JP3352401B2 - オーディオ信号の符号化及び複号化方法及び装置 - Google Patents
オーディオ信号の符号化及び複号化方法及び装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低遅延のオーディ
オ信号の符号化及び復号の方法、並びに低遅延のオーデ
ィオ信号の符号化及び復号の装置に関する。
オ信号の符号化及び復号の方法、並びに低遅延のオーデ
ィオ信号の符号化及び復号の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタルオーディオ信号の符号化
方法の研究開発が活発になり、特に高品質で低ビットレ
ートの符号化方法として、ＭＰＥＧ１オーディオ符号化
（ＩＳＯ/ＩＥＣ１１１７２−３）が国際標準として規
格化されている。図６は、ＭＰＥＧ１オーディオ符号化
の符号器の基本構造を示すブロック図である。オーディ
オサンプルが符号器６１に入力されると、写像部６２は
入力オーディオサンプルをフィルタ処理し、更に間引い
た表現を生成する。聴覚心理モデル部６３は、量子化及
び符号化を制御するデータの組を生成する。量子化及び
符号化部６４は、レイヤ１、レイヤ２及びレイヤ３のい
ずれかの符号化方法にしたがった処理を行う。フレーム
組立部６５は、量子化及び符号化部６４の出力データと
アンシラリデータから実際のビットストリームを組み立
てて、その他の情報（例、エラーチェック）を必要に応
じて付加する。
方法の研究開発が活発になり、特に高品質で低ビットレ
ートの符号化方法として、ＭＰＥＧ１オーディオ符号化
（ＩＳＯ/ＩＥＣ１１１７２−３）が国際標準として規
格化されている。図６は、ＭＰＥＧ１オーディオ符号化
の符号器の基本構造を示すブロック図である。オーディ
オサンプルが符号器６１に入力されると、写像部６２は
入力オーディオサンプルをフィルタ処理し、更に間引い
た表現を生成する。聴覚心理モデル部６３は、量子化及
び符号化を制御するデータの組を生成する。量子化及び
符号化部６４は、レイヤ１、レイヤ２及びレイヤ３のい
ずれかの符号化方法にしたがった処理を行う。フレーム
組立部６５は、量子化及び符号化部６４の出力データと
アンシラリデータから実際のビットストリームを組み立
てて、その他の情報（例、エラーチェック）を必要に応
じて付加する。
【０００３】図７は、ＭＰＥＧ１オーディオ符号化の復
号器の基本構造を示すブロック図である。ビットストリ
ームが復号器７１に入力されると、フレーム分解部７２
は、情報の様々な部分を復元するために、ビットストリ
ームを分離する。復元部７３は、一連の写像サンプルの
量子化形を復元する。逆写像部７４は、これらの写像サ
ンプルをＰＣＭオーディオサンプルに戻す。ＭＰＥＧ１
オーディオ符号化は、レイヤ１、レイヤ２及びレイヤ３
の３個のレイヤから構成される。レイヤが高くなるにし
たがって、方式は複雑になるが、より低いビットレート
でも高品質の復号化が可能になる。レイヤ１、レイヤ２
及びレイヤ３のビットストリームを模式図で示すと、図
８、図９及び図１０のようになる。
号器の基本構造を示すブロック図である。ビットストリ
ームが復号器７１に入力されると、フレーム分解部７２
は、情報の様々な部分を復元するために、ビットストリ
ームを分離する。復元部７３は、一連の写像サンプルの
量子化形を復元する。逆写像部７４は、これらの写像サ
ンプルをＰＣＭオーディオサンプルに戻す。ＭＰＥＧ１
オーディオ符号化は、レイヤ１、レイヤ２及びレイヤ３
の３個のレイヤから構成される。レイヤが高くなるにし
たがって、方式は複雑になるが、より低いビットレート
でも高品質の復号化が可能になる。レイヤ１、レイヤ２
及びレイヤ３のビットストリームを模式図で示すと、図
８、図９及び図１０のようになる。
【０００４】図８は、ＭＰＥＧ１オーディオレイヤ１の
ビットストリームフォーマットを示す。ビットストリー
ムは、１つ以上の連続するフレームから構成される。図
８は、１フレームのフォーマットである。フレームはヘ
ッダ８１、エラーチェック８２、及びビット割り当て情
報、スケールファクタ及びサンプル、並びにアンシラリ
データを含むオーディオデータ８３から成る。図９は、
ＭＰＥＧ１オーディオ符号化レイヤ２のビットストリー
ムフォーマットを示す。同様に、ビットストリームは、
１つ以上の連続するフレームから構成される。図９は、
１フレームのフォーマットである。フレームはヘッダ９
１、エラーチェック９２、ビット割り当て情報、スケー
ルファクタ選択情報、スケールファクタ及びサンプルを
含むオーディオデータ９３、並びにアンシラリデータ９
４から成る。
ビットストリームフォーマットを示す。ビットストリー
ムは、１つ以上の連続するフレームから構成される。図
８は、１フレームのフォーマットである。フレームはヘ
ッダ８１、エラーチェック８２、及びビット割り当て情
報、スケールファクタ及びサンプル、並びにアンシラリ
データを含むオーディオデータ８３から成る。図９は、
ＭＰＥＧ１オーディオ符号化レイヤ２のビットストリー
ムフォーマットを示す。同様に、ビットストリームは、
１つ以上の連続するフレームから構成される。図９は、
１フレームのフォーマットである。フレームはヘッダ９
１、エラーチェック９２、ビット割り当て情報、スケー
ルファクタ選択情報、スケールファクタ及びサンプルを
含むオーディオデータ９３、並びにアンシラリデータ９
４から成る。
【０００５】図１０は、ＭＰＥＧ１オーディオ符号化レ
イヤ３のビットストリームフォーマットを示す。ビット
ストリームは、１つ以上の連続するフレームから構成さ
れる。図１０は、１フレームのフォーマットである。フ
レームは、ヘッダ１０１、エラーチェック１０２、並び
にオーディオデータ１０３として記述される付加情報及
び主情報からなり、主情報はスケールファクタ、ハフマ
ン符号化データ及びアンシラリビットを含む。通常、主
情報はそのフレームのヘッダ及び付加情報より前の位置
から始まり、その位置は、付加情報中にある主情報開始
位置を示す値によって指定される。付加情報のバイト数
は、単一チャネルの場合、１７バイト、２チャネルの場
合３２バイトである。
イヤ３のビットストリームフォーマットを示す。ビット
ストリームは、１つ以上の連続するフレームから構成さ
れる。図１０は、１フレームのフォーマットである。フ
レームは、ヘッダ１０１、エラーチェック１０２、並び
にオーディオデータ１０３として記述される付加情報及
び主情報からなり、主情報はスケールファクタ、ハフマ
ン符号化データ及びアンシラリビットを含む。通常、主
情報はそのフレームのヘッダ及び付加情報より前の位置
から始まり、その位置は、付加情報中にある主情報開始
位置を示す値によって指定される。付加情報のバイト数
は、単一チャネルの場合、１７バイト、２チャネルの場
合３２バイトである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、フレ
ームの長さ、即ち符号化の対象となるオーディオサンプ
ルの個数は、符号化のレイヤに従って定められており、
レイヤ１では３８４サンプル、レイヤ２及びレイヤ３で
は１１５２サンプルである。これは、標本化周波数が４
８kHzの場合は、レイヤ１では８ｍｓ、レイヤ２及び３
では２４ｍｓに相当する。標本化周波数が３２kHzの場
合は、レイヤ１では１２ｍｓ、レイヤ２及び３では３６
ｍｓに相当する。復号に要する時間、即ち遅延時間は、
この２倍の長さになる。この理由は、復号するために
は、１フレーム分のビットストリームをバッファに蓄積
し、次の１フレーム分のビットストリームを蓄積してい
る間に、先に蓄積されたビットストリームを復号する。
ビットストリームを蓄積する時間は、ビットストリーム
を受信するビットレートを高くすることによって短縮す
ることが可能であるが、オーディオサンプルを実時間で
出力しなければならないので、復号するための時間を速
くすることは不可能である。したがって、復号に要する
時間はフレーム長の２倍である。
ームの長さ、即ち符号化の対象となるオーディオサンプ
ルの個数は、符号化のレイヤに従って定められており、
レイヤ１では３８４サンプル、レイヤ２及びレイヤ３で
は１１５２サンプルである。これは、標本化周波数が４
８kHzの場合は、レイヤ１では８ｍｓ、レイヤ２及び３
では２４ｍｓに相当する。標本化周波数が３２kHzの場
合は、レイヤ１では１２ｍｓ、レイヤ２及び３では３６
ｍｓに相当する。復号に要する時間、即ち遅延時間は、
この２倍の長さになる。この理由は、復号するために
は、１フレーム分のビットストリームをバッファに蓄積
し、次の１フレーム分のビットストリームを蓄積してい
る間に、先に蓄積されたビットストリームを復号する。
ビットストリームを蓄積する時間は、ビットストリーム
を受信するビットレートを高くすることによって短縮す
ることが可能であるが、オーディオサンプルを実時間で
出力しなければならないので、復号するための時間を速
くすることは不可能である。したがって、復号に要する
時間はフレーム長の２倍である。
【０００７】例えば、標本化周波数４８kHz、レイヤ１
（フレーム長８ｍｓ）の遅延時間は１６ｍｓ、レイヤ２
及び３（フレーム長２４ｍｓ）の遅延時間は４８ｍｓで
ある。実際には、更にサブバンド分割フィルタの遅延時
間が加わる。ＭＰＥＧの場合、５１２タップのフィルタ
が使用されており、このフィルタによってサブバンド合
成にはタップ数の２分の１の遅延時間が発生する。標本
化周波数４８kHz の場合は、５．３３ｍｓである。従っ
て、標本化周波数４８kHz、レイヤ１の遅延時間は合計
２１ｍｓ、レイヤ２及び３の遅延時間は合計５３ｍｓで
ある。このように復号の遅延時間が発生すると、例え
ば、ゲームのようなリアルタイム性の要求されるアプリ
ケーションによっては致命的な欠陥となる。このように
問題を解決するために、ＭＰＥＧ１オーディオ符号化の
遅延時間を短くしようとすると、フレーム長の短縮及び
フィルタ遅延の低減が必要である。しかしながらフレー
ム長を短くすると、ヘッダ及びビット割り当て情報など
オーディオサンプル以外の情報が占める割合が大きくな
る。例えば、レイヤ１のフォーマットで、ビットレート
１２８kbit/sの場合は、１フレーム全体に割り当てられ
るビット数は１０２４ビットであるが、そのうちヘッダ
に３２ビット、ビット割り当て情報に１２８ビット、ス
ケールファクタ及びサンプルに割り当てられるビット数
が８６４ビットである。仮にスケールファクタを３２バ
ンドすべて符号化することにすると、６ビットｘ３２バ
ンド＝１９２ビット必要なので、サンプルに割り当てら
れるビット数は８６４−１９２＝６７２ビットである。
フレーム長を４分の１にすると、ビット割り当て情報に
１２８ビットが必要なので、スケールファクタ及びサン
プルに割り当てられるビット数は９６ビットとなる。ス
ケールファクタを３２バンドすべて符号化するために
は、前述したように１９２ビット必要であるが、これで
はマイナスになってしまい、音質の劣化を議論する以前
にビットレート１２８kbit/sでは符号化できないことに
なる。従って、フレーム長を短縮しようとすると、ビッ
トレートを増加させなければならなくなる。
（フレーム長８ｍｓ）の遅延時間は１６ｍｓ、レイヤ２
及び３（フレーム長２４ｍｓ）の遅延時間は４８ｍｓで
ある。実際には、更にサブバンド分割フィルタの遅延時
間が加わる。ＭＰＥＧの場合、５１２タップのフィルタ
が使用されており、このフィルタによってサブバンド合
成にはタップ数の２分の１の遅延時間が発生する。標本
化周波数４８kHz の場合は、５．３３ｍｓである。従っ
て、標本化周波数４８kHz、レイヤ１の遅延時間は合計
２１ｍｓ、レイヤ２及び３の遅延時間は合計５３ｍｓで
ある。このように復号の遅延時間が発生すると、例え
ば、ゲームのようなリアルタイム性の要求されるアプリ
ケーションによっては致命的な欠陥となる。このように
問題を解決するために、ＭＰＥＧ１オーディオ符号化の
遅延時間を短くしようとすると、フレーム長の短縮及び
フィルタ遅延の低減が必要である。しかしながらフレー
ム長を短くすると、ヘッダ及びビット割り当て情報など
オーディオサンプル以外の情報が占める割合が大きくな
る。例えば、レイヤ１のフォーマットで、ビットレート
１２８kbit/sの場合は、１フレーム全体に割り当てられ
るビット数は１０２４ビットであるが、そのうちヘッダ
に３２ビット、ビット割り当て情報に１２８ビット、ス
ケールファクタ及びサンプルに割り当てられるビット数
が８６４ビットである。仮にスケールファクタを３２バ
ンドすべて符号化することにすると、６ビットｘ３２バ
ンド＝１９２ビット必要なので、サンプルに割り当てら
れるビット数は８６４−１９２＝６７２ビットである。
フレーム長を４分の１にすると、ビット割り当て情報に
１２８ビットが必要なので、スケールファクタ及びサン
プルに割り当てられるビット数は９６ビットとなる。ス
ケールファクタを３２バンドすべて符号化するために
は、前述したように１９２ビット必要であるが、これで
はマイナスになってしまい、音質の劣化を議論する以前
にビットレート１２８kbit/sでは符号化できないことに
なる。従って、フレーム長を短縮しようとすると、ビッ
トレートを増加させなければならなくなる。
【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためのものであり、復号で生じる遅延時間を少なく
するためにフレーム長を短くした場合に、ビットレート
を増加させずに、オーディオデータの品質を維持するこ
とのできるオーディオ信号の符号化方法及び復号方法を
提供することを目的とする。更に、本発明は、遅延時間
の少ないオーディオ信号の符号化装置及び復号装置を提
供することを目的とする。
するためのものであり、復号で生じる遅延時間を少なく
するためにフレーム長を短くした場合に、ビットレート
を増加させずに、オーディオデータの品質を維持するこ
とのできるオーディオ信号の符号化方法及び復号方法を
提供することを目的とする。更に、本発明は、遅延時間
の少ないオーディオ信号の符号化装置及び復号装置を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、デジタルオーディオ信号を複数のサブバ
ンドに分割し、サブバンド内のサンプルを予め定めたフ
レーム単位で、サブバンド毎に求めたスケールファクタ
によって正規化したのち、サブバンド毎に定める量子化
ビット数にしたがってサブバンド内のサンプルを量子化
し、量子化ビット数を示すサブバンド毎のビット割り当
て情報及びスケールファクタは、複数のフレームのビッ
トストリーム中に分割して符号化するステップを有す
る。また、本発明は、上記目的を達成するために、予め
定めたフレーム単位で、サブバンド分割して量子化され
たサンプルが符号化され、かつサブバンド毎に定めた量
子化ビット数を示すビット割り当て情報及びスケールフ
ァクタがフレームに分割されて符号化されたオーディオ
データを復号する際に、複数のフレームに分割されてい
るビット割り当て情報及びスケールファクタを復号した
のち、ビット割り当て情報及びスケールファクタを用い
て量子化されたサンプルを逆量子化するステップを有す
る。
成するために、デジタルオーディオ信号を複数のサブバ
ンドに分割し、サブバンド内のサンプルを予め定めたフ
レーム単位で、サブバンド毎に求めたスケールファクタ
によって正規化したのち、サブバンド毎に定める量子化
ビット数にしたがってサブバンド内のサンプルを量子化
し、量子化ビット数を示すサブバンド毎のビット割り当
て情報及びスケールファクタは、複数のフレームのビッ
トストリーム中に分割して符号化するステップを有す
る。また、本発明は、上記目的を達成するために、予め
定めたフレーム単位で、サブバンド分割して量子化され
たサンプルが符号化され、かつサブバンド毎に定めた量
子化ビット数を示すビット割り当て情報及びスケールフ
ァクタがフレームに分割されて符号化されたオーディオ
データを復号する際に、複数のフレームに分割されてい
るビット割り当て情報及びスケールファクタを復号した
のち、ビット割り当て情報及びスケールファクタを用い
て量子化されたサンプルを逆量子化するステップを有す
る。
【００１０】更に、本発明は、上述したステップを達成
する手段を搭載した符号化及び復号装置をそれぞれ提供
する。
する手段を搭載した符号化及び復号装置をそれぞれ提供
する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。 (実施形態１)図１は、本発明の第１の実施形態によるオ
ーディオ信号の符号化の基本構造を示すブロック図であ
る。オーディオサンプルが入力されると、写像部１１は
入力オーディオサンプルをフィルタ処理し、更に間引い
た表現を生成して、複数のサブバンドに分割する。聴覚
心理モデル部１２は、これらのサブバンドを量子化する
ためのビット割り当て情報を算出する。量子化および符
号化部１３はサブバンドサンプルを正規化し、ビット割
り当て情報に従って量子化する。量子化サンプル記憶部
１４は、量子化および符号化部で量子化されたサンプル
を記憶する。フレーム組立部１５は、量子化及び符号化
部１３の出力データであるビット割り当て及びスケール
ファクタと、量子化サンプル記憶部１４に記憶されてい
る前フレームで出力された量子化サンプル及びアンシラ
リデータとを組み合わせてビットストリームを生成し、
また、その他の情報（例：エラーチェック）を必要に応
じて付加する。
実施の形態を説明する。 (実施形態１)図１は、本発明の第１の実施形態によるオ
ーディオ信号の符号化の基本構造を示すブロック図であ
る。オーディオサンプルが入力されると、写像部１１は
入力オーディオサンプルをフィルタ処理し、更に間引い
た表現を生成して、複数のサブバンドに分割する。聴覚
心理モデル部１２は、これらのサブバンドを量子化する
ためのビット割り当て情報を算出する。量子化および符
号化部１３はサブバンドサンプルを正規化し、ビット割
り当て情報に従って量子化する。量子化サンプル記憶部
１４は、量子化および符号化部で量子化されたサンプル
を記憶する。フレーム組立部１５は、量子化及び符号化
部１３の出力データであるビット割り当て及びスケール
ファクタと、量子化サンプル記憶部１４に記憶されてい
る前フレームで出力された量子化サンプル及びアンシラ
リデータとを組み合わせてビットストリームを生成し、
また、その他の情報（例：エラーチェック）を必要に応
じて付加する。
【００１２】図２は、符号化方法で生成されるビットス
トリームフォーマットを示す。ビットストリームは１つ
以上の連続するフレームから構成される。図２は、１フ
レームのフォーマットである。フレームはビット割り当
て情報、スケールファクタ、量子化されたサンプル及び
オーディオデータ以外のヘッダ、エラーチェック、その
他の付加情報等から成る。本発明の第１の実施形態によ
るオーディオ信号の符号化方法は、量子化ビット数を示
すサブバンド毎のビット割り当て情報およびスケールフ
ァクタを、複数のフレームのビットストリーム中に分割
して符号化することによって、フレーム当たりのビット
割り当て情報を少なくすることができ、その結果遅延時
間を短縮するためにフレーム長を短くしても、サンプル
を量子化するためのビット数を多く割り当てることが可
能になり、音質の向上を図ることができるものである。
トリームフォーマットを示す。ビットストリームは１つ
以上の連続するフレームから構成される。図２は、１フ
レームのフォーマットである。フレームはビット割り当
て情報、スケールファクタ、量子化されたサンプル及び
オーディオデータ以外のヘッダ、エラーチェック、その
他の付加情報等から成る。本発明の第１の実施形態によ
るオーディオ信号の符号化方法は、量子化ビット数を示
すサブバンド毎のビット割り当て情報およびスケールフ
ァクタを、複数のフレームのビットストリーム中に分割
して符号化することによって、フレーム当たりのビット
割り当て情報を少なくすることができ、その結果遅延時
間を短縮するためにフレーム長を短くしても、サンプル
を量子化するためのビット数を多く割り当てることが可
能になり、音質の向上を図ることができるものである。
【００１３】(実施の形態２)図３は、本発明の第２の実
施形態によるオーディオ信号の復号の基本構造を示すブ
ロック図である。ビットストリームが入力されると、フ
レーム分解部３１は情報の様々な部分を復元するため
に、ビットストリームを分離し、ビット割り当て情報及
びスケールファクタを制御情報記憶部３２に記録し、且
つ量子化サンプルを復元部３３に転送する。復元部３３
は、制御情報記憶部３２に記憶されている過去の複数の
フレームで出力されたビット割り当て情報及びスケール
ファクタを読み出して復元し、フレーム分解部３１から
転送された量子化サンプルを逆量子化する。逆写像部３
４は、これらの写像サンプルをＰＣＭオーディオサンプ
ルに戻す。
施形態によるオーディオ信号の復号の基本構造を示すブ
ロック図である。ビットストリームが入力されると、フ
レーム分解部３１は情報の様々な部分を復元するため
に、ビットストリームを分離し、ビット割り当て情報及
びスケールファクタを制御情報記憶部３２に記録し、且
つ量子化サンプルを復元部３３に転送する。復元部３３
は、制御情報記憶部３２に記憶されている過去の複数の
フレームで出力されたビット割り当て情報及びスケール
ファクタを読み出して復元し、フレーム分解部３１から
転送された量子化サンプルを逆量子化する。逆写像部３
４は、これらの写像サンプルをＰＣＭオーディオサンプ
ルに戻す。
【００１４】本発明の第２の実施形態によるオーディオ
信号の復号方法は、複数のフレームに分割されているビ
ット割り当て情報およびスケールファクタを復号した
後、ビット割り当て情報およびスケールファクタを用い
て量子化されたサンプルを逆量子化することによって、
フレーム当たりのビット割り当て情報を少なくすること
ができ、その結果遅延時間を短縮するためにフレーム長
を短くしても、サンプルを量子化するためのビット数を
多く割り当てることが可能となり、音質の向上を図るこ
とができるものである。 (実施の形態３)図４は、本発明の第３の実施形態による
オーディオ信号の符号化装置の基本構造を示すブロック
図である。オーディオサンプルが符号化装置４１に入力
されると、写像部４２は入力オーディオサンプルをフィ
ルタ処理し、さらに間引いた表現を生成して、複数のサ
ブバンドに分割する。写像部４２の出力に接続され、且
つオーディオサンプルの入力を有する聴覚心理モデル部
４３は、これらのサブバンドを量子化するためのビット
割り当て情報を算出する。量子化及び符号化部４４は、
写像部４２と聴覚心理モデル部４３の出力を受け、サブ
バンドサンプルを正規化し、ビット割り当て情報に従っ
て量子化する。量子化サンプル記憶部４５は、量子化及
び符号化部４４の出力に接続され、量子化及び符号化部
４４で量子化されたサンプルを記憶する。フレーム組立
部４６は、量子化及び符号化部４４と量子化サンプル記
憶部４５の出力に接続され、更に、アンシラリデータの
入力部を有していて、量子化及び符号化部４４の出力デ
ータであるビット割り当て及びスケールファクタと、量
子化サンプル記憶部４５に記憶されている前フレームで
出力された量子化サンプル及びアンシラリデータとを組
み合わせてビットストリームを生成し、出力する。ま
た、フレーム組立部４６は、その他の情報(例：エラー
チェック)を必要に応じて付加する。
信号の復号方法は、複数のフレームに分割されているビ
ット割り当て情報およびスケールファクタを復号した
後、ビット割り当て情報およびスケールファクタを用い
て量子化されたサンプルを逆量子化することによって、
フレーム当たりのビット割り当て情報を少なくすること
ができ、その結果遅延時間を短縮するためにフレーム長
を短くしても、サンプルを量子化するためのビット数を
多く割り当てることが可能となり、音質の向上を図るこ
とができるものである。 (実施の形態３)図４は、本発明の第３の実施形態による
オーディオ信号の符号化装置の基本構造を示すブロック
図である。オーディオサンプルが符号化装置４１に入力
されると、写像部４２は入力オーディオサンプルをフィ
ルタ処理し、さらに間引いた表現を生成して、複数のサ
ブバンドに分割する。写像部４２の出力に接続され、且
つオーディオサンプルの入力を有する聴覚心理モデル部
４３は、これらのサブバンドを量子化するためのビット
割り当て情報を算出する。量子化及び符号化部４４は、
写像部４２と聴覚心理モデル部４３の出力を受け、サブ
バンドサンプルを正規化し、ビット割り当て情報に従っ
て量子化する。量子化サンプル記憶部４５は、量子化及
び符号化部４４の出力に接続され、量子化及び符号化部
４４で量子化されたサンプルを記憶する。フレーム組立
部４６は、量子化及び符号化部４４と量子化サンプル記
憶部４５の出力に接続され、更に、アンシラリデータの
入力部を有していて、量子化及び符号化部４４の出力デ
ータであるビット割り当て及びスケールファクタと、量
子化サンプル記憶部４５に記憶されている前フレームで
出力された量子化サンプル及びアンシラリデータとを組
み合わせてビットストリームを生成し、出力する。ま
た、フレーム組立部４６は、その他の情報(例：エラー
チェック)を必要に応じて付加する。
【００１５】本発明の第３の実施形態によるオーディオ
信号の符号化装置は、量子化ビット数を示すサブバンド
毎のビット割り当て情報およびスケールファクタを、複
数のフレームのビットストリーム中に分割して符号化す
ることによって、フレーム当たりのビット割り当て情報
を少なくすることができ、その結果遅延時間を短縮する
ためにフレーム長を短くしても、サンプルを量子化する
ためのビット数を多く割り当てることが可能になり、音
質の向上を図ることができるものである。 （実施の形態４）図５は、本発明の第４の実施形態によ
るオーディオ信号の復号装置の基本構造を示すブロック
図である。ビットストリームが復号装置５１に入力され
ると、フレーム分解部５２は情報の様々な部分を復元す
るために、ビットストリームを分離する。その出力は、
制御情報記憶部５３に入力され、ビット割り当て情報及
びスケールファクタに記録し、且つ量子化サンプルを復
元部５４に転送する。復元部５４は、フレーム分解部５
２と制御情報記憶部５３の出力を入力として、制御情報
記憶部５３に記憶されている過去の複数のフレームで出
力されたビット割り当て情報及びスケールファクタを読
み出して復元し、フレーム分解部５２から転送された量
子化サンプルを逆量子化する。復元部５４の出力側に接
続された逆写像部５５は、これらの写像サンプルをＰＣ
Ｍオーディオサンプルに戻す。
信号の符号化装置は、量子化ビット数を示すサブバンド
毎のビット割り当て情報およびスケールファクタを、複
数のフレームのビットストリーム中に分割して符号化す
ることによって、フレーム当たりのビット割り当て情報
を少なくすることができ、その結果遅延時間を短縮する
ためにフレーム長を短くしても、サンプルを量子化する
ためのビット数を多く割り当てることが可能になり、音
質の向上を図ることができるものである。 （実施の形態４）図５は、本発明の第４の実施形態によ
るオーディオ信号の復号装置の基本構造を示すブロック
図である。ビットストリームが復号装置５１に入力され
ると、フレーム分解部５２は情報の様々な部分を復元す
るために、ビットストリームを分離する。その出力は、
制御情報記憶部５３に入力され、ビット割り当て情報及
びスケールファクタに記録し、且つ量子化サンプルを復
元部５４に転送する。復元部５４は、フレーム分解部５
２と制御情報記憶部５３の出力を入力として、制御情報
記憶部５３に記憶されている過去の複数のフレームで出
力されたビット割り当て情報及びスケールファクタを読
み出して復元し、フレーム分解部５２から転送された量
子化サンプルを逆量子化する。復元部５４の出力側に接
続された逆写像部５５は、これらの写像サンプルをＰＣ
Ｍオーディオサンプルに戻す。
【００１６】本発明の第４の実施形態によるオーディオ
信号の復号装置は、複数のフレームに分割されているビ
ット割り当て情報およびスケールファクタを復号した
後、ビット割り当て情報およびスケールファクタを用い
て量子化されたサンプルを逆量子化することによって、
フレーム当たりのビット割り当て情報を少なくすること
ができ、その結果遅延時間を短縮するためにフレーム長
を短くしても、サンプルを量子化するためのビット数を
多く割り当てることが可能となり、音質の向上を図るこ
とができるものである。
信号の復号装置は、複数のフレームに分割されているビ
ット割り当て情報およびスケールファクタを復号した
後、ビット割り当て情報およびスケールファクタを用い
て量子化されたサンプルを逆量子化することによって、
フレーム当たりのビット割り当て情報を少なくすること
ができ、その結果遅延時間を短縮するためにフレーム長
を短くしても、サンプルを量子化するためのビット数を
多く割り当てることが可能となり、音質の向上を図るこ
とができるものである。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ビット割
り当て情報及びスケールファクタを複数のフレームに分
割して複合化するので、フレーム長を短縮しても、同一
時間内におけるビット割り当て情報及びスケールファク
タの割合がフレーム長を短縮する前に比較して増加する
ことはなくなる。したがって、サンプルに割り当てるビ
ット数が減じられることはなく、音質も劣化しない。こ
の効果は復号によって生じる遅延時間を短縮するため
に、フレーム長を短くする際には非常に効果的である。
例えば、レイヤ１のフォーマットで、ビットレート１２
８kbits/sの場合は、１フレーム全体に割り当てられる
ビット数は１０２４ビットであるが、そのうち、ヘッダ
に３２ビット、量子化ビット数に１２８ビット、スケー
ルファクタ及びサンプルに割り当てられるビット数が８
６４ビットである。仮にスケールファクタを３２バンド
分すべて符号化するとすると、スケールファクタには６
ビットＸ３２バンド＝１９２ビット必要となる。したが
って、サンプルに割り当て可能なビット数は８６４-１
９２＝６７２である。１フレームのサンプル数は３８４
サンプルなので、１サンプルに割り当てられるビット数
は１．７５ビットである。
り当て情報及びスケールファクタを複数のフレームに分
割して複合化するので、フレーム長を短縮しても、同一
時間内におけるビット割り当て情報及びスケールファク
タの割合がフレーム長を短縮する前に比較して増加する
ことはなくなる。したがって、サンプルに割り当てるビ
ット数が減じられることはなく、音質も劣化しない。こ
の効果は復号によって生じる遅延時間を短縮するため
に、フレーム長を短くする際には非常に効果的である。
例えば、レイヤ１のフォーマットで、ビットレート１２
８kbits/sの場合は、１フレーム全体に割り当てられる
ビット数は１０２４ビットであるが、そのうち、ヘッダ
に３２ビット、量子化ビット数に１２８ビット、スケー
ルファクタ及びサンプルに割り当てられるビット数が８
６４ビットである。仮にスケールファクタを３２バンド
分すべて符号化するとすると、スケールファクタには６
ビットＸ３２バンド＝１９２ビット必要となる。したが
って、サンプルに割り当て可能なビット数は８６４-１
９２＝６７２である。１フレームのサンプル数は３８４
サンプルなので、１サンプルに割り当てられるビット数
は１．７５ビットである。
【００１８】仮に、フレーム長を４分の１にし、ビット
割り当て情報及びスケールファクタを本発明のように複
数のフレームに分割することにする。分割するフレーム
の数を４フレームとすると、１フレーム全体に割り当て
られるビット数は２５６ビット、そのうち、ヘッダに３
２ビット、ビット割り当て情報に１２８／４＝３２ビッ
ト、スケールファクタに１９２／４＝４８ビット、サン
プルに割り当てられるビット数は２５６−（３２＋３２
＋４８）＝１４４ビットとなる。１フレームのサンプル
数は３８４／４＝９６サンプルなので、１サンプルに割
り当てられるビット数は１４４／９６＝１．５ビットで
ある。フレーム長を短縮する前に比べて、１サンプル当
たり、０．２５ビットの減少で済む。ビット割り当て情
報及びスケールファクタを分割しないでも符号化するこ
とにすると、発明が解決しようとする課題で述べたよう
に、スケールファクタ及びサンプルに割り当てられるビ
ット数が足りなくなってしまい、ビットレートの増加が
不可欠になるが、本発明により、ビットレート及び音質
を維持したまま、遅延時間の短縮を図ることが可能とな
る。
割り当て情報及びスケールファクタを本発明のように複
数のフレームに分割することにする。分割するフレーム
の数を４フレームとすると、１フレーム全体に割り当て
られるビット数は２５６ビット、そのうち、ヘッダに３
２ビット、ビット割り当て情報に１２８／４＝３２ビッ
ト、スケールファクタに１９２／４＝４８ビット、サン
プルに割り当てられるビット数は２５６−（３２＋３２
＋４８）＝１４４ビットとなる。１フレームのサンプル
数は３８４／４＝９６サンプルなので、１サンプルに割
り当てられるビット数は１４４／９６＝１．５ビットで
ある。フレーム長を短縮する前に比べて、１サンプル当
たり、０．２５ビットの減少で済む。ビット割り当て情
報及びスケールファクタを分割しないでも符号化するこ
とにすると、発明が解決しようとする課題で述べたよう
に、スケールファクタ及びサンプルに割り当てられるビ
ット数が足りなくなってしまい、ビットレートの増加が
不可欠になるが、本発明により、ビットレート及び音質
を維持したまま、遅延時間の短縮を図ることが可能とな
る。
【図１】本発明の一実施の形態によるオーディオ符号化
の基本構造を示すブロック図である。
の基本構造を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるビットストリーム
フォーマットである。
フォーマットである。
【図３】本発明の一実施の形態によるオーディオ復号の
基本構造を示すブロック図である。
基本構造を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるオーディオ符号化
装置の基本構造を示すブロック図である。
装置の基本構造を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施の形態によるオーディオ復号装
置の基本構造を示すブロック図である。
置の基本構造を示すブロック図である。
【図６】ＭＰＥＧオーディオ符号化の符号器の基本構造
を示す図である。
を示す図である。
【図７】ＭＰＥＧオーディオ符号化の符号器の基本構造
を示す図である。
を示す図である。
【図８】従来のレイヤ１のビットストリームフォーマッ
トである。
トである。
【図９】従来のレイヤ２のビットストリームフォーマッ
トである。
トである。
【図１０】従来のレイヤ３のビットストリームフォーマ
ットである。
ットである。
１１，４２，６２ 写像部 １２，４３，６３ 聴覚心理モデル部 １３，４４，６４ 量子化及び符号化部 １４，４５ 量子化サンプル記憶部 １５，４６，６５ フレーム組立部 ３１，５２，７２ フレーム分解部 ３２，５３ 制御情報記憶部 ３３，４５，７３ 復元部 ３４，５４，７３ 逆写像部 ４１ 符号化装置 ５１ 復号装置 ６１ 符号器 ７１ 復号器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−96041（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−263925（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−104606（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−104617（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−115251（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−178349（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−336038（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03M 7/30
Claims (4)
- 【請求項１】ディジタルオーディオ信号を複数のサブバ
ンドに分割し、前記サブバンド内のサンプルを予め定め
たフレーム単位で、サブバンド毎に求めたスケールファ
クタによって正規化したのち、サブバンド毎に定める量
子化ビット数にしたがって前記サブバンド内のサンプル
を量子化するオーディオ信号の符号化方法であって、 前記量子化ビット数を示すサブバンド毎のビット割り当
て情報及びスケールファクタは、複数のフレームのビッ
トストリーム中に分割して符号化することを特徴とする
方法。 - 【請求項２】予め定めたフレーム単位で、サブバンド分
割して量子化されたサンプルが符号化され、かつサブバ
ンド毎に定めた量子化ビット数を示すビット割り当て情
報及びスケールファクタが複数のフレームに分割されて
符号化されたオーディオデータの復号方法であって、 前記複数のフレームに分割されているビット割り当て情
報及びスケールファクタを復号したのち、前記ビット割
り当て情報及び前記スケールファクタを用いて量子化さ
れたサンプルを逆量子化することを特徴とする方法。 - 【請求項３】ディジタルオーディオ信号を複数のサブバ
ンドに分割し、前記サブバンド内のサンプルを予め定め
たフレーム単位で、サブバンド毎に求めたスケールファ
クタによって正規化したのち、サブバンド毎に定める量
子化ビット数にしたがって前記サブバンド内のサンプル
を量子化するオーディオ信号の符号化装置であって、 前記量子化ビット数を示すサブバンド毎のビット割り当
て情報及びスケールファクタは、複数のフレームのビッ
トストリーム中に分割して符号化することを特徴とする
装置。 - 【請求項４】予め定めたフレーム単位で、サブバンド分
割して量子化されたサンプルが符号化され、かつサブバ
ンド毎に定めた量子化ビット数を示すビット割り当て情
報及びスケールファクタが複数のフレームに分割されて
符号化されたオーディオデータの復号装置であって、 前記複数のフレームに分割されているビット割り当て情
報及びスケールファクタを復号したのち、前記ビット割
り当て情報及び前記スケールファクタを用いて量子化さ
れたサンプルを逆量子化することを特徴とする装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23123898A JP3352401B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | オーディオ信号の符号化及び複号化方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23123898A JP3352401B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | オーディオ信号の符号化及び複号化方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000068852A JP2000068852A (ja) | 2000-03-03 |
| JP3352401B2 true JP3352401B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=16920494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23123898A Expired - Fee Related JP3352401B2 (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | オーディオ信号の符号化及び複号化方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3352401B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101149449B1 (ko) * | 2007-03-20 | 2012-05-25 | 삼성전자주식회사 | 오디오 신호의 인코딩 방법 및 장치, 그리고 오디오 신호의디코딩 방법 및 장치 |
-
1998
- 1998-08-18 JP JP23123898A patent/JP3352401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000068852A (ja) | 2000-03-03 |
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