JP3131542B2 - 符号化復号化装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
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- G10L19/10—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters the excitation function being a multipulse excitation
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- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、楽音、音声の適応ビ
ット配分を行う符号化復号化装置のビット配分手段に関
わる。
ット配分を行う符号化復号化装置のビット配分手段に関
わる。
【０００２】
【従来の技術】楽音、音声等の入力ディジタル信号を、
人間の聴覚心理特性を利用して、高能率で圧縮する符号
化復号化の方式としては、時間軸上の信号を複数の周波
数帯域に分割して符号化する帯域分割符号化や、時間軸
上の信号を周波数軸上の信号に変換（直交変換）して複
数の周波数帯域に分割し各帯域毎に符号化する変換符号
化、あるいはこれらを組み合わせたものが知られてい
る。これらの高能率符号化は、いずれも時間軸上の入力
ディジタル信号を時間軸上の所定単位時間（フレーム）
でブロック化した後、いくつかの周波数帯域に分割し、
各周波数帯域にて量子化し符号化する。
人間の聴覚心理特性を利用して、高能率で圧縮する符号
化復号化の方式としては、時間軸上の信号を複数の周波
数帯域に分割して符号化する帯域分割符号化や、時間軸
上の信号を周波数軸上の信号に変換（直交変換）して複
数の周波数帯域に分割し各帯域毎に符号化する変換符号
化、あるいはこれらを組み合わせたものが知られてい
る。これらの高能率符号化は、いずれも時間軸上の入力
ディジタル信号を時間軸上の所定単位時間（フレーム）
でブロック化した後、いくつかの周波数帯域に分割し、
各周波数帯域にて量子化し符号化する。
【０００３】時間軸上の信号を周波数帯域に分割した
り、周波数軸上の信号に変換（直交変換）したりする際
には、定常的な信号のみが存在する場合は長い時間（以
下「ブロック長」という。）の分析を行って周波数分解
能を向上させる一方、急な信号変化のある場合はブロッ
ク長を短くして時間分解能を向上させるようにしている
ものがある（特開平４−３０２５３１）。
り、周波数軸上の信号に変換（直交変換）したりする際
には、定常的な信号のみが存在する場合は長い時間（以
下「ブロック長」という。）の分析を行って周波数分解
能を向上させる一方、急な信号変化のある場合はブロッ
ク長を短くして時間分解能を向上させるようにしている
ものがある（特開平４−３０２５３１）。
【０００４】また、上記各周波数帯域でデータを量子化
し符号化する際には、元々限られている符号化のビット
数の総数に納まるように、信号の量子化ビット数を有効
に配分する必要がある。このビット配分を入力信号に適
応して行う方式として適応ビット配分方式が知られてい
る。適応ビット配分方式では、マスキング効果や最小可
聴限等の聴覚心理特性を使って、人間の耳が聞こえない
周波数帯域の信号を削除したり（量子化のためのビット
を割り当てない）、楽音データを量子化する際に生じる
量子化誤差が人間の耳に聞こえないレベルに抑えるよう
に周波数帯域毎に量子化ビット数を分配する。
し符号化する際には、元々限られている符号化のビット
数の総数に納まるように、信号の量子化ビット数を有効
に配分する必要がある。このビット配分を入力信号に適
応して行う方式として適応ビット配分方式が知られてい
る。適応ビット配分方式では、マスキング効果や最小可
聴限等の聴覚心理特性を使って、人間の耳が聞こえない
周波数帯域の信号を削除したり（量子化のためのビット
を割り当てない）、楽音データを量子化する際に生じる
量子化誤差が人間の耳に聞こえないレベルに抑えるよう
に周波数帯域毎に量子化ビット数を分配する。
【０００５】マスキング効果には同時マスキングと継時
マスキングがあり、同時マスキングとは、ある大きな音
が他の音を聞こえにくくする現象をいう。継時マスキン
グとは、時間的に前の音が後の音をマスクしたり（順方
向マスキング）、その反対（逆方向マスキング）にマス
クすることをいう。最小可聴限（最小可聴値）は、音を
知覚できる最小の音圧レベルのことであり、４kＨz付近
の音の感度が高く、低周波、高周波になるほど感度が悪
くなっていく周波数特性を持つ。
マスキングがあり、同時マスキングとは、ある大きな音
が他の音を聞こえにくくする現象をいう。継時マスキン
グとは、時間的に前の音が後の音をマスクしたり（順方
向マスキング）、その反対（逆方向マスキング）にマス
クすることをいう。最小可聴限（最小可聴値）は、音を
知覚できる最小の音圧レベルのことであり、４kＨz付近
の音の感度が高く、低周波、高周波になるほど感度が悪
くなっていく周波数特性を持つ。
【０００６】適応ビット配分方式の中には、ブロック内
の信号のパターンによりマスキング効果の適用の可否を
変えるものもある（特開平３−１３２２１７）。
の信号のパターンによりマスキング効果の適用の可否を
変えるものもある（特開平３−１３２２１７）。
【０００７】また、適応ビット配分方式の中には、各周
波数帯域のパワーＳを求め、各周波数帯域のパワーによ
る他の周波数帯域に対するマスキング閾値Ｍ（音を聞く
ことができる最小のパワー）を求め、各周波数帯域をｍ
ビットで量子化した時の量子化雑音パワーＮ(ｍ)より、
マスキング閾値対雑音比Ｒ(ｍ)(＝Ｍ／Ｎ(ｍ))を計算
し、各周波数帯域のＲの中で最小となるＲを探し、この
周波数帯域にビットを割り当てＲを更新し、再び最小の
Ｒを探し出してはビットを割り当てていくという反復法
がある。ここで、マスキング閾値Ｍの計算方法は、一般
的な聴覚特性を持つ人のマスキング特性をもとにしてい
る。
波数帯域のパワーＳを求め、各周波数帯域のパワーによ
る他の周波数帯域に対するマスキング閾値Ｍ（音を聞く
ことができる最小のパワー）を求め、各周波数帯域をｍ
ビットで量子化した時の量子化雑音パワーＮ(ｍ)より、
マスキング閾値対雑音比Ｒ(ｍ)(＝Ｍ／Ｎ(ｍ))を計算
し、各周波数帯域のＲの中で最小となるＲを探し、この
周波数帯域にビットを割り当てＲを更新し、再び最小の
Ｒを探し出してはビットを割り当てていくという反復法
がある。ここで、マスキング閾値Ｍの計算方法は、一般
的な聴覚特性を持つ人のマスキング特性をもとにしてい
る。
【０００８】この適応ビット配分を行う符号化復号化装
置として、ＭＤ（ミニ・ディスク）やＤＣＣ（デジタル
・コンパクト・カセット）等が挙げられる。これらの装
置の実際の符号化復号化方式はそれぞれ、ＡＴＲＡＣ
（アダプティブ・トランスフォーム・アコースティック
・コーディング）、ＰＡＳＣ（プリシジョン・アダプテ
ィブ・サブバンド・コーディング）と呼ばれている。
置として、ＭＤ（ミニ・ディスク）やＤＣＣ（デジタル
・コンパクト・カセット）等が挙げられる。これらの装
置の実際の符号化復号化方式はそれぞれ、ＡＴＲＡＣ
（アダプティブ・トランスフォーム・アコースティック
・コーディング）、ＰＡＳＣ（プリシジョン・アダプテ
ィブ・サブバンド・コーディング）と呼ばれている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の符号
化復号化装置は、信号変化の程度に応じてブロック長を
変化させる場合、ブロック長の長短によらず同じ聴覚特
性を用いてビット配分を行っている。このため、実時間
の符号化を行う場合、ブロック長の短いものにより計算
量が制限されたり、急激な信号変化時と定常信号時とで
聴覚特性の差などが考慮されないという欠点がある。
化復号化装置は、信号変化の程度に応じてブロック長を
変化させる場合、ブロック長の長短によらず同じ聴覚特
性を用いてビット配分を行っている。このため、実時間
の符号化を行う場合、ブロック長の短いものにより計算
量が制限されたり、急激な信号変化時と定常信号時とで
聴覚特性の差などが考慮されないという欠点がある。
【００１０】そこで、この発明の第１の目的は、信号変
化の程度に応じてブロック長を変化させるとともに、適
応ビット配分方式でブロック長の長短に応じて最適の聴
覚特性を採用することにより、音質を高めることができ
る符号化復号化装置を提供することにある。
化の程度に応じてブロック長を変化させるとともに、適
応ビット配分方式でブロック長の長短に応じて最適の聴
覚特性を採用することにより、音質を高めることができ
る符号化復号化装置を提供することにある。
【００１１】また、入力信号が正弦波信号等のスペクト
ル帯域の狭い信号（以下、単に「正弦波信号」とい
う。）である場合、正弦波信号の含まれる周波数帯域だ
けがパワーが大きく、その周波数帯域より遠くなるほど
パワーは急激に小さくなる。このとき、正弦波信号の含
まれる周波数帯域（便宜上Ｉ1とする）から離れた他の
周波数帯域（便宜上Ｉ2とする）では、上記正弦波信号
によるマスキングの影響がほとんど無く、自身のパワー
によるマスキングの影響が一番大きくなる。その結果、
正弦波信号の含まれる周波数帯域Ｉ1の信号対マスキン
グ閾値比（ＳＭＲ）（パワーＳと（自身の）マスキング
閾値Ｍとの比を意味する。）と、上記正弦波信号による
マスキングの影響が無い周波数帯域Ｉ2の信号対マスキ
ング閾値比（ＳＭＲ）との間には、大きな違いが現れな
い。つまり、信号Ｓと量子化雑音パワーＮの相対的な関
係より、周波数帯域Ｉ1のマスキング閾値対雑音比（Ｍ
ＮＲ）Ｒ（＝Ｍ／Ｎ＝(Ｓ／Ｎ)(Ｓ／Ｍ)）と、周波数帯
域Ｉ2のマスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）Ｒとが、同
じような値となる。ここで、従来の適応ビット配分方式
では、マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）Ｒのみに基づ
いてビット配分を行っているため、周波数帯域Ｉ1に割
り当てられるビット数と、周波数帯域Ｉ2に割り当てら
れるビット数とが、同じような値となる。このため、も
し、正弦波信号のマスキングの影響を受けない周波数帯
域Ｉ2が多数あると、正弦波信号の含まれる周波数帯域
Ｉ1に配分されるビット数が少なくなり、このビット数
で量子化したときの量子化誤差が大きくなる。このた
め、符号化した正弦波信号を復号化したとき、量子化誤
差が聞こえて音質が劣化する恐れがある。
ル帯域の狭い信号（以下、単に「正弦波信号」とい
う。）である場合、正弦波信号の含まれる周波数帯域だ
けがパワーが大きく、その周波数帯域より遠くなるほど
パワーは急激に小さくなる。このとき、正弦波信号の含
まれる周波数帯域（便宜上Ｉ1とする）から離れた他の
周波数帯域（便宜上Ｉ2とする）では、上記正弦波信号
によるマスキングの影響がほとんど無く、自身のパワー
によるマスキングの影響が一番大きくなる。その結果、
正弦波信号の含まれる周波数帯域Ｉ1の信号対マスキン
グ閾値比（ＳＭＲ）（パワーＳと（自身の）マスキング
閾値Ｍとの比を意味する。）と、上記正弦波信号による
マスキングの影響が無い周波数帯域Ｉ2の信号対マスキ
ング閾値比（ＳＭＲ）との間には、大きな違いが現れな
い。つまり、信号Ｓと量子化雑音パワーＮの相対的な関
係より、周波数帯域Ｉ1のマスキング閾値対雑音比（Ｍ
ＮＲ）Ｒ（＝Ｍ／Ｎ＝(Ｓ／Ｎ)(Ｓ／Ｍ)）と、周波数帯
域Ｉ2のマスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）Ｒとが、同
じような値となる。ここで、従来の適応ビット配分方式
では、マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）Ｒのみに基づ
いてビット配分を行っているため、周波数帯域Ｉ1に割
り当てられるビット数と、周波数帯域Ｉ2に割り当てら
れるビット数とが、同じような値となる。このため、も
し、正弦波信号のマスキングの影響を受けない周波数帯
域Ｉ2が多数あると、正弦波信号の含まれる周波数帯域
Ｉ1に配分されるビット数が少なくなり、このビット数
で量子化したときの量子化誤差が大きくなる。このた
め、符号化した正弦波信号を復号化したとき、量子化誤
差が聞こえて音質が劣化する恐れがある。
【００１２】そこで、この発明の第２の目的は、正弦波
信号を符号化しても音質の劣化を起こさない符号化復号
化装置を提供することにある。
信号を符号化しても音質の劣化を起こさない符号化復号
化装置を提供することにある。
【００１３】また、大きいパワーを持つ周波数帯域（便
宜上Ｉ3とする）の近傍の周波数帯域（便宜上Ｉ4とす
る）はそのパワーが大きいにもかかわらず、マスキング
閾値Ｍが非常に高くなるときがある。このとき、Ｓ＜Ｍ
となって、ビットを割り当てなくても、つまりＮ(０)＝
Ｓであるから、マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）Ｒは
１より大きな数値となる。このため、周波数帯域Ｉ4に
ビットは割り当てられず、この周波数帯域Ｉ4は削除さ
れる。一般的な人であれば、このような音、すなわちパ
ワーが大きい周波数帯域Ｉ3の近傍の周波数帯域Ｉ4が削
除された音を聞いても違和感を覚えない。しかし、聴覚
に優れた人は、この周波数帯域Ｉ4が削除されたことを
認識して違和感を覚える場合がある。
宜上Ｉ3とする）の近傍の周波数帯域（便宜上Ｉ4とす
る）はそのパワーが大きいにもかかわらず、マスキング
閾値Ｍが非常に高くなるときがある。このとき、Ｓ＜Ｍ
となって、ビットを割り当てなくても、つまりＮ(０)＝
Ｓであるから、マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）Ｒは
１より大きな数値となる。このため、周波数帯域Ｉ4に
ビットは割り当てられず、この周波数帯域Ｉ4は削除さ
れる。一般的な人であれば、このような音、すなわちパ
ワーが大きい周波数帯域Ｉ3の近傍の周波数帯域Ｉ4が削
除された音を聞いても違和感を覚えない。しかし、聴覚
に優れた人は、この周波数帯域Ｉ4が削除されたことを
認識して違和感を覚える場合がある。
【００１４】そこで、この発明の第３の目的は、聴覚に
優れた人にもこのような違和感を与えない符号化復号化
装置を提供することにある。
優れた人にもこのような違和感を与えない符号化復号化
装置を提供することにある。
【００１５】また、楽音の再生装置に低域強調機能のよ
うな特定の周波数成分を強調する機能が付いている場合
がある。このような再生装置で、上記適応ビット配分方
式で復号化した音を再生するとき、もし、符号化時に上
記周波数成分にビットが十分に割り当てられなくて、こ
の周波数成分を含む周波数帯域ＩsのＭＮＲが１より少
し大きい程度であったとすると、上記周波数成分の量子
化誤差が強調される恐れがある。これを図１４を用いて
説明する。図１４(a)は上記適応ビット配分方式で復号
化した再生音について、ある時点のパワースペクトルと
マスキング閾値、量子化誤差のパワースペクトルを示し
ている。実線Ｌ1が再生音のパワースペクトル、破線Ｌ2
がその再生音によるマスキング閾値、点線Ｌ3が再生音
中に含まれる量子化誤差信号のパワースペクトルをそれ
ぞれ表している。上記再生装置で、図１４(b)に示す度
合の低域強調を行ったとき、増加した各スペクトルを図
１４(a)で各線の細線ｌ1，ｌ2，ｌ3で表している。図１
４(b)の各軸のスケールは図１４(a)と同じである。図１
４(a)から分かるように、再生音の低域が強調されると
共にマスキング閾値も低域が上昇している。が、それ以
上に量子化誤差のパワーが上昇して、マスキング閾値を
超えてしまう箇所が存在している。この箇所では、量子
化誤差が知覚されるという問題がある。
うな特定の周波数成分を強調する機能が付いている場合
がある。このような再生装置で、上記適応ビット配分方
式で復号化した音を再生するとき、もし、符号化時に上
記周波数成分にビットが十分に割り当てられなくて、こ
の周波数成分を含む周波数帯域ＩsのＭＮＲが１より少
し大きい程度であったとすると、上記周波数成分の量子
化誤差が強調される恐れがある。これを図１４を用いて
説明する。図１４(a)は上記適応ビット配分方式で復号
化した再生音について、ある時点のパワースペクトルと
マスキング閾値、量子化誤差のパワースペクトルを示し
ている。実線Ｌ1が再生音のパワースペクトル、破線Ｌ2
がその再生音によるマスキング閾値、点線Ｌ3が再生音
中に含まれる量子化誤差信号のパワースペクトルをそれ
ぞれ表している。上記再生装置で、図１４(b)に示す度
合の低域強調を行ったとき、増加した各スペクトルを図
１４(a)で各線の細線ｌ1，ｌ2，ｌ3で表している。図１
４(b)の各軸のスケールは図１４(a)と同じである。図１
４(a)から分かるように、再生音の低域が強調されると
共にマスキング閾値も低域が上昇している。が、それ以
上に量子化誤差のパワーが上昇して、マスキング閾値を
超えてしまう箇所が存在している。この箇所では、量子
化誤差が知覚されるという問題がある。
【００１６】そこで、この発明の第４の目的は、特定の
周波数成分を強調する機能を持つ再生装置を用いて復号
化した音を再生するとき、強調される周波数成分を含む
周波数帯域で量子化誤差を抑えることができ、音質の劣
化を防止することができる符号化復号化装置を提供する
ことにある。
周波数成分を強調する機能を持つ再生装置を用いて復号
化した音を再生するとき、強調される周波数成分を含む
周波数帯域で量子化誤差を抑えることができ、音質の劣
化を防止することができる符号化復号化装置を提供する
ことにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の符号化復号化装置は、楽音、音声
またはこれらの組み合わせからなるディジタル入力信号
を符号化する符号化部と、上記符号化部によって符号化
された信号を復号化する復号化部とを備えた符号化復号
化装置であって、上記符号化部は、上記入力信号の変化
の程度に応じて、上記入力信号を所定のブロック長に時
分割してブロック化するブロック長決定部と、上記各ブ
ロックの信号を複数の周波数帯域に分割して周波数帯域
信号を生成する周波数帯域分割部と、聴覚心理特性を反
映して上記各周波数帯域のパワーの大きさから各周波数
帯域のマスキング閾値対雑音比を求め、このマスキング
閾値対雑音比の大小に基づいて上記各周波数帯域に配分
すべき量子化ビット数を決定するビット配分部と、上記
ビット配分部から上記量子化ビット数を表す情報を受け
て、この情報に基づいて、上記各周波数帯域に所定のビ
ット数を配分しつつ上記周波数帯域信号を量子化して符
号列を生成する量子化部とを有し、上記ビット配分部
は、上記ブロック長決定部から上記ブロック長を表す情
報を受けて、上記ブロック長の長短に応じて、異なる聴
覚心理特性を採用する手段を有することを特徴としてい
る。
め、請求項１に記載の符号化復号化装置は、楽音、音声
またはこれらの組み合わせからなるディジタル入力信号
を符号化する符号化部と、上記符号化部によって符号化
された信号を復号化する復号化部とを備えた符号化復号
化装置であって、上記符号化部は、上記入力信号の変化
の程度に応じて、上記入力信号を所定のブロック長に時
分割してブロック化するブロック長決定部と、上記各ブ
ロックの信号を複数の周波数帯域に分割して周波数帯域
信号を生成する周波数帯域分割部と、聴覚心理特性を反
映して上記各周波数帯域のパワーの大きさから各周波数
帯域のマスキング閾値対雑音比を求め、このマスキング
閾値対雑音比の大小に基づいて上記各周波数帯域に配分
すべき量子化ビット数を決定するビット配分部と、上記
ビット配分部から上記量子化ビット数を表す情報を受け
て、この情報に基づいて、上記各周波数帯域に所定のビ
ット数を配分しつつ上記周波数帯域信号を量子化して符
号列を生成する量子化部とを有し、上記ビット配分部
は、上記ブロック長決定部から上記ブロック長を表す情
報を受けて、上記ブロック長の長短に応じて、異なる聴
覚心理特性を採用する手段を有することを特徴としてい
る。
【００１８】また、請求項２に記載の符号化復号化装置
は、楽音、音声またはこれらの組み合わせからなるディ
ジタル入力信号を符号化する符号化部と、上記符号化部
によって符号化された信号を復号化する復号化部とを備
えた符号化復号化装置であって、上記符号化部は、上記
入力信号を、所定の時分割単位毎に、複数の周波数帯域
に分割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部
と、聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワー
の大きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を
求め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上
記各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定する
ビット配分部と、上記ビット配分部から上記量子化ビッ
ト数を表す情報を受けて、この情報に基づいて、上記各
周波数帯域に所定のビット数を配分しつつ上記周波数帯
域信号を量子化して符号列を生成する量子化部とを有
し、上記ビット配分部は、上記各周波数帯域に配分され
る最大ビット数を各周波数帯域毎に制限する手段を有す
ることを特徴としている。
は、楽音、音声またはこれらの組み合わせからなるディ
ジタル入力信号を符号化する符号化部と、上記符号化部
によって符号化された信号を復号化する復号化部とを備
えた符号化復号化装置であって、上記符号化部は、上記
入力信号を、所定の時分割単位毎に、複数の周波数帯域
に分割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部
と、聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワー
の大きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を
求め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上
記各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定する
ビット配分部と、上記ビット配分部から上記量子化ビッ
ト数を表す情報を受けて、この情報に基づいて、上記各
周波数帯域に所定のビット数を配分しつつ上記周波数帯
域信号を量子化して符号列を生成する量子化部とを有
し、上記ビット配分部は、上記各周波数帯域に配分され
る最大ビット数を各周波数帯域毎に制限する手段を有す
ることを特徴としている。
【００１９】また、請求項３に記載の符号化復号化装置
は、請求項２に記載の符号化復号化装置において、上記
ビット配分部の上記手段は、全周波数帯域のパワーと一
の周波数帯域のパワーとの比に基づいて、上記一の周波
数帯域に配分される最大ビット数を決定することを特徴
としている。
は、請求項２に記載の符号化復号化装置において、上記
ビット配分部の上記手段は、全周波数帯域のパワーと一
の周波数帯域のパワーとの比に基づいて、上記一の周波
数帯域に配分される最大ビット数を決定することを特徴
としている。
【００２０】また、請求項４に記載の符号化復号化装置
は、請求項２に記載の符号化復号化装置において、上記
ビット配分部の上記手段は、一の周波数帯域のパワーの
大きさに基づいて、上記一の周波数帯域に配分される最
大ビット数を決定することを特徴としている。
は、請求項２に記載の符号化復号化装置において、上記
ビット配分部の上記手段は、一の周波数帯域のパワーの
大きさに基づいて、上記一の周波数帯域に配分される最
大ビット数を決定することを特徴としている。
【００２１】また、請求項５に記載の符号化復号化装置
は、請求項２に記載の符号化復号化装置において、上記
ビット配分部の上記手段は、全周波数帯域のパワーと一
の周波数帯域のパワーとの比、および、上記一の周波数
帯域のパワーの大きさとに基づいて、上記各周波数帯域
に配分される量子化ビット数を決定することを特徴とし
ている。
は、請求項２に記載の符号化復号化装置において、上記
ビット配分部の上記手段は、全周波数帯域のパワーと一
の周波数帯域のパワーとの比、および、上記一の周波数
帯域のパワーの大きさとに基づいて、上記各周波数帯域
に配分される量子化ビット数を決定することを特徴とし
ている。
【００２２】また、請求項６に記載の符号化復号化装置
は、請求項２及至５のいずれか一つに記載の符号化復号
化装置において、上記ビット配分部は、一の周波数帯域
のマスキング閾値対雑音比が１以下である場合、上記一
の周波数帯域に配分される最大ビット数についての制限
を解除する手段を有することを特徴としている。
は、請求項２及至５のいずれか一つに記載の符号化復号
化装置において、上記ビット配分部は、一の周波数帯域
のマスキング閾値対雑音比が１以下である場合、上記一
の周波数帯域に配分される最大ビット数についての制限
を解除する手段を有することを特徴としている。
【００２３】また、請求項７に記載の符号化復号化装置
は、請求項２及至６のいずれか一つに記載の符号化復号
化装置において、上記ビット配分部は、配分した全量子
化ビット数が全周波数帯域に配分し得る所定の総数に満
たない場合、上記各周波数帯域に配分されたビット数が
それぞれ上記最大ビット数に等しいかどうかを判断し
て、各周波数帯域に配分されたビット数がそれぞれ上記
最大ビット数に等しいとき、上記最大ビット数について
の制限を緩和または解除する手段を有することを特徴と
している。
は、請求項２及至６のいずれか一つに記載の符号化復号
化装置において、上記ビット配分部は、配分した全量子
化ビット数が全周波数帯域に配分し得る所定の総数に満
たない場合、上記各周波数帯域に配分されたビット数が
それぞれ上記最大ビット数に等しいかどうかを判断し
て、各周波数帯域に配分されたビット数がそれぞれ上記
最大ビット数に等しいとき、上記最大ビット数について
の制限を緩和または解除する手段を有することを特徴と
している。
【００２４】また、請求項８に記載の符号化復号化装置
は、楽音、音声またはこれらの組み合わせからなるディ
ジタル入力信号を符号化する符号化部と、上記符号化部
によって符号化された信号を復号化する復号化部とを備
えた符号化復号化装置であって、上記符号化部は、上記
入力信号を、所定の時分割単位毎に、複数の周波数帯域
に分割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部
と、聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワー
の大きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を
求め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上
記各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定する
ビット配分部と、上記ビット配分部から上記量子化ビッ
ト数を表す情報を受けて、この情報に基づいて、上記各
周波数帯域に所定のビット数を配分しつつ上記周波数帯
域信号を量子化して符号列を生成する量子化部とを有
し、上記ビット配分部は、全周波数帯域のパワーに対し
て一の周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどう
かを判断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周
波数帯域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかか
わらず少なくとも最低量子化ビット数を割り当てる手段
を有することを特徴としている。
は、楽音、音声またはこれらの組み合わせからなるディ
ジタル入力信号を符号化する符号化部と、上記符号化部
によって符号化された信号を復号化する復号化部とを備
えた符号化復号化装置であって、上記符号化部は、上記
入力信号を、所定の時分割単位毎に、複数の周波数帯域
に分割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部
と、聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワー
の大きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を
求め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上
記各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定する
ビット配分部と、上記ビット配分部から上記量子化ビッ
ト数を表す情報を受けて、この情報に基づいて、上記各
周波数帯域に所定のビット数を配分しつつ上記周波数帯
域信号を量子化して符号列を生成する量子化部とを有
し、上記ビット配分部は、全周波数帯域のパワーに対し
て一の周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどう
かを判断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周
波数帯域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかか
わらず少なくとも最低量子化ビット数を割り当てる手段
を有することを特徴としている。
【００２５】また、請求項９に記載の符号化復号化装置
は、楽音、音声またはこれらの組み合わせからなるディ
ジタル入力信号を符号化する符号化部と、上記符号化部
によって符号化された信号を復号化する復号化部とを備
えた符号化復号化装置であって、上記符号化部は、上記
入力信号を、所定の時分割単位毎に、複数の周波数帯域
に分割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部
と、聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワー
の大きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を
求め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上
記各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定する
ビット配分部と、上記ビット配分部から上記量子化ビッ
ト数を表す情報を受けて、この情報に基づいて、上記各
周波数帯域に所定のビット数を配分しつつ上記周波数帯
域信号を量子化して符号列を生成する量子化部とを有
し、上記ビット数配分部は、予め定められた特定の周波
数帯域に、予め定められた分だけ余分にビット数を割り
当てる手段を有することを特徴としている。
は、楽音、音声またはこれらの組み合わせからなるディ
ジタル入力信号を符号化する符号化部と、上記符号化部
によって符号化された信号を復号化する復号化部とを備
えた符号化復号化装置であって、上記符号化部は、上記
入力信号を、所定の時分割単位毎に、複数の周波数帯域
に分割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部
と、聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワー
の大きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を
求め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上
記各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定する
ビット配分部と、上記ビット配分部から上記量子化ビッ
ト数を表す情報を受けて、この情報に基づいて、上記各
周波数帯域に所定のビット数を配分しつつ上記周波数帯
域信号を量子化して符号列を生成する量子化部とを有
し、上記ビット数配分部は、予め定められた特定の周波
数帯域に、予め定められた分だけ余分にビット数を割り
当てる手段を有することを特徴としている。
【００２６】また、請求項１０に記載の符号化復号化装
置は、請求項９に記載の符号化復号化装置において、上
記ビット配分部は、全周波数帯域に配分し得る量子化ビ
ット数の総数から上記特定の周波数帯域に余分に配分す
べきビット数を差し引いた残りのビット数を各周波数帯
域に割り当て、続いて、上記余分に配分すべきビット数
を上記特定の周波数帯域に加算する手段を有することを
特徴としている。
置は、請求項９に記載の符号化復号化装置において、上
記ビット配分部は、全周波数帯域に配分し得る量子化ビ
ット数の総数から上記特定の周波数帯域に余分に配分す
べきビット数を差し引いた残りのビット数を各周波数帯
域に割り当て、続いて、上記余分に配分すべきビット数
を上記特定の周波数帯域に加算する手段を有することを
特徴としている。
【００２７】また、請求項１１に記載の符号化復号化装
置は、請求項９に記載の符号化復号化装置において、上
記ビット配分部は、上記周波数帯域のパワーの大きさか
ら各周波数帯域毎の信号対マスキング閾値比を求め、上
記特定の周波数帯域の信号対マスキング閾値比に予め定
められた値を加えた後、この信号対マスキング閾値比を
用いて上記マスキング閾値対雑音比を求める手段を有す
ることを特徴としている。
置は、請求項９に記載の符号化復号化装置において、上
記ビット配分部は、上記周波数帯域のパワーの大きさか
ら各周波数帯域毎の信号対マスキング閾値比を求め、上
記特定の周波数帯域の信号対マスキング閾値比に予め定
められた値を加えた後、この信号対マスキング閾値比を
用いて上記マスキング閾値対雑音比を求める手段を有す
ることを特徴としている。
【００２８】また、請求項１２に記載の符号化復号化装
置は、楽音、音声またはこれらの組み合わせからなるデ
ィジタル入力信号を符号化する符号化部と、上記符号化
部によって符号化された信号を復号化する復号化部とを
備えた符号化復号化装置であって、上記符号化部は、上
記入力信号の変化の程度に応じて、上記入力信号を所定
のブロック長に時分割してブロック化するブロック長決
定部と、上記各ブロックの信号を複数の周波数帯域に分
割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部と、
聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワーの大
きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を求
め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上記
各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定するビ
ット配分部と、上記ビット配分部から上記量子化ビット
数を表す情報を受けて、この情報に基づいて、上記各周
波数帯域に所定のビット数を配分しつつ上記周波数帯域
信号を量子化して符号列を生成する量子化部とを有し、
上記ビット配分部は、上記ブロック長決定部から上記ブ
ロック長を表す情報を受けて、上記ブロック長の長短に
応じて、異なる聴覚心理特性を採用する手段と、上記各
周波数帯域に配分される最大ビット数を各周波数帯域毎
に制限する手段と、全周波数帯域のパワーに対して一の
周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどうかを判
断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周波数帯
域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかかわらず
少なくとも最低量子化ビット数を割り当てる手段と、予
め定められた特定の周波数帯域に、予め定められた分だ
け余分にビット数を割り当てる手段との４つの手段のう
ち２つ以上の手段を有することを特徴としている。
置は、楽音、音声またはこれらの組み合わせからなるデ
ィジタル入力信号を符号化する符号化部と、上記符号化
部によって符号化された信号を復号化する復号化部とを
備えた符号化復号化装置であって、上記符号化部は、上
記入力信号の変化の程度に応じて、上記入力信号を所定
のブロック長に時分割してブロック化するブロック長決
定部と、上記各ブロックの信号を複数の周波数帯域に分
割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部と、
聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワーの大
きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を求
め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上記
各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定するビ
ット配分部と、上記ビット配分部から上記量子化ビット
数を表す情報を受けて、この情報に基づいて、上記各周
波数帯域に所定のビット数を配分しつつ上記周波数帯域
信号を量子化して符号列を生成する量子化部とを有し、
上記ビット配分部は、上記ブロック長決定部から上記ブ
ロック長を表す情報を受けて、上記ブロック長の長短に
応じて、異なる聴覚心理特性を採用する手段と、上記各
周波数帯域に配分される最大ビット数を各周波数帯域毎
に制限する手段と、全周波数帯域のパワーに対して一の
周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどうかを判
断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周波数帯
域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかかわらず
少なくとも最低量子化ビット数を割り当てる手段と、予
め定められた特定の周波数帯域に、予め定められた分だ
け余分にビット数を割り当てる手段との４つの手段のう
ち２つ以上の手段を有することを特徴としている。
【００２９】
【作用】請求項１の符号化復号化装置では、符号化部の
ビット配分部は、ブロック長決定部からブロック長を表
す情報を受けて、上記ブロック長の長短に応じて、異な
る聴覚心理特性を採用する。したがって、ブロック長が
長いときには、計算量が多いがマスキング効果の大きい
聴覚心理特性、例えば同時マスキングを適用できる。一
方、ブロック長が短いときには、マスキング効果が小さ
いが計算量が少ない聴覚心理特性、例えば継時マスキン
グを適用できる。つまり、計算量とマスキング閾値の精
度という二律排反の関係を克服でき、常に最適の聴覚心
理特性を採用して量子化誤差を低減することができる。
したがって、高音質な再生音を得ることができる。
ビット配分部は、ブロック長決定部からブロック長を表
す情報を受けて、上記ブロック長の長短に応じて、異な
る聴覚心理特性を採用する。したがって、ブロック長が
長いときには、計算量が多いがマスキング効果の大きい
聴覚心理特性、例えば同時マスキングを適用できる。一
方、ブロック長が短いときには、マスキング効果が小さ
いが計算量が少ない聴覚心理特性、例えば継時マスキン
グを適用できる。つまり、計算量とマスキング閾値の精
度という二律排反の関係を克服でき、常に最適の聴覚心
理特性を採用して量子化誤差を低減することができる。
したがって、高音質な再生音を得ることができる。
【００３０】請求項２の符号化復号化装置は、符号化部
のビット配分部は、各周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数を各周波数帯域毎に制限する。したがって、複数の
周波数帯域のうちパワーが大きい周波数帯域Ｉ1から離
れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2に対して、マスキン
グ閾値対雑音比（ＭＮＲ）の大小にかかわらず、配分で
きる量子化ビットの最大数が制限される。すなわち、正
弦波信号が入力された時、正弦波信号が含まれる周波数
帯域Ｉ1から離れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2では、
たとえ正弦波信号の含まれる周波数帯域Ｉ1と同じよう
な大きさのマスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を持って
いたとしても、最大ビット数が有効に制限される。この
結果、上記パワーが小さい周波数帯域Ｉ2に配分された
であろうビット数が、他の周波数帯域、特に正弦波信号
の含まれる周波数帯域Ｉ1に配分される。したがって、
上記正弦波信号を復号化したとき、従来に比して量子化
誤差が低減され、音質が高まる。
のビット配分部は、各周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数を各周波数帯域毎に制限する。したがって、複数の
周波数帯域のうちパワーが大きい周波数帯域Ｉ1から離
れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2に対して、マスキン
グ閾値対雑音比（ＭＮＲ）の大小にかかわらず、配分で
きる量子化ビットの最大数が制限される。すなわち、正
弦波信号が入力された時、正弦波信号が含まれる周波数
帯域Ｉ1から離れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2では、
たとえ正弦波信号の含まれる周波数帯域Ｉ1と同じよう
な大きさのマスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を持って
いたとしても、最大ビット数が有効に制限される。この
結果、上記パワーが小さい周波数帯域Ｉ2に配分された
であろうビット数が、他の周波数帯域、特に正弦波信号
の含まれる周波数帯域Ｉ1に配分される。したがって、
上記正弦波信号を復号化したとき、従来に比して量子化
誤差が低減され、音質が高まる。
【００３１】請求項３の符号化復号化装置では、符号化
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーと一の周波
数帯域のパワーとの比に基づいて、上記一の周波数帯域
に配分される最大ビット数を決定する。この場合、入力
信号が大きいときに、パワーが小さい周波数帯域へのビ
ット配分が有効に制限される。
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーと一の周波
数帯域のパワーとの比に基づいて、上記一の周波数帯域
に配分される最大ビット数を決定する。この場合、入力
信号が大きいときに、パワーが小さい周波数帯域へのビ
ット配分が有効に制限される。
【００３２】請求項４の符号化復号化装置では、符号化
部のビット配分部は、一の周波数帯域のパワーの大きさ
に基づいて、上記一の周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数を決定する。この場合、入力信号が小さいときに、
パワーが小さい周波数帯域へのビット配分が有効に制限
される。
部のビット配分部は、一の周波数帯域のパワーの大きさ
に基づいて、上記一の周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数を決定する。この場合、入力信号が小さいときに、
パワーが小さい周波数帯域へのビット配分が有効に制限
される。
【００３３】請求項５の符号化復号化装置では、符号化
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーと一の周波
数帯域のパワーとの比、および、上記一の周波数帯域の
パワーの大きさとに基づいて、上記各周波数帯域に配分
される量子化ビット数を決定する。この場合、入力信号
の大小にかかわらず、パワーが小さい周波数帯域へのビ
ット配分が有効に制限される。
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーと一の周波
数帯域のパワーとの比、および、上記一の周波数帯域の
パワーの大きさとに基づいて、上記各周波数帯域に配分
される量子化ビット数を決定する。この場合、入力信号
の大小にかかわらず、パワーが小さい周波数帯域へのビ
ット配分が有効に制限される。
【００３４】ここで、上記ビット配分部による最大ビッ
ト数の制限が厳しい場合、パワーが大きい周波数帯域Ｉ
1から離れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2に対して、十
分なビット数が割り当てられなくて、その周波数帯域Ｉ
2での量子化誤差が聞こえてしまう可能性がある。つま
り、上記パワーが小さい周波数帯域Ｉ2のマスキング閾
値対雑音比（ＭＮＲ）が１以下のときである。そこで、
請求項６の符号化復号化装置では、上記ビット配分部
は、一の周波数帯域のマスキング閾値対雑音比が１以下
である場合、上記一の周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数についての制限を解除する。このようした場合、元
々最大ビット数の制限を受ける周波数帯域ではマスキン
グ閾値対雑音比が１を超えるまでビット数の割り当てが
なされ、マスキング閾値が１を超えた時点で直ちにビッ
ト数の割り当てが止まる。したがって、請求項２の符号
化復号化装置と同様に正弦波信号が含まれる周波数帯域
Ｉ1の量子化誤差が低減される上、パワーが小さい周波
数帯域Ｉ2の量子化誤差が低減される。したがって、復
号化時の音質が改善される。
ト数の制限が厳しい場合、パワーが大きい周波数帯域Ｉ
1から離れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2に対して、十
分なビット数が割り当てられなくて、その周波数帯域Ｉ
2での量子化誤差が聞こえてしまう可能性がある。つま
り、上記パワーが小さい周波数帯域Ｉ2のマスキング閾
値対雑音比（ＭＮＲ）が１以下のときである。そこで、
請求項６の符号化復号化装置では、上記ビット配分部
は、一の周波数帯域のマスキング閾値対雑音比が１以下
である場合、上記一の周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数についての制限を解除する。このようした場合、元
々最大ビット数の制限を受ける周波数帯域ではマスキン
グ閾値対雑音比が１を超えるまでビット数の割り当てが
なされ、マスキング閾値が１を超えた時点で直ちにビッ
ト数の割り当てが止まる。したがって、請求項２の符号
化復号化装置と同様に正弦波信号が含まれる周波数帯域
Ｉ1の量子化誤差が低減される上、パワーが小さい周波
数帯域Ｉ2の量子化誤差が低減される。したがって、復
号化時の音質が改善される。
【００３５】また、上記ビット配分部による最大ビット
数の制限が厳しい場合、全ての周波数帯域のビット数が
最大ビット数と等しい（あるいは超えている）にもかか
わらず、配分した全量子化ビット数が全周波数帯域に配
分し得る所定の総数に満たない可能性がある。つまり、
各周波数帯域の最大ビット数が小さいため、まだ配分で
きるビット数が余る恐れがある。そこで、請求項７の符
号化復号化装置では、上記ビット配分部は、配分した全
量子化ビット数が全周波数帯域に配分し得る所定の総数
に満たない場合、上記各周波数帯域に配分されたビット
数がそれぞれ上記最大ビット数に等しいかどうかを判断
して、各周波数帯域に配分されたビット数がそれぞれ上
記最大ビット数に等しいとき、上記最大ビット数につい
ての制限を緩和または解除する。したがって、量子化ビ
ット数の総数の範囲内でビット配分が有効に行われる。
すなわち、上記制限により本来のビット数より少ないビ
ット数が割り当てられたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2
に対して、少し余分にビットが配分されるので、この周
波数帯域Ｉ2でのマスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）が
改善され、復号化時の音質が改善される。
数の制限が厳しい場合、全ての周波数帯域のビット数が
最大ビット数と等しい（あるいは超えている）にもかか
わらず、配分した全量子化ビット数が全周波数帯域に配
分し得る所定の総数に満たない可能性がある。つまり、
各周波数帯域の最大ビット数が小さいため、まだ配分で
きるビット数が余る恐れがある。そこで、請求項７の符
号化復号化装置では、上記ビット配分部は、配分した全
量子化ビット数が全周波数帯域に配分し得る所定の総数
に満たない場合、上記各周波数帯域に配分されたビット
数がそれぞれ上記最大ビット数に等しいかどうかを判断
して、各周波数帯域に配分されたビット数がそれぞれ上
記最大ビット数に等しいとき、上記最大ビット数につい
ての制限を緩和または解除する。したがって、量子化ビ
ット数の総数の範囲内でビット配分が有効に行われる。
すなわち、上記制限により本来のビット数より少ないビ
ット数が割り当てられたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2
に対して、少し余分にビットが配分されるので、この周
波数帯域Ｉ2でのマスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）が
改善され、復号化時の音質が改善される。
【００３６】請求項８の符号化復号化装置では、符号化
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーに対して一
の周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどうかを
判断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周波数
帯域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかかわら
ず少なくとも最低量子化ビット数を割り当てる。したが
って、他の周波数帯域Ｉ3のパワーの影響によって、一
定比率以上のパワーを持つ周波数帯域Ｉ4が完全に削除
されるようなことがない。したがって、従来と異なり、
聴覚特性に優れた人にも違和感を持たせなくて済み、高
音質の再生音を提供することができる。
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーに対して一
の周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどうかを
判断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周波数
帯域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかかわら
ず少なくとも最低量子化ビット数を割り当てる。したが
って、他の周波数帯域Ｉ3のパワーの影響によって、一
定比率以上のパワーを持つ周波数帯域Ｉ4が完全に削除
されるようなことがない。したがって、従来と異なり、
聴覚特性に優れた人にも違和感を持たせなくて済み、高
音質の再生音を提供することができる。
【００３７】また、楽音の再生装置に低域強調機能のよ
うな特定の周波数成分を強調する機能が付いている場合
がある。このような再生装置で、上記適応ビット配分方
式で復号化した音を再生するとき、もし、符号化時に上
記周波数成分にビットが十分に割り当てられなくて、こ
の周波数成分を含む周波数帯域Ｉsのマスキング閾値対
雑音比（ＭＮＲ）が１より少し大きい程度であったとす
ると、上記周波数成分の量子化誤差が強調される恐れが
ある。そこで、請求項９の符号化復号化装置では、符号
化部のビット数配分部は、予め定められた特定の周波数
帯域Ｉsに、予め定められた分だけ余分にビット数を割
り当てる。これにより、上記特定の周波数帯域Ｉsの量
子化誤差は通常より小さくなり、再生装置で強調したと
きにこの誤差が強調されても、この誤差が知覚されなく
なる。
うな特定の周波数成分を強調する機能が付いている場合
がある。このような再生装置で、上記適応ビット配分方
式で復号化した音を再生するとき、もし、符号化時に上
記周波数成分にビットが十分に割り当てられなくて、こ
の周波数成分を含む周波数帯域Ｉsのマスキング閾値対
雑音比（ＭＮＲ）が１より少し大きい程度であったとす
ると、上記周波数成分の量子化誤差が強調される恐れが
ある。そこで、請求項９の符号化復号化装置では、符号
化部のビット数配分部は、予め定められた特定の周波数
帯域Ｉsに、予め定められた分だけ余分にビット数を割
り当てる。これにより、上記特定の周波数帯域Ｉsの量
子化誤差は通常より小さくなり、再生装置で強調したと
きにこの誤差が強調されても、この誤差が知覚されなく
なる。
【００３８】また、請求項１０の符号化復号化装置で
は、符号化部のビット配分部は、全周波数帯域に配分し
得る量子化ビット数の総数から上記特定の周波数帯域Ｉ
sに余分に配分すべきビット数を差し引いた残りのビッ
ト数を各周波数帯域に割り当て、続いて、上記余分に配
分すべきビット数を上記特定の周波数帯域Ｉsに加算す
る。したがって、最終的に全周波数帯域に配分されたビ
ット数が、上記量子化ビット数の総数の範囲内に収ま
る。
は、符号化部のビット配分部は、全周波数帯域に配分し
得る量子化ビット数の総数から上記特定の周波数帯域Ｉ
sに余分に配分すべきビット数を差し引いた残りのビッ
ト数を各周波数帯域に割り当て、続いて、上記余分に配
分すべきビット数を上記特定の周波数帯域Ｉsに加算す
る。したがって、最終的に全周波数帯域に配分されたビ
ット数が、上記量子化ビット数の総数の範囲内に収ま
る。
【００３９】また、請求項１１の符号化復号化装置で
は、符号化部のビット配分部は、上記周波数帯域のパワ
ーの大きさから各周波数帯域毎の信号対マスキング閾値
比（ＳＭＲ）を求め、上記特定の周波数帯域Ｉsの信号
対マスキング閾値比（ＳＭＲ）に予め定められた値を加
えた後、この信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）を用い
て上記マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を求める。こ
のようにした場合、上記周波数帯域Ｉsは、信号対マス
キング閾値比（ＳＭＲ）の増加分によって、ビット配分
されやすくなり、請求項９の符号化復号化装置と同様に
上記特定の周波数帯域Ｉsの量子化誤差が小さくなる。
この結果、量子化誤差がマスキング閾値を超えるのを防
止でき、量子化誤差が知覚されなくなる。しかも、この
場合のビット配分は、全周波数帯域の信号対マスキング
閾値比（ＳＭＲ）のバランスを考慮したものである。す
なわち、もし、強調される特定の周波数帯域Ｉsに信号
成分が無い場合は、この周波数帯域Ｉsの信号対マスキ
ング閾値比（ＳＭＲ）はデシベル換算で元々負の無限大
かそれに相当する値となっているので、強調による加算
は無視されて、この周波数帯域Ｉsにビット配分される
ことはない。したがって、ビット配分の無駄をなくすこ
とができる。また、強調しても他の周波数帯域の信号に
上記周波数帯域Ｉsの信号自身あるいは量子化誤差がマ
スクされてしまう場合は、他のマスキングされない周波
数帯域に比べ、ビット配分する前のマスキング閾値対雑
音比（ＭＮＲ）が大きな値となる（もちろん強調される
前の値よりは小さな値であるが、まだマスキングされな
い周波数帯域のＭＮＲに比べると大きい）ので、この周
波数帯域Ｉsにはビット配分されにくくなる。したがっ
て、強調による無駄なビット配分を防ぐことができる。
は、符号化部のビット配分部は、上記周波数帯域のパワ
ーの大きさから各周波数帯域毎の信号対マスキング閾値
比（ＳＭＲ）を求め、上記特定の周波数帯域Ｉsの信号
対マスキング閾値比（ＳＭＲ）に予め定められた値を加
えた後、この信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）を用い
て上記マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を求める。こ
のようにした場合、上記周波数帯域Ｉsは、信号対マス
キング閾値比（ＳＭＲ）の増加分によって、ビット配分
されやすくなり、請求項９の符号化復号化装置と同様に
上記特定の周波数帯域Ｉsの量子化誤差が小さくなる。
この結果、量子化誤差がマスキング閾値を超えるのを防
止でき、量子化誤差が知覚されなくなる。しかも、この
場合のビット配分は、全周波数帯域の信号対マスキング
閾値比（ＳＭＲ）のバランスを考慮したものである。す
なわち、もし、強調される特定の周波数帯域Ｉsに信号
成分が無い場合は、この周波数帯域Ｉsの信号対マスキ
ング閾値比（ＳＭＲ）はデシベル換算で元々負の無限大
かそれに相当する値となっているので、強調による加算
は無視されて、この周波数帯域Ｉsにビット配分される
ことはない。したがって、ビット配分の無駄をなくすこ
とができる。また、強調しても他の周波数帯域の信号に
上記周波数帯域Ｉsの信号自身あるいは量子化誤差がマ
スクされてしまう場合は、他のマスキングされない周波
数帯域に比べ、ビット配分する前のマスキング閾値対雑
音比（ＭＮＲ）が大きな値となる（もちろん強調される
前の値よりは小さな値であるが、まだマスキングされな
い周波数帯域のＭＮＲに比べると大きい）ので、この周
波数帯域Ｉsにはビット配分されにくくなる。したがっ
て、強調による無駄なビット配分を防ぐことができる。
【００４０】また、請求項１２の符号化復号化装置で
は、符号化部のビット配分部は、請求項１，２，８，９
のビット配分部が有する計４つの手段のうち２つ以上の
手段を有している。したがって、請求項１，２，８，９
による上述の４つの作用のうち２つ以上のものを組み合
わせた作用を奏することができる。しかも、上記４つの
手段は、個々にハードウエアによっても実現されるが、
ディジタル信号プロセッサ等の装置上ですべてソフトウ
エアによっても実現され得る。
は、符号化部のビット配分部は、請求項１，２，８，９
のビット配分部が有する計４つの手段のうち２つ以上の
手段を有している。したがって、請求項１，２，８，９
による上述の４つの作用のうち２つ以上のものを組み合
わせた作用を奏することができる。しかも、上記４つの
手段は、個々にハードウエアによっても実現されるが、
ディジタル信号プロセッサ等の装置上ですべてソフトウ
エアによっても実現され得る。
【００４１】
【実施例】以下、この発明の符号化復号化装置を実施例
により詳細に説明する。
により詳細に説明する。
【００４２】図１は第１実施例の符号化復号化装置のブ
ロック構成を示している。
ロック構成を示している。
【００４３】この符号化復号化装置は、ブロック長決定
部１、周波数帯域分割部２、ビット配分部３、量子化部
４およびマルチプレクサ５からなる符号化部と、伝送路
６と、デマルチプレクサ７、逆量子化部８および周波数
帯域合成部９からなる復号化部とを備えている。上記ビ
ット配分部３には、パワー計算部３１と、マスキング閾
値計算部３２と、ＳＭＲ（信号対マスキング閾値比）計
算部３３と、ＭＮＲ（マスキング閾値対雑音比）計算部
３４と、ビット配分計算部３５とが含まれている。伝送
路６は、無線系、有線系または蓄積系のものである。
部１、周波数帯域分割部２、ビット配分部３、量子化部
４およびマルチプレクサ５からなる符号化部と、伝送路
６と、デマルチプレクサ７、逆量子化部８および周波数
帯域合成部９からなる復号化部とを備えている。上記ビ
ット配分部３には、パワー計算部３１と、マスキング閾
値計算部３２と、ＳＭＲ（信号対マスキング閾値比）計
算部３３と、ＭＮＲ（マスキング閾値対雑音比）計算部
３４と、ビット配分計算部３５とが含まれている。伝送
路６は、無線系、有線系または蓄積系のものである。
【００４４】説明の便宜上、まず、この符号化復号化装
置全体の働きを述べ、続いて、上記符号化部のビット配
分部３の働きを述べる。
置全体の働きを述べ、続いて、上記符号化部のビット配
分部３の働きを述べる。
【００４５】ディジタル入力信号は、まず、上記符号化
部のブロック長決定部１に入力される。ブロック長決定
部１は、入力信号の変化の程度に基づいてブロック長を
決定する。すなわち、長いブロック長（サンプル数１０
２４）を８個の短いブロック長のサブブロックに分割
し、隣接するサブブロックの最大振幅の比が一定値以上
である場合は短いブロック長を選択し、それ以外の場合
は長いブロック長を選択する。ここで、サブブロックの
番号をｊ＝０〜７とする。長いブロック長の場合は、サ
ブブロックはブロックと同じである（ｊ＝０）。
部のブロック長決定部１に入力される。ブロック長決定
部１は、入力信号の変化の程度に基づいてブロック長を
決定する。すなわち、長いブロック長（サンプル数１０
２４）を８個の短いブロック長のサブブロックに分割
し、隣接するサブブロックの最大振幅の比が一定値以上
である場合は短いブロック長を選択し、それ以外の場合
は長いブロック長を選択する。ここで、サブブロックの
番号をｊ＝０〜７とする。長いブロック長の場合は、サ
ブブロックはブロックと同じである（ｊ＝０）。
【００４６】このようにして決定されたブロック長を持
つ入力信号は、周波数帯域分割部２にて複数の周波数帯
域に分割される。この分割方式としては、フーリエ変換
等の周波数変換やバンドパスフィルタバンク等がある。
周波数変換のときは、変換によって得られる複数の周波
数成分によって周波数帯域が構成されるものとする。
つ入力信号は、周波数帯域分割部２にて複数の周波数帯
域に分割される。この分割方式としては、フーリエ変換
等の周波数変換やバンドパスフィルタバンク等がある。
周波数変換のときは、変換によって得られる複数の周波
数成分によって周波数帯域が構成されるものとする。
【００４７】周波数帯域信号はビット配分部３と量子化
部４に入力される。ビット配分部３では、後述するよう
に、周波数帯域信号より量子化ビット数を求め、その情
報を量子化部４に送り、量子化部４ではこの情報を元に
周波数帯域信号を量子化し、符号化する。
部４に入力される。ビット配分部３では、後述するよう
に、周波数帯域信号より量子化ビット数を求め、その情
報を量子化部４に送り、量子化部４ではこの情報を元に
周波数帯域信号を量子化し、符号化する。
【００４８】このようにして得られた各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報、ブロック長情報などの補助情
報（上記符号を復号化部で復号化するのに必要な情報
で、量子化、符号化の方式による）は、マルチプレクサ
５で多重化されて、符号列として伝送路６に送られる。
の符号とビット配分情報、ブロック長情報などの補助情
報（上記符号を復号化部で復号化するのに必要な情報
で、量子化、符号化の方式による）は、マルチプレクサ
５で多重化されて、符号列として伝送路６に送られる。
【００４９】上記復号化部のデマルチプレクサ７は伝送
路６から符号列を取り込み、各周波数帯域信号の符号と
ビット配分情報、ブロック長情報などの補助情報に分解
する。そして、補助情報を使って各周波数帯域信号の符
号を復号化し、逆量子化部７でビット配分情報などの補
助情報に基づき逆量子化して周波数帯域信号に復元す
る。この信号は周波数帯域合成部９にて合成され、これ
によりディジタル出力信号が得られる。
路６から符号列を取り込み、各周波数帯域信号の符号と
ビット配分情報、ブロック長情報などの補助情報に分解
する。そして、補助情報を使って各周波数帯域信号の符
号を復号化し、逆量子化部７でビット配分情報などの補
助情報に基づき逆量子化して周波数帯域信号に復元す
る。この信号は周波数帯域合成部９にて合成され、これ
によりディジタル出力信号が得られる。
【００５０】次に、上記符号化部のビット配分部３の働
きを詳細に述べる。
きを詳細に述べる。
【００５１】まず、決定されたブロック長を持つディジ
タル入力信号について、パワー計算部３１で各周波数帯
域のパワーＳjiを求める。ここで、iは周波数帯域を区
別するためのインデックス（０以上の整数）とする。
タル入力信号について、パワー計算部３１で各周波数帯
域のパワーＳjiを求める。ここで、iは周波数帯域を区
別するためのインデックス（０以上の整数）とする。
【００５２】次に、マスキング閾値計算部３２で、図２
のフローチャートに従って、上記決定されたブロック長
に応じて最適の聴覚心理特性を採用して、各周波数帯域
のマスキング閾値Ｍjiを求める。すなわち、まず上記決
定されたブロック長が長いか短いかを判断する（Ｓ
１）。ブロック長が長いときは、聴覚心理特性として例
えば同時マスキングを用いて、公知の方法により、マス
キングレベルを計算する（Ｓ２）。例えば図１７(a)に
示すように、まずディジタル入力信号をフーリエ変換し
てフーリエ係数の絶対値（ヒストグラムで示す）を求め
る。なお、図中、縦方向に延びる各破線は臨界帯域、す
なわち人間が聴覚で周波数分析を行っていると仮定した
場合の分析単位となる帯域Ａ1，Ａ2，…，Ａ7の境界を
示している。次に、同図(b)に示すように、各臨界帯域
Ａ1，Ａ2，…，Ａ7内のフーリエ係数の２乗和を各臨界
帯域のパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ7として求めると
ともに、このパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ7を各臨界
帯域Ａ1，Ａ2，…，Ａ7の上端に置く。次に、各臨界帯
域のパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ7を最小可聴限Ｙと
比較して、最小可聴限Ｙよりも大きいパワーをそのまま
残す一方、最小可聴限Ｙより小さいパワーを０とする。
この例では、パワーＳＡ7がマスクされて０となってい
る。そして、図１８に示すように、残された各臨界帯域
のパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ6の箇所（各臨界帯域
Ａ1，Ａ2，…，Ａ7の上端）に各パワーの値に依存した
高さのピークを持つマスキング曲線Ｍp（破線で示す）
を求める。一方、ブロック長が短いときは、聴覚心理特
性として例えば継時マスキングを用いて、公知の方法に
より、マスキングレベルを計算する（Ｓ３）。すなわ
ち、ステップＳ２と同様に、ディジタル入力信号をフー
リエ変換してフーリエ係数の絶対値を求め、さらに各臨
界帯域Ａ1，Ａ2，…，Ａ7内のフーリエ係数の２乗和を
各臨界帯域のパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ7として求
める。図２０はｋ番目の臨界帯域Ａkにおいて、一定周
期でパワーＳＡkの値をサンプリングしたときの状態を
示している。この図２０において、各サンプリング箇所
（時間ｔ）に各サンプリング時間ｔのパワーＳＡkに依
存した高さのピークを持つマスキング曲線Ｍc（破線で
示す）を求める。このとき、高いピークに隠れる低いピ
ーク（１点鎖線で示す）は無視する。最小可聴限Ｙkは
時間ｔの方向に一定である。次に、ステップＳ２または
Ｓ３で得られたマスキングレベルと最小可聴限との大小
を比較して（Ｓ４）、大きい方をマスキング閾値とする
（Ｓ５，Ｓ６）。すると、例えば図１９に示すように、
各臨界帯域のパワーによるマスキング曲線Ｍpと最小可
聴限Ｙとの包絡線がトータルのマスキング曲線Ｍとして
得られる。なお、ブロック長に基づいて採用する聴覚心
理特性は、この例の外に様々なパターンや程度が考えら
れる。
のフローチャートに従って、上記決定されたブロック長
に応じて最適の聴覚心理特性を採用して、各周波数帯域
のマスキング閾値Ｍjiを求める。すなわち、まず上記決
定されたブロック長が長いか短いかを判断する（Ｓ
１）。ブロック長が長いときは、聴覚心理特性として例
えば同時マスキングを用いて、公知の方法により、マス
キングレベルを計算する（Ｓ２）。例えば図１７(a)に
示すように、まずディジタル入力信号をフーリエ変換し
てフーリエ係数の絶対値（ヒストグラムで示す）を求め
る。なお、図中、縦方向に延びる各破線は臨界帯域、す
なわち人間が聴覚で周波数分析を行っていると仮定した
場合の分析単位となる帯域Ａ1，Ａ2，…，Ａ7の境界を
示している。次に、同図(b)に示すように、各臨界帯域
Ａ1，Ａ2，…，Ａ7内のフーリエ係数の２乗和を各臨界
帯域のパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ7として求めると
ともに、このパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ7を各臨界
帯域Ａ1，Ａ2，…，Ａ7の上端に置く。次に、各臨界帯
域のパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ7を最小可聴限Ｙと
比較して、最小可聴限Ｙよりも大きいパワーをそのまま
残す一方、最小可聴限Ｙより小さいパワーを０とする。
この例では、パワーＳＡ7がマスクされて０となってい
る。そして、図１８に示すように、残された各臨界帯域
のパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ6の箇所（各臨界帯域
Ａ1，Ａ2，…，Ａ7の上端）に各パワーの値に依存した
高さのピークを持つマスキング曲線Ｍp（破線で示す）
を求める。一方、ブロック長が短いときは、聴覚心理特
性として例えば継時マスキングを用いて、公知の方法に
より、マスキングレベルを計算する（Ｓ３）。すなわ
ち、ステップＳ２と同様に、ディジタル入力信号をフー
リエ変換してフーリエ係数の絶対値を求め、さらに各臨
界帯域Ａ1，Ａ2，…，Ａ7内のフーリエ係数の２乗和を
各臨界帯域のパワーＳＡ1，ＳＡ2，…，ＳＡ7として求
める。図２０はｋ番目の臨界帯域Ａkにおいて、一定周
期でパワーＳＡkの値をサンプリングしたときの状態を
示している。この図２０において、各サンプリング箇所
（時間ｔ）に各サンプリング時間ｔのパワーＳＡkに依
存した高さのピークを持つマスキング曲線Ｍc（破線で
示す）を求める。このとき、高いピークに隠れる低いピ
ーク（１点鎖線で示す）は無視する。最小可聴限Ｙkは
時間ｔの方向に一定である。次に、ステップＳ２または
Ｓ３で得られたマスキングレベルと最小可聴限との大小
を比較して（Ｓ４）、大きい方をマスキング閾値とする
（Ｓ５，Ｓ６）。すると、例えば図１９に示すように、
各臨界帯域のパワーによるマスキング曲線Ｍpと最小可
聴限Ｙとの包絡線がトータルのマスキング曲線Ｍとして
得られる。なお、ブロック長に基づいて採用する聴覚心
理特性は、この例の外に様々なパターンや程度が考えら
れる。
【００５３】次に、図１に示すＳＭＲ計算部３３で各周
波数帯域毎の信号対マスキング閾値比Ｐjiを次式より求
める。
波数帯域毎の信号対マスキング閾値比Ｐjiを次式より求
める。
【００５４】 Ｐji＝Ｓji／Ｍji …(１) なお、ＰjiはＳＭＲとも表され、各周波数帯域のフーリ
エ係数とマスキング曲線（閾値）との比である。例えば
図２１に示すように、対数グラフでは、各周波数帯域の
フーリエ係数の絶対値がマスキング閾値Ｍを超えた部分
（実線部分）の長さが正のＳＭＲに相当する。
エ係数とマスキング曲線（閾値）との比である。例えば
図２１に示すように、対数グラフでは、各周波数帯域の
フーリエ係数の絶対値がマスキング閾値Ｍを超えた部分
（実線部分）の長さが正のＳＭＲに相当する。
【００５５】次に、ＭＮＲ計算部３４で各周波数帯域毎
のマスキング閾値対雑音比Ｒji(ｍ)を求めながら、各周
波数帯域の量子化ビット数ｍを決定する。マスキング閾
値対雑音比Ｒji(ｍ)は次式で求める。
のマスキング閾値対雑音比Ｒji(ｍ)を求めながら、各周
波数帯域の量子化ビット数ｍを決定する。マスキング閾
値対雑音比Ｒji(ｍ)は次式で求める。
【００５６】 Ｒji(ｍ)＝Ｑ(ｍ)／Ｐji …(２) ここで、Ｑ(ｍ)は、周波数帯域をｍビットで量子化した
時の信号対量子化雑音パワー比Ｑ(ｍ)である。このＱ
(ｍ)はＳji／Ｎ(ｍ)でも計算できるが、信号の特性を利
用した統計処理により予め求めておくことができる。Ｎ
(ｍ)はｍビットで量子化した時の量子化雑音パワーであ
る。
時の信号対量子化雑音パワー比Ｑ(ｍ)である。このＱ
(ｍ)はＳji／Ｎ(ｍ)でも計算できるが、信号の特性を利
用した統計処理により予め求めておくことができる。Ｎ
(ｍ)はｍビットで量子化した時の量子化雑音パワーであ
る。
【００５７】次に、ビット配分計算部３５で、図３のフ
ローチャートに従って、各サブブロック、各周波数帯域
の量子化ビット数ｍを決定する。ここで、配分可能な量
子化ビット数の総数をＢとする。まず、Ｓ１１にて初期
化を行う。つまり、今までのビット配分総数を示す変数
ｂに０を入れるとともに、各サブブロック、各周波数帯
域の量子化ビット数をｍjiとし、０を入れておく。次に
Ｓ１２で、式(２)を用いてＲji(ｍji)を計算する。Ｓ１
３で最小のＲji（ｍji)を探し出し（このときの周波数
帯域のインデックスj，iをＪ，Ｉとする）、Ｓ１４で、
ｍJIに１（もし、ｍJIが０であったら最低量子化ビット
数（通常は２)）を加える。そして、このときのＲJI(ｍ
JI)を式(２)を用いて更新する。また、変数ｂに今ＪＩ
に配分したビット数と同じ数を加える。つまり、（周波
数帯域ＪＩに含まれる量子化の対象信号の数）×１（ｍ
JIが０なら最小量子化ビット数２）を変数ｂに加える。
Ｓ１５では、変数ｂが配分可能の量子化ビット数の総数
Ｂと等しくなったかどうかをチェックする。もし、等し
くなければＳ１２に戻ってビット配分を継続する一方、
等しければビット配分を終了する。これを、すべてのサ
ブブロックにわたって繰り返す。つまり、長いブロック
長の場合はｊ＝０のみ行い、短いブロック長の場合はｊ
＝０〜７について繰り返す。
ローチャートに従って、各サブブロック、各周波数帯域
の量子化ビット数ｍを決定する。ここで、配分可能な量
子化ビット数の総数をＢとする。まず、Ｓ１１にて初期
化を行う。つまり、今までのビット配分総数を示す変数
ｂに０を入れるとともに、各サブブロック、各周波数帯
域の量子化ビット数をｍjiとし、０を入れておく。次に
Ｓ１２で、式(２)を用いてＲji(ｍji)を計算する。Ｓ１
３で最小のＲji（ｍji)を探し出し（このときの周波数
帯域のインデックスj，iをＪ，Ｉとする）、Ｓ１４で、
ｍJIに１（もし、ｍJIが０であったら最低量子化ビット
数（通常は２)）を加える。そして、このときのＲJI(ｍ
JI)を式(２)を用いて更新する。また、変数ｂに今ＪＩ
に配分したビット数と同じ数を加える。つまり、（周波
数帯域ＪＩに含まれる量子化の対象信号の数）×１（ｍ
JIが０なら最小量子化ビット数２）を変数ｂに加える。
Ｓ１５では、変数ｂが配分可能の量子化ビット数の総数
Ｂと等しくなったかどうかをチェックする。もし、等し
くなければＳ１２に戻ってビット配分を継続する一方、
等しければビット配分を終了する。これを、すべてのサ
ブブロックにわたって繰り返す。つまり、長いブロック
長の場合はｊ＝０のみ行い、短いブロック長の場合はｊ
＝０〜７について繰り返す。
【００５８】このように、この符号化復号化装置では、
ブロック長決定部１によって入力信号の変化の程度に応
じてブロック長を決定し、この決定されたブロック長の
長短に応じて、マスキング閾値計算部３２によって聴覚
心理特性を選択しているので、ブロック長が長いとき
は、聴覚心理特性として計算量が多いがマスキング効果
が大きいものを採用できる一方、ブロック長が短いとき
は、聴覚心理特性として継時マスキングのみを適用する
ことにより、計算量の削減を図ることができる。つま
り、計算量とマスキング閾値精度との二律背反の関係を
克服して、常に最適の聴覚心理特性を採用して量子化誤
差を低減することができる。したがって、高音質な再生
音を得ることができる。
ブロック長決定部１によって入力信号の変化の程度に応
じてブロック長を決定し、この決定されたブロック長の
長短に応じて、マスキング閾値計算部３２によって聴覚
心理特性を選択しているので、ブロック長が長いとき
は、聴覚心理特性として計算量が多いがマスキング効果
が大きいものを採用できる一方、ブロック長が短いとき
は、聴覚心理特性として継時マスキングのみを適用する
ことにより、計算量の削減を図ることができる。つま
り、計算量とマスキング閾値精度との二律背反の関係を
克服して、常に最適の聴覚心理特性を採用して量子化誤
差を低減することができる。したがって、高音質な再生
音を得ることができる。
【００５９】図４は第２実施例の符号化復号化装置のブ
ロック構成を示している。
ロック構成を示している。
【００６０】この符号化復号化装置は、周波数帯域分割
部１０１、ビット配分部１０２、量子化部１０３および
マルチプレクサ１０４からなる符号化部と、伝送路１０
５と、デマルチプレクサ１０６、逆量子化部１０７およ
び周波数帯域合成部１０８からなる復号化部とを備えて
いる。上記ビット配分部１０２には、パワー計算部１２
１と、マスキング閾値計算部１２２と、ＳＭＲ（信号対
マスキング閾値比）計算部１２３と、ＭＮＲ（マスキン
グ閾値対雑音比）計算部１２４と、最大ビット数決定部
１２５と、ビット配分計算部１２６が含まれている。伝
送路１０５は、無線系、有線系または蓄積系のものであ
る。
部１０１、ビット配分部１０２、量子化部１０３および
マルチプレクサ１０４からなる符号化部と、伝送路１０
５と、デマルチプレクサ１０６、逆量子化部１０７およ
び周波数帯域合成部１０８からなる復号化部とを備えて
いる。上記ビット配分部１０２には、パワー計算部１２
１と、マスキング閾値計算部１２２と、ＳＭＲ（信号対
マスキング閾値比）計算部１２３と、ＭＮＲ（マスキン
グ閾値対雑音比）計算部１２４と、最大ビット数決定部
１２５と、ビット配分計算部１２６が含まれている。伝
送路１０５は、無線系、有線系または蓄積系のものであ
る。
【００６１】説明の便宜上、まず、この符号化復号化装
置全体の働きを述べ、続いて、上記符号化部のビット配
分部１０２の働きを述べる。
置全体の働きを述べ、続いて、上記符号化部のビット配
分部１０２の働きを述べる。
【００６２】この例では、各構成部において、数ミリか
ら数十ミリ秒程度の時間（フレーム）単位で、ビットの
配分、量子化、符号化などの処理が行われるものとす
る。
ら数十ミリ秒程度の時間（フレーム）単位で、ビットの
配分、量子化、符号化などの処理が行われるものとす
る。
【００６３】ディジタル入力信号は、周波数帯域分割部
１０１にて複数の周波数帯域に分割される。この分割方
式としては、フーリエ変換等の周波数変換やバンドパス
フィルタバンク等がある。周波数変換のときは、変換に
よって得られる複数の周波数成分によって周波数帯域が
構成されるものとする。
１０１にて複数の周波数帯域に分割される。この分割方
式としては、フーリエ変換等の周波数変換やバンドパス
フィルタバンク等がある。周波数変換のときは、変換に
よって得られる複数の周波数成分によって周波数帯域が
構成されるものとする。
【００６４】周波数帯域信号はビット配分部１０２と量
子化部１０３に入力される。ビット配分部１０２では、
後述するように、周波数帯域信号より量子化ビット数を
求め、その情報を量子化部１０３に送り、量子化部１０
３ではこの情報を元に周波数帯域信号を量子化し、符号
化する。
子化部１０３に入力される。ビット配分部１０２では、
後述するように、周波数帯域信号より量子化ビット数を
求め、その情報を量子化部１０３に送り、量子化部１０
３ではこの情報を元に周波数帯域信号を量子化し、符号
化する。
【００６５】このようにして得られた各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報などの補助情報（上記符号を復
号化部で復号化するのに必要な情報で、量子化、符号化
の方式による）は、マルチプレクサ１０４で多重化さ
れ、符号列として伝送路１０５に送られる。
の符号とビット配分情報などの補助情報（上記符号を復
号化部で復号化するのに必要な情報で、量子化、符号化
の方式による）は、マルチプレクサ１０４で多重化さ
れ、符号列として伝送路１０５に送られる。
【００６６】上記復号化部のデマルチプレクサ１０６は
伝送路１０５から符号列を取り込み、各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報などの補助情報に分解する。そ
して、補助情報を使って各周波数帯域信号の符号を復号
化する。逆量子化部１０７でビット配分情報などの補助
情報に基づき逆量子化して周波数帯域信号に復元する。
この信号は周波数帯域合成部１０８にて合成され、これ
によりディジタル出力信号が得られる。
伝送路１０５から符号列を取り込み、各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報などの補助情報に分解する。そ
して、補助情報を使って各周波数帯域信号の符号を復号
化する。逆量子化部１０７でビット配分情報などの補助
情報に基づき逆量子化して周波数帯域信号に復元する。
この信号は周波数帯域合成部１０８にて合成され、これ
によりディジタル出力信号が得られる。
【００６７】次に、上記符号化部のビット配分部１０２
の働きを詳細に述べる。
の働きを詳細に述べる。
【００６８】ディジタル入力信号について、パワー計算
部１２１でフレーム内の各周波数帯域のパワーＳiを求
め、マスキング閾値計算部１２２でパワーＳiを元に公
知の手段で各周波数帯域のマスキング閾値Ｍiを求め
る。ここで、iは周波数帯域を区別するためのインデッ
クス（０以上の整数）とする。パワー計算部１２１で
は、さらに全帯域のパワーＳp(＝ΣＳi)を求める。次
に、ＳＭＲ計算部１２３で各周波数帯域毎の信号対マス
キング閾値比（ＳＭＲ）Ｐiを次式より求める。
部１２１でフレーム内の各周波数帯域のパワーＳiを求
め、マスキング閾値計算部１２２でパワーＳiを元に公
知の手段で各周波数帯域のマスキング閾値Ｍiを求め
る。ここで、iは周波数帯域を区別するためのインデッ
クス（０以上の整数）とする。パワー計算部１２１で
は、さらに全帯域のパワーＳp(＝ΣＳi)を求める。次
に、ＳＭＲ計算部１２３で各周波数帯域毎の信号対マス
キング閾値比（ＳＭＲ）Ｐiを次式より求める。
【００６９】 Ｐi＝Ｓi／Ｍi …(１０１) ここで、Ｓiの代わりに周波数帯域iの信号帯域の中での
最大振幅値の２乗を使うこともある。そして、ＭＮＲ計
算部１２４で各周波数帯域毎のマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を求める。ビット配分計算部１２６
はＭＮＲ計算部１２４で求めたマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を使って、各周波数帯域の量子化ビ
ット数ｍを決定する。マスキング閾値対雑音比（ＭＮ
Ｒ）Ｒi(ｍ)は次式で求める。
最大振幅値の２乗を使うこともある。そして、ＭＮＲ計
算部１２４で各周波数帯域毎のマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を求める。ビット配分計算部１２６
はＭＮＲ計算部１２４で求めたマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を使って、各周波数帯域の量子化ビ
ット数ｍを決定する。マスキング閾値対雑音比（ＭＮ
Ｒ）Ｒi(ｍ)は次式で求める。
【００７０】 Ｒi(ｍ)＝Ｑ(ｍ)／Ｐi …(１０２) ここで、Ｑ(ｍ)は、周波数帯域をｍビットで量子化した
時の信号対量子化雑音パワー比（ＳＮＲ）Ｑ(ｍ)であ
る。このＱ(ｍ)はＳi／Ｎ(ｍ)でも計算できるが、信号
の特性を利用した統計処理により予め求めておくことが
できる。Ｎ(ｍ)はｍビットで量子化した時の量子化雑音
パワーである。最大ビット数決定部１２５は、各周波数
帯域のパワーＳiと全帯域パワーＳpとを比較して、各周
波数帯域に配分できる最大のビット数を決定する。
時の信号対量子化雑音パワー比（ＳＮＲ）Ｑ(ｍ)であ
る。このＱ(ｍ)はＳi／Ｎ(ｍ)でも計算できるが、信号
の特性を利用した統計処理により予め求めておくことが
できる。Ｎ(ｍ)はｍビットで量子化した時の量子化雑音
パワーである。最大ビット数決定部１２５は、各周波数
帯域のパワーＳiと全帯域パワーＳpとを比較して、各周
波数帯域に配分できる最大のビット数を決定する。
【００７１】上記ビット配分計算部１２６と最大ビット
数決定部１２５は、具体的には図５のフローチャートに
従って、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定する。
ここで、各周波数帯域の信号の量子化、符号化に配分で
きるビット数の総数をＢ、各周波数帯域に配分できる最
大のビット数をＬiとする。
数決定部１２５は、具体的には図５のフローチャートに
従って、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定する。
ここで、各周波数帯域の信号の量子化、符号化に配分で
きるビット数の総数をＢ、各周波数帯域に配分できる最
大のビット数をＬiとする。
【００７２】まず、Ｓ１０１で、最大ビット数決定部１
２５は、後述する決定方法により、各周波数帯域のパワ
ーＳiの大きさに基づいて、各周波数帯域に配分できる
最大のビット数Ｌiを決定する。次に、Ｓ１０２にて、
ビット配分計算部１２６の初期化を行う。すなわち、今
までのビット配分総数を示す変数ｂに０を入れておく。
各周波数帯域の量子化ビット数をｍiとし、０を入れて
おく。次に、Ｓ１０３で、ＭＮＲ計算部１２４にて式
(１０２)を使ってＲi(ｍi)を計算する。次に、Ｓ１０４
で、最小のＲi（ｍi)を探し出す（このときの周波数帯
域のインデックスiをＩとする）。次に、Ｓ１０５で、
ｍIに１（もし、ｍIが０であったら最低量子化ビット数
（通常は２)）を加える。この結果ｍI＝ＬIとなったか
どうかをチェックして、ｍI＝ＬIとなった場合は、この
後、上記周波数帯域ＩはＳ１０４での探索対象から除外
する。さらに、ＭＮＲ計算部１２４にてＲI(ｍI)を式
(１０２)を使って更新する。また、変数ｂに今周波数帯
域Ｉに配分したビット数と同じ数を加える。つまり、
（周波数帯域Ｉに含まれる量子化の対象信号の数）×１
（ｍIが０なら最小量子化ビット数２）を変数ｂに加え
る。次に、Ｓ１０６では、変数ｂが配分可能の量子化ビ
ット数の総数Ｂと等しくなったかどうかをチェックす
る。もし、等しくなければＳ１０４に戻ってビット配分
を継続する一方、等しければビット配分を終了する。
２５は、後述する決定方法により、各周波数帯域のパワ
ーＳiの大きさに基づいて、各周波数帯域に配分できる
最大のビット数Ｌiを決定する。次に、Ｓ１０２にて、
ビット配分計算部１２６の初期化を行う。すなわち、今
までのビット配分総数を示す変数ｂに０を入れておく。
各周波数帯域の量子化ビット数をｍiとし、０を入れて
おく。次に、Ｓ１０３で、ＭＮＲ計算部１２４にて式
(１０２)を使ってＲi(ｍi)を計算する。次に、Ｓ１０４
で、最小のＲi（ｍi)を探し出す（このときの周波数帯
域のインデックスiをＩとする）。次に、Ｓ１０５で、
ｍIに１（もし、ｍIが０であったら最低量子化ビット数
（通常は２)）を加える。この結果ｍI＝ＬIとなったか
どうかをチェックして、ｍI＝ＬIとなった場合は、この
後、上記周波数帯域ＩはＳ１０４での探索対象から除外
する。さらに、ＭＮＲ計算部１２４にてＲI(ｍI)を式
(１０２)を使って更新する。また、変数ｂに今周波数帯
域Ｉに配分したビット数と同じ数を加える。つまり、
（周波数帯域Ｉに含まれる量子化の対象信号の数）×１
（ｍIが０なら最小量子化ビット数２）を変数ｂに加え
る。次に、Ｓ１０６では、変数ｂが配分可能の量子化ビ
ット数の総数Ｂと等しくなったかどうかをチェックす
る。もし、等しくなければＳ１０４に戻ってビット配分
を継続する一方、等しければビット配分を終了する。
【００７３】上記最大ビット数決定部１２５は、各周波
数帯域のパワーＳiの大きさに基づいて、次のいずれか
の決定方法により各周波数帯域に配分できる最大のビッ
ト数Ｌiを決定する。
数帯域のパワーＳiの大きさに基づいて、次のいずれか
の決定方法により各周波数帯域に配分できる最大のビッ
ト数Ｌiを決定する。
【００７４】第１の決定方法では、各周波数帯域に配分
できる最大のビット数Ｌiを、周波数帯域iのパワーＳi
と先にパワー計算部１２１で求めた全帯域のパワーＳp
との比Ｆiから求める。すなわち、 Ｆi＝Ｓi／Ｓp を求め、このＦiが小さいほど各周波数帯域の最大のビ
ット数Ｌiを少なくするように決定する。ここで、Ｆiと
Ｌiとの対応関係を図６に例示する。図６で、縦軸Ｌiの
１６という数は元々の量子化の最大ビット数である。ま
た、横軸Ｆiのa０、a２、a３、a４はそれぞれ最大のビ
ット数Ｌiの０、２、３、４ビットの閾値であり、０か
ら１までの値を取る。a０、a２、a３、a４が１に近付く
ほど制限が厳しくなることを意味する。a０の値として
０に近い値にしておけば、周波数帯域分割部１０１にお
いてその分割計算上で生じた誤差信号に対してビット配
分せずに済ませる一方、通常の微小信号には（上限はあ
るが）ビット配分を行うことができる。この決定方法
は、入力信号が大きいときに、パワーＳiが小さい周波
数帯域へのビット配分を制限する効果が大きい。しか
し、入力信号が小さく全体のパワーＳp自身が小さいと
きは、ほとんどのＦiが閾値a０、a２、a３、a４よりも
大きくなるため、実質上ビット配分が制限されない可能
性がある。
できる最大のビット数Ｌiを、周波数帯域iのパワーＳi
と先にパワー計算部１２１で求めた全帯域のパワーＳp
との比Ｆiから求める。すなわち、 Ｆi＝Ｓi／Ｓp を求め、このＦiが小さいほど各周波数帯域の最大のビ
ット数Ｌiを少なくするように決定する。ここで、Ｆiと
Ｌiとの対応関係を図６に例示する。図６で、縦軸Ｌiの
１６という数は元々の量子化の最大ビット数である。ま
た、横軸Ｆiのa０、a２、a３、a４はそれぞれ最大のビ
ット数Ｌiの０、２、３、４ビットの閾値であり、０か
ら１までの値を取る。a０、a２、a３、a４が１に近付く
ほど制限が厳しくなることを意味する。a０の値として
０に近い値にしておけば、周波数帯域分割部１０１にお
いてその分割計算上で生じた誤差信号に対してビット配
分せずに済ませる一方、通常の微小信号には（上限はあ
るが）ビット配分を行うことができる。この決定方法
は、入力信号が大きいときに、パワーＳiが小さい周波
数帯域へのビット配分を制限する効果が大きい。しか
し、入力信号が小さく全体のパワーＳp自身が小さいと
きは、ほとんどのＦiが閾値a０、a２、a３、a４よりも
大きくなるため、実質上ビット配分が制限されない可能
性がある。
【００７５】第２の決定方法では、各周波数帯域に配分
できる最大のビット数Ｌiを、周波数帯域iのパワーＳi
自身を使って求める。このとき、ＳiとＬiとの対応関係
は図６において横軸のＦiをＳiに置き換えたものとな
る。当然閾値a０、a２、a３、a４の単位はＳiと同じで
ある。この決定方法は入力信号が小さいときに、パワー
Ｓiが小さい周波数帯域へのビット配分を制限する効果
が大きい。しかし、入力信号が大きいときは、ほとんど
のＳiが閾値a０、a２、a３、a４よりも大きくなるた
め、実質上ビット配分が制限されない可能性がある。
できる最大のビット数Ｌiを、周波数帯域iのパワーＳi
自身を使って求める。このとき、ＳiとＬiとの対応関係
は図６において横軸のＦiをＳiに置き換えたものとな
る。当然閾値a０、a２、a３、a４の単位はＳiと同じで
ある。この決定方法は入力信号が小さいときに、パワー
Ｓiが小さい周波数帯域へのビット配分を制限する効果
が大きい。しかし、入力信号が大きいときは、ほとんど
のＳiが閾値a０、a２、a３、a４よりも大きくなるた
め、実質上ビット配分が制限されない可能性がある。
【００７６】そこで、第３の決定方法では、各周波数帯
域に配分できる最大のビット数Ｌiを、上記第１，第２
の決定方法を組み合わせて決定する。すなわち、まず、
周波数帯域iにおいて、第１の決定方法（Ｆiによる方
法）にてＬiを決定し、もし、Ｌiに制限値（図６の例で
あれば４以下の数値）が入っていなければ、引続き第２
の決定方法（Ｓiによる方法）にてＬiを決定する。これ
により、入力信号の大小にかかわらず、パワーＳiが小
さい周波数帯域へのビット配分を有効に制限することが
できる。なお、第２の決定方法（Ｓiによる方法）を先
に行い、第１の決定方法（Ｆiによる方法）を後に行う
こともできる。
域に配分できる最大のビット数Ｌiを、上記第１，第２
の決定方法を組み合わせて決定する。すなわち、まず、
周波数帯域iにおいて、第１の決定方法（Ｆiによる方
法）にてＬiを決定し、もし、Ｌiに制限値（図６の例で
あれば４以下の数値）が入っていなければ、引続き第２
の決定方法（Ｓiによる方法）にてＬiを決定する。これ
により、入力信号の大小にかかわらず、パワーＳiが小
さい周波数帯域へのビット配分を有効に制限することが
できる。なお、第２の決定方法（Ｓiによる方法）を先
に行い、第１の決定方法（Ｆiによる方法）を後に行う
こともできる。
【００７７】このように、この符号化復号化装置は、複
数の周波数帯域のうちパワーＳiが大きい周波数帯域
（便宜上Ｉ1とする）から離れたパワーＳiが小さい周波
数帯域（便宜上Ｉ2とする）に対して、マスキング閾値
対雑音比（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)の大小にかかわらず、配分
できる最大ビット数Ｌiを制限することができる。した
がって、正弦波信号が入力された時、正弦波信号が含ま
れる周波数帯域Ｉ1から離れたパワーが小さい周波数帯
域Ｉ2の最大ビット数を有効に制限できる。つまり、Ｍ
ＮＲ計算部１２４にて求めたマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）が同程度であっても、パワーが小さい周波数
帯域Ｉ2には上記制限された最大ビット数Ｌi分のビット
数を超える配分が行われない。この結果、上記パワーが
小さい周波数帯域Ｉ2に配分されたであろうビット数
が、他の周波数帯域、特に正弦波信号の含まれる周波数
帯域Ｉ1に配分される。したがって、上記正弦波信号を
復号化したとき、従来に比して量子化誤差を少なくで
き、音質を高めることができる。
数の周波数帯域のうちパワーＳiが大きい周波数帯域
（便宜上Ｉ1とする）から離れたパワーＳiが小さい周波
数帯域（便宜上Ｉ2とする）に対して、マスキング閾値
対雑音比（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)の大小にかかわらず、配分
できる最大ビット数Ｌiを制限することができる。した
がって、正弦波信号が入力された時、正弦波信号が含ま
れる周波数帯域Ｉ1から離れたパワーが小さい周波数帯
域Ｉ2の最大ビット数を有効に制限できる。つまり、Ｍ
ＮＲ計算部１２４にて求めたマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）が同程度であっても、パワーが小さい周波数
帯域Ｉ2には上記制限された最大ビット数Ｌi分のビット
数を超える配分が行われない。この結果、上記パワーが
小さい周波数帯域Ｉ2に配分されたであろうビット数
が、他の周波数帯域、特に正弦波信号の含まれる周波数
帯域Ｉ1に配分される。したがって、上記正弦波信号を
復号化したとき、従来に比して量子化誤差を少なくで
き、音質を高めることができる。
【００７８】ここで、もし、最大ビット数決定部１２５
での制限が厳しい場合、パワーＳiが小さい周波数帯域
において、マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）ＲI(ｍI)
が１より小さい値のままでビット配分が終わってしまう
可能性がある。このとき、この周波数帯域で量子化誤差
が知覚される恐れがある。
での制限が厳しい場合、パワーＳiが小さい周波数帯域
において、マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）ＲI(ｍI)
が１より小さい値のままでビット配分が終わってしまう
可能性がある。このとき、この周波数帯域で量子化誤差
が知覚される恐れがある。
【００７９】そこで、上記ビット配分計算部１２６と最
大ビット数決定部１２５は、図７のフローチャートに従
って、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定するよう
にしても良い。すなわち、Ｓ１１１〜Ｓ１１４まで図５
のＳ１０１〜Ｓ１０４と全く同様に処理を進めた後、Ｓ
１１５で、ビット配分計算部１２６により、ＲI(ｍI)が
１を超えたかどうかをチェックする。ＲI(ｍI)≦１であ
ればビット配分中はｍ IはＬIの制限を受けないようにす
る。そして、ＲI(ｍI)＞１となったときに、ｍIとＬIと
の大小を比較する。ｍI≧ＬIとなった場合は、この後、
上記周波数帯域ＩはＳ１１４での探索対象から除外す
る。さらに、ＭＮＲ計算部１２４にてＲI(ｍI)を式(１
０２)を使って更新する。また、変数ｂに今周波数帯域
Ｉに配分した分と同じビット数を加える。次に、Ｓ１１
６では、変数ｂが配分可能の量子化ビット数の総数をＢ
と等しくなったかどうかをチェックする。もし、等しく
なければＳ１１４に戻ってビット配分を継続する一方、
等しければビット配分を終了する。
大ビット数決定部１２５は、図７のフローチャートに従
って、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定するよう
にしても良い。すなわち、Ｓ１１１〜Ｓ１１４まで図５
のＳ１０１〜Ｓ１０４と全く同様に処理を進めた後、Ｓ
１１５で、ビット配分計算部１２６により、ＲI(ｍI)が
１を超えたかどうかをチェックする。ＲI(ｍI)≦１であ
ればビット配分中はｍ IはＬIの制限を受けないようにす
る。そして、ＲI(ｍI)＞１となったときに、ｍIとＬIと
の大小を比較する。ｍI≧ＬIとなった場合は、この後、
上記周波数帯域ＩはＳ１１４での探索対象から除外す
る。さらに、ＭＮＲ計算部１２４にてＲI(ｍI)を式(１
０２)を使って更新する。また、変数ｂに今周波数帯域
Ｉに配分した分と同じビット数を加える。次に、Ｓ１１
６では、変数ｂが配分可能の量子化ビット数の総数をＢ
と等しくなったかどうかをチェックする。もし、等しく
なければＳ１１４に戻ってビット配分を継続する一方、
等しければビット配分を終了する。
【００８０】このようにした場合、元々最大ビット数の
制限を受ける周波数帯域ではマスキング閾値対雑音比が
１を超えるまでビット数の割り当てがなされ、マスキン
グ閾値が１を超えた時点で直ちにビット数の割り当てが
止まる。すなわち、最大ビット数を制限できる上、マス
キング閾値対雑音比（ＭＮＲ）ＲI(ｍI)が１より小さい
値のままでビット配分が終わる可能性を解消できる。し
たがって、正弦波信号が含まれる周波数帯域Ｉ1の量子
化誤差を低減できる上、パワーが小さい周波数帯域Ｉ2
の量子化誤差を低減できる。したがって、復号化時の音
質を改善できる。
制限を受ける周波数帯域ではマスキング閾値対雑音比が
１を超えるまでビット数の割り当てがなされ、マスキン
グ閾値が１を超えた時点で直ちにビット数の割り当てが
止まる。すなわち、最大ビット数を制限できる上、マス
キング閾値対雑音比（ＭＮＲ）ＲI(ｍI)が１より小さい
値のままでビット配分が終わる可能性を解消できる。し
たがって、正弦波信号が含まれる周波数帯域Ｉ1の量子
化誤差を低減できる上、パワーが小さい周波数帯域Ｉ2
の量子化誤差を低減できる。したがって、復号化時の音
質を改善できる。
【００８１】また、最大ビット数決定部１２５での制限
が厳しい場合、全ての周波数帯域のビット数がＬiと等
しい（あるいは超えている）にもかかわらずｂ＜Ｂとな
る可能性がある。つまり、各周波数帯域の最大ビット数
Ｌiが小さいため、まだ配分できるビット数が余る恐れ
がある。
が厳しい場合、全ての周波数帯域のビット数がＬiと等
しい（あるいは超えている）にもかかわらずｂ＜Ｂとな
る可能性がある。つまり、各周波数帯域の最大ビット数
Ｌiが小さいため、まだ配分できるビット数が余る恐れ
がある。
【００８２】そこで、上記ビット配分計算部１２６と最
大ビット数決定部１２５は、図８のフローチャートに従
って、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定するよう
にしても良い。すなわち、Ｓ１２１〜Ｓ１２５まで図５
のＳ１０１〜Ｓ１０５と全く同様に処理を進めた後、Ｓ
１２６にてｂとＢとの大小を比較する。Ｂ＞ｂであれ
ば、Ｓ１２７にて全て周波数帯域のビット数ｍiがＬiと
等しくなっている（あるいは超えている）かどうかを調
べる。全ての周波数帯域でビット数ｍiがＬiと等しい
（あるいは超えている）ような状況が起きたときは、Ｓ
１２８で最大ビット数決定部１２５での制限を緩くして
Ｌiを大きくする一方、ある周波数帯域でｍi＜Ｌiであ
ればＬiはそのままの大きさとして、再度Ｓ１２４に戻
る。処理を継続して、Ｓ１２６で変数ｂが配分可能の量
子化ビット数の総数Ｂと等しくなったときビット配分を
終了する。
大ビット数決定部１２５は、図８のフローチャートに従
って、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定するよう
にしても良い。すなわち、Ｓ１２１〜Ｓ１２５まで図５
のＳ１０１〜Ｓ１０５と全く同様に処理を進めた後、Ｓ
１２６にてｂとＢとの大小を比較する。Ｂ＞ｂであれ
ば、Ｓ１２７にて全て周波数帯域のビット数ｍiがＬiと
等しくなっている（あるいは超えている）かどうかを調
べる。全ての周波数帯域でビット数ｍiがＬiと等しい
（あるいは超えている）ような状況が起きたときは、Ｓ
１２８で最大ビット数決定部１２５での制限を緩くして
Ｌiを大きくする一方、ある周波数帯域でｍi＜Ｌiであ
ればＬiはそのままの大きさとして、再度Ｓ１２４に戻
る。処理を継続して、Ｓ１２６で変数ｂが配分可能の量
子化ビット数の総数Ｂと等しくなったときビット配分を
終了する。
【００８３】このように、一通りビット配分した後、ま
だ配分できるビットが余っている場合、Ｌiを大きくし
て再びビット配分するので、量子化ビット数の総数Ｂの
範囲内でビット配分を有効に行うことができる。上記制
限により本来のビット数より少ないビット数が割り当て
られたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2に対して、少し余
分にビットを配分するので、この周波数帯域Ｉ2でのマ
スキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を改善でき、復号化時
の音質を改善できる。なお、Ｓ１２５は図７のＳ１１５
でも良い。
だ配分できるビットが余っている場合、Ｌiを大きくし
て再びビット配分するので、量子化ビット数の総数Ｂの
範囲内でビット配分を有効に行うことができる。上記制
限により本来のビット数より少ないビット数が割り当て
られたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2に対して、少し余
分にビットを配分するので、この周波数帯域Ｉ2でのマ
スキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を改善でき、復号化時
の音質を改善できる。なお、Ｓ１２５は図７のＳ１１５
でも良い。
【００８４】図９は第３実施例の符号化復号化装置のブ
ロック構成を示している。
ロック構成を示している。
【００８５】この符号化復号化装置は、周波数帯域分割
部２０１、ビット配分部２０２、量子化部２０３および
マルチプレクサ２０４からなる符号化部と、伝送路２０
５と、デマルチプレクサ２０６、逆量子化部２０７およ
び周波数帯域合成部２０８からなる復号化部とを備えて
いる。上記ビット配分部２０２には、パワー計算部２２
１と、マスキング閾値計算部２２２と、ＳＭＲ（信号対
マスキング閾値比）計算部２２３と、ＭＮＲ（マスキン
グ閾値対雑音比）計算部２２４と、パワー判定部２２５
と、ビット配分計算部２２６とが含まれている。伝送路
２０５は、無線系、有線系または蓄積系のものである。
部２０１、ビット配分部２０２、量子化部２０３および
マルチプレクサ２０４からなる符号化部と、伝送路２０
５と、デマルチプレクサ２０６、逆量子化部２０７およ
び周波数帯域合成部２０８からなる復号化部とを備えて
いる。上記ビット配分部２０２には、パワー計算部２２
１と、マスキング閾値計算部２２２と、ＳＭＲ（信号対
マスキング閾値比）計算部２２３と、ＭＮＲ（マスキン
グ閾値対雑音比）計算部２２４と、パワー判定部２２５
と、ビット配分計算部２２６とが含まれている。伝送路
２０５は、無線系、有線系または蓄積系のものである。
【００８６】説明の便宜上、まず、この符号化復号化装
置全体の働きを述べ、続いて、上記符号化部のビット配
分部２０２の働きを述べる。
置全体の働きを述べ、続いて、上記符号化部のビット配
分部２０２の働きを述べる。
【００８７】この例では、各構成部において、数ミリか
ら数十ミリ秒程度の時間（フレーム）単位で、ビットの
配分、量子化、符号化などの処理が行われるものとす
る。
ら数十ミリ秒程度の時間（フレーム）単位で、ビットの
配分、量子化、符号化などの処理が行われるものとす
る。
【００８８】ディジタル入力信号は、周波数帯域分割部
２０１にて複数の周波数帯域に分割される。この分割方
式としては、フーリエ変換等の周波数変換やバンドパス
フィルタバンク等がある。周波数変換のときは、変換に
よって得られる複数の周波数成分によって周波数帯域が
構成されるものとする。
２０１にて複数の周波数帯域に分割される。この分割方
式としては、フーリエ変換等の周波数変換やバンドパス
フィルタバンク等がある。周波数変換のときは、変換に
よって得られる複数の周波数成分によって周波数帯域が
構成されるものとする。
【００８９】周波数帯域信号はビット配分部２０２と量
子化部２０３に入力される。ビット配分部２０２では、
後述するように、周波数帯域信号より量子化ビット数を
求め、その情報を量子化部２０３に送り、量子化部２０
３ではこの情報を元に周波数帯域信号を量子化し、符号
化する。
子化部２０３に入力される。ビット配分部２０２では、
後述するように、周波数帯域信号より量子化ビット数を
求め、その情報を量子化部２０３に送り、量子化部２０
３ではこの情報を元に周波数帯域信号を量子化し、符号
化する。
【００９０】このようにして得られた各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報などの補助情報（上記符号を復
号化部で復号化するのに必要な情報で、量子化、符号化
の方式による）は、マルチプレクサ２０４で多重化さ
れ、符号列として伝送路２０５に送られる。
の符号とビット配分情報などの補助情報（上記符号を復
号化部で復号化するのに必要な情報で、量子化、符号化
の方式による）は、マルチプレクサ２０４で多重化さ
れ、符号列として伝送路２０５に送られる。
【００９１】上記復号化部のデマルチプレクサ２０６は
伝送路２０５から符号列を取り込み、各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報などの補助情報に分解する。そ
して、補助情報を使って各周波数帯域信号の符号を復号
化する。逆量子化部２０７でビット配分情報などの補助
情報に基づき逆量子化して周波数帯域信号に復元する。
この信号は周波数帯域合成部２０８にて合成され、これ
によりディジタル出力信号が得られる。
伝送路２０５から符号列を取り込み、各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報などの補助情報に分解する。そ
して、補助情報を使って各周波数帯域信号の符号を復号
化する。逆量子化部２０７でビット配分情報などの補助
情報に基づき逆量子化して周波数帯域信号に復元する。
この信号は周波数帯域合成部２０８にて合成され、これ
によりディジタル出力信号が得られる。
【００９２】次に、上記符号化部のビット配分部２０２
の働きを詳細に述べる。
の働きを詳細に述べる。
【００９３】ディジタル入力信号について、パワー計算
部２２１でフレーム内の各周波数帯域のパワーＳiを求
め、マスキング閾値計算部２２２でパワーＳiを元に公
知の手段で各周波数帯域のマスキング閾値Ｍiを求め
る。ここで、iは周波数帯域を区別するためのインデッ
クス（０以上の整数）とする。パワー計算部２２１で
は、さらに全帯域のパワーＳp(＝ΣＳi)を求める。次
に、ＳＭＲ計算部２２３で各周波数帯域毎の信号対マス
キング閾値比（ＳＭＲ）Ｐiを次式より求める。
部２２１でフレーム内の各周波数帯域のパワーＳiを求
め、マスキング閾値計算部２２２でパワーＳiを元に公
知の手段で各周波数帯域のマスキング閾値Ｍiを求め
る。ここで、iは周波数帯域を区別するためのインデッ
クス（０以上の整数）とする。パワー計算部２２１で
は、さらに全帯域のパワーＳp(＝ΣＳi)を求める。次
に、ＳＭＲ計算部２２３で各周波数帯域毎の信号対マス
キング閾値比（ＳＭＲ）Ｐiを次式より求める。
【００９４】 Ｐi＝Ｓi／Ｍi …(２０１) ここで、Ｓiの代わりに周波数帯域iの信号帯域の中での
最大振幅値の２乗を使うこともある。そして、ＭＮＲ計
算部２２４で各周波数帯域毎のマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を求める。ビット配分計算部２２６
はＭＮＲ計算部２２４で求めたマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を使って、各周波数帯域の量子化ビ
ット数ｍを決定する。マスキング閾値対雑音比（ＭＮ
Ｒ）Ｒi(ｍ)は次式で求める。
最大振幅値の２乗を使うこともある。そして、ＭＮＲ計
算部２２４で各周波数帯域毎のマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を求める。ビット配分計算部２２６
はＭＮＲ計算部２２４で求めたマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を使って、各周波数帯域の量子化ビ
ット数ｍを決定する。マスキング閾値対雑音比（ＭＮ
Ｒ）Ｒi(ｍ)は次式で求める。
【００９５】 Ｒi(ｍ)＝Ｑ(ｍ)／Ｐi …(２０２) ここで、Ｑ(ｍ)は、周波数帯域をｍビットで量子化した
時の信号対量子化雑音パワー比（ＳＮＲ）Ｑ(ｍ)であ
る。このＱ(ｍ)はＳi／Ｎ(ｍ)でも計算できるが、信号
の特性を利用した統計処理により予め求めておくことが
できる。Ｎ(ｍ)はｍビットで量子化した時の量子化雑音
パワーである。パワー判定部２２５は、各周波数帯域の
パワーＳiと全帯域パワーＳpとを比較して、各周波数帯
域のパワーＳiがある閾値より大きいと判定した時、そ
の周波数帯域に必ずビット配分する。
時の信号対量子化雑音パワー比（ＳＮＲ）Ｑ(ｍ)であ
る。このＱ(ｍ)はＳi／Ｎ(ｍ)でも計算できるが、信号
の特性を利用した統計処理により予め求めておくことが
できる。Ｎ(ｍ)はｍビットで量子化した時の量子化雑音
パワーである。パワー判定部２２５は、各周波数帯域の
パワーＳiと全帯域パワーＳpとを比較して、各周波数帯
域のパワーＳiがある閾値より大きいと判定した時、そ
の周波数帯域に必ずビット配分する。
【００９６】上記ビット配分計算部２２６とパワー判定
部２２５は、具体的には図１０のフローチャートに従っ
て、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定する。ここ
で、各周波数帯域の信号の量子化、符号化に配分できる
ビット数の総数をＢとする。
部２２５は、具体的には図１０のフローチャートに従っ
て、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定する。ここ
で、各周波数帯域の信号の量子化、符号化に配分できる
ビット数の総数をＢとする。
【００９７】まず、Ｓ２０１にて、ビット配分計算部２
２６の初期化を行う。すなわち、今までのビット配分総
数を示す変数ｂに０を入れておく。各周波数帯域の量子
化ビット数をｍiとし、０を入れておく。次に、Ｓ２０
２にて、パワー判定部２２５は、 Ｓi＞aＳp (ただし、ａは０＜a＜１を満たす
定数） となる周波数帯域ｉについてはｍiに最低量子化ビット
数（通常は２）を割り当てる。つまり、ｍi＝２とす
る。この不等式は、全帯域のパワーＳpに対して、ある
周波数帯域のパワーＳiがどの程度大きいかを調べるも
のであり、aはそのパワーの程度を表す定数である。こ
の不等式よりパワーＳiが大きい周波数帯域は、マスキ
ング閾値対雑音比（ＭＮＲ）の大小にかかわらず、必ず
ビット配分されることになる。そして、変数ｂに今周波
数帯域iに配分したビット数と同じ数を加える。つま
り、（その周波数帯域iに含まれる量子化の対象信号の
数）×２ビットを変数ｂに加える。この２ビットは最低
量子化ビット数を意味している。次に、Ｓ２０３で、Ｍ
ＮＲ計算部２２４にて式(２０２)を使ってでＲi(ｍi)を
計算する。次に、Ｓ２０４で、最小のＲi（ｍi)を探し
出し（このときの周波数帯域のインデックスiをＩとす
る）、Ｓ２０５で、ｍIに１（もし、ｍIが０であったら
最低量子化ビット数（通常は２））を加える。そして、
このときのＲI(ｍI)をＭＮＲ計算部２２４にて式(２０
２)を用いて更新する。また、変数ｂに今周波数帯域Ｉ
に配分したビット数と同じ数を加える。つまり、（周波
数帯域Ｉに含まれる量子化の対象信号の数）×１（ｍI
が０なら最小量子化ビット数２）を変数ｂに加える。Ｓ
２０６では、変数ｂが配分可能の量子化ビット数の総数
Ｂと等しくなったかどうかをチェックする。もし、等し
くなければＳ２０４に戻ってビット配分を継続する一
方、等しければビット配分を終了する。
２６の初期化を行う。すなわち、今までのビット配分総
数を示す変数ｂに０を入れておく。各周波数帯域の量子
化ビット数をｍiとし、０を入れておく。次に、Ｓ２０
２にて、パワー判定部２２５は、 Ｓi＞aＳp (ただし、ａは０＜a＜１を満たす
定数） となる周波数帯域ｉについてはｍiに最低量子化ビット
数（通常は２）を割り当てる。つまり、ｍi＝２とす
る。この不等式は、全帯域のパワーＳpに対して、ある
周波数帯域のパワーＳiがどの程度大きいかを調べるも
のであり、aはそのパワーの程度を表す定数である。こ
の不等式よりパワーＳiが大きい周波数帯域は、マスキ
ング閾値対雑音比（ＭＮＲ）の大小にかかわらず、必ず
ビット配分されることになる。そして、変数ｂに今周波
数帯域iに配分したビット数と同じ数を加える。つま
り、（その周波数帯域iに含まれる量子化の対象信号の
数）×２ビットを変数ｂに加える。この２ビットは最低
量子化ビット数を意味している。次に、Ｓ２０３で、Ｍ
ＮＲ計算部２２４にて式(２０２)を使ってでＲi(ｍi)を
計算する。次に、Ｓ２０４で、最小のＲi（ｍi)を探し
出し（このときの周波数帯域のインデックスiをＩとす
る）、Ｓ２０５で、ｍIに１（もし、ｍIが０であったら
最低量子化ビット数（通常は２））を加える。そして、
このときのＲI(ｍI)をＭＮＲ計算部２２４にて式(２０
２)を用いて更新する。また、変数ｂに今周波数帯域Ｉ
に配分したビット数と同じ数を加える。つまり、（周波
数帯域Ｉに含まれる量子化の対象信号の数）×１（ｍI
が０なら最小量子化ビット数２）を変数ｂに加える。Ｓ
２０６では、変数ｂが配分可能の量子化ビット数の総数
Ｂと等しくなったかどうかをチェックする。もし、等し
くなければＳ２０４に戻ってビット配分を継続する一
方、等しければビット配分を終了する。
【００９８】このように、この符号化復号化装置は、パ
ワー判定部２２５によって、各周波数帯域のパワーＳi
の全帯域のパワーＳpに対する比率を判定して、この判
定結果に基づいて、一定比率ａ以上のパワーＳiを持つ
周波数帯域（便宜上Ｉ4とする）に少なくとも最低量子
化ビット数を割り当てて、必ずビット配分を行ってい
る。すなわち、他の周波数帯域（便宜上Ｉ3とする）の
パワーの影響によって、一定比率ａ以上のパワーＳiを
持つ周波数帯域Ｉ4が完全に削除されるようなことがな
い。したがって、従来と異なり、聴覚特性に優れた人に
も違和感を持たせなくて済み、高音質の再生音を提供す
ることができる。
ワー判定部２２５によって、各周波数帯域のパワーＳi
の全帯域のパワーＳpに対する比率を判定して、この判
定結果に基づいて、一定比率ａ以上のパワーＳiを持つ
周波数帯域（便宜上Ｉ4とする）に少なくとも最低量子
化ビット数を割り当てて、必ずビット配分を行ってい
る。すなわち、他の周波数帯域（便宜上Ｉ3とする）の
パワーの影響によって、一定比率ａ以上のパワーＳiを
持つ周波数帯域Ｉ4が完全に削除されるようなことがな
い。したがって、従来と異なり、聴覚特性に優れた人に
も違和感を持たせなくて済み、高音質の再生音を提供す
ることができる。
【００９９】図１１は第４実施例の符号化復号化装置の
ブロック構成を示している。
ブロック構成を示している。
【０１００】この符号化復号化装置は、周波数帯域分割
部３０１、ビット配分部３０２、量子化部３０３および
マルチプレクサ３０４からなる符号化部と、伝送路３０
５と、デマルチプレクサ３０６、逆量子化部３０７およ
び周波数帯域合成部３０８からなる復号化部とを備えて
いる。上記ビット配分部３０２には、パワー計算部３２
１と、マスキング閾値計算部３２２と、ＳＭＲ（信号対
マスキング閾値比）計算部３２３と、ＭＮＲ（マスキン
グ閾値対雑音比）計算部３２４と、予備ビット数保存部
３２５と、ビット配分計算部３２６とが含まれている。
伝送路３０５は、無線系、有線系または蓄積系のもので
ある。
部３０１、ビット配分部３０２、量子化部３０３および
マルチプレクサ３０４からなる符号化部と、伝送路３０
５と、デマルチプレクサ３０６、逆量子化部３０７およ
び周波数帯域合成部３０８からなる復号化部とを備えて
いる。上記ビット配分部３０２には、パワー計算部３２
１と、マスキング閾値計算部３２２と、ＳＭＲ（信号対
マスキング閾値比）計算部３２３と、ＭＮＲ（マスキン
グ閾値対雑音比）計算部３２４と、予備ビット数保存部
３２５と、ビット配分計算部３２６とが含まれている。
伝送路３０５は、無線系、有線系または蓄積系のもので
ある。
【０１０１】説明の便宜上、まず、この符号化復号化装
置全体の働きを述べ、続いて、上記符号化部のビット配
分部３０２の働きを述べる。
置全体の働きを述べ、続いて、上記符号化部のビット配
分部３０２の働きを述べる。
【０１０２】この例では、各構成部において、数ミリか
ら数十ミリ秒程度の時間（フレーム）単位で、ビットの
配分、量子化、符号化などの処理が行われるものとす
る。
ら数十ミリ秒程度の時間（フレーム）単位で、ビットの
配分、量子化、符号化などの処理が行われるものとす
る。
【０１０３】ディジタル入力信号は、周波数帯域分割部
３０１にて複数の周波数帯域に分割される。この分割方
式としては、フーリエ変換等の周波数変換やバンドパス
フィルタバンク等がある。周波数変換のときは、変換に
よって得られる複数の周波数成分によって周波数帯域が
構成されるものとする。
３０１にて複数の周波数帯域に分割される。この分割方
式としては、フーリエ変換等の周波数変換やバンドパス
フィルタバンク等がある。周波数変換のときは、変換に
よって得られる複数の周波数成分によって周波数帯域が
構成されるものとする。
【０１０４】周波数帯域信号はビット配分部３０２と量
子化部３０３に入力される。ビット配分部３０２では、
後述するように、周波数帯域信号より量子化ビット数を
求め、その情報を量子化部３０３に送り、量子化部３０
３ではこの情報を元に周波数帯域信号を量子化し、符号
化する。
子化部３０３に入力される。ビット配分部３０２では、
後述するように、周波数帯域信号より量子化ビット数を
求め、その情報を量子化部３０３に送り、量子化部３０
３ではこの情報を元に周波数帯域信号を量子化し、符号
化する。
【０１０５】このようにして得られた各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報などの補助情報（上記符号を復
号化部で復号化するのに必要な情報で、量子化、符号化
の方式による）は、マルチプレクサ３０４で多重化さ
れ、符号列として伝送路３０５に送られる。
の符号とビット配分情報などの補助情報（上記符号を復
号化部で復号化するのに必要な情報で、量子化、符号化
の方式による）は、マルチプレクサ３０４で多重化さ
れ、符号列として伝送路３０５に送られる。
【０１０６】上記復号化部のデマルチプレクサ３０６は
伝送路３０５から符号列を取り込み、各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報などの補助情報に分解する。そ
して、補助情報を使って各周波数帯域信号の符号を復号
化する。逆量子化部３０７でビット配分情報などの補助
情報に基づき逆量子化して周波数帯域信号に復元する。
この信号は周波数帯域合成部３０８にて合成され、これ
によりディジタル出力信号が得られる。この後、図示し
ない再生装置で、特定の周波数帯域が最大Ｅ[dＢ]だけ
強調されるものとする。
伝送路３０５から符号列を取り込み、各周波数帯域信号
の符号とビット配分情報などの補助情報に分解する。そ
して、補助情報を使って各周波数帯域信号の符号を復号
化する。逆量子化部３０７でビット配分情報などの補助
情報に基づき逆量子化して周波数帯域信号に復元する。
この信号は周波数帯域合成部３０８にて合成され、これ
によりディジタル出力信号が得られる。この後、図示し
ない再生装置で、特定の周波数帯域が最大Ｅ[dＢ]だけ
強調されるものとする。
【０１０７】次に、上記符号化部のビット配分部３０２
の働きを詳細に述べる。
の働きを詳細に述べる。
【０１０８】ディジタル入力信号について、パワー計算
部３２１でフレーム内の各周波数帯域のパワーＳiを求
め、マスキング閾値計算部３２２でパワーＳiを元に公
知の手段で各周波数帯域のマスキング閾値Ｍiを求め
る。ここで、iは周波数帯域を区別するためのインデッ
クス（０以上の整数）とする。パワー計算部３２１で
は、さらに全帯域のパワーＳp(＝ΣＳi)を求める。次
に、ＳＭＲ計算部３２３で各周波数帯域毎の信号対マス
キング閾値比（ＳＭＲ）Ｐiを次式より求める。
部３２１でフレーム内の各周波数帯域のパワーＳiを求
め、マスキング閾値計算部３２２でパワーＳiを元に公
知の手段で各周波数帯域のマスキング閾値Ｍiを求め
る。ここで、iは周波数帯域を区別するためのインデッ
クス（０以上の整数）とする。パワー計算部３２１で
は、さらに全帯域のパワーＳp(＝ΣＳi)を求める。次
に、ＳＭＲ計算部３２３で各周波数帯域毎の信号対マス
キング閾値比（ＳＭＲ）Ｐiを次式より求める。
【０１０９】 Ｐi＝Ｓi／Ｍi …(３０１) ここで、Ｓiの代わりに周波数帯域iの信号帯域の中での
最大振幅値の２乗を使うこともある。そして、ＭＮＲ計
算部３２４で各周波数帯域毎のマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を求める。ビット配分計算部３２６
はＭＮＲ計算部３２４で求めたマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を使って、各周波数帯域の量子化ビ
ット数ｍを決定する。マスキング閾値対雑音比（ＭＮ
Ｒ）Ｒi(ｍ)は次式で求める。
最大振幅値の２乗を使うこともある。そして、ＭＮＲ計
算部３２４で各周波数帯域毎のマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を求める。ビット配分計算部３２６
はＭＮＲ計算部３２４で求めたマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）Ｒi(ｍ)を使って、各周波数帯域の量子化ビ
ット数ｍを決定する。マスキング閾値対雑音比（ＭＮ
Ｒ）Ｒi(ｍ)は次式で求める。
【０１１０】 Ｒi(ｍ)＝Ｑ(ｍ)／Ｐi …(３０２) ここで、Ｑ(ｍ)は、周波数帯域をｍビットで量子化した
時の信号対量子化雑音パワー比（ＳＮＲ）Ｑ(ｍ)であ
る。このＱ(ｍ)はＳi／Ｎ(ｍ)でも計算できるが、信号
の特性を利用した統計処理により予め求めておくことが
できる。Ｎ(ｍ)はｍビットで量子化した時の量子化雑音
パワーである。例えば、量子化誤差の分布が量子化幅の
間で一様であれば、 Ｑ(ｍ)＝６ｍ[dＢ] …(３０３) とすることができる。Ｎ(ｍ)はｍビットで量子化した時
の量子化雑音パワーである。予備ビット数保存部３２５
は、予めビット数Ｂpを持っており、ビット配分計算部
３２６でのビットの配分が終了した時点で、強調される
特定の周波数帯域Ｉsのビット数にこのＢpを足す。この
Ｂpの値としては、特定の周波数帯域Ｉsを強調すること
により増加する量子化誤差の増加を抑えるだけの値とす
る。例えば、式(３０３)で規定した信号対量子化雑音パ
ワー比（ＳＮＲ）Ｑ(ｍ)＝６[dＢ]を使うものとする
と、最大Ｅ[dＢ]の強調が行われるとき、Ｅ／６に最も
近いか等しい最小の整数値をＢpとする。
時の信号対量子化雑音パワー比（ＳＮＲ）Ｑ(ｍ)であ
る。このＱ(ｍ)はＳi／Ｎ(ｍ)でも計算できるが、信号
の特性を利用した統計処理により予め求めておくことが
できる。Ｎ(ｍ)はｍビットで量子化した時の量子化雑音
パワーである。例えば、量子化誤差の分布が量子化幅の
間で一様であれば、 Ｑ(ｍ)＝６ｍ[dＢ] …(３０３) とすることができる。Ｎ(ｍ)はｍビットで量子化した時
の量子化雑音パワーである。予備ビット数保存部３２５
は、予めビット数Ｂpを持っており、ビット配分計算部
３２６でのビットの配分が終了した時点で、強調される
特定の周波数帯域Ｉsのビット数にこのＢpを足す。この
Ｂpの値としては、特定の周波数帯域Ｉsを強調すること
により増加する量子化誤差の増加を抑えるだけの値とす
る。例えば、式(３０３)で規定した信号対量子化雑音パ
ワー比（ＳＮＲ）Ｑ(ｍ)＝６[dＢ]を使うものとする
と、最大Ｅ[dＢ]の強調が行われるとき、Ｅ／６に最も
近いか等しい最小の整数値をＢpとする。
【０１１１】上記ビット配分計算部３２６と予備ビット
数保存部３２５は、具体的には、図１２のフローチャー
トに従って、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定す
る。各周波数帯域の信号の量子化、符号化に配分できる
ビット数の総数をＢとする。詳しくは、元々のビット数
の総数のうち、予備ビット数保存部３２５で保存してい
るビット数の分Ｂp×（周波数帯域Ｉsに含まれる量子化
の対象信号の数）を除いたものをビット数の総数Ｂとす
る。
数保存部３２５は、具体的には、図１２のフローチャー
トに従って、各周波数帯域の量子化ビット数ｍを決定す
る。各周波数帯域の信号の量子化、符号化に配分できる
ビット数の総数をＢとする。詳しくは、元々のビット数
の総数のうち、予備ビット数保存部３２５で保存してい
るビット数の分Ｂp×（周波数帯域Ｉsに含まれる量子化
の対象信号の数）を除いたものをビット数の総数Ｂとす
る。
【０１１２】まず、Ｓ３０１にて、ビット配分計算部３
２６の初期化を行う。すなわち、今までのビット配分総
数を示す変数ｂに０を入れておく。各周波数帯域の量子
化ビット数をｍiとし、０を入れておく。次に、Ｓ３０
２で、式(３０２)を使ってＲi(ｍi)を計算する。次に、
Ｓ３０３で、ＭＮＲ計算部３２４にて最小のＲi（ｍi)
を探し出す（このときの周波数帯域のインデックスiを
Ｉとする）。次に、Ｓ３０４で、ｍIに１（もし、ｍIが
０であったら最小量子化ビット数（通常は２)）を加え
る。さらに、ＭＮＲ計算部３２４にてＲI(ｍI)を式(３
０２)を使って更新する。また、変数ｂに今周波数帯域
Ｉに配分したビット数と同じ数を加える。つまり、（周
波数帯域Ｉに含まれる量子化の対象信号の数）×１（ｍ
Iが０なら最小量子化ビット数２）を変数ｂに加える。
次に、Ｓ３０５では、変数ｂが配分可能の量子化ビット
数の総数Ｂと等しくなったかどうかをチェックする。も
し、等しくなければＳ３０３に戻ってビット配分を継続
する一方、等しければＳ３０６に進む。Ｓ３０６では、
特定の周波数帯域Ｉsのビット数ｍIsに、予備ビット数
保存部３２５で保存しているビット数Ｂpを加算する。
すなわち、特定の周波数帯域Ｉsにビット数を余分に配
分して、ビット配分を終了する。
２６の初期化を行う。すなわち、今までのビット配分総
数を示す変数ｂに０を入れておく。各周波数帯域の量子
化ビット数をｍiとし、０を入れておく。次に、Ｓ３０
２で、式(３０２)を使ってＲi(ｍi)を計算する。次に、
Ｓ３０３で、ＭＮＲ計算部３２４にて最小のＲi（ｍi)
を探し出す（このときの周波数帯域のインデックスiを
Ｉとする）。次に、Ｓ３０４で、ｍIに１（もし、ｍIが
０であったら最小量子化ビット数（通常は２)）を加え
る。さらに、ＭＮＲ計算部３２４にてＲI(ｍI)を式(３
０２)を使って更新する。また、変数ｂに今周波数帯域
Ｉに配分したビット数と同じ数を加える。つまり、（周
波数帯域Ｉに含まれる量子化の対象信号の数）×１（ｍ
Iが０なら最小量子化ビット数２）を変数ｂに加える。
次に、Ｓ３０５では、変数ｂが配分可能の量子化ビット
数の総数Ｂと等しくなったかどうかをチェックする。も
し、等しくなければＳ３０３に戻ってビット配分を継続
する一方、等しければＳ３０６に進む。Ｓ３０６では、
特定の周波数帯域Ｉsのビット数ｍIsに、予備ビット数
保存部３２５で保存しているビット数Ｂpを加算する。
すなわち、特定の周波数帯域Ｉsにビット数を余分に配
分して、ビット配分を終了する。
【０１１３】このように、この符号化復号化装置は、強
調される特定の周波数帯域Ｉsに、予備ビット数保存部
３２５で保存しているビット数Ｂpを余分に配分するの
で、この余分に配分されたビット数に対応して上記周波
数帯域Ｉsの量子化誤差が小さくなる。逆に言えば、再
生で強調された後の上記周波数帯域Ｉsの量子化誤差の
大きさは、ビット数が通常に配分され再生で強調されな
かった場合の量子化誤差の大きさを超えることはない。
これは、先に述べたように、最大Ｅ[dＢ]の強調が行わ
れるとき、ＢpをＥ／６に最も近いか等しい最小の整数
値に設定したからである。この結果、量子化誤差がマス
キング閾値を超えるのを防止でき、量子化誤差が知覚さ
れるのを防止することができる。
調される特定の周波数帯域Ｉsに、予備ビット数保存部
３２５で保存しているビット数Ｂpを余分に配分するの
で、この余分に配分されたビット数に対応して上記周波
数帯域Ｉsの量子化誤差が小さくなる。逆に言えば、再
生で強調された後の上記周波数帯域Ｉsの量子化誤差の
大きさは、ビット数が通常に配分され再生で強調されな
かった場合の量子化誤差の大きさを超えることはない。
これは、先に述べたように、最大Ｅ[dＢ]の強調が行わ
れるとき、ＢpをＥ／６に最も近いか等しい最小の整数
値に設定したからである。この結果、量子化誤差がマス
キング閾値を超えるのを防止でき、量子化誤差が知覚さ
れるのを防止することができる。
【０１１４】なお、当然ながら、強調される周波数帯
域、すなわちビット数Ｂpを余分に配分すべき周波数帯
域Ｉsは、１つに限られるものではなく、複数であって
も良い。
域、すなわちビット数Ｂpを余分に配分すべき周波数帯
域Ｉsは、１つに限られるものではなく、複数であって
も良い。
【０１１５】ここで、上の例では、強調される周波数帯
域Ｉsに信号成分が無い場合であっても、必ずこの周波
数帯域Ｉsにビットが配分される。また、強調しても他
の周波数帯域の信号に上記周波数帯域Ｉsの信号自身あ
るいは量子化誤差がマスクされてしまう場合であって
も、必ずこの周波数帯域にビットが配分される。このた
め、ビット配分に無駄が生じる可能性がある。
域Ｉsに信号成分が無い場合であっても、必ずこの周波
数帯域Ｉsにビットが配分される。また、強調しても他
の周波数帯域の信号に上記周波数帯域Ｉsの信号自身あ
るいは量子化誤差がマスクされてしまう場合であって
も、必ずこの周波数帯域にビットが配分される。このた
め、ビット配分に無駄が生じる可能性がある。
【０１１６】そこで、図１１の予備ビット数保存部３２
５は、ビット数を保存する代わりに、再生で強調される
値自身Ｅを持つこととしても良い。具体的には、上記ビ
ット配分計算部３２６と予備ビット数保存部３２５は、
図１３のフローチャートに従って、各周波数帯域の量子
化ビット数を決定する。すなわち、まず、Ｓ３１０にお
いて、ＳＭＲ計算部３２２にて強調される特定の周波数
帯域Ｉsの信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）ＰIsに、
予備ビット数保存部３２５で保存している値Ｅをデシベ
ル換算で加算する。この後、Ｓ３１１からＳ３１５ま
で、図１２のＳ３０１からＳ３０５までと同じ処理を行
ってビット配分を行う。なお、各周波数帯域の信号の量
子化、符号化に配分できるビット数の総数をＢとする。
上の例と違って、余分に配分するビット数は考慮しな
い。
５は、ビット数を保存する代わりに、再生で強調される
値自身Ｅを持つこととしても良い。具体的には、上記ビ
ット配分計算部３２６と予備ビット数保存部３２５は、
図１３のフローチャートに従って、各周波数帯域の量子
化ビット数を決定する。すなわち、まず、Ｓ３１０にお
いて、ＳＭＲ計算部３２２にて強調される特定の周波数
帯域Ｉsの信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）ＰIsに、
予備ビット数保存部３２５で保存している値Ｅをデシベ
ル換算で加算する。この後、Ｓ３１１からＳ３１５ま
で、図１２のＳ３０１からＳ３０５までと同じ処理を行
ってビット配分を行う。なお、各周波数帯域の信号の量
子化、符号化に配分できるビット数の総数をＢとする。
上の例と違って、余分に配分するビット数は考慮しな
い。
【０１１７】このようにした場合、上記周波数帯域Ｉs
は、信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）ＰIsの増加分Ｅ
によって、ビット配分されやすくなる。ビット数が余分
に配分されたとき、それに対応して上記周波数帯域Ｉs
の量子化誤差が小さくなる。この結果、上の例と同様
に、量子化誤差がマスキング閾値を超えるのを防止で
き、量子化誤差が知覚されるのを防止することができ
る。しかも、この例でのビット配分は、全周波数帯域の
信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）のバランスを考慮し
たものであり、単純に強調分Ｅに相当したビット数を配
分するものではない。もし、強調される周波数帯域Ｉs
に信号成分が無い場合は、信号対マスキング閾値比（Ｓ
ＭＲ）ＰIsはデシベル換算で元々負の無限大かそれに相
当する値となっているので、強調による加算は無視され
て、この周波数帯域Ｉsにビット配分されることはな
い。したがって、ビット配分の無駄をなくすことができ
る。また、強調しても他の周波数帯域の信号に上記周波
数帯域Ｉsの信号自身あるいは量子化誤差がマスクされ
てしまう場合は、他のマスキングされない周波数帯域に
比べ、ビット配分する前のＳ３１２でのマスキング閾値
対雑音比（ＭＮＲ）ＲIs(０)が大きな値となる（もちろ
ん強調される前の値よりは小さな値であるが、まだマス
キングされない周波数帯域のＭＮＲに比べると大きい）
ので、この周波数帯域Ｉsにはビット配分されにくくな
る。したがって、強調による無駄なビット配分を防ぐこ
とができる。
は、信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）ＰIsの増加分Ｅ
によって、ビット配分されやすくなる。ビット数が余分
に配分されたとき、それに対応して上記周波数帯域Ｉs
の量子化誤差が小さくなる。この結果、上の例と同様
に、量子化誤差がマスキング閾値を超えるのを防止で
き、量子化誤差が知覚されるのを防止することができ
る。しかも、この例でのビット配分は、全周波数帯域の
信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）のバランスを考慮し
たものであり、単純に強調分Ｅに相当したビット数を配
分するものではない。もし、強調される周波数帯域Ｉs
に信号成分が無い場合は、信号対マスキング閾値比（Ｓ
ＭＲ）ＰIsはデシベル換算で元々負の無限大かそれに相
当する値となっているので、強調による加算は無視され
て、この周波数帯域Ｉsにビット配分されることはな
い。したがって、ビット配分の無駄をなくすことができ
る。また、強調しても他の周波数帯域の信号に上記周波
数帯域Ｉsの信号自身あるいは量子化誤差がマスクされ
てしまう場合は、他のマスキングされない周波数帯域に
比べ、ビット配分する前のＳ３１２でのマスキング閾値
対雑音比（ＭＮＲ）ＲIs(０)が大きな値となる（もちろ
ん強調される前の値よりは小さな値であるが、まだマス
キングされない周波数帯域のＭＮＲに比べると大きい）
ので、この周波数帯域Ｉsにはビット配分されにくくな
る。したがって、強調による無駄なビット配分を防ぐこ
とができる。
【０１１８】なお、上記第１実施例乃至第４実施例の特
長のうち２つ以上の特長を同一の符号化復号化装置に具
備させることもできる。
長のうち２つ以上の特長を同一の符号化復号化装置に具
備させることもできる。
【０１１９】図１５は、上記第１実施例乃至第４実施例
の特長のすべてを具備した第５実施例の符号化復号化装
置のブロック構成を示している。
の特長のすべてを具備した第５実施例の符号化復号化装
置のブロック構成を示している。
【０１２０】この符号化復号化装置は、ブロック長決定
部４０１、周波数帯域分割部４０２、ビット配分部４０
３、量子化部４０４およびマルチプレクサ４０５からな
る符号化部と、伝送路４０６と、デマルチプレクサ４０
７、逆量子化部４０８および周波数帯域合成部４０９か
らなる復号化部とを備えている。上記ビット配分部４０
３には、パワー計算部４３１と、マスキング閾値計算部
４３２と、ＳＭＲ計算部４３３と、ＭＮＲ計算部４３４
と、ビット配分計算部４３５と、最大ビット数決定部４
３６と、パワー判定部４３７と、予備ビット数保存部４
３８とが含まれている。これらの各要素は、それぞれ同
一名称の要素、すなわち第１実施例（図１）のブロック
長決定部１、周波数帯域分割部２、ビット配分部３、量
子化部４、マルチプレクサ５、伝送路６、デマルチプレ
クサ７、逆量子化部８、周波数帯域合成部９、パワー計
算部３１、マスキング閾値計算部３２、ＳＭＲ計算部３
３、ＭＮＲ計算部３４、ビット配分計算部３５、第２実
施例（図４）の最大ビット数決定部１２５、第３実施例
（図９）のパワー判定部２２５、第４実施例（図１１）
の予備ビット数保存部３２５と同一か類似の働きをす
る。この内、全く同一の働きをするものについては説明
を省略する。最大ビット数決定部４３６は、第２実施例
の最大ビット数決定部１２５に対してさらにブロックｊ
も考慮したもので、ブロックｊの周波数帯域ｉにおける
最大ビット数Ｌjiを第２実施例の最大ビット数決定部１
２５と同じ方法で決定する。パワー判定部４３７も同様
に、ブロックｊも考慮して、第３実施例のパワー判定部
２２５と同じ方法でブロックｊの周波数帯域ｉにビット
をあらかじめ配分するかどうかを決定する。
部４０１、周波数帯域分割部４０２、ビット配分部４０
３、量子化部４０４およびマルチプレクサ４０５からな
る符号化部と、伝送路４０６と、デマルチプレクサ４０
７、逆量子化部４０８および周波数帯域合成部４０９か
らなる復号化部とを備えている。上記ビット配分部４０
３には、パワー計算部４３１と、マスキング閾値計算部
４３２と、ＳＭＲ計算部４３３と、ＭＮＲ計算部４３４
と、ビット配分計算部４３５と、最大ビット数決定部４
３６と、パワー判定部４３７と、予備ビット数保存部４
３８とが含まれている。これらの各要素は、それぞれ同
一名称の要素、すなわち第１実施例（図１）のブロック
長決定部１、周波数帯域分割部２、ビット配分部３、量
子化部４、マルチプレクサ５、伝送路６、デマルチプレ
クサ７、逆量子化部８、周波数帯域合成部９、パワー計
算部３１、マスキング閾値計算部３２、ＳＭＲ計算部３
３、ＭＮＲ計算部３４、ビット配分計算部３５、第２実
施例（図４）の最大ビット数決定部１２５、第３実施例
（図９）のパワー判定部２２５、第４実施例（図１１）
の予備ビット数保存部３２５と同一か類似の働きをす
る。この内、全く同一の働きをするものについては説明
を省略する。最大ビット数決定部４３６は、第２実施例
の最大ビット数決定部１２５に対してさらにブロックｊ
も考慮したもので、ブロックｊの周波数帯域ｉにおける
最大ビット数Ｌjiを第２実施例の最大ビット数決定部１
２５と同じ方法で決定する。パワー判定部４３７も同様
に、ブロックｊも考慮して、第３実施例のパワー判定部
２２５と同じ方法でブロックｊの周波数帯域ｉにビット
をあらかじめ配分するかどうかを決定する。
【０１２１】次に、ビット配分部４０３のビット配分計
算部４３５がどのように各ブロックｊの各周波数帯域ｉ
の量子化ビット数ｍjiを決定するかを図１６のフローチ
ャートに従って説明する。ここで、各ブロック、周波数
帯域の信号の量子化、符号化に配分できるビット数の総
数をＢとする。詳しくは、元々のビット数の総数のう
ち、予備ビット数保存部４３８で保存しているビット数
の分Ｂp×（周波数帯域Ｉsに含まれる量子化の対象信号
の数）×ブロック数を除いたものをビット数の総数す
る。
算部４３５がどのように各ブロックｊの各周波数帯域ｉ
の量子化ビット数ｍjiを決定するかを図１６のフローチ
ャートに従って説明する。ここで、各ブロック、周波数
帯域の信号の量子化、符号化に配分できるビット数の総
数をＢとする。詳しくは、元々のビット数の総数のう
ち、予備ビット数保存部４３８で保存しているビット数
の分Ｂp×（周波数帯域Ｉsに含まれる量子化の対象信号
の数）×ブロック数を除いたものをビット数の総数す
る。
【０１２２】まず、Ｓ４０１にて、最大ビット数決定部
４３６は、各ブロック各帯域のパワーＳjiに基づいて、
各ブロックの各周波数帯域に配分できる最大のビット数
Ｌjiを第２実施例で述べた方法によって決定する。次
に、Ｓ４０２にてビット配分計算部４３５の初期化を行
う。すなわち、今までのビット配分総数を示す変数ｂに
０を入れておく。また、各ブロックの各周波数帯域の量
子化ビット数をｍjiとし、０を入れておく。次に、Ｓ４
０３にて、パワー判定部４３７は、 Ｓji＞ａＳp （ただし、ａは０＜ａ＜１を満たす定
数） となるブロックｊの周波数帯域ｉについてｍjiに最低量
子化ビット数（通常は２）を割り当てる。つまり、ｍji
＝２とする。次に、Ｓ４０４で、ＭＮＲ計算部４３４に
て式（２）を使ってＲji（ｍji）を計算する。次にＳ４
０５で、最小のＲji（ｍji）を探し出し（このときのブ
ロック、周波数帯域のインデックスｊ，ｉをそれぞれ
Ｊ，Ｉとする）、Ｓ４０６でｍJIに１（もし、ｍJIが０
であったら最低量子化ビット数（通常は２））を加え
る。この結果、ｍJI＝ＬJIとなったかどうかをチェック
して、ｍJI＝ＬJIとなった場合は、この後、上記ブロッ
クＪの周波数帯域ＩはＳ４０５での探索対象から除外す
る。さらに、ＭＮＲ計算部４３４にてＲJI（ｍJI）を式
（２）を使って更新する。また、変数ｂに今ブロックＪ
の周波数帯域Ｉに配分したビット数と同じ数を加える。
つまり、（ブロックＪの周波数帯域Ｉに含まれる量子化
の対象信号の数）×１（ｍJIが０なら最低量子化ビット
数２）を変数ｂに加える。次に、Ｓ４０７では、変数ｂ
が配分可能のビット数の総数Ｂと等しくなったかどうか
をチェックする。もし、等しくなければＳ４０５に戻っ
てビット配分を継続する一方、等しければＳ４０８に進
む。Ｓ４０８では、各ブロックの特定の周波数帯域Ｉs
のビット数ｍjIsに予備ビット数保存部４３８で保存し
ているビット数Ｂpを加算する。すなわち、特定の周波
数帯域Ｉsにビット数を余分に配分して、ビット配分を
終了する。
４３６は、各ブロック各帯域のパワーＳjiに基づいて、
各ブロックの各周波数帯域に配分できる最大のビット数
Ｌjiを第２実施例で述べた方法によって決定する。次
に、Ｓ４０２にてビット配分計算部４３５の初期化を行
う。すなわち、今までのビット配分総数を示す変数ｂに
０を入れておく。また、各ブロックの各周波数帯域の量
子化ビット数をｍjiとし、０を入れておく。次に、Ｓ４
０３にて、パワー判定部４３７は、 Ｓji＞ａＳp （ただし、ａは０＜ａ＜１を満たす定
数） となるブロックｊの周波数帯域ｉについてｍjiに最低量
子化ビット数（通常は２）を割り当てる。つまり、ｍji
＝２とする。次に、Ｓ４０４で、ＭＮＲ計算部４３４に
て式（２）を使ってＲji（ｍji）を計算する。次にＳ４
０５で、最小のＲji（ｍji）を探し出し（このときのブ
ロック、周波数帯域のインデックスｊ，ｉをそれぞれ
Ｊ，Ｉとする）、Ｓ４０６でｍJIに１（もし、ｍJIが０
であったら最低量子化ビット数（通常は２））を加え
る。この結果、ｍJI＝ＬJIとなったかどうかをチェック
して、ｍJI＝ＬJIとなった場合は、この後、上記ブロッ
クＪの周波数帯域ＩはＳ４０５での探索対象から除外す
る。さらに、ＭＮＲ計算部４３４にてＲJI（ｍJI）を式
（２）を使って更新する。また、変数ｂに今ブロックＪ
の周波数帯域Ｉに配分したビット数と同じ数を加える。
つまり、（ブロックＪの周波数帯域Ｉに含まれる量子化
の対象信号の数）×１（ｍJIが０なら最低量子化ビット
数２）を変数ｂに加える。次に、Ｓ４０７では、変数ｂ
が配分可能のビット数の総数Ｂと等しくなったかどうか
をチェックする。もし、等しくなければＳ４０５に戻っ
てビット配分を継続する一方、等しければＳ４０８に進
む。Ｓ４０８では、各ブロックの特定の周波数帯域Ｉs
のビット数ｍjIsに予備ビット数保存部４３８で保存し
ているビット数Ｂpを加算する。すなわち、特定の周波
数帯域Ｉsにビット数を余分に配分して、ビット配分を
終了する。
【０１２３】このように、この符号化復号化装置では、
第１実施例乃至第４実施例の特長を少しも犠牲にするこ
となく、すべて生かすことができる。すなわち、第１
に、ブロック長の長短に応じて、異なる聴覚心理特性を
採用しているので、ブロック長が長いときには、計算量
が多いがマスキング効果の大きい聴覚心理特性、例えば
同時マスキングを適用できる一方、ブロック長が短いと
きには、マスキング効果が小さいが計算量が少ない聴覚
心理特性、例えば継時マスキングを適用できる。つま
り、計算量とマスキング閾値の精度という二律排反の関
係を克服でき、常に最適の聴覚心理特性を採用できる。
第２に、各周波数帯域に配分される最大ビット数を各周
波数帯域毎に制限するので、複数の周波数帯域のうちパ
ワーが大きい周波数帯域Ｉ1から離れたパワーが小さい
周波数帯域Ｉ2に対して、マスキング閾値対雑音比（Ｍ
ＮＲ）の大小にかかわらず、配分できる量子化ビットの
最大数を制限できる。したがって、パワーが小さい周波
数帯域Ｉ2に配分されたであろうビット数を、他の周波
数帯域、特に正弦波信号の含まれる周波数帯域Ｉ1によ
り多く配分できる。第３に、全周波数帯域のパワーに対
して一の周波数帯域のパワーが一定比率ａ以上であるか
どうかを判断して、この比率ａ以上のパワーを持つ周波
数帯域に少なくとも最低量子化ビット数を割り当てるの
で、他の周波数帯域Ｉ3のパワーの影響によって、一定
比率ａ以上のパワーを持つ周波数帯域Ｉ4が完全に削除
されるのを防止できる。したがって、聴覚特性に優れた
人にも違和感を与えないようにすることができる。第４
に、予め定められた特定の周波数帯域Ｉsに、予め定め
られた分だけ余分にビット数を割り当てるので、上記周
波数帯域Ｉsの量子化誤差を通常より小さくできる。し
たがって、再生装置で強調したときにこの誤差が強調さ
れても、この誤差が知覚されるのを防止できる。したが
って、高音質の再生音を提供することができる。
第１実施例乃至第４実施例の特長を少しも犠牲にするこ
となく、すべて生かすことができる。すなわち、第１
に、ブロック長の長短に応じて、異なる聴覚心理特性を
採用しているので、ブロック長が長いときには、計算量
が多いがマスキング効果の大きい聴覚心理特性、例えば
同時マスキングを適用できる一方、ブロック長が短いと
きには、マスキング効果が小さいが計算量が少ない聴覚
心理特性、例えば継時マスキングを適用できる。つま
り、計算量とマスキング閾値の精度という二律排反の関
係を克服でき、常に最適の聴覚心理特性を採用できる。
第２に、各周波数帯域に配分される最大ビット数を各周
波数帯域毎に制限するので、複数の周波数帯域のうちパ
ワーが大きい周波数帯域Ｉ1から離れたパワーが小さい
周波数帯域Ｉ2に対して、マスキング閾値対雑音比（Ｍ
ＮＲ）の大小にかかわらず、配分できる量子化ビットの
最大数を制限できる。したがって、パワーが小さい周波
数帯域Ｉ2に配分されたであろうビット数を、他の周波
数帯域、特に正弦波信号の含まれる周波数帯域Ｉ1によ
り多く配分できる。第３に、全周波数帯域のパワーに対
して一の周波数帯域のパワーが一定比率ａ以上であるか
どうかを判断して、この比率ａ以上のパワーを持つ周波
数帯域に少なくとも最低量子化ビット数を割り当てるの
で、他の周波数帯域Ｉ3のパワーの影響によって、一定
比率ａ以上のパワーを持つ周波数帯域Ｉ4が完全に削除
されるのを防止できる。したがって、聴覚特性に優れた
人にも違和感を与えないようにすることができる。第４
に、予め定められた特定の周波数帯域Ｉsに、予め定め
られた分だけ余分にビット数を割り当てるので、上記周
波数帯域Ｉsの量子化誤差を通常より小さくできる。し
たがって、再生装置で強調したときにこの誤差が強調さ
れても、この誤差が知覚されるのを防止できる。したが
って、高音質の再生音を提供することができる。
【０１２４】これらの特長を発揮するビット配分部４０
３は、個々にハードウエアによっても実現できるが、デ
ィジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等の装置上ですべて
ソフトウエアによっても実現することができる。
３は、個々にハードウエアによっても実現できるが、デ
ィジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等の装置上ですべて
ソフトウエアによっても実現することができる。
【０１２５】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の符
号化復号化装置では、符号化部のビット配分部は、ブロ
ック長決定部からブロック長を表す情報を受けて、上記
ブロック長の長短に応じて、異なる聴覚心理特性を採用
する。したがって、ブロック長が長いときには、計算量
が多いがマスキング効果の大きい聴覚心理特性、例えば
同時マスキングを適用できる。一方、ブロック長が短い
ときには、マスキング効果が小さいが計算量が少ない聴
覚心理特性、例えば継時マスキングを適用できる。つま
り、計算量とマスキング閾値の精度という二律排反の関
係を克服でき、常に最適の聴覚心理特性を採用して量子
化誤差を低減することができる。したがって、高音質な
再生音を得ることができる。
号化復号化装置では、符号化部のビット配分部は、ブロ
ック長決定部からブロック長を表す情報を受けて、上記
ブロック長の長短に応じて、異なる聴覚心理特性を採用
する。したがって、ブロック長が長いときには、計算量
が多いがマスキング効果の大きい聴覚心理特性、例えば
同時マスキングを適用できる。一方、ブロック長が短い
ときには、マスキング効果が小さいが計算量が少ない聴
覚心理特性、例えば継時マスキングを適用できる。つま
り、計算量とマスキング閾値の精度という二律排反の関
係を克服でき、常に最適の聴覚心理特性を採用して量子
化誤差を低減することができる。したがって、高音質な
再生音を得ることができる。
【０１２６】請求項２の符号化復号化装置は、符号化部
のビット配分部は、各周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数を各周波数帯域毎に制限する。したがって、複数の
周波数帯域のうちパワーが大きい周波数帯域Ｉ1から離
れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2に対して、マスキン
グ閾値対雑音比（ＭＮＲ）の大小にかかわらず、配分で
きる量子化ビットの最大数が制限される。すなわち、正
弦波信号が入力された時、正弦波信号が含まれる周波数
帯域Ｉ1から離れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2では、
たとえ正弦波信号の含まれる周波数帯域Ｉ1と同じよう
な大きさのマスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を持って
いたとしても、最大ビット数を有効に制限できる。この
結果、上記パワーが小さい周波数帯域Ｉ2に配分された
であろうビット数を、他の周波数帯域、特に正弦波信号
の含まれる周波数帯域Ｉ1により多く配分できる。した
がって、上記正弦波信号を復号化したとき、従来に比し
て量子化誤差を低減され、音質を高めることができる。
のビット配分部は、各周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数を各周波数帯域毎に制限する。したがって、複数の
周波数帯域のうちパワーが大きい周波数帯域Ｉ1から離
れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2に対して、マスキン
グ閾値対雑音比（ＭＮＲ）の大小にかかわらず、配分で
きる量子化ビットの最大数が制限される。すなわち、正
弦波信号が入力された時、正弦波信号が含まれる周波数
帯域Ｉ1から離れたパワーが小さい周波数帯域Ｉ2では、
たとえ正弦波信号の含まれる周波数帯域Ｉ1と同じよう
な大きさのマスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を持って
いたとしても、最大ビット数を有効に制限できる。この
結果、上記パワーが小さい周波数帯域Ｉ2に配分された
であろうビット数を、他の周波数帯域、特に正弦波信号
の含まれる周波数帯域Ｉ1により多く配分できる。した
がって、上記正弦波信号を復号化したとき、従来に比し
て量子化誤差を低減され、音質を高めることができる。
【０１２７】請求項３の符号化復号化装置では、符号化
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーと一の周波
数帯域のパワーとの比に基づいて、上記一の周波数帯域
に配分される最大ビット数を決定するので、入力信号が
大きいときに、パワーが小さい周波数帯域へのビット配
分を有効に制限できる。
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーと一の周波
数帯域のパワーとの比に基づいて、上記一の周波数帯域
に配分される最大ビット数を決定するので、入力信号が
大きいときに、パワーが小さい周波数帯域へのビット配
分を有効に制限できる。
【０１２８】請求項４の符号化復号化装置では、符号化
部のビット配分部は、一の周波数帯域のパワーの大きさ
に基づいて、上記一の周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数を決定するので、入力信号が小さいときに、パワー
が小さい周波数帯域へのビット配分を有効に制限でき
る。
部のビット配分部は、一の周波数帯域のパワーの大きさ
に基づいて、上記一の周波数帯域に配分される最大ビッ
ト数を決定するので、入力信号が小さいときに、パワー
が小さい周波数帯域へのビット配分を有効に制限でき
る。
【０１２９】請求項５の符号化復号化装置では、符号化
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーと一の周波
数帯域のパワーとの比、および、上記一の周波数帯域の
パワーの大きさとに基づいて、上記各周波数帯域に配分
される量子化ビット数を決定するので、入力信号の大小
にかかわらず、パワーが小さい周波数帯域へのビット配
分を有効に制限できる。
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーと一の周波
数帯域のパワーとの比、および、上記一の周波数帯域の
パワーの大きさとに基づいて、上記各周波数帯域に配分
される量子化ビット数を決定するので、入力信号の大小
にかかわらず、パワーが小さい周波数帯域へのビット配
分を有効に制限できる。
【０１３０】請求項６の符号化復号化装置では、上記ビ
ット配分部は、一の周波数帯域のマスキング閾値対雑音
比が１以下である場合、上記一の周波数帯域に配分され
る最大ビット数についての制限を解除するので、元々最
大ビット数の制限を受ける周波数帯域ではマスキング閾
値対雑音比が１を超えるまでビット数を割り当て、マス
キング閾値が１を超えた時点で直ちにビット数の割り当
てを停止する。したがって、請求項２の符号化復号化装
置と同様に正弦波信号が含まれる周波数帯域Ｉ1の量子
化誤差を低減できる上、パワーが小さい周波数帯域Ｉ2
の量子化誤差を低減できる。したがって、復号化時の音
質を改善できる。
ット配分部は、一の周波数帯域のマスキング閾値対雑音
比が１以下である場合、上記一の周波数帯域に配分され
る最大ビット数についての制限を解除するので、元々最
大ビット数の制限を受ける周波数帯域ではマスキング閾
値対雑音比が１を超えるまでビット数を割り当て、マス
キング閾値が１を超えた時点で直ちにビット数の割り当
てを停止する。したがって、請求項２の符号化復号化装
置と同様に正弦波信号が含まれる周波数帯域Ｉ1の量子
化誤差を低減できる上、パワーが小さい周波数帯域Ｉ2
の量子化誤差を低減できる。したがって、復号化時の音
質を改善できる。
【０１３１】請求項７の符号化復号化装置では、上記ビ
ット配分部は、配分した全量子化ビット数が全周波数帯
域に配分し得る所定の総数に満たない場合、上記各周波
数帯域に配分されたビット数がそれぞれ上記最大数に等
しいかどうかを判断して、各周波数帯域に配分されたビ
ット数がそれぞれ上記最大数に等しいとき、上記最大ビ
ット数についての制限を緩和または解除するので、量子
化ビット数の総数の範囲内でビット配分を有効に行うこ
とができる。したがって、上記制限により本来のビット
数より少ないビット数が割り当てられたパワーが小さい
周波数帯域Ｉ２に対して、少し余分にビットを配分する
ので、この周波数帯域Ｉ２でのマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）を改善でき、復号化時の音質を改善できる。
ット配分部は、配分した全量子化ビット数が全周波数帯
域に配分し得る所定の総数に満たない場合、上記各周波
数帯域に配分されたビット数がそれぞれ上記最大数に等
しいかどうかを判断して、各周波数帯域に配分されたビ
ット数がそれぞれ上記最大数に等しいとき、上記最大ビ
ット数についての制限を緩和または解除するので、量子
化ビット数の総数の範囲内でビット配分を有効に行うこ
とができる。したがって、上記制限により本来のビット
数より少ないビット数が割り当てられたパワーが小さい
周波数帯域Ｉ２に対して、少し余分にビットを配分する
ので、この周波数帯域Ｉ２でのマスキング閾値対雑音比
（ＭＮＲ）を改善でき、復号化時の音質を改善できる。
【０１３２】請求項８の符号化復号化装置では、符号化
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーに対して一
の周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどうかを
判断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周波数
帯域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかかわら
ず少なくとも最低量子化ビット数を割り当てるので、他
の周波数帯域Ｉ3のパワーの影響によって、一定比率以
上のパワーを持つ周波数帯域Ｉ4が完全に削除されるの
を防止できる。したがって、従来と異なり、聴覚特性に
優れた人にも違和感を持たせなくて済み、高音質の再生
音を提供することができる。
部のビット配分部は、全周波数帯域のパワーに対して一
の周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどうかを
判断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周波数
帯域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかかわら
ず少なくとも最低量子化ビット数を割り当てるので、他
の周波数帯域Ｉ3のパワーの影響によって、一定比率以
上のパワーを持つ周波数帯域Ｉ4が完全に削除されるの
を防止できる。したがって、従来と異なり、聴覚特性に
優れた人にも違和感を持たせなくて済み、高音質の再生
音を提供することができる。
【０１３３】また、楽音の再生装置に低域強調機能のよ
うな特定の周波数成分を強調する機能が付いている場合
がある。このような再生装置で、上記適応ビット配分方
式で復号化した音を再生するとき、もし、符号化時に上
記周波数成分にビットが十分に割り当てられなくて、こ
の周波数成分を含む周波数帯域Ｉsのマスキング閾値対
雑音比（ＭＮＲ）が１より少し大きい程度であったとす
ると、上記周波数成分の量子化誤差が強調される恐れが
ある。そこで、請求項９の符号化復号化装置では、符号
化部のビット数配分部は、予め定められた特定の周波数
帯域Ｉsに、予め定められた分だけ余分にビット数を割
り当てるので、上記特定の周波数帯域Ｉsの量子化誤差
は通常より小さくなる。したがって、再生装置で強調し
たときにこの誤差が強調されても、この誤差が知覚され
るのを防止できる。したがって、従来と異なり、聴覚特
性に優れた人にも違和感を持たせなくて済み、高音質の
再生音を提供することができる。
うな特定の周波数成分を強調する機能が付いている場合
がある。このような再生装置で、上記適応ビット配分方
式で復号化した音を再生するとき、もし、符号化時に上
記周波数成分にビットが十分に割り当てられなくて、こ
の周波数成分を含む周波数帯域Ｉsのマスキング閾値対
雑音比（ＭＮＲ）が１より少し大きい程度であったとす
ると、上記周波数成分の量子化誤差が強調される恐れが
ある。そこで、請求項９の符号化復号化装置では、符号
化部のビット数配分部は、予め定められた特定の周波数
帯域Ｉsに、予め定められた分だけ余分にビット数を割
り当てるので、上記特定の周波数帯域Ｉsの量子化誤差
は通常より小さくなる。したがって、再生装置で強調し
たときにこの誤差が強調されても、この誤差が知覚され
るのを防止できる。したがって、従来と異なり、聴覚特
性に優れた人にも違和感を持たせなくて済み、高音質の
再生音を提供することができる。
【０１３４】また、請求項１０の符号化復号化装置で
は、符号化部のビット配分部は、全周波数帯域に配分し
得る量子化ビット数の総数から上記特定の周波数帯域Ｉ
sに余分に配分すべきビット数を差し引いた残りのビッ
ト数を各周波数帯域に割り当て、続いて、上記余分に配
分すべきビット数を上記特定の周波数帯域Ｉsに加算す
るので、最終的に全周波数帯域に配分されたビット数
を、上記量子化ビット数の総数の範囲内に収めることが
できる。
は、符号化部のビット配分部は、全周波数帯域に配分し
得る量子化ビット数の総数から上記特定の周波数帯域Ｉ
sに余分に配分すべきビット数を差し引いた残りのビッ
ト数を各周波数帯域に割り当て、続いて、上記余分に配
分すべきビット数を上記特定の周波数帯域Ｉsに加算す
るので、最終的に全周波数帯域に配分されたビット数
を、上記量子化ビット数の総数の範囲内に収めることが
できる。
【０１３５】また、請求項１１の符号化復号化装置で
は、符号化部のビット配分部は、上記周波数帯域のパワ
ーの大きさから各周波数帯域毎の信号対マスキング閾値
比（ＳＭＲ）を求め、上記特定の周波数帯域Ｉsの信号
対マスキング閾値比（ＳＭＲ）に予め定められた値を加
えた後、この信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）を用い
て上記マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を求める。し
たがって、上記周波数帯域Ｉsは、信号対マスキング閾
値比（ＳＭＲ）の増加分によって、ビット配分されやす
くなり、請求項９の符号化復号化装置と同様に上記特定
の周波数帯域Ｉsの量子化誤差が小さくなる。この結
果、量子化誤差がマスキング閾値を超えるのを防止で
き、量子化誤差が知覚されるのを防止できる。しかも、
この場合のビット配分は、全周波数帯域の信号対マスキ
ング閾値比（ＳＭＲ）のバランスを考慮したものであ
る。すなわち、もし、強調される特定の周波数帯域Ｉs
に信号成分が無い場合は、この周波数帯域Ｉsの信号対
マスキング閾値比（ＳＭＲ）はデシベル換算で元々負の
無限大かそれに相当する値となっているので、強調によ
る加算は無視されて、この周波数帯域Ｉsにビット配分
されることはない。したがって、ビット配分の無駄をな
くすことができる。また、強調しても他の周波数帯域の
信号に上記周波数帯域Ｉsの信号自身あるいは量子化誤
差がマスクされてしまう場合は、他のマスキングされな
い周波数帯域に比べ、ビット配分する前のマスキング閾
値対雑音比（ＭＮＲ）が大きな値となる（もちろん強調
される前の値よりは小さな値であるが、まだマスキング
されない周波数帯域のＭＮＲに比べると大きい）ので、
この周波数帯域Ｉsにはビット配分されにくくなる。し
たがって、強調による無駄なビット配分を防ぐことがで
きる。
は、符号化部のビット配分部は、上記周波数帯域のパワ
ーの大きさから各周波数帯域毎の信号対マスキング閾値
比（ＳＭＲ）を求め、上記特定の周波数帯域Ｉsの信号
対マスキング閾値比（ＳＭＲ）に予め定められた値を加
えた後、この信号対マスキング閾値比（ＳＭＲ）を用い
て上記マスキング閾値対雑音比（ＭＮＲ）を求める。し
たがって、上記周波数帯域Ｉsは、信号対マスキング閾
値比（ＳＭＲ）の増加分によって、ビット配分されやす
くなり、請求項９の符号化復号化装置と同様に上記特定
の周波数帯域Ｉsの量子化誤差が小さくなる。この結
果、量子化誤差がマスキング閾値を超えるのを防止で
き、量子化誤差が知覚されるのを防止できる。しかも、
この場合のビット配分は、全周波数帯域の信号対マスキ
ング閾値比（ＳＭＲ）のバランスを考慮したものであ
る。すなわち、もし、強調される特定の周波数帯域Ｉs
に信号成分が無い場合は、この周波数帯域Ｉsの信号対
マスキング閾値比（ＳＭＲ）はデシベル換算で元々負の
無限大かそれに相当する値となっているので、強調によ
る加算は無視されて、この周波数帯域Ｉsにビット配分
されることはない。したがって、ビット配分の無駄をな
くすことができる。また、強調しても他の周波数帯域の
信号に上記周波数帯域Ｉsの信号自身あるいは量子化誤
差がマスクされてしまう場合は、他のマスキングされな
い周波数帯域に比べ、ビット配分する前のマスキング閾
値対雑音比（ＭＮＲ）が大きな値となる（もちろん強調
される前の値よりは小さな値であるが、まだマスキング
されない周波数帯域のＭＮＲに比べると大きい）ので、
この周波数帯域Ｉsにはビット配分されにくくなる。し
たがって、強調による無駄なビット配分を防ぐことがで
きる。
【０１３６】また、請求項１２の符号化復号化装置で
は、符号化部のビット配分部は、請求項１，２，８，９
のビット配分部が有する計４つの手段のうち２つ以上の
手段を有している。したがって、請求項１，２，８，９
による上述の４つの効果のうち２つ以上のものを組み合
わせた効果を奏することができる。しかも、上記４つの
手段は、個々にハードウエアによっても実現できるが、
ディジタル信号プロセッサ等の装置上ですべてソフトウ
エアによっても実現することができる。
は、符号化部のビット配分部は、請求項１，２，８，９
のビット配分部が有する計４つの手段のうち２つ以上の
手段を有している。したがって、請求項１，２，８，９
による上述の４つの効果のうち２つ以上のものを組み合
わせた効果を奏することができる。しかも、上記４つの
手段は、個々にハードウエアによっても実現できるが、
ディジタル信号プロセッサ等の装置上ですべてソフトウ
エアによっても実現することができる。
【図１】 この発明の第１実施例の符号化復号化装置の
ブロック構成を示す図である。
ブロック構成を示す図である。
【図２】 上記符号化復号化装置のマスキング閾値計算
部によるマスキング閾値の計算の仕方を説明するフロー
チャートを示す図である。
部によるマスキング閾値の計算の仕方を説明するフロー
チャートを示す図である。
【図３】 上記符号化復号化装置によるビット数の配分
の仕方を説明するフローチャートを示す図である。
の仕方を説明するフローチャートを示す図である。
【図４】 この発明の第２実施例の符号化復号化装置の
ブロック構成を示す図である。
ブロック構成を示す図である。
【図５】 上記符号化復号化装置によるビット配分の仕
方を説明するフローチャートを示す図である。
方を説明するフローチャートを示す図である。
【図６】 上記符号化復号化装置の最大ビット数決定部
による最大ビット数のの決定方法を説明する図である。
による最大ビット数のの決定方法を説明する図である。
【図７】 上記符号化復号化装置による別のビット配分
の仕方を説明するフローチャートを示す図である。
の仕方を説明するフローチャートを示す図である。
【図８】 上記符号化復号化装置によるさらに別のビッ
ト配分の仕方を説明するフローチャートを示す図であ
る。
ト配分の仕方を説明するフローチャートを示す図であ
る。
【図９】 この発明の第３実施例の符号化復号化装置の
ブロック構成を示す図である。
ブロック構成を示す図である。
【図１０】 上記符号化復号化装置によるビット配分の
仕方を説明するフローチャートを示す図である。
仕方を説明するフローチャートを示す図である。
【図１１】 この発明の第４実施例の符号化復号化装置
のブロック構成を示す図である。
のブロック構成を示す図である。
【図１２】 上記符号化復号化装置によるビット配分の
仕方を説明するフローチャートを示す図である。
仕方を説明するフローチャートを示す図である。
【図１３】 上記符号化復号化装置による別のビット配
分の仕方を説明するフローチャートを示す図である。
分の仕方を説明するフローチャートを示す図である。
【図１４】 再生装置で低域を強調したときの再生音と
量子化誤差とについてのパワースペクトル、マスキング
閾値および量子化誤差を示す図である。
量子化誤差とについてのパワースペクトル、マスキング
閾値および量子化誤差を示す図である。
【図１５】 この発明の第５実施例の符号化復号化装置
のブロック構成を示す図である。
のブロック構成を示す図である。
【図１６】 上記符号化復号化装置によるビット配分の
仕方を説明するフローチャートを示す図である。
仕方を説明するフローチャートを示す図である。
【図１７】 同時マスキングによるマスキング曲線の求
め方を説明する図である。
め方を説明する図である。
【図１８】 同時マスキングによるマスキング曲線の求
め方を説明する図である。
め方を説明する図である。
【図１９】 求めたマスキング曲線を示す図である。
【図２０】 継時マスキングによるマスキング曲線の求
め方を説明する図である。
め方を説明する図である。
【図２１】 各周波数帯域の信号対マスキング閾値比
（ＳＭＲ）の求め方を説明する図である。
（ＳＭＲ）の求め方を説明する図である。
１，４０１ ブロック長決定部 ２，１０１，２０１，３０１，４０２ 周波数帯域分割
部 ３，１０２，２０２，３０２，４０３ ビット配分部 ４，１０３，２０３，３０３，４０４ 量子化部 ５，１０４，２０４，３０４，４０５ マルチプレクサ ６，１０５，２０５，３０５，４０６ 伝送路 ７，１０６，２０６，３０６，４０７ デマルチプレク
サ ８，１０７，２０７，３０７，４０８ 逆量子化部 ９，１０８，２０８，３０８，４０９ 周波数帯域合成
部 ３１，１２１，２２１，３２１，４３１ パワー計算部 ３２，１２２，２２２，３２２，４３２ マスキング閾
値計算部 ３３，１２３，２２３，３２３，４３３ ＳＭＲ計算部 ３４，１２４，２２４，３２４，４３４ ＭＮＲ計算部 ３５，１２６，２２６，３２６，４３５ ビット配分計
算部 １２５，４３６ 最大ビット数決定部 ２２５，４３７ パワー判定部 ３２５，４３８ 予備ビット数保存部
部 ３，１０２，２０２，３０２，４０３ ビット配分部 ４，１０３，２０３，３０３，４０４ 量子化部 ５，１０４，２０４，３０４，４０５ マルチプレクサ ６，１０５，２０５，３０５，４０６ 伝送路 ７，１０６，２０６，３０６，４０７ デマルチプレク
サ ８，１０７，２０７，３０７，４０８ 逆量子化部 ９，１０８，２０８，３０８，４０９ 周波数帯域合成
部 ３１，１２１，２２１，３２１，４３１ パワー計算部 ３２，１２２，２２２，３２２，４３２ マスキング閾
値計算部 ３３，１２３，２２３，３２３，４３３ ＳＭＲ計算部 ３４，１２４，２２４，３２４，４３４ ＭＮＲ計算部 ３５，１２６，２２６，３２６，４３５ ビット配分計
算部 １２５，４３６ 最大ビット数決定部 ２２５，４３７ パワー判定部 ３２５，４３８ 予備ビット数保存部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−216861（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−167927（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−91062（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−504893（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 14/00 - 14/04 H03M 7/30 G10L 19/00 G10L 19/02
Claims (12)
- 【請求項１】 楽音、音声またはこれらの組み合わせか
らなるディジタル入力信号を符号化する符号化部と、上
記符号化部によって符号化された信号を復号化する復号
化部とを備えた符号化復号化装置であって、 上記符号化部は、 上記入力信号の変化の程度に応じて、上記入力信号を所
定のブロック長に時分割してブロック化するブロック長
決定部と、 上記各ブロックの信号を複数の周波数帯域に分割して周
波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部と、 聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワーの大
きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を求
め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上記
各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定するビ
ット配分部と、 上記ビット配分部から上記量子化ビット数を表す情報を
受けて、この情報に基づいて、上記各周波数帯域に所定
のビット数を配分しつつ上記周波数帯域信号を量子化し
て符号列を生成する量子化部とを有し、 上記ビット配分部は、上記ブロック長決定部から上記ブ
ロック長を表す情報を受けて、上記ブロック長の長短に
応じて、異なる聴覚心理特性を採用する手段を有するこ
とを特徴とする符号化復号化装置。 - 【請求項２】 楽音、音声またはこれらの組み合わせか
らなるディジタル入力信号を符号化する符号化部と、上
記符号化部によって符号化された信号を復号化する復号
化部とを備えた符号化復号化装置であって、 上記符号化部は、 上記入力信号を、所定の時分割単位毎に、複数の周波数
帯域に分割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分
割部と、 聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワーの大
きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を求
め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上記
各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定するビ
ット配分部と、 上記ビット配分部から上記量子化ビット数を表す情報を
受けて、この情報に基づいて、上記各周波数帯域に所定
のビット数を配分しつつ上記周波数帯域信号を量子化し
て符号列を生成する量子化部とを有し、 上記ビット配分部は、上記各周波数帯域に配分される最
大ビット数を各周波数帯域毎に制限する手段を有するこ
とを特徴とする符号化復号化装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の符号化復号化装置にお
いて、 上記ビット配分部の上記手段は、全周波数帯域のパワー
と一の周波数帯域のパワーとの比に基づいて、上記一の
周波数帯域に配分される最大ビット数を決定することを
特徴とする符号化復号化装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載の符号化復号化装置にお
いて、 上記ビット配分部の上記手段は、一の周波数帯域のパワ
ーの大きさに基づいて、上記一の周波数帯域に配分され
る最大ビット数を決定することを特徴とする符号化復号
化装置。 - 【請求項５】 請求項２に記載の符号化復号化装置にお
いて、 上記ビット配分部の上記手段は、全周波数帯域のパワー
と一の周波数帯域のパワーとの比、および、上記一の周
波数帯域のパワーの大きさとに基づいて、上記各周波数
帯域に配分される量子化ビット数を決定することを特徴
とする符号化復号化装置。 - 【請求項６】 請求項２及至５のいずれか一つに記載の
符号化復号化装置において、 上記ビット配分部は、一の周波数帯域のマスキング閾値
対雑音比が１以下である場合、上記一の周波数帯域に配
分される最大ビット数についての制限を解除する手段を
有することを特徴とする符号化復号化装置。 - 【請求項７】 請求項２及至６のいずれか一つに記載の
符号化復号化装置において、 上記ビット配分部は、配分した全量子化ビット数が全周
波数帯域に配分し得る所定の総数に満たない場合、上記
各周波数帯域に配分されたビット数がそれぞれ上記最大
ビット数に等しいかどうかを判断して、各周波数帯域に
配分されたビット数がそれぞれ上記最大ビット数に等し
いとき、上記最大ビット数についての制限を緩和または
解除する手段を有することを特徴とする符号化復号化装
置。 - 【請求項８】 楽音、音声またはこれらの組み合わせか
らなるディジタル入力信号を符号化する符号化部と、上
記符号化部によって符号化された信号を復号化する復号
化部とを備えた符号化復号化装置であって、 上記符号化部は、 上記入力信号を、所定の時分割単位毎に、複数の周波数
帯域に分割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分
割部と、 聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワーの大
きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を求
め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上記
各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定するビ
ット配分部と、 上記ビット配分部から上記量子化ビット数を表す情報を
受けて、この情報に基づいて、上記各周波数帯域に所定
のビット数を配分しつつ上記周波数帯域信号を量子化し
て符号列を生成する量子化部とを有し、 上記ビット配分部は、全周波数帯域のパワーに対して一
の周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどうかを
判断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周波数
帯域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかかわら
ず少なくとも最低量子化ビット数を割り当てる手段を有
することを特徴とする符号化復号化装置。 - 【請求項９】 楽音、音声またはこれらの組み合わせか
らなるディジタル入力信号を符号化する符号化部と、上
記符号化部によって符号化された信号を復号化する復号
化部とを備えた符号化復号化装置であって、 上記符号化部は、 上記入力信号を、所定の時分割単位毎に、複数の周波数
帯域に分割して周波数帯域信号を生成する周波数帯域分
割部と、 聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワーの大
きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を求
め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上記
各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定するビ
ット配分部と、 上記ビット配分部から上記量子化ビット数を表す情報を
受けて、この情報に基づいて、上記各周波数帯域に所定
のビット数を配分しつつ上記周波数帯域信号を量子化し
て符号列を生成する量子化部とを有し、 上記ビット数配分部は、予め定められた特定の周波数帯
域に、予め定められた分だけ余分にビット数を割り当て
る手段を有することを特徴とする符号化復号化装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の符号化復号化装置に
おいて、 上記ビット配分部は、全周波数帯域に配分し得る量子化
ビット数の総数から上記特定の周波数帯域に余分に配分
すべきビット数を差し引いた残りのビット数を各周波数
帯域に割り当て、続いて、上記余分に配分すべきビット
数を上記特定の周波数帯域に加算する手段を有すること
を特徴とする符号化復号化装置。 - 【請求項１１】 請求項９に記載の符号化復号化装置に
おいて、 上記ビット配分部は、上記周波数帯域のパワーの大きさ
から各周波数帯域毎の信号対マスキング閾値比を求め、
上記特定の周波数帯域の信号対マスキング閾値比に予め
定められた値を加えた後、この信号対マスキング閾値比
を用いて上記マスキング閾値対雑音比を求める手段を有
することを特徴とする符号化復号化装置。 - 【請求項１２】 楽音、音声またはこれらの組み合わせ
からなるディジタル入力信号を符号化する符号化部と、
上記符号化部によって符号化された信号を復号化する復
号化部とを備えた符号化復号化装置であって、 上記符号化部は、 上記入力信号の変化の程度に応じて、上記入力信号を所
定のブロック長に時分割してブロック化するブロック長
決定部と、 上記各ブロックの信号を複数の周波数帯域に分割して周
波数帯域信号を生成する周波数帯域分割部と、 聴覚心理特性を反映して上記各周波数帯域のパワーの大
きさから各周波数帯域のマスキング閾値対雑音比を求
め、このマスキング閾値対雑音比の大小に基づいて上記
各周波数帯域に配分すべき量子化ビット数を決定するビ
ット配分部と、 上記ビット配分部から上記量子化ビット数を表す情報を
受けて、この情報に基づいて、上記各周波数帯域に所定
のビット数を配分しつつ上記周波数帯域信号を量子化し
て符号列を生成する量子化部とを有し、 上記ビット配分部は、上記ブロック長決定部から上記ブ
ロック長を表す情報を受けて、上記ブロック長の長短に
応じて、異なる聴覚心理特性を採用する手段と、上記各
周波数帯域に配分される最大ビット数を各周波数帯域毎
に制限する手段と、全周波数帯域のパワーに対して一の
周波数帯域のパワーが一定比率以上であるかどうかを判
断して、上記一定比率以上のパワーを持つ一の周波数帯
域に、上記マスキング閾値対雑音比の大小にかかわらず
少なくとも最低量子化ビット数を割り当てる手段と、予
め定められた特定の周波数帯域に、予め定められた分だ
け余分にビット数を割り当てる手段との４つの手段のう
ち２つ以上の手段を有することを特徴とする符号化復号
化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06263562A JP3131542B2 (ja) | 1993-11-25 | 1994-10-27 | 符号化復号化装置 |
| US08/344,166 US5684922A (en) | 1993-11-25 | 1994-11-23 | Encoding and decoding apparatus causing no deterioration of sound quality even when sine-wave signal is encoded |
| DE69418994T DE69418994T2 (de) | 1993-11-25 | 1994-11-25 | Kodier- und Dekodierapparat welcher keine Tonqualität verschlechtert, sogar wenn ein Sinuswellen-Signal dekodiert wird |
| EP94308732A EP0661821B1 (en) | 1993-11-25 | 1994-11-25 | Encoding and decoding apparatus causing no deterioration of sound quality even when sinewave signal is encoded |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-295015 | 1993-11-25 | ||
| JP29501593 | 1993-11-25 | ||
| JP06263562A JP3131542B2 (ja) | 1993-11-25 | 1994-10-27 | 符号化復号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202823A JPH07202823A (ja) | 1995-08-04 |
| JP3131542B2 true JP3131542B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=26546075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06263562A Expired - Fee Related JP3131542B2 (ja) | 1993-11-25 | 1994-10-27 | 符号化復号化装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5684922A (ja) |
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