JP3154293B2 - 音声信号帯域合成復号化装置 - Google Patents
音声信号帯域合成復号化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＭＰＥＧ規格の高能率符
号化方式を用いた圧縮音声／オーディオの伸張装置に関
し、更に詳しくは、比較的小規模なハードウエアで高速
に伸張処理できる装置に関する。
号化方式を用いた圧縮音声／オーディオの伸張装置に関
し、更に詳しくは、比較的小規模なハードウエアで高速
に伸張処理できる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近では、マルチメディアへの使用を目
的とした動画像／音声の高能率符号化が必要不可欠とな
っている。この高能率符号化の国際標準規格としてＭＰ
ＥＧ (Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ
Ｇｒｏｕｐ）方式があり、既にＩＳＯ／ＩＥＣ １１
１７２として勧告され、ＭＰＥＧ規格を用いた圧縮音声
／オーディオ信号の伸張方法に関しては、「ＦＡＳＴ
Ｓｕｂｂａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｉｎ ＭＰＥＧ
Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ（ＩＥＥＥ ＳＩＧＮＡＬ
ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＬＥＴＴＥＲ，Ｖｏｌ １，
ＮＯ ２，ＦＥＢＲＵＡＲＹ １９９４）」等にも記載
されている。
的とした動画像／音声の高能率符号化が必要不可欠とな
っている。この高能率符号化の国際標準規格としてＭＰ
ＥＧ (Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ
Ｇｒｏｕｐ）方式があり、既にＩＳＯ／ＩＥＣ １１
１７２として勧告され、ＭＰＥＧ規格を用いた圧縮音声
／オーディオ信号の伸張方法に関しては、「ＦＡＳＴ
Ｓｕｂｂａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｉｎ ＭＰＥＧ
Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ（ＩＥＥＥ ＳＩＧＮＡＬ
ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＬＥＴＴＥＲ，Ｖｏｌ １，
ＮＯ ２，ＦＥＢＲＵＡＲＹ １９９４）」等にも記載
されている。
【０００３】かかるＭＰＥＧ方式による圧縮音声／オー
ディオ伸張に際しての帯域合成処理の原理手順を説明す
る。図１０はＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２の勧告に示さ
れているＭＰＥＧ方式のオーディオレイヤー２の規格に
したがった帯域合成のフローチャートである。ＭＰＥＧ
方式では３２のサンプルデータごとに逆量子化が行わ
れ、帯域合成処理が開始される（ステップ１０１）。次
のステップ１０３では生成される６４個の新たなＶベク
タに備えて、１０２４個からなるＶベクタ群中、古い６
４個がシフト処理され（ステップ１０２）、入力された
３２の逆量子化サンプルデータから新たなＶベクタが６
４個算出される（ステップ１０３）。次に１０２４個の
Ｖベクトル群から５１２個のＵベクタ群が生成され（ス
テップ１０４）、Ｕベクタ群にウインドウ処理に用いら
れる係数である係数Ｄｉが乗じられて、ウインド処理さ
れてＷベクタ群が生成される（ステップ１０５）。Ｗベ
クタ群は、所定方向に１６個加算されて１サンプル分の
音声／オーディオデータ（３２ワード）が伸張され（ス
テップ１０６）、これが３６回繰り返して実行されて３
６グループからなる１フレームが伸張される。
ディオ伸張に際しての帯域合成処理の原理手順を説明す
る。図１０はＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２の勧告に示さ
れているＭＰＥＧ方式のオーディオレイヤー２の規格に
したがった帯域合成のフローチャートである。ＭＰＥＧ
方式では３２のサンプルデータごとに逆量子化が行わ
れ、帯域合成処理が開始される（ステップ１０１）。次
のステップ１０３では生成される６４個の新たなＶベク
タに備えて、１０２４個からなるＶベクタ群中、古い６
４個がシフト処理され（ステップ１０２）、入力された
３２の逆量子化サンプルデータから新たなＶベクタが６
４個算出される（ステップ１０３）。次に１０２４個の
Ｖベクトル群から５１２個のＵベクタ群が生成され（ス
テップ１０４）、Ｕベクタ群にウインドウ処理に用いら
れる係数である係数Ｄｉが乗じられて、ウインド処理さ
れてＷベクタ群が生成される（ステップ１０５）。Ｗベ
クタ群は、所定方向に１６個加算されて１サンプル分の
音声／オーディオデータ（３２ワード）が伸張され（ス
テップ１０６）、これが３６回繰り返して実行されて３
６グループからなる１フレームが伸張される。
【０００４】また、特開平６−７７８３９号公報等に
は、かかる演算やハードウェア規模を縮小するために、
逆量子化ステップを量子化情報が共通な１２グループ単
位で演算を行い、１フレーム単位で一括して帯域合成処
理を行う方法が提案されている。
は、かかる演算やハードウェア規模を縮小するために、
逆量子化ステップを量子化情報が共通な１２グループ単
位で演算を行い、１フレーム単位で一括して帯域合成処
理を行う方法が提案されている。
【０００５】かかる圧縮伸長を、前記した勧告の規格通
りにハードウエアに適用した場合以下のような問題点が
生ずる。音声データＰＣＭサンプルの合成に際して、Ｖ
ベクタ群、Ｕベクタ群、Ｗベクタ群を生成する必要があ
るため、処理手順が多く、使用するメモリも多くなる。
各演算過程に共通性がないので回路の共有ができず、各
演算に応じたハードウエアが必要となり、装置全体とし
てみればハードウエア規模が大きく、高価なものとなり
民製品への利用の障害となる。
りにハードウエアに適用した場合以下のような問題点が
生ずる。音声データＰＣＭサンプルの合成に際して、Ｖ
ベクタ群、Ｕベクタ群、Ｗベクタ群を生成する必要があ
るため、処理手順が多く、使用するメモリも多くなる。
各演算過程に共通性がないので回路の共有ができず、各
演算に応じたハードウエアが必要となり、装置全体とし
てみればハードウエア規模が大きく、高価なものとなり
民製品への利用の障害となる。
【０００６】また、特開平６−７７８３９号公報では、
１フレーム単位で一括処理を行うことによってハードウ
ェアの縮小を図っているが、逆量子化データ、Ｖベクタ
として３２６４ワード分を必要とし、さらに１フレーム
ごとの処理のため処理遅延が大きいという欠点が存在す
る。
１フレーム単位で一括処理を行うことによってハードウ
ェアの縮小を図っているが、逆量子化データ、Ｖベクタ
として３２６４ワード分を必要とし、さらに１フレーム
ごとの処理のため処理遅延が大きいという欠点が存在す
る。
【０００７】本発明は前記課題を解決するため、サブバ
ンド生成用のＶベクタを算出する演算の冗長的な部分を
削除して保持に必要な領域を縮小し、かつ係数（Ｄベク
タ群）の変換を行って、各演算手順に共通性を持たせる
ことによって、ハードウェア規模の縮小を図ることを目
的とする。
ンド生成用のＶベクタを算出する演算の冗長的な部分を
削除して保持に必要な領域を縮小し、かつ係数（Ｄベク
タ群）の変換を行って、各演算手順に共通性を持たせる
ことによって、ハードウェア規模の縮小を図ることを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＭＰＥＧ規格
を用いた圧縮音声信号の伸長装置であって、音声データ
ＰＣＭを算出する際に必要となる係数であるＮベクタ及
びＤベクタに符号変換を行ったＭＤベクタを予め格納し
たＮ／ＭＤベクタ記憶手段、逆量子化データを加算もし
くは減算して修正逆量子化データを算出する加減算手
段、修正逆量子化データ及びＮベクタを用いたサブバン
ド合成用のＶベクタの算出と、ＭＤベクタ及びＶベクタ
を用いた音声データＰＣＭの算出とを同一演算手法を用
いて時分割処理により行う演算手段、Ｖベクタを記憶す
るＶベクタ記憶手段と、これら各手段を制御する制御手
段とからなることを特徴とする音声信号帯域合成複号化
装置である。
を用いた圧縮音声信号の伸長装置であって、音声データ
ＰＣＭを算出する際に必要となる係数であるＮベクタ及
びＤベクタに符号変換を行ったＭＤベクタを予め格納し
たＮ／ＭＤベクタ記憶手段、逆量子化データを加算もし
くは減算して修正逆量子化データを算出する加減算手
段、修正逆量子化データ及びＮベクタを用いたサブバン
ド合成用のＶベクタの算出と、ＭＤベクタ及びＶベクタ
を用いた音声データＰＣＭの算出とを同一演算手法を用
いて時分割処理により行う演算手段、Ｖベクタを記憶す
るＶベクタ記憶手段と、これら各手段を制御する制御手
段とからなることを特徴とする音声信号帯域合成複号化
装置である。
【０００９】
【作用】本装置では、逆量子化データを修正して用いる
と共に音声データＰＣＭを算出する際に必要とされるＤ
ベクタを変換して用いることにより、サブバンド合成用
のＶベクタの算出手法と音声データＰＣＭの演算手法を
同一のものとし、両手段を共用する。
と共に音声データＰＣＭを算出する際に必要とされるＤ
ベクタを変換して用いることにより、サブバンド合成用
のＶベクタの算出手法と音声データＰＣＭの演算手法を
同一のものとし、両手段を共用する。
【００１０】即ち、Ｖベクタの算出は後述するＮベクタ
の変換と逆量子化データＳの修正を行うことにより次式
で求められる。
の変換と逆量子化データＳの修正を行うことにより次式
で求められる。
【００１１】
【数１】
【００１２】一方、Ｄベクタを変換したＭＤベクタを用
いると、音声データＰＣＭ（Ｓｊ）の算出は次式により
求めることができる。
いると、音声データＰＣＭ（Ｓｊ）の算出は次式により
求めることができる。
【００１３】
【数２】
【００１４】両式は、乗算とシグマ加算とからなるもの
であるため、同じ演算手法（演算回路）を共用すること
ができる。
であるため、同じ演算手法（演算回路）を共用すること
ができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の帯域合成複合化装置について
詳述する。図１は本装置の基本的な装置構成を示すブロ
ック図である。同図に示す如く、本装置は、サブバンド
合成用のＶベクタの算出手段と音声データＰＣＭの演算
手段を共用する演算手段１を中心として、該演算手段に
データを入力する手段として、ＭＮ／ＭＤベクタ記憶手
段２、演算手段から出力されるＶベクタを格納するＶベ
クタ記憶手段３、逆量子化サンプルデータを格納した逆
量子化サンプルデータメモリ４からの出力を加減算して
修正逆量子化サンプルデータを出力する加減算手段５を
有し、これら各手段のコントロールを行う制御手段６と
からなる。
詳述する。図１は本装置の基本的な装置構成を示すブロ
ック図である。同図に示す如く、本装置は、サブバンド
合成用のＶベクタの算出手段と音声データＰＣＭの演算
手段を共用する演算手段１を中心として、該演算手段に
データを入力する手段として、ＭＮ／ＭＤベクタ記憶手
段２、演算手段から出力されるＶベクタを格納するＶベ
クタ記憶手段３、逆量子化サンプルデータを格納した逆
量子化サンプルデータメモリ４からの出力を加減算して
修正逆量子化サンプルデータを出力する加減算手段５を
有し、これら各手段のコントロールを行う制御手段６と
からなる。
【００１６】以下、各手段について、順次詳述する。図
２は、逆量子化サンプルデータメモリ４の内部構成を示
すブロック図である。このブロックは逆量子化されたサ
ンプルデータを保持するブロックで、１グループ分（３
６グループで１フレームを構成）を保持する３２ワード
のメモリ４１（ＲＡＭ）と、メモリのリード／ライトを
制御するコントローラー４２が存在し、出力するデータ
のアドレスは制御手段により制御される。
２は、逆量子化サンプルデータメモリ４の内部構成を示
すブロック図である。このブロックは逆量子化されたサ
ンプルデータを保持するブロックで、１グループ分（３
６グループで１フレームを構成）を保持する３２ワード
のメモリ４１（ＲＡＭ）と、メモリのリード／ライトを
制御するコントローラー４２が存在し、出力するデータ
のアドレスは制御手段により制御される。
【００１７】加減算手段５は、Ｖベクタを算出する前処
理として、逆量子化されたデータを加算／減算するもの
であり、図３は、同手段の内部構成を示すブロック図で
ある。逆量子化サンプルデータは、後述する式に基づい
て特定アドレスの逆量子化サンプルデータと加算又は減
算が施されるが、加減算手段には、１ワードづつ入力を
行うのが装置規模を縮小するためには好ましく、このた
め加算／減算器５１の一方にはレジスタ５２が設けら
れ、制御装置からの指示によって、連続して入力された
２つの逆量子化サンプルデータが加算／減算処理され
る。
理として、逆量子化されたデータを加算／減算するもの
であり、図３は、同手段の内部構成を示すブロック図で
ある。逆量子化サンプルデータは、後述する式に基づい
て特定アドレスの逆量子化サンプルデータと加算又は減
算が施されるが、加減算手段には、１ワードづつ入力を
行うのが装置規模を縮小するためには好ましく、このた
め加算／減算器５１の一方にはレジスタ５２が設けら
れ、制御装置からの指示によって、連続して入力された
２つの逆量子化サンプルデータが加算／減算処理され
る。
【００１８】Ｖベクタ記憶手段３は、後述する演算装置
によって算出されたＶベクタを保持するメモリ３１で、
５１２ワードのメモリに、新規作成される３２個のＶベ
クタを含む５１２個のＶベクタを保持する。Ｖベクタ記
憶手段の内部構成を図４に示す。同手段は、メモリを初
期設定（０番地から４８０番地までデータ値をゼロに設
定）するブロック３２と、Ｖベクタのアドレス番地を書
き換える（シフティング）ブロック３３、メモリのライ
ト／リード動作を制御するメモリコントロールブロック
３４で構成されており、メモリに使用するアドレス値や
初期設定命令、シフティング命令は制御手段から制御さ
れる。
によって算出されたＶベクタを保持するメモリ３１で、
５１２ワードのメモリに、新規作成される３２個のＶベ
クタを含む５１２個のＶベクタを保持する。Ｖベクタ記
憶手段の内部構成を図４に示す。同手段は、メモリを初
期設定（０番地から４８０番地までデータ値をゼロに設
定）するブロック３２と、Ｖベクタのアドレス番地を書
き換える（シフティング）ブロック３３、メモリのライ
ト／リード動作を制御するメモリコントロールブロック
３４で構成されており、メモリに使用するアドレス値や
初期設定命令、シフティング命令は制御手段から制御さ
れる。
【００１９】ＭＮ／ＭＤベクタ記憶手段２は、乗算に使
用する係数であり勧告で定められたＮベクタ及びＤベク
タについて、これを変換したＭＮベクタ及びＭＤベクタ
を予め格納するもので、本実施例では、ＲＯＭを用いて
いる。ＭＮ／ＭＤベクタ記憶手段の内部構成を図５に示
す。
用する係数であり勧告で定められたＮベクタ及びＤベク
タについて、これを変換したＭＮベクタ及びＭＤベクタ
を予め格納するもので、本実施例では、ＲＯＭを用いて
いる。ＭＮ／ＭＤベクタ記憶手段の内部構成を図５に示
す。
【００２０】ＭＮベクタは後述するＮベクタの冗長的な
係数部分を削除したものであり、ＭＤベクタはＤベクタ
に、後述する符号変換関数を用いて符号変換を行ったも
のであり、さらに、Ｖベクタと同様のアドレス関数を使
用することができるようにアドレスの番地の変換も施し
たものであり、該アドレスは制御装置により制御され
る。
係数部分を削除したものであり、ＭＤベクタはＤベクタ
に、後述する符号変換関数を用いて符号変換を行ったも
のであり、さらに、Ｖベクタと同様のアドレス関数を使
用することができるようにアドレスの番地の変換も施し
たものであり、該アドレスは制御装置により制御され
る。
【００２１】制御手段６は、本装置の各種制御である初
期設定やシフティング、積和演算、メモリのアドレスや
動作制御等を統括する手段であり、その内部構成を図６
に示す。同図に示す如く、本実施例では、外部から帯域
合成スタート命令を受けて、マスタカウンタ６１を稼働
させ、カウンター値をデコードして、逆量子化サンプル
データメモリ制御デコーダ６２、加減算手段制御デコー
ダ６３、Ｖベクタ記憶手段制御デコーダ６４、Ｎ／ＭＤ
ベクタ記憶手段制御デコーダ６５、演算手段制御デコー
ダ６６の夫々を起動する信号を発生する。
期設定やシフティング、積和演算、メモリのアドレスや
動作制御等を統括する手段であり、その内部構成を図６
に示す。同図に示す如く、本実施例では、外部から帯域
合成スタート命令を受けて、マスタカウンタ６１を稼働
させ、カウンター値をデコードして、逆量子化サンプル
データメモリ制御デコーダ６２、加減算手段制御デコー
ダ６３、Ｖベクタ記憶手段制御デコーダ６４、Ｎ／ＭＤ
ベクタ記憶手段制御デコーダ６５、演算手段制御デコー
ダ６６の夫々を起動する信号を発生する。
【００２２】各デコーダはまずＶベクタ記憶手段デコー
ダを起動し、後述する図１１ステップ２０１のシフティ
ング動作を行う。次に、逆量子化サンプルメモリ制御デ
コーダ６２、加減算手段制御デコーダ６３、Ｖベクタ記
憶手段デコーダ６４、ＭＮ／ＭＤベクタ６５の記憶手段
デコーダ及び演算手段制御デコーダ６６を起動し、図１
１ステップ２０２のＶベクタ算出／記憶を行う。次にＶ
ベクタ記憶手段デコーダ６４、ＭＮ／ＭＤベクタの記憶
手段デコーダ６５及び演算手段制御デコーダ６６を起動
し、図１１ステップ２０３の出力ＰＣＭ信号を算出す
る。
ダを起動し、後述する図１１ステップ２０１のシフティ
ング動作を行う。次に、逆量子化サンプルメモリ制御デ
コーダ６２、加減算手段制御デコーダ６３、Ｖベクタ記
憶手段デコーダ６４、ＭＮ／ＭＤベクタ６５の記憶手段
デコーダ及び演算手段制御デコーダ６６を起動し、図１
１ステップ２０２のＶベクタ算出／記憶を行う。次にＶ
ベクタ記憶手段デコーダ６４、ＭＮ／ＭＤベクタの記憶
手段デコーダ６５及び演算手段制御デコーダ６６を起動
し、図１１ステップ２０３の出力ＰＣＭ信号を算出す
る。
【００２３】演算手段１は、Ｖベクタの算出及びＰＣＭ
データの算出に使用する積和演算器であり、その内部構
成を図７に示す。本発明では、後述する係数等を採用す
ることにより２つの積和演算は同一の演算手法、演算量
となるため、演算手段では、時分割処理を行い同一回路
を用いて演算を行う。よって入力値を選択するセレクタ
１２ａ，１２ｂを設けて修正逆量子化サンプルデータと
ＭＮベクタの組み合わせと、ＶベクタとＭＤベクタの組
み合わせを選択する。また、積和演算器１１の制御やセ
レクトライン等は制御手段により制御されている。
データの算出に使用する積和演算器であり、その内部構
成を図７に示す。本発明では、後述する係数等を採用す
ることにより２つの積和演算は同一の演算手法、演算量
となるため、演算手段では、時分割処理を行い同一回路
を用いて演算を行う。よって入力値を選択するセレクタ
１２ａ，１２ｂを設けて修正逆量子化サンプルデータと
ＭＮベクタの組み合わせと、ＶベクタとＭＤベクタの組
み合わせを選択する。また、積和演算器１１の制御やセ
レクトライン等は制御手段により制御されている。
【００２４】次に、本装置で用いる帯域合成のアルゴリ
ズムについて説明する。かかるアルゴリズムは、ＩＳＯ
／ＩＥＣ １１１７２の勧告に示されているＭＰＥＧ方
式のオーディオレイヤー２の規格にしたがった帯域合成
の演算手法を基本として、次の４項目について改良を加
えることを特徴としている。以下、各改良項目について
詳述する。
ズムについて説明する。かかるアルゴリズムは、ＩＳＯ
／ＩＥＣ １１１７２の勧告に示されているＭＰＥＧ方
式のオーディオレイヤー２の規格にしたがった帯域合成
の演算手法を基本として、次の４項目について改良を加
えることを特徴としている。以下、各改良項目について
詳述する。
【００２５】（１）Ｖベクタの算出 図１０の勧告に示される処理フローでは、まず前回まで
のＶベクタ群のアドレス位置を変更する処理（ｓｈｉｆ
ｔｉｎｇ）が行われた後、新規のＶベクタ（６４個）が
算出される。勧告に示されるＶベクタの算出は以下の式
の如くである。
のＶベクタ群のアドレス位置を変更する処理（ｓｈｉｆ
ｔｉｎｇ）が行われた後、新規のＶベクタ（６４個）が
算出される。勧告に示されるＶベクタの算出は以下の式
の如くである。
【００２６】
【数３】
【００２７】また、この式に用いられる係数Ｎ［ｉ］
［ｋ］は以下の式によって定義されている。
［ｋ］は以下の式によって定義されている。
【００２８】
【数４】
【００２９】かかる式から分かるように新規のＶベクタ
を算出するには、２０４８回（３２×６４）の乗算と１
９８４回（３１×６４）の和が必要となってくる。とこ
ろが、この係数Ｎ［ｉ］［ｋ］を［ｉ＝行］［ｋ＝列］
としたマトリクス形式で表現すると以下の様な性質があ
ることが解る。
を算出するには、２０４８回（３２×６４）の乗算と１
９８４回（３１×６４）の和が必要となってくる。とこ
ろが、この係数Ｎ［ｉ］［ｋ］を［ｉ＝行］［ｋ＝列］
としたマトリクス形式で表現すると以下の様な性質があ
ることが解る。
【００３０】１７行から３２行までの係数は、０行から
１５行までの係数と対象であり、逆符号の関係である。
４９行から６３行までの係数は、３３行から４７行まで
の係数と対象の関係でる。１６行目の係数はは常に「零
（０）」であり、４８行目の係数は「−１」である。１
６列から３１列までの係数は、０列から１５列までの係
数と奇数行が対象、偶数行が逆符号対象の関係である。
以上の性質を利用し、Ｖベクタの算出は図８に示すよう
に変形され、次式の様に変形される。
１５行までの係数と対象であり、逆符号の関係である。
４９行から６３行までの係数は、３３行から４７行まで
の係数と対象の関係でる。１６行目の係数はは常に「零
（０）」であり、４８行目の係数は「−１」である。１
６列から３１列までの係数は、０列から１５列までの係
数と奇数行が対象、偶数行が逆符号対象の関係である。
以上の性質を利用し、Ｖベクタの算出は図８に示すよう
に変形され、次式の様に変形される。
【００３１】
【数５】
【００３２】結果、必要とする演算量は、４９６回（１
６×３１）の乗算と４８０回（１５×３２）の和、及び
前処理としてそれぞれ１６回の和・差、及び後処理とし
ての符号変換が１６回となり、演算に必要なＮベクタは
図８に示された３２行×１６列のマトリクスとなり、こ
れをＭＮベクタと定義する。
６×３１）の乗算と４８０回（１５×３２）の和、及び
前処理としてそれぞれ１６回の和・差、及び後処理とし
ての符号変換が１６回となり、演算に必要なＮベクタは
図８に示された３２行×１６列のマトリクスとなり、こ
れをＭＮベクタと定義する。
【００３３】（２）Ｖベクタ群の履歴の保持 Ｖベクタは、勧告では新規に作成された６４個のＶベク
タと過去１５回分のＶベクタ（６４×１５＝９８０）の
合わせて１０２４個のＶベクタを保持する必要がある。
しかし、前述の如くＶベクタは、符号だけが違い、絶対
値は同じであるデータが約半数を占めているため、新規
に作成されたＶベクタを例に取ると、図８に示されるよ
うにデータ内容の重複あるいは符号が反転しているもの
が存在することが確認でき、保持すべきＶベクタは６４
個の内、半分の３２個で良いことが解る。よって全体で
は保持すべきＶベクタ群は１０２４個（６４×１６）の
内、５１２個（３２×１６）となり、シフトの回数も９
６０回から４８０回となり、処理時間、保持領域メモリ
を半減せしめることが可能となる。前述の性質より、１
０２４個保持するＶベクタ群をＶ１０２４、５１２個保
持するＶベクタ群をＶ５１２とすると、２つのベクタ群
の関係は次の式の如くとなる。
タと過去１５回分のＶベクタ（６４×１５＝９８０）の
合わせて１０２４個のＶベクタを保持する必要がある。
しかし、前述の如くＶベクタは、符号だけが違い、絶対
値は同じであるデータが約半数を占めているため、新規
に作成されたＶベクタを例に取ると、図８に示されるよ
うにデータ内容の重複あるいは符号が反転しているもの
が存在することが確認でき、保持すべきＶベクタは６４
個の内、半分の３２個で良いことが解る。よって全体で
は保持すべきＶベクタ群は１０２４個（６４×１６）の
内、５１２個（３２×１６）となり、シフトの回数も９
６０回から４８０回となり、処理時間、保持領域メモリ
を半減せしめることが可能となる。前述の性質より、１
０２４個保持するＶベクタ群をＶ１０２４、５１２個保
持するＶベクタ群をＶ５１２とすると、２つのベクタ群
の関係は次の式の如くとなる。
【００３４】
【数６】
【００３５】（３）中間ベクタ（Ｕベクタ・Ｗベクタ）
作成の削除 勧告によるフローでは、作成されたＶベクタから中間的
なベクタ群（Ｕベクタ・Ｗベクタ）を抽出・算出して音
声データＰＣＭを算出する。勧告による音声データＰＣ
Ｍを算出する式を以下に示す。
作成の削除 勧告によるフローでは、作成されたＶベクタから中間的
なベクタ群（Ｕベクタ・Ｗベクタ）を抽出・算出して音
声データＰＣＭを算出する。勧告による音声データＰＣ
Ｍを算出する式を以下に示す。
【００３６】
【数７】
【００３７】この式に対して、以下の式を用いて変形
し、それぞれのベクタのアドレスを示す関数（Ｆ１、Ｆ
２、Ｆ３）を定義する。
し、それぞれのベクタのアドレスを示す関数（Ｆ１、Ｆ
２、Ｆ３）を定義する。
【００３８】
【数８】
【００３９】この結果、前記式は以下の様に変換され
る。
る。
【００４０】
【数９】
【００４１】また、この変形過程を図９に示す。かかる
式に定義したアドレス関数を用いればＶ５１２ベクタ群
からＵ／Ｗベクタに相当するデータを読み出すことがで
きるので、Ｕ／Ｗといった中間ベクタ群を生成する手順
を省略できる。
式に定義したアドレス関数を用いればＶ５１２ベクタ群
からＵ／Ｗベクタに相当するデータを読み出すことがで
きるので、Ｕ／Ｗといった中間ベクタ群を生成する手順
を省略できる。
【００４２】（４）Ｄベクタ郡の改良 前記式を用いて音声データＰＣＭを算出する場合、Ｖ５
１２ベクタから抽出したベクタに符号変換関数（Ｆ３関
数）を用いて符号変換を行った後、Ｄベクタと乗算す
る。符号変換関数およびＤベクタは、Ｖ５１２ベクタと
同一アドレスで一対一に対応する性質を有するので、符
号変換関数とＤベクタを乗算したものを保持するだけ
で、Ｖベクタの符号変換演算を削除できる。よって符号
変換関数とＤベクタを乗算した結果を、新係数ＭＤベク
タ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｄｖｅｃｔｏｒ）と定義する
と、以下の式の様になり、Ｖベクタを算出したときと同
様の積和演算で済むこととなる。
１２ベクタから抽出したベクタに符号変換関数（Ｆ３関
数）を用いて符号変換を行った後、Ｄベクタと乗算す
る。符号変換関数およびＤベクタは、Ｖ５１２ベクタと
同一アドレスで一対一に対応する性質を有するので、符
号変換関数とＤベクタを乗算したものを保持するだけ
で、Ｖベクタの符号変換演算を削除できる。よって符号
変換関数とＤベクタを乗算した結果を、新係数ＭＤベク
タ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｄｖｅｃｔｏｒ）と定義する
と、以下の式の様になり、Ｖベクタを算出したときと同
様の積和演算で済むこととなる。
【００４３】
【数１０】
【００４４】図１１は、以上の改良を採り入れた本装置
で用いる帯域合成のアルゴリズムを示す処理フローチャ
ートである。先ず、逆量子化されたデータが１グループ
（３２ワード）分入力される（ステップ２０１）。而し
て、以下のステップでは、前記（１）、（２）の項で説
明したデータの性質を用いて、特開平６−７７８３９号
公報がフレーム単位で処理を行っていたのに対し、３２
個のデータを単位として処理を行う。即ち、ステップ２
０２では生成される３２個の新たなＶベクタに備えて、
５１２個からなるＶベクタ群中、古い３２個がシフト処
理され、入力された逆量子化サンプルデータから新たな
Ｖベクタが３２個算出される（ステップ２０３）。従っ
て、新たに保持すべきＶベクタは５１２個で良い。
で用いる帯域合成のアルゴリズムを示す処理フローチャ
ートである。先ず、逆量子化されたデータが１グループ
（３２ワード）分入力される（ステップ２０１）。而し
て、以下のステップでは、前記（１）、（２）の項で説
明したデータの性質を用いて、特開平６−７７８３９号
公報がフレーム単位で処理を行っていたのに対し、３２
個のデータを単位として処理を行う。即ち、ステップ２
０２では生成される３２個の新たなＶベクタに備えて、
５１２個からなるＶベクタ群中、古い３２個がシフト処
理され、入力された逆量子化サンプルデータから新たな
Ｖベクタが３２個算出される（ステップ２０３）。従っ
て、新たに保持すべきＶベクタは５１２個で良い。
【００４５】次に前記（３）（４）の項で説明したアル
ゴリズムを用いて、Ｕベクタ群、Ｗベクタ群の生成を省
略して１グループ分の音声／オーディオデータ（３２Ｐ
ＣＭサンプルデータ）が伸張され（ステップ２０３）、
これが３６回繰り返して実行されて１フレームが伸張さ
れる。
ゴリズムを用いて、Ｕベクタ群、Ｗベクタ群の生成を省
略して１グループ分の音声／オーディオデータ（３２Ｐ
ＣＭサンプルデータ）が伸張され（ステップ２０３）、
これが３６回繰り返して実行されて１フレームが伸張さ
れる。
【００４６】以上の如きアルゴリズムでは、ＭＰＥＧ方
式規格を準拠しつつ冗長的な演算を削除したため、ハー
ドウェア化した場合、以下のような特徴を有する。係数
Ｎの冗長性を利用した積和演算を行うために演算量が半
減し高速処理が可能となる。保持するデータ（Ｖベク
タ）の冗長的な部分を保持しておく必要がないため、保
持領域が半減し、メモリアクセス量を減少させることが
できる。音声データを生成する際に必要となる中間ベク
タ（Ｕ／Ｗベクタ）を生成する必要がないため処理フロ
ーを簡素化することできる。Ｖベクタの算出方式におけ
る冗長部分の削除およびＤベクタを符号変換した新係数
の採用により、音声データを作成する演算がＶベクタを
作成する過程と同様の積和演算（乗算とシグマ加算）と
なるため、演算器を共有することが可能になり、ハード
ウエアの構成を簡素化することができる。
式規格を準拠しつつ冗長的な演算を削除したため、ハー
ドウェア化した場合、以下のような特徴を有する。係数
Ｎの冗長性を利用した積和演算を行うために演算量が半
減し高速処理が可能となる。保持するデータ（Ｖベク
タ）の冗長的な部分を保持しておく必要がないため、保
持領域が半減し、メモリアクセス量を減少させることが
できる。音声データを生成する際に必要となる中間ベク
タ（Ｕ／Ｗベクタ）を生成する必要がないため処理フロ
ーを簡素化することできる。Ｖベクタの算出方式におけ
る冗長部分の削除およびＤベクタを符号変換した新係数
の採用により、音声データを作成する演算がＶベクタを
作成する過程と同様の積和演算（乗算とシグマ加算）と
なるため、演算器を共有することが可能になり、ハード
ウエアの構成を簡素化することができる。
【００４７】
【発明の効果】本発明では、帯域合成復号化装置の冗長
的な演算処理を削除したアルゴリズムを採用することに
より、デコード期間の短縮／高速化と、ハードウエア規
模の縮小化が図れ、同等の機能を安価に製造することが
でき、本装置は、ＭＰＥＧ規格による圧縮音声の伸張を
民生用途に利用する際に頗る有用なものである。
的な演算処理を削除したアルゴリズムを採用することに
より、デコード期間の短縮／高速化と、ハードウエア規
模の縮小化が図れ、同等の機能を安価に製造することが
でき、本装置は、ＭＰＥＧ規格による圧縮音声の伸張を
民生用途に利用する際に頗る有用なものである。
【図１】本装置全体の基本的な構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】本装置の逆量子化サンプルデータメモリの内部
構成を示すブロック図である
構成を示すブロック図である
【図３】本装置の加減算手段の内部構成を示すブロック
図である。
図である。
【図４】本装置のＶベクタ記憶手段の内部構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図５】本装置のＮ／ＭＤベクタ記憶手段の内部構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図６】本装置の制御手段の内部構成を示すブロック図
である。
である。
【図７】本装置の演算手段の内部構成を示すブロック図
である。
である。
【図８】Ｖベクタの算出過程を示す説明図である。
【図９】Ｖベクタの算出過程を示す説明図である。
【図１０】ＭＰＥＧ方式の勧告に示されている帯域合成
処理手順を示すフローチャートである。
処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本装置で用いる帯域合成処理手順を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−96041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−285032（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−263925（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−77839（ＪＰ，Ａ) 「ＭＰＥＧ／マルチメディア符号化の 国際標準」、安田浩編著、平成６年９ 月、丸善株式会社発行、ｐｐ114−122 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03M 7/30
Claims (1)
- 【請求項１】 ＭＰＥＧ規格を用いた圧縮音声信号の伸
長装置であって、音声データＰＣＭを算出する際に必要
となる係数であるＮベクタ及びＤベクタに符号変換を行
ったＭＤベクタを予め格納したＮ／ＭＤベクタ記憶手
段、逆量子化データを加算もしくは減算して修正逆量子
化データを算出する加減算手段、修正逆量子化データ及
びＮベクタを用いたサブバンド合成用のＶベクタの算出
と、ＭＤベクタ及びＶベクタを用いた音声データＰＣＭ
の算出とを同一演算手法を用いて時分割処理により行う
演算手段、Ｖベクタを記憶するＶベクタ記憶手段と、こ
れら各手段を制御する制御手段とからなることを特徴と
する音声信号帯域合成複号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10795795A JP3154293B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 音声信号帯域合成復号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10795795A JP3154293B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 音声信号帯域合成復号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08279758A JPH08279758A (ja) | 1996-10-22 |
| JP3154293B2 true JP3154293B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=14472356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10795795A Expired - Fee Related JP3154293B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 音声信号帯域合成復号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154293B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002245027A (ja) | 2001-02-15 | 2002-08-30 | Seiko Epson Corp | フィルタリング処理方法およびフィルタリング処理装置 |
-
1995
- 1995-04-07 JP JP10795795A patent/JP3154293B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「ＭＰＥＧ／マルチメディア符号化の国際標準」、安田浩編著、平成６年９月、丸善株式会社発行、ｐｐ１１４−１２２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08279758A (ja) | 1996-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |