JP4823001B2 - オーディオ符号化装置 - Google Patents
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Description
量子化部11は、サブバンド内のスペクトル信号の量子化を行って、量子化値を算出する。量子化ビット数算出部12は、量子化処理に要する量子化ビット数として少なくとも、量子化値をハフマン符号化した際のビット数であるハフマン符号語ビット数を算出する。
q=scalefactor−common scalefactor …(1)
ただし、scalefactor(スケールファクタ)は、サブバンド毎のスケールファクタ値であり、common scalefactor(コモンスケールファクタ)は、1つのフレーム全体の量子化ステップサイズのオフセット値である(スケールファクタ及びコモンスケールファクタは共に整数値である)。
(A)サブバンド#sb内にm個存在する変換係数から、式(2)を用いてそれぞれの量子化値を算出し、求めた複数の量子化値Q[m]の中から,絶対値が最大のMAX_Qを算出する。
・ハフマンコードブック#3,4:MAX_Q<3の時
・ハフマンコードブック#5,6:MAX_Q<5の時
・ハフマンコードブック#7,8:MAX_Q<8の時
・ハフマンコードブック#9,10:MAX_Q<13の時
・ハフマンコードブック#11:MAX_Q>=13の時
例えば、MAX_Q=2ならば、上記の条件によって、選択されるハフマンコードブックは、#3〜#10までの8つのハフマンコードブックが選択され、MAX_Q=6ならば、選択されるハフマンコードブックは、#7〜#10までの4つのハフマンコードブックが選択されることになる。つまり、MAX_Qが小さいほど選択される(候補となる)ハフマンコードブックの数が増え、符号長がより短いハフマン符号語が生成する可能性が高くなる。
index=33×Q[i]+32×Q[i+1]+31×Q[i+2]+30×Q[i+3]+40 …(3)
ハフマンコードブック#3、#4を選択した際のindexの計算式は、
index=33×|Q[i]|+32×|Q[i+1]|+31×|Q[i+2]|+30×|Q[i+3]| …(4)
ハフマンコードブック#5、#6を選択した際のindexの計算式は、
index=9×Q[i]+Q[i+1]+40 …(5)
ハフマンコードブック#7、#8を選択した際のindexの計算式は、
index=8×|Q[i]|+|Q[i+1]| …(6)
ハフマンコードブック#9、#10を選択した際のindexの計算式は、
index=13×|Q[i]|+|Q[i+1]| …(7)
(D)ハフマンコードブック毎のインデックス値からビット数を求める。
次に上記の流れに沿ったハフマンコードブックの選択処理について、具体的な例を用いて説明する。今、サブバンド#sb内に8個の変換係数が存在し、式(2)から算出された量子化値が、Q[0]=−1、Q[1]=0、Q[2]=−2、Q[3]=1、Q[4]=+2、Q[5]=−1、Q[6]=1、Q[7]=0であった場合を考える。
図8は量子化値Q[0]〜Q[7]におけるインデックス値とハフマン符号ビット数を示すテーブルである。図9〜図12はハフマンコードブックのテーブル値を示す図であり、ISO13818−7に規定されるハフマンコードブックの中から、図8のテーブルに関連する箇所のみ抜粋して示している。
〔S1〕CSF/SF算出部18は、変換係数及びマスキング特性から、量子化値を求める際に必要なパラメータである、CSFと、各サブバンドに対応したスケールファクタSF[sb]とを算出する。なお、SF[sb]は、サブバンド#sbのスケールファクタを意味する。
〔S3〕量子化ループ制御部20は、量子化のループとして、1回目の量子化処理と、2回目の量子化処理のループ制御を行うが、ステップS3では、1回目の量子化処理を行う。
なお、nサブバンド置きに遷移させて量子化処理を行った場合のビット予測値sum bitsを求める式を一般化すれば以下の式(8a)となる。
ここで、nサブバンド置きの量子化処理を行った際の、ビット数予測が行われるサブバンドの範囲について説明する。n=1の場合、すなわち、1サブバンド置きに量子化処理を行った場合に、現在まで処理されているサブバンド番号が#6であったとする。
〔S14〕量子化ループ制御部20は、量子化のループ処理として、2回目の量子化処理を行う。ステップS3〜S11の1回目の量子化処理では、サブバンド番号#sbは、#0、#2、#4、・・・というように1サブバンド置きに遷移したが、2回目の量子化処理では、サブバンド番号#sbは、#0、#1、#2、・・・と1つずつ順に遷移する。
〔S21〕判定部14は、sum bitsと、あらかじめ設定された許容ビット数との比較を行う。sum bitsが許容ビット数を超える場合は、ステップS22へいき、sum bitsが許容ビット数を超えない場合は、ステップS23へいく。
〔S23〕判定部14は、sum bitsと、許容ビット数とが等しいか否かを判断する。等しくなければ(sum bitsが許容ビット数を超えない場合)ステップS14へ戻り、等しければステップS24へいく。
1段目処理では、サブバンドを1つ置きに量子化処理を行い、ビット数を算出し、算出したビット数を2倍して、そのサブバンドまでにおけるビット数の予測を行う。そして、その予測値が許容範囲内の値か否かを評価し、予測されたビット数が許容範囲内を超えた場合はCSF及びSFを更新し、許容範囲内に収まる場合はCSF、SFは更新しない。
n=1の場合、すなわち、サブバンド#0、#2、#4、・・・の1サブバンド置きの量子化を行う場合、サブバンド#0のハフマンコードブック番号(最適ハフマンコードブック番号)は#1、サブバンド#2のハフマンコードブック番号は#2、サブバンド#4のハフマンコードブック番号は#3、サブバンド#6のハフマンコードブック番号は#4であったとする。
サブバンド内のスペクトル信号の量子化を行って、量子化値を算出する量子化部と、
量子化処理に要する量子化ビット数として少なくとも、前記量子化値をハフマン符号化した際のビット数であるハフマン符号語ビット数を算出する量子化ビット数算出部と、
前記ハフマン符号語ビット数と、前記ハフマン符号語ビット数以外の前記量子化ビット数とを合計して、量子化処理で発生する予測ビット数を算出するビット数予測部と、
前記予測ビット数が許容ビット数の範囲内にあるか否かを判定する判定部と、
前記予測ビット数が前記許容ビット数を超えた場合には、量子化処理時のパラメータである、コモンスケールファクタ及びスケールファクタを更新するパラメータ更新部と、
を有し、
1回目の量子化処理時には、
前記量子化部は、前記サブバンドをn個置きに量子化し、
前記量子化ビット数算出部は、n個置きの前記サブバンドから算出された前記量子化値に関する前記ハフマン符号語ビット数を算出し、
前記ビット数予測部は、(n+1)倍した前記ハフマン符号語ビット数と、前記ハフマン符号語ビット数以外の前記量子化ビット数とを合計して、前記予測ビット数を算出する、
ことを特徴とするオーディオ符号化装置。
1回目の量子化処理では、
サブバンド内のスペクトル信号の量子化を行う際に、前記サブバンドをn個置きに量子化して、量子化値を算出し、
量子化処理に要する量子化ビット数として少なくとも、n個置きの前記サブバンドから算出された前記量子化値に関する前記ハフマン符号語ビット数を算出し、
(n+1)倍した前記ハフマン符号語ビット数と、前記ハフマン符号語ビット数以外の前記量子化ビット数とを合計して、予測ビット数を算出し、
前記予測ビット数が許容ビット数の範囲内にあるか否かを判定し、
前記予測ビット数が前記許容ビット数を超えた場合には、量子化処理時のパラメータである、コモンスケールファクタ及びスケールファクタを更新し、
2回目の量子化処理では、更新された前記コモンスケールファクタ及び前記スケールファクタを利用して量子化処理を行う、
ことを特徴とするオーディオ符号化方法。
11 量子化部
12 量子化ビット数算出部
13 ビット数予測部
14 判定部
15 パラメータ更新部
B1 ハフマン符号帳
Claims (3)
- 音声信号の符号化を行うオーディオ符号化装置において、
サブバンド内のスペクトル信号の量子化を行って、量子化値を算出する量子化部と、
量子化処理に要する量子化ビット数として少なくとも、前記量子化値をハフマン符号化した際のビット数であるハフマン符号語ビット数を算出する量子化ビット数算出部と、
前記ハフマン符号語ビット数と、前記ハフマン符号語ビット数以外の前記量子化ビット数とを合計して、量子化処理で発生する予測ビット数を算出するビット数予測部と、
前記予測ビット数が許容ビット数の範囲内にあるか否かを判定する判定部と、
量子化処理時のパラメータである、コモンスケールファクタ及びスケールファクタを更新するパラメータ更新部と、
を有し、
1回目の量子化処理時には、
前記量子化部は、前記サブバンドをn個置きに量子化し、
前記量子化ビット数算出部は、n個置きの前記サブバンドから算出された前記量子化値に関する前記ハフマン符号語ビット数を算出し、前記ハフマン符号語ビット数以外の前記量子化ビット数として、前記ハフマン符号化を行う際に複数のハフマン符号帳の中から、前記サブバンド毎に選択された最適ハフマン符号帳の番号のビット数である最適ハフマン符号帳番号ビット数と、前記サブバンド毎のスケールファクタに要するビット数であるスケールファクタ用ビット数とを算出し、
前記ビット数予測部は、(n+1)倍した前記ハフマン符号語ビット数と、前記最適ハフマン符号帳番号ビット数と、前記スケールファクタ用ビット数とを合計して、前記予測ビット数を算出し、
前記パラメータ更新部は、前記判定部によって、前記予測ビット数が許容ビット数の範囲を超えると判定された場合は、前記パラメータの更新を行い、
前記予測ビット数が許容ビット数の範囲を超えて、前記パラメータが更新された場合は、更新された前記パラメータを用いて、2回目以降の量子化処理が行われ、
2回目の量子化処理時には、
1回目の量子化処理で更新された前記パラメータを用いて、前記量子化部は、1サブバンド毎に順に量子化し、
前記量子化ビット数算出部は、1サブバンド毎に順に算出された前記量子化値に関する前記ハフマン符号語ビット数を算出し、前記ビット数予測部は、前記ハフマン符号語ビット数と、前記最適ハフマン符号帳番号ビット数と、前記スケールファクタ用ビット数とを合計して、前記予測ビット数を算出する、
ことを特徴とするオーディオ符号化装置。 - サブバンド番号が#sbの前記サブバンドをサブバンド#sbとし、前記サブバンド#sbの最適ハフマン符号帳番号を#aとすると、前記サブバンドをn個置きに量子化した際に、飛ばされたサブバンド#(sb+1)、#(sb+2)、・・・、#(sb+n)の最適ハフマン符号帳番号は、前記サブバンド#sbの前記最適ハフマン符号帳番号と同じ#aに設定して、飛ばされた前記サブバンド#(sb+1)、#(sb+2)、・・・、#(sb+n)の前記最適ハフマン符号帳番号の補間処理を行うハフマン符号帳番号補間部をさらに有することを特徴とする請求項1記載のオーディオ符号化装置。
- 前記パラメータ更新部は、前記サブバンドを低域、中域、高域の周波数帯域に分け、前記スケールファクタを更新する場合は、前記周波数帯域毎に補正量を変えて、前記スケールファクタを更新することを特徴とする請求項1記載のオーディオ符号化装置。
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