JP3010637B2

JP3010637B2 - 量子化装置及び量子化方法

Info

Publication number: JP3010637B2
Application number: JP1197343A
Authority: JP
Inventors: 正之西口; 直人岩橋; 誠阿久根; 健三赤桐; 義仁藤原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-07-29
Filing date: 1989-07-29
Publication date: 2000-02-21
Anticipated expiration: 2015-02-21
Also published as: JPH0360529A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、入力信号の高能率符号化を行う量子化装置
及び量子化方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、入力信号についての時間軸及び時間軸を直
交する軸の２次元データ配列より成るマトリクスを単位
として量子化を施すことにより、量子化効率を向上させ
た量子化装置及び量子化方法を提供するものである。

〔従来の技術〕

信号の高能率符号化の一手法として、入力信号を時間
軸又は周波数軸上で複数チャンネルに分割すると共に、
各チャンネル毎のビット数を適応的に割り当てるビット
アロケーション（ビット割り当て）による符号化技術が
ある。例えば、音声信号の上記ビット割り当てによる符
号化技術には、時間軸上の音声信号を複数の周波数帯域
に分割して符号化する帯域分割符号化（サブ・バンド・
コーディング:SBC）や、時間軸上の信号を周波数軸上の
信号に変換（直交変換）して複数の周波数帯域に分割し
各帯域毎で適応的に符号化するいわゆる適応変換符号化
（ATC）、或いは、上記SBCといわゆる適応予測符号化
（APC）とを組み合わせ、時間軸上の信号を帯域分割し
て各帯域信号をベースバンド（低域）に変換した後複数
次の線形予測分析を行って予測符号化するいわゆる適応
ビット割り当て（APC−AB）等の符号化技術がある。

ここで、上記帯域分割符号化は、第10図に示すような
信号伝送装置で行われる。この第10図において、入力端
子110に供給されたディジタルの音声信号は、先ず、符
号器130の周波数分割フィルタ（例えばQMF:quadrature
mirrorfilter等のミラーフィルタ）群131₁〜131_nで帯域
通過及び低域変換が行われる。すなわち、当該周波数分
割フィルタ群131₁〜131_nにおいては、帯域通過フィルタ
（バンドパスフィルタ:BPF）で帯域分割された後、その
各々の信号は低域通過フィルタを通されて通過帯域の中
心周波数だけ下に周波数シフト（低域変換）され、これ
らの信号が量子化器134₁〜134_nで適当な標本化周波数で
ダウンサンプリングされている。このようにして再量子
化されることによりデータの圧縮がなされた各信号がマ
ルチプレクサ136を介して端子138から出力され、伝送路
を介して復号器140の端子148に伝送されて、当該端子14
8からデマルチプレクサ149を介して逆量子化器144₁〜14
4_nで復号化された後、周波数変換器142₁〜142_nで時間軸
上の各帯域の信号に変換され、加算器146を通り復号音
声信号として端子150から出力されている。

ここで、上記符号器130による信号のデータ圧縮処理
にあたっては、データ圧縮により生ずるノイズが復号音
声信号に与える影響を少なくするように、各帯域に量子
化ビットを適応的に割り当てることにより品質の向上を
図っている。また、復号器140側でもビット割り当て情
報をなんらかの方法で獲得して復号を行っている。

従来、上述のビット割り当て情報を得るためには、各
帯域の信号とは別に、補助情報（サイドインフォメーシ
ョン）として各帯域のエネルギ値情報を伝送する等の方
法が取られていた。すなわちこの方法では、上記符号器
130の各周波数分割フィルタ群131₁〜131_nで帯域分割さ
れた各信号からエネルギ検出手段133₁〜133_nで各帯域の
信号のエネルギ値が計算され、該計算値に基づいて量子
化係数算出手段135で、各帯域の信号の量子化に最適な
量子化係数として最適ビット割り当てと量子化ステップ
計算が行われ、この結果を用いて量子化器134₁〜134_nで
各帯域の信号が再量子化されている。更に、該量子化係
数算出手段135の出力信号すなわち補助情報が復号器140
の量子化係数算出手段145に送られ、当該量子化係数算
出手段145からの情報が逆量子化器144₁〜144_Nに伝送さ
れ、ここで上述の量子化器134₁〜134_Nとは逆の処理がな
されて信号の復号化が行われる。

このような帯域分割符号化においては、人間の聴覚特
性に対応してノイズシェイピング等を考慮することがで
き、音声のエネルギが偏って大きい帯域や、明瞭度等の
主観的品質への貢献の大きい帯域により多くの情報を割
り当てることができる。この割り当てられた量子化ビッ
ト数で上記各帯域の信号の量子化及び逆量子化が行わ
れ、これにより、量子化雑音の聴覚的な妨害の程度を小
さくでき、全体としてビット数が低減できる。また、該
帯域分割符号化を行うことで量子化雑音が分割された帯
域にのみ発生し、他の帯域に影響を与えない。なお、上
述のようにエネルギ値情報を補助情報として送る方法で
は、各帯域の信号のエネルギ値が同時に各帯域の信号の
量子化ステップ幅（正規化ファクタ）としても用いられ
る等の長所がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ビット割り当てによる符号化において、例
えば、上記帯域分割符号化（SBC）では、入力信号の周
波数帯域で分割された各帯域毎の時間波形を、チャンネ
ル毎独立に適応的な割り当てビット数で量子化してお
り、その時の量子化は、サンプル値の系列（複数ワード
のつながり）を適当な大きさに区切って１つのブロック
にまとめて１つのベクトルとして量子化するベクトル量
子化等により処理が施されている。

また、例えば、上記適応変換符号化（ATC）等の変換
符号化では、時間軸の信号を例えば離散的余弦変換（DC
T）や高速フーリエ変換（FFT）或いは離散的フーリエ変
換（DFT）等の直交変換を施した後に帯域分割し、これ
らの分割された各帯域のDCT係数,FFT係数,DFT係数等を
上述同様に適応的なビット割り当てで量子化していた。
この時の量子化処理としては、信号の個々の独立したサ
ンプル値を量子化するスカラー量子化や上記ベクトル量
子化により各係数の量子化が施されて処理されていた。
ここで、上述のようなスカラー量子化は、各ワード間の
相関を除去できるが、各ワードを例えば２ビット長程度
の低ビットレートで量子化するような場合には量子化歪
みが大きくなる。これに対し、上記ベクトル量子化は、
少ないビット数であっても量子化歪みが少なく、かつ各
ワード間の相関を大幅に除去できるので量子化効率が高
いものとなっている。

しかし、このベクトル量子化においても、未だ量子化
効率が充分高いとは言えず、更に高効率の量子化が望ま
れている。

そこで、本発明は、このような課題を解決すべくなさ
れたものであり、より高効率の量子化を行うことができ
る量子化装置及び量子化方法の提供を目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の量子化装置は、上述の目的を達成するために
提案されたものであり、入力信号についての時間軸及び
時間軸に直交する軸の２次元データ配列より成るマトリ
クスを生成出力するマトリクス出力手段と、複数のコー
ドマトリクス及びこれらのコードマトリクスの識別コー
ドが設けられたコードブックから、上記生成された時間
軸及び時間軸に直交する軸の２次元データ配列より成る
マトリクスに最も類似したコードマトリクスを選択し
て、その識別コードを出力するマトリクス量子化器とを
有して成るものである。

また、本発明の量子化方法は、入力信号についての時
間軸及び時間軸に直交する軸の２次元データ配列よりな
るマトリクスを生成し、複数のコードマトリクス及びこ
れらのコードマトリクスの識別コードが設けられたコー
ドブックから、上記生成された時間軸及び時間軸に直交
する軸の２次元データ配列より成るマトリクスに最も類
似したコードマトリクスを選択するようにしたものであ
る。

なお、上記周波数軸は、より広義の時間軸に対して直
交する軸のことを意味し、例えばアダマール変換による
シーケンシー（sequency）軸等も含むものである。

〔作用〕

本発明によれば、入力信号についての時間軸及び周波
数軸の２次元データ配列より成るマトリクスに最も類似
したコードマトリクスの識別コードを得ている。そのた
め、入力信号の時間軸及び周波数軸での相関を除去する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した実施例について図面を参照し
ながら説明する。

第１図に本発明の一実施例装置の概略構成を示す。な
お、この第１図の量子化装置は、例えば前述した第10図
の帯域分割符号化を行う装置の各量子化器134₁〜134_nに
適用して好ましいものである。

この第１図の装置において、入力端子１からの音声等
の入力信号は、例えばQMF（quadrature mirror filte
r）等で構成された上記入力信号についての時間軸及び
時間軸に対して直交する軸の２次元データ配列より成る
マトリクスを出力するマトリクス出力手段であるフィル
タバンク10に供給される。すなわち、このフィルタバン
ク10は、上記入力信号を複数（ｎチャンネル）の周波数
帯域に分割し、これらの帯域分割された信号の時間波形
と、この時間波形の時間軸と直交する軸の時間波形（隣
接する帯域の同時刻の各チャンネルの時間波形）とを２
次元的なデータ配列のマトリクスとして出力している。
この出力マトリクスは、後述するフローティング処理を
施された後に、マトリクス量子化器13に供給される。こ
のマトリクス量子化器13には、予め複数のコードマトリ
クス及びこれらのコードマトリクスの識別コードが設け
られたコードブックを有し、上記フィルタバンク10から
の出力マトリクスに最も類似したコードマトリクスを選
択してその識別コードを出力するものである。このよう
にして選択された識別コードが出力端子２から出力され
るようになっている。

本実施例装置において、入力信号は、例えばサンプリ
ング周波数fs＝32kHzでサンプリングされ、上記フィル
タバンク10で例えばｎ＝４チャンネルすなわち分割数４
でバンド幅０〜15kHzが帯域分割されるとする。この場
合の各バンドの周波数範囲は０〜4kHz,4〜8kHz,8〜12kH
z,12〜15kHzとなる。

この時の出力マトリクスは、第２図に示すような４チ
ャンネルの各バンドの波形の各チャンネルについての時
間軸方向のｋ個のサンプルのサンプル列をｋ次元の列ベ
クトル（ベクトルの要素がｋ個、例えばｋ＝４個）と
し、これらを４チャンネル分まとめて（ｋ×４）のマト
リクスを作製する。ｋが４の場合には第３図に示すよう
な（４×４）のマトリクスが得られる。これは各バンド
となる各チャンネルの同時刻における上記４次元の行ベ
クトルのデータをｋ行分（例えば４行分）まとめられた
ものと見ることもできる。すなわち、第３図の具体例に
おいては、第２図の各チャンネルの時間波形の４個の各
サンプリングデータＳをチャンネル方向に集めた各サン
プリングデータS₁₁〜S₄₁,S₁₂〜S₄₂,S₁₃〜S₄₃,S₁₄〜S₄₄
の行ベクトルの４行で、あるいは各サンプリングデータ
S₁₁〜S₁₄,S₂₁〜S₂₄,S₃₁〜S₃₄,S₄₁〜S₄₄の列ベクトルの
４列で構成された２次元データ配列（行列、マトリク
ス）となっている。

次に、上述のような出力マトリクスとされる各データ
にフローティング処理が施される。すなわち、上記４チ
ャンネルの各帯域に分割された各データは、実効値算出
回路11₁〜11₄にそれぞれ送られ、これらの実効値算出回
路11₁〜11₄では、実効値計算すなわち一般のRMS計算が
行われる。

このようなRMS計算で求められた実効値がフローティ
ング係数となり、このフローティング係数がフローティ
ング係数量子化器14に送られている。

このフローティング係数量子化器14では、複数のフロ
ーティング係数を１ブロックとし、この１ブロックを１
つのベクトルとして量子化するベクトル量子化が施され
る。ここで、当該フローティング係数量子化器14には、
インデックス（ベクトル量子化の識別コード）に対応付
けられたコードベクトル（代表ベクトル）が記録されて
いるメモリのコードブックがあり、上記フローティング
係数のベクトルとメモリされているコードベクトルとが
例えば距離計算等により比較され、一番距離の近い（一
番類似している）コードベクトルが見出され、そのコー
ドベクトルと対応するインデックスが読み出されてい
る。当該フローティング係数量子化器14からは、上記イ
ンデックスと、該インデックスに対応するコードベクト
ルが出力されており、上記インデックスは前述の第10図
に示したような補助情報として端子３から出力される。
また、上記フローティング係数のベクトルと対応する上
記コードベクトルは、除算器12₁〜12_nに送られている。

この除算器12₁〜12_nには、フィルタバンク10からの分
割された各チャンネルのデータが供給されており、該除
算器12₁〜12_nでこれらの各チャンネルのデータと上記フ
ローティング係数のベクトルと対応するコードベクトル
の各データとの除算演算が行われることで、各チャンネ
ルのデータのフローティング処理が施されることにな
る。このようにしてフローティング処理が施された各チ
ャンネルのデータから成るマトリクスは上記マトリクス
量子化器13に送られる。

上記マトリクス量子化器13は、上述したように、複数
のコードマトリクス及び識別コードが設けられたコード
ブックを有している。このマトリクス量子化器13は、上
記フローティング処理が施されて送られてきた入力マト
リクスと上記コードマトリクスとを比較すること、例え
ば距離計算すること等により、この入力マトリクスに最
も近い（類似した）コードマトリクスを選択して、その
コードマトリクスに対応する識別コードを出力する。こ
のとき、後述するような適応的なビット配分が行われる
ようにマトリクス量子化を施してもよい。

すなわち、第１図の各チャンネルの信号について、上
記ｋサンプル毎に求められたRMS値に応じて、各チャン
ネルに対してビット配分（ビットアロケーション）を変
えること、いわゆる適応的ビット割り当てが行われる。
この場合、第３図のマトリクス内の各列ベクトル毎のビ
ット配分がマトリクス毎に変化することになる。このよ
うなビット配分が変化し得るベクトルから成るマトリク
スの量子化の具体例については、後述の第２実施例の説
明において詳述する。

上述したようなことから、本実施例装置においては、
入力信号についての時間軸及び時間軸に対して直交する
軸の２次元データ配列より成るマトリクスの量子化を行
っているため、入力信号の時間軸上の変化における依存
性が除去でき、かつ各チャンネル間の相関も除去するこ
とができる効率的な量子化が可能となる。また、適応的
なビット割り当てを行うことでさらに量子化効率を上げ
ることができる。

次に本発明の第２の実施例として、本発明にかかる量
子化装置を、変換符号化すなわち、例えば前述した適応
変換符号化のように直交変換を行った結果の係数（FFT
係数,DCT係数等）の量子化の際に適用する場合について
説明する。

すなわち、この第２の実施例においては、時間軸上の
入力信号が例えば高速フーリエ変換（FFT）処理されたF
FT係数を時間軸方向に複数群まとめて、２次元的に配列
してマトリクスとし、このマトリクスに対して前述同様
のマトリクス量子化処理を施すものである。

ここで、第４図〜第６図を用いて、この第２の実施例
における２次元データ配列のマトリクスについて一例を
挙げて説明する。

第４図に示すような時間軸上の音声信号等を、例えば
期間A,B,Cで分割し、その各期間A,B,Cの音声信号を周波
数軸（一般に時間軸に直交する軸）のデータに変換し
て、それぞれの期間A,B,Cの周波数スペクトルデータを
時間軸と共に第５図に示す。本実施例では、例えば第６
図に示すように、第５図の期間A,B,Cの周波数軸上のそ
れぞれ曲線で囲んだ４データのデータ群a₁〜a₄,b₁〜b₄,
c₁〜c₄等をそれぞれ行ベクトルとし、これらの行ベクト
ルを時間軸方向に例えば３個（３行）まとめて、（４×
３）の２次元データ配列のマトリクス（行列）を構成し
ている。これは、見方を変えれば、時間軸方向のデータ
群a₁〜c₁,a₂〜c₂,a₃〜c₃,a₄〜c₄をそれぞれ列ベクトル
として、この列ベクトルを周波数軸方向に４個（４列）
まとめて、２次元データ配列のマトリクス（４×３のデ
ータ）とすることにもなる。

以下、２次元データ配列のマトリクスの周波数軸、す
なわち一般的には時間軸に直交する軸を、例えば上述の
ようにFFT係数とした場合のマトリクス量子化処理の動
作を、具体的な例を交えて説明する。

音声信号等の入力信号を例えばサンプリング周波数fs
＝32kHzでサンプリングして得られるサンプルデータの
所定数毎に、例えば1024点毎に区分して、高速フーリエ
変換（FFT）処理を施すことで、０〜16kHzの間に512点
のFFT係数が求められる。ここで、該FFT係数（複素数）
を次の（２）式及び（３）式を用いて振幅及び位相デー
タに直す。すなわち、 Amp＝（Re²＋Im²）^1/2 ‥‥‥‥‥（２） θ＝tan^-1（Im/Re） ‥‥‥‥‥（３）ただし、上記Ampは振幅、Reは実数、Imは虚数、θは位
相を示す。このように、上記FFT係数が第２式及び第３
式で振幅及び位相データに直されることで、０〜16kHz
までに31.25Hz間隔のスペクトルが求められる。このよ
うにして求められたスペクトルを複数の帯域に分割す
る。例えば、第７図に示すように人間の聴覚特性を考慮
して０〜16kHzを24バンドに分けるいわゆる臨界帯域幅
（クリティカルバンド）に近い各バンド毎のグループに
分ける。このようにしてクリティカルバンドで分割され
た各データを２次元データ配列のマトリクスと成して量
子化を行う。

このとき、上記分割された各バンドのデータについ
て、例えば、前述の第１図のようにフローティング処理
を行う。このフローティング処理のフローティング係数
は、入力信号の例えばパワー等を考慮して求められるも
のであり、或いは、人間の聴覚特性の１つである強い信
号の存在によって周波数的にその近傍にある弱い雑音は
マスクされ妨害効果が減少するいわゆるマスキング等を
考慮して求められるものである。すなわち、例えば、FF
Tスペクトルの包絡或いは各バンドの平均レベルを量子
化したものをフローティング係数として用い、このフロ
ーティング係数で上述の各バンド毎のFFT係数を割り込
むフローティング処理を施す。

次に、マトリクス量子化処理として、上述のようにし
てフローティング処理が施された各帯域のFFT係数を、
時間軸方向に並べて２次元データ配列のマトリクスと
し、このマトリクスを前述の第１図と同様にマトリクス
量子化する。すなわち、例えば第８図に示すように、上
記31.25Hz間隔の各FFT係数、例えばF₁₁,F₂₁,F₃₁,F₄₁か
ら成る行ベクトルが、 1024×（1/32k）＝32〔ms〕の32ms毎に得られ、これらの行ベクトルの３行、例えば
FFT係数F₁₁〜F₄₁より成る行ベクトルL₁、F₁₂〜F₄₂の行
ベクトルL₂、F₁₃〜F₄₃の行ベクトルL₃がまとめられて
（４×３）のマトリクス（行列）とされる。このマトリ
クスがマトリクス量子化器に入力されて、予めコードブ
ックに蓄えられた複数のコードマトリクス（代表マトリ
クス）との類似度、例えば距離が計算され、入力マトリ
クスに最も類似した（近距離の）コードマトリクスに対
応するインデックス（識別コード）が出力されるわけで
ある。なお、上述のクリティカルバンドは、高域でのバ
ンド幅が広いため、この高域では複数マトリクスとする
必要がある。

ここで、上述のような時間軸と周波数軸でのマトリク
スに前述の適応的なビット割り当てを適用する場合の例
について説明する。

この適応的なビット割り当てを行う場合には、第７図
のような周波数軸方向に複数分割されて得られる各バン
ド毎の割り当てビット数を、入力信号に応じて例えば前
述した各バンド毎のパワー平均をとることで決めてい
る。このとき、各行ベクトルの間隔は、上述したように
32msと広いため、入力信号の変化が大きい場合には、各
バンド毎の割り当てビット数が変化していることがあ
り、同じマトリクス内でも各行ベクトルの割り当てビッ
ト数が異なることがあり得る。

例えば、第８図に示す各FFT係数F₁₁〜F₄₃から成るマ
トリクス、すなわち４ワードの係数から成る行ベクトル
を３行まとめたマトリクスにおいて、各係数を例えば１
ワード16ビットとし、上記マトリクス量子化を行う際
に、各行ベクトルに適応的に割り当てられるビット数の
具体例として、上記行ベクトルL₁の各ワードに例えば１
ビットが、行ベクトルL₂の各ワードに２ビットが、行ベ
クトルL₃の各ワードに３ビットが割り当てられるとす
る。

このようなビット割り当てに応じたマトリクス量子化
は、第９図に示すような回路構成で実現することができ
る。この第９図において、入力端子41には、上記各16ビ
ットのFFT係数の12ワード（４×３ワード）より成る入
力マトリクスが入力され、第１のマトリクス量子化（M
Q）回路42に供給される。このマトリクス量子化器42で
は、上記入力マトリクス（12ワード）を１ワード当たり
１ビットで表現するような、すなわち12ビットのインデ
ックスを出力するようなマトリクス量子化が行われる。
これにより、当該マトリクス量子化器42からは、上記入
力マトリクスと最も類似したコードマトリクスに対応し
た12ビットの識別コードが得られ、出力コードC_Aとして
出力端子47から出力される。また、上記マトリクス量子
化器42からのコードマトリクスと上記入力マトリクス
は、減算器43で減算処理されることで、12（＝４×３）
ワードの量子化誤差が得られる。この量子化誤差のう
ち、上記行ベクトルL₁に対応する量子化誤差ベクトルが
除かれ、上記中段及び下段の行ベクトルL₂及びL₃にそれ
ぞれ対応する８（＝４×２）ワードの量子化誤差マトリ
クスemが、マトリクス量子化器44と減算器45とにそれぞ
れ送られる。該マトリクス量子化器44では、上記入力マ
トリクス（４×２＝８ワード）を１ワード当たり１ビッ
トで、すなわち８ビットで表現するようなマトリクス量
子化が行われことで、当該マトリクス量子化器44からは
８ビットの識別コードが得られ、この識別コードが出力
コードC_Bとして端子48から出力される。また、このマト
リクス量子化器44からのコードマトリクスは減算器45に
送られ、当該減算器45では上記量子化誤差マトリクスem
とコードマトリクスとの減算を行い、量子化誤差が得ら
れる。該量子化誤差がベクトル量子化（VQ）器46に送ら
れる。ただし、この時、当該量子化誤差からは上記中段
行ベクトルL₂に対応する量子化誤差ベクトルが取り除か
れ、上記ベクトル量子化器46には行ベクトルL₃に対応す
る量子化誤差ベクトルデータevが送られる。したがっ
て、当該ベクトル量子化器46ではこのベクトルデータev
のベクトル量子化が施されてベクトルデータevに対応す
るコードベクトルのインデックスが得られ、このインデ
ックスが出力コードC_Cとして出力端子49から出力され
る。

上述のようなマトリクス量子化処理を行うことで、各
行ベクトルに適応的なビット割り当てを行うことが可能
となる。すなわち、上記各出力コードC_A〜C_Cを上述のマ
トリクス量子化処理とは逆の処理を施すことで、入力マ
トリクスの行ベクトルL₁の各ワードには１ビットが割り
当てられ、行ベクトルL₂の各ワードには２ビットが、行
ベクトルL₃の各ワードには３ビットが、それぞれ割り当
てられることになる。

これは、上記第１の実施例のように、列ベクトルの複
数列で構成されるマトリクスを列毎のビット配分を変え
てベクトル量子化する場合も、同様に行える。

上述のように、例えば直交変換を行う適応変換符号化
等に本実施例の量子化装置を用いれば、周波数軸上に於
ける隣接スペクトル間の相関を除去するのみでなく、時
間軸上の変化における（ノンリニアな）依存性も除去で
きるため、データの効率的な量子化を行うことができ
る。また、適応的なビット割り当てを行うこともできる
ため、更に効率を高めることも可能となる。

また、上述の帯域分割符号化及び適応変換符号化に本
実施例装置を適用する場合に、効率良く適応的なビット
割り当てを行うために次のような分析窓可変長処理を行
うことが好ましい。すなわち、マトリクス量子化処理の
際に、上述したようなマトリクス内の各ワード毎の適応
的なビット割り当ての他に、マトリクスのデータを取り
出すウインドウ（分析窓）を可変長とする処理を行うこ
とで、より効率的な量子化を行うことができる。

例えば、入力信号のブロック（分析窓で取り出される
信号ブロック）毎のエネルギを計算し、隣接するブロッ
ク間でのエネルギ差が大の時は過渡部として別々の分析
ブロックとし、エネルギ差が小の時は定常部として例え
ば２つのブロックをまとめて１つの分析ブロックとして
処理する。ここで、可変長とされる分析窓長としては、
２種類かそれ以上の分析窓（時間窓）を用い、この分析
窓を分離／結合することで分析窓長（時間窓長）を可変
とすることができる。例えば、定常部では時間分解能を
下げ、或いは周波数分解能を上げる。また、過渡部では
逆に時間分解能を上げ、或いは周波数分解能を下げる。
その結果、信号の特性にダイナミックに適応した分析す
なわちビット割り当てが行える。

例えば、帯域分割符号化においては、信号の過渡部で
は多チャンネルの各分割帯域（サブバンド）出力を合成
すなわちバンド幅を広げ、時間応答を短く（素早く）す
ることで、効率の良いビット割り当てが可能となる。ま
た、適応変換符号化においては、信号の過渡部では時間
窓を短くし、定常部では該時間窓を長くすることで信号
の性質に合ったビット割り当てが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明の量子化装置及び量子化方法においては、入力
データについての時間軸及び時間軸に直交する軸の２次
元データ配列よりなるマトリクスを量子化しているた
め、時間軸上の信号の時間変化における依存性を除去で
きるのみでなく、周波数軸等の時間軸に対して直交する
軸の相関も除去でき、効率の高い量子化を行うことがで
きる。

したがって、この量子化装置及び量子化方法を各種高
能率符号化技術に適用することで、より高能率の符号化
を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の量子化装置の概略構成を示
すブロック回路図、第２図はチャンネル毎の入力信号波
形を示す波形図、第３図は一実施例の２次元データ配列
のマトリクスを示す図、第４図は音声信号波形を示す波
形図、第５図は周波数スペクトルを示す図、第６図は第
５図の例の２次元データ配列のマトリクスを示す図、第
７図はクリティカルバンドを示す図、第８図は他の実施
例の２次元データ配列のマトリクスを示す図、第９図は
他の実施例の適応的ビット割り当てのための構成を示す
ブロック回路図、第10図は帯域分割符号化を行う装置の
概略構成を示すブロック回路図である。 10……フィルタバンク 11₁〜11₄……実効値算出回路 12₁〜12₄……除算器 13,42,44……マトリクス量子化器 14……フローティング係数量子化器 46……ベクトル量子化器 43,45……減算器

フロントページの続き (72)発明者赤桐健三東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者藤原義仁東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (56)参考文献特開昭62−139089（ＪＰ，Ａ) 特開平１−158496（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 7/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号についての時間軸及び時間軸に直
交する軸の２次元データ配列より成るマトリクスを生成
出力するマトリクス出力手段と、複数のコードマトリクス及びこれらのコードマトリクス
の識別コードが設けられたコードブックから、上記生成
された時間軸及び時間軸に直交する軸の２次元データ配
列より成るマトリクスに最も類似したコードマトリクス
を選択して、その識別コードを出力するマトリクス量子
化器とを有して成ることを特徴とする量子化装置。
【請求項２】入力信号についての時間軸及び時間軸に直
交する軸の２次元データ配列より成るマトリクスを生成
し、複数のコードマトリクス及びこれらのコードマトリクス
の識別コードが設けられたコードブックから、上記生成
された時間軸及び時間軸に直交する軸の２次元データ配
列より成るマトリクスに最も類似したコードマトリクス
を選択することを特徴とする量子化方法。