JP2004348056A - ディジタルオーディオデコーダ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】逆量子化回路21−1、21−2…は、音源20−1、20−2…の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。時系列化処理回路22−1、22−2…は、逆量子化回路21−1、21−2…の各サブバンド出力を、時系列化データに変換する。ピッチ変換回路23−1、23−2…は時系列化処理回路22−1、22−2…の出力のピッチ変換を行う。チャンネルミックス回路24は、ピッチ変換回路23−1、23−2…の出力をミキシングする。フィルタ処理回路25は、チャンネルミックス回路24の出力のフィルタ処理を行う。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、サブバンド符号化方式により圧縮されたディジタルオーディオ信号(ビットストリーム)をデコードするディジタルオーディオデコータに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ディジタルオーディオ信号の圧縮方法として、サブバンド符号化方法が知られている。この方法による圧縮回路の構成を図3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。
【0004】
また、図4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。逆量子化回路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信号(PCM信号)に戻す。
【0005】
近年、種々の分野において、上述した圧縮方法を適用した圧縮データ(ビットストリーム)による複数チャンネルの楽音生成回路が用いられる。このような複数チャンネル、例えば16チャンネルの圧縮データをデコードするデコーダとしては、図4に示すデコード回路を16組設ければ、各チャンネルの楽音に対しそれぞれピッチ変換や効果付与を行うことができて好ましい。しかし、サブバンド合成フィルタバンク13は大容量のRAM(ランダムアクセスメモリ)が必要であり、このため、図4のデコード回路を16組設けると、メモリを含む回路規模が非常に大きくなり、LSIの価格が高くなってしまう問題がある。
【0006】
そこで、特許文献1に記載されるデコーダにおいては、各チャンネル毎に逆量子化回路12を設け、それぞれの出力をサブバンドデータ毎に合成し、その合成によって得られた32のサブバンドデータを1つのサブバンド合成フィルタバンク13に入力してサブバンド合成を行うようになっている。このデコーダによれば、サブバンド合成フィルタバンク13が1回路で済み、価格が高価になることを押さえることができる。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−49394号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、サブバンドデータの段階で各チャンネルのデータを合成すると、低音ブースト等の効果はチャンネル毎に付与することができるが、ピッチ変更やビブラート付与等の時間軸の信号処理を要する楽音変更(効果付与)を行うことができない欠点がある。
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、チャンネル毎に時間軸処理に係わる楽音変更を行うことができ、しかも、チャンネル数分サブバンド合成フィルタバンクを設ける場合に比較し、メモリを含む回路規模を小さくすることができる複数チャンネルのディジタルオーディオデコータを提供することにある。
【0009】
【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るもので、請求項1に記載の発明は、N(Nは2以上の正の整数)チャンネルのビットストリームデータの各々に対応して設けられ、前記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N個の逆量子化手段と、前記N個の逆量子化手段の各サブバンド出力を、時系列化データに変換するN個の時系列化手段と、前記N個の時系列化手段の一部または全部の出力のデータ変換を行うデータ変換手段と、前記データ変換手段の出力をミキシングするミキシング手段と、前記ミキシング手段の出力のフィルタ処理を行うフィルタ処理手段とを具備することを特徴とするディジタルオーディオデコーダである。
【0010】
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、前記データ変換手段は、前記N個の時系列化手段の一部または全部の出力のピッチ変換を行うピッチ変換手段であることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しこの発明の一実施の形態について説明する。図1はこの発明の一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る。この図において、符号20−1、20−2・・・はサブバンド符号化方法によって圧縮した楽音データが記憶された音源である。21−1、21−2・・・は音源20−1・20−2・・・から各々出力されるビットストリームBS1、BS2・・・の各サブバンドサンプルを逆量子化する逆量子化回路である。すなわち、逆量子化回路21−1は、ビットストリームBS1から32個のサブバンドサンプルを各々、ビット割当情報に従って読み取り、逆量子化を行い、さらに、スケールファクタを乗算し、32個のサブバンドデータSB0〜SB31として時系列化処理回路22−1へ出力する。逆量子化回路22−2,・・・も同様に構成されている。なお、図示は省略しているが、各逆量子化回路21−1,21−2,・・・には各々、ビット割当情報/スケールファクタ抽出回路(図4参照)が付属されている。
【0012】
時系列化処理回路22−1,22−2,・・・は逆量子化回路21−1,21−2,・・・から出力される周波数帯域毎に分割されたサブバンドデータを[数1]の演算によって時系列データに変換する回路である。
【数1】
そして、各時系列化処理回路22−1,22−2,・・・から出力される時系列化データはそれぞれピッチ変換回路23−1,23−2,・・・へ出力される。
【0013】
ピッチ変換回路23−1,23−2,・・・は、時系列化処理回路22−1,22−2,・・・から出力される時系列化データのピッチを変更して出力する。例えば、時系列化データが図2(イ)の黒丸によって示すデータであった場合において、そのピッチを1/2倍にする場合、まず、時系列化処理回路22−kが通常の1/2倍のスピードで時系列化を行い、次いで、ピッチ変換回路23−kが、図2(ロ)に示すように、各データ間に例えば前後のデータの平均値を持つデータを挿入(直線補間)して出力する。
【0014】
ピッチ変換回路23−1,23−2,・・・の各出力はチャンネルミックス回路24へ供給される。チャンネルミックス回路24は各ピッチ変換回路23−1,23−2,・・・の出力をミキシングし、フィルタ処理回路25へ出力する。フィルタ処理回路25はチャンネルミックス回路24の出力にフィルタ処理(FIR)を行って出力する。このフィルタ処理回路25の出力データがPCM楽音信号として次段へ出力される。
【0015】
上述した実施形態におるデコーダにおいて、時系列化処理回路22−1,22−2,・・・、ピッチ変換回路23−1,23−2,・・・、チャンネルミックス回路24、フィルタ処理回路25がサブバンド合成フィルタバンクを構成している。そして、ピッチ変換回路23−1,23−2,・・・およびチャンネルミックス回路24が従来のサブバンド合成フィルタバンクと異なる構成である。すなわち、この実施形態においては、従来のサブバンド合成フィルタバンクにおける時系列化処理が終了した時点でチャンネル毎にピッチ変換処理を行い、ピッチ変換処理後のデータをミックスした後、フィルタ処理を行うようにしたものである。
【0016】
このような構成により、各チャンネル毎にピッチ変換(効果付与)が可能になると共に、処理に多くのメモリおよび演算回路を必要とするフィルタ処理回路25を1回路とすることができるので、メモリを含む回路規模の削減を図ることができる。
【0017】
なお、上述した実施形態においては、時系列化処理回路22−1、22−2・・・の出力のピッチ変換処理を行うようになっているが、これに代えて、時系列化処理回路22−1、22−2・・・の出力のチャンネルミックス処理を行ってもよい。
また、上記実施形態においては、図2に示すように、ピッチを1/2にすると共に再生時間を2倍にし、ピッチおよび再生時間の双方を変えているが、これに代えて、次の信号処理を行うようにしてもよい。
▲1▼ピッチを変化させ、再生時間は変化させない(カラオケのキーコン)。
▲2▼ピッチを変化させないで、再生時間のみ変化させる。
さらに、サブバンド合成フィルタバンクにおいてリバーブのようなエフェクトを付与する信号処理を行ってもよい。
また、上述した実施形態における各回路は、ハードウエアによって構成してもよく、あるいは、マイクロコンピュータによるプログラム処理で実施してもよい。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、メモリを含む回路規模を大幅に増やすことなく、ピッチ変換、エフェクト付与等のピッチに係わる楽音変更をチャンネル毎に行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一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る。
【図2】同実施形態の動作を説明するための波形図である。
【図3】サブバンド符号化方式によるデータ圧縮回路の構成を示すブロック図である。
【図4】従来のサブバンド符号化方式によるデコーダの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
20−1…CH1音源、20−2…CH2音源、22−1、22−2…時系列化処理回路、23−1、23−2…ピッチ変換回路、24…チャンネルミックス回路、25…フィルタ処理回路。
Claims (2)
- N(Nは2以上の正の整数)チャンネルのビットストリームデータの各々に対応して設けられ、前記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N個の逆量子化手段と、
前記N個の逆量子化手段の各サブバンド出力を、時系列化データに変換するN個の時系列化手段と、
前記N個の時系列化手段の一部または全部の出力のデータ変換を行うデータ変換手段と、
前記データ変換手段の出力をミキシングするミキシング手段と、
前記ミキシング手段の出力のフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
を具備することを特徴とするディジタルオーディオデコーダ。 - 前記データ変換手段は、前記N個の時系列化手段の一部または全部の出力のピッチ変換を行うピッチ変換手段であ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。
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