JP2006163414A

JP2006163414A - オーディオ信号の変換方法及び変換装置、オーディオ信号の適応的符号化方法及び適応的符号化装置、オーディオ信号の逆変換方法及び逆変換装置、オーディオ信号の適応的復号化方法及び適応的復号化装置

Info

Publication number: JP2006163414A
Application number: JP2005352938A
Authority: JP
Inventors: 殷美 ▲呉▼; Eun-Mi Oh; Jung-Hoe Kim; 金　重　會; Boris Kudryashov; ボリス，クドリャショフ; Konstantin Osipov; コンスタンチン，オシポフ
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2025-12-07
Also published as: EP1669982A2; KR20060063198A; CN1787383A; JP5583881B2; US20060122825A1; EP1669982A3; CN1787383B; US8086446B2; KR100668319B1

Abstract

【課題】オーディオ信号の変換方法及び変換装置、オーディオ信号の適応的符号化方法及び適応的符号化装置、オーディオ信号の逆変換方法及び逆変換装置、及びオーディオ信号の適応的復号化方法及び適応的復号化装置を提供する。
【解決手段】オーディオ信号を周波数領域に変換するための変換単位を決定するステップと、決定した変換単位により、“０”以外のウィンドウ係数を利用して時間領域のオーディオ信号を周波数領域の信号へ変換するステップと、を含むオーディオ信号の変換方法である。これにより、オーディオ信号の急激な変化に適応する最適なフレーム単位でオーディオ信号を周波数領域へ変換することにより、高い符号化率が要求されるオーディオ信号の符号化歪曲を最小化し、圧縮効率を向上させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、オーディオ信号の符号化及び復号化に関し、より具体的には、オーディオ信号の変換単位である様々な長さのフレームの中から、オーディオ信号に適応するフレーム単位を決定し、オーディオ信号を、このフレーム単位で、“０”以外のウィンドウ係数を利用して符号化及び復号化するためのオーディオ信号の変換方法及び変換装置、オーディオ信号の適応的符号化方法及び適応的符号化装置、オーディオ信号の逆変換方法及び逆変換装置、及びオーディオ信号の適応的復号化方法及び適応的復号化装置に関する。

既存のオーディオ信号の符号化過程は、オーディオ信号を特定のフレーム単位で符号化変換し、変換したオーディオ信号を量子化し、ビット率を調節してビット列を生成する方式により行われている。オーディオ信号の場合には、フレームの大きさをオーディオ信号の変化の程度に応じて決定する。具体的には、時間領域での変化が激しい信号は、変換単位のフレームを小さくして周波数領域に変換しなければならない。こうすることで、時間領域において急激に変化するオーディオ信号を、周波数領域において広帯域で処理するため、より正確なビット列を生成できる。また、時間領域において変化が緩慢なオーディオ信号は、変換単位のフレームを大きくすることで、周波数領域では狭い帯域で処理するため、使用帯域を削減できる。

ところが、従来のフレームの種類は、長フレーム及び短フレーム等のフレームの種類が限定されており、時間領域において変化が激しいオーディオ信号を符号化する際には、オーバーサンプリング（ｏｖｅｒｓａｍｐｌｉｎｇ）の変換を行うことができないため、符号化の歪曲を誘発するという問題点がある。

図１は、従来技術で使用されるフレームタイプと、それに対応するウィンドウ係数の一例を示す図である。図１に示すように、従来技術では、変換単位のフレームがロングフレームとショットフレームとに区分され、このようなフレームにより変換された信号は、ロングスタートフレームとロングストップフレームに区分される。変換されたロングスタートフレーム及びロングストップフレームの場合、ウィンドウイング（ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ）するときに、ウィンドウ係数が“０”のである部分が存在する。

図２は、周波数領域に変換するためのウィンドウ係数を例示的に示す図である。なお、図２に示すＡないしＢ、及び１ないし１０は、ウィンドウ係数の種類を示している。

ここで、図２を参照しつつ、オーディオ信号の変換方法及び逆変換方法を簡単に記述する。オーディオ信号を周波数領域へ変換する方法のうち、代表的なものが変形離散コサイン変換（ＭｏｄｉｆｉｅｄＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ：ＭＤＣＴ）による方法である。ＭＤＣＴは、図２に示す入力時間軸のデータにウィンドウ係数を乗算して、オーディオ信号の変換のための中間変数となるｚ信号を生成するものである。
次に、上記の通りにウィンドウ係数を乗算して求めたこのｚ信号へ次の数式１を代入して最終スペクトルを計算する。

ここで、Ｘ_ｉ,ｋは、周波数領域の結果値であり、Ｚ_ｉ,_ｎは、ウィンドウイングをした入力シーケンスを意味し、ｎは、サンプルインデックス（ｓａｍｐｌｅｉｎｄｅｘ）を意味し、ｋは、周波数係数インデックスを意味し、ｉは、フレームインデックス（ｆｒａｍｅｉｎｄｅｘ）を意味し、Ｎは、フレーム長を意味し、ｎ０は、（Ｎ／２＋１）／２を表す。

このように変化されて符号化されたオーディオ信号の時間領域への逆変換過程は、次の数式２を利用して求める。

Ｘ_ｉ,_ｎは、逆変換された結果値である。
上述のように、オーディオ信号を周波数領域に変換する場合、従来のＭＤＣＴで使用されるウィンドウ係数は、第１フレームでは、時間軸の“１５３８＋１２８”部分から“２０４８”までを“０”のウィンドウ係数を用いて変換する。したがって、この部分の時間軸のフレームサンプルに“０”を乗算することにより無視されて、変換では入力されないことになる。しかしながら実際には、ＭＤＣＴの特性上、“０”のウィンドウ係数を用いて変換した第１フレームを使用した場合にも依然として“１０２４”のスペクトル値が出力されてしまう。したがって、ウィンドウ係数が“０”の場合には、変換の効果が低下するという問題点がある。

本発明が達成しようとする技術的課題は、“０”以外のウィンドウ係数を利用したオーディオ信号の変換方法を提供するところにある。
本発明が達成しようとする他の技術的課題は、オーディオ信号の変化に適応するフレーム単位に信号を変換するためのオーディオ信号の変換方法を提供するところにある。

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、オーディオ信号の変化に適応するフレーム単位に信号を変換及び符号化するためのオーディオ信号の適応的符号化方法を提供するところにある。
本発明が達成しようとする他の技術的課題は、“０”以外のウィンドウ係数を利用したオーディオ信号の変換装置を提供するところにある。

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、オーディオ信号の変化に適応するフレーム単位に信号を変換するためのオーディオ信号の変換装置を提供するところにある。

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、オーディオ信号の変化に適応するフレーム単位に信号を変換及び符号化するためのオーディオ信号の適応的符号化装置を提供するところにある。

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、“０”以外のウィンドウ係数を利用して符号化したオーディオ信号の逆変換方法を提供するところにある。
本発明が達成しようとする他の技術的課題は、オーディオ信号の変化に適応するフレーム単位に符号化したオーディオ信号の逆変換方法を提供するところにある。

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、オーディオ信号の変化に適応するフレーム単位に符号化されたオーディオ信号の適応的復号化方法を提供するところにある。

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、“０”以外のウィンドウ係数を利用して符号化したオーディオ信号の逆変換装置を提供するところにある。
本発明が達成しようとする他の技術的課題は、オーディオ信号の変化に適応するフレーム単位に符号化したオーディオ信号の逆変換装置を提供するところにある。

本発明が達成しようとする他の技術的課題は、オーディオ信号の変化に適応するフレーム単位に符号化したオーディオ信号の適応的復号化装置を提供するところにある。

前記の課題を解決するために、本発明に係るオーディオ信号の変換方法は、
（ａ）オーディオ信号を周波数領域に変換するための変換単位を決定するステップと、（ｂ）前記決定した変換単位により、“０”以外のウィンドウ係数を利用して、前記オーディオ信号を時間領域から周波数領域に変換するステップとを含み、
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ１）前記決定した変換単位により、前記オーディオ信号を“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングするステップと、（ｂ２）前記ウィンドウイングしたオーディオ信号を周波数領域に変換するステップと、を含むことを特徴とする。

前記の課題を解決するために、本発明に係るオーディオ信号の変換装置は、
オーディオ信号を周波数領域に変換するための変換単位を決定する変換単位決定部と、前記決定した変換単位により、“０”以外のウィンドウ係数を利用して前記オーディオ信号を時間領域から周波数領域に変換する周波数領域変換部と、を備え、
前記周波数領域変換部は、
前記決定した変換単位により、前記オーディオ信号を、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングするウィンドウイング部と、前記ウィンドウイングしたオーディオ信号を周波数領域に変換する信号変換部と、を備えることを特徴とする。

前記の他の課題を達成するために、本発明に係るオーディオ信号の適応的符号化方法は、
（ａ）オーディオ信号を所定のサンプル単位にフィルタリングするステップと、（ｂ）前記オーディオ信号の大きさが所定の閾値を超える時点に応じて、前記オーディオ信号を周波数領域に変換するための適応的変換単位を決定するステップと、（ｃ）前記決定した適応的変換単位により、前記オーディオ信号を前記周波数領域に変換するステップと、（ｄ）前記周波数領域に変換したオーディオ信号を量子化するステップと、（ｅ）前記量子化したオーディオ信号を符号化するステップと、を含むことを特徴とする。

前記の他の課題を達成するために、本発明に係るオーディオ信号の適応的符号化装置は、
オーディオ信号を所定のサンプル単位にフィルタリングするフィルタリング部と、前記フィルタリングしたオーディオ信号の大きさが所定の閾値を超える時点に応じて、前記オーディオ信号を周波数領域に変換するための適応的変換単位を決定する適応的変換単位決定部と、前記決定した適応的変換単位により、前記オーディオ信号を前記周波数領域に変換する周波数領域変換部と、前記周波数領域に変換したオーディオ信号を量子化する量子化部と、前記量子化したオーディオ信号のビット率を調節するビット率調節部と、前記量子化したオーディオ信号を符号化する符号化部と、を備えることを特徴とする。

前記の他の課題を達成するために、本発明に係るオーディオ信号の適応的復号化方法は、
（ａ）符号化したオーディオデータを復号化するステップと、（ｂ）前記復号化したオーディオデータを逆量子化するステップと、（ｃ）前記逆量子化したオーディオデータから、オーディオ信号を周波数領域に変換するときに用いた適応的変換単位に関する情報を検出するステップと、（ｄ）前記検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、前記オーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換するステップと、を備えることを特徴とする。

前記の他の課題を達成するために、本発明に係るオーディオ信号の適応的復号化装置は、
符号化したオーディオデータを復号化する復号化部と、前記復号化したデータを逆量子化する逆量子化部と、前記逆量子化したオーディオデータから、オーディオ信号を周波数領域に変換するときに用いた適応的変換単位に関する情報を検出する変換単位情報検出部と、前記検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、前記オーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換する時間領域逆変換部と、を備えることを特徴とする。

前記の他の課題を達成するために、本発明に係るオーディオ信号の逆変換方法は、
“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行い、周波数領域に変換してビット列を生成したオーディオデータを時間領域へ逆変換するステップを含むことを特徴とする。
また、本発明に係るオーディオ信号の逆変換方法は、
（ａ）オーディオデータから、オーディオ信号を周波数領域に変換するときに用いた適応的変換単位に関する情報を検出するステップと、（ｂ）前記検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、前記オーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換するステップと、を含むことを特徴とする。

前記の他の課題を達成するために、本発明に係るオーディオ信号の逆変換装置は、
“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行い、周波数領域に変換してビット列を生成したオーディオデータを時間領域へ逆変換する時間領域逆変換部を備え、
オーディオデータから、オーディオ信号を周波数領域に変換するときに用いた適応的変換単位に関する情報を検出する変換単位情報検出部と、前記検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、前記オーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換する時間領域逆変換部と、を備えることを特徴とする。

本発明によるオーディオ信号の変換方法及び変換装置、オーディオ信号に適応する符号化方法及び符号化装置、オーディオ信号の逆変換方法及び逆変換装置、オーディオ信号に適応する復号化方法及び復号化装置は、オーディオ信号の急激な変化に適応する変換単位のフレームにより、オーディオ信号を周波数領域に変換することにより、高い符号化率が要求されるオーディオ信号の圧縮効率を向上させ、符号化による歪曲を低減できる。

以下、本発明によるオーディオ信号の変換方法を、添付の図面を参照しつつ、説明する。

図３は、本発明の実施形態に係わるオーディオ信号の変換方法を説明するためのフローチャートである。

まず、オーディオ信号を周波数領域に変換するための変換単位を決定する（Ｓ１０）。
図４は、本実施形態に係るオーディオ信号の変換方法において使用される多様なフレームタイプの一例を示す図である。ここでは、オーディオ信号の変換単位を様々な長さのフレームで表しているが、ステップＳ１０では、オーディオ信号の変化に応じて、この中の何れか一つのフレームを選択して決定する。

ステップＳ１０で決定した変換単位を、“０”以外のウィンドウ係数を利用して、時間領域のオーディオ信号を周波数領域に変換する（Ｓ１２）。
図５は、図３に示すステップＳ１２を詳しく説明するためのフローチャートである。

決定した変換単位のオーディオ信号を、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行う（Ｓ３０）。

ウィンドウイングに際しては、ＭＤＣＴの特性である逆変換により、原信号が復元されるように設定されたウィンドウ係数を利用する。
従来技術では、ＭＰＥＧ（ＭｏｔｉｏｎＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐｓ）−４ＡＡＣ（ＡｄｖａｎｃｅｄＡｕｄｉｏＣｏｄｉｎｇ）／ＢＳＡＣ（ＢｉｔＳｌｉｃｅｄＡｒｉｔｈｍｅｔｉｃＣｏｄｉｎｇ）／ＴｗｉｎＶＱ等のオーディオコデックで使用するサインウィンドウ係数やカイザーベッセルウィンドウ係数を使用してウィンドウイングを行う。

しかし、本実施形態で用いるウィンドウ係数は、従来とは違って、“０”のウィンドウ係数は使用せずに、常に“０”以外の係数を使用する。例えば、図４に示すフレームから決定したフレームに該当するオーディオ信号を、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングする。従来の変換方法とは異なり、“０”のウィンドウ係数を用いないため、オーディオ信号変換の効果が低下する問題点が発生しない。

ステップＳ３０に続いて、ウィンドウイングされたオーディオ信号を周波数領域に変換する（Ｓ３２）。オーディオ信号を周波数領域に変換する方法としては、離散コサイン変換（ＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ：ＤＣＴ）またはＭＤＣＴの方法などを使用する。

以下、本実施形態に係わるオーディオ信号の変換方法の変形例を説明する。

図６は、本実施形態に係わるオーディオ信号の変換方法の変形例を説明するためのフローチャートである。

まず、オーディオ信号を所定のサンプル単位でフィルタリングする（Ｓ５０）。フィルタリングは、周波数帯域に応じて、オーディオ信号の中で必要な部分に対して行われる。なお、ここでいう所定のサンプル単位とは、サンプルしたオーディオ信号をあらかじめ定めた長さに区分する単位を意味する。図７は、図６に示すステップＳ５０においてフィルタリングしたオーディオ信号の一例を示す図である。図７に示すように、例えば、オーディオ信号を“１２８”個のサンプルに区分してフィルタリングする。この場合、“１２８”サンプル単位のオーディオ信号のそれぞれを、インデックス符号としてＸ_１ないしＸ_ｎを用いて表現する。

ステップＳ５０の後、オーディオ信号の変換単位に関する所定の閾値に応じて、オーディオ信号を周波数領域に変換する際の適応的変換単位を決定する（Ｓ
５２）。ここでいう所定の閾値とは、オーディオ信号が急激に変化すると判断できる程度の閾値を意味する。また、適応的変換単位とは、オーディオ信号が急激に変化する時点（所定の閾値）に照らして、オーディオ信号の歪曲を最小化する変換単位を意味する。適応的変換単位に該当するフレームは、図４に示すように、様々な長さに区分されている。フレームの長さを、例えば、最長フレームＦ_１（ｓｕｐｅｒｌｏｎｇ）、長フレームＦ_２（ｌｏｎｇ）、短フレームＦ_３（ｓｈｏｒｔ）、最短フレームＦ_４（ｓｕｐｅｒｓｈｏｒｔ）に区分し、これらのフレームのうち、何れか１つをオーディオ信号に変換するための変換単位として決定する。また、図4に示すＴ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４及びＴ_５は、Ｆ_１〜Ｆ_４のフレームの変換単位を用いて変換したフレームを表している。例えば、フレームＴ_１は、長さ“２０４８”のＦ_１フレームと、長さ“１０２４”のＦ_２フレームの中間の長さである“１５３６”の長さを有するフレームである。また、図４の「周波数領域の長さ」と「時間領域の長さ」はそれぞれ、係数の個数によって表される。なお、これらは本実施形態を説明するために例示的に用いたものであり、フレームをさらに多様な長さに区分して、変換フレームを任意の長さに設定することが可能である。

図８は、図６に示すステップＳ５２を詳細に説明するためのフローチャートである。

まず、フィルタリングしたオーディオ信号の変化の程度に応じて急激変化係数を算出する（Ｓ７０）。ここでいう急激変化係数とは、フィルタリングしたオーディオ信号のうち、オーディオ信号が急激に変化するか否かを判断するための値である。例えば、図７に示すフィルタリングしたオーディオ信号について、フィルタリングしたサンプル単位ごとに急激変化係数を算出する。まず、インデックス符号Ｘ_１ないしＸ_ｎで表されたフレームそれぞれについて、オーディオ信号の代表値ｙ_１ないしｙ_ｎを決定する。この代表値を決定する方法としては、インデックス符号のフレームそれぞれに含まれるオーディオ信号サンプルの中で、サンプル値が最も大きい値を代表値として決定する。このように決定したオーディオ信号の代表値について、次の数式３を利用して急激変化係数を算出する。

ここで、Ａ_ｋは、インデックス符号Ｘ_ｋについての急激変化係数を意味し、ｙ_ｋは、インデックス符号Ｘ_ｋのオーディオ信号についての代表値を意味し、Ｍ_ｋは、インデックス符号Ｘ_ｋより前のインデックス符号Ｘ_０ないしＸ_ｋ−１のオーディオ信号の代表値を平均した値である。
数式３から、急激変化係数の値が大きいほど、急激変化係数を算出した位置でのオーディオ信号の変化が急激であることが分かる。

ステップＳ７０に続いて、急激変化係数が所定の閾値を超えるか否かによって、急激変化開始長を算出する（Ｓ７２）。所定の閾値とは、上述の通り、オーディオ信号が急激に変化すると判断できる程度の閾値を意味する。また、ここでいう急激変化開始長とは、フレームが始まる時間領域での位置と、オーディオ信号が急激に変化し始める時間領域での位置との間の長さを意味する。急激変化係数は、あらかじめ定められた所定の閾値を超えると、急激変化係数を算出した位置においてオーディオ信号が急激に変化することを意味する。したがって、急激変化開始長は、次の数式４に示す通り、フィルタリングしたオーディオ信号のサンプル単位の“１２８”に、急激変化係数を算出した位置のインデックス符号であるＸ_ｋの“ｋ”を乗算して算出する。

ここで、Ｂ_ｋは急激変化開始長を意味し、１２８はフィルタリングするサンプル単位を意味し、ｋは急激変化係数を算出するときに用いるインデックス符号Ｘ_ｋの下添字を意味する。

ステップＳ７２に続いて、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋを、フレームタイプ別のそれぞれのフレーム長さと比較して、最適なフレームタイプを決定する（Ｓ７４）。

図９は、図８に示す変換単位のフレームタイプを決定するためのステップＳ７４を詳細に説明するためのフローチャートである。

まず、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋがフレームタイプにおける最長フレームＦ_１と最短フレームＦ_４との長さを合算した値以上であるかを判定する（Ｓ８０）。例えば、オーディオ信号の変換単位が、図４に示すようなフレームタイプで構成されているならば、急激変化開始長Ｂ_ｋが最長フレームＦ_１及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であるかを判定する。

もし、判定の結果、急激変化開始長Ｂ_ｋが、最長フレームＦ_１及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であれば、オーディオ信号の変換が行われた前フレームが最短フレームＦ_４であるか否かを判定する（Ｓ８２）。例えば、急激変化開始長Ｂ_ｋが、最長フレームＦ_１及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であれば、インデックス符号Ｘ_１ないしＸ_ｋに該当するオーディオ信号の長さは、少なくとも、最長フレームＦ_１より長い可能性が高い。したがって、急激変化開始長Ｂ_ｋが最長フレームＦ_１及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であるならば、フレームを決定する場合は、変換単位を最長フレームＦ_１または長フレームＦ_２に決定する必要性がある。

もし、ステップＳ８２において、前フレームが最短フレームＦ_４ではなければ、最長フレームＦ_１をオーディオ信号の周波数領域へ変換するためのフレームタイプに決定する（Ｓ８４）。例えば、前フレームが図４に示す最短フレームＦ_４ではなければ、少なくとも前フレームでは、オーディオ信号が急激に変化していないことを意味している。前フレームでオーディオ信号が急激に変化していないことから、オーディオ信号の変換単位のフレームとして、最長フレームＦ_１を決定しても、オーディオ信号の符号化歪曲に影響を及ぼさないことになる。言い換えれば、前フレームが最短フレームＦ_４でない場合は、現在変換を行おうとしているオーディオ信号の変換単位のフレームタイプとして、最長フレームＦ_１を決定する。

しかし、ステップＳ８２において、前フレームが最短フレームＦ_４ならば、長フレームＦ_２をオーディオ信号の変換単位のフレームタイプに決定する（Ｓ８６）。これは、前フレームが最短フレームＦ_４であれば、少なくとも、前フレームでオーディオ信号が急激に変化したことを意味する。したがって、前フレームでオーディオ信号が急激に変化したことから、オーディオ信号の変換の単位として最長フレームＦ_１を選択するよりも、長フレームＦ_２を選択するほうが、オーディオ信号の符号化歪曲への影響を最小化できる。

一方、ステップＳ８０において、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋが最長フレームＦ_１及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値より小さければ、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋが、長フレームＦ_２及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であるか否かを判定する（Ｓ８８）。急激変化開始長Ｂ_ｋが、最長フレームＦ_１及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値より小さい場合は、インデックス符号Ｘ_１ないしＸ_ｋに該当するオーディオ信号の長さは、最長フレームＦ_１より短い可能性が高いことを意味する。したがって、急激変化開始長Ｂ_ｋが、長フレームＦ_２及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であるか否かを判定する。

もし、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋが長フレームＦ_２及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であるならば、ステップＳ８６に進み、長フレームＦ_２をオーディオ信号の変換単位のフレームタイプに決定する。例えば、急激変化開始長Ｂ_ｋが長フレームＦ_２及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であるならば、インデックス符号Ｘ_１ないしＸ_ｋに該当するオーディオ信号の長さは、少なくとも短フレームＦ_３より長い。したがって、オーディオ信号の変換単位のフレームタイプとして長フレームＦ_２を決定する。

しかし、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋが、長フレームＦ_２及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値より小さい場合は、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋが、短フレームＦ_３及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であるか否かを判定する（Ｓ９０）。例えば、急激変化開始長Ｂ_ｋが、長フレームＦ_２及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値より小さければ、インデックス符号Ｘ_１ないしＸ_ｋに該当するオーディオ信号の長さは、長フレームＦ_２より短い可能性が高いということを意味する。したがって、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋが短フレームＦ_３及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であるか否かを判定する。

もし、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋが、短フレームＦ_３及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であれば、短フレームＦ_３をオーディオ信号の変換単位のフレームタイプに決定する（Ｓ９２）。例えば、急激変化開始長Ｂ_ｋが、短フレームＦ_３及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値以上であれば、インデックス符号Ｘ_１ないしＸ_ｋに該当するオーディオ信号の長さは、少なくとも、最短フレームＦ_４より長いことになる。したがって、短フレームＦ_３をオーディオ信号の変換単位のフレームタイプに決定する。しかし、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋが、短フレームＦ_３及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値より小さい場合は、最短フレームＦ_４をオーディオ信号の変換単位のフレームタイプに決定する（Ｓ９４）。急激変化開始長Ｂ_ｋが、短フレームＦ_３及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値より小さければ、インデックス符号Ｘ_１ないしＸ_ｋに該当するオーディオ信号の長さは、短フレームＦ_３より短い可能性が高いことを意味する。したがって、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋが、短フレームＦ_３及び最短フレームＦ_４の長さを合算した値より小さい場合は、最短フレームＦ_４をオーディオ信号の変換単位のフレームタイプに決定する。

なお、上述の通り、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋと、変換単位のフレームタイプの長さを合算した値とを比較して、現オーディオ信号の変換単位のフレームタイプを決定する方法は、一実施形態に過ぎず、これ以外の方法により、算出した急激変化開始長Ｂ_ｋと、フレームタイプ別に合算した値とを比較してフレームタイプを決定してもよい。例えば、ステップＳ８０において、算出した急激変換開始長と比較する長さの対象として、最長フレームと最短フレームとの長さの合算の代りに、最長フレームと短フレームとの長さの合算でもよく、最長フレームのみ、あるいは最短フレーム及び短フレームの長さの合算を長さの比較対象としても良い。

図６に戻って、ステップＳ５２の後、決定された適応的変換単位によってオーディオ信号を周波数領域に変換する（Ｓ５４）。
図１０は、図６に示すステップＳ５４を詳細に説明するためのフローチャートである。

まず、適応的変換単位のオーディオ信号を、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングする（Ｓ１００）。ウィンドウイングを行う際には、従来とは異なり、“０”の係数を使用しない。本実施形態によれば、上記の説明の通り、多様なフレームの中からオーディオ信号の急激な変化に適応するフレームタイプを決定するため、この決定した適応的変換単位に該当するフレームタイプに従うならば、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行うことが可能となる。したがって、従来のようなオーバーサンプルドトランスフォーム（ｏｖｅｒｓａｎｐｌｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行うことなく、クリティカリサンプルドトランスフォーム（ｃｒｉｔｉｃａｌｌｙ−ｓａｍｐｌｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により、符号化歪曲を最小化することが可能である。

ステップＳ１００に続いて、ウィンドウイングされたオーディオ信号を周波数領域に変換する（Ｓ１０２）。オーディオ信号を周波数領域に変換する方法としては、ＤＣＴまたはＭＤＣＴの方法などを使用する。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係わるオーディオ信号の適応的符号化方法をについて説明する。

図１１は、本実施形態に係わるオーディオ信号の適応的符号化方法を説明するためのフローチャートである。

まず、オーディオ信号を所定のサンプル単位にフィルタリングする（Ｓ１１０）。なお、フィルタリングは、周波数帯域に応じて、オーディオ信号の中で必要な部分についてフィルタリングする。詳細は、前述の通りであるため、詳細な説明を省略する。

ステップＳ１１０後に、オーディオ信号の単位が所定の閾値を超える時点、つまり、信号が急激に変化する時点に応じて、オーディオ信号を周波数領域に変換するための適応的変換単位を決定する（Ｓ１１２）。適応的変換単位を決定するための詳細は、上述の通りであるため、説明を省略する。

ステップＳ１１２に続き、決定した適応的変換単位によりオーディオ信号を周波数領域に変換する（Ｓ１１４）。決定した適応的変換単位によって“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングしたオーディオ信号を周波数領域に変換する過程は、上述の通りであるため、詳細な説明を省略する。

ステップＳ１１４に続いて、周波数領域に変換されたオーディオ信号を量子化する（Ｓ１１６）。周波数成分に変換した周波数領域のオーディオ信号をビット割当情報であるビット率で量子化を行う。

ステップＳ１１６後、量子化したオーディオ信号を符号化する（Ｓ１１８）。ここでは、量子化したオーディオ信号を入力し、これを符号化して、この符号化したビット列を出力する。符号化方法には、損失符号化方法あるいは無損失符号化方法を含む。無損失符号化方法は、適当な確率分布を求め、ハフマン符号化や算術符号化等の無損失符号化方式を用いて行う。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係わるオーディオ信号の変換装置について説明する。

図１２は、本実施形態に係わるオーディオ信号の変換装置１０を説明するためのブロック図である。変換装置１０は、変換単位決定部２００及び周波数領域変換部２２０から構成される。

変換単位決定部２００は、オーディオ信号を周波数領域に変換するための変換単位を決定し、決定した結果を周波数領域変換部２２０に出力する。変換単位をフレームとする場合に変換単位決定部２００は、オーディオ信号の変化に応じて、多様な長さのフレームタイプから１つを選択的に決定できる。例えば、変換単位決定部２００は、変換単位を図４に示すような最長フレームＦ_１、長フレームＦ_２、短フレームＦ_３及び最短フレームＦ_４に区分する。変換単位決定部２００は、これらのフレームＦ_１ないしＦ_４のうち、オーディオ信号の急激な変化に適応する最適なフレームタイプを決定する。

周波数領域変換部２２０は、変換単位決定部２００で決定した変換単位によって“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングしたオーディオ信号を時間領域から周波数領域へ変換する。

図１３は、図１２に示す周波数領域変換部２２０をさらに詳しく説明するためのブロック図である。
周波数領域変換部２２０は、ウィンドウイング部３００及び信号変換部３２０から構成される。

ウィンドウイング部３００は、決定した変換単位により、オーディオ信号を“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングし、ウィンドウイングした結果を信号変換部３２０に出力する。このとき、ウィンドウイング部３００では、ＭＤＣＴの特徴である逆変換により原信号を復元できるように設定されたウィンドウ係数を用いる。従来技術では、ＭＰＥＧ−４ＡＡＣ／ＢＳＡＣ／ＴｗｉｎＶＱなどのオーディオコデックで使用するサインウィンドウやカイザーベッセルウィンドウ係数を使用するが、本実施形態のウィンドウイング部３００では、“０”の係数を有するウィンドウ係数は使用せずに、常に“０”以外のウィンドウ係数を使用してウィンドウイングする。このように、“０”以外のウィンドウ係数を使用することにより、オーディオ信号の変換の効果が低下するという従来技術の問題点を解消することができる。

次に、信号変換部３２０は、ウィンドウイング部３００でウィンドウイングされたオーディオ信号を周波数領域に変換する。信号変換部３２０では、ＤＣＴまたはＭＤＣＴの方法などを使用してオーディオ信号を周波数領域に変換する。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係わるオーディオ信号変換装置について説明する。

図１４は、本実施形態に係わるオーディオ信号変換装置４０を説明するためのブロック図である。オーディオ信号の変換装置４０は、フィルタリング部４００、適応的変換単位決定部４２０及び周波数領域変換部４４０から構成される。

フィルタリング部４００は、オーディオ信号を所定サンプル単位にフィルタリングし、フィルタリングした結果を適応的変換単位決定部４２０に出力する。フィルタリング部４００は、周波数帯域に応じて信号の中で必要な部分に対してフィルタリングする。なお、所定サンプル単位とは、前述の通り、サンプリングしたオーディオ信号を所定長さに区分した単位である。フィルタリング部４００がフィルタリングするサンプル単位は、図７に示すような単位にオーディオ信号を区分してフィルタリングを行う。

次に、適応的変換単位決定部４２０は、オーディオ信号の単位が所定の閾値を超える（信号が急激に変化する）時点に応じて、オーディオ信号を周波数領域に変換するための適応的変換単位を決定し、決定した結果を周波数領域変換部４４０に出力する。なお、所定の閾値とは、前述の通り、オーディオ信号が急激に変化すると判断できる程度の閾値を意味する。適応的変換単位とは、オーディオ信号の急激な変化時点に応じて決定する、オーディオ信号の歪曲を最小化する変換単位を意味する。

図１５は、図１４に示す適応的変換単位決定部４２０をさらに詳しく説明するためのブロック図である。
適応的変換単位決定部４２０は、急激変化係数算出部５００、長さ検出部５２０及びフレームタイプ決定部５４０から構成される。

急激変化係数算出部５００は、フィルタリング部４００でフィルタリングしたオーディオ信号の変化程度に応じて急激変化係数を算出し、この算出した急激変化係数を長さ検出部５２０に出力する。この、急激変化係数は、前述の通り、フィルタリングされたオーディオ信号のうち、オーディオ信号が急激に変化するか否かを判断するための値である。急激変化係数の値が大きければ、急激変化係数を算出した位置においてオーディオ信号が急激に変化することを表している。なお、急激変化係数算出部５００は、前述の数式３を利用して急激変化係数を算出する。

長さ検出部５２０は、急激変化係数が所定の閾値を超えるか否かの判定結果に応じて、急激変化開始長を算出し、算出した急激変化開始長をフレームタイプ決定部５４０に出力する。前述のように、所定の閾値は、オーディオ信号が急激に変化すると判断できる程度の閾値を意味する。急激変化開始長は、フレームが始まる時間領域の位置と、オーディオ信号が急激に変化し始める時間領域の位置との間の長さを意味する。もし、急激変化係数が、あらかじめ定められた所定閾値を超えるならば、急激変化係数を算出した位置においてオーディオ信号が急激に変化することを意味する。長さ検出部５２０は、前述の数式４を利用して急激変化開始長を算出する。

フレームタイプ決定部５４０は、長さ検出部５２０で算出した急激変化開始長を、上述の方法の通りに、フレームタイプのそれぞれの長さの合算値と比較して、フレームタイプを決定し、決定したフレームタイプを周波数領域変換部４４０に出力する。

例えば、変換単位であるフレームを、最長フレーム、長フレーム、短フレーム及び最短フレームに区分する場合、フレームタイプ決定部５４０は、それらのフレームのうち、オーディオ信号を変換するために最適な変換単位となるフレーム長さを、急激変化開始長と、区分フレームの長さをそれぞれに組み合わせて求めた合算値とを比較することにより決定する（図９参照）。

続いて、周波数領域変換部４４０は、適応的変換単位決定部４２０で決定された適応的変換単位でオーディオ信号を周波数領域に変換する。

図１６は、図１４に示す周波数領域変換部４４０をさらに詳しく説明するためのブロック図である。
周波数領域変換部４４０は、ウィンドウイング部６００及び信号変換部６２０から構成される。

ウィンドウイング部６００は、決定した適応的変換単位でオーディオ信号を、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングし、この結果を信号変換部６２０に出力する。ウィンドウイング部６００は、ＭＤＣＴの特徴である逆変換により原信号を復元できるように設定されたウィンドウ係数を利用する。従来技術では、ＭＰＥＧ−４ＡＡＣ／ＢＳＡＣ／ＴｗｉｎＶＱなどのオーディオコデックで使用するサインウィンドウやカイザーベッセルウィンドウ係数を使用するが、本実施形態のウィンドウイング部３００では、“０”の係数を有するウィンドウ係数は使用せずに、常に“０”以外のウィンドウ係数を使用してウィンドウイングする。適応的変換単位に対応するフレームタイプに応じてオーディオ信号の変換を行うため、ウィンドウイング部６００は、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングすることが可能である。

続いて、信号変換部６２０は、ウィンドウイング部６００でウィンドウイングされたオーディオ信号を周波数領域に変換する。信号変換部６２０は、ＤＣＴまたはＭＤＣＴの方法などを使用して、オーディオ信号を周波数領域に変換する。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係わるオーディオ信号の適応的符号化装置について説明する。
図１７は、本実施形態に係わるオーディオ信号符号化装置７０を説明するためのブロック図である。
オーディオ信号符号化装置７０は、フィルタリング部７００、適応的変換単位決定部７１０、周波数領域変換部７２０、量子化部７３０、ビット率調節部７４０及び符号化部７５０から構成される。

フィルタリング部７００は、オーディオ信号を所定サンプル単位にフィルタリングし、フィルタリングした結果を適応的変換単位決定部７１０に出力する。フィルタリング部７００は、周波数帯域に応じて、オーディオ信号の中で必要な部分に対してフィルタリングする。フィルタリング部７００についての詳細は、図１４で説明したフィルタリング部４００と同じであるため、詳細な説明を省略する。

適応的変換単位決定部７１０は、オーディオ信号の単位が所定の閾値を超える（信号が急激に変化する）時点に応じて、オーディオ信号を周波数領域に変換するように適応的変換単位を決定する。この決定した適応的変換単位を周波数領域変換部７２０に出力する。なお、適応的変換単位とは、前述の通り、オーディオ信号の急激な変化時点に応じて決定する、オーディオ信号の歪曲を最小化する変換単位を意味する。適応的変換単位決定部７１０についての詳細は、前述の適応的変換単位決定部４２０と同じであるため、詳細な説明を省略する。

周波数領域変換部７２０は、適応的変換単位決定部７１０で決定した変換単位でオーディオ信号を周波数領域に変換し、この変換した結果を量子化部７３０に出力する。具体的には、決定した適応的変換単位で“０”以外のウィンドウ係数を利用してオーディオ信号をウィンドウイングし、これを時間領域から周波数領域に変換する。なお、周波数領域変換部７２０についての説明は、図１４の周波数領域変換部４４０と同じであるため、詳細な説明を省略する。

次に、量子化部７３０は、周波数領域変換部７２０から入力した周波数領域のオーディオ信号に対して、ビット率調節部７４０で割当てた符号化ビット率により量子化し、この量子化した結果を符号化部７５０に出力する。

ここで、ビット率調節部７４０の説明をする。ビット率調節部７４０は、符号化部７５０から入力したビット列のビット率に関する情報を利用して、ビット列のビット率に対応するビット割当パラメータを求め、これを量子化部７３０に出力する。このとき、ビット率調節部７４０は、出力するビット列のビット率を微細に調節して所望のビット率を出力する機能を担う。
符号化部７５０は、量子化部７３０で量子化したオーディオ信号を受信し、この量子化したオーディオ信号を符号化したビット列で出力する。なお、符号化部７５０は無損失符号化部及び損失符号化部（図示せず）を備える。特に、符号化部７５０は、適当な確率分布を求め、ハフマン符号化や算術符号化のような無損失符号化方式を使用してオーディオ信号を符号化する。

以下、本実施形態に係わるオーディオ信号の逆変換方法を説明する。
本実施形態に係わるオーディオ信号の逆変換方法は、“０”以外のウィンドウ係数を利用して、周波数領域に変換したビット列により生成されたオーディオデータを逆変換する方法である。“０”以外のウィンドウ係数を使用して符号化した周波数領域のオーディオデータを、再び時間領域の信号に変換するものである。したがって、“０”以外のウィンドウ係数により符号化したオーディオ信号を逆変換することにより、従来とは異なり、オーディオ信号の変換の効果が低下するという従来の問題点を解消できる。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係わるオーディオ信号の逆変換方法について説明する。

図１８は、本実施形態に係わるオーディオ信号の逆変換方法を説明するためのフローチャートである。

まず、オーディオデータからオーディオ信号を周波数領域に変換する際に用いた適応的変換単位に関する情報を検出する（Ｓ８００）。なお、適応的変換単位とは、前述の通り、時間領域のオーディオ信号を周波数領域オーディオ信号に変換する際に、オーディオ信号の急激な変化の程度に応じて、適応的に決定した変換単位を意味する。この適応的変換単位に関する情報は符号化時にヘッダー情報に記録され、オーディオ信号を周波数領域から時間領域へ逆変換する際にヘッダー情報から検出される。

次に、ステップＳ８００後、算出した適応的変換単位に関する情報を利用して、オーディオデータを適応的変換単位で逆変換する（Ｓ８０２）。

本実施形態では、“０”以外のウィンドウ係数を利用して、符号化した周波数領域のオーディオデータを適応的変換単位により時間領域のオーディオ信号に逆変換する。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係わるオーディオ信号の適応的復号化方法について説明する。

図１９は、本発明によるオーディオ信号の適応的復号化方法を説明するためのフローチャートである。
まず、符号化したオーディオデータを復号化する（Ｓ９００）。復号化は、受信したビット列に対して符号化の逆過程を行う。ビット列が無損失符号化されている場合は、ビット列を算術復号化方法またはハフマン復号化方法により無損失復号化する。

ステップＳ９００の後、復号化したオーディオデータを逆量子化する（Ｓ９０２）。この際、復号化したオーディオデータを量子化を行う前の本来のサイズの信号に復元する。

次に、逆量子化したオーディオデータからオーディオ信号を周波数領域に変換したときに利用した適応的変換単位に関する情報を検出する（Ｓ９０４）。なお、適応的変換単位とは、前述の通り、オーディオ信号を時間領域から周波数領域へ変換する際に、オーディオ信号の急激な変化の程度に応じて適応的に決定する変換単位を意味する。適応的変換単位に関する情報は、符号化時にヘッダー情報に記録され、オーディオ信号を周波数領域から時間領域へ逆変換する際にヘッダー情報から検出される。

ステップＳ９０４の後、検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、オーディオデータを適応的変換単位により逆量子化した周波数領域のオーディオ信号を再び時間領域の信号に逆変換する（Ｓ９０６）。本実施形態では、“０”以外のウィンドウ係数を利用して符号化した周波数領域のオーディオデータを適応的変換単位で時間領域のオーディオ信号に逆変換する。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係わるオーディオ信号の逆変換装置について説明する。

図２０は、本実施形態に係わるオーディオ信号の逆変換装置１００について説明するためのブロック図である。
オーディオ信号の逆変換装置１００は、時間領域逆変換部１０００から構成される。
時間領域逆変換部１０００は、“０”以外のウィンドウ係数を使用して符号化した周波数領域のオーディオデータを再び時間領域の信号に逆変換する。

以下、図２０に示すオーディオ信号の逆変換装置の変形例について説明する。

図２１は、オーディオ信号の逆変換装置１００’を説明するためのブロック図である。
オーディオ信号の逆変換装置１００’は、変換単位情報検出部１１００及び時間領域逆変換部１１２０から構成される。

変換単位情報検出部１１００は、オーディオデータからオーディオ信号を周波数領域に変換する際に利用した適応的変換単位に関する情報を検出し、検出した情報を時間領域逆変換部１１２０に出力する。なお、適応的変換単位とは、前述の通り、オーディオ信号を時間領域から周波数領域へ変換する際に、オーディオ信号の急激な変化の程度に応じて適応的に決定する変換単位を意味する。適応的変換単位に関する情報は、符号化時にヘッダー情報に記録され、オーディオ信号を周波数領域から時間領域へ逆変換する際にヘッダー情報から検出する。

時間領域逆変換部１１２０は、検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、オーディオデータを適応的変換単位で逆変換する。具体的には、時間領域逆変換部１１２０は、周波数領域のオーディオ信号を適応的変換単位で再び時間領域の信号に変換する。このとき、時間領域逆変換部１１２０は、“０”以外のウィンドウ係数を利用して、周波数領域に変換したビット列により生成したオーディオデータを適応的変換単位で時間領域に逆変換することを特徴とする。

以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係わるオーディオ信号の適応的復号化装置について説明する。

図２２は、本実施形態に係わるオーディオ信号の適応的復号化装置１２０を説明するためのブロック図である。
オーディオ信号の適応的復号化装置１２０は、復号化部１２００、逆量子化部１２２０、変換単位情報検出部１２４０及び時間領域逆変換部１２６０から構成される。

復号化部１２００は、符号化したオーディオデータを復号化し、この復号化した結果を逆量子化部１２２０に出力する。復号化部１２００は、受信したビット列について符号化部７５０での逆過程を行う。復号化部１２００は、受信したビット列が無損失符号化されている場合は、算術復号化方法により復号化するか、またはハフマン復号化方法により無損失復号化する。

次に、逆量子化部１２２０は、復号化部１２００で復号化したオーディオデータを逆量子化し、この逆量子化した結果を変換単位情報検出部１２４０に出力する。逆量子化部１２２０は、復号化したオーディオデータを量子化する前の本来のサイズの信号に復元する。

続いて、変換単位情報検出部１２４０は、オーディオデータからオーディオ信号を周波数領域に変換する際に利用した適応的変換単位に関する情報を検出し、検出した情報を時間領域逆変換部１２６０に出力する。符号化するときに適応的変換単位に関する情報がオーディオデータのヘッダー情報に記録されている場合は、変換単位情報検出部１２４０は、ヘッダー情報からこの適応的変換単位に関する情報を検出する。

さらに、時間領域逆変換部１２６０では、検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、オーディオデータを適応的変換単位で時間領域に逆変換する。具体的には、時間領域逆変換部１２６０は、オーディオ信号を適応的変換単位で周波数領域から再び時間領域の信号に変換する。本実施形態に係わる時間領域逆変換部１２６０は、“０”以外のウィンドウ係数を利用して、周波数領域に変換し、ビット列により生成したオーディオデータを適応的変換単位で逆変換することを特徴とする。

上述の通り、本発明に係わるオーディオ信号の変換方法及び変換装置、オーディオ信号の適応的符号化方法及び適応的符号化装置、オーディオ信号の逆変換方法及び逆変換装置、オーディオ信号の適応的復号化方法及び適応的復号化装置を、添付の図面を参照しつつ実施形態に従って説明したが、これは、本発明の理解を容易にするために例示したに過ぎず、当業者ならば、本発明に係わる実施形態から、多様な変形及び均等な他の実施形態を想到することが可能であることは理解に難くない。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決まるべきである。

本発明は、オーディオ信号処理に関連した技術分野に好適に適用することができる。

従来技術で使用されるフレームタイプ及びそれに対応するウィンドウ係数の一例を示す図である “０”のウィンドウイング係数が存在する場合に、オーディオ信号をウィンドウイングによって周波数領域へ変換したときの波形グラフである。本発明の実施形態に係わるオーディオ信号の変換方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係るオーディオ信号の変換方法において使用される多様なフレームタイプの一例を示す図である。図３に示すステップＳ１２を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係るオーディオ信号の変換方法を説明するためのフローチャートである。図６に示すステップＳ５０においてフィルタリングしたオーディオ信号の一例を示す図である。図６に示すステップＳ５２を説明するためのフローチャートである。図８に示すステップＳ７４を説明するためのフローチャートである。図６に示すステップＳ５４を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係るオーディオ信号の適応的符号化方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係るオーディオ信号の変換装置を説明するためのブロック図である。図１２に示す周波数領域変換部を説明するためのブロック図である。本実施形態に係るオーディオ信号の変換装置を説明するためのブロック図である。図１４に示す適応的変換単位決定部を説明するためのブロック図である。図１４に示す周波数領域変換部を説明するためのブロック図である。本実施形態に係るオーディオ信号の適応的符号化装置を説明するためのブロック図である。本実施形態に係るオーディオ信号の逆変換方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係るオーディオ信号の適応的な復号化方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係るオーディオ信号の逆変換装置を説明するためのブロック図である。本実施形態に係るオーディオ信号の逆変換装置を説明するためのブロック図である。本実施形態に係るオーディオ信号の適応的復号化装置を説明するためのブロック図である。

Claims

（ａ）オーディオ信号を周波数領域に変換するための変換単位を決定するステップと、
（ｂ）前記決定した変換単位により、“０”以外のウィンドウ係数を利用して、前記オーディオ信号を時間領域から周波数領域に変換するステップと、
を含むことを特徴とするオーディオ信号の変換方法。
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ１）前記決定した変換単位により、前記オーディオ信号を“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングするステップと、
（ｂ２）前記ウィンドウイングしたオーディオ信号を周波数領域に変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号の変換方法。
（ａ）オーディオ信号を所定のサンプル単位にフィルタリングするステップと、
（ｂ）前記オーディオ信号の大きさが所定の閾値を超える時点に応じて、前記オーディオ信号を周波数領域に変換するための適応的変換単位を決定するステップと、
（ｃ）前記決定した適応的変換単位により、前記オーディオ信号を前記周波数領域に変換するステップと、
を含むことを特徴とするオーディオ信号の変換方法。
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ１）前記適応的変換単位をフレームとするときに、前記フィルタリングしたオーディオ信号の変化程度に応じて急激変化係数を算出するステップと、
（ｂ２）前記急激変化係数が前記所定の閾値を超えるか否かによって、前記オーディオ信号の急激変化開始長を算出するステップと、
（ｂ３）前記算出した急激変化開始長を、フレームタイプのいずれか２つの長さを合算した値と比較して、適応的変換単位として前記フレームタイプを決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のオーディオ信号の変換方法。
前記（ｂ３）ステップは、
前記フレームタイプとして最長フレーム、長フレーム、短フレーム及び最短フレームを含むことを特徴とする請求項４に記載のオーディオ信号の変換方法。
前記（ｂ３）ステップは、
（ｂ３１）前記算出した急激変換開始長が、前記最長フレーム及び前記最短フレームの長さを合算した値以上であるか否かを判定するステップと、
（ｂ３２）前記算出した急激変化開始長が、前記最長フレーム及び前記最短フレームの長さを合算した値以上である場合は、前記オーディオ信号の変換を行った前フレームが前記最短フレームであるか否かを判定するステップと、
（ｂ３３）前記前フレームが前記最短フレームでない場合は、前記最長フレームを、前記オーディオ信号を周波数領域へ変換するための前記フレームタイプに決定するステップと、
（ｂ３４）前記前フレームが前記最短フレームであれば、前記長フレームを、前記オーディオ信号を周波数領域へ変換するための前記フレームタイプに決定するステップと、
（ｂ３５）前記算出した急激変化開始長が、前記最長フレーム及び前記最短フレームの長さを合算した値より小さい場合は、前記算出した急激変化開始長が、前記長フレーム及び前記最短フレームの長さを合算した値以上であるかを判定するステップと、
（ｂ３６）前記算出した急激変化開始長が、前記長フレーム及び前記最短フレームの長さを合算した値以上である場合は、前記長フレームを、前記オーディオ信号を周波数領域へ変換するための前記フレームタイプに決定するステップと、
（ｂ３７）前記算出した急激変化開始長が、前記長フレーム及び前記最短フレームの長さを合算した値より小さい場合は、前記算出した急激変化開始長が、前記短フレーム及び前記最短フレームの長さを合算した値以上であるかを判定するステップと、
（ｂ３８）前記算出した急激変化開始長が、前記短フレーム及び前記最短フレームの長さを合算した値以上である場合は、前記短フレームを、前記オーディオ信号を周波数領域へ変換するための前記フレームタイプに決定するステップと、
（ｂ３９）前記算出した急激変化開始長が、前記短フレーム及び前記最短フレームの長さを合算した値より小さい場合は、前記最短フレームを、前記オーディオ信号を周波数領域へ変換するための前記フレームタイプに決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項５に記載のオーディオ信号の変換方法。
前記（ｃ）ステップは、
（ｃ１）前記決定した適応的変換単位により、前記オーディオ信号を、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングするステップと、
（ｃ２）前記ウィンドウイングしたオーディオ信号を周波数領域に変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載のオーディオ信号の変換方法。
（ａ）オーディオ信号を所定のサンプル単位にフィルタリングするステップと、
（ｂ）前記オーディオ信号の大きさが所定の閾値を超える時点に応じて、前記オーディオ信号を周波数領域に変換するための適応的変換単位を決定するステップと、
（ｃ）前記決定した適応的変換単位により、前記オーディオ信号を前記周波数領域に変換するステップと、
（ｄ）前記周波数領域に変換したオーディオ信号を量子化するステップと、
（ｅ）前記量子化したオーディオ信号を符号化するステップと、
を含むことを特徴とするオーディオ信号の適応的符号化方法。
オーディオ信号を周波数領域に変換するための変換単位を決定する変換単位決定部と、
前記決定した変換単位により、“０”以外のウィンドウ係数を利用して前記オーディオ信号を時間領域から周波数領域に変換する周波数領域変換部と、
を備えることを特徴とするオーディオ信号の変換装置。
前記周波数領域変換部は、
前記決定した変換単位により、前記オーディオ信号を、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングするウィンドウイング部と、
前記ウィンドウイングしたオーディオ信号を周波数領域に変換する信号変換部と、
を備えることを特徴とする請求項９に記載のオーディオ信号の変換装置。
オーディオ信号を所定のサンプル単位にフィルタリングするフィルタリング部と、
前記フィルタリングしたオーディオ信号の大きさが所定の閾値を超える時点に応じて、前記オーディオ信号を周波数領域に変換するための適応的変換単位を決定する適応的変換単位決定部と、
前記決定した適応的変換単位により、前記オーディオ信号を前記周波数領域に変換する周波数領域変換部と、
を備えることを特徴とするオーディオ信号の変換装置。
前記適応的変換単位決定部は、
前記適応的変換単位をフレームにするときに、前記フィルタリングしたオーディオ信号の変化程度による急激変化係数を算出する急激変化係数算出部と、
前記急激変化係数が前記所定の閾値を超えるか否かによって、前記オーディオ信号の急激変化開始長を算出する長さ検出部と、
前記算出した急激変化開始長を、フレームタイプのいずれか２つの長さを合算した値と比較して、前記フレームタイプを決定するフレームタイプ決定部と、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載のオーディオ信号の変換装置。
前記フレームタイプ決定部は、
前記フレームタイプとして最長フレーム、長フレーム、短フレーム及び最短フレームのうち、何れか１つを決定することを特徴とする請求項１２に記載のオーディオ信号の変換装置。
前記周波数領域変換部は、
前記決定した適応的変換単位により、前記オーディオ信号を、“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングするウィンドウイング部と、
前記ウィンドウイングしたオーディオ信号を周波数領域に変換する信号変換部と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載のオーディオ信号の変換装置。
オーディオ信号を所定のサンプル単位にフィルタリングするフィルタリング部と、
前記フィルタリングしたオーディオ信号の大きさが所定の閾値を超える時点に応じて、前記オーディオ信号を周波数領域に変換するための適応的変換単位を決定する適応的変換単位決定部と、
前記決定した適応的変換単位により、前記オーディオ信号を前記周波数領域に変換する周波数領域変換部と、
前記周波数領域に変換したオーディオ信号を量子化する量子化部と、
前記量子化したオーディオ信号のビット率を調節するビット率調節部と、
前記量子化したオーディオ信号を符号化する符号化部と、
を備えることを特徴とするオーディオ信号の適応的符号化装置。
“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行い、周波数領域に変換してビット列を生成したオーディオデータを時間領域へ逆変換するステップを含むことを特徴とするオーディオ信号の逆変換方法。
（ａ）オーディオデータから、オーディオ信号を周波数領域に変換するときに用いた適応的変換単位に関する情報を検出するステップと、
（ｂ）前記検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、前記オーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換するステップと、
を含むことを特徴とするオーディオ信号の逆変換方法。
前記（ｂ）ステップは、
“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行い、周波数領域に変換してビット列を生成したオーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換することを特徴とする請求項１７に記載のオーディオ信号の逆変換方法。
（ａ）符号化したオーディオデータを復号化するステップと、
（ｂ）前記復号化したオーディオデータを逆量子化するステップと、
（ｃ）前記逆量子化したオーディオデータから、オーディオ信号を周波数領域に変換するときに用いた適応的変換単位に関する情報を検出するステップと、
（ｄ）前記検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、前記オーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換するステップと、
を含むことを特徴とするオーディオ信号の適応的復号化方法。
前記（ｄ）ステップは、
“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行い、周波数領域に変換してビット列を生成したオーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換することを特徴とする請求項１９に記載のオーディオ信号の適応的復号化方法。
“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行い、周波数領域に変換してビット列を生成したオーディオデータを時間領域へ逆変換する時間領域逆変換部を備えることを特徴とするオーディオ信号の逆変換装置。
オーディオデータから、オーディオ信号を周波数領域に変換するときに用いた適応的変換単位に関する情報を検出する変換単位情報検出部と、
前記検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、前記オーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換する時間領域逆変換部と、
を備えることを特徴とするオーディオ信号の逆変換装置。
前記時間領域逆変換部は、
“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行い、周波数領域に変換してビット列を生成したオーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換することを特徴とする請求項２２に記載のオーディオ信号の逆変換装置。
符号化したオーディオデータを復号化する復号化部と、
前記復号化したデータを逆量子化する逆量子化部と、
前記逆量子化したオーディオデータから、オーディオ信号を周波数領域に変換するときに用いた適応的変換単位に関する情報を検出する変換単位情報検出部と、
前記検出した適応的変換単位に関する情報を利用して、前記オーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換する時間領域逆変換部と、
を備えることを特徴とするオーディオ信号の適応的復号化装置。
前記時間領域逆変換部は、
“０”以外のウィンドウ係数を利用してウィンドウイングを行い、周波数領域に変換してビット列を生成したオーディオデータを前記検出した適応的変換単位により時間領域へ逆変換することを特徴とする請求項２４に記載のオーディオ信号の適応的復号化装置。