JP3235365B2 - 高能率符号化方法及びその装置 - Google Patents
高能率符号化方法及びその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力信号を高能率符号
化して伝送あるいは記録再生し、さらに復号化して再生
信号を得るのに適用される高能率符号化及びその装置に
関する。
化して伝送あるいは記録再生し、さらに復号化して再生
信号を得るのに適用される高能率符号化及びその装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の高能率符号化装置は、特
開平５−３７３９６号公報に記載されているように、入
力信号を複数の周波数帯域に分割すると共に、各帯域毎
に適応的にブロックサイズを変化させた後、スペクトル
データを求め、このスペクトルデータを固定の臨界帯域
毎にビットを割り当てるものであり、ビット割当に使用
できる全ビットについて、予め定められた固定ビット割
当パターン分と時間と周波数に関係して固定的に細分化
された小ブロックの信号の大きさに依存する割当分とに
配分されて分割使用されるように構成されている。
開平５−３７３９６号公報に記載されているように、入
力信号を複数の周波数帯域に分割すると共に、各帯域毎
に適応的にブロックサイズを変化させた後、スペクトル
データを求め、このスペクトルデータを固定の臨界帯域
毎にビットを割り当てるものであり、ビット割当に使用
できる全ビットについて、予め定められた固定ビット割
当パターン分と時間と周波数に関係して固定的に細分化
された小ブロックの信号の大きさに依存する割当分とに
配分されて分割使用されるように構成されている。
【０００３】この従来の高能率符号化装置について、図
４及び図５を参照してさらに詳しく説明する。
４及び図５を参照してさらに詳しく説明する。
【０００４】図４において、入力端子４１０に、例えば
０〜２０ｋＨｚのオーディオＰＣＭ信号が供給される。
この入力信号は、例えばいわゆるＱＭＦフィルタなどの
帯域分割フィルタ４１１により、０〜１０ｋＨｚ帯域と
１０ｋ〜２０ｋＨｚ帯域とに分割され、０〜１０ｋＨｚ
帯域信号は同じくいわゆるＱＭＦフィルタなどの帯域分
割フィルタ４１２により０〜５ｋＨｚ帯域と５ｋ〜１０
ｋＨｚ帯域とに分割される。
０〜２０ｋＨｚのオーディオＰＣＭ信号が供給される。
この入力信号は、例えばいわゆるＱＭＦフィルタなどの
帯域分割フィルタ４１１により、０〜１０ｋＨｚ帯域と
１０ｋ〜２０ｋＨｚ帯域とに分割され、０〜１０ｋＨｚ
帯域信号は同じくいわゆるＱＭＦフィルタなどの帯域分
割フィルタ４１２により０〜５ｋＨｚ帯域と５ｋ〜１０
ｋＨｚ帯域とに分割される。
【０００５】帯域分割フィルタ４１１からの１０ｋ〜２
０ｋＨｚ帯域の信号は、直行変換回路の一つであるＭＤ
ＣＴ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉ
ｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）回路４１３に送られ、帯域分
割フィルタ４１２からの５〜１０ｋＨｚ帯域の信号はＭ
ＤＣＴ回路４１４に送られ、帯域分割フィルタ４１２か
らの０〜５ｋＨｚ帯域の信号はＭＤＣＴ回路４１５に送
られ、これにより、それぞれはＭＤＣＴ処理される。
０ｋＨｚ帯域の信号は、直行変換回路の一つであるＭＤ
ＣＴ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉ
ｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）回路４１３に送られ、帯域分
割フィルタ４１２からの５〜１０ｋＨｚ帯域の信号はＭ
ＤＣＴ回路４１４に送られ、帯域分割フィルタ４１２か
らの０〜５ｋＨｚ帯域の信号はＭＤＣＴ回路４１５に送
られ、これにより、それぞれはＭＤＣＴ処理される。
【０００６】各ＭＤＣＴ回路４１３、４１４、４１５に
てＭＤＣＴ処理することにより得られた周波数軸上のス
ペクトルデータあるいはＭＤＣＴ係数データは、固定さ
れた臨界帯域毎にまたは高域では臨界帯域をさらに細分
化した固定ブロック毎にまとめられて、適応ビット割当
符号化回路４１６、４１７、４１８に送られている。適
応ビット割当符号化回路４１６、４１７、４１８によ
り、固定された各臨界帯域毎にまたは高域では臨界帯域
幅をさらに細分化した固定ブロック毎に割当てられたビ
ット数に応じて、各スペクトルデータ（あるいはＭＤＣ
Ｔ係数データ）を再量子化する。
てＭＤＣＴ処理することにより得られた周波数軸上のス
ペクトルデータあるいはＭＤＣＴ係数データは、固定さ
れた臨界帯域毎にまたは高域では臨界帯域をさらに細分
化した固定ブロック毎にまとめられて、適応ビット割当
符号化回路４１６、４１７、４１８に送られている。適
応ビット割当符号化回路４１６、４１７、４１８によ
り、固定された各臨界帯域毎にまたは高域では臨界帯域
幅をさらに細分化した固定ブロック毎に割当てられたビ
ット数に応じて、各スペクトルデータ（あるいはＭＤＣ
Ｔ係数データ）を再量子化する。
【０００７】このようにして符号化されたデータは出力
端子４２２、４２４、４２６を介して取り出される。こ
のとき、どのような信号の大きさに関する正規化がされ
たかを示すフローティング情報と、どのようなビット長
で量子化されたかを示すビット長情報が同時に送出され
る。
端子４２２、４２４、４２６を介して取り出される。こ
のとき、どのような信号の大きさに関する正規化がされ
たかを示すフローティング情報と、どのようなビット長
で量子化されたかを示すビット長情報が同時に送出され
る。
【０００８】図５は、このようにして高能率符号化され
た信号を伝送あるいは記憶再生した後に、再び復号化す
るための復号装置の一実施例を示している。
た信号を伝送あるいは記憶再生した後に、再び復号化す
るための復号装置の一実施例を示している。
【０００９】各帯域の量子化された上記ＭＤＣＴ係数
は、復号回路入力端子５２２、５２４、５２６に与えら
れ、使用されたブロックサイズ情報は入力端子５２３、
５２５、５２７に与えられる。復号化回路５１６、５１
７、５１８では適応ビット割当情報を用いてビット割当
を解除する。ＩＭＤＣＴ（逆ＭＤＣＴ）回路５１３、５
１４、５１５で周波数軸上の信号が時間軸上の信号に変
換される。これらの部分帯域の時間軸上の信号はＩＱＭ
Ｆ（逆ＱＭＦ）回路５１２、５１１により全帯域信号に
復号化され、出力端子５１０より出力される。
は、復号回路入力端子５２２、５２４、５２６に与えら
れ、使用されたブロックサイズ情報は入力端子５２３、
５２５、５２７に与えられる。復号化回路５１６、５１
７、５１８では適応ビット割当情報を用いてビット割当
を解除する。ＩＭＤＣＴ（逆ＭＤＣＴ）回路５１３、５
１４、５１５で周波数軸上の信号が時間軸上の信号に変
換される。これらの部分帯域の時間軸上の信号はＩＱＭ
Ｆ（逆ＱＭＦ）回路５１２、５１１により全帯域信号に
復号化され、出力端子５１０より出力される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、マスキングパターンの算出において、中心周
波数が固定の臨界帯域フィルタを用いているため、人間
の聴覚における雑音レベルは最小にはならないという問
題があった。
装置では、マスキングパターンの算出において、中心周
波数が固定の臨界帯域フィルタを用いているため、人間
の聴覚における雑音レベルは最小にはならないという問
題があった。
【００１１】本発明は、このような従来の問題点を解決
するものであり、人間の聴覚メカニズムに対応した適応
型マスキングパターンと最小可聴曲線を用いることによ
り、いかなるスペクトルをもつ信号であっても、聴覚に
おける雑音レベルを最小にする高能率符号化方法及びそ
の装置を提供することを目的とするものである。
するものであり、人間の聴覚メカニズムに対応した適応
型マスキングパターンと最小可聴曲線を用いることによ
り、いかなるスペクトルをもつ信号であっても、聴覚に
おける雑音レベルを最小にする高能率符号化方法及びそ
の装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の高能率符号化方法は、スペクトル算出器で得
られた各スペクトルに対して、適応型臨界帯域フィルタ
データベースを用いてマスキングパターンを算出し、周
波数軸上で適応型マスキングパターンを合成する。一
方、最小可聴値データベースに基づいてスペクトルデー
タの感覚レベルを求める。各スペクトルにおいて、前記
適応型マスキングパターンと前記感覚レベルとを比較し
て大きい方の値を採用し、各スペクトルのレベルとこの
値との差を可聴成分として算出する。この情報に基づい
てビット配分を決定し、ビット割当を行うことを特徴と
する。
に本発明の高能率符号化方法は、スペクトル算出器で得
られた各スペクトルに対して、適応型臨界帯域フィルタ
データベースを用いてマスキングパターンを算出し、周
波数軸上で適応型マスキングパターンを合成する。一
方、最小可聴値データベースに基づいてスペクトルデー
タの感覚レベルを求める。各スペクトルにおいて、前記
適応型マスキングパターンと前記感覚レベルとを比較し
て大きい方の値を採用し、各スペクトルのレベルとこの
値との差を可聴成分として算出する。この情報に基づい
てビット配分を決定し、ビット割当を行うことを特徴と
する。
【００１３】また、本発明の高能率符号化装置は、ディ
ジタル化した入力信号を所定の時間に分割する時間窓
と、前記分割された時間波形のスペクトルを算出するス
ペクトル算出器と、前記算出された各スペクトルに対し
て、時間軸上で適応型マスキングパターンに合成する適
応型マスキングパターン合成器と、最小可聴値データを
格納する最小可聴値データベースと、前記最小可聴値デ
ータベースに基づいて前記各スペクトルの感覚レベルを
算出する感覚レベル算出器と、前記各スペクトルについ
て前記適応型マスキングパターン合成器で算出された値
と前記感覚レベル算出器で算出された値とを比較して大
きい方の値を取り出し、この値と各スペクトルのレベル
との差を可聴成分として算出する可聴成分算出器と、前
記可聴成分算出器で算出された情報に基づいてビット配
分を決定するビット配分決定器と、前記決定されたビッ
ト配分情報に基づき前記スペクトル算出器からの時間波
形のスペクトルデータにビットを割り当てて符号化する
ビット割当符号化器とを備えてなるものである。
ジタル化した入力信号を所定の時間に分割する時間窓
と、前記分割された時間波形のスペクトルを算出するス
ペクトル算出器と、前記算出された各スペクトルに対し
て、時間軸上で適応型マスキングパターンに合成する適
応型マスキングパターン合成器と、最小可聴値データを
格納する最小可聴値データベースと、前記最小可聴値デ
ータベースに基づいて前記各スペクトルの感覚レベルを
算出する感覚レベル算出器と、前記各スペクトルについ
て前記適応型マスキングパターン合成器で算出された値
と前記感覚レベル算出器で算出された値とを比較して大
きい方の値を取り出し、この値と各スペクトルのレベル
との差を可聴成分として算出する可聴成分算出器と、前
記可聴成分算出器で算出された情報に基づいてビット配
分を決定するビット配分決定器と、前記決定されたビッ
ト配分情報に基づき前記スペクトル算出器からの時間波
形のスペクトルデータにビットを割り当てて符号化する
ビット割当符号化器とを備えてなるものである。
【００１４】
【作用】従って、本発明によれば、いかなるスペクトル
をもつ入力信号に対しても、聴覚における雑音レベルを
最小にすることができる。
をもつ入力信号に対しても、聴覚における雑音レベルを
最小にすることができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１６】図１は本発明方法による高能率符号化装置
の一実施例の構成を示すものである。
の一実施例の構成を示すものである。
【００１７】図１において、高能率符号化装置は、Ａ／
Ｄ変換器２、時間窓３、スペクトル算出器４、適応型マ
スキングパターン合成器５、感覚レベル算出器６、最小
可聴値データベース７、可聴成分算出器８、ビット配分
決定器９、ビット割当符号化器１０、符号化出力端子１
１、ビット配分情報出力端子１２を備える。
Ｄ変換器２、時間窓３、スペクトル算出器４、適応型マ
スキングパターン合成器５、感覚レベル算出器６、最小
可聴値データベース７、可聴成分算出器８、ビット配分
決定器９、ビット割当符号化器１０、符号化出力端子１
１、ビット配分情報出力端子１２を備える。
【００１８】Ａ／Ｄ変換器２はアナログ信号をディジタ
ル信号に変換し、時間窓３により１０ｍｓ程度に分割さ
れる。スペクトル算出器４は分割された時間波形のスペ
クトルを算出し、この各スペクトルは適応型マスキング
パターン合成器５、感覚レベル算出器６、ビット割当符
号化器１０にそれぞれ出力される。
ル信号に変換し、時間窓３により１０ｍｓ程度に分割さ
れる。スペクトル算出器４は分割された時間波形のスペ
クトルを算出し、この各スペクトルは適応型マスキング
パターン合成器５、感覚レベル算出器６、ビット割当符
号化器１０にそれぞれ出力される。
【００１９】図２は、適応型マスキングパターン合成器
５の具体構成例を示す。図１におけるスペクトル算出器
４の出力は、図２の適応型マスキングパターン合成機能
部２００の入力端子２０１を介してスペクトル分離器２
０２に送られ、各スペクトルに分離される。分離された
各スペクトルに対して、マスキングパターン算出器２０
３により、適応型臨界帯域フィルタデータベース２０４
を基にマスキングパターンを算出する。これらのマスキ
ングパターンは適応型マスキングパターン合成部２０５
において、周波数軸上で適応型マスキングパターンに合
成され、出力端子２０６から可聴成分算出器８へ送出さ
れる。
５の具体構成例を示す。図１におけるスペクトル算出器
４の出力は、図２の適応型マスキングパターン合成機能
部２００の入力端子２０１を介してスペクトル分離器２
０２に送られ、各スペクトルに分離される。分離された
各スペクトルに対して、マスキングパターン算出器２０
３により、適応型臨界帯域フィルタデータベース２０４
を基にマスキングパターンを算出する。これらのマスキ
ングパターンは適応型マスキングパターン合成部２０５
において、周波数軸上で適応型マスキングパターンに合
成され、出力端子２０６から可聴成分算出器８へ送出さ
れる。
【００２０】図１において、感覚レベル算出器６では、
最小可聴値データベース７に基づいてスペクトルデータ
の感覚レベルを求める。可聴成分算出器８では、各スペ
クトルにおいて適応型マスキングパターン合成器５で求
められた値と感覚レベル算出器６で求められた値とを比
較して大きい方の値を取り出し、この値と各スペクトル
のレベルとの差を可聴成分として算出する。この算出し
た可聴成分に基づいてビット配分器９によりビット配分
を決定し、このビット配分情報に基づき時間波形のスペ
クトルデータにビットを割り当ててビット割当符号化器
１０で符号化を行う。
最小可聴値データベース７に基づいてスペクトルデータ
の感覚レベルを求める。可聴成分算出器８では、各スペ
クトルにおいて適応型マスキングパターン合成器５で求
められた値と感覚レベル算出器６で求められた値とを比
較して大きい方の値を取り出し、この値と各スペクトル
のレベルとの差を可聴成分として算出する。この算出し
た可聴成分に基づいてビット配分器９によりビット配分
を決定し、このビット配分情報に基づき時間波形のスペ
クトルデータにビットを割り当ててビット割当符号化器
１０で符号化を行う。
【００２１】図３は、このようにして高能率符号化され
た信号を伝送あるいは記録再生した後に、再び復号化す
るための復号装置の一実施例を示している。
た信号を伝送あるいは記録再生した後に、再び復号化す
るための復号装置の一実施例を示している。
【００２２】符号化された信号は復号装置入力端子３１
１に与えられ、使用されたビット配分情報は入力端子３
１２に与えられる。復号化器３１３では、ビット配分情
報を用いてビット割当を解除する。時間波形復元器３１
４では周波数軸上の信号が時間軸上の信号に変換され、
Ｄ／Ａ変換器３１５でアナログ信号に変換されて、出力
端子３１６より出力される。
１に与えられ、使用されたビット配分情報は入力端子３
１２に与えられる。復号化器３１３では、ビット配分情
報を用いてビット割当を解除する。時間波形復元器３１
４では周波数軸上の信号が時間軸上の信号に変換され、
Ｄ／Ａ変換器３１５でアナログ信号に変換されて、出力
端子３１６より出力される。
【００２３】このように本実施例によれば、入力信号を
時間窓３により１０ｍｓ程度に分割し、スペクトル算出
器４で分割した時間波形のスペクトルを算出し、適応型
マスキングパターン合成器５で適応型マスキングパター
ンを合成し、感覚レベル算出器６で最小可聴値データベ
ース７に基づいてスペクトルデータの感覚レベルを求
め、可聴成分算出器８では、各スペクトルにおいて適応
型マスキングパターン合成器５で求められた値と感覚レ
ベル算出器６で求められた値とを比較して大きい方の値
を取り出し、この値と各スペクトルのレベルとの差を可
聴成分として算出し、この可聴成分情報に基づいてビッ
ト配分器９によりビット配分を決定し、ビット割当符号
化器１０で符号化を行う構成にしたから、聴覚における
雑音レベルを最小にする高能率符号化を実現することが
できる。
時間窓３により１０ｍｓ程度に分割し、スペクトル算出
器４で分割した時間波形のスペクトルを算出し、適応型
マスキングパターン合成器５で適応型マスキングパター
ンを合成し、感覚レベル算出器６で最小可聴値データベ
ース７に基づいてスペクトルデータの感覚レベルを求
め、可聴成分算出器８では、各スペクトルにおいて適応
型マスキングパターン合成器５で求められた値と感覚レ
ベル算出器６で求められた値とを比較して大きい方の値
を取り出し、この値と各スペクトルのレベルとの差を可
聴成分として算出し、この可聴成分情報に基づいてビッ
ト配分器９によりビット配分を決定し、ビット割当符号
化器１０で符号化を行う構成にしたから、聴覚における
雑音レベルを最小にする高能率符号化を実現することが
できる。
【００２４】
【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、スペクトル算出器で得られた各スペクトルに対し
て、適応型臨界帯域フィルタのデータを用いてマスキン
グパターンを算出した後、周波数軸上で適応型マスキン
グパターンを合成し、さらに最小可聴値データベースに
基づいてスペクトルデータの感覚レベルを求めている。
そして、各スペクトルにおいて適応型マスキングパター
ンと感覚レベルとを比較して大きい方の値を取り出し、
この値と各スペクトルのレベルとの差を可聴成分とし、
この情報に基づいてビット配分を決定して、ビット割当
を行うことにより、聴覚における雑音レベルを最小にす
る高能率符号化を実現することができる。
に、スペクトル算出器で得られた各スペクトルに対し
て、適応型臨界帯域フィルタのデータを用いてマスキン
グパターンを算出した後、周波数軸上で適応型マスキン
グパターンを合成し、さらに最小可聴値データベースに
基づいてスペクトルデータの感覚レベルを求めている。
そして、各スペクトルにおいて適応型マスキングパター
ンと感覚レベルとを比較して大きい方の値を取り出し、
この値と各スペクトルのレベルとの差を可聴成分とし、
この情報に基づいてビット配分を決定して、ビット割当
を行うことにより、聴覚における雑音レベルを最小にす
る高能率符号化を実現することができる。
【図１】本発明方法による高能率符号化装置の構成例を
示す概略ブロック図
示す概略ブロック図
【図２】本実施例における適応型マスキングパターン合
成器の具体例を示すブロック図
成器の具体例を示すブロック図
【図３】本実施例の高能率符号化装置に対する復号化装
置の構成例を示す概略ブロック図
置の構成例を示す概略ブロック図
【図４】従来例における高能率符号化装置の概略ブロッ
ク図
ク図
【図５】従来例の高能率符号化装置に対する復号化装置
の概略ブロック図
の概略ブロック図
１ 高能率符号化装置入力端子 ２ Ａ／Ｄ変換器 ３ 時間窓 ４ スペクトル検出器 ５ 適応型マスキングパターン合成器 ６ 感覚レベル算出器 ７ 最小可聴値データベース ８ 可聴成分算出器 ９ ビット配分決定器 １０ ビット割当符号化器 １１ 符号化出力端子 １２ ビット配分情報出力端子 ２００ 適応型マスキングパターン合成器 ２０２ スペクトル分離器 ２０３ マスキングパターン算出器 ２０４ 適応型臨界帯域フィルタデータベース ２０５ 適応型マスキングパターン合成器 ３１１ 復号化入力端子 ３１２ ビット配分情報入力端子 ３１３ 復号化器 ３１４ 時間波形復元器 ３１５ Ｄ／Ａ変換器 ３１６ 高能率復号化装置出力端子
Claims (2)
- 【請求項１】 ディジタル化した入力信号を時間窓ごと
に分離し、この分離された時間波形のスペクトルデータ
を求め、このスペクトルデータから可聴成分を求めて、
適応的にビットを割り当てる高能率符号化方法であっ
て、適応型臨界帯域フィルタのデータをもとに前記時間
窓で求められた各スペクトルからマスキングパターンを
算出し、このマスキングパターンを周波数軸上で合成す
ることにより各時間窓のスペクトルに適応したマスキン
グパターンを合成し、この適応したマスキングパターン
と最小可聴値データを格納する最小可聴値データベース
の感覚レベルとを比較し大きい値を採用することにより
可聴成分の最適なビット配分を実現することを特徴とし
た高能率符号化方法。 - 【請求項２】 ディジタル化した入力信号を所定の時間
に分割する時間窓と、前記分割された時間波形のスペク
トルを算出するスペクトル算出器と、前記算出された各
スペクトルに対して、時間軸上で適応型マスキングパタ
ーンに合成する適応型マスキングパターン合成器と、最
小可聴値データを格納する最小可聴値データベースと、
前記最小可聴値データベースに基づいて前記各スペクト
ルの感覚レベルを算出する感覚レベル算出器と、前記各
スペクトルについて前記適応型マスキングパターン合成
器で算出された値と前記感覚レベル算出器で算出された
値とを比較して大きい方の値を取り出し、この値と各ス
ペクトルのレベルとの差を可聴成分として算出する可聴
成分算出器と、前記可聴成分算出器で算出された情報に
基づいてビット配分を決定するビット配分決定器と、前
記決定されたビット配分情報に基づき前記スペクトル算
出器からの時間波形のスペクトルデータにビットを割り
当てて符号化するビット割当符号化器とを備えてなる高
能率符号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24122594A JP3235365B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 高能率符号化方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24122594A JP3235365B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 高能率符号化方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08107361A JPH08107361A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3235365B2 true JP3235365B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=17071069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24122594A Expired - Fee Related JP3235365B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 高能率符号化方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235365B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP24122594A patent/JP3235365B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08107361A (ja) | 1996-04-23 |
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