JP2002135122A - オーディオ信号符号化装置 - Google Patents
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- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 22
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- G—PHYSICS
- 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
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 符号化対象とならない周波数帯域の信号を低
演算量で取り除く。 【解決手段】 入力オーディオ信号に対して写像変換を
施して周波数を変域とする周波数領域信号を生成する写
像変換部１１と、設定された符号化ビットレートを符号
量として出力する符号量指定部１２と、符号量に基づい
て周波数領域信号に対して圧縮符号化処理を行ってビッ
トストリームを生成する周波数領域信号圧縮符号化部１
３と、周波数領域信号の周波数変域の一部を減衰周波数
変域とし、該減衰周波数変域における周波数領域信号の
値に１以下の減衰係数を乗算して当該減衰周波数変域に
おける周波数領域信号を減衰させる帯域制限処理を実行
し、帯域制限処理された周波数領域信号を周波数領域信
号圧縮符号化部に出力する帯域制限部１０を有する。こ
のように、所定の周波数帯域の周波数領域信号を減衰さ
せて符号化対象とならない周波数帯域の信号を低演算量
で取り除く。
演算量で取り除く。 【解決手段】 入力オーディオ信号に対して写像変換を
施して周波数を変域とする周波数領域信号を生成する写
像変換部１１と、設定された符号化ビットレートを符号
量として出力する符号量指定部１２と、符号量に基づい
て周波数領域信号に対して圧縮符号化処理を行ってビッ
トストリームを生成する周波数領域信号圧縮符号化部１
３と、周波数領域信号の周波数変域の一部を減衰周波数
変域とし、該減衰周波数変域における周波数領域信号の
値に１以下の減衰係数を乗算して当該減衰周波数変域に
おける周波数領域信号を減衰させる帯域制限処理を実行
し、帯域制限処理された周波数領域信号を周波数領域信
号圧縮符号化部に出力する帯域制限部１０を有する。こ
のように、所定の周波数帯域の周波数領域信号を減衰さ
せて符号化対象とならない周波数帯域の信号を低演算量
で取り除く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ信号符
号化装置に関し、特に入力オーディオ信号に対して写像
変換を施して周波数を変数とする周波数領域信号（また
は、周波数変域信号、周波数変域で定義される関数で表
される信号）を生成する写像変換部と、ユーザが指定
し、または設定された符号化ビットレートを符号量とし
て出力する符号量指定部と、符号量指定部が指定する符
号量に基づいて前記周波数領域信号に対して圧縮符号化
処理を行ってビットストリームを生成する周波数領域信
号圧縮符号化部を有するオーディオ信号符号化装置に関
する。
号化装置に関し、特に入力オーディオ信号に対して写像
変換を施して周波数を変数とする周波数領域信号（また
は、周波数変域信号、周波数変域で定義される関数で表
される信号）を生成する写像変換部と、ユーザが指定
し、または設定された符号化ビットレートを符号量とし
て出力する符号量指定部と、符号量指定部が指定する符
号量に基づいて前記周波数領域信号に対して圧縮符号化
処理を行ってビットストリームを生成する周波数領域信
号圧縮符号化部を有するオーディオ信号符号化装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来のオーディオ信号符号化装置の一例
がAdvanced Television System Committee発行Digital
Audio Compression Standard AC-3（以下文献１と略
す）に記載されている。図９は、文献１に記載されたオ
ーディオ信号符号化装置のブロック図である。図９に示
されている従来のオーディオ信号符号化装置は、帯域制
限フィルタ部２０と、写像変換部１１と、符号量指定部
１２と、周波数領域信号圧縮符号化部１３を備えてい
る。
がAdvanced Television System Committee発行Digital
Audio Compression Standard AC-3（以下文献１と略
す）に記載されている。図９は、文献１に記載されたオ
ーディオ信号符号化装置のブロック図である。図９に示
されている従来のオーディオ信号符号化装置は、帯域制
限フィルタ部２０と、写像変換部１１と、符号量指定部
１２と、周波数領域信号圧縮符号化部１３を備えてい
る。
【０００３】帯域制限フィルタ部２０は、入力オーディ
オ信号から、符号化対象にならない周波数成分を取り除
く。写像変換部１１は、帯域制限された入力オーディオ
信号に対して写像変換を施して周波数領域信号を生成す
る。符号量指定部１２は、ユーザが指定した符号化ビッ
トレートを周波数領域信号圧縮符号化部１３に伝達す
る。周波数領域信号圧縮符号化部１３は、符号量指定部
１２が出力する符号化ビットレートに基づいて周波数領
域信号を圧縮符号化してビットストリームを生成する。
オ信号から、符号化対象にならない周波数成分を取り除
く。写像変換部１１は、帯域制限された入力オーディオ
信号に対して写像変換を施して周波数領域信号を生成す
る。符号量指定部１２は、ユーザが指定した符号化ビッ
トレートを周波数領域信号圧縮符号化部１３に伝達す
る。周波数領域信号圧縮符号化部１３は、符号量指定部
１２が出力する符号化ビットレートに基づいて周波数領
域信号を圧縮符号化してビットストリームを生成する。
【０００４】上記の従来のオーディオ信号符号化装置に
おいては、帯域制限フィルタ部２０において入力オーデ
ィオ信号を帯域制限フィルタ処理することによって、入
力オーディオ信号に含まれている符号化対象にならない
周波数成分を取り除いている。例えば、上記文献１の第
８章2.1.3 Input filteringの項には、３Ｈｚの高域通
過フィルタの使用が推奨されている。しかし、この帯域
制限フィルタは一般的に積和演算を多く必要とし演算量
が大きいという問題がある。
おいては、帯域制限フィルタ部２０において入力オーデ
ィオ信号を帯域制限フィルタ処理することによって、入
力オーディオ信号に含まれている符号化対象にならない
周波数成分を取り除いている。例えば、上記文献１の第
８章2.1.3 Input filteringの項には、３Ｈｚの高域通
過フィルタの使用が推奨されている。しかし、この帯域
制限フィルタは一般的に積和演算を多く必要とし演算量
が大きいという問題がある。
【０００５】帯域制限された入力オーディオ信号は、写
像変換部１１において写像変換が施され周波数領域信号
へ変換される。文献１では写像変換として変形離散余弦
変換（ＭＤＣＴ：Modified Discrete Cosine Transfor
m）を用いてＭＤＣＴ係数を生成する。ＭＤＣＴ係数
は、周波数を変数として入力オーディオ信号の振る舞い
を特定する周波数領域信号である。変形離散余弦変換は
オーディオ符号化の写像変換手段として広く用いられて
おり、計算式など詳細な記述は文献１などで一般に広く
知られているのでここでは省略する。文献１においては
通常は１回の変形離散余弦変換により２５６個のＭＤＣ
Ｔ係数が生成されている。これらのＭＤＣＴ係数は入力
オーディオ信号の各周波数におけるスペクトラム強度を
表している。
像変換部１１において写像変換が施され周波数領域信号
へ変換される。文献１では写像変換として変形離散余弦
変換（ＭＤＣＴ：Modified Discrete Cosine Transfor
m）を用いてＭＤＣＴ係数を生成する。ＭＤＣＴ係数
は、周波数を変数として入力オーディオ信号の振る舞い
を特定する周波数領域信号である。変形離散余弦変換は
オーディオ符号化の写像変換手段として広く用いられて
おり、計算式など詳細な記述は文献１などで一般に広く
知られているのでここでは省略する。文献１においては
通常は１回の変形離散余弦変換により２５６個のＭＤＣ
Ｔ係数が生成されている。これらのＭＤＣＴ係数は入力
オーディオ信号の各周波数におけるスペクトラム強度を
表している。
【０００６】符号量指定部１２は、ユーザが指定した、
または、予め定められた符号化ビットレートを周波数領
域信号圧縮符号化部１３へ出力する。
または、予め定められた符号化ビットレートを周波数領
域信号圧縮符号化部１３へ出力する。
【０００７】周波数領域信号圧縮符号化部１３は、符号
量指定部１２が指定する符号化ビットレートを満たすよ
うに、写像変換部１１が生成したＭＤＣＴ係数を情報圧
縮してビットストリームを生成する。ここでの情報圧縮
には、オーディオ符号化で広く一般に用いられている聴
覚特性に基づく量子化、複数チャネル間における信号冗
長度抑圧、量子化値のエントロピ符号化などが含まれ
る。これらの技術については、文献１などで広く一般に
知られており、また本発明の新規性とは関係が無いので
詳細な説明を省略する。
量指定部１２が指定する符号化ビットレートを満たすよ
うに、写像変換部１１が生成したＭＤＣＴ係数を情報圧
縮してビットストリームを生成する。ここでの情報圧縮
には、オーディオ符号化で広く一般に用いられている聴
覚特性に基づく量子化、複数チャネル間における信号冗
長度抑圧、量子化値のエントロピ符号化などが含まれ
る。これらの技術については、文献１などで広く一般に
知られており、また本発明の新規性とは関係が無いので
詳細な説明を省略する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来のオーディ
オ信号符号化装置の問題点は、前記したように、帯域制
限フィルタのフィルタ処理に多くの積和演算を必要とす
るので、帯域制限フィルタの演算量が大きいことであ
る。
オ信号符号化装置の問題点は、前記したように、帯域制
限フィルタのフィルタ処理に多くの積和演算を必要とす
るので、帯域制限フィルタの演算量が大きいことであ
る。
【０００９】本発明の目的は、符号化対象とならない周
波数帯域の信号を低演算量で取り除き、それによってオ
ーディオ信号符号化装置の性能を向上させると共に符号
化処理の高速化、低消費電力化、高集積化、および、回
路および装置構成の簡易化を実現することにある。
波数帯域の信号を低演算量で取り除き、それによってオ
ーディオ信号符号化装置の性能を向上させると共に符号
化処理の高速化、低消費電力化、高集積化、および、回
路および装置構成の簡易化を実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のオーディオ信号符号化装置は、周波数領
域信号の周波数変域の一部を減衰周波数変域とし、該減
衰周波数変域における周波数領域信号の値に１以下の減
衰係数を乗算して当該減衰周波数変域における周波数領
域信号を減衰させる帯域制限処理を、前記符号量指定部
が指定する符号量に対応して設定された減衰特性に従っ
て実行し、前記帯域制限処理された周波数領域信号を前
記周波数領域信号圧縮符号化部に出力する帯域制限部を
有する。
めに、本発明のオーディオ信号符号化装置は、周波数領
域信号の周波数変域の一部を減衰周波数変域とし、該減
衰周波数変域における周波数領域信号の値に１以下の減
衰係数を乗算して当該減衰周波数変域における周波数領
域信号を減衰させる帯域制限処理を、前記符号量指定部
が指定する符号量に対応して設定された減衰特性に従っ
て実行し、前記帯域制限処理された周波数領域信号を前
記周波数領域信号圧縮符号化部に出力する帯域制限部を
有する。
【００１１】帯域制限部の一実施態様として、帯域制限
部は、前記符号量指定部が指定する符号量に対応して設
定された減衰開始周波数と減衰終了周波数とによって定
義される周波数区間を減衰周波数変域として、該減衰周
波数変域において周波数が前記減衰開始周波数から減衰
終了周波数へ変化すると共に単調に減少するように定義
された減衰係数を乗算して周波数領域信号を減衰させ、
減衰終了周波数を超える周波数の周波数領域信号の値を
零に定める帯域制限処理を実行する。
部は、前記符号量指定部が指定する符号量に対応して設
定された減衰開始周波数と減衰終了周波数とによって定
義される周波数区間を減衰周波数変域として、該減衰周
波数変域において周波数が前記減衰開始周波数から減衰
終了周波数へ変化すると共に単調に減少するように定義
された減衰係数を乗算して周波数領域信号を減衰させ、
減衰終了周波数を超える周波数の周波数領域信号の値を
零に定める帯域制限処理を実行する。
【００１２】減衰開始周波数と減衰終了周波数との関係
は、目的に応じて種々に設定される。帯域制限部が高周
波領域の周波数領域信号を減衰させる場合には、減衰終
了周波数が減衰開始周波数に等しく設定され、または減
衰終了周波数が減衰開始周波数より高く設定される。減
衰終了周波数を減衰開始周波数に等しく設定するときに
は、減衰開始周波数よりも高周波側領域の周波数領域信
号をステップ状に減衰させることができる。また、減衰
終了周波数を減衰開始周波数より高く設定するときに
は、減衰開始周波数よりも高周波側領域の周波数領域信
号を緩やかに減衰させることができる。
は、目的に応じて種々に設定される。帯域制限部が高周
波領域の周波数領域信号を減衰させる場合には、減衰終
了周波数が減衰開始周波数に等しく設定され、または減
衰終了周波数が減衰開始周波数より高く設定される。減
衰終了周波数を減衰開始周波数に等しく設定するときに
は、減衰開始周波数よりも高周波側領域の周波数領域信
号をステップ状に減衰させることができる。また、減衰
終了周波数を減衰開始周波数より高く設定するときに
は、減衰開始周波数よりも高周波側領域の周波数領域信
号を緩やかに減衰させることができる。
【００１３】帯域制限部が低周波領域の周波数領域信号
を減衰させる場合には、減衰終了周波数が減衰開始周波
数に等しく設定され、または減衰終了周波数が減衰開始
周波数より低く設定される。このとき、減衰終了周波数
を減衰開始周波数に等しく設定するときには、減衰開始
周波数よりも低周波側領域の周波数領域信号をステップ
状に減衰させることができる。また、減衰終了周波数を
減衰開始周波数より低く設定するときには、減衰開始周
波数よりも低周波側領域の周波数領域信号を緩やかに減
衰させることができる。
を減衰させる場合には、減衰終了周波数が減衰開始周波
数に等しく設定され、または減衰終了周波数が減衰開始
周波数より低く設定される。このとき、減衰終了周波数
を減衰開始周波数に等しく設定するときには、減衰開始
周波数よりも低周波側領域の周波数領域信号をステップ
状に減衰させることができる。また、減衰終了周波数を
減衰開始周波数より低く設定するときには、減衰開始周
波数よりも低周波側領域の周波数領域信号を緩やかに減
衰させることができる。
【００１４】減衰係数は、減衰周波数変域における周波
数が減衰開始周波数から減衰終了周波数に変化するとき
１を初期値として減少する線形関数で表される減衰特性
を持つように定めることができる。
数が減衰開始周波数から減衰終了周波数に変化するとき
１を初期値として減少する線形関数で表される減衰特性
を持つように定めることができる。
【００１５】また、減衰係数は、減衰周波数変域におけ
る周波数が減衰開始周波数から減衰終了周波数に変化す
るとき１を初期値として減少する三角関数で表される減
衰特性を持つように定めることができる。
る周波数が減衰開始周波数から減衰終了周波数に変化す
るとき１を初期値として減少する三角関数で表される減
衰特性を持つように定めることができる。
【００１６】減衰周波数変域は、減衰開始周波数と減衰
終了周波数とによって定義される区間であり、周波数変
域は、周波数０と、オーディオ信号のサンプリング周期
の１／２の逆数とによって定義される周波数区間であ
り、周波数変域の、減衰周波数変域を除く区間において
は減衰係数は１であるように減衰係数を定めることがで
きる。
終了周波数とによって定義される区間であり、周波数変
域は、周波数０と、オーディオ信号のサンプリング周期
の１／２の逆数とによって定義される周波数区間であ
り、周波数変域の、減衰周波数変域を除く区間において
は減衰係数は１であるように減衰係数を定めることがで
きる。
【００１７】
【作用】帯域制限部は、符号量指定部が指定する符号化
ビットレートに応じて予め定められている各周波数に対
する減衰係数を周波数領域信号に乗算することによって
周波数領域信号を減衰させる。このようにして、符号化
対象とならない周波数帯域の信号を取り除き、それによ
って少ない演算量で、高品質のオーディオ信号符号化を
達成することができる。
ビットレートに応じて予め定められている各周波数に対
する減衰係数を周波数領域信号に乗算することによって
周波数領域信号を減衰させる。このようにして、符号化
対象とならない周波数帯域の信号を取り除き、それによ
って少ない演算量で、高品質のオーディオ信号符号化を
達成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明のオ
ーディオ信号符号化装置の構成を示すブロック図であ
る。
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明のオ
ーディオ信号符号化装置の構成を示すブロック図であ
る。
【００１９】本実施形態のオーディオ信号符号化装置
は、写像変換部１１と、帯域制限部１０と、符号量指定
部１２と、周波数領域信号圧縮符号化部１３とを有す
る。写像変換部１１は入力オーディオ信号を周波数領域
信号に変換する。帯域制限部１０は、周波数領域信号の
一部を減衰させる。周波数領域信号圧縮符号化部１３
は、帯域制限された周波数領域信号を圧縮符号化してビ
ットストリームを生成する。符号量指定部１２はユーザ
が指定した符号化ビットレートを帯域制限部１０と周波
数領域圧縮符号化部１３へ出力する。
は、写像変換部１１と、帯域制限部１０と、符号量指定
部１２と、周波数領域信号圧縮符号化部１３とを有す
る。写像変換部１１は入力オーディオ信号を周波数領域
信号に変換する。帯域制限部１０は、周波数領域信号の
一部を減衰させる。周波数領域信号圧縮符号化部１３
は、帯域制限された周波数領域信号を圧縮符号化してビ
ットストリームを生成する。符号量指定部１２はユーザ
が指定した符号化ビットレートを帯域制限部１０と周波
数領域圧縮符号化部１３へ出力する。
【００２０】次に、本実施形態の動作を説明する。入力
オーディオ信号は写像変換部１１に与えられる。写像変
換部１１は従来技術と同様に入力オーディオ信号に写像
変換を施して周波数領域信号を生成する。ここでは、写
像変換としてＭＤＣＴ（変形離散余弦変換）を用いた場
合について説明する。文献１においては通常、１回の変
形離散余弦変換により２５６個のＭＤＣＴ係数が生成さ
れている。これらのＭＤＣＴ係数は入力オーディオ信号
の各周波数におけるスペクトラム強度を表しており、こ
こではＭＤＣＴ係数を周波数の低い順に配列して、 ＭＤＣＴ（０）、ＭＤＣＴ（１）、・・・、ＭＤＣＴ（２５５） （１） と記述する。なお、写像変換部１１の詳細な動作につい
ては従来技術と同一であり本発明の特徴部分とは関係な
いので説明を省略する。
オーディオ信号は写像変換部１１に与えられる。写像変
換部１１は従来技術と同様に入力オーディオ信号に写像
変換を施して周波数領域信号を生成する。ここでは、写
像変換としてＭＤＣＴ（変形離散余弦変換）を用いた場
合について説明する。文献１においては通常、１回の変
形離散余弦変換により２５６個のＭＤＣＴ係数が生成さ
れている。これらのＭＤＣＴ係数は入力オーディオ信号
の各周波数におけるスペクトラム強度を表しており、こ
こではＭＤＣＴ係数を周波数の低い順に配列して、 ＭＤＣＴ（０）、ＭＤＣＴ（１）、・・・、ＭＤＣＴ（２５５） （１） と記述する。なお、写像変換部１１の詳細な動作につい
ては従来技術と同一であり本発明の特徴部分とは関係な
いので説明を省略する。
【００２１】符号量指定部１２は、ユーザが指定した符
号化ビットレート、または、予め定められた符号化ビッ
トレートを帯域制限部１０および周波数領域信号圧縮符
号化部１３へ出力する。符号化ビットレートの出力先が
増えた以外は符号量指定部１２の動作は従来技術と同一
である。
号化ビットレート、または、予め定められた符号化ビッ
トレートを帯域制限部１０および周波数領域信号圧縮符
号化部１３へ出力する。符号化ビットレートの出力先が
増えた以外は符号量指定部１２の動作は従来技術と同一
である。
【００２２】本発明の特徴部分である帯域制限部１０
は、入力されたＭＤＣＴ係数のうち幾つかのＭＤＣＴ係
数値を減衰させる。減衰させる際にＭＤＣＴ係数に乗算
する減衰係数は、符号量指定部１２が指定する符号化ビ
ットレートに基づいて予め設定された減衰特性をもつよ
うに定められる。
は、入力されたＭＤＣＴ係数のうち幾つかのＭＤＣＴ係
数値を減衰させる。減衰させる際にＭＤＣＴ係数に乗算
する減衰係数は、符号量指定部１２が指定する符号化ビ
ットレートに基づいて予め設定された減衰特性をもつよ
うに定められる。
【００２３】次に、高周波数成分を減衰する方法につい
て説明する。ナイキストの標本化定理によると、信号に
含まれる最高周波数をｆMAXとすると、Ｔ≦１／（２ｆ
MAX）の時間間隔で標本化すれば原波形を再現すること
ができる。従って、ナイキストの標本化定理が正しく適
用されているとき、入力オーディオ信号のサンプリング
周波数がFSヘルツである場合には、この入力オーディオ
信号には（FS／２）ヘルツまでの周波数成分が含まれて
いる。この入力オーディオ信号に対して上述の２５６個
のＭＤＣＴ係数を生成する写像変換を施したとき、Ａ番
目の周波数fAは、おおよそ fA＝［（FS／２）÷２５６］×Ａ（ヘルツ） （２） になる。したがって、Ａ番目のＭＤＣＴ係数ＭＤＣＴ
（Ａ）は周波数fAのスペクトラム強度を表している。こ
の場合において、Ａ番目以降（順番を表す整数値がＡ以
上）のＭＤＣＴ係数値を零にすると、fAヘルツ以上の高
周波数成分を取り除くことができる。本発明においては
fAの値を減衰開始周波数と呼ぶこととする。
て説明する。ナイキストの標本化定理によると、信号に
含まれる最高周波数をｆMAXとすると、Ｔ≦１／（２ｆ
MAX）の時間間隔で標本化すれば原波形を再現すること
ができる。従って、ナイキストの標本化定理が正しく適
用されているとき、入力オーディオ信号のサンプリング
周波数がFSヘルツである場合には、この入力オーディオ
信号には（FS／２）ヘルツまでの周波数成分が含まれて
いる。この入力オーディオ信号に対して上述の２５６個
のＭＤＣＴ係数を生成する写像変換を施したとき、Ａ番
目の周波数fAは、おおよそ fA＝［（FS／２）÷２５６］×Ａ（ヘルツ） （２） になる。したがって、Ａ番目のＭＤＣＴ係数ＭＤＣＴ
（Ａ）は周波数fAのスペクトラム強度を表している。こ
の場合において、Ａ番目以降（順番を表す整数値がＡ以
上）のＭＤＣＴ係数値を零にすると、fAヘルツ以上の高
周波数成分を取り除くことができる。本発明においては
fAの値を減衰開始周波数と呼ぶこととする。
【００２４】この減衰開始周波数は、ユーザが指定した
圧縮率(符号化ビットレート)に応じて予め定められた帯
域を減衰させるように設定する。一般に圧縮率が高くな
ると広い帯域を高品質に符号化することが困難となるの
で帯域を狭くする必要がある。そのために不要な帯域を
減衰させる。
圧縮率(符号化ビットレート)に応じて予め定められた帯
域を減衰させるように設定する。一般に圧縮率が高くな
ると広い帯域を高品質に符号化することが困難となるの
で帯域を狭くする必要がある。そのために不要な帯域を
減衰させる。
【００２５】上記の説明は、不要な帯域として高周波帯
域を選択した例についての説明であるが、このような場
合には、符号量指定部１２が指定する符号化ビットレー
トが高くなるにつれて減衰開始周波数が小さくなるよう
に符号化ビットレートと減衰開始周波数との対応を予め
決めておくのが望ましい実施態様である。
域を選択した例についての説明であるが、このような場
合には、符号量指定部１２が指定する符号化ビットレー
トが高くなるにつれて減衰開始周波数が小さくなるよう
に符号化ビットレートと減衰開始周波数との対応を予め
決めておくのが望ましい実施態様である。
【００２６】図２は、帯域制限処理を施さない場合の減
衰係数の一例を表す図である。この場合には、写像変換
部１１から出力された総てのＭＤＣＴ係数が忠実に帯域
制限部１０から出力される。
衰係数の一例を表す図である。この場合には、写像変換
部１１から出力された総てのＭＤＣＴ係数が忠実に帯域
制限部１０から出力される。
【００２７】図３は、高周波領域におけるＭＤＣＴ係数
に帯域制限処理を実施するＭＤＣＴ係数減衰係数の第１
の実施例の周波数特性を示す図である。第１の実施例で
は、減衰係数はステップ状曲線を描く。図３において、
減衰開始周波数fAよりも低い周波数領域においては、写
像変換部１１から出力されたＭＤＣＴ係数が忠実に帯域
制限部１０から出力される。減衰開始周波数fAより高い
周波領域においては、ＭＤＣＴ係数は帯域制限部１０か
ら出力されない。次に、本実施形態の第２の実施例を説
明する。図４は、本実施例のＭＤＣＴ係数減衰係数の周
波数特性を示す図である。本実施例は、入力オーディオ
信号の高周波数成分を取り除くためのさらに進んだ方法
である。第１の実施例ではＡ番目以降のＭＤＣＴ係数Ｍ
ＤＣＴ（Ａ）を零とするステップ状の減衰方法によって
高周波成分を除去したが、このようなステップ状減衰を
行った場合には音質が若干不自然になることがあること
が確認されている。この場合、Ａ番目のＭＤＣＴ係数の
周波数を表す減衰開始周波数fAの他に、Ｂ番目のＭＤＣ
Ｔ係数の周波数を表す減衰終了周波数fBを符号化ビット
レートに応じて予め設定しておく。ここで、ＢおよびfB
の値は、Ｂ＞Ａ、したがって、fB＞fAとなるように決め
ておく。そして、ＭＤＣＴ（Ａ）からＭＤＣＴ（Ｂ）ま
でのＭＤＣＴ係数が徐々に減衰するように減衰係数ＡＴ
を定める。すなわち、Ｂ≧Ｆ≧Ａとなるような任意のＦ
について、ＭＤＣＴ（Ｆ）に、所定の減衰特性をもつ減
衰係数ＡＴ（Ｆ）を乗じる。減衰係数ＡＴ（Ｆ）は予め
帯域制限部１０に記憶させておくことができる。
に帯域制限処理を実施するＭＤＣＴ係数減衰係数の第１
の実施例の周波数特性を示す図である。第１の実施例で
は、減衰係数はステップ状曲線を描く。図３において、
減衰開始周波数fAよりも低い周波数領域においては、写
像変換部１１から出力されたＭＤＣＴ係数が忠実に帯域
制限部１０から出力される。減衰開始周波数fAより高い
周波領域においては、ＭＤＣＴ係数は帯域制限部１０か
ら出力されない。次に、本実施形態の第２の実施例を説
明する。図４は、本実施例のＭＤＣＴ係数減衰係数の周
波数特性を示す図である。本実施例は、入力オーディオ
信号の高周波数成分を取り除くためのさらに進んだ方法
である。第１の実施例ではＡ番目以降のＭＤＣＴ係数Ｍ
ＤＣＴ（Ａ）を零とするステップ状の減衰方法によって
高周波成分を除去したが、このようなステップ状減衰を
行った場合には音質が若干不自然になることがあること
が確認されている。この場合、Ａ番目のＭＤＣＴ係数の
周波数を表す減衰開始周波数fAの他に、Ｂ番目のＭＤＣ
Ｔ係数の周波数を表す減衰終了周波数fBを符号化ビット
レートに応じて予め設定しておく。ここで、ＢおよびfB
の値は、Ｂ＞Ａ、したがって、fB＞fAとなるように決め
ておく。そして、ＭＤＣＴ（Ａ）からＭＤＣＴ（Ｂ）ま
でのＭＤＣＴ係数が徐々に減衰するように減衰係数ＡＴ
を定める。すなわち、Ｂ≧Ｆ≧Ａとなるような任意のＦ
について、ＭＤＣＴ（Ｆ）に、所定の減衰特性をもつ減
衰係数ＡＴ（Ｆ）を乗じる。減衰係数ＡＴ（Ｆ）は予め
帯域制限部１０に記憶させておくことができる。
【００２８】一例として、周波数の線形関数で表される
次式のような減衰係数を用いることができる。式Ｆ≧Ａ
を満足するＦ番目の周波数fFに対して ＡＴ（Ｆ）＝１−ｋ［（fF− fA）／（fB−fA）］ （３） 式（３）においてｋは比例定数で任意に設定することが
できる。
次式のような減衰係数を用いることができる。式Ｆ≧Ａ
を満足するＦ番目の周波数fFに対して ＡＴ（Ｆ）＝１−ｋ［（fF− fA）／（fB−fA）］ （３） 式（３）においてｋは比例定数で任意に設定することが
できる。
【００２９】図４に示されているように、ＭＤＣＴ係数
値の減衰係数曲線は線形関数的に減衰する。図４はｋ＝
１の場合である。周波数０〜fAの周波数帯域では、減衰
係数は１であるので、写像変換部１１から出力されたＭ
ＤＣＴ係数は忠実に帯域制限部１０から出力される。そ
れ以上の周波数帯域で、減衰係数は線形的に減衰してい
るので、写像変換部１１から出力されたＭＤＣＴ係数
は、帯域制限部１０によってそれぞれの周波数に対応す
る減衰係数を乗算され、周波数の変化と共に線形的に減
衰して帯域制限部１０から出力される。減衰終了周波数
fB以上の周波数に対しては、帯域制限部１０からの出力
はない。
値の減衰係数曲線は線形関数的に減衰する。図４はｋ＝
１の場合である。周波数０〜fAの周波数帯域では、減衰
係数は１であるので、写像変換部１１から出力されたＭ
ＤＣＴ係数は忠実に帯域制限部１０から出力される。そ
れ以上の周波数帯域で、減衰係数は線形的に減衰してい
るので、写像変換部１１から出力されたＭＤＣＴ係数
は、帯域制限部１０によってそれぞれの周波数に対応す
る減衰係数を乗算され、周波数の変化と共に線形的に減
衰して帯域制限部１０から出力される。減衰終了周波数
fB以上の周波数に対しては、帯域制限部１０からの出力
はない。
【００３０】図５は、ＭＤＣＴ係数減衰係数の第３の実
施例の周波数特性を示す図である。本実施例の減衰係数
曲線は、周波数に対して三角関数的に減衰する。fB≧fF
≧fAの周波数fFに対して、三角関数 ＡＴ（Ｆ）＝ｃｏｓ［｛（fF−fA）／（fB− fA）｝（π／２）] （４） を用いることができる。さらに、Ｂ番目以降のＭＤＣＴ
係数値を零におくことによって高周波数成分を完全に取
り除くことができる。
施例の周波数特性を示す図である。本実施例の減衰係数
曲線は、周波数に対して三角関数的に減衰する。fB≧fF
≧fAの周波数fFに対して、三角関数 ＡＴ（Ｆ）＝ｃｏｓ［｛（fF−fA）／（fB− fA）｝（π／２）] （４） を用いることができる。さらに、Ｂ番目以降のＭＤＣＴ
係数値を零におくことによって高周波数成分を完全に取
り除くことができる。
【００３１】本実施形態の第４の実施例を説明する。本
実施例は、低周波数成分を取り除く例である。図６は、
ＭＤＣＴ係数減衰係数の第４の実施例の周波数特性を示
す図である。本実施例においては、Ｃ番目以下（Ｃ番目
よりも低周波側）のＭＤＣＴ係数値をステップ状に零に
することによって、Ｃ番目のＭＤＣＴ係数に対応する周
波数fC以下の低周波数成分を取り除くことができる。こ
の実施例では、fCが減衰開始周波数であり、かつ、減衰
終了周波数である。減衰係数が１である減衰開始周波数
fC以上の周波数領域においては、写像変換部１１から出
力されたＭＤＣＴ係数は忠実に帯域制限部１０から出力
されることは前記の通りである。
実施例は、低周波数成分を取り除く例である。図６は、
ＭＤＣＴ係数減衰係数の第４の実施例の周波数特性を示
す図である。本実施例においては、Ｃ番目以下（Ｃ番目
よりも低周波側）のＭＤＣＴ係数値をステップ状に零に
することによって、Ｃ番目のＭＤＣＴ係数に対応する周
波数fC以下の低周波数成分を取り除くことができる。こ
の実施例では、fCが減衰開始周波数であり、かつ、減衰
終了周波数である。減衰係数が１である減衰開始周波数
fC以上の周波数領域においては、写像変換部１１から出
力されたＭＤＣＴ係数は忠実に帯域制限部１０から出力
されることは前記の通りである。
【００３２】次に、本実施形態の第５の実施例を説明す
る。図７は、ＭＤＣＴ係数減衰係数の第５の実施例の周
波数特性を示す図である。本実施例は、低周波数成分を
取り除く方法であるが第４の実施例と異なる態様であ
る。第４の実施例ではＣ番目以下のＭＤＣＴ係数を零と
したが、第５の実施例では、Ｃ番目のＭＤＣＴ係数の周
波数を表す減衰開始周波数fCの他に、Ｄ番目のＭＤＣＴ
係数に対応する減衰終了周波数fDを符号化ビットレート
に応じて決めておく。ここで、Ｄの値は、Ｃ＞Ｄであ
り、したがって、fC＞fDである。一般的にはＤおよびfD
の値は零が適している。そして、ＭＤＣＴ（Ｃ）からＭ
ＤＣＴ（Ｄ）までのＭＤＣＴ係数が徐々に減衰するよう
に減衰係数ＡＴを設定する。すなわち、Ｃ≧Ｆ≧Ｄとな
るＦについて、ＭＤＣＴ（Ｆ）に所定の減衰特性をもつ
減衰係数ＡＴ（Ｆ）を乗じる。減衰係数ＡＴ（Ｆ）は予
め帯域制限部１０に記憶しておくことができる。減衰係
数としては、Ｃ≧Ｆ≧Ｄに対応する周波数領域fC≧ fF
≧fDにおいて、次式で表されるような周波数の線形関数
で表されるものを用いることができる。 ＡＴ（Ｆ）＝ｋ［（fF−fD）／（fC−fD）］ 図８はＭＤＣＴ係数減衰係数の第６の実施例の周波数特
性を示す図で、低周波領域のＭＤＣＴ係数に対して３角
関数形の帯域制限処理を施すための、減衰特性を示して
いる。
る。図７は、ＭＤＣＴ係数減衰係数の第５の実施例の周
波数特性を示す図である。本実施例は、低周波数成分を
取り除く方法であるが第４の実施例と異なる態様であ
る。第４の実施例ではＣ番目以下のＭＤＣＴ係数を零と
したが、第５の実施例では、Ｃ番目のＭＤＣＴ係数の周
波数を表す減衰開始周波数fCの他に、Ｄ番目のＭＤＣＴ
係数に対応する減衰終了周波数fDを符号化ビットレート
に応じて決めておく。ここで、Ｄの値は、Ｃ＞Ｄであ
り、したがって、fC＞fDである。一般的にはＤおよびfD
の値は零が適している。そして、ＭＤＣＴ（Ｃ）からＭ
ＤＣＴ（Ｄ）までのＭＤＣＴ係数が徐々に減衰するよう
に減衰係数ＡＴを設定する。すなわち、Ｃ≧Ｆ≧Ｄとな
るＦについて、ＭＤＣＴ（Ｆ）に所定の減衰特性をもつ
減衰係数ＡＴ（Ｆ）を乗じる。減衰係数ＡＴ（Ｆ）は予
め帯域制限部１０に記憶しておくことができる。減衰係
数としては、Ｃ≧Ｆ≧Ｄに対応する周波数領域fC≧ fF
≧fDにおいて、次式で表されるような周波数の線形関数
で表されるものを用いることができる。 ＡＴ（Ｆ）＝ｋ［（fF−fD）／（fC−fD）］ 図８はＭＤＣＴ係数減衰係数の第６の実施例の周波数特
性を示す図で、低周波領域のＭＤＣＴ係数に対して３角
関数形の帯域制限処理を施すための、減衰特性を示して
いる。
【００３３】本実施例においては、第５の実施例と同じ
周波数領域fC≧ fF≧ fDにおいて、次式で表されるよう
な、周波数を変数とする３角関数で表される減衰係数を
用いることができる。 ＡＴ（Ｆ）＝ｓｉｎ［｛（fF−fD）／（fC−fD）｝π／２］ （５） さらに、Ｄ番目以下の（Ｄ番目よりも順番が若い）ＭＤ
ＣＴ係数値を零にすることによって低周波数成分を完全
に取り除くことができる。図８では、fD＝０に設定され
ている。
周波数領域fC≧ fF≧ fDにおいて、次式で表されるよう
な、周波数を変数とする３角関数で表される減衰係数を
用いることができる。 ＡＴ（Ｆ）＝ｓｉｎ［｛（fF−fD）／（fC−fD）｝π／２］ （５） さらに、Ｄ番目以下の（Ｄ番目よりも順番が若い）ＭＤ
ＣＴ係数値を零にすることによって低周波数成分を完全
に取り除くことができる。図８では、fD＝０に設定され
ている。
【００３４】図において、fCよりも高い周波数領域にお
いては、写像変換部１１から出力されたＭＤＣＴ係数が
忠実に帯域制限部１０から出力される。減衰開始周波数
fCより低周波領域においては、写像変換部１１の出力に
減衰係数が乗算されたＭＤＣＴ係数が帯域制限部１０か
ら出力される。減衰終了周波数fDよりも低い周波数領域
のＭＤＣＴ係数は、帯域制限部１０から出力されない。
いては、写像変換部１１から出力されたＭＤＣＴ係数が
忠実に帯域制限部１０から出力される。減衰開始周波数
fCより低周波領域においては、写像変換部１１の出力に
減衰係数が乗算されたＭＤＣＴ係数が帯域制限部１０か
ら出力される。減衰終了周波数fDよりも低い周波数領域
のＭＤＣＴ係数は、帯域制限部１０から出力されない。
【００３５】周波数領域信号圧縮符号化部１３は、符号
量指定部１２が指定する符号化ビットレートを満たすよ
うに、帯域制限部１０が生成したＭＤＣＴ係数を情報圧
縮してビットストリームを生成する。ここでの情報圧縮
には、オーディオ符号化で広く一般に用いられている聴
覚特性に基づく量子化、複数チャネル間における信号冗
長度抑圧、量子化値のエントロピ符号化などが含まれ
る。これらの技術については、文献１などの従来技術と
同一で広く一般に知られており、また本発明の新規性と
は関係が無いので詳細な説明を省略する。
量指定部１２が指定する符号化ビットレートを満たすよ
うに、帯域制限部１０が生成したＭＤＣＴ係数を情報圧
縮してビットストリームを生成する。ここでの情報圧縮
には、オーディオ符号化で広く一般に用いられている聴
覚特性に基づく量子化、複数チャネル間における信号冗
長度抑圧、量子化値のエントロピ符号化などが含まれ
る。これらの技術については、文献１などの従来技術と
同一で広く一般に知られており、また本発明の新規性と
は関係が無いので詳細な説明を省略する。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、不要な
周波数帯域のスペクトラム成分に減衰係数を乗算するこ
とによって当該不要周波数帯域のスペクトラム成分を減
衰させ、それによって帯域制限をするので、次の効果を
有する。 １） 従来のように、帯域制限フィルタを必要としない
ので、積和演算を必要としない。したがって、帯域制限
に必要とする演算量が小さくて済む。 ２）その結果、演算の高速化、低消費電力化を実現する
ことができると共に、回路・装置構成の簡易化と特性・
性能の向上に寄与し、さらに、高集積化に寄与すること
ができる。
周波数帯域のスペクトラム成分に減衰係数を乗算するこ
とによって当該不要周波数帯域のスペクトラム成分を減
衰させ、それによって帯域制限をするので、次の効果を
有する。 １） 従来のように、帯域制限フィルタを必要としない
ので、積和演算を必要としない。したがって、帯域制限
に必要とする演算量が小さくて済む。 ２）その結果、演算の高速化、低消費電力化を実現する
ことができると共に、回路・装置構成の簡易化と特性・
性能の向上に寄与し、さらに、高集積化に寄与すること
ができる。
【図１】本発明のオーディオ信号符号化装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】帯域制限処理を施さない場合の減衰係数の一例
を表す図である。
を表す図である。
【図３】高周波領域におけるＭＤＣＴ係数に帯域制限処
理を実施する減衰係数の第１の実施例の周波数特性を示
す図である。
理を実施する減衰係数の第１の実施例の周波数特性を示
す図である。
【図４】減衰係数の第２の実施例の周波数特性を示す図
である。
である。
【図５】減衰係数の第３の実施例の周波数特性を示す図
である。
である。
【図６】減衰係数の第４の実施例の周波数特性を示す図
である。
である。
【図７】減衰係数の第５の実施例の周波数特性を示す図
である。
である。
【図８】減衰係数の第６の実施例の周波数特性を示す図
である。
である。
【図９】オーディオ信号符号化装置の従来例の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
１０ 帯域制限部 １１ 写像変換部 １２ 符号量指定部 １３ 周波数領域信号圧縮符号化部 ２０ 帯域制限フィルタ部
Claims (7)
- 【請求項１】 入力オーディオ信号に対して写像変換を
施して周波数を変数とする周波数領域信号を生成する写
像変換部と、ユーザが指定し、または設定された符号化
ビットレートを符号量として出力する符号量指定部と、
符号量指定部が指定する符号量に基づいて前記周波数領
域信号に対して圧縮符号化処理を行ってビットストリー
ムを生成する周波数領域信号圧縮符号化部を有するオー
ディオ信号符号化装置において、 前記周波数領域信号の周波数変域の一部を減衰周波数変
域とし、該減衰周波数変域における周波数領域信号の値
に１以下の減衰係数を乗算して当該減衰周波数変域にお
ける周波数領域信号を減衰させる帯域制限処理を、前記
符号量指定部が指定する符号量に対応して設定された減
衰特性に従って実行し、前記帯域制限処理された周波数
領域信号を前記周波数領域信号圧縮符号化部に出力する
帯域制限部を有することを特徴とするオーディオ信号符
号化装置。 - 【請求項２】 前記帯域制限部は、前記符号量指定部が
指定する符号量に対応して設定された減衰開始周波数と
減衰終了周波数とによって定義される周波数区間を減衰
周波数変域として、該減衰周波数変域において周波数が
前記減衰開始周波数から減衰終了周波数へ変化すると共
に単調に減少するように定義された減衰係数を乗算して
前記周波数領域信号を減衰させ、前記減衰終了周波数を
超える周波数の周波数領域信号の値を零に定める帯域制
限処理を実行する、請求項１に記載のオーディオ信号符
号化装置。 - 【請求項３】 前記減衰終了周波数が前記減衰開始周波
数に等しく設定され、または前記減衰終了周波数が前記
減衰開始周波数より高く設定され、前記帯域制限部は、
前記減衰開始周波数よりも高周波側領域の周波数領域信
号を減衰させる請求項２に記載のオーディオ信号符号化
装置。 - 【請求項４】 前記減衰終了周波数が前記減衰開始周波
数に等しく設定され、または前記減衰終了周波数が前記
減衰開始周波数より低く設定され、前記帯域制限部は、
前記減衰開始周波数よりも低周波側領域の周波数領域信
号を減衰させる請求項２に記載のオーディオ信号符号化
装置。 - 【請求項５】 前記減衰係数は、減衰周波数変域におけ
る周波数が減衰開始周波数から前記減衰終了周波数に変
化するとともに１を初期値として減少する線形関数で表
される減衰特性を有する請求項目３または４に記載のオ
ーディオ信号符号化装置。 - 【請求項６】 前記減衰係数は、減衰周波数変域におけ
る周波数が減衰開始周波数から前記減衰終了周波数に変
化するとともに１を初期値として減少する三角関数で表
される減衰特性を有する、請求項目３または４に記載の
オーディオ信号符号化装置。 - 【請求項７】 前記減衰周波数変域は、減衰開始周波数
と減衰終了周波数とによって定義される区間であり、前
記周波数変域は、周波数０と、オーディオ信号のサンプ
リング周期の１／２の逆数とによって定義される周波数
区間であり、前記周波数変域の、減衰周波数変域を除く
区間においては前記減衰係数は１である、請求項１ない
し６に記載のオーディオ信号符号化装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000319699A JP2002135122A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | オーディオ信号符号化装置 |
| TW090123302A TW530465B (en) | 2000-10-19 | 2001-09-21 | Encoding device for audio signal |
| AU2001295916A AU2001295916A1 (en) | 2000-10-19 | 2001-10-11 | Audio signal encoder |
| US10/399,101 US7343292B2 (en) | 2000-10-19 | 2001-10-11 | Audio encoder utilizing bandwidth-limiting processing based on code amount characteristics |
| PCT/JP2001/008920 WO2002033831A1 (fr) | 2000-10-19 | 2001-10-11 | Codeur de signaux audio |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000319699A JP2002135122A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | オーディオ信号符号化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002135122A true JP2002135122A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18798113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000319699A Pending JP2002135122A (ja) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | オーディオ信号符号化装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7343292B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002135122A (ja) |
| AU (1) | AU2001295916A1 (ja) |
| TW (1) | TW530465B (ja) |
| WO (1) | WO2002033831A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010164762A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Kddi Corp | 特徴量抽出装置、特徴量抽出方法、およびプログラム |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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