JP4781153B2 - オーディオデータ符号化及び復号化装置、並びにオーディオデータ符号化及び復号化方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態によるオーディオデータ符号化装置を説明するブロック図であって、階層的符号化部110、SBR符号化部120及びビットストリーム生成部130から構成される。以下、図1に示したオーディオデータ符号化装置の動作を、図2ないし図4を参照して説明する。
そして、階層的符号化部110は、その量子化されたオーディオデータを階層的に符号化する。例えば、階層的符号化部110は、その量子化されたオーディオデータを前記したBSACを利用して符号化できる。
ここで、図4は、本実施形態によるオーディオデータ符号化装置により生成されたビットストリームの構造を示す図面である。図4に示すように、ビットストリーム410は、ヘッダ420、基本階層(210−0)に属するそれぞれのオーディオデータを表すビットの数に関する情報(430−0)、基本階層に属する符号化されたオーディオデータ及び基本階層での量子化ステップサイズに関する情報440−0、第n拡張階層(210−n:ただし、nは1≦n≦N−1の整数)に属するそれぞれのオーディオデータを表すビットの数に関する情報(430−n)、第n拡張階層に属する符号化されたオーディオデータ及び第n拡張階層での量子化ステップサイズに関する情報(440−n)、及びSBRデータ450を含む。図4に示すように、符号化されたオーディオデータ(430−0、430−1、・・・、430−N−1)は、ビットストリーム410に1以上の階層(210−0、210−1、・・・、210−N−1)それぞれに設けられるが、符号化されたSBRデータ450は、ビットストリーム410に階層別に設けられていない。
量子化部530は、そのそれぞれの階層ごとにオーディオデータを量子化し、あらゆる階層に属するあらゆる量子化されたオーディオデータを符号化するが、下位階層を上位階層より先に符号化し、上位ビットを下位ビットより先に符号化する。量子化部530は、その符号化された結果を出力端子OUT2を通じてビットストリーム生成部130に出力する。
マルチチャンネル拡張データ(EXT_BSAC_CHANNEL)650、SBRデータ(EXT_BSAC_SBR_DATA)660、及びエラー検出データ及びSBRデータ(EXT_BSAC_SBR_DATA_CRC)670は、かかる結合可能なデータの一例である。
ここで、モノ/ステレオ符号化部(図示せず)は、第1チャンネルまたは第2チャンネルのオーディオデータを符号化する。また、マルチチャンネル拡張符号化部(図示せず)は、第3チャンネルないし第Mチャンネルそれぞれのオーディオデータを符号化する。
図8は、本実施形態によるオーディオデータ復号化装置を説明するブロック図であって、ビットストリーム分析部810、階層的復号化部820、SBR復号化部830、及びデータ合成部840から構成される。
図9Aに示すように、階層的符号化部110に入力されたオーディオデータ910は、0〜f10[kHz]の周波数帯域に存在する。一方、図9Bに示すように、階層的復号化部820により復号化されたオーディオデータ920は、0〜f3[kHz]の周波数帯域に存在する。ビットストリームには、その符号化されたオーディオデータのうち、すべての階層のオーディオデータが含まれてもよく、一部階層のオーディオデータのみ含まれてもよく、図9Bに示すように、ビットストリームには一部階層0〜f3[kHz]のオーディオデータのみ含まれてもよい。一方、その一部階層に基本階層0〜f1[kHz]は常に含まれることが望ましい。
また、データ合成部840は、‘階層的復号化部820により復号化されたオーディオデータ920が存在しない周波数帯域f3〜f10[kHz]’の場合、推測されたオーディオデータ930を合成データとして出力する。
結局、‘復号化されたオーディオデータ920’と‘推測されたオーディオデータ930’とがいずれも存在する周波数帯域f1〜f3[kHz]の場合、データ合成部840は、その復号化されたオーディオデータ920が合成データであると決定する。
次に、図13は、前記したオーディオ符号化装置を用いたオーディオデータ符号化方法を説明するフローチャートであって、オーディオデータを、BSACを利用して符号化し、SBRデータを符号化し、その符号化されたオーディオデータ及び符号化されたSBRデータを利用してビットストリームを生成するステップ(第1310〜1330ステップ)からなる。
そして、SBR符号化部120は、第1所定周波数以上かつ第2所定周波数以下のオーディオデータに関する情報を持つSBRデータを生成し、生成されたSBRデータを無損失符号化する(第1320ステップ)。
次に、図14は、前記したオーディオ復号化装置を用いたオーディオデータ復号化方法を説明するフローチャートであって、ビットストリームに含まれたオーディオデータを復号化して、そのオーディオデータの周波数帯域のオーディオデータを復元し、ビットストリームに含まれ、その含まれたオーディオデータがいかなる階層であるかに関係なく同一のSBRデータを利用して、その含まれたオーディオデータの最大周波数以上の周波数帯域のオーディオデータを推測して復元するステップ(第1410〜1440ステップ)からなる。
そして、階層的復号化部820は、第1310ステップで符号化されたオーディオデータを、下位階層を上位階層より先に復号化し、上位ビットを下位ビットより先に復号化することによって復号化する(第1420ステップ)。
そして、第1510ステップ後に、高周波発生部1120は、第1420ステップで復号化されたオーディオデータを、その第1420ステップで復号化されたオーディオデータが存在する最大周波数以上の周波数帯域に発生させる(第1520ステップ)。
そして、第1520ステップ後に、包絡線調整部1140は、第1520ステップで発生したオーディオデータの包絡線を第1510ステップで獲得された情報を利用して調整し、第1440ステップに進む(第1530ステップ)。
本実施形態に係るオーディオデータ符号化方法及びオーディオデータ復号化方法は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体にコンピュータで読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例には、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、CD(Compact Disc)−ROM、磁気テープ、フレキシブルディスク、光データ記録装置などがあり、またキャリアウェーブ(例えば、インターネットを通じた伝送)の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに接続されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式で、コンピュータが読み取り可能なコードが保存されて実行することもできる。
120 SBR符号化部
130 ビットストリーム生成部
510 時間/周波数マッピング部
520 心理音響部
530 量子化部
540 ダウンサンプリング部
810 ビットストリーム分析部
820 階層的復号化部
830 SBR復号化部
840 データ合成部
1010 逆量子化部
1020 周波数/時間マッピング部
1110 無損失復号化部
1120 高周波発生部
1130 分析バンク
1140 包絡線調整部
1210 オーバーラッピング部
1220 合成バンク
Claims (24)
- オーディオデータを分割して複数の階層を生成し、生成された階層ごとに前記オーディオデータを所定数のビットで表し、下位階層を上位階層より先に符号化し、上位ビットを下位ビットより先に符号化することによって前記オーディオデータを符号化する階層的符号化部と、
第1所定周波数以上及び第2所定周波数以下の周波数帯域にある前記オーディオデータに関する情報を持つスペクトル帯域複製データを生成し、生成されたスペクトル帯域複製データを符号化するスペクトル帯域複製符号化部と、
前記符号化されたスペクトル帯域複製データ及び所定ビット率に前記符号化されたオーディオデータを利用してビットストリームを生成するビットストリーム生成部と
を備え、前記第1所定周波数は、前記複数の階層のうち、最下位階層の最大周波数であり、
前記スペクトル帯域複製符号化部は、前記第1所定周波数以上の前記オーディオデータの包絡線に関する情報を利用して前記スペクトル帯域複製データを生成し、生成されたスペクトル帯域複製データを無損失符号化する、オーディオデータ符号化装置。 - 前記階層的符号化部は、
前記オーディオデータをダウンサンプリングし、ダウンサンプリングされた結果を分割して前記複数の階層を生成すること、
を特徴とする請求項1に記載のオーディオデータ符号化装置。 - 前記スペクトル帯域複製符号化部は、
前記スペクトル帯域複製データの開始を示す第1開始コードを符号化する第1開始コード符号化部をさらに備えること、
を特徴とする請求項1に記載のオーディオデータ符号化装置。 - 前記第1開始コードは、
32ビットの連続した0からなるゼロコードと、
4ビットの連続した1及び4ビットの連続した0からなる拡張コードとから構成されたこと、
を特徴とする請求項3に記載のオーディオデータ符号化装置。 - 前記スペクトル帯域複製符号化部は、
前記スペクトル帯域複製データのエラー検出に使われるデータであるエラー検出データ及び前記スペクトル帯域複製データの開始を示す第2開始コードを符号化する第2開始コード符号化部をさらに備えること、
を特徴とする請求項1に記載のオーディオデータ符号化装置。 - 前記第2開始コードは、
32ビットの連続した0からなるゼロコードと、
4ビットの連続した1、3ビットの連続した0、及び1からなる拡張コードとから構成されたこと、
を特徴とする請求項5に記載のオーディオデータ符号化装置。 - オーディオデータを分割して複数の階層を生成し、生成された階層ごとに前記オーディオデータを所定数のビットで表し、下位階層を上位階層より先に符号化し、上位ビットを下位ビットより先に符号化することによって前記オーディオデータを符号化する階層的符号化部と、
第1所定周波数以上及び第2所定周波数以下の周波数帯域にある前記オーディオデータに関する情報を持つスペクトル帯域複製データを生成し、生成されたスペクトル帯域複製データを符号化するスペクトル帯域複製符号化部と、
前記符号化されたスペクトル帯域複製データ及び所定ビット率に前記符号化されたオーディオデータを利用してビットストリームを生成するビットストリーム生成部と
を備え、前記第1所定周波数は、前記複数の階層のうち、最下位階層の最大周波数であり、前記スペクトル帯域複製符号化部は、
前記第1所定周波数以上の前記オーディオデータの包絡線に関する情報を利用して前記スペクトル帯域複製データを生成し、前記生成されたスペクトル帯域複製データを
無損失符号化し、
前記オーディオデータは、第1チャンネルないし第M(ただし、Mは3以上の整数)チャンネルのそれぞれで与えられ、
前記階層的符号化部は、
第1チャンネル及び第2チャンネルの前記オーディオデータを符号化するモノ/ステレオ符号化部と、
第3チャンネルないし第Mチャンネルそれぞれの前記オーディオデータを符号化するマルチチャンネル拡張符号化部とを備えること、
を特徴とするオーディオデータ符号化装置。 - 前記マルチチャンネル拡張符号化部は、
前記第3チャンネルないし前記第Mチャンネルの前記オーディオデータの開始を示す第3開始コードを符号化する第3開始コード符号化部をさらに備えること、
を特徴とする請求項7に記載のオーディオデータ符号化装置。 - 前記第3開始コードは、
32ビットの連続した0からなるゼロコードと、
8ビットの連続した1からなる拡張コードとから構成されたこと、
を特徴とする請求項8に記載のオーディオデータ符号化装置。 - 符号化されたスペクトル帯域複製データ及び1以上の階層を持ち、前記階層ごとに所定数のビットで表されて符号化されたオーディオデータを与えられたビットストリームから抽出するビットストリーム分析部と、
符号化された前記オーディオデータにおいて、下位階層を上位階層より先に復号化し、上位ビットを下位ビットより先に復号化することによって復号化する階層的復号化部と、
符号化された前記スペクトル帯域複製データを復号化し、復号化された前記スペクトル帯域複製データ及び復号化された前記オーディオデータを利用して、第1所定周波数以上かつ第2所定周波数以下の前記オーディオデータを推測するスペクトル帯域複製復号化部と、
復号化された前記オーディオデータ及び推測された前記オーディオデータを利用して合成データを生成し、生成された合成データを前記第2所定周波数以下の前記オーディオデータとして出力するデータ合成部と
を備え、前記第1所定周波数は、複数の階層のうち、最下位階層の最大周波数であり、前記スペクトル帯域複製データは前記第1所定周波数以上かつ前記第2所定周波数以下の前記オーディオデータの包絡線に関する情報を有し、
前記スペクトル帯域複製復号化部は、
符号化された前記スペクトル帯域複製データを無損失復号化し、前記包絡線に関する情報を取得する無損失復号化部と、
復号化された前記オーディオデータを、復号化された前記オーディオデータの最大周波数以上の周波数帯域に発生させる高周波発生部と、
前記発生したオーディオデータの包絡線を、前記取得された情報を利用して調整する包絡線調整部を備え、
前記データ合成部は、
復号化された前記オーディオデータが存在する周波数帯域の場合、復号化された前記オーディオデータを前記合成データとして出力し、
包絡線が調整された前記オーディオデータのみ存在する周波数帯域の場合、包絡線が調整された前記オーディオデータを前記合成データとして出力する、オーディオデータ復号化装置。 - 復号化された前記オーディオデータが存在する周波数帯域の前記合成データは、復号化された前記オーディオデータであり、
復号化された前記オーディオデータが存在していない周波数帯域の前記合成データは、推測された前記オーディオデータであること、
を特徴とする請求項10に記載のオーディオデータ復号化装置。 - 前記ビットストリーム分析部は、符号化された第1開始コードの前記ビットストリームでの存否を判定し、
前記オーディオデータ復号化装置は、符号化された前記第1開始コードを復号化する第1開始コード復号化部をさらに備え、
前記ビットストリーム分析部は、符号化された前記第1開始コードを前記判定された結果に応答して前記ビットストリームから抽出し、
前記スペクトル帯域複製復号化部は、前記判定された結果に応答して動作し、
前記第1開始コードは、前記スペクトル帯域複製データの開始を示すこと、
を特徴とする請求項10に記載のオーディオデータ復号化装置。 - 前記第1開始コードは、
32ビットの連続した0からなるゼロコードと、
4ビットの連続した1及び4ビットの連続した0からなる拡張コードとから構成されたこと、
を特徴とする請求項12に記載のオーディオデータ復号化装置。 - 前記ビットストリーム分析部は、符号化された第2開始コードの前記ビットストリームでの存否を判定し、
前記オーディオデータ復号化装置は、符号化された前記第2開始コードを復号化する第2開始コード復号化部をさらに備え、
前記ビットストリーム分析部は、符号化された前記第2開始コードを前記判定された結果に応答して前記ビットストリームから抽出し、
前記スペクトル帯域複製復号化部は、前記判定された結果に応答して動作し、
前記第2開始コードは、前記スペクトル帯域複製データのエラー検出に使われるデータであるエラー検出データ及び前記スペクトル帯域複製データの開始を示すこと、
を特徴とする請求項10に記載のオーディオデータ復号化装置。 - 前記第2開始コードは、
32ビットの連続した0からなるゼロコードと、
4ビットの連続した1、3ビットの連続した0、及び1からなる拡張コードとから構成されたこと、
を特徴とする請求項14に記載のオーディオデータ復号化装置。 - 符号化されたスペクトル帯域複製データ及び1以上の階層を持ち、前記階層ごとに所定数のビットで表されて符号化されたオーディオデータを与えられたビットストリームから抽出するビットストリーム分析部と、
符号化された前記オーディオデータにおいて、下位階層を上位階層より先に復号化し、上位ビットを下位ビットより先に復号化することによって復号化する階層的復号化部と、
符号化された前記スペクトル帯域複製データを復号化し、復号化された前記スペクトル帯域複製データ及び復号化された前記オーディオデータを利用して、第1所定周波数以上かつ第2所定周波数以下の前記オーディオデータを推測するスペクトル帯域複製復号化部と、
復号化された前記オーディオデータ及び推測された前記オーディオデータを利用して合成データを生成し、生成された合成データを前記第2所定周波数以下の前記オーディオデータとして出力するデータ合成部と
を備え、前記第1所定周波数は、複数の階層のうち、最下位階層の最大周波数であり、前記スペクトル帯域複製データは前記第1所定周波数以上かつ前記第2所定周波数以下の前記オーディオデータの包絡線に関する情報を有し、
符号化された前記オーディオデータは、第1チャンネルないし第M(ただし、Mは3以上の整数)チャンネルのそれぞれで与えられ、
前記階層的復号化部は、
第1チャンネル及び第2チャンネルの符号化された前記オーディオデータを復号化するモノ/ステレオ復号化部と、
第3チャンネルないし第Mチャンネルそれぞれの符号化された前記オーディオデータを復号化するマルチチャンネル拡張復号化部とを備えること、
を特徴とするオーディオデータ復号化装置。 - 前記ビットストリーム分析部は、符号化された第3開始コードの前記ビットストリームでの存否を判定し、
前記階層的復号化部は、符号化された前記第3開始コードを復号化する第3開始コード復号化部をさらに備え、
前記ビットストリーム分析部は、符号化された前記第3開始コードを前記判定された結果に応答して前記ビットストリームから抽出し、
前記マルチチャンネル拡張復号化部は、前記判定された結果に応答して動作し、
前記第3開始コードは、前記第3チャンネルないし前記第Mチャンネルの前記オーディオデータの開始を示すこと、
を特徴とする請求項16に記載のオーディオデータ復号化装置。 - 前記第3開始コードは、
32ビットの連続した0からなるゼロコードと、
8ビットの連続した1からなる拡張コードとから構成されたこと、
を特徴とする請求項17に記載のオーディオデータ復号化装置。 - (a)オーディオデータを分割して複数の階層を生成し、生成された階層ごとに前記オーディオデータを所定数のビットで表し、下位階層を上位階層より先に符号化し、上位ビットを下位ビットより先に符号化することによって前記オーディオデータを符号化するステップと、
(b)第1所定周波数以上及び第2所定周波数以下の周波数帯域にある前記オーディオデータを利用してスペクトル帯域複製データを生成し、生成されたスペクトル帯域複製データを符号化するステップと、
(c)前記符号化されたスペクトル帯域複製データ及び所定ビット率に前記符号化されたオーディオデータを利用してビットストリームを生成するステップと
を含み、前記第1所定周波数は、前記複数の階層のうち、最下位階層の最大周波数であり、
前記(b)のステップにおいて、前記第1所定周波数以上の前記オーディオデータの包絡線に関する情報を利用して前記スペクトル帯域複製データを生成し、前記生成されたスペクトル帯域複製データを無損失符号化する、オーディオデータ符号化方法。 - 前記(a)ステップは、
前記オーディオデータをダウンサンプリングし、ダウンサンプリングされた結果を分割して前記複数の階層を生成すること、
を特徴とする請求項19に記載のオーディオデータ符号化方法。 - (a)オーディオデータを分割して複数の階層を生成し、生成された階層ごとに前記オーディオデータを所定数のビットで表し、下位階層を上位階層より先に符号化し、上位ビットを下位ビットより先に符号化することによって前記オーディオデータを符号化するステップと、
(b)第1所定周波数以上及び第2所定周波数以下の周波数帯域にある前記オーディオデータを利用してスペクトル帯域複製データを生成し、生成されたスペクトル帯域複製データを符号化するステップと、
(c)前記符号化されたスペクトル帯域複製データ及び所定ビット率に前記符号化されたオーディオデータを利用してビットストリームを生成するステップと
を含み、前記第1所定周波数は、前記複数の階層のうち、最下位階層の最大周波数であり、前記(b)のステップにおいて、前記第1所定周波数以上の前記オーディオデータの包絡線に関する情報を利用して前記スペクトル帯域複製データを生成し、前記生成されたスペクトル帯域複製データを無損失符号化し、
前記オーディオデータは、第1チャンネルないし第M(ただし、Mは3以上の整数)チャンネルのそれぞれで与えられ、
前記(a)ステップは、
(a1)第1チャンネル及び第2チャンネルの前記オーディオデータを符号化するステップと、
(a2)第3チャンネルないし第Mチャンネルそれぞれの前記オーディオデータを符号化するステップとを含むこと、
を特徴とするオーディオデータ符号化方法。 - (a)符号化されたスペクトル帯域複製データ及び1以上の階層を持ち、前記階層ごとに所定数のビットで表されて符号化されたオーディオデータを与えられたビットストリームから抽出するステップと、
(b)符号化された前記オーディオデータを、下位階層を上位階層より先に復号化し、上位ビットを下位ビットより先に復号化することによって復号化するステップと、
(c)符号化された前記スペクトル帯域複製データを復号化し、復号化された前記スペクトル帯域複製データ及び復号化された前記オーディオデータを利用して、第1所定周波数以上かつ第2所定周波数以下の前記オーディオデータを推測するステップと、
(d)復号化された前記オーディオデータ及び推測された前記オーディオデータを利用して合成データを生成し、生成された合成データを前記第2所定周波数以下の前記オーディオデータとして決定するステップと
を含み、前記第1所定周波数は、複数の階層のうち、最下位階層の最大周波数であり、前記スペクトル帯域複製データは前記第1所定周波数以上かつ前記第2所定周波数以下の前記オーディオデータの包絡線に関する情報を有し、
前記オーディオデータに関する情報は、前記オーディオデータの包絡線に関する情報を含み、
前記(c)のステップは、
(c1)符号化された前記スペクトル帯域複製データを無損失復号化して前記包絡線に関する情報を取得するステップと、
(c2)復号化された前記オーディオデータを復号化された前記オーディオデータの最大周波数以上の周波数帯域に発生させるステップと、
(c3)前記発生したオーディオデータの包絡線を前記取得された情報を利用して調整するステップとを含み、
前記(d)ステップにおいて、
復号化された前記オーディオデータが存在する周波数帯域の場合、復号化された前記オーディオデータを前記合成データとして決定し、
包絡線が調整された前記オーディオデータのみ存在する周波数帯域の場合、包絡線が調整された前記オーディオデータを前記合成データとして決定する、オーディオデータ復号化方法。 - 復号化された前記オーディオデータが存在する周波数帯域の前記合成データは、復号化された前記オーディオデータであり、
復号化された前記オーディオデータが存在していない周波数帯域の前記合成データは、推測された前記オーディオデータであること、
を特徴とする請求項22に記載のオーディオデータ復号化方法。 - (a)符号化されたスペクトル帯域複製データ及び1以上の階層を持ち、前記階層ごとに所定数のビットで表されて符号化されたオーディオデータを与えられたビットストリームから抽出するステップと、
(b)符号化された前記オーディオデータを、下位階層を上位階層より先に復号化し、上位ビットを下位ビットより先に復号化することによって復号化するステップと、
(c)符号化された前記スペクトル帯域複製データを復号化し、復号化された前記スペクトル帯域複製データ及び復号化された前記オーディオデータを利用して、第1所定周波数以上かつ第2所定周波数以下の前記オーディオデータを推測するステップと、
(d)復号化された前記オーディオデータ及び推測された前記オーディオデータを利用して合成データを生成し、生成された合成データを前記第2所定周波数以下の前記オーディオデータとして決定するステップと
を含み、前記第1所定周波数は、複数の階層のうち、最下位階層の最大周波数であり、前記スペクトル帯域複製データは前記第1所定周波数以上かつ前記第2所定周波数以下の前記オーディオデータの包絡線に関する情報を有し、
符号化された前記オーディオデータは、第1チャンネルないし第M(ただし、Mは3以上の整数)チャンネルのそれぞれで設けられ、
前記(b)ステップは、
(b1)第1チャンネル及び第2チャンネルの符号化された前記オーディオデータを復号化するステップと、
(b2)第3チャンネルないし第Mチャンネルそれぞれの符号化された前記オーディオデータを復号化するステップとを含むこと、
を特徴とするオーディオデータ復号化方法。
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