JP2011145392A - オーディオ復号回路及びオーディオデータの処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＣＭデータと再生情報とのずれをなくし、これらを同期させたポスト処理を行うことができるオーディオ復号回路を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様に係るオーディオ復号回路１０は、入力された符号ビット列からオーディオ符号ビットと、ポスト処理を行うための再生情報とを分離する同期検出フレーム解析部１と、オーディオ符号ビットを所定のサンプリング周波数に基づいて複数のＰＣＭデータに復号して出力する復号処理部２と、前記複数のＰＣＭデータそれぞれの無効データ領域に当該ＰＣＭデータに対応する再生情報を付加する再生情報取得付加部３と、ＰＣＭデータに対して、当該ＰＣＭデータに付加された再生情報に基づきポスト処理を行うポスト処理部５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、オーディオ復号回路及びオーディオデータの処理方法に関する。

オーディオ復号回路では、符号化データを復号し出力するだけではなく、様々な再生情報に基づいたポスト処理を行う必要がある。ポスト処理には、エラー隠蔽、ノイズ削減、音圧レベルの変化、映像との同期処理等がある。ポスト処理は、復号されたＰＣＭ（Pulse Code Modulation）データに対して、その元の符号化されたデータから抽出された再生情報を使用して、ＰＣＭデータと再生情報とが同期して処理されなければならない。

特許文献１には、オーディオフレームに含まれる補助データを利用し、フレーム毎の制御を行うことができるオーディオ復号回路が記載されている。特許文献１に記載のオーディオ復号回路には、オーディオフレームに同期ビットを含むヘッダ、オーディオ符号ビット、補助データがこの順序で並ぶオーディオ符号列が入力される。

ｎ番目のオーディオフレームの補助データが取り出され、再生情報である制御情報として出力される。このｎ番目の制御情報は、ｎ＋１番目のフレームのＰＣＭデータの処理に用いられる。また、第１番目のＰＣＭデータに対応する補助データが存在しないため、このＰＣＭデータはミューティングとされる。

しかし、特許文献１に記載のオーディオ復号回路では、前のフレームの制御情報を、これに続くフレームのＰＣＭデータの処理に用いているため、ＰＣＭデータと制御情報にずれが生じるという問題がある。このずれにより、オーディオ規格の認証テストにおいて、Ｐａｓｓされない事態に陥ってしまう可能性がある。

特開平６−３４９１９８号公報

このように、特許文献１に記載のオーディオ復号回路では、ＰＣＭデータと再生情報にずれが生じるという問題がある。

本発明の一態様に係るオーディオ復号回路は、入力された符号ビット列からオーディオ符号ビットと、ポスト処理を行うための情報とを分離する解析部と、前記オーディオ符号ビットを所定のサンプリング周波数に基づいて複数のＰＣＭデータに復号して出力する復号処理部と、前記複数のＰＣＭデータそれぞれの無効データ領域に、当該ＰＣＭデータに対応する前記情報を付加する情報付加部と、前記ＰＣＭデータに対して、当該ＰＣＭデータに付加された情報に基づきポスト処理を行うポスト処理部とを備えるものである。

本発明の他の態様に係るオーディオデータの処理方法は、入力された符号ビット列からオーディオ符号ビットと、ポスト処理を行うための情報とを分離し、前記オーディオ符号ビットを所定のサンプリング周波数に基づいて複数のＰＣＭデータに復号し、前記複数のＰＣＭデータそれぞれの無効データ領域に当該ＰＣＭデータに対応する前記情報を付加し、前記ＰＣＭデータに対して、当該ＰＣＭデータに付加された情報に基づきポスト処理を行う。

本発明では、符号ビット列からポスト処理を行うための情報を取得し、復号されたＰＣＭデータに対して、当該ＰＣＭデータに対応する情報を直接付加する。このため、ＰＣＭデータと情報とのずれをなくし、これらを完全に同期させたポスト処理を行うことが可能となる。

本発明によれば、ＰＣＭデータと再生情報とのずれをなくし、これらを同期させたポスト処理を行うことができるオーディオ復号回路及びオーディオデータの処理方法を提供することが可能となる。

実施の形態に係るオーディオ復号回路の構成を示す図である。 本発明における再生情報を付加したオーディオデータの構成を示す図である。 本発明と図９のオーディオデータの構成を比較する図である。 実施の形態に係るオーディオ復号方法を説明するためのフローチャートである。 実施例１における再生情報を付加したオーディオデータの例を示す図である。 実施例２における再生情報を付加したオーディオデータの例を示す図である。 図６のオーディオデータを説明するための図である。 本発明をなすに至った経緯を説明するためのオーディオ復号回路の構成を示す図である。 図８に示すオーディオ復号回路に入力されるオーディオデータの構成を示す図である。 本発明をなすに至った問題点を説明するためのオーディオ復号回路の構成を示す図である。

オーディオ復号回路では、符号化データを復号し出力するだけではなく、様々な再生情報に基づいたポスト処理が行われている。本発明は、このポスト処理に必要な様々な情報（以後、再生情報）を用いて、ポスト処理を行うオーディオ復号回路及び方法に関するものである。

まず、本発明の実施の形態の説明に先立ち、発明者らが本発明をなすに至った経緯について説明する。図８は、本発明をなすに至った経緯を説明するためのオーディオ復号回路の構成を示す図である。

このオーディオ復号回路は、同期検出フレーム解析部１１、復号処理部１２、再生情報取出し部１３、記憶装置１４、ポスト処理部１５、出力制御部１６を備えている。同期検出フレーム解析部１１は、入力される符号ビット列の同期を検出し、フレーム解析を行う。

復号処理部１２は、フレーム解析により符号ビット列から分離されたオーディオ符号ビットの復号を行う。再生情報取出し部１３は、符号ビット列から再生情報を取得する。取得された再生情報は、記憶装置１４に保持され、次のフレームの復号されたＰＣＭデータと同期される。

図９に、このオーディオ復号回路に入力されるオーディオデータの構成を示す。図９に示すように、オーディオデータ内の１つのオーディオフレームには、ヘッダ、ＰＣＭデータ、再生情報が含まれる。すなわち、図８に示すオーディオ復号回路に入力されるオーディオデータでは、オーディオフレームを１つの単位とし、ヘッダ、ＰＣＭデータ、再生情報が１つのパケットとして扱われる。

ポスト処理部１５は、ｎ＋１番目のＰＣＭデータに対して、ｎ番目のＰＣＭデータに付加された再生情報に基づいて、ポスト処理を行う。出力制御部１６は、ポスト処理部１５で処理されたＰＣＭデータを出力する。なお、１番目のＰＣＭデータに同期される再生情報がないため、ミューティングが行われる。

しかし、特許文献１に記載のオーディオ復号回路では、ＰＣＭデータと再生情報にずれが生じ、また、第１番目のフレームがミューティングされる。このため、様々なオーディオ規格の認証テストをＰａｓｓしないおそれがある。

そこで、本発明者は、この問題を解決するために、図１０に示すオーディオ復号回路を考えた。図１０に示すように、このオーディオ復号回路では、図８に示す処理部１２とポスト処理部１５との間に記憶装置１４ａが挿入されている。

復号処理部１２で復号処理を行った後に、１フレーム分のＰＣＭデータが記憶装置１４ａに保持される。ポスト処理部１５は、同じフレームのＰＣＭデータと再生情報とを同期して、ポスト処理を行う。

しかしながら、図１０に示すオーディオ復号回路では、再生情報を記憶する記憶装置１４ｂのみでなく、ＰＣＭデータを記憶する記憶装置１４ａが必要である。このため、記憶装置が増大してしまう。また、図８、１０に示すオーディオ復号回路では、ポスト処理を必要としない場合でも、パケットからＰＣＭデータを抽出するという問題がある。そこで、本発明者は、これらの問題を解決するために以下の発明を考案した。

本発明の実施の形態に係るオーディオ復号回路１０について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係るオーディオ復号回路１０の構成を示す図である。図１に示すように、オーディオ復号回路１０は、同期検出フレーム解析部１、復号処理部２、再生情報取得付加部３、記憶装置４、ポスト処理部５、出力制御部６を備えている。

同期検出フレーム解析部１は、入力される符号ビット列の同期を検出し、フレーム解析を行う。同期検出フレーム解析部１は、符号ビット列からオーディオ符号ビットと再生情報を分離する。オーディオ符号ビットは復号処理部２に入力され、再生情報は再生情報取得付加部３に入力される。

復号処理部２は、フレーム解析により符号ビット列から分離されたオーディオ符号ビットを所定のサンプリング周波数に基づいて複数のＰＣＭデータに復号し、当該ＰＣＭデータを記憶装置４に出力する。この複数のＰＣＭデータは、それぞれ複数ビットからなる。このＰＣＭデータのそれぞれを１サンプルとする。再生情報取得付加部３は、入力される符号ビット列に再生情報があるか否かを判断する。再生情報がある場合には、再生情報取得付加部３は、符号ビット列から再生情報を取得し、記憶装置４に保持されたＰＣＭデータに対して当該ＰＣＭデータに対応する再生情報を付加する。すなわち、本発明では、復号化されたＰＣＭデータに直接再生情報が付加される。

記憶装置４は、再生情報が付加されたＰＣＭデータをポスト処理部５に出力する。ポスト処理部５は、ＰＣＭデータに再生情報が付加されているか否かを判断する。ＰＣＭデータに再生情報が付加されている場合には、ポスト処理部５は、ＰＣＭデータに付加された再生情報に基づいてリアルタイムにポスト処理を実行する。出力制御部６は、ポスト処理部５で処理されたＰＣＭデータを出力する。

ＰＣＭデータは１サンプルあたり８ｂｉｔ／１６ｂｉｔ／２４ｂｉｔとするフォーマットが主流であるが、昨今、高音質を得るため２４ｂｉｔフォーマットが多く使用される傾向にある。２４ｂｉｔフォーマットでは１サンプルを２４ｂｉｔとしてメモリに詰めて配置すると、このデータを使用する処理装置が複雑になることが多いため、３２ｂｉｔを１サンプルとして扱うことが多い。この場合、８ｂｉｔは無効データとなる。

本発明では、この無効データとなる領域に再生情報が付加される。図２に、本実施の形態における再生情報が付加されたオーディオデータの構成を示す。図２に示すように、１サンプル２４ｂｉｔのＰＣＭデータに、それぞれ８ｂｉｔの再生情報が付加される。

このように、無効データ領域に再生情報を直接付加するため、図１０で示すように再生情報を保持するための記憶装置が必要なくなる。また、オーディオ復号回路１０では、ＰＣＭデータと再生情報のずれをなくし、ＰＣＭデータに対して同期の取れた再生情報を付加することができる。さらに、最初のＰＣＭデータに対して再生情報が同期されるため、最初のＰＣＭデータに対してもポスト処理を実行することができ、ミューティング等の処理を行う必要がない。これにより、様々なオーディオ規格の認証テストをＰａｓｓすることができる。

図３に、本実施の形態と図９のオーディオデータの構成を比較する図を示す。図３に示すように、図９に示すオーディオデータは、ＰＣＭデータをフレーム単位に分割し、オーディオフレームごとにヘッダと再生情報を付加する必要があった。このため、付加する前の再生情報を保存する領域と、フレームごとにヘッダ領域、再生情報領域を保持する記憶装置が必要となる。

例えば、Dolby社のDolby True HDデコーダでは、フレーム単位が非常に小さく１フレーム４０サンプルであるため、４０サンプルごとにヘッダを付加しなくてはならない。ヘッダと再生情報が１００バイトであるとして、記憶装置に１２０フレーム（４８ｋＨｚで１００ミリ秒）保持するようなシステムであるとすると、約１０キロバイトのメモリ領域が必要になる。本発明では、この領域を必要とせず必要メモリを削減することができる。

ここで、図４を参照して、本実施の形態に係るオーディオ復号方法について説明する。図４は、本実施の形態に係るオーディオ復号方法を説明するためのフローチャートである。図４に示すように、まず、符号ビット列に含まれるオーディオ符号ビットの復号処理が行われ、ＰＣＭデータが記憶装置４に保持される（Ｓ１）。

再生情報がある場合には（Ｓ２Ｙｅｓ）、記憶装置４に保持されたＰＣＭデータに当該ＰＣＭデータに対応する再生情報を付加する（Ｓ３）。一方、再生情報がない場合には（Ｓ２Ｎｏ）、Ｓ３をスキップしてＳ４に進む。

記憶装置４から入力されるオーディオデータに再生情報が付加されている場合（Ｓ４Ｙｅｓ）、この再生情報に基づいて、ＰＣＭデータのポスト処理を実行する（Ｓ５）。一方、オーディオデータに再生情報が付加されていない場合には、Ｓ５をスキップして、出力制御部６にて出力制御が行われる（Ｓ６）。

実施例１．
ここで、ポスト処理として、ＰＣＭデータのゲイン調整を行う例について説明する。この例では、ゲイン調整に必要な再生情報として、減衰率が係数としてＰＣＭデータに付加される。以下、オーディオデータにおいて、再生情報が付加される領域をＰＣＭデータ付加領域と呼ぶ。

この例では、１サンプルのＰＣＭデータに対して、１係数を付加することができる。このように、同じサンプルのＰＣＭデータと再生情報とを同期させて、容易にゲイン調整を行うことができる。なお、本実施の形態では、再生情報は８ｂｉｔであるため、２５６段階のゲイン調整を行うことが可能である。

複合開始時にフェードイン処理を行う場合には、以下のような再生情報を持たせることができる。図５に、このような処理を行うための再生情報を付加したオーディオデータの構成を示す。ここでは、１ｃｈのＰＣＭデータをモデルとする。図５において、Ｎｏ．は何サンプル目かを表す。ここでは、復号開始からフェードインを開始するため、最大値である０ｘＦＦから１サンプルごと減らした値が再生情報としてＰＣＭデータに付加される。

２５７番目のサンプルからは再生情報が０ｘ００となる。従って、２５７番目以降のサンプルには、再生情報を付加しない。図示しないゲイン調整部において、ＰＣＭデータの各サンプルにそれぞれ付加された再生情報をゲイン係数として、ＰＣＭデータと掛け合わせることでゲイン調整を実現することができる。また、再生情報が付加されていない場合には、ゲイン調整は行われない。このように、ゲイン調整を行いたいＰＣＭデータに対してのみ、再生情報を付加することが可能となる。

実施例２．
次に、ＰＣＭデータ付加領域の各ビットフィールドを通知フラグとして割り当てる例について説明する。図６に、各ビットフィールドに、再生情報として通知フラグを割り当てたオーディオデータの構成を示す。図７は、図６のオーディオデータを説明するための図である。

図６に示すように、ｂｉｔ０〜ｂｉｔ７にはそれぞれ、通知０〜７が割り当てられている。図７に示すように、通知０は、動画との同期開始点を示している。通知１はフェードイン開始点、通知２はフェードアウト開始点を示している。通知３はエラー検出点を示している。また、通知４〜通知７は、予約となっている。

このように、各ビットフィールドに通知フラグを設定することで、復号処理部２やその他の装置からポスト処理部５に通知を行う場合に使用することができる。ポスト処理部５は、ビットフィールドをチェックし、通知に対応する処理を行うことができる。

図８に示すオーディオ復号回路では、フレーム単位で分割されており、フレーム毎に再生情報の起点、終点とすることしかできないのに対し、本発明では、ＰＣＭデータの全ての地点を再生情報の起点、終点とすることができる。

但し、全ＰＣＭデータのフィールドに通知フラグが設定されると、このフィールドのチェックにオーバーヘッドがかかる場合がある。このような場合には、例えば、１００サンプルごとに通知フラグを付加する等、オーバーヘッドと通知精度のトレードオフを自由に取ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、ＰＣＭデータと再生情報とのずれをなくし、これらを完全に同期させたポスト処理を行うことが可能となる。また、メモリの使用の効率化、及び、削減を図ることが可能である。また、ポスト処理が必要ない場合には、ＰＣＭデータに再生情報を付加しないため、そのままＰＣＭデータを出力することができる。さらに、ＰＣＭデータのサンプルごとに再生情報を付加することができるため、再生情報の起点、終点を自由に設定することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ＰＣＭデータの無効データ領域に、再生情報だけでなく、デバッグ情報等を付加してもよい。また、ＰＣＭデータに付加する情報は、上記の例に限定されるものではなく、必要に応じて自由に選択することが可能である。

１ 同期検出フレーム解析部
２ 復号処理部
３ 再生情報取得付加部
４ 記憶装置
５ ポスト処理部
６ 出力制御部
１０ オーディオ復号回路
１１ 同期検出フレーム解析部
１２ 復号処理部
１３ 再生情報取出し部
１４ 記憶装置
１５ ポスト処理部
１６ 出力制御部

Claims (4)

1. 入力された符号ビット列からオーディオ符号ビットと、ポスト処理を行うための情報とを分離する解析部と、
   前記オーディオ符号ビットを所定のサンプリング周波数に基づいて複数のＰＣＭデータに復号して出力する復号処理部と、
   前記複数のＰＣＭデータそれぞれの無効データ領域に、当該ＰＣＭデータに対応する前記情報を付加する情報付加部と、
   前記ＰＣＭデータに対して、当該ＰＣＭデータに付加された情報に基づきポスト処理を行うポスト処理部と、
   を備えるオーディオ復号回路。
2. 前記情報付加部は、前記符号ビット列に前記情報が含まれない場合には、前記ＰＣＭデータに前記情報を付加せず、
   前記ポスト処理部は、前記ＰＣＭデータに前記情報が付加されていない場合には、前記ポスト処理を実行しないことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ復号回路。
3. 入力された符号ビット列からオーディオ符号ビットと、ポスト処理を行うための情報とを分離し、
   前記オーディオ符号ビットを所定のサンプリング周波数に基づいて複数のＰＣＭデータに復号し、
   前記複数のＰＣＭデータそれぞれの無効データ領域に当該ＰＣＭデータに対応する前記情報を付加し、
   前記ＰＣＭデータに対して、当該ＰＣＭデータに付加された情報に基づきポスト処理を行うオーディオデータの処理方法。
4. 前記符号ビット列に前記情報が含まれない場合には、前記ＰＣＭデータに前記情報を付加せず、
   前記ＰＣＭデータに前記情報が付加されていない場合には、前記ポスト処理を実行しないことを特徴とする請求項３に記載のオーディオデータの処理方法。

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