JP2599660B2 - ディジタル化されブロック符号化されたオーディオ信号の伝送方法 - Google Patents
ディジタル化されブロック符号化されたオーディオ信号の伝送方法Info
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- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/3053—Block-companding PCM systems
Description
ーディオ信号の伝送方法に関する。
号の伝送方法は、EP−A−64,119号に開示されている。
ブロック符号化処理中に、複数の信号値のシーケンス
(ブロック)の中のピーク値の数値からスケール係数を
生成することによって、ディジタルオーディオ信号を伝
送することは、(ドイツ特許第3,328,344号によって)
知られている。このスケール係数は、各シーケンス中の
信号値の取り得る複数のレベル範囲のうちのピーク値の
レベルが存在している1つのレベル範囲を示している。
さらに、ドイツ特許第3,639,753号に開示されているよ
うに、サンプルされた信号値を複数のスペクトルサブバ
ンド信号で表し、人間の聴覚系(器官)の各マスキング
閾値に応じて無関連性または非関連性(Irrevanz)や冗
長性を減少させるように、個々のサブバンドのサンプル
された値を変更することも可能である。ディジタル化さ
れたオーディオ信号をスペクトルサブバンド信号に分割
する代わりに、フーリエ解析し、かつ、スペクトル値の
グループに対するスケール係数を決定すると共に、無関
連性及び冗長性を減少させることも可能である。高品質
のオーディオ信号、例えばラジオ放送信号に対して試み
られている無関連性及び冗長性の減少は、圧縮されたデ
ィジタルオーディオ信号がISDN電力ネットのハイアラー
キに適合するようにする、即ち、n・64kビット/sの一
定のビット率を有するようにするものである。満足でき
るオーディオ品質を実現するために、特に、64kビット/
sと言う低いビット率で満足できるオーディオ品質を実
現するために、有効な情報だけでなく、例えばスケール
係数のような制御情報も、それらのデータ率に対してか
なりの程度に圧縮することが必要である。EP−A−64,1
19には、狭帯域音声信号のブロック符号化に関連して、
1つのブロックまたはサブバンドの連続するスケール係
数間の差分値を最初に形成することによって、ブロック
またはサブバンド当たりの伝送されるべきスケール係数
の数を減少させることが、開示されている。予め定めた
差分値の数値範囲内に収まらないかこれを超えない場
合、考慮中の全てのスケール係数が伝送され、それ以外
の場合は考慮中のスケール係数の最も高いものだけが伝
送される。伝送されたスケール係数のどれだけ多くのも
のに対して1つのスケール係数が有効であるかを、復号
器において検出できるようにするため、識別情報がスケ
ール係数に付加されて、伝送される。
させられるが、人間の聴覚系のプリマスキング効果及び
ポストマスキング効果を考慮した心理音響学の観点に基
づく無関連性の減少はなされていない。
無関連性情報を減少させることによって、スケール係数
に対して情報を減少させることを目的とする。
って達成される。
て、パターンの検出及び符号化に基づいて冗長性と無関
連性を減少させる。
は周波数スペクトルサブバンドまたはスペクトル値グル
ープの個数を表し、kは各サブバンドまたはスペクトル
値グループの時間的に連続しているスケール係数の個数
を表している。以下、一般的な記述は縦の破線の左側の
欄に示し、具体例は縦の破線の右側の欄に示す。具体例
(右側)は、合計32のサブバンド(以下、フレームと称
する)を構成する3つの連続するスケール係数に関する
ものである。これらスケール係数は、6ビットで量子化
され、よって各スケール係数は26=64個の相異なる値を
とり得る。複数の信号値のシーケンスに対応する8msの
長さのブロックに対して1つのスケール係数が生成され
る。
差分値dを計算する。これら差分値は中間マトリックス
の形で記憶される。各差分の大きさは、絶対ブロック長
(行)またはサブバンドの幅(列)の関数である。以
下、時間的に連続するスケール係数だけを考慮する。例
えば、入力マトリックスの第1行の第2列と第1列のス
ケール係数間の差分を次のように表す。
と、n−1行)を有している。
予想差分値dがm個の数値クラス(群)L(L1〜Lm)に
グループ分けされる。1つのクラスLは1または複数の
差分値dの集合である。例えば上述の右側の例では、各
差分値dは、下記のように5つのクラスL1〜L5に割り当
てられ、1つのクラスには1または複数個の上記可能な
差分値が属している。
にグループ分けされている場合は、各差分値を各々が属
するクラスL1〜Lmで表すと、その連続する(k−1)個
のクラスLのシーケンスには、m(k-1)通りの組合せcが
存在する。
ンをそれぞれうまく割り当てることによって実現され
る。この伝送パターンは、スケール係数のシーケンスと
制御情報とから構成され、1つのシーケンス内における
異なるスケール係数の集合(数)は、入力マトリックス
からの異なるスケール係数の集合(数)より少ないか等
しい。分類された差分値から作られる伝送パターンは、
信号の統計的知識に基づいて、かつ人間の聴覚系のプリ
マスキング効果及びポストマスキング効果を考慮した心
理音響学の観点から決定される。例えば、入力マトリッ
クスにおける行のスケール係数が変化しない場合は、そ
れは冗長情報なので、全てのスケール係数を伝送する必
要はない(冗長性の減少法)。人間の聴覚系は、マスキ
ング音の消滅後200msまでの範囲において明確なポスト
マスキング効果を生じ、一方マスキング音の発生の20ms
前までの範囲においてだけプリマスキング効果を生じる
ことが心理音響学により知られているので、値が増加し
ていくスケール係数は、値が減少していくスケール係数
よりも正確に伝送されるように、無関連性情報を減少さ
せる(無関連性の減少法)。
る場合は、各行について3つのスケール係数(scf1 sc
f2 scf3)が存在し、行ごとに2つの差分値dが生成さ
れ、その2つの差分値をクラスのシーケンスで分類する
と、相異なる25通りの組合せcが存在する。各組合せc
にはスケール係数(新しいスケール係数)の伝送パター
ンが割り当てられる。これによって、伝送すべきある数
のスケール係数が得られ、また、これらのスケール係数
がどの位置にあって、かつそのスケール係数のシリーズ
がどの位置で変化するかに関する制御情報が得られる。
この例では、1、2または3個のスケール係数と2ビッ
ト分の制御情報を識別情報として伝送する。
ビットの制御情報(識別情報)とが生じる。
のデータフローは、(3*6ビット+2ビット)*32=
640ビットとなる。
置に第2のスケール係数が存在する場合 scf1 scf3 01 scf1 scf2 このような伝送パターンが1フレーム分存在する場合
のデータフローは、(2*6ビット+2ビット)*32=
448ビットとなる。
置に第3のスケール係数が存在する場合 scf2 scf3 10 scf1 scf3 このような伝送パターンが1フレーム分存在する場合
のデータフローは、(2*6ビット+2ビット)*32=
448ビットとなる。
存在する場合 scf1 11 scf2 scf3 このような伝送パターンが1フレーム分存在する場合
のデータフローは、(1*6ビット+2ビット)*32=
256ビットとなる。
ール係数の選択方法として、3つのスケール係数の2つ
の差分値のクラスがL2またはL4の場合は最大スケール係
数max(scf1 scf2 scf3)を選択してもよい。
(フレームが正確に24msに対応する場合)、デコーダ遅
延が小さく、アクセスユニットが小さい(復号化される
べき最小のユニット)という利点が得られる。そのよう
な利点が重要でない場合は、大きな時間区間を考慮し
て、多数の列を有する入力マトリックスを用い、前述し
たマスキング効果、例えばポストマスキング効果を考慮
して、あるフレームについて「scfを伝送しない」とい
う情報を伝送することによって、さらに大きなデータ減
縮を行うことができる。その場合は、フレーム中の伝送
されなかった1つのサブバンドのk個のスケール係数に
代えて、その前のフレーム中の対応するサブバンドの1
つのスケール係数が用いられます。
Claims (2)
- 【請求項1】ディジタル化されブロック符号化されたオ
ーディオ信号の伝送方法であって、 nを上記ディジタル化オーディオ信号の周波数サブバン
ドまたはスペクトル値グループの数であって、n≧1と
し、かつkを上記オーディオ信号の各周波数サブバンド
または各スペクトル値グループの時間的に連続するスケ
ール係数の個数としたときに、上記ディジタル化オーデ
ィオ信号のサンプル信号値のシーケンスのピーク値に基
づいて上記ディジタル化オーディオ信号のnk個のスケー
ル係数を求めるステップと、 上記オーディオ信号の各周波数サブバンドまたは各スペ
クトル値グループに対する上記時間的に連続するk個の
スケール係数から(k−1)個の差分を生成し、合計n
(k−1)個の差分を生成するステップと、 上記n(k−1)個の差分を、スケール係数の少なくと
も1つの生成され得る差分をそれぞれ含む少なくとも2
つの数値クラスに分けるステップと、 (k−1)個の数値クラスのシーケンスに基づいて、か
つスケール係数の変化に応じた心理音響学的な人間の聴
覚系のプリマスキング効果およびポストマスキング効果
に基づいて、n個のサブバンドまたはスペクトル値グル
ープの各々に対する新スケール係数を、上記(k−1)
個の数値クラスの各シーケンスに対応して選択された隣
接間で相異なる新スケール係数の個数が各サブバンドま
たは各スペクトル値グループの連続する種々のスケール
係数の個数以下となるように選択するステップと、 それぞれのサブバンドまたはスペクトル値グループにつ
いてそのサンプル信号値のk個のシーケンスの中の少な
くとも1つと上記選択された各新スケール係数との対応
関係を識別する識別情報であって、上記サンプル信号値
のk個のシーケンス中のどの位置に上記選択された新ス
ケール係数が割り当てられるかを示す制御情報を含んで
いる識別情報を、上記(k−1)個の数値クラスのシー
ケンスの各々に割り当てるステップと、 上記選択された新スケール係数と上記割り当てられた識
別情報とに基づいて、上記n個のサブバンドまたはスペ
クトル値グループの各々について新スケール係数の伝送
パターンを決定するステップと、 上記新スケール係数の上記決定された伝送パターンを送
信するステップと、 上記送信された新スケール係数を受信するステップと、 上記サンプル信号値および上記割り当てられ選択された
新スケール係数からオーディオ信号を再生するステップ
と、 を含む、ディジタル化されブロック符号化されたオーデ
ィオ信号の伝送方法。 - 【請求項2】新スケール係数が伝送されないときは、上
記制御情報が、関連するk個のサンプル信号値シーケン
ス全てに対して先行する1つの新スケール係数が適用で
きることを示すことを特徴とする、請求項1に記載のデ
ィジタル化されブロック符号化されたオーディオ信号の
伝送方法。
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