JP2003140697A - オーディオ信号を符号化する方法及び装置 - Google Patents

オーディオ信号を符号化する方法及び装置

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signal
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    • G10L19/10—Determination or coding of the excitation function; Determination or coding of the long-term prediction parameters the excitation function being a multipulse excitation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オーディオ符号化方法及び装置等を提供す
る。 【解決手段】 符号化されるべきオーディオ信号ｘを受
信し、該信号を時間領域から周波数領域に変換し、長周
期予測係数Ａの集合と共に量子化済みオーディオ信号イ
が該変換済み信号ｘから作られ、係数Ａを使って信号イ
の１つ以上の以前の時間フレームから、受信された信号
ｘの現在の時間フレームを直接予測する。係数Ａを使っ
て作られた予測オーディオ信号ロは時間領域から周波数
領域に変換され、各周波数サブバンドについてエラー信
号Ｅ（ｋ）を作るため信号ｘのそれと比較され、信号Ｅ
（ｋ）は量子化済みエラー信号ハの集合を作るため量子
化され、符号化済みオーディオ信号を作るため係数Ａと
結合される。 【外１】

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を
行う方法及び装置、並びに、オーディオ復号化を行う方
法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】デジタル形でデータを伝送する場合に
は、信号対雑音比を高め、伝送チャネルの情報容量を増
やしうることは周知である。しかし、デジタル信号を更
に大幅に圧縮することによってチャネル容量を更に増や
したいという希望が引き続き存在する。オーディオ信号
に関しては、普通は２つの基本的な圧縮原理が適用され
る。その第１の圧縮原理は原信号中の統計的或いは確定
的な不要重複要素を除去するものであり、第２の原理
は、人間の知覚作用に関する限りは余分である各要素を
原信号から抑圧ないしは消去するものである。最近は、
高品質のオーディオ・アプリケーションでは後者の原理
が有力となっていて、通常はオーディオ信号についての
その各周波数成分（時に”サブバンド”（sub-bands ）
と呼ばれる）への分離を含んでおり、それらの各々を分
析して、（聞く人に対する）データの不適切性を取り除
くように決められる量子化精度でそれを量子化する。Ｉ
ＳＯ（International Standards Organisation（国際標
準化機構））ＭＰＥＧ(Moving Pictures Expert Group
）オーディオ符号化規格及びその他のオーディオ符号
化規格がこの原理を採用し、更に定義している。しか
し、ＭＰＥＧ（及びその他の規格も）も、データ速度を
更に減少させる”適応予測”（adaptive prediction ）
という手法を採用している。
【０００３】新しい MPEG-2 AAC 規格に準拠する符号器
の動作が草案国際標準文書（draftInternational stand
ard document) ISO/IEC DIS 13818-7に詳しく記述され
ている。この新しい MPEG-2 規格は、１０２４個の周波
数成分のうちの６７２個での逆方向線形予測（backward
linear prediction) を使用する。新しい MPEG-4 規格
も同様の要件を持つことが構想されている。しかし、そ
の様に周波数成分の数が多いと、予測アルゴリズムが複
雑であるために計算費用が大きくなるとともに、計算さ
れた係数及び中間係数を記憶するための大量のメモリー
を利用できなければならない。この種の逆方向適応予測
値（backward adaptive predictors) を周波数領域（fr
equency domain) で使用するときには計算負荷及びメモ
リー要件を更に減少させるのは困難であることがよく知
られている。それは、周波数領域での予測値（predicto
rs) の数が余りに多いために、非常に単純な適応アルゴ
リズムであっても計算は非常に複雑となり、大きなメモ
リーが必要となるからである。符号器で更新されて復号
器に送られる順方向適応予測値を使うことによってこの
問題を回避する手法が知られているけれども、順方向適
応予測値（forwardadaptive predictors ）を周波数領
域で使用すれば、予測値の数が余りに多いために”付帯
的”（side）情報の量が多くなることは避けられない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、公知
の予測方法の欠陥を克服すること、或いは少なくともそ
れを緩和することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】エラー信号を使ってオー
ディオ信号を符号化して該オーディオ信号の複数の周波
数サブバンドの各々の中の冗長要素を除去するととも
に、時間領域（time domain ）で、以前の（previous)
１つ以上のフレームからオーディオ信号の現在のフレー
ムを予測することを可能にする長周期予測係数（long t
erm prediction coefficients ）を作ることによって、
前記の目的及びその他の目的が達成される。
【０００６】段落番号［０００６］から［００１７］ま
でに現れる（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）及び（ホ）
は、下記表１に示す記号をそれぞれ表すものとする。
【表１】 本発明の第１の形態においてはオーディオ信号を符号化
する方法を提供するものであり、その方法は、符号化さ
れるべきオーディオ信号ｘを受信し、受信されたオーデ
ィオ信号ｘから量子化済みオーディオ信号（イ）を作
り、受信されたオーディオ信号ｘの現在の時間フレーム
を、量子化済みオーディオ信号（イ）の少なくとも１つ
の以前の時間フレームから直接予測するために使うこと
のできる長周期予測係数Ａの集合（set ）を作り、該予
測係数Ａを使って予測オーディオ信号（ロ）を作り、受
信されたオーディオ信号ｘを該予測オーディオ信号
（ロ）と比較して、複数の周波数サブバンドの各々につ
いてエラー信号Ｅ（ｋ）を作り、該エラー信号Ｅ（ｋ）
を量子化して量子化済みエラー信号（ハ）の集合（se
t）を作り、該量子化済みエラー信号（ハ）と該予測係
数Ａとを結合させて符号化済みオーディオ信号を作る、
各ステップから成る。
【０００７】本発明は、時間領域の順方向適応予測値を
使ってオーディオ信号を圧縮する。受信された信号の各
時間フレームについて、順方向適応予測係数の単一の集
合を作って復号器に送ることだけが必要である。これ
は、各時間フレームの各周波数サブバンドについて予測
係数の集合を作る必要のある公知の順方向適応予測手法
とは対照的である。本発明により得られる予測利得と比
べると、長周期予測値（long term predictor ）の付帯
情報（side information) は無視できる。
【０００８】本発明の或る実施例は、計算の複雑さと、
メモリー要件とを減少させることができる。特に、逆方
向適応予測法を使う場合と比べると、復号器で予測係数
を計算し直す必要がない。本発明の或る実施例は、在来
の逆方向適応予測値よりも迅速に信号変化に応答するこ
とができる。
【０００９】本発明の１実施例では、受信されたオーデ
ィオ信号ｘは、周波数サブバンド信号Ｘ（ｋ）の集合を
供給するために各フレームｘｍにおいて時間領域から周
波数領域に変換される。予測オーディオ信号（ロ）も同
じく予測周波数サブバンド信号（ニ）の集合を作るため
に時間領域から周波数領域に変換され、受信されたオー
ディオ信号ｘと予測オーディオ信号（ロ）との比較が周
波数領域で実行されて、周波数サブバンドエラー信号Ｅ
（ｋ）を作るためにそれぞれのサブバンド信号が相互に
比較される。時間領域又は周波数領域で予測信号と量子
化済みエラー信号とを合計することによって量子化済み
オーディオ信号（イ）が作られる。
【００１０】本発明の別の実施例では、受信されたオー
ディオ信号ｘと予測オーディオ信号（ロ）との比較は、
時間領域でのエラー信号ｅを作るために時間領域でも実
行される。このエラー信号ｅは、前記の複数の周波数サ
ブバンドエラー信号Ｅ（ｋ）を作るために時間領域から
周波数領域に変換される。
【００１１】好ましくは、エラー信号の量子化は音響心
理モデル（psycho-acoustic model）に従って実行され
る。
【００１２】本発明は、第２の形態においては、符号化
されているオーディオ信号を復号する方法を提供するも
のであり、その方法は、符号化されたオーディオ信号を
受信するステップであって、この信号は、該オーディオ
信号の複数の周波数サブバンドの各々についての量子化
済みエラー信号（ハ）と、該オーディオ信号の各時間フ
レームについての予測係数Ａの集合とから成っており、
この予測係数は、再構成された量子化済みオーディオ信
号（イ）の少なくとも１つの以前の時間フレームから、
受信されたオーディオ信号の現在の時間フレームｘｍを
直接予測するために使うことのできるものと、前記の量
子化済みエラー信号（ハ）から前記の再構成された量子
化済みオーディオ信号（イ）を作るステップと、該予測
係数Ａと該量子化済みオーディオ信号（イ）とを使って
予測オーディオ信号（ロ）を作るステップと、該予測オ
ーディオ信号（ロ）を時間領域から周波数領域に変換し
て予測周波数サブバンド信号（ニ）の集合を作り、これ
を該量子化済みエラー信号（ハ）と結合させて再構成さ
れた周波数サブバンド信号（ホ）の集合を作るステップ
と、その再構成された周波数サブバンド信号（ホ）に対
して周波数領域から時間領域への変換を行って再構成さ
れた量子化済みオーディオ信号（イ）を作るステップと
を含む。
【００１３】本発明の上記の第２の形態の実施例は、全
てのありうる量子化済みエラー信号（ハ）のうちの部分
集合（sub-set ）だけが受信されて、一部のサブバンド
・データがオーディオ・サブバンド信号Ｘ（ｋ）の伝送
によって直接伝送される場合に特に適している。周波数
から時間への変換が実行される前に、各信号（ホ）及び
Ｘ（ｋ）は適当に結合される。
【００１４】本発明は、第３の形態においては、オーデ
ィオ信号を符号化する装置を提供するものであり、この
装置は、符号化されるべきオーディオ信号ｘを受信する
ための入力と、前記入力に結合されて、受信されたオー
ディオ信号ｘから量子化済みオーディオ信号（イ）を作
るための量子化手段と、前記量子化手段に結合されて、
該量子化済みオーディオ信号（イ）の少なくとも１つの
以前の時間フレームから、受信されたオーディオ信号ｘ
の現在の時間フレームｘｍを直接予測するための長周期
予測係数Ａの集合を作るための予測手段と、該予測係数
Ａを使って予測オーディオ信号（ロ）を作り、受信され
たオーディオ信号ｘを該予測オーディオ信号（ロ）と比
較して複数の周波数サブバンドの各々についてエラー信
号Ｅ（ｋ）を作るための作成手段と、該エラー信号Ｅ
（ｋ）を量子化して量子化済みエラー信号（ハ）の集合
を作る量子化手段と、該量子化済みエラー信号（ハ）を
該予測係数Ａと結合させて符号化済みオーディオ信号を
作るための結合手段とを有する。
【００１５】１実施例では、前記作成手段は、受信され
たオーディオ信号ｘを時間領域から周波数領域に変換す
るための第１の変換手段と、該予測オーディオ信号
（ロ）を時間領域から周波数領域に変換するための第２
の変換手段と、得られた周波数領域信号を周波数領域で
比較するようになっている比較手段とから成っている。
【００１６】本発明の別の実施例では、該作成手段は、
受信されたオーディオ信号ｘと該予測オーディオ信号
（ロ）とを時間領域で比較するようになっている。
【００１７】本発明は、第４の形態においては、符号化
されたオーディオ信号ｘを復号するための装置を提供す
るものであり、その符号化されたオーディオ信号は、該
オーディオ信号の複数の周波数サブバンドの各々につい
ての量子化済みエラー信号（ハ）と、該オーディオ信号
の各時間フレームについての予測係数Ａの集合とから成
っており、該予測係数Ａを使って、再構成された量子化
済みオーディオ信号（イ）の少なくとも１つの以前の時
間フレームから直接に、受信されたオーディオ信号の現
在の時間フレームｘｍを予測することができ、該装置
は、符号化されたオーディオ信号を受信するための入力
と、該量子化済みエラー信号（ハ）から前記の再構成さ
れた量子化済みオーディオ信号（イ）を作るための作成
手段と、該予測係数Ａと前記の再構成されたオーディオ
信号（イ）とから予測オーディオ信号（ロ）を作るため
の信号処理手段とから成り、前記作成手段は、該予測オ
ーディオ信号（ロ）を時間領域から周波数領域に変換し
て予測周波数サブバンド信号（ニ）の集合を作るための
第１の変換手段と、前記の予測周波数サブバンド信号
（ニ）の集合を該量子化済みエラー信号（ハ）と結合さ
せて再構成された周波数サブバンド信号（ホ）の集合を
作るための結合手段と、該再構成された周波数サブバン
ド信号（ホ）に対して周波数領域から時間領域への変換
を実行して該再構成された量子化済みオーディオ信号
（イ）を作るための第２の変換手段とから成る。
【００１８】本発明をよく理解してもらい、本発明をど
のように実施するかを示すために、次に例としての添付
図面を参照する。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１に、MPEG-2 AAC規格で一般的
用語で定義されている符号化機能を実行する符号器のブ
ロック図が示されている。該符号器に入力されるのはサ
ンプリングされた単相の信号ｘであり、その各サンプル
ポイントは２Ｎポイントの時間フレーム又はブロック、
すなわち、
【数１】 にグループ分けされており、ここでｍはブロックのイン
デックスであり、Ｔは転置（transposition ）を意味す
る。各サンプルポイントのグループ分けはフィルター・
バンク・ツール（filter bank tool）１によって実行さ
れ、このツール１は該オーディオ信号の各個別のフレー
ムに対して修正された離散的余弦変換（modified discr
ete cosine transform（ＭＤＣＴと略記））も実行して
周波数サブバンド係数の集合、すなわち、
【数２】 を作る。各サブバンドはＭＰＥＧ規格で定義されてい
る。順方向ＭＤＣＴは、
【数３】 で定義され、ここで f(i) は分析−合成ウィンドウ（an
alysis-synthesis window ）であり、これは対称的なウ
ィンドウであって、その加算−重なり効果（added-over
lapped effect ）は信号に単位利得（unity gain）を生
じさせる。
【００２０】周波数サブバンド信号Ｘ（ｋ）は、各サブ
バンド信号中の長周期冗長要素（long term redundanc
y）を除去しようとする予測ツール（prediction tool
）２（これについては後で詳しく説明する）に印加さ
れる。その結果は、それぞれのサブバンドでの長周期変
化を表す周波数サブバンドエラー信号の集合（set ）、
すなわち、
【数４】 と、各フレームについての順方向適応予測係数Ａの集合
とである。
【００２１】段落番号［００２１］から［００２７］ま
でに現れる（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、
及び（ヘ）は、下記表２に示す記号をそれぞれ表すもの
とする。
【表２】 サブバンドエラー信号Ｅ（ｋ）は量子化器（quantiser
）３に印加され、これは音響心理モデル（psychoacous
tic model）により決定されるビット数で各信号を量子
化する。このモデルはコントローラ４により適用され
る。既に述べたように、音響心理モデルは、人の聴覚系
のマスキング挙動を模する（model ）ために使われる。
量子化済みエラー信号（ハ）と予測係数Ａとはビットス
トリームマルチプレクサ（bit stream multiplexer）５
で結合されて伝送チャネル６を介して伝送される。
【００２２】図２は、図１の符号器で符号化されたオー
ディオ信号を復号するための復号器の構成の概要を示し
ている。ビットストリームデマルチプレクサ７は、はじ
めに予測係数Ａを量子化済みエラー信号（ハ）から分離
し、該エラー信号を別々のサブバンド信号に分離する。
予測係数Ａと量子化済みエラー・サブバンド信号（ハ）
とは予測ツール８に供給され、このツール８は、符号器
で実行された予測プロセスを逆転させる、即ち、該予測
ツールは、符号器において抽出された冗長要素を挿入し
直して再構成された量子化済みサブバンド信号（ホ）を
作る。フィルター・バンク・ツール９は、受信されたバ
ージョン（ホ）に対して逆変換（inverse transformati
on）を行うことにより、次の式で表される時間領域信号
（イ）を再生する。すなわち、
【数５】 で表されるものであって、これは原オーディオ信号ｘを
近似するものである。
【００２３】図３は、図１の符号器の予測法をより詳し
く説明する。信号処理ユニット１０は、量子化済み周波
数サブバンド・エラー信号Ｅ（ｋ）を使って、量子化済
み周波数サブバンド信号（ホ）の集合を作る。各信号
（ホ）はフィルター・バンク１１に印加され、該バンク
１１は逆修正された離散的余弦変換（an inverse modif
ied discrete cosine transform （ＩＭＤＣＴと略
記））を該各信号に対して適用して量子化済み時間領域
信号（イ）を作る。この信号（イ）は、長周期予測値ツ
ール（long term predictor tool）１２に印加される
が、このツールはオーディオ入力信号ｘも受け取る。該
予測値ツール１２は、長周期（ＬＴと略記）予測値を使
って、前もって量子化されたデータに基づいて現在のフ
レーム（ｍ＋１）の中に存在するオーディオ信号中の冗
長要素を除去する。この予測値の伝達関数Ｐは、
【数６】 であり、ここでαは範囲１〜１０２４のサンプルの中の
長い遅延を表し、ｂｋは予測係数である。ｍ１＝ｍ２＝
０の場合には該予測値は１タップであり、ｍ１＝ｍ２＝
１の場合には該予測値は３タップである。
【００２４】パラメータα及びｂｋは、ＬＴ予測後に２
Ｎ個のサンプルの期間にわたって平均二乗誤差（mean s
quared error）を最小化することによって決定される。
１タップ予測値については、ＬＴ予測残差（prediction
residual ） r(i) は、
【数７】 で与えられるが、ここでｘは時間領域オーディオ信号で
あり、（イ）は時間領域量子化済み信号である。平均二
乗残差（mean squared residual ）Ｒは、
【数８】 が得られる。Ｒを最小化することは、式（９）の右辺の
第２項を最大化することを意味する。この項はαのとり
うる全ての値についてその指定された範囲にわたって計
算され、この項を最大にするαの値が選ばれる。式
（９）の分母の中の、Ωとして特定されるエネルギーを
新たに計算し直す替わりに下記の式、すなわち、
【数９】 を使ってΩを遅延（α−１）からαに容易に更新するこ
とができる。１タップＬＴ予測値が使われるならば、式
（８）を使って予測係数ｂｊを計算する。ｊタップ予測
値については、はじめに式（９）の第２項を最大化する
ことによってＬＴ予測遅延αを決定し、次にｊ×ｊ個の
方程式の集合を解いてｊ個の予測係数を計算する。
【００２５】ＬＴ予測パラメータＡは、遅延αと予測係
数ｂｊとである。この遅延は、使用される範囲により、
９〜１１ビットで量子化される。１〜１０２４の範囲の
１０２４個の可能な値で、最も普通には１０ビットが利
用される。ビット数を減らすために、偶数フレームにお
いて５ビットでＬＴ予測遅延をデルタ符号化（deltacod
ed ）することができる。利得を３〜６ビットで量子化
すれば充分であることを実験が証明している。利得は不
均一に分布するので、不均一な量子化を使用しなければ
ならない。
【００２６】上記の方法では、ＬＴ合成フィルター１／
Ｐ（ｚ）の安定性は常に保証されるとは限らない。１タ
ップ予測値については、安定条件は｜ｂ｜≦１である。
従って、｜ｂ｜＞１であるときには常に｜ｂ｜＝１とお
くことによって安定化を容易に実行することができる。
３タップ予測値については，Ｒ．Ｐ．ラマチャンドラン
及びＰ．カバルの著作”音声符号器におけるピッチフィ
ルターの安定性及び性能分析”（R.P. Ramachandran an
d P. Kabal, "Stability and performance analysis of
pitch filters in speech coders," IEEE Trans. ASS
P, vol.35, no.7, pp. 937-946, July 1987）で解説さ
れているような他の安定化処理手順を使用することがで
きる。しかし、ＬＴ合成フィルターの不安定性は、再構
成された信号の質に対してさほど有害ではない。不安定
なフィルターは数フレームにわたって持続する（エネル
ギーを増大させる）けれども、結局は安定な期間が現れ
るので出力は時間が経過するに従って増大し続けるわけ
ではない。
【００２７】ＬＴ予測係数が決定された後、（ｍ＋１）
番目のフレームについての予測信号を次のように決定す
ることができる、すなわち、
【数１０】 次に予測時間領域信号（ロ）はフィルター・バンク１３
に印加され、バンク１３はこの信号にＭＤＣＴを適用し
て（ｍ＋１）番目のフレームについての予測スペクトル
係数（ヘ）を作る。この予測スペクトル係数（ニ）が減
算器１４でスペクトル係数Ｘ（ｋ）から減算される。
【００２８】予測が符号化利得（coding gain ）を結果
する場合に限ってその予測が利用されることを保証する
ためには、適切な予測値制御（predictor control ）が
必要であるとともに、少量の予測値制御情報を復号器に
送らなければならない。この機能は減算器１４で実行さ
れる。予測値制御方式は、ＭＰＥＧ−２高度オーディオ
符号化（ＡＡＣ）（MPEG-2 Advanced Audio Coding (AA
C)）で使用されている逆方向適応予測値制御方式と同じ
である。付帯情報として送られる、各フレームについて
の予測値制御情報は、２つのステップで決定される。は
じめに、各スケールファクター帯域について、予測が符
号化利得をもたらすか否かが判定され、もし符号化利得
が得られるならば、そのスケールファクター帯域につい
ての使用予測値（predictor ＿used）ビットが１にセッ
トされる。全てのスケールファクター帯域についてこの
ことが実行された後、このフレームでの予測による総符
号化利得が少なくとも予測値付帯情報についての追加の
ビットの必要性を補償するか否かが判定される。もし補
償するならば、予測値データ存在（predictor ＿data＿
present ）ビットが１にセットされ、予測値リセットの
ために必要な情報を含む完全な付帯情報が送られ、予測
エラー値が量子化器に供給される。その他の場合には、
predictor ＿data＿present ビットは０にセットされ、
使用予測（prediction＿used）ビットは全て０にリセッ
トされて、送信はされない。この場合には、スペクトル
成分値が量子化器３に供給される。既に述べたように、
はじめに予測値制御が１スケールファクター帯域の全て
の予測値に対して行われて、次に全てのスケールファク
ター帯域にわたって第２ステップが行われる。
【００２９】ＬＴ予測の目的が最大の総予測利得を達成
することであることは明らかであろう。ｌ番目の周波数
サブバンドでの予測利得をＧｌで表すことにする。与え
られたフレームでの総予測利得を次のように計算するこ
とができる、すなわち、
【数１１】 この利得が予測値付帯情報のための追加のビットの必要
性を償うならば、即ちＧ＞Ｔ（ｄＢ）であるならば、完
全な付帯情報が送信され、正の利得を生じさせる予測値
がオンに転換される。さもなければ、各予測値は使用さ
れない。
【００３０】上で述べた方法により得られるＬＰパラメ
ータは、利得を最大化することとは直接には関連してい
ない。しかし、選択された範囲（この例では１から１０
２４まで）の中の各ブロック及び各遅延について利得を
計算し、最大の総予測利得を生じさせる遅延を選択すれ
ば、予測プロセスが最適となる。選択された遅延α及び
対応する係数ｂが量子化済みエラー・サブバンド信号と
ともに付帯情報として送られる。符号器での計算の複雑
さは増すけれども、復号器では計算の複雑さは全く増さ
ない。
【００３１】段落番号［００３１］から［００３４］ま
でに現れる（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）及
び（ト）は、下記表３に示す記号をそれぞれ表すものと
する。
【表３】 図４は図２の復号器をより詳しく示す。符号化されたオ
ーディオ信号は、上記のように伝送チャネル６からビッ
トストリームデマルチプレクサ７により受信される。ビ
ットストリームデマルチプレクサ７は、予測係数Ａと量
子化済みエラー信号（ハ）とを分離して、これらを予測
ツール８に供給する。このツールは、量子化済みエラー
信号（ハ）と予測オーディオ信号とを周波数領域で結合
させて（ニ）、周波数領域においても、再構成されたオ
ーディオ信号（ホ）を作る結合器（combiner）２４を有
する。フィルター・バンク９は、再構成された信号
（ホ）を周波数領域から時間領域に変換して再構成され
た時間領域オーディオ信号（イ）を作る。この信号は長
周期予測ツールにフィードバックされるが、このツール
は予測係数Ａも受け取る。この長周期予測ツール２６
は、現在のフレームについての予測係数を使って、以前
に再構成された時間フレームから予測された現在の時間
フレームを作る。フィルター・バンク２５は予測信号
（ロ）を変換する。
【００３２】符号器から送られる予測値制御情報を復号
器で使って復号動作を制御できることが分かる。特に、
いずれかの周波数帯域で予測が採用されたか否かを判定
するために結合器２４で使用予測値（predictor ＿use
d）ビットを使うことができる。
【００３３】図１のオーディオ信号符号器の替わりの実
施態様が図５に示されており、図５では符号化されるべ
きオーディオ信号ｘを比較器１５によって時間領域で予
測信号（ロ）と比較して時間領域でのエラー信号ｅも作
る。次にフィルター・バンク・ツール１６が該エラー信
号を時間領域から周波数領域に変換して周波数サブバン
ドエラー信号Ｅ（ｋ）の集合を作る。これらの信号は量
子化済みエラー信号（ハ）の集合を作るために量子化器
１７によって量子化される。
【００３４】次に第２のフィルター・バンク１８によっ
て量子化済みエラー信号（ハ）が変換されて時間領域に
戻され、信号（ト）が得られる。次に量子化済みオーデ
ィオ信号（イ）を作るために、この時間領域量子化済み
エラー信号（ト）は信号処理ユニット１９で予測時間領
域オーディオ信号（ロ）と結合される。予測ツール２０
は図３の符号器のツール１２と同じ機能を実行し、予測
オーディオ信号（ロ）と予測係数Ａとを作る。予測係数
と量子化済みエラー信号とはビットストリームマルチプ
レクサ２１で結合されて伝送チャネル２２を介して送信
される。既に説明したように、該エラー信号はコントロ
ーラ２３によって音響心理モデルに従って量子化され
る。
【００３５】上記のオーディオ符号化アルゴリズムは低
ビットレートでオーディオ信号を圧縮することを可能に
するものである。この手法は長周期（ＬＴ）予測に基づ
いている。公知の逆方向適応予測法と比べると、ここで
説明した手法は、単一楽器の音楽信号及び音声信号につ
いてはより高い予測利得を生じさせるものであるが、必
要な計算の複雑さは低い。
【図面の簡単な説明】
【図１】受信されたオーディオ信号を符号化するための
符号器の概略図である。
【図２】図１の符号器で符号化されたオーディオ信号を
復号するための復号器の概略図である。
【図３】図１の符号器を、該符号器の予測値ツールを含
めて、より詳しく示す図である。
【図４】図２の復号器を、該復号器の予測値ツールを含
めて、より詳しく示す図である。
【図５】図１の符号器の変形例を詳しく示す図であり、
それは替わりの予測ツールを使用している。
【符号の説明】
１，９，１６…フィルター・バンク・ツール ２，８，２０…予測ツール ３，１７…量子化器 ４，２３…コントローラ ５，７，２１…ビットストリームマルチプレクサ ６，２２…伝送チャネル １０，１９…信号処理ユニット １１，１３，１８，２５…フィルター・バンク １２…予測値ツール １４…減算器 １５…比較器 ２４…結合器 ２６…長周期予測ツール
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Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オーディオ信号を符号化する方法であっ
    て、 符号化されるべきオーディオ信号ｘを受信し、 受信されたオーディオ信号ｘから量子化済みオーディオ
    信号（イ）を作り、 受信されたオーディオ信号の現在の時間フレームを該量
    子化済みオーディオ信号（イ）の少なくとも１つの以前
    の時間フレームから直接予測するために使うことのでき
    る長周期予測係数Ａの集合を作り、 該予測係数Ａを使って予測オーディオ信号（ロ）を作
    り、 受信されたオーディオ信号ｘを該予測オーディオ信号
    （ロ）と比較して複数の周波数サブバンドの各々につい
    てエラー信号Ｅ（ｋ）を作り、 該エラー信号Ｅ（ｋ）を量子化して量子化済みエラー信
    号（ハ）の集合を作り、 該量子化済みエラー信号（ハ）と該予測係数Ａとを結合
    させて符号化済みオーディオ信号を作る、各ステップか
    ら成ることを特徴とする方法。 【外１】
  2. 【請求項２】 各フレームｘｍの中の前記の受信された
    オーディオ信号ｘを時間領域から周波数領域に変換して
    周波数サブバンド信号Ｘ（ｋ）の集合を設け、該予測オ
    ーディオ信号（ロ）を時間領域から周波数領域に変換し
    て予測周波数サブバンド信号（ニ）の集合を作るステッ
    プを含んでおり、前記の受信されたオーディオ信号ｘと
    該予測オーディオ信号（ロ）との比較は周波数領域で実
    行されて、それぞれのサブバンド信号を相互に比較して
    該周波数サブバンド・エラー信号Ｅ（ｋ）を作ることを
    特徴とする請求項１に記載の方法。 【外２】
  3. 【請求項３】 前記の受信されたオーディオ信号ｘと該
    予測オーディオ信号（ロ）との比較を時間領域で実行し
    て時間領域でのエラー信号ｅを作り、このエラー信号ｅ
    を時間領域から周波数領域に変換して前記の複数の周波
    数サブバンド・エラー信号Ｅ（ｋ）を作るステップを含
    むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 【外３】
  4. 【請求項４】 オーディオ信号を符号化する装置であっ
    て、 符号化されるべきオーディオ信号ｘを受信するための入
    力と、 前記入力に結合されて、受信されたオーディオ信号ｘか
    ら量子化済みオーディオ信号（イ）を作るための処理手
    段（２，３；１５−１９）と、 前記処理手段（３）に結合されて、該量子化済みオーデ
    ィオ信号（イ）の少なくとも１つの以前の時間フレーム
    から、受信されたオーディオ信号ｘの現在の時間フレー
    ムｘｍを直接予測するための長周期予測係数Ａの集合を
    作るための予測手段（１２；１９）と、 該予測係数Ａを使って予測オーディオ信号（ロ）を作
    り、受信されたオーディオ信号ｘを該予測オーディオ信
    号（ロ）と比較して複数の周波数サブバンドの各々につ
    いてエラー信号Ｅ（ｋ）を作るための作成手段（１０−
    １４；２０，１５）と、 該エラー信号Ｅ（ｋ）を量子化して量子化済みエラー信
    号（ハ）の集合を作る量子化手段（３；１７）と、 該量子化済みエラー信号（ハ）を該予測係数Ａと結合さ
    せて符号化済みオーディオ信号を作るための結合手段
    （５；２１）とから成ることを特徴とする装置。 【外４】
  5. 【請求項５】 前記作成手段は、受信されたオーディオ
    信号ｘを時間領域から周波数領域に変換するための第１
    の変換手段（１１）と、該予測オーディオ信号（ロ）を
    時間領域から周波数領域に変換するための第２の変換手
    段（１３）と、得られた周波数領域信号を周波数領域で
    比較するようになっている比較手段（１４）とから成る
    ことを特徴とする請求項４に記載の装置。 【外５】
  6. 【請求項６】 該作成手段は、受信されたオーディオ信
    号ｘと該予測オーディオ信号（ロ）とを時間領域で比較
    するようになっていることを特徴とする請求項５に記載
    の装置。 【外６】
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