JP3203657B2 - 情報符号化方法及び装置，情報復化方法及び装置，情報伝送方法，並びに情報記録媒体 - Google Patents

情報符号化方法及び装置，情報復化方法及び装置，情報伝送方法，並びに情報記録媒体

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JP3203657B2
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京弥 筒井
修 下吉
美冬 園原
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、いわゆる高能率符号化によってディジタル
データ等の情報を符号化する情報符号化方法及び装置、
符号化された情報を復号化する情報復号化方法及び装
置、符号化された情報を伝送する情報伝送方法、並びに
符号化された情報を記録した情報記録媒体に関するもの
である。
背景技術 従来より、音響（オーディオ）或いは音声等の信号の
高能率符号化の手法には種々あるが、例えば、時間軸上
のオーディオ信号等を所定時間単位でブロック化し、こ
のブロック毎の時間軸上の信号を周波数軸上の信号に変
換（スペクトル変換）して複数の周波数帯域に分割し、
各帯域毎に周波数軸上の信号を符号化するブロック化周
波数帯域分割方式であるいわゆる変換符号化や、時間軸
上のオーディオ信号等をブロック化しないで、複数の周
波数帯域に分割して符号化する非ブロック化周波数帯域
分割方式であるいわゆる帯域分割符号化（サブ・バンド
・コーディング:SBC）等を挙げることができる。また、
上述の帯域分割符号化と変換符号化とを組み合わせた高
能率符号化の手法も考得えられており、この場合には、
例えば、上記帯域分割符号化で時間軸上の信号の帯域分
割を行った後、該各帯域毎の信号を周波数軸上の信号に
スペクトル変換し、このスペクトル変換で得られる周波
数成分を各帯域毎に符号化する。
ここで、上述した帯域分割符号化において用いられる
帯域分割用フィルタとしては、例えばQMF等のフィルタ
があり、このQMFのフィルタは、文献「ディジタル・コ
ーディング・オブ・スピーチ・イン・サブバンズ」
（“Digital coding of speech in subbands"R.E.Croch
iere,Bell Syst.Tech.J.,Vol.55,No.8 1976）に述べら
れている。このQMFのフィルタは、帯域を等帯域幅（等
バンド幅）で２分割するものであり、当該フィルタにお
いては上記分割した帯域を後で合成する際にいわゆるエ
リアシングが発生しないことが特徴となっている。
また、文献「ポリフェイズ・クァドラチュア・フィル
ターズ−新しい帯域分割符号化技術」（“Polyphase Qu
adrature filters−Anew subband coding technique",J
oshph H.Rothweiler ICASSP 83,BOSTON）には、等バン
ド幅のフィルタ分割手法が述べられている。このポリフ
ェイズ・クァドラチュア・フィルタにおいては、信号を
等バンド幅の複数の帯域に分割する際に一度に分割でき
ることが特徴となっている。
また、上述したスペクトル変換としては、例えば、入
力オーディオ信号を所定単位時間（フレーム）でブロッ
ク化し、当該ブロック毎に離散フーリエ変換（DFT）、
離散コサイン変換（DCT）、モディファイド離散コサイ
ン変換（MDCT）等を行うことで時間軸上の信号を周波数
軸上の信号に変換するようなスペクトル変換がある。な
お、上記MDCTについては、文献「時間領域エリアシング
・キャンセルを基礎とするフィルタ・バンク設計を用い
たサブバンド／変換符号化」（“Subband/Transform Co
ding Using Filter Bank Designs Based on Time Domai
n Aliasing Cancellation,"J.P.Princen A.B.Bradley,U
niv.of Surrey Royal Melbourne Inst.of Tech.ICASSP
1987）に述べられている。
このようにフィルタやスペクトル変換によって帯域毎
に分割された信号、例えばスペクトル変換によって得ら
れる周波数成分を量子化することにより、量子化雑音が
発生する帯域を制御することができ、いわゆるマスキン
グ効果等の性質を利用して聴覚的により高能率な符号化
を行うことができる。また、ここで量子化を行う前に、
各帯域毎に、例えばその帯域における周波数成分の絶対
値の最大値で正規化を行うようにすれば、さらに高能率
な符号化を行うことができる。
ここで、周波数帯域分割された各周波数成分を量子化
する場合の周波数分割幅としては、例えば人間の聴覚特
性を考慮したバンド幅を用いることが多い。すなわち、
一般に高域ほどバンド幅が広くなるような臨界帯域（ク
リティカルバンド）と呼ばれているバンド幅で、周波数
成分を複数（例えば25バント）の帯域に分割することが
ある。また、この時の各帯域毎の周波数成分を量子化に
よって符号化する際には、各帯域毎に所定のビット配分
或いは、各帯域毎に適応的なビット割当て（ビットアロ
ケーション）による量子化が行われる。例えば、上記MD
CT処理されて得られたMDCT係数データを上記ビットアロ
ケーションによって量子化する際には、上記各ブロック
毎のMDCT処理により得られる各帯域毎のMDCT係数データ
に対して、適応的な割当てビット数で量子化が行われる
ことになる。ビット割当手法としては、次の２手法が知
られている。
例えば、文献「音声信号の適応変換符号化」（“Adap
tive Transform Coding of Speech Signals",IEEE Tran
sactions of Accoustics,Speech,and Signal Processin
g,vol.ASSP−25,No.4,August 1977）では、各帯域毎の
信号の大きさをもとに、ビット割当を行っている。この
方式では、量子化雑音スペクトルが平坦となり、雑音エ
ネルギ最小となるが、聴感覚的にはマスキング効果が利
用されていないために実際の雑音感は最適ではない。
また、例えば文献「臨界帯域符号化器−ディジタル・
エンコーディング・オブ・パーセプチュアル・リクワイ
アメンツ・オブ・ジ・オーディトリィ・システム」
（“The critical band coder−−digital encoding of
the perceptual requirements of the auditory syste
m",M.A.Kransner MIT,ICASSP 1980）では、聴覚マスキ
ング効果を利用することで、各帯域毎に必要な信号対雑
音比を得る固定的なビット割当を行う手法が述べられて
いる。しかし、この手法では、サイン波入力で信号対雑
音比特性を測定する場合でも、ビット割当が固定的であ
るために特性値はそれほど良い値とならない。
これらの問題を解決するために、ビット割当に使用で
きる全ビットが、各ブロック毎にあらかじめ定められた
固定ビット割当パターン分と、各ブロックの信号の大き
さに依存したビット配分を行う分とに分割使用され、そ
の分割比を入力信号に関係する信号に依存させ、上記信
号のスペクトルが滑らかなほど上記固定ビット割当パタ
ーン分への分割比率を大きくする高能率符号化装置が提
案されている。
この装置によれば、サイン波入力のように、特定のス
ペクトル成分（周波数成分）にエネルギが集中する場合
には、そのスペクトル成分を含むブロックに多くのビッ
トを割り当てることにより、全体の信号雑音比特性を著
しく改善することができる。一般に、急峻なスペクトル
成分をもつ信号に対して人間の聴覚は極めて敏感である
ため、このような方法を用いることにより、信号対雑音
比特性を改善することは、単に測定上の数値を向上させ
るばかりでなく、聴感上、音質を改善するのに有効であ
る。
ビット割り当ての方法には、この他にも数多くのやり
方が提案されており、さらに聴覚に関するモデルが精緻
化され、符号化装置の能力があれば聴覚的にみてより高
能率な符号化が可能になる。
ここで、図１に、時間軸上の波形信号である音響信号
を符号化する従来の符号化装置の基本的な構成を示す。
この図１において、端子100を介して供給された音響
信号は変換回路101によって音響信号の周波数成分に変
換された後、信号成分符号化回路102によって各周波数
成分が符号化され、符号列生成回路103によって符号列
が生成され、端子104を介してら出力される。
つぎに、図２に、図１の変換回路101の具体的な構成
を示す。
この図２において、端子200を介して供給された音響
信号（図１の端子100を介した音響信号）が、例えば上
記ポリフェイズ・クァドラチュア・フィルタ等が適用さ
れる帯域分割フィルタ201によって４つの帯域に分解さ
れる。当該帯域分割フィルタ201によって４つの帯域に
分割された各帯域の音響信号は、それぞれMDCT等のスペ
クトル変換を行う順スペクトル変換回路211〜214によっ
てスペクトル成分（周波数成分）に変換される。すなわ
ち、各順スペクトル変換回路211〜224に入力される音響
信号は、そのバンド幅が端子200を介して供給された音
響信号のバンド幅の1/4となっとており、端子200を介し
て供給された音響信号が1/4の間引かれたものとなって
いる。これらの順スペクトル変換回路211〜214の出力
は、端子221〜224を介して上記図１の信号成分符号化回
路102に送られる。
もちろん、図１の変換回路101としては、この他にも
多数考えられ、例えば、入力された音響信号を直接MDCT
によってスペクトル成分に変換しても良いし、MDCTでは
なく、DFTやDCTによって変換しても良い。
図３に、図１の信号成分符号化回路102の具体的な構
成を示す。
この図３において、上記信号成分符号化回路102から
の端子300を介して供給されたスペクトル成分は、正規
化回路301によって所定の帯域毎に正規化が施された
後、量子化回路303に送られる。また、上記端子300を介
して供給されたスペクトル成分は、量子化精度決定回路
302にも送られる。上記量子化回路303は、上記端子300
を介して供給されたスペクトル成分から量子化精度決定
回路302によって計算された量子化精度に基づいて、上
記正規化回路301からの正規化されたスペクトル成分に
対して量子化を施す。当該量子化回路303からの量子化
されたスペクトル成分が端子304を介して図１の符号列
生成回路103に送られる。なお、この端子304を介して出
力される信号には、上記量子化回路303によって量子化
されたスペクトル成分に加え、上記正規化回路301にお
ける正規化係数情報や上記量子化精度決定回路302にお
ける量子化精度情報も含まれている。
つぎに図４に、図１に示す構成の符号化装置によって
生成された符号列から、音響信号を復号化して出力する
復号化装置の基本的な構成を示す。
この図４において、図１に示す符号化装置から端子40
0を介して供給された符号列から、符号列分解回路401に
よってスペクトル成分の符号が抽出される。それらの符
号から、信号成分復号化回路402によってスペクトル成
分が復元され、その後、逆変換回路403によって図１の
変換回路101の変換に対応する逆変換が施される。これ
により音響信号が得られ、この音響信号が端子404を介
して出力される。
また、図５に、図４の逆変換回路403に具体的な構成
を示す。
この図５に示す逆変換回路403の構成は、図２に示し
た変換回路101の構成に対応したものであり、信号成分
復号化回路402から端子501〜504を介して供給されたス
ペクトル成分は、それぞれ図２の順スペクトル変換回路
211〜214における順スペクトル変換に対応する逆スペク
トル変換を行う逆スペクトル変換回路511〜514によって
変換される。これら逆スペクトル変換回路511〜514によ
って得られた各帯域の音響信号は、図２の帯域分割フィ
ルタ201での分割処理に対応する合成処理を行う帯域合
成フィルタ515によって合成される。当該帯域合成フィ
ルタ515からの音響信号が端子521（図４の端子404）を
介して出力される。
つぎに、図６は、従来より行なわれてきた符号化方法
について説明を行なうための図である。この図６の例に
おいて、スペクトル成分は、図２に示した構成の変換回
路101によって得られたものであり、図６は、MDCTによ
って得られるスペクトル成分の絶対値のレベルをデシベ
ル（dB）値に変換して示したものである。
この図において、入力された音響信号は所定の時間ブ
ロック毎に64個のスペクトル成分に変換されており、そ
れが図６の図中b1〜b5に示す５つの所定の帯域（以下、
符号化ユニットという。）毎にまとめられて正規化及び
量子化される。ここでは各符号化ユニットb1〜b5のバン
ド幅は、低域側で狭く、高域側で広くとられており、聴
覚の性質に合った量子化雑音の発生の制御ができるよう
になっている。
しかし、この図６からも明らかなように、所定の帯域
毎、すなわち符号化ユニット毎にまとめて正規化が行な
われると、例えば、音響信号にトーン性のスペクトル成
分（以下、トーン性成分という。）が含まれている符号
化ユニットb3の帯域においては、正規化係数値はトーン
性成分によって決まる大きな正規化係数値となり、この
正規化係数値を用いて、符号化ユニットb3に含まれる全
てのスペクトル成分は正規化されることになる。このと
き、上述したように、トーン性の音響信号に含まれる雑
音は聴感上大きな障害となる上、トーン性成分が十分精
度良く量子化されていないと、隣接する時間ブロックの
波形信号と合成された時に大きな接続歪みが発生する。
このため、トーン性成分の符号化のためには十分なビッ
ト数で量子化を行なわれなければならないが、このよう
に符号化ユニット毎に量子化精度が決められる場合に
は、トーン性成分を含む符号化ユニット内の多数のスペ
クトル成分に対して最も多くのビットを割り当てて量子
化を行なうこととなり、符号化効率が悪くなってしま
う。
このように、従来用いられている方法では、スペクト
ル成分を同一の量子化精度で量子化する帯域は固定され
ている。このため、例えば、スペクトル成分が幾つかの
特定の周波数近傍に集中する場合には、それらのスペク
トル成分を十分な精度で量子化しようとすると、それら
のスペクトル成分と同じ帯域に属する多数のスペクトル
成分に対して多くのビットを割り振らなければならな
い。
すなわち、一般に、特定の周波数にスペクトルのエネ
ルギが集中するトーン性の音響信号に含まれる雑音は、
エネルギが広い周波数帯にわたってなだらかに分布する
音響信号に加なった雑音と比較して非常に耳につき易
く、聴感上大きな障害となる。さらにまた、大きなエネ
ルギを持つスペクトル成分、すなわちトーン性成分が十
分精度良く量子化されていないと、それらのスペクトル
成分を時間軸上の波形信号に戻して前後のブロックと合
成した場合にブロック間での歪みが大きくなり（隣接す
る時間ブロックの波形信号と合成された時に大きな接続
歪みが発生する）、やはり大きな聴感上の障害となる。
このため、従来の方法では、特にトーン性の音響信号に
対して音質を劣化されることなく符号化の効率を上げる
ことが困難であった。
この問題を解決するために、本件出願人は、先に、国
際出願番号PCT/JP94/00880（国際公開番号WO 94/2863
3、国際公開日1994年12月８日）の明細書及び図面にお
いて、入力された音響信号を特定の周波数にエネルギが
集中するトーン性成分と広い帯域にエネルギがなだらか
に分布する成分に分離して符号化を施すことにより、高
い符号化効率を実現する方法を提案している。
この先に提案している方法では、分離された各トーン
性成分を周波数軸上の非常に狭い範囲で精度良く量子化
して、それを周波数軸上での位置と共に記録媒体に記録
することで、上述の固定的な帯域毎に周波数成分を量子
化する方法と比較して効率の良い符号化を行うことを実
現している。すなわち、この効率の良い符号化の具体例
として、各トーン性成分の極大エネルギのスペクトル成
分を中心にして一定の個数のスペクトル成分を正規化及
び量子化して符号化する方法を提案している。
しかしながら、上述のPCT/JP94/00880の明細書及び図
面で述べた方法は、トーン性成分を量子化する場合の量
子化精度を各トーン性成分毎に与えるか、あるいは総て
のトーン性成分を同一の量子化精度で量子化するもので
あった。もし前者の方法が用いられた場合には、多くの
トーン性成分を同一の量子化精度で量子化するにもかか
わらず、量子化精度を表す情報（以下、量子化精度情報
という。）の符号化のために、多数のビットを使用する
必要があり、高能率の符号化を実現する上で望ましくな
かった。一方、後者の方法を用いた場合には、量子化精
度を各トーン性成分に対して最適なものに設定すること
ができなくなってしまう、という問題点があった。
そこで、本発明は、このような実情を鑑みてなされた
ものであり、特にトーン性の音響信号に対して効率のよ
い符号化を実現することができ、また、量子化精度を各
トーン性成分に対して最適なものに設定することができ
る情報符号化方法及び装置、情報復号化方法及び装置、
情報伝送方法、並びに情報記録媒体を提供することを目
的とするものである。
発明の開示 本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであ
り、本発明に係る情報符号化方法は、入力信号を符号化
する情報符号化方法において、入力信号を周波数成分に
変換する変換処理と、周波数成分をトーン性成分からな
る第１の信号とその他の成分からなる第２の信号に分離
する分離処理と、第１の信号を符号化する第１の符号化
処理と、第２の信号を符号化する第２の符号化処理と、
第１及び第２の符号化処理によって得られた符号化信号
に基づいて伝送又は記録のための符号列を生成する符号
列生成処理とを含む。そして、符号列は、分離処理に係
るパラメータと第１の符号化処理に係るパラメータの内
の少なくとも１つを基準パラメータとして、共通の値を
有するもの毎にまめられた情報部分列を含む。
また、本発明に係る情報伝送方法は、入力信号を周波
数成分に変換し、周波数成分をトーン性成分からなる第
１の信号とその他の成分からなる第２の信号に分離し、
第１の信号及び第２の信号をそれぞれ符号化することに
より生成された符号化信号を伝送する情報伝送方法にお
いて、第１の信号に対応する第１の符号列を伝送する伝
送処理と、第２の信号に対応する第２の符号列を伝送す
る伝送処理とを含む。そして、第１の符号列は、分離処
理に係るパラメータと第１の信号の符号化処理に係るパ
ラメータの内の少なくとも１つを基準パラメータとし
て、共通の値を有するもの毎にまめられた情報部分列を
含む。
また、本発明に係る情報復号化方法は、符号化信号で
なる符号列を復号化する情報復号化方法において、トー
ン性成分からなる第１の信号に対応する符号化信号を復
号化して第１の復号化信号を生成する第１の復号化処理
と、その他の成分からなる第２の信号に対応する符号化
信号を復号化して第２の復号化信号を生成する第２の復
号化処理と、第１及び第２の復号化信号を合成して元の
信号を復元する復元処理とを含む。そして、第１の復号
化処理及び又は復元処理は、単一のパラメータを複数の
符号化信号の復号化処理及び又は復元処理に用いる。
また、本発明に係る情報符号化装置は、入力信号を符
号化する情報符号化装置において、入力信号を周波数成
分に変換する変換手段と、周波数成分をトーン性成分か
らなる第１の信号とその他の成分からなる第２の信号に
分離する分離手段と、第１の信号を符号化する第１の符
号化手段と、第２の信号を符号化する第２の符号化手段
と、第１及び上記第２の符号化手段によって得られた符
号化信号に基づいて伝送又は記録のための符号列を生成
する符号列生成手段とを備える。そして、符号列は、分
離手段の分離処理に係るパラメータと第１の符号化手段
の符号化処理に係るパラメータの内の少なくとも１つを
基準パラメータとして、共通の値を有するもの毎にまめ
られた情報部分列を含む。
また、本発明に係る情報記録媒体は、入力信号を周波
数成分に変換し、周波数成分をトーン性成分からなる第
１の信号とその他の成分からなる第２の信号に分離し、
第１の信号及び第２の信号をそれぞれ符号化することに
より生成された符号化信号が記録された情報記録媒体に
おいて、第１の信号に対応する第１の符号列と第２の信
号に対応する第２の符号列が分離して記録されている。
そして、第１の符号列は、分離処理に係るパラメータと
第１の信号の符号化処理に係るパラメータの内の少なく
とも１つを基準パラメータとして、共通の値を有するも
の毎にまめられた情報部分列の含む。
また、本発明に係る情報復号化装置は、符号化信号で
なる符号列を復号化する情報復号化装置において、トー
ン性成分からなる第１の信号に対応する符号化信号を復
号化して第１の復号化信号を生成する第１の復号化手段
と、その他の成分からなる第２の信号に対応する符号化
信号を復号化して第２の復号化信号を生成する第２の復
号化手段と、第１及び第２の復号化信号を合成して元の
信号を復元する復元手段とを備える。そして、第１の復
号化手段及び又は復元手段は、単一のパラメータを複数
の符号化信号の復号化処理及び又は上記復元処理に用い
る。
本発明の情報符号化方法及び装置によれば、トーン性
成分である第１の信号を共通情報によって情報部分列に
分類し、情報部分列のうち空のものは符号化せず、符号
化した情報部分列を示す情報は合わせて符号化するこ
と、すなわち、トーン性成分をグループ化して符号化す
る場合に、トーン性成分を含まないグループについては
符号化を行わず、実際に符号化を行ったグループの数を
符号化することにより効率的な符号化を実現する。
また、本発明の情報伝送方法及び情報記録媒体によれ
ば、本発明の情報符号化方法及び装置によって符号化さ
れた情報を伝送するため、効率的な伝送又は記録が実現
される。
さらに、本発明の情報復号化方法及び装置によれば、
情報部分列のうち空のものを除いて符号化されている情
報部分列を示す情報を復号し、この結果に基づいて、ト
ーン性成分からなる第１の信号を共通情報によって分類
した情報部分列の復号を行うようにしている。
図面の簡単な説明 図１は、従来の符号化装置の基本的な構成を示すブロ
ック回路図である。
図２は、従来の符号化装置の変換回路の具体的な構成
を示すブロック回路図である。
図３は、従来の信号成分符号化回路の具体的な構成を
示すブロック回路図である。
図４は、従来の復号化装置の基本的な構成を示すブロ
ック回路図である。
図５は、従来の復号化装置の逆変換回路の具体的な構
成を示すブロック回路図である。
図６は、本発明との比較のための従来技術による符号
化方法を説明するための図である。
図７は、本発明実施例の情報符号化装置の構成を示す
ブロック回路図である。
図８は、本発明実施例の情報復号化装置の構成を示す
ブロック回路図である。
図９は、トーン性成分を含むスペクトル信号について
説明するための図である。
図10は、トーン性成分を除いたスペクトル信号につい
て説明するための図である。
図11は、トーン性成分を分離するための処理の流れを
示すフローチャートである。
図12は、トーン性成分として登録されたトーン性成分
の構成スペクトル数を決定するための処理の流れを説明
するためのフローチャートである。
図13は、符号列の１例について説明するための図であ
る。
図14は、本発明符号化方法によって得られる符号列に
ついて説明するための図である。
図15は、本発明実施例の他の具体例の符号列について
説明するための図である。
図16は、本発明実施例のさらに他の具体例の符号列に
ついて説明するための図である。
図17は、本発明実施例の復元部の他の例を示すブロッ
ク回路図である。
図18は、トーン性成分をグループ化する際の処理の流
れを示すフローチャートである。
図19は、ほんの情報復号化方法の処理の流れを示すフ
ローチャートである。
発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の好ましい実施例について、図面を参照
にしながら説明する。
図７は、本発明実施例の情報符号化装置の構成を示す
ブロック回路図である。
この図７において、端子600には、時間軸上の波形信
号である音響信号が供給される。この音響信号は、変換
回路601によって周波数成分に変換された後、信号成分
分離回路602に送られる。当該信号成分分離回路602にお
いては、変換回路601によって得られた周波数成分は、
急峻なスペクトル分布を持つトーン性成分と、それ以外
の周波数成分すなわち平坦なスペクトル分布を持つノイ
ズ性成分とに分離される。これら分離された周波数成分
のうち、上記急峻なスペクトル分布を持つトーン性成分
はトーン性成分符号化回路603で、それ以外の周波数成
分である上記ノイズ性成分はノイズ性成分符号化回路60
4で、それぞれ符号化される。これらのトーン性成分符
号化回路603とノイズ性成分符号化回路604から符号列生
成回路605によって符号列が生成され、ECCエンコーダ60
6に供給される。
ECCエンコーダ606は、符号列生成回路605からの符号
列に対して、エラーコレクションコードを付加する。EC
Cエンコーダ606からの出力は、EFM変調回路607によって
変調され、記録ヘッド608に供給される。記録ヘッド608
は、EFM変調回路607からの変調された符号列をディスク
609に記録する。なお、信号成分分離回路602は、後述す
るトーン性成分情報数、位置情報、スペクトル数情報を
符号列生成回路605に出力する。
なお、変換回路601には上述した図２と同様の構成を
使用することができる。もちろん、変換回路601の具体
的な構成としては、図２の構成以外にも多数考えること
ができ、例えば、入力された音響信号を直接MDCTによっ
てスペクトル信号に変換しても良いし、スペクトル係数
はMDCTではなくDFTやDCTを用いることもできる。また、
トーン性成分符号化回路603とノイズ性成分符号化回路6
04は、基本的には、それぞれ図３と同様の構成で実現す
ることができる。
つぎに、図８に、図７の情報符号化装置で得られた符
号列を復号化する情報復号化装置の構成を示す。
この図８において、ディスク609から再生ヘッド708を
介して供給される再生された符号列は、EFM復調回路709
に供給される。EFM復調回路709では、入力された符号列
を復調する。復調された符号列は、ECCデコーダ710に供
給され、ここでエラー訂正が行われる。符号列分解回路
701は、エラー訂正された符号列中のトーン性成分情報
数に基づいて、符号列のどの部分がトーン性成分の符号
（以下、単にトーン性成分符号という。）であるかを確
認し、入力された符号列をトーン性成分符号とノイズ性
成分符号に分離する。また、符号列分離回路701は、入
力された符号列からトーン性成分の位置情報及びスペク
トル数情報を分離し、後段の合成回路704に出力する。
上記トーン性成分符号はトーン性成分復号化回路702に
送られ、上記ノイズ性成分符号はノイズ性成分復号化回
路703に送られ、ここでそれぞれ逆量子化及び正規化の
解除が行われ復号化される。その後、これらトーン性成
分復号化回路702とノイズ性成分復号化回路703からの復
号化信号は、上記図７の信号成分分離回路602での分離
に対応する合成を行う合成回路704に供給される。
合成回路704は、符号列分離回路701から供給されたト
ーン性成分の位置情報及びスペクトル数情報に基づい
て、トーン性成分の復号化信号を、ノイズ性成分の復号
化信号の所定の位置に加算することにより、ノイズ性成
分とトーン性成分の周波数軸上での合成を行う。さら
に、合成された復号化信号は、上記図７の変換回路601
での変換に対応する逆変換を行う逆変換回路705で変換
処理され、周波数軸上の信号から元の時間軸上の音響信
号（波形信号）に戻される。この逆変換回705からの音
響信号は、端子707を介して出力される。尚、逆変換と
合成の処理順序は逆でもよく、この場合、図８における
復元部711は、図17に示す構成となる。逆変換回路712
は、ノイズ性成分復号化回路703からの周波数軸上のノ
イズ性成分の復号化信号を時間軸上のノイズ性成分信号
に逆変換する。逆変換回路713は、トーン性成分復号化
回路702からのトーン性成分の復号化信号を、符号列分
離回路701から供給されたトーン性成分の位置情報及び
スペクトル数情報を示す周波数軸上の位置に配し、これ
を逆変換して、時間軸上のトーン性成分信号を生成す
る。合成回路714は、逆変換回路712からの時間軸上のノ
イズ性成分信号と逆変換回路713からの時間軸上のトー
ン性成分信号とを合成し、元の音響信号を復元する。
ここで、上記図７の情報符号化装置、図８の情報復号
化装置の構成において、本発明の情報符号化方法及び情
報復号化方法を適用することとなる背景について以下に
説明する。
まず、図９にトーン性成分を全体の周波数成分から分
離する様子を示す。この図９に示す例では、図中TCA、T
CB、TCC、TCDで示す４つのトーン性成分が抽出されてい
る。ここで、当該トーン性成分は、図９の例のように少
数の周波数に集中して分布しているため、これらの成分
を精度良く量子化しても、全体としてはあまり多くのビ
ット数は必要とはならない。また、トーン性成分を一
旦、正規化してから量子化することによって符号化の効
率を高めることができるが、トーン性成分を構成するス
ペクトル成分（周波数成分）は比較的少数であるので正
規化や再量子化の処理を省略して装置を簡略化してもよ
い。さらに、この図９の例では、トーン性成分を構成す
るスペクトル成分の個数が、例えば３本、５本、７本の
間で可変となっており、極大のスペクトル成分（以下、
極大絶対値スペクトル成分という。）を中心として、ト
ーン性成分TCAでは３本のスペクトル成分、トーン性成
分TCBでは７本のスペクトル成分、トーン性成分TCC、TC
Dでは３本のスペクトル成分からトーン性成分が構成さ
れている。この場合、例えば各トーン性成分の数は、３
個、５個又は７個のスペクトル成分から構成されたもの
として符号化することができる（但し、この例では５本
のスペクトル成分から構成されたトーン性成分は、存在
していない。）。
また、図10には、図９に示した元の全体の周波数成分
からトーン性成分を除いたノイズ性成分を表した例を示
している。この図10に示すように、各符号化ユニット
（帯域）b1〜b5において上記元の周波数成分からは上述
のようにトーン性成分が除かれているため、各符号化ユ
ニットb1〜b5における正規化係数は小さな値となる。し
たがって、少ないビット数の量子化精度でも発生する量
子化雑音を小さくすることができる。
ここで、図11に、信号成分分離回路602において実行
されるトーン性成分を分離するための処理の流れを示
す。
この図11において、Ｉはスペクトル成分の番号を、Ｎ
はスペクトル成分の総数、Ｐ、Ｒは所定の係数を示して
いる。また、上記トーン性成分は、あるスペクトル成分
の絶対値が局所的に見て他のスペクトル成分よりも大き
く、なおかつ、それがその時間ブロック（スペクトル変
換の際のブロック）におけるスペクトル信号の絶対値の
最大値と比較して所定の大きさ以上であり、さらに、そ
のスペクトル成分と近隣のスペクトル成分（例えば両隣
のスペクトル成分）のエネルギの和がそれらのスペクト
ル成分を含む所定の帯域内のエネルギに対して所定の割
合以上を示している場合に、そのスペクトル成分と例え
ばその両隣のスペクトル成分がトーン性成分であると見
なしている。なお、ここで、エネルギ分布の割合を比較
する所定の帯域としては、聴覚の性質を考慮して例えば
臨界帯域幅に合わせて、低域では狭く高域では広くとる
ことができる。
すなわち、この図11において、先ず、ステップS1で
は、最大スペクトル絶対値を変換A0に代入し、ステップ
S2では、スペクトル成分の番号Ｉを１にする。ステップ
S3では、ある時間ブロック内のあるスペクトル成分の絶
対値（以下、スペクトル絶対値という。）を変数Ａに代
入する。
ステップS4では、上記スペクトル絶対値が局所的に見
て他のスペクトル成分よりも大きい極大絶対値スペクト
ル成分か否かを判断し、極大絶対値スペクトル成分でな
いとき（No）にはステップS10に進み、極大絶対値スペ
クトル成分である場合（Yes）にはステップS5に進む。
ステップS5では、当該極大絶対値スペクトル成分を含
むその時間ブロックにおける当該極大絶対値スペクトル
成分の変数Ａと最大スペクトル絶対値の変数A0との比、
所定の大きさを示す係数Ｐとの大小比較（A/A0＞Ｐ）を
行い、A/A0がＰより大きい場合（Yes）にはステップS6
に、A/A0がＰ以下の場合（No）にはステップS10に進
む。
ステップS6では、上記極大絶対値スペクトル成分の近
隣のスペクトル成分のエネルギ値（例えば当該スペクト
ル成分のエネルギとその両隣のスペクトル成分のエネル
ギの和）を変数Ｘに代入し、次のステップS7では、当該
極大絶対値スペクトル成分及びその近隣のスペクトル成
分を含む所定の帯域内のエネルギ値を変数Ｙに代入す
る。
次のステップS8では、上記エネルギ値の変数Ｘと所定
帯域内のエネルギ値の変数Ｙの比と、所定の割合を示す
係数Ｒとの大小比較（X/Y＞Ｒ）を行い、X/YがＲより大
きいとき（Yes）にはステップS9に、X/YがＲ以下のとき
（No）にはステップS10に進む。
ステップS9では、上記極大絶対値スペクトル成分とそ
の近隣のスペクトル成分における上記エネルギがそれら
のスペクトル成分を含む所定の帯域内のエネルギに対し
て所定の割合以上を示している場合に、その極大絶対値
スペクトル成分とその近傍のスペクトル成分がトーン性
成分であると見なし、その旨を登録する。
次のステップS10では、上記ステップS9において登録
されたスペクトル成分の番号Ｉとスペクトル成分の総数
Ｎとが等しい（Ｉ＝Ｎ）か否かを判断し、等しい場合
（Yes）には処理を終了し、等しくない場合（No）には
ステップS11に進む。このステップS11では、Ｉ＝Ｉ＋１
として１づつスペクトル成分の番号を増加させてステッ
プS3に戻り、上記の処理を繰り返す。
また、図12に、上記図９の例においてトーン性成分と
して登録されたトーン性成分を構成するスペクトル成分
数を決定するための処理の流れを示す。
この図12においては、トーン性成分を構成するスペク
トル成分数（以下、構成スペクトル数という。）を最大
７本までとしており、極大絶対値スペクトル成分を中心
として３つのスペクトル成分又は５つのスペクトル成分
のエネルギが、極大絶対値スペクトル成分を中心として
７つのスペクトル成分のエネルギに対して所定の割合を
越えた場合には、それぞれトーン性成分の構成スペクト
ル数を３本又は５本としている。なお、この例では予め
登録されているトーン性成分を分類しているが、この分
類処理は、図11のステップS9において求められた極大絶
対値スペクトル成分の数を登録トーン性分数としてトー
ン性成分を抽出する際に、同時に行なうことももちろん
可能である。
この図12において、先ずステップS21では、登録トー
ン性成分数を変数Ｍとし、ステップS212では、トーン性
成分の番号Ｉを１にする。ステップS23では、極大絶対
値スペクトル成分を中心として近隣の７つのスペクトル
成分のエネルギ値を変数Ｙに代入する。また、ステップ
S24では、極大絶対値スペクトル成分を中心として近隣
の３つのスペクトル成分のエネルギ値を変数Ｘに代入す
る。
ステップS25では、上記近隣の７つのスペクトル成分
のエネルギ値と３つのスペクトル成分のエネルギ値の割
合（X/Y）が、所定の割合Ｐを越えたか否か（X/Y＞Ｐ）
の判断を行う。当該ステップS25での判断において、上
記割合Ｐを越えた（Yes）と判断した場合にはステップS
26に進み、逆に越えていない（No）と判断した場合には
ステップS27に進む。
上記ステップS26では、トーン性成分の構成スペクト
ル数を３本として登録（３スペクトルトーン性成分とし
て登録）し、その後後述するステップS31に進む。
一方、ステップS27では、極大絶対値スペクトル成分
を中心として近隣の５つのスペクトル成分のエネルギ値
を変数Ｘに代入する。次のステップS28では、上記近隣
の７つのスペクトル成分のエネルギ値と５つのスペクト
ル成分のエネルギ値の割合（X/Y）が、所定の割合Ｐを
越えたか否か（X/Y＞Ｐ）の判断を行う。当該ステップS
28での判断において、上記割合Ｐを越えた（Yes）と判
断した場合にはステップS29に進み、逆に越えていない
（No）と判断した場合にはステップS30に進む。
上記ステップS29では、トーン性成分の構成スペクト
ル数を５本として登録（５スペクトルトーン性成分とし
て登録）し、その後後述するステップS31に進む。
一方、ステップS30では、トーン性成分の構成スペク
トル数を７本として登録（７スペクトルトーン性成分と
して登録）し、その後ステップS31に進む。
ステップS31では、上記ステップS21において設定され
たトーン性成分数Ｍとトーン性成分の番号Ｉとが等しい
（Ｉ＝Ｍ）か否かの判断を行い、等しい場合（Yes）に
は処理を終了し、等しくない場合にはステップS32に進
む。
ステップS32では、Ｉ＝Ｉ＋１として１づつトーン性
成分の番号を増加させてステップS23に戻り、上述の処
理を繰り返す。
つぎに、図13には、上述のようにしてトーン性成分と
ノイズ性成分に分離された情報（スペクトル成分）を、
本発明出願人によって提案しているU.S.Patent Appln.
S.N.08/306,659（1994年９月15日出願）により符号化し
て記録又は伝送する際の各情報の配置を表す。なお、記
録媒体も伝送路の一種と考えることができるため、以降
の説明においては、記録媒体上に情報を記録する場合も
含めて“伝送”という。
この図13において、トーン性成分は同一のスペクトル
数のもの毎にまとめて伝送されている。すなわち、この
例では、先ず、構成スペクトル数が３であるトーン性成
分すべてを表す情報（トーン性成分情報部分列LTC1）と
して、トーン性成分の個数（例えば３スペクトルトーン
性成分情報数STC3＝３）と実際のトーン性成分TCA、T
CC、TCDの内容（トーン性成分情報tcA、tcC、tcD）が伝
送され、それに続いて同様に、構成スペクトル数が５で
あるトーン性成分すべてを表す情報（トーン性成分情報
部分列LTC2）及び、構成スペクトル数が７であるトーン
性成分すべてを表す情報（トーン性成分情報部分列LT
C3）と実際のトーン性成分TCBの内容（トーン性成分情
報tcB）が伝送されている。このようにトーン性成分を
その構成スペクトル数毎にまとめて伝送すると、各トー
ン性成分数毎にそれを構成するスペクトル数情報を伝送
しなくて済むために、特にトーン性成分数が多い場合に
は、効率的な符号化が可能となる。
なお、上記トーン性成分情報tcには、そのトーン性成
分の中心スペクトルの位置を表す中心位置情報CP（例え
ばトーン性成分TCCの場合には例えばCP＝31）と、量子
化のためのビット数を表す量子化精度情報QP（例えばQP
＝６）と、正規化係数情報NPと、そのトーン性成分を構
成する他のスペクトル成分を正規化及び量子化した値を
表す各信号成分情報（例えば信号成分情報SC1、SC2、SC
3）が含まれる。
また、ノイズ性成分情報例は、図10の各帯域b1〜b5に
対応するノイズ性成分情報nc1、nc2、nc3、nc4、nc5の
順番に伝送がなされている。上記ノイズ性成分情報ncに
ついては、量子化精度情報QP（ノイズ性成分情報nc1の
場合には、例えばQP＝３）と、正規化係数情報NPと、正
規化及び量子化された各信号成分情報（例えば信号成分
情報SC1、SC2、・・・、SC8）が含まれる。
しかしながら、この例のような符号列では、実際に５
個のスペクトル成分から構成されているトーン性成分は
無いのにもかかわらず、そのようなトーン性成分の個数
を伝送する必要がある。ここに示されている例の場合に
は、トーン性成分を構成するスペクトル成分の数として
許されているのは３種類だけであるが、例えば、様々な
圧縮率と要求される音質レベルに応じて同一の方法で符
号化できるような符号化規格においては、トーン性成分
を構成するスペクトル成分の数としては、多数のものを
規格として許す必要があり、上述の例のように実際に使
用されていないトーン性成分情報部分列に対して一々、
そのトーン成分の数を伝送することは効率的ではない。
図14は、このような点を鑑みてなされた本発明の伝送
方法による図９のスペクトル成分を符号化した場合の符
号列の構成例を示したものである。
この図14においては、先ず、トーン性成分情報部分列
数nLTC（図９及び図14の例ではnLTC＝２）が伝送され、
その後にそこで指定された数のトーン性成分情報部分列
LTC11とトーン性成分情報部分列LTC12が伝送されてい
る。この図14の例のトーン性成分情報部分列LTC11は、
トーン性成分情報部分列LTC11内のトーン性成分情報tc
の数を示すN11（この例ではN11＝３）と、トーン性成分
を構成するスペクトル成分の数を示すトーン性成分構成
スペクトル数nsp（この例ではnsp＝３）と、実際のトー
ン性成分情報tcA、tcC、tcDが伝送される。この例の場
合、トーン性成分を構成するスペクトル成分の数が５で
あるものは無いので、そのようなトーン性情報分列は、
実際に符号化されない。また、トーン性成分情報部分列
LTC12は、トーン性成分情報部分列LTC12内のトーン性成
分情報tcの数を示すN12（この例ではN12＝１）と、トー
ン性成分構成スペクトル数nsp（この例ではnsp＝７）
と、実際のトーン性成分情報tcBとが伝送される。この
ように、本発明の方法によれば、空のトーン性情報部分
列に関する情報を記録する必要が無いので、効率的な符
号化が可能であり、特に、例えば上述のような理由で、
他種類のトーン性情報分列を許容しなければならない場
合にはその効果が大きい。
上記図14の例ではトーン性成分情報部分列は、トーン
性成分構成スペクトル数でグループ化したものであった
が、これ以外の属性によって、トーン性成分情報をグル
ープ化してトーン性成分情報部分列を構成した場合にも
本発明の方法を適用することができる。
具体的には、例えば量子化精度情報に基づいてグルー
プ化を行うようにしてもよい。以下、図９、図15、図1
7、図18を参照し、量子化精度情報に基づいてグループ
化を行った場合の実施例を説明する。
先ず、信号成分分離回路602によって、例えば、図９
に示すように全ての周波数成分（スペクトル成分）から
トーン性成分が分離されるとする。この図９に示す例で
は、上述したようにTCA、TCB、TCC、TCDで示す４つのト
ーン性成分が抽出されている。例えば、トーン性成分の
量子化精度としては、量子化精度情報QP＝６に対応する
量子化精度又は量子化精度情報QP＝４に対応する量子化
精度で、スペクトル成分を量子化することが許されてい
るとすると、トーン性成分符号化回路603内の量子化精
度決定回路では、以下のようにして各トーン性成分の量
子化精度を決定する。
図18は、符号化時に、トーン性成分符号化回路603に
おいてトーン性成分を量子化精度別にグループ化するた
めの処理の流れの例を示したものである。この図18で
は、上記図11の処理によって予め抽出されて登録された
トーン性成分に対して、グループ化が行われている。こ
の例の場合、トーン性成分を、そのトーン性成分の中心
スペクトル成分を中心にした５つのスペクトル（近隣５
スペクトル）成分のエネルギ値の所定帯域でのエネルギ
値に対する比が、値Ｐを越える場合には量子化精度QP＝
６に対応する量子化精度で量子化するトーン性成分とし
てグループ化し、そうでない場合には量子化精度情報QP
＝４に対応する量子化精度で量子化するトーン成分とし
てグループ化している。
この図18において、ステップS21では、登録トーン性
成分数を変数Ｍに代入し、ステップS22では、トーン性
成分の番号Ｉを１にする。次のステップS23では、所定
帯域のエネルギ値を変数Ｙに代入し、ステップS24で
は、近隣の５つのスペクトル成分のエネルギ値を変数Ｘ
に代入する。
ステップS25では、上記近隣５つのスペクトル成分の
エネルギ値の変数Ｘと所定帯域のエネルギ値の変数Ｙの
比と、上記値Ｐとの大小比較（X/Y＞Ｐか否かの判定）
を行い、X/YがＰより大きいとき（Yes）にはステップS2
6に、X/YがＰ以下のとき（No）にはステップS27に進
む。
ステップS26では、量子化精度情報QP＝６のトーン性
成分として登録（グループ化）し、ステップS27では、
量子化精度情報QP＝４のトーン性成分として登録（グル
ープ化）し、それぞれ、ステップS28に進む。
ステップS28では、上記トーン性成分の番号Ｉと登録
トーン性成分数の変数Ｍとが等しい（Ｉ＝Ｍ）か否かを
判断し、等しい場合（Yes）には処理を終了し、等しく
ない場合（No）にはステップS29に進む。このステップS
29では、Ｉ＝Ｉ＋１として１つトーン性成分の番号を増
加させてステップS23に戻り、上述の処理を繰り返す。
このようにして、トーン性成分符号化回路603におい
て、各トーン性成分の量子化精度が決定され、例えば、
トーン性成分TCA、TCC、TCDが量子化精度情報QP＝６に
対応する量子化精度で量子化され、トーン性成分情報tc
A、tcC、tcDが得られる。また、トーン性成分TCBが量子
化精度情報QP＝４に対応する量子化精度で量子化され、
トーン性成分情報tcBが得られる。符号列生成回路605に
は、上述したスペクトル個数情報等に加えて、このよう
にして得られた量子化された各トーン性成分情報と、量
子化精度情報、及び上述したグループ化の情報が供給さ
れる。符号列生成回路605は、供給されたデータを基に
図15に時化す符号列を生成し、出力する。
図15は、量子化精度情報に基づいて、トーン性成分情
報部分列を構成した場合の例を示したもので、この例
の、場合、簡単のためトーン性成分の構成スペクトル数
は、すべて一定であると仮定している。ただし、もちろ
ん、例えばトーン性成分の構成スペクトル数を各トーン
性成分情報の一部として符号化するようにしてもよい。
この図15の例においては、先ず、トーン性成分情報部
分列数nLTC（図15の例ではnLTC＝２）が伝送され、その
後そこで指定された数のトーン性成分情報部分列LTC21
とトーン性成分情報部分列LTC22が順に伝送されてい
る。この図15の場合、トーン性成分情報部分列LTC21と
して、トーン性成分情報部分列LTC21内のトーン性成分t
cの数を示すN21（すなわち量子化精度情報QP＝６に対応
する量子化精度で量子化されるトーン性成分の数、この
例ではN21＝３）と、量子化精度情報QP（この例ではQP
＝６）と、実際の量子化されたトーン性成分情報tcA、t
cC、tcDが順に伝送される。またトーン性成分情報部分
列LTC22として、トーン性成分情報部分列LTC22内のトー
ン性成分tcの数を示すN22（すなわち量子化精度情報QP
＝４に対応する量子化精度で量子化されるトーン性成分
の数、この例ではN22＝１）と、量子化精度情報QP（こ
の例ではQP＝４）と、実際の量子化されたトーン性成分
情報tcBが順に伝送される。
このようにすると、各トーン性成分に対して量子化精
度情報を与える必要が無くなる。例えば、図15のトーン
性成分情報tcCは、中心位置情報CPと、正規化係数情報N
Pと、各信号成分情報SCのみで構成することができる。
このため、図15の例では、特にトーン性成分の個数が多
い場合に符号化効率を大きく向上することができる。
なお、各情報の伝送の順序は、もちろんこの他にも種
々考えられ、例えば、最初に量子化精度情報QP＝６と、
それに対応するトーン性成分情報数N21＝３、量子化精
度情報QP＝４と、それに対応するトーン性成分情報数N
22＝１とをまとめて伝送し、その後に各トーン性成分の
容を示すトーン性成分情報tcnを伝送するようにしても
よい。
つぎに、図19は、上記図15の符号列のトーン性成分情
報列を復号化する処理の流れを示すフローチャートであ
る。この図19の処理では、先ず、各グループに含まれる
トーン性成分の数を復号化してから、その情報に基づい
て符号化されているトーン性成分を次々と復号化してい
く。
すなわちこの図19において、ステップS31では、量子
化精度情報QP＝６のトーン性成分情報数を変数M1に代入
し、次のステップS32では、このグループに含まれるト
ーン性成分を復号化してM1個のトーン性成分情報を構築
する。
また、ステップS33では、量子化精度情報QP＝４のト
ーン性成分情報数を変数M2に代入し、次のステップS34
では、このグループに含まれるトーン性成分を復号化し
てM2個のトーン性成分情報を構築する。
さらに、図16は、本発明の方法を使用して符号化した
符号列の他の例を示したものである。この例において、
トーン性成分の構成スペクトル数と量子化精度情報に基
づいて、トーン性成分情報をグループ化しており、この
場合、トーン性成分の構成スペクトル数と量子化精度情
報はともに各トーン性成分情報ではなく、各トーン性成
分情報部分列毎に符号化すれば良いので、符号化の効率
がより高くなる。この場合、上述した図13の例に示した
方法では、トーン性成分の構成スペクトル数と量子化精
度情報の統べての組合せに対するトーン性成分情報部分
列を符号化する必要があったが、本発明の方法では、そ
のうち、空でないトーン性成分情報部分列のみ符号化す
れば良いため、非常に効率の良い符号化が可能となる。
なお、以上の例においては、トーン性成分情報部分列
数を符号化するようにしたが、その代わりに、各トーン
性成分情報部分列を実際に符号化するかしないかのフラ
グ情報を持たせることも可能である。この方法は、本発
明の方法に含まれるが、このようなフラグ情報を記録す
るよりも、上述の実施例で示したように、実際に符号化
した情報部分列の個数を符号化する方がより効率的な符
号化を実現することができる。
なお、以上の説明においては、トーン性成分の位置情
報としては中心位置情報CPを伝送するようにしたが、上
記中心位置情報の代わりに、各トーン性成分の一番低域
のスペクトル成分の位置（例えばトーン性成分TCCの場
合には30）を伝送するようにしても良い。
また、以上の説明においては、スペクトルエネルギが
特定の周波数近辺に集中するものをトーン性成分として
分離して符号化することが符号化効率を高める上で望ま
しいが、信号の分離は必ずしもスペクトルエネルギによ
るものでなくても良く、周波数軸上の位置情報等ととも
に符号化される所定の帯域のスペクトル成分は、本発明
でいうトーン性成分に含まれるものである。
なお、以上の説明では、記録媒体として、ディスク60
9を挙げているが、このディスクとしては、光ディス
ク、光磁気ディスク、相変化型ディスクを用いることが
できる。また、この他の記録媒体としては、オーディオ
カセットやビデオカセット等に用いられているテープ状
記録媒体、ハードディスク、フロッピディスク等のディ
スク状記録媒体、ICメモリカード等の半導体記憶媒体等
を用いるようにしても良い。
以上、音響信号に対して本発明の方法を適用した例を
中心に説明を行なったが、本発明の方法は一般の波形信
号の符号化にも適用することが可能である。しかし、音
響信号の場合、トーン性成分情報が聴覚的に特に重要な
意味を持っており、本発明の方法を特に効果的に適用す
ることができる。
また、以上の説明においては、各トーン性成分の符号
化を行なうために正規化を行なってから量子化を行って
いるが、これらは必ずしも必要ではなく、例えば、各ト
ーン性成分を正規化せずに量子化したものに対しても本
発明の方法を適用することができる。ただし、実施例の
ように正規化を行ってから量子化することにより、符号
化の効率が良くなるのは言うまでもない。
また、本発明の方法は、ノイズ性成分の符号化方法
は、必ずしも再量子化して符号化するものでなくても、
例えば単に正規化してして符号化するものである場合に
も適用することができる。
また、本発明は上述した本件出願人が先に提案してい
るPCT/JP9400880及びU.S.Patent Appln.08/306,659の明
細書及び図面に記載している方法を更に効率的に実現す
る具体的な方法を提供するものであり、当該先に提案し
ている明細書及び図面において示された種々の方法を本
発明の方法と併用することが可能である。
以上の説明からも明らかなように、本発明の情報符号
化方法及び装置においては、トーン性成分である第１の
信号を共通情報によって情報部分列に分類し、情報部分
列のうち空のものは符号化せず、符号化した情報部分列
を示す情報は合わせて符号化すること、すなわち、トー
ン性成分をグループ化して符号化する場合に、トーン性
成分を含まないグループについては符号化を行わずに、
実際に符号化を行ったグループの数を符号化することに
より、効率的な符号化が可能である。
また、本発明の情報伝送方法及び情報記録媒体によれ
ば、本発明の情報符号化方法又は装置によって符号化さ
れた情報を伝送するため、効率的な伝送が可能である。
さらに、本発明の情報復号化方法及び装置によれば、
情報部分列のうち空のものを除いて符号化されている情
報部分列を示す情報を復号し、この結果に基づいて、ト
ーン性成分からなる第１の信号を共通情報によって分類
した情報部分列の復号を行うことができる。
すなわち、本発明による方法を用いることにより、ト
ーン性信号の符号化を効率良く符号化できるようにな
り、全体としてより高能率な符号化が可能になる。ま
た、本発明は、様々な圧縮率と音質レベルに応じた符号
化を同一の規格において実現しようとする場合に特にそ
の効果が大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−263925（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−104618（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−302532（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−302534（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−302535（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−37394（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−6236（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−168593（ＪＰ，Ａ) 国際公開94／28633（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03M 7/30

Claims (36)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力信号を符号化する情報符号化方法にお
    いて、 入力信号を周波数成分に変換する変換処理と、 上記周波数成分をトーン性成分からなる第１の信号とそ
    の他の成分からなる第２の信号に分離する分離処理と、 上記第１の信号を符号化する第１の符号化処理と、 上記第２の信号を符号化する第２の符号化処理と、 上記第１及び第２の符号化処理によって得られた符号化
    信号に基づいて伝送又は記録のための符号列を生成する
    符号列生成処理とを含み、 上記符号列は、上記分離処理に係るパラメータと上記第
    １の符号化処理に係るパラメータの内の少なくとも１つ
    を基準パラメータとして、共通の値を有するもの毎にま
    められた情報部分列を含む ことを特徴とする情報符号化方法。
  2. 【請求項２】上記符号列は、上記第１の符号化処理にお
    いて実質的に符号化される信号に対応する情報部分列の
    みを含み、更に、上記情報部分列の構成を示す情報を含
    む ことを特徴とする請求項１記載の情報符号化方法。
  3. 【請求項３】上記基準パラメータは、上記分離処理にお
    いて分離された各トーン性成分を構成するスペクトルの
    個数を示す情報である ことを特徴とする請求項１記載の情報符号化方法。
  4. 【請求項４】上記第１の符号化処理は、上記第１の信号
    を量子化する量子化処理を含み、上記基準パラメータ
    は、上記量子化処理における量子化精度情報である ことを特徴とする請求項１記載の情報符号化方法。
  5. 【請求項５】上記第１の符号化処理は、上記第１の信号
    を量子化する量子化処理を含み、上記基準パラメータ
    は、上記分離処理において分離された各トーン性成分を
    構成するスペクトルの個数を示す情報及び上記量子化処
    理における量子化精度情報である ことを特徴とする請求項１記載の情報符号化方法。
  6. 【請求項６】上記情報部分列の構成を示す情報は、上記
    情報部分列の個数を示す ことを特徴とする請求項２記載の情報符号化方法。
  7. 【請求項７】入力信号を周波数成分に変換し、上記周波
    数成分をトーン性成分からなる第１の信号とその他の成
    分からなる第２の信号に分離し、上記第１の信号及び上
    記第２の信号をそれぞれ符号化することにより生成され
    た符号化信号を伝送する情報伝送方法において、 上記第１の信号に対応する第１の符号列を伝送する伝送
    処理と、 上記第２の信号に対応する第２の符号列を伝送する伝送
    処理と を含み、 上記第１の符号列は、上記分離処理に係るパラメータと
    上記第１の信号の符号化処理に係るパラメータの内の少
    なくとも１つを基準パラメータとして、共通の値を有す
    るもの毎にまめられた情報部分列を含む ことを特徴とする情報伝送方法。
  8. 【請求項８】上記第１の符号列は、上記第１の信号の符
    号化処理において実質的に符号化される信号に対応する
    情報部分列のみを含み、更に、上記情報部分列の構成を
    示す情報を含む ことを特徴とする請求項７記載の情報伝送方法。
  9. 【請求項９】上記基準パラメータは、上記分離処理にお
    いて分離された各トーン性成分を構成するスペクトルの
    個数を示す情報である ことを特徴とする請求項７記載の情報伝送方法。
  10. 【請求項１０】上記第１の信号の符号化処理は、上記第
    １の信号を量子化する量子化処理を含み、上記基準パラ
    メータは、上記量子化処理においる量子化精度情報であ
    る ことを特徴とする請求項７記載の情報伝送方法。
  11. 【請求項１１】上記第１の信号の符号化処理は、上記第
    １の信号を量子化する量子化処理を含み、上記基準パラ
    メータは、上記分離処理におけて分離された各トーン性
    成分を構成するスペクトルの個数を示す情報及び上記量
    子化処理における量子化精度情報である ことを特徴とする請求項７記載の情報伝送方法。
  12. 【請求項１２】上記情報部分列の構成を示す情報は、上
    記情報部分列の個数を示す ことを特徴とする請求項８記載の情報伝送方法。
  13. 【請求項１３】符号化信号でなる符号列を復号化する情
    報復号化方法において、 トーン性成分からなる第１の信号に対応する符号化信号
    を復号化して第１の復号化信号を生成する第１の復号化
    処理と、 その他の成分からなる第２の信号に対応する符号化信号
    を復号化して第２の復号化信号を生成する第２の復号化
    処理と、 上記第１及び第２の復号化信号を合成して元の信号を復
    元する復元処理と を含み、 上記第１の復号化処理及び又は上記復元処理は、単一の
    パラメータを複数の符号化信号の復号化処理及び又は上
    記復元処理に用いる ことを特徴とする情報復号化方法。
  14. 【請求項１４】上記符号列は、符号化時において実質的
    に符号化された信号に対応する情報部分列のみを含み、
    更に、上記情報部分列の構成を示す情報を含む ことを特徴とする請求項13記載の情報復号化方法。
  15. 【請求項１５】上記単一のパラメータは、各トーン性成
    分を構成するスペクトルの個数を示す情報である ことを特徴とする請求項13記載の情報復号化方法。
  16. 【請求項１６】上記第１の復号化処理は、上記符号化信
    号を逆量子化する逆量子化処理を含み、上記単一のパラ
    メータは、上記逆量子化処理に用いられる量子化精度情
    報である ことを特徴とする請求項13記載の情報復号化方法。
  17. 【請求項１７】上記第１の復号化処理は、上記符号化信
    号を逆量子化する逆量子化処理を含み、上記単一のパラ
    メータは、各トーン性成分を構成するスペクトルの個数
    を示す情報及び上記逆量子化処理に用いられる量子化精
    度情報である ことを特徴とする請求項13記載の情報復号化方法。
  18. 【請求項１８】上記情報部分列の構成を示す情報は、上
    記情報部分列の個数を示す ことを特徴とする請求項14記載の情報復号化方法。
  19. 【請求項１９】入力信号を符号化する情報符号化装置に
    おいて、 入力信号を周波数成分に変換する変換手段と、 上記周波数成分をトーン性成分からなる第１の信号とそ
    の他の成分からなる第２の信号に分離する分離手段と、 上記第１の信号を符号化する第１の符号化手段と、 上記第２の信号を符号化する第２の符号化手段と、 上記第１及び第２の符号化手段によって得られた符号化
    信号に基づいて伝送又は記録のための符号列を生成する
    符号列生成手段とを 含み、 上記符号列は、上記分離手段の分離処理に係るパラメー
    タと上記第１の符号化手段の符号化処理に係るパラメー
    タの内の少なくとも１つを基準パラメータとして、共通
    の値を有するもの毎にまめられた情報部分列を含む ことを特徴とする情報符号化装置。
  20. 【請求項２０】上記符号列は、上記第１の符号化手段に
    おいて実質的に符号化される信号に対応する情報部分列
    のみを含み、更に、上記情報部分列の構成を示す情報を
    含む ことを特徴とする請求項19記載の情報符号化装置。
  21. 【請求項２１】上記基準パラメータは、上記分離手段に
    おいて分離された各トーン性成分を構成するスペクトル
    の個数を示す情報である ことを特徴とする請求項19記載の情報符号化装置。
  22. 【請求項２２】上記第１の符号化手段は、上記第１の信
    号を量子化する量子化手段を含み、上記基準パラメータ
    は、上記量子化手段の量子化処理における量子化精度情
    報である ことを特徴とする請求項19記載の情報符号化装置。
  23. 【請求項２３】上記第１の符号化手段は、上記第１の信
    号を量子化する量子化手段を含み、上記基準パラメータ
    は、上記分離手段において分離された各トーン性成分を
    構成するスペクトルの個数を示す情報及び上記量子化手
    段の量子化処理における量子化精度情報である ことを特徴とする請求項19記載の情報符号化装置。
  24. 【請求項２４】上記情報部分列の構成を示す情報は、上
    記情報部分列の個数を示す ことを特徴とする請求項20記載の情報符号化装置。
  25. 【請求項２５】入力信号を周波数成分に変換し、上記周
    波数成分をトーン性成分からなる第１の信号とその他の
    成分からなる第２の信号に分離し、上記第１の信号及び
    上記第２の信号をそれぞれ符号化することにより生成さ
    れた符号化信号が記録された情報記録媒体において、 上記第１の信号に対応する第１の符号列と上記第２の信
    号に対応する第２の符号列が分離して記録され、 上記第１の符号列は、上記分離処理に係るパラメータと
    上記第１の信号の符号化処理に係るパラメータの内の少
    なくとも１つを基準パラメータとして、共通の値を有す
    るもの毎にまめられた情報部分列の含む ことを特徴とする情報記録媒体。
  26. 【請求項２６】上記第１の符号列は、上記第１の信号の
    符号化処理において実質的に符号化される信号に対応す
    る情報部分列のみを含み、更に、上記情報部分列の構成
    を示す情報を含む ことを特徴とする請求項25記載の情報記録媒体。
  27. 【請求項２７】上記基準パラメータは、上記分離処理に
    おいて分離された各トーン性成分を構成するスペクトル
    の個数を示す情報である ことを特徴とする請求項25記載の情報記録媒体。
  28. 【請求項２８】上記第１の信号の符号化処理は、上記第
    １の信号を量子化する量子化処理を含み、上記基準パラ
    メータは、上記量子化処理における量子化精度情報であ
    る ことを特徴とする請求項25記載の情報記録媒体。
  29. 【請求項２９】上記第１の信号の符号化処理は、上記第
    １の信号を量子化する量子化処理を含み、上記基準パラ
    メータは、上記分離処理において分離された各トーン性
    成分を構成するスペクトルの個数を示す情報及び上記量
    子化処理における量子化精度情報である ことを特徴とする請求項25記載の情報記録媒体。
  30. 【請求項３０】上記情報部分列の構成を示す情報は、上
    記情報部分列の個数を示す ことを特徴とする請求項26記載の情報記録媒体。
  31. 【請求項３１】符号化信号でなる符号列を復号化する情
    報復号化装置において、 トーン性成分からなる第１の信号に対応する符号化信号
    を復号化して第１の復号化信号を生成する第１の復号化
    手段と、 その他の成分からなる第２の信号に対応する符号化信号
    を復号化して第２の復号化信号を生成する第２の復号化
    手段と、 上記第１及び第２の復号化信号を合成して元の信号を復
    元する復元手段と を含み、 上記第１の復号化手段及び又は上記復元手段は、単一の
    パラメータを複数の符号化信号の復号化処理及び又は上
    記復元処理に用いることを特徴とする情報復号化装置。
  32. 【請求項３２】上記符号列は、符号化時に実質的に符号
    化された信号に対応する情報部分列のみを含み、更に、
    上記情報部分列の構成を示す情報を含む ことを特徴とする請求項31記載の情報復号化装置。
  33. 【請求項３３】上記単一のパラメータは、各トーン性成
    分を構成するスペクトルの個数を示す情報である ことを特徴とする請求項31記載の情報復号化装置。
  34. 【請求項３４】上記第１の復号化手段は、上記符号化信
    号を逆量子化する逆量子化手段を含み、上記単一のパラ
    メータは、上記逆量子化手段の逆量子化処理に用いられ
    る量子化精度情報である ことを特徴とする請求項31記載の情報復号化装置。
  35. 【請求項３５】上記第１の復号化手段は、上記符号化信
    号を逆量子化する逆量子化手段を含み、上記単一のパラ
    メータは、各トーン性成分を構成するスペクトルの個数
    を示す情報及び上記逆量子化手段の逆量子化処理に用い
    られる量子化精度情報である ことを特徴とする請求項31記載の情報復号化装置。
  36. 【請求項３６】上記情報部分列の構成を示す情報は、上
    記情報部分列の個性を示す ことを特徴とする請求項32記載の情報復号化装置。
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