JP2002182693A - オーディオ符号化、復号装置及びその方法並びにその制御プログラム記録媒体 - Google Patents

オーディオ符号化、復号装置及びその方法並びにその制御プログラム記録媒体

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JP2002182693A JP2000378230A JP2000378230A JP2002182693A JP 2002182693 A JP2002182693 A JP 2002182693A JP 2000378230 A JP2000378230 A JP 2000378230A JP 2000378230 A JP2000378230 A JP 2000378230A JP 2002182693 A JP2002182693 A JP 2002182693A
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Yuichiro Takamizawa
雄一郎 高見沢
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech 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
    • G10L19/02Speech 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
    • G10L19/0212Speech 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 orthogonal transformation

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 オーディオ符号化・復号装置において、写像
変換及び逆写像変換の演算量を低減する。 【解決手段】 複数チャネルの信号を複数の時間区間に
渡って符号化/復号化するオーディオ符号化装置であっ
て、1つのSIMD型変数に2つ以上のチャネルの入力
信号を格納し、2つ以上のチャネルに対する写像変換を
SIMD型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部
101と、写像信号圧縮部102から構成されている。
並列写像変換部101には、2チャンネル(ステレオ)
のオーディオ信号が入力され、この信号はSIMD型演
算器とSIMD型変数を用いて並列に写像変換が施さ
れ、生成された写像信号は、写像信号圧縮部102へ出
力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はオーディオ符号化、
復号装置及びその方法並びにその方法を制御する制御プ
ログラムを記録した記録媒体に関し、特に写像変換及び
逆写像変換の演算量を低減するオーディオ符号化、復号
装置及びその方法並びにその方法を制御する制御プログ
ラムを記録した記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】オーディオ符号化では、一般に、各チャ
ネルの時間領域の入力オーディオ信号を予め定められた
フレームと呼ばれる時間区間毎に区切り、各フレーム毎
に修正離散コサイン変換(MDCT:Modified Discret
e Cosine Transform)や高速フーリエ変換(FFT:Fa
st Fourier Transform)などの写像変換を施して周波数
領域の写像信号へと変換した後で、量子化やハフマン符
号化などによって写像信号を圧縮するようになってい
る。
【0003】また、オーディオ復号装置では、一般に、
符号化とは逆の手順(逆量子化やハフマン復号)によっ
て写像信号を生成した後で、写像信号に対して逆修正離
散コサイン変換(IMDCT:Inverse MDCT)や高速逆
フーリエ変換(IFFT:Inverse FFT )などの逆写像
変換を施して各チャネルの時間領域の復号オーディオ信
号をフレーム毎に得るものである。
【0004】このようなオーディオ符号化及び復号方式
の例としては、MPEG−2(Moving Picture Experts
Group Phase-2)AAC(エーエーシー)方式や、Do
lby(ドルビー)AC−3(エーシースリー)方式が
有名であり、これらの方式では、写像変換には修正離散
コサイン変換を、逆写像変換には逆修正離散コサイン変
換を、それぞれ用いている。
【0005】図4に、従来のオーディオ符号化装置のブ
ロック図を示す。このブロック図の構成は2チャネル
(ステレオ)のオーディオ信号を符号化する装置であ
り、2つの写像変換部401a,401bと写像信号圧
縮部402とから構成されている。
【0006】この従来のオーディオ符号化装置におい
て、2チャネルのオーディオ信号のうち、片方のチャネ
ルのオーディオ信号は写像変換部401aへ、もう一方
のチャネルのオーディオ信号は写像変換部401bへ、
それぞれ入力される。写像変換部401a及び401b
では、チャネル毎、フレーム毎に、入力されたオーディ
オ信号に写像変換を施して写像信号を得る。写像信号圧
縮部402では、2チャネルの写像信号に対して、量子
化やハフマン符号化などを行って圧縮し、ビットストリ
ームを出力する。
【0007】図5に従来のオーディオ復号装置のブロッ
ク図を示す。このブロック図の構成は2チャネル(ステ
レオ)のオーディオ信号を復号する装置であり、写像信
号伸張部501と2つの逆写像変換部502a,502
bとから構成されている。
【0008】写像信号伸張部501には、ビットストリ
ームが入力される。写像信号伸張部501では、符号化
装置の写像信号符号化部(図4の402)と逆の手順に
より2チャネルの写像信号を生成し、片方のチャネルの
写像信号を逆写像変換部502aへ、もう一方のチャネ
ルの写像信号を逆写像変換部502bへ、それぞれ出力
する。逆写像変換部502a及び502bでは、チャネ
ル毎、フレーム毎に、入力された写像信号に逆写像変換
を施して復号オーディオ信号を得る。
【0009】一般に、写像変換(図4の401a,40
1b)及び逆写像変換(図5の502a,502b)
は、乗算や加減算を多く含むために演算量が大きく、オ
ーディオ符号化・復号装置を低コストで実現するために
は、これらの処理の低演算量化が必要となる。この低演
算量化を実現するために、近年のマイクロプロセッサは
複数の乗算や加減算を一度に計算できるSIMD(Sing
le Instruction Stream-Multiple Data Stream)型変数
やSIMD型命令を備えているものが多い。
【0010】SIMD型変数とは、1つの変数に複数の
値を保持できる変数である。例えば、64ビットのSI
MD型変数では、上位ビットから順に16ビットずつに
4分割することにより、4つの16ビット値を保持する
ことができる。また、SIMD型演算器とは、SIMD
型変数同士で乗算や加減算といった演算を行う演算器で
ある。
【0011】例えば、AというSIMD型変数にA1、
A2、A3、A4という値が保持され、BというSIM
D型変数にB1、B2、B3、B4という値が保持され
ているとする。SIMD型の加算器を用いてAとBとの
加算を行うと、A1+B1,A2+B2,A3+B3,
A4+B4が一命令で計算され、結果がSIMD型変数
に記録される。
【0012】乗算や減算なども同様にして行われ、一命
令で複数の値(ここでは4つの値)に対する演算を実行
できるため、従来のように一つずつ演算を行う場合と比
較して演算量を減らすことができる。
【0013】このようなSIMD型変数やSIMD型演
算器を用いて写像変換の低演算量化を行った従来例が既
に発表されている。Intel社は、アプリケーション
・ノートAP−533、「ユージング・エムエムエック
ス・インストラクションズ・トゥ・インプリメント・ア
・シンセシス・サブバンド・フィルター・フォー・エム
ペグ・オーディオ・デコーディング」(Using MMX Inst
ructions to Implement a Synthesis Sub-Band Filter
for MPEG Audio Decoding )において、SIMD型変数
及びSIMD演算器を用いて、MPEG−1 Audi
o方式での逆写像変換処理を高速化した例を示してい
る。
【0014】Intel社のアプリケーション・ノート
に示された、SIMD型変数とSIMD型演算器の利用
方法について説明する。MPEG−1 Audioで
は、逆写像変換としてサブバンド合成フィルタを用いて
おり、その処理においては、まず入力バタフライと呼ば
れる以下の演算が行われる。
【0015】ee(0)=in(0)+in(31)+
in(15)+in(16) ee(1)=in(1)+in(30)+in(14)
+in(17) ee(2)=in(2)+in(29)+in(13)
+in(18) ee(3)=in(3)+in(28)+in(12)
+in(19) ここで、in(0,…,31)は演算の入力信号であ
り、ee(0,…,3)は演算の出力信号である。この
演算は以下に示す手順により行われる。
【0016】(1)SIMD型変数R0にin(0),
in(1),in(2),in(3)の4つの値を格納
する; (2)SIMD型変数R1にin(31),in(3
0),in(29),in(28)の4つの値を格納す
る; (3)SIMD型変数R2にin(15),in(1
4),in(13),in(12)の4つの値を格納す
る; (4)SIMD型変数R3にin(16),in(1
7),in(18),in(19)の4つの値を格納す
る; (5)SIMD型加算器によりR0←R0+R1を計算
する; (6)SIMD型加算器によりR0←R0+R2を計算
する; (7)SIMD型加算器によりR0←R0+R3を計算
する。
【0017】このようにして、SIMD型変数R0にe
e(0),ee(1),ee(2),ee(3)が格納
される。以下、このように演算結果を再びSIMD型演
算器に格納し、SIMD型演算器を利用することを繰り
返し、サブバンド合成処理を実現している。
【0018】このように従来法では、1つのSIMD変
数に格納される4つの値は、いずれも、同一チャネルか
つ同一区間の信号を表している。例えば、2チャネルの
オーディオ信号を2フレーム符号化する場合の手順を図
6及び以下に示す。
【0019】(ステップ601):チャネル1、フレー
ム1の信号をSIMD型変数とSIMD型演算器を用い
て写像変換; (ステップ602):チャネル2、フレーム1の信号を
SIMD型変数とSIMD型演算器を用いて写像変換; (ステップ603):フレーム1のチャネル1、2の写
像信号を圧縮処理; (ステップ604):フレーム1のビットストリームを
出力; (ステップ605):チャネル1、フレーム2の信号を
SIMD型変数とSIMD型演算器を用いて写像変換; (ステップ606):チャネル2、フレーム2の信号を
SIMD型変数とSIMD型演算器を用いて写像変換; (ステップ607):フレーム2のチャネル1、2の写
像信号を圧縮処理; (ステップ608):フレーム2のビットストリームを
出力。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のシステムでは、SIMD型変数への4つの値の
格納に複数の命令の実行が必要な場合があり演算量が大
きいという問題点がある。その理由は、一般に、SIM
D型変数に4つの値を格納する場合、それらが連続した
メモリアドレスに昇順に格納された値であれば1命令で
SIMD型変数に格納できるが、写像変換や逆写像変換
処理においては、4つの値が連続したメモリアドレスに
昇順に格納されていない場合が多く、格納順序を入れ替
えるための複数命令の実行を要するためである。Int
el社のアプリケーション・ノートでは、この入れ替え
に7命令を必要としており、演算量増加の要因となって
いる。
【0021】本発明の目的は、オーディオ符号化におけ
る写像変換、オーディオ復号における逆写像変換を低演
算量で実現できる手法を提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明によるオーディオ
符号化装置は、複数チャネルの入力信号を複数の時間区
間に渡って符号化するオーディオ符号化装置であって、
1つのSIMD(Single Instruction Stream-Multiple
Data Stream)型変数に2つ以上のチャネルの入力信号
を格納し、前記2つ以上のチャネルに対する写像変換を
SIMD型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部
を有することを特徴とする。
【0023】また本発明によるオーディオ符号化装置
は、入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオー
ディオ符号化装置であって、1つのSIMD型変数に2
つ以上の時間区間の入力信号を格納し、前記2つ以上の
時間区間に対する写像変換をSIMD型演算器を用いて
一括して行う並列写像変換部を有することを特徴とす
る。
【0024】更に本発明によるオーディオ符号化装置
は、複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って
符号化するオーディオ符号化装置であって、1つのSI
MD型変数に2つ以上のチャネルの入力信号と2つ以上
の時間区間の入力信号を格納し、前記2つ以上のチャネ
ルの入力信号と前記2つ以上の時間区間に対する写像変
換をSIMD型演算器を用いて一括して行う並列写像変
換部を有することを特徴とする。
【0025】本発明によるオーディオ復号装置は、複数
チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオー
ディオ復号装置であって、1つのSIMD型変数に2つ
以上のチャネルの写像信号を格納し、前記2つ以上のチ
ャネルに対する逆写像変換をSIMD型演算器を用いて
一括して行う並列逆写像変換部を有することを特徴とす
る。
【0026】また、本発明によるオーディオ復号装置
は、複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号装
置であって、1つのSIMD型変数に2つ以上の時間区
間の写像信号を格納し、前記2つ以上の時間区間に対す
る逆写像変換をSIMD型演算器を用いて一括して行う
並列逆写像変換部を有することを特徴とする。
【0027】更に本発明によるオーディオ復号装置は、
複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号する
オーディオ復号装置であって、1つのSIMD型変数に
2つ以上のチャネルの写像信号と2つ以上の時間区間の
写像信号を格納し、前記2つ以上のチャネルと前記2つ
以上の時間区間に対する逆写像変換をSIMD型演算器
を用いて一括して行う並列逆写像変換部を有することを
特徴とする。
【0028】本発明によるオーディオ符号化方法は、複
数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化
するオーディオ符号化方法であって、1つのSIMD型
変数に2つ以上のチャネルの入力信号を格納するステッ
プと、前記2つ以上のチャネルに対する写像変換をSI
MD型演算器を用いて一括して行うステップとを有する
ことを特徴とする。
【0029】また、本発明によるオーディオ符号化方法
は、入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオー
ディオ符号化方法であって、1つのSIMD型変数に2
つ以上の時間区間の入力信号を格納するステップと、前
記2つ以上の時間区間に対する写像変換をSIMD型演
算器を用いて一括して行うステップとを有することを特
徴とする。
【0030】更に本発明によるオーディオ符号化方法
は、複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って
符号化するオーディオ符号化方法であって、1つのSI
MD型変数に2つ以上のチャネルの入力信号と2つ以上
の時間区間の入力信号を格納ステップステップと、前記
2つ以上のチャネルの入力信号と前記2つ以上の時間区
間に対する写像変換をSIMD型演算器を用いて一括し
て行うステップとを有することを特徴とする。
【0031】本発明によるオーディオ復号方法は、複数
チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオー
ディオ復号方法であって、1つのSIMD型変数に2つ
以上のチャネルの写像信号を格納するステップと、前記
2つ以上のチャネルに対する逆写像変換をSIMD型演
算器を用いて一括して行うステップとを有することを特
徴とする。
【0032】また、本発明によるオーディオ復号方法
は、複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号方
法であって、1つのSIMD型変数に2つ以上の時間区
間の写像信号を格納するステップと、前記2つ以上の時
間区間に対する逆写像変換をSIMD型演算器を用いて
一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【0033】更に本発明によるオーディオ復号方法は、
複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号する
オーディオ復号方法であって、1つのSIMD型変数に
2つ以上のチャネルの写像信号と2つ以上の時間区間の
写像信号を格納するステップと、前記2つ以上のチャネ
ルと前記2つ以上の時間区間に対する逆写像変換をSI
MD型演算器を用いて一括して行うステップとを有する
ことを特徴とする。
【0034】本発明による記録媒体は、複数チャネルの
入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディ
オ符号化処理をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、
1つのSIMD型変数に2つ以上のチャネルの入力信号
を格納するステップと、前記2つ以上のチャネルに対す
る写像変換をSIMD型演算器を用いて一括して行う処
理をコンピュータに実行させるステップとを有すること
を特徴とする。
【0035】また、本発明による記録媒体は、入力信号
を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化
処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記
録した記録媒体であって、前記プログラムは、1つのS
IMD型変数に2つ以上の時間区間の入力信号を格納す
るステップと、前記2つ以上の時間区間に対する写像変
換をSIMD型演算器を用いて一括して行うステップと
を有することを特徴とする。
【0036】更に本発明による記録媒体は、複数チャネ
ルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオー
ディオ符号化処理をコンピュータに実行させるためのプ
ログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラム
は、1つのSIMD型変数に2つ以上のチャネルの入力
信号と2つ以上の時間区間の入力信号を格納するステッ
プと、前記2つ以上のチャネルの入力信号と前記2つ以
上の時間区間に対する写像変換をSIMD型演算器を用
いて一括して行うステップとを有することを特徴とす
る。
【0037】更にはまた、本発明による記録媒体は、複
数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオ
ーディオ復号処理をコンピュータに実行させるためのプ
ログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラム
は、1つのSIMD型変数に2つ以上のチャネルの写像
信号を格納するステップと、前記2つ以上のチャネルに
対する逆写像変換をSIMD型演算器を用いて一括して
行うステップとを有することを特徴とする。
【0038】また、本発明による記録媒体は、複数の時
間区間に渡って復号するオーディオ復号処理をコンピュ
ータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体
であって、前記プログラムは、1つのSIMD型変数に
2つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、
前記2つ以上の時間区間に対する逆写像変換をSIMD
型演算器を用いて一括して行うステップとを有すること
を特徴とする。
【0039】更に本発明による記録媒体は、複数チャネ
ルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ
復号処理をコンピュータに実行させるためのプログラム
を記録した記録媒体であって、前記プログラムは、1つ
のSIMD型変数に2つ以上のチャネルの写像信号と2
つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前
記2つ以上のチャネルと前記2つ以上の時間区間に対す
る逆写像変換をSIMD型演算器を用いて一括して行う
ステップとを有することを特徴とする。
【0040】
【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を参照すると、
本発明の一実施の形態としてのオーディオ符号化装置が
示されている。本発明のオーディオ符号化装置は並列写
像変換部101と写像信号圧縮部102から構成され
る。
【0041】並列写像変換部101には、2チャネル
(ステレオ)のオーディオ信号が入力される。入力され
たオーディオ信号はSIMD型演算器とSIMD型変数
を用いて並列に写像変換が施される。生成された写像信
号は写像信号圧縮部102へ出力される。
【0042】写像信号圧縮部102では、入力された写
像信号を従来の写像信号圧縮部(図4の402)と同様
の手法で、量子化やハフマン符号化などの手段を用いて
写像信号を圧縮してビットストリームが出力される。
【0043】図2を参照すると、本発明の一実施の形態
としてのオーディオ復号装置が示されている。本発明の
オーディオ復号装置は写像信号伸張部201と並列逆写
像変換部202から構成される。
【0044】写像信号伸張部201では、入力されたビ
ットストリームを従来の写像信号伸張部(図5の50
1)と同様の手法で、逆量子化やハフマン復号などの手
段を用いて写像信号が生成され、並列逆写像変換部20
2へ出力される。
【0045】並列逆写像変換部202はSIMD型演算
器とSIMD型変数を用いて複数の写像信号に対して並
列に逆写像変換を施し、生成された復号オーディオ信号
を出力する。
【0046】本発明と従来の技術と比較すると、複数の
写像変換部(図4の401a,401b)の代わりに並
列写像変換部(図1の101)があり、複数の逆写像変
換部(図5の502a,502b)の代わりに並列逆写
像変換部(図2の202)がある点で異なっている。他
の部分については従来の技術と同じであり本発明とは直
接関係せず、また、当業者にとってよく知られているた
め詳細な説明は省略する。
【0047】以下では、本発明の新規点である並列写像
変換部(図1の101)及び並列逆写像変換部(図2の
202)の動作について詳細に説明する。従来、写像変
換は、チャネル毎、フレーム毎に独立して処理が行われ
ていた。例えば、モノラル信号であれば、フレーム毎に
写像変換処理を繰り返し実行する。また、ステレオ信号
であれば、モノラル信号の処理をチャネル数分繰り返し
実行する。すなわち、異なるチャネル、または異なるフ
レームの信号に対する写像変換処理を同時に行うことは
なかった。
【0048】これに対して、本発明の並列写像変換部
(図1の101)は、異なるチャネル、異なるフレーム
のいずれか、または両方の信号に対して同時に写像変換
処理を行うことで低演算量化を図る。以下では、2つの
異なるチャネルの2つの異なるフレームの信号(合計4
つの信号)に対して同時に入力バタフライ演算を行う手
法について説明する。
【0049】従来技術の説明でも述べたとおり、入力バ
タフライ演算は以下の計算を行う演算である。
【0050】ee(0)=in(0)+in(31)+
in(15)+in(16) ee(1)=in(1)+in(30)+in(14)
+in(17) ee(2)=in(2)+in(29)+in(13)
+in(18) ee(3)=in(3)+in(28)+in(12)
+in(19) ここで、in(0,…,31)は演算の入力信号であ
り、ee(0,…,3)は演算の出力信号である。これ
を2つの異なるチャネル(チャネル1、チャネル2)、
2つの異なるフレーム(フレーム1、フレーム2)につ
いて同時に計算する手順を以下に示す。
【0051】(1)SIMD型変数R0にチャネル1・
フレーム1のin(0)、チャネル2・フレーム1のi
n(0)、チャネル1・フレーム2のin(0)、チャ
ネル2・フレーム2のin(0)の4つの値を格納す
る; (2)SIMD型変数R1にチャネル1・フレーム1の
in(31)、チャネル2・フレーム1のin(3
1)、チャネル1・フレーム2のin(31)、チャネ
ル2・フレーム2のin(31)の4つの値を格納す
る; (3)SIMD型変数R2にチャネル1・フレーム1の
in(15)、チャネル2・フレーム1のin(1
5)、チャネル1・フレーム2のin(15)、チャネ
ル2・フレーム2のin(15)の4つの値を格納す
る; (4)SIMD型変数R3にチャネル1・フレーム1の
in(16)、チャネル2・フレーム1のin(1
6)、チャネル1・フレーム2のin(16)、チャネ
ル2・フレーム2のin(16)の4つの値を格納す
る; (5)SIMD型加算器によりR4←R0+R1を計算
する; (6)SIMD型加算器によりR4←R4+R2を計算
する; (7)SIMD型加算器によりR4←R4+R3を計算
する。
【0052】(8)SIMD型変数R0にチャネル1・
フレーム1のin(1)、チャネル2・フレーム1のi
n(1)、チャネル1・フレーム2のin(1)、チャ
ネル2・フレーム2のin(1)の4つの値を格納す
る; (9)SIMD型変数R1にチャネル1・フレーム1の
in(30)、チャネル2・フレーム1のin(3
0)、チャネル1・フレーム2のin(30)、チャネ
ル2・フレーム2のin(30)の4つの値を格納す
る; (10)SIMD型変数R2にチャネル1・フレーム1
のin(14)、チャネル2・フレーム1のin(1
4)、チャネル1・フレーム2のin(14)、チャネ
ル2・フレーム2のin(14)の4つの値を格納す
る; (11)SIMD型変数R3にチャネル1・フレーム1
のin(17)、チャネル2・フレーム1のin(1
7)、チャネル1・フレーム2のin(17)、チャネ
ル2・フレーム2のin(17)の4つの値を格納す
る; (12)SIMD型加算器によりR5←R0+R1を計
算する; (13)SIMD型加算器によりR5←R5+R2を計
算する; (14)SIMD型加算器によりR5←R5+R3を計
算する。
【0053】(15)SIMD型変数R0にチャネル1
・フレーム1のin(2)、チャネル2・フレーム1の
in(2)、チャネル1・フレーム2のin(2)、チ
ャネル2・フレーム2のin(2)の4つの値を格納す
る; (16)SIMD型変数R1にチャネル1・フレーム1
のin(29)、チャネル2・フレーム1のin(2
9)、チャネル1・フレーム2のin(29)、チャネ
ル2・フレーム2のin(29)の4つの値を格納す
る; (17)SIMD型変数R2にチャネル1・フレーム1
のin(13)、チャネル2・フレーム1のin(1
3)、チャネル1・フレーム2のin(13)、チャネ
ル2・フレーム2のin(13)の4つの値を格納す
る; (18)SIMD型変数R3にチャネル1・フレーム1
のin(18)、チャネル2・フレーム1のin(1
8)、チャネル1・フレーム2のin(18)、チャネ
ル2・フレーム2のin(18)の4つの値を格納す
る; (19)SIMD型加算器によりR6←R0+R1を計
算する; (20)SIMD型加算器によりR6←R6+R2を計
算する; (21)SIMD型加算器によりR6←R6+R3を計
算する。
【0054】(22)SIMD型変数R0にチャネル1
・フレーム1のin(3)、チャネル2・フレーム1の
in(3)、チャネル1・フレーム2のin(3)、チ
ャネル2・フレーム2のin(3)の4つの値を格納す
る; (23)SIMD型変数R1にチャネル1・フレーム1
のin(28)、チャネル2・フレーム1のin(2
8)、チャネル1・フレーム2のin(28)、チャネ
ル2・フレーム2のin(28)の4つの値を格納す
る; (24)SIMD型変数R2にチャネル1・フレーム1
のin(12)、チャネル2・フレーム1のin(1
2)、チャネル1・フレーム2のin(12)、チャネ
ル2・フレーム2のin(12)の4つの値を格納す
る; (25)SIMD型変数R3にチャネル1・フレーム1
のin(19)、チャネル2・フレーム1のin(1
9)、チャネル1・フレーム2のin(19)、チャネ
ル2・フレーム2のin(19)の4つの値を格納す
る; (26)SIMD型加算器によりR7←R0+R1を計
算する; (27)SIMD型加算器によりR7←R7+R2を計
算する; (28)SIMD型加算器によりR7←R7+R3を計
算する。
【0055】このようにして、チャネル1のフレーム
1、チャネル2のフレーム1、チャネル1のフレーム
2、チャネル2のフレーム2におけるee(0),ee
(1),ee(2),ee(3)がSIMD型変数R
4,R5,R6,R7に格納される。ここで、入力信号
であるin(n),n=0…31を、チャネル1・フレ
ーム1のin(n)、チャネル2・フレーム1のin
(n)、チャネル1・フレーム2のin(n)、チャネ
ル2・フレーム2のin(n)をメモリ上に連続して格
納しておけば、従来の技術で演算量増加の原因となっ
た、格納順序の入れ替えが不要となるため、低演算量で
写像変換を実現できる。
【0056】ここで、nの値が異なるin(n)につい
ては、メモリ上の配置に制限はない。したがって、従来
は格納順序の入れ替えが必要であったin(1),in
(3),in(5),in(7)を同時に扱うような演
算も、格納順序の入れ替えなしで実現できる。
【0057】ここでは、入力バタフライ演算を並列に実
行する方法について述べたが、これを修正離散コサイン
変換や、逆修正離散コサイン変換など他の写像変換や逆
写像変換でも利用できるよう、手法を一般化して説明す
る。
【0058】変数A、Bに対して演算を行うような場
合、従来はメモリやレジスタにAとBの値を格納し、演
算を行う命令を実行していた。本発明において、4つの
信号についてAとBの演算を同時に行う場合、従来の処
理実行プログラムを以下のように書き換えることで容易
に並列化できる。
【0059】(1)信号1のA、信号2のA、信号3の
A、信号4のAをメモリの連続したアドレス上に書き込
むようにプログラムを変更する; (2)信号1のB、信号2のB、信号3のB、信号4の
Bをメモリの連続したアドレス上に書き込むようにプロ
グラムを変更する; (3)変数Aを読む込む命令を、SIMD型変数A’に
信号1のA、信号2のA、信号3のA、信号4のAを読
み込む命令に変更する; (4)変数Bを読む込む命令を、SIMD型変数B’に
信号1のB、信号2のB、信号3のB、信号4のBを読
み込む命令に変更する; (5)AとBに演算を行う演算命令を、SIMD型変数
A’とSIMD型変数B’に対するSIMD型演算器を
用いた演算命令に変更する。
【0060】このように、従来別々に写像変換処理や逆
写像変換処理していた複数の信号を、同一のSIMD型
変数に格納してSIMD型演算器によって同時処理する
ことが、本発明の特徴である。従来手法でのSIMD利
用方法に比べて、信号の格納順序の入れ替えが不要とな
るため、低演算量で処理を実行できる。
【0061】例えば、2チャネルのオーディオ信号を2
フレーム符号化する場合の手順を図3aおよび以下に示
す。3フレーム以上符号化する場合はこの手順を繰り返
し実行する。
【0062】(ステップ301a):チャネル1・フレ
ーム1、チャネル1・フレーム2、チャネル2・フレー
ム1、チャネル2・フレーム2の信号を同一のSIMD
型変数に格納し、SIMD型演算器を用いて写像変換; (ステップ302a):フレーム1のチャネル1、2の
写像信号を圧縮処理 (ステップ303a)フレーム1のビットストリームを
出力; (ステップ304a)フレーム2のチャネル1、2の写
像信号を圧縮処理; (ステップ305a)フレーム2のビットストリームを
出力。
【0063】また、2チャネルのオーディオ信号を2フ
レーム復号する場合の手順を図3b及び以下に示す。3
フレーム以上復号する場合はこの手順を繰り返し実行す
る。
【0064】(ステップ301b):フレーム1のチャ
ネル1、2の写像信号を伸張処理; (ステップ302b):フレーム2のチャネル1、2の
写像信号を伸張処理; (ステップ303b):チャネル1・フレーム1、チャ
ネル1・フレーム2、 チャネル2・フレーム1、チャネル2・フレーム2の信
号を同一のSIMD型変数に格納し、SIMD型演算器
を用いて逆写像変換; (ステップ304b):フレーム1の復号オーディオ信
号を出力; (ステップ305b):フレーム2の復号オーディオ信
号を出力。
【0065】なお、本実施例では、ステレオ信号を符号
化・復号する場合について述べたが、チャネル数に制限
はない。また、本実施例では、4つの値を格納できるS
IMD型変数について述べたが、格納できる値の数につ
いても制限はない。
【0066】例えば、4チャネルのオーディオ信号や写
像信号に対して写像変換や逆写像変換を行う場合、各チ
ャネルの信号を1つのSIMD型変数に格納すれば、4
チャネル分同時に計算することができる。
【0067】また、例えば、1チャネルのオーディオ信
号や写像信号に対して写像変換や逆写像変換を行う場
合、4つの異なるフレームの信号を1つのSIMD型変
数に格納すれば、4時間区間分同時に計算することがで
きる。
【0068】このように、1つのSIMD型変数に格納
する信号のチャネル数やフレーム数の組み合わせについ
ては制限がない。また、写像変換および逆写像変換の手
法についても制限がなく、MDCT,IMDCT,FF
T,IFFTなどが利用できる。
【0069】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、写像変換や逆写像変換の演算量を低減できるという
効果がある。これはSIMD型変数への値の格納の命令
数が低減されるためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオーディオ符号化装置のブロックであ
る。
【図2】本発明のオーディオ復号装置のブロックであ
る。
【図3】(a)は本発明の符号化手順を、(b)は本発
明の復号手順を、それぞれ示すフローである。
【図4】従来のオーディオ符号化装置のブロックであ
る。
【図5】従来のオーディオ復号装置のブロックである。
【図6】従来の演算手順を示すフローである。
【符号の説明】
101 並列写像変換部 102 写像信号圧縮部 201 写像信号伸張部 202 並列逆写像変換部 401a,401b 写像変換部 402 写像信号圧縮部 501 写像信号伸張部 502a,502b 逆写像変換部

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区
    間に渡って符号化するオーディオ符号化装置であって、
    1つのSIMD(Single Instruction Stream-Multiple
    Data Stream)型変数に2つ以上のチャネルの入力信号
    を格納し、前記2つ以上のチャネルに対する写像変換を
    SIMD型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部
    を有することを特徴とするオーディオ符号化装置。
  2. 【請求項2】 入力信号を複数の時間区間に渡って符号
    化するオーディオ符号化装置であって、1つのSIMD
    型変数に2つ以上の時間区間の入力信号を格納し、前記
    2つ以上の時間区間に対する写像変換をSIMD型演算
    器を用いて一括して行う並列写像変換部を有することを
    特徴とするオーディオ符号化装置。
  3. 【請求項3】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区
    間に渡って符号化するオーディオ符号化装置であって、
    1つのSIMD型変数に2つ以上のチャネルの入力信号
    と2つ以上の時間区間の入力信号を格納し、前記2つ以
    上のチャネルの入力信号と前記2つ以上の時間区間に対
    する写像変換をSIMD型演算器を用いて一括して行う
    並列写像変換部を有することを特徴とするオーディオ符
    号化装置。
  4. 【請求項4】 複数チャネルの信号を複数の時間区間に
    渡って復号するオーディオ復号装置であって、1つのS
    IMD型変数に2つ以上のチャネルの写像信号を格納
    し、前記2つ以上のチャネルに対する逆写像変換をSI
    MD型演算器を用いて一括して行う並列逆写像変換部を
    有することを特徴とするオーディオ復号装置。
  5. 【請求項5】 複数の時間区間に渡って復号するオーデ
    ィオ復号装置であって、1つのSIMD型変数に2つ以
    上の時間区間の写像信号を格納し、前記2つ以上の時間
    区間に対する逆写像変換をSIMD型演算器を用いて一
    括して行う並列逆写像変換部を有することを特徴とする
    オーディオ復号装置。
  6. 【請求項6】 複数チャネルの信号を複数の時間区間に
    渡って復号するオーディオ復号装置であって、1つのS
    IMD型変数に2つ以上のチャネルの写像信号と2つ以
    上の時間区間の写像信号を格納し、前記2つ以上のチャ
    ネルと前記2つ以上の時間区間に対する逆写像変換をS
    IMD型演算器を用いて一括して行う並列逆写像変換部
    を有することを特徴とするオーディオ復号装置。
  7. 【請求項7】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区
    間に渡って符号化するオーディオ符号化方法であって、
    1つのSIMD型変数に2つ以上のチャネルの入力信号
    を格納するステップと、前記2つ以上のチャネルに対す
    る写像変換をSIMD型演算器を用いて一括して行うス
    テップとを有することを特徴とするオーディオ符号化方
    法。
  8. 【請求項8】 入力信号を複数の時間区間に渡って符号
    化するオーディオ符号化方法であって、1つのSIMD
    型変数に2つ以上の時間区間の入力信号を格納するステ
    ップと、前記2つ以上の時間区間に対する写像変換をS
    IMD型演算器を用いて一括して行うステップとを有す
    ることを特徴とするオーディオ符号化方法。
  9. 【請求項9】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区
    間に渡って符号化するオーディオ符号化方法であって、
    1つのSIMD型変数に2つ以上のチャネルの入力信号
    と2つ以上の時間区間の入力信号を格納ステップステッ
    プと、前記2つ以上のチャネルの入力信号と前記2つ以
    上の時間区間に対する写像変換をSIMD型演算器を用
    いて一括して行うステップとを有することを特徴とする
    オーディオ符号化方法。
  10. 【請求項10】 複数チャネルの信号を複数の時間区間
    に渡って復号するオーディオ復号方法であって、1つの
    SIMD型変数に2つ以上のチャネルの写像信号を格納
    するステップと、前記2つ以上のチャネルに対する逆写
    像変換をSIMD型演算器を用いて一括して行うステッ
    プとを有することを特徴とするオーディオ復号方法。
  11. 【請求項11】 複数の時間区間に渡って復号するオー
    ディオ復号方法であって、1つのSIMD型変数に2つ
    以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記
    2つ以上の時間区間に対する逆写像変換をSIMD型演
    算器を用いて一括して行うステップとを有することを特
    徴とするオーディオ復号方法。
  12. 【請求項12】 複数チャネルの信号を複数の時間区間
    に渡って復号するオーディオ復号方法であって、1つの
    SIMD型変数に2つ以上のチャネルの写像信号と2つ
    以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記
    2つ以上のチャネルと前記2つ以上の時間区間に対する
    逆写像変換をSIMD型演算器を用いて一括して行うス
    テップとを有することを特徴とするオーディオ復号方
    法。
  13. 【請求項13】 複数チャネルの入力信号を複数の時間
    区間に渡って符号化するオーディオ符号化処理をコンピ
    ュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒
    体であって、前記プログラムは、1つのSIMD型変数
    に2つ以上のチャネルの入力信号を格納するステップ
    と、前記2つ以上のチャネルに対する写像変換をSIM
    D型演算器を用いて一括して行う処理をコンピュータに
    実行させるステップとを有することを特徴とする記録媒
    体。
  14. 【請求項14】 入力信号を複数の時間区間に渡って符
    号化するオーディオ符号化処理をコンピュータに実行さ
    せるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前
    記プログラムは、1つのSIMD型変数に2つ以上の時
    間区間の入力信号を格納するステップと、前記2つ以上
    の時間区間に対する写像変換をSIMD型演算器を用い
    て一括して行うステップとを有することを特徴とする記
    録媒体。
  15. 【請求項15】 複数チャネルの入力信号を複数の時間
    区間に渡って符号化するオーディオ符号化処理をコンピ
    ュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒
    体であって、前記プログラムは、1つのSIMD型変数
    に2つ以上のチャネルの入力信号と2つ以上の時間区間
    の入力信号を格納するステップと、前記2つ以上のチャ
    ネルの入力信号と前記2つ以上の時間区間に対する写像
    変換をSIMD型演算器を用いて一括して行うステップ
    とを有することを特徴とする記録媒体。
  16. 【請求項16】 複数チャネルの信号を複数の時間区間
    に渡って復号するオーディオ復号処理をコンピュータに
    実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であっ
    て、前記プログラムは、1つのSIMD型変数に2つ以
    上のチャネルの写像信号を格納するステップと、前記2
    つ以上のチャネルに対する逆写像変換をSIMD型演算
    器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴
    とする記録媒体。
  17. 【請求項17】 複数の時間区間に渡って復号するオー
    ディオ復号処理をコンピュータに実行させるためのプロ
    グラムを記録した記録媒体であって、前記プログラム
    は、1つのSIMD型変数に2つ以上の時間区間の写像
    信号を格納するステップと、前記2つ以上の時間区間に
    対する逆写像変換をSIMD型演算器を用いて一括して
    行うステップとを有することを特徴とする記録媒体。
  18. 【請求項18】 複数チャネルの信号を複数の時間区間
    に渡って復号するオーディオ復号処理をコンピュータに
    実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であっ
    て、前記プログラムは、1つのSIMD型変数に2つ以
    上のチャネルの写像信号と2つ以上の時間区間の写像信
    号を格納するステップと、前記2つ以上のチャネルと前
    記2つ以上の時間区間に対する逆写像変換をSIMD型
    演算器を用いて一括して行うステップとを有することを
    特徴とする記録媒体。
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