JP3504485B2 - 楽音符号化装置および楽音復号化装置および楽音符号化復号化装置およびプログラム記憶媒体 - Google Patents

楽音符号化装置および楽音復号化装置および楽音符号化復号化装置およびプログラム記憶媒体

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JP3504485B2 JP00051798A JP51798A JP3504485B2 JP 3504485 B2 JP3504485 B2 JP 3504485B2 JP 00051798 A JP00051798 A JP 00051798A JP 51798 A JP51798 A JP 51798A JP 3504485 B2 JP3504485 B2 JP 3504485B2
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    • G10H2250/575—Adaptive MDCT-based compression, e.g. using a hybrid subband-MDCT, as in ATRAC

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、任意の入力楽音
を分析,圧縮して符号化する楽音符号化装置およびその
符号化されたデータを復号化して楽音を合成する楽音復
号化装置および任意の入力楽音を分析,圧縮して符号化
してその符号化されたデータを復号化して楽音を合成す
る楽音符号化復号化装置およびプログラム記憶媒体に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、楽音を符合化する楽音符号化
装置およびその符号化された符号化データを復号化して
楽音を再生する楽音復号化装置では、聴覚的に符号化再
生後の再現性が高く、処理量が少なく、かつ、圧縮率の
高い方式が望まれている。
【０００３】このため、楽音の圧縮にあたっては、楽音
波形データを時間領域から周波数領域に変換し、周波数
領域において用いられていない周波数帯域の成分を伝送
しないと同時に、人間の聴覚モデル(主に同時マスキン
グや最少可聴限のモデル等)に基づいて、各周波数帯域
における伝送ビット幅を制限することにより高圧縮率を
実現している。このような時間領域から周波数領域への
変換の１つの手法としてサブバンドコーディング(以
下、ＳＢＣという)による方式がある。このサブバンド
コーディング方式は、信号をバンドパスフィルタに通し
て希望とする周波数帯域のみを通過させることによっ
て、周波数帯域に分割するものである。この場合、演算
量・データ量を減少させるためにダウンサンプリングを
行うが、フィルタのサイドロープによる影響のためエイ
リアシングが生じる。そのエイリアシングの影響を最小
限にするには、演算量が多くなる次数の高いフィルタを
構成する必要がある。この問題を解決するため、ＱＭＦ
(Quadrature Mirror Filter)フィルタバンクを構成し
て、楽音の合成時にこのエイリアシングの影響を除去す
る工程が多く採用されている。
【０００４】さらに、時間領域から周波数領域に変換す
る一般的な手法としてＭＤＣＴ(Modify Discrete Cosin
e Transform)のようなトランスフォームコーディング
(以下、ＴＦＣという)による工程がある。このＴＦＣと
ＳＢＣとを組み合わせて、各周波数帯域で信号の定常性
を調べ、定常的な場合は分析窓を長くして周波数分解能
を上げる一方、非定常な場合は分析窓を短くすることに
よって時間分解能を上げることによって、より圧縮率が
高く再現性のよい楽音符号化を実現している。
【０００５】これらＳＢＣとＴＦＣとを組み合わせた楽
音圧縮手法の代表的なものとしては、ＭＤ(mini disc)
に使われているＡＴＲＡＣ(adaptive transform acoust
ic coding)方式や、ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts
Group)１,２のＬａｙｅｒ３がよく知られている。
【０００６】上記ＭＰＥＧのＬａｙｅｒ３(ＪＩＳ(日本
工業規格)−Ｘ４３２３およびＩＳＯ/ＩＥＣ １１１７
２−３参照)では、ＳＢＣにＱＭＦフィルタバンクを用
い、その後、ＴＦＣにＭＤＣＴ分析を用いて楽音波形デ
ータの符号化と復号化を行っている。このＭＰＥＧのＬ
ａｙｅｒ３では、折り返し歪み削減器の構成を用いるこ
とによって、ＱＭＦフィルタバンクの悪影響を防ぐこと
が可能となっている。
【０００７】図８は従来の楽音波形データを圧縮して符
号化する楽音符号化装置１０１と、その楽音符号化装置
１０１により符号化された符号化データを復号化する楽
音復号化装置１０２の構成を示す概略ブロック図であ
る。
【０００８】図８において、上記楽音符号化装置１０１
は、楽音入力部１１０と、周波数帯域分割部(帯域フィ
ルタ)１１２と、時間−周波数変換部１１４と、量子化
部１１６と、聴覚モデル算出部１１８と、符号化列生成
部１１７および符号化データ出力部１１９で構成されて
いる。また、上記楽音復号化装置１０２は、符号化デー
タ入力部１２９と、符号化列復号部１２７と、逆量子化
部１２６と、周波数−時間変換部１２４と、周波数帯域
合成部(帯域フィルタ)１２２および楽音出力部１２０で
構成されている。
【０００９】以下、上記楽音符号化装置１０１と楽音復
号化装置１０２の動作を説明する。
【００１０】まず、最初に楽音符号化装置１０１では、
入力された楽音波形データを分析フレーム単位に切り出
して、切り出された楽音波形データを周波数帯域分割部
(帯域フィルタ)１１２および聴覚モデル算出部１１８に
出力する。
【００１１】次に、上記周波数帯域分割部(帯域フィル
タ)１１２は、楽音入力部１１０から出力された楽音波
形データをバンドパス(ハイパス、ローパスを含む)フィ
ルタを通して希望とする周波数帯域のみを通過させるこ
とによって、特定の周波数帯域のみを含む時間波形デー
タにいくつか分割して、ダウンサンプリングを行ってサ
ンプリング変換した後、分割されサンプリング変換され
た時間波形データを時間−周波数変換部１１４に出力す
る。
【００１２】次に、上記時間−周波数変換部１１４は、
いくつかに分割された特定の周波数帯域のみを含む時間
波形データを、ＭＤＣＴ等の手法により周波数帯域毎に
周波数領域のパラメータに変換して、変換されたパラメ
ータを量子化部１１６に出力する。
【００１３】また、上記聴覚モデル算出部１１８は、楽
音入力部１１０から出力された楽音波形データをＦＦＴ
等を用いて周波数分析を行い、同時マスキング・最小可
聴限等の聴覚モデルに基づいて、量子化のための各周波
数帯域における量子化ビットの精度を決定して、決定さ
れた量子化ビットの精度を表す信号を量子化部１１６に
出力する。
【００１４】次に、上記量子化部１１６は、聴覚モデル
算出部１１８によって算出された量子化のための各周波
数帯域における量子化ビットの精度に基づいて、時間−
周波数変換部１１４によって変換された各周波数領域の
特徴を表すパラメータの精度を打ち切り、各周波数領域
のパラメータの大きさ,量子化精度および量子化データ
等の量子化符号化データを符号化列生成部１１７に出力
する。
【００１５】そして、上記符号化列生成部１１７では、
量子化部１１６によって生成された各周波数領域のパラ
メータの大きさ,量子化精度および量子化データ等の量
子化符号化データを伝送(または蓄積)するために圧縮率
が高くなるように符号化列に変換する。そうして、上記
符号化列生成部１１７変換された符号化列を受けた符号
化データ出力部１１９によって、符号化データが出力さ
れて、伝送路に伝送(または記憶媒体に蓄積)される。
【００１６】次に、上記楽音復号化装置１０２について
説明する。伝送(または蓄積)された符号化データが符号
化データ入力部１２９に入力され、符号化データ入力部
１２９から入力された符号化データが符号化列復号部１
２７に出力される。上記符号化列復号部１２７では、楽
音符号化装置１０１の符号化列生成部１１７によって符
号化データが圧縮されて伝送(または蓄積)された符号化
列を、各周波数領域のパラメータの大きさ,量子化精度
および量子化データ等の量子化符号化データに復号化し
て、復号化された量子化符号化データを逆量子化部１２
６に出力する。
【００１７】次に、上記逆量子化部１２６では、符号化
列復号部１２７で分離された量子化符号化データを逆量
子化して、各周波数領域のパラメータに変換すると共
に、周波数−時間変換部１２４の演算精度に戻した後、
各周波数領域のパラメータを周波数−時間変換部１２４
に出力する。
【００１８】次に、上記周波数−時間変換部１２４で
は、逆量子化部１２６からの逆量子化された各周波数領
域のパラメータをＩＭＤＣＴ等を用いて周波数成分を時
間成分である時間波形データに変換して、変換された時
間波形データを周波数帯域合成部(帯域フィルタ)１２２
に出力する。
【００１９】次に、上記周波数帯域合成部(帯域フィル
タ)１２２では、いくつかに分割された特定の周波数帯
域のみを含む周波数成分から変換された時間成分である
時間波形データをアップサンプリングして、サンプリン
グ変換した後、バンドパス(ハイパス、ローパスを含む)
フィルタを通して希望とする周波数帯域のみを通過させ
た後、いくつかの特定の周波数帯域のみを含む時間波形
データを合成することによって、楽音波形データに復号
化することができる。
【００２０】そして、上記楽音出力部１２０では、周波
数帯域合成部(帯域フィルタ)１２２からの復号化された
楽音波形データを分析フレーム単位に合成して出力す
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】上記楽音符号化装置１
０１と楽音復号化装置１０２では、ＳＢＣ等バンドパス
(ハイパス、ローパスを含む)フィルタを通して希望とす
る周波数帯域のみを通過させることによって、周波数帯
域に分割する場合、フィルタの設計によりその通過域,
遮断域および過渡域の周波数特性が変わってくる。理想
的には、通過域の特性をなるべく平坦にし、エイリアス
成分がなるべく少なくなるように過渡域の領域をなるべ
く小さくすると共に、遮断域の遮断特性を大きくする必
要がある。しかしながら、理想的な特性を有するフィル
タを設計しようとすると、フィルタの次数が極めて大き
くなり、信号も遅延するため、コスト等も考慮に入れて
実用上問題のない限界を見極め、なるべく少ない次数に
設計されたフィルタを利用している。
【００２２】そこで、この発明の目的は、次数の少ない
フィルタを用いて、楽音波形の精度を低コストで向上で
きる楽音符号化装置および楽音復号化装置および楽音符
号化復号化装置およびプログラム記憶媒体を提供するこ
とにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の楽音符号化装置は、楽音波形データを目
的とする周波数帯域毎に分割して、その分割された波形
データを符合化する符号化部を備えた楽音符号化装置に
おいて、上記符号化部は、上記楽音波形データを複数の
周波数帯域に分割する周波数帯域分割用フィルタバンク
と、上記周波数帯域分割用フィルタバンクにより分割さ
れた周波数帯域毎の波形データを各周波数領域のパラメ
ータに変換する時間−周波数変換部と、上記周波数帯域
分割用フィルタバンクの各周波数領域における歪みを平
坦にする特性と、符号化された符号化データを復号化す
る復号化側の周波数帯域合成用フィルタバンクの各周波
数領域における歪みを平坦にする特性のうちの少なくと
も復号化側の歪みを平坦にする特性を有する重み係数に
基づいて、上記時間−周波数変換部により変換された上
記各周波数領域のパラメータに重み付けする符号化重み
付け部とを備えたことを特徴としている。
【００２４】上記請求項１の楽音符号化装置によれば、
上記符号化部の周波数帯域分割用フィルタバンクは、上
記楽音波形データを複数の周波数帯域に分割し、その周
波数帯域分割用フィルタバンクにより分割された周波数
帯域毎の波形データを符号化部の時間−周波数変換部に
より各周波数領域のパラメータに変換する。そして、上
記符号化重み付け部によって、符号化された符号化デー
タを復号化する復号化側の周波数帯域合成用フィルタバ
ンクの各周波数領域における歪みを平坦にする特性を有
する重み係数に基づいて、上記時間−周波数変換部によ
り変換された上記各周波数領域のパラメータに重み付け
する。そうして、復号化側の周波数特性が平坦になるよ
うに補正する。または、上記符号化重み付け部によっ
て、上記周波数帯域分割用フィルタバンクの各周波数領
域における歪みを平坦にする特性と、符号化された符号
化データを復号化する復号化側の周波数帯域合成用フィ
ルタバンクの各周波数領域における歪みを平坦にする特
性とを有する重み係数に基づいて、上記時間−周波数変
換部により変換された上記各周波数領域のパラメータに
重み付けする。そうして、符号化側と復号化側の両方の
周波数特性が平坦になるように補正する。この場合、符
号化側と復号化側の両方の周波数特性を合成した特性を
符号化側で補正すればよいので、構成を簡単にすること
が可能である。
【００２５】したがって、次数の少ないフィルタを用い
て、楽音波形の精度を低コストで向上できる。
【００２６】また、規格・仕様として、例えば楽音波形
の１６bit精度の楽音を扱うことを想定して設計された
楽音符号化方式の場合、周波数帯域分割用フィルタバン
クの通過域の周波数特性は１６bit精度として十分な設
計を行っているが、１６bit以上の例えば２０bit、２４
bitといった楽音波形の精度を扱おうとすると、フィル
タの通過域の精度が不充分な場合が一般的である。一般
的に復号化側の規格は定められているが符号化側の規格
は定められておらず、任意の方式を取ることが可能な場
合が多いため、符号化側において復号化側のフィルタ精
度の影響を考慮に入れることにより、規格をなんら変更
せずに、規格想定時以上の楽音波形の精度を実現するこ
とが可能となる。
【００２７】また、請求項２の楽音符号化装置は、楽音
波形データを目的とする周波数帯域毎に分割して、その
分割された波形データを圧縮して符合化する符号化部を
備えた楽音符号化装置において、上記符号化部は、上記
楽音波形データを複数の周波数帯域に分割する周波数帯
域分割用フィルタバンクと、上記周波数帯域分割用フィ
ルタバンクにより分割された周波数帯域毎の波形データ
を各周波数領域のパラメータに変換する時間−周波数変
換部と、上記周波数帯域分割用フィルタバンクの各周波
数領域における歪みを平坦にする特性と、符号化された
符号化データを復号化する復号化側の周波数帯域合成用
フィルタバンクの各周波数領域における歪みを平坦にす
る特性のうちの少なくとも復号化側の歪みを平坦にする
特性を有する重み係数に基づいて、上記周波数帯域分割
用フィルタバンクに入力される楽音波形データと、上記
周波数帯域分割用フィルタバンクで分割されて上記時間
−周波数変換部に入力される上記周波数帯域毎の波形デ
ータのうちの少なくとも一方に重み付けする符号化重み
付け部とを備えたことを特徴としている。
【００２８】上記請求項２の楽音符号化装置によれば、
上記符号化部の周波数帯域分割用フィルタバンクは、上
記楽音波形データを複数の周波数帯域に分割し、その周
波数帯域分割用フィルタバンクにより分割された周波数
帯域毎の波形データを符号化部の時間−周波数変換部に
より各周波数領域のパラメータに変換する。このとき、
上記符号化重み付け部によって、符号化された符号化デ
ータを復号化する復号化側の周波数帯域合成用フィルタ
バンクの各周波数領域における歪みを平坦にする特性を
有する重み係数に基づいて、周波数帯域分割用フィルタ
バンクに入力される楽音波形データと上記周波数帯域分
割用フィルタバンクで分割されて上記時間−周波数変換
部に入力される上記周波数帯域毎の波形データのうちの
少なくとも一方に重み付けする。そうして、復号化側の
周波数特性が平坦になるように補正する。または、上記
符号化重み付け部によって、上記周波数帯域分割用フィ
ルタバンクの各周波数領域における歪みを平坦にする特
性と、符号化された符号化データを復号化する復号化側
の周波数帯域合成用フィルタバンクの各周波数領域にお
ける歪みを平坦にする特性とを有する重み係数に基づい
て、周波数帯域分割用フィルタバンクに入力される楽音
波形データと上記周波数帯域分割用フィルタバンクで分
割されて上記時間−周波数変換部に入力される上記周波
数帯域毎の波形データのうちの少なくとも一方に重み付
けする。そうして、符号化側と復号化側の両方の周波数
特性が平坦になるように補正する。この場合、符号化側
と復号化側の両方の周波数特性を合成した特性を符号化
側で補正すればよいので、構成を簡単にすることが可能
である。
【００２９】したがって、次数の少ないフィルタを用い
て、楽音波形の精度を低コストで向上できる。
【００３０】また、規格・仕様として、例えば楽音波形
の１６bit精度の楽音を扱うことを想定して設計された
楽音符号化方式の場合、周波数帯域分割用フィルタバン
クの通過域の周波数特性は１６bit精度として十分な設
計を行っているが、１６bit以上の例えば２０bit、２４
bitといった楽音波形の精度を扱おうとすると、フィル
タの通過域の精度が不充分な場合が一般的である。一般
的に復号化側の規格は定められているが符号化部の規格
は定められておらず、任意の方式を取ることが可能な場
合が多いため、符号化側において復号化側のフィルタ精
度の影響を考慮に入れることにより、規格をなんら変更
せずに、規格想定時以上の楽音波形の精度を実現するこ
とが可能となる。
【００３１】また、請求項３の楽音復号化装置は、符号
化側で楽音波形データを周波数帯域分割用フィルタバン
クを用いて目的とする周波数帯域毎に分割して、その分
割された波形データが符合化された符号化データを復号
化して楽音を再生する復号化部を備えた楽音復号化装置
において、上記復号化部は、上記楽音波形データの各周
波数領域のパラメータを周波数帯域毎の波形データに変
換する周波数−時間変換部と、上記周波数−時間変換部
により変換された上記周波数帯域毎の波形データを合成
する周波数帯域合成用フィルタバンクと、上記楽音波形
データを符号化する符号化側の上記周波数帯域分割用フ
ィルタバンクの各周波数領域における歪みを平坦にする
特性と、上記周波数帯域合成用フィルタバンクの各周波
数領域における歪みを平坦にする特性のうちの少なくと
も符号化側の歪みを平坦にする特性を有する重み係数に
基づいて、上記周波数−時間変換部に入力される上記各
周波数領域のパラメータに重み付けする復号化重み付け
部とを備えたことを特徴としている。
【００３２】上記請求項３の楽音復号化装置によれば、
上記復号化部の周波数−時間変換部は、上記楽音波形デ
ータの各周波数領域のパラメータを周波数帯域毎の波形
データに変換し、上記周波数−時間変換部により変換さ
れた上記周波数帯域毎の波形データを復号化部の周波数
帯域合成用フィルタバンクにより合成する。このとき、
上記復号化部の復号化重み付け部によって、上記楽音波
形データを符号化する符号化側の周波数帯域分割用フィ
ルタバンクの各周波数領域における歪みを平坦にする特
性を有する重み係数に基づいて、上記周波数−時間変換
部に入力される上記各周波数領域のパラメータに重み付
けする。そうして、符号化側の周波数特性が平坦になる
ように補正する。または、上記復号化部の復号化重み付
け部によって、上記楽音波形データを符号化する符号化
側の周波数帯域分割用フィルタバンクの各周波数領域に
おける歪みを平坦にする特性と、上記周波数帯域合成用
フィルタバンクの各周波数領域における歪みを平坦にす
る特性とを有する重み係数に基づいて、上記周波数−時
間変換部に入力される上記各周波数領域のパラメータに
重み付けする。そうして、符号化側と復号化側の両方の
周波数特性が平坦になるように補正する。この場合、符
号化側と復号化側の両方の周波数特性を合成した特性を
復号化側で補正すればよいので、構成を簡単にすること
が可能である。
【００３３】したがって、次数の少ないフィルタを用い
て、楽音波形の精度を低コストで向上できる。
【００３４】また、請求項４の楽音符号化復号化装置
は、請求項１または２の楽音符号化装置と請求項３の楽
音復号化装置とを備えて、上記楽音符号化装置により楽
音を符号化すると共に、上記楽音符号化装置により符号
化された符号化データを上記楽音復号化装置により復号
化して楽音を再生することを特徴としている。
【００３５】上記請求項４の楽音符号化復号化装置によ
れば、符号化側と復号化側の両方の周波数特性が平坦に
なるように補正する。この場合、符号化側と復号化側の
両方の周波数特性を合成した特性を補正すればよいの
で、構成を簡単にすることが可能である。したがって、
次数の少ないフィルタを用いて、楽音波形の精度を低コ
ストで向上できる楽音符号化復号化装置を実現できる。
【００３６】また、請求項５のプログラム記憶媒体は、
楽音波形データを目的とする周波数帯域毎に分割して、
その分割された波形データを符号化するためのプログラ
ムを記録しているプログラム記憶媒体であって、上記楽
音波形データを複数の周波数帯域に分割する周波数帯域
分割用フィルタバンク処理工程と、上記周波数帯域分割
用フィルタバンク処理工程により分割された周波数帯域
毎の波形データを各周波数領域のパラメータに変換する
時間−周波数変換工程と、上記周波数帯域分割用フィル
タバンク処理工程の各周波数領域における歪みを平坦に
する特性と、符号化された符号化データを復号化する復
号化側の周波数帯域合成用フィルタバンク処理工程の各
周波数領域における歪みを平坦にする特性のうちの少な
くとも復号化側の歪みを平坦にする特性を有する重み係
数に基づいて、上記時間−周波数変換工程により変換さ
れた上記各周波数領域のパラメータに重み付けする符号
化重み付け工程とを有するプログラムを記録しているこ
とを特徴としている。
【００３７】上記請求項５のプログラム記憶媒体によれ
ば、上記符号化部の周波数帯域分割用フィルタバンク処
理工程により上記楽音波形データを複数の周波数帯域に
分割し、その周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程
により分割された周波数帯域毎の波形データを時間−周
波数変換工程により各周波数領域のパラメータに変換す
る。そして、上記符号化重み付け工程によって、符号化
された符号化データを復号化する復号化側の周波数帯域
合成用フィルタバンク処理工程の各周波数領域における
歪みを平坦にする特性を有する重み係数に基づいて、上
記時間−周波数変換工程により変換された上記各周波数
領域のパラメータに重み付けする。そうして、復号化側
の周波数特性が平坦になるように補正する。または、上
記符号化重み付け工程によって、上記周波数帯域分割用
フィルタバンク処理工程の各周波数領域における歪みを
平坦にする特性と、符号化された符号化データを復号化
する復号化側の周波数帯域合成用フィルタバンク処理工
程の各周波数領域における歪みを平坦にする特性とを有
する重み係数に基づいて、上記時間−周波数変換工程に
より変換された上記各周波数領域のパラメータに重み付
けする。そうして、符号化側と復号化側の両方の周波数
特性が平坦になるように補正する。この場合、符号化側
と復号化側の両方の周波数特性を合成した特性を符号化
側で補正すればよいので、構成を簡単にすることが可能
である。
【００３８】したがって、次数の少ないフィルタを用い
て、楽音波形の精度を低コストで向上できる。
【００３９】また、規格・仕様として、例えば楽音波形
の１６bit精度の楽音を扱うことを想定して設計された
楽音符号化方式の場合、ＳＢＣの通過域の周波数特性は
１６bit精度として十分な設計を行っているが、１６bit
以上の例えば２０bit、２４bitといった楽音波形の精度
を扱おうとすると、フィルタの通過域の精度が不充分な
場合が一般的である。一般的に復号化側の規格は定めら
れているが符号化側の規格は定められておらず、任意の
方式を取ることが可能な場合が多いため、符号化側にお
いて復号化側のフィルタ精度の影響を考慮に入れること
により、規格をなんら変更せずに、規格想定時以上の楽
音波形の精度を実現することが可能となる。
【００４０】また、請求項６のプログラム記憶媒体は、
楽音波形データを目的とする周波数帯域毎に分割して、
その分割された波形データを符号化するためのプログラ
ムを記録しているプログラム記憶媒体であって、上記楽
音波形データを複数の周波数帯域に分割する周波数帯域
分割用フィルタバンク処理工程と、上記周波数帯域分割
用フィルタバンク処理工程により分割された周波数帯域
毎の波形データを各周波数領域のパラメータに変換する
時間−周波数変換工程と、上記周波数帯域分割用フィル
タバンク処理工程の各周波数領域における歪みを平坦に
する特性と、符号化された符号化データを復号化する復
号化側の周波数帯域合成用フィルタバンク処理工程の各
周波数領域における歪みを平坦にする特性のうちの少な
くとも復号化側の歪みを平坦にする特性を有する重み係
数に基づいて、上記周波数帯域分割用フィルタバンク処
理工程で分割される前の楽音波形データと、上記周波数
帯域分割用フィルタバンク処理工程により分割された後
かつ上記時間−周波数変換工程で変換される前の上記周
波数帯域毎の波形データのうちの少なくとも一方に重み
付けする符号化重み付け工程とを有するプログラムを記
録していることを特徴としている。
【００４１】上記請求項６のプログラム記憶媒体によれ
ば、上記周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程によ
り上記楽音波形データを複数の周波数帯域に分割し、そ
の周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程により分割
された周波数帯域毎の波形データを符号化部の時間−周
波数変換工程により各周波数領域のパラメータに変換す
る。このとき、上記符号化重み付け工程によって、符号
化された符号化データを復号化する復号化側の周波数帯
域合成用フィルタバンク処理工程の各周波数領域におけ
る歪みを平坦にする特性を有する重み係数に基づいて、
周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程に入力される
楽音波形データと、上記周波数帯域分割用フィルタバン
ク処理工程で分割されて上記時間−周波数変換工程に入
力される上記周波数帯域毎の波形データのうちの少なく
とも一方に重み付けする。そうして、復号化側の周波数
特性が平坦になるように補正する。または、上記符号化
重み付け工程によって、上記周波数帯域分割用フィルタ
バンク処理工程の各周波数領域における歪みを平坦にす
る特性と、符号化された符号化データを復号化する復号
化側の周波数帯域合成用フィルタバンク処理工程の各周
波数領域における歪みを平坦にする特性とを有する重み
係数に基づいて、周波数帯域分割用フィルタバンク処理
工程に入力される楽音波形データと、上記周波数帯域分
割用フィルタバンク処理工程で分割されて上記時間−周
波数変換工程に入力される上記周波数帯域毎の波形デー
タのうちの少なくとも一方に重み付けする。そうして、
符号化側と復号化側の両方の周波数特性が平坦になるよ
うに補正する。この場合、符号化側と復号化側の両方の
周波数特性を合成した特性を符号化側で補正すればよい
ので、構成を簡単にすることが可能である。
【００４２】したがって、次数の少ないフィルタを用い
て、楽音波形の精度を低コストで向上できる。
【００４３】また、規格・仕様として、例えば楽音波形
の１６bit精度の楽音を扱うことを想定して設計された
楽音符号化方式の場合、ＳＢＣの通過域の周波数特性は
１６bit精度として十分な設計を行っているが、１６bit
以上の例えば２０bit、２４bitといった楽音波形の精度
を扱おうとすると、フィルタの通過域の精度が不充分な
場合が一般的である。一般的に復号化側の規格は定めら
れているが符号化部の規格は定められておらず、任意の
方式を取ることが可能な場合が多いため、符号化側にお
いて復号化側のフィルタ精度の影響を考慮に入れること
により、規格をなんら変更せずに、規格想定時以上の楽
音波形の精度を実現することが可能となる。
【００４４】また、請求項７のプログラム記憶媒体は、
符号化側で楽音波形データを周波数帯域分割用フィルタ
バンク処理工程によって目的とする周波数帯域毎に分割
して、その分割された波形データが符合化された符号化
データを復号化して楽音を再生するためのプログラムを
記録しているプログラム記憶媒体であって、上記楽音波
形データの各周波数領域のパラメータを周波数帯域毎の
波形データに変換する周波数−時間変換工程と、上記周
波数−時間変換工程により変換された上記周波数帯域毎
の波形データを合成する周波数帯域合成用フィルタバン
ク処理工程と、上記楽音波形データを符号化する符号化
側の上記周波数帯域分割用フィルタバンク工程の各周波
数領域における歪みを平坦にする特性と、上記周波数帯
域合成用フィルタバンク処理工程の各周波数領域におけ
る歪みを平坦にする特性のうちの少なくとも符号化側の
歪みを平坦にする特性を有する重み付け係数に基づい
て、上記周波数−時間変換工程により変換される前の上
記各周波数領域のパラメータに重み付けする復号化重み
付け工程とを有するプログラムを記録していることを特
徴としている。
【００４５】上記請求項７のプログラム記憶媒体によれ
ば、上記周波数−時間変換工程は、上記楽音波形データ
の各周波数領域のパラメータを周波数帯域毎の波形デー
タに変換し、上記周波数−時間変換工程により変換され
た上記周波数帯域毎の波形データを周波数帯域合成用フ
ィルタバンク処理工程により合成する。このとき、上記
復号化重み付け工程によって、上記楽音波形データを符
号化する符号化側の周波数帯域分割用フィルタバンク処
理工程の各周波数領域における歪みを平坦にする特性を
有する重み係数に基づいて、上記周波数−時間変換工程
に入力される上記各周波数領域のパラメータに重み付け
する。そうして、符号化側の周波数特性が平坦になるよ
うに補正する。または、上記復号化重み付け工程によっ
て、上記楽音波形データを符号化する符号化側の周波数
帯域分割用フィルタバンク処理工程の各周波数領域にお
ける歪みを平坦にする特性と、上記周波数帯域合成用フ
ィルタバンク処理工程の各周波数領域における歪みを平
坦にする特性とを有する重み係数に基づいて、上記周波
数−時間変換工程に入力される上記各周波数領域のパラ
メータに重み付けする。そうして、符号化側と復号化側
の両方の周波数特性が平坦になるように補正する。この
場合、符号化側と復号化側の両方の周波数特性を合成し
た特性を復号化側で補正すればよいので、構成を簡単に
することが可能である。
【００４６】したがって、次数の少ないフィルタを用い
て、楽音波形の精度を低コストで向上できる。
【００４７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の楽音符号化装置
および楽音復号化装置およびプログラム記憶媒体を図示
の実施の形態により詳細に説明する。
【００４８】（第１実施形態） 図１はこの発明の第１実施形態の楽音符号化装置および
楽音復号化装置の構成を示す概略ブロック図である。
【００４９】図１に示すように、楽音符号化装置２０１
は、楽音入力部２１０と、周波数帯域分割用フィルタバ
ンクとしての周波数帯域分割部(帯域フィルタ)２１２
と、時間−周波数変換部２１４と、符号化重み付け部２
１５と、量子化部２１６と、聴覚モデル算出部２１８
と、符号化列生成部２１７と、符号化データ出力部２１
９および符号化制御部２３０で構成されている。また、
楽音復号化装置２０２は、符号化データ入力部２２９
と、符号化列復号部２２７と、逆量子化部２２６と、復
号化重み付け部２２５と、周波数−時間変換部２２４
と、周波数帯域合成用フィルタバンクとしての周波数帯
域合成部(帯域フィルタ)２２２と、楽音出力部２２０お
よび符号化制御部２４０で構成されている。
【００５０】以下、上記楽音符号化装置２０１と楽音復
号化装置２０２の動作を説明する。
【００５１】まず、最初に楽音符号化装置２０１の楽音
入力部２１０では、入力された楽音波形データを分析フ
レーム単位に切り出して、切り出された楽音波形データ
を周波数帯域分割部(帯域フィルタ)２１２および聴覚モ
デル算出部２１８に出力する。
【００５２】次に、上記周波数帯域分割部(帯域フィル
タ)２１２は、楽音入力部２１０から出力された楽音波
形データをバンドパス(ハイパス、ローパスを含む)フィ
ルタを通して希望とする周波数帯域のみを通過させるこ
とによって、特定の周波数帯域のみを含む時間波形デー
タにいくつか分割して、ダウンサンプリングを行ってサ
ンプリング変換した後、分割されサンプリング変換され
た時間波形データを時間−周波数変換部２１４に出力す
る。
【００５３】次に、上記時間−周波数変換部２１４は、
いくつかに分割された特定の周波数帯域のみを含む時間
波形データを、ＭＤＣＴ等の手法を用いて各々周波数帯
域毎に周波数領域のパラメータに変換して、変換された
パラメータを符号化重み付け部２１５に出力する。
【００５４】次に、上記符号化重み付け部２１５は、時
間−周波数変換部２１４からの各周波数帯域毎の周波数
領域のパラメータに重み付けを行って、重み付けされた
パラメータを量子化部２１６に出力する。このとき、上
記符号化重み付け部２１５では、次の(１),(２)の少な
くとも一方を行う。
【００５５】(１) 楽音符号化装置２０１の周波数帯域
分割部２１２の帯域フィルタの周波数領域における歪み
を平坦にするように、予め設定された重み係数を各周波
数領域のパラメータに乗算する。
【００５６】(２) 楽音復号化装置２０２の周波数帯域
合成部２２２の帯域フィルタの周波数領域における歪み
を平坦にするように、予め設定された重み係数を各周波
数領域のパラメータに乗算する。上記符号化重み付け部
２１５の処理は、次の式１によって表される。
【００５７】 Ｆｉ＝Ｗｉ・Ｆｉ ……………………… (式１) ただし Ｆｉ： 周波数領域のパラメータ Ｗｉ： 重み係数 ｉ： 周波数 次に、上記量子化部２１６は、聴覚モデル算出部２１８
によって算出された量子化のための各周波数帯域におけ
る量子化ビットの精度に基づいて、符号化重み付け部２
１５によって重み付けされた各周波数領域のパラメータ
の精度を打ち切り、各周波数帯域のパラメータの大き
さ,量子化精度および量子化データ等の量子化符号化デ
ータを符号化列生成部２１７に出力する。
【００５８】ここで上記周波数帯域分割部(帯域フィル
タ)２１２にＱＭＦフィルタバンクを用いと共に、時間
−周波数変換部２１４にＭＤＣＴを用いた場合の具体例
を示す。
【００５９】図３は、”J.D.Johnston : a Filter Fami
ly Designed for Use in Quadrature Mirror Filter Ba
nks,Proc.of 1980 ICSSSP”に記載された４８タップで
正規化遷移帯域0.0625の特性(通過帯域のリップル:0.02
dB)のＱＭＦフィルタバンクを示している。このＱＭＦ
フィルタバンクは１回のみ適用し、ダウンサンプリング
を行って、２つの周波数帯域に分割する。このときのダ
ウンサンプリングも含めた全帯域のＱＭＦフィルタバン
クの周波数特性を図４に示しており、符号化重み付け部
２１５により打ち消すべき周波数特性である。そして、
上記ＱＭＦフィルタバンクを施した後、分析区間(例え
ば２５６ポイント)の時間波形に対して、時間−周波数
変換部２１４で分析区間の周波数特性を示すＭＤＣＴ係
数を算出する。このＭＤＣＴ係数は、図４に示すＱＭＦ
フィルタバンクの周波数特性の影響を除くため、図４の
周波数特性を打ち消す(式１)を実行する符号化重み付け
部２１５を付加している。この場合の上記(式１)におけ
るＷiの重み係数の一例を表１に示している。
【００６０】
【表１】 この表１は、２５６ポイントで１フレームの分析を行う
場合の係数０〜２５５(一部を示す)を示している。
【００６１】なお、上記周波数帯域分割部(帯域フィル
タ)２１２と、時間−周波数変換部２１４と、符号化重
み付け部２１５と、量子化部２１６と、符号化列生成部
２１７および聴覚モデル算出部２１８で構成された符号
化部２３１(図１中上側の点線で囲んだ部分)は、符号化
制御部２３０により楽音符号化処理を行うことも可能で
ある。この場合、上記符号化制御部２３０を計算機で構
成し、楽音符号化処理をプログラムにより実行する。図
１中上側の点線で囲んだ符号化部２３１のハードウェア
の代わりに、後述する図５のフローチャートに示す各工
程により実現することができる。
【００６２】図５は上記符号化制御部２３０の楽音符号
化処理の動作を説明するフローチャートである。以下、
図５のフローチャートに従って楽音符号化処理の各工程
を説明する。
【００６３】まず、楽音符号化処理が開始されると、楽
音入力処理工程Ｓ１で楽音を入力して、分析フレーム単
位に楽音波形を切り出した後、周波数帯域分割(帯域フ
ィルタ)工程Ｓ２に進む。
【００６４】そして、周波数帯域分割(帯域フィルタ)工
程Ｓ２で、入力された楽音波形をバンドパス(ハイパ
ス、ローパスを含む)フィルタを通して希望とする周波
数帯域のみを通過させることによって、特定の周波数帯
域のみを含む時間波形データにいくつか分割した後、分
割された時間波形データをダウンサンプリングを行っ
て、サンプリング周波数変換を行う。
【００６５】次に、時間−周波数変換工程Ｓ３に進み、
いくつかに分割された特定の周波数帯域のみを含む時間
波形データを、ＭＤＣＴ等の手法を用いて各々周波数帯
域毎に周波数領域のパラメータに変換する。
【００６６】また、聴覚モデル算出工程Ｓ４では、分析
フレーム単位に切り出された楽音波形をＦＦＴ等を用い
て周波数分析を行い、同時マスキング・最小可聴限等の
聴覚モデルに基づいて、量子化のための各周波数帯域に
おける量子化ビットの精度を決定する。
【００６７】次に、周波数重み付け工程Ｓ５で、各周波
数帯域毎の周波数領域のパラメータに重みを付けて、量
子化工程Ｓ６に進む。この周波数重み付け工程Ｓ５で
は、次の(３),(４)の少なくとも一方を行う。
【００６８】(３) 周波数帯域分割工程Ｓ２の帯域フィ
ルタの周波数領域における歪みを平坦にするように、予
め設定された重み係数を各周波数領域のパラメータに乗
算する。
【００６９】(４) 復号化工程の周波数帯域合成工程の
帯域フィルタの周波数領域における歪みを平坦にするよ
うに、予め設定された重み係数を各周波数領域のパラメ
ータに乗算する。この周波数重み付け工程Ｓ５の処理
は、上記(式１)によって表される。
【００７０】次に、量子化工程Ｓ６に進み、聴覚モデル
算出工程Ｓ４によって算出された量子化のための各周波
数帯域における量子化ビットの精度に基づいて、周波数
重み付け工程Ｓ５によって重み付けされた周波数領域の
パラメータの精度を打ち切り、各周波数帯域のパラメー
タの大きさ,量子化精度および量子化データ等の量子化
符号化データを得た後、符号化列生成工程Ｓ７に進む。
【００７１】そして、符号化列生成工程Ｓ７では、量子
化工程Ｓ６によって得られた各周波数領域のパラメータ
の大きさ,量子化精度および量子化データ等の量子化符
号化データを、伝送(または蓄積)するために圧縮率が高
くなるように符号化列に変換する。そして、符号化デー
タ出力工程Ｓ８に進み、上記符号化列より符号化データ
を作成する。
【００７２】なお、これらの処理手順は、図１の計算機
で構成された符号化制御部２３０の楽音符号化処理プロ
グラムを記憶しているプログラム記憶媒体として提供し
てもよい。
【００７３】また、図１の楽音復号化装置２０２では、
逆量子化部２２６は、符号化列復号部２２７で分離され
た量子化符号化データを、逆量子化して各周波数領域の
パラメータに変換すると共に、周波数−時間変換部２２
４の演算精度に戻した後、各周波数領域のパラメータを
復号化重み付け部２２５に出力する。
【００７４】次に、復号化重み付け部２２５は、逆量子
化部２２６から入力された各周波数帯域毎の周波数領域
のパラメータに重みを付けて、重み付けされた各パラメ
ータを周波数−時間変換部(帯域フィルタ)２２４に出力
する。
【００７５】この復号化重み付け部２２５では、次の
(５),(６)の少なくとも一方を行う。
【００７６】(５) 周波数帯域合成部２２２の帯域フィ
ルタの周波数領域における歪みを平坦にするように、予
め設定された重み係数を各周波数領域のパラメータに乗
算する。
【００７７】(６) 符号化部の周波数帯域分割部２１２
の帯域フィルタの周波数領域における歪みを平坦にする
ように、予め設定された重み係数を各周波数領域のパラ
メータに乗算する。上記復号化重み付け部２２５の処理
は、上記(式１)と同じ処理によって行う。
【００７８】次に、上記周波数−時間変換部２２４で
は、復号化重み付け部２２５からの重み付けされた各周
波数領域のパラメータを、ＩＭＤＣＴ等を用いて周波数
成分を時間成分である時間波形データに変換して、変換
された時間波形データを周波数帯域合成部(帯域フィル
タ)２２２に出力する。
【００７９】また、上記楽音符号化装置２０１の周波数
帯域分割部２１２の帯域フィルタの周波数領域における
歪みと、楽音復号化装置２０２の周波数帯域合成部２２
２の帯域フィルタの周波数領域における歪みとを平坦に
するように、符号化重み付け部２１５および復号化重み
付け部２２５の２つを用いて、予め設定された重み係数
を楽音符号化装置２０１と楽音復号化装置２０２の各々
の周波数領域のパラメータに乗算してもよい。
【００８０】ここで、上記周波数帯域合成部(帯域フィ
ルタ)２２２と、周波数−時間変換部２２４と、復号化
重み付け部２２５と、逆量子化部２２６および符号化列
復号部２２７の復号化部２４１(図１中下側の点線で囲
んだ部分)は、復号化制御部２４０により楽音復号化処
理を行うことも可能である。この場合、復号化制御部２
４０を計算機で構成し、楽音復号化処理をプログラムに
より実行する。図１中下側の点線で囲んだ復号化部２４
１のハードウェアの代わりに、後述する図６のフローチ
ャートに示す各工程により実現することができる。
【００８１】図６は上記楽音復号化装置２０１の楽音復
号化処理の動作を示すフローチャートである。以下、図
６に従って楽音復号化処理の各工程について説明する。
【００８２】まず、楽音復号化処理が開始されると、符
号化列入力工程Ｓ１１で楽音を圧縮した符号化列を入力
する。
【００８３】次に、符号化列復号工程Ｓ１２に進み、入
力された符号化列を分析周期毎に周波数領域のパラメー
タの大きさ,量子化精度および量子化データ等の量子化
符号化データに復号化する。
【００８４】次に、逆量子化工程Ｓ１３に進み、符号化
列復号工程Ｓｌ２で分離された量子化符号化データを、
逆量子化して各周波数領域のパラメータに変換すると共
に、周波数−時間変換工程Ｓ１５と同じ演算精度に戻し
た後、周波数重み付け工程Ｓ１４に進む。
【００８５】そして、上記周波数重み付け工程Ｓ１４で
は、次の(７),(８)の少なくとも一方を行う。
【００８６】(７) 周波数帯域合成工程Ｓ１６の帯域フ
ィルタの周波数領域における歪みを平坦にするように、
予め設定された重み係数を各周波数領域のパラメータに
乗算する。
【００８７】(８) 符号化部の周波数帯域分割工程の帯
域フィルタの周波数領域における歪みを平坦にするよう
に、予め設定された重み係数を各周波数領域のパラメー
タに乗算する。上記周波数重み付け工程Ｓ１４の処理
は、上記(式１)と同じ処理によって行う。
【００８８】次に、周波数−時間変換工程(帯域フィル
タ)Ｓ１５に進み、重み付けされた各周波数領域のパラ
メータを、ＩＭＤＣＴ等を用いて周波数成分を時間成分
である時間波形データに変換した後、周波数帯域合成工
程(帯域フィルタ)Ｓ１６に進む。
【００８９】そして、周波数帯域合成工程(帯域フィル
タ)Ｓ１６では、いくつかに分割された特定の周波数帯
域のみを含む周波数成分から時間成分に変換された時間
波形データを、アップサンプリングを行ってサンプリン
グ変換した後、バンドパス(ハイパス、ローパスを含む)
フィルタを通して希望とする周波数帯域のみを通過させ
た後、いくつかの特定の周波数帯域のみを含む時間波形
データを合成することにより楽音波形データに復号化す
ることができる。
【００９０】そして、楽音出力工程Ｓ１７に進み、復号
化された楽音波形データを分析フレーム単位に合成して
出力する。
【００９１】なお、これらの処理手順は、図１の計算機
で構成された復号化制御部２４０の楽音復号化処理プロ
グラムを記憶しているプログラム記憶媒体として提供し
てもよい。
【００９２】上記構成の楽音符号化装置２０１と楽音復
号化装置２０２において、楽音波形データを符号化する
周波数帯域分割部２１２と、符号化データを楽音波形デ
ータ復号化する周波数帯域合成部１２２とに用いられる
帯域フィルタの周波数特性を補正する構成要素(符号化
重み付け部２１５,復号重み付け部２２５)を設けること
によって、従来の符号化・復号化手法に比べ、高音質で
低処理量の符号化され復号化された楽音を生成する。こ
のように、フィルタのみの特性を考慮するのではなく、
システム全体でその周波数特性を考慮することによっ
て、次数の少ないフィルタを用いて、楽音波形の精度を
低コストで向上することができる。また、符号化側と復
号化側の双方に同一特性のフィルタを導入することが多
いが、両方の周波数特性を合成した特性を符号化側また
は復号化側で補正すればよく、構成を簡単にすることが
できる。また、符号化側と復号化側の両方に補正手段
(重み付け部)を備えた場合、双方が異なった特性をもっ
ていてもよい。
【００９３】さらに規格・仕様として、例えば楽音波形
の１６bit精度の楽音を扱うことを想定して設計された
楽音符号化方式の場合、周波数帯域分割用フィルタバン
クの通過域の周波数特性は１６bit精度として十分な設
計を行っているが、１６bit以上の例えば２０bit、２４
bitといった楽音波形の精度を扱おうとすると、フィル
タの通過域の精度が不充分な場合が一般的である。一般
的に復号化側の規格は定められているが符号化側の規格
は定められておらず、任意の方式を取ることが可能な場
合が多いため、符号化側において復号化側のフィルタ精
度の影響を考慮に入れることによって、規格を変更する
ことなく、規格想定時以上の楽音波形の精度を実現する
ことが可能となる。この場合は、ＴＦＣにより周波数特
性の補正を行わず、さらに周波数特性を補正するための
フィルタを付加しても同様の効果を得ることできる。
【００９４】（第２実施形態） 図２はこの発明の第２実施形態の楽音符号化装置の構成
を示す概略ブロック図である。
【００９５】図２に示すように、楽音符号化装置３０１
は、図８に示す楽音符号化装置１０１に対して、前置重
み付け部３１１と後置重み付け部３１３が付加された構
成をしている。
【００９６】以下、上述の追加された構成要素を中心に
動作を説明する。
【００９７】上記前置重み付け部３１１および後置重み
付け部３１３は、時間領域の波形を入力とし、周波数領
域における重みを付けた時間領域の波形を出力する周波
数重み付けフィルタが構成要素となっている。この場
合、周波数帯域分割用フィルタバンクとしての周波数帯
域分割部(帯域フィルタ)３１２に前置、または後置、ま
たは両方に配置しても、入力は時間領域のデータであ
り、時間波形を入力とする周波数重み付けフィルタによ
る構成が可能である。
【００９８】ここでは、上記前置重み付け部３１１と後
置重み付け部３１３および周波数帯域分割部３１２から
なる周波数重み付けフィルタを用いて、復号化側の周波
数帯域合成部の帯域フィルタの周波数領域における歪み
を平坦にするように、予め設定された重み係数に基づい
て、周波数帯域分割部３１２に入力される楽音波形デー
タと周波数帯域分割部３１２により分割された時間波形
データとを重み付けする。
【００９９】ここで周波数重み付けフィルタは、(式２)
によって表される。
【数１】 また、上記前置重み付け部３１１と後置重み付け部３１
３の少なくとも一方で、周波数帯域分割部３１２の帯域
フィルタの周波数領域における歪みと、復号化部の周波
数帯域合成部の帯域フィルタの周波数領域における歪み
とを両方同時に平坦にするように、予め設定された重み
係数に基づいて、周波数帯域分割部３１２に入力される
楽音波形データと周波数帯域分割部３１２により分割さ
れた時間波形データとを重み付けしてもよい。
【０１００】ここで、上記前置重み付け部３１１と、周
波数帯域分割部(帯域フィルタ)３１２と、後置重み付け
部３１３と、時間−周波数変換部３１４と、量子化部３
１６と、符号化列生成部３１７および聴覚モデル算出部
３１８の符号化部３３１(図２の点線で囲んだ部分)は、
符号化制御部３３０により楽音符号化処理を行うことも
可能である。この場合、符号化制御部３３０を計算機で
構成し、楽音符号化処理プログラムにより実行する。図
２の点線で囲んだ符号化部３３１のハードウェアの代わ
りに、後述する図７のフローチャートに示す各工程によ
り実現することができる。
【０１０１】図７は上記楽音符号化装置３０１の楽音符
号化処理の動作を示すフローチャートである。以下、図
７のフローチャートに従って楽音符号化処理の各工程に
ついて説明する。なお、図７の楽音符号化処理は、図５
に示す楽音符号化処理に対して、前置周波数重み付け工
程Ｓ２２、後置周波数重み付け工程Ｓ２４が付加され、
周波数重み付け工程Ｓ５が削除されている。追加された
２つの工程(Ｓ２２,Ｓ２４)は、削除された工程Ｓ５と
同等の効果を果たすように構成されている。
【０１０２】図７において、前置周波数重み付け工程Ｓ
２２および後置周波数重み付け工程Ｓ２４は、時間領域
の波形を入力とし、周波数領域における重みを付けた時
間領域の波形を出力する周波数重み付けフィルタが構成
要素となっている。この場合、周波数帯域分割工程(帯
域フィルタ)Ｓ２３の処理に先立ち、または後で、また
は前後の両方で処理しても、入力は時間領域のデータで
あり、時間波形を入力とする周波数重み付けフィルタに
よる構成が可能である。
【０１０３】ここでは、前置周波数重み付け工程Ｓ２２
と後置周波数重み付け工程Ｓ２４の少なくとも一方で、
復号化処理の周波数帯域合成部の帯域フィルタの周波数
領域における歪みを平坦にするように、予め設定された
重み係数に基づいて、周波数帯域分割工程Ｓ２３に入力
される楽音波形データと周波数帯域分割工程Ｓ２３によ
り分割された時間波形データとを重み付けする。
【０１０４】この前置周波数重み付け工程Ｓ２２および
後置周波数重み付け工程Ｓ２４の周波数重み付けフィル
タは、前述の(式２)によって表される。
【０１０５】また、上記前置周波数重み付け工程Ｓ２２
および後置周波数重み付け工程Ｓ２４の少なくとも一方
で、周波数帯域分割工程Ｓ２３の帯域フィルタの周波数
領域における歪みと、復号化側の周波数帯域合成部の帯
域フィルタの周波数領域における歪みとを両方同時に平
坦にするように、予め設定された重み係数に基づいて、
周波数帯域分割工程Ｓ２３に入力される楽音波形データ
と周波数帯域分割工程Ｓ２３により分割された時間波形
データとを重み付けしてもよい。
【０１０６】また、これらの処理手順は、図２の計算機
で構成された符号化制御部３３０の楽音符号化処理プロ
グラムを記憶しているプログラム記憶媒体として提供し
てもよい。
【０１０７】このように、楽音波形データを符号化する
周波数帯域分割部３１２と楽音波形を復号化する復号化
側の周波数帯域合成部に用いられる帯域フィルタの周波
数特性を補正する構成要素(前置重み付け部３１１,後置
重み付け部３１３)を設けることによって、従来の符号
化・復号化手法に比べ、高音質で低処理量の符号化され
復号化された楽音を生成することができる。
【０１０８】上記第１実施形態の符号化重み付け部２１
５と復号化重み付け部２２５と、第２実施形態の前置重
み付け部３１１と後置重み付け部３１３のうちのいずれ
か１つか、またはその組み合わせと、周波数帯域分割部
２１２と周波数帯域合成部２２２の帯域フィルタの組み
合わせによって、周波数領域における歪みを平坦にする
ことができる場合、周波数帯域分割部２１２または周波
数帯域合成部２２２の帯域フィルタの周波数特性は、平
坦にする必要はない。
【０１０９】上記第１,第２実施形態では、楽音符号化
装置２０１,３０１と楽音復号化装置２０２について説
明したが、楽音符号化装置と楽音復号化装置とを一体に
した楽音符号化復号化装置にこの発明を適用してもよ
い。
【０１１０】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の楽音符号化装置は、楽音波形データを目的とする周
波数帯域毎に分割して、その分割された波形データを符
合化する符号化部を備えた楽音符号化装置において、上
記符号化部の周波数帯域分割用フィルタバンクにより、
上記楽音波形データを複数の周波数帯域に分割し、上記
符号化部の時間−周波数変換部により、上記周波数帯域
分割用フィルタバンクにより分割された周波数帯域毎の
波形データを各周波数領域のパラメータに変換し、上記
周波数帯域分割用フィルタバンクの各周波数領域におけ
る歪みを平坦にする特性と、符号化された符号化データ
を復号化する復号化側の周波数帯域合成用フィルタバン
クの各周波数領域における歪みを平坦にする特性のうち
の少なくとも復号化側の歪みを平坦にする特性を有する
重み係数に基づいて、上記符号化部の符号化重み付け部
によって、上記時間−周波数変換部により変換された各
周波数領域のパラメータに重み付けするものである。
【０１１１】したがって、請求項１の発明の楽音符号化
装置によれば、ＳＢＣ等のフィルタ特性の通過域の周波
数特性の平坦性をあまり気にしなくてもよいため、フィ
ルタの次数を少なくすることが可能になり、フィルタの
構成要素を簡略化することができ、従来に比べ低コスト
に同等の性能を有するものが作成可能になると共に、同
一の構成要素を持つ場合、より高品質でかつ圧縮率を高
くすることが可能な楽音符号化装置を提供することがで
きる。
【０１１２】また、規格・仕様上の精度が望めない場合
でも、この楽音符号化装置の構成要素に復号化側のフィ
ルタの周波数特性の補正する重み付け部(補正器)を付加
することによって、復号化側に何ら変更を加えることな
く、より自然性の高い精度の高い楽音を復号化すること
ができる。
【０１１３】また、請求項２の発明の楽音符号化装置
は、楽音波形データを目的とする周波数帯域毎に分割し
て、その分割された波形データを圧縮して符合化する符
号化部を備えた楽音符号化装置において、上記符号化部
の周波数帯域分割用フィルタバンクにより、楽音波形デ
ータを複数の周波数帯域に分割し、上記符号化部の時間
−周波数変換部により、周波数帯域分割用フィルタバン
クにより分割された周波数帯域毎の波形データを各周波
数領域のパラメータに変換し、そのとき、上記周波数帯
域分割用フィルタバンクの各周波数領域における歪みを
平坦にする特性と、符号化された符号化データを復号化
する復号化側の周波数帯域合成用フィルタバンクの各周
波数領域における歪みを平坦にする特性のうちの少なく
とも復号化側の歪みを平坦にする特性を有する重み係数
に基づいて、上記符号化部の符号化重み付け部によっ
て、周波数帯域分割用フィルタバンクに入力される楽音
波形データと、上記周波数帯域分割用フィルタバンクで
分割されて上記時間−周波数変換部に入力される上記周
波数帯域毎の波形データのうちの少なくとも一方に重み
付けするものである。
【０１１４】したがって、請求項２の発明の楽音符号化
装置によれば、ＳＢＣ等のフィルタ特性の通過域の周波
数特性の平坦性をあまり気にしなくてもよいため、フィ
ルタの次数を少なくすることが可能になり、フィルタの
構成要素を簡略化することができ、従来に比べ低コスト
に同等の性能を有するものが作成可能になると共に、同
一の構成要素を持つ場合、より高品質でかつ圧縮率を高
くすることが可能な楽音符号化装置を提供することがで
きる。
【０１１５】また、規格・仕様上の精度が望めない場合
でも、この楽音符号化装置の構成要素に復号化側のフィ
ルタの周波数特性の補正する重み付け部(補正器)を付加
することによって、復号化側に何ら変更を加えることな
く、より自然性の高い精度の高い楽音を復号化すること
ができる。
【０１１６】また、請求項３の発明の楽音復号化装置
は、符号化側で楽音波形データを周波数帯域分割用フィ
ルタバンクを用いて目的とする周波数帯域毎に分割し
て、その分割された波形データが符合化された符号化デ
ータを復号化して楽音を再生する復号化部を備えた楽音
復号化装置において、上記復号化部の周波数−時間変換
部により、上記楽音波形データの各周波数領域のパラメ
ータを周波数帯域毎の波形データに変換し、上記復号化
部の周波数帯域合成用フィルタバンクにより、周波数−
時間変換部により変換された上記周波数帯域毎の波形デ
ータを合成し、そのとき、上記楽音波形データを符号化
する符号化側の周波数帯域分割用フィルタバンクの各周
波数領域における歪みを平坦にする特性と、上記周波数
帯域合成用フィルタバンクの各周波数領域における歪み
を平坦にする特性のうちの少なくとも符号化側の歪みを
平坦にする特性を有する重み係数に基づいて、上記復号
化部の復号化重み付け部によって、周波数−時間変換部
に入力される上記各周波数領域のパラメータに重み付け
するものである。
【０１１７】したがって、請求項３の発明の楽音復号化
装置によれば、ＳＢＣ等のフィルタ特性の通過域の周波
数特性の平坦性をあまり気にしなくてもよいため、フィ
ルタの次数を少なくすることが可能になり、フィルタの
構成要素を簡略化することができ、従来に比べ低コスト
に同等の性能を有するものが作成可能になると共に、同
一の構成要素を持つ場合、より高品質でかつ圧縮率を高
くすることが可能な楽音符号化装置を提供することがで
きる。
【０１１８】また、請求項４の発明の楽音符号化復号化
装置は、請求項１または２の楽音符号化装置と請求項３
の楽音復号化装置とを備えて、上記楽音符号化装置によ
り楽音を符号化すると共に、上記楽音符号化装置により
符号化された符号化データを上記楽音復号化装置により
復号化して楽音を再生するものである。
【０１１９】したがって、請求項４の発明の楽音符号化
復号化装置によれば、符号化側と復号化側の両方の周波
数特性が平坦になるように補正する。この場合、符号化
側と復号化側の両方の周波数特性を合成した特性を補正
すればよいので、構成を簡単にすることができ、次数の
少ないフィルタを用いて、楽音波形の精度を低コストで
向上することができる。
【０１２０】また、請求項５の発明のプログラム記憶媒
体は、楽音波形データを目的とする周波数帯域毎に分割
して、その分割された波形データを符号化するためのプ
ログラムを記録しているプログラム記憶媒体であって、
周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程により、楽音
波形データを複数の周波数帯域に分割し、時間−周波数
変換工程により、上記周波数帯域分割用フィルタバンク
処理工程により分割された周波数帯域毎の波形データを
各周波数領域のパラメータに変換し、そして、上記周波
数帯域分割用フィルタバンク処理工程の各周波数領域に
おける歪みを平坦にする特性と、符号化された符号化デ
ータを復号化する復号化側の周波数帯域合成用フィルタ
バンク処理工程の各周波数領域における歪みを平坦にす
る特性のうちの少なくとも復号化側の歪みを平坦にする
特性を有する重み係数に基づいて、符号化重み付け工程
によって、上記時間−周波数変換工程により変換された
上記各周波数領域のパラメータに重み付けするプログラ
ムを記録しているものである。
【０１２１】したがって、請求項５の発明のプログラム
記憶媒体によれば、ＳＢＣ等のフィルタ特性の通過域の
周波数特性の平坦性をあまり気にしなくてもよいため、
フィルタの次数を少なくすることが可能になり、フィル
タバンク処理工程を簡略化することができ、従来に比べ
低コストに同等の性能を有するものが作成可能になると
共に、同一の構成要素を持つ場合、より高品質でかつ圧
縮率を高くすることができる。
【０１２２】また、規格・仕様上の精度が望めない場合
でも、符号化側フィルタバンク処理工程に復号化側のフ
ィルタの周波数特性の補正する符号化重み付け工程を付
加することによって、復号化側に何ら変更を加えること
なく、より自然性の高い精度の高い楽音を復号化するこ
とができる。
【０１２３】また、請求項６の発明のプログラム記憶媒
体は、楽音波形データを目的とする周波数帯域毎に分割
して、その分割された波形データを符号化するためのプ
ログラムを記録しているプログラム記憶媒体であって、
周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程により、楽音
波形データを複数の周波数帯域に分割し、時間−周波数
変換工程により、上記周波数帯域分割用フィルタバンク
処理工程により分割された周波数帯域毎の波形データを
各周波数領域のパラメータに変換し、そのとき、上記周
波数帯域分割用フィルタバンク処理工程の各周波数領域
における歪みを平坦にする特性と、符号化された符号化
データを復号化する復号化側の周波数帯域合成用フィル
タバンク処理工程の各周波数領域における歪みを平坦に
する特性のうちの少なくとも復号化側の歪みを平坦にす
る特性を有する重み係数に基づいて、符号化重み付け工
程によって、上記周波数帯域分割用フィルタバンク処理
工程で分割される前の楽音波形データと、上記周波数帯
域分割用フィルタバンク処理工程により分割された後か
つ時間−周波数変換工程で変換される前の上記周波数帯
域毎の波形データのうちの少なくとも一方に重み付けす
るプログラムを記録しているものである。
【０１２４】したがって、請求項６の発明のプログラム
記憶媒体によれば、ＳＢＣ等のフィルタ特性の通過域の
周波数特性の平坦性をあまり気にしなくてもよいため、
フィルタの次数を少なくすることが可能になり、フィル
タバンク処理工程を簡略化することができ、従来に比べ
低コストに同等の性能を有するものが作成可能になると
共に、同一の構成要素を持つ場合、より高品質でかつ圧
縮率を高くすることができる。
【０１２５】また、規格・仕様上の精度が望めない場合
でも、符号化側フィルタバンク処理工程に復号化側のフ
ィルタの周波数特性の補正する符号化重み付け工程を付
加することによって、復号化側に何ら変更を加えること
なく、より自然性の高い精度の高い楽音を復号化するこ
とができる。
【０１２６】また、請求項７の発明のプログラム記憶媒
体は、符号化側で楽音波形データを周波数帯域分割用フ
ィルタバンクを用いて目的とする周波数帯域毎に分割し
て、その分割された波形データが符合化された符号化デ
ータを復号化して楽音を再生するためのプログラムを記
録しているプログラム記憶媒体であって、周波数−時間
変換工程により、楽音波形データの各周波数領域のパラ
メータを周波数帯域毎の波形データに変換し、周波数帯
域合成用フィルタバンク処理工程により、上記周波数−
時間変換工程により変換された上記周波数帯域毎の波形
データを合成し、そのとき、上記楽音波形データを符号
化する符号化側の周波数帯域分割用フィルタバンク工程
の各周波数領域における歪みを平坦にする特性と、上記
周波数帯域合成用フィルタバンク処理工程の各周波数領
域における歪みを平坦にする特性のうちの少なくとも符
号化側の歪みを平坦にする特性を有する重み付け係数に
基づいて、復号化重み付け工程によって、上記周波数−
時間変換工程により変換される前の上記各周波数領域の
パラメータに重み付けするプログラムを記録しているも
のである。
【０１２７】したがって、請求項７の発明のプログラム
記憶媒体によれば、ＳＢＣ等のフィルタ特性の通過域の
周波数特性の平坦性をあまり気にしなくてもよいため、
フィルタの次数を少なくすることが可能になり、フィル
タバンク処理工程を簡略化することができ、従来に比べ
低コストに同等の性能を有するものが作成可能になると
共に、同一の構成要素を持つ場合、より高品質でかつ圧
縮率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の第１実施形態の楽音符号化
装置と楽音復号化装置の構成を示す概略ブロック図であ
る。
【図２】 図２はこの発明の第２実施形態の楽音符号化
装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】 図３はＱＭＦフィルタバンクの周波数特性の
一例を示す図である。
【図４】 図４は符号化重み付け部が打ち消すべき周波
数特性の一例を示す図である。
【図５】 図５は図１に示す上記楽音符号化装置の符号
化部の楽音符号化処理の手順を説明するためのフローチ
ャートである。
【図６】 図６は図１に示す上記楽音復号化装置の復号
化部の楽音復号化処理の手順を説明するためのフローチ
ャートである。
【図７】 図７は図２に示す第２実施形態の楽音符号化
装置の符号化部の楽音符号化処理の手順を説明するため
のフローチャートである。
【図８】 図８は従来の楽音符号化復号化装置の構成を
示すブロック図である。
【符号の説明】
２０１…楽音符号化装置、２０２…楽音復号化装置、２
１０…楽音入力部、２１２…周波数帯域分割部(帯域フ
ィルタ)、２１４…時間−周波数変換部、２１５…符号
化重み付け部、２１６…量子化部、２１７…符号化列生
成部、２１９…符号化データ出力部、２２０…楽音出力
部、２２２…周波数帯域合成部(帯域フィルタ)、２２４
…周波数−時間変換部、２２５…復号化重み付け部、２
２６…逆量子化部、２２７…符号化列復号部、２２９…
符号化データ入力部、２３０…符号化制御部、２３１…
符号化部、２４０…復号化制御部、２４１…復号化部。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 楽音波形データを目的とする周波数帯域
    毎に分割して、その分割された波形データを符合化する
    符号化部を備えた楽音符号化装置において、 上記符号化部は、 上記楽音波形データを複数の周波数帯域に分割する周波
    数帯域分割用フィルタバンクと、 上記周波数帯域分割用フィルタバンクにより分割された
    周波数帯域毎の波形データを各周波数領域のパラメータ
    に変換する時間−周波数変換部と、 上記周波数帯域分割用フィルタバンクの各周波数領域に
    おける歪みを平坦にする特性と、符号化された符号化デ
    ータを復号化する復号化側の周波数帯域合成用フィルタ
    バンクの各周波数領域における歪みを平坦にする特性の
    うちの少なくとも復号化側の歪みを平坦にする特性を有
    する重み係数に基づいて、上記時間−周波数変換部によ
    り変換された上記各周波数領域のパラメータに重み付け
    する符号化重み付け部とを備えたことを特徴とする楽音
    符号化装置。
  2. 【請求項２】 楽音波形データを目的とする周波数帯域
    毎に分割して、その分割された波形データを圧縮して符
    合化する符号化部を備えた楽音符号化装置において、 上記符号化部は、 上記楽音波形データを複数の周波数帯域に分割する周波
    数帯域分割用フィルタバンクと、 上記周波数帯域分割用フィルタバンクにより分割された
    周波数帯域毎の波形データを各周波数領域のパラメータ
    に変換する時間−周波数変換部と、 上記周波数帯域分割用フィルタバンクの各周波数領域に
    おける歪みを平坦にする特性と、符号化された符号化デ
    ータを復号化する復号化側の周波数帯域合成用フィルタ
    バンクの各周波数領域における歪みを平坦にする特性の
    うちの少なくとも復号化側の歪みを平坦にする特性を有
    する重み係数に基づいて、上記周波数帯域分割用フィル
    タバンクに入力される楽音波形データと、上記周波数帯
    域分割用フィルタバンクで分割されて上記時間−周波数
    変換部に入力される上記周波数帯域毎の波形データのう
    ちの少なくとも一方に重み付けする符号化重み付け部と
    を備えたことを特徴とする楽音符号化装置。
  3. 【請求項３】 符号化側で楽音波形データを周波数帯域
    分割用フィルタバンクを用いて目的とする周波数帯域毎
    に分割して、その分割された波形データが符合化された
    符号化データを復号化して楽音を再生する復号化部を備
    えた楽音復号化装置において、 上記復号化部は、 上記楽音波形データの各周波数領域のパラメータを周波
    数帯域毎の波形データに変換する周波数−時間変換部
    と、 上記周波数−時間変換部により変換された上記周波数帯
    域毎の波形データを合成する周波数帯域合成用フィルタ
    バンクと、 上記楽音波形データを符号化する符号化側の上記周波数
    帯域分割用フィルタバンクの各周波数領域における歪み
    を平坦にする特性と、上記周波数帯域合成用フィルタバ
    ンクの各周波数領域における歪みを平坦にする特性のう
    ちの少なくとも符号化側の歪みを平坦にする特性を有す
    る重み係数に基づいて、上記周波数−時間変換部に入力
    される上記各周波数領域のパラメータに重み付けする復
    号化重み付け部とを備えたことを特徴とする楽音復号化
    装置。
  4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の楽音符号化装
    置と請求項３に記載の楽音復号化装置とを備えて、上記
    楽音符号化装置により楽音を符号化すると共に、上記楽
    音符号化装置により符号化された符号化データを上記楽
    音復号化装置により復号化して楽音を再生することを特
    徴とする楽音符号化復号化装置。
  5. 【請求項５】 楽音波形データを目的とする周波数帯域
    毎に分割して、その分割された波形データを符号化する
    ためのプログラムを記録しているプログラム記憶媒体で
    あって、 上記楽音波形データを複数の周波数帯域に分割する周波
    数帯域分割用フィルタバンク処理工程と、 上記周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程により分
    割された周波数帯域毎の波形データを各周波数領域のパ
    ラメータに変換する時間−周波数変換工程と、 上記周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程の各周波
    数領域における歪みを平坦にする特性と、符号化された
    符号化データを復号化する復号化側の周波数帯域合成用
    フィルタバンク処理工程の各周波数領域における歪みを
    平坦にする特性のうちの少なくとも復号化側の歪みを平
    坦にする特性を有する重み係数に基づいて、上記時間−
    周波数変換工程により変換された上記各周波数領域のパ
    ラメータに重み付けする符号化重み付け工程とを有する
    プログラムを記録していることを特徴とするプログラム
    記憶媒体。
  6. 【請求項６】 楽音波形データを目的とする周波数帯域
    毎に分割して、その分割された波形データを符号化する
    ためのプログラムを記録しているプログラム記憶媒体で
    あって、 上記楽音波形データを複数の周波数帯域に分割する周波
    数帯域分割用フィルタバンク処理工程と、 上記周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程により分
    割された周波数帯域毎の波形データを各周波数領域のパ
    ラメータに変換する時間−周波数変換工程と、 上記周波数帯域分割用フィルタバンク処理工程の各周波
    数領域における歪みを平坦にする特性と、符号化された
    符号化データを復号化する復号化側の周波数帯域合成用
    フィルタバンク処理工程の各周波数領域における歪みを
    平坦にする特性のうちの少なくとも復号化側の歪みを平
    坦にする特性を有する重み係数に基づいて、上記周波数
    帯域分割用フィルタバンク処理工程で分割される前の楽
    音波形データと、上記周波数帯域分割用フィルタバンク
    処理工程により分割された後かつ上記時間−周波数変換
    工程で変換される前の上記周波数帯域毎の波形データの
    うちの少なくとも一方に重み付けする符号化重み付け工
    程とを有するプログラムを記録していることを特徴とす
    るプログラム記憶媒体。
  7. 【請求項７】 符号化側で楽音波形データを周波数帯域
    分割用フィルタバンク処理工程によって目的とする周波
    数帯域毎に分割して、その分割された波形データが符合
    化された符号化データを復号化して楽音を再生するため
    のプログラムを記録しているプログラム記憶媒体であっ
    て、 上記楽音波形データの各周波数領域のパラメータを周波
    数帯域毎の波形データに変換する周波数−時間変換工程
    と、 上記周波数−時間変換工程により変換された上記周波数
    帯域毎の波形データを合成する周波数帯域合成用フィル
    タバンク処理工程と、 上記楽音波形データを符号化する符号化側の上記周波数
    帯域分割用フィルタバンク工程の各周波数領域における
    歪みを平坦にする特性と、上記周波数帯域合成用フィル
    タバンク処理工程の各周波数領域における歪みを平坦に
    する特性のうちの少なくとも符号化側の歪みを平坦にす
    る特性を有する重み付け係数に基づいて、上記周波数−
    時間変換工程により変換される前の上記各周波数領域の
    パラメータに重み付けする復号化重み付け工程とを有す
    るプログラムを記録していることを特徴とするプログラ
    ム記憶媒体。
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