JP4993992B2 - 信号処理方法、信号処理装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、符号化音響信号を逆量子化した所定の処理単位時間内の音響信号を順次処理する信号処理方法、信号処理装置、該信号処理装置をコンピュータとして機能させるためのプログラムに関する。

音響信号を符号化する技術としてＭＰ３（MPEG 1 Audio Layer 3）、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）、ＡＴＲＡＣ（Adaptive TRansform Acoustic Coding）、ＷＭＡ（Windows（登録商標） Media Audio）またはＡＣ−３（Audio Code Number 3）等が知られている。例えばＭＰ３方式においては、高能率で圧縮するために、音響信号は複数の周波数帯域に分割され、可変長の時間単位でブロック化される。そして、ブロック化されたデジタルデータは、ＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosine Transform）処理によってスペクトル信号に変換され、さらに聴覚心理特性を利用して割り当てられたビット数で各スペクトル信号がそれぞれ符号化される（例えば、特許文献１乃至３参照）。

このようにして符号化された音響信号は、復号装置にて復号される。図１５は従来の復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図において１００は従来の復号装置であり、アンパッキング部１０１、逆量子化部１０２、周波数時間変換部１０３、周波数帯域合成部１０４及び音響信号出力部１０５を含んで構成される。符号化音響信号は、アンパッキング部１０１へ入力され、音響信号のフレーム情報から量子化係数、スケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン、サブブロックゲインがそれぞれアンパッキングされる。そして、逆量子化部１０２において、この量子化係数、スケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン、サブブロックゲインを用いてＩＭＤＣＴ係数に逆量子化される。

逆量子化部１０２で逆量子化されたＩＭＤＣＴ係数（Inverse Modified Discrete Cosine Transform）は、周波数帯域毎に周波数時間変換部１０３でＩＭＤＣＴ処理が施され、時間軸のデータに変換される。更に、逆変換された周波数帯域は、周波数帯域合成部１０４において、帯域合成フィルタであるＩＰＦＢ（Inverse Polyphase Filter Bank）によって帯域合成された後、音響信号出力部１０５へ出力される（例えば、特許文献３参照）。

また、圧縮に伴うパワー感の欠如を補うために、復号時におけるスペクトルにパワー調整用スペクトルを補う技術が開示されている（例えば、特許文献４参照）。特許文献４に記載された技術では、符号化時に入力オーディオ信号の特性に基づき、補うべきパワー調整情報を、符号化装置内のパワー調整情報決定部において生成する。次に、このパワー調整情報を符号化したオーディオ信号と共に符号化する。そして、復号装置におけるパワー調整情報復号部において符号化されたパワー調整情報を復号し、さらにパワー補正用スペクトル生成合成部においてパワー調整情報を生成して復号されたオーディオ信号に補う。また、復号時に、低域周波数スペクトル情報が示す調波構造を、符号化列によって表されていない周波数帯域に、周波数軸上で延長したものに等しい調波構造を示す拡張周波数スペクトル情報を生成する復号化装置も知られている（例えば特許文献５参照）。
特開２００２−３５１５００号公報 特開２００５−１９５９８３号公報 特開２００５−２６９４０号公報 特開２００３−３２３１９８号公報 特開２００３−１０８１９７号公報

しかしながら、符号化の際、音響信号は量子化されるため、量子化による丸めまたは切り捨てにより音響信号のエネルギが失われてしまうという問題があった。そのため復号時においてもエネルギ損失に伴う音響信号の物足りなさが生じていた。特許文献１乃至３にはかかる課題を解決する手段は提示されていない。また、特許文献５に記載の復号化装置は、符号化列に表されていない周波数帯域にスペクトル情報を新たに生成するものであるが、単に低周波数域のスペクトル情報を高周波数域に拡張するにすぎず、依然として量子化誤差に伴う音響信号の物足りなさや違和感を十分に補うものではなかった。

特許文献４に記載の技術はパワーを補うものであるが、符号化時に符号化装置において入力オーディオ信号を分析し、パワー調整情報を生成して符号化する必要がある。しかも復号装置側においても、パワー調整情報復号部を設けて符号化されたパワー調整情報を復号する必要があり、このようなパワー調整情報が記憶されていない音響信号については全くエネルギの補間を行うことができないという問題があった。特に、近年では多様な規格に伴う符号化方式が乱立しており、特許文献４に記載の技術では、様々な方式の符号化音響信号を適切に補間できないという問題があった。

特許文献４に記載の技術はそのパワーを補う方法として、一又は複数のパワー調整用スペクトルテーブルを設け、ランダムにノイズスペクトルを音響信号に補う方法を提案している。しかし、正規化係数や量子化精度情報等を用いてノイズスペクトルを生成すると、入力された楽音の正規化係数や量子化精度情報に対応したノイズスペクトルとなり、目的とするランダム性を持たないノイズスペクトルを補う場合があり、逆にユーザに不快感を与えてしまうという問題があった。しかも、小型化への要求が年々高まっており、このようなパワー調整用スペクトルテーブルに対してもより少ない記憶容量しか付与されないという問題もあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザに不快感を与えない周期で規則性ある雑音信号を繰り返し加算することにより、符号化時に失われたエネルギをユーザに不快感を与えることなく補うことが可能であり、かつ小型化を実現することが可能な信号処理方法、信号処理装置及びコンピュータを信号処理装置として機能させるためのプログラムを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、逆量子化した音響信号の係数のレベル及び雑音信号に基づき補正係数を算出し、この補正係数を雑音信号に乗じて補正値を算出し、係数へ加算することにより、符号化時に失われたエネルギを補間して、エネルギ不足に伴う物足りなさを解消することが可能であり、また復号側において多様な符号化方式に対応することが可能な信号処理装置を提供することにある。

本発明に係る信号処理方法は、符号化音響信号を逆量子化した所定の処理単位時間内の音響信号を順次処理する信号処理方法において、雑音信号を格納した雑音信号格納部から前記処理単位時間分の雑音信号群を、最低可聴周波数に対応する周期以上の周期に含まれる複数の処理単位時間分の雑音信号群の配列が、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出す読み出しステップと、該読み出しステップにより順次読み出された処理単位時間分の雑音信号群に基づく値を該処理単位時間内の音響信号に順次加算する加算ステップとを備えることを特徴とする。

本発明に係る信号処理方法は、前記周期は、少なくとも５０ｍｓ以上であることを特徴とする。

本発明に係る信号処理装置は、符号化音響信号を逆量子化した所定の処理単位時間内の音響信号を順次処理する信号処理装置において、雑音信号を格納した雑音信号格納部と、該雑音信号格納部から前記処理単位時間分の雑音信号群を、最低可聴周波数に対応する周期以上の周期に含まれる複数の処理単位時間分の雑音信号群の配列が、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出す読み出し部と、該読み出し部により順次読み出された処理単位時間分の雑音信号群に基づく値を該処理単位時間内の音響信号に順次加算する加算部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る信号処理装置は、前記雑音信号格納部は、複数の雑音信号を一組とする複数のブロックに分類して雑音信号を格納しており、前記読み出し部は、前記雑音信号格納部から前記処理単位時間分の複数ブロック内の雑音信号群を、各処理単位時間分の複数ブロックの雑音信号群の配列が最低可聴周波数に対応する周期以上で、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出すよう構成してあることを特徴とする。

本発明に係る信号処理装置は、前記読み出し部は、前記雑音信号格納部の複数のブロックの初期配列を決定する決定手段と、該決定手段により決定した配列順にブロック内の雑音信号を処理単位時間分抽出する抽出手段とを備え、前記決定手段は、前記抽出手段により処理単位時間分の雑音信号を抽出した場合に、ブロックの配列を異なる配列へ変更する変更手段と、前記抽出手段により、最低可聴周波数に対応する周期以上の周期に含まれる複数の処理単位時間分の雑音信号を抽出した場合、前記初期配列へブロックの配列を初期化する初期化手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る信号処理装置は、前記周期は、少なくとも５０ｍｓ以上であることを特徴とする。

本発明に係る信号処理装置は、前記ブロック数は、サンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合３または９、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合４または１２、並びに、サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合５または１５であることを特徴とする。

本発明に係る信号処理装置は、逆量子化した処理単位時間内の音響信号の係数のレベルを検出するレベル検出部と、前記読み出し部から読み出した処理単位時間分の雑音信号群及び前記レベルに基づき補正係数を算出する補正係数算出部と、前記補正係数を前記雑音信号群に乗じて補正値を算出する補正値算出部とを備え、前記加算部は、前記補正値算出部から算出された補正値を、処理単位時間分の雑音信号群に基づく値として、前記処理単位時間内の音響信号に順次加算するよう構成してあることを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、符号化音響信号を逆量子化した所定の処理単位時間内の音響信号をコンピュータで順次処理するためのプログラムにおいて、コンピュータに、雑音信号を格納した雑音信号格納部から前記処理単位時間分の雑音信号群を、最低可聴周波数に対応する周期以上の周期に含まれる複数の処理単位時間分の雑音信号群の配列が、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出す読み出しステップと、該読み出しステップにより順次読み出された処理単位時間分の雑音信号群に基づく値を該処理単位時間内の音響信号に順次加算する加算ステップとを実行させることを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、前記周期は、少なくとも５０ｍｓ以上であることを特徴とする。

本発明にあっては、雑音信号を格納した雑音信号格納部を予め用意しておく。読み出し部は、雑音信号格納部から音響信号の処理単位時間分の雑音信号群を、各処理単位時間分の雑音信号群の配列が最低可聴周波数に対応する周期以上で、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出す。この周期は例えば少なくとも５０ｍｓ以上とすればよい。そして、読み出し部により順次読み出された処理単位時間分の雑音信号群に基づく値を、処理単位時間内の音響信号に加算部により順次加算する。本願出願人は、鋭意研究を重ねた結果、周期の短い雑音信号を繰り返し加算した場合、人間の聴覚により認識できる不快なノイズが発生し、その一方で、最低可聴周波数に対応する周期以上、すなわち少なくとも５０ｍｓ以上の周期で雑音信号を繰り返し加算した場合、人間の聴覚では認識が困難なレベルまで不快なノイズを低減できることを知見した。これにより、量子化により失われたエネルギを雑音信号にてより自然に補間することが可能となる。しかも５０ｍｓ以上の周期で配列が異なる雑音信号格納部を用意すればよいので、装置の小型化を図ることが可能となる。

本発明にあっては、雑音信号格納部は、複数の雑音信号を一組とする複数のブロックに分類して雑音信号を格納する。例えば、ブロック数は、サンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合３または９、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合４または１２、並びに、サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合５または１５とする。読み出し部は、この雑音信号格納部から処理単位時間分の複数ブロック内の雑音信号群を、各処理単位時間分の複数ブロックの雑音信号群の配列が少なくとも５０ｍｓ以上の周期で、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出す。

具体的には、まず読み出し部は、決定手段により雑音信号格納部の複数のブロックの初期配列を決定する。例えばサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚとして、ブロック０乃至３が存在するとした場合、ブロック０、ブロック１、ブロック２、ブロック３と配列する。そして、抽出手段は決定手段により決定した配列順にブロック内の雑音信号を処理単位時間分抽出する。例えば、ブロック０、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック０、ブロック１、ブロック２、ブロック３、・・・、ブロック０、ブロック１、ブロック２、ブロック３の処理単位時間分に相当するブロック数の雑音信号が抽出される。

抽出手段により処理単位時間分の雑音信号を抽出した場合、変更手段はブロックの配列を異なる配列へ変更する。例えば、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック０の如く変更する。そして抽出手段は変更後の配列順にブロック内の雑音信号を処理単位時間分抽出する。例えば、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック０、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック０、・・・、ブロック１、ブロック２、ブロック３、ブロック０の処理単位時間分に相当するブロック数の雑音信号が抽出される。同様に、次の配列は、ブロック２、ブロック３、ブロック０、ブロック１へ変更され、次の配列はブロック３、ブロック０、ブロック１、ブロック２へ変更される。

そうして、抽出手段により、５０ｍｓ以上の処理単位時間分の雑音信号を抽出した場合、初期化手段は初期配列へブロックの配列を初期化する。つまり、初期配列であるブロック０、ブロック１、ブロック２、ブロック３とする雑音信号を再び繰り返し抽出する。この時点では５０ｍｓを超えている。このように、５０ｍｓ内では各処理単位時間内の雑音信号の配列が相互に相違するので、短周期に基づく不快なノイズの発生を低減することが可能となる。しかも、雑音信号格納部は、特定数のブロックに係る雑音信号のみを用意すればよいので、メモリ使用量を低減でき装置の小型化を図ることが可能となる。

本発明にあっては、レベル検出部は逆量子化した音響信号に係る係数のレベルを検出する。補正係数算出部は、読み出した処理単位時間分の雑音信号群及びレベルに基づき補正係数を算出する。補正値算出部は、補正係数算出部で算出された補正係数に雑音信号を乗じて補正値を算出する。このようにして得られた補正値を、雑音信号群に基づく値として各係数に加算して補正後の係数を算出するよう構成したので、帯域内に存在する係数のレベルに応じて最適な量の白色雑音に係る補正値を加算することができる。その結果、量子化時に失われたエネルギが、最適な量で補間される。

本発明にあっては、読み出し部は、雑音信号格納部から音響信号の処理単位時間分の雑音信号群を、最低可聴周波数に対応する周期以上、すなわち５０ｍｓ以上の周期で、各処理単位時間分の雑音信号群の配列が相互に相違するよう並び替えて順次読み出す。そして、読み出し部により順次読み出された処理単位時間分の雑音信号群に基づく値を、処理単位時間内の音響信号に加算部により順次加算する。従って、量子化により失われたエネルギを雑音信号にてより自然に補間することが可能となる。しかも少なくとも５０ｍｓ以上の周期で配列が異なる雑音信号格納部を用意すればよいので、装置の小型化を図ることが可能となる。これにより、ユーザに雑音信号に伴う不快感を与えることなく、より原音に近い音響信号を再生することが可能となる。

本発明にあっては、読み出し部は、決定手段により雑音信号格納部の複数のブロックの初期配列を決定し、抽出手段は決定手段により決定した配列順にブロック内の雑音信号を処理単位時間分抽出する。そうして、抽出手段により、５０ｍｓ以上の処理単位時間分の雑音信号を抽出した場合、初期化手段は初期配列へブロックの配列を初期化するので、少なくとも５０ｍｓ内では各処理単位時間内の雑音信号の配列が相互に相違し、短周期に基づく不快なノイズの発生を低減することが可能となる。しかも、雑音信号格納部は、特定数のブロックに係る雑音信号のみを用意すればよいので、メモリ使用量を低減でき装置の小型化を図ることが可能となる。

本発明にあっては、雑音信号群及びレベルに基づき補正係数を算出し、算出された補正係数に雑音信号を乗じて補正値を算出する。このようにして得られた補正値を、雑音信号群に基づく値として各係数に加算して補正後の係数を算出するよう構成したので、帯域内に存在する係数のレベルに応じて最適な量の白色雑音に係る補正値を加算することができる。その結果、量子化時に失われたエネルギが、最適な量で補間される。また、符号化時においてエネルギを補間するか否かの情報を付与する必要はないので、多様な規格に対してエネルギを適切に補間することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

実施の形態１
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は信号処理装置たる復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図において２０は、符号化された音響信号を復号する復号装置であり、音響信号入力部２１、アンパッキング部２２、逆量子化部２３、補間処理部１、周波数時間変換部２４、周波数帯域合成部２５及び音響信号出力部２６を含んで構成される。なお、本実施の形態においては圧縮符号化方式としてサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚのＭＰ３を適用した例について説明するが、他の方式についても同様に適用しても良い。

記録媒体から読み出された符号化音響信号またはデジタルチューナにより受信した符号化音響信号等は、音響信号入力部２１へ入力され、入力された符号化音響信号はアンパッキング部（デマルチプレクサ）２２へ出力される。アンパッキング部２２は、音響信号のフレーム情報から量子化係数、スケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン、サブブロックゲインをそれぞれアンパッキングする。アンパッキングされた量子化係数、量子化ビット数、及びスケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン、サブブロックゲインを用いて逆量子化部２３においてＩＭＤＣＴ係数に逆量子化される。逆量子化部２３からはブロック長（ロングブロックまたはショートブロック）に応じて次の式（１）で示されるＩＭＤＣＴ係数が周波数帯域毎に出力される。本実施の形態においては、ブロック長はロングブロックであるものとして説明する。

式（１）中の変数ｍはＩＭＤＣＴ係数のインデックス、ＭＫ（ｍ）は量子化係数(ハフマン復号化値)、sgn(ＭＫ（ｍ）)は量子化係数の符号、scalefac＿multiplierは１または0.5、grはグラニュールのインデックス、wndはウィンドウの形状のインデックス、sfbはスケールファクタバンドのインデックス、preflag[gr]はプリエンファシスの有無フラグで０または１、pretab[sfb] は所定のプリエンファシステーブルによって得られる値を表している。なお、ＡＴＲＡＣにおけるスケールファクタ（例えば各６ビットで表され、約２ｄＢ単位で指定することができる）は、ＭＰ３におけるスケールファクタに関する値と同様であり、ＭＰ３におけるスケールファクタに関する値は、式（１）で示す如く、スケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン及びサブブロックゲイン（式（１）の２の乗数以降の箇所）、プリエンファシスの有無フラグ、プリエンファシステーブルによって得られる値を用いて算出される。以下ではＡＴＲＡＣにおけるスケールファクタ及びＭＰ３におけるスケールファクタに関する値をまとめてスケールファクタとして説明する。ここで、スケールファクタとは、所定の分割された各周波数帯域のスペクトルを表現するために、仮数部と指数部で表した指数部分をいう。例えば、ＭＰ３においては、所定の分割された各周波数帯域のスペクトルを最大値が１．０となるように正規化され、その指数部分をスケールファクタとグローバルゲイン、及びサブブロックゲインとして符号化されている。上記スケールファクタとグローバルゲイン、及びサブブロックゲインの指数部を総称してスケールファクタに関する値と呼ぶ。

本実施の形態においては図に示すように３２の周波数帯域毎ｂｌｏｃｋ（０）〜ｂｌｏｃｋ（３１）に一処理単位時間分のＩＭＤＣＴ係数Ｉ_t （０）、Ｉ_t （１）、…、Ｉ_t（ｍ）、…、Ｉ_t （５７５）が出力される。サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合、ｂｌｏｃｋ（０）の周波数は０Ｈｚ〜６８９．０６２５Ｈｚ、ｂｌｏｃｋ（１）は６８９．０６２５Ｈｚ〜１３７８．１２５Ｈｚ、またｂｌｏｃｋ（３１）は２１３６０．９３７５Ｈｚ〜２２０５０Ｈｚである。また一処理単位は１グラニュール５７６サンプルであり、これに対応する一処理単位時間は、13.061224msであり、２グラニュールに相当する一フレームは26.122448msである。なお、以下では任意の周波数帯域のブロックをｂｌｏｃｋ（ｋ）とする。ここでｋは整数であり、０≦ｋ≦３１を満たすものとする。各周波数帯域のＩＭＤＣＴ係数Ｉ_t（０）〜Ｉ_t （５７５）は補間処理部１へ入力される。

各周波数帯域のＩＭＤＣＴ係数はブロック長に応じて複数の係数（スペクトル）から構成される。ロングブロックでは１８の係数からなり、ショートブロックでは６の係数からなる。

図２は周波数に対するＩＭＤＣＴ係数の変化を示すグラフである。横軸は周波数であり、縦軸は係数を示す。ＩＭＤＣＴ係数（以下、場合により係数Ｉ（ｍ）で代表する）はロングブロックの場合、一周波数帯域内に１８の係数Ｉ_t （１８×ｋ）乃至Ｉ_t （１８×ｋ＋１７）を有する。図２のグラフにおいては周波数１８×ｋ、１８×ｋ＋１、…、１８×ｋ＋１７に対応させて、係数Ｉ_t（１８×ｋ）、Ｉ_t （１８×ｋ＋１）、…、Ｉ_t （１８×ｋ＋１７）の変化が示されている。この係数は正、負または零の値を取る。

図１において係数Ｉ_t （ｍ）は補間処理部１へ入力され、雑音信号に基づく補正値が付加された補正後の係数Ｉ_t ’（ｍ）が補間処理部１から出力される。周波数時間変換部２４ではＩＭＤＣＴ処理が施され、時間軸の音響信号に変換される。更に、逆変換された音響信号は周波数帯域合成部２５において、帯域合成フィルタであるＩＰＦＢ（Inverse Polyphase Filter Bank）によって帯域合成された後、音響信号出力部２６へ出力される。このように一処理単位時間の係数Ｉ_t（０）〜Ｉ_t （５７５）が補間処理部１へ入力され、補正後の係数Ｉ_t ’（０）〜Ｉ_t ’（５７５）が周波数時間変換部２４へ出力された後は、次の時間帯における一処理単位時間の係数Ｉ_t+1（０）〜Ｉ_t+1 （５７５）が補間処理部１へ入力される。そして同様に、補正後の係数Ｉ_t+1 ’（０）〜Ｉ_t+1’（５７５）が周波数時間変換部２４へ出力される。そしてこのような処理を次の時間帯における処理単位時間の係数に対して繰り返し行う。

図３は補間処理部１のハードウェア構成を示すブロック図である。補間処理部１はレベル検出部としての最小値検出部１２、補正係数算出部１８、補正値算出部１３、雑音信号格納部としての白色雑音信号格納部１６、出力部１４、最大スペクトル検出部１５、読み出し部１９及び加算部１７を含んで構成される。逆量子化部２３から出力される各周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）は最小値検出部１２及び加算部１７へ出力される。最小値検出部１２は１グラニュールの係数Ｉ（０）〜係数Ｉ（５７５）から、零を除く係数（スペクトル）の絶対値の最小値を検出する。図２の例においては、零であるＩ_t （１８×ｋ＋２）ではなく、Ｉ_t （１８×ｋ＋１）が検出される。検出された絶対値が最小の係数Ｉ（ｍ）が最小値として補正係数算出部１８へ出力される。なお、本実施の形態においてはレベル検出部として最小値検出部１２を用いて、係数Ｉ（ｍ）の零を除く係数の絶対値の最小値をレベルとして検出することとしたが、これに限るものではない。例えば、係数Ｉ（ｍ）のレベルとしてはこの他に、係数Ｉ（ｍ）の２番目に絶対値の小さい値、絶対値の小さいもの３つの平均値または分散値等であっても良い。

白色雑音信号格納部１６は、複数の白色雑音信号（白色雑音の周波数成分源）を一組とする複数のブロックに分類して白色雑音信号を格納している。なお、本実施の形態においては雑音信号として、白色雑音信号を用いた形態につき説明するが、これに限るものではなく、例えばピンク雑音信号またはバンド雑音信号等の雑音信号を適用しても良い。図４は白色雑音信号格納部１６のレコードレイアウトを示す説明図である。白色雑音信号格納部１６は、４つの帯域（ブロック）に分割され、ブロック毎に直交変換した直交変換係数（スペクトル）により構成されている。白色雑音信号格納部１６はブロックフィールド、番号ｍフィールド及びスペクトルＩｗｎ（ｍ）フィールドを含んで構成される。ブロックフィールドにはロングブロックに対応する白色雑音を構成するブロック数が記憶されており、ブロック０〜ブロック３までの全４ブロックが用意されている。番号ｍフィールドにはブロック毎に白色雑音信号のスペクトルを識別するための番号が記憶されている。例えばブロック０にはｍ＝０〜１７までが記憶されている。

また、スペクトルＩｗｎ（ｍ）フィールドには、番号ｍに対応させて白色雑音信号のスペクトルがそれぞれ記憶されている。本実施の形態においては１ブロックあたり１８個のスペクトルが、全４ブロック、計７２のスペクトルが記憶されている。例えばブロック「０」の番号「０」には白色雑音信号のスペクトル「０．００３１２５」が格納されている。この白色雑音信号のスペクトルは全スペクトルを平均した場合に所定値となるよう、例えば約−２０ｄＢとなるよう、設定すれば良い。なお、このＩｗｎ（ｍ）は、Ｉ（ｍ）の最小値の約1/2のレベルの白色雑音を作成するためのテーブルであって、約−２０ｄＢという数値には限定する必要はない。

白色雑音信号格納部１６には、予め時間信号の白色雑音源を圧縮時に時間周波数変換した変換係数（スペクトル）データが、ブロック長に応じてメモリ等に記憶されて用意されている。つまり所定時間あたりの白色雑音を複数の帯域に分割し、帯域毎に直交変換した直交変換係数により構成されている。ロングブロックの場合は、圧縮時に周波数分割により１８個の時間データに分割され、１８個の周波数成分データに変換された変換係数がメモリ等に記録され、ショートブロックの場合は、圧縮時に周波数分割により６個の時間データに分割され、６個の周波数成分データに変換された変換係数がメモリ等に記録されている。

白色雑音信号格納部１６は出力部１４及び読み出し部１９に接続されている。出力部１４は白色雑音信号格納部１６のブロック０乃至ブロック３内のスペクトルＩｗｎ（０）乃至Ｉｗｎ（７１）を読み出して、最大スペクトル検出部１５へ出力する。最大スペクトル検出部１５は出力部１４から出力されたブロック内のスペクトルの絶対値に係る最大値を検出する。なお、本実施の形態においては、最大スペクトル検出部１５はスペクトルの最大値を検出するが、最大スペクトル検出部１５に代えて平均スペクトル検出部（図示せず）を設け、ブロック内のスペクトルの平均値を検出するようにしても良い。最大スペクトル検出部１５で検出された絶対値が最大値に係る白色雑音信号のスペクトル（またはスペクトル平均値）は補正係数算出部１８へ出力される。なお、本実施の形態においては最大スペクトル検出部１５または平均スペクトル検出部を設け白色雑音の最大値または平均値を出力するようにしているが、白色雑音信号のレベルを検出するものであれば、この形態に限るものではない。例えば、選択されたブロックの白色雑音信号の値の大きい複数のスペクトルの平均値、または分散値等を検出するものであっても良い。

補正係数算出部１８は最小値検出部１２から出力された係数Ｉ（ｍ）の最小値を、白色雑音信号のスペクトルの最大値（または平均値）の２倍で除すことにより、補正係数ｇを算出する。補正係数算出部１８は算出した補正係数ｇを補正値算出部１３へ出力する。なお、本実施の形態においては、係数Ｉ（ｍ）の最小値を、白色雑音信号のスペクトルの最大値（または平均値）の２倍で除すようにしているが、あくまで一例であり、３倍等で除しても良い。

読み出し部１９は白色雑音信号格納部１６から処理単位時間分（13.061224ms）の３２ブロック内の雑音信号群を、少なくとも５０ｍｓ上の周期で、各処理単位時間分の３２ブロックの雑音信号群の配列が、相互に相違するよう並び替えて順次読み出す処理を行う。読み出し部１９は、内部に決定部１９１、抽出部１９２、初期化部１９３及び変更部１９４を含んで構成される。

図５は読み出し部１９によるロングブロックの読み出し処理のイメージを示す説明図である。以下に読み出し処理の手順を、具体例を用いて説明する。読み出し部１９の決定部１９１は、図４における雑音信号群に係るブロックの初期配列を決定する。図５の例においては、ブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）を初期配列としている。抽出部１９２は、決定した初期配列順にブロック内の雑音信号を処理時間単位分抽出する。本例では、抽出部１９２はブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、・・・、Ｂ（３）の如く、４種のブロックが周期的に繰り返される計３２ブロックを抽出する。

抽出部１９２により抽出されたブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、・・・、Ｂ（３）からなる３２ブロックは、順次補正値算出部１３を経て加算部１７へ出力される。加算部１７ではｂｌｏｃｋ（０）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（０）の白色雑音信号群に基づく値が加算される。同様に加算部１７は、ｂｌｏｃｋ（１）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（１）の白色雑音信号群に基づく値を加算する。さらに、ｂｌｏｃｋ（２）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（２）、Ｂ（３）、・・・、Ｂ（３）を順次加算する。これにより１グラニュールのｂｌｏｃｋ（０）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）にブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、・・・、Ｂ（３）の白色雑音信号に基づく値が加算される。

１グラニュールの処理単位時間に係る白色雑音信号を加算後、２グラニュールの処理を行う。変更部１９４はブロックの配列を所定の規則に従い変更する。例えば、１グラニュール前の配列に１を加えたブロックに係る配列へ変更すれば良い。本例においては、２グラニュールは、初期配列に１を加算した、ブロックＢ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）を第２配列とする。抽出部１９２は、決定した第２配列順にブロック内の雑音信号を処理時間単位分抽出する。本例では、抽出部１９２はブロックＢ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、・・・、Ｂ（０）の如く、４種のブロックが周期的に繰り返される計３２ブロックを抽出する。

抽出部１９２により抽出されたブロックＢ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、・・・、Ｂ（０）からなる３２ブロックは、順次補正値算出部１３を経て加算部１７へ出力される。加算部１７ではｂｌｏｃｋ（０）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（１）の白色雑音信号群に基づく値が加算される。同様に加算部１７は、ｂｌｏｃｋ（１）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（２）の白色雑音信号群に基づく値を加算する。さらに、加算部１７はｂｌｏｃｋ（２）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）にブロックＢ（３）、Ｂ（０）、・・・、Ｂ（０）を順次加算する。これにより２グラニュールのｂｌｏｃｋ（０）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）にブロックＢ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、・・・、Ｂ（０）の白色雑音信号に基づく値が加算される。

２グラニュールの処理単位時間に係る白色雑音信号を加算後、３グラニュールの処理を行う。変更部１９４はブロックの配列を所定の規則に従い変更する。本例においては、３グラニュールは、第２配列に１を加算した、ブロックＢ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）を第３配列とする。抽出部１９２は、決定した第３配列順にブロック内の雑音信号を処理時間単位分抽出する。本例では、抽出部１９２はブロックＢ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、・・・、Ｂ（１）の如く、４種のブロックが周期的に繰り返される計３２ブロックを抽出される。

抽出部１９２により抽出されたブロックＢ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、・・・、Ｂ（１）からなる３２ブロックは、順次補正値算出部１３を経て加算部１７へ出力される。加算部１７ではｂｌｏｃｋ（０）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（２）の白色雑音信号群に基づく値が加算される。同様に加算部１７は、ｂｌｏｃｋ（１）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（３）の白色雑音信号群に基づく値を加算する。さらに、加算部１７はｂｌｏｃｋ（２）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）にブロックＢ（０）、Ｂ（１）、・・・、Ｂ（１）を順次加算する。これにより３グラニュールのｂｌｏｃｋ（０）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）にブロックＢ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、・・・、Ｂ（１）の白色雑音信号に基づく値が加算される。

３グラニュールの処理単位時間に係る白色雑音信号を加算後、４グラニュールの処理を行う。変更部１９４はブロックの配列を所定の規則に従い変更する。本例においては、４グラニュールは、第３配列に１を加算した、第４配列ブロックＢ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）を第４配列とする。抽出部１９２は、決定した第４配列順にブロック内の雑音信号を処理時間単位分抽出する。本例では、抽出部１９２はブロックＢ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、・・・、Ｂ（２）の如く、４種のブロックが周期的に繰り返される計３２ブロックを抽出する。

抽出部１９２により抽出されたブロックＢ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、・・・、Ｂ（２）からなる３２ブロックは、順次補正値算出部１３を経て加算部１７へ出力される。加算部１７ではｂｌｏｃｋ（０）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（３）の白色雑音信号群に基づく値が加算される。同様に加算部１７は、ｂｌｏｃｋ（１）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（０）の白色雑音信号群に基づく値を加算する。さらに、加算部１７はｂｌｏｃｋ（２）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）にブロックＢ（１）、Ｂ（２）、・・・、Ｂ（２）を順次加算する。これにより４グラニュールのｂｌｏｃｋ（０）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）にブロックＢ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、・・・、Ｂ（２）の白色雑音信号に基づく値が加算される。

４グラニュールの処理単位時間に係る白色雑音信号を加算後、５グラニュールの処理を行う。初期化部１９３は抽出時に５０ｍｓを超えていることから（４グラニュール処理終了時は52.244896ms）、ブロックの配列を初期配列へ初期化する。本例においては、５グラニュールは、初期配列ブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）である。抽出部１９２は、決定した初期配列順にブロック内の雑音信号を処理時間単位分抽出する。本例では、抽出部１９２はブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、・・・、Ｂ（３）の如く、４種のブロックが周期的に繰り返される計３２ブロックを抽出する。

抽出部１９２により抽出されたブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、・・・、Ｂ（３）からなる３２ブロックは、順次補正値算出部１３を経て加算部１７へ出力される。加算部１７ではｂｌｏｃｋ（０）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（０）の白色雑音信号群に基づく値が加算される。同様に加算部１７は、ｂｌｏｃｋ（１）の係数Ｉ（ｍ）に、ブロックＢ（１）の白色雑音信号群に基づく値を加算する。さらに、加算部１７はｂｌｏｃｋ（２）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）にブロックＢ（２）、Ｂ（３）、・・・、Ｂ（３）を順次加算する。これにより５グラニュールのｂｌｏｃｋ（０）乃至ｂｌｏｃｋ（３１）の係数Ｉ（ｍ）に、１グラニュールと同じく、ブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、・・・、Ｂ（３）の白色雑音信号に基づく値が加算される。

以降、６グラニュールにおいては２グラニュールと同じく第２配列の白色雑音信号群に基づく値が加算され、９グラニュールにおいて再び初期配列の白色雑音群に基づく値が加算される。このように、少なくとも５０ｍｓを超えるまでは、変更部１９４により、各処理単位時間分（１乃至４グラニュール）の雑音信号群が相互に相違するよう並び替えられる。そして、５グラニュールの処理開始時の如く、すでに５０ｍｓを超えた場合は、再び初期配列へ初期化する。なお、本例においては、ブロックに１を加算したブロックへ順次変更する規則としたが、これに限らず、ブロックに１を減算するブロックへ順次変更する規則としても良い。

上述した処理により、約５０ｍｓ以上を周期、換言すれば２０Ｈｚ以下を周波数とする、白色雑音信号に基づく値が、復号後の音響信号に繰り返し加算されることになる。以下に、周期を５０ｍｓ以上（周波数２０Ｈｚ以下）とする理由について説明する。

図６はフレッチャー・マンソンが測定した最小可聴限曲線を示すグラフである。横軸は周波数であり単位はＨｚである。また縦軸は音圧レベルであり単位はデシベル（ｄＢ）である。グラフにおける実線は周波数に対する音圧レベルの変化を示しており、実線で囲む領域が、人間が聞き取ることのできる範囲であるとされている。この最小可聴限曲線に基づく可聴周波数は、下限である最低可聴周波数が１６Ｈｚ〜２０Ｈｚとされており、上限である最高可聴周波数が１６ｋＨｚ〜２０ｋＨｚとされている。ここで、この最低可聴周波数１６Ｈｚ〜２０Ｈｚに対応する周期は、６２．５ｍｓ〜５０ｍｓである。２０Ｈｚ以下の聴感度と、最も聴感度の良い３ｋＨｚ付近と比較した場合、２０Ｈｚ以下の聴感度は、約１００ｄＢ以上も低いことが理解できる。このフレッチャー・マンソンの最小可聴限曲線により、周期的に連続する雑音信号でも、周期が２０Ｈｚ以下の場合、換言すれば５０ｍｓ以上の間隔で一定の雑音信号を付加しても、人間の耳にはそれが不快感を与えるノイズとならないことが理解できる。そこで、図５に示す如く、少なくとも５０ｍｓ内（１グラニュール〜４グラニュール）で白色雑音信号の配列が相互に相違するよう並び替えている。なお、本実施の形態においては５０ｍｓ以上の周期とした場合の例を説明したが、これに限るものではなく２００ｍｓ以下であればこれ以外の周期であっても良い。すなわち、スピーカの周波数特性により５Ｈｚ未満（２００ｍｓをこえる周期）で再生することが困難であるため上限を２００ｍｓ以下としたものである。

図７はサンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合の、ロングブロックの読み出し処理のイメージを示す説明図である。サンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合、１処理単位時間である１グラニュールは１８ｍｓであり、１フレームが３６ｍｓである。すなわち、３グラニュール処理終了時点で、初めて５０ｍｓを超えることになる。従って、１乃至３グラニュールにおいては白色雑音信号の配列が相互に相違するよう配置する必要がある。

３２ｋＨｚにおいては図４に示す白色雑音信号のブロックは３つ必要となる。初期配列はブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）であり、２グラニュールにおける第２配列はＢ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（０）である。また、３グラニュールにおける第３配列はＢ（２）、Ｂ（０）、Ｂ（１）である。４グラニュールの時点ではすでに５０ｍｓを超えるので、初期化部１９３により配列が初期化され再び初期配列となる。このような配列の繰り返しからなる白色雑音信号群を各ｂｌｏｃｋ（０）乃至（３１）内の係数Ｉ（ｍ）に加算する処理を行う。以上のとおりサンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合、白色雑音信号格納部１６における白色雑音信号を一組とするブロックは少なくとも３種類だけ用意すれば良い。

図８及び図９はサンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合の、ロングブロックの読み出し処理のイメージを示す説明図である。サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合、１処理単位時間である１グラニュールは１２ｍｓであり、１フレームが２４ｍｓである。すなわち、５グラニュール処理終了時点で、初めて５０ｍｓを超えることになる。従って、１乃至５グラニュールにおいては白色雑音信号の配列が相互に相違するよう配置する必要がある。

４８ｋＨｚにおいては図４に示す白色雑音信号のブロックは５つ必要となる。初期配列はブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（４）であり、２グラニュールにおける第２配列はＢ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（４）、Ｂ（０）である。また、３グラニュールにおける第３配列はＢ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（４）、Ｂ（０）、Ｂ（１）である。４グラニュールにおける第４配列はＢ（３）、Ｂ（４）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）であり、５グラニュールにおける第５配列はＢ（４）、Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）である。６グラニュールの時点ではすでに５０ｍｓを超えるので、初期化部１９３により配列が初期化され再び初期配列となる。このような配列の繰り返しからなる白色雑音信号群を各ｂｌｏｃｋ（０）乃至（３１）内の係数Ｉ（ｍ）に加算する処理を行う。以上のとおりサンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合、白色雑音信号格納部１６における白色雑音信号を一組とするブロックは少なくとも５種類だけ用意すれば良い。

以上の各ハードウェアの処理を、フローチャートを用いて説明する。図１０及び図１１は補正値の加算処理の手順を示すフローチャートである。以下では、サンプリング周波数を４４．１ｋＨｚ、ブロック０乃至ブロック３を有する図４に示す白色雑音信号格納部１６を用いた例について説明する。１グラニュール目の処理の開始にあたり、決定部１９１は白色雑音信号格納部１６のブロックの配列を初期配列とする（ステップＳ１０１）。上述の例では、ブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）となる。最小値検出部１２は係数Ｉ（ｍ）の零を除く係数の絶対値の最小値を一グラニュール内の係数（Ｉ（０）〜Ｉ（５７５））の中から検出する（ステップＳ１０２）。

白色雑音信号格納部１６に接続される出力部１４は、白色雑音信号格納部１６から、ブロック０乃至ブロック３内の白色雑音信号を最大スペクトル検出部１５へ出力する（ステップＳ１０３）。最大スペクトル検出部１５は出力部１４から出力された白色雑音信号のスペクトルの絶対値の最大値を検出する（ステップＳ１０４）。最大スペクトル検出部１５で検出された、絶対値が最大値に係る白色雑音信号のスペクトル（またはスペクトル平均値）は補正係数算出部１８へ出力される。

補正係数算出部１８は最小値検出部１２から出力された係数Ｉ（ｍ）の最小値を、白色雑音信号のスペクトルの最大値（または平均値）の２倍で除すことにより、補正係数ｇを算出する（ステップＳ１０５）。補正係数算出部１８は算出した補正係数ｇを補正値算出部１３へ出力する。抽出部１９２は、白色雑音信号格納部１６から、配列順に、現在は１グラニュール目であるからブロックＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）の順に、１グラニュール分の白色雑音信号を抽出する（ステップＳ１０６）。これは図５の１グラニュールで示す順序に従い抽出される。抽出部１９２で抽出された１グラニュール分の白色雑音信号は補正値算出部１３へ出力される。

補正値算出部１３は乗算回路であり、抽出部１９２から出力された白色雑音信号のそれぞれに、補正係数算出部１８から出力される補正係数ｇを乗じて補正値ｇ（ｍ）（ｍ＝０、１、２、・・・、５７５）を算出する（ステップＳ１０７）。補正値算出部１３は、算出した補正値ｇ（ｍ）を加算部１７へ出力する。加算部１７は加算回路であり、補正値ｇ（ｍ）に係数Ｉ（ｍ）を加算して補正後の係数Ｉ’（ｍ）を算出する（ステップＳ１０８）。これにより１グラニュールの加算処理が終了する。

続いて、最小値検出部１２は引き続き、次のグラニュールの係数Ｉ（ｍ）が入力されているか否かを判断する（ステップＳ１０９）。次のグラニュールの係数Ｉ（ｍ）が入力されている場合（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、４グラニュール分の処理が終了されたか否かを判断する（ステップＳ１１０）。４グラニュール分の処理が終了していない場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、つまり５０ｍｓを超えていない場合、変更部１９４はブロックの配列を異なる配列へ変更する（ステップＳ１１２）。上述の例では、図５に示す２グラニュールにおける配列Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（０）となる。変更部１９４は初期配列を含む、変更後の配列をメモリ（図示せず）に記憶しており、メモリに記憶した配列と相互に一致しないよう配列の変更を行う。

変更部１９４により、配列が変更された後は、ステップＳ１０２へ移行し、再び上述した処理を次のグラニュールについて行う。ステップＳ１１０において４グラニュール分処理を終了したと判断した場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、すなわち５０ｍｓを超えたと判断した場合、初期化部１９３はブロックの配列を初期化し（ステップＳ１１１）、配列を初期配列とする。また初期化部１９３は、変更部１９４の変更後の配列を記憶したメモリ（図示せず）を初期化する処理を行う。その後、ステップＳ１０２へ移行し、新たなグラニュールの処理を行う。これらの処理を繰り返し、ステップＳ１０９において、係数Ｉ（ｍ）が入力されていないと判断した場合（ステップＳ１０９でＮＯ）、一連の処理を終了する。以上の如く、ＩＭＤＣＴ係数の最小値及び白色雑音信号に基づき算出される補正値をＩＭＤＣＴ係数に加算するので、音圧に合致した最適量の白色雑音信号を加算でき、量子化により失われたエネルギを適切に補うことが可能となる。

実施の形態２
実施の形態１においては係数Ｉ（ｍ）のブロック長がロングブロックである形態について説明したが、ショートブロックについても同様に適用することができる。以下では、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚであるものとして説明する。ショートブロックは、１グラニュール（５７６サンプル）の３分の１である１サブブロック（１９２サンプル）を一処理単位としており、１サブブロックに対応する一処理単位時間は4.35314133msである。１２サブブロックに対応する処理時間は、ロングブロックと同じく２フレームである52.244896msとなる。

図１２はショートブロックに係る白色雑音信号格納部１６のレコードレイアウトを示す説明図である。白色雑音信号格納部１６は、１２の帯域（ブロック）に分割され、ブロック毎に直交変換した直交変換係数（スペクトル）により構成されている。白色雑音信号格納部１６はブロックフィールド、番号ｍフィールド及びスペクトルＩｗｎ（ｍ）フィールドを含んで構成される。ブロックフィールドにはショートブロックに対応する白色雑音を構成するブロック数が記憶されており、ブロック０〜ブロック１１までの全１２ブロックが用意されている。番号ｍフィールドにはブロック毎に白色雑音信号のスペクトルを識別するための番号が記憶されている。

また、スペクトルＩｗｎ（ｍ）フィールドには、番号ｍに対応させて白色雑音信号のスペクトルがそれぞれ記憶されている。本実施の形態においては１ブロックあたり６個のスペクトルが、全１２ブロック、計７２のスペクトルが記憶されている。読み出し部１９は実施の形態１で述べた処理と同様に、全１２ブロックの白色雑音信号の配列を少なくとも５０ｍｓ内で相互に一致しないよう並び替える処理を行う。

図１３はサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合の、ショートブロックにおけるブロックの読み出し処理のイメージを示す説明図である。１２サブブロック分を処理し終えた段階で５０ｍｓを超えるため、１乃至１２サブブロック間は、相互にブロックの配列が一致しないよう配列を並び替える。初期配列はＢ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（４）、Ｂ（５）、Ｂ（６）、Ｂ（７）、Ｂ（８）、Ｂ（９）、Ｂ（１０）、Ｂ（１１）である。抽出部１９２はこの初期配列を一処理単位時間に相当する１サブブロック分繰り返し抽出する。変更部１９４はこの配列を並び替える。例えば２サブブロックにおいてはブロックの配列をＢ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（４）、Ｂ（５）、Ｂ（６）、Ｂ（７）、Ｂ（８）、Ｂ（９）、Ｂ（１０）、Ｂ（１１）、Ｂ（０）とする。

そして、１３グラニュールにおいては、初期化部１９３により再び初期配列Ｂ（０）、Ｂ（１）、Ｂ（２）、Ｂ（３）、Ｂ（４）、Ｂ（５）、Ｂ（６）、Ｂ（７）、Ｂ（８）、Ｂ（９）、Ｂ（１０）、Ｂ（１１）へ戻ることになる。このように、実施の形態１と同じく、白色雑音信号格納部１６はショートブロックの場合、少なくともロングブロックの３倍である１２種の異なるブロックを設けておけばよいことが理解できる。なお、３２ｋＨｚの場合は、ロングブロックの３倍である９ブロック、４８ｋＨｚの場合、ロングブロックの３倍である１５ブロックを少なくとも用意しておけばよい。

本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

実施の形態３
図１４は実施の形態３に係る信号処理装置２０の構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る信号処理装置２０の各処理はパーソナルコンピュータで実行されるソフトウェアにより実現しても良い。以下では信号処理装置２０をパーソナルコンピュータ２０であるものとして説明する。パーソナルコンピュータ２０は公知のものであり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)６１にバス６７を介してＲＡＭ(Random Access Memory)６２、ハードディスク等の記憶部６５、入力部６３、スピーカ等の出力部６４、インターネット等の通信網に接続可能な通信部６６を備える。

パーソナルコンピュータ２０を動作させるためのコンピュータプログラムは、本実施の形態３のように、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、またはＤＶＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体１Ａで提供することも可能である。さらに、コンピュータプログラムを、通信部６６を介して図示しないサーバコンピュータからダウンロードすることも可能である。以下に、その内容を説明する。

図１４に示すパーソナルコンピュータ２０の図示しないリーダ／ライタに、雑音信号群を並び替えて順次読み出させ、加算させるコンピュータプログラムが記録された可搬型記録媒体１Ａ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等）を、挿入して記憶部６５の制御プログラム内にこのプログラムをインストールする。または、かかるプログラムを、通信部６６を介して外部の図示しないサーバコンピュータからダウンロードし、記憶部６５にインストールするようにしても良い。かかるプログラムはＲＡＭ６２にロードして実行される。これにより、上述のような本発明の信号処理装置２０として機能する。

本実施の形態３は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１及び２と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。

信号処理装置たる復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 周波数に対するＩＭＤＣＴ係数の変化を示すグラフである。 補間処理部のハードウェア構成を示すブロック図である。 白色雑音信号格納部のレコードレイアウトを示す説明図である。 読み出し部によるロングブロックの読み出し処理のイメージを示す説明図である。 フレッチャー・マンソンが測定した最小可聴限曲線を示すグラフである。 サンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合の、ロングブロックの読み出し処理のイメージを示す説明図である。 サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合の、ロングブロックの読み出し処理のイメージを示す説明図である。 サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合の、ロングブロックの読み出し処理のイメージを示す説明図である。 補正値の加算処理の手順を示すフローチャートである。 補正値の加算処理の手順を示すフローチャートである。 ショートブロックに係る白色雑音信号格納部のレコードレイアウトを示す説明図である。 サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合の、ショートブロックにおけるブロックの読み出し処理のイメージを示す説明図である。 実施の形態３に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。 従来の復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 補間処理部
１２ 最小値検出部
１３ 補正値算出部
１４ 出力部
１５ 最大スペクトル検出部
１６ 白色雑音信号格納部
１７ 加算部
１８ 補正係数算出部
１９ 読み出し部
２０ 復号装置（信号処理装置）
２１ 音響信号入力部
２２ アンパッキング部
２３ 逆量子化部
２４ 周波数時間変換部
２５ 周波数帯域合成部
２６ 音響信号出力部
１９１ 決定部
１９２ 抽出部
１９３ 初期化部
１９４ 変更部
１Ａ 可搬型記録媒体

Claims (10)

1. 符号化音響信号を逆量子化した所定の処理単位時間内の音響信号を順次処理する信号処理方法において、
   雑音信号を格納した雑音信号格納部から前記処理単位時間分の雑音信号群を、最低可聴周波数に対応する周期以上の周期に含まれる複数の処理単位時間分の雑音信号群の配列が、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出す読み出しステップと、
   該読み出しステップにより順次読み出された処理単位時間分の雑音信号群に基づく値を該処理単位時間内の音響信号に順次加算する加算ステップと
   を備えることを特徴とする信号処理方法。
2. 前記周期は、少なくとも５０ｍｓ以上であることを特徴とする請求項１に記載の信号処理方法。
3. 符号化音響信号を逆量子化した所定の処理単位時間内の音響信号を順次処理する信号処理装置において、
   雑音信号を格納した雑音信号格納部と、
   該雑音信号格納部から前記処理単位時間分の雑音信号群を、最低可聴周波数に対応する周期以上の周期に含まれる複数の処理単位時間分の雑音信号群の配列が、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出す読み出し部と、
   該読み出し部により順次読み出された処理単位時間分の雑音信号群に基づく値を該処理単位時間内の音響信号に順次加算する加算部と
   を備えることを特徴とする信号処理装置。
4. 前記雑音信号格納部は、
   複数の雑音信号を一組とする複数のブロックに分類して雑音信号を格納しており、
   前記読み出し部は、
   前記雑音信号格納部から前記処理単位時間分の複数ブロック内の雑音信号群を、各処理単位時間分の複数ブロックの雑音信号群の配列が最低可聴周波数に対応する周期以上で、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出すよう構成してある
   ことを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
5. 前記読み出し部は、
   前記雑音信号格納部の複数のブロックの初期配列を決定する決定手段と、
   該決定手段により決定した配列順にブロック内の雑音信号を処理単位時間分抽出する抽出手段とを備え、
   前記決定手段は、
   前記抽出手段により処理単位時間分の雑音信号を抽出した場合に、ブロックの配列を異なる配列へ変更する変更手段と、
   前記抽出手段により、最低可聴周波数に対応する周期以上の周期に含まれる複数の処理単位時間分の雑音信号を抽出した場合、前記初期配列へブロックの配列を初期化する初期化手段と
   を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の信号処理装置。
6. 前記周期は、少なくとも５０ｍｓ以上であることを特徴とする請求項３から５のいずれか一つに記載の信号処理装置。
7. 前記ブロック数は、サンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合３または９、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合４または１２、並びに、サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合５または１５である
   ことを特徴とする請求項３から６のいずれか一つに記載の信号処理装置。
8. 逆量子化した処理単位時間内の音響信号の係数のレベルを検出するレベル検出部と、
   前記読み出し部から読み出した処理単位時間分の雑音信号群及び前記レベルに基づき補正係数を算出する補正係数算出部と、
   前記補正係数を前記雑音信号群に乗じて補正値を算出する補正値算出部とを備え、
   前記加算部は、
   前記補正値算出部から算出された補正値を、処理単位時間分の雑音信号群に基づく値として、前記処理単位時間内の音響信号に順次加算するよう構成してある
   ことを特徴とする請求項３から７のいずれか一つに記載の信号処理装置。
9. 符号化音響信号を逆量子化した所定の処理単位時間内の音響信号をコンピュータで順次処理するためのプログラムにおいて、
   コンピュータに、
   雑音信号を格納した雑音信号格納部から前記処理単位時間分の雑音信号群を、最低可聴周波数に対応する周期以上の周期に含まれる複数の処理単位時間分の雑音信号群の配列が、相互に相違するよう並び替え、該並び替えた雑音信号群の配列を順次読み出す読み出しステップと、
   該読み出しステップにより順次読み出された処理単位時間分の雑音信号群に基づく値を該処理単位時間内の音響信号に順次加算する加算ステップと
   を実行させるためのプログラム。
10. 前記周期は、少なくとも５０ｍｓ以上であることを特徴とする請求項９に記載のプログラム。

Images