JP2001502073A

JP2001502073A - 複数のサブバンドビットアロケーションを用いた可変長オーディオ信号符号化

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Publication number: JP2001502073A
Application number: JP10517604A
Authority: JP
Inventors: ブラントヘルフ
Original assignee: ピクチャーテルコーポレイション
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2001-02-13
Anticipated expiration: 2017-10-06
Also published as: DE69705642T2; CA2267764A1; EP0968497A4; US5924064A; WO1998015945A1; EP0968497B1; EP0968497A1; JP4237826B2; DE69705642D1

Abstract

(57)【要約】オーディオ信号サンプルの変換係数がサブバンドにグループ化される。量子化ステップサイズ、デッドゾーン、最大ビット数、ベクトル寸法、および各ベクトルの可変長符号を含むパラメータを指定する所定数のサブバンドビットアロケーションパターン（符号カテゴリ化）が利用できる。サブバンドビットは、サブバンド上の量子化された電力分布に従って割り当てられ、ビットアロケーションパターンは忠実度基準および最大ビットレートに従って選択される。量子化された電力、変換係数、および選択されたビットアロケーションパターン（符号化カテゴリ化）の識別情報はデコーダーに送信され、そこで、公知の符号化の符号化カテゴリ化を用いて、符号化されたデータが逆変換され非量子化され、オーディオ信号が再構成される。

Description

【発明の詳細な説明】複数のサブバンドビットアロケーションを用いた可変長オーディオ信号符号化発明の背景この発明は一般にオーディオ信号の符号化／復号化方法及び装置に関し、特にデジタル化されたオーディオ信号を送信し、遠隔地に位置する復号化装置でオーディオ信号の再生を可能にするのに必要なビット数を低減するための符号化／復号化方法および装置に関する。この分野において知られるように、オーディオ信号は最初にオーディオ信号を、対応するデジタル化された標本値に変換することにより受信機に送信する場合がある。各デジタル化された標本値は複数ビット例えば８ビット又は１６ビットから構成される。送信されるビット数、すなわちビットレートを低減するために、種々の符号化方法および装置が示唆されてきた。符号化方法は遠隔地に位置する復号化装置でオーディオ信号を再生可能にしつつビットレートを低減することを意図している。発明の要約この発明の第１の特徴によれば、オーディオ信号のデジタル化された標本値のオーバラップするグループが変換係数のフレームに変換されるオーディオ信号符号化方法及び装置が提供される。変換係数の各フレームは領域にグループ化される。各領域の電力が決定され、量子化され、指数づけされ、可変長符号化される。カテゴリ化手続きは、量子化された領域電力の指数及び領域電力の符号化後の残差ビット数を用いて所定数のカテゴリ化を決定する。各カテゴリ化は各領域に対して量子化および符号化カテゴリ割り当てを規定し、各カテゴリは量子化ステップサイズ、デッドゾーン、ベクトル寸法及び可変ビット長符号化表及び相関する復号化表を定義する。各カテゴリ化に対し、各領域の量子化と符号化カテゴリはその領域の量子化電力指数、すべての領域の量子化電力指数及び利用可能なビット数に従って選択される。各カテゴリ化を用いて符号化された変換係数を送信するのに必要なビット数が決定される。最大ビットレート基準に従って選択されたカテゴリ化の１つを用いて変換係数が符号化される。符号化された量子化領域電力指数、選択されたカテゴリ化の識別情報及び符号化された変換係数はデコーダに送信される。この発明の他の特徴によれば、各領域における量子化電力は送信された量子化電力指数から復号化され、再構成される。エンコーダーが決定した同じカテゴリ化セットが量子化された電力指数及び領域電力復号化後の残差ビット数を用いて決定される。カテゴリ化の選択された１つは、エンコーダーによりデコーダーに送信された識別情報から決定され、量子化と符号化カテゴリ割り当てが、決定されたカテゴリ化から、各領域に対して決定される。各領域に対して、領域の決定されたカテゴリ及びその領域の再構成された量子化電力から、変換係数再構成レベル表、ベクトル寸法、及び可変ビット長復号化表が決定される。量子化された変換係数は、変換係数再構成レベル表、ベクトル寸法、及び可変ビット長復号化表から、各領域に対して再構成される。変換係数は、タイムドメインオーディオ信号に変換される。このような方法及び装置を用いることにより、音楽、音声、及び背景、ノイズ及び残響により劣化した音声を含む広帯域の信号に対してオーディオ信号の高品質の再生が得られる。図面の簡単な説明この発明のこれらの特徴及び他の特徴は、添付図面と共に以下の詳細な説明からさらに容易に明らかとなる。図１はこの発明による、図１の方法により符号化されたオーディオ信号を復号化する方法のフローチャートである。図２はこの発明による、図１の方法により符号化されたオーディオ信号を復号化する方法のフローチャートである。図３はこの発明によるオーディオ信号を符号化するのに適したエンコーダーのブロック図である。図４は、所定数のカテゴリ化の代表的な１つを用いて図３のエンコーダーのＭＬＴ変換係数量子化及び符号化モジュールのブロック図である。図５はこの発明による図３のエンコーダーにより符号化されるオーディオ信号を復号化するのに適したデコーダーである。図６は図５のデコーダーにおいて、使用される可変ビット長復号化及びＭＬＴ再構成モジュールのブロック図である。図７Ａ乃至７Ｃは図３のエンコーダー及び図５のデコーダーにより使用されるカテゴリ化手続きのフローチャートである。好適実施例の説明符号化及び復号化の概論図１において、オーディオ信号を符号化するのに使用するステップ群が示される。ステツプ１００において、オーディオ信号のデジタル化された標本値のオーバラップするグループが変換係数のフレームに変換され、変換係数の各フレームは領域にグループ化される。ステップ１０２において、各領域の電力が決定され、量子化され、可変ビット長符号化される。ステップ１０４において、量子化された電力指数及び残差ビット数を用いて、一連のカテゴリ化が決定される。各カテゴリ化は、各領域に対して量子化及び符号化カテゴリ化割り当てを有する。各カテゴリは量子化ステップサイズ、デッドゾーン、ベクトル寸法、可変ビット長符号化表及び相関する復号化表を定義する。ステップ１０６に従って、各領域の量子化符号化カテゴリは、その領域の量子化電力、すべての領域の量子化電力及び利用可能ビット数に従って選択される。ステップ１０６において、量子化及び可変ビット長符号化は各カテゴリ化を用いて変換係数に適用される。さらに、各カテゴリ化を用いて、符号化された変換係数を送信するのに必要なビット数が決定される。ステップ１０８において、カテゴリ化の１つが最大ビットカウント値基準に従って選択され、それにより変換係数は符号化される。ステップ１１０において、符号化された電力、選択されたカテゴリ化の識別情報及び符号化された変換係数がデコーダーに送信される。図２を参照すると、符号化されたオーディオ信号を復号化するのに使用されるステップ群が示される。ステップ２００において、各領域量子化電力は送信された量子化電力指数から復号化され再構成される。ステップ２０２に従って、エンコーダーが決定した同じカテゴリ化セットが量子化電力指数及び領域電力復号化の後の残差ビット数を用いて決定される。ステップ２０４に従って、分類の選択された１つがデコーダーに送信された識別情報から決定され、量子化及び符号化の分類割り当ては、決定されたカテゴリ化から各領域に対して決定される。ステップ２０６に従って、各領域に対して、その領域の決定された分類及びその領域内の再構成された量子化電力から、可変ビット長復号化表、ベクトル寸法、及び変換係数再構成レベル表が決定される。ステップ２０８によれば、量子化変換係数は、可変ビット長復号化表、ベクトル寸法、及び変換係数再構成レベル表から各領域に対して再構成される。ステップ２１０に従って、変換係数はタイムドメインオーディオ信号に変換される。エンコーダー９特に、図３を参照すると、ライン１０に供給される入力オーディオ信号が供給されるエンコーダー９が示される。ライン１０上のオーディオ信号はデジタル化されたサンプルに変換され、ここでは、アナログーデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１４により毎秒１６０００サンプルのサンプリングレートで１６ビットのリニアＰＣＭサンプルストリームに変換される。デジタル化されたサンプルは周波数スペクトルアナライザ、ここでは、変調重ねあわせ変換(ＭＬＴ)１６に供給される。ＭＬＴ１６はタイムドメインからの投射を一連の直交基底関数に供給する。ここでは、６４０のデジタル化されたオーディオ信号サンプルの各グループがＭＬＴ１６により使用され、３２０のＭＬＴ変換係数のフレームを計算する。２０ミリ秒（ｍｓ）毎に、最も最近の６４０のデジタル化されたサンプルを用いで２５Ｈｚ間隔に中心を持つ３２０の変換係数の１フレームを計算する。さらに、別の言い方をすれば、第１のグループの６４０のサンプルはＭＬＴ１６に供給され、２０ミリ秒後に、第２のグループの６４０のサンプルがＭＬＴ１６に供給される。但し、第２グループの６４０は第１グループの３２０のサンプルを含む。従って、ＭＬＴ１６に供給される入力オーディオ信号のサンプルは、一連の重複した窓がかけられ、各窓は２つのタイムドメインフレームのデジタル化されたサンプルを有し、各タイムドメインフレームは３２０サンプルを有する。１６０００、２４０００、及び３２０００ビット／秒動作の場合、フレーム当たりのビツトの割り当てはそれぞれ３２０，４８０及び６４０である。さらに、エンコーダー９は、Ｇ７２２ＩＴＵ（国際電気通信連合）オーディオ送信規格と同じサンプリング条件で動作するように適応している。上述したように、ＭＬＴ１６はサンプルに対して周波数スペクトル解析を行い、それによりタイムドメインからの６４０のサンプルを周波数ドメイン表示に変換する。さらに、ＭＬＴ１６は６４０のサンプルを３２０の周波数成分あるいは変換係数に変換する。６４０のサンプルの各フレームは独立して処理され、それゆえＭＬＴ変換係数の各フレームは独立して符号化される。さらに、ＭＬＴ変換係数はここでは、２５Ｈｚの間隔であり、ここでは、１４の領域Ｒ₀−Ｒ₁₃に分割あるいはグループ化される。各領域は、それぞれ２０の変換係数を有する。従って各領域は５００Ｈｚの帯域を有する。ここでは、１４の最低周波数領域あるいは２８０の変換係数しか使用されない。次に、スペクトルエネルギあるいは電力は、領域電力量子化及び符号化モジュール２２により各領域０−１３に対して決定される。特に、各領域の平均電力平方根はモジュール２２で計算され量子化される。最低周波数領域は、ここでは、５ビットで符号化されその他は差動的に符号化される（互いに、従前のフレームではない）。特に、各領域の量子化された電力は可変ビット長符号（すなわちエントロピー符号）、ここではハフマン符号を用いてモジュール２２により符号化される。その領域の量子化された電力を表す符号ビット群（すなわち符号ビット）はモジュール２２によりライン２６上に出力され、マルチプレクサ２８を介して送信チャンネル２７に出力され、デコーダ３０に送信される（図４）。一般には、４５乃至６５の符号ビットを用いてスペクトルエネルギーあるいはその領域に対する電力（すなわち振幅）包絡線を表す。従って、各領域の量子化されたスペクトルエネルギーすなわち電力は符号化されたフォーマットで送信チャンネル２７に送信される。領域電力量子化及び符号化モジュール２２も対応するビットカウント値を、ライン２９に出力する。モジュール２２はさらに、１４の領域の各々に対する対応する電力量子化レベル数Ｐ₀−Ｐ₁₃をライン３１に出力する。これらの指数Ｐ₀−Ｐ₁₃はここでは、ｒｍｓ指数［ｒ］と呼び、ｒは０乃至１３の領域指数である。この図示実施例において、ある領域の各ＭＬＴ変換係数は最初に、その領域の対応する量子化平均電力の平方根により正規化され、次にスカラー量子化される。（これは動作的には、領域の量子化された平方自乗平均(ｒｍｓ)の積であるステップサイズ及び選択された量子化分類（すなわち、ここでは分類０から分類７の８つの分類）に相関するステップサイズで正規化されていないＭＬＴ変換係数を量子化することに等しい。しかしながら、ここでは、別個の量子化カテゴリあるいは量子化ステップサイズ（すなわち、カテゴリ０乃至カテゴリ７）は領域０−１３の各々に割り当てられ、各領域のカテゴリの集合が所定数（ここでは１６）のカテゴリ化（すなわちカテゴリ化０−カテゴリ化１５）を定義する。上述したように、８つの量子化カテゴリ、すなわちカテゴリ０乃至カテゴリ７がある。カテゴリ０は最小量子化ステップサイズを有し、ほとんどのビットを使用する。カテゴリ７は「０」に設定された１つの量子化出力値のみを有する。各カテゴリに対して以下の量子化パラメータがある。すなわち、量子化ステップサイズ（すなわちstepsize）、デッドゾーン拡張パラメータ（すなわち deadzone_rounding）、最大スカラー量子化指数（すなわちkmax）、デコーダー再構成レベル、スカラー量子化指数を合成するためのベクトル寸法、および各ベクトルの可変ビット長符号（すなわちｕ）である。各カテゴリに対して、さらに予測ビット消失がある。従って、あるカテゴリ化に対して、８つの量子化カテゴリの１つが各領域に割り当てられ、次にその領域の正規化されたＭＬＴ変換係数の各々がステップサイズ（すなわちstepsize）を用いてスカラー量子化される。その結果得られる量子化指数はベクトルに合成され、結果として得られるベクトルはハフマン符号化される。言い換えれば、量子化カテゴリは、すべての領域に対して上述のごどく決定されたスペクトルエネルギー、すなわち電力を用いて決定される。各カテゴリ化に対して、変換係数は、カテゴリ化により各領域に割り当てられた量子化カテゴリに相関する量子化ステップサイズに基づいて量子化される。すなわち、ある領域の正規化されたＭＬＴ変換係数の各々はその領域のカテゴリに対応するステップサイズを用いてスカラー量子化される。その結果得られる量子化指数はベクトルに合成され、その結果得られるベクトルは、ここではハフマン符号を用いて符号化され、カテゴリ化符号化方法に従って、その量子化情報を送信するのに必要なトータルビット数が決定される。このプロセスは演繹的な未知のビット数を生成するので、フレーム内のトータルビット数ができるだけ近似した値となるがその割り当てを超えないようにカテゴリ割り当てを調節する必要があり得る。それゆえ、複数の撹乱されたカテゴリ割り当て（すなわちカテゴリ化、この実施例では、１６）が、以下に述べる所定の規則群に従って領域に対して決定される。各カテゴリ化に対して、撹乱されたカテゴリ割り当てから得られる量子化ステップサイズに従って前記量子化情報を送信するのに必要なトータルビット数が決定される。忠実度基準（すなわち、最小可能量子化ステップサイズ）および最大チャンネルビットレートに基づいて、カテゴリ化の１つおよびその量子化ステップサイズがチャンネルを介して送信するために選択される。変換係数は選択された量子化ステップに従ってモジュール４２₀−４２₁₃により量子化される。特に、各フレームに対して４ビットを使用して１６の可能なカテゴリ化の１つが選択される。ここでは、カテゴリ化は１４の領域の各々に対するカテゴリ割り当てを規定する。図示実施例において、カテゴリ化はトータル予測ビット消失に関して反比例して指数がつけられる。カテゴリ化は以下に述べるあらかじめ設定された規則、すなわち原理により決定され指数順位の近傍は１つの領域でのみ異なり、その領域ではカテゴリ指数は１だけ異なる。量子化変換係数指数は、ベクトルにグループ化され、選択された１つの量子化および符号化モジュール４０₀−４０₁₅において、チャンネル２７に送信するために符号化される。次に、結果として得られた符号ビットがライン２６の量子化電力、およびライン６６の選択されたカテゴリ化の識別情報と共にマルチプレクサ２８に印加される。デコーダ３０（図５）はチャンネル２７を介して受信した情報からオーディオ信号を再構成することができる。カテゴリ化手続きモジュール３２が設けられる。カテゴリ化は１４の領域の各々に対して１つのカテゴリ割り当てから構成される。カテゴリ化手続きモジュール３２は以下に述べる所定の規則すなわち原理に従って領域に対する１６の可能なカテゴリ化を計算する。第１の原理は、領域Ａの電力が領域Ｂの電力より２Ｘデシベル大きければ、領域Ａの非正規化されたＭＬＴ変換係数に印加された量子化ステップサイズは、領域Ｂの非正規化されたＭＬＴ変換係数に印加されるステップサイズよりＸデシベルだけ大きくなければならないというものである。これは、領域Ａの正規化されたＭＬＴ変換係数の量子化ステップサイズは、領域Ｂの正規化されたＭＬＴ変換係数の量子化ステップサイズよりＸデシベルだけ小さくなければならないということと同義である。このカテゴリ化手続き３２において、領域Ａが領域Ｂより低いスペクトル周波数から構成されているなら、いくつかのカテゴリ化に対して、その量子化ステップサイズは領域Ａ７のそれよりＸ＋３デシベル小さくなり得る。第２の原理は、ある領域の信号電力とその領域における量子化ノイズとの比は、量子化ノイズが完全に知覚的に信号電力によりマスクされるあるしきい値を超えてはならないというものである。この原理は、最小のステップサイズ（カテゴリ０に対して0.3536）は非常に小さくないという事実に内在する。従って、カテゴリ化モジュール３２は図示するように、それぞれライン３４₀ −３４₁₅に１６のカテゴリ化（カテゴリ０乃至カテゴリ１５）を生成する。カテゴリ化（カテゴリ化０乃至カテゴリ化１５）は量子化および符号化モジュール４０₀−４０₁₅に供給される。モジュールの１つ、ここでは、モジュール４０₀を図４に例示する。モジュール４０₀は、カテゴリ化、ここでは、カテゴリ化０（すなわち各領域に対するカテゴリ割り当て）、領域Ｒ₀−Ｒ₁₃のＭＬＴ変換係数、および領域電力量子化レベルＰ₀−Ｐ₁₃に応答して、一連の動作を実行する。このシーケンスは、ＭＬＴ係数（モジュール５０₀−５０₁₃）の合成された正規化と量子化、スカラー量子化指数のベクトル指数へのグループ化（モジュール５１₀−５１₁₃）、およびベクトル指数の可変ビット長符号化（モジュール５２₀−５２₁₃）から成る。各領域に対して、これらの３つの動作の各々がその領域に対するカテゴリ割り当て、ここではカテゴリ化０ににより決定されるカテゴリ割り当てに従って実行される。量子化ＭＬＴ変換係数を表す符号ビットはモジュール５２によりライン５３₀−５３₁₃により生成される（すなわち符号ビット）。ライン５３₀−５３₁₃上の符号ビットはスイッチ６０（図３）に対するライン５９₀上に可変ビット長符号を配置するあるいは配列するビットストリーム組み立てモジュール５４に供給される。モジュール４０₁−４０₁₅は同様に動作してライン５９₁−５９₁₅上に符号ビットを生成する。各モジュール５２₀−５２₁₃はさらにライン５４₀−５４₁₃上に対応するビットカウント値を出力する。これらのビットカウント値はモジュール５５において加算され、ライン５８₀上にカテゴリ化０に対するトータルＭＬＴ係数符号化ビットが出力される。モジュール４０₁−４０₁₅は同様に動作して、それぞれライン５８₁−５８₁₅上にカテゴリ化１乃至１５に対するトータルビットカウント値を出力する。モジュール６２はＭＬＴ変換係数送信に利用可能なビット数を決定する。このモジュール６２はライン６４上のフレーム当たり所定ビット数（ここでは、１６０００ビット／秒動作の場合３２０ビット）で始動し、ライン２９上の領域電力ビットカウント値をそこから減算する。結果は、カテゴリ化選択に使用されるビット数である４ビットカウント値毎に低減される。結果として得られる値がＭＬＴ変換係数送信に利用可能なビット数である。モジュール６２はライン５８₀−５８₁₅上のビットカウント値を調べる。次に、モジュール６２はＭＬＴ係数送信に利用可能なビット数を超えないビットカウント値でカテゴリ化を識別する。識別されたカテゴリ化から、モジュール６２は最も低く指数づけされたカテゴリ化を有するカテゴリ化を選択する。例えばモジュール６２はカテゴリ化Ｎ＋１よりもカテゴリ化Ｎを選択する。モジュール６２は、このカテゴリ化指数Ｎを表す４ビットを、スイッチ６０およびマルチプレクサ２８へのライン６６上に供給する。スイッチ６０は、ライン５９₀−５９₁₅の１ライン上の選択されたＭＬＴ変換係数符号ビットをライン６１を介してマルチプレクサ２８に結合する。マルチプクサ２８はライン２６、６６、６６上のビットをシーケンシャルにチャンネル２７に結合する。変調重ねあわせ変換（ＭＬＴ）１６変調重ねあわせ変換すなわちＭＬＴ１６は、フレーム間でオーバラップする基底関数を有する、クリティカルにサンプリングされた、完全な再構成線形変換である。各ＭＬＴへの入力は最新の６４０タイムドメインサンプルである。 x[n],n＝[0,639]、但しx[O]は最も古いサンプルである。出力は３２０個の変換ドメイン値である。 mlt[m],m＝[0,319] mlt[m]＝SUMn＝[0,639]sqrt(2/320)^★ sin((n+0.5)^★PI/640)^★ cos((n-159.5)^★(m+0.5)^★PI/320)^★x[n] これは、窓かけ、オーバラップおよび加算動作に分解され、タイプＩＶの離散コサイン変換（ＤＣＴ）が続く。窓かけ窓かけ、オーバラップ、および加算動作は次式で表される。 v[n]＝w[n]^★x[n]+w[319-n]^★x[319-n],n＝[0,159] v[n+160]＝w[319-n]^★x[320+n]-w[n]^★x[639-n],n＝[0,159] 但し、w[n]＝sm((n+0.5)^★PI/640,n＝[0,319] タイプIVのＤＣＴは次式で表される mlt[m]＝SUMn＝[0,319]sqrt(2/320)^★ cos((n+0.5)^★(m+0.5)^★PI/320)^★V[n] （高速変換技術を用いてＤＣＴに必要な計算時間を低減することができる）。電力振幅包絡線の計算および符号化（モジュール２２）上述したように、ＭＬＴ変換係数は２０の変換係数を有する１４の領域に分割される。領域ｒはＭＬＴ変換係数２０ｒ乃至２０ｒ＋１９を含み、ｒは０乃至１３のレンジを有する。４０個の最大周波数ＭＬＴ変換係数は７０００Ｈｚ以上の周波数を表す。これらの係数は破棄される。平均電力の２乗根は以下のようにして決定される。 rms[r]＝((SUM[n=0,19]mlt[20^★r+n]^★mlt[20^★r+n])/20.0)の平方根次に、量子化指数rms_ndex[r]が各領域ｒに対して決定される。可能な量子化値は集合2A＾((i+2)/2)である。（但し、ｉは［−８，３１］の範囲の整数である）。rms_ndex[O]はさらに範囲[1-31]に制限される。ログドメイン距離を用いるので、2＾(i/2)に量子化される値は2＾((i-0.5)/2)乃至2＾((i+0.5)/2)の範囲を有する。 rms_ndex[O]は各フレームに対して送信される最初のデータである。rms_ndex[ O]に対する０の値はエスケープ符号として予約される。その他の１３の指数は他と異なるように符号化され次に、送信のためにハフマン符号化される。符号化可能な最大差は＋１１および−１２である。必要であれば、谷部を調節上方向にして、それに続く頂部を以下のように正確に表すことができる。 (r＝12;r>＝0;r−−)に対して{if(rms_index[r]<rms_指数[r+1]-11)rms_指数 [r]＝rms_指数{r+1}-11;} (r=1;r<14;r++)に対して{j＝rms_指数[r]-rms_指数[r-1];if(j<:-12){j＝-12, rms_指数[r]＝rms_指数[r-1]+j;} 差動_rms_指数[r]=j} 差分は領域の順番に送信される。これらの差分は下記に定義される可変ビット長符号により符号化される。最左端ビットが最初に送信される。量子化され符号化された電力包絡線のための量子化された指数はライン４６に供給される。カテゴリー化手続き（モジュール３２）カテゴリー化は１４の領域の各々に対して１つの割り当てから構成される。すなわち、１４の領域の各々に対してカテゴリー化は８つのカテゴリーの１つを割り当てる。カテゴリー化手続きモジュール３２はあらかじめ設定された規則あるいは原理に従って領域に対する１６の可能なカテゴリ化を計算する。特に、カテゴリー化手続きは以下の２つの原理に従って量子化器のステップサイズあるいは相関するカテコリを決定する。１．第１の原理は領域Ａの電力が領域Ｂの電力よりも２Ｘデシベル大きければ、領域Ａの非正規化されたＭＬＴ変換係数に印加された量子化ステップサイズは領域Ｂの非正規化されたＭＬＴ変換係数に印加されたステップサイズよりもＸデシベルだけ大きくなければならないというものである。別の言い方をすれば、領域Ａの正規化されたＭＬＴ変換係数のための量子化ステップサイズは、領域Ｂの正規化されたＭＬＴ変換係数のための量子化ステップサイズよりＸデシベルだけ小さくなければならない。（この符号器において、領域Ａが領域Ｂより低いスペクトル周波数で構成されるなら、いくつかのカテゴリー化に対して、その量子化ステップサイズは領域ＡのそれよりもＸ＋３デシベルだけ小さくなり得る）。２．第２の原理はある領域の信号電力とその領域の量子化ノイズとの比は量子化ノイズが完全に知覚的に信号電力によりマスクされるあるしきい値を超えてはならないというものである。この原理は、最小のステップサイズ（カテゴリ０に対して0.3536）は非常に小さくないという事実に内在する。同じ入力を与えたときに、この手続きの異なる実施方法により同一のカテゴリ化を生じることは、相互作用にとって不可欠である。この手続きの入力は以下の通りである。利用可能ビット数＝電力振幅包絡線符号化およびレート制御の後の（すなわちカテゴリ化）残差ビット数ｒｍｓ指数［］＝３．０１デシベルステップで領域電力量子化レベルを規定する１４の整数の配列ある領域に割り当てられたカテゴリーはその領域の量子化および符号化パラメータを決定しさらにその領域の量子化ＭＬＴレベルを表す予測トータルビット数も決定する。統計学的手法に基づいた可変ビット長符号化方法（ここではハフマン符号）を用いているので、実際のビット数はその領域のＭＬＴ変換係数に応じて変化する。これが、複数の可能なカテゴリ化を計算する必要がある理由である。図示実施例では、８つの量子化カテゴリ化がある。予測ビット合計は以下のように予測ビット表で与えられる。予測ビット表カテゴリー領域あたりの予測符号化ビット数０５２１４７２４３３３７４２９５２２６１６７０この手続きは最初に領域毎の生カテゴリー［領域］＝−ｒｍｓ指数［領域］を計算する。［−６４、６３］における整数オフセットの対して式ｊ［領域］＝Max{0，MIN{7,(rawカテゴリ［領域］＋オフセット)／2}}は知覚的なマスク原理に従って領域にカテゴリを割り付ける。ＭＬＴ符号化ビットのトータル予測ビット数は予測符号化ビット数＝ＳＵＭ領域＝［０，１３］予測ビット表［ｊ［領域］］次に、予測符号ビット数＜利用可能ビット数となるような最小のオフセットを求めるまでオフセット値が調節される。（この目的のためにバイナリサーチを利用することができる）。次に、イニシャル電力カテゴリ［領域］がMax{0,MIN{7, (生カテゴリ［領域］＋オフセット)／2}}に設定される。このカテゴリ化が求められると、カテゴリ化あたり１つの領域のカテゴリを調節することにより他の１５のカテゴリ化が得られる。最初に、初期電力カテゴリ［領域］に対する最大レートカテゴリ［領域］および最小レートカテゴリ［領域］が初期化される。さらに、以下のものが初期化される。最大ビットおよび最小ビット＝予測符号ビット数＝最大レートカテゴリ［領域］＝初期電カカテゴリ化［領域］、領域＝［０，１３］最小レートカテゴリ［領域］＝初期電カカテゴリ［領域］、領域＝［０，１３］最大ビット数＝予測符号ビット数最小ビット数＝予測符号ビット数次に、１５（最大ビット数＋最小ビット数）が２＊利用可能ビット数と比較される。（最大ビット数＋最小ビット数）＜＝２＊利用可能ビット数であれば、より大きい予測ビット数を有する新しいカテゴリ化が必要となる。そうでなければ、より小さな予測ビット数を有するカテゴリ化が必要となる。より大きな予測ビット数を有するカテゴリ化が必要な場合には、カテゴリがすでに０でなく、生カテゴリ［領域］＋オフセット−２＊最大レートカテゴリ［領域］が少なくとも他のいずれの領域よりも小さい最低周波数領域が求められる。この領域のカテゴリは最大レートカテゴリ［］において１だけ減じられる。次に、この新しいカテゴリ化に対する予測ビット数が計算され最大ビット数がそれに等しくなるように設定される。より小さな予測ビット数を有するカテゴリ化が必要な場合には、カテゴリがすでに７でなく、生カテゴリ［領域］＋オフセット−２＊最大レートカテゴリ［領域］が少なくとも他のいかなる領域よりも大きい最高周波数領域が求められる。この領域のカテゴリーは最小カテゴリ［］において１だけインクリメントされる。次に、この新しいカテゴリ化のための予測ビット数が計算され最小ビット数がそれに等しく設定される。このようにして、予測ビット数から順序付け可能な１６のカテゴリ化が生成される。カテゴリ化０は最大予測ビット数を有し、カテゴリ化１５は最小予測ビット数を有する。各カテゴリ化は、カテゴリが１だけ異なる単一領域の場合を除き、その順序づけの近傍と同じである。上述のようにして生成されるカテゴリ化を変調することにより、第３の原理を含めることができる。カテゴリ化手続きのための第３の原理は、１つの領域における信号電力は、他の領域の量子化ノイズをマスクすることができ、このマスク効果は、その領域が空間的に近い場合には最大となる。最初の２つの原理を用いただけでも、ある領域に対するカテゴリ割り当ては他の領域の電力のスペクトル近接により影響を受けない。第３の原理を加えることにより、スペクトル距離の問題を生じる。これにより、上述の式生_カテゴリ［領域］＝−ｒｍｓ指数［領域］を2^rms指数［領域］生カテゴリ［領域］＝-log of SUM r＝[0,13](重み［領域、ｒ］^★2＾rm指数［ｒ］）（但し、重み［領域、ｒ］はスペクトル距離（｜領域−ｒ｜）が増大するにつれ減少するある一定の関数である。重み［領域、ｒ］が一定であれば、この式は生カテゴリ［領域］＝-rms指数［領域］＋ある定数）に低減される。図７Ａ乃至７Ｃは最初の２つの原理に従うカテゴリ化手続きに使用されるステップ群３００−３２４を示すフロー図である。スカラー量子化ベクトルハフマン符号化（ＳＱＶＨ）（モジュール４０₀−４０₁₅）カテゴリ０乃至カテゴリ６のＭＬＴ変換係数は正規化され、量子化されベクトルに合成され、ハフマン符号化される。ＭＬＴ変換係数は最初に正規化されデッドゾーン拡張によりスカラー量子化される。その結果得られる量子化指数を次にベクトル指数に合成する。最後に、ベクトル指数は可変ビット長符号化される。カテゴリ７に割り当てられた領域の場合、ビットは送信されない。カテゴリがカテゴリ７でない領域の場合、エンコーダーは、モジュール４２₀ −４２₁₃および４４において、各ＭＬＴ変換係数、ｍｌｔ［ｉ］の絶対値を正規化し量子化指数ｋ［ｉ］を生成する。ｋ［ｉ］＝max{（x^★mlt[20^★領域＋ｉ]の絶対値＋デッドゾーン丸め）の集計個数,kmax}(但し、x＝1.0/(ステップサイズ＊(その領域の量子化ｒｍｓ値))であり、ステップサイズ、デッドゾーン丸めおよびkmaxは以下の表で与えられる。表カテゴリステップサイズデッドゾーン丸め kmax ０ 2.0＾-1.5 0.3 13 １ 2.0＾-1.0 0.33 9 ２ 2.0＾-0.5 0.36 6 ３ 2.0＾0.0 0.39 4 ４ 2.0＾0.5 0.42 3 ５ 2.0＾1.0 0.45 2 ６ 2.0＾1.5 0.5 1 これらの指数はベクトル指数に合成される。このベクトルの性質は以下の表で与えられる vd:＝ベクトル寸法 vpr:＝領域あたりのベクトル数 u:＝(kmax+1)＾vd （これは性質の異なるベクトルの数である）カテゴリｖｄｖｐｒｕ０２１０１９６１２１０１００２２１０４９３４５６２５４４５２５６５５４２４３６５４３２一般に、指数［ｎ］は以下の如くに計算される。ベクトル指数［ｎ］＝SUM overi＝[0,vd-1](k[n^★vpr]+i)^★(kmax+1)＾(vd-(i+1 ))) カテゴリｘに対する指数ベクトル指数を有するベクトルを表すのに必要なビット数は下記mlt_sqvh_ビットカウント＿カテゴリ_x表で与えられる。対応する符号ビットは下記mlt_sqvh_符号＿カテゴリ_x表で与えられる。これらの数は次にサインビットの数と共に加算され、このカテゴリを有するこの領域を表すのに必要なトータルビット数を決定する。領域ビット数［領域］＝SUM n=[0,vpr-1] mlt_ベクトル_quant＿ビット［カテゴリ］［ベクトル指数［ｎ］］ mlt_sqvh＿ビットカウント値＿カテゴリ＿ｘおよびmlt_sqvh_符号＿カテゴリ＿ｘ表を以下に示す。ＭＬＴベクトル指数の符号化（モジュール５２₀−５２₁₅）ベクトル指数はスペクトル周波数の順番にライン４９上に送信される。これらのベクトル指数は上記表に定義された可変ビット長符号に従って符号化される。最左端のビットが最初に送信される。ノンゼロスカラー指数に相当するサインビットが各ベクトル指数符号の後に直ちに続く。サインビットもスペクトル周波数の順番に送信される。（符号化表は、領域金体に対して最大可能値を超える対応合計電力を第１ベクトル指数が有しているとき、いくつかのベクトル指数を、他のベクトル指数として符号化される符号にマッピングする。）レート制御（モジュール６２）１６のカテゴリ化のそれぞれについて、フレームを表すのに実際必要なトータルビット数が計算される。これには、電力振幅包絡線、レート制御のための４ビット（すなわち１６の可能なカテゴリ化の選択された１つの識別情報）、およびＭＬＴ変換係数のＳＱＶＨ符号化に必要なビットを表すのに使用されるビットを含む。その割り当て内に収まるビット合計を生じるカテゴリ化から１つが選択される。（ある種の実装方法では、最も低い指数が付されたカテゴリ化を常に選択することができる。）その割り当て内に収まるビット合計を生じるカテゴリ化が無い場合には、最も近い（通常１５）カテゴリ化が選択される。次に、そのフレームの割り当てを使い果たすまで符号ビットを送信することができる。あるいは、あるＭＬＴ変換係数を、さらに少ないビットを使用する指数に再量子化して、そのフレーム内のすべての符号ビットを送信することができる。エンコーダービットストリーム出力（マルチプレクサ２８）３つのデータタイプがチャンネル２７に送信される。すなわち、電力振幅包絡線、レート制御（すなわち選択されたカテゴリ化）データおよびＳＱＶＨＭＬＴ変換係数指数である。電力振幅包絡線が最初に送信される。電力振幅包絡線は最も低い周波数領域から最も高い周波数領域の順に送信される。最初の領域は５ビットで符号化される。残りの１３の領域の各々は可変ビット数で符号化される。ライン４５上のレート制御データが次に送信される。レート制御データは常に４ビットを使う。ライン４９上のＳＱＶＨＭＬＴ変換係数指数は最後に送信される。ＳＱＶＨ符号は、最も低いスペクトル周波数から最も高いスペクトル周波数の順に送信される。ＳＱＶＨＭＬＴ変換係数指数は可変ビット数で符号化される。カテゴリ化により、ある領域ではビットを持たない。一般に、フレームの割り当てを充填するために追随する充填ビットが必要である。これらのビットのデフォルトは最後に０を伴ったオール１である。例示これは１フレームを符号化する際の重要なポイント群の一例である。イニシャルカテゴリー化はオフセット＝１８に相関するカテゴリー化手続きは次に以下の１６のカテゴリー化を決定する以下の表は１６のカテゴリ化に対して領域毎の期待値ビット合計を示す以下の表は、領域およびカテゴリー毎の実際のビット合計を示す以下の表は１６のカテゴリー化に対する領域毎の実際のビット合計を示すデコーダー３０図５を参照すると、デコーダ３０はデータを逆多重化するデマルチプレクサ６０を含む。すなわち、同図に示すように、デマルチプレクサ６０は、チャンネル２７上のビットストリームを逆多重化して、電力振幅量子化指数をライン２６’ に出力し、レート制御データをライン６６’に出力し、符号化変換係数をライン６１’に出力する。各領域の量子化電力はモジュール２２’の送信された量子化電力指数から復号化され再構成される。領域電力量子化レベルはライン３１’に出力され、そのビットカウント値はライン２９’に出力される。エンコーダー９（図４）が決定したと同じカテゴリ化セットが、量子化電力指数および領域電力符号化の残差ビット数を用いて、モジュール３２’において、決定される。すなわち、カテゴリ化モジュール３２’はライン３４’₀−３４’₁₅にそれぞれカテゴリ化０乃至カテゴリ化１５の１６のカテゴリ化を出力する。モジュール６２’にはライン３４’₀乃至３４’₁₅を介してカテゴリ化が供給され、ライン６６’を介して供給されたカテゴリ化選択情報（エンコーダー９のライン６６を介して供給される）を用いて、ライン３４’₀乃至３４’₁₅上のカテゴリ化の１つを選択し、ライン３４’上に出力する。各領域に対して、モジュール４０’はライン３４’の各領域に対するカテゴリ割り当てに従って、変換係数再構成レベル表、ベクトル寸法、および可変ビット長復号化表を決定する。次に、モジュール４０’は可変ビット長復号化表を用いてライン６１’上のビットを復号化し、変換係数再構成表およびライン３１’上の領域電力量子化レベルを用いて変換係数を再構成する。図６を参照すると、モジュール４０’はライン６１’上のビットストリームを入力し、それぞれモジュール５２’₀乃至５２’₁₃によりシーケンシャルに領域０−１３のベクトル指数を復号化する。モジュール５１’₀乃至５１’₁₃はライン３４’上のカテゴリ割り当てに従って、ベクトル指数を各領域のスカラー指数に分離する。モジュール５０’₀乃至５０’₁₃は、モジュール５１’₀乃至５１’₁₃ によりそれぞれ出力されるスカラー指数、ライン３４’上のカテゴリ割り当て、およびライン３１’上の領域量子化電力レベルに従って、それぞれ領域０乃至１３のＭＬＴ変換係数を再構成し、非正規化し、ライン６８にそのフレームの再構成されたＭＬＴ変換係数を出力する。再び図５を参照すると、変換係数は、逆ＭＬＴ(ＩＭＬＴ)モジュール１６’およびデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１４’においてタイムドメインオーディオ信号に変換される。ある領域をカテゴリ７に割り当てることができるが、これは、これらの領域に対して特定のＭＬＴ情報が送信されなかったことを意味する。しかしながら、これらの領域の平均のＭＬＴ値（すなわち量子化された平均電力の平方根）は利用可能である。これらの変換係数を０に設定する代わりに、デコーダーは各領域に対して平均的なＭＬＴ変換係数の大きさに比例した（その領域の量子化された平均電力の平方根に等しい）値をこれらの変換係数に設定し、符号をランダムに設定する。これはノイズフィルと呼ばれる。ノイズフィルはさらにカテゴリ６および５にも使用される。これは、これらのカテゴリに対して、ほとんどのＭＬＴ変換係数は０に設定されるからである。０として送信された値は、その領域の平均的大きさの小部分に設定される。再度、符号がランダムに決定される。符号化されたこれらの変換係数に対して、各領域の重心再構成表が復号化のために設けられる。符号化される変換係数のために、各カテゴリの重心再構成表が復号化のために設けられる。次に、復号化された値はその領域の量子化された平均電力の平方根を用いて再正規化される。７０００Ｈｚ以上の周波数を表す４０個のＭＬＴ変換係数は０に設定される。ＭＬＴ変換係数が再構成された後、逆変調重ねあわせ変換（ＩＭＬＴ）１６’が新しいタイムドメインサンプルをライン７０に発生する。ライン７０のサンプルはデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１４’によりライン72上のオーディオ信号に変換される。ＭＬＴ情報の各フレームのデコーダ３０動作は、最後のオアーバラップ部分およびＩＭＬＴ１６’の加算動作を除き従前のフレームの情報と独立している。特に電力振幅包絡線の復号化（モジュール２２’）ライン４６’上のデータフレームの最初の５ビットはｒｍｓ＿指数［０］に組み立てられる。次に、領域１乃至１３に対して、差動＿ｒｍｓ＿指数［領域］の可変ビット長符号はエンコーダーセクションにおいて、定義される差動＿ｒｍｓ＿表に従って復号化される。領域１乃至１３に対して、ｒｍｓ＿指数［領域］＝ｒｍｓ＿指数［領域−１］＋差動＿ｒｍｓ＿指数［領域］カテゴリ化手続き（モジュール３２’）各フレームに対して、電力振幅包絡線が復号化された後、デコーダー３０のモジュール６４はＭＬＴ変換係数を表すために利用可能なビット数を計算する。利用可能ヒット数＝フレーム当たりのビット数−振幅包絡線ビット−レート制御ビット（４ビット）次に、モジュール６４は、図７Ａ乃至７Ｃに示すカテゴリ化手続きを用いてエンコーダｐ９（図３）が計算したと同じ１６の可能なカテゴリ化セットを再構成する。最後にライン４５’上の４レート制御ビット（すなわちレート制御）が、ＭＬＴ変換係数を符号化するためにエンコーダー９（図３）により選択された１６のカテゴリ化の１つを決定する。ＭＬＴ変換係数の復号化（モジユール４０’）各領域に対して、デコーダー３０のモジュール６６はエンコーダー３０のモジュール６４に定義されたカテゴリ固有の表に従ってライン４９’上のＭＬＴベクトルの可変ビット長符号を復号化する。（mlt_sqvh_ビットカウント＿カテゴリ_xおよびmlt_sqvh_符号＿カテゴリ_x）但し、x＝０乃至６次に、個々のＭＬＴ変換係数量子化指数、ｋ[i]がべクトル指数から復元される。 k[i]＝（ベクトル_指数） (kmax+1)＾(i+1))/(kmax+1)＾i i＝[O,vd-1] vd＝カテゴリのベクトル寸法 kmax＝カテゴリのための最大スカラー量子化指数ＭＬＴ変換係数のためのデフォルトの再構成は重心表を使用する。ＭＬＴ変換係数振幅は、その領域の量子化された平均電力の平方根と、復号化された指数により指定される重心との積をとることによりモジュール６６において再構成される。次に、対応するサインビットが１に設定される場合には、ノンゼロ値は否定される。ノイズフィルカテゴリ７の場合、ＭＬＴ変換係数振幅は符号化されない。カテゴリ５および６の場合、量子化ステップサイズは非常に大きいので、ほとんどのＭＬＴ変換係数は０に符号化される。デコーダーはこれらの０を、ランダムサインの値およびその領域の量子化された平均電力の平方根に比例した振幅と入れ替える。デフォルトの比例定数は以下の通りである。カテゴリデフォルトノイズフィル比例定数５．１７６７７７６．２５７．７０７１０７不足ビットエンコーダーが最後の非カテゴリ７の領域を符号化完了する前にビット不足になるフレームがあり得る。これらの場合におけるデフォルトのデコーダー動作はその領域及び残りのすべての領域をカテゴリ７として処理することである。逆変調重ねあわせ変換（ＩＭＬＴ）（モジュール１６’）各逆変調重ねあわせ変換（ＩＭＬＴ）６８の動作は、３２０個のＭＬＴ変換係数を取り込み、３２０個のタイムドメインサンプルを出力することである。逆ＭＬＴ６８はタイプＩＶのＤＣＴに分解され、その後、窓をかける動作、オーバラップ動作および加算動作が行われる。タイプＩＶのＤＣＴは以下の通りである。 u[n]＝SUM m＝[0,319] sqrt(2/320)^★cos((m+0,5)^★(n+0.5)^★PI/320)^★mlt[m] 窓かけ動作窓かけ、オーバラップおよび加算動作は、現在フレームのＤＣＴ出力からのサンプルの１／２と残り１／２は従前のフレームＤＣＴ出力からのサンプルを使用する。 y[n]＝w[n]^★u[159-n]＋w[319-n]^★u_old[n],n＝{0,159} y[n+160]＝w[160+n]^★u[n]−w[159-n]^★u_old[159-n]，n＝[0,159] 次のフレームに対して、今迄使用されていないu[]の残り半分がu_old[]に格納される。 u_old[n]＝u[n+160],n＝[0,159] エンコーダー、デコーダーおよび初期化モジュールを含む、Ｃ言語で書かれたソースコードプログラムを本明細書に付録として添付する。本明細書の開示の一部は、著作権保護に関する資料を含む。著作権者は、米国特許庁のファイルまたは記録に現れる本明細書あるいは特許開示のファクシミリの複製に異存は無いが、ほかの点では、何であれ、すべての著作権を保有する。他の実施例は添付クレームの精神と範囲内にある。

Claims

【特許請求の範囲】１．オーディオ信号のデジタル化されたサンプルのオーバラップするグループ群を変換係数のフレーム群に変換するステップと、各フレームの変換係数を隣接する領域にグループ化するステップと、前記領域の変換係数から各領域の電力を決定するステップと、所定の規則により選択される、所定数の量子化ステップサイズと可変ビット長符号化カテゴリ化を、各領域の変換係数に印加するステップと、前記カテゴリ化の各々に対して、符号化された変換係数をデコーダーに送信するのに必要なビット数を決定するステップと、および所定の忠実度基準および最大ビットレートに従って選択されたカテゴリ化の１つに従って変換係数を量子化し符号化するステップとで構成されることを特徴とするオーディオ信号の符号化方法。２．量子化され符号化された電力から複数の領域の各々において電力を再構成するステップと、受信した識別情報からエンコーダーにより使用された、所定数量子化および可変ビット長符号化カテゴリ化の１つを決定するステップと、前記決定されたカテゴリ化と量子化された電力から各領域の量子化ステップサイズを決定するステップと、量子化され符号化された変換係数から、前記決定されたステップサイズを用いて再構成された変換係数を再構成するステップと、および再構成された変換係数をオーディオ信号に変換するステップとで構成されることを特徴とする符号化されたオーディオ信号を復号化する方法。３．オーディオ信号のサンプルを、変換係数のフレームであって、各フレームの変換係数が複数の領域にグループ化された変換係数のフレームに変換するステップと、所定数の量子化ステップサイズと可変ビット長符号化カテゴリ化を前記複数の領域に印加するステップであって、各領域に複数の異なる量子化カテゴリのうちの選択されたカテゴリを割り当てるステップを含み、前記カテゴリ化がその領域の変換係数の特性に従って選択されるステップと、およびその領域の変換係数の量子化のためのカテゴリ化群の１つを選択するステップとで構成されることを特徴とするオーディオ信号符号化方法。４．オーディオ信号のサンプルを変換係数のフレームに変換するステップであって、各フレームの変換係数が複数の領域にグループ化された変換係数のフレームに変換するステップと、前記変換係数から各領域の電力を決定するステップと、前記決定された電力をデコーダーに送信するために符号化するステップと、所定数の量子化および可変ビット長符号化カテゴリ化を前記複数の領域に印加するステップであって、前記カテゴリ化の各々は各領域を、複数の異なる量子化カテゴリの選択されたカテゴリに割り当てるステップを含み、各カテゴリは量子化ステップサイズと可変ビット長符号化手続きを提供し、少なくとも１つのカテゴリ化の変換係数は決定された電力に従って選択された量子化ステップサイズに従って量子化され、前記符号化手続きは前記量子化された変換係数の統計的性質に従って選択されるステップと、前記印加されたカテゴリ化の各々に対して決定された性能係数に従って前記領域内の変換係数を量子化し符号化するためのカテゴリ化の１つを選択し、前記選択されたカテゴリ化を前記デコーダーに送信するために識別するステップと、前記領域内の変換係数を、前記選択されたカテゴリ化のカテゴリにより供給された量子化ステップサイズで量子化するステップと、前記デコーダーに送信するために、前記選択されたカテゴリ化のカテゴリにより供給された手続きに従って前記量子化された変換係数を符号化するステップとで構成されることを特徴とするオーディオ信号符号化方法。５．オーディオ信号のあるシーケンスのサンプルを対応するシーケンスのデジタルワードに変換するステップと、前記デジタルワードの複数の重複するグループの各々を変換係数のフレームに変換するステップであって、各フレームの変換係数は複数の隣接する領域にグループ化されるステップと、所定数のカテゴリ化を前記複数の領域に印加して第１のカテゴリ化を発生するステップであって、前記各領域に、複数の異なる量子化カテゴリの選択された１つを割り当るステップを含み、前記カテゴリ化はその領域内の変換係数の少なくとも１つの特性に従って選択されるステップと、および性能係数に従って前記各領域内の変換係数の量子化および符号化のために前記カテゴリ化の１つを選択するステップとで構成されることを特徴とするオーディオ信号符号化方法。６．入力オーディオ信号に窓をかけるステップと、窓をかけた信号をタイムドメインから周波数ドメインに変換し複数の周波数成分を生成するステップと、前記周波数成分を、前記周波数ドメインの隣接する領域であって、各領域が複数の周波数成分を有する領域にグループ化するステップと、各領域のスペクトルエネルギーを決定するステップと、符号化されたフォーマットの各領域のスペクトルエネルギーを送信チャンネルに送信するステップと、すべての領域に対する前記スペクトルエネルギーを用いて、各領域の量子化ステップサイズを決定するステップと、前記量子化ステップサイズに基づいて周波数成分を量子化するステップと、送信器符号化方法に従って、量子化された情報を送信するのに必要なトータルビット数を決定するステップと、所定の規則群に基づいて、かつ前記量子化ステップサイズを用いて前記各領域の複数の撹乱された量子化割り当てを決定するステップと、各撹乱された量子化に対して、前記撹乱された割り当てから得られる量子化ステップサイズに従って、前記量子化された情報を送信するのに必要なトータルビット数を決定するステップと、忠実度基準および最大チャンネルビットレートに基づいて、前記チャンネルに送信するための、前記撹乱された割り当ての１つと前記量子化ステップサイズを選択するステップと、前記選択された量子化に従って前記変換係数を量子化するステップと、前記チャンネルに送信するために前記量子化された変換係数を符号化するステップと、および前記チャンネルに前記選択された量子化の識別情報を送信し、それによりデコーダーは前記チャンネルを介して受信した情報からオーディオ信号を再構成することができることを特徴とするオーディオ信号を符号化する方法。７．量子化され符号化された電力振幅包絡線から電力振幅包絡線を再構成するステップと、ビットレート符号から、オーディオ信号を量子化し符号化するのに使用される所定数のカテゴリ化の選択された１つを決定するステップであって、量子化手続きは、オーディオ信号の１フレームの変換係数を隣接する領域にグループ化し、各領域の変換係数は、その領域の量子化され送信された電力に従って選択された量子化ステップサイズに従って量子化されるステップと、前記カテゴリ化の選択された１つに従って量子化され符号化された変換係数を復号化し、前記選択されたカテゴリ化は、オーディオ信号の変換係数を符号化するのに使用される量子化ステップサイズと符号化カテゴリ化を供給するステップと、および前記復号化された変換係数を前記オーディオ信号の再構成に変換するステップとで構成されることを特徴とする符号化されたオーディオ信号を復号化する方法。８．オーディオ信号のデジタル化されたサンプルの重複するグループを変換係数のフレームに変換するステップと、前記変換係数のフレームを隣接する領域にグループ化するステップと、前記領域の変換係数から各領域の電力を決定するステップと、量子化され符号化された電力をデコーダーに送信するステップと、所定数の量子化ステップサイズおよび符号化手続きカテゴリ化を各領域の変換係数に印加し、前記量子化ステップサイズはその領域の量子化され送信された電力と、すべての領域の量子化され送信された電力に従って選択されるステップと、デコーダーに符号化された変換係数を送信するのに必要なビット数を決定するステップと、所定の忠実度基準および最大ビットレートに従って選択された量子化手続きに従って変換係数を量子化し符号化するステップと、および前記選択された、量子化され符号化された変換係数と、前記選択された量子化された手続きの識別情報をデコーダーに送信するステップと、から構成される方法によりオーディオ信号が符号化され、復号化方法は、前記送信された、量子化され符号化された電力振幅から電力振幅包絡線を再構成するステップと、前記デコーダーに送信され印加された所定数の量子化および符号化カテゴリ化の１つを決定するステップと、前記決定されたカテゴリ化に従って、量子化され符号化された変換係数を復号化するステップであって、前記決定されたカテゴリ化は前記オーディオ信号を符号化するのに使用される量子化ステップサイズと符号化カテゴリ化を供給するステップと、および復号化された変換係数を再構成されたオーディオ信号に変換するステップとで構成されることを特徴とする符号化されたオーディオ信号を復号化する方法。９．オーディオ信号のデジタル化されたサンプルの重複するグループを変換係数のフレームに変換するステップであって、各フレームの変換係数は領域にグループ化されるステップと、量子化され、指数づけされ、可変ビット長符号化された各領域の電力を決定するステップと、前記量子化された領域電力指数および領域電力の符号化の後の複数の残差ビットを用いてカテゴリ化手続きを実行して所定数のカテゴリ化を決定するステップであって、各カテゴリ化は各領域に対して量子化および符号化カテゴリ割り当てを指定し、各カテゴリは量子化ステップサイズ、デッドゾーン、ベクトル寸法、および可変ビット長符号化表および相関する復号化表を定義するステップと、各カテゴリ化毎に、その領域の量子化された電力指数、すべての領域の量子化された電力指数、および利用可能ビット数に従って各領域の量子化および符号化カテゴリを選択するステップと、各カテゴリ化を用いて、前記符号化された変換係数を送信するのに必要なビット数を決定するステップと、最大ビットレート基準に従って選択された前記カテゴリ化の１つを用いて前記変換係数を符号化するステップと、前記符号化され量子化された領域電力指数、前記選択されたカテゴリ化の識別情報、および前記符号化された変換係数をデコーダーに送信するステップとで構成されることを特徴とするオーディオ信号符号化方法。 10．前記送信された電力指数から前記各領域の量子化された電力を復号化し再構成するステップと、前記エンコーダーが決定した同じカテゴリ化セットを決定し、前記量子化された電力指数および、領域電力復号化の後の残差ビット数を使用するステップと、前記デコーダーに送信された識別情報からカテゴリ化の選択された１つを決定するステップと、前記決定されたカテゴリ化から前記各領域毎の量子化および符号化カテゴリ割り当てを決定するステップと、各領域毎に、その領域の決定されたカテゴリおよび再構成され量子化された電力から、変換係数再構成レベル表、ベクトル寸法、および可変ビット長符号化表を決定するステップと、前記変換係数再構成レベル表、ベクトル寸法、および可変ビット長符号化表から各領域の量子化された変換係数を再構成するステップと、および前記変換係数をタイムドメインオーディオ信号に変換するステップとで構成されることを特徴とするクレーム９に記載のオーディオ信号符号化方法。 11．オーディオ信号のデジタル化されたサンプルのオーバラップするグループ群を変換係数のフレーム群に変換するモジュールと、各フレームの変換係数を隣接する領域にグループ化するモジュールと、前記領域の変換係数から各領域の電力を決定するモジュールと、所定の規則により選択される、所定数の量子化ステップサイズと可変ビット長符号化カテゴリ化を、各領域の変換係数に印加するモジュールと、前記カテゴリ化の各々に対して、符号化された変換係数をデコーダーに送信するのに必要なビット数を決定するモジュールと、および所定の忠実度基準および最大ビットレートに従って選択されたカテゴリ化の１つに従って変換係数を量子化し符号化するモジュールとで構成されることを特徴とするオーディオ信号を符号化するエンコーダー。 12．量子化され符号化された電力から複数の領域の各々において電力を再構成するモジュールと、受信した識別情報からエンコーダーにより使用された、所定数量子化および可変ビット長符号化カテゴリ化の１つを決定するモジュールと、前記決定されたカテゴリ化と量子化された電力から各領域の量子化ステップサイズを決定するモジュールと、量子化され符号化された変換係数から、前記決定されたステップサイズを用いて再構成された変換係数を再構成するモジュールと、および再構成された変換係数をオーディオ信号に変換するモジュールとで構成されることを特徴とする符号化されたオーディオ信号を復号化するデコーダー。 13．オーディオ信号のサンプルを、変換係数のフレームであって、各フレームの変換係数が複数の領域にグループ化された変換係数のフレームに変換するモジュールと、所定数の量子化ステップサイズと可変ビット長符号化カテゴリ化を前記複数の領域に印加するステップであって、各領域に複数の異なる量子化カテゴリのうちの選択されたカテゴリを割り当てるステップを含み、前記カテゴリ化がその領域の変換係数の特性に従って選択されるモジュールと、およびその領域の変換係数の量子化のためのカテゴリ化群の１つを選択するモジュールとで構成されることを特徴とするオーディオ信号エンコーダー。 14．量子化され符号化された電力振幅包絡線から電力振幅包絡線を再構成するモジュールと、ビットレート符号から、オーディオ信号を量子化し符号化するのに使用される所定数のカテゴリ化の選択された１つを決定するモジュールであって、量子化手続きは、オーディオ信号の１フレームの変換係数を隣接する領域にグループ化し、各領域の変換係数は、その領域の量子化され送信された電力に従って選択された量子化ステップサイズに従って量子化されるモジュールと、前記カテゴリ化の選択された１つに従って量子化され符号化された変換係数を復号化し、前記選択されたカテゴリ化は、オーディオ信号の変換係数を符号化するのに使用される量子化ステップサイズと符号化カテゴリ化を供給するモジュールと、および前記復号化された変換係数を前記オーディオ信号の再構成に変換するモジュールとで構成されることを特徴とする符号化されたオーディオ信号を復号化するデコーダー。 15．オーディオ信号のデジタル化されたサンプルの重複するグループを変換係数のフレームに変換するモジュールと、前記変換係数のフレームを隣接する領域にグループ化するモジュールと、前記領域の変換係数から各領域の電力を決定するモジュールと、量子化され符号化された電力をデコーダーに送信するモジュールと、所定数の量子化ステップサイズおよび符号化手続きカテゴリ化を各領域の変換係数に印加し、前記量子化ステップサイズはその領域の量子化され送信された電力と、すべての領域の量子化され送信された電力に従って選択されるモジュールと、デコーダーに符号化された変換係数を送信するのに必要なビット数を決定するモジュールと、所定の忠実度基準および最大ビットレートに従って選択された量子化手続きに従って変換係数を量子化し符号化するモジュールと、および前記選択された、量子化され符号化された変換係数と、前記選択された量子化された手続きの識別情報をデコーダーに送信するモジュールと、から構成されるデコーダーと、前記送信された、量子化され符号化された電力振幅から電力振幅包絡線を再構成するモジュールと、前記デコーダーに送信され印加された所定数の量子化および符号化カテゴリ化の１つを決定するモジュールと、前記決定されたカテゴリ化に従って、量子化され符号化された変換係数を復号化するステップであって、前記決定されたカテゴリ化は前記オーディオ信号を符号化するのに使用される量子化ステップサイズと符号化カテゴリ化を供給するモジュールと、および復号化された変換係数を再構成されたオーディオ信号に変換するモジュールとで構成されるデコーダーとで構成されることを特徴とするオーディオ信号を符号化および復号化するための符号化および復号化システム。