to k (0, 1, i) (i∈ {1, 2, ..., p}). Note that the prediction coefficient and the partial autocorrelation coefficient are equivalent parameters, and their relationship and conversion method are also known. Next, the 0th layer residual code amount estimation unit 20d calculates a residual code amount estimated value PC (0, 1) using the following equation.
Figure 0004658852

[ブロック内の振幅の絶対値の総和の推定値を残差符号量推定値とする場合]
ブロック内の振幅の総和の推定値を残差符号量推定値とする場合、まず、まず、第0階層残差符号量推定部20dが、ブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)の振幅の絶対値|x(0,1,j0,1)|のブロック内の総和Fを求める。次に、第0階層残差符号量推定部20dは、予測係数α(0,1,i)から偏自己相関係数(PARCOR係数)をk(0,1,i)(i∈{1,2,...,p})算出する。次に、第0階層残差符号量推定部20dは、残差符号量推定値PC(0,1)を、式(1)を用いて算出する。また、より好ましくは、第0階層残差符号量推定部20dは、次式を用いて残差符号量推定値PC(0,1)を算出する。式(2)を用いることにより、より推定精度の高い残差符号量推定値PC(0,1)を算出することができる。

Figure 0004658852
[When the estimated value of the sum of absolute values of amplitude in the block is the residual code amount estimated value]
When the estimated value of the sum of the amplitudes in the block is used as the residual code amount estimated value, first, the 0th layer residual code amount estimating unit 20d first performs the sample x (0, 1) of the block B (0, 1). , J 0,1 ) find the sum F in the block of the absolute value | x (0,1, j 0,1 ) | Next, the 0th layer residual code amount estimation unit 20d converts the partial autocorrelation coefficient (PARCOR coefficient) from the prediction coefficient α (0, 1, i) to k (0, 1, i) (i∈ {1, 2, ..., p}). Next, the 0th layer residual code amount estimation unit 20d calculates a residual code amount estimated value PC (0, 1) using Expression (1). More preferably, the 0th layer residual code amount estimation unit 20d calculates a residual code amount estimated value PC (0, 1) using the following equation. By using Expression (2), it is possible to calculate the residual code amount estimated value PC (0, 1) with higher estimation accuracy.
Figure 0004658852

[第1から3階層の処理]
第1から3階層についても第0階層と同様に、第1階層予測分析部11aと第1階層残差符号量推定部21d、第2階層予測分析部12aと第2階層残差符号量推定部22d、第3階層予測分析部13aと第3階層残差符号量推定部23dの各処理により、各階層の各ブロックに対する予測係数と残差符号量推定値とが、それぞれ算出される。算出された予測係数と残差符号量推定値は、それぞれ、対応するブロックを特定する情報に関連付けられ、メモリ17のブロックテーブル27bに格納される(図6参照)。
[Processing from the first to the third layer]
Similarly to the 0th hierarchy, the 1st to 3rd hierarchy also includes a 1st hierarchy prediction analysis unit 11a, a 1st hierarchy residual code amount estimation unit 21d, a 2nd hierarchy prediction analysis unit 12a, and a 2nd hierarchy residual code amount estimation unit. 22d, a prediction coefficient and a residual code amount estimation value for each block of each layer are calculated by the processes of the third layer prediction analysis unit 13a and the third layer residual code amount estimation unit 23d, respectively. The calculated prediction coefficient and residual code amount estimated value are each associated with information for identifying the corresponding block and stored in the block table 27b of the memory 17 (see FIG. 6).

[分割決定部24の処理]
次に、分割決定部24の比較部24aが、メモリ17のブロックテーブル27bから各階層の各ブロックに対応する残差符号量推定値を読み込み、上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値の合計値と、の大小を比較する。次に、選択部24bが、当該比較結果を用い、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択する。ここまでの分割決定部24の処理は、例えば、実施例1の分割決定部14と同様に行う。そして、選択部24bは、選択した各ブロックに対応する予測係数とサンプル(入力信号)とを、それぞれ、メモリ17のブロックテーブル27b(図6)と分割テーブル17a(図2)から読み込み、これらと、当該ブロックの組合せを示す選択情報とを出力する。
[Processing of Division Determination Unit 24]
Next, the comparison unit 24a of the division determination unit 24 reads the residual code amount estimated value corresponding to each block of each layer from the block table 27b of the memory 17, and the residual code amount estimated value corresponding to the block of the higher layer. And the total value of the residual code amount estimation values respectively corresponding to a plurality of blocks in the lower hierarchy constituting the block are compared. Next, the selection unit 24b uses the comparison result to select a combination of blocks constituting the frame, and the sum of the residual code amount estimation values corresponding to the respective blocks is minimized. To do. The processing of the division determination unit 24 so far is performed in the same manner as the division determination unit 14 of the first embodiment, for example. Then, the selection unit 24b reads the prediction coefficient and the sample (input signal) corresponding to each selected block from the block table 27b (FIG. 6) and the division table 17a (FIG. 2) of the memory 17, respectively. And selection information indicating the combination of the blocks.

[符号化処理]
次に、予測係数符号化部26が、選択部24bから出力された各予測係数を量子化した量子化予測係数と、当該量子化予測係数の予測係数符号とを、選択部24bで選択されたブロック毎に求め、当該量子化予測係数と予測係数符号とを出力する。次に、予測フィルタ28が、予測係数符号化部26から出力された量子化予測係数を用い、選択部24bから出力されたサンプル(入力信号)を、選択部24bで選択されたブロック毎にフィルタリングし、予測残差信号を求めて出力する。そして、残差符号化部15が、予測フィルタ28から出力された予測残差信号を、選択部24bで選択されたブロック毎に符号化した残差符号を生成し、当該残差符号を出力する。
そして、適応ブロック長符号化装置20は、残差符号化部15から出力された残差符号と、予測係数符号化部26から出力された予測係数符号と、選択部24bから出力された選択情報とを符号列として出力する。
[Encoding process]
Next, the prediction coefficient encoding unit 26 selects the quantized prediction coefficient obtained by quantizing each prediction coefficient output from the selection unit 24b and the prediction coefficient code of the quantized prediction coefficient by the selection unit 24b. It calculates | requires for every block and outputs the said quantization prediction coefficient and prediction coefficient code | symbol. Next, the prediction filter 28 filters the sample (input signal) output from the selection unit 24b for each block selected by the selection unit 24b using the quantized prediction coefficient output from the prediction coefficient encoding unit 26. The prediction residual signal is obtained and output. Then, the residual encoding unit 15 generates a residual code obtained by encoding the prediction residual signal output from the prediction filter 28 for each block selected by the selection unit 24b, and outputs the residual code. .
Then, the adaptive block length encoding device 20 includes the residual code output from the residual encoding unit 15, the prediction coefficient code output from the prediction coefficient encoding unit 26, and the selection information output from the selection unit 24b. Are output as a code string.

<実施例2の特徴>
本実施例では、予測係数符号化部や予測フィルタの処理数を、それぞれ実施例1よりも(階層数−1)階層分だけ減らすことができる。そして、予測係数符号化部や予測フィルタの演算量は、第0〜3階層残差符号量推定部20d〜23dでの演算量よりも大幅に多いため、実施例1よりも少ない演算処理量で符号化を行うことができる。また、ブロックテーブルに、全てのブロックに対応する予測残差信号を格納しておく必要がないため、符号化処理に必要なメモリ17の容量も少なくてよい。
<Features of Example 2>
In the present embodiment, the number of processes of the prediction coefficient encoding unit and the prediction filter can be reduced by (layer number−1) layers, respectively, compared to the first embodiment. And since the calculation amount of the prediction coefficient encoding unit and the prediction filter is significantly larger than the calculation amount in the 0th to 3rd layer residual code amount estimation units 20d to 23d, the calculation processing amount is smaller than that in the first embodiment. Encoding can be performed. Further, since it is not necessary to store prediction residual signals corresponding to all blocks in the block table, the capacity of the memory 17 required for the encoding process may be small.

次に、本発明の実施例3について説明する。実施例3では、各ブロックに対応する入力信号と、当該入力信号を予測分析して得られる予測係数の量子化予測係数とを用いて残差符号量推定値を算出する。これにより、予測フィルタによるフィルタリング処理数を、実施例1よりも(階層数−1)階層分だけ減らすことができ、さらに、メモリ17に格納すべき、予測残差信号の数も削減できる。なお、以下では、上述した実施例と共通する事項を簡略化して説明する。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. In the third embodiment, an estimated residual code amount is calculated using an input signal corresponding to each block and a quantized prediction coefficient of a prediction coefficient obtained by predicting and analyzing the input signal. Thereby, the number of filtering processes by the prediction filter can be reduced by (the number of hierarchies minus 1) hierarchies compared to the first embodiment, and the number of prediction residual signals to be stored in the memory 17 can also be reduced. In the following, items common to the above-described embodiments will be described in a simplified manner.

<構成>
図7は、実施例3の適応ブロック長符号化装置30の構成を示したブロック図である。なお、図7において既に説明した実施例と共通する部分については、これまで用いたものと同じ符号を付した。
<Configuration>
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the adaptive block length encoding device 30 according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol as what was used until now is attached | subjected about the part which is common in the Example already demonstrated in FIG.

図7に例示するように、実施例3の適応ブロック長符号化装置30は、第0階層のブロックの信号を処理する第0階層予測分析部10a、第0階層予測係数符号化部10b及び第0階層残差符号量推定部30dと、第1階層のブロックの信号を処理する第1階層予測分析部11a、第1階層予測係数符号化部11b及び第1階層残差符号量推定部31dと、第2階層のブロックの信号を処理する第2階層予測分析部12a、第2階層予測係数符号化部12b及び第2階層残差符号量推定部32dと、第3階層のブロックの信号を処理する第3階層予測分析部13a、第3階層予測係数符号化部13b及び第3階層残差符号量推定部33dと、分割決定部34と、予測フィルタ36と、残差符号化部15と、制御部16と、メモリ17を有している。また、分割決定部34は、比較部34aと、選択部34bと、演算部34cとを有している。   As illustrated in FIG. 7, the adaptive block length coding apparatus 30 according to the third embodiment includes a 0th layer prediction analysis unit 10a, a 0th layer prediction coefficient coding unit 10b, and a 0th layer prediction coefficient coding unit 10b that process a signal of a 0th layer block. A 0-layer residual code amount estimation unit 30d, a first-layer prediction analysis unit 11a, a first-layer prediction coefficient encoding unit 11b, and a first-layer residual code amount estimation unit 31d that process signals of blocks in the first layer; The second layer prediction analysis unit 12a, the second layer prediction coefficient coding unit 12b, and the second layer residual code amount estimation unit 32d that process the signal of the second layer block, and the signal of the block of the third layer A third layer prediction analysis unit 13a, a third layer prediction coefficient coding unit 13b, a third layer residual code amount estimation unit 33d, a division determination unit 34, a prediction filter 36, and a residual coding unit 15, It has a control unit 16 and a memory 17 That. Moreover, the division | segmentation determination part 34 has the comparison part 34a, the selection part 34b, and the calculating part 34c.

また、図8は、メモリ17に格納される実施例3のブロックテーブル37bのデータ構成を例示した概念図である。ブロックテーブル37bは、後述のように算出される予測係数α(d,u,i)と残差符号量推定値PC(d,u)と量子化予測係数α^(d,u,i)を、各ブロックB(d,u)を特定する情報に対応付けたテーブルである。   FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the block table 37 b of the third embodiment stored in the memory 17. The block table 37b includes a prediction coefficient α (d, u, i), a residual code amount estimated value PC (d, u), and a quantized prediction coefficient α ^ (d, u, i) calculated as described later. This is a table associated with information specifying each block B (d, u).

<処理>
以下、実施例3の適応ブロック長符号化方法を説明していく。
[ブロック分割処理]
まず、実施例1と同じブロック分割処理を行い、分割テーブル17aを生成し、メモリ17に格納する。
<Processing>
Hereinafter, an adaptive block length encoding method according to the third embodiment will be described.
[Block division processing]
First, the same block division processing as that in the first embodiment is performed, and a division table 17 a is generated and stored in the memory 17.

[第0階層の処理]
次に、0階層予測分析部10aが、例えば、メモリ17の分割テーブル17aのブロック特定情報を参照し、分割テーブル17aから第0階層のブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)(j0,1=1,...,n)を読み込む。そして、0階層予測分析部10aは、読み込んだサンプルx(0,1,j0,1)の予測分析を行って予測係数α(0,1,i)(i=1,...,p)を算出し、出力する。
[Processing of Level 0]
Next, the 0-layer prediction analysis unit 10a refers to, for example, block identification information of the partition table 17a of the memory 17, and samples x (0, 1,) of the block B (0, 1) of the 0th layer from the partition table 17a. j 0,1 ) (j 0,1 = 1, ..., n) is read. Then, the 0-layer prediction analysis unit 10a performs a prediction analysis of the read sample x (0,1, j 0,1 ) and performs a prediction coefficient α (0,1, i) (i = 1,..., P ) Is calculated and output.

次に、0階層予測係数符号化部10bが、入力された予測係数α(0,1,i)を量子化した量子化予測係数α^(0,1,i)と、量子化予測係数α^(0,1,i)の予測係数符号Cp(0,1)とを求め、これらを出力する。ここで出力された予測係数符号Cp(0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル37bに格納される(図8参照)。   Next, the 0-layer prediction coefficient encoding unit 10b quantizes the input prediction coefficient α (0,1, i) and the quantization prediction coefficient α ^ (0,1, i). The prediction coefficient code Cp (0,1) of ^ (0,1, i) is obtained and these are output. The prediction coefficient code Cp (0, 1) output here is stored in the block table 37b of the memory 17 in association with the information specifying the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 8).

次に、第0階層残差符号量推定部30dが、当該量子化予測係数α^(0,1,i)と、分割テーブル17aから読み込んだ第0階層のブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)とを用い、ブロックB(0,1)に対応する残差符号量推定値PC(0,1)を算出して出力する。なお、残差符号量推定値の算出手順は、予測係数が量子化予測係数に置き換わる以外は、実施例2で説明したのと同様である。出力された残差符号量推定値PC(0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられ、メモリ17のブロックテーブル37bに格納される(図8参照)。 Next, the 0th layer residual code amount estimation unit 30d samples the quantization prediction coefficient α ^ (0,1, i) and the block B (0,1) of the 0th layer read from the division table 17a. Using x (0,1, j 0,1 ), a residual code amount estimated value PC (0,1) corresponding to block B (0,1) is calculated and output. The calculation procedure of the residual code amount estimation value is the same as that described in the second embodiment except that the prediction coefficient is replaced with the quantized prediction coefficient. The output residual code amount estimation value PC (0, 1) is associated with information specifying the corresponding block B (0, 1) and stored in the block table 37b of the memory 17 (see FIG. 8).

[第1から3階層の処理]
第1から3階層についても第0階層と同様に、第1階層予測分析部11a、第1階層予測係数符号化部11b及び第1階層残差符号量推定部31dと、第2階層予測分析部12a、第2階層予測係数符号化部12b及び第2階層残差符号量推定部32dと、第3階層予測分析部13a、第3階層予測係数符号化部13b及び第3階層残差符号量推定部33dとによる各処理により、各階層の各ブロックに対する予測係数符号と量子化予測係数と残差符号量推定値とがそれぞれ算出される。算出された予測係数符号と量子化予測係数と残差符号量推定値とは、それぞれ、対応するブロックを特定する情報に関連付けられ、メモリ17のブロックテーブル37bに格納される(図8参照)。
[Processing from the first to the third layer]
Similarly to the 0th hierarchy, the 1st to 3rd hierarchy also includes a first hierarchy prediction analysis unit 11a, a first hierarchy prediction coefficient encoding unit 11b, a first hierarchy residual code amount estimation unit 31d, and a second hierarchy prediction analysis unit. 12a, second layer prediction coefficient coding unit 12b and second layer residual code amount estimation unit 32d, third layer prediction analysis unit 13a, third layer prediction coefficient coding unit 13b, and third layer residual code amount estimation By each process by the unit 33d, a prediction coefficient code, a quantized prediction coefficient, and a residual code amount estimation value for each block of each layer are calculated. The calculated prediction coefficient code, quantized prediction coefficient, and residual code amount estimated value are each associated with information for identifying the corresponding block and stored in the block table 37b of the memory 17 (see FIG. 8).

[分割決定部34の処理]
次に、分割決定部34の比較部34aが、メモリ17のブロックテーブル37bから各階層の各ブロックに対応する残差符号量推定値を読み込み、上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値の合計値と、の大小を比較する。次に、選択部34bが、当該比較結果を用い、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択する。ここまでの分割決定部34の処理は、例えば、実施例1の分割決定部14と同様に行う。そして、選択部34bは、選択した各ブロックに対応する予測係数符号と量子化予測係数とをメモリ17のブロックテーブル37b(図8)から読み込む。また、選択部34bは、選択した各ブロックに対応するサンプルを、メモリ17の分割テーブル17a(図2)から読み込む。そして、選択部34bは、読み込んだ各情報と、選択したブロックの組合せを示す選択情報とを出力する。
[Processing of division determination unit 34]
Next, the comparison unit 34a of the division determination unit 34 reads the residual code amount estimated value corresponding to each block of each layer from the block table 37b of the memory 17, and the residual code amount estimated value corresponding to the block of the higher layer. And the total value of the residual code amount estimation values respectively corresponding to a plurality of blocks in the lower hierarchy constituting the block are compared. Next, the selection unit 34b uses the comparison result to select a combination of blocks that constitute a frame and that has the smallest sum of residual code amount estimates corresponding to each block in the frame. To do. The processing of the division determination unit 34 so far is performed in the same manner as the division determination unit 14 of the first embodiment, for example. Then, the selection unit 34b reads the prediction coefficient code and the quantized prediction coefficient corresponding to each selected block from the block table 37b (FIG. 8) of the memory 17. The selection unit 34b reads a sample corresponding to each selected block from the division table 17a (FIG. 2) of the memory 17. Then, the selection unit 34b outputs each read information and selection information indicating a combination of the selected blocks.

[符号化処理]
次に、予測フィルタ36が、選択部34bから出力された量子化予測係数を用い、選択部34bから出力されたサンプル(入力信号)を、上記で選択されたブロック毎にフィルタリングし、予測残差信号を求めて出力する。そして、残差符号化部15が、予測フィルタ28から出力された予測残差信号を、選択部34bで選択されたブロック毎に符号化した残差符号を生成し、当該残差符号を出力する。
そして、適応ブロック長符号化装置30は、残差符号化部15から出力された残差符号と、選択部34bから出力された予測係数符号及び選択情報とを符号列として出力する。
[Encoding process]
Next, the prediction filter 36 filters the sample (input signal) output from the selection unit 34b using the quantized prediction coefficient output from the selection unit 34b for each block selected above, and the prediction residual. Find the signal and output it. Then, the residual encoding unit 15 generates a residual code obtained by encoding the prediction residual signal output from the prediction filter 28 for each block selected by the selection unit 34b, and outputs the residual code. .
Then, the adaptive block length encoding device 30 outputs the residual code output from the residual encoding unit 15 and the prediction coefficient code and selection information output from the selection unit 34b as a code string.

<実施例3の特徴>
本実施例では、予測フィルタの処理数を、実施例1よりも(階層数−1)階層分だけ減らすことができる。予測フィルタの演算量は、第0〜3階層残差符号量推定部20d〜23dでの演算量よりも大幅に多いため、実施例1よりも少ない演算処理量で符号化を行うことができる。また、データ量が多い予測残差信号を、全てのブロックについてブロックテーブルに格納しておく必要がないため、符号化処理に必要なメモリ17の容量も少なくてよい。
<Features of Example 3>
In the present embodiment, the number of prediction filter processes can be reduced by (the number of hierarchies minus 1) layers as compared with the first embodiment. Since the calculation amount of the prediction filter is significantly larger than the calculation amount in the 0th to 3rd layer residual code amount estimation units 20d to 23d, encoding can be performed with a smaller calculation processing amount than in the first embodiment. Further, since it is not necessary to store a prediction residual signal having a large amount of data in the block table for all blocks, the capacity of the memory 17 required for the encoding process may be small.

次に、本発明の実施例4について説明する。実施例4では、低次(第2の予測次数)の予測が行われた予測残差信号に対応する残差符号量推定値を比較し、符号化を行うブロックの組合せを選択し、高次(第1の予測次数)の予測が行われた予測残差信号を符号化して残差符号を生成する。なお、以下では、既に説明した実施例と共通する事項を簡略化して説明する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the residual code amount estimation values corresponding to the prediction residual signals for which the low-order (second prediction order) prediction is performed are compared, the combination of blocks to be encoded is selected, and the higher order A prediction residual signal for which prediction of (first prediction order) has been performed is encoded to generate a residual code. In the following, items common to the already described embodiments will be described in a simplified manner.

<構成>
図9は、実施例4の適応ブロック長符号化装置40の構成を示したブロック図である。なお、図9において既に説明した実施例1と共通する部分については、これまで用いたものと同じ符号を付した。
図9に例示するように、実施例4の適応ブロック長符号化装置40は、第0階層のブロックの信号を処理する第0階層低次予測分析部40a及び第0階層残差符号量推定部20dと、第1階層のブロックの信号を処理する第1階層低次予測分析部41a及び第1階層残差符号量推定部21dと、第2階層のブロックの信号を処理する第2階層低次予測分析部42a及び第2階層残差符号量推定部22dと、第3階層のブロックの信号を処理する第3階層低次予測分析部43a及び第3階層残差符号量推定部23dと、分割決定部44と、高次予測分析部46と、予測係数符号化部49と、予測フィルタ48と、残差符号化部15と、制御部16と、メモリ17を有している。また、分割決定部44は、比較部44aと、選択部44bと、演算部44cとを有している。
また、図10は、メモリ17に格納される実施例4のブロックテーブル47bのデータ構成を例示した概念図である。ブロックテーブル47bは、後述のように算出される低次予測係数α(d,u,i’)(i’=1,...,q、q<p)と残差符号量推定値PC(d,u)を、各ブロックB(d,u)を特定する情報に対応付けたテーブルである。
<Configuration>
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the adaptive block length encoding device 40 according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol as what was used until now is attached | subjected about the part which is common in Example 1 already demonstrated in FIG.
As illustrated in FIG. 9, the adaptive block length encoding device 40 according to the fourth embodiment includes a 0th layer lower-order prediction analysis unit 40a and a 0th layer residual code amount estimation unit that process a signal of a block of the 0th layer. 20d, a first layer lower-order prediction analysis unit 41a and a first layer residual code amount estimation unit 21d that process a signal of a first layer block, and a second layer lower-order that processes a signal of a second layer block The prediction analysis unit 42a and the second layer residual code amount estimation unit 22d, the third layer lower-order prediction analysis unit 43a and the third layer residual code amount estimation unit 23d that process the signals of the third layer block, and the division The determination unit 44, the higher-order prediction analysis unit 46, the prediction coefficient encoding unit 49, the prediction filter 48, the residual encoding unit 15, the control unit 16, and the memory 17 are included. The division determination unit 44 includes a comparison unit 44a, a selection unit 44b, and a calculation unit 44c.
FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the block table 47 b of the fourth embodiment stored in the memory 17. The block table 47b includes a low-order prediction coefficient α (d, u, i ′) (i ′ = 1,..., Q, q <p) and a residual code amount estimated value PC ( d, u) is a table in which information specifying each block B (d, u) is associated.

<処理>
以下、実施例4の適応ブロック長符号化方法を説明していく。
[ブロック分割処理]
まず、実施例1と同じブロック分割処理を行い、分割テーブル17aを生成し、メモリ17に格納する。
[第0階層の処理]
次に、0階層低次予測分析部40aが、例えば、メモリ17の分割テーブル17aのブロック特定情報を参照し、分割テーブル17aから第0階層のブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)(j0,1=1,...,n)を読み込む。そして、0階層低次予測分析部40aは、読み込んだサンプルx(0,1,j0,1)の低次(第2の予測次数q)までの予測分析を行って低次予測係数α(0,1,i’)(i'=1,...,q)を算出し、出力する。出力された低次予測係数α(0,1,i’)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル47bに格納される(図10参照)。
<Processing>
Hereinafter, an adaptive block length encoding method according to the fourth embodiment will be described.
[Block division processing]
First, the same block division processing as that in the first embodiment is performed, and a division table 17 a is generated and stored in the memory 17.
[Processing of Level 0]
Next, the 0th layer low-order prediction analysis unit 40a refers to, for example, block identification information of the partition table 17a of the memory 17, and samples x (0,1) of the block B (0, 1) of the 0th layer from the partition table 17a. 1, j 0,1 ) (j 0,1 = 1, ..., n) is read. Then, the 0-th layer low-order prediction analysis unit 40a performs prediction analysis up to the low-order (second prediction order q) of the read sample x (0,1, j 0,1 ), and performs a low-order prediction coefficient α ( 0, 1, i ′) (i ′ = 1,..., Q) are calculated and output. The output low-order prediction coefficient α (0, 1, i ′) is stored in the block table 47b of the memory 17 in association with information specifying the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 10). .

次に、第0階層残差符号量推定部20dが、当該低次予測係数α(0,1,i’)と、分割テーブル17aから読み込んだ第0階層のブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)とを用い、ブロックB(0,1)に対応する残差符号量推定値PC(0,1)を算出して出力する。出力された残差符号量推定値PC(0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル47bに格納される(図10参照)。なお、残差符号量推定値の算出手順は、予測係数が低次予測係数に置き換わる以外は、実施例2で説明したのと同様である。 Next, the 0th layer residual code amount estimation unit 20d samples the low-order prediction coefficient α (0, 1, i ′) and the block B (0, 1) of the 0th layer read from the division table 17a. Using x (0,1, j 0,1 ), a residual code amount estimated value PC (0,1) corresponding to block B (0,1) is calculated and output. The output residual code amount estimated value PC (0, 1) is stored in the block table 47b of the memory 17 in association with information specifying the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 10). The calculation procedure of the residual code amount estimation value is the same as that described in the second embodiment except that the prediction coefficient is replaced with a low-order prediction coefficient.

[第1から3階層の処理]
第1から3階層についても第0階層と同様に、第1階層低次予測分析部41aと第1階層残差符号量推定部21d、第2階層低次予測分析部42aと第2階層残差符号量推定部22d、第3階層低次予測分析部43aと第3階層残差符号量推定部23dの各処理により、各階層の各ブロックに対する低次予測係数と残差符号量推定値とがそれぞれ算出される。算出された低次予測係数と残差符号量推定値とは、それぞれ、対応するブロックを特定する情報に関連付けられ、メモリ17のブロックテーブル47bに格納される(図10参照)。
[Processing from the first to the third layer]
Similarly to the 0th hierarchy, the 1st to 3rd hierarchy also includes a 1st hierarchy low order prediction analysis unit 41a, a 1st hierarchy residual code amount estimation unit 21d, a 2nd hierarchy low order prediction analysis unit 42a, and a 2nd hierarchy residual. By the processes of the code amount estimation unit 22d, the third layer low-order prediction analysis unit 43a, and the third layer residual code amount estimation unit 23d, the low-order prediction coefficient and the residual code amount estimation value for each block of each layer are obtained. Each is calculated. The calculated low-order prediction coefficient and residual code amount estimated value are each associated with information for specifying the corresponding block and stored in the block table 47b of the memory 17 (see FIG. 10).

[分割決定部44の処理]
次に、分割決定部44の比較部44aが、メモリ17のブロックテーブル47bから各階層の各ブロックに対応する残差符号量推定値を読み込み、上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値の合計値と、の大小を比較する。次に、選択部44bが、当該比較結果を用い、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択する。ここまでの分割決定部44の処理は、例えば、実施例1の分割決定部14と同様に行う。そして、選択部44bは、選択した各ブロックに対応する低次予測係数とサンプル(入力信号)とを、それぞれ、メモリ17のブロックテーブル47b(図10)と分割テーブル17a(図2)から読み込み、これらと、選択したブロックの組合せを示す選択情報とを出力する。
[Processing of Division Determination Unit 44]
Next, the comparison unit 44a of the division determination unit 44 reads the residual code amount estimated value corresponding to each block of each layer from the block table 47b of the memory 17, and the residual code amount estimated value corresponding to the block of the upper layer. And the total value of the residual code amount estimation values respectively corresponding to a plurality of blocks in the lower hierarchy constituting the block are compared. Next, the selection unit 44b uses the comparison result to select a combination of blocks that constitute a frame and that has a minimum sum of residual code amount estimation values corresponding to each block in the frame. To do. The processing of the division determination unit 44 so far is performed in the same manner as the division determination unit 14 of the first embodiment, for example. Then, the selection unit 44b reads the low-order prediction coefficient and the sample (input signal) corresponding to each selected block from the block table 47b (FIG. 10) and the division table 17a (FIG. 2) of the memory 17, These and selection information indicating the combination of the selected blocks are output.

[符号化処理]
次に、高次予測分析部46が、選択部44bから出力された低次予測係数とサンプル(入力信号)とを用い、高次(第1の予測次数p>q)までの高予測係数係数を、選択部44bで選択されたブロック毎に求め、それらを出力する。なお、本実施例では、低次(第2の予測次数q)まで低次予測係数が既に求まっているため、残りのq+1次からp次までの予測係数のみを求めればよい。
[Encoding process]
Next, the high-order prediction analysis unit 46 uses the low-order prediction coefficient output from the selection unit 44b and the sample (input signal), and uses the high-order prediction coefficient coefficient up to the high order (first prediction order p> q). Are obtained for each block selected by the selection unit 44b and are output. In this embodiment, since the low-order prediction coefficients have already been obtained up to the low order (second prediction order q), only the remaining prediction coefficients from the q + 1st order to the p-order need be obtained.

次に、予測係数符号化部49が、高次予測分析部46から出力された高予測係数係数を量子化した量子化予測係数と、それらの予測係数符号とを、選択部44bで選択されたブロック毎に求め、当該量子化予測係数と予測係数符号とを出力する。次に、予測フィルタ48が、予測係数符号化部49から出力された量子化予測係数を用い、選択部44bから出力されたサンプル(入力信号)を、選択部44bで選択されたブロック毎にフィルタリングし、予測残差信号を求め、出力する。そして、残差符号化部15が、予測フィルタ48から出力された予測残差信号を、選択部44bで選択されたブロック毎に符号化した残差符号を生成し、当該残差符号を出力する。
そして、適応ブロック長符号化装置40は、残差符号化部15から出力された残差符号と、予測係数符号化部49から出力された予測係数符号と、選択部44bから出力された選択情報とを符号列として出力する。
Next, the prediction coefficient encoding unit 49 selects the quantized prediction coefficients obtained by quantizing the high prediction coefficient coefficients output from the high-order prediction analysis unit 46 and the prediction coefficient codes thereof by the selection unit 44b. It calculates | requires for every block and outputs the said quantization prediction coefficient and prediction coefficient code | symbol. Next, the prediction filter 48 filters the sample (input signal) output from the selection unit 44b for each block selected by the selection unit 44b using the quantized prediction coefficient output from the prediction coefficient encoding unit 49. Then, a prediction residual signal is obtained and output. Then, the residual encoding unit 15 generates a residual code obtained by encoding the prediction residual signal output from the prediction filter 48 for each block selected by the selection unit 44b, and outputs the residual code. .
Then, the adaptive block length encoding device 40 includes the residual code output from the residual encoding unit 15, the prediction coefficient code output from the prediction coefficient encoding unit 49, and the selection information output from the selection unit 44b. Are output as a code string.

<実施例4の特徴>
本実施例では、低次(第2の予測次数)の予測が行われた予測残差信号に対応する残差符号量推定値を比較し、符号化を行うブロックの組合せを選択し、高次(第1の予測次数)の予測が行われた予測残差信号を符号化して残差符号を生成することとした。これにより、符号化を行うブロックの組合せを選択するための演算量を実施例1よりも小さくすることができる。
<Features of Example 4>
In the present embodiment, residual code amount estimation values corresponding to prediction residual signals for which low-order (second prediction order) prediction has been performed are compared, a combination of blocks to be encoded is selected, and a higher order is selected. The prediction residual signal on which the prediction of (first prediction order) has been performed is encoded to generate a residual code. Thereby, the calculation amount for selecting the combination of blocks to be encoded can be made smaller than that in the first embodiment.

なお、実施例4の変形として、低次の次数で実施例1のように予測残差信号を求め、残差符号量推定値を算出する構成であってもよい。また、実施例4では、第0〜3階層低次予測分析部40a〜43aで算出された低次予測係数をブロックテーブル47bに格納しておき、高次予測分析部46では、残りのq+1次からp次までの予測係数のみを求めることとした。しかし、第0〜3階層低次予測分析部40a〜43aで算出された低次予測係数をブロックテーブル47bに格納せず、高次予測分析部46において1次からp次までの予測係数を求めてもよい。   As a modification of the fourth embodiment, a configuration in which a prediction residual signal is obtained with a low-order order as in the first embodiment and a residual code amount estimation value is calculated may be employed. In the fourth embodiment, the low-order prediction coefficients calculated by the 0th to 3rd layer low-order prediction analysis units 40a to 43a are stored in the block table 47b, and the high-order prediction analysis unit 46 stores the remaining q + 1 orders. Only the prediction coefficients from the first to the pth order are obtained. However, the lower order prediction coefficients calculated by the 0th to 3rd layer lower order prediction analysis units 40a to 43a are not stored in the block table 47b, and the higher order prediction analysis unit 46 obtains prediction coefficients from the first order to the pth order. May be.

次に本発明の実施例5について説明する。実施例5では、短期予測分析(例えば、線形予測分析)によって、短期係数符号や短期予測残差信号を算出した後、短期予測残差信号の長期予測分析(ピッチ予測分析)を行って長期予測遅延量(ピッチ周期)や長期予測ゲインを算出する。そして、短期予測残差信号を用いて推定された短期残差符号量推定値と、長期予測ゲインとを用い、長期予測残差符号量を推定し、符号化を行うブロックの組合せを選択する。なお、以下では、既に説明した実施例と共通する事項を簡略化して説明する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In Example 5, after calculating a short-term coefficient code and a short-term prediction residual signal by short-term prediction analysis (for example, linear prediction analysis), long-term prediction analysis (pitch prediction analysis) of the short-term prediction residual signal is performed to perform long-term prediction. Delay amount (pitch period) and long-term prediction gain are calculated. Then, the long-term prediction residual code amount is estimated using the short-term residual code amount estimation value estimated using the short-term prediction residual signal and the long-term prediction gain, and a combination of blocks to be encoded is selected. In the following, items common to the already described embodiments will be described in a simplified manner.

<構成>
図11は、実施例5の適応ブロック長符号化装置50の構成を示したブロック図である。なお、図11において既に説明した実施例と共通する部分については、これまで用いたものと同じ符号を付した。
<Configuration>
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of the adaptive block length encoding device 50 according to the fifth embodiment. In addition, the same code | symbol as what was used until now is attached | subjected about the part which is common in the Example already demonstrated in FIG.

図11に例示するように、実施例5の適応ブロック長符号化装置50は、第0階層のブロックの信号を処理する第0階層短期予測分析部50a、第0階層短期予測係数符号化部50b、第0階層短期予測フィルタ50c、第0階層長期予測分析部50d及び第0階層残差符号量推定部50eと、第1階層のブロックの信号を処理する第1階層短期予測分析部51a、第1階層短期予測係数符号化部51b、第1階層短期予測フィルタ51c、第1階層長期予測分析部51d及び第1階層残差符号量推定部51eと、第2階層のブロックの信号を処理する第2階層短期予測分析部52a、第2階層短期予測係数符号化部52b、第2階層短期予測フィルタ52c、第2階層長期予測分析部52d及び第2階層残差符号量推定部52eと、第3階層のブロックの信号を処理する第3階層短期予測分析部53a、第3階層短期予測係数符号化部53b、第3階層短期予測フィルタ53c、第3階層長期予測分析部53d及び第3階層残差符号量推定部53eと、分割決定部54と、長期予測係数符号化部56と、長期予測フィルタ58と、残差符号化部15と、制御部16と、メモリ17を有している。また、分割決定部54は、比較部54aと、選択部54bと、演算部54cとを有している。   As illustrated in FIG. 11, the adaptive block length encoding device 50 according to the fifth embodiment includes a 0th layer short-term prediction analysis unit 50a and a 0th layer short-term prediction coefficient encoding unit 50b that process a signal of a 0th layer block. The 0th layer short-term prediction filter 50c, the 0th layer long-term prediction analysis unit 50d, the 0th layer residual code amount estimation unit 50e, the first layer short-term prediction analysis unit 51a that processes the signals of the first layer block, The first layer short-term prediction coefficient encoding unit 51b, the first layer short-term prediction filter 51c, the first layer long-term prediction analysis unit 51d, the first layer residual code amount estimation unit 51e, and the second layer block signal processing A second layer short-term prediction analysis unit 52a, a second layer short-term prediction coefficient coding unit 52b, a second layer short-term prediction filter 52c, a second layer long-term prediction analysis unit 52d, a second layer residual code amount estimation unit 52e, and a third Floor 3rd layer short-term prediction analysis unit 53a, 3rd layer short-term prediction coefficient coding unit 53b, 3rd layer short-term prediction filter 53c, 3rd layer long-term prediction analysis unit 53d, and 3rd layer residual code The quantity estimation unit 53e, the division determination unit 54, the long-term prediction coefficient coding unit 56, the long-term prediction filter 58, the residual coding unit 15, the control unit 16, and the memory 17 are included. The division determination unit 54 includes a comparison unit 54a, a selection unit 54b, and a calculation unit 54c.

また、図12は、メモリ17に格納される実施例5のブロックテーブル57bのデータ構成を例示した概念図である。ブロックテーブル57bは、後述のように算出される短期予測係数符号Cp(d,u)、短期予測残差信号y(d,u,jd,u)と、長期予測係数(長期予測遅延量τ(d,u),長期予測ゲインγ(d,u))と、残差符号量推定値PC(d,u)を、各ブロックB(d,u)を特定する情報に対応付けたテーブルである。 FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the block table 57 b of the fifth embodiment stored in the memory 17. The block table 57b includes a short-term prediction coefficient code Cp (d, u), a short-term prediction residual signal y (d, u, j d, u ) calculated as described later, and a long-term prediction coefficient (long-term prediction delay amount τ). (D, u), long-term prediction gain γ (d, u)) and residual code amount estimation value PC (d, u) in a table associated with information identifying each block B (d, u) is there.

<処理>
以下、実施例5の適応ブロック長符号化方法を説明していく。
[ブロック分割処理]
まず、実施例1と同じブロック分割処理を行い、分割テーブル17aを生成し、メモリ17に格納する。
[第0階層の処理]
次に、0階層短期予測分析部10aが、例えば、メモリ17の分割テーブル17aのブロック特定情報を参照し、分割テーブル17aから第0階層のブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)(j0,1=1,...,n)を読み込む。そして、0階層短期予測分析部10aは、読み込んだサンプルx(0,1,j0,1)の短期予測分析を行って短期予測係数α(0,1,i)(i=1,...,p)を算出し、出力する。
<Processing>
Hereinafter, an adaptive block length encoding method according to the fifth embodiment will be described.
[Block division processing]
First, the same block division processing as that in the first embodiment is performed, and a division table 17 a is generated and stored in the memory 17.
[Processing of Level 0]
Next, the 0-layer short-term prediction analysis unit 10a refers to, for example, block identification information in the partition table 17a of the memory 17, and samples x (0, 1) of the block B (0, 1) in the 0th layer from the partition table 17a. , J 0,1 ) (j 0,1 = 1, ..., n) is read. Then, the 0-layer short-term prediction analysis unit 10a performs a short-term prediction analysis of the read sample x (0, 1, j 0 , 1 ) and performs a short-term prediction coefficient α (0, 1, i) (i = 1,... ., p) is calculated and output.

次に、0階層短期予測係数符号化部50bが、入力された短期予測係数α(0,1,i)を量子化した量子化短期予測係数α^(0,1,i)と、量子化短期予測係数α^(0,1,i)の短期予測係数符号Cp(0,1)とを求め、これらを出力する。ここで出力された短期予測係数符号Cp(0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル57bに格納される(図12参照)。   Next, the 0-layer short-term prediction coefficient encoding unit 50b quantizes the input short-term prediction coefficient α (0, 1, i) and the quantized short-term prediction coefficient α ^ (0, 1, i), and the quantization The short-term prediction coefficient code Cp (0,1) of the short-term prediction coefficient α ^ (0,1, i) is obtained and output. The short-term prediction coefficient code Cp (0, 1) output here is stored in the block table 57b of the memory 17 in association with information specifying the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 12).

次に、第0階層短期予測フィルタ50cが、入力された量子化短期予測係数α^(0,1,i)を用い、ブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)をフィルタリングし、短期予測残差信号y(0,1,j0,1)を求め、出力する。このように出力された短期予測残差信号y(0,1,j0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル57bに格納される(図12参照)。 Next, the 0th layer short-term prediction filter 50c uses the input quantized short-term prediction coefficient α ^ (0,1, i) and uses the sample x (0,1, j 0, 1 ) is filtered, and the short-term prediction residual signal y (0,1, j 0,1 ) is obtained and output. The short-term prediction residual signal y (0,1, j 0,1 ) output in this way is stored in the block table 57b of the memory 17 in association with the information specifying the corresponding block B (0,1). (See FIG. 12).

次に、第0階層長期予測分析部50dが、第0階層短期予測フィルタ50cから出力された短期予測残差信号y(0,1,j0,1)の長期予測分析を行い、長期予測遅延量τ(0,1)と、長期予測ゲインγ(0,1)とを算出して出力する。なお、長期予測分析に関する詳細は、例えば、ハーフレート音声コーデック(PSI−CELP)規格書RCR STD−27C等に詳しいため説明を省略する。
その後、第0階層残差符号量推定部50eが、第0階層長期予測分析部50dから出力された長期予測ゲインγ(0,1)と、第0階層短期予測フィルタ50cから出力された短期予測残差信号y(0,1,j0,1)とを用い、ブロック(0,1)に対応する長期残差符号量推定値PC(0,1)を算出し、出力する。以下、この処理例を、ブロック(0,1)を例にとって具体的に説明する。
Next, the 0th layer long-term prediction analysis unit 50d performs long-term prediction analysis of the short-term prediction residual signal y (0,1, j 0,1 ) output from the 0th layer short-term prediction filter 50c, and the long-term prediction delay The quantity τ (0,1) and the long-term prediction gain γ (0,1) are calculated and output. Details regarding the long-term prediction analysis are omitted because they are detailed in, for example, the half-rate speech codec (PSI-CELP) standard RCR STD-27C.
Thereafter, the 0th layer residual code amount estimation unit 50e outputs the long-term prediction gain γ (0,1) output from the 0th layer long-term prediction analysis unit 50d and the short-term prediction output from the 0th layer short-term prediction filter 50c. Using the residual signal y (0,1, j 0,1 ), the long-term residual code amount estimated value PC (0,1) corresponding to the block (0,1) is calculated and output. Hereinafter, this processing example will be specifically described by taking the block (0, 1) as an example.

[ブロック内の長期予測誤差のエネルギーの総和の推定値を長期残差符号量推定値とする場合]
ブロック内の長期予測誤差のエネルギーの総和の推定値を長期残差符号量推定値とする場合、まず、第0階層長期予測分析部50dが、短期予測残差信号y(0,1,j0,1)のエネルギー|y(0,1,j0,1)|2のブロック内の総和Eを求める。次に、第0階層長期予測分析部50dは、このEと長期予測ゲインγ(0,1)とを用い、以下の式により長期残差符号量推定値PC(0,1)を算出する。
PC(0,1)=E(1-γ(0,1)2) …(3)
[When the estimated value of the sum of the long-term prediction error energy in the block is the long-term residual code amount estimate]
When the estimated value of the sum of long-term prediction error energies in the block is used as the long-term residual code amount estimated value, first, the 0th layer long-term prediction analysis unit 50d first selects the short-term prediction residual signal y (0, 1, j 0). , energy of 1) | determining the second sum E in the block | y (0,1, j 0,1) . Next, the 0th layer long-term prediction analysis unit 50d uses this E and the long-term prediction gain γ (0,1) to calculate a long-term residual code amount estimated value PC (0,1) by the following equation.
PC (0,1) = E (1-γ (0,1) 2 ) ... (3)

[ブロック内の長期予測誤差の振幅の絶対値の総和の推定値を長期残差符号量推定値とする場合]
ブロック内の長期予測誤差の振幅の総和の推定値を長期残差符号量推定値とする場合、まず、第0階層長期予測分析部50dが、短期予測残差信号y(0,1,j0,1)の振幅の絶対値|y(0,1,j0,1)|のブロック内の総和Eを求める。次に、第0階層長期予測分析部50dは、このEと長期予測ゲインγ(0,1)とを用い、式(3)により長期残差符号量推定値PC(0,1)を算出する。また、より好ましくは、第0階層長期予測分析部50dは、次式を用いて長期残差符号量推定値PC(0,1)を算出する。式(4)を用いることにより、より推定精度の高い長期残差符号量推定値PC(0,1)を算出することができる。
PC(0,1)=E(1-γ(0,1)2)1/2 …(4)
また、前段に、長期フィルタ部及び長期予測係数符号化部を設け、これらによって実際の長期予測残差信号のエネルギーの総和や振幅の絶対値の総和を求め、それを長期残差符号量推定値としてもよい。
[When the estimated value of the sum of the absolute values of the long-term prediction error amplitude in the block is the long-term residual code amount estimated value]
When the estimated value of the sum of the amplitudes of the long-term prediction errors in the block is used as the long-term residual code amount estimated value, first, the 0th layer long-term prediction analysis unit 50d first selects the short-term prediction residual signal y (0, 1, j 0 , 1 ) The sum E in the block of the absolute value | y (0,1, j 0,1 ) | Next, the 0th layer long-term prediction analysis unit 50d uses this E and the long-term prediction gain γ (0,1) to calculate the long-term residual code amount estimated value PC (0,1) by the equation (3). . More preferably, the 0th layer long-term prediction analysis unit 50d calculates the long-term residual code amount estimated value PC (0, 1) using the following equation. By using Expression (4), it is possible to calculate the long-term residual code amount estimated value PC (0, 1) with higher estimation accuracy.
PC (0,1) = E (1-γ (0,1) 2 ) 1/2 … (4)
In addition, a long-term filter unit and a long-term prediction coefficient coding unit are provided in the preceding stage, thereby obtaining the sum of the actual energy of the long-term prediction residual signal and the sum of the absolute values of the amplitudes, and calculating the long-term residual code amount estimation value. It is good.

[第1から3階層の処理]
第1から3階層についても第0階層と同様に、第1階層短期予測分析部51a、第1階層短期予測係数符号化部51b、第1階層短期予測フィルタ51c、第1階層長期予測分析部51d及び第1階層残差符号量推定部51eと、第2階層短期予測分析部52a、第2階層短期予測係数符号化部52b、第2階層短期予測フィルタ52c、第2階層長期予測分析部52d及び第2階層残差符号量推定部52eと、第3階層短期予測分析部53a、第3階層短期予測係数符号化部53b、第3階層短期予測フィルタ53c、第3階層長期予測分析部53d及び第3階層残差符号量推定部53eとの各処理が実行される。これにより、各階層の各ブロックに対する短期予測係数符号と長期予測係数と短期予測残差信号と長期残差符号量推定値とがそれぞれ算出される。算出された各値は、それぞれ、対応するブロックを特定する情報に関連付けられ、メモリ17のブロックテーブル57bに格納される(図12参照)。
[Processing from the first to the third layer]
Similarly to the 0th hierarchy, the 1st to 3rd hierarchy 1st hierarchy short-term prediction analysis unit 51a, 1st hierarchy short-term prediction coefficient encoding part 51b, 1st hierarchy short-term prediction filter 51c, 1st hierarchy long-term prediction analysis part 51d A first layer residual code amount estimation unit 51e, a second layer short-term prediction analysis unit 52a, a second layer short-term prediction coefficient encoding unit 52b, a second layer short-term prediction filter 52c, a second layer long-term prediction analysis unit 52d, Second layer residual code amount estimation unit 52e, third layer short-term prediction analysis unit 53a, third layer short-term prediction coefficient encoding unit 53b, third layer short-term prediction filter 53c, third layer long-term prediction analysis unit 53d and Each process with the three-layer residual code amount estimation unit 53e is executed. As a result, the short-term prediction coefficient code, the long-term prediction coefficient, the short-term prediction residual signal, and the long-term residual code amount estimation value for each block in each layer are calculated. Each calculated value is associated with information for identifying the corresponding block, and stored in the block table 57b of the memory 17 (see FIG. 12).

[分割決定部54の処理]
次に、分割決定部54の比較部54aが、メモリ17のブロックテーブル57bから各階層の各ブロックに対応する長期残差符号量推定値を読み込み、上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する長期残差符号量推定値の合計値と、の大小を比較する。次に、選択部54bが、当該比較結果を用い、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する長期残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択する。ここまでの分割決定部54の処理は、例えば、実施例1の分割決定部14と同様に行う。そして、選択部54bは、選択した各ブロックに対応する短期予測係数符号と短期予測残差信号と長期予測係数とを、メモリ17のブロックテーブル57b(図12)から読み込み、これらと、選択したブロックの組合せを示す選択情報とを出力する。
[Processing of division determination unit 54]
Next, the comparison unit 54a of the division determination unit 54 reads the long-term residual code amount estimation value corresponding to each block of each layer from the block table 57b of the memory 17 and estimates the residual code amount corresponding to the block of the upper layer. The magnitude of the value and the total value of the long-term residual code amount estimation values respectively corresponding to a plurality of blocks in the lower hierarchy constituting the block are compared. Next, the selection unit 54b uses the comparison result to determine a combination of blocks constituting the frame, and the sum of the long-term residual code amount estimation values corresponding to the respective blocks within the frame is minimized. select. The processing of the division determination unit 54 so far is performed in the same manner as the division determination unit 14 of the first embodiment, for example. Then, the selection unit 54b reads the short-term prediction coefficient code, the short-term prediction residual signal, and the long-term prediction coefficient corresponding to each selected block from the block table 57b (FIG. 12) of the memory 17, and these and the selected block And selection information indicating the combination of.

[符号化処理]
次に、長期予測係数符号化部56が、選択部54bから出力された長期予測係数(長期予測遅延量と長期予測ゲイン)を、それぞれ量子化した量子化長期予測係数(量子化長期予測遅延量と量子化長期予測ゲイン)を算出し、出力する。また、長期予測係数符号化部56は、量子化長期予測係数を符号化した長期予測係数符号を算出し、出力する。次に、長期予測フィルタ58が、長期予測係数符号化部56から出力された量子化長期予測係数を用い、選択部54bから出力された短期予測残差信号を、選択部54bで選択されたブロック毎にフィルタリングして長期予測残差信号を求め、出力する。なお、ここでのフィルタリングとは、量子化長期予測遅延量と量子化長期予測ゲインとを代入した長期予測モデル(フィルタ)と、短期予測残差信号との差を求める処理を意味する。また、本実施例では1次のフィルタによってフィルタリングを行う。そして、残差符号化部15が、入力された長期予測残差信号を、選択部54bで選択されたブロック毎に符号化した残差符号を生成し、当該残差符号を出力する。
そして、適応ブロック長符号化装置50は、残差符号化部15から出力された残差符号と、長期予測係数符号化部56から出力された長期予測係数符号と、選択部54bから出力された短期予測係数符号と、選択情報とを符号列として出力する。
[Encoding process]
Next, the long-term prediction coefficient encoding unit 56 quantizes the long-term prediction coefficient (the long-term prediction delay amount and the long-term prediction gain) output from the selection unit 54b, respectively (quantized long-term prediction delay amount). And the quantized long-term prediction gain) and output. Further, the long-term prediction coefficient encoding unit 56 calculates and outputs a long-term prediction coefficient code obtained by encoding the quantized long-term prediction coefficient. Next, the long-term prediction filter 58 uses the quantized long-term prediction coefficient output from the long-term prediction coefficient encoding unit 56, and the short-term prediction residual signal output from the selection unit 54b is selected by the selection unit 54b. A long-term prediction residual signal is obtained by filtering every time and output. The filtering here means a process for obtaining a difference between a long-term prediction model (filter) into which a quantized long-term prediction delay amount and a quantized long-term prediction gain are substituted, and a short-term prediction residual signal. In this embodiment, filtering is performed by a primary filter. Then, the residual encoding unit 15 generates a residual code obtained by encoding the input long-term prediction residual signal for each block selected by the selection unit 54b, and outputs the residual code.
The adaptive block length encoding device 50 outputs the residual code output from the residual encoding unit 15, the long-term prediction coefficient code output from the long-term prediction coefficient encoding unit 56, and the selection unit 54b. A short-term prediction coefficient code and selection information are output as a code string.

次に本発明の実施例6について説明する。実施例6でも短期予測分析と長期予測分析とを併用するが、実施例5とは異なり、短期予測分析結果を用い、長期予測分析後の長期予測残差信号の符号量を推定する。なお、以下では、既に説明した実施例と共通する事項を簡略化して説明する。
<構成>
図13は、実施例6の適応ブロック長符号化装置60の構成を示したブロック図である。なお、図11において既に説明した実施例と共通する部分については、これまで用いたものと同じ符号を付した。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the sixth embodiment, the short-term prediction analysis and the long-term prediction analysis are used in combination, but unlike the fifth embodiment, the code amount of the long-term prediction residual signal after the long-term prediction analysis is estimated using the short-term prediction analysis result. In the following, items common to the already described embodiments will be described in a simplified manner.
<Configuration>
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of the adaptive block length encoding device 60 according to the sixth embodiment. In addition, the same code | symbol as what was used until now is attached | subjected about the part which is common in the Example already demonstrated in FIG.

図13に例示するように、実施例6の適応ブロック長符号化装置60は、第0階層のブロックの信号を処理する第0階層短期予測分析部50a、第0階層短期予測係数符号化部50b、第0階層短期予測フィルタ50c及び第0階層残差符号量推定部60dと、第1階層のブロックの信号を処理する第1階層短期予測分析部51a、第1階層短期予測係数符号化部51b、第1階層短期予測フィルタ51c及び第1階層残差符号量推定部61dと、第2階層のブロックの信号を処理する第2階層短期予測分析部52a、第2階層短期予測係数符号化部52b、第2階層短期予測フィルタ52c及び第2階層残差符号量推定部62dと、第3階層のブロックの信号を処理する第3階層短期予測分析部53a、第3階層短期予測係数符号化部53b、第3階層短期予測フィルタ53c及び第3階層残差符号量推定部63dと、分割決定部64と、長期予測分析部65と、長期予測係数符号化部66と、長期予測フィルタ68と、残差符号化部15と、制御部16と、メモリ17を有している。また、分割決定部64は、比較部64aと、選択部64bと、演算部64cとを有している。   As illustrated in FIG. 13, the adaptive block length encoding device 60 according to the sixth embodiment includes a 0th layer short-term prediction analysis unit 50a and a 0th layer short-term prediction coefficient encoding unit 50b that process a signal of a 0th layer block. , The 0th layer short-term prediction filter 50c and the 0th layer residual code amount estimation unit 60d, the first layer short-term prediction analysis unit 51a that processes the signals of the first layer block, and the first layer short-term prediction coefficient encoding unit 51b , First layer short-term prediction filter 51c and first layer residual code amount estimation unit 61d, second layer short-term prediction analysis unit 52a for processing the signals of the second layer block, second layer short-term prediction coefficient encoding unit 52b , Second layer short-term prediction filter 52c and second layer residual code amount estimation unit 62d, third layer short-term prediction analysis unit 53a that processes the signals of the third layer block, and third layer short-term prediction coefficient encoding unit 53 , Third layer short-term prediction filter 53c and third layer residual code amount estimation unit 63d, division determination unit 64, long-term prediction analysis unit 65, long-term prediction coefficient coding unit 66, long-term prediction filter 68, residual A differential encoding unit 15, a control unit 16, and a memory 17 are included. The division determination unit 64 includes a comparison unit 64a, a selection unit 64b, and a calculation unit 64c.

また、図14は、メモリ17に格納される実施例6のブロックテーブル67bのデータ構成を例示した概念図である。ブロックテーブル67bは、後述のように算出される短期予測係数符号Cp(d,u)、短期予測残差信号y(d,u,jd,u)と、残差符号量推定値PC(d,u)を、各ブロックB(d,u)を特定する情報に対応付けたテーブルである。 FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the block table 67 b of the sixth embodiment stored in the memory 17. The block table 67b includes a short-term prediction coefficient code Cp (d, u), a short-term prediction residual signal y (d, u, j d, u ) calculated as described later, and a residual code amount estimated value PC (d , U) is associated with information specifying each block B (d, u).

<処理>
以下、実施例6の適応ブロック長符号化方法を説明していく。
[ブロック分割処理]
まず、実施例1と同じブロック分割処理を行い、分割テーブル17aを生成し、メモリ17に格納する。
[第0階層の処理]
次に、0階層短期予測分析部10aが、例えば、メモリ17の分割テーブル17aのブロック特定情報を参照し、分割テーブル17aから第0階層のブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)(j0,1=1,...,n)を読み込む。そして、0階層短期予測分析部10aは、読み込んだサンプルx(0,1,j0,1)の短期予測分析を行って短期予測係数α(0,1,i)(i=1,...,p)を算出し、出力する。
<Processing>
Hereinafter, an adaptive block length encoding method according to the sixth embodiment will be described.
[Block division processing]
First, the same block division processing as that in the first embodiment is performed, and a division table 17 a is generated and stored in the memory 17.
[Processing of Level 0]
Next, the 0-layer short-term prediction analysis unit 10a refers to, for example, block identification information in the partition table 17a of the memory 17, and samples x (0, 1) of the block B (0, 1) in the 0th layer from the partition table 17a. , J 0,1 ) (j 0,1 = 1, ..., n) is read. Then, the 0-layer short-term prediction analysis unit 10a performs a short-term prediction analysis of the read sample x (0, 1, j 0 , 1 ) and performs a short-term prediction coefficient α (0, 1, i) (i = 1,... ., p) is calculated and output.

次に、0階層短期予測係数符号化部50bが、入力された短期予測係数α(0,1,i)を量子化した量子化短期予測係数α^(0,1,i)と、量子化短期予測係数α^(0,1,i)の短期予測係数符号Cp(0,1)とを求め、これらを出力する。ここで出力された短期予測係数符号Cp(0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル67bに格納される(図14参照)。   Next, the 0-layer short-term prediction coefficient encoding unit 50b quantizes the input short-term prediction coefficient α (0, 1, i) and the quantized short-term prediction coefficient α ^ (0, 1, i), and the quantization The short-term prediction coefficient code Cp (0,1) of the short-term prediction coefficient α ^ (0,1, i) is obtained and output. The short-term prediction coefficient code Cp (0, 1) output here is stored in the block table 67b of the memory 17 in association with the information specifying the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 14).

次に、第0階層短期予測フィルタ50cが、入力された量子化短期予測係数α^(0,1,i)を用い、ブロックB(0,1)のサンプルx(0,1,j0,1)をフィルタリングし、短期予測残差信号y(0,1,j0,1)を求めて出力する。このように出力された短期予測残差信号y(0,1,j0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル67bに格納される(図14参照)。 Next, the 0th layer short-term prediction filter 50c uses the input quantized short-term prediction coefficient α ^ (0,1, i) and uses the sample x (0,1, j 0, 1 ) is filtered, and a short-term prediction residual signal y (0,1, j 0,1 ) is obtained and output. The short-term prediction residual signal y (0,1, j 0,1 ) output in this way is stored in the block table 67b of the memory 17 in association with the information specifying the corresponding block B (0,1). (See FIG. 14).

次に、第0階層残差符号量推定部60dが、入力された短期予測残差信号y(0,1,j0,1)を用い、実施例1と同様に、残差符号量推定値PC(0,1)を算出して出力する。なお、出力された残差符号量推定値PC(0,1)は、対応するブロックB(0,1)を特定する情報に関連付けられてメモリ17のブロックテーブル67bに格納される(図14参照)。 Next, the 0th layer residual code amount estimation unit 60d uses the input short-term prediction residual signal y (0,1, j 0,1 ) and similarly performs the residual code amount estimated value in the same manner as in the first embodiment. PC (0, 1) is calculated and output. The output residual code amount estimated value PC (0, 1) is stored in the block table 67b of the memory 17 in association with information specifying the corresponding block B (0, 1) (see FIG. 14). ).

[第1から3階層の処理]
第1から3階層についても第0階層と同様に、第1階層短期予測分析部51a、第1階層短期予測係数符号化部51b、第1階層短期予測フィルタ51c及び第1階層残差符号量推定部61dと、第2階層短期予測分析部52a、第2階層短期予測係数符号化部52b、第2階層短期予測フィルタ52c及び第2階層残差符号量推定部62dと、第3階層短期予測分析部53a、第3階層短期予測係数符号化部53b、第3階層短期予測フィルタ53c及び第3階層残差符号量推定部63dとの各処理が実行される。これにより、各階層の各ブロックに対する短期予測係数符号と短期予測残差信号と残差符号量推定値とがそれぞれ算出される。算出された各値は、それぞれ、対応するブロックを特定する情報に関連付けられ、メモリ17のブロックテーブル67bに格納される(図14参照)。
[Processing from the first to the third layer]
Similarly to the 0th layer, the 1st to 3rd layer first layer short-term prediction analysis unit 51a, the 1st layer short-term prediction coefficient encoding unit 51b, the 1st layer short-term prediction filter 51c, and the 1st layer residual code amount estimation 61d, second layer short-term prediction analysis unit 52a, second layer short-term prediction coefficient encoding unit 52b, second layer short-term prediction filter 52c, second layer residual code amount estimation unit 62d, third layer short-term prediction analysis Each process of the unit 53a, the third layer short-term prediction coefficient encoding unit 53b, the third layer short-term prediction filter 53c, and the third layer residual code amount estimation unit 63d is executed. As a result, the short-term prediction coefficient code, the short-term prediction residual signal, and the residual code amount estimation value for each block of each layer are calculated. Each calculated value is associated with information for identifying the corresponding block and stored in the block table 67b of the memory 17 (see FIG. 14).

[分割決定部64の処理]
次に、分割決定部64の比較部64aが、メモリ17のブロックテーブル67bから各階層の各ブロックに対応する残差符号量推定値を読み込み、上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値の合計値と、の大小を比較する。次に、選択部64bが、当該比較結果を用い、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値のフレーム内での合計が最小となるものを選択する。ここまでの分割決定部64の処理は、例えば、実施例1の分割決定部14と同様に行う。そして、選択部64bは、選択した各ブロックに対応する短期予測係数符号と短期予測残差信号とを、メモリ17のブロックテーブル67b(図14)から読み込み、これらと、選択したブロックの組合せを示す選択情報とを出力する。
[Processing of Division Determination Unit 64]
Next, the comparison unit 64a of the division determination unit 64 reads the residual code amount estimated value corresponding to each block of each layer from the block table 67b of the memory 17, and the residual code amount estimated value corresponding to the block of the upper layer. And the total value of the residual code amount estimation values respectively corresponding to a plurality of blocks in the lower hierarchy constituting the block are compared. Next, the selection unit 64b uses the comparison result to select a combination of blocks that constitute a frame and that has the smallest sum of residual code amount estimation values corresponding to each block in the frame. To do. The processing of the division determination unit 64 so far is performed in the same manner as the division determination unit 14 of the first embodiment, for example. Then, the selection unit 64b reads the short-term prediction coefficient code and the short-term prediction residual signal corresponding to each selected block from the block table 67b (FIG. 14) of the memory 17, and indicates a combination of these and the selected block. Output selection information.

[符号化処理]
次に、長期予測分析部65が、選択部64bから出力された短期予測残差信号の長期予測分析を、選択部64bで選択されたブロック毎に行い、当該各ブロックに対し、長期予測係数(長期予測遅延量と長期予測ゲイン)とを算出して出力する。
次に、長期予測係数符号化部66が、長期予測分析部65から出力された長期予測係数を、それぞれ量子化した量子化長期予測係数(量子化長期予測遅延量と量子化長期予測ゲイン)を算出し、出力する。また、長期予測係数符号化部66は、量子化長期予測係数を符号化した長期予測係数符号を算出し、出力する。次に、長期予測フィルタ68が、長期予測係数符号化部66から出力された量子化長期予測係数を用い、選択部64bから出力された短期予測残差信号を、選択部64bで選択されたブロック毎にフィルタリングして長期予測残差信号を求め、出力する。そして、残差符号化部15が、入力された長期予測残差信号を、選択部64bで選択されたブロック毎に符号化した残差符号を生成し、当該残差符号を出力する。
そして、適応ブロック長符号化装置60は、残差符号化部15から出力された残差符号と、長期予測係数符号化部66から出力された長期予測係数符号と、選択部64bから出力された短期予測係数符号と選択情報とを符号列として出力する。
[Encoding process]
Next, the long-term prediction analysis unit 65 performs long-term prediction analysis of the short-term prediction residual signal output from the selection unit 64b for each block selected by the selection unit 64b, and for each block, the long-term prediction coefficient ( (Long-term prediction delay amount and long-term prediction gain) are calculated and output.
Next, the long-term prediction coefficient coding unit 66 quantizes the long-term prediction coefficients output from the long-term prediction analysis unit 65, respectively, and obtains quantized long-term prediction coefficients (quantized long-term prediction delay amount and quantized long-term prediction gain). Calculate and output. The long-term prediction coefficient encoding unit 66 calculates and outputs a long-term prediction coefficient code obtained by encoding the quantized long-term prediction coefficient. Next, the long-term prediction filter 68 uses the quantized long-term prediction coefficient output from the long-term prediction coefficient encoding unit 66 and the short-term prediction residual signal output from the selection unit 64b is selected by the selection unit 64b. A long-term prediction residual signal is obtained by filtering every time and output. Then, the residual encoding unit 15 generates a residual code obtained by encoding the input long-term prediction residual signal for each block selected by the selection unit 64b, and outputs the residual code.
The adaptive block length encoding device 60 outputs the residual code output from the residual encoding unit 15, the long-term prediction coefficient code output from the long-term prediction coefficient encoding unit 66, and the selection unit 64b. A short-term prediction coefficient code and selection information are output as a code string.

<実施例6の特徴>
実施例6では、実施例5に比べ、長期予測分析部による演算数を(階層数−1)階層分だけ減らすことができるため、実施例6よりもさらに演算量を低減することができる。また、本変形例では、短期予測残差信号から予測残差符号量推定値(短期予測残差信号のエネルギー又は振幅の絶対値のブロック内の総和等)を求め、これを長期予測残差信号の符号量の大小の推定に用いている。しかし、長期予測による符号量の低減効果は各チャネルにおいてほぼ同等であるため、これによって選択部64bでの選択が誤ってしまうことは少ない。
<Features of Example 6>
In the sixth embodiment, compared to the fifth embodiment, the number of operations performed by the long-term prediction analysis unit can be reduced by (the number of hierarchies−1) hierarchies. Therefore, the calculation amount can be further reduced as compared with the sixth embodiment. Further, in this modification, a prediction residual code amount estimation value (such as the sum of the short-term prediction residual signal energy or the absolute value of the amplitude in the block) is obtained from the short-term prediction residual signal, and this is calculated as the long-term prediction residual signal. Is used to estimate the amount of code. However, since the effect of reducing the code amount by long-term prediction is almost the same in each channel, the selection by the selection unit 64b is unlikely to be erroneous.

〔その他共通事項〕
また、上述の各実施例において、下位階層の複数のブロックに対応する残差符号量推定値の合計値と、当該下位階層の複数のブロックから構成される上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値との差が、所定の閾値以下又は未満であった場合、当該フレームに属する全ブロックに対して残差符号を算出し、当該フレームについて、上位階層のブロックに対応する残差符号の符号量と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号の符号量の合計値と、の大小を比較し、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号の符号量のフレーム内での合計が最小となるものを選択する構成であってもよい。
[Other common matters]
Further, in each of the above-described embodiments, the total residual code amount estimated value corresponding to a plurality of blocks in the lower layer and the residual code corresponding to the block in the upper layer composed of the plurality of blocks in the lower layer When the difference from the quantity estimation value is less than or less than a predetermined threshold value, the residual code is calculated for all blocks belonging to the frame, and the residual code corresponding to the upper layer block is calculated for the frame. The code amount is compared with the total value of the code amount of the residual code corresponding to each of a plurality of blocks in the lower layer constituting the block, and is a combination of the blocks constituting the frame. A configuration may be used in which a code that minimizes the sum of the code amounts of the corresponding residual codes in the frame is selected.

具体的には、例えば、図15の適応ブロック長符号化装置70を例示できる。この場合、制御部16の制御のもと、通常は、実施例1と同様な処理により符号列を生成する。しかし、下位階層の複数のブロックに対応する残差符号量推定値の合計値と、当該下位階層の複数のブロックから構成される上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値との差が、所定の閾値以下又は未満であると比較部14a(「判定部」を兼用)が判断した場合、第0階層残差符号化部70e、第1階層残差符号化部71e、第2階層残差符号化部72e及び第3階層残差符号化部73eが、このように判断されたフレームに属する全ブロックに対して残差符号を算出する。そして、比較部14aが、当該フレームについて、上位階層のブロックに対応する残差符号の符号量と、当該ブロックを構成する下位階層の複数のブロックにそれぞれ対応する残差符号の符号量の合計値と、の大小を比較し、選択部14bが、フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号の符号量のフレーム内での合計が最小となるものを選択する。   Specifically, for example, the adaptive block length encoding device 70 of FIG. 15 can be exemplified. In this case, under the control of the control unit 16, the code string is usually generated by the same process as in the first embodiment. However, the difference between the total residual code amount estimated value corresponding to the plurality of blocks in the lower layer and the residual code amount estimated value corresponding to the block in the upper layer composed of the plurality of blocks in the lower layer is When the comparison unit 14a (also used as the “determination unit”) determines that the value is equal to or less than a predetermined threshold, the 0th layer residual encoding unit 70e, the first layer residual encoding unit 71e, and the second layer residual The difference encoding unit 72e and the third layer residual encoding unit 73e calculate a residual code for all blocks belonging to the frame thus determined. Then, the comparison unit 14a, for the frame, adds up the code amount of the residual code corresponding to the upper layer block and the code amount of the residual code respectively corresponding to the plurality of blocks of the lower layer constituting the block. And the selection unit 14b selects a combination of blocks constituting the frame, and the sum of the code amounts of the residual codes corresponding to the respective blocks is minimized. .

また、下位階層の複数のブロックに対応する残差符号量推定値の合計値と、当該下位階層の複数のブロックから構成される上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値との差が、所定の閾値以下又は未満であった場合、このように判定された区間に属するブロックに対してのみ残差符号を算出し、当該残差符号が生成された区間については、該区間に対応する該各階層の残差符号の符号量の合計値の大小を比較し、当該区間を構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する残差符号の符号量の当該区間内での合計が最小となるものを選択する構成であってもよい。   Further, the difference between the total residual code amount estimated value corresponding to the plurality of blocks in the lower layer and the residual code amount estimated value corresponding to the block in the upper layer composed of the plurality of blocks in the lower layer is When the threshold code is equal to or less than a predetermined threshold, the residual code is calculated only for the blocks belonging to the determined section, and the section in which the residual code is generated corresponds to the section. The total code amount of the residual code of each layer is compared, and the combination of blocks constituting the section, the sum of the code amount of the residual code corresponding to each block within the section It may be a configuration that selects the one that minimizes.

また、下位階層の複数のブロックに対応する残差符号量推定値の合計値と、当該下位階層の複数のブロックから構成される上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値との差が、所定の閾値以下又は未満であった場合、残差符号量推定部が、このように判断された各ブロックに対して高次の残差符号量推定値を算出し、比較部が、当該高次の残差符号量推定値を用いて比較を行う構成であってもよい。   Further, the difference between the total residual code amount estimated value corresponding to the plurality of blocks in the lower layer and the residual code amount estimated value corresponding to the block in the upper layer composed of the plurality of blocks in the lower layer is When the threshold value is less than or less than a predetermined threshold, the residual code amount estimation unit calculates a high-order residual code amount estimation value for each block thus determined, and the comparison unit The configuration may be such that the comparison is performed using the next residual code amount estimation value.

例えば、図1の適応ブロック長符号化装置10においてこの構成を実現する場合、0階層予測分析部10a、1階層予測分析部11a、2階層予測分析部12a及び3階層予測分析部13aが予測分析に用いる予測次数を、低次の予測次数pと高次の予測次数pの2段階に変更可能とする。そして、制御部16の制御のもと、通常は、低次の予測次数pを用いて実施例1の処理を実行する。しかし、下位階層の複数のブロックに対応する残差符号量推定値の合計値と、当該下位階層の複数のブロックから構成される上位階層のブロックに対応する残差符号量推定値との差が、所定の閾値以下又は未満であると比較部14a(「判定部」を兼用)が判断した場合、制御部16は、高次の予測次数pを用いて実施例1の処理をやり直すか、次のフレームから数フレーム分だけ高次の予測次数pを用いて実施例1の処理を実行する。また、予測次数を3段階以上に変更可能とし、残差符号量推定値の差が所定の閾値以上又は越えるまで、予測次数を更新しながら同様な処理を繰り返してもよい。 For example, when this configuration is realized in the adaptive block length encoding apparatus 10 of FIG. 1, the 0-layer prediction analysis unit 10a, the 1-layer prediction analysis unit 11a, the 2-layer prediction analysis unit 12a, and the 3-layer prediction analysis unit 13a perform prediction analysis. The prediction order used in the above can be changed into two stages of a low-order prediction order p 1 and a high-order prediction order p 2 . Then, under the control of the control unit 16, typically performs a process of Example 1 using prediction order p 1 low order. However, the difference between the total residual code amount estimated value corresponding to the plurality of blocks in the lower layer and the residual code amount estimated value corresponding to the block in the upper layer composed of the plurality of blocks in the lower layer is , when a predetermined a threshold or less, or less than comparison unit 14a (also serves as the "determination unit") is determined, the control unit 16, or again the process of example 1 using higher order prediction order p 2, It performs the process of example 1 using the prediction order p 2 higher by several frames from the next frame. In addition, the prediction order can be changed in three or more stages, and the same processing may be repeated while updating the prediction order until the difference between the residual code amount estimation values is greater than or equal to a predetermined threshold.

また、本発明は上述の各実施例に限定されるものではない。例えば、各実施例では、予測残差信号の振幅の絶対値、又は、予測残差信号のエネルギーを、ブロック内で総計した値を残差符号量推定値とした。しかし、その他、予測残差信号の振幅の絶対値に対して単調増加の関係にある値を残差符号量推定値として用いてもよい。また、制御部16の制御のもと、各実施例の構成を適宜組み合わせて実行してもよい。その他、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ことはいうまでもない。
また、上述の構成をコンピュータによって実現する場合、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、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in each embodiment, the absolute value of the amplitude of the prediction residual signal or the value obtained by summing the energy of the prediction residual signal in the block is used as the residual code amount estimation value. However, a value that is monotonically increasing with respect to the absolute value of the amplitude of the prediction residual signal may be used as the residual code amount estimation value. Further, the configurations of the embodiments may be appropriately combined and executed under the control of the control unit 16. Needless to say, other modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
Further, when the above-described configuration is realized by a computer, processing contents of functions that each device should have are described by a program. The processing functions are realized on the computer by executing the program on the computer.

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。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよいが、具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM(Random Access Memory)、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)等を、光磁気記録媒体として、MO(Magneto-Optical disc)等を、半導体メモリとしてEEP−ROM(Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory)等を用いることができる。   The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may be any medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, or a semiconductor memory. Specifically, for example, the magnetic recording device may be a hard disk device or a flexible Discs, magnetic tapes, etc. as optical disks, DVD (Digital Versatile Disc), DVD-RAM (Random Access Memory), CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), etc. As the magneto-optical recording medium, MO (Magneto-Optical disc) or the like can be used, and as the semiconductor memory, EEP-ROM (Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory) or the like can be used.

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。   The program is distributed by selling, transferring, or lending a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM in which the program is recorded. Furthermore, the program may be distributed by storing the program in a storage device of the server computer and transferring the program from the server computer to another computer via a network.

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP(Application Service Provider)型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの(コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等)を含むものとする。   A computer that executes such a program first stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. When executing the process, the computer reads a program stored in its own recording medium and executes a process according to the read program. As another execution form of the program, the computer may directly read the program from a portable recording medium and execute processing according to the program, and the program is transferred from the server computer to the computer. Each time, the processing according to the received program may be executed sequentially. Also, the program is not transferred from the server computer to the computer, and the above-described processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes the processing function only by the execution instruction and result acquisition. It is good. Note that the program in this embodiment includes information that is used for processing by an electronic computer and that conforms to the program (data that is not a direct command to the computer but has a property that defines the processing of the computer).

また、各実施例では、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、本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。   In each embodiment, the present apparatus is configured by executing a predetermined program on a computer. However, at least a part of these processing contents may be realized by hardware.

本発明の産業上の利用分野としては、例えば、音響信号の圧縮符号化等を例示できる。   As an industrial application field of the present invention, for example, compression encoding of an acoustic signal can be exemplified.

図1は、実施例1の適応ブロック長符号化装置の構成を示したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an adaptive block length encoding apparatus according to the first embodiment. 図2は、分割テーブルのデータ構成を例示した概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the division table. 図3は、実施例1のブロックテーブルのデータ構成を例示した概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the block table according to the first embodiment. 図4は、分割決定部の処理の一例を説明するためのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of processing of the division determination unit. 図5は、実施例2の適応ブロック長符号化装置の構成を示したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an adaptive block length encoding apparatus according to the second embodiment. 図6は、実施例2のブロックテーブルのデータ構成を例示した概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the block table according to the second embodiment. 図7は、実施例3の適応ブロック長符号化装置の構成を示したブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an adaptive block length encoding apparatus according to the third embodiment. 図8は、実施例3のブロックテーブルのデータ構成を例示した概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of the block table according to the third embodiment. 図9は、実施例4の適応ブロック長符号化装置の構成を示したブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an adaptive block length encoding apparatus according to the fourth embodiment. 図10は、実施例4のブロックテーブルのデータ構成を例示した概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of a block table according to the fourth embodiment. 図11は、実施例5の適応ブロック長符号化装置の構成を示したブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an adaptive block length encoding apparatus according to the fifth embodiment. 図12は、実施例5のブロックテーブルのデータ構成を例示した概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of a block table according to the fifth embodiment. 図13は、実施例6の適応ブロック長符号化装置の構成を示したブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of an adaptive block length encoding apparatus according to the sixth embodiment. 図14は、実施例6のブロックテーブルのデータ構成を例示した概念図である。FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating the data configuration of a block table according to the sixth embodiment. 図15は、適応ブロック長符号化装置の変形例を示したブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a modification of the adaptive block length encoding apparatus. 図16は、従来の符号化装置の構成を例示したブロック図である。FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional encoding device. 図17は、階層的にブロック分割されたフレームの構成を例示した概念図である。FIG. 17 is a conceptual diagram illustrating the configuration of a frame that is hierarchically divided into blocks. 図18(a)〜(c)は、フレームを階層的に分割する際の変形例を示した図である。FIGS. 18A to 18C are diagrams showing a modification example when a frame is hierarchically divided.

符号の説明Explanation of symbols

10〜70 適応ブロック長符号化装置 10-70 Adaptive block length encoding device

Claims (16)

入力信号の時間区間であるフレームから、1つ又は複数のブロックにより構成される、複数の階層を生成するブロック分割部と、
上記ブロック分割部により得られた各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値を算出する残差符号量推定部と、
フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の大小の比較結果を出力する比較部と、
上記比較結果を用い、上記フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する上記残差符号量推定値の上記フレーム内での合計が最小となるものを選択する選択部と、
上記選択部で選択されたブロックにそれぞれ対応する入力信号を第1の予測次数で予測して得られた予測残差信号を、符号化する残差符号化部と、
を有することを特徴とする適応ブロック長符号化装置。
A block dividing unit that generates a plurality of hierarchies composed of one or a plurality of blocks from a frame that is a time interval of an input signal;
A residual code amount estimation unit for calculating a residual code amount estimation value corresponding to each block obtained by the block dividing unit;
When a certain section in the frame is composed of different blocks in two or more hierarchies, a comparison unit that outputs a comparison result of the total value of the residual code amount estimation values of the respective hierarchies corresponding to the section When,
A selection unit that uses the comparison result to select a combination of blocks that constitute the frame, and that minimizes the sum of the residual code amount estimation values corresponding to the blocks in the frame;
A residual encoding unit that encodes a prediction residual signal obtained by predicting an input signal corresponding to each block selected by the selection unit with a first prediction order;
An adaptive block length encoding device comprising:
請求項1に記載の適応ブロック長符号化装置であって、
上記残差符号量推定部は、
上記残差符号量推定値を上記第1の予測次数よりも低次である第2の予測次数の予測により算出する、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化装置。
The adaptive block length encoding device according to claim 1,
The residual code amount estimation unit includes:
Calculating the residual code amount estimation value by prediction of a second prediction order that is lower than the first prediction order;
An adaptive block length encoding device characterized by the above.
請求項1又は2に記載の適応ブロック長符号化装置であって、
上記残差符号量推定値は、
上記各ブロックの入力信号を上記第1又は第2の予測次数で予測して得られた予測残差信号の振幅の絶対値、又は、当該予測残差信号のエネルギーを、上記各ブロック内で総計した値である、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化装置。
The adaptive block length encoding apparatus according to claim 1 or 2,
The residual code amount estimate is
The absolute value of the amplitude of the prediction residual signal obtained by predicting the input signal of each block with the first or second prediction order or the energy of the prediction residual signal is totaled in each block. Is the value
An adaptive block length encoding device characterized by the above.
請求項1又は2に記載の適応ブロック長符号化装置であって、
上記残差符号量推定値は、
上記各ブロックの入力信号と、上記第1又は第2の予測次数の予測係数と、を用いて算出される値である、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化装置。
The adaptive block length encoding apparatus according to claim 1 or 2,
The residual code amount estimate is
A value calculated using the input signal of each block and the prediction coefficient of the first or second prediction order,
An adaptive block length encoding device characterized by the above.
請求項1に記載の適応ブロック長符号化装置であって、
上記残差符号量推定部は、
上記各ブロックに対応する入力信号をそれぞれ第1の予測次数で短期予測して得られた短期予測残差信号と、当該短期予測残差信号を長期予測して得られた長期予測ゲインとを用い、上記残差符号量推定値を算出する、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化装置。
The adaptive block length encoding device according to claim 1,
The residual code amount estimation unit includes:
Using a short-term prediction residual signal obtained by short-term prediction of the input signal corresponding to each block with the first prediction order, and a long-term prediction gain obtained by long-term prediction of the short-term prediction residual signal Calculating the estimated residual code amount,
An adaptive block length encoding device characterized by the above.
請求項1から5の何れかに記載の適応ブロック長符号化装置であって、
フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であるか否かを判定する判定部をさらに有し、
該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であると判定された場合に、
上記残差符号量推定部が、該区間に対応するブロックに対し、高次の予測による残差符号量推定値を算出し、上記比較部が、当該残差符号量推定値を用いて上記比較を行う、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化装置。
An adaptive block length encoding device according to any one of claims 1 to 5,
When a certain section in the frame is composed of different blocks in two or more hierarchies, the difference in the total value of the residual code amount estimation values of the respective hierarchies corresponding to the section is less than or less than a predetermined threshold A determination unit for determining whether or not
When it is determined that the difference between the total values of the residual code amount estimation values of the respective layers corresponding to the section is equal to or less than a predetermined threshold value,
The residual code amount estimation unit calculates a residual code amount estimation value by high-order prediction for the block corresponding to the section, and the comparison unit uses the residual code amount estimation value to perform the comparison. I do,
An adaptive block length encoding device characterized by the above.
請求項1から5の何れかに記載の適応ブロック長符号化装置であって、
フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であるか否かを判定する判定部をさらに有し、
該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であると判定された場合に、
該区間に対応するブロックに対し、それぞれ対応する入力信号を第1の予測次数で予測して得られた各予測残差信号を符号化し、残差符号を求める区間残差信号符号化部と、
上記区間残差符号化部によって残差符号が生成された区間について、該区間に対応する該各階層の上記残差符号の符号量の合計値の大小の比較結果を出力する符号量比較部と、
をさらに有し、
上記選択部は、上記区間残差信号符号化部によって残差符号が生成された区間については、上記残差符号量推定値の代わりに上記残差符号の符号量を用いて上記選択を行い、
上記残差符号化部は、選択されたブロックのうち上記区間残差信号符号化部で残差符号が求められていないブロックについて、予測残差信号を符号化する、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化装置。
An adaptive block length encoding device according to any one of claims 1 to 5,
When a certain section in the frame is composed of different blocks in two or more hierarchies, the difference in the total value of the residual code amount estimation values of the respective hierarchies corresponding to the section is less than or less than a predetermined threshold A determination unit for determining whether or not
When it is determined that the difference between the total values of the residual code amount estimation values of the respective layers corresponding to the section is equal to or less than a predetermined threshold value,
For each block corresponding to the section, a section residual signal encoding unit that encodes each prediction residual signal obtained by predicting the corresponding input signal with the first prediction order and obtains a residual code;
A code amount comparing unit that outputs a comparison result of the total value of the code amounts of the residual codes of the respective layers corresponding to the sections for the section in which the residual code is generated by the section residual encoding unit; ,
Further comprising
The selection unit performs the selection using the code amount of the residual code instead of the residual code amount estimation value for the interval in which the residual code is generated by the interval residual signal encoding unit,
The residual encoding unit encodes a prediction residual signal for a block of which the residual code is not obtained by the section residual signal encoding unit among the selected blocks.
An adaptive block length encoding device characterized by the above.
入力信号の時間区間であるフレームから、1つ又は複数のブロックにより構成される、複数の階層を生成するブロック分割過程と、
上記ブロック分割過程により得られた各ブロックにそれぞれ対応する残差符号量推定値を算出する残差符号量推定過程と、
フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の大小の比較結果を出力する比較過程と、
上記比較結果を用い、上記フレームを構成するブロックの組合せであって、各ブロックにそれぞれ対応する上記残差符号量推定値の上記フレーム内での合計が最小となるものを選択する選択過程と、
上記選択過程で選択されたブロックにそれぞれ対応する入力信号を第1の予測次数で予測して得られた予測残差信号を、符号化する残差符号化過程と、
を有することを特徴とする適応ブロック長符号化方法。
A block division process for generating a plurality of hierarchies composed of one or a plurality of blocks from a frame which is a time interval of an input signal;
A residual code amount estimation process for calculating a residual code amount estimate corresponding to each block obtained by the block division process;
A comparison process of outputting a comparison result of the total value of the residual code amount estimation values of each layer corresponding to each section when a certain section in the frame is configured with different blocks in two or more layers When,
A selection process using the comparison result to select a combination of blocks that constitute the frame, and which has a minimum sum of the residual code amount estimation values corresponding to each block in the frame,
A residual encoding process for encoding a prediction residual signal obtained by predicting an input signal corresponding to each block selected in the selection process with a first prediction order;
An adaptive block length encoding method characterized by comprising:
請求項8に記載の適応ブロック長符号化方法であって、
上記残差符号量推定過程は、
上記残差符号量推定値を上記第1の予測次数よりも低次である第2の予測次数の予測により算出する過程である、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化方法。
The adaptive block length encoding method according to claim 8,
The residual code amount estimation process is as follows.
Calculating the residual code amount estimated value by prediction of a second prediction order that is lower than the first prediction order;
And an adaptive block length encoding method.
請求項8又は9に記載の適応ブロック長符号化方法であって、
上記残差符号量推定値は、
上記各ブロックの入力信号を上記第1又は第2の予測次数で予測して得られた予測残差信号の振幅の絶対値、又は、当該予測残差信号のエネルギーを、上記各ブロック内で総計した値である、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化方法。
An adaptive block length encoding method according to claim 8 or 9, comprising:
The residual code amount estimate is
The absolute value of the amplitude of the prediction residual signal obtained by predicting the input signal of each block with the first or second prediction order or the energy of the prediction residual signal is totaled in each block. Is the value
And an adaptive block length encoding method.
請求項8又は9に記載の適応ブロック長符号化方法であって、
上記残差符号量推定値は、
上記各ブロックの入力信号と、上記第1又は第2の予測次数の予測係数と、を用いて算出される値である、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化方法。
An adaptive block length encoding method according to claim 8 or 9, comprising:
The residual code amount estimate is
A value calculated using the input signal of each block and the prediction coefficient of the first or second prediction order,
And an adaptive block length encoding method.
請求項8に記載の適応ブロック長符号化方法であって、
上記残差符号量推定過程は、
上記各ブロックに対応する入力信号をそれぞれ第1の予測次数で短期予測して得られた短期予測残差信号と、当該短期予測残差信号を長期予測して得られた長期予測ゲインとを用い、上記残差符号量推定値を算出する過程である、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化方法。
The adaptive block length encoding method according to claim 8,
The residual code amount estimation process is as follows:
Using a short-term prediction residual signal obtained by short-term prediction of the input signal corresponding to each block with the first prediction order, and a long-term prediction gain obtained by long-term prediction of the short-term prediction residual signal , A process of calculating the residual code amount estimation value,
And an adaptive block length encoding method.
請求項8から12の何れかに記載の適応ブロック長符号化方法であって、
フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であるか否かを判定する判定過程をさらに有し、
該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であると判定された場合に、該区間に対応するブロックに対し、高次の予測による残差符号量推定値を算出し、当該残差符号量推定値を用いて上記比較過程の処理を行う、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化方法。
An adaptive block length encoding method according to any one of claims 8 to 12,
When a certain section in the frame is composed of different blocks in two or more hierarchies, the difference in the total value of the residual code amount estimation values of the respective hierarchies corresponding to the section is less than or less than a predetermined threshold A determination process for determining whether or not
When it is determined that the difference between the sums of the residual code amount estimation values of the respective layers corresponding to the section is equal to or less than a predetermined threshold, the block corresponding to the section Calculating a residual code amount estimate by prediction, and performing the above comparison process using the residual code amount estimate;
And an adaptive block length encoding method.
請求項8から12の何れかに記載の適応ブロック長符号化方法であって、
フレーム内のある区間が2つ以上の階層において異なるブロックで構成される場合に、該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であるか否かを判定する判定過程と、
該区間に対応する該各階層の上記残差符号量推定値の合計値の差が、所定の閾値以下又は未満であると判定された場合に、該区間に対応するブロックに対し、それぞれ対応する入力信号を第1の予測次数で予測して得られた各予測残差信号を符号化し、残差符号を求める区間残差信号符号化過程と、
上記区間残差符号化過程によって残差符号が生成された区間について、該区間に対応する該各階層の上記残差符号の符号量の合計値の大小の比較結果を出力する符号量比較過程と、
をさらに有し、
上記選択過程は、上記区間残差信号符号化過程によって残差符号が生成された区間については、上記残差符号量推定値の代わりに上記残差符号の符号量を用いて上記選択を行う過程であり、
上記残差符号化過程は、選択されたブロックのうち上記区間残差信号符号化過程で残差符号が求められていないブロックについて、予測残差信号を符号化する過程である、
ことを特徴とする適応ブロック長符号化方法。
An adaptive block length encoding method according to any one of claims 8 to 12,
When a certain section in the frame is composed of different blocks in two or more hierarchies, the difference in the total value of the residual code amount estimation values of the respective hierarchies corresponding to the section is less than or less than a predetermined threshold A determination process for determining whether or not
When it is determined that the difference between the sums of the residual code amount estimation values of the respective layers corresponding to the section is equal to or less than a predetermined threshold value, the block corresponding to the section corresponds to the difference. An interval residual signal encoding process for encoding each prediction residual signal obtained by predicting the input signal with the first prediction order and obtaining a residual code;
A code amount comparison process for outputting a comparison result of the total value of the code amounts of the residual codes of the respective layers corresponding to the sections for the section in which the residual code is generated by the section residual encoding process; ,
Further comprising
In the selection process, for a section in which a residual code is generated by the section residual signal encoding process, the selection is performed using the code amount of the residual code instead of the residual code amount estimation value. And
The residual encoding process is a process of encoding a prediction residual signal for a block in which a residual code is not obtained in the interval residual signal encoding process among selected blocks.
And an adaptive block length encoding method.
請求項1から7の何れかに記載の適応ブロック長符号化装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。   A program for causing a computer to function as the adaptive block length encoding device according to any one of claims 1 to 7. 請求項15に記載のプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium storing the program according to claim 15.
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