JP2000114975A - 音響信号符号化方法及び装置、音響信号復号化方法及び装置並びに記録媒体 - Google Patents
音響信号符号化方法及び装置、音響信号復号化方法及び装置並びに記録媒体Info
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- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- 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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- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 信号の拡散を効果的に抑制する。
【解決手段】 原信号Ｓを複数Ｍの帯域に分割する帯域
分割フィルタバンク部１４０１と、信号符号化の区間長
であるブロック長を複数に分割したサブブロック長単位
で、上記複数の周波数帯域に分割されたそれぞれの帯域
の信号の振幅を検出してこの振幅に基づいてそれぞれの
帯域の信号の振幅を操作するとともに、帯域に分割され
た信号をスペクトルに変換するスペクトル変換部１４０
２と、正規化および量子化を施す正規化部１４０３およ
び量子化部１４０４と、これら各部により処理された信
号から符号列Ｃを生成する符号生成部１４０５とを有し
ている。
分割フィルタバンク部１４０１と、信号符号化の区間長
であるブロック長を複数に分割したサブブロック長単位
で、上記複数の周波数帯域に分割されたそれぞれの帯域
の信号の振幅を検出してこの振幅に基づいてそれぞれの
帯域の信号の振幅を操作するとともに、帯域に分割され
た信号をスペクトルに変換するスペクトル変換部１４０
２と、正規化および量子化を施す正規化部１４０３およ
び量子化部１４０４と、これら各部により処理された信
号から符号列Ｃを生成する符号生成部１４０５とを有し
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音響信号を符号化
及び／又は復号化する音響信号符号化及び／又は復号化
方法及び装置、音響信号を復号化する音響信号符号化方
法及び装置、およびこれらについてのプログラムや信号
が記録された記録媒体に関する。
及び／又は復号化する音響信号符号化及び／又は復号化
方法及び装置、音響信号を復号化する音響信号符号化方
法及び装置、およびこれらについてのプログラムや信号
が記録された記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】オーディオ或いは音声等の信号の高能率
符号化の手法には種々あるが、例えば、時間軸上のオー
ディオ信号等をブロック化しないで、複数の周波数帯域
に分割して符号化する非ブロック化周波数帯域分割方式
である、帯域分割符号化（subband coding; SBC）や、
時間軸の信号を周波数軸上の信号に変換(スペクトル変
換)して複数の周波数帯域に分割し、各帯域毎に符号化
するブロック化周波数帯域分割方式、いわゆる変換符号
化等を挙げることができる。また、上述の帯域分割符号
化と変換符号化とを組み合わせた高能率符号化の手法も
考えられており、この場合には、例えば、上記帯域分割
符号化で帯域分割を行った後、該各帯域毎の信号を周波
数軸上の信号にスペクトル変換し、このスペクトル変換
された各帯域毎に符号化が施される。ここで上述した周
波数帯域分割を行うフィルターとしては、例えばクアド
ラチュア鏡映フィルター（quadrature mirror filter;Q
MF）があり、“Digital coding of speech in subband
s”, R.E.Crochiere, Bell Syst.Tech. J. Vol.55,No.8
1976に、述べられている。また、“Polyphase Quadrat
ure filters -A new subband coding technique”, Jos
eph H. Rothweiler, ICASSP 83, BOSTON には多相クア
ドラチュアフィルター（polyphase quadrature filter;
PQF）と呼ばれる等バンド幅のフィルター分割手法が述
べられている。
符号化の手法には種々あるが、例えば、時間軸上のオー
ディオ信号等をブロック化しないで、複数の周波数帯域
に分割して符号化する非ブロック化周波数帯域分割方式
である、帯域分割符号化（subband coding; SBC）や、
時間軸の信号を周波数軸上の信号に変換(スペクトル変
換)して複数の周波数帯域に分割し、各帯域毎に符号化
するブロック化周波数帯域分割方式、いわゆる変換符号
化等を挙げることができる。また、上述の帯域分割符号
化と変換符号化とを組み合わせた高能率符号化の手法も
考えられており、この場合には、例えば、上記帯域分割
符号化で帯域分割を行った後、該各帯域毎の信号を周波
数軸上の信号にスペクトル変換し、このスペクトル変換
された各帯域毎に符号化が施される。ここで上述した周
波数帯域分割を行うフィルターとしては、例えばクアド
ラチュア鏡映フィルター（quadrature mirror filter;Q
MF）があり、“Digital coding of speech in subband
s”, R.E.Crochiere, Bell Syst.Tech. J. Vol.55,No.8
1976に、述べられている。また、“Polyphase Quadrat
ure filters -A new subband coding technique”, Jos
eph H. Rothweiler, ICASSP 83, BOSTON には多相クア
ドラチュアフィルター（polyphase quadrature filter;
PQF）と呼ばれる等バンド幅のフィルター分割手法が述
べられている。
【０００３】ここで、上述したスペクトル変換として
は、例えば、入力オーディオ信号を所定単位時間のフレ
ームでブロック化し、当該ブロック毎に離散フーリエ変
換（discrete fourier transformation;DFT）、離散コ
サイン変換（discrete cosine transformation;DCT）、
変形離散コサイン変換（modified discrete cosine tra
nsformation;MDCT）等を行うことで時間軸を周波数軸に
変換するようなスペクトル変換がある。ＭＤＣＴについ
ては“Subband/Transform Coding Using FilterBank De
signs Based on Time Domain Aliasing Cancellatio
n”, J.P.Princen &A.B.Bradley, ICASSP 1987, Univ.
of Surrey Royal Melbourne Inst.of Tech. に述べら
れている。
は、例えば、入力オーディオ信号を所定単位時間のフレ
ームでブロック化し、当該ブロック毎に離散フーリエ変
換（discrete fourier transformation;DFT）、離散コ
サイン変換（discrete cosine transformation;DCT）、
変形離散コサイン変換（modified discrete cosine tra
nsformation;MDCT）等を行うことで時間軸を周波数軸に
変換するようなスペクトル変換がある。ＭＤＣＴについ
ては“Subband/Transform Coding Using FilterBank De
signs Based on Time Domain Aliasing Cancellatio
n”, J.P.Princen &A.B.Bradley, ICASSP 1987, Univ.
of Surrey Royal Melbourne Inst.of Tech. に述べら
れている。
【０００４】このようにフィルターやスペクトル変換に
よって帯域毎に分割された信号を量子化することによ
り、量子化雑音が発生する帯域を制御することができ、
マスキング効果などの性質を利用して聴覚的により高能
率な符号化を行なうことができる。また、ここで量子化
を行なう前に、各帯域毎に、例えばその帯域における信
号成分の絶対値の最大値で正規化を行なうようにすれ
ば、さらに高能率な符号化を行なうことができる。
よって帯域毎に分割された信号を量子化することによ
り、量子化雑音が発生する帯域を制御することができ、
マスキング効果などの性質を利用して聴覚的により高能
率な符号化を行なうことができる。また、ここで量子化
を行なう前に、各帯域毎に、例えばその帯域における信
号成分の絶対値の最大値で正規化を行なうようにすれ
ば、さらに高能率な符号化を行なうことができる。
【０００５】周波数帯域分割された各周波数成分を量子
化する周波数分割幅としては、例えば人間の聴覚特性を
考慮した帯域分割が行われる。すなわち、一般に臨界帯
域（クリティカルバンド）と呼ばれている高域程帯域幅
が広くなるような帯域幅で、オーディオ信号を例えば３
２バンドのような複数の帯域に分割することがある。ま
た、この時の各帯域毎のデータを符号化する際には、各
帯域毎に所定のビット配分或いは、各帯域毎に適応的な
ビットアロケーションすなわちビット割当てによる符号
化が行われる。例えば、上記ＭＤＣＴ処理されて得られ
た係数データを上記ビットアロケーションによって符号
化する際には、上記各ブロック毎のＭＤＣＴ処理により
得られる各帯域毎のＭＤＣＴ係数データに対して、適応
的な割当てビット数で符号化が行われることになる。ビ
ット割当手法としては、次の２手法が知られている。
化する周波数分割幅としては、例えば人間の聴覚特性を
考慮した帯域分割が行われる。すなわち、一般に臨界帯
域（クリティカルバンド）と呼ばれている高域程帯域幅
が広くなるような帯域幅で、オーディオ信号を例えば３
２バンドのような複数の帯域に分割することがある。ま
た、この時の各帯域毎のデータを符号化する際には、各
帯域毎に所定のビット配分或いは、各帯域毎に適応的な
ビットアロケーションすなわちビット割当てによる符号
化が行われる。例えば、上記ＭＤＣＴ処理されて得られ
た係数データを上記ビットアロケーションによって符号
化する際には、上記各ブロック毎のＭＤＣＴ処理により
得られる各帯域毎のＭＤＣＴ係数データに対して、適応
的な割当てビット数で符号化が行われることになる。ビ
ット割当手法としては、次の２手法が知られている。
【０００６】IEEE Transactions of Accoustics, Speec
h,and Signal Processing, vol. ASSP-25, No.4, Augus
t 1977 では、各帯域毎の信号の大きさをもとに、ビッ
ト割当を行なっている。この方式では、量子化雑音スペ
クトルが平坦となり、雑音エネルギー最小となるが、聴
感覚的にはマスキング効果が利用されていないために実
際の雑音感は最適ではない。また、M.A.Kransner, “Th
e critical band coder--digital encoding of the pe
rceptual requirements of the auditory system”, IC
ASSP 1980, MIT では、聴覚マスキングを利用すること
で、各帯域毎に必要な信号対雑音比を得て固定的なビッ
ト割当を行なう手法が述べられている。しかしこの手法
ではサイン波入力で特性を測定する場合でも、ビット割
当が固定的であるために特性値がそれほど良い値となら
ない。これらの問題を解決するために、ビット割当に使
用できる全ビットが、各小ブロック毎にあらかじめ定め
られた固定ビット割当パターン分と、各ブロックの信号
の大きさに依存させ、前記信号のスペクトルが滑らかな
ほど前記固定ビット割当パターン分への分割比率を大き
くする高能率符号化が提案されている。
h,and Signal Processing, vol. ASSP-25, No.4, Augus
t 1977 では、各帯域毎の信号の大きさをもとに、ビッ
ト割当を行なっている。この方式では、量子化雑音スペ
クトルが平坦となり、雑音エネルギー最小となるが、聴
感覚的にはマスキング効果が利用されていないために実
際の雑音感は最適ではない。また、M.A.Kransner, “Th
e critical band coder--digital encoding of the pe
rceptual requirements of the auditory system”, IC
ASSP 1980, MIT では、聴覚マスキングを利用すること
で、各帯域毎に必要な信号対雑音比を得て固定的なビッ
ト割当を行なう手法が述べられている。しかしこの手法
ではサイン波入力で特性を測定する場合でも、ビット割
当が固定的であるために特性値がそれほど良い値となら
ない。これらの問題を解決するために、ビット割当に使
用できる全ビットが、各小ブロック毎にあらかじめ定め
られた固定ビット割当パターン分と、各ブロックの信号
の大きさに依存させ、前記信号のスペクトルが滑らかな
ほど前記固定ビット割当パターン分への分割比率を大き
くする高能率符号化が提案されている。
【０００７】この方法によれば、サイン波入力のよう
に、特定のスペクトルにエネルギーが集中する場合には
そのスペクトルを含むブロックに多くのビットを割り当
てる事により、全体の信号対雑音特性を著しく改善する
ことができる。一般に、急峻なスペクトル成分をもつ信
号に対して人間の聴覚は極めて敏感であるため、このよ
うな方法を用いる事により、信号対雑音特性を改善する
ことは、単に測定上の数値を向上させるばかりでなく、
聴感上、音質を改善するのに有効である。
に、特定のスペクトルにエネルギーが集中する場合には
そのスペクトルを含むブロックに多くのビットを割り当
てる事により、全体の信号対雑音特性を著しく改善する
ことができる。一般に、急峻なスペクトル成分をもつ信
号に対して人間の聴覚は極めて敏感であるため、このよ
うな方法を用いる事により、信号対雑音特性を改善する
ことは、単に測定上の数値を向上させるばかりでなく、
聴感上、音質を改善するのに有効である。
【０００８】ビット割り当ての方法にはこの他にも数多
くのやり方が提案されており、さらに聴覚に関するモデ
ルが精緻化され、符号化装置の能力があがれば聴覚的に
みてより高能率な符号化が可能になる。
くのやり方が提案されており、さらに聴覚に関するモデ
ルが精緻化され、符号化装置の能力があがれば聴覚的に
みてより高能率な符号化が可能になる。
【０００９】このように、信号をいったん周波数成分に
分解し、その周波数成分を量子化して符号化する方法を
用いると、その周波数成分を復号化して合成して得られ
た波形信号にも量子化雑音が発生するが、もし、元々の
信号成分が急激に変化する場合には、波形信号上の量子
化雑音は必ずしも元の信号波形が大きくない部分でも大
きくなってしまい、このプリ／ポストエコーと呼ばれる
量子化雑音が同時マスキングによって隠蔽されないため
聴感上の障害になる。特にスペクトル変換を使用して多
数の周波数成分に分解した場合には時間分解能が悪くな
り、長い期間にわたって大きな量子化雑音が発生してし
まう。ここで、スペクトル変換の変換長を短くすれば上
記の量子化雑音の発生期間も短くなるが、そうすると周
波数分解能が悪くなり、準定常的な部分における符号化
効率が悪くなってしまう。このような問題を解決する手
段として、信号の周波数分解能を犠牲にして変換長を短
くするという方法が提案されているが、変換長を短くす
ることで１つの変換ブロックに対するビットが減少して
しまい、十分な量子化精度が得られないために音質上大
きな障害となる場合もある。
分解し、その周波数成分を量子化して符号化する方法を
用いると、その周波数成分を復号化して合成して得られ
た波形信号にも量子化雑音が発生するが、もし、元々の
信号成分が急激に変化する場合には、波形信号上の量子
化雑音は必ずしも元の信号波形が大きくない部分でも大
きくなってしまい、このプリ／ポストエコーと呼ばれる
量子化雑音が同時マスキングによって隠蔽されないため
聴感上の障害になる。特にスペクトル変換を使用して多
数の周波数成分に分解した場合には時間分解能が悪くな
り、長い期間にわたって大きな量子化雑音が発生してし
まう。ここで、スペクトル変換の変換長を短くすれば上
記の量子化雑音の発生期間も短くなるが、そうすると周
波数分解能が悪くなり、準定常的な部分における符号化
効率が悪くなってしまう。このような問題を解決する手
段として、信号の周波数分解能を犠牲にして変換長を短
くするという方法が提案されているが、変換長を短くす
ることで１つの変換ブロックに対するビットが減少して
しまい、十分な量子化精度が得られないために音質上大
きな障害となる場合もある。
【００１０】その対策として、変換フレーム長を固定と
したままにプリ／ポストエコーを抑制することのできる
音響時系列信号の復号化／符号化のために、符号化装置
においては音響時系列信号がブロック内で時間的に大き
く変化する場合にも変換ブロック長は固定のままで、微
小振幅領域の振幅を増加するように信号を操作してから
周波数スペクトルに変換／量子化を行い、また操作され
た振幅情報も符号化列中に記録する方法が提案されてい
る。
したままにプリ／ポストエコーを抑制することのできる
音響時系列信号の復号化／符号化のために、符号化装置
においては音響時系列信号がブロック内で時間的に大き
く変化する場合にも変換ブロック長は固定のままで、微
小振幅領域の振幅を増加するように信号を操作してから
周波数スペクトルに変換／量子化を行い、また操作され
た振幅情報も符号化列中に記録する方法が提案されてい
る。
【００１１】復号化装置においては符号化装置の逆操作
を行い、周波数スペクトルから復元された音響時系列信
号に対し、符号化列に記録された振幅情報により符号化
装置と逆の振幅情報操作を行う。
を行い、周波数スペクトルから復元された音響時系列信
号に対し、符号化列に記録された振幅情報により符号化
装置と逆の振幅情報操作を行う。
【００１２】上記操作により、音響時系列信号がブロッ
ク内で大きく変化する場合の微小振幅領域に発生するプ
リ／ポストエコーを効果的に抑制することが可能とな
る。また上記振幅情報操作は、音響時系列信号を帯域分
割フィルタを用いて帯域分割を行い、各帯域毎に振幅情
報操作を行うことでより効果的にプリ／ポストエコーを
効果的に抑制することが可能となることも示されてい
る。
ク内で大きく変化する場合の微小振幅領域に発生するプ
リ／ポストエコーを効果的に抑制することが可能とな
る。また上記振幅情報操作は、音響時系列信号を帯域分
割フィルタを用いて帯域分割を行い、各帯域毎に振幅情
報操作を行うことでより効果的にプリ／ポストエコーを
効果的に抑制することが可能となることも示されてい
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、聴感上
障害となるのはプリ／ポストエコーのみではなかった。
特に問題となるのは、変換符号化方法において、フレー
ム長を特に長めに設定した場合である。ブロック長を長
くすればするほど周波数分解能が向上するので符号化効
率は向上するが、本来の音響時系列信号ではある局所的
時間に発生したある特定の周波数成分の時系列信号が、
復号化された音響時系列信号においてはブロック内に拡
散してしまい聴感上障害となってしまう場合がある。こ
の現象は本来の音響時系列信号がブロック内で大きく変
化しない場合にも発生することがあり、従来のプリ／ポ
ストエコーを抑制する装置では解決可能な問題ではなか
った。
障害となるのはプリ／ポストエコーのみではなかった。
特に問題となるのは、変換符号化方法において、フレー
ム長を特に長めに設定した場合である。ブロック長を長
くすればするほど周波数分解能が向上するので符号化効
率は向上するが、本来の音響時系列信号ではある局所的
時間に発生したある特定の周波数成分の時系列信号が、
復号化された音響時系列信号においてはブロック内に拡
散してしまい聴感上障害となってしまう場合がある。こ
の現象は本来の音響時系列信号がブロック内で大きく変
化しない場合にも発生することがあり、従来のプリ／ポ
ストエコーを抑制する装置では解決可能な問題ではなか
った。
【００１４】本発明は、上述の実情に鑑みてなされるも
のであって、局所的時間に発生したある特定の周波数成
分の時系列信号が、復号化された音響時系列信号におい
て拡散することによる聴覚上の障害を抑制するような、
音響信号符号化方法および装置、音響信号復号化方法お
よび装置並びに記録媒体を提供することを目的とする。
のであって、局所的時間に発生したある特定の周波数成
分の時系列信号が、復号化された音響時系列信号におい
て拡散することによる聴覚上の障害を抑制するような、
音響信号符号化方法および装置、音響信号復号化方法お
よび装置並びに記録媒体を提供することを目的とする。
【００１５】
【発明を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る音響信号符号化方法は、時系列信号
を符号化するものであって、上記時系列信号を複数の周
波数帯域に分割する周波数帯域分割工程と、上記時系列
信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に分割し
たサブブック長単位で、上記複数の周波数帯域に分割さ
れたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検出する振幅
検出工程と、上記振幅検出工程で検出された少なくとも
一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて、上記時系列信
号の振幅を操作する振幅操作工程と、上記振幅操作工程
において振幅を操作された時系列信号を周波数成分に変
換する周波数成分変換工程と、上記周波数成分変換工程
からの周波数成分に正規化／量子化を施す正規化／量子
化工程とを有するものである。
めに、本発明に係る音響信号符号化方法は、時系列信号
を符号化するものであって、上記時系列信号を複数の周
波数帯域に分割する周波数帯域分割工程と、上記時系列
信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に分割し
たサブブック長単位で、上記複数の周波数帯域に分割さ
れたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検出する振幅
検出工程と、上記振幅検出工程で検出された少なくとも
一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて、上記時系列信
号の振幅を操作する振幅操作工程と、上記振幅操作工程
において振幅を操作された時系列信号を周波数成分に変
換する周波数成分変換工程と、上記周波数成分変換工程
からの周波数成分に正規化／量子化を施す正規化／量子
化工程とを有するものである。
【００１６】本発明に係る音響信号符号化装置は、時系
列信号を符号化するものであって、上記時系列信号を複
数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割手段と、上記
時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に
分割したサブブロック長単位で、上記複数の周波数帯域
に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検出
する振幅検出手段と、上記振幅検出手段で検出された少
なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて、上記
時系列信号の振幅を操作する振幅操作手段と、上記振幅
操作手段において振幅を操作された時系列信号を周波数
成分に変換する周波数成分変換手段と、上記周波数成分
変換手段からの周波数成分に正規化／量子化を施す正規
化／量子化手段とを有するものである。
列信号を符号化するものであって、上記時系列信号を複
数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割手段と、上記
時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に
分割したサブブロック長単位で、上記複数の周波数帯域
に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検出
する振幅検出手段と、上記振幅検出手段で検出された少
なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて、上記
時系列信号の振幅を操作する振幅操作手段と、上記振幅
操作手段において振幅を操作された時系列信号を周波数
成分に変換する周波数成分変換手段と、上記周波数成分
変換手段からの周波数成分に正規化／量子化を施す正規
化／量子化手段とを有するものである。
【００１７】本発明に係る音響信号復号化方法は、時系
列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に分割
したサブブロック長について、周波数帯域に分割された
上記時系列信号の各帯域毎の振幅情報に基づいて、上記
時系列信号の振幅を操作した後、この時系列信号を周波
数成分に変換して各周波数成分について符号化／量子化
を施して符号化してなる符号列が入力し、この符号列を
復号する音響信号復号化方法において、上記符号列を分
解する分解工程と、上記分解工程からの信号に逆量子化
／逆正規化を施して周波数成分とする逆量子化／逆正規
化工程と、上記逆量子化／逆正規化工程からの周波数成
分を時系列信号に合成する合成工程と、上記合成工程で
合成された時系列信号の符号化の区間長であるブロック
長を複数に分割したサブブロック長について、この時系
列信号の振幅を操作する振幅操作工程とを有するもので
ある。
列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に分割
したサブブロック長について、周波数帯域に分割された
上記時系列信号の各帯域毎の振幅情報に基づいて、上記
時系列信号の振幅を操作した後、この時系列信号を周波
数成分に変換して各周波数成分について符号化／量子化
を施して符号化してなる符号列が入力し、この符号列を
復号する音響信号復号化方法において、上記符号列を分
解する分解工程と、上記分解工程からの信号に逆量子化
／逆正規化を施して周波数成分とする逆量子化／逆正規
化工程と、上記逆量子化／逆正規化工程からの周波数成
分を時系列信号に合成する合成工程と、上記合成工程で
合成された時系列信号の符号化の区間長であるブロック
長を複数に分割したサブブロック長について、この時系
列信号の振幅を操作する振幅操作工程とを有するもので
ある。
【００１８】本発明に係る音響信号復号化装置は、時系
列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に分割
したサブブロック長について、周波数帯域に分割された
上記時系列信号の各帯域ごとの振幅情報に基づいて、上
記時系列信号の振幅を操作した後、この時系列信号を周
波数成分に変換して各周波数成分について符号化／量子
化を施して符号化してなる符号列が入力し、この符号列
を復号する復号化装置において、上記符号列を分解する
分解手段と、上記分解手段からの信号に逆量子化／逆正
規化を施して周波数成分とする逆量子化／逆正規化手段
と、上記逆量子化／逆正規化手段からの周波数成分を時
系列信号に合成する合成手段と、上記合成手段で合成さ
れた時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複
数に分割したサブブロック長について、この時系列信号
の振幅を操作する振幅操作手段とを有するものである。
列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に分割
したサブブロック長について、周波数帯域に分割された
上記時系列信号の各帯域ごとの振幅情報に基づいて、上
記時系列信号の振幅を操作した後、この時系列信号を周
波数成分に変換して各周波数成分について符号化／量子
化を施して符号化してなる符号列が入力し、この符号列
を復号する復号化装置において、上記符号列を分解する
分解手段と、上記分解手段からの信号に逆量子化／逆正
規化を施して周波数成分とする逆量子化／逆正規化手段
と、上記逆量子化／逆正規化手段からの周波数成分を時
系列信号に合成する合成手段と、上記合成手段で合成さ
れた時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複
数に分割したサブブロック長について、この時系列信号
の振幅を操作する振幅操作手段とを有するものである。
【００１９】本発明に係る記録媒体は、時系列信号を複
数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割処理と、上記
時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に
分割したサブブロック長単位で、上記複数の周波数帯域
に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検出
する振幅検出処理と、上記振幅検出処理で検出された少
なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて、上記
時系列信号の振幅を操作する振幅操作処理と、上記振幅
操作処理において振幅を操作された時系列信号を周波数
成分に分解する周波数成分変換処理と、上記周波数成分
変換処理からの周波数成分に正規化／量子化を施す正規
化／量子化処理との各処理を有する、時系列信号を符号
化する音響信号符号化のプログラムが記録されてなるも
のである。
数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割処理と、上記
時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に
分割したサブブロック長単位で、上記複数の周波数帯域
に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検出
する振幅検出処理と、上記振幅検出処理で検出された少
なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて、上記
時系列信号の振幅を操作する振幅操作処理と、上記振幅
操作処理において振幅を操作された時系列信号を周波数
成分に分解する周波数成分変換処理と、上記周波数成分
変換処理からの周波数成分に正規化／量子化を施す正規
化／量子化処理との各処理を有する、時系列信号を符号
化する音響信号符号化のプログラムが記録されてなるも
のである。
【００２０】また、本発明に係る記録媒体は、符号列を
分解する分解処理と、上記分解処理からの信号に逆量子
化／逆正規化を施して周波数成分とする逆量子化／逆正
規化処理と、上記逆量子化／逆正規化処理からの周波数
成分を時系列信号に合成する合成処理と、上記合成処理
で合成された時系列信号の符号化の区間長であるブロッ
ク長を複数に分割したサブブロック長について、この時
系列信号の振幅を操作する振幅操作処理との各処理を有
する、時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を
複数に分割したサブブロック長について、周波数帯域に
分割された上記時系列信号の各帯域毎の振幅情報に基づ
いて、この時系列信号の振幅を操作した後、この時系列
信号を周波数成分に分解して各周波数成分について符号
化／量子化を施して符号化してなる符号列が入力し、こ
の符号列を復号する復号化方法のプログラムが記録され
てなるものである。
分解する分解処理と、上記分解処理からの信号に逆量子
化／逆正規化を施して周波数成分とする逆量子化／逆正
規化処理と、上記逆量子化／逆正規化処理からの周波数
成分を時系列信号に合成する合成処理と、上記合成処理
で合成された時系列信号の符号化の区間長であるブロッ
ク長を複数に分割したサブブロック長について、この時
系列信号の振幅を操作する振幅操作処理との各処理を有
する、時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を
複数に分割したサブブロック長について、周波数帯域に
分割された上記時系列信号の各帯域毎の振幅情報に基づ
いて、この時系列信号の振幅を操作した後、この時系列
信号を周波数成分に分解して各周波数成分について符号
化／量子化を施して符号化してなる符号列が入力し、こ
の符号列を復号する復号化方法のプログラムが記録され
てなるものである。
【００２１】そして、本発明に係る記録媒体は、時系列
信号を複数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割工程
と、上記時系列信号の符号化の区間長であるブロック長
を複数に分割したサブブロック単位で、上記複数の周波
数帯域に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅
を検出する振幅検出工程と、上記振幅検出処理にて検出
された少なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づい
て、上記時系列信号の振幅を操作する振幅操作工程と、
上記振幅操作工程において振幅を操作された時系列信号
を周波数成分に分解する周波数成分変換工程と、上記周
波数成分変換工程からの周波数成分に正規化／量子化を
施す正規化／量子化工程とを有し、時系列信号を符号化
する音響信号符号化方法において上記時系列信号が符号
化された符号列が記録されてなるものである。
信号を複数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割工程
と、上記時系列信号の符号化の区間長であるブロック長
を複数に分割したサブブロック単位で、上記複数の周波
数帯域に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅
を検出する振幅検出工程と、上記振幅検出処理にて検出
された少なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づい
て、上記時系列信号の振幅を操作する振幅操作工程と、
上記振幅操作工程において振幅を操作された時系列信号
を周波数成分に分解する周波数成分変換工程と、上記周
波数成分変換工程からの周波数成分に正規化／量子化を
施す正規化／量子化工程とを有し、時系列信号を符号化
する音響信号符号化方法において上記時系列信号が符号
化された符号列が記録されてなるものである。
【００２２】以上において述べたような構成により、本
発明では、局所的時間に発生した周波数成分がフレーム
内に拡散する現象を抑制するために、音響時系列信号を
複数の帯域に分割して解析を行い、局所的に発生してい
る周波数成分の時系列信号を検出し高精度に振幅情報操
作を行うことによって周波数分解能の向上による符号化
効率の向上、および局所的に発生した周波数成分がフレ
ーム内に拡散する現象の抑制を可能とした。
発明では、局所的時間に発生した周波数成分がフレーム
内に拡散する現象を抑制するために、音響時系列信号を
複数の帯域に分割して解析を行い、局所的に発生してい
る周波数成分の時系列信号を検出し高精度に振幅情報操
作を行うことによって周波数分解能の向上による符号化
効率の向上、および局所的に発生した周波数成分がフレ
ーム内に拡散する現象の抑制を可能とした。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００２４】すなわち、この実施の形態は、先ずオーデ
ィオ／音声などの音響信号をスペクトルに変換してのち
符号化処理を施して符号列を生成する符号化方法および
装置、符号列を分解して復号化処理を施してスペクトル
に再構成してのち音響信号に逆変換を行う復号化方法お
よび装置、音響信号の符号化および復号化を行う符号化
／復号化装置、ならびに音響信号の符号化および復号化
の手順等を記録した記録媒体についての実施の形態につ
いて説明する。
ィオ／音声などの音響信号をスペクトルに変換してのち
符号化処理を施して符号列を生成する符号化方法および
装置、符号列を分解して復号化処理を施してスペクトル
に再構成してのち音響信号に逆変換を行う復号化方法お
よび装置、音響信号の符号化および復号化を行う符号化
／復号化装置、ならびに音響信号の符号化および復号化
の手順等を記録した記録媒体についての実施の形態につ
いて説明する。
【００２５】まず、音響信号符号化装置の実施の形態と
しては、図１に示すような構成のものを挙げることがで
きる。
しては、図１に示すような構成のものを挙げることがで
きる。
【００２６】この音響信号符号化装置１は、時系列信号
Ｓを振幅操作情報Ｇによって振幅操作を行った後にスペ
クトルＦに分解するスペクトル変換部１０１と、そのス
ペクトルＦを正規化情報Ｎによって正規化する正規化部
１０２と、正規化されたスペクトルＦＮを量子化情報Ｑ
によって量子化する量子化部１０３と、量子化されたス
ペクトルＦＱ、振幅操作情報Ｇ、正規化情報Ｎおよび量
子化情報をもとに符号列Ｃを生成する符号列生成部１０
４とを有している。
Ｓを振幅操作情報Ｇによって振幅操作を行った後にスペ
クトルＦに分解するスペクトル変換部１０１と、そのス
ペクトルＦを正規化情報Ｎによって正規化する正規化部
１０２と、正規化されたスペクトルＦＮを量子化情報Ｑ
によって量子化する量子化部１０３と、量子化されたス
ペクトルＦＱ、振幅操作情報Ｇ、正規化情報Ｎおよび量
子化情報をもとに符号列Ｃを生成する符号列生成部１０
４とを有している。
【００２７】スペクトル変換部１０１は、この符号化装
置１に入力する時系列信号Ｓに振幅操作を施した後に周
波数成分であるスペクトルＦに分解する。そして、スペ
クトルＦを正規化部１０２に、振幅操作情報Ｇを符号列
生成部１０４に、それぞれ出力する。
置１に入力する時系列信号Ｓに振幅操作を施した後に周
波数成分であるスペクトルＦに分解する。そして、スペ
クトルＦを正規化部１０２に、振幅操作情報Ｇを符号列
生成部１０４に、それぞれ出力する。
【００２８】正規化部１０２は、スペクトル変換部１０
１から入力するスペクトルＦに正規化を施す。そして、
正規化されたスペクトルＦＮを量子化部１０３に、正規
化情報Ｎを符号列生成部１０４に、それぞれ出力する。
１から入力するスペクトルＦに正規化を施す。そして、
正規化されたスペクトルＦＮを量子化部１０３に、正規
化情報Ｎを符号列生成部１０４に、それぞれ出力する。
【００２９】量子化部１０３は、正規化部１０３から入
力する正規化されたスペクトルＦＮに量子化を施す。そ
して、量子化されたスペクトルＦＱおよび量子化情報Ｑ
を符号列生成部１０４に出力する。
力する正規化されたスペクトルＦＮに量子化を施す。そ
して、量子化されたスペクトルＦＱおよび量子化情報Ｑ
を符号列生成部１０４に出力する。
【００３０】符号列生成部１０４は、スペクトル変換部
１０１からの振幅操作情報Ｇ、正規化部１０２からの正
規化情報Ｎ、量子化部１０３からの量子化情報Ｑに基づ
いて、量子化部１０３からの量子化されたスペクトルＦ
Ｑを符号化して、符号列Ｃを出力する。
１０１からの振幅操作情報Ｇ、正規化部１０２からの正
規化情報Ｎ、量子化部１０３からの量子化情報Ｑに基づ
いて、量子化部１０３からの量子化されたスペクトルＦ
Ｑを符号化して、符号列Ｃを出力する。
【００３１】この符号化装置１のスペクトル変換部１０
１は、図２に示すような構成のスペクトル変換部２とし
て具体化することができる。
１は、図２に示すような構成のスペクトル変換部２とし
て具体化することができる。
【００３２】このスペクトル変換部２は、入力される時
系列信号Ｓをブロック化してブロック化信号ＳＢとする
ブロック化部２０１と、ブロック化信号ＳＢに振幅操作
を施して振幅操作されたブロック信号ＳＢＣとするとと
もに振幅操作情報Ｇを外部に出力する振幅処理部２０２
と、振幅操作されたブロック化信号ＳＢＣに窓関数Ｗを
作用させて窓関数Ｗを作用させたブロック化信号ＳＢＧ
Ｗとする窓関数作用部２０３と、窓関数Ｗを作用させた
ブロック化信号ＳＢＧＷにスペクトル変換を施してスペ
クトルＦを出力するスペクトル変換手段２０４とを有し
ている。
系列信号Ｓをブロック化してブロック化信号ＳＢとする
ブロック化部２０１と、ブロック化信号ＳＢに振幅操作
を施して振幅操作されたブロック信号ＳＢＣとするとと
もに振幅操作情報Ｇを外部に出力する振幅処理部２０２
と、振幅操作されたブロック化信号ＳＢＣに窓関数Ｗを
作用させて窓関数Ｗを作用させたブロック化信号ＳＢＧ
Ｗとする窓関数作用部２０３と、窓関数Ｗを作用させた
ブロック化信号ＳＢＧＷにスペクトル変換を施してスペ
クトルＦを出力するスペクトル変換手段２０４とを有し
ている。
【００３３】スペクトル変換部２に入力する時系列信号
Ｓは、ブロック化部２０１によってある長さの時区間に
ブロック化されてブロック化信号ＳＢとされる。ブロッ
ク化信号ＳＢは、振幅処理部２０２によって後述の部分
に使用するために振幅操作を受けて振幅操作されたブロ
ック化信号ＳＢＧとされる。振幅操作されたブロック化
信号ＳＢＧは、周波数分解能向上のために窓関数作用部
２０３によって適切な窓関数Ｗを作用させ窓関数Ｗを作
用させたブロック化信号ＳＢＧＷとされる。窓関数Ｗを
作用させたブロック化信号ＳＢＧＷは、スペクトル変換
手段２０４によってスペクトル変換を施されてスペクト
ルＦとなされる。
Ｓは、ブロック化部２０１によってある長さの時区間に
ブロック化されてブロック化信号ＳＢとされる。ブロッ
ク化信号ＳＢは、振幅処理部２０２によって後述の部分
に使用するために振幅操作を受けて振幅操作されたブロ
ック化信号ＳＢＧとされる。振幅操作されたブロック化
信号ＳＢＧは、周波数分解能向上のために窓関数作用部
２０３によって適切な窓関数Ｗを作用させ窓関数Ｗを作
用させたブロック化信号ＳＢＧＷとされる。窓関数Ｗを
作用させたブロック化信号ＳＢＧＷは、スペクトル変換
手段２０４によってスペクトル変換を施されてスペクト
ルＦとなされる。
【００３４】上記符号化装置１のスペクトル変換部１０
１は、図３に示すような構成のスペクトル変換部３とし
ても構成することができる。
１は、図３に示すような構成のスペクトル変換部３とし
ても構成することができる。
【００３５】このスペクトル変換部３は、入力される時
系列信号Ｓをブロック化してブロック化信号ＳＢとする
ブロック化部２０１と、ブロック化信号ＳＢに窓関数Ｗ
を作用させて窓関数Ｗを作用させたブロック化信号とす
る窓関数作用部３０２と、窓関数Ｗを作用させたブロッ
ク化信号ＳＢＷに振幅操作を施し振幅操作されたブロッ
ク化信号ＳＢＷとするとともに外部に振幅操作情報Ｇを
出力する振幅処理部３０３と、振幅操作されたブロック
化信号ＳＢＧＷにスペクトル変換を施してスペクトルＦ
とするスペクトル変換手段３０４とを有している。
系列信号Ｓをブロック化してブロック化信号ＳＢとする
ブロック化部２０１と、ブロック化信号ＳＢに窓関数Ｗ
を作用させて窓関数Ｗを作用させたブロック化信号とす
る窓関数作用部３０２と、窓関数Ｗを作用させたブロッ
ク化信号ＳＢＷに振幅操作を施し振幅操作されたブロッ
ク化信号ＳＢＷとするとともに外部に振幅操作情報Ｇを
出力する振幅処理部３０３と、振幅操作されたブロック
化信号ＳＢＧＷにスペクトル変換を施してスペクトルＦ
とするスペクトル変換手段３０４とを有している。
【００３６】スペクトル変換部３に入力する時系列信号
Ｓは、ブロック化部３０１によってある長さの時区間に
ブロック化される。ブロック化部３０１からのブロック
化信号ＳＢは、このブロック化信号ＳＢの前後に生成さ
れるブロック化信号との整合性を持たせるために窓関数
作用部３０２によって適切な窓関数Ｗを作用させた窓関
数Ｗを作用させたブロック化信号ＷＳＢとなされる。こ
の窓関数Ｗを作用させたブロック化信号ＷＢＳは、後述
する部分に使用するため振幅処理部３０３によって振幅
操作Ｇを受ける。この振幅操作されたブロック化信号Ｓ
ＢＷＧをスペクトル変換手段３０４によってスペクトル
Ｆに変換する。
Ｓは、ブロック化部３０１によってある長さの時区間に
ブロック化される。ブロック化部３０１からのブロック
化信号ＳＢは、このブロック化信号ＳＢの前後に生成さ
れるブロック化信号との整合性を持たせるために窓関数
作用部３０２によって適切な窓関数Ｗを作用させた窓関
数Ｗを作用させたブロック化信号ＷＳＢとなされる。こ
の窓関数Ｗを作用させたブロック化信号ＷＢＳは、後述
する部分に使用するため振幅処理部３０３によって振幅
操作Ｇを受ける。この振幅操作されたブロック化信号Ｓ
ＢＷＧをスペクトル変換手段３０４によってスペクトル
Ｆに変換する。
【００３７】上述した符号化装置１のスペクトル変換部
を具体化した、スペクトル変換部２と、スペクトル変換
部３との信号処理の違いは、窓関数Ｗを振幅操作前に作
用させるか後に作用させるかの違いである。すなわち、
前後のブロック化信号との整合性を重視するか、または
振幅操作を重視するかの違いではある。したがって、適
切な窓関数Ｗの選択によりどちらの方法を用いても後述
する部分に使用することが可能である。
を具体化した、スペクトル変換部２と、スペクトル変換
部３との信号処理の違いは、窓関数Ｗを振幅操作前に作
用させるか後に作用させるかの違いである。すなわち、
前後のブロック化信号との整合性を重視するか、または
振幅操作を重視するかの違いではある。したがって、適
切な窓関数Ｗの選択によりどちらの方法を用いても後述
する部分に使用することが可能である。
【００３８】スペクトル変換部３の操作は、図４に示す
ように具体化することができる。
ように具体化することができる。
【００３９】図４中の（ａ）に示す原信号Ｓを、一定の
時区間のブロックＢで分割しブロック化を行う。この際
ブロックＢは前後のブロックＢと半分の領域を共有して
持つ。すなわち、図４中の（ｂ）に示す窓関数Ｗ１の時
区間の後半は（ｃ）に示す窓関数Ｗ２の時区間の前半と
共通している。また、窓関数Ｗ２の時区間の後半は、図
４中の（ｄ）に示す窓関数Ｗ３の時区間の前半と共通し
ている。そして、共有される領域の合成振幅が原信号に
等しくなるような窓関数Ｗ１から窓関数Ｗ３を作用させ
ることによって、図４中の（ｅ）に示すブロック化信号
ＳＢＷ１、（ｆ）に示すブロック化信号ＳＢＷ２および
（ｇ）に示すブロック化信号ＳＢＷ３を得る。これらブ
ロック毎に振幅操作Ｇを行い、スペクトルＦに変換を行
う。今後、簡単化のためＳＢＷをＳＢと表すことにす
る。
時区間のブロックＢで分割しブロック化を行う。この際
ブロックＢは前後のブロックＢと半分の領域を共有して
持つ。すなわち、図４中の（ｂ）に示す窓関数Ｗ１の時
区間の後半は（ｃ）に示す窓関数Ｗ２の時区間の前半と
共通している。また、窓関数Ｗ２の時区間の後半は、図
４中の（ｄ）に示す窓関数Ｗ３の時区間の前半と共通し
ている。そして、共有される領域の合成振幅が原信号に
等しくなるような窓関数Ｗ１から窓関数Ｗ３を作用させ
ることによって、図４中の（ｅ）に示すブロック化信号
ＳＢＷ１、（ｆ）に示すブロック化信号ＳＢＷ２および
（ｇ）に示すブロック化信号ＳＢＷ３を得る。これらブ
ロック毎に振幅操作Ｇを行い、スペクトルＦに変換を行
う。今後、簡単化のためＳＢＷをＳＢと表すことにす
る。
【００４０】続いて、ブロック化信号ＳＢに対して振幅
を操作しないでスペクトル変換を行う場合についての問
題を図５以降を参照しながら説明する。
を操作しないでスペクトル変換を行う場合についての問
題を図５以降を参照しながら説明する。
【００４１】図５は、後述する音響信号の処理の前提と
なる技術を説明するために、特徴のあるブロック化信号
である原信号ＳＢを考え、この原信号ＳＢについて行う
波形操作についてしめすものである。
なる技術を説明するために、特徴のあるブロック化信号
である原信号ＳＢを考え、この原信号ＳＢについて行う
波形操作についてしめすものである。
【００４２】このブロック化信号ＳＢは周波数が１ＫＨ
ｚと一定で、ある領域毎に振幅のみが変化する信号であ
る。信号の振幅を検出するためには１つのブロックＢを
一定の小領域毎にサブブロックＢｓと呼ぶ小ブロック毎
に分割し解析を行う。図５中の（ａ）に示すブロック化
信号ＳＢの振幅変化は、このサブブロックＢｓ毎に規則
的に生じているものとする。
ｚと一定で、ある領域毎に振幅のみが変化する信号であ
る。信号の振幅を検出するためには１つのブロックＢを
一定の小領域毎にサブブロックＢｓと呼ぶ小ブロック毎
に分割し解析を行う。図５中の（ａ）に示すブロック化
信号ＳＢの振幅変化は、このサブブロックＢｓ毎に規則
的に生じているものとする。
【００４３】このブロック化信号ＳＢをスペクトル変換
することを考えると、信号の周波数は一定ではあるが、
サブブロックＢｓ毎に振幅が変化しているので、スペク
トル変換によって得られるスペクトルＦの分布は図５中
の（ｂ）に示すように１ＫＨｚに最大振幅をもつもの
の、他の周波数成分をも持つ分布になってしまい、符号
化効率は悪化する。
することを考えると、信号の周波数は一定ではあるが、
サブブロックＢｓ毎に振幅が変化しているので、スペク
トル変換によって得られるスペクトルＦの分布は図５中
の（ｂ）に示すように１ＫＨｚに最大振幅をもつもの
の、他の周波数成分をも持つ分布になってしまい、符号
化効率は悪化する。
【００４４】スペクトル成分Ｆを逆スペクトル変換によ
ってブロック化信号ＳＢに戻すことを考える。その場合
は、図６中の（ａ）に示す振幅特性を逆スペクトル変換
すれば本来の信号Ｓが復元されるはずではあるが、正規
化／量子化の精度が十分でない符号化／復号化スペクト
ルに逆スペクトル変換を施した場合には図６中の（ｂ）
に示すように振幅変化の肩が鈍った復元信号ＳＢ’とな
る。このような信号波形の変化は聴感上の障害になるこ
とが経験上知られており、対策を必要とする。
ってブロック化信号ＳＢに戻すことを考える。その場合
は、図６中の（ａ）に示す振幅特性を逆スペクトル変換
すれば本来の信号Ｓが復元されるはずではあるが、正規
化／量子化の精度が十分でない符号化／復号化スペクト
ルに逆スペクトル変換を施した場合には図６中の（ｂ）
に示すように振幅変化の肩が鈍った復元信号ＳＢ’とな
る。このような信号波形の変化は聴感上の障害になるこ
とが経験上知られており、対策を必要とする。
【００４５】スペクトル変換を行う長さをブロックＢか
らサブブロックＢｓに変更すると、図７中の（ａ）に示
す原信号をスペクトル変換した理想振幅特性は（ｂ）に
示すようになる。即ち振幅が変化しないサブブロック毎
にスペクトル変換を行えば、どの時間においてもスペク
トルの成分は１ＫＨｚのみであるということになる。
らサブブロックＢｓに変更すると、図７中の（ａ）に示
す原信号をスペクトル変換した理想振幅特性は（ｂ）に
示すようになる。即ち振幅が変化しないサブブロック毎
にスペクトル変換を行えば、どの時間においてもスペク
トルの成分は１ＫＨｚのみであるということになる。
【００４６】この場合、前後のサブブロックとの整合性
が完全であれば符号化効率は飛躍的に向上し振幅変化も
高精度に保存されるが、変換のブロック長を切り替える
手段が必要となり符号化装置の規模が大きく複雑になっ
てしまう。またブロック長を分割することによって、１
つのサブブロックに対するビット量も分割されることに
なり、こと高能率に符号化を行おうとする場合には変換
ブロック内でのビット配分が大きく減少するのでビット
割当アルゴリズムも複雑／困難なものとなる。
が完全であれば符号化効率は飛躍的に向上し振幅変化も
高精度に保存されるが、変換のブロック長を切り替える
手段が必要となり符号化装置の規模が大きく複雑になっ
てしまう。またブロック長を分割することによって、１
つのサブブロックに対するビット量も分割されることに
なり、こと高能率に符号化を行おうとする場合には変換
ブロック内でのビット配分が大きく減少するのでビット
割当アルゴリズムも複雑／困難なものとなる。
【００４７】本実施の形態では、ブロックＢを一定とし
たままでブロックＢ内の振幅を一定に保つ操作を行うも
とする。このような振幅操作を行う振幅操作部の構成
を、図８に示す。
たままでブロックＢ内の振幅を一定に保つ操作を行うも
とする。このような振幅操作を行う振幅操作部の構成
を、図８に示す。
【００４８】この振幅処理部８は、入力されたブロック
化信号ＳＢの振幅を解析して振幅操作情報ＧＢを出力す
る振幅解析部８０１と、上記ブロック化信号ＳＢおよび
振幅情報ＧＢに基づいて振幅操作情報ＳＢＧを出力する
振幅操作部８０６とを有している。振幅処理部８におい
ては、ブロック化信号ＳＢを２分配し、その一方を振幅
解析部８０１によって振幅を解析し、振幅操作情報を得
る。
化信号ＳＢの振幅を解析して振幅操作情報ＧＢを出力す
る振幅解析部８０１と、上記ブロック化信号ＳＢおよび
振幅情報ＧＢに基づいて振幅操作情報ＳＢＧを出力する
振幅操作部８０６とを有している。振幅処理部８におい
ては、ブロック化信号ＳＢを２分配し、その一方を振幅
解析部８０１によって振幅を解析し、振幅操作情報を得
る。
【００４９】振幅解析部８０１は、ブロック化信号ＳＢ
をサブブロック信号ＳＢｓに分割するサブブロック分割
部８０２と、サブブロック毎の振幅情報ＧＢｓを検出す
る振幅変化検出部８０３と、１つ前のブロックのサブブ
ロックの振幅操作情報ＧＢｓ−１を保持しておく振幅変
化情報保持部８０４と、振幅情報ＧＢｓ，ＧＢｓ−１か
ら振幅操作情報ＧＢを生成する振幅操作情報生成部８０
５から構成される。
をサブブロック信号ＳＢｓに分割するサブブロック分割
部８０２と、サブブロック毎の振幅情報ＧＢｓを検出す
る振幅変化検出部８０３と、１つ前のブロックのサブブ
ロックの振幅操作情報ＧＢｓ−１を保持しておく振幅変
化情報保持部８０４と、振幅情報ＧＢｓ，ＧＢｓ−１か
ら振幅操作情報ＧＢを生成する振幅操作情報生成部８０
５から構成される。
【００５０】振幅解析部８０１に入力したブロック化信
号ＳＢは、サブブロック分割部８０２にてサブブロック
信号ＳＢｓに分割される。サブブロック分割部８０２か
らのサブブロック信号ＳＢｓは、振幅変化検出部８０３
で検出された振幅情報ＧＢｓは、振幅変化情報保持部８
０４および振幅操作情報生成部８０５にそれぞれ出力さ
れる。振幅変化情報保持部８０４では、振幅変化検出部
８０３からの振幅情報ＧＢｓを１ブロック遅延させる。
振幅操作情報生成部８０５では、振幅変化検出部８０３
からの振幅情報ＧＢｓおよび振幅変化情報保持部８０４
からの１ブロック遅延された振幅情報ＧＢｓ−１をもと
に、振幅操作情報ＧＢを生成する。
号ＳＢは、サブブロック分割部８０２にてサブブロック
信号ＳＢｓに分割される。サブブロック分割部８０２か
らのサブブロック信号ＳＢｓは、振幅変化検出部８０３
で検出された振幅情報ＧＢｓは、振幅変化情報保持部８
０４および振幅操作情報生成部８０５にそれぞれ出力さ
れる。振幅変化情報保持部８０４では、振幅変化検出部
８０３からの振幅情報ＧＢｓを１ブロック遅延させる。
振幅操作情報生成部８０５では、振幅変化検出部８０３
からの振幅情報ＧＢｓおよび振幅変化情報保持部８０４
からの１ブロック遅延された振幅情報ＧＢｓ−１をもと
に、振幅操作情報ＧＢを生成する。
【００５１】振幅操作部８０６は、振幅操作情報生成部
８０５からの振幅操作情報ＧＢをもとブロック化信号Ｓ
Ｂに対して実際に振幅操作を施して、振幅操作信号ＳＢ
Ｇを出力する。
８０５からの振幅操作情報ＧＢをもとブロック化信号Ｓ
Ｂに対して実際に振幅操作を施して、振幅操作信号ＳＢ
Ｇを出力する。
【００５２】振幅操作情報生成部８０５では、サブブロ
ック毎の振幅を検出して振幅操作情報ＧＢを作成する
が、サブブロック毎に非連続に振幅操作を行うとギブス
現象が発生して周波数分解能を悪化させる場合があるの
で、振幅操作は図９中の（ａ）に示すように過渡部を設
けるようにする。
ック毎の振幅を検出して振幅操作情報ＧＢを作成する
が、サブブロック毎に非連続に振幅操作を行うとギブス
現象が発生して周波数分解能を悪化させる場合があるの
で、振幅操作は図９中の（ａ）に示すように過渡部を設
けるようにする。
【００５３】また前後のブロックの整合性を計るために
図９中の（ａ）に示すようなブロック１の振幅操作情報
１とブロック２の振幅操作情報２の連結部の差分を吸収
し（ｂ）の実線で示すように振幅操作量を一致させるこ
とで前後ブロックの整合性を確保する。この場合にも振
幅操作はサブブロック毎に行なわれる。サブブロック間
の振幅操作情報を接続する場合には、図９中の（ｂ）の
実線で示す直線補間よりも点線で示すように滑らかな曲
線によって振幅操作情報を補間したほうが、不連続性に
よって発生するギブス現象を少なくすることが可能であ
る。
図９中の（ａ）に示すようなブロック１の振幅操作情報
１とブロック２の振幅操作情報２の連結部の差分を吸収
し（ｂ）の実線で示すように振幅操作量を一致させるこ
とで前後ブロックの整合性を確保する。この場合にも振
幅操作はサブブロック毎に行なわれる。サブブロック間
の振幅操作情報を接続する場合には、図９中の（ｂ）の
実線で示す直線補間よりも点線で示すように滑らかな曲
線によって振幅操作情報を補間したほうが、不連続性に
よって発生するギブス現象を少なくすることが可能であ
る。
【００５４】続いて、実際の振幅操作の方法について、
図１０に示す具体例を参照して説明する。
図１０に示す具体例を参照して説明する。
【００５５】図１０中の（ａ）は図５中の（ａ）に示し
た信号と同一のものである。この信号に対して振幅操作
を行うが、振幅操作は説明の簡単化のため１つのブロッ
クＢのみを対象とし、また振幅操作量はサブブロックＢ
ｓ毎に一定に変化するものとする。即ち図１０（ａ）に
示すように振幅変化はサブブロックＢｓ毎に非連続的に
検出を行うこととすることを注意されたい。
た信号と同一のものである。この信号に対して振幅操作
を行うが、振幅操作は説明の簡単化のため１つのブロッ
クＢのみを対象とし、また振幅操作量はサブブロックＢ
ｓ毎に一定に変化するものとする。即ち図１０（ａ）に
示すように振幅変化はサブブロックＢｓ毎に非連続的に
検出を行うこととすることを注意されたい。
【００５６】図１０中の（ａ）においては、原信号の振
幅はサブブロックＢｓ毎にＧａ，Ｇｂ，Ｇｃ，Ｇｄ，Ｇ
ｅ，Ｇｆと徐々に増加している。この振幅をブロックＢ
内で一定に保つように、振幅操作情報を図１０中の
（ｂ）に示すように振幅情報生成部によって作成する。
幅はサブブロックＢｓ毎にＧａ，Ｇｂ，Ｇｃ，Ｇｄ，Ｇ
ｅ，Ｇｆと徐々に増加している。この振幅をブロックＢ
内で一定に保つように、振幅操作情報を図１０中の
（ｂ）に示すように振幅情報生成部によって作成する。
【００５７】作成された振幅操作情報は、ブロックＢ内
の振幅を一定のＧｆに保つため、それぞれＧｆ／Ｇａ，
Ｇｆ／Ｇｂ，Ｇｆ／Ｇｃ，Ｇｆ／Ｇｄ，Ｇｆ／Ｇｅ，Ｇ
ｆ／Ｇｆ＝１と振幅操作量が決定され、振幅操作部によ
って図１０中の（ａ）に対して振幅操作を行いって
（ｃ）を得る。
の振幅を一定のＧｆに保つため、それぞれＧｆ／Ｇａ，
Ｇｆ／Ｇｂ，Ｇｆ／Ｇｃ，Ｇｆ／Ｇｄ，Ｇｆ／Ｇｅ，Ｇ
ｆ／Ｇｆ＝１と振幅操作量が決定され、振幅操作部によ
って図１０中の（ａ）に対して振幅操作を行いって
（ｃ）を得る。
【００５８】図１０（ｃ）は、振幅はＧｆと一定の1KHz
の信号であるから、その理想振幅特性は図１０（ｄ）の
実線で示すように振幅Ｇｆの単スペクトルとなる。ただ
しブロックＢの長さは有限であるので実際の振幅特性は
図１０中の（ｄ）の点線で示すように幾分拡がった分布
になるが、図５中の（ｂ）に示した振幅特性と比較した
場合には遥かに高い符号化効率を得ることが可能とな
る。
の信号であるから、その理想振幅特性は図１０（ｄ）の
実線で示すように振幅Ｇｆの単スペクトルとなる。ただ
しブロックＢの長さは有限であるので実際の振幅特性は
図１０中の（ｄ）の点線で示すように幾分拡がった分布
になるが、図５中の（ｂ）に示した振幅特性と比較した
場合には遥かに高い符号化効率を得ることが可能とな
る。
【００５９】図１０中の（ａ）に示した振幅特性が理想
的なスペクトル変換を行ったものであるとして、図１１
中の（ａ）に示すように単スペクトルになった場合を仮
定し、この単スペクトルを逆スペクトル変換すると図１
１中の（ｂ）に示すような振幅Ｇｆが一定の信号を得
る。
的なスペクトル変換を行ったものであるとして、図１１
中の（ａ）に示すように単スペクトルになった場合を仮
定し、この単スペクトルを逆スペクトル変換すると図１
１中の（ｂ）に示すような振幅Ｇｆが一定の信号を得
る。
【００６０】この図１１中の（ｂ）に対して、スペクト
ル変換前に行った図１０中の（ｂ）の振幅操作と逆の振
幅操作である図１１中の（ｃ）の逆振幅操作を行うと、
復元信号（ｄ）を得ることができる。この図１１中の
（ｄ）に示した復元信号は、図６中の（ｂ）に示した復
元信号ＳＢ’と比較した場合、原信号である図１０中の
（ａ）により忠実なものとなる。
ル変換前に行った図１０中の（ｂ）の振幅操作と逆の振
幅操作である図１１中の（ｃ）の逆振幅操作を行うと、
復元信号（ｄ）を得ることができる。この図１１中の
（ｄ）に示した復元信号は、図６中の（ｂ）に示した復
元信号ＳＢ’と比較した場合、原信号である図１０中の
（ａ）により忠実なものとなる。
【００６１】このように、スペクトル変換前と逆スペク
トル変換後の信号に対して振幅操作を行うことで、高能
率かつ高精度に信号波形の符号化が可能となる。そし
て、聴感上の障害となりうるブロック内での振幅の変化
を最小限に抑制することができる。
トル変換後の信号に対して振幅操作を行うことで、高能
率かつ高精度に信号波形の符号化が可能となる。そし
て、聴感上の障害となりうるブロック内での振幅の変化
を最小限に抑制することができる。
【００６２】さて今までは単周波数成分しか持たない理
想的な条件の下で説明してきたが、今度は一般的な例を
用いて解説する。
想的な条件の下で説明してきたが、今度は一般的な例を
用いて解説する。
【００６３】図１２中の（ａ）は、様々な周波数成分を
もった信号である。この信号を符号化／復号化を行うと
その信号波形は（ｂ）のように変化してしまう現象が生
じる場合がある。このような信号の振幅変化は聴感上の
障害となる。
もった信号である。この信号を符号化／復号化を行うと
その信号波形は（ｂ）のように変化してしまう現象が生
じる場合がある。このような信号の振幅変化は聴感上の
障害となる。
【００６４】図１２において符号化前／復号化後の信号
の振幅が変化してしまう原因は、原信号を幾つかの帯域
に分割することで詳しく解析可能となる。図１２中の
（ａ）に示す原信号を図１３中の（ａ）に示す低周波数
成分信号及び図１３中の（ｂ）に示す高周波成分信号に
分割して解析を行うと、低周波数成分信号の振幅変化と
比較して高周波数成分信号の振幅変化が大きいことがわ
かる。
の振幅が変化してしまう原因は、原信号を幾つかの帯域
に分割することで詳しく解析可能となる。図１２中の
（ａ）に示す原信号を図１３中の（ａ）に示す低周波数
成分信号及び図１３中の（ｂ）に示す高周波成分信号に
分割して解析を行うと、低周波数成分信号の振幅変化と
比較して高周波数成分信号の振幅変化が大きいことがわ
かる。
【００６５】振幅変化の少ない低周波数成分は図１３中
の（ｃ）に示すように図１３中の（ａ）に示した原信号
高精度に復元されているが、振幅変化の大きい高周波数
成分は図１３中の（ｄ）に示すように本来の図１３中の
（ｂ）に示した原信号とは大きく変化していることがわ
かる。この高周波数成分の信号の変化が、復元信号の振
幅変化となり聴感上の障害となる。
の（ｃ）に示すように図１３中の（ａ）に示した原信号
高精度に復元されているが、振幅変化の大きい高周波数
成分は図１３中の（ｄ）に示すように本来の図１３中の
（ｂ）に示した原信号とは大きく変化していることがわ
かる。この高周波数成分の信号の変化が、復元信号の振
幅変化となり聴感上の障害となる。
【００６６】即ち、原信号の振幅変化よりも帯域分割さ
れた信号毎の振幅変化が大きい場合があり、原信号の振
幅を一定に操作しただけでは図１０、図１１に示したよ
うに、原信号を精度よく復元することはできない。
れた信号毎の振幅変化が大きい場合があり、原信号の振
幅を一定に操作しただけでは図１０、図１１に示したよ
うに、原信号を精度よく復元することはできない。
【００６７】上述のような前提の下に、以下では、本発
明の実施の形態について説明する。以下で述べる実施の
形態により、上述したような課題が解決される。
明の実施の形態について説明する。以下で述べる実施の
形態により、上述したような課題が解決される。
【００６８】本実施の形態における符号化装置において
は、音響信号を複数の帯域に分割し、その音響信号のサ
ブブロック単位で上記複数の周波数帯域に分割されたそ
れぞれの帯域の信号の振幅を検出し、少なくとも一つの
振幅情報に基づいて上記音響信号の振幅を操作するもの
である。
は、音響信号を複数の帯域に分割し、その音響信号のサ
ブブロック単位で上記複数の周波数帯域に分割されたそ
れぞれの帯域の信号の振幅を検出し、少なくとも一つの
振幅情報に基づいて上記音響信号の振幅を操作するもの
である。
【００６９】この符号化装置は、図１４に示すような構
成に具体化することができる。
成に具体化することができる。
【００７０】この符号化装置１４は、入力信号を複数Ｍ
の帯域信号ＳＤ１からＳＤＭに分割する帯域フィルタバ
ンク部１４０１と、帯域フィルタバンク部１４０１から
の帯域信号ＳＤ１からＳＤＭについてそれぞれスペクト
ル変換を行いスペクトルＦＤ１からＦＤＭとするととも
に振幅操作情報Ｇを生成するスペクトル変換部１４０２
と、スペクトル変換部１４０２からのスペクトルＦＤ１
からＦＤＭのそれぞれについて正規化を行い正規化スペ
クトルＦＮ１からＦＮＭとするとともに正規化情報Ｎを
生成する正規化部１４０３と、正規化部１４０３からの
正規化スペクトルＦＮ１からＦＮＭのそれぞれの帯域に
ついて量子化を行い量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭ
とするとともに量子化情報Ｑを生成する量子化部１４０
４と、スペクトル変換部１４０２からの振幅操作情報
Ｇ、正規化部１４０３からの正規化情報Ｎ、および量子
化部１４０４からの量子化情報Ｑ、量子化部１４０４か
らの量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭについて符号列
を生成する符号生成部１４０３とを有している。
の帯域信号ＳＤ１からＳＤＭに分割する帯域フィルタバ
ンク部１４０１と、帯域フィルタバンク部１４０１から
の帯域信号ＳＤ１からＳＤＭについてそれぞれスペクト
ル変換を行いスペクトルＦＤ１からＦＤＭとするととも
に振幅操作情報Ｇを生成するスペクトル変換部１４０２
と、スペクトル変換部１４０２からのスペクトルＦＤ１
からＦＤＭのそれぞれについて正規化を行い正規化スペ
クトルＦＮ１からＦＮＭとするとともに正規化情報Ｎを
生成する正規化部１４０３と、正規化部１４０３からの
正規化スペクトルＦＮ１からＦＮＭのそれぞれの帯域に
ついて量子化を行い量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭ
とするとともに量子化情報Ｑを生成する量子化部１４０
４と、スペクトル変換部１４０２からの振幅操作情報
Ｇ、正規化部１４０３からの正規化情報Ｎ、および量子
化部１４０４からの量子化情報Ｑ、量子化部１４０４か
らの量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭについて符号列
を生成する符号生成部１４０３とを有している。
【００７１】この符号化装置１４に入力する原信号Ｓ
は、帯域分割フィルタバンク部１４０１によって複数Ｍ
の帯域信号ＳＤ１からＳＤＭに分割される。この時用い
られる分割フィルタバンク１４０１には、前述したＱＭ
ＦフィルタバンクやＰＱＦフィルタバンクなどが用いら
れる。帯域信号ＳＤ１からＳＤＭは、それぞれの帯域の
スペクトル変換部１４０２によってスペクトル変換され
る。このスペクトル変換部１４０２は、振幅操作を行う
図２または図３、及び図８に示したような部分を有して
おり、ＳＤ１からＳＤＭを振幅操作情報Ｇによって振幅
操作を施してスペクトルＦＤ１からＦＤＭに変換を行
う。
は、帯域分割フィルタバンク部１４０１によって複数Ｍ
の帯域信号ＳＤ１からＳＤＭに分割される。この時用い
られる分割フィルタバンク１４０１には、前述したＱＭ
ＦフィルタバンクやＰＱＦフィルタバンクなどが用いら
れる。帯域信号ＳＤ１からＳＤＭは、それぞれの帯域の
スペクトル変換部１４０２によってスペクトル変換され
る。このスペクトル変換部１４０２は、振幅操作を行う
図２または図３、及び図８に示したような部分を有して
おり、ＳＤ１からＳＤＭを振幅操作情報Ｇによって振幅
操作を施してスペクトルＦＤ１からＦＤＭに変換を行
う。
【００７２】ここで、帯域フィルタバンク部１４０１に
よって、各帯域に分割された原信号は、スペクトル変換
部１４０２にて各帯域毎に振幅を検出される。そして、
少なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて振幅
操作が施された後にスペクトル変換が施される。
よって、各帯域に分割された原信号は、スペクトル変換
部１４０２にて各帯域毎に振幅を検出される。そして、
少なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて振幅
操作が施された後にスペクトル変換が施される。
【００７３】スペクトルＦＤ１からＦＤＭは正規化情報
Ｎによって正規化部１４０３で正規化され正規化スペク
トルＦＮ１からＦＤＭとなる。正規化スペクトルＦＮ１
からＦＤＭは量子化情報Ｑによって量子化部１４０４で
量子化され量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭとなり、
Ｇ，Ｎ、Ｑとともに符号列生成部１４０５によってそれ
ぞれ符号ＣＦＱ１〜ＣＦＱＭ、ＣＧ、ＣＮ、ＣＱに変換
され、これらが多重化された符号列Ｃが出力される。
Ｎによって正規化部１４０３で正規化され正規化スペク
トルＦＮ１からＦＤＭとなる。正規化スペクトルＦＮ１
からＦＤＭは量子化情報Ｑによって量子化部１４０４で
量子化され量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭとなり、
Ｇ，Ｎ、Ｑとともに符号列生成部１４０５によってそれ
ぞれ符号ＣＦＱ１〜ＣＦＱＭ、ＣＧ、ＣＮ、ＣＱに変換
され、これらが多重化された符号列Ｃが出力される。
【００７４】符号化装置１４から出力される符号列Ｃ
は、この符号列Ｃの単位であるフレーム毎に、図１５に
示すように構成されている。すなわち、１フレーム分の
符号列は、振幅操作情報ＣＧ１からＣＧＭ、正規化情報
ＣＮ、量子化情報ＣＱおよび量子化スペクトルＣＦＱ１
からＣＦＱＭの順序で配列して構成されている。
は、この符号列Ｃの単位であるフレーム毎に、図１５に
示すように構成されている。すなわち、１フレーム分の
符号列は、振幅操作情報ＣＧ１からＣＧＭ、正規化情報
ＣＮ、量子化情報ＣＱおよび量子化スペクトルＣＦＱ１
からＣＦＱＭの順序で配列して構成されている。
【００７５】この符号化装置は、原信号をある帯域毎に
分割してその分割された信号毎に対して図１０、図１１
に示したような振幅操作を行うことにより符号化を行う
ものである。この符号化装置は、帯域に分割した信号に
対して上述した振幅操作を行うことにより、図１２、図
１３に示したような符号化前／復号化後の信号の振幅変
化を抑制することが可能とするものである。
分割してその分割された信号毎に対して図１０、図１１
に示したような振幅操作を行うことにより符号化を行う
ものである。この符号化装置は、帯域に分割した信号に
対して上述した振幅操作を行うことにより、図１２、図
１３に示したような符号化前／復号化後の信号の振幅変
化を抑制することが可能とするものである。
【００７６】続いて、上記符号化装置１４において、帯
域分割数Ｍを２に設定した例について、図１６を参照し
て説明する。
域分割数Ｍを２に設定した例について、図１６を参照し
て説明する。
【００７７】図１２中の（ａ）に示す原信号を、帯域分
割フィルタ１４０１によって図１６中の（ａ）に示す低
周波数成分信号と（ｃ）に示す高周波数成分信号に分割
する。これら信号に対して、図１０に示したような振幅
操作を行ことによって図１６中の（ｂ）の振幅操作低周
波数信号及び図１６中の（ｄ）の振幅操作高周波数信号
へ振幅操作を行ったのちにスペクトル変換を施すこと
で、高能率かつ高精度に信号波形の符号化を可能とし、
復元信号の振幅変化による聴感上の障害を最小限に抑制
することができる。
割フィルタ１４０１によって図１６中の（ａ）に示す低
周波数成分信号と（ｃ）に示す高周波数成分信号に分割
する。これら信号に対して、図１０に示したような振幅
操作を行ことによって図１６中の（ｂ）の振幅操作低周
波数信号及び図１６中の（ｄ）の振幅操作高周波数信号
へ振幅操作を行ったのちにスペクトル変換を施すこと
で、高能率かつ高精度に信号波形の符号化を可能とし、
復元信号の振幅変化による聴感上の障害を最小限に抑制
することができる。
【００７８】続いて、原信号を帯域分割したそれぞれの
帯域の振幅情報のみを利用する符号化装置について、図
１７を参照して説明する。この符号化装置１６は、図１
３に示した復元信号の振幅変化による聴感上の障害の抑
制のために、帯域分割した振幅情報のみを利用するもの
である。
帯域の振幅情報のみを利用する符号化装置について、図
１７を参照して説明する。この符号化装置１６は、図１
３に示した復元信号の振幅変化による聴感上の障害の抑
制のために、帯域分割した振幅情報のみを利用するもの
である。
【００７９】この符号化装置１６は、入力された原信号
Ｓを複数Ｍの帯域信号ＳＤ１からＳＤＭに分割する帯域
分割フィルタバンク１６０１と、帯域信号ＳＤ１からＳ
ＤＭおよび原信号Ｓをもとに振幅解析およびスペクトル
変換を行い振幅操作情報ＧおよびスペクトルＦを生成す
るスペクトル変換部１６０２と、スペクトルＦを正規化
して正規化スペクトルＦＮとするとともに正規化情報Ｎ
を生成する正規化部１６０６と、正規化スペクトルＦＮ
を量子化する量子化して量子化スペクトルＦＱとすると
ともに量子化情報Ｑを生成する量子化部１６０７と、振
幅操作信号Ｇ、正規化情報Ｎおよび量子化情報Ｑ、量子
化スペクトルＦＱに基づいて符号列Ｃを生成する符号生
成部１６０８とを有している。
Ｓを複数Ｍの帯域信号ＳＤ１からＳＤＭに分割する帯域
分割フィルタバンク１６０１と、帯域信号ＳＤ１からＳ
ＤＭおよび原信号Ｓをもとに振幅解析およびスペクトル
変換を行い振幅操作情報ＧおよびスペクトルＦを生成す
るスペクトル変換部１６０２と、スペクトルＦを正規化
して正規化スペクトルＦＮとするとともに正規化情報Ｎ
を生成する正規化部１６０６と、正規化スペクトルＦＮ
を量子化する量子化して量子化スペクトルＦＱとすると
ともに量子化情報Ｑを生成する量子化部１６０７と、振
幅操作信号Ｇ、正規化情報Ｎおよび量子化情報Ｑ、量子
化スペクトルＦＱに基づいて符号列Ｃを生成する符号生
成部１６０８とを有している。
【００８０】上記スペクトル変換部１６０２は、帯域分
割フィルタバンク１６０１からの帯域信号ＳＤ１からＳ
ＤＭをそれぞれ振幅解析して振幅解析情報ＧＢおよび振
幅操作情報Ｇを生成する振幅解析部１６０３と、原信号
Ｓおよび振幅解析情報ＧＢに基づいて振幅操作を行い振
幅操作された信号ＳＢＣを出力する振幅操作部１６０４
と、振幅操作された信号ＳＢＣにスペクトル変換を施し
てスペクトルＦを出力するスペクトル変換手段１６０５
とを有している。
割フィルタバンク１６０１からの帯域信号ＳＤ１からＳ
ＤＭをそれぞれ振幅解析して振幅解析情報ＧＢおよび振
幅操作情報Ｇを生成する振幅解析部１６０３と、原信号
Ｓおよび振幅解析情報ＧＢに基づいて振幅操作を行い振
幅操作された信号ＳＢＣを出力する振幅操作部１６０４
と、振幅操作された信号ＳＢＣにスペクトル変換を施し
てスペクトルＦを出力するスペクトル変換手段１６０５
とを有している。
【００８１】まず入力信号である原信号Ｓは２分配さ
れ、一方の信号を帯域分割フィルタバンク部１６０１に
よって複数の帯域信号ＳＤ１からＳＤＭに分割し、それ
ぞれの帯域信号毎に振幅解析部１６０３によって振幅情
報を解析し振幅操作情報ＧＢを得る。振幅操作部１６０
４では、振幅操作情報ＧＢによって原信号Ｓを振幅操作
部１６０４によって振幅を操作を行って振幅操作された
信号ＳＢＧとし、スペクトル変換手段１６０５によって
スペクトルＦに変換が施される。
れ、一方の信号を帯域分割フィルタバンク部１６０１に
よって複数の帯域信号ＳＤ１からＳＤＭに分割し、それ
ぞれの帯域信号毎に振幅解析部１６０３によって振幅情
報を解析し振幅操作情報ＧＢを得る。振幅操作部１６０
４では、振幅操作情報ＧＢによって原信号Ｓを振幅操作
部１６０４によって振幅を操作を行って振幅操作された
信号ＳＢＧとし、スペクトル変換手段１６０５によって
スペクトルＦに変換が施される。
【００８２】スペクトルＦは、正規化情報Ｎによって正
規化部１６０６で正規化され正規化スペクトルＦＮとな
る。正規化スペクトルＦＮは量子化情報Ｑによって量子
化部１６０７で量子化され量子化スペクトルＦＱとな
り、Ｇ、Ｎ、Ｑとともに符号列生成部１６０８によって
符号ＣＦＱ，ＣＧ，ＣＮ，ＣＱに変換され、これらが多
重化されて符号列Ｃとして出力される。
規化部１６０６で正規化され正規化スペクトルＦＮとな
る。正規化スペクトルＦＮは量子化情報Ｑによって量子
化部１６０７で量子化され量子化スペクトルＦＱとな
り、Ｇ、Ｎ、Ｑとともに符号列生成部１６０８によって
符号ＣＦＱ，ＣＧ，ＣＮ，ＣＱに変換され、これらが多
重化されて符号列Ｃとして出力される。
【００８３】符号化装置１６から出力される符号列Ｃ
は、この符号列Ｃの単位であるフレーム毎に、図１８に
示すように構成されている。すなわち、１フレーム分の
符号列は、振幅操作情報ＣＧ、正規化情報ＣＮ、量子化
情報ＣＱおよび量子化スペクトルＣＦＱの順序で配列し
て構成されている。
は、この符号列Ｃの単位であるフレーム毎に、図１８に
示すように構成されている。すなわち、１フレーム分の
符号列は、振幅操作情報ＣＧ、正規化情報ＣＮ、量子化
情報ＣＱおよび量子化スペクトルＣＦＱの順序で配列し
て構成されている。
【００８４】続いて、上記符号化装置１６において、帯
域分割数Ｍを２に設定した例について、図１９を参照し
て説明する。
域分割数Ｍを２に設定した例について、図１９を参照し
て説明する。
【００８５】図１９中の（ａ）に示す原信号は、帯域分
割フィルタ１６０１によって図１７中の（ｂ）の低周波
数成分信号と（ｃ）の高周波数成分信号に分割される。
符号化装置１６は、これらの信号を解析し、振幅変化量
が大きい帯域の振幅情報のみを使用して原信号に対して
振幅操作を行うので、図１９中の（ｄ）の振幅操作信号
は振幅が一定になっていないため、高能率かつ高精度に
信号波形の符号化を可能とすることは保証できないが、
振幅変化の大きい高周波数成分の復元信号の振幅変化に
よる聴感上の障害を抑制することは可能である。
割フィルタ１６０１によって図１７中の（ｂ）の低周波
数成分信号と（ｃ）の高周波数成分信号に分割される。
符号化装置１６は、これらの信号を解析し、振幅変化量
が大きい帯域の振幅情報のみを使用して原信号に対して
振幅操作を行うので、図１９中の（ｄ）の振幅操作信号
は振幅が一定になっていないため、高能率かつ高精度に
信号波形の符号化を可能とすることは保証できないが、
振幅変化の大きい高周波数成分の復元信号の振幅変化に
よる聴感上の障害を抑制することは可能である。
【００８６】ブロック内をサブブロックに分割し振幅操
作を行うことが音質上有効であることを示してきたが、
サブブロック毎の振幅情報をすべて符号化して記録する
ことは情報量の増加を意味し、高能率符号化と相反する
ものである。このため、振幅情報の制限を行い、振幅操
作にかかる情報の削減を行う手法について説明する。
作を行うことが音質上有効であることを示してきたが、
サブブロック毎の振幅情報をすべて符号化して記録する
ことは情報量の増加を意味し、高能率符号化と相反する
ものである。このため、振幅情報の制限を行い、振幅操
作にかかる情報の削減を行う手法について説明する。
【００８７】実査にゲインコントロールを行う変化点を
設定し、変化点から次の変化点を一つの領域として、各
領域毎に最大振幅値がＧｆになるようにゲインコントロ
ールを行う。
設定し、変化点から次の変化点を一つの領域として、各
領域毎に最大振幅値がＧｆになるようにゲインコントロ
ールを行う。
【００８８】図２０中の（ａ）は原信号ＳＢの振幅情報
を示したものである。先頭のサブブロックから振幅量を
検出し、変化量及び変化量の順序が示されている。ここ
で聴感上の障害がなるべく発生しないように振幅変化量
が少ない順に制限を行うことで振幅操作情報の増加を抑
制する。
を示したものである。先頭のサブブロックから振幅量を
検出し、変化量及び変化量の順序が示されている。ここ
で聴感上の障害がなるべく発生しないように振幅変化量
が少ない順に制限を行うことで振幅操作情報の増加を抑
制する。
【００８９】図２０中の（ｂ）は振幅操作を行うサブブ
ロックを変化量の大きい順から３つに限定したものであ
る。ここでは図に示したように実際にゲインコントロー
ルを行う変化点を設定し、変化点から次の変化点までを
一つの領域として、各領域毎に最大振幅値がＧｆになる
ようにゲインコントロールを行う例を示す。
ロックを変化量の大きい順から３つに限定したものであ
る。ここでは図に示したように実際にゲインコントロー
ルを行う変化点を設定し、変化点から次の変化点までを
一つの領域として、各領域毎に最大振幅値がＧｆになる
ようにゲインコントロールを行う例を示す。
【００９０】図２０中の（ｃ）は図２０中の（ｂ）から
導出した振幅操作情報ＧＢであり、この振幅操作情報Ｇ
Ｂを原信号ＳＢに対して操作させたものが図２０中の
（ｄ）の振幅操作信号ＳＢＧとなる。
導出した振幅操作情報ＧＢであり、この振幅操作情報Ｇ
Ｂを原信号ＳＢに対して操作させたものが図２０中の
（ｄ）の振幅操作信号ＳＢＧとなる。
【００９１】図２０中の（ｄ）の振幅はブロック内で一
定ではないが、振幅変化の大きいサブブロックに関して
振幅操作を行い、振幅変化の少ないサブブロックの情報
を削減しており、符号化／復号化による信号波形上の振
幅変化が大きく現れやすい部分に関して確実に操作を行
うことで、復号化信号に現れる聴感上の障害を抑制する
ことが可能である。
定ではないが、振幅変化の大きいサブブロックに関して
振幅操作を行い、振幅変化の少ないサブブロックの情報
を削減しており、符号化／復号化による信号波形上の振
幅変化が大きく現れやすい部分に関して確実に操作を行
うことで、復号化信号に現れる聴感上の障害を抑制する
ことが可能である。
【００９２】図２１も振幅操作にかかる情報量の削減を
行う手法を示したものである。
行う手法を示したものである。
【００９３】図２１中の（ａ）には原信号ＳＢの振幅情
報を示したものである。先頭のサブブロックから振幅量
を検出し、変化量及び変化量の順序が示されている。こ
こで聴感上の障害がなるべく発生しないように振幅変化
量がある一定のしきい値より少ない場合に制限を行うこ
とで振幅操作情報の増加を抑制する。
報を示したものである。先頭のサブブロックから振幅量
を検出し、変化量及び変化量の順序が示されている。こ
こで聴感上の障害がなるべく発生しないように振幅変化
量がある一定のしきい値より少ない場合に制限を行うこ
とで振幅操作情報の増加を抑制する。
【００９４】図２１中の（ｂ）は振幅操作を行うサブブ
ロック間の振幅変化量がしきい値以下の場合、隣接する
サブブロックと合成することで振幅情報を削減してい
る。ここでは、各変化点において検出された変化量がし
きい値以下の場合、その変化点に隣接するサブブロック
の振幅が大きい方の最大振幅値がＧｆになるように振幅
操作を行う例である。
ロック間の振幅変化量がしきい値以下の場合、隣接する
サブブロックと合成することで振幅情報を削減してい
る。ここでは、各変化点において検出された変化量がし
きい値以下の場合、その変化点に隣接するサブブロック
の振幅が大きい方の最大振幅値がＧｆになるように振幅
操作を行う例である。
【００９５】図２１中の（ｃ）は、図２１中の（ｂ）か
ら導出した振幅操作情報ＧＢであり、この振幅操作情報
ＧＢを原信号ＳＢに対して操作させたものが図２１中の
（ｄ）の振幅操作信号ＳＢＧとなる。
ら導出した振幅操作情報ＧＢであり、この振幅操作情報
ＧＢを原信号ＳＢに対して操作させたものが図２１中の
（ｄ）の振幅操作信号ＳＢＧとなる。
【００９６】図２１中の（ｄ）の振幅はブロック内で一
定ではないが、振幅変化の大きいサブブロックに関して
振幅操作を行い、振幅変化の少ないサブブロックの情報
を削減しており、符号化／復号化による信号波形上の振
幅変化が大きく現れやすい部分に関して確実に操作を行
うことで、復号化信号に現れる聴感上の障害を抑制する
ことが可能である。
定ではないが、振幅変化の大きいサブブロックに関して
振幅操作を行い、振幅変化の少ないサブブロックの情報
を削減しており、符号化／復号化による信号波形上の振
幅変化が大きく現れやすい部分に関して確実に操作を行
うことで、復号化信号に現れる聴感上の障害を抑制する
ことが可能である。
【００９７】次に、逆正規化されたスペクトルを時系列
信号に合成するための逆スペクトル変換部について説明
する。
信号に合成するための逆スペクトル変換部について説明
する。
【００９８】逆スペクトル変換部２９は、図２２に示す
ような構成に具体化される。この逆スペクトル変換部２
９は、入力されたスペクトルＦに逆スペクトル変換を施
して復元ブロック信号ＳＢとする逆スペクトル変換手段
２９０１と、復元ブロック信号ＳＢおよび外部から入力
された振幅操作情報Ｇに基づいて逆振幅操作を施してＳ
Ｂ／Ｇとする逆振幅操作部２９０２と、ＳＢ／Ｇに窓関
数Ｗを作用させてＳＢＷ／Ｇとする窓関数作用部２９０
３と、ＳＢＷ／Ｇに逆ブロック化を施して時系列信号
Ｓ’とする逆ブロック化部２９０４とから構成されてい
る。
ような構成に具体化される。この逆スペクトル変換部２
９は、入力されたスペクトルＦに逆スペクトル変換を施
して復元ブロック信号ＳＢとする逆スペクトル変換手段
２９０１と、復元ブロック信号ＳＢおよび外部から入力
された振幅操作情報Ｇに基づいて逆振幅操作を施してＳ
Ｂ／Ｇとする逆振幅操作部２９０２と、ＳＢ／Ｇに窓関
数Ｗを作用させてＳＢＷ／Ｇとする窓関数作用部２９０
３と、ＳＢＷ／Ｇに逆ブロック化を施して時系列信号
Ｓ’とする逆ブロック化部２９０４とから構成されてい
る。
【００９９】この逆スペクトル変換部２９においては、
まず復号化されたスペクトルＦを逆スペクトル変換手段
２９０１によって逆スペクトル変換を施し復元ブロック
化信号ＳＢを得る。この復元ブロック化信号ＳＢに対し
符号化装置によって行われた振幅操作Ｇと逆の振幅操作
を逆振幅操作部２９０２によって施す。逆振幅操作が施
された復元ブロック化信号ＳＢは、前後のブロックとの
整合性を保つために窓関数作用部２９０３によって窓関
数Ｗを作用させ、逆ブロック化部２９０４によって前後
のブロックとの合成が行われれ、復元された時系列信号
Ｓ’を得る。
まず復号化されたスペクトルＦを逆スペクトル変換手段
２９０１によって逆スペクトル変換を施し復元ブロック
化信号ＳＢを得る。この復元ブロック化信号ＳＢに対し
符号化装置によって行われた振幅操作Ｇと逆の振幅操作
を逆振幅操作部２９０２によって施す。逆振幅操作が施
された復元ブロック化信号ＳＢは、前後のブロックとの
整合性を保つために窓関数作用部２９０３によって窓関
数Ｗを作用させ、逆ブロック化部２９０４によって前後
のブロックとの合成が行われれ、復元された時系列信号
Ｓ’を得る。
【０１００】逆スペクトル変換部は、図２３に示すよう
な構成としても具体化される。
な構成としても具体化される。
【０１０１】この逆スペクトル変換部３０は、入力され
たスペクトルＦに逆スペクトル変換を施して復元ブロッ
ク信号ＳＢとする逆スペクトル変換手段３００１と、復
元ブロック化信号ＳＢに窓関数Ｗを作用させてＳＢＷと
する窓関数作用部３００２と、ＳＢＷおよび外部から入
力された振幅操作情報Ｇに基づいて逆振幅操作を施して
ＳＢＷ／Ｇとする逆振幅操作部３００３と、ＳＢＷ／Ｇ
に逆ブロック化を施して時系列信号Ｓ’とする逆ブロッ
ク化部３００４とを有している。
たスペクトルＦに逆スペクトル変換を施して復元ブロッ
ク信号ＳＢとする逆スペクトル変換手段３００１と、復
元ブロック化信号ＳＢに窓関数Ｗを作用させてＳＢＷと
する窓関数作用部３００２と、ＳＢＷおよび外部から入
力された振幅操作情報Ｇに基づいて逆振幅操作を施して
ＳＢＷ／Ｇとする逆振幅操作部３００３と、ＳＢＷ／Ｇ
に逆ブロック化を施して時系列信号Ｓ’とする逆ブロッ
ク化部３００４とを有している。
【０１０２】この逆スペクトル変換部３０においては、
まず復号化されたスペクトルＦを逆スペクトル変換手段
３００１によって逆スペクトル変換を施し復元ブロック
化信号ＳＢを得る。この復元ブロック化信号ＳＢに前後
のブロックとの整合性を保つために窓関数作用部３００
２によって窓関数を作用させ、さらに符号化装置によっ
て行われた振幅操作Ｇと逆の振幅操作を逆振幅操作部３
００３によって施す。逆振幅操作が施された復元ブロッ
ク化信号ＳＢは、逆ブロック化部３００４によって前後
のブロックとの合成が行われ、復元信号Ｓ’を得る。
まず復号化されたスペクトルＦを逆スペクトル変換手段
３００１によって逆スペクトル変換を施し復元ブロック
化信号ＳＢを得る。この復元ブロック化信号ＳＢに前後
のブロックとの整合性を保つために窓関数作用部３００
２によって窓関数を作用させ、さらに符号化装置によっ
て行われた振幅操作Ｇと逆の振幅操作を逆振幅操作部３
００３によって施す。逆振幅操作が施された復元ブロッ
ク化信号ＳＢは、逆ブロック化部３００４によって前後
のブロックとの合成が行われ、復元信号Ｓ’を得る。
【０１０３】続いて、図２２に示した逆ブロック化部２
９における操作は、図２４に示すように具体化すること
ができる。
９における操作は、図２４に示すように具体化すること
ができる。
【０１０４】図２４において、図中の（ａ）に示す各ブ
ロック毎に逆スペクトル変換された復元ブロック化信号
ＳＢ／Ｇ１、図中の（ｂ）に示す復元ブロック化信号Ｓ
Ｂ／Ｇ２、および図中の（ｃ）に示す復元ブロック化信
号ＳＢ／Ｇ３（ｃ）は、前後のブロックと半分の領域を
共有して持ち、共有される領域の合成振幅が原信号に等
しくなるように、図中の（ｄ）に示す窓関数Ｗ１、図中
の（ｅ）に示す窓関数Ｗ２、および図中の（ｆ）に示す
窓関数Ｗ３（ｆ）を作用させることによって、図中の
（ｇ）に示す復元信号Ｓ’を得る。
ロック毎に逆スペクトル変換された復元ブロック化信号
ＳＢ／Ｇ１、図中の（ｂ）に示す復元ブロック化信号Ｓ
Ｂ／Ｇ２、および図中の（ｃ）に示す復元ブロック化信
号ＳＢ／Ｇ３（ｃ）は、前後のブロックと半分の領域を
共有して持ち、共有される領域の合成振幅が原信号に等
しくなるように、図中の（ｄ）に示す窓関数Ｗ１、図中
の（ｅ）に示す窓関数Ｗ２、および図中の（ｆ）に示す
窓関数Ｗ３（ｆ）を作用させることによって、図中の
（ｇ）に示す復元信号Ｓ’を得る。
【０１０５】図２４に示した逆スペクトル変換部２９の
逆振幅操作部２９０２は、図２５の逆振幅操作部３２に
示すように具体化することができる。
逆振幅操作部２９０２は、図２５の逆振幅操作部３２に
示すように具体化することができる。
【０１０６】この逆振幅操作部３２は、入力された振幅
操作情報Ｇから振幅を復元する振幅復元部３２０１と、
入力された振幅操作信号ＳＢおよび振幅復元部３２０１
からの逆振幅操作情報１／ＧＢをもとに復元ブロック化
信号ＳＢ／Ｇを生成する逆振幅操作部３２０４とを有し
ている。
操作情報Ｇから振幅を復元する振幅復元部３２０１と、
入力された振幅操作信号ＳＢおよび振幅復元部３２０１
からの逆振幅操作情報１／ＧＢをもとに復元ブロック化
信号ＳＢ／Ｇを生成する逆振幅操作部３２０４とを有し
ている。
【０１０７】振幅復元部３２０１は、振幅操作情報Ｇを
保持して１ブロック遅延させる振幅操作情報保持部３２
０２と、振幅操作情報保持部３２０２からの遅延された
振幅操作情報および振幅操作情報Ｇに基づいて逆振幅操
作情報を生成する逆振幅操作情報生成部３２０３とを有
している。
保持して１ブロック遅延させる振幅操作情報保持部３２
０２と、振幅操作情報保持部３２０２からの遅延された
振幅操作情報および振幅操作情報Ｇに基づいて逆振幅操
作情報を生成する逆振幅操作情報生成部３２０３とを有
している。
【０１０８】この逆振幅操作部３２においては、まず振
幅操作情報Ｇを用いて振幅復元部３２０１によって、符
号化装置で行った振幅操作と逆の振幅操作情報１／ＧＢ
を生成し、復元ブロック化信号ＳＢに対して逆振幅操作
部３２０４によって振幅操作を行い、復元ブロック化信
号ＳＢ／Ｇを得る。
幅操作情報Ｇを用いて振幅復元部３２０１によって、符
号化装置で行った振幅操作と逆の振幅操作情報１／ＧＢ
を生成し、復元ブロック化信号ＳＢに対して逆振幅操作
部３２０４によって振幅操作を行い、復元ブロック化信
号ＳＢ／Ｇを得る。
【０１０９】振幅復元部３２０１の内部では、前のブロ
ックの振幅操作情報を保持しておく振幅変化情報保持部
３２０２からの振幅情報Ｇ−１及び現在のブロックの振
幅情報Ｇから逆振幅操作情報生成部３２０３によっによ
って逆振幅操作情報１／ＧＢを生成する。
ックの振幅操作情報を保持しておく振幅変化情報保持部
３２０２からの振幅情報Ｇ−１及び現在のブロックの振
幅情報Ｇから逆振幅操作情報生成部３２０３によっによ
って逆振幅操作情報１／ＧＢを生成する。
【０１１０】逆振幅情報生成部３２０４では、図２６に
示すようにサブブロック毎の振幅を復元して振幅操作を
行う逆振幅操作情報１／ＧＢを作成する。符号化装置に
おいてサブブロック間の振幅操作量を曲線によって補間
されている場合には、逆振幅操作信号の振幅を正確に復
元するため復号化装置においても曲線補間する必要があ
る。
示すようにサブブロック毎の振幅を復元して振幅操作を
行う逆振幅操作情報１／ＧＢを作成する。符号化装置に
おいてサブブロック間の振幅操作量を曲線によって補間
されている場合には、逆振幅操作信号の振幅を正確に復
元するため復号化装置においても曲線補間する必要があ
る。
【０１１１】符号化装置において帯域分割フィルタを用
いて帯域毎信号に分割し、帯域毎に振幅操作を行って符
号化された符号列に対する復号化装置は図２７に示すよ
うに具体化される。
いて帯域毎信号に分割し、帯域毎に振幅操作を行って符
号化された符号列に対する復号化装置は図２７に示すよ
うに具体化される。
【０１１２】この復号化装置３４は、入力された符号列
Ｃを複数Ｍの量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭに分解
する符号分解部３４０１と、符号分解部３４０１からの
量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭに逆量子化を施して
正規化スペクトルＦＮ１からＦＮＭとする逆量子化部３
４０２と、逆量子化部３４０２からの正規化スペクトル
ＦＮ１からＦＮＭに逆正規化を施してスペクトルＦＤ１
からＦＤＭとする逆正規化部３４９３と、逆正規化部３
４０３からのスペクトルＦＮ１からＦＮＭに逆スペクト
ル変換を施して復元信号ＳＤ１からＳＤＭとする逆スペ
クトル変換部３４０４と、復元信号ＳＤ１からＳＤＭを
帯域合成して時系列信号ＳＤ’とする帯域合成フィルタ
バンク部３４０５とを有している。
Ｃを複数Ｍの量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭに分解
する符号分解部３４０１と、符号分解部３４０１からの
量子化スペクトルＦＱ１からＦＱＭに逆量子化を施して
正規化スペクトルＦＮ１からＦＮＭとする逆量子化部３
４０２と、逆量子化部３４０２からの正規化スペクトル
ＦＮ１からＦＮＭに逆正規化を施してスペクトルＦＤ１
からＦＤＭとする逆正規化部３４９３と、逆正規化部３
４０３からのスペクトルＦＮ１からＦＮＭに逆スペクト
ル変換を施して復元信号ＳＤ１からＳＤＭとする逆スペ
クトル変換部３４０４と、復元信号ＳＤ１からＳＤＭを
帯域合成して時系列信号ＳＤ’とする帯域合成フィルタ
バンク部３４０５とを有している。
【０１１３】この符号化復号化装置においては、符号列
Ｃは符号列分解部３４０１によって帯域毎に量子化スペ
クトルＦＱ１からＦＱＭに分解されるとともに、符号列
Ｃから量子化情報Ｑ、正規化情報Ｎおよび振幅操作情報
Ｎが抽出される。
Ｃは符号列分解部３４０１によって帯域毎に量子化スペ
クトルＦＱ１からＦＱＭに分解されるとともに、符号列
Ｃから量子化情報Ｑ、正規化情報Ｎおよび振幅操作情報
Ｎが抽出される。
【０１１４】符号分解部３４０１による分解により得ら
れたＦＱ１からＦＱＭまでの量子化スペクトルは、量子
化情報Ｑを用いて逆量子化部３４０２によって正規化ス
ペクトルＦＮ１からＦＮＭに逆量子化され、正規化情報
Ｎを用いて逆正規化部３４０３によってスペクトルＦＤ
１からＦＤＭに逆正規化され、逆スペクトル変換部３４
０４によって帯域毎の復元信号ＳＤ１からＳＤＭに合成
される。帯域毎の復元信号ＳＤ１からＳＤＭは帯域合成
フィルタバンク部３４０５によってすべての帯域信号を
含む復元信号Ｓ’に復元される。
れたＦＱ１からＦＱＭまでの量子化スペクトルは、量子
化情報Ｑを用いて逆量子化部３４０２によって正規化ス
ペクトルＦＮ１からＦＮＭに逆量子化され、正規化情報
Ｎを用いて逆正規化部３４０３によってスペクトルＦＤ
１からＦＤＭに逆正規化され、逆スペクトル変換部３４
０４によって帯域毎の復元信号ＳＤ１からＳＤＭに合成
される。帯域毎の復元信号ＳＤ１からＳＤＭは帯域合成
フィルタバンク部３４０５によってすべての帯域信号を
含む復元信号Ｓ’に復元される。
【０１１５】逆スペクトル変換部は図２２に示した逆ス
ペクトル変換部２９、図２３に示した逆スペクトル変換
部３０のように構成され、逆振幅操作はＧをもとに行わ
れる。
ペクトル変換部２９、図２３に示した逆スペクトル変換
部３０のように構成され、逆振幅操作はＧをもとに行わ
れる。
【０１１６】図２８は振幅操作を行わずに符号化／復号
化を行った場合と振幅操作を行い符号化／復号化を行っ
た場合の結果を比較したものである。
化を行った場合と振幅操作を行い符号化／復号化を行っ
た場合の結果を比較したものである。
【０１１７】図２８中の（ａ）に示す波形は、図１２中
の（ａ）に示した原信号の波形の高周波数成分信号であ
り、これを振幅操作しないで符号化／復号化した場合に
は復元信号は図２８中の（ｂ）に示す波形のようにな
り、原信号に比較して復元信号の振幅が大きく変化して
おり聴感上障害が発生する。
の（ａ）に示した原信号の波形の高周波数成分信号であ
り、これを振幅操作しないで符号化／復号化した場合に
は復元信号は図２８中の（ｂ）に示す波形のようにな
り、原信号に比較して復元信号の振幅が大きく変化して
おり聴感上障害が発生する。
【０１１８】一方、図２８中の（ｃ）に示す波形は図２
８中の（ａ）示す波形に対して、図１０に示したように
符号化装置においてブロック内の振幅が一定になるよう
に振幅操作を行った信号である。この図２８中の（ｃ）
示す波形を符号化し復号化時に逆の振幅操作を行うこと
で図２８中の（ａ）に示す波形に忠実な振幅を持つ図２
８中の（ｄ）に示す波形の復元信号を得ることができ
る。
８中の（ａ）示す波形に対して、図１０に示したように
符号化装置においてブロック内の振幅が一定になるよう
に振幅操作を行った信号である。この図２８中の（ｃ）
示す波形を符号化し復号化時に逆の振幅操作を行うこと
で図２８中の（ａ）に示す波形に忠実な振幅を持つ図２
８中の（ｄ）に示す波形の復元信号を得ることができ
る。
【０１１９】符号化装置において帯域分割フィルタを用
いて帯域毎信号に分割し、各帯域の振幅情報のみを利用
して符号化された符号列に対する復号化装置３６は図２
９に示すように具体化される。
いて帯域毎信号に分割し、各帯域の振幅情報のみを利用
して符号化された符号列に対する復号化装置３６は図２
９に示すように具体化される。
【０１２０】この復号化装置３６は、入力された符号列
Ｃを、量子化スペクトルＦＱ、量子化情報Ｑ、正規化情
報Ｎ、および振幅操作情報Ｇに分解する符号分解部３６
０１と、符号列分解部３６０１からの量子化スペクトル
ＦＱおよび量子化情報Ｑに基づいて正規化スペクトルＦ
Ｎを生成する逆量子化部３６０２と、逆量子化部３６０
２からの正規化スペクトルＦＮおよび符号分解部３６０
１からの正規化情報に基づいてスペクトルＦを復元する
逆正規化部３６０３と、逆正規化部３６０３からのスペ
クトルＦからのスペクトルＦおよび符号分解部３６０１
からの振幅操作情報Ｇに基づいて逆スペクトル変換を施
して時系列信号Ｇ’を復元する逆スペクトル変換部３６
０６とを有している。
Ｃを、量子化スペクトルＦＱ、量子化情報Ｑ、正規化情
報Ｎ、および振幅操作情報Ｇに分解する符号分解部３６
０１と、符号列分解部３６０１からの量子化スペクトル
ＦＱおよび量子化情報Ｑに基づいて正規化スペクトルＦ
Ｎを生成する逆量子化部３６０２と、逆量子化部３６０
２からの正規化スペクトルＦＮおよび符号分解部３６０
１からの正規化情報に基づいてスペクトルＦを復元する
逆正規化部３６０３と、逆正規化部３６０３からのスペ
クトルＦからのスペクトルＦおよび符号分解部３６０１
からの振幅操作情報Ｇに基づいて逆スペクトル変換を施
して時系列信号Ｇ’を復元する逆スペクトル変換部３６
０６とを有している。
【０１２１】この符号化装置３６においては、帯域毎の
振幅情報を得るために帯域分割フィルタを必要とした
が、復号化装置では帯域分割されていない信号の逆振幅
操作のみを行えば良いので、図２７に示した符号化復号
化装置３４のような帯域合成フィルタ３４０５は必要と
しないため、後述する図３４に示す基本的な復号化装置
２４と同じ構成となり、構造が簡単になるという利点が
ある。
振幅情報を得るために帯域分割フィルタを必要とした
が、復号化装置では帯域分割されていない信号の逆振幅
操作のみを行えば良いので、図２７に示した符号化復号
化装置３４のような帯域合成フィルタ３４０５は必要と
しないため、後述する図３４に示す基本的な復号化装置
２４と同じ構成となり、構造が簡単になるという利点が
ある。
【０１２２】図３０は振幅操作を行わずに符号化／復号
化を行った場合と振幅操作を行い符号化／復号化を行っ
た結果を比較したものである。図３０中の（ａ）に示す
波形は図１２に示した高周波数成分信号であり、これを
振幅操作しないで符号化／復号化した場合には復元信号
は図３０中の（ｂ）に示す波形のようになり、原信号に
比較して復元信号の振幅が大きく変化しており聴感上障
害が発生する。
化を行った場合と振幅操作を行い符号化／復号化を行っ
た結果を比較したものである。図３０中の（ａ）に示す
波形は図１２に示した高周波数成分信号であり、これを
振幅操作しないで符号化／復号化した場合には復元信号
は図３０中の（ｂ）に示す波形のようになり、原信号に
比較して復元信号の振幅が大きく変化しており聴感上障
害が発生する。
【０１２３】一方、図３０中の（ｃ）に示す波形は図３
０中の（ａ）に示した原信号の波形に対して、図１７に
示したように符号化装置において高周波数成分の信号が
ブロック内の振幅が一定になるように振幅操作を行った
信号である。この図３０中の（ｃ）に示す波形を符号化
し復号化時に逆の振幅操作を行うことで図３０中の
（ｃ）に示す波形に忠実な振幅を持つ図３０中の（ｃ）
に示す復元信号を得ることができる。
０中の（ａ）に示した原信号の波形に対して、図１７に
示したように符号化装置において高周波数成分の信号が
ブロック内の振幅が一定になるように振幅操作を行った
信号である。この図３０中の（ｃ）に示す波形を符号化
し復号化時に逆の振幅操作を行うことで図３０中の
（ｃ）に示す波形に忠実な振幅を持つ図３０中の（ｃ）
に示す復元信号を得ることができる。
【０１２４】次に、上述のように振幅操作が施された後
に符号化された符号化データを復号化する復号化装置に
ついて説明する。
に符号化された符号化データを復号化する復号化装置に
ついて説明する。
【０１２５】まず、符号化装置によって生成された符号
列Ｃを、記録媒体に記録、または通信によって伝送を行
うような符号列記録装置について説明する。
列Ｃを、記録媒体に記録、または通信によって伝送を行
うような符号列記録装置について説明する。
【０１２６】この符号列記録装置２１は、図３１に示す
ように、入力される符号列Ｃに暗号化を施すための鍵情
報Ｋを選択する鍵情報選択部２１０１と、鍵情報Ｋによ
って振幅操作情報符号列ＣＧに足対して暗号化を施す振
幅操作情報符号列暗号化部２１０２と、暗号化された振
幅情報暗号化符号列ＣＫとそれ以外の符号列Ｃ−ＣＧを
一つの符号列に再構築した符号列ＣＲを出力する符号列
再構築部２１０３と、符号列再構築部２１０３にて再構
築された符号列ＣＲを実際に記録する符号列記録部２１
０４を有してなる。
ように、入力される符号列Ｃに暗号化を施すための鍵情
報Ｋを選択する鍵情報選択部２１０１と、鍵情報Ｋによ
って振幅操作情報符号列ＣＧに足対して暗号化を施す振
幅操作情報符号列暗号化部２１０２と、暗号化された振
幅情報暗号化符号列ＣＫとそれ以外の符号列Ｃ−ＣＧを
一つの符号列に再構築した符号列ＣＲを出力する符号列
再構築部２１０３と、符号列再構築部２１０３にて再構
築された符号列ＣＲを実際に記録する符号列記録部２１
０４を有してなる。
【０１２７】図３１に示した符号列記録装置２１の振幅
操作情報符号列暗号化部２１０２は、図３２に示すよう
に具体化することができる。
操作情報符号列暗号化部２１０２は、図３２に示すよう
に具体化することができる。
【０１２８】この振幅操作情報符号列暗号化部２２は、
入力された符号列Ｃから振幅操作情報符号列ＣＧの抽出
を行うとともに振幅操作情報以外の符号列Ｃ−ＣＧを出
力する振幅操作情報符号列の抽出部２２０１と、振幅操
作情報符号列の抽出部２２０１からの振幅操作情報符号
列ＣＧおよび入力された鍵情報Ｋに基づいて符号列を暗
号化して振幅操作情報暗号化符号列を出力する符号列暗
号化部２２０２とを有している。
入力された符号列Ｃから振幅操作情報符号列ＣＧの抽出
を行うとともに振幅操作情報以外の符号列Ｃ−ＣＧを出
力する振幅操作情報符号列の抽出部２２０１と、振幅操
作情報符号列の抽出部２２０１からの振幅操作情報符号
列ＣＧおよび入力された鍵情報Ｋに基づいて符号列を暗
号化して振幅操作情報暗号化符号列を出力する符号列暗
号化部２２０２とを有している。
【０１２９】この振幅操作情報符号列暗号化部２２にお
いては、符号列Ｃから振幅情操作情報のみを振幅操作情
報符号列抽出部２２０１によって抽出した振幅操作情報
符号列ＣＧに対し鍵情報Ｋを用いて符号列暗号化部２２
０２によって暗号化を行う。振幅操作情報符号列暗号化
部２２は鍵情報Ｋ、振幅情報暗号化符号列ＣＫおよび振
幅情報以外の符号列Ｃ−ＣＧを出力する。
いては、符号列Ｃから振幅情操作情報のみを振幅操作情
報符号列抽出部２２０１によって抽出した振幅操作情報
符号列ＣＧに対し鍵情報Ｋを用いて符号列暗号化部２２
０２によって暗号化を行う。振幅操作情報符号列暗号化
部２２は鍵情報Ｋ、振幅情報暗号化符号列ＣＫおよび振
幅情報以外の符号列Ｃ−ＣＧを出力する。
【０１３０】符号列記録装置２１によって記録／伝送さ
れる符号列ＣＲでは、図３３に示すように、振幅操作情
報に関する符号列がフレーム毎の符号列の先頭部に記録
される。このように記録することで、復号化装置におい
ては符号列の先頭を検査しただけで、その符号列が暗号
化されてるかいないかを判定可能となる。無論、符号列
の先頭以外に記録しても一向に問題はない。
れる符号列ＣＲでは、図３３に示すように、振幅操作情
報に関する符号列がフレーム毎の符号列の先頭部に記録
される。このように記録することで、復号化装置におい
ては符号列の先頭を検査しただけで、その符号列が暗号
化されてるかいないかを判定可能となる。無論、符号列
の先頭以外に記録しても一向に問題はない。
【０１３１】符号列記録装置によって記録／伝送された
符号列ＣＲを復元する復号化装置は、図３４に示すよう
に、記録／伝送されてきた符号列ＣＲを復号化装置に取
り込むために符号列読出部２４０１、符号列Ｃを分解す
る符号列分解部２４０２、分解された符号列Ｑを基に逆
量子化を行う逆量子化部２４０３、逆量子化されたスペ
クトルＦＱに対して逆正規化を行う逆正規化２４０４、
及び逆正規化されたスペクトルＦを復元信号Ｓ’に合成
する逆スペクトル変換部２４０５を有してなる。
符号列ＣＲを復元する復号化装置は、図３４に示すよう
に、記録／伝送されてきた符号列ＣＲを復号化装置に取
り込むために符号列読出部２４０１、符号列Ｃを分解す
る符号列分解部２４０２、分解された符号列Ｑを基に逆
量子化を行う逆量子化部２４０３、逆量子化されたスペ
クトルＦＱに対して逆正規化を行う逆正規化２４０４、
及び逆正規化されたスペクトルＦを復元信号Ｓ’に合成
する逆スペクトル変換部２４０５を有してなる。
【０１３２】符号列読み出し部２４０１は、記録媒体ま
たは通信回線からの符号列ＣＲおよび鍵情報Ｋに基づい
て符号列の読み出しを行い、符号列Ｃを出力する。
たは通信回線からの符号列ＣＲおよび鍵情報Ｋに基づい
て符号列の読み出しを行い、符号列Ｃを出力する。
【０１３３】符号列分解部２４０２は、符号列Ｃを分解
して量子化スペクトルＦＱ、量子化情報Ｑ、正規化情報
および振幅操作情報Ｇを得る。
して量子化スペクトルＦＱ、量子化情報Ｑ、正規化情報
および振幅操作情報Ｇを得る。
【０１３４】逆量子化部２４０３は、量子化スペクトル
ＦＱおよび量子化情報Ｑをもとに逆量子化を行い、正規
化スペクトルＦＮを出力する。
ＦＱおよび量子化情報Ｑをもとに逆量子化を行い、正規
化スペクトルＦＮを出力する。
【０１３５】逆量子化部２４０４は、正規化スペクトル
ＦＮおよび正規化情報Ｎをもとに逆正規化を行い、スペ
クトルＦを出力する。
ＦＮおよび正規化情報Ｎをもとに逆正規化を行い、スペ
クトルＦを出力する。
【０１３６】逆スペクトル変換部２４０５は、スペクト
ルＦおよび振幅操作情報Ｇをもとに、逆スペクトル変換
を行い、時系列信号Ｓ’を出力する。
ルＦおよび振幅操作情報Ｇをもとに、逆スペクトル変換
を行い、時系列信号Ｓ’を出力する。
【０１３７】図３４に示した復号化装置２４の符号列読
出部２４０１は、図３５の符号列読出部２５に示すよう
に具体化することができる。
出部２４０１は、図３５の符号列読出部２５に示すよう
に具体化することができる。
【０１３８】この符号列読出部２５においては、符号列
ＣＲに暗号化され記録されている振幅操作情報暗号化符
号列ＣＫを解読し振幅操作情報ＣＧを得る振幅操作情報
符号列解読部２５０１と、符号列Ｃを再構築する符号列
再構築部２５０２によって構成される。
ＣＲに暗号化され記録されている振幅操作情報暗号化符
号列ＣＫを解読し振幅操作情報ＣＧを得る振幅操作情報
符号列解読部２５０１と、符号列Ｃを再構築する符号列
再構築部２５０２によって構成される。
【０１３９】記録媒体／通信から入力される符号列ＣＲ
は、振幅操作情報符号列解読部２５０１にて、別途入手
される鍵情報Ｋにより、振幅操作情報ＣＧに解読され
る。そして、符号列再構築部２５０２により符号列Ｃに
再構築される。
は、振幅操作情報符号列解読部２５０１にて、別途入手
される鍵情報Ｋにより、振幅操作情報ＣＧに解読され
る。そして、符号列再構築部２５０２により符号列Ｃに
再構築される。
【０１４０】図３５に示した符号列読出部２５に備えら
れる振幅操作情報符号列解読部２５０１は、図３６に示
す振幅操作情報符号列解読部２６にに示すように具体化
することができる。
れる振幅操作情報符号列解読部２５０１は、図３６に示
す振幅操作情報符号列解読部２６にに示すように具体化
することができる。
【０１４１】この振幅操作符号列解読部２６は、入力さ
れる符号列を分割し、暗号化符号列ＣＫおよび振幅操作
情報以外の符号列ＣＲ−ＣＧを出力する符号列分割部２
６０２と、別途入手された鍵情報Ｋを検査し、偽の場合
には振幅操作情報なし、すなわちＣＧ＝０を出力し、真
の場合には符号列解読部に入力する鍵情報検査部２６０
１と、符号列分割部２６０２からの暗号化符号列ＣＫお
よび鍵情報検査部２６０１からの情報を入力され、振幅
操作情報符号列ＣＧを出力する符号列解読部２６０３と
を有している。
れる符号列を分割し、暗号化符号列ＣＫおよび振幅操作
情報以外の符号列ＣＲ−ＣＧを出力する符号列分割部２
６０２と、別途入手された鍵情報Ｋを検査し、偽の場合
には振幅操作情報なし、すなわちＣＧ＝０を出力し、真
の場合には符号列解読部に入力する鍵情報検査部２６０
１と、符号列分割部２６０２からの暗号化符号列ＣＫお
よび鍵情報検査部２６０１からの情報を入力され、振幅
操作情報符号列ＣＧを出力する符号列解読部２６０３と
を有している。
【０１４２】この振幅操作符号列解読部２６において
は、まず符号列ＣＲを符号列分割部２６０２によって暗
号化されている振幅操作情報暗号化符号列ＣＫ及びその
他符号列ＣＲ−ＣＧに分割する。暗号化されている振幅
操作情報暗号化符号列ＣＫを符号列解読部２６０３によ
って解読するには、暗号化に用いたものと同じ鍵情報Ｋ
を必要とする。鍵情報を入手するためには符号列の著作
者に対し、許可を受けることによって鍵情報Ｋを入手す
るものとする。
は、まず符号列ＣＲを符号列分割部２６０２によって暗
号化されている振幅操作情報暗号化符号列ＣＫ及びその
他符号列ＣＲ−ＣＧに分割する。暗号化されている振幅
操作情報暗号化符号列ＣＫを符号列解読部２６０３によ
って解読するには、暗号化に用いたものと同じ鍵情報Ｋ
を必要とする。鍵情報を入手するためには符号列の著作
者に対し、許可を受けることによって鍵情報Ｋを入手す
るものとする。
【０１４３】入手した鍵情報Ｋを鍵情報検査部２６０１
よって検査し、暗号化された鍵情報Ｋに等しい場合は符
号列解読部２６０３によって解読を行い振幅操作情報符
号列ＣＧを得ることが可能であるが、鍵情報Ｋが一致し
ない場合には振幅操作情報は０として出力される。この
ため、復号化装置では正しい復号化を行うことができな
くなり、本来の信号に比較して振幅が大きく異なる信号
となってしまう。
よって検査し、暗号化された鍵情報Ｋに等しい場合は符
号列解読部２６０３によって解読を行い振幅操作情報符
号列ＣＧを得ることが可能であるが、鍵情報Ｋが一致し
ない場合には振幅操作情報は０として出力される。この
ため、復号化装置では正しい復号化を行うことができな
くなり、本来の信号に比較して振幅が大きく異なる信号
となってしまう。
【０１４４】符号列ＣＲには、予め解読に必要な初期鍵
情報ＫＩを図３７に示すように埋め込むことも可能であ
る。すなわち、図３７に示す符号列ＣＲにおいては、先
頭の振幅操作情報暗号化符号列に、初期鍵情報ＫＩが続
いている。
情報ＫＩを図３７に示すように埋め込むことも可能であ
る。すなわち、図３７に示す符号列ＣＲにおいては、先
頭の振幅操作情報暗号化符号列に、初期鍵情報ＫＩが続
いている。
【０１４５】また図３８に示すように復号化装置では鍵
情報がない場合でも、ある一定期間Ｄは鍵情報を必要と
しないでも暗号化された符号列の解読を可能とし、ある
一定期間Ｄ後には解読が不可能になるように記録装置及
び復号化装置を構成することも可能である。この機能を
初期鍵情報ＫＩにも適用することが可能であり、一定期
間Ｄ後には初期鍵情報ＫＩを使用不可とすることで、正
しい復号化をできなくすることも可能である。
情報がない場合でも、ある一定期間Ｄは鍵情報を必要と
しないでも暗号化された符号列の解読を可能とし、ある
一定期間Ｄ後には解読が不可能になるように記録装置及
び復号化装置を構成することも可能である。この機能を
初期鍵情報ＫＩにも適用することが可能であり、一定期
間Ｄ後には初期鍵情報ＫＩを使用不可とすることで、正
しい復号化をできなくすることも可能である。
【０１４６】即ち、ある一定期間Ｄのみ無償で記録され
た音楽などを聞くことが可能であるが、一定期間Ｄ後は
使用料を支払わなければ正しい復号化が行えずに悪い音
質の音楽しか聞くことができなくなる。
た音楽などを聞くことが可能であるが、一定期間Ｄ後は
使用料を支払わなければ正しい復号化が行えずに悪い音
質の音楽しか聞くことができなくなる。
【０１４７】このように振幅操作情報のみをを暗号化す
ることで、符号列が何の音楽を記録しているかはわかる
が、実際に音楽としては楽しむことができないようにす
ることで、著作権保護や課金システムとして利用可能で
ある。
ることで、符号列が何の音楽を記録しているかはわかる
が、実際に音楽としては楽しむことができないようにす
ることで、著作権保護や課金システムとして利用可能で
ある。
【０１４８】次に、本発明に係る記録媒体の実施の形態
について説明する。
について説明する。
【０１４９】この記録媒体としては、時系列信号を複数
の周波数帯域に分割する周波数帯域分割処理と、上記時
系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に分
割したサブブロック長単位で、上記複数の周波数帯域に
分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検出す
る振幅検出処理と、上記振幅検出工程で検出された少な
くとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて、上記時
系列信号の振幅を操作する振幅操作処理と、上記振幅操
作処理において振幅を操作された時系列信号を周波数成
分に分解する周波数成分変換処理と、上記周波数成分変
換処理からの周波数成分に正規化／量子化を施す正規化
／量子化処理との各処理を有する、時系列信号を符号化
する音響信号符号化のプログラムが記録されてなる記録
媒体を挙げることができる。
の周波数帯域に分割する周波数帯域分割処理と、上記時
系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複数に分
割したサブブロック長単位で、上記複数の周波数帯域に
分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検出す
る振幅検出処理と、上記振幅検出工程で検出された少な
くとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づいて、上記時
系列信号の振幅を操作する振幅操作処理と、上記振幅操
作処理において振幅を操作された時系列信号を周波数成
分に分解する周波数成分変換処理と、上記周波数成分変
換処理からの周波数成分に正規化／量子化を施す正規化
／量子化処理との各処理を有する、時系列信号を符号化
する音響信号符号化のプログラムが記録されてなる記録
媒体を挙げることができる。
【０１５０】また、この記録媒体としては、符号列を分
解する分解処理と、上記分解処理からの信号に逆量子化
／逆正規化を施して周波数成分とする逆量子化／逆正規
化処理と、上記逆量子化／逆正規化処理からの周波数成
分を時系列信号に合成する合成処理と、上記合成処理で
合成された時系列信号の符号化の区間長であるブロック
長を複数に分割したサブブロック長について、この時系
列信号の振幅を操作する振幅操作処理との各処理を有す
る、時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複
数に分割したサブブロック長について、周波数帯域に分
割された上記時系列信号の各帯域毎の振幅情報に基づい
て、この時系列信号の振幅を操作した後、この時系列信
号を周波数成分に分解して各周波数成分について符号化
／量子化を施して符号化してなる符号列が入力し、この
符号列を復号する復号化方法のプログラムが記録されて
なる記録媒体を挙げることができる。
解する分解処理と、上記分解処理からの信号に逆量子化
／逆正規化を施して周波数成分とする逆量子化／逆正規
化処理と、上記逆量子化／逆正規化処理からの周波数成
分を時系列信号に合成する合成処理と、上記合成処理で
合成された時系列信号の符号化の区間長であるブロック
長を複数に分割したサブブロック長について、この時系
列信号の振幅を操作する振幅操作処理との各処理を有す
る、時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複
数に分割したサブブロック長について、周波数帯域に分
割された上記時系列信号の各帯域毎の振幅情報に基づい
て、この時系列信号の振幅を操作した後、この時系列信
号を周波数成分に分解して各周波数成分について符号化
／量子化を施して符号化してなる符号列が入力し、この
符号列を復号する復号化方法のプログラムが記録されて
なる記録媒体を挙げることができる。
【０１５１】そして、この記録媒体としては、時系列信
号を複数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割工程
と、上記時系列信号の符号化の区間長であるブロック長
を複数に分割したサブブロック単位で、上記複数の周波
数帯域に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅
を検出する振幅検出工程と、上記振幅検出処理にて検出
された少なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づい
て、上記時系列信号の振幅を操作する振幅操作工程と、
上記振幅操作工程において振幅を操作された時系列信号
を周波数成分に分解する周波数成分変換工程と、上記周
波数成分変換工程からの周波数成分に正規化／量子化を
施す正規化／量子化工程とを有し、時系列信号を符号化
する音響信号符号化方法において上記時系列信号が符号
化された符号列が記録されてなる記録媒体を挙げること
ができる。
号を複数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割工程
と、上記時系列信号の符号化の区間長であるブロック長
を複数に分割したサブブロック単位で、上記複数の周波
数帯域に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅
を検出する振幅検出工程と、上記振幅検出処理にて検出
された少なくとも一つの周波数帯域の振幅情報に基づい
て、上記時系列信号の振幅を操作する振幅操作工程と、
上記振幅操作工程において振幅を操作された時系列信号
を周波数成分に分解する周波数成分変換工程と、上記周
波数成分変換工程からの周波数成分に正規化／量子化を
施す正規化／量子化工程とを有し、時系列信号を符号化
する音響信号符号化方法において上記時系列信号が符号
化された符号列が記録されてなる記録媒体を挙げること
ができる。
【０１５２】このような記録媒体は、例えば、いわゆる
ＣＤ−ＲＯＭ等のディスク媒体として提供される。ま
た、この記録媒体は、例えばマルチメディア通信回線と
しても提供される。
ＣＤ−ＲＯＭ等のディスク媒体として提供される。ま
た、この記録媒体は、例えばマルチメディア通信回線と
しても提供される。
【０１５３】以上説明したように、本発明では、スペク
トル変換を施す場合に、変換フレーム内に局所的に発生
する特定の周波数成分の時系列信号の拡散を抑制するた
めに、入力信号を複数の帯域に分割して解析を行って、
信号の振幅を操作することによって信号の拡散を効果的
に抑制するものである。
トル変換を施す場合に、変換フレーム内に局所的に発生
する特定の周波数成分の時系列信号の拡散を抑制するた
めに、入力信号を複数の帯域に分割して解析を行って、
信号の振幅を操作することによって信号の拡散を効果的
に抑制するものである。
【０１５４】
【発明の効果】上述のように、本発明においてはブロッ
ク内の振幅操作を行うことで、符号化効率が高くかつ高
精度な符号化を可能とした。特に本発明では原信号を帯
域毎に分割することで最適な振幅操作を行うことで、よ
り符号化効率及び符号化精度の向上が可能となった。
ク内の振幅操作を行うことで、符号化効率が高くかつ高
精度な符号化を可能とした。特に本発明では原信号を帯
域毎に分割することで最適な振幅操作を行うことで、よ
り符号化効率及び符号化精度の向上が可能となった。
【図１】符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】スペクトル変換部の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】スペクトル変換部の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】スペクトル変換部における操作を示す図であ
る。
る。
【図５】ブロック化信号に対して振幅を操作しないで変
換する場合についての問題を説明する図である。
換する場合についての問題を説明する図である。
【図６】スペクトル成分を逆スペクトル変換によってブ
ロック化信号に戻すことを説明する図である。
ロック化信号に戻すことを説明する図である。
【図７】スペクトル変換を行う長さをブロックからサブ
ブロックに変更することを説明する図である。
ブロックに変更することを説明する図である。
【図８】振幅操作部の構成を示すブロック図である。
【図９】振幅操作に過渡期を設けることを説明する図で
ある。
ある。
【図１０】実際の振幅操作を説明する具体例である。
【図１１】単スペクトルである場合の具体例を説明する
図である。
図である。
【図１２】複数の周波数成分を含む場合の具体例を説明
する図である。
する図である。
【図１３】原信号を帯域に分割することによる解析を説
明する図である。
明する図である。
【図１４】符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】フレームのデータ構成を示す図である。
【図１６】原信号を帯域分割してそれぞれの帯域の振幅
情報のみを利用する方法を説明する図である。
情報のみを利用する方法を説明する図である。
【図１７】符号化装置の構成を示す図である。
【図１８】フレームのデータ構成を示す図である。
【図１９】符号化装置において帯域分割数を２とした場
合を説明する図である。
合を説明する図である。
【図２０】振幅操作にかかる情報量の削減を行う手法を
示す図である。
示す図である。
【図２１】振幅操作にかかる情報量の削減を行う手法を
示す図である。
示す図である。
【図２２】逆スペクトル変換部の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２３】逆スペクトル変換部の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２４】逆ブロック化部における操作を説明する図で
ある。
ある。
【図２５】逆振幅操作部における構成を示すブロック図
である。
である。
【図２６】サブブロック毎の振幅を復元して行う振幅操
作を説明する図である。
作を説明する図である。
【図２７】符号化復号化装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２８】振幅操作を行わずに符号化／復号化を行った
場合と、帯域別に振幅操作を行って符号化／復号化を行
った場合の結果を比較する図である。
場合と、帯域別に振幅操作を行って符号化／復号化を行
った場合の結果を比較する図である。
【図２９】復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図３０】振幅操作を行わずに符号化／復号化を行った
場合と、帯域別に振幅操作を行って符号化／復号化を行
った場合の結果を比較する図である。
場合と、帯域別に振幅操作を行って符号化／復号化を行
った場合の結果を比較する図である。
【図３１】符号列記録装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３２】振幅操作情報符号列暗号化部の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３３】符号列のデータ構成を示す図である。
【図３４】復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図３５】符号列読出部の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３６】振幅操作情報符号列解読部の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３７】符号列に含まれる初期鍵情報を説明する図で
ある。
ある。
【図３８】初期化鍵情報の有効期限を説明する図であ
る。
る。
１ 符号化装置、２４ 復号化装置、３４ 符号化復号
化装置、１０１ スペクトル変換部、１０２ 正規化
部、１０３ 量子化部、１０４ 符号列生成部、Ｃ 符
号列、Ｆ スペクトル、Ｇ 振幅操作情報、Ｎ 正規化
情報、Ｑ 量子化情報、Ｓ 時系列信号
化装置、１０１ スペクトル変換部、１０２ 正規化
部、１０３ 量子化部、１０４ 符号列生成部、Ｃ 符
号列、Ｆ スペクトル、Ｇ 振幅操作情報、Ｎ 正規化
情報、Ｑ 量子化情報、Ｓ 時系列信号
Claims (37)
- 【請求項１】 時系列信号を符号化する音響信号符号化
方法において、 上記時系列信号を複数の周波数帯域に分割する周波数帯
域分割工程と、 上記時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複
数に分割したサブブック長単位で、上記複数の周波数帯
域に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検
出する振幅検出工程と、 上記振幅検出工程で検出された少なくとも一つの周波数
帯域の振幅情報に基づいて、上記時系列信号の振幅を操
作する振幅操作工程と、 上記振幅操作工程において振幅を操作された時系列信号
を周波数成分に変換する周波数成分変換工程と、 上記周波数成分変換工程からの周波数成分に正規化／量
子化を施す正規化／量子化工程とを有することを特徴と
する音響信号符号化方法。 - 【請求項２】 上記周波数成分変換工程は、上記時系列
信号をスペクトル変換により周波数成分に変換すること
を特徴とする請求項１記載の音響信号符号化方法。 - 【請求項３】 上記スペクトル変換を行う際に、上記時
系列信号の区間長を示すブロック長は一定とし、上記ブ
ロック長は上記時系列信号における前後のブロック長と
重なり合うことを特徴とする請求項２記載の音響信号符
号化方法。 - 【請求項４】 上記振幅操作工程は、上記ブロック長に
おいて上記時系列信号の振幅に所定値以上の変動が存在
すると、そのブロック長内の振幅を一定に保つように振
幅操作することを特徴とする請求項１記載の音響信号符
号化方法。 - 【請求項５】 上記周波数成分変換工程は、上記時系列
信号をスペクトル変換する際に周波数分解能を向上させ
ることにより符号化効率を向上させることを特徴とする
請求項６記載の音響信号符号化方法。 - 【請求項６】 上記振幅操作工程は、上記振幅検出工程
により上記ブロック長において特定の周波数成分の時系
列信号に所定値以上の変動が検出されると、そのブロッ
ク長内の特定の周波数成分の時系列信号の振幅を一定に
保つように振幅操作することを特徴とする請求項１記載
の音響信号符号化方法。 - 【請求項７】 上記周波数成分変換工程は、上記時系列
信号をスペクトル変換する際に特定の周波数成分の周波
数分解能を向上させることにより特定の周波数成分の符
号化効率を向上させることを特徴とする請求項６記載の
音響信号符号化方法。 - 【請求項８】 上記帯域分割工程においては、上記振幅
情報の検出のために帯域分割フィルタを用いることを特
徴とする請求項６記載の音響信号符号化方法。 - 【請求項９】 上記振幅操作工程は帯域分割された時系
列信号毎に振幅操作を行い、上記周波数成分変換工程は
上記振幅操作工程で振幅操作された各時系列信号をスペ
クトル変換することを特徴とする請求項８記載の音響信
号符号化方法。 - 【請求項１０】 上記振幅操作工程は上記帯域分割フィ
ルタを用いて帯域分割された時系列信号毎については該
振幅情報のみを用い、帯域分割を行わない上記時系列信
号に振幅操作を施し、上記周波数成分変換工程は上記振
幅操作工程で振幅操作を施された帯域分割を行わない上
記時系列信号をスペクトル変換することを特徴とする請
求項８記載の音響信号符号化方法。 - 【請求項１１】 上記振幅操作工程は、振幅操作を行う
数を制限することを特徴とする請求項１記載の音響信号
符号化方法。 - 【請求項１２】 上記振幅操作工程は、振幅操作量が小
さいものから制限を行うことを特徴とする請求項１１記
載の音響信号符号化方法。 - 【請求項１３】 上記振幅操作工程は、振幅操作量が所
定値より小さいと、隣接する振幅操作情報と合成を行う
ことにより振幅操作数の制限を行うことを特徴とする請
求項１３記載の音響信号符号化方法。 - 【請求項１４】 上記振幅操作は、振幅操作量が滑らか
に変化するときには曲線補間することにより振幅操作数
を制限することを特徴とする請求項１１記載の音響信号
符号化方法。 - 【請求項１５】 時系列信号を符号化する音響信号符号
化装置において、 上記時系列信号を複数の周波数帯域に分割する周波数帯
域分割手段と、 上記時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複
数に分割したサブブロック長単位で、上記複数の周波数
帯域に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を
検出する振幅検出手段と、 上記振幅検出手段で検出された少なくとも一つの周波数
帯域の振幅情報に基づいて、上記時系列信号の振幅を操
作する振幅操作手段と、 上記振幅操作手段において振幅を操作された時系列信号
を周波数成分に変換する周波数成分変換手段と、 上記周波数成分変換手段からの周波数成分に正規化／量
子化を施す正規化／量子化手段とを有することを特徴と
する音響信号符号化装置。 - 【請求項１６】 時系列信号の符号化の区間長であるブ
ロック長を複数に分割したサブブロック長について、周
波数帯域に分割された上記時系列信号の各帯域毎の振幅
情報に基づいて、上記時系列信号の振幅を操作した後、
この時系列信号を周波数成分に変換して各周波数成分に
ついて符号化／量子化を施して符号化してなる符号列が
入力し、この符号列を復号する音響信号復号化方法にお
いて、 上記符号列を分解する分解工程と、 上記分解工程からの信号に逆量子化／逆正規化を施して
周波数成分とする逆量子化／逆正規化工程と、 上記逆量子化／逆正規化工程からの周波数成分を時系列
信号に合成する合成工程と、 上記合成工程で合成された時系列信号の符号化の区間長
であるブロック長を複数に分割したサブブロック長につ
いて、この時系列信号の振幅を操作する振幅操作工程と
を有することを特徴とする音響信号復号化方法。 - 【請求項１７】 上記符号列は、上記符号列の振幅操作
についての振幅操作情報を含み、その振幅操作情報は暗
号化されていることを特徴とする請求項１６記載の音響
信号復号化方法。 - 【請求項１８】 上記振幅操作情報の暗号化を解除する
暗号解除工程を有し、上記分解工程で上記符号列から取
り出された振幅操作情報は、上記暗号化解除工程で暗号
化が解除されることを特徴とする請求項１７記載の音響
信号復号化方法。 - 【請求項１９】 上記暗号解除工程は、上記振幅制御情
報の暗号化を解除するために鍵の符号を必要とすること
を特徴とする請求項１８記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項２０】 上記暗号解除工程は、上記振幅制御情
報の暗号化を所定期間内は解除することができるが、上
記期間を経過すると上記振幅制御情報の暗号化を解除す
るためには鍵の符号を必要とすることを特徴とする請求
項１８記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項２１】 上記合成手段は、上記周波数成分を逆
スペクトル変換により時系列信号に合成することを特徴
とする請求項１６記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項２２】 上記逆スペクトル変換の際には、上記
周波数成分および上記時系列信号の区間長を示すブロッ
ク長とし、上記ブロック長は、上記周波数成分および上
記時系列信号における前後のブロック長とは重なり合う
ことを特徴とする請求項２１記載の音響信号復号化方
法。 - 【請求項２３】 上記振幅操作工程は、上記ブロック長
において振幅操作情報が記録されているとその振幅操作
情報を復元し、さらにその振幅操作情報を逆の振幅操作
を行うことを特徴とする請求項２２記載の音響信号復号
化方法。 - 【請求項２４】 上記振幅操作工程は、上記時系列信号
をスペクトル変換する際に周波数分解能を向上させるこ
とにより符号化効率を向上させるために行った振幅操作
と逆の操作を行うことにより上記時系列信号の振幅を本
来の振幅に復元させることを特徴とする請求項２３記載
の音響信号復号化方法。 - 【請求項２５】 上記振幅操作工程は、上記ブロック長
において特定の周波数成分の時系列信号に対する振幅操
作情報が記録されていると、その逆の振幅操作を行うこ
とを特徴とする請求項２２記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項２６】 上記振幅操作工程は、上記時系列信号
をスペクトル変換する際に特定の周波数成分の時系列信
号における周波数分解能を向上させることにより符号化
効率を向上させるために行った振幅操作と逆の操作を行
うことにより上記時系列信号の本来の振幅に復元するこ
とを特徴とする請求項２５記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項２７】 特定の周波数成分の時系列信号の振幅
情報の検出には帯域分割フィルタが用いられたことを特
徴とする請求項２６記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項２８】 上記符号列は、上記帯域分割フィルタ
を用いて帯域分割された時系列信号毎に振幅操作を行っ
てからスペクトル変換を行って得られた周波数成分を時
系列信号に変換したものであって、上記合成工程にて分
割された帯域毎に逆スペクトル変換を行って得られた時
系列信号に対して、上記振幅操作工程で逆振幅操作を行
い、帯域合成フィルタによって帯域分割されたすべての
帯域信号を含む時系列信号を復元することを特徴とする
請求項２７記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項２９】 上記符号列は、上記帯域分割フィルタ
を用いて帯域分割された時系列信号毎に振幅のみを検出
し、振幅操作は帯域分割を行っていない上記時系列信号
に行ってからスペクトル変換を行って得られた周波数成
分を時系列信号に変換したものであって、上記合成工程
にて逆スペクトル変換を行って得られた時系列信号に対
して上記振幅操作工程で逆振幅操作を行うことを特徴と
する請求項２７記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項３０】 上記振幅操作工程は、振幅操作の制限
を受けた情報を復元することを特徴とする請求項２２記
載の音響信号復号化方法。 - 【請求項３１】 上記振幅操作工程は、振幅操作量が小
さいものから制限を受けた情報を復元することを特徴と
する請求項３０記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項３２】 上記振幅操作工程は、振幅操作量が所
定値より小さいと複数の振幅操作量を合成された情報を
復元することを特徴とする請求項３０記載の音響信号復
号化方法。 - 【請求項３３】 上記振幅操作工程は、振幅操作量が曲
線保管された情報を復元することを特徴とする請求項３
０記載の音響信号復号化方法。 - 【請求項３４】 時系列信号の符号化の区間長であるブ
ロック長を複数に分割したサブブロック長について、周
波数帯域に分割された上記時系列信号の各帯域ごとの振
幅情報に基づいて、上記時系列信号の振幅を操作した
後、この時系列信号を周波数成分に変換して各周波数成
分について符号化／量子化を施して符号化してなる符号
列が入力し、この符号列を復号する音響信号復号化装置
において、 上記符号列を分解する分解手段と、 上記分解手段からの信号に逆量子化／逆正規化を施して
周波数成分とする逆量子化／逆正規化手段と、 上記逆量子化／逆正規化手段からの周波数成分を時系列
信号に合成する合成手段と、 上記合成手段で合成された時系列信号の符号化の区間長
であるブロック長を複数に分割したサブブロック長につ
いて、この時系列信号の振幅を操作する振幅操作手段と
を有することを特徴とする音響信号復号化装置。 - 【請求項３５】 時系列信号を複数の周波数帯域に分割
する周波数帯域分割処理と、 上記時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複
数に分割したサブブロック長単位で、上記複数の周波数
帯域に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を
検出する振幅検出処理と、 上記振幅検出処理で検出された少なくとも一つの周波数
帯域の振幅情報に基づいて、上記時系列信号の振幅を操
作する振幅操作処理と、 上記振幅操作処理において振幅を操作された時系列信号
を周波数成分に分解する周波数成分変換処理と、 上記周波数成分変換処理からの周波数成分に正規化／量
子化を施す正規化／量子化処理との各処理を有する、時
系列信号を符号化する音響信号符号化のプログラムが記
録されてなる記録媒体。 - 【請求項３６】 符号列を分解する分解処理と、 上記分解処理からの信号に逆量子化／逆正規化を施して
周波数成分とする逆量子化／逆正規化処理と、 上記逆量子化／逆正規化処理からの周波数成分を時系列
信号に合成する合成処理と、 上記合成処理で合成された時系列信号の符号化の区間長
であるブロック長を複数に分割したサブブロック長につ
いて、この時系列信号の振幅を操作する振幅操作処理と
の各処理を有する、時系列信号の符号化の区間長である
ブロック長を複数に分割したサブブロック長について、
周波数帯域に分割された上記時系列信号の各帯域毎の振
幅情報に基づいて、この時系列信号の振幅を操作した
後、この時系列信号を周波数成分に分解して各周波数成
分について符号化／量子化を施して符号化してなる符号
列が入力し、この符号列を復号する復号化方法のプログ
ラムが記録されてなる記録媒体。 - 【請求項３７】 時系列信号を複数の周波数帯域に分割
する周波数帯域分割工程と、 上記時系列信号の符号化の区間長であるブロック長を複
数に分割したサブブロック単位で、上記複数の周波数帯
域に分割されたそれぞれの帯域の時系列信号の振幅を検
出する振幅検出工程と、 上記振幅検出処理にて検出された少なくとも一つの周波
数帯域の振幅情報に基づいて、上記時系列信号の振幅を
操作する振幅操作工程と、 上記振幅操作工程において振幅を操作された時系列信号
を周波数成分に分解する周波数成分変換工程と、 上記周波数成分変換工程からの周波数成分に正規化／量
子化を施す正規化／量子化工程とを有し、時系列信号を
符号化する音響信号符号化方法において上記時系列信号
が符号化された符号列が記録されてなる記録媒体。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28562498A JP4193243B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 音響信号符号化方法及び装置、音響信号復号化方法及び装置並びに記録媒体 |
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