JP2001094433A - サブバンド符号化・復号方法 - Google Patents

サブバンド符号化・復号方法

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JP2001094433A
JP2001094433A JP26442799A JP26442799A JP2001094433A JP 2001094433 A JP2001094433 A JP 2001094433A JP 26442799 A JP26442799 A JP 26442799A JP 26442799 A JP26442799 A JP 26442799A JP 2001094433 A JP2001094433 A JP 2001094433A
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Yutaka Banba
裕 番場
Shohei Taniguchi
尚平 谷口
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; 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
    • G10L19/02—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 using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
    • G10L19/0204—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 using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders using subband decomposition
    • G10L19/0208—Subband vocoders

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルオーディオ信号の圧縮伸張に使用さ
れるサブバンド符号化・復号方法において、サブバンド
信号の精度を向上させ、音質などの復号再生品質を改善
する。 【解決手段】 入力ＰＣＭ信号は、サブバンド分割処理
部101で、サブバンド分割され、スケールファクタ抽出
部104で、スケールファクタが抽出される。差分値抽出
部103で、前フレームのスケールファクタとの差分が抽
出され、差分の絶対値がハフマン符号化部105に入力さ
れる。サインビット決定部102で、スケールファクタ毎
のサインビットが算出される。全サブバンド分のサンプ
ル値から、スケールファクタ抽出部104でスケールファ
クタ値が抽出される。ビット割当部106で、ビット割当
情報が算出される。サブバンド信号は、ビット割当情報
をもとに、量子化処理部107でサンプル値として符号化
される。スケールファクタの差分情報201と、サインビ
ット202と、サンプル情報203〜205は、フレーム形成部1
08に送られ、ビットストリームとして形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サブバンド符号化
・復号方法に関し、特に、デジタルオーディオ信号を圧
縮符号化するサブバンド符号化・復号方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、低遅延で高品質な復号再生が可能
な符号化方法の一つとして、特開平10-336038号公報に
開示されたものが知られている。図７に、従来のストリ
ーム構成を示す。デジタルオーディオ信号を、あらかじ
め定められた長さのフレーム毎に符号化する。フレーム
は、スケールファクタ701と複数の小フレーム702〜705
から構成される。スケールファクタ701を、複数の小フ
レーム702〜705で共通化することにより、フレーム毎に
要したスケールファクタのビット数が削減される。小フ
レームを導入し、小フレームの数を少なくすることによ
り、フレーム自体の長さが減り、遅延時間が短くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
デジタルオーディオ信号の符号化においては、前フレー
ムとスケールファクタの値が同じでも、常にサブバンド
分割分のスケールファクタ値を送る必要があり、その結
果、サンプル割当ビット数が減ってしまい、音質等の復
号再生品質が劣化するという問題があった。
【０００４】本発明は、上記従来の問題を解決して、サ
ブバンド符号化・復号方法におけるサンプル割当ビット
数を増やし、復号されるサブバンド信号の精度を向上さ
せるとともに、スケールファクタのみでビット割当数を
決定する不安定さを除いて、音質などの復号再生品質を
改善したサブバンド符号化・復号方法を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、サブバンド符号化方法を、入力デジ
タルオーディオ信号をサブバンド分割したサブバンド信
号から求めたサブバンド毎のスケールファクタと前フレ
ームのスケールファクタとの差分を求め、差分の絶対値
のハフマン符号と、差分の正負を示すサインビットと、
全サブバンドのフレーム毎のサンプル値とで構成される
ストリームを出力する構成とした。
【０００６】このように構成したことにより、フレーム
あたりの全サブバンド分のサンプル値に割り当てるビッ
ト数を増大させ、復号されたサブバンド信号の復号精度
を向上させ、サブバンド合成フィルタ通過後のデジタル
オーディオ信号の再生品質を改善することができる。
【０００７】また、入力デジタルオーディオ信号をサブ
バンド信号に分割して符号化するサブバンド符号化方法
において、ストリーム切り換えスイッチビットと、サブ
バンド毎の前フレームのスケールファクタとの差分の絶
対値のハフマン符号と、差分の正負を示すサインビット
と、全サブバンドのフレーム毎のサンプル値とで構成さ
れる第１のビットストリームのストリームフォーマット
と、ストリーム切り換えスイッチビットと、サブバンド
毎の前フレームのスケールファクタの更新情報符号と、
前フレームに対して更新されたサブバンド毎のスケール
ファクタ値と、全サブバンドのフレーム毎のサンプル値
とで構成される第２のビットストリームのストリームフ
ォーマットとの２種類のストリームフォーマットを、サ
ンプルに割り当てるビット数が最大となるように切り換
える構成とした。
【０００８】このように構成したことにより、２種類の
ストリームフォーマットを選択して、フレームあたりの
全サブバンド分のサンプル値に割り当てるビット数を増
大させ、復号されたサブバンド信号の復号精度を向上さ
せ、結果的にサブバンド合成フィルタ通過後のデジタル
オーディオ信号の再生品質を改善することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態は、入力デジタルオーディオ信号をサブバンド分
割し、サブバンド毎のスケールファクタと前フレームの
スケールファクタとの差分を求め、差分の絶対値のハフ
マン符号と、差分の正負を示すサインビットと、全サブ
バンドのフレーム毎のサンプル値とで構成されるストリ
ームを出力するエンコーダシステムである。
【００１１】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
るエンコーダシステムのブロック図である。図１におい
て、サブバンド分割処理部101は、入力デジタルオーデ
ィオ信号を分割分の各々のサブバンドフィルタとの畳み
込み処理後、分割数分の間引き処理を行う手段であり、
複数の帯域分割フィルタ、及びダウンサンプラから構成
されている。スケールファクタ抽出部104は、サブバン
ド分割処理部101より送られてきたサブバンド信号をス
ケーリングし、倍率を表すスケールファクタを算出する
手段である。差分値抽出部103は、前フレームのスケー
ルファクタとの差分を求め、差分の絶対値を出力する手
段である。サインビット決定部102は、差分の正負の符
号を決定し、スケールファクタ毎のサインビットを算出
する手段である。ハフマン符号化部105は、スケールフ
ァクタの差分の絶対値をハフマン符号化する手段であ
る。ビット割当部106は、スケールファクタ抽出部104で
求められたスケールファクタ値を元に、フレーム毎のサ
ブバンド信号のサンプルに割り当てるビット数を決定
し、割当情報として量子化処理部107に入力する手段で
ある。量子化処理部107は、ビット割当情報を基にサブ
バンド信号の量子化処理を行う手段である。フレーム形
成部108は、前フレームに対するスケールファクタ差分
の絶対値のハフマン符号と差分の正負を示すサインビッ
トとサンプルとをビットストリームに整形し、エンコー
ダ出力として出力する手段である。
【００１２】以上のように構成された本発明の第１の実
施の形態におけるエンコーダシステムについて、図１を
用いてその動作を説明する。まず、分割数単位のデジタ
ルオーディオ信号を取り込む。例えば、分割数が32のサ
ブバンドフィルタバンクである場合、32のデジタルオー
ディオ信号を取り込む。これを１小フレーム単位として
入力する。入力されたデジタルオーディオ信号は、サブ
バンド分割処理部101で、サブバンド分割され、バンド
分割数と同じ間引き数で間引き処理される。間引かれた
サブバンド信号は、スケールファクタ抽出部104に入力
される。ここでは、サブバンド毎もしくは聴覚特性に合
わせたバンドでグルーピングされた数毎に、スケールフ
ァクタが抽出される。ここで、聴覚特性に合わせたバン
ドでのグループは、臨界帯域を用いたものでもよいし、
復号再生品質が許す限り、もっと粗いグルーピング単位
でもよい。
【００１３】次に、グループもしくはバンド毎のスケー
ルファクタは、差分値抽出部103において、前フレーム
のスケールファクタとの差分が抽出され、差分の絶対値
を取って、ハフマン符号化部105に入力される。差分の
正負の検出を、サインビット決定部102にて行い、スケ
ールファクタ毎のサインビットが算出される。このと
き、差分が０の時は、そのバンドもしくはグループのサ
インビットは付加しない。これにより、サンプルに割り
当てるビット数を増やすことができる。全サブバンド分
のサンプル値は、スケールファクタ抽出部104に送ら
れ、スケールファクタ値が抽出される。スケールファク
タ値はビット割当部106に送られ、ビット割当情報が算
出される。間引きされたサブバンド信号は、ビット割当
情報をもとに、量子化処理部107でサンプル値として符
号化される。
【００１４】フレーム毎のハフマン符号化されたスケー
ルファクタの差分情報201と、フレーム毎のスケールフ
ァクタ差分の正負を示すサインビット202と、小フレー
ム毎の全サブバンド分のサンプル情報203〜205は、フレ
ーム形成部108に送られ、ビットストリームとして形成
される。場合によって、アンシラリデータを付加しても
よい。形成される基本的なビットストリーム構成の例
を、図２に示す。フレームのビット数は、伝送ビットレ
ートと処理する小フレームの数によって決定される。フ
レームが一定の場合、小フレームを少なくするほど、遅
延時間は少なくなる。
【００１５】本発明の第１の実施の形態における１フレ
ームあたりのサンプル割当ビット数と、従来の割当ビッ
ト数を、処理小フレーム数が２、伝送ビットレートが12
8kbps、スケールファクタのグループ数が９、スケール
ファクタが６ｄＢステップで、入力ＰＣＭデータとして
女声ポップスを入力した場合を例にとり、表（１）に比
較して示す。
【００１６】 表（１） 本実施の形態 従来例 サンプル割当用の平均割当ビット数 147 134（固定値） １フレームあたりの全ビット数 170 170 フレームあたりの サンプル割当ビット数の割合（％） 86.5 78.8
【００１７】この表（１）から明らかなように、本発明
の第１の実施の形態における符号化では、サンプル割当
量が増加して復号精度が高まり、結果的に復号再生品質
が向上する。
【００１８】上記のように、本発明の第１の実施の形態
では、エンコーダシステムを、入力デジタルオーディオ
信号をサブバンド分割し、サブバンド毎のスケールファ
クタと前フレームのスケールファクタとの差分を求め、
差分の絶対値のハフマン符号と、差分の正負を示すサイ
ンビットと、全サブバンドのフレーム毎のサンプル値と
からなるストリームを出力する構成としたので、全サブ
バンドあたりにおけるサンプル割当ビット数を増加さ
て、復号再生信号の品質を高めることができる。
【００１９】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態は、２種類のストリームフォーマットを、サンプ
ルに割り当てるビット数が最大となるように切り換える
エンコーダシステムである。
【００２０】図３は、本発明の第２の実施の形態におけ
るエンコーダシステムの機能ブロック図である。図３に
おいて、サブバンド分割処理部301は、入力デジタルオ
ーディオ信号を分割分の各々のサブバンドフィルタとの
畳み込み処理後、分割数分の間引き処理を行う手段であ
り、複数の帯域分割フィルタ、及びダウンサンプラから
構成されている。スケールファクタ抽出部305は、サブ
バンド分割処理部301より送られてきたサブバンド信号
をスケーリングし、倍率を表すスケールファクタを算出
する手段である。差分値抽出部303は、前フレームのス
ケールファクタとの絶対値を算出し、差分の絶対値を出
力する手段である。サインビット決定部302は、スケー
ルファクタ差分の正負を決定し、スケールファクタ毎の
サインビットを算出する手段である。ハフマン符号化部
306は、スケールファクタの差分の絶対値をハフマン符
号化する手段である。フラグ制御部304は、スケールフ
ァクタ情報を受けて、サブバンド毎またはグループ数毎
のスケールファクタが、前フレームに対して更新されて
いるか否かの情報フラグを生成する手段である。更新ス
ケールファクタ抽出部307は、更新されたスケールファ
クタ値を抽出する手段である。
【００２１】符号長比較器308は、差分の正負を示すサ
インビット決定部302で生成された符号と、スケールフ
ァクタ差分の絶対値のハフマン符号を足し合わせた符号
長と、フラグ制御部304で生成されたフラグ符号と、更
新されたスケールファクタを足し合わせた符号長を比較
し、短い符号長の組合せを選択する手段である。選択情
報として、１ビット割り当て、短い方の組合せをフレー
ム形成部311に出力する。また、短い方での組合せでフ
レームあたりのサンプル割当用の残りビット情報をビッ
ト割当部309に伝える。ビット割当部309では、スケール
ファクタ抽出部305で求められたスケールファクタ値を
元にフレーム毎のサブバンド毎のサンプルに割り当てる
ビット数を決定し、割当情報として量子化処理部310に
入力される。量子化処理部310は、サブバンド信号を先
のビット割当情報を元に量子化処理を行う手段である。
フレーム形成部311は、前フレームに対するスケールフ
ァクタのハフマン符号値と差分の正負を示すサインビッ
トまたはスケールファクタフラグと更新されたスケール
ファクタ値のいずれかの組合せと、ストリーム選択情
報、サブバンド毎のサンプルをビットストリームに整形
し、エンコーダ出力として出力する手段である。
【００２２】以上のように構成された本発明の第２の実
施の形態におけるエンコーダシステムの動作を、図３を
参照しながら説明する。まず、分割数単位のデジタルオ
ーディオ信号を取り込む。例えば、分割数が32のサブバ
ンドフィルタバンクである場合、32のデジタルオーディ
オ信号を取り込む。これを１小フレーム単位として入力
する。入力されたデジタルオーディオ信号は、サブバン
ド分割処理部301でサブバンド分割され、バンド分割数
と同じ間引き数で間引き処理される。間引かれたサブバ
ンド信号は、スケールファクタ抽出部305に入力され
る。スケールファクタ抽出部305では、サブバンド毎も
しくは聴覚特性に合わせたバンドでグルーピングされた
グループ毎に、スケールファクタが抽出される。ここ
で、聴覚特性に合わせたバンドでのグループは、臨界帯
域を用いたものでもよいし、復号再生品質が許す限り、
もっと粗いグルーピング単位でもよい。
【００２３】次に、グループもしくはバンド毎のスケー
ルファクタは、差分値抽出部303において、前フレーム
のスケールファクタとの差分が抽出され、差分の絶対値
を取って、ハフマン符号化部306に入力される。サイン
ビット決定部302にて、スケールファクタ差分の正負を
示すサインビットの算出を行い、スケールファクタ分の
サインビットが算出される。差分が０の時は、そのバン
ドもしくはグループ分のサインビットは付加しない。こ
れにより、サンプルに割り当てるビット数を増やすこと
ができる。スケールファクタ抽出部305で抽出されたサ
ブバンド毎もしくはグループ毎のスケールファクタは、
フラグ制御部304にも送られる。サブバンド毎またはグ
ループ数毎のスケールファクタが、前フレームに対して
更新されているか否かの情報フラグを生成する。更新さ
れたサブバンド分もしくはグループ分のスケールファク
タ値は、更新スケールファクタ抽出部307にて抽出され
る。
【００２４】符号長比較器308では、差分の正負を示す
サインビット決定部302の出力とハフマン符号化部306の
出力とを足し合わせた符号長と、フラグ制御部304の出
力と更新スケールファクタ抽出部307の出力とを足し合
わせた符号長とを比較し、短い符号長の組合せを選択
し、選択情報を生成する。また、符号長比較器308にて
選択された短い符号長を、フレームあたりの全ビット数
から引いたサンプル割当用のビット数を算出する。その
ビット数情報は、ビット割当部309に送られる。間引き
されたサブバンド信号は、スケールファクタ抽出部305
に送られ、スケールファクタ値が抽出される。ビット割
当部309で、ビット割当情報が算出される。ビット割当
情報をもとに、量子化処理部310にて量子化され、サン
プル情報としてフレーム形成部311に送られる。
【００２５】フレーム形成部311では、符号長比較器308
から出力されるストリーム選択情報401により、サンプ
ル割当ビット数が最大になる２種類のストリームを構成
する。場合によって、アンシラリデータを付加してもよ
い。図４に、構成される基本的な２種類のストリームの
例を示す。ストリーム選択情報401により、401〜406で
構成されるストリームまたは407〜412にて構成されるス
トリームが、エンコーダの出力となる。
【００２６】フレームのビット数は、伝送ビットレート
と処理する小フレームの数によって決定される。フレー
ムが一定の場合、小フレームを少なくするほど、遅延時
間は少なくなる。本実施の形態による符号化では、サン
プル割当量が増加して復号精度が高まり、復号再生品質
が向上する。
【００２７】上記のように、本発明の第２の実施の形態
では、エンコーダシステムを、２種類のストリームフォ
ーマットを、サンプルに割り当てるビット数が最大とな
るように切り換える構成としたので、サンプル割当ビッ
ト数を増加させて、復号再生信号の品質を高めることが
できる。
【００２８】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態は、ビットストリームを受信し、サブバンド毎の
前フレームのスケールファクタとの差分の絶対値のハフ
マン符号を元の差分情報に復号し、差分情報の正負を示
すサインビットを抽出してスケールファクタを算出し、
スケールファクタの値をもとに復号されるサブバンド信
号のビット割当数を算出してサブバンド数のサンプル信
号を抽出し、サンプル信号とスケールファクタからサブ
バンド信号を逆量子化し、サブバンド合成フィルタを通
してデジタルオーディオ信号を復号するデコーダであ
る。
【００２９】図５は、本発明の第３の実施の形態におけ
るデコーダの機能ブロック図である。図５において、ア
ンシラリデータ抽出部501は、エンコーダより送られて
きた付加情報をストリームより抽出する手段である。ハ
フマン復号部503は、アンシラリデータが除かれたスト
リームより、前フレームからのサブバンド分あるいはグ
ループ分のスケールファクタの差分の絶対値をハフマン
復号して、差分の絶対値を求める手段である。サインビ
ット抽出部502は、前フレームのスケールファクタ値に
対してサブバンドあるいは聴覚特性に合わせたグループ
毎に差分の前フレームとのスケールファクタ差分の正負
を示すサインビットを抽出する手段である。ただし、差
分が０の場合は符号が付加されていないので、差分が０
のサブバンドまたはグループのサインビットの抽出は行
わない。
【００３０】スケールファクタ算出部505は、ハフマン
復号部503とサインビット抽出部502の出力結果と、前フ
レームのスケールファクタ値を元に、現在のフレームの
スケールファクタ値を算出する手段である。ビット割当
部504は、スケールファクタ値を基に各サブバンドサン
プルに割り当てるビット割当量を算出する手段である。
サンプル値抽出部506は、ハフマン符号と差分の正負を
示すサインビットを取り除いたサンプルのみのストリー
ムより、ビット割当部504より算出された割当情報に基
づいたサンプル抽出処理を行う手段である。逆量子化処
理部507は、スケールファクタ値及びサンプル値より、
サブバンド信号を逆量子化して求める手段である。サブ
バンド合成処理部508は、逆量子化して求められたサブ
バンド信号の合成フィルタリング処理を行い、デジタル
オーディオ信号を合成する手段であり、アップサンプラ
及び複数のサブバンド合成フィルタより構成される。
【００３１】以上のように構成された本発明の第３の実
施の形態におけるデコーダの動作を、図５を参照しなが
ら説明する。このデコーダは、第１の実施の形態におけ
るエンコーダのストリームの復調を行うものである。ま
ず、エンコーダから出力されたストリームは、アンシラ
リデータ抽出部501にて付加情報が抽出される。エンコ
ーダ側にアンシラリデータを含まない場合は省略しても
よい。アンシラリデータが抽出されたストリームデータ
は、ハフマン復号部において、聴覚特性に合わせたサブ
バンドのグループ分もしくはサブバンド分のハフマン復
号が行われ、前フレームに対するサブバンドもしくはグ
ループ毎のスケールファクタ値の差分の絶対値が算出さ
れる。
【００３２】ハフマン符号が抽出されたストリームは、
次に、サインビット抽出部502において、前フレームに
対するスケールファクタ差分の正負を示すサインビット
が抽出される。このとき、差分が０のグループもしくは
サブバンドのスケールファクタの差分の正負を示すサイ
ンビットは、ストリームには含まれない。前フレームに
対するサブバンドもしくはグループ毎のスケールファク
タ値の差分の絶対値と、差分の正負を示すサインビッ
ト、前フレームのスケールファクタ値を元に、スケール
ファクタ算出部505において、現在のフレームのスケー
ルファクタ値が算出される。このスケールファクタ値を
もとに、ビット割当部504では、サブバンド毎のサンプ
ル割当ビット数が算出される。差分の正負を示すサイン
ビット、ハフマン符号、アンシラリデータが抽出された
ストリームデータは、サンプル値抽出部506にてサンプ
ル割当ビット数を元に、サンプル値がストリームより抽
出される。逆量子化処理部507では、スケールファクタ
値とサンプル値を基に、サブバンド信号が逆量子化さ
れ、逆量子化されたサブバンド信号は、サブバンド合成
処理部508にて、デジタルオーディオ信号が合成され、
デコーダの出力となる。
【００３３】上記のように、本発明の第３の実施の形態
では、デコーダを、ビットストリームを受信し、サブバ
ンド毎の前フレームのスケールファクタとの差分の絶対
値のハフマン符号を元の差分情報に復号し、差分情報の
正負を示すサインビットを抽出してスケールファクタを
算出し、スケールファクタの値をもとに復号されるサブ
バンド信号のビット割当数を算出してサブバンド数のサ
ンプル信号を抽出し、サンプル信号とスケールファクタ
からサブバンド信号を逆量子化し、サブバンド合成フィ
ルタを通してデジタルオーディオ信号を復号する構成と
したので、フレームあたりの全サブバンド分のサンプル
値に割り当てるビット数を増大させ、復号されたサブバ
ンド信号の復号精度を向上させ、デジタルオーディオ信
号の再生品質を改善することができる。
【００３４】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態は、ビットストリームを受信し、ストリーム切り
換えスイッチビットにより２種類のストリームフォーマ
ットのどちらであるかを判別し、サブバンド毎の前フレ
ームのスケールファクタの差分の絶対値のハフマン符号
を元の差分情報にデコードし、差分の正負を示すサイン
ビットを用いてスケールファクタを算出するか、サブバ
ンド毎の前フレームのスケールファクタの更新情報符号
と、前フレームに対して更新されたスケールファクタ値
をもとにスケールファクタを算出し、スケールファクタ
の値をもとに復号されるサブバンド信号のビット割当数
を算出してサブバンド数のサンプル信号を抽出し、サン
プル信号とスケールファクタからサブバンド信号を逆量
子化し、サブバンド合成フィルタを通してデジタルオー
ディオ信号を復号するデコーダである。
【００３５】図６は、本発明の第４の実施の形態におけ
るデコーダの機能ブロック図である。図６において、ア
ンシラリデータ抽出部601は、エンコーダより送られて
きたアンシラリデータをストリームより抽出する手段で
ある。ビットストリーム種類検出部604は、デコーダよ
り送られてきたビットストリーム中のストリーム選択情
報を検出し、ビットストリームが図４の２種類のストリ
ームのどちらにあたるかを検出する手段である。スケー
ルファクタフラグ検出部603は、サブバンドもしくはグ
ループ毎に、スケールファクタ値が前フレームのスケー
ルファクタ値に対して更新があるかどうかの情報フラグ
の抽出を行う手段である。フラグを基に更新のあったサ
ブバンドもしくはグループのスケールファクタ値が更新
スケールファクタ抽出部602にて抽出される。ハフマン
復号部606では、前フレームのサブバンド毎もしくはグ
ループ毎のスケールファクタ値の差分の絶対値をハフマ
ン復号する。サインビット抽出部605では前フレームに
対する差分の正負を示すサインビットを抽出する。
【００３６】スケールファクタ算出部608ではハフマン
復号部606と差分の正負を示すサインビット抽出部605に
て算出された情報より現在のフレームのスケールファク
タ値を算出する。ビット割当部ではスケールファクタ値
より、各サブバンドに割り当てるサンプルのビット割当
量を算出する。サンプル値抽出部609ではビット割当量
をもとに、ストリームよりサブバンド毎のサンプル値を
抽出する。逆量子化部610ではサンプル値とスケールフ
ァクタ値よりサブバンド信号を逆量子化する。サブバン
ド合成処理部611は逆量子化されたサブバンド信号を基
にデジタルオーディオ信号を合成するもので、アップサ
ンプラ、複数の帯域合成フィルタより構成されている。
【００３７】以上のように構成された本発明の第４の実
施の形態におけるデコーダの動作を、図６を参照しなが
ら説明する。このデコーダは、第２の実施の形態におけ
るエンコーダのストリームの復調を行うものである。エ
ンコーダから出力されたストリームは、アンシラリデー
タ抽出部601にてアンシラリデータが抽出される。アン
シラリデータがストリームに含まれない場合は、このア
ンシラリデータ抽出部601は省略してもよい。アンシラ
リデータが除かれたストリームデータは、ビットストリ
ーム種類検出部604にて、図４に示したストリーム選択
情報401、407が検出される。この情報により、残りのス
トリーム情報はスケールファクタフラグ検出部603か、
ハフマン復号部606にて処理される。ハフマン復号部606
以降の処理が選択された場合は、第３の実施の形態と同
じであるため省略する。
【００３８】ここでは、スケールファクタ検出部以降の
処理（図６の破線部）について説明する。まず、サブバ
ンド毎もしくは聴覚特性に合わせたサブバンドのグルー
プ毎のスケールファクタフラグが、スケールファクタフ
ラグ検出部603にて検出される。スケールファクタに変
更のあるサブバンドまたはグループの情報を検出する。
この情報をもとに、ストリームから、前フレームから更
新のあったサブバンドまたはグループのスケールファク
タ値を、更新スケールファクタ抽出部602にて抽出し、
現在のフレームのスケールファクタ値を得る。スケール
ファクタ値をもとに、ビット割当部607では、全サブバ
ンド毎のサンプル値に割り当てるビット量を算出する。
そのビット量をもとに、ストリームよりサンプル値の抽
出をサンプル値抽出部609にて行う。サンプル値とスケ
ールファクタ値をもとに、逆量子化部610では、サブバ
ンド信号の逆量子化を行う。サブバンド合成処理部611
にてデジタルオーディオデータを合成し、デコーダの出
力とする。
【００３９】上記のように、本発明の第４の実施の形態
では、デコーダを、ビットストリームを受信し、ストリ
ーム切り換えスイッチビットにより２種類のストリーム
フォーマットのどちらであるかを判別し、サブバンド毎
の前フレームのスケールファクタの差分の絶対値のハフ
マン符号を元の差分情報にデコードし、差分の正負を示
すサインビットを用いてスケールファクタを算出する
か、サブバンド毎の前フレームのスケールファクタの更
新情報符号と、前フレームに対して更新されたスケール
ファクタ値をもとにスケールファクタを算出し、スケー
ルファクタの値をもとに復号されるサブバンド信号のビ
ット割当数を算出してサブバンド数のサンプル信号を抽
出し、サンプル信号とスケールファクタからサブバンド
信号を逆量子化し、サブバンド合成フィルタを通してデ
ジタルオーディオ信号を復号する構成としたので、サン
プル割当ビット数を増加させて、復号再生信号の品質を
高めることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、サブバンド符号化方法を、入力デジタルオーディ
オ信号をサブバンド分割したサブバンド信号から求めた
サブバンド毎のスケールファクタと前フレームのスケー
ルファクタとの差分を求め、差分の絶対値のハフマン符
号と、差分の正負を示すサインビットと、全サブバンド
のフレーム毎のサンプル値とで構成されるストリームを
出力する構成としたので、全サブバンドあたりにおける
サンプル割当ビット数を増加させることができ、復号再
生信号の品質を高めることができるという効果が得られ
る。
【００４１】また、入力デジタルオーディオ信号をサブ
バンド信号に分割して符号化するサブバンド符号化方法
において、ストリーム切り換えスイッチビットと、サブ
バンド毎の前フレームのスケールファクタとの差分の絶
対値のハフマン符号と、差分の正負を示すサインビット
と、全サブバンドのフレーム毎のサンプル値とで構成さ
れる第１のビットストリームのストリームフォーマット
と、ストリーム切り換えスイッチビットと、サブバンド
毎の前フレームのスケールファクタの更新情報符号と、
前フレームに対して更新されたサブバンド毎のスケール
ファクタ値と、全サブバンドのフレーム毎のサンプル値
とで構成される第２のビットストリームのストリームフ
ォーマットとの２種類のストリームフォーマットを、サ
ンプルに割り当てるビット数が最大となるように切り換
える構成としたので、２種類のストリームフォーマット
を選択して、フレームあたりの全サブバンド分のサンプ
ル値に割り当てるビット数を増大させ、復号されたサブ
バンド信号の復号精度を向上させ、サブバンド合成フィ
ルタ通過後のデジタルオーディオ信号の再生品質を改善
することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるエンコーダ
のブロック図、
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるエンコーダ
出力ビットストリーム例の図、
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるエンコーダ
のブロック図、
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるエンコーダ
出力ビットストリーム例の図、
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるデコーダの
ブロック図、
【図６】本発明の第４の実施の形態におけるデコーダの
ブロック図、
【図７】従来の符号化装置の出力ビットストリームの図
である。
【符号の説明】
101 サブバンド分割処理部 102 サインビット決定部 103 差分値抽出部 104 スケールファクタ抽出部 105 ハフマン符号化部 106 ビット割当部 107 量子化処理部 108 フレーム形成部 201 フレーム毎のハフマン符号化されたスケールファ
クタ情報 202 フレーム毎のスケールファクタ差分の正負を示す
サインビット 203 小フレーム毎の全サブバンド分のサブバンドサン
プル 204 小フレーム毎の全サブバンド分のサブバンドサン
プル 205 小フレーム毎の全サブバンド分のサブバンドサン
プル 301 サブバンド分割処理部 302 サインビット決定部 303 差分値抽出部 304 フラグ制御部 305 スケールファクタ抽出部 306 ハフマン符号化部 307 更新スケールファクタ抽出部 308 符号長比較器 309 ビット割当部 310 量子化処理部 311 フレーム形成部 401 ストリーム選択情報 402 フレーム毎のハフマン符号化されたスケールファ
クタ情報 403 フレーム毎のスケールファクタ差分の正負を示す
サインビット 404 小フレーム毎の全サブバンド分のサンプル情報 405 小フレーム毎の全サブバンド分のサンプル情報 406 小フレーム毎の全サブバンド分のサンプル情報 407 ストリーム選択情報 408 前フレームからのスケールファクタ変更情報 409 変更分のスケールファクタ値 410 小フレーム毎の全サブバンド分のサンプル情報 411 小フレーム毎の全サブバンド分のサンプル情報 412 小フレーム毎の全サブバンド分のサンプル情報 501 アンシラリデータ抽出部 502 サインビット抽出部 503 ハフマン復号部 504 ビット割当部 505 スケールファクタ算出部 506 サンプル値抽出部 507 逆量子化部 508 サブバンド合成処理部 601 アンシラリデータ抽出部 602 更新スケールファクタ抽出部 603 スケールファクタフラグ検出部 604 ビットストリーム種類検出部 605 サインビット抽出部 606 ハフマン復号部 607 ビット割当部 608 スケールファクタ算出部 609 サンプル値抽出部 610 逆量子化部 611 サブバンド合成処理部 701 スケールファクタ 702 量子化されたオーディオサンプル 703 量子化されたオーディオサンプル 704 量子化されたオーディオサンプル 705 量子化されたオーディオサンプル

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力デジタルオーディオ信号をサブバン
    ド分割したサブバンド信号から求めたサブバンド毎のス
    ケールファクタと前フレームのスケールファクタとの差
    分を求め、前記差分の絶対値のハフマン符号と、前記差
    分の正負を示すサインビットと、全サブバンドのフレー
    ム毎のサンプル値とで構成されるストリームを出力する
    ことを特徴とするサブバンド符号化方法。
  2. 【請求項２】 入力デジタルオーディオ信号をサブバン
    ド分割し、聴覚特性で分けられたバンドグループ毎のサ
    ブバンド信号より求めたスケールファクタと前フレーム
    のスケールファクタとの差分を求め、前記差分の絶対値
    のハフマン符号と、前記差分の正負を示すサインビット
    と、全サブバンドのフレーム毎のサンプル値とで構成さ
    れるビットストリームを出力することを特徴とするサブ
    バンド符号化方法。
  3. 【請求項３】 入力デジタルオーディオ信号をサブバン
    ド信号に分割して符号化するサブバンド符号化方法にお
    いて、ストリーム切り換えスイッチビットと、サブバン
    ド毎の前フレームのスケールファクタとの差分の絶対値
    のハフマン符号と、前記差分の正負を示すサインビット
    と、全サブバンドのフレーム毎のサンプル値とで構成さ
    れる第１のビットストリームのストリームフォーマット
    と、ストリーム切り換えスイッチビットと、サブバンド
    毎の前フレームのスケールファクタの更新情報符号と、
    前フレームに対して更新されたサブバンド毎のスケール
    ファクタ値と、全サブバンドのフレーム毎のサンプル値
    とで構成される第２のビットストリームのストリームフ
    ォーマットとの２種類のストリームフォーマットを、サ
    ンプルに割り当てるビット数が最大となるように切り換
    えることを特徴とするサブバンド符号化方法。
  4. 【請求項４】 入力デジタルオーディオ信号をサブバン
    ド信号に分割して符号化するサブバンド符号化方法にお
    いて、ストリーム切り換えスイッチビットと、前フレー
    ムの聴覚特性で分けられたバンドグループ毎のスケール
    ファクタの差分の絶対値のハフマン符号と、前記差分の
    正負を示すサインビットと、全サブバンドのフレーム毎
    のサンプル値とで構成される第１のビットストリームの
    ストリームフォーマットと、ストリーム切り換えスイッ
    チビットと、前フレームの聴覚特性で分けられたバンド
    グループ毎のスケールファクタの更新情報符号と、前フ
    レームに対して更新された聴覚特性で分けられたバンド
    グループ毎のスケールファクタ値と、全サブバンドのフ
    レーム毎のサンプル値とで構成される第２のビットスト
    リームのストリームフォーマットとの２種類のストリー
    ムフォーマットを、サンプルに割り当てるビット数が最
    大となるように切り換えることを特徴とするサブバンド
    符号化方法。
  5. 【請求項５】 前フレームとのスケールファクタの差分
    の絶対値の値が０の時は、そのバンドまたはグループ毎
    のスケールファクタの差分の正負を示すサインビットを
    省くことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
    載のサブバンド符号化方法。
  6. 【請求項６】 ハフマン符号化としてランレングスハフ
    マン符号化を用いることを特徴とする請求項１ないし４
    のいずれかに記載のサブバンド符号化方法。
  7. 【請求項７】 前フレームに対しスケールファクタ値を
    一定区間最大値固定として更新しないことを特徴とする
    請求項１ないし４のいずれかに記載のサブバンド符号化
    方法。
  8. 【請求項８】 請求項１記載のサブバンド符号化方法に
    より生成されたビットストリームを受信し、サブバンド
    毎の前フレームのスケールファクタとの差分の絶対値の
    ハフマン符号を元の差分情報に復号し、前記差分情報の
    正負を示すサインビットを抽出してスケールファクタを
    算出し、スケールファクタの値をもとに復号されるサブ
    バンド信号のビット割当数を算出してサブバンド数のサ
    ンプル信号を抽出し、サンプル信号とスケールファクタ
    からサブバンド信号を逆量子化し、サブバンド合成フィ
    ルタを通してデジタルオーディオ信号を復号することを
    特徴とするサブバンド復号方法。
  9. 【請求項９】 請求項２記載のサブバンド符号化方法に
    より生成されたビットストリームを受信し、聴覚特性で
    分けられたバンドグループ毎の前フレームのスケールフ
    ァクタの差分の絶対値のハフマン符号を元の差分情報に
    復号し、前記差分情報の正負を示すサインビットを抽出
    してスケールファクタを算出し、スケールファクタの値
    をもとに復号されるサブバンド信号のビット割当数を算
    出してサブバンド数のサンプル信号を抽出し、サンプル
    信号とスケールファクタからサブバンド信号を逆量子化
    し、サブバンド合成フィルタを通してデジタルオーディ
    オ信号を復号することを特徴とするサブバンド復号方
    法。
  10. 【請求項１０】 請求項３記載のサブバンド符号化方法
    により生成されたビットストリームを受信し、ストリー
    ム切り換えスイッチビットにより２種類のストリームフ
    ォーマットのどちらであるかを判別し、サブバンド毎の
    前フレームのスケールファクタの差分の絶対値のハフマ
    ン符号を元の差分情報にデコードし、前記差分の正負を
    示すサインビットを用いてスケールファクタを算出する
    か、サブバンド毎の前フレームのスケールファクタの更
    新情報符号と、前フレームに対して更新されたスケール
    ファクタ値をもとにスケールファクタを算出し、スケー
    ルファクタの値をもとに復号されるサブバンド信号のビ
    ット割当数を算出してサブバンド数のサンプル信号を抽
    出し、サンプル信号とスケールファクタからサブバンド
    信号を逆量子化し、サブバンド合成フィルタを通してデ
    ジタルオーディオ信号を復号することを特徴とするサブ
    バンド復号方法。
  11. 【請求項１１】 請求項４記載のサブバンド符号化方法
    により生成されたビットストリームを受信し、ストリー
    ム切り換えスイッチビットによって２種類のストリーム
    フォーマットのどちらであるかを判別し、聴覚特性で分
    けられたバンドグループ毎の前フレームのスケールファ
    クタの差分の絶対値のハフマン符号を元の差分情報にデ
    コードし、前記差分の正負を示すサインビットを用いて
    スケールファクタを算出するか、聴覚特性で分けられた
    バンドグループ毎の前フレームのスケールファクタの更
    新情報符号と、前フレームに対して更新されたスケール
    ファクタ値をもとにスケールファクタを算出し、スケー
    ルファクタの値をもとに復号されるサブバンド信号のビ
    ット割当数を算出してサブバンド数のサンプル信号を抽
    出し、サンプル信号とスケールファクタからサブバンド
    信号を逆量子化し、サブバンド合成フィルタを通してデ
    ジタルオーディオ信号を復号することを特徴とするサブ
    バンド復号方法。
  12. 【請求項１２】 ハフマン符号としてランレングスハフ
    マン符号を用いることを特徴とする請求項８ないし１１
    のいずれかに記載のサブバンド復号方法。
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