JP2012032713A - 復号装置、復号方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】狭帯域信号と広帯域信号を含む周波数信号に対する逆直交変換の演算量を削減する。
【解決手段】DEMUX５１は、符号化データを取得する。F/T変換器１６は、逆量子化器１３により得られる周波数信号のうちのLEF信号の周波数信号に対して、直接行列演算を行うことにより逆直交変換を行う。F/T変換器１５は、逆量子化器１３により得られる周波数信号のうちの通常の音声信号の周波数信号に対して、高速演算法を用いた逆直交変換を行う。本発明は、例えば、復号装置に適用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、復号装置、復号方法、およびプログラムに関し、特に、狭帯域信号と広帯域信号を含む周波数信号に対する逆直交変換の演算量を削減することができるようにした復号装置、復号方法、およびプログラムに関する。

従来、音声等の時間信号を周波数信号へ変換して量子化し、符号化して伝送する符号化装置がある。また、このような符号化装置により伝送された符号化データを、復号して逆量子化し、その結果得られる周波数信号を時間信号に変換する復号装置がある。

このような復号装置において、周波数信号の時間信号への変換（以下、周波数時間変換という）には、IFFT（Inverse Fast Fourier transform）（逆高速フーリエ変換）、IDCT（Inverse Discrete Cosine Transform）（逆離散コサイン変換）、IMDCT（Inverse Modified Discrete Cosine Transform）（逆変形離散コサイン変換）等の逆直交変換が多く用いられる。

一方、所定の復調特性のFFT（Fast Fourier Transform）と、復調特性は劣るが消費電力の小さいFFTを備え、これらを切り替えて使用することにより、消費電力を節約する無線通信装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２５８９９２号公報

上述したような周波数時間変換に用いられる逆直交変換では、周波数信号を構成する各分割帯域のスペクトルを要素とする行列演算が、通常、高速アルゴリズム（高速演算法）で行われる。これにより、周波数信号が広帯域信号である場合には、直接行列演算が行われる場合に比べて、演算量を削減することができる。

しかしながら、周波数信号が狭帯域信号である場合には、所定の帯域以上の分割帯域の信号はゼロ信号となるため、冗長な演算が発生し、直接行列演算が行われる場合に比べて、演算量は増加する。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、狭帯域信号と広帯域信号を含む周波数信号に対する逆直交変換の演算量を削減することができるようにするものである。

本発明の一側面の復号装置は、狭帯域信号と広帯域信号を含む第１の周波数信号を取得する取得手段と、前記第１の周波数信号のうちの前記狭帯域信号に対して直接行列演算を行うことにより逆直交変換を行う直接逆直交変換手段と、前記第１の周波数信号のうちの前記広帯域信号に対して高速演算法を用いた逆直交変換を行う高速逆直交変換手段とを備える復号装置である。

本発明の一側面の復号方法およびプログラムは、本発明の一側面の復号装置に対応する。

本発明の一側面においては、狭帯域信号と広帯域信号を含む第１の周波数信号が取得され、前記第１の周波数信号のうちの前記狭帯域信号に対して直接行列演算が行われることにより逆直交変換が行われ、前記第１の周波数信号のうちの前記広帯域信号に対して高速演算法を用いた逆直交変換が行われる。

本発明の一側面の復号装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。

本発明の一側面によれば、狭帯域信号と広帯域信号を含む周波数信号に対する逆直交変換の演算量を削減することができる。

本発明を適用した復号装置の第１実施の形態の構成例を示すブロック図である。 図１の復号装置に送信されてくる符号化データの構成例を示す図である。 図１のF/T変換器による高速IMDCTのDCT-4型の演算量を示す図である。 図１のF/T変換器による直接IMDCTのDCT-4型の演算量を示す図である。 高速IMDCTと直接IMDCTにおけるDCT−4型の演算回数を示すグラフである。 図１の復号装置による復号処理を説明するフローチャートである。 本発明を適用した復号装置の第２実施の形態の構成例を示すブロック図である。 図７の復号装置に送信されてくる符号化データの構成例を示す図である。 図７の復号装置による復号処理を説明するフローチャートである。 本発明を適用した復号装置の第３実施の形態の構成例を示すブロック図である。 図１０の復号装置に送信されてくる符号化データの構成例を示す図である。 隠蔽データの利用方法について説明する図である。 図１０の復号装置による復号処理を説明するフローチャートである。 コンピュータの一実施の形態の構成例を示す図である。

＜第１実施の形態＞
［復号装置の第１実施の形態の構成例］
図１は、本発明を適用した復号装置の第１実施の形態の構成例を示すブロック図である。

図１の復号装置１０は、DEMUX１１、復号化器１２、逆量子化器１３、スイッチ１４、F/T変換器１５、F/T変換器１６、出力器１７、およびコントローラ１８により構成される。復号装置１０は、図示せぬ符号化装置から送信されてくる符号化データを復号する。この符号化データは、狭帯域信号としてのサブウーファー信号などのLFE（Low Frequency Effect）信号と、広帯域信号としての通常の音声信号を、時間信号から周波数信号に変換して量子化し、符号化して多重化することにより得られたものである。

復号装置１０のDEMUX１１（取得手段）は、符号化データを取得し、その符号化データに対して逆多重化を行う。これにより、DEMUX１１は、量子化され、符号化されたLFE信号の周波数信号、量子化され、符号化された通常の音声信号の周波数信号などを抽出し、復号化器１２に供給する。また、DEMUX１１は、符号化データにLFE信号の符号化結果が含まれるかどうかを示すLFEフラグを抽出し、コントローラ１８と出力器１７に供給する。

復号化器１２は、DEMUX１１から供給される、量子化され、符号化されたLFE信号の周波数信号を復号し、その結果得られる量子化されたLFE信号の周波数信号を逆量子化器１３に供給する。また、復号化器１２は、DEMUX１１から供給される、量子化され、符号化された通常の音声信号の周波数信号を復号し、その結果得られる量子化された通常の音声信号の周波数信号を逆量子化器１３に供給する。

逆量子化器１３は、復号化器１２から供給される量子化されたLFE信号の周波数信号を逆量子化し、その結果得られるLFE信号の周波数信号をスイッチ１４に供給する。また、逆量子化器１３は、復号化器１２から供給される量子化された通常の音声信号の周波数信号を逆量子化し、その結果得られる通常の音声信号の周波数信号をスイッチ１４に供給する。

スイッチ１４（選択手段）は、コントローラ１８から供給される指示に基づいて、逆量子化器１３から供給される周波数信号のうちの通常の音声信号の周波数信号を選択し、F/T変換器１５に供給する。また、スイッチ１４は、コントローラ１８から供給される指示に基づいて、逆量子化器１３から供給される周波数信号のうちのLFE信号の周波数信号を選択し、F/T変換器１６に供給する。

F/T変換器１５（高速逆直交変換手段）は、スイッチ１４から供給される通常の音声信号の周波数信号に対して高速IMDCTを行い、時間信号である通常の音声信号を得て出力器１７に供給する。なお、高速IMDCTとは、IMDCTのDCT-4型において高速演算法を用いる変換である。

F/T変換器１６（直接逆直交変換手段）は、スイッチ１４から供給されるLFE信号の周波数信号に対して直接IMDCTを行い、時間信号であるLFE信号を得て出力器１７に供給する。なお、直接IMDCTとは、IMDCTのDCT-4型において、高速演算法を用いずに、直接行列演算を行う変換である。なお、高速IMDCTと直接IMDCTの変換性能に有意な差はない。

出力器１７（出力手段）は、コントローラ１８の制御により、ゼロ信号を生成し、LFE信号として出力するか、または、F/T変換器１６から供給されるLFE信号を出力する。また、出力器１７は、F/T変換器１５から供給される通常の音声信号を出力する。

コントローラ１８は、復号対象に基づいて、スイッチ１４にF/T変換器１５またはF/T変換器１６のいずれか一方の選択を指示する。また、コントローラ１８は、DEMUX１１から供給されるLFEフラグに基づいて、出力器１７の出力を制御する。

［符号化データの構成例］
図２は、図１の復号装置１０に送信されてくる符号化データの構成例を示す図である。

図２に示すように、符号化データには、先頭から、ヘッダ、フロントLR（F-L,R）、センター（CENTER）、LFEフラグ（LFE Flag）、LFE、リアLR（R-L,R）の順に、データが配置されている。

フロントLRは、前方左右用の2チャンネルの通常の音声信号の符号化結果であり、その2チャンネルの符号化結果が1つのオーディオブロックとして配置される。センターは、中央用の1チャンネルの通常の音声信号の符号化結果であり、その1チャンネルの符号化結果は1つのオーディオブロックとして配置される。

LFEフラグは、符号化データにLFEが含まれる場合1となり、LFEが含まれない場合0となる。LFEは、LFE信号の符号化結果であり、その符号化結果は、必要に応じてオーディオブロックとして配置される。リアLRは、後方左右用の2チャンネルの通常の音声信号の符号化結果であり、その2チャンネルの符号化結果が1つのオーディオブロックとして配置される。

なお、オーディオブロックには、そのオーディオブロックを構成する信号の種類ごとに異なるブロックIDが付加されている。即ち、フロントLR、センター、LFE、およびリアLRのオーディオブロックのそれぞれには、異なるブロックIDが付加されている。ここでは、フロントLR、センター、LFE、およびリアLRのオーディオブロックのそれぞれに、ブロックID「１」、「２」、「３」、「４」が付加されているものとする。

[高速IMDCTと直接IMDCTの演算量の説明]
図３は、図１のF/T変換器１５による高速IMDCTのDCT-4型の演算量を示す図であり、図４は、図１のF/T変換器１６による直接IMDCTのDCT-4型の演算量を示す図である。

まず、IMDCTのDCT-4型について説明する。

IMDCTとは、タップ数を分割数の2倍とすることによりブロックを重複しながら行う変換であり、ブロック間の歪を軽減できる変換である。そして、IMDCTのDCT-4型では、以下の式（１）に示すように、入力信号となる周波数信号に対して乗算が行われる。

なお、式（１）において、Nは、入力信号である周波数信号の帯域分割数を表し、X_ｎは、n番目の分割帯域のスペクトルを表す。また、C_Ｎ ^４はDCT-4型の変換行列を表し、y_ｎはn番目の分割帯域のスペクトルの変換後の信号を表す。

そして、F/T変換器１５による通常の音声信号に対する高速IMDCTでは、このようなDCT-4型の演算方法として、高速演算法が用いられる。この高速演算法としては、いくつか考えられているが、その１つとして、Wangのアルゴリズムがある。Wangのアルゴリズムは、DCT行列をスパース行列と呼ばれる零要素数の多い行列に分解することにより演算の高速化を実現している。Wangのアルゴリズムが用いられた場合、DCT-4型の演算量は、図３に示すようになる。

具体的には、図３に示すように、DCT-4型における乗算回数は、N(log_２N+1)であり、加算回数は、N(3log_２N-1)/2である。また、図示せぬ内蔵するメモリからスペクトルX_ｎを読み出す回数である読み出し回数は、Nlog_２Nであり、図示せぬ内蔵するメモリに演算途中結果を退避する回数である退避回数は、Nlog_２Nである。

従って、例えばNが256（log₂N=8）である場合、乗算回数は2304回になり、加算回数は2944回になり、読み出し回数および退避回数は2048回になる。

一方、LEF信号は、一般的に、0乃至120Hz程度の超低周波の信号である。従って、以下の式（２）に示すように、有効な帯域のスペクトルX_ｎの本数、即ち有効な分割帯域数は、M（M<N）となり、残りのM-N個の分割帯域のスペクトルX_ｎは0となる。

X=[X_１，X_２，・・・X_Ｍ，0，・・・，0]^Ｔ
・・・（２）

例えば、通常の音声信号の周波数が48kHzである場合、通常の音声信号の使用可能な帯域は24kHz分であるため、帯域分割数が256であるとすると、120HzのLFE信号は、1.28本(=120×256/24000)のスペクトルとなり、MはNに比べて十分小さい値となる。

そこで、F/T変換器１５によるLEF信号に対する直接IMDCTでは、DCT-4型の演算方法として高速演算法が用いられず、以下の式（３）を用いて直接行列演算が行われる。

なお、式（３）において、C_１１乃至C_ＮＮは、変換行列C_Ｎ ^４の各要素、即ち変換係数を表している。

式（３）によれば、M+1番目以降の分割帯域のスペクトルX_Ｍ＋１乃至X_Ｎはすべて0であるので、このスペクトルX_Ｍ＋１乃至X_Ｎに対する計算は行う必要がない。従って、LEF信号に対する直接IMDCTのDCT-4型の演算量は、図４に示すようになる。

具体的には、図４に示すように、DCT−4型における乗算回数、加算回数、および読み出し回数は、N×Mであり、退避回数は、Nである。

図５は、帯域分割数が256である場合の高速IMDCTにおけるDCT−4型の演算回数と、直接IMDCTにおけるDCT−4型の演算回数を示すグラフである。

なお、図５において、演算回数とは、乗算回数、加算回数、読み出し回数、および退避回数を加算した結果得られる回数である。また、図５のグラフにおいて、横軸は、DCT−4型の行列演算における有効な要素数、即ち有効なスペクトルX_ｎの本数Mを表し、縦軸は、演算回数を表している。さらに、図５のグラフにおいて、実線は高速IMDCTにおけるDCT−4型の演算回数を表し、点線は直接IMDCTにおけるDCT−4型の演算回数を表している。

図５に示すグラフにより、Mが11以下であれば、直接IMDCTにおけるDCT−4型の演算回数は、高速IMDCTにおけるDCT−4型の演算回数を下回ることがわかる。即ち、Mが11以下であれば、周波数信号に対して高速IMDCTを行うよりも、直接IMDCTを行う方が演算量は少なくて済む。

以上のように、Mが十分小さい場合、周波数信号に対して高速IMDCTを行うよりも、直接IMDCTを行う方が演算量は少なくて済む。従って、復号装置１０では、F/T変換器１５が通常の音声信号に対して高速IMDCTを行い、F/T変換器１６が、Mが十分小さいLEF信号に対して直接IMDCTを行う。これにより、周波数時間変換の演算量を削減し、消費電力を削減することができる。

［復号装置の処理の説明］
図６は、図１の復号装置１０による復号処理を説明するフローチャートである。この復号処理は、例えば、符号化データが復号装置１０に入力されたとき開始される。

ステップＳ１１において、コントローラ１８は、符号化データのうち、処理の対象とするオーディオブロックのブロックIDである対象ブロックID iblkを0に設定する。

ステップＳ１２において、DEMUX１１は、対象ブロックID iblkが、LFEのブロックID iblk_lfeであるかどうか、即ち2であるかどうかを判定する。ステップＳ１２で対象ブロックID iblkが、LFEのブロックID iblk_lfeではないと判定された場合、処理はステップＳ１４に進む。

一方、ステップＳ１２で対象ブロックID iblkが、LFEのブロックID iblk_lfeであると判定された場合、ステップＳ１３において、コントローラ１８は、DEMUX１１から供給されるLFEフラグが1であるかどうかを判定する。このLEFフラグは、DEMUX１１が符号化データを逆多重化することにより得られたものである。

ステップＳ１３でLFEフラグが1であると判定された場合、即ち符号化データにLFEの符号化結果が含まれる場合、コントローラ１８は、F/T変換器１６からの時間信号の出力を出力器１７に指示し、処理をステップＳ１４に進める。

ステップＳ１４において、DEMUX１１は、符号化データに対して逆多重化を行い、対象ブロックID iblkのオーディオブロックを抽出し、復号化器１２に供給する。

ステップＳ１５において、復号化器１２は、DEMUX１１から供給されるオーディオブロックを復号し、その結果得られる量子化された周波数信号を逆量子化器１３に供給する。

ステップＳ１６において、逆量子化器１３は、復号化器１２から供給される量子化された周波数信号を逆量子化し、その結果得られる周波数信号をスイッチ１４に供給する。

ステップＳ１７において、コントローラ１８は、対象ブロックID iblkが、LFEのブロックID iblk_lfeであるかどうかを判定する。ステップＳ１７で対象ブロックID iblkが、LFEのブロックID iblk_lfeではないと判定された場合、コントローラ１８は、F/T変換部１５の選択をスイッチ１４に指示する。スイッチ１４は、この指示に応じて、逆量子化器１３から供給される周波数信号、即ちフロントLR、センター、またはリアLRに対応する周波数信号を、F/T変換器１５に供給する。

そして、ステップＳ１８において、F/T変換器１５は、スイッチ１４から供給される周波数信号に対して高速IMDCTを行い、その結果得られる時間信号を、出力器１７を介して出力する。そして、処理はステップＳ２１に進む。

一方、ステップＳ１７で対象ブロックID iblkが、LFEのブロックID iblk_lfeであると判定された場合、コントローラ１８は、F/T変換部１６の選択をスイッチ１４に指示する。スイッチ１４は、この指示に応じて、逆量子化器１３から供給される周波数信号、即ちLFE信号の周波数信号を、F/T変換器１６に供給する。

そして、ステップＳ１９において、F/T変換器１６は、スイッチ１４から供給されるLFEの周波数信号に対して直接IMDCTを行い、その結果得られる時間信号を、出力器１７を介して出力する。そして、処理はステップＳ２１に進む。

一方、ステップＳ１３でLFEフラグが1ではないと判定された場合、即ち符号化データにLFEのオーディオブロックが含まれていない場合、コントローラ１８は、ゼロ信号の出力を出力器１７に指示し、処理をステップＳ２０に進める。

ステップＳ２０において、出力器１７は、コントローラ１８からの指示にしたがってゼロ信号を生成し、LFE信号として出力する。そして処理はステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１において、DEMUX１１は、対象ブロックID iblkを1だけインクリメントし、処理をステップＳ２２に進める。

ステップＳ２２において、DEMUX１１は、対象ブロックID iblkに対してオーディオブロックの種類の総数nblks、即ち4であるかどうかを判定する。ステップＳ２２で対象ブロックID iblkが総数nblksではないと判定された場合、処理はステップＳ１２に戻り、対象ブロックID iblkが総数nblksになるまで、ステップＳ１２乃至Ｓ２２の処理が繰り返される。

また、ステップＳ２２で対象ブロックID iblkが総数nblksであると判定された場合、即ち全てのオーディオブロックが処理の対象とされた場合、処理は終了する。

＜第２実施の形態＞
［復号装置の第２実施の構成例］
図７は、本発明を適用した復号装置の第２実施の形態の構成例を示すブロック図である。

図７に示す構成のうち、図１の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。

図７の復号装置３０の構成は、主に、DEMUX１１、コントローラ１８の代わりにDEMUX３１、コントローラ３２が設けられている点、および、出力器１７が設けられていない点が図１の構成と異なる。復号装置３０は、LFEフラグを含まず、LFEの符号化結果を常に含む符号化データを復号する。

具体的には、復号装置３０において、DEMUX３１は、符号化データを取得し、その符号化データに対して逆多重化を行う。これにより、DEMUX３１は、量子化され、符号化された通常の音声信号の周波数信号であるフロントLR、センター、およびリアLRのオーディオブロックを抽出し、復号化器１２に供給する。また、DEMUX３１は、量子化され、符号化されたLFE信号の周波数信号であるLFEのオーディオブロックを抽出し、復号化器１２に供給する。

コントローラ３２は、復号対象に基づいて、スイッチ１４にF/T変換器１５またはF/T変換器１６のいずれか一方の選択を指示する。

［符号化データの構成例］
図８は、図７の復号装置３０に送信されてくる符号化データの構成例を示す図である。

図８の符号化データには、先頭から、ヘッダ、フロントLR、センター、LFE、リアLRの順に、データが配置されている。図８の符号化データには、図２の符号化データと異なり、LFEのオーディオブロックが必ず配置される。従って、図８の符号化データには、LFEフラグは配置されない。

［復号装置の処理の説明］
図９は、図７の復号装置３０による復号処理を説明するフローチャートである。この復号処理は、例えば、符号化データが復号装置３０に入力されたとき開始される。

図９の復号処理は、図６の復号処理においてステップＳ１２，１３、およびＳ２０の処理を除いた処理である。即ち、図９のステップＳ３１乃至Ｓ３９の処理は、図６のステップＳ１１，Ｓ１４乃至Ｓ１９，Ｓ２１、およびＳ２２の処理と同様である。従って、説明は省略する。

なお、第１および第２実施の形態では、復号対象のブロックIDに基づいて、スイッチ１４の供給先が変更されたが、符号化データ内の各オーディオブロックの配置順序に基づいて、スイッチ１４の供給先が変更されるようにしてもよい。この場合、LFEが存在し、符号化データの先頭から3番目のオーディオブロックが復号対象とされるときに、F/T変換器１６が供給先として選択され、それ以外のオーディオブロックが復号対象とされるときに、F/T変換器１５が供給先として選択される。

＜第３実施の形態＞
［復号装置の第３実施の構成例］
図１０は、本発明を適用した復号装置の第３実施の形態の構成例を示すブロック図である。

図１０の復号装置５０は、DEMUX５１、復号化器５２、逆量子化器５３、スイッチ５４、F/T変換器５５、F/T変換器５６、およびメモリ５７により構成される。復号装置５０は、本来の音声信号の符号化結果である実データと、実データに伝送路等によるエラーが発生したときに本来の音声信号の代わりに用いられるコンシールメント信号の符号化結果である隠蔽データ（Concealment Data）とを含む符号化データを復号する。なお、コンシールメント信号としては、本来の音声信号に比べて狭帯域の信号が用いられる。

復号装置５０において、DEMUX５１は、符号化データを取得し、その符号化データに対して逆多重化を行う。これにより、DEMUX５１は、実データと隠蔽データを抽出する。そして、DEMUX５１は、逆多重化時にエラーが発生していない場合、実データを復号化器５２に供給し、隠蔽データをメモリ５７に供給する。また、DEMUX５１は、逆多重化時のエラーの発生の有無に応じて、エラーが発生したかどうかを表すエラーフラグを復号化器５２に供給する。

復号化器５２は、DEMUX５１からのエラーフラグが、エラーが発生していないことを表す場合、DEMUX５１から供給される実データを復号する。復号化器５２は、復号時にエラーが発生していない場合、復号の結果得られる量子化された本来の音声信号の周波数信号を逆量子化器５３に供給し、メモリ５７に隠蔽データの記録を指示する。

一方、復号化器５２は、DEMUX５１からのエラーフラグが、エラーが発生したことを表す場合、または、実データの復号時にエラーが発生した場合、メモリ５７から隠蔽データを読み出す。そして、復号化器５２は、その隠蔽データを復号し、その結果得られる量子化されたコンシールメント信号の周波数信号を逆量子化器５３に供給する。また、復号化器５２は、復号時のエラーの発生の有無およびDEMUX５１から供給されるエラーフラグに基づいて、エラーフラグをスイッチ５２に供給する。

逆量子化器５３は、復号化器５２から供給される量子化された本来の音声信号またはコンシールメント信号の周波数信号を逆量子化し、その結果得られる本来の音声信号またはコンシールメント信号の周波数信号をスイッチ５４に供給する。

スイッチ５４は、復号化器５２からエラーが発生していないことを表すエラーフラグが供給される場合、逆量子化器５３から供給される周波数信号をF/T変換器５５に供給する。即ち、逆量子化部５３から本来の音声信号の周波数信号が供給される場合、その周波数信号はF/T変換部５５に供給される。

一方、スイッチ５４は、復号化器５２からエラーが発生したことを表すエラーフラグが供給される場合、逆量子化器５３から供給される周波数信号をF/T変換器５６に供給する。即ち、逆量子化部５３からコンシールメント信号の周波数信号が供給される場合、その周波数信号はF/T変換部５６に供給される。

F/T変換器５５は、スイッチ５４から供給される本来の音声信号の周波数信号に対して高速IMDCTを行い、時間信号である本来の音声信号を得て出力する。

F/T変換器５６は、スイッチ５４から供給されるコンシールメント信号の周波数信号に対して直接IMDCTを行い、時間信号であるコンシールメント信号を得て出力する。

メモリ５７は、復号化器５２からの指示に応じて、DEMUX５１から供給される隠蔽データを記録する。

［符号化データの構成例］
図１１は、図１０の復号装置５０に送信されてくる符号化データの構成例を示す図である。

図１１の符号化データには、先頭から、ヘッダ、実データ、隠蔽データの順にデータがフレーム単位で配置されている。各フレームの隠蔽データは、例えば、そのフレームの実データの狭帯域の周波数信号の符号化結果である。なお、同一の符号化データに含まれる実データと隠蔽データは、対応するフレームが異なっている。具体的には、あるフレームの符号化データには、そのフレームの実データと、そのフレームより１フレーム後の隠蔽データが含まれる。

[隠蔽データの利用方法の説明]
図１２は、隠蔽データの利用方法について説明する図である。

図１２に示すように、ｎ-1フレーム目の符号化データである符号化データ［n-1］には、n-1フレーム目の実データである実データ［n-1］と、nフレーム目の隠蔽データである隠蔽データ[n]が含まれている。

また、同様に、ｎフレーム目の符号化データである符号化データ［n］には、nフレーム目の実データである実データ［n］と、n+1フレーム目の隠蔽データである隠蔽データ[n+1]が含まれている。ｎ+1フレーム目の符号化データである符号化データ［n+1］には、n+1フレーム目の実データである実データ［n+1］と、n+2フレーム目の隠蔽データである隠蔽データ[n+2]が含まれている。

ここで、n-1フレーム目の符号化データに対してエラーが発生しておらず、nフレーム目の符号化データに対してエラーが発生している場合、復号化器５２は、その符号化データより1フレーム前のn-1フレーム目の符号化データに含まれる隠蔽データ[n]を、実データ[n]の代わりに復号する。その結果、実データの消失や破損を隠蔽し、音途切れを防止することができる。

また、同一の符号化データ内に、異なるフレームの実データと隠蔽データが含まれるので、同一のフレームの実データと隠蔽データを同時に消失することを防止することができる。

[復号装置の処理の説明]
図１３は、図１０の復号装置５０による復号処理を説明するフローチャートである。この復号処理は、例えば、符号化データが復号装置５０に入力されたとき開始される。

ステップＳ５１において、DEMUX５１は、符号化データを逆多重化する。これにより、DEMUX５１は、実データと隠蔽データを抽出する。

ステップＳ５２において、DEMUX５１は、逆多重化時にエラーが発生したかどうかを判定する。ステップＳ５２で逆多重化時にエラーが発生していないと判定された場合、ステップＳ５３において、復号化器５２は、DEMUX５１から供給される実データを復号する。

ステップＳ５４において、復号化器５２は、復号時にエラーが発生したかどうかを判定する。ステップＳ５４で復号時にエラーが発生していないと判定された場合、復号化器５２は、メモリ５７に隠蔽データの記録を指示する。

ステップＳ５５において、メモリ５７は、復号化器５２からの指示に応じて、DEMUX５１から供給される隠蔽データを記録する。

ステップＳ５６において、復号化器５２は、エラーフラグ（errFlag）をエラーが発生していないことを表す0に設定し、そのエラーフラグをスイッチ５４に供給する。そして、処理はステップＳ６１に進む。

一方、ステップＳ５２で逆多重化時にエラーが発生したと判定された場合、ステップＳ５７において、DEMUX５１は、エラーフラグをエラーが発生したことを表す1に設定し、復号化器５２に供給する。そして、処理はステップＳ５８に進む。

また、ステップＳ５４で復号時にエラーが発生したと判定された場合、処理はステップＳ５８に進む。

ステップＳ５８において、復号化器５２は、メモリ５７から隠蔽データを読み出す。ステップＳ５９において、復号化器５２は、メモリ５７から読み出された隠蔽データを復号し、量子化されたコンシールメント信号の周波数信号を逆量子化器５３に供給する。

ステップＳ６０において、復号化器５２は、エラーフラグを1に設定し、スイッチ５４に供給する。そして、処理はステップＳ６１に進む。

ステップＳ６１において、逆量子化器５３は、復号化器５２から供給される量子化された本来の音声信号またはコンシールメント信号の周波数信号を逆量子化し、その結果得られる本来の音声信号またはコンシールメント信号の周波数信号をスイッチ５４に供給する。

ステップＳ６２において、スイッチ５４は、復号化器５２から供給されるエラーフラグが1であるかどうかを判定する。ステップＳ６２でエラーフラグが1ではないと判定された場合、即ちエラーフラグが0である場合、スイッチ５４は、逆量子化器５３から供給される周波数信号である本来の音声信号の周波数信号をF/T変換器５５に供給し、処理をステップＳ６３に進める。

ステップＳ６３において、F/T変換器５５は、スイッチ５４から供給される本来の音声信号の周波数信号に対して高速IMDCTを行い、その結果得られる時間信号を出力し、処理を終了する。

一方、ステップＳ６２でエラーフラグが1であると判定された場合、即ちDMMUX５１および復号化器５２の少なくとも一方でエラーが発生した場合、スイッチ５４は、逆量子化器５３から供給される周波数信号であるコンシールメント信号の周波数信号をF/T変換器５６に供給する。

そして、ステップＳ６４において、F/T変換器５６は、スイッチ５４から供給される今シールメント信号の周波数信号に対して直接IMDCTを行い、その結果得られる時間信号を出力し、処理を終了する。

＜第４実施の形態＞
[本発明を適用したコンピュータの説明]
次に、上述した一連の処理は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。

そこで、図１４は、上述した一連の処理を実行するプログラムがインストールされるコンピュータの一実施の形態の構成例を示している。

プログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体としての記憶部２０８やROM（Read Only Memory）２０２に予め記録しておくことができる。

あるいはまた、プログラムは、リムーバブルメディア２１１に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブルメディア２１１は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。ここで、リムーバブルメディア２１１としては、例えば、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリ等がある。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブルメディア２１１からドライブ２１０を介してコンピュータにインストールする他、通信網や放送網を介して、コンピュータにダウンロードし、内蔵する記憶部２０８にインストールすることができる。すなわち、プログラムは、例えば、ダウンロードサイトから、ディジタル衛星放送用の人工衛星を介して、コンピュータに無線で転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送することができる。

コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)２０１を内蔵しており、CPU２０１には、バス２０４を介して、入出力インタフェース２０５が接続されている。

CPU２０１は、入出力インタフェース２０５を介して、ユーザによって、入力部２０６が操作等されることにより指令が入力されると、それに従って、ROM２０２に格納されているプログラムを実行する。あるいは、CPU２０１は、記憶部２０８に格納されたプログラムを、RAM(Random Access Memory)２０３にロードして実行する。

これにより、CPU２０１は、上述したフローチャートにしたがった処理、あるいは上述したブロック図の構成により行われる処理を行う。そして、CPU２０１は、その処理結果を、必要に応じて、例えば、入出力インタフェース２０５を介して、出力部２０７から出力、あるいは、通信部２０９から送信、さらには、記憶部２０８に記録等させる。

なお、入力部２０６は、キーボードや、マウス、マイク等で構成される。また、出力部２０７は、LCD(Liquid Crystal Display)やスピーカ等で構成される。

ここで、本明細書において、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に行われる必要はない。すなわち、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含む。

また、プログラムは、１のコンピュータ（プロセッサ）により処理されるものであっても良いし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであっても良い。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであっても良い。

なお、本発明は、周波数時間変換としてIMDCTを行う復号装置だけでなく、IFFT，IDCTなどの他の逆直交変換を行う復号装置にも適用することができる。

また、本発明は、音声信号以外の信号の符号化データを復号する復号装置にも適用することができる。

本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１０ 復号装置， １１ DEMUX， １４ スイッチ， １５，１６ F/T変換器， １７ 出力器， ３０ 復号装置， ３１ DEMUX， ５０ 復号装置， ５１ DEMUX， ５４ スイッチ， ５５，５６ F/T変換器

Claims (11)

1. 狭帯域信号と広帯域信号を含む第１の周波数信号を取得する取得手段と、
   前記第１の周波数信号のうちの前記狭帯域信号に対して直接行列演算を行うことにより逆直交変換を行う直接逆直交変換手段と、
   前記第１の周波数信号のうちの前記広帯域信号に対して高速演算法を用いた逆直交変換を行う高速逆直交変換手段と
   を備える復号装置。
2. 前記第１の周波数信号のうちの前記狭帯域信号を選択して前記直接逆直交変換手段に供給し、前記広帯域信号を選択して前記高速逆直交変換手段に供給する選択手段
   をさらに備え、
   前記狭帯域信号には、前記狭帯域信号であることを表す情報が付加され、前記広帯域信号には、前記広帯域信号であることを表す情報が付加され、
   前記選択手段は、前記情報に基づいて、前記狭帯域信号および前記広帯域信号を選択する
   請求項１に記載の復号装置。
3. 前記第１の周波数信号のうちの前記狭帯域信号を選択して前記直接逆直交変換手段に供給し、前記広帯域信号を選択して前記高速逆直交変換手段に供給する選択手段
   をさらに備え、
   前記第１の周波数信号において、前記狭帯域信号と前記広帯域信号は所定の順番で配置され、
   前記選択手段は、前記周波数信号内の順番に基づいて、前記狭帯域信号および前記広帯域信号を選択する
   請求項１に記載の復号装置。
4. ゼロ信号を生成して出力する出力手段
   をさらに備え、
   前記取得手段は、さらに、前記狭帯域信号を含まず、前記広帯域信号を含む第２の周波数信号を取得し、
   前記出力手段は、前記第２の周波数信号の狭帯域信号の逆直交変換結果として前記ゼロ信号を出力する
   請求項１に記載の復号装置。
5. 前記第１の周波数信号には、前記狭帯域信号が含まれていることを表す情報が付加され、
   前記第２の周波数信号には、前記狭帯域信号が含まれていないことを表す情報が付加され、
   前記出力手段は、前記情報に基づいて、前記第２の周波数信号の狭帯域信号の逆直交変換結果として前記ゼロ信号を出力する
   請求項４に記載の復号装置。
6. 前記狭帯域信号は、LFE（Low Frequency Effect）信号であり、
   前記広帯域信号は、広帯域の音声信号である
   請求項１に記載の復号装置。
7. 前記狭帯域信号は、前記広帯域信号にエラーが発生したときに前記広帯域信号の代わりに用いられるコンシールメント信号である
   請求項１に記載の復号装置。
8. 前記直接逆直交変換手段は、前記広帯域信号にエラーが発生したとき、前記狭帯域信号に対して前記直接行列演算を行うことにより逆直交変換を行い、その結果得られる時間信号を前記広帯域信号の時間信号として出力し、
   前記高速逆直交変換手段は、前記広帯域信号にエラーが発生していないとき、前記広帯域信号に対して前記高速演算法を用いた逆直交変換を行い、出力する
   請求項７に記載の復号装置。
9. 前記直接逆直交変換手段による逆直交変換は、前記狭帯域信号の有効な帯域のスペクトルと所定の係数の積和演算を含む
   請求項１に記載の復号装置。
10. 復号装置が、
    狭帯域信号と広帯域信号を含む周波数信号のうちの前記狭帯域信号に対して直接行列演算を行うことにより逆直交変換を行う直接逆直交変換ステップと、
    前記周波数信号のうちの前記広帯域信号に対して高速演算法を用いた逆直交変換を行う高速逆直交変換ステップと
    を備える復号方法。
11. コンピュータに、
    狭帯域信号と広帯域信号を含む周波数信号のうちの前記狭帯域信号に対して直接行列演算を行うことにより逆直交変換を行う直接逆直交変換ステップと、
    前記周波数信号のうちの前記広帯域信号に対して高速演算法を用いた逆直交変換を行う高速逆直交変換ステップと
    を含む処理を実行させるためのプログラム。

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