JP2001343998A - ディジタルオーディオデコーダ - Google Patents
ディジタルオーディオデコーダInfo
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- JP2001343998A JP2001343998A JP2000163620A JP2000163620A JP2001343998A JP 2001343998 A JP2001343998 A JP 2001343998A JP 2000163620 A JP2000163620 A JP 2000163620A JP 2000163620 A JP2000163620 A JP 2000163620A JP 2001343998 A JP2001343998 A JP 2001343998A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単かつ安価な構成によって、スピーカでカ
ットされる低音域の信号を補償することができるディジ
タルオーディオデコーダを提供する。 【解決手段】 サブバンドデコーダ３１は、サブバンド
サンプル毎に逆量子化を行う。等価高調波計算回路３２
は、最も低周波のサブバンド０と次に低い周波数のサブ
バンド１の逆量子化信号を入力し、入力した各信号に基
づいてサブバンド０および１の信号レベルを検出する。
次に、サブバンド０、１の信号レベルから、高調波の信
号レベルを算出する。さらに、算出したレベルに一定の
係数を乗算して補正用データを得る。レベル補正回路３
３は、等価高調波計算回路３２から出力された補正用デ
ータに基づき、サブバンド２〜６のレベルを調整する。
サブバンド合成フィルタバンク３４は、サブバンドデコ
ーダ３１およびレベル補正回路３３の出力を合成してデ
ィジタルオーディオデータ（ＰＣＭデータ）に戻す。
ットされる低音域の信号を補償することができるディジ
タルオーディオデコーダを提供する。 【解決手段】 サブバンドデコーダ３１は、サブバンド
サンプル毎に逆量子化を行う。等価高調波計算回路３２
は、最も低周波のサブバンド０と次に低い周波数のサブ
バンド１の逆量子化信号を入力し、入力した各信号に基
づいてサブバンド０および１の信号レベルを検出する。
次に、サブバンド０、１の信号レベルから、高調波の信
号レベルを算出する。さらに、算出したレベルに一定の
係数を乗算して補正用データを得る。レベル補正回路３
３は、等価高調波計算回路３２から出力された補正用デ
ータに基づき、サブバンド２〜６のレベルを調整する。
サブバンド合成フィルタバンク３４は、サブバンドデコ
ーダ３１およびレベル補正回路３３の出力を合成してデ
ィジタルオーディオデータ（ＰＣＭデータ）に戻す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮されたディ
ジタルオーディオデータを元のオーディオデータに戻す
ディジタルオーディオデコーダに係り、特に、スピーカ
による低音域の減衰に対する補償機能を有するディジタ
ルオーディオデコーダ関する。
ジタルオーディオデータを元のオーディオデータに戻す
ディジタルオーディオデコーダに係り、特に、スピーカ
による低音域の減衰に対する補償機能を有するディジタ
ルオーディオデコーダ関する。
【０００２】
【従来の技術】最初に、この出願が関連するMPEG(Movin
g Picture Coding Experts Group)/Audio規格によるデ
ィジタルオーディオの圧縮／伸長回路について説明す
る。この規格による圧縮回路の構成を図７に示す。入力
されたディジタルオーディオ信号Ｄａは所定のサンプル
数毎にブロック化（フレームと言う）され、２つのパス
に分かれて処理される。まず、一方のパスにおけるフィ
ルタバンク１は、入力信号を等しい帯域幅を持つ３２バ
ンドのサブバンド信号に分割する。この場合、各々のサ
ブバンド信号は１／３２のサンプリング周波数にダウン
サンプルされる。スケールファクタ抽出・正規化回路２
は、１フレームにおける各々のサブバンド信号に対し、
最大絶対値を持つサンプルを検出する。その値を対数に
変換し量子化したものをスケールファクタと呼ぶ。そし
て、このスケールファクタによって各サブバンドサンプ
ルを除算し、それらの値を±１の範囲内に正規化する。
g Picture Coding Experts Group)/Audio規格によるデ
ィジタルオーディオの圧縮／伸長回路について説明す
る。この規格による圧縮回路の構成を図７に示す。入力
されたディジタルオーディオ信号Ｄａは所定のサンプル
数毎にブロック化（フレームと言う）され、２つのパス
に分かれて処理される。まず、一方のパスにおけるフィ
ルタバンク１は、入力信号を等しい帯域幅を持つ３２バ
ンドのサブバンド信号に分割する。この場合、各々のサ
ブバンド信号は１／３２のサンプリング周波数にダウン
サンプルされる。スケールファクタ抽出・正規化回路２
は、１フレームにおける各々のサブバンド信号に対し、
最大絶対値を持つサンプルを検出する。その値を対数に
変換し量子化したものをスケールファクタと呼ぶ。そし
て、このスケールファクタによって各サブバンドサンプ
ルを除算し、それらの値を±１の範囲内に正規化する。
【０００３】一方、心理聴覚分析部３は、ＦＦＴ（高速
フーリエ変換）による周波数スペクトルの計算を行い、
それに基づき各サブバンド毎のマスキングしきい値、す
なわち、許容量子化雑音電力を計算して出力する。ビッ
ト割当部４は心理聴覚分析部３の出力と、ビットレート
で決まる１フレームで使用可能なビット数の制限の下で
反復ループ処理により各サブバンド毎の量子化ビット数
を決定する。量子化部５は、各サブバンド毎に設定され
た量子化ビット数でスケールファクタ抽出・正規化回路
２から出力されるサブバンド信号を量子化する。ビット
ストリーム生成部６は、量子化されたサブバンドサンプ
ル、各サブバンドに対するビット割当情報およびスケー
ルファクタをマルチプレックスし、それにヘッダを付け
てビットストリームを作成し、出力する。
フーリエ変換）による周波数スペクトルの計算を行い、
それに基づき各サブバンド毎のマスキングしきい値、す
なわち、許容量子化雑音電力を計算して出力する。ビッ
ト割当部４は心理聴覚分析部３の出力と、ビットレート
で決まる１フレームで使用可能なビット数の制限の下で
反復ループ処理により各サブバンド毎の量子化ビット数
を決定する。量子化部５は、各サブバンド毎に設定され
た量子化ビット数でスケールファクタ抽出・正規化回路
２から出力されるサブバンド信号を量子化する。ビット
ストリーム生成部６は、量子化されたサブバンドサンプ
ル、各サブバンドに対するビット割当情報およびスケー
ルファクタをマルチプレックスし、それにヘッダを付け
てビットストリームを作成し、出力する。
【０００４】また、図８は上述した回路によって生成さ
れたビットストリームを復号するディジタルオーディオ
デコーダの構成を示すブロック図である。この図におい
て、ビット割当情報／スケールファクタ抽出回路１１
は、ビットストリームからビット割当情報およびスケー
ルファクタを抽出する。サブバンドデコーダ１２は、ビ
ット割当情報に従ってビットストリームから３２のサブ
バンドサンプルに各々対応したビット列を読み取り、サ
ブバンドサンプル毎に逆量子化を行い、さらに、スケー
ルファクタを乗算して出力する。サブバンド合成フィル
タバンク１３は、逆量子化されたサブバンド信号を合成
して元のディジタルオーディオデータ（ＰＣＭデータ）
に戻す。
れたビットストリームを復号するディジタルオーディオ
デコーダの構成を示すブロック図である。この図におい
て、ビット割当情報／スケールファクタ抽出回路１１
は、ビットストリームからビット割当情報およびスケー
ルファクタを抽出する。サブバンドデコーダ１２は、ビ
ット割当情報に従ってビットストリームから３２のサブ
バンドサンプルに各々対応したビット列を読み取り、サ
ブバンドサンプル毎に逆量子化を行い、さらに、スケー
ルファクタを乗算して出力する。サブバンド合成フィル
タバンク１３は、逆量子化されたサブバンド信号を合成
して元のディジタルオーディオデータ（ＰＣＭデータ）
に戻す。
【０００５】さて、周知のように、比較的安価なスピー
カは、低音域の信号の再生特性が充分ではなく、このた
め、再生前のオーディオ信号に含まれている低音域の信
号が充分に再生されない。図９はこの事情を説明するた
めの図であり、この図において符号ＳＰはスピーカ特性
を示し、ｆｃはスピーカのカットオフ周波数である。こ
の図に示す特性のスピーカでは、カットオフ周波数ｆｃ
より低い周波数成分（符号Ｗ１参照）はこのスピーカに
よっては再生されない。この問題を解決する手段とし
て、USP5,930,373、特開平7-226992号公報、特開平8-23
7800号公報等に記載される低域補償回路が知られてい
る。この低域補償回路の概略構成を図１０に示す。
カは、低音域の信号の再生特性が充分ではなく、このた
め、再生前のオーディオ信号に含まれている低音域の信
号が充分に再生されない。図９はこの事情を説明するた
めの図であり、この図において符号ＳＰはスピーカ特性
を示し、ｆｃはスピーカのカットオフ周波数である。こ
の図に示す特性のスピーカでは、カットオフ周波数ｆｃ
より低い周波数成分（符号Ｗ１参照）はこのスピーカに
よっては再生されない。この問題を解決する手段とし
て、USP5,930,373、特開平7-226992号公報、特開平8-23
7800号公報等に記載される低域補償回路が知られてい
る。この低域補償回路の概略構成を図１０に示す。
【０００６】この回路は、スピーカによって再生されな
い低音域の信号をローパスフィルタ２６によって抽出
し、抽出した信号を基本波としてその高調波を高調波生
成回路２７によって生成する。そして、ミキシング回路
２９において、ハイパスフィルタ２８によって取り出し
たスピーカのカットオフ周波数以上の信号成分に、高調
波生成回路２７によって生成した高調波をミキシング
し、このミキシングした信号をスピーカへ出力する。す
なわち、この回路は、図９に示す基本波Ｗ１に対し、例
えば、第２〜第４高調波Ｗ２〜Ｗ４を生成し、この生成
した高調波Ｗ２〜Ｗ４をスピーカへ印加する。この回路
は、スピーカの低音特性によってカットされる低音を、
人間の心理聴覚特性に基づいて知覚させるもので、基本
波Ｗ１を低音域特性の比較的良好なスピーカによって再
生した場合とほぼ同様の効果を得ることができる。
い低音域の信号をローパスフィルタ２６によって抽出
し、抽出した信号を基本波としてその高調波を高調波生
成回路２７によって生成する。そして、ミキシング回路
２９において、ハイパスフィルタ２８によって取り出し
たスピーカのカットオフ周波数以上の信号成分に、高調
波生成回路２７によって生成した高調波をミキシング
し、このミキシングした信号をスピーカへ出力する。す
なわち、この回路は、図９に示す基本波Ｗ１に対し、例
えば、第２〜第４高調波Ｗ２〜Ｗ４を生成し、この生成
した高調波Ｗ２〜Ｗ４をスピーカへ印加する。この回路
は、スピーカの低音特性によってカットされる低音を、
人間の心理聴覚特性に基づいて知覚させるもので、基本
波Ｗ１を低音域特性の比較的良好なスピーカによって再
生した場合とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の低域補償回路は、構成が複雑であり、このため
価格も高価になり、比較的安価なオーディオシステムに
は向かない欠点があった。この発明は、このような事情
を考慮してなされたもので、その目的は、簡単かつ安価
な構成によって、スピーカでカットされる低音域の信号
を補償することができるディジタルオーディオデコーダ
を提供することにある。
この種の低域補償回路は、構成が複雑であり、このため
価格も高価になり、比較的安価なオーディオシステムに
は向かない欠点があった。この発明は、このような事情
を考慮してなされたもので、その目的は、簡単かつ安価
な構成によって、スピーカでカットされる低音域の信号
を補償することができるディジタルオーディオデコーダ
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の課題を
解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、
入力されるビットストリームデータの各サブバンドサン
プルをサブバンド毎に逆量子化するサブバンドデコーダ
と、前記サブバンドデコーダの低音域の出力信号の存在
を知覚させる高調波信号のレベルを算出し、算出したレ
ベルに対応する補正値を出力する補正値出力手段と、前
記補正値出力手段から出力された補正値に基づいて前記
高調波信号が属する前記サブバンドデコーダの出力信号
のレベルを補正するレベル補正手段と、前記レベル補正
手段によりレベル補正されない前記サブバンドデコーダ
の出力および前記レベル補正手段の出力をサブバンド合
成するフィルタバンクとを具備してなるディジタルオー
ディオデコーダである。
解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、
入力されるビットストリームデータの各サブバンドサン
プルをサブバンド毎に逆量子化するサブバンドデコーダ
と、前記サブバンドデコーダの低音域の出力信号の存在
を知覚させる高調波信号のレベルを算出し、算出したレ
ベルに対応する補正値を出力する補正値出力手段と、前
記補正値出力手段から出力された補正値に基づいて前記
高調波信号が属する前記サブバンドデコーダの出力信号
のレベルを補正するレベル補正手段と、前記レベル補正
手段によりレベル補正されない前記サブバンドデコーダ
の出力および前記レベル補正手段の出力をサブバンド合
成するフィルタバンクとを具備してなるディジタルオー
ディオデコーダである。
【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のディジタルオーディオデコーダにおいて、前記
補正値出力手段は、前記サブバンドデコーダの低音域の
出力信号に基づいて前記高調波信号のレベルを算出する
ことを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、請
求項１に記載のディジタルオーディオデコーダにおい
て、前記補正値出力手段は、前記ビットストリームデー
タに含まれる前記低音域のスケールファクタ情報に基づ
いて前記高調波信号のレベルを算出することを特徴とす
る。また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項
３のいずれかの項に記載のディジタルオーディオデコー
ダにおいて、前記補正値出力手段は前記高調波信号のレ
ベルを等ラウドネス特性に基き補正することを特徴とす
る。
に記載のディジタルオーディオデコーダにおいて、前記
補正値出力手段は、前記サブバンドデコーダの低音域の
出力信号に基づいて前記高調波信号のレベルを算出する
ことを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、請
求項１に記載のディジタルオーディオデコーダにおい
て、前記補正値出力手段は、前記ビットストリームデー
タに含まれる前記低音域のスケールファクタ情報に基づ
いて前記高調波信号のレベルを算出することを特徴とす
る。また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項
３のいずれかの項に記載のディジタルオーディオデコー
ダにおいて、前記補正値出力手段は前記高調波信号のレ
ベルを等ラウドネス特性に基き補正することを特徴とす
る。
【００１０】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載のディジタルオーディオデコーダにおいて、前記
補正値出力手段は、前記高調波信号のレベルを等ラウド
ネス特性に基づき補正し、さらに前記ビットストリーム
データに含まれる前記低音域のビット割当情報に基き補
正することを特徴とする。また、請求項６に記載の発明
は、請求項１に記載のディジタルオーディオデコーダに
おいて、前記フィルタバンクは、前記レベル補正手段の
出力と、前記レベル補正手段によってレベル補正が行わ
れた前記サブバンドデコーダの出力およびそれより低音
域の前記サブバンドデコーダの出力を除いた前記サブバ
ンドデコーダの出力とをサブバンド合成することを特徴
とする。
に記載のディジタルオーディオデコーダにおいて、前記
補正値出力手段は、前記高調波信号のレベルを等ラウド
ネス特性に基づき補正し、さらに前記ビットストリーム
データに含まれる前記低音域のビット割当情報に基き補
正することを特徴とする。また、請求項６に記載の発明
は、請求項１に記載のディジタルオーディオデコーダに
おいて、前記フィルタバンクは、前記レベル補正手段の
出力と、前記レベル補正手段によってレベル補正が行わ
れた前記サブバンドデコーダの出力およびそれより低音
域の前記サブバンドデコーダの出力を除いた前記サブバ
ンドデコーダの出力とをサブバンド合成することを特徴
とする。
【００１１】また、請求項７に記載の発明は、入力され
るビットストリームデータの各サブバンドサンプルをサ
ブバンド毎に逆量子化するサブバンドデコーダと、前記
サブバンドデコーダの低音域の出力信号の存在を知覚さ
せる高調波信号を生成して出力する高調波生成手段と、
前記サブバンドデコーダの出力をサブバンド合成するフ
ィルタバンクと、前記フィルタバンクの出力に前記高調
波生成手段の出力をミキシングするミキシング手段とを
具備してなるディジタルオーディオデコーダである。ま
た、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のディジ
タルオーディオデコーダにおいて、前記高調波生成手段
は、前記サブバンドデコーダの低音域の出力信号に基づ
いて高調波信号を生成することを特徴とする。また、請
求項９に記載の発明は、請求項７に記載のディジタルオ
ーディオデコーダにおいて、前記高調波生成手段は、前
記ビットストリームデータに含まれる前記低音域のスケ
ールファクタ情報に基づいて前記高調波信号を生成する
ことを特徴とする。また、請求項１０に記載の発明は、
請求項７に記載のディジタルオーディオデコーダにおい
て、前記フィルタバンクは、低音域の前記サブバンドデ
コーダの出力を除いた前記サブバンドデコーダの出力を
サブバンド合成することを特徴とする。
るビットストリームデータの各サブバンドサンプルをサ
ブバンド毎に逆量子化するサブバンドデコーダと、前記
サブバンドデコーダの低音域の出力信号の存在を知覚さ
せる高調波信号を生成して出力する高調波生成手段と、
前記サブバンドデコーダの出力をサブバンド合成するフ
ィルタバンクと、前記フィルタバンクの出力に前記高調
波生成手段の出力をミキシングするミキシング手段とを
具備してなるディジタルオーディオデコーダである。ま
た、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のディジ
タルオーディオデコーダにおいて、前記高調波生成手段
は、前記サブバンドデコーダの低音域の出力信号に基づ
いて高調波信号を生成することを特徴とする。また、請
求項９に記載の発明は、請求項７に記載のディジタルオ
ーディオデコーダにおいて、前記高調波生成手段は、前
記ビットストリームデータに含まれる前記低音域のスケ
ールファクタ情報に基づいて前記高調波信号を生成する
ことを特徴とする。また、請求項１０に記載の発明は、
請求項７に記載のディジタルオーディオデコーダにおい
て、前記フィルタバンクは、低音域の前記サブバンドデ
コーダの出力を除いた前記サブバンドデコーダの出力を
サブバンド合成することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しこの発明の実
施の形態について説明する。図１は、この発明の第１の
実施形態によるMPEG規格のディジタルオーディオデコー
ダの構成を示すブロック図である。なお、この実施形態
においては、再生に使用されるスピーカのカットオフ周
波数を１００Ｈｚとし、また、各サブバンドの帯域を５
０Ｈｚとしている。
施の形態について説明する。図１は、この発明の第１の
実施形態によるMPEG規格のディジタルオーディオデコー
ダの構成を示すブロック図である。なお、この実施形態
においては、再生に使用されるスピーカのカットオフ周
波数を１００Ｈｚとし、また、各サブバンドの帯域を５
０Ｈｚとしている。
【００１３】この図において、符号ＩＮはサブバンド符
号化されたディジタルオーディオビットストリームが印
加される入力端子である。３１はサブバンドデコーダで
あり、サブバンドサンプル毎に逆量子化を行い、スケー
ルファクタを乗算して出力する。等価高調波計算回路３
２は、最も低周波のサブバンド０と次に低い周波数のサ
ブバンド１の逆量子化データを入力し、入力した各デー
タに基づいてサブバンド０および１の信号レベル（音圧
レベル：ｄＢ）を検出する。次に、サブバンド０の信号
レベル（ｄＢ）から、その信号の第３、第４、第５高調
波の信号レベル（ｄＢ）を算出する。さらに、算出した
信号レベル（ｄＢ）に一定の係数を乗算して補正用デー
タを得る。ここで、上記の係数は、各高調波のラウドネ
ス（Ｐｈｏｎｅ）が基本波（サブバンド０の出力）のラ
ウドネス（Ｐｈｏｎｅ）と等しくなるようにするための
係数である。人間の耳は低音に対するほど感度が下がる
特性を有しており、したがって、第３〜第５高調波の信
号レベル（ｄＢ）の和を基本波の信号レベル（ｄＢ）よ
り小さく設定することが必要である。
号化されたディジタルオーディオビットストリームが印
加される入力端子である。３１はサブバンドデコーダで
あり、サブバンドサンプル毎に逆量子化を行い、スケー
ルファクタを乗算して出力する。等価高調波計算回路３
２は、最も低周波のサブバンド０と次に低い周波数のサ
ブバンド１の逆量子化データを入力し、入力した各デー
タに基づいてサブバンド０および１の信号レベル（音圧
レベル：ｄＢ）を検出する。次に、サブバンド０の信号
レベル（ｄＢ）から、その信号の第３、第４、第５高調
波の信号レベル（ｄＢ）を算出する。さらに、算出した
信号レベル（ｄＢ）に一定の係数を乗算して補正用デー
タを得る。ここで、上記の係数は、各高調波のラウドネ
ス（Ｐｈｏｎｅ）が基本波（サブバンド０の出力）のラ
ウドネス（Ｐｈｏｎｅ）と等しくなるようにするための
係数である。人間の耳は低音に対するほど感度が下がる
特性を有しており、したがって、第３〜第５高調波の信
号レベル（ｄＢ）の和を基本波の信号レベル（ｄＢ）よ
り小さく設定することが必要である。
【００１４】同様に、この等価高周波計算回路３２は、
サブバンド１の信号レベルから、その信号の第２、第
３、第４高調波のレベルを算出し、算出したレベルに一
定の係数を乗算して補正用データを得る。そして、上述
した補正用データをレベル補正回路３３へ出力する。図
２にサブバンド０の基本波Ｗ１と、第３〜第５高調波Ｗ
３〜Ｗ５を示し、図３にサブバンド１の基本波Ｗ１と、
第２〜第４高調波Ｗ２〜Ｗ４を示す。なお、サブバンド
０の高調波として、第２高調波を除いているのは、第２
高調波がスピーカで再生できない帯域に存在するからで
る。
サブバンド１の信号レベルから、その信号の第２、第
３、第４高調波のレベルを算出し、算出したレベルに一
定の係数を乗算して補正用データを得る。そして、上述
した補正用データをレベル補正回路３３へ出力する。図
２にサブバンド０の基本波Ｗ１と、第３〜第５高調波Ｗ
３〜Ｗ５を示し、図３にサブバンド１の基本波Ｗ１と、
第２〜第４高調波Ｗ２〜Ｗ４を示す。なお、サブバンド
０の高調波として、第２高調波を除いているのは、第２
高調波がスピーカで再生できない帯域に存在するからで
る。
【００１５】レベル補正回路３３は、等価高調波計算回
路３２から出力された補正用データに基づき、サブバン
ド２〜６のレベルを調整する。この場合、サブバンド１
の第２高調波はサブバンド２とサブバンド３にまたがっ
て位置するが（図３参照）、両方に振り分けてもよいし
どちらかに代表して振り分けてもよい。第４高調波につ
いても同様である。また、ここでも基本波と等価な第２
高調波、第３高調波、第４高調波のレベル計算するに当
たっては、等ラウドネス特性が考慮される。なお、サブ
バンド０，１のデータについては０に置換してカットす
るのが好ましい。それにより、アンプ・スピーカでの消
費電力が低減できると共に、サブバンド合成フィルタバ
ンクの構成を簡略化することができる。サブバンド合成
フィルタバンク３４は、サブバンドデコーダ３１および
レベル補正回路３３の出力を合成してディジタルオーデ
ィオデータ（ＰＣＭデータ）に戻し、出力端子ＯＵＴへ
出力する。
路３２から出力された補正用データに基づき、サブバン
ド２〜６のレベルを調整する。この場合、サブバンド１
の第２高調波はサブバンド２とサブバンド３にまたがっ
て位置するが（図３参照）、両方に振り分けてもよいし
どちらかに代表して振り分けてもよい。第４高調波につ
いても同様である。また、ここでも基本波と等価な第２
高調波、第３高調波、第４高調波のレベル計算するに当
たっては、等ラウドネス特性が考慮される。なお、サブ
バンド０，１のデータについては０に置換してカットす
るのが好ましい。それにより、アンプ・スピーカでの消
費電力が低減できると共に、サブバンド合成フィルタバ
ンクの構成を簡略化することができる。サブバンド合成
フィルタバンク３４は、サブバンドデコーダ３１および
レベル補正回路３３の出力を合成してディジタルオーデ
ィオデータ（ＰＣＭデータ）に戻し、出力端子ＯＵＴへ
出力する。
【００１６】次に、この発明の第２の実施形態について
説明する。図４は同実施形態によるによるディジタルオ
ーディオデコーダの構成を示すブロック図である。この
第２の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点
は、各サブバンドのビット割当情報およびスケールファ
クタ情報に基づいて高調波のレベルを計算する点であ
る。すなわち、MPEGオーディオでは、エンコード時に、
各サブバンドのデータを各サブバンド内の最大値で正規
化しており、その各サブバンドの最大値はスケールファ
クタ情報として伝送される。そのスケールファクタ情報
を利用することにより、第１の実施形態の等価高調波計
算回路３２内で行っているレベル算出処理を省略するこ
とが可能になる。さらに、MPEGオーディオでは、人間の
心理聴覚特性に基づき、知覚感度の高いサブバンドに対
してはビット数を多く配分し、逆に感度の鈍いサブバン
ドに対してはビット割当しなかったり、あるいは少ない
ビット数を割り当てるようにしている。すなわち、この
ビット割当情報は各サブバンドの重要度を示している。
上記スケールファクタ情報がある程度のレベルを示して
いたとしても、ビット割当がされていない（または少な
いビット数しか割り当てられていない）場合には、それ
は、そのサブバンドがマスキングされて人間には知覚さ
れにくいことを意味している。サブバンド０，１がそう
いう場合には高調波を付与しない（あるいは、減衰させ
る）ほうが好ましい。
説明する。図４は同実施形態によるによるディジタルオ
ーディオデコーダの構成を示すブロック図である。この
第２の実施形態が上述した第１の実施形態と異なる点
は、各サブバンドのビット割当情報およびスケールファ
クタ情報に基づいて高調波のレベルを計算する点であ
る。すなわち、MPEGオーディオでは、エンコード時に、
各サブバンドのデータを各サブバンド内の最大値で正規
化しており、その各サブバンドの最大値はスケールファ
クタ情報として伝送される。そのスケールファクタ情報
を利用することにより、第１の実施形態の等価高調波計
算回路３２内で行っているレベル算出処理を省略するこ
とが可能になる。さらに、MPEGオーディオでは、人間の
心理聴覚特性に基づき、知覚感度の高いサブバンドに対
してはビット数を多く配分し、逆に感度の鈍いサブバン
ドに対してはビット割当しなかったり、あるいは少ない
ビット数を割り当てるようにしている。すなわち、この
ビット割当情報は各サブバンドの重要度を示している。
上記スケールファクタ情報がある程度のレベルを示して
いたとしても、ビット割当がされていない（または少な
いビット数しか割り当てられていない）場合には、それ
は、そのサブバンドがマスキングされて人間には知覚さ
れにくいことを意味している。サブバンド０，１がそう
いう場合には高調波を付与しない（あるいは、減衰させ
る）ほうが好ましい。
【００１７】図４に示す第２の実施形態は上述した点を
考慮した回路であり、この図において、図１の各部と同
一構成の部分には同一の符号が付してある。この図にお
いて、３６はビット割当情報／スケールファクタ情報抽
出回路であり、入力端子ＩＮへ供給されるビットストリ
ームからビット割当情報およびスケールファクタ情報を
抽出し、サブバンドデコーダ３１および等価高調波計算
回路３７へ出力する。等価高調波計算回路３７は、スケ
ールファクタ情報からサブバンド０，１の信号レベルを
検出し、次いで検出したレベルから図１の回路と同様に
第２〜第５高調波のレベルを検出し、検出したレベルに
一定の等ラウドネス特性を考慮した係数を乗算して１次
補正用データを得る。次に、この１次補正用データに上
述したビット割当情報に基づく係数を乗算して２次補正
用データを得る。そして、この２次補正用データをレベ
ル補正回路３３へ出力する。
考慮した回路であり、この図において、図１の各部と同
一構成の部分には同一の符号が付してある。この図にお
いて、３６はビット割当情報／スケールファクタ情報抽
出回路であり、入力端子ＩＮへ供給されるビットストリ
ームからビット割当情報およびスケールファクタ情報を
抽出し、サブバンドデコーダ３１および等価高調波計算
回路３７へ出力する。等価高調波計算回路３７は、スケ
ールファクタ情報からサブバンド０，１の信号レベルを
検出し、次いで検出したレベルから図１の回路と同様に
第２〜第５高調波のレベルを検出し、検出したレベルに
一定の等ラウドネス特性を考慮した係数を乗算して１次
補正用データを得る。次に、この１次補正用データに上
述したビット割当情報に基づく係数を乗算して２次補正
用データを得る。そして、この２次補正用データをレベ
ル補正回路３３へ出力する。
【００１８】次に、この発明の第３の実施形態について
説明する。図５は同実施形態によるディジタルオーディ
オデコーダの構成を示すブロック図であり、この図にお
いて、図１の各部と同一部分には同一の符号を付してそ
の説明を省略する。この図に示す実施形態が上述した第
１，２の実施形態と異なる点は、等価高調波生成回路３
９が高調波を生成して、ミキシング回路４０において、
サブバンド合成フィルタバンク３４の出力に加算してい
る点である。
説明する。図５は同実施形態によるディジタルオーディ
オデコーダの構成を示すブロック図であり、この図にお
いて、図１の各部と同一部分には同一の符号を付してそ
の説明を省略する。この図に示す実施形態が上述した第
１，２の実施形態と異なる点は、等価高調波生成回路３
９が高調波を生成して、ミキシング回路４０において、
サブバンド合成フィルタバンク３４の出力に加算してい
る点である。
【００１９】図５において、等価高調波生成回路３９は
サブバンドデコーダ３１から出力されるサブバンド０の
信号から第３〜第５高調波信号を生成し、また、サブバ
ンド１の信号から第２〜第４高調波信号を生成する。こ
の高調波信号の生成は次のようにして行う。まず、サブ
バンドデコーダ３１の出力信号の振幅を一定とする正規
化処理を行い、次いで、以下の数学的処理によって高調
波を生成する。すなわち、基本波をｃｏｓθとすると、
第２高調波は、 ｃｏｓ２θ＝２ｃｏｓ2θ−１ なる式に基づいて生成され、第３、第４高調波は、 ｃｏｓ３θ＝４ｃｏｓ3θ−３ｃｏｓθ ｃｏｓ４θ＝８ｃｏｓ4θ−８ｃｏｓ2θ＋１ なる式に基づいて生成される。第５高調波についても同
様である。なお、この高調波の生成は従来から公知の方
法である。
サブバンドデコーダ３１から出力されるサブバンド０の
信号から第３〜第５高調波信号を生成し、また、サブバ
ンド１の信号から第２〜第４高調波信号を生成する。こ
の高調波信号の生成は次のようにして行う。まず、サブ
バンドデコーダ３１の出力信号の振幅を一定とする正規
化処理を行い、次いで、以下の数学的処理によって高調
波を生成する。すなわち、基本波をｃｏｓθとすると、
第２高調波は、 ｃｏｓ２θ＝２ｃｏｓ2θ−１ なる式に基づいて生成され、第３、第４高調波は、 ｃｏｓ３θ＝４ｃｏｓ3θ−３ｃｏｓθ ｃｏｓ４θ＝８ｃｏｓ4θ−８ｃｏｓ2θ＋１ なる式に基づいて生成される。第５高調波についても同
様である。なお、この高調波の生成は従来から公知の方
法である。
【００２０】そして、等価高調波生成回路３９は、上述
した演算によって生成した高調波信号に等ラウドネス特
性に基づく係数を乗算し、ミキシング回路４０へ出力す
る。ミキシング回路４０はサブバンド合成フィルタバン
ク３４の出力に等価高調波生成回路３９の出力をミキシ
ングし、出力端子ＯＵＴへ出力する。
した演算によって生成した高調波信号に等ラウドネス特
性に基づく係数を乗算し、ミキシング回路４０へ出力す
る。ミキシング回路４０はサブバンド合成フィルタバン
ク３４の出力に等価高調波生成回路３９の出力をミキシ
ングし、出力端子ＯＵＴへ出力する。
【００２１】次に、この発明の第４の実施形態について
説明する。図６は同実施形態によるディジタルオーディ
オデコーダの構成を示すブロック図であり、この図にお
いて、上述した図５の各部と同一部分には同一の符号を
付してその説明を省略する。この図に示す実施形態が上
述した第３の実施形態と異なる点は、等価高調波生成回
路４２がビット割当情報／スケールファクタ情報抽出回
路３６から出力されるスケールファクタ情報に基づいて
高調波を生成し、ミキシング回路４０において、サブバ
ンド合成フィルタバンク３４の出力に加算している点で
ある。
説明する。図６は同実施形態によるディジタルオーディ
オデコーダの構成を示すブロック図であり、この図にお
いて、上述した図５の各部と同一部分には同一の符号を
付してその説明を省略する。この図に示す実施形態が上
述した第３の実施形態と異なる点は、等価高調波生成回
路４２がビット割当情報／スケールファクタ情報抽出回
路３６から出力されるスケールファクタ情報に基づいて
高調波を生成し、ミキシング回路４０において、サブバ
ンド合成フィルタバンク３４の出力に加算している点で
ある。
【００２２】すなわち、図６において、ビット割当情報
／スケールファクタ情報抽出回路３６は、入力端子ＩＮ
へ印加されるビットストリームからビット割当情報およ
びスケールファクタ情報を抽出する回路であり、抽出し
た情報をサブバンドデコーダ３１および等価高調波生成
回路４２へ出力する。等価高調波生成回路４２は、上記
スケールファクタに基づいてサブバンドデコーダ３１か
ら出力されるサブバンド０および１の信号のレベルを検
出し、この検出したレベルから高調波のレベルを算出す
る。そして、算出した高調波のレベルに等ラウドネス特
性に基づく係数を乗算し、さらに、ビット割当情報に基
づく係数を乗算して高調波のレベルを求め、求めたレベ
ルを有する高調波周波数の正弦波を生成してミキシング
回路４０へ出力する。ミキシング回路４０はサブバンド
合成フィルタバンク３４の出力に等価高調波生成回路３
９の出力をミキシングし、出力端子ＯＵＴへ出力する。
／スケールファクタ情報抽出回路３６は、入力端子ＩＮ
へ印加されるビットストリームからビット割当情報およ
びスケールファクタ情報を抽出する回路であり、抽出し
た情報をサブバンドデコーダ３１および等価高調波生成
回路４２へ出力する。等価高調波生成回路４２は、上記
スケールファクタに基づいてサブバンドデコーダ３１か
ら出力されるサブバンド０および１の信号のレベルを検
出し、この検出したレベルから高調波のレベルを算出す
る。そして、算出した高調波のレベルに等ラウドネス特
性に基づく係数を乗算し、さらに、ビット割当情報に基
づく係数を乗算して高調波のレベルを求め、求めたレベ
ルを有する高調波周波数の正弦波を生成してミキシング
回路４０へ出力する。ミキシング回路４０はサブバンド
合成フィルタバンク３４の出力に等価高調波生成回路３
９の出力をミキシングし、出力端子ＯＵＴへ出力する。
【００２３】なお、上述した第１〜第４の実施形態はい
ずれもMPEG規格によるディジタルオーディオデコーダで
あるが、この発明はこれに限らず、ＡＴＲＡＣ（登録商
標）、ＡＣ−３等のサブバンドコーディング方式に基づ
いて圧縮されたディジタルオーディオデータをデコード
するデコーダにも用いることができる。また、上記実施
形態はいずれも第２〜第４高調波（または、第３〜第５
高調波）を用いているが、この発明はこれらの高調波に
特定されるものではなく、１つの高調波でもよい。但
し、失われる低音の周波数を感覚的に再生するには、連
続した３つの高調波が望ましい。
ずれもMPEG規格によるディジタルオーディオデコーダで
あるが、この発明はこれに限らず、ＡＴＲＡＣ（登録商
標）、ＡＣ−３等のサブバンドコーディング方式に基づ
いて圧縮されたディジタルオーディオデータをデコード
するデコーダにも用いることができる。また、上記実施
形態はいずれも第２〜第４高調波（または、第３〜第５
高調波）を用いているが、この発明はこれらの高調波に
特定されるものではなく、１つの高調波でもよい。但
し、失われる低音の周波数を感覚的に再生するには、連
続した３つの高調波が望ましい。
【００２４】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、サブバ
ンドデコーダの低音域の出力信号の存在を知覚させる高
調波信号のレベルを算出し、算出したレベルに対応する
補正値を出力する補正値出力手段と、補正値出力手段か
ら出力された補正値に基づいて前記高調波信号が属する
前記サブバンドデコーダの出力信号のレベルを補正する
レベル補正手段とを設けたので、簡単かつ安価な構成に
よって、スピーカでカットされる低音域の信号を補償す
ることができる効果が得られる。請求項３の発明によれ
ば、補正値出力手段が、ビットストリームデータに含ま
れる低音域のスケールファクタ情報に基づいて高調波信
号のレベルを算出するので、レベル算出が極めて簡単に
なる利点がある。
ンドデコーダの低音域の出力信号の存在を知覚させる高
調波信号のレベルを算出し、算出したレベルに対応する
補正値を出力する補正値出力手段と、補正値出力手段か
ら出力された補正値に基づいて前記高調波信号が属する
前記サブバンドデコーダの出力信号のレベルを補正する
レベル補正手段とを設けたので、簡単かつ安価な構成に
よって、スピーカでカットされる低音域の信号を補償す
ることができる効果が得られる。請求項３の発明によれ
ば、補正値出力手段が、ビットストリームデータに含ま
れる低音域のスケールファクタ情報に基づいて高調波信
号のレベルを算出するので、レベル算出が極めて簡単に
なる利点がある。
【００２５】請求項４に記載の発明によれば、補正値出
力手段は高調波信号のレベルを等ラウドネ特性に基づき
補正するので、聴覚的に、より実際の低音に近い音を発
生することができる。請求項５に記載の発明によれば、
補正値出力手段は、前記高調波信号のレベルを等ラウド
ネス特性に基づき補正し、さらに低音域のビット割当情
報に基づき補正するので、人間の心理聴覚特性をも考慮
した低音再生が可能となる。
力手段は高調波信号のレベルを等ラウドネ特性に基づき
補正するので、聴覚的に、より実際の低音に近い音を発
生することができる。請求項５に記載の発明によれば、
補正値出力手段は、前記高調波信号のレベルを等ラウド
ネス特性に基づき補正し、さらに低音域のビット割当情
報に基づき補正するので、人間の心理聴覚特性をも考慮
した低音再生が可能となる。
【００２６】請求項７に記載の発明によれば、サブバン
ドデコーダの低音域の出力信号の存在を知覚させる高調
波信号を生成して出力する高調波生成手段と、フィルタ
バンクの出力に高調波生成手段の出力をミキシングする
ミキシング手段とを設けたので、簡単かつ安価な構成に
よって、スピーカでカットされる低音域の信号を補償す
ることができる効果が得られる。請求項９に記載の発明
によれば、高調波生成手段は、ビットストリームデータ
に含まれる低音域のスケールファクタ情報に基づいて高
調波信号を生成するので、高調波信号の生成が極めて簡
単になる利点がある。
ドデコーダの低音域の出力信号の存在を知覚させる高調
波信号を生成して出力する高調波生成手段と、フィルタ
バンクの出力に高調波生成手段の出力をミキシングする
ミキシング手段とを設けたので、簡単かつ安価な構成に
よって、スピーカでカットされる低音域の信号を補償す
ることができる効果が得られる。請求項９に記載の発明
によれば、高調波生成手段は、ビットストリームデータ
に含まれる低音域のスケールファクタ情報に基づいて高
調波信号を生成するので、高調波信号の生成が極めて簡
単になる利点がある。
【図１】 この発明の第１の実施形態の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】 同実施形態の動作を説明するための周波数特
性図である。
性図である。
【図３】 同実施形態の動作を説明するための周波数特
性図である。
性図である。
【図４】 この発明の第２の実施形態の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】 この発明の第３の実施形態の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図６】 この発明の第４の実施形態の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図７】 MPEG規格によるディジタルオーディオデータ
圧縮回路の構成例を示すブロック図である。
圧縮回路の構成例を示すブロック図である。
【図８】 同伸長回路の構成を示すブロック図である。
【図９】 スピーカの低音カット特性を説明するための
周波数特性図である。
周波数特性図である。
【図１０】 従来の低音補償回路の構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
３１…サブバンドデコーダ、３２、３７…等価高調波計
算回路（補正値出力手段）、３３…レベル補正回路（レ
ベル補正手段）、３４…サブバンド合成フィルタバン
ク、３６…ビット割当情報／スケールファクタ情報抽出
回路、３９、４２…等価高調波生成回路（高調波生成手
段）、４０…ミキシング回路（ミキシング手段）
算回路（補正値出力手段）、３３…レベル補正回路（レ
ベル補正手段）、３４…サブバンド合成フィルタバン
ク、３６…ビット割当情報／スケールファクタ情報抽出
回路、３９、４２…等価高調波生成回路（高調波生成手
段）、４０…ミキシング回路（ミキシング手段）
Claims (10)
- 【請求項１】 入力されるビットストリームデータの各
サブバンドサンプルをサブバンド毎に逆量子化するサブ
バンドデコーダと、 前記サブバンドデコーダの低音域の出力信号の存在を知
覚させる高調波信号のレベルを算出し、算出したレベル
に対応する補正値を出力する補正値出力手段と、 前記補正値出力手段から出力された補正値に基づいて前
記高調波信号が属する前記サブバンドデコーダの出力信
号のレベルを補正するレベル補正手段と、 前記レベル補正手段によりレベル補正されない前記サブ
バンドデコーダの出力および前記レベル補正手段の出力
をサブバンド合成するフィルタバンクと、 を具備してなるディジタルオーディオデコーダ。 - 【請求項２】 前記補正値出力手段は、前記サブバンド
デコーダの低音域の出力信号に基づいて前記高調波信号
のレベルを算出することを特徴とする請求項１に記載の
ディジタルオーディオデコーダ。 - 【請求項３】 前記補正値出力手段は、前記ビットスト
リームデータに含まれる前記低音域のスケールファクタ
情報に基づいて前記高調波信号のレベルを算出すること
を特徴とする請求項１に記載のディジタルオーディオデ
コーダ。 - 【請求項４】 前記補正値出力手段は前記高調波信号の
レベルを等ラウドネス特性に基き補正することを特徴と
する請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載のディジ
タルオーディオデコーダ。 - 【請求項５】 前記補正値出力手段は、前記高調波信号
のレベルを等ラウドネス特性に基づき補正し、さらに前
記ビットストリームデータに含まれる前記低音域のビッ
ト割当情報に基き補正することを特徴とする請求項４に
記載のディジタルオーディオデコーダ。 - 【請求項６】 前記フィルタバンクは、 前記レベル補正手段の出力と、 前記レベル補正手段によってレベル補正が行われた前記
サブバンドデコーダの出力およびそれより低音域の前記
サブバンドデコーダの出力を除いた前記サブバンドデコ
ーダの出力と、 をサブバンド合成することを特徴とする請求項１に記載
のディジタルオーディオデコーダ。 - 【請求項７】 入力されるビットストリームデータの各
サブバンドサンプルをサブバンド毎に逆量子化するサブ
バンドデコーダと、 前記サブバンドデコーダの低音域の出力信号の存在を知
覚させる高調波信号を生成して出力する高調波生成手段
と、 前記サブバンドデコーダの出力をサブバンド合成するフ
ィルタバンクと、 前記フィルタバンクの出力に前記高調波生成手段の出力
をミキシングするミキシング手段と、 を具備してなるディジタルオーディオデコーダ。 - 【請求項８】 前記高調波生成手段は、前記サブバンド
デコーダの低音域の出力信号に基づいて高調波信号を生
成することを特徴とする請求項７に記載のディジタルオ
ーディオデコーダ。 - 【請求項９】 前記高調波生成手段は、前記ビットスト
リームデータに含まれる前記低音域のスケールファクタ
情報に基づいて前記高調波信号を生成することを特徴と
する請求項７に記載のディジタルオーディオデコーダ。 - 【請求項１０】 前記フィルタバンクは、低音域の前記
サブバンドデコーダの出力を除いた前記サブバンドデコ
ーダの出力をサブバンド合成することを特徴とする請求
項７に記載のディジタルオーディオデコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000163620A JP2001343998A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | ディジタルオーディオデコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000163620A JP2001343998A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | ディジタルオーディオデコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001343998A true JP2001343998A (ja) | 2001-12-14 |
Family
ID=18667351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000163620A Pending JP2001343998A (ja) | 2000-05-31 | 2000-05-31 | ディジタルオーディオデコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001343998A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008191659A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-08-21 | Sony Corp | 音声強調方法及び音声再生システム |
| WO2009004727A1 (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-08 | Fujitsu Limited | 符号化装置、符号化方法および符号化プログラム |
| JP2010156990A (ja) * | 2002-06-17 | 2010-07-15 | Dolby Lab Licensing Corp | オーディオ情報生成方法 |
| JP2011125004A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Samsung Electronics Co Ltd | サウンドエンハンスメント装置及び方法 |
| KR101281945B1 (ko) | 2006-11-30 | 2013-07-03 | 삼성전자주식회사 | 오디오 코딩 장치 및 방법 |
| US9076440B2 (en) | 2008-02-19 | 2015-07-07 | Fujitsu Limited | Audio signal encoding device, method, and medium by correcting allowable error powers for a tonal frequency spectrum |
-
2000
- 2000-05-31 JP JP2000163620A patent/JP2001343998A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010156990A (ja) * | 2002-06-17 | 2010-07-15 | Dolby Lab Licensing Corp | オーディオ情報生成方法 |
| KR101281945B1 (ko) | 2006-11-30 | 2013-07-03 | 삼성전자주식회사 | 오디오 코딩 장치 및 방법 |
| JP2008191659A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-08-21 | Sony Corp | 音声強調方法及び音声再生システム |
| US8229135B2 (en) | 2007-01-12 | 2012-07-24 | Sony Corporation | Audio enhancement method and system |
| WO2009004727A1 (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-08 | Fujitsu Limited | 符号化装置、符号化方法および符号化プログラム |
| US8244524B2 (en) | 2007-07-04 | 2012-08-14 | Fujitsu Limited | SBR encoder with spectrum power correction |
| US9076440B2 (en) | 2008-02-19 | 2015-07-07 | Fujitsu Limited | Audio signal encoding device, method, and medium by correcting allowable error powers for a tonal frequency spectrum |
| JP2011125004A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Samsung Electronics Co Ltd | サウンドエンハンスメント装置及び方法 |
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