JP2000206990A - デジタル音響信号符号化装置、デジタル音響信号符号化方法及びデジタル音響信号符号化プログラムを記録した媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音響信号の純音性と人間の耳のマスキング特
性の周波数依存性を考慮して音質が劣化しないように適
切にロング／ショートブロックの別を判定できるデジタ
ル音響信号符号化装置及び方法を提供する。 【解決手段】 音響信号に含まれる音響成分の純音性の
度合いを示す純音性指標を算出する純音性指標算出手段
（１２）と、該純音性指標算出手段（１２）によって算
出された純音性指標と予め定めた閾値とを比較する比較
手段（１３）と、該比較手段（１３）による比較結果に
基づいて、音響信号のブロックをロングブロック又はシ
ョートブロックのいずれかで変換するかを判定するロン
グ／ショートブロック判定手段（１４）とを具備する．

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタル音響信号符
号化装置、デジタル音響信号符号化方法及びデジタル音
響信号符号化プログラムを記録した媒体に関し、特に例
えばＤＶＤ、デジタル放送等に利用するデジタル音響信
号の圧縮・符号化に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、デジタル音響信号の高品質圧
縮・符号化においては、人間の聴覚心理特性が利用され
ている。その特性は、小さな音が大きな音によってマス
キングされて聴こえなくなるというものである。即ち、
ある周波数で大きな音が発生すると、その近傍の周波数
の小さな音はマスクされて人間の耳には感知されなくな
る。ここで、マスクされて聴こえなくなる限界の強度を
マスキング閾値という。一方、人間の耳はマスキングと
は無関係に、４ｋＨｚ付近の音に対して最も感度が良
く、それより上下の帯域になればなるほど次第に感度が
悪くなっていくという性質もある。この性質は、静寂な
状況で音を感知し得る限界の強度として表され、これを
絶対可聴閾値という。

【０００３】これらのことを音響信号の強度分布を示す
図８に従って説明する。太い実線（Ａ）が音響信号の強
度分布、点線（Ｂ）がこの音響信号に対するマスキング
閾値、そして、細い実線（Ｃ）が絶対可聴閾値を、それ
ぞれ表す。同図に示すように、人間の耳には、音響信号
に対するマスキング閾値及び絶対可聴閾値よりも大きな
強度の音のみ感知できる。従って、音響信号の強度分布
の中で、音響信号に対するマスキング閾値及び絶対可聴
閾値よりも大きな部分の情報のみを取りだしても、聴覚
的には元の音響信号と同じように感じられるのである。

【０００４】このことは、音響信号の符号化において
は、図８の斜線で示した部分のみに符号化ビットを割り
当てることと等価である。ただし、ここでのビット割り
当ては、音響信号の全体域を複数の小帯域に分割して、
その分割帯域（Ｄ）の単位で行っている。各斜線の領域
の横幅は、その分割体域幅に相当する。

【０００５】各分割帯域で、斜線領域の下限の強度以下
の音は耳に聴こえない。よって、原音と符号／復号化音
の強度の誤差がこの下限を超えなければ両者の差を感知
できない。その意味で、この下限の強度を許容誤差強度
と呼ぶ。音響信号を量子化して圧縮するに際し、原音に
対する符号／復号化音の量子化誤差強度が許容誤差強度
以下になるように量子化すれば、原音の音質を損なわず
に音響信号を圧縮できる。よって、図８の斜線領域のみ
に符号化ビットを割り当てるということは、各分割帯域
での量子化誤差強度がちょうど許容誤差強度になるよう
に量子化することと等価である。

【０００６】この音響信号の符号化方式としては、ＭＰ
ＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ
Ｇｒｏｕｐ） ＡｕｄｉｏやＤｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔ
ａｌ等があるが、いずれもここで説明したような性質を
用いている。その中で、現在最も符号化効率がよいとさ
れているが、ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−７にて標準
化されているＭＰＥＧ−２ＡｕｄｉｏＡＡＣ（Ａｄｖａ
ｎｃｅｄ ＡｕｄｉｏＣｏｄｉｎｇ）という方式であ
る。

【０００７】図９はＡＡＣの符号化の基本的な構成を示
すブロック図である。同図において、聴覚心理モデル部
９１は時間軸に沿ってブロック化された入力音響信号の
各分割帯域毎に許容誤差強度を算出する。一方、同じく
ブロック化された入力信号に対して、ゲインコントロー
ル９２及びフィルタバンク９３ではＭＤＣＴ（Ｍｏｄｉ
ｆｉｅｄ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ）による周波数領域への変換を行い、ＴＮＳ
（Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｓｈａｐｉｎｇ）９
４、予測器９６では予測符号化、そしてインテンシティ
／カップリング９５及びＭＳステレオ（Ｍｉｄｄｌｅ
Ｓｉｄｅ Ｓｔｅｒｅｏ）（以下Ｍ／Ｓと略す）９７で
は、ステレオ相関符号化処理を、それぞれ行う。その
後、正規化係数９８を決定し、量子化器９９ではその正
規化係数９８を基に音響信号を量子化する。この正規化
係数は図８の許容誤差強度に対応するもので、各分割帯
域毎に定められる。量子化後、ノイズレスコーディング
１００では予め定められたハフマン符号表に基づいて、
正規化係数と量子化値にそれぞれハフマン符号を与えて
ノイズレスコーディングを行い、最後にマルチプレクサ
１０１にて符号ビットストリームを形成する。

【０００８】さて、上述のフィルタバンク９３における
ＭＤＣＴとは、図１０に示すように時間軸に沿って変換
領域を５０％ずつオーバーラップさせながらＤＣＴを施
すものである。これによって、各変換領域の境界部での
歪みの発生が抑えられる。また、生成されるＭＤＣＴ係
数の数は変換領域のサンプル数の半分である。ＡＡＣで
は入力音響信号ブロックに対して、２０４８サンプルの
長い変換領域（ロングブロック）、又は各２５６サンプ
ルの８個の短い変換領域（ショートブロック）のいずれ
かを適用する。よって、ＭＤＣＴ係数の数はロングの場
合は１０２４、ショートでは１２８となる。ショートブ
ロックは常に８ブロックを連続して適用することによ
り、ロングブロックを用いた場合とＭＤＣＴ係数の数を
合わせるようになっている。

【０００９】一般に、図１１のように信号波形の変化の
少ない定常的な部分にはロングブロックを、図１２よう
に変化の激しいアタック部にはショートブロックを用い
る。この両者の使い分けは重要で、もし図１２のような
信号にロングブロックを適用すると、本来のアタックの
前にプリエコーとよばれるノイズが発生する。また、図
１１のような信号にショートブロックを適用すると、周
波数領域での解像度の不足から適切なビット割り当てが
なされずに符号化効率が低下し、やはりノイズが発生
し、特に低周波数の音に対しては顕著である。

【００１０】ショートブロックについては、さらに、グ
ループ分けの問題がある。グループ分けとは、上記の８
つのショートブロックを、正規化係数の同じ連続するブ
ロックごとにまとめてグループ化することである。グル
ープ内で正規化係数を共通化することで、情報量の削減
効果が上がる。具体的には、図９のノイズレスコーディ
ング１００にて正規化係数にハフマン符号を割り当てる
際に、各ショートブロック単位ではなく、グループ単位
で割り当てるのである。図１３にグループ分けの一例を
示す。ここではグループ数が３で、各グループ内のブロ
ック数は、最初の第０グループでは５、次の第１グルー
プでは１、最後の第２グループでは２、となっている。
グループ分けを適切に行わないと、符号量の増加や音質
の低下を招く。グループの分割数が多きすぎると、本来
共通化できるはずの正規化係数を重複して符号化するこ
とになり、符号化効率が低下する。逆に、グループ数が
少なすぎると、音響信号の変化が激しいにも拘わらず共
通の正規化係数で量子化することになるので、音質が低
下する。なお、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７では、グ
ループ分けに関して、符号のシンタクスの規定はあるも
のの、具体的なグループ分けの基準や手法については考
慮されていない。

【００１１】前述のように、符号化に際しては入力音響
信号ブロックに対して適切にロングブロックとショート
ブロックを区別して適用しなければならない。このロン
グ／ショートの判定を行うのは図９の聴覚心理モデル部
９１である。ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７では、聴覚
心理モデル部９１における、各着目ブロックに対するロ
ング／ショートの判定方法の一例が示されている。その
判定処理の概要を以下に説明する。

【００１２】ステップ１：音響信号の再構築 ロングブロック用に１０２４サンプル（ショートブロッ
ク用には１２８サンプル）を新たに読み込み、前ブロッ
クにて既に読み込んでいる１０２４サンプル（１２８サ
ンプル）と合わせて２０４８サンプル（２５６サンプ
ル）の信号系列を再構築する。

【００１３】ステップ２：ハン窓の掛け合わせとＦＦＴ ステップ１にて構築した２０４８サンプル（２５６サン
プル）の音響信号にハン窓を掛け合わせ、さらに、ＦＦ
Ｔ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）
を施して１０２４個（１２８個）のＦＦＴ係数を算出す
る。

【００１４】ステップ３：ＦＦＴ係数の予測値の計算 先行する２ブロック分のＦＦＴ係数の実数部と虚数部か
ら、現在着目しているブロックのＦＦＴ係数の実数部と
虚数部を予測し、それぞれ１０２４個（１２８個）の予
測値を算出する。

【００１５】ステップ４：非予測可能性値の計算 ステップ２にて算出した各ＦＦＴ係数の実数部と虚数部
と、ステップ３にて算出した各ＦＦＴ係数の実数部と虚
数部の予測値から、それぞれの非予測可能性値を算出す
る。ここで、非予測可能性値は０から１の間の値をと
り、０に近いほど音響信号の純音性が高く、１に近いほ
ど雑音性が高い、言い替えれば純音性が低いことを示
す。

【００１６】ステップ５：各分割帯域での音響信号の強
度と非予測可能性値の計算 ここでの分割帯域は、図８で示したものに相当する。各
分割帯域毎に、ステップ２にて算出した各ＦＦＴ係数を
基にして音響信号の強度を算出する。さらに、ステップ
４にて算出した非予測可能性値を強度で重み付けして、
各分割帯域毎の非予測可能性値を算出する。

【００１７】ステップ６：広がり関数を掛けた強度と非
予測可能性値の畳み込み 各分割帯域における他の分割帯域の音響信号強度及び非
予測可能性値の影響を広がり関数で求め、それぞれを畳
み込んで正規化する。

【００１８】ステップ７：純音性指標の計算 各分割帯域ｂにおいて、ステップ６にて算出した畳み込
み非予測可能性値（ｃｂ（ｂ））を基に、純音性指標ｔ
ｂ（ｂ）（＝−０．２９９−０．４３ｌｏｇ_e（ｃｂ
（ｂ）））を算出する。さらに、純音性指標を０から１
の間に制限する。ここで、指標が１に近いほど音響信号
の純音性が高く、０に近いほど雑音性が高いことを示
す。

【００１９】ステップ８：Ｓ／Ｎ比の計算 各分割帯域において、ステップ７にて算出した純音性指
標を基に、Ｓ／Ｎ比を算出する。ここで、一般に雑音成
分のほうが純音成分よりもマスキング効果が大きいとい
う性質を利用する。

【００２０】ステップ９：強度比の計算 各分割帯域において、ステップ８にて算出したＳ／Ｎ比
を基に、畳み込み音響信号強度とマスキング閾値の比を
算出する。

【００２１】ステップ１０：許容誤差強度の計算 各分割帯域において、ステップ６にて算出した畳み込み
音響信号強度と、ステップ９にて算出した音響信号強度
とマスキング閾値の比を基に、マスキング閾値を算出す
る。

【００２２】ステップ１１：プリエコー調整と絶対可聴
閾値の考慮 各分割帯域において、ステップ１０にて算出したマスキ
ング閾値を、前ブロックでの許容誤差強度を用いてプリ
エコー調整する。さらに、この調整値と絶対可聴閾値の
大きい方の値を、現ブロックでの許容誤差強度とする。

【００２３】ステップ１２：知覚エントロピーの計算 ロングブロック用とショートブロック用のそれぞれにつ
いて、式（１）で定義される知覚エントロピー（Ｐｅｒ
ｃｅｐｔｕａｌ Ｅｎｔｒｏｐｙ（ＰＥ））を算出す
る。

【００２４】

【数１】

【００２５】ただし、ｗ（ｂ）は分割帯域ｂの幅、ｎｂ
（ｂ）はステップ１１にて算出した分割帯域ｂにおける
許容誤差強度、ｅ（ｂ）はステップ５にて算出した分割
帯域ｂにおける音響信号の強度、をそれぞれ示す。ここ
で、ＰＥは図８におけるビット割り当て領域（斜線領
域）の面積の総和に対応すると考えられる。

【００２６】ステップ１３：ロング／ショートブロック
の判定（図１４に示すロング／ショートブロック判定動
作フローを参照） ステップ１２にて算出したロングブロック用のＰＥの値
（ステップＳ１４０１）が、予め定められた定数（ｓｗ
ｉｔｃｈ＿ｐｅ）より大きい場合は、着目ブロックをシ
ョートブロックと判定し（ステップＳ１４０２，Ｓ１４
０３）、小さい場合はロングブロックと判定する（ステ
ップＳ１４０２，Ｓ１４０４）。ここで、ｓｗｉｔｃｈ
＿ｐｅはアプリケーションに依存して決められる値であ
る。

【００２７】以上が、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７に
て記載されたロング／ショートの判定方法である。

【００２８】一方、特開平９−２３２９６４号公報で
は、入力信号を所定区間毎に取り込んで２乗和をそれぞ
れ求め、各区間毎に２乗和された信号の少なくとも２以
上の区間にわたる変化度によって上記信号の過渡状態を
検出するように過渡状態検出回路２を構成し、直交変換
処理やフィルタ処理を行わずに、時間軸上の入力信号の
２乗和計算を行うだけで過渡状態、即ち、ロング／ショ
ートが変化する部分を検出することができるようにして
いる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７にて記載されたロング／
ショートブロックの判定方法では、必ずしも適切な判定
がなされない。つまり、本来ショートと判定すべき部分
をロングと判定して（またはその逆で）、音質の劣化を
生じる場合がある。

【００３０】また、上記従来例の公開公報の方法では入
力信号の２乗和のみを用いて、知覚エントロピーを考慮
していないので、必ずしも聴覚上の特性に合致した判定
ができず、音質が劣化する恐れがある。

【００３１】本発明はこれらの問題点を解決するための
ものであり、音響信号の純音性と人間の耳のマスキング
特性の周波数依存性を考慮して音質が劣化しないように
適切にロング／ショートブロックの別を判定できる、デ
ジタル音響信号装置、デジタル音響信号符号化方法及び
デジタル音響信号符号化プログラムを記録した媒体を提
供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、デジタル音響信号を時間軸に沿って入力
してブロック化し、各ブロック毎にサブバンド分割や周
波数領域への変換等の処理を施し、該音響信号を複数の
周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎に符号化ビットを
割り当て、割り当てた符号化ビット数に応じて正規化係
数を求め、音響信号を正規化係数で量子化することによ
り圧縮符号化するデジタル音響信号符号化装置であっ
て、周波数領域への変換を行う際に、ブロック化した音
響信号を１つの長い変換ブロック又は複数の短い変換ブ
ロックのいずれかにて変換し、１つの長いまたは複数の
短い変換ブロックに共通の正規化係数を対応させて音響
信号を量子化するデジタル音響信号符号化装置におい
て、音響信号に含まれる音響成分の純音性の度合いを示
す純音性指標を算出する純音性指標算出手段と、該純音
性指標算出手段によって算出された純音性指標と予め定
めた閾値とを比較する比較手段と、該比較手段による比
較結果に基づいて、音響信号のブロックをロングブロッ
ク又はショートブロックのいずれかで変換するかを判定
するロング／ショートブロック判定手段とを具備するこ
とに特徴がある。また、純音性指標算出手段は、分割し
た前記各周波数帯域毎の音響信号に含まれる音響成分の
純音性の度合いを示す純音性指標を算出し、又は分割し
た複数の短い変換ブロック毎の音響信号に含まれる音響
成分の前記純音性指標を算出する。よって、予め定めた
１つ又は複数の分割周波数帯域として低周波数領域の分
割帯域を設定すれば低周波数領域で純音性指標の高い成
分を含む音響信号に関しては常に１つのロングブロック
で周波数領域に変換することになり、ショートブロック
に起因する周波数領域での解像度の不足によって元の音
響信号のエネルギーが周辺の周波数帯域に分散し、それ
が人間の耳の低周波成分におけるマスキングの幅を越え
て広がることで結果的に音質の劣化を感じるという従来
の問題点を解決できる。

【００３３】また、別の方法として、デジタル音響信号
を時間軸に沿って入力してブロック化し、各ブロック毎
にサブバンド分割や周波数領域への変換等の処理を施
し、該音響信号を複数の帯域に分割し、各帯域毎に符号
化ビットを割り当て、割り当てた符号化ビット数に応じ
て正規化係数を求め、音響信号を正規化係数で量子化す
ることにより圧縮符号化するデジタル音響信号符号化方
法であって、周波数領域への変換を行う際に、ブロック
化した音響信号を１つの長い変換ブロック又は複数の短
い変換ブロックのいずれかにて変換し、短い変換ブロッ
クを用いる場合は当該複数の短い変換ブロックを、それ
ぞれ１つまたは複数の短い変換ブロックを含むような複
数のブロックにグループ化し、同一グループ内に含まれ
る１つまたは複数の短い変換ブロックには共通の正規化
係数を対応させて音響信号を量子化するデジタル音響信
号符号化方法において、入力された音響信号に含まれる
音響成分の純音性の度合いを示す純音性指標を用いて、
音響信号のブロックを１つの長い変換ブロック又は複数
の短いブロックのいずれかで周波数領域に変換するかを
判定することに特徴がある。よって、音響信号の純音性
と人間の耳のマスキング特性の周波数依存性を考慮して
音質が劣化しないように適切にロング／ショートブロッ
クの別を判定できる。

【００３４】更なる別の発明として、分割した各周波数
帯域における各音響信号に含まれる各音響成分の純音性
の度合いを示す純音性指標が予め定めた閾値より大きい
変換ブロックが少なくとも１つ存在するときは入力され
た音響信号を１つの長い変換ブロックで周波数領域に変
換すると判定し、分割した各周波数帯域における各音響
信号に含まれる各音響成分の純音性指標が予め定めた閾
値より小さいときは判定不能とすることに特徴がある。
よって、純音性指標が予め定めた閾値より小さい場合は
本発明による判定方法では判定不能として他のロング／
ショートロングの判定方法による判定結果に従うので音
響信号の特性をより良く反映した適切な周波数領域への
変換がなされ、符号化効率や音質がより向上する。

【００３５】また、別の発明として、コンピュータによ
り、デジタル音響信号を時間軸に沿って入力してブロッ
ク化し、各ブロック毎にサブバンド分割や周波数領域へ
の変換等の処理を施し、該音響信号を複数の周波数帯域
に分割し、各周波数帯域毎に符号化ビットを割り当て、
割り当てた符号化ビット数に応じて正規化係数を求め、
音響信号を正規化係数で量子化することにより圧縮符号
化するデジタル音響信号符号化装置であって、周波数領
域への変換を行う際に、ブロック化した音響信号を１つ
の長い変換ブロック又は複数の短い変換ブロックのいず
れかにて変換し、１つの長いまたは複数の短い変換ブロ
ックに共通の正規化係数を対応させて音響信号を量子化
するように実行するデジタル音響信号符号化プログラム
を記録した媒体において、入力された音響信号に含まれ
る音響成分の純音性の度合いを示す純音性指標を用い
て、音響信号のブロックを１つの長い変換ブロック又は
複数の短いブロックのいずれかで周波数領域に変換する
かを判定する機能を有するデジタル音響信号符号化プロ
グラムを記録した媒体に特徴がある。よって、既存のシ
ステムを変えることなく、かつ符号化システムを構築す
る装置を汎用的に使用することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】音響信号に含まれる音響成分の純
音性の度合いを示す純音性指標を算出する純音性指標算
出手段と、該純音性指標算出手段によって算出された純
音性指標と予め定めた閾値とを比較する比較手段と、該
比較手段による比較結果に基づいて、音響信号のブロッ
クをロングブロック又はショートブロックのいずれかで
変換するかを判定するロング／ショートブロック判定手
段とを具備する。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係るデジタル音響信号
符号化装置の構成を示すブロックである。同図に示す本
実施例のデジタル音響信号符号化装置は、入力された音
響信号を所定の数、以下の説明では８つの連続するブロ
ックに分割するブロック分割手段１１、分割された各ブ
ロックの純音性指標を上述した算出式によって計算する
純音性指標算出手段１２、算出された純音性指標と予め
定めた閾値とを比較する比較手段１３、比較結果に応じ
てロングブロック又はショートブロックのいずれかを判
定するロング／ショートブロック判定手段１４及び各手
段の動作を制御する制御手段１５を含んで構成されてい
る。ここで、図２はデジタル音響信号符号化装置の動作
を示すフローチャートである。以下、両図を用いて本実
施例の具体的な動作を説明する。その際、入力音響信号
の例として、図３の音響データを用いる。これは図１２
の音響データと同様のものであるが、図３では連続する
８つの各ショートブロックに対応する通し番号を付して
いる。

【００３８】先ず、ブロック分割手段１１によって入力
された音響信号は連続する８つのショートブロックｉ
（０≦ｉ≦７）に関し、純音性指標算出手段１２によっ
て各分割帯域ｓｆｂでの純音性指標をそれぞれ計算し、
これらをｔｂ［ｉ］［ｓｆｂ］とする（ステップＳ１０
１）。ここで、ｓｆｂは図４に示すように、各分割帯域
を識別するための通し番号である。なお、この純音性指
標の計算は、上述ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７におけ
る各着目ブロックに対するロング／ショートの判定ステ
ップの内ステップ７にて説明した方法による。次に、ｔ
ｏｎａｌ＿ｆｌａｇ＝０と初期化する（ステップＳ１０
２）。更に、ショートブロックの通し番号ｉをｉ＝０と
初期化する（ステップＳ１０３）。そして、ショートブ
ロックｉに関し、比較手段１３によって予め定めた１つ
又は複数の分割領域において各純音性指標がそれぞれの
分割帯域について予め定めた閾値より大きいかどうかを
調べる（ステップＳ１０４）。図２の例では、ｓｆｂ＝
７，８，９である分割領域に関して調べており、それぞ
れ純音性指標の閾値を、ｔｈ７，ｔｈ８，ｔｈ９として
いる。

【００３９】さて、ここにおける例では、それぞれのシ
ョートブロックｉに関し、ｓｔｂ＝７，８，９における
純音性指標の値が図５に示したようなものであったとす
る。また、ｔｈ７＝０．６，ｔｈ８＝０．９，ｔｈ９＝
０．８と定められているものとする。すると、最初のｉ
＝０のときは、ｔｂ［０］［７］＝０．１２＜０．６＝
ｔｈ７，ｔｂ予［０］［８］＝０．０８＜０．９＝ｔｈ
８，ｔｂ［０］［９］＝０．１５＜０．８＝ｔｈ９なの
で、比較手段１３によるステップＳ１０４における判定
はｎｏとなり、次のステップＳ１０６に進む。そして、
ｉの値が１つだけインクリメントされてｉ＝１となり、
ステップＳ１０７の判定を経て、再びステップＳ１０４
に戻る。

【００４０】その後、以上説明した動作と同様の動作が
ｉ＝５まで続く。ｉ＝６となった後（ステップＳ１０
６）、ステップＳ１０７を経て再びステップＳ１０４に
戻る。今後は、ｔｂ［６］［７］＝０．６７＞０．６＝
ｔｈ７，ｔｂ［６］［８］＝０．９５＞０．９＝ｔｈ
８，ｔｂ［６］［９］＝０．８９＞０．８＝ｔｈ９なの
で、比較手段１３によるステップＳ１０４における判定
はｙｅｓとなり、ステップＳ１０５に進む。そして、ｔ
ｏｎａｌ＿ｆｌａｇ＝１となる（ステップＳ１０５）。
次に、ｉ＝７となり（ステップＳ１０６）、ステップＳ
１０７を経てまたステップＳ１０４へ戻る。ｉ＝７では
ｔｂ［７］［７］＝０．４２＜０．６＝ｔｈ７，ｔｂ
［７］［８］＝０．８４＜０．９＝ｔｈ８，ｔｂ［７］
［９］＝０．８１＞０．８＝ｔｈ９なので、比較手段１
３によるステップＳ１０４の判定はｎｏであり、ステッ
プＳ１０６へ進む。一方、ｔｏｎａｌ＿ｆｌａｇ＝１の
まま変わらない。そして、ｉ＝８となった後（ステップ
Ｓ１０６）、ステップＳ１０７の判定を経て今度はステ
ップＳ１０８へ進む。そして、ｔｏｎａｌ＿ｆｌａｇの
値を調べる（ステップＳ１０８）。この例ではｔｏｎａ
ｌ＿ｆｌａｇ＝１なので判定はｙｅｓとなりステップＳ
１０９へ進む。よって、ロング／ショートブロック判定
手段１４によって、入力された音響ブロックを１つのロ
ングブロックによってＭＤＣＴ変換するものと判定され
る。

【００４１】次に、別の例として、ｓｆｂ＝７，８，９
における純音性指標の値が図６に示したような場合を考
える。ただし、ｔｈ７＝０．６，ｔｈ８＝０．９，ｔｈ
９＝０．８は上記図５の例と同様に変わらないものとす
る。この場合は図５の例とは異なり、ｔｂ［ｉ］［７］
＞０．６＝ｔｈ７、かつｔｂ［ｉ］［８］＞０．９＝ｔ
ｈ８、かつｔｂ［ｉ］［９］＞０．８＝ｔｈ９となるよ
うなショートブロックｉは存在しない。よって、比較手
段１３によるステップＳ１０４における判定は常にｎｏ
となり、ステップＳ１０５を通過することはない。その
結果、ｔｏｎａｌ＿ｆｌａｇの値は初期値のｔｏｎａｌ
＿ｆｌａｇ＝０のままステップＳ１０８へ進むことにな
る。

【００４２】そして、ステップＳ１０８での判定がｎｏ
となるので、次のステップＳ１１０へ進み、上述の従来
の判定方法、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７にて記載さ
れたロング／ショートの判定方法などの他の判定手段に
よるロング／ショートの判定を行いその判定結果に従
う。

【００４３】なお、図２のステップＳ１０４にて純音性
指標の判定に用いる分割帯域は上記の例のようにｓｆｂ
＝７，８，９に限るものではなく、また各閾値もｔｈ７
＝０．６，ｔｈ８＝０．９，ｔｈ９＝０．８に限らな
い。

【００４４】次に、図７は本発明のシステム構成を示す
ブロック図である。つまり、同図は上記実施例における
デジタル音響信号符号化方法によるソフトウェアを実行
するマイクロプロセッサ等から構築するハードウェアを
示すものである。同図において、デジタル音響信号符号
化システムはインターフェース（以下Ｉ／Ｆと略す）７
１、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７３、ＲＡＭ７４、表示装置７
５、ハードディスク７６、キーボード７７及びＣＤ−Ｒ
ＯＭドライブ７８を含んで構成されている。また、汎用
の処理装置を用意し、ＣＤ−ＲＯＭ７９などの読取可能
な記録媒体には、本発明のデジタル音響信号符号化方法
を実行するプログラムが記録されている。更に、Ｉ／Ｆ
７１を介して外部装置から制御信号が入力され、キーボ
ード７７によって操作者による指令又は自動的に本発明
のプログラムが起動される。そして、ＣＰＵ７２は当該
プログラムに従って上述のデジタル音響信号符号化方法
に伴う符号化制御処理を施し、その処理結果をＲＡＭ７
４やハードディスク７６等の記憶装置に格納し、必要に
より表示装置７５などに出力する。以上のように、本発
明のデジタル音響信号符号化方法を実行するプログラム
が記録した媒体を用いることにより、既存のシステムを
変えることなく、かつ符号化システムを構築する装置を
汎用的に使用することができる。

【００４５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内に記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】以上説明しように、本発明によれば、予
め定めた１つ又は複数の分割周波数帯域として低周波数
領域の分割帯域を設定すれば低周波数領域で純音性の度
合いを示す純音性指標の高い成分を含む音響信号に関し
ては常に１つのロングブロックで周波数領域に変換する
ことになり、ショートブロックに起因する周波数領域で
の解像度の不足によって元の音響信号のエネルギーが周
辺の周波数帯域に分散し、それが人間の耳の低周波成分
におけるマスキングの幅を越えて広がることで結果的に
音質の劣化を感じるという従来の問題点を解決できる。

【００４７】また、音響信号の純音性と人間の耳のマス
キング特性の周波数依存性を考慮して音質が劣化しない
ように適切にロング／ショートブロックの別を判定でき
る。

【００４８】更に、純音性の度合いを示す純音性指標が
予め定めた閾値より小さい場合は本発明による判定方法
では判定不能として他のロング／ショートロングの判定
方法による判定結果に従うので音響信号の特性をより良
く反映した適切な周波数領域への変換がなされ、符号化
効率や音質がより向上する。

【００４９】また、本発明のデジタル音響信号符号化方
法を実行するプログラムが記録した媒体を用いることに
より、既存のシステムを変えることなく、かつ符号化シ
ステムを構築する装置を汎用的に使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るデジタル音響信号符号
化装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例に係るデジタル音響信号符号
化方法の動作を示すフローチャートである。

【図３】本実施例における音響信号の一例の信号波形を
示す図である。

【図４】本実施例における分割領域識別番号の付与の様
子を示す図である。

【図５】ショートブロック別の純音性指標の関係の一例
を示す図である。

【図６】ショートブロック別の純音性指標の関係の別の
一例を示す図である。

【図７】本発明のシステム構成を示すブロック図であ
る。

【図８】音響信号とマスキング閾値及び絶対可聴閾値の
強度分布を示す図である。

【図９】ＡＡＣの符号化の基本的な構成を示すブロック
図である。

【図１０】ＭＤＣＴの変換領域を示す図である。

【図１１】変化の少ない信号波形の場合のＭＤＣＴの変
換領域を示す図である。

【図１２】変化の激しい信号波形の場合のＭＤＣＴの変
換領域を示す図である。

【図１３】グループ分けの一例を示す図である。

【図１４】ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７におけるロン
グ／ショートブロック判定動作を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１１ ブロック分割手段 １２ 純音性指標算出手段 １３ 比較手段 １４ ロング／ショートブロック判定手段 １５ 制御手段 ７１ Ｉ／Ｆ ７２ ＣＰＵ ７３ ＲＯＭ ７４ ＲＡＭ ７５ 表示装置 ７６ ハードディスク ７７ キーボード ７８ ＣＤ−ＲＯＭドライブ ７９ ＣＤ−ＲＯＭ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル音響信号を時間軸に沿って入力
   してブロック化し、各ブロック毎にサブバンド分割や周
   波数領域への変換等の処理を施し、該音響信号を複数の
   周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎に符号化ビットを
   割り当て、割り当てた符号化ビット数に応じて正規化係
   数を求め、前記音響信号を前記正規化係数で量子化する
   ことにより圧縮符号化するデジタル音響信号符号化装置
   であって、前記周波数領域への変換を行う際に、ブロッ
   ク化した前記音響信号を１つの長い変換ブロック又は複
   数の短い変換ブロックのいずれかにて変換し、１つの長
   いまたは複数の短い変換ブロックに共通の正規化係数を
   対応させて音響信号を量子化するデジタル音響信号符号
   化装置において、 前記音響信号に含まれる音響成分の純音性の度合いを示
   す純音性指標を算出する純音性指標算出手段と、 該純音性指標算出手段によって算出された前記純音性指
   標と予め定めた閾値とを比較する比較手段と、 該比較手段による比較結果に基づいて、音響信号のブロ
   ックをロングブロック又はショートブロックのいずれか
   で変換するかを判定するロング／ショートブロック判定
   手段とを具備することを特徴とするデジタル音響信号符
   号化装置。
2. 【請求項２】 前記純音性指標算出手段は、分割した前
   記各周波数帯域毎の音響信号に含まれる音響成分の前記
   純音性指標を算出する請求項１記載のデジタル音響信号
   符号化装置。
3. 【請求項３】 前記純音性指標算出手段は、分割した複
   数の短い変換ブロック毎の音響信号に含まれる音響成分
   の前記純音性指標を算出する請求項１記載のデジタル音
   響信号符号化装置。
4. 【請求項４】 デジタル音響信号を時間軸に沿って入力
   してブロック化し、各ブロック毎にサブバンド分割や周
   波数領域への変換等の処理を施し、該音響信号を複数の
   帯域に分割し、各帯域毎に符号化ビットを割り当て、割
   り当てた符号化ビット数に応じて正規化係数を求め、前
   記音響信号を前記正規化係数で量子化することにより圧
   縮符号化するデジタル音響信号符号化方法であって、前
   記周波数領域への変換を行う際に、ブロック化した前記
   音響信号を１つの長い変換ブロック又は複数の短い変換
   ブロックのいずれかにて変換し、短い変換ブロックを用
   いる場合は当該複数の短い変換ブロックを、それぞれ１
   つまたは複数の短い変換ブロックを含むような複数のブ
   ロックにグループ化し、同一グループ内に含まれる１つ
   または複数の短い変換ブロックには共通の正規化係数を
   対応させて音響信号を量子化するデジタル音響信号符号
   化方法において、 入力された音響信号に含まれる音響成分の純音性の度合
   いを示す純音性指標を用いて、音響信号のブロックを１
   つの長い変換ブロック又は複数の短いブロックのいずれ
   かで周波数領域に変換するかを判定することを特徴とす
   るデジタル音響信号符号化方法。
5. 【請求項５】 デジタル音響信号を時間軸に沿って入力
   してブロック化し、各ブロック毎にサブバンド分割や周
   波数領域への変換等の処理を施し、該音響信号を複数の
   帯域に分割し、各帯域毎に符号化ビットを割り当て、割
   り当てた符号化ビット数に応じて正規化係数を求め、前
   記音響信号を前記正規化係数で量子化することにより圧
   縮符号化するデジタル音響信号符号化方法であって、前
   記周波数領域への変換を行う際に、ブロック化した前記
   音響信号を１つの長い変換ブロック又は複数の短い変換
   ブロックのいずれかにて変換し、短い変換ブロックを用
   いる場合は当該複数の短い変換ブロックを、それぞれ１
   つまたは複数の短い変換ブロックを含むような複数のブ
   ロックにグループ化し、同一グループ内に含まれる１つ
   または複数の短い変換ブロックには共通の正規化係数を
   対応させて音響信号を量子化するデジタル音響信号符号
   化方法において、 分割した各周波数帯域における各音響信号に含まれる各
   音響成分の純音性の度合いを示す純音性指標が予め定め
   た閾値より大きい変換ブロックが少なくとも１つ存在す
   るときは入力された音響信号を１つの長い変換ブロック
   で周波数領域に変換すると判定し、分割した各周波数帯
   域における各音響信号に含まれる各音響成分の純音性指
   標が予め定めた閾値より小さいときは判定不能とするこ
   とに特徴があるデジタル音響信号符号化方法。
6. 【請求項６】 コンピュータにより、デジタル音響信号
   を時間軸に沿って入力してブロック化し、各ブロック毎
   にサブバンド分割や周波数領域への変換等の処理を施
   し、該音響信号を複数の周波数帯域に分割し、各周波数
   帯域毎に符号化ビットを割り当て、割り当てた符号化ビ
   ット数に応じて正規化係数を求め、前記音響信号を前記
   正規化係数で量子化することにより圧縮符号化するデジ
   タル音響信号符号化装置であって、前記周波数領域への
   変換を行う際に、ブロック化した前記音響信号を１つの
   長い変換ブロック又は複数の短い変換ブロックのいずれ
   かにて変換し、１つの長いまたは複数の短い変換ブロッ
   クに共通の正規化係数を対応させて音響信号を量子化す
   るように実行するデジタル音響信号符号化プログラムを
   記録した媒体において、 入力された音響信号に含まれる音響成分の純音性の度合
   いを示す純音性指標を用いて、音響信号のブロックを１
   つの長い変換ブロック又は複数の短いブロックのいずれ
   かで周波数領域に変換するかを判定する機能を有するデ
   ジタル音響信号符号化プログラムを記録した媒体。