JP3283200B2 - 符号化音声データの符号化レート変換方法および装置 - Google Patents
符号化音声データの符号化レート変換方法および装置Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J3/00—Time-division multiplex systems
- H04J3/16—Time-division multiplex systems in which the time allocation to individual channels within a transmission cycle is variable, e.g. to accommodate varying complexity of signals, to vary number of channels transmitted
- H04J3/1682—Allocation of channels according to the instantaneous demands of the users, e.g. concentrated multiplexers, statistical multiplexers
- H04J3/1688—Allocation of channels according to the instantaneous demands of the users, e.g. concentrated multiplexers, statistical multiplexers the demands of the users being taken into account after redundancy removal, e.g. by predictive coding, by variable sampling
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音声符号化データの
レート変換方法および装置に関し、特にディジタル音声
を記録、伝送、または再生する装置に用いる音声符号化
データのレート変換方法および装置に関する。
レート変換方法および装置に関し、特にディジタル音声
を記録、伝送、または再生する装置に用いる音声符号化
データのレート変換方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】音声の高能率符号化の従来例としては、
ISO （国際標準化機構）とIEC （国際電気標準会議）の
JTC(Joint Technical Committee)で提案されている音声
符号化の標準方式、すなわちMPEG1 Audio(Moving Pictu
re Expert Group)やMPEG2 Audio がある。MPEG Audio方
式の符号化により、音声信号は音質に応じて32kbit/sか
ら448kbit/s 程度の伝送速度の符号化データに変換さ
れ、コンピュータハードディスクに蓄積されたり、LAN
(Local Area Network) などにより伝送される。一方イ
ンターネットやISDNなどの伝送路では、回線の混雑度や
契約回線速度により利用出来る伝送速度は様々であるた
め、音声の伝送に関しても色々な速度での伝送要求があ
る。このため、例えば一旦蓄積された符号化データがあ
る場合には、これを復号して音声を復元し、所要の伝送
速度に合わせて再度符号化を行う技術が必要である。
ISO （国際標準化機構）とIEC （国際電気標準会議）の
JTC(Joint Technical Committee)で提案されている音声
符号化の標準方式、すなわちMPEG1 Audio(Moving Pictu
re Expert Group)やMPEG2 Audio がある。MPEG Audio方
式の符号化により、音声信号は音質に応じて32kbit/sか
ら448kbit/s 程度の伝送速度の符号化データに変換さ
れ、コンピュータハードディスクに蓄積されたり、LAN
(Local Area Network) などにより伝送される。一方イ
ンターネットやISDNなどの伝送路では、回線の混雑度や
契約回線速度により利用出来る伝送速度は様々であるた
め、音声の伝送に関しても色々な速度での伝送要求があ
る。このため、例えば一旦蓄積された符号化データがあ
る場合には、これを復号して音声を復元し、所要の伝送
速度に合わせて再度符号化を行う技術が必要である。
【０００３】図６に一般的な符号化器と復号器を用いて
実現した例を示す。図示されているように、符号化デー
タ入力端子１１から入力された、符号化レートR1で符号
化されたデータは、復号部１３の出力１８で音声信号、
出力１９で符号化情報として出力される。それらの出力
と、入力端子１２にターゲット符号化レートR2が符号化
部１Ａに入力され、新たに符号化レートR2に変換された
符号化データが符号化データ出力端子１Ｋに出力され
る。
実現した例を示す。図示されているように、符号化デー
タ入力端子１１から入力された、符号化レートR1で符号
化されたデータは、復号部１３の出力１８で音声信号、
出力１９で符号化情報として出力される。それらの出力
と、入力端子１２にターゲット符号化レートR2が符号化
部１Ａに入力され、新たに符号化レートR2に変換された
符号化データが符号化データ出力端子１Ｋに出力され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現状では符号化された
音声データを必要とする符号化レートに直接変換する技
術は確立されておらず、一度符号化された音声データか
ら音声信号を復元し、復元された音声信号をもう一度必
要とする符号化レートで符号化する方法が用いられてい
る。しかし、例えばMPEGオーディオでは符号化、復号化
の処理の際に必要な計算量の大部分を占めるサブバンド
分析フィルタバンクによる畳み込み演算処理を行うた
め、高速に処理を行うためには非常に高度な処理が必要
になる。また、符号化データから復号化された音声デー
タに対してもう一度心理聴覚分析を行うため、原音とは
異なる劣化した符号化音声を目標とする事による音質低
下が起こる可能性がある。
音声データを必要とする符号化レートに直接変換する技
術は確立されておらず、一度符号化された音声データか
ら音声信号を復元し、復元された音声信号をもう一度必
要とする符号化レートで符号化する方法が用いられてい
る。しかし、例えばMPEGオーディオでは符号化、復号化
の処理の際に必要な計算量の大部分を占めるサブバンド
分析フィルタバンクによる畳み込み演算処理を行うた
め、高速に処理を行うためには非常に高度な処理が必要
になる。また、符号化データから復号化された音声デー
タに対してもう一度心理聴覚分析を行うため、原音とは
異なる劣化した符号化音声を目標とする事による音質低
下が起こる可能性がある。
【０００５】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を解決し、従来の手法よりも簡単な手段を用いて、従
来の手法と同様な性能を持つ音声符号化データの符号化
レート変換方法および装置を提供する事にある。
点を解決し、従来の手法よりも簡単な手段を用いて、従
来の手法と同様な性能を持つ音声符号化データの符号化
レート変換方法および装置を提供する事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明方法は前記目的を
達成するために、入力された音声符号化データの符号化
レートをターゲット符号化レート以下の符号化レートを
有する出力符号化データに変換するための方法であっ
て、前記入力された音声符号化データのフレームサイズ
が前記ターゲット符号化レートにより定まるフレームサ
イズより大なるときに制御出力を取り出し、前記入力さ
れた音声符号化データのフレームサイズが前記ターゲッ
ト符号化レートより定まるフレームサイズ以下になるま
で、前記入力された音声符号化データのフレームサイズ
を規定するパラメータを該制御出力により予め定めた手
順で制御して得られる前記出力符号化データを変換出力
とすることを特徴とする構成を有している。また、本発
明装置は、入力された音声符号化データの符号化レート
をターゲット符号化レート以下の符号化レートを有する
出力符号化データに変換するための装置であって、前記
入力された音声符号化データのフレームサイズが前記タ
ーゲット符号化レートにより定まるフレームサイズより
大なるときに制御出力を取り出す比較手段と、前記入力
された音声符号化データのフレームサイズが前記ターゲ
ット符号化レートより定まるフレームサイズ以下になる
まで、前記入力された音声符号化データのフレームサイ
ズを規定するパラメータを該制御出力により予め定めた
手順で制御して得られる前記出力符号化データを変換出
力とする変換手段とを備えたことを特徴とする構成を有
している。
達成するために、入力された音声符号化データの符号化
レートをターゲット符号化レート以下の符号化レートを
有する出力符号化データに変換するための方法であっ
て、前記入力された音声符号化データのフレームサイズ
が前記ターゲット符号化レートにより定まるフレームサ
イズより大なるときに制御出力を取り出し、前記入力さ
れた音声符号化データのフレームサイズが前記ターゲッ
ト符号化レートより定まるフレームサイズ以下になるま
で、前記入力された音声符号化データのフレームサイズ
を規定するパラメータを該制御出力により予め定めた手
順で制御して得られる前記出力符号化データを変換出力
とすることを特徴とする構成を有している。また、本発
明装置は、入力された音声符号化データの符号化レート
をターゲット符号化レート以下の符号化レートを有する
出力符号化データに変換するための装置であって、前記
入力された音声符号化データのフレームサイズが前記タ
ーゲット符号化レートにより定まるフレームサイズより
大なるときに制御出力を取り出す比較手段と、前記入力
された音声符号化データのフレームサイズが前記ターゲ
ット符号化レートより定まるフレームサイズ以下になる
まで、前記入力された音声符号化データのフレームサイ
ズを規定するパラメータを該制御出力により予め定めた
手順で制御して得られる前記出力符号化データを変換出
力とする変換手段とを備えたことを特徴とする構成を有
している。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は次のような形態をとって
実施することができる。 （１）符号化された音声データにおいて、該符号化レー
トを変換する場合に、ビット構造を再構築し、元の音声
信号を復元せずに高周波のサブバンドを削除することに
より目的の符号化レートに変換することを特徴とするレ
ート変換方法又は装置。 （２）符号化された音声データにおいて、該符号化レー
トを変換する場合に、元の音声信号を復元せずに高周波
のサブバンドから順に再量子化を行って符号量を削減し
て目的の符号化レートに変換することを特徴とするレー
ト変換方法又は装置。 （３）符号化された音声データにおいて、元の音声信号
を復元せずにマスク対雑音比を用いて高周波のサブバン
ドから順に再量子化を行って符号量を削減して目的の符
号化レートに変換することを特徴とするレート変換方法
又は装置。 （４）（２）又は（３）において、音声の符号化データ
を逆量子化する手段と、前記逆量子化された符号化デー
タを再量子化する手段と、前記再量子化に必要な量子化
ステップの制御を行う量子化制御手段とを備えた音声符
号化データの符号化レート変換装置。
実施することができる。 （１）符号化された音声データにおいて、該符号化レー
トを変換する場合に、ビット構造を再構築し、元の音声
信号を復元せずに高周波のサブバンドを削除することに
より目的の符号化レートに変換することを特徴とするレ
ート変換方法又は装置。 （２）符号化された音声データにおいて、該符号化レー
トを変換する場合に、元の音声信号を復元せずに高周波
のサブバンドから順に再量子化を行って符号量を削減し
て目的の符号化レートに変換することを特徴とするレー
ト変換方法又は装置。 （３）符号化された音声データにおいて、元の音声信号
を復元せずにマスク対雑音比を用いて高周波のサブバン
ドから順に再量子化を行って符号量を削減して目的の符
号化レートに変換することを特徴とするレート変換方法
又は装置。 （４）（２）又は（３）において、音声の符号化データ
を逆量子化する手段と、前記逆量子化された符号化デー
タを再量子化する手段と、前記再量子化に必要な量子化
ステップの制御を行う量子化制御手段とを備えた音声符
号化データの符号化レート変換装置。
【０００８】本発明によれば、入力符号化データを音声
信号に復元することなく、出力音声符号化データの符号
化レート変換を行う事ができるので、高速に符号化デー
タの符号化レート変換を行う事が可能になる。また計算
量が削減されるため、従来装置と比較して簡単な装置構
成で安価に構成する事が可能になる。
信号に復元することなく、出力音声符号化データの符号
化レート変換を行う事ができるので、高速に符号化デー
タの符号化レート変換を行う事が可能になる。また計算
量が削減されるため、従来装置と比較して簡単な装置構
成で安価に構成する事が可能になる。
【０００９】
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。本発明はどのような音声符号化方式にも適用可
能であるが、以下の実施例では、MPEG方式による音声符
号化の場合について説明する。MPEGでは入力音声を３２
の周波数帯域に分割し、そのそれぞれについて独立した
量子化ステップを割り当てて符号化している。そして、
そのそれぞれの帯域の値は、サンプル値、スケールファ
クタ、割り当てビット数などの情報によって表現されて
いる。
明する。本発明はどのような音声符号化方式にも適用可
能であるが、以下の実施例では、MPEG方式による音声符
号化の場合について説明する。MPEGでは入力音声を３２
の周波数帯域に分割し、そのそれぞれについて独立した
量子化ステップを割り当てて符号化している。そして、
そのそれぞれの帯域の値は、サンプル値、スケールファ
クタ、割り当てビット数などの情報によって表現されて
いる。
【００１０】図１のブロック図で、本発明のレート変換
装置の第１実施例の構成を示す。まず符号化データ入力
端子２１より符号化レートR1で符号化された音声符号化
データSt(fn)が入力される。ここで、fnは音声ストリー
ムを一定の大きさで分割しているフレームのフレーム番
号を指す。この入力データに対して、まずビットストリ
ーム分解部１４でビット列分解が行われ、ビット表現さ
れている各帯域の信号情報Sg(fn,sb) と、それに伴う各
帯域の符号割り当てBa(fn,sb) などのサイド情報を表現
した符号列が得られる。このサイド情報を表現した符号
列はサイド情報復号部１５でサイド情報として復号され
る。ここで、sbはMPEG音声を３２個に分ける帯域番号で
あり、低域から高域に向かって０から３１が割り当てら
れている。
装置の第１実施例の構成を示す。まず符号化データ入力
端子２１より符号化レートR1で符号化された音声符号化
データSt(fn)が入力される。ここで、fnは音声ストリー
ムを一定の大きさで分割しているフレームのフレーム番
号を指す。この入力データに対して、まずビットストリ
ーム分解部１４でビット列分解が行われ、ビット表現さ
れている各帯域の信号情報Sg(fn,sb) と、それに伴う各
帯域の符号割り当てBa(fn,sb) などのサイド情報を表現
した符号列が得られる。このサイド情報を表現した符号
列はサイド情報復号部１５でサイド情報として復号され
る。ここで、sbはMPEG音声を３２個に分ける帯域番号で
あり、低域から高域に向かって０から３１が割り当てら
れている。
【００１１】復元された符号割り当てと、ターゲット符
号化レート入力端子２２から入力された符号化レートR2
を元に、フレームサイズ再計算部２６で符号化レートR2
を満足する各帯域の符号割り当てBr(fn,sb) を計算する
（詳細は後述）。その結果求まった各帯域の符号割り当
て情報Brや、元の符号化音声の符号化情報をもとにサイ
ド情報符号化部１Ｉで新たな符号化音声に関するサイド
情報の符号列を作成する。
号化レート入力端子２２から入力された符号化レートR2
を元に、フレームサイズ再計算部２６で符号化レートR2
を満足する各帯域の符号割り当てBr(fn,sb) を計算する
（詳細は後述）。その結果求まった各帯域の符号割り当
て情報Brや、元の符号化音声の符号化情報をもとにサイ
ド情報符号化部１Ｉで新たな符号化音声に関するサイド
情報の符号列を作成する。
【００１２】ビットストリーム分解部１４で得た各帯域
のビット表現された信号情報Sg(fn,sb) は、ビット圧縮
部１Ｄにおいて、各帯域の符号割り当て情報Br(fn,sb)
をもとに符号表現のまま信号情報を更新する。そしてビ
ットストリーム形成部１Ｊにおいて、先に符号化されて
いるサイド情報とともにフレーム構造の符号列に構築さ
れ、符号化データ出力端子２９より出力される。なお、
前記のビットストリーム分解部１４とサイド情報復号部
１５はMPEG方式に準拠した復号器で用いるものと同一の
方式を用いる事ができる。また、ビット圧縮部１Ｄ，サ
イド情報符号化部１Ｉ，ビットストリーム形成部１Ｊ
は、MPEG方式に準拠した符号化器１Ａで用いるものと同
一の方式を用いる事ができる。
のビット表現された信号情報Sg(fn,sb) は、ビット圧縮
部１Ｄにおいて、各帯域の符号割り当て情報Br(fn,sb)
をもとに符号表現のまま信号情報を更新する。そしてビ
ットストリーム形成部１Ｊにおいて、先に符号化されて
いるサイド情報とともにフレーム構造の符号列に構築さ
れ、符号化データ出力端子２９より出力される。なお、
前記のビットストリーム分解部１４とサイド情報復号部
１５はMPEG方式に準拠した復号器で用いるものと同一の
方式を用いる事ができる。また、ビット圧縮部１Ｄ，サ
イド情報符号化部１Ｉ，ビットストリーム形成部１Ｊ
は、MPEG方式に準拠した符号化器１Ａで用いるものと同
一の方式を用いる事ができる。
【００１３】図２は第１実施例における前記フレームサ
イズ再計算部２６の詳細を示すブロック図である。図２
において図１と同じ符号は、同一または同等物を示す。
図２のサイド情報の入力端子３１に入力符号化音声の符
号化条件などのサイド情報Si(fn)が入力される。これに
は、現在処理を行っているフレームの変換前の各帯域へ
の符号割り当て情報Ba(fn,sb) などが含まれる。このサ
イド情報Si(fn)より現在のフレームサイズSaが第１フレ
ームサイズ計算部３３で計算され、サイド情報Si(fn)と
共に出力される。また、第２フレームサイズ計算部３５
では、入力端子３１より入力されたサイド情報と、入力
端子３２より入力されたターゲット符号化レートR2を元
に、ターゲットフレームサイズSbを計算する。ビット割
り当て変更部３４では入力された現在のフレームサイズ
SaとターゲットフレームサイズSbを比較する。
イズ再計算部２６の詳細を示すブロック図である。図２
において図１と同じ符号は、同一または同等物を示す。
図２のサイド情報の入力端子３１に入力符号化音声の符
号化条件などのサイド情報Si(fn)が入力される。これに
は、現在処理を行っているフレームの変換前の各帯域へ
の符号割り当て情報Ba(fn,sb) などが含まれる。このサ
イド情報Si(fn)より現在のフレームサイズSaが第１フレ
ームサイズ計算部３３で計算され、サイド情報Si(fn)と
共に出力される。また、第２フレームサイズ計算部３５
では、入力端子３１より入力されたサイド情報と、入力
端子３２より入力されたターゲット符号化レートR2を元
に、ターゲットフレームサイズSbを計算する。ビット割
り当て変更部３４では入力された現在のフレームサイズ
SaとターゲットフレームサイズSbを比較する。
【００１４】Sa ≦Sbの時は、ターゲット符号化レート
に変換するために符号割り当て情報変更処理が完了した
ものとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,s
b) とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３
６からサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、
現在のフレームサイズが、ターゲット符号化レートR2の
フレームサイズより大きいという事から、さらにフレー
ムサイズを削減する必要がある。ここでは、符号割り当
てがなされている最も高い帯域の符号割り当てを０に更
新した符号割り当て情報Ba(fn,sb) を、第２フレームサ
イズ計算部３５に入力し、フレームサイズを再度計算す
る（図５（ａ）のｉ→ii）。
に変換するために符号割り当て情報変更処理が完了した
ものとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,s
b) とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３
６からサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、
現在のフレームサイズが、ターゲット符号化レートR2の
フレームサイズより大きいという事から、さらにフレー
ムサイズを削減する必要がある。ここでは、符号割り当
てがなされている最も高い帯域の符号割り当てを０に更
新した符号割り当て情報Ba(fn,sb) を、第２フレームサ
イズ計算部３５に入力し、フレームサイズを再度計算す
る（図５（ａ）のｉ→ii）。
【００１５】計算した結果、Sa≦Sbとなれば、符号再割
り当て処理が完了したものとしてサイド情報出力端子３
６から更新されたサイド情報Sr(fn)が出力される。計算
した結果がSa＞Sbの場合にはさらにフレームサイズを削
減する必要があるために、今現在符号割り当てがなされ
ている最も高い周波数の帯域の符号割り当てを０にする
処理を行う。そして更新した符号割り当て情報Ba(fn,s
b) を第２フレームサイズ計算部３５に再度入力し、フ
レームサイズを再計算する（図５（ａ）のii→iii ）。
これはSa＞Sbである限り繰り返される。従って、Sa＞Sb
である限り高い帯域から順次符号割り当てを削減してい
く事になる。
り当て処理が完了したものとしてサイド情報出力端子３
６から更新されたサイド情報Sr(fn)が出力される。計算
した結果がSa＞Sbの場合にはさらにフレームサイズを削
減する必要があるために、今現在符号割り当てがなされ
ている最も高い周波数の帯域の符号割り当てを０にする
処理を行う。そして更新した符号割り当て情報Ba(fn,s
b) を第２フレームサイズ計算部３５に再度入力し、フ
レームサイズを再計算する（図５（ａ）のii→iii ）。
これはSa＞Sbである限り繰り返される。従って、Sa＞Sb
である限り高い帯域から順次符号割り当てを削減してい
く事になる。
【００１６】この第１実施例では、従来の方式のように
圧縮された符号化情報を音声信号に復元することなくレ
ート変換をする事が出来る。従って、復号、符号化処理
の際に大きな計算量を必要とするサブバンド合成、分析
処理を行う必要が無い。また、符号割り当ての変更をす
る際に帯域毎の量子化ステップ数を変更しないため、符
号化された音声データを逆量子化、再量子化する必要が
無い。従って計算コストは従来の方式と比較して十分に
低いものとなるため、高い計算能力を持つ計算機でなく
ても効率よく処理を行う事が出来る。
圧縮された符号化情報を音声信号に復元することなくレ
ート変換をする事が出来る。従って、復号、符号化処理
の際に大きな計算量を必要とするサブバンド合成、分析
処理を行う必要が無い。また、符号割り当ての変更をす
る際に帯域毎の量子化ステップ数を変更しないため、符
号化された音声データを逆量子化、再量子化する必要が
無い。従って計算コストは従来の方式と比較して十分に
低いものとなるため、高い計算能力を持つ計算機でなく
ても効率よく処理を行う事が出来る。
【００１７】次に、本発明の第２実施例について、図３
を参照して説明する。図中、図１と同一の符号が同一ま
たは同等物を表わす。図３において、符号化データ入力
端子５１から入力された符号化レートR1で符号化された
音声符号化データSt(fn)は、まずビットストリーム分解
部１４でビット列分解が行われ、ビット表現されている
各帯域の信号情報Sg(fn,sb) とそれに伴う各帯域の符号
割り当てBa(fn,sb) などのサイド情報を表現した符号列
が得られる。このサイド情報を表現した符号列はサイド
情報復号部１５でサイド情報Si(fn)として復号される。
を参照して説明する。図中、図１と同一の符号が同一ま
たは同等物を表わす。図３において、符号化データ入力
端子５１から入力された符号化レートR1で符号化された
音声符号化データSt(fn)は、まずビットストリーム分解
部１４でビット列分解が行われ、ビット表現されている
各帯域の信号情報Sg(fn,sb) とそれに伴う各帯域の符号
割り当てBa(fn,sb) などのサイド情報を表現した符号列
が得られる。このサイド情報を表現した符号列はサイド
情報復号部１５でサイド情報Si(fn)として復号される。
【００１８】復元された符号割り当てと、ターゲット符
号化レート入力端子５２から入力された符号化レートR2
を元に、フレームサイズ再計算部２６ａで符号化レート
R2を満足する各帯域の符号割り当てBr(fn,sb) を計算す
る（詳細は後述）。その結果求まった各帯域の符号割り
当て情報Brや、元の符号化音声の符号化情報をもとにサ
イド情報符号化部１Ｉで新たな符号化音声に関するサイ
ド情報の符号列を作成する。
号化レート入力端子５２から入力された符号化レートR2
を元に、フレームサイズ再計算部２６ａで符号化レート
R2を満足する各帯域の符号割り当てBr(fn,sb) を計算す
る（詳細は後述）。その結果求まった各帯域の符号割り
当て情報Brや、元の符号化音声の符号化情報をもとにサ
イド情報符号化部１Ｉで新たな符号化音声に関するサイ
ド情報の符号列を作成する。
【００１９】ビットストリーム分解部１４で得た各帯域
のビット表現された信号情報Sq(fn,sb) は、新たな帯域
毎の符号割り当て情報Br(fn,sb) をもとに、量子化ステ
ップが元の符号列と異なる帯域のみ、逆量子化部５５に
おいて逆量子化を行い、線形量子化部５６において新た
な量子化ステップで再量子化を行う。ここで、量子化ス
テップ数が０になる帯域においては逆量子化、再量子化
のステップを踏むことなく、符号化されたままの状態で
ビット圧縮部１Ｄでの符号圧縮処理の際に情報更新を行
う事が可能である。
のビット表現された信号情報Sq(fn,sb) は、新たな帯域
毎の符号割り当て情報Br(fn,sb) をもとに、量子化ステ
ップが元の符号列と異なる帯域のみ、逆量子化部５５に
おいて逆量子化を行い、線形量子化部５６において新た
な量子化ステップで再量子化を行う。ここで、量子化ス
テップ数が０になる帯域においては逆量子化、再量子化
のステップを踏むことなく、符号化されたままの状態で
ビット圧縮部１Ｄでの符号圧縮処理の際に情報更新を行
う事が可能である。
【００２０】新たな帯域符号割り当て情報Br(fn,sb) に
よって更新された信号情報はビット圧縮部１Ｄを経て、
ビットストリーム形成部１Ｊにおいて、先に符号化され
ているサイド情報Sr(fn)と共にフレーム構造の符号列に
構築され、符号化データ出力端子５３より出力される。
なお、前記のビットストリーム分解部１４、サイド情報
復号部１５、逆量子化部５５はMPEG方式に準拠した復号
器で用いるものと同一の方式を用いる事ができる。ま
た、線形量子化部５６、ビット圧縮部１Ｄ、ビットスト
リーム形成部１ＪはMPEG方式に準拠した符号化器で用い
るものと同一の方式を用いる事ができる。
よって更新された信号情報はビット圧縮部１Ｄを経て、
ビットストリーム形成部１Ｊにおいて、先に符号化され
ているサイド情報Sr(fn)と共にフレーム構造の符号列に
構築され、符号化データ出力端子５３より出力される。
なお、前記のビットストリーム分解部１４、サイド情報
復号部１５、逆量子化部５５はMPEG方式に準拠した復号
器で用いるものと同一の方式を用いる事ができる。ま
た、線形量子化部５６、ビット圧縮部１Ｄ、ビットスト
リーム形成部１ＪはMPEG方式に準拠した符号化器で用い
るものと同一の方式を用いる事ができる。
【００２１】第２実施例における前記フレームサイズ再
計算部２６の詳細を図２のブロック図を用いて説明す
る。図２において図３と同じ符号は、同一または同等物
を示す。図２のサイド情報の入力端子３１に入力符号化
音声の符号化条件などのサイド情報Si(fn)が入力され
る。これには、現在処理を行っているフレームの変換前
の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,sb) などが含まれ
る。このサイド情報より第１フレームサイズ計算部３３
で現在のフレームサイズSaが計算され、出力される。ま
た、第２フレームサイズ計算部３５では、入力端子３１
より入力されたサイド情報Si(fn)と、入力端子３２より
入力された、ターゲット符号化レートR2を元に、ターゲ
ットフレームサイズSbを計算する。ビット割り当て変更
部３４では入力された現在のフレームサイズSaとターゲ
ットフレームサイズSbを比較する。
計算部２６の詳細を図２のブロック図を用いて説明す
る。図２において図３と同じ符号は、同一または同等物
を示す。図２のサイド情報の入力端子３１に入力符号化
音声の符号化条件などのサイド情報Si(fn)が入力され
る。これには、現在処理を行っているフレームの変換前
の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,sb) などが含まれ
る。このサイド情報より第１フレームサイズ計算部３３
で現在のフレームサイズSaが計算され、出力される。ま
た、第２フレームサイズ計算部３５では、入力端子３１
より入力されたサイド情報Si(fn)と、入力端子３２より
入力された、ターゲット符号化レートR2を元に、ターゲ
ットフレームサイズSbを計算する。ビット割り当て変更
部３４では入力された現在のフレームサイズSaとターゲ
ットフレームサイズSbを比較する。
【００２２】Sa≦Sbの時は、ターゲット符号化レートに
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここでは、符号
割り当てがなされている最も高い周波数の帯域の符号割
り当ての量子化ステップ数を１段削減する。そして、更
新した符号割り当て情報Ba(fn,sb) を、第２フレームサ
イズ計算部３５に入力し、フレームサイズを再度計算す
る（図５（ｂ）のｉ→ii）。
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここでは、符号
割り当てがなされている最も高い周波数の帯域の符号割
り当ての量子化ステップ数を１段削減する。そして、更
新した符号割り当て情報Ba(fn,sb) を、第２フレームサ
イズ計算部３５に入力し、フレームサイズを再度計算す
る（図５（ｂ）のｉ→ii）。
【００２３】計算した結果、Sa≦Sbとなれば、符号再割
り当て処理が完了したものとしてサイド情報出力端子３
６から更新されたサイド情報Sr(fn)が出力される。計算
した結果がSa＞Sbの場合にはさらにフレームサイズを削
減する必要があるために、今現在符号割り当てがなされ
ている、最も高い帯域の量子化ステップ数を１段削減す
る処理を行う。そして更新した符号割り当て情報Ba(fn,
sb) を第２フレームサイズ計算部３５に再度入力し、フ
レームサイズを再計算する（図５（ｂ）のii→iii ）。
これはSa＞Sbである限り繰り返される。従ってSa＞Sbで
ある限り高い帯域から量子化ステップ数を削減していく
事になる。
り当て処理が完了したものとしてサイド情報出力端子３
６から更新されたサイド情報Sr(fn)が出力される。計算
した結果がSa＞Sbの場合にはさらにフレームサイズを削
減する必要があるために、今現在符号割り当てがなされ
ている、最も高い帯域の量子化ステップ数を１段削減す
る処理を行う。そして更新した符号割り当て情報Ba(fn,
sb) を第２フレームサイズ計算部３５に再度入力し、フ
レームサイズを再計算する（図５（ｂ）のii→iii ）。
これはSa＞Sbである限り繰り返される。従ってSa＞Sbで
ある限り高い帯域から量子化ステップ数を削減していく
事になる。
【００２４】この第２実施例は、第１実施例と比較して
符号化帯域音声データの逆量子化、再量子化が必要にな
るが、この処理を行う必要がある帯域が、該チャンネル
の符号が割り当てられてる最も高い帯域に限られるた
め、大きな計算量の増大とはならずに、第１実施例より
良い音質と効率よい符号割り当て効果が得られる。
符号化帯域音声データの逆量子化、再量子化が必要にな
るが、この処理を行う必要がある帯域が、該チャンネル
の符号が割り当てられてる最も高い帯域に限られるた
め、大きな計算量の増大とはならずに、第１実施例より
良い音質と効率よい符号割り当て効果が得られる。
【００２５】次に、本発明の第３実施例について、図４
を参照して説明する。図中、図１と同一の符号は同一ま
たは同等物を表わす。ここで、図４は第３実施例におけ
るフレームサイズ再計算部２６の詳細を示すブロック図
である。その他の部分については第１実施例の図１と同
じ構造を利用する事が出来る。図４のサイド情報入力部
３１に入力符号化音声の符号化条件などのサイド情報Si
(fn)が入力される。これには、現在処理を行っているフ
レームの変換前の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,s
b) などが含まれる。このサイド情報より第１フレーム
サイズ計算部３３で現在のフレームサイズSaが計算さ
れ、出力される。また、第２フレームサイズ計算部３５
では、入力端子３１より入力されたサイド情報Si(fn)
と、入力端子３２より入力された、ターゲット符号化レ
ートR2を元に、ターゲットフレームサイズSbを計算す
る。そして、ビット割り当て変更部４４では入力された
現在のフレームサイズSaとターゲットフレームサイズSb
を比較する。
を参照して説明する。図中、図１と同一の符号は同一ま
たは同等物を表わす。ここで、図４は第３実施例におけ
るフレームサイズ再計算部２６の詳細を示すブロック図
である。その他の部分については第１実施例の図１と同
じ構造を利用する事が出来る。図４のサイド情報入力部
３１に入力符号化音声の符号化条件などのサイド情報Si
(fn)が入力される。これには、現在処理を行っているフ
レームの変換前の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,s
b) などが含まれる。このサイド情報より第１フレーム
サイズ計算部３３で現在のフレームサイズSaが計算さ
れ、出力される。また、第２フレームサイズ計算部３５
では、入力端子３１より入力されたサイド情報Si(fn)
と、入力端子３２より入力された、ターゲット符号化レ
ートR2を元に、ターゲットフレームサイズSbを計算す
る。そして、ビット割り当て変更部４４では入力された
現在のフレームサイズSaとターゲットフレームサイズSb
を比較する。
【００２６】Sa≦Sbの時は、ターゲット符号化レートに
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここで、MPEGに
おいては帯域に割り当てられている量子化ステップ数と
符号割当量の関係はあらかじめ規格から計算しておくこ
とが出来る。そこで、その情報をもとに、ターゲット符
号化レートを下回るフレームサイズになるように、
（１）高い周波数の帯域の符号割り当てを０にする（図
５（ａ）のii）、（２）その時のフレームサイズを量子
化ステップ数から得られる符号割当量を用いて計算す
る、（３）ターゲットフレームサイズと比較する、とい
う処理をSa≦Sbとなるまで繰り返す（図５（ａ）のii→
iv）。
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここで、MPEGに
おいては帯域に割り当てられている量子化ステップ数と
符号割当量の関係はあらかじめ規格から計算しておくこ
とが出来る。そこで、その情報をもとに、ターゲット符
号化レートを下回るフレームサイズになるように、
（１）高い周波数の帯域の符号割り当てを０にする（図
５（ａ）のii）、（２）その時のフレームサイズを量子
化ステップ数から得られる符号割当量を用いて計算す
る、（３）ターゲットフレームサイズと比較する、とい
う処理をSa≦Sbとなるまで繰り返す（図５（ａ）のii→
iv）。
【００２７】この第３実施例は、第１、第２実施例と比
較して、フレームサイズを帯域符号割当量を変化させた
後に再計算するのではなく、元のフレームサイズからあ
らかじめ計算しておいた変化分に対応する符号量を差し
引くように計算するために、計算量の削減が可能にな
る。
較して、フレームサイズを帯域符号割当量を変化させた
後に再計算するのではなく、元のフレームサイズからあ
らかじめ計算しておいた変化分に対応する符号量を差し
引くように計算するために、計算量の削減が可能にな
る。
【００２８】次に、本発明の第４実施例について、図４
を参照して説明する。図中、図３と同一の符号は同一ま
たは同等物を表わす。ここで、図４は第４実施例におけ
るフレームサイズ再計算部２６の詳細を示すブロック図
である。その他の部分については第２実施例の図３と同
じ構造を利用する事が出来る。図４のサイド情報入力部
３１に入力符号化音声の符号化条件などのサイド情報Si
(fn)が入力される。これには、現在処理を行っているフ
レームの、変換前の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,
sb) などが含まれる。このサイド情報Si(fn)より現在の
フレームサイズSaが第１フレームサイズ計算部３３で計
算され、出力される。また、第２フレームサイズ計算部
３５では、入力端子３１より入力されたサイド情報Si(f
n)と、入力端子３２より入力された、ターゲット符号化
レートR2を元に、ターゲットフレームサイズSbを計算す
る。ビット割り当て変更部４４では入力された現在のフ
レームサイズSaとターゲットフレームサイズSbを比較す
る。
を参照して説明する。図中、図３と同一の符号は同一ま
たは同等物を表わす。ここで、図４は第４実施例におけ
るフレームサイズ再計算部２６の詳細を示すブロック図
である。その他の部分については第２実施例の図３と同
じ構造を利用する事が出来る。図４のサイド情報入力部
３１に入力符号化音声の符号化条件などのサイド情報Si
(fn)が入力される。これには、現在処理を行っているフ
レームの、変換前の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,
sb) などが含まれる。このサイド情報Si(fn)より現在の
フレームサイズSaが第１フレームサイズ計算部３３で計
算され、出力される。また、第２フレームサイズ計算部
３５では、入力端子３１より入力されたサイド情報Si(f
n)と、入力端子３２より入力された、ターゲット符号化
レートR2を元に、ターゲットフレームサイズSbを計算す
る。ビット割り当て変更部４４では入力された現在のフ
レームサイズSaとターゲットフレームサイズSbを比較す
る。
【００２９】Sa≦Sbの時は、ターゲット符号化レートに
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここで、MPEGに
おいては帯域に割り当てられている量子化ステップ数と
符号割当量の関連はあらかじめ規格から計算しておくこ
とが出来るため、その情報をもとに、ターゲット符号化
レートを下回るフレームサイズになるように、（１）高
帯域の量子化ステップ数を１段削減する（図５（ｂ）の
ii）、（２）その時のフレームサイズを量子化ステップ
情報から得られる符号割当量を用いて計算する、（３）
ターゲットフレームサイズと比較する、という処理をSa
≦Sbとなるまで繰り返す（図５（ｂ）のii→iv）。
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここで、MPEGに
おいては帯域に割り当てられている量子化ステップ数と
符号割当量の関連はあらかじめ規格から計算しておくこ
とが出来るため、その情報をもとに、ターゲット符号化
レートを下回るフレームサイズになるように、（１）高
帯域の量子化ステップ数を１段削減する（図５（ｂ）の
ii）、（２）その時のフレームサイズを量子化ステップ
情報から得られる符号割当量を用いて計算する、（３）
ターゲットフレームサイズと比較する、という処理をSa
≦Sbとなるまで繰り返す（図５（ｂ）のii→iv）。
【００３０】この第４実施例は、第３実施例と比較し
て、符号割り当ての削減が帯域ごとではなく量子化ステ
ップ数を１ずつ削減するために、第３実施例より高い音
質を得ることができる。
て、符号割り当ての削減が帯域ごとではなく量子化ステ
ップ数を１ずつ削減するために、第３実施例より高い音
質を得ることができる。
【００３１】次に、本発明の第５実施例について、図２
を参照して説明する。ここで、図２は第５実施例におけ
るフレームサイズ再計算部２６の詳細を示すブロック図
である。その他の部分について第２実施例の図３と同じ
構造を利用することができる。図中、図３と同一の符号
は同一または同等物をあらわす。図２のサイド情報入力
部３１に入力符号化音声の符号化条件などのサイド情報
Si(fn)が入力される。これには、現在処理を行っている
フレームの変換前の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,
sb) などが含まれる。このサイド情報より第１フレーム
サイズ計算部３３で現在のフレームサイズSaが計算さ
れ、出力される。また、第２フレームサイズ計算部３５
では、入力端子３１より入力されたサイド情報Si(fn)
と、入力端子３２より入力された、ターゲット符号化レ
ートR2を元に、ターゲットフレームサイズSbを計算す
る。ビット割り当て変更部３４では入力された現在のフ
レームサイズSaとターゲットフレームサイズSbを比較す
る。
を参照して説明する。ここで、図２は第５実施例におけ
るフレームサイズ再計算部２６の詳細を示すブロック図
である。その他の部分について第２実施例の図３と同じ
構造を利用することができる。図中、図３と同一の符号
は同一または同等物をあらわす。図２のサイド情報入力
部３１に入力符号化音声の符号化条件などのサイド情報
Si(fn)が入力される。これには、現在処理を行っている
フレームの変換前の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,
sb) などが含まれる。このサイド情報より第１フレーム
サイズ計算部３３で現在のフレームサイズSaが計算さ
れ、出力される。また、第２フレームサイズ計算部３５
では、入力端子３１より入力されたサイド情報Si(fn)
と、入力端子３２より入力された、ターゲット符号化レ
ートR2を元に、ターゲットフレームサイズSbを計算す
る。ビット割り当て変更部３４では入力された現在のフ
レームサイズSaとターゲットフレームサイズSbを比較す
る。
【００３２】Sa≦Sbの時は、ターゲット符号化レートに
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここでは、符号
割り当てがなされている帯域のそれぞれについて、符号
割り当てのすべての量子化ステップ数を一段階づつ削減
していく。つまり、例えば帯域１の量子化ステップ数が
「５」、帯域２が「３」、帯域３が「４」、帯域４が
「２」、帯域５が「３」であったとして、ここから６段
階削減すればターゲットフレームサイズを下回る場合に
は、表１に示すような動作となる。
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここでは、符号
割り当てがなされている帯域のそれぞれについて、符号
割り当てのすべての量子化ステップ数を一段階づつ削減
していく。つまり、例えば帯域１の量子化ステップ数が
「５」、帯域２が「３」、帯域３が「４」、帯域４が
「２」、帯域５が「３」であったとして、ここから６段
階削減すればターゲットフレームサイズを下回る場合に
は、表１に示すような動作となる。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１に示されるように、高い周波数の帯域
から低い周波数の帯域という順序で１ステップ単位で削
減する（図５（ｃ）ii→iii ）。全ての帯域について１
ステップずつ削減したならば、もう一度高い周波数の帯
域から、という順序で削減する。そして、量子化ステッ
プ数を１ステップ削減するたびに、更新した符号割り当
て情報Ba(fn,sb) を、第２フレームサイズ計算部３５に
入力し、フレームサイズを再度計算する。以上の処理を
Sa＞Sbである限り繰り返す。
から低い周波数の帯域という順序で１ステップ単位で削
減する（図５（ｃ）ii→iii ）。全ての帯域について１
ステップずつ削減したならば、もう一度高い周波数の帯
域から、という順序で削減する。そして、量子化ステッ
プ数を１ステップ削減するたびに、更新した符号割り当
て情報Ba(fn,sb) を、第２フレームサイズ計算部３５に
入力し、フレームサイズを再度計算する。以上の処理を
Sa＞Sbである限り繰り返す。
【００３５】以上の第１〜第４実施例では、高い符号化
レートによって決定された低周波帯域の符号割り当て情
報については操作を加えていなかったために結果として
低周波帯域に過剰に符号が割り当てられていたが、本実
施例では全ての帯域から均等に符号割り当てを削減する
ため、より良い音質を得る事が出来る。
レートによって決定された低周波帯域の符号割り当て情
報については操作を加えていなかったために結果として
低周波帯域に過剰に符号が割り当てられていたが、本実
施例では全ての帯域から均等に符号割り当てを削減する
ため、より良い音質を得る事が出来る。
【００３６】また、この第５実施例の変形例として、第
３、第４実施例のように、あらかじめ各量子化ステップ
の符号割当量を計算しておき、その情報をもとに、元の
フレームサイズから各帯域を１ステップずつ本実施例の
ように削減した際のフレームサイズを計算する事も可能
である。
３、第４実施例のように、あらかじめ各量子化ステップ
の符号割当量を計算しておき、その情報をもとに、元の
フレームサイズから各帯域を１ステップずつ本実施例の
ように削減した際のフレームサイズを計算する事も可能
である。
【００３７】次に、本発明の第６実施例について、図２
を参照して説明する。ここで、図２は第５実施例におけ
るフレームサイズ再計算部２６の詳細を示すブロック図
である。その他の部分について第２実施例の図３と同じ
構造を利用することができる。図中、図３と同一の符号
は同一または同等物をあらわす。図２のサイド情報入力
部３１に入力符号化音声の符号化条件などのサイド情報
Si(fn)が入力される。これには、現在処理を行っている
フレームの変換前の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,
sb) などが含まれる。このサイド情報より第１フレーム
サイズ計算部３３で現在のフレームサイズSaが計算さ
れ、出力される。また、第２フレームサイズ計算部３５
では、入力端子３１より入力されたサイド情報Si(fn)
と、入力端子３２より入力された、ターゲット符号化レ
ートR2を元に、ターゲットフレームサイズSbを計算す
る。ビット割り当て変更部３４では入力された現在のフ
レームサイズSaとターゲットフレームサイズSbを比較す
る。
を参照して説明する。ここで、図２は第５実施例におけ
るフレームサイズ再計算部２６の詳細を示すブロック図
である。その他の部分について第２実施例の図３と同じ
構造を利用することができる。図中、図３と同一の符号
は同一または同等物をあらわす。図２のサイド情報入力
部３１に入力符号化音声の符号化条件などのサイド情報
Si(fn)が入力される。これには、現在処理を行っている
フレームの変換前の各帯域への符号割り当て情報Ba(fn,
sb) などが含まれる。このサイド情報より第１フレーム
サイズ計算部３３で現在のフレームサイズSaが計算さ
れ、出力される。また、第２フレームサイズ計算部３５
では、入力端子３１より入力されたサイド情報Si(fn)
と、入力端子３２より入力された、ターゲット符号化レ
ートR2を元に、ターゲットフレームサイズSbを計算す
る。ビット割り当て変更部３４では入力された現在のフ
レームサイズSaとターゲットフレームサイズSbを比較す
る。
【００３８】Sa≦Sbの時は、ターゲット符号化レートに
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここでは、MPEG
符号化の符号割り当てをする際に利用するマスク対雑音
比という考え方を利用する。MPEG符号化の際には心理聴
覚分析に基づいて計算されたマスク対雑音比MNR の値
が、各帯域の間で可能な限り一定になるようにという方
法で符号割り当てを行っている。また、このマスク対雑
音比MNR は以下の式で計算する。
変換するために符号割り当て情報変更処理が完了したも
のとして、更新された帯域符号割り当て情報Br(fn,sb)
とそれに関連するサイド情報を更新し、出力端子３６か
らサイド情報Sr(fn)を出力する。Sa＞Sbの時には、現在
のフレームサイズが、ターゲット符号化レートを下回る
場合のフレームサイズより大きいという事から、さらに
フレームサイズを削減する必要がある。ここでは、MPEG
符号化の符号割り当てをする際に利用するマスク対雑音
比という考え方を利用する。MPEG符号化の際には心理聴
覚分析に基づいて計算されたマスク対雑音比MNR の値
が、各帯域の間で可能な限り一定になるようにという方
法で符号割り当てを行っている。また、このマスク対雑
音比MNR は以下の式で計算する。
【００３９】
【数１】ＭＮＲ＝ＳＮＲ−ＳＭＲ （１） ここで、SNR は信号対ノイズ比で量子化ステップから求
まる。また、SMR は信号対マスク比で入力信号と心理聴
覚モデルで定めてあるマスク値から求まる。しかし、SM
R の値は符号化されたデータには含まれていないため、
符号化データからは得る事が出来ない。MNR の値につい
ても同様である。
まる。また、SMR は信号対マスク比で入力信号と心理聴
覚モデルで定めてあるマスク値から求まる。しかし、SM
R の値は符号化されたデータには含まれていないため、
符号化データからは得る事が出来ない。MNR の値につい
ても同様である。
【００４０】そこで、この第６実施例ではMNR の値が全
ての帯域で一定であるという前提をして仮のMNR 値を割
り当て、量子化ステップ数を変化させる事によるSNR 値
の変化を仮のMNR 値に反映させる事により、最適な符号
割り当ての操作を行っている（図５（ｄ））。例えば帯
域１の量子化ステップ数が「５」、帯域２が「３」、帯
域３が「４」、帯域４が「２」、帯域５が「３」だった
とする。そして量子化ステップ数１の場合のＳＮＲが
「７」、２の場合が「１６」、３の場合が「２５．２
８」、４の場合が「３１．５９」、５の場合が「３７．
７５」だったとする。ここから６ステップ削減すればタ
ーゲットフレームサイズを下回る場合には、表２、表３
に示すような処理を行う。
ての帯域で一定であるという前提をして仮のMNR 値を割
り当て、量子化ステップ数を変化させる事によるSNR 値
の変化を仮のMNR 値に反映させる事により、最適な符号
割り当ての操作を行っている（図５（ｄ））。例えば帯
域１の量子化ステップ数が「５」、帯域２が「３」、帯
域３が「４」、帯域４が「２」、帯域５が「３」だった
とする。そして量子化ステップ数１の場合のＳＮＲが
「７」、２の場合が「１６」、３の場合が「２５．２
８」、４の場合が「３１．５９」、５の場合が「３７．
７５」だったとする。ここから６ステップ削減すればタ
ーゲットフレームサイズを下回る場合には、表２、表３
に示すような処理を行う。
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】まず、全ての帯域の仮のMNR を０にする。
量子化ステップ数を減ずるために （１）仮のMNR の値がもっとも大きい帯域を減ずる。 （２）候補が複数ある場合には、減ずる幅が小さい方の
帯域を減ずる。 （３）さらに複数の候補が残った場合には高周波の帯域
の方を減ずる。 とする。従って、表２、表３の例では第１段階の処理を
行った結果、帯域１の量子化ステップ数が４となり（表
２）、帯域１のMNR は−６．１６となる（表３）。同様
に第２段階以降も行う。量子化ステップ数を１段削減す
るごとに、更新した符号割り当て情報Ba(fn,sb) を第１
フレームサイズ計算部３３に入力し、フレームサイズSa
を再度計算する。
量子化ステップ数を減ずるために （１）仮のMNR の値がもっとも大きい帯域を減ずる。 （２）候補が複数ある場合には、減ずる幅が小さい方の
帯域を減ずる。 （３）さらに複数の候補が残った場合には高周波の帯域
の方を減ずる。 とする。従って、表２、表３の例では第１段階の処理を
行った結果、帯域１の量子化ステップ数が４となり（表
２）、帯域１のMNR は−６．１６となる（表３）。同様
に第２段階以降も行う。量子化ステップ数を１段削減す
るごとに、更新した符号割り当て情報Ba(fn,sb) を第１
フレームサイズ計算部３３に入力し、フレームサイズSa
を再度計算する。
【００４４】この第６実施例は、MPEG本来の符号割り当
て方式に近い方法に基づいて符号化レート変換を行って
いるために、第１〜第５実施例と比較して、もっとも高
品質な符号化音声データを得る事が出来る。また、この
第６実施例の変形例として、あらかじめ各量子化ステッ
プの符号割当量を計算しておき、その情報をもとに、元
のフレームサイズから各帯域を１ステップずつ本実施例
のように削減した際のフレームサイズを計算する事も可
能である。
て方式に近い方法に基づいて符号化レート変換を行って
いるために、第１〜第５実施例と比較して、もっとも高
品質な符号化音声データを得る事が出来る。また、この
第６実施例の変形例として、あらかじめ各量子化ステッ
プの符号割当量を計算しておき、その情報をもとに、元
のフレームサイズから各帯域を１ステップずつ本実施例
のように削減した際のフレームサイズを計算する事も可
能である。
【００４５】
【発明の効果】本発明は、以上の説明から明らかなよう
に、量子化器と逆量子化器を基本としてレート変換を行
っているために、既存の方式のように、非常に多量の処
理を要するサブバンド分析、合成を行う必要が無く、ま
た大容量のメモリも必要が無くなり、簡便な構成で実現
可能となる。また、その性能も従来の一度音声信号に復
元して再符号化する方式に匹敵する。本発明をMPEG1 方
式で符号化を行った音声に関して処理を行った。その結
果、前記第１〜第４実施例では目的とした符号化レート
の７割程度で符号化を行った場合と同等の音質が得られ
た。また、前記第５実施例、第６実施例の場合では、目
的とした符号化レートで符号化を行った場合とほぼ同等
の音質が得られた。また、一番計算量の多い第６実施例
で処理を行った場合に於いても、130MIPS 程度のワーク
ステーションを用いた場合、実再生時間の６分の１以下
で処理を行う事が出来た。
に、量子化器と逆量子化器を基本としてレート変換を行
っているために、既存の方式のように、非常に多量の処
理を要するサブバンド分析、合成を行う必要が無く、ま
た大容量のメモリも必要が無くなり、簡便な構成で実現
可能となる。また、その性能も従来の一度音声信号に復
元して再符号化する方式に匹敵する。本発明をMPEG1 方
式で符号化を行った音声に関して処理を行った。その結
果、前記第１〜第４実施例では目的とした符号化レート
の７割程度で符号化を行った場合と同等の音質が得られ
た。また、前記第５実施例、第６実施例の場合では、目
的とした符号化レートで符号化を行った場合とほぼ同等
の音質が得られた。また、一番計算量の多い第６実施例
で処理を行った場合に於いても、130MIPS 程度のワーク
ステーションを用いた場合、実再生時間の６分の１以下
で処理を行う事が出来た。
【図１】本発明の符号化レート変換装置の第１，第３実
施例の構成を示すブロック図である。
施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１，第２，第５，第６実施例で採用
する事が可能なフレームサイズ再計算部２６の構造の詳
細を示すブロック図である。
する事が可能なフレームサイズ再計算部２６の構造の詳
細を示すブロック図である。
【図３】本発明の符号化レート変換装置の第２，第４，
第５，第６実施例の構成を示すブロック図である。
第５，第６実施例の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３，第４，第５，第６実施例で採用
する事が可能なフレームサイズ再計算部２６の構造の詳
細を示すブロック図である。
する事が可能なフレームサイズ再計算部２６の構造の詳
細を示すブロック図である。
【図５】本発明における符号割り当て削減の処理概要を
示す図である。
示す図である。
【図６】符号化音声信号を一度音声信号に復元し、その
後に新たな符号化レートで再符号化する従来の符号化レ
ート変換装置の構成を示すブロック図である。
後に新たな符号化レートで再符号化する従来の符号化レ
ート変換装置の構成を示すブロック図である。
１１，２１，５１ 符号化音声データSt(fn)入力端子 １２，２２，３２，５２ 新符号化レートR2入力端子 １８ 音声信号 １９ サイド情報 ３１ 原符号化音声データサイド情報Si(fn)入力端子 １Ｋ，２９，５Ｂ レート変換後符号化音声データ出力
端子 ３６ レート変換後符号化音声データサイド情報Sr(fn)
出力端子
端子 ３６ レート変換後符号化音声データサイド情報Sr(fn)
出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−343156（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−23539（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−228156（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−338802（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03M 7/30
Claims (24)
- 【請求項１】 入力された音声符号化データの符号化レ
ートをターゲット符号化レート以下の符号化レートを有
する出力符号化データに変換するための方法であって、 前記入力された音声符号化データのフレームサイズが前
記ターゲット符号化レートにより定まるフレームサイズ
より大なるときに制御出力を取り出し、 前記入力された音声符号化データのフレームサイズが前
記ターゲット符号化レートより定まるフレームサイズ以
下になるまで、前記入力された音声符号化データのフレ
ームサイズを規定するパラメータを該制御出力により予
め定めた手順で制御して得られる前記出力符号化データ
を変換出力とすることを特徴とする符号化音声データの
符号化レート変換方法。 - 【請求項２】 前記パラメータが、前記音声符号化デー
タの元の音声信号の符号化の際の複数の周波数帯域に対
する各割当ビット数であることを特徴とする請求項１に
記載の符号化音声データの符号化レート変換方法。 - 【請求項３】 前記パラメータが、前記音声符号化デー
タの元の音声信号の符号 化の際の複数の周波数帯域に
対する各割当ビット数であり、前記予め定めた手順が該
割当ビット数を前記複数の周波数帯域の高い周波数の帯
域から低い周波数の帯域の順に減少させるように定めら
れていることを特徴とする請求項１に記載の符号化音声
データの符号化レート変換方法。 - 【請求項４】 前記パラメータが前記音声符号化データ
の元の音声信号の符号化の際の複数の周波数帯域におけ
る各量子化ステップ数であり、前記予め定めた手順が該
量子化ステップ数を前記複数の周波数帯域の予め定めた
選択順序に従って選択された各帯域について減少させる
ように定められていることを特徴とする請求項１に記載
の符号化音声データの符号化レート変換方法。 - 【請求項５】 前記量子化ステップ数を前記複数の周波
数帯域の全ての帯域について均等に減少させるように、
前記予め定めた手順が定められていることを特徴とする
請求項４に記載の符号化音声データの符号化レート変換
方法。 - 【請求項６】 前記量子化ステップ数は前記選択された
各帯域について１ステップ単位で減少させるように前記
予め定めた手順が定められていることを特徴とする請求
項４に記載の符号化音声データの符号化レート変換方
法。 - 【請求項７】 前記予め定めた選択順序が、前記複数の
周波数帯域を高い周波数の帯域から低い周波数の帯域の
順に選択するように定められていることを特徴とする請
求項４に記載の符号化音声データの符号化レート変換方
法。 - 【請求項８】 前記予め定めた選択順序が、少なくとも
前記量子化ステップから仮定したマスク雑音比に従って
各帯域を選択するように定められていることを特徴とす
る請求項４に記載の符号化音声データの符号化レート変
換方法。 - 【請求項９】 前記パラメータが、前記音声符号化デー
タの元の音声信号の符号化の際の複数の周波数帯域にお
ける各量子化ステップに対する各量子化ビット数であ
り、前記予め定めた手順が該量子化ステップに対する各
割当ビット数を前記複数の周波数帯域の予め定めた選択
順序に従って選択された各帯域について減少させるよう
に定められていることを特徴とする請求項１に記載の符
号化音声データの符号化レート変換方法。 - 【請求項１０】 前記予め定めた選択順序が、前記複数
の周波数帯域を高い周波数の帯域から低い周波数の帯域
の順に選択するように定められていることを特徴とする
請求項９に記載の符号化音声データの符号化レート変換
方法。 - 【請求項１１】 前記予め定めた選択順序が、少なくと
も前記量子化ステップから仮定したマスク雑音比に従っ
て各帯域を選択するように定められていることを特徴と
する請求項９に記載の符号化音声データの符号化レート
変換方法。 - 【請求項１２】 入力された音声符号化データの符号化
レートをターゲット符号化レート以下の符号化レートを
有する出力符号化データに変換するための装置であっ
て、 前記入力された音声符号化データのフレームサイズが前
記ターゲット符号化レートにより定まるフレームサイズ
より大なるときに制御出力を取り出す比較手段と、 前記入力された音声符号化データのフレームサイズが前
記ターゲット符号化レートより定まるフレームサイズ以
下になるまで、前記入力された音声符号化データのフレ
ームサイズを規定するパラメータを該制御出力により予
め定めた手順で制御して得られる前記出力符号化データ
を変換出力とする変換手段とを備えたことを特徴とする
符号化音声データの符号化レート変換装置。 - 【請求項１３】 前記パラメータが、前記音声符号化デ
ータの元の音声信号の符号化の際の複数の周波数帯域に
対する各割当ビット数であるように、前記変換手段が構
成されていることを特徴とする請求項１２に記載の符号
化音声データの符号化レート変換装置。 - 【請求項１４】 前記パラメータが前記音声符号化デー
タの元の音声信号の符号化の際の複数の周波数帯域に対
する割当ビット数であり、前記予め定めた手順が該割当
ビット数を前記複数の周波数帯域の高い周波数の帯域か
ら低い周波数の帯域の順に減少させるように、前記変換
手段が構成されていることを特徴とする請求項１２に記
載の符号化音声データの符号化レート変換装置。 - 【請求項１５】 前記パラメータが前記音声符号化デー
タの元の音声信号の符号化の際の複数の周波数帯域に対
する各量子化ステップ数であり、前記予め定めた手順が
該量子化ステップ数を前記複数の周波数帯域の予め定め
た選択順序に従って選択された各帯域について減少させ
るように、前記変換手段が構成されていることを特徴と
する請求項１２に記載の符号化音声データの符号化レー
ト変換装置。 - 【請求項１６】 前記量子化ステップ数を前記複数の周
波数帯域の全ての帯域について均等に減少させるよう
に、前記予め定めた手順が定められていることを特徴と
する請求項１５に記載の符号化音声データの符号化レー
ト変換装置。 - 【請求項１７】 前記量子化ステップ数は前記選択され
た各帯域について１ステップ単位で減少させるように前
記予め定めた手順が定められていることを特徴とする請
求項１５に記載の符号化音声データの符号化レート変換
装置。 - 【請求項１８】 前記予め定めた選択順序が、前記複数
の周波数帯域を高い周波数の帯域から低い周波数の帯域
の順に選択するように定められていることを特徴とする
請求項１５に記載の符号化音声データの符号化レート変
換装置。 - 【請求項１９】 前記予め定めた選択順序が、少なくと
も前記量子化ステップから仮定したマスク雑音比に従っ
て各帯域を選択するように定められていることを特徴と
する請求項１５に記載の符号化音声データの符号化レー
ト変換装置。 - 【請求項２０】 前記予め定めた選択順序が、前記複数
の周波数帯域を高い周波数の帯域から低い周波数の帯域
の順に選択するように前記変換手段が構成されているこ
とを特徴とする請求項１５に記載の符号化音声データの
符号化レート変換装置。 - 【請求項２１】 前記予め定めた選択順序が、少なくと
も前記量子化ステップから仮定したマスク雑音比に従っ
て各帯域を選択するように定められていることを特徴と
する請求項１５に記載の符号化音声データの符号化レー
ト変換装置。 - 【請求項２２】 前記パラメータが前記音声符号化デー
タの元の音声信号の符号化の際の複数の周波数帯域にお
ける各量子化ステップに対する各量子化ビット数であ
り、前記予め定めた手順が該量子化ステップに対する各
割当ビット数を前記複数の周波数帯域の予め定めた選択
順序に従って選択された各帯域について減少させるよう
に、前記変換手段が構成されていることを特徴とする請
求項１２に記載の符号化音声データの符号化レート変換
装置。 - 【請求項２３】 前記予め定めた選択順序が、前記複数
の周波数帯域を高い周波数の帯域から低い周波数の帯域
の順に選択するように定められていることを特徴とする
請求項２２に記載の符号化音声データの符号化レート変
換装置。 - 【請求項２４】 前記予め定めた選択順序が、少なくと
も前記量子化ステップから仮定したマスク雑音比に従っ
て各帯域を選択するように定められていることを特徴と
する請求項２２に記載の符号化音声データの符号化レー
ト変換装置。
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