JP5134019B2

JP5134019B2 - 正弦波オーディオコーディング方法及び装置

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Publication number: JP5134019B2
Application number: JP2009554436A
Authority: JP
Inventors: リー，ナム−スク; リー，ゴン−ヒョン; オー，ジェ−ウォン; リー，チョル−ウー; ジョン，ジョン−フン
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Publication date: 2013-01-30
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Description

本発明は、オーディオ信号のコーディングに係り、特に、パラメトリック・コーディングでの正弦波成分（sinusoids）のトラッキングに関する。

パラメトリック・コーディング（parametric coding）は、モノラル（monaural）信号に対して適用されるオーディオ信号のコーディング方式である。パラメトリック・コーディングは、ＭＰＥＧ−４（moving picture experts group ４）標準で利用されている。

図１は、パラメトリック・コーディング方式について説明するための図である。パラメトリック・コーディング方式では、入力信号を分析してパラメータ化する。まず、入力されたオーディオ信号に対し、適切なフィルタリングを行う（audio reading and filtering）。入力されたオーディオ信号に対し、トランジェント（transient）分析、正弦波（sinusoidal）分析及びノイズ（noise）分析の三種の分析を行い、それぞれの領域でのオーディオ成分に対するパラメータを抽出する。トランジェント分析は、非常に躍動的な（dynamic）オーディオの変化に対応する。正弦波分析は、決定的な（deterministic）オーディオの変化に対応する。ノイズ分析は、ストカスティック（stochastic）、または非決定的な（non-deterministic）オーディオの変化に対応する。

抽出されたパラメータは、ビットストリームにフォーマッティングされる（bit-stream formatting）。

本発明は、特に、前記正弦波分析に関連したものである。正弦波分析を行った後、生成された正弦波成分をパーシャル（partial）と呼ぶ。

パラメトリックオーディオ・コーディングでは、正弦波分析を行った後、正弦波成分に対し、ＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation）やＤＰＣＭ（differential pulse code modulation）を行う。このためには、パーシャル（正弦波成分）に対するトラッキングが行われねばならない。

従来の方式では、トラッキングの方式で二種モードだけを採択している。これは、新生モード（birth mode）と連続モード（continuation mode）との二種である。

１つのパーシャルが以前フレームのパーシャルと関連性を有する場合（これを、連続するという）には、連続モードが指定される。連続モードが指定されれば、以前フレームのパーシャルに係わる情報を利用してコーディングできるので、コーディングに必要なビット数が減る。

一方、連続モードが指定されていないあらゆるパーシャルには、新生モードが指定される。新生モードが指定された場合、当該パーシャルをコーディングするためには、多くのビット数が必要になり、コーディング効率が落ちてしまう。

ところで、従来の方式では、１つのパーシャルは、他の１つのパーシャルによってのみトラッキングされうる。従って、以前フレームの１つのパーシャルに対して類似のパーシャルが多数連続しうる場合にも、連続モードが指定されていない残りのパーシャルに対して新生モードを指定せねばならないので、さらに多くのビット数が必要になるという問題点がある。

本発明がなそうとする技術的課題は、パラメトリック・コーディングでの正弦波分析において、抽出された正弦波成分に対し、さらに効率的にコーディングを可能にするトラッキング方式を含む正弦波オーディオコーディング方法及び装置を提供することである。

本発明がなそうとする技術的課題はまた、前記正弦波オーディオコーディング方法を、コンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することである。

前記技術的課題をなすための正弦波オーディオコーディング方法は、入力オーディオ信号に対して正弦波分析を行って現在フレームの正弦波成分を抽出する段階と、抽出された正弦波成分それぞれに対し、以前フレームの正弦波成分とは関係なく新たに生成されたことを示す新生モード（birth mode）、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから、唯一連続したことを示す連続モード（continuation mode）、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから連続した複数の正弦波成分のうち、一つであることを示すその他トラックモード（other track mode）のうち、１つのモードを指定する段階と、指定されたモードによって、前記抽出された正弦波成分をコーディングする段階とを含むことが望ましい。

前記モードを指定する段階は、前記以前フレームの正弦波成分のうちから、前記モードを指定しようとする正弦波成分と最も近い正弦波成分である第１以前トラック成分を決定する段階と、前記第１以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しているか否かを判断する段階と、前記第１以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続していない場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対して新生モードを指定する段階と、前記第１以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しうる場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つを以前トラック成分として連続モード、またはその他トラックモードを指定する段階とを含むことが望ましい。

前記第１以前トラック成分を決定する段階は、前記以前フレームの正弦波成分のうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分と周波数の差が最も小さいものを前記第１以前トラック成分として選択する段階を含むことが望ましい。

前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モード、またはその他トラックモードを指定する段階は、前記抽出された正弦波成分のうち、前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分が一つだけ存在する場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として連続モードを指定する段階を含むことが望ましい。

前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モード、またはその他トラックモードを指定する段階は、前記抽出された正弦波成分のうち、前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分が複数個存在する場合、前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分のうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分が前記第１以前トラック成分に最も近いか否かを判断する段階と、前記モードを指定しようとする正弦波成分が前記第１以前トラック成分に最も近いものである場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として連続モードを指定する段階とをさらに含むことが望ましい。

前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モード、またはその他トラックモードを指定する段階は、前記モードを指定しようとする正弦波成分が前記第１正弦波成分に最も近いものではない場合、前記以前フレームの正弦波成分のうち、前記現在フレームの正弦波成分に対する以前トラックとして指定されていないもののうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分に最も近い第２以前トラック成分を決定する段階と、前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しているか否かを判断する段階と、前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続していない場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として、その他トラックモードを指定する段階と、前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しうる場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モードに指定した場合と、その他トラックモードに指定した場合とのコーディング後のデータサイズを比較してモードを指定する段階とをさらに含むことが望ましい。

前記モードを指定しようとする正弦波成分に対してコーディング後のデータサイズを比較してモードを指定する段階は、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラックとして、その他トラックモードに指定した場合のコーディング後のデータサイズの第１サイズを求める段階と、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第２以前トラック成分を以前トラックとして、連続モードに指定した場合のコーディング後のデータサイズの第２サイズを求める段階と、前記第１サイズが前記第２サイズより小さい場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として、その他トラックモードを指定する段階と、前記第１サイズが前記第２サイズより大きくても同じ場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第２以前トラック成分を以前トラック成分として連続モードを指定する段階を含むことが望ましい。

前記第２以前トラック成分を決定する段階は、前記以前フレームの正弦波成分のうち、現在フレームの正弦波成分に対する以前トラックとして指定されていないもののうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分と周波数の差が最も小さいものを前記第２以前トラック成分として選択する段階を含むことが望ましい。

前記方法において、前記正弦波成分が互いに連続しているか否かは、前記連続しているか否かを判断しようとする正弦波成分間の周波数の差が所定値以下であるか否かによって判断したり、前記連続しているか否かを判断しようとする正弦波成分間の周波数の差が所定値以下であるか否か、及び前記正弦波成分の振幅の比が所定値以下であるか否かによって判断することが望ましい。

前記抽出された正弦波成分をコーディングする段階は、前記抽出された正弦波成分に対して指定されたモードがその他トラックモードである場合、以後のフレームの正弦波成分のうち、前記抽出された正弦波成分に連続する正弦波成分の個数を示す値、前記抽出された正弦波成分の以前トラック成分、前記抽出された正弦波成分の周波数及び位相値と、前記以前トラック成分の周波数及び位相値との差を示す値、及び前記抽出された正弦波成分の振幅値と、前記以前トラック成分の振幅値との差を示す値を含むデータを生成する段階を含むことが望ましい。

前記技術的課題をなすための正弦波オーディオコーディング装置は、入力オーディオ信号に対して正弦波分析を行って現在フレームの正弦波成分を抽出する正弦波分析部と、抽出された正弦波成分それぞれに対し、以前フレームの正弦波成分とは関係なく新たに生成されたことを示す新生モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから、唯一連続したことを示す連続モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから連続した複数の正弦波成分のうち、一つであることを示すその他トラックモードのうち、１つのモードを指定するモード指定部と、指定されたモードによって、前記抽出された正弦波成分をコーディングする正弦波成分コーディング部とを含むことが望ましい。

本発明による正弦波オーディオコーディング方法及び装置によれば、１つの以前トラック成分から連続しうる複数の正弦波成分に対し、連続モード、またはその他トラックモードを指定し、現在正弦波成分と以前トラック成分との周波数、位相、振幅の差値だけをコーディングすることによって、コーディング後のデータのビット数が新生モードを指定する場合に比べて顕著に減少する。

パラメトリック・コーディングの一例を示した図である。本発明の一実施形態による正弦波オーディオコーディング装置の構成を示したブロック図である。本発明の一実施形態によるモード指定部の構成を示したブロック図である。本発明の一実施形態による正弦波成分コーディング部の構成を示したブロック図である。本発明で提示するその他トラックモードが適用される場合と適用されていない場合とを比較するためのグラフである。本発明で提示するその他トラックモードが適用される場合と適用されていない場合とを比較するためのグラフである。本発明の一実施形態による正弦波オーディオコーディング方法の各段階を示したフローチャートである。本発明の一実施形態によるその他トラックモードでのコーディングされたデータのフォーマットを示した図である。ｓ＿ｃｏｎｔの概念を説明するための図である。

以下、添付された図面を参照しつつ、本発明による正弦波オーディオコーディング方法及び装置について詳細に説明する。

上記の従来技術について述べた通り、１つのパーシャルに対して１つのパーシャルでのみトラッキングが可能である場合、コーディング効率が落ちるという問題点があった。このために、本発明によるオーディオコーディング方法及び装置では、以前フレームの１つのパーシャルに対して一つ以上のパーシャルでトラッキングを可能にする。

このために本発明では、正弦波成分に対して三種モードを指定する。これは、新生モード（birth mode）、連続モード（continuation mode）、その他トラックモード（other track mode）である。

新生モードは、現在の正弦波成分（パーシャル）が以前フレームの正弦波成分とは関係なく新たに生成されたことを示す。

連続モードは、現在の正弦波成分が以前フレームの正弦波成分のうち一つから、唯一連続したことを示す。

その他トラックモードは、現在の正弦波成分が以前フレームの正弦波成分のうち一つから連続した複数の正弦波成分のうち、一つであることを示す。

図２は、本発明の一実施形態による正弦波オーディオコーディング装置の構成を示したブロック図である。

図２を参照すれば、本発明による正弦波オーディオコーディング装置１００は、正弦波分析部１１０、モード指定部１２０及び正弦波成分コーディング部１３０を含むことが望ましい。

正弦波分析部１１０は、入力オーディオ信号に対して正弦波分析を行い、現在フレームの正弦波成分を抽出する。本発明による正弦波分析部１１０は、従来技術での正弦波分析方式を利用して動作するので、説明を省略する。

モード指定部１２０は、抽出された正弦波成分それぞれに対し、新生モード、連続モード、その他トラックモードのうち、１つのモードを指定する。

言及した通り、新生モードは、現在の正弦波成分（パーシャル）が以前フレームの正弦波成分とは関係なく新たに生成されたことを示し、連続モードは、現在の正弦波成分が以前フレームの正弦波成分のうち一つから、唯一連続したことを示し、その他トラックモードは、現在の正弦波成分が以前フレームの正弦波成分のうち一つから連続した複数の正弦波成分のうち、一つであることを示す。

正弦波成分コーディング部１３０は、指定されたモードによって抽出された正弦波成分をコーディングする。

図３は、本発明の一実施形態によるモード指定部の構成を示したブロック図である。

図３を参照すれば、本発明によるモード指定部１２０は、以前トラック成分決定部１２２、連続判断部１２４、新生モード指定部１２６及び連続モード／その他トラックモード指定部１２８を含むことが望ましい。

以前トラック成分決定部１２２は、以前フレームの正弦波成分のうちから現在モードを指定しようとする正弦波成分と最も近い正弦波成分を決定する。これを、第１以前トラック成分という。

正弦波成分が互いに近いか否かは、周波数の差で判断することが望ましい。本発明の一実施形態において、以前トラック成分決定部１２２は、以前フレームの正弦波成分のうち、モードを指定しようとする現在の正弦波成分と周波数の差が最も小さいものを、第１以前トラック成分として選択する。

連続判断部１２４は、第１以前トラック成分から現在のモードを指定しようとする正弦波成分が、連続しているか否かを判断する。

正弦波成分が連続しうるということは、相互間に関連性（correlation）を有するという意味である。この場合、関連性を有する情報を共有するので、１つの正弦波成分に係わる情報を利用し、他の正弦波成分を予測することが可能である。従って、データの効率的なコーディングが可能である。

正弦波成分が連続しているか否かは、連続しているか否かを判断しようとする正弦波成分間の周波数の差を利用したり、連続しているか否かを判断しようとする正弦波成分間の周波数の差及び振幅の比を利用でき、その他にも、従来技術での正弦波成分のトラッキング方式で使われる多くの基準が使われうる。

周波数の差を利用する場合、連続いかんを判断しようとする２正弦波成分の周波数の差が所定値以下であるか否かを判断し、所定値以下である場合、互いに関連性を有すると判断できる。例えば、周波数の差が０．４
ＥＲＢ（equivalent rectangular bandwidth rate）以下である場合、連続しうると判断できるのである。

周波数の差及び振幅の比を利用する場合、連続いかんを判断しようとする２正弦波成分の周波数の差が所定値が以下であり、２正弦波成分の振幅の比が所定値以下である場合、互いに連続しうると判断できる。例えば、周波数の差が０．４ＥＲＢ以下であり、現在の正弦波成分の振幅値が以前の正弦波成分の振幅値の１／３倍以上並びに３倍以下であるならば、互いに連続しうると判断できるのである。

連続判断部１２４で、第１以前トラック成分から現在モードを指定しようとする正弦波成分が連続しているか否かを判断した後、それによって、新生モード指定部１２６または連続モード／その他トラックモード指定部１２８で前記モードを指定しようとする正弦波成分に対してモードを指定する。

新生モード指定部１２６は、第１以前トラック成分から現在モードを指定しようとする正弦波成分が連続していない場合、現在モードを指定しようとする正弦波成分に対して新生モードを指定する。

連続モード／その他トラックモード指定部１２８は、第１以前トラック成分から現在モードを指定しようとする正弦波成分が連続しうる場合、現在モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モード、またはその他トラックモードを指定する。

現在の正弦波モードに対し、連続モード、またはその他トラックモードを指定する時には、以前フレームの正弦波成分のうち、どれから連続するかを示す必要がある。このように、以前フレームの正弦波成分のうち、現在フレームの正弦波成分と関連している成分を、現在モードを指定しようとする正弦波成分に対する「以前トラック成分」という。

連続モード／その他トラックモード指定部１２８の動作については、図７を参照しつつ、さらに詳細に説明する。

図４は、本発明の一実施形態による正弦波成分コーディング部の構成を示したブロック図である。図４を参照するに、本発明による正弦波成分コーディング部１３０は、新生モードコーディング部１３２、連続モードコーディング部１３４及びその他トラックモードコーディング部１３６を含むことが望ましい。

新生モードコーディング部１３２は、新生モードに指定された正弦波成分をコーディングする。新生モードコーディング部１３２では、正弦波成分の周波数、位相、振幅の値をいずれもコーディングする。本発明による新生モードコーディング部１３２でのコーディング方式は、従来技術によって新生モードに指定された正弦波成分をコーディングする方式と同一なので、説明を省略する。

連続モードコーディング部１３４は、連続モードに指定された正弦波成分をコーディングする。連続モードコーディング部１３４では、現在の正弦波成分に対する以前トラック成分の周波数、位相、振幅の値を参照し、その差値だけをコーディングするので、コーディング後のビットの数が顕著に減ることになる。本発明による連続モードコーディング部１３４でのコーディング方式は、従来技術によって連続モードに指定された正弦波成分をコーディングする方式と同一なので、説明を省略する。

その他トラックモードコーディング部１３６は、その他トラックモードに指定された正弦波成分をコーディングする。その他トラックモードコーディング部１３６の動作については、図８を参照しつつ、さらに詳細に説明する。

図５及び図６は、本発明で提示するその他トラックモードが適用される場合と適用されていない場合とを比較するための図である。

図５は、従来技術による正弦波成分のトラッキングを示す。図５で、各点（●，○）は、正弦波成分を示す。横軸は時間を示し、点線で示したのは、それぞれのフレームに対応する。

最初のフレームで、正弦波成分１０が以前フレームの正弦波成分とは関係なく新たに生成された。従って、正弦波成分１０には、新生モードが指定される。これを●で示した。

２番目のフレームでは、正弦波成分１１と正弦波成分１２とが含まれている。正弦波成分１１と１２は、いずれも以前フレームの正弦波成分１０から連続しうる範囲内に含まれていると仮定する。

１つの正弦波成分から連続モードに指定されうる正弦波成分は、一つのみである。従って、正弦波成分１１と１２とのうち、正弦波成分１０にさらに近い正弦波成分である正弦波成分１１に対し、連続モードが指定される。これを○で示した。

正弦波成分１２は、連続モードに指定できないので、新生モード（●）が指定される。

３番目のフレームには、３つの正弦波成分１３，１４，１５が含まれている。

正弦波成分１３は、正弦波成分１１を以前トラック成分として連続モード（○）が指定される。正弦波成分１４は、正弦波成分１２を以前トラック成分として連続モード（○）が指定される。

正弦波成分１５は、以前フレームの正弦波成分のうち、連続可能であるものが存在しないので、新生モード（●）が指定される。

４番目のフレームには、４つの正弦波成分１６ないし１９が含まれている。

正弦波成分１６には、新生モード（●）が指定される。正弦波成分１７は、正弦波成分１３を以前トラック成分として連続モード（○）が指定される。正弦波成分１８は、正弦波成分１４を以前トラック成分として連続モード（○）が指定される。正弦波成分１９は、正弦波成分１５を以前トラック成分として連続モード（○）が指定される。

５番目のフレームには、４つの正弦波成分２０ないし２３が含まれている。

正弦波成分２０は、正弦波成分１６を以前トラック成分として連続モード（○）が指定される。正弦波成分２１は、正弦波成分１７を以前トラック成分として連続モード（○）が指定される。正弦波成分２２は、正弦波成分１８を以前トラック成分として連続モード（○）が指定される。正弦波成分２３は、正弦波成分１９を以前トラック成分として連続モード（○）が指定される。

図５で、正弦波成分１２と１６とについて述べれば、それぞれ正弦波成分１０と１３とに連続しうる範囲にあるにもかかわらず、新生モードを指定することによって、コーディング後のデータのビット数が連続モードに指定する場合に比べて多い。従って、本発明では、このような正弦波成分に対し、その他トラックモードを指定することによって、新生モードに指定する場合より、コーディング後のビット数を減らせる。

図６は、本発明による場合の正弦波成分のトラッキングを示す。図６を参照するに、２番目のフレームは、正弦波成分１１と１２とを含む。正弦波成分１１と１２は、いずれも正弦波成分１０から連続しうる。２つの周波数成分のうち、正弦波成分１０にいずれが近いかを判断して連続モードを指定し、残りに対しては、その他トラックモードを指定する。

従って、周波数成分１１に対しては、周波数成分１０を以前トラックモードとして連続モードを指定する。

そして、周波数成分１２に対しては、周波数成分１１を以前トラックモードとし、その他トラックモードを指定する。これを、図６に◎で示した。

４番目のフレームには、正弦波成分１６ないし１９が含まれている。

図５の場合、以前フレームの周波数成分１３に最も近い周波数成分１７に連続モードが指定され、他の周波数成分１６には、新生モードが指定された。

図６に図示されている本発明の場合には、周波数成分１６に対し、以前フレームの周波数成分１３を以前トラック成分として、その他トラックモード（◎）が指定される。

新生モードに指定される場合、当該周波数成分に対し、振幅（amplitude）、周波数（frequency）及び位相（phase）の成分をいずれもコーディングする。

一方、連続モードに指定された場合、当該周波数成分と以前トラック成分との差を利用し、ＤＰＣＭ（differential pulse code modulation）またはＡＤＰＣＭ（adaptive differential pulse code modulation）を適用してコーディングする。

その他トラックモードに指定される場合、前記連続モードに指定された場合のように、ＤＰＣＭまたはＡＤＰＣＭなどが適用可能である。

従って、連続モード、またはその他トラックモードに指定された場合、コーディング後のビット数は、減少することになる。

例えば、新生モードに指定される場合、それぞれの周波数成分に対し、１５ないし４７ビットが必要であるのに対し、連続モード、またはその他トラックモードに指定される場合、３ないし１７ビットが必要になる。

図７は、本発明の一実施形態による正弦波オーディオコーディング方法の各段階を示したフローチャートである。

まず、正弦波分析部１１０で、入力オーディオ信号に対して正弦波分析を行い、正弦波成分を抽出する（Ｓ１００）。

以前トラック成分決定部１２２は、以前フレームで、現在モードを指定しようとする正弦波成分と最も近い成分である第１以前トラック成分を決定する（Ｓ１１０）。

連続判断部１２４は、第１以前トラック成分から現在モードを指定しようとする正弦波成分が連続しているか否かを判断する（Ｓ１２０）。

もし第１以前トラック成分から現在モードを指定しようとする正弦波成分が連続するものではなければ、現在モードを指定しようとする正弦波成分に対し、新生モードを指定する（Ｓ１３０）。

図６で、正弦波成分１５の例を考える。まず、３番目のフレーム（現在フレーム）から、正弦波成分１３，１４、１５が抽出される（Ｓ１００）。

正弦波成分１３と１４とに対してモードが指定されれば、正弦波成分１５がモードを指定しようとする正弦波成分になる。

正弦波成分１５に対し、以前フレーム（２番目のフレーム）から最も近い正弦波成分は、正弦波成分１２である（Ｓ１１０）。

ところで、正弦波成分１５は、正弦波成分１２から連続しうる範囲にない（Ｓ１２０）。従って、正弦波成分１５に対しては、新生モードが指定される（Ｓ１３０）。

第１以前トラック成分から現在モードを指定しようとする正弦波成分が連続しうる場合、連続モード、またはその他トラックモードが指定される。

連続モード／その他トラックモード指定部１２８は、現在フレームの正弦波成分のうち、第１以前トラック成分から続く正弦波成分がいくつあるかを決定し、続く成分が一つだけ存在するか否かを判断する（Ｓ１４０）。続く成分が一つだけ存在する場合、これは、従来技術での連続モードに該当するものである。従って、本発明においても、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、第１以前トラック成分を以前トラック成分として連続モードを指定する（Ｓ１５０）。

もし続く成分が複数個存在する場合、現在モードを指定しようとする周波数成分と異なる周波数成分を比較し、第１以前トラック成分から最も近い正弦波成分に対してのみ第１以前トラック成分を以前トラックとして連続モードを指定する。

連続モード／その他トラックモード指定部１２８は、前記モードを指定しようとする正弦波成分が前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分のうち、前記第１以前トラック成分に最も近いか否かを判断する（Ｓ１６０）。もし最も近いものであるならば、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、第１以前トラック成分を以前トラックとして、連続モードを指定する（Ｓ１５０）。

もし最も近いものではないならば、以前フレームの正弦波成分のうち、現在フレームの正弦波成分に対する以前トラックとして指定されていないものを抽出し、それらのうち現在モードを指定しようとする正弦波成分に最も近いものを探す（Ｓ１７０）。これを、第２以前トラック成分とする。

連続モード／その他トラックモード指定部１２８は、現在モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第２以前トラック成分から連続しているか否かを判断する（Ｓ１８０）。連続していない場合ならば、現在モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続しうるのは、第１以前トラック成分一つのみであるから、第１以前トラック成分を以前トラック成分として、その他トラックモードを指定する（Ｓ１９０）。

第２以前トラック成分から連続しうる場合ならば、現在モードを指定しようとする正弦波成分に対しては、第１以前トラック成分及び第２以前トラック成分いずれも連続しうる。この場合、いずれを以前トラック成分とするのがさらに効率的にコーディングできるかを判断せねばならない。従って、第１以前トラック成分を以前トラックとして、その他トラックモードに指定した場合（Ａの場合）と、第２以前トラック成分を以前トラックとして連続モードに指定した場合（Ｂの場合）とを比較せねばならない。

連続モード／その他トラックモード指定部１２８は、それぞれの場合に対するコーディング後のデータサイズを求める（Ｓ２００）。まず、Ａの場合について、コーディング後のデータサイズ値を求め、これを第１サイズとする。そして、Ｂの場合について、コーディング後のデータサイズ値を求め、これを第２サイズとする。

そして、第１サイズと第２サイズとを比較する（Ｓ２１０）。第１サイズが第２サイズより大きいか、あるいは同じである場合、Ｂの場合がさらに効率的なコーディングが可能であるので、第２以前トラック成分を以前トラックとして連続モードを指定する（Ｓ１５０）。

第１サイズが第２サイズより小さい場合、Ａの場合がさらに効率的であるので、第１以前トラック成分を以前トラックとして、その他トラックモードに指定する（Ｓ１９０）。

図８は、本発明の一実施形態によるその他トラックモードでのコーディングされたデータのフォーマットを示した図である。図８を参照し、その他トラックモードコーディング部１３６の動作について述べる。

その他トラックモードコーディング部１３６では、正弦波成分に対して指定されたモードがその他トラックモードである場合、図８のようなデータを生成する。

ｓ＿ｃｏｎｔ２００は、以後のフレームの正弦波成分のうち、現在正弦波成分に連続する正弦波成分の個数を示す。ｓ＿ｃｏｎｔについては、図９を参照しつつ、さらに詳細に説明する。

ｓ＿ｐｒｅｖ＿ｔｒａｃｋ＿ｉｄｘ２１０は、現在正弦波成分に対する以前トラック成分を示す。

ｓ＿ｄｅｌｔａ＿ｃｏｎｔ＿ｆｒｅｑ＿ｐｈａ２２０は、現在正弦波成分の周波数及び位相値と、以前トラック成分の周波数及び位相値との差を示す。

ｓ＿ｄｅｌｔａ＿ｃｏｎｔ＿ａｍｐ２３０は、現在正弦波成分の振幅値と、以前トラック成分の振幅値との差を示す。

図９は、ｓ＿ｃｏｎｔの概念を説明するための図である。

フレーム１に含まれた周波数成分５０について述べれば、以後のフレーム（フレーム２，３，４）の正弦波成分のうち、現在正弦波成分５０に連続する正弦波成分として正弦波成分５１，５２，５３がある。従って、正弦波成分５０に対し、ｓ＿ｃｏｎｔの値は、３になる。

また、フレーム２に含まれた周波数成分５１について述べれば、以後のフレーム（フレーム３，４）の正弦波成分のうち、現在正弦波成分５１に連続する正弦波成分として正弦波成分５２と５３とがある。従って、正弦波成分５１に対し、ｓ＿ｃｏｎｔの値は２となる。

本発明は、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（情報処理機能を有する装置をいずれも含む）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、コンピュータによって読み取り可能な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装置の例としては、ＲＯＭ（read-only memory）、ＲＡＭ（random-access memory）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがある。

本発明の実施形態を行うためのコンピュータは、プロセッサ及びプロセッサによって制御され、コンピュータが本発明の実施形態を行うことができるようにするコンピュータプログラムを含むメモリを含む。

たとえ前記説明が多様な実施形態に適用される本発明の新規の特徴に焦点を合わせて説明したにしても、本技術分野に熟達した当業者は、本発明の範囲を外れずにも、前記説明された装置及び方法の形態及び細部事項で、多様な削除、代替、及び変更が可能であるということを理解するであろう。従って、本発明の範囲は、前記説明によってよりも、特許請求の範囲によって定義される。特許請求の範囲の均等範囲のうちのあらゆる変形は、本発明の範囲に含まれる。

Claims

入力オーディオ信号に対して正弦波分析を行い、現在フレームの正弦波成分を抽出する段階と、
抽出された正弦波成分それぞれに対し、以前フレームの正弦波成分とは関係なく新たに生成されたことを示す新生モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから、唯一連続したことを示す連続モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから連続した複数の正弦波成分のうち、一つであることを示すその他トラックモードのうち、１つのモードを指定する段階と、
指定されたモードによって、前記抽出された正弦波成分をコーディングする段階とを含むことを特徴とする正弦波オーディオコーディング方法。
前記モードを指定する段階は、
前記以前フレームの正弦波成分のうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分と最も近い正弦波成分である第１以前トラック成分を決定する段階と、
前記第１以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しているか否かを判断する段階と、
前記第１以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続していない場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対して新生モードを指定する段階と、
前記第１以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しうる場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つを以前トラック成分として連続モード、またはその他トラックモードを指定する段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
前記第１以前トラック成分を決定する段階は、
前記以前フレームの正弦波成分のうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分と周波数の差が最も小さいものを、前記第１以前トラック成分として選択する段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モード、またはその他トラックモードを指定する段階は、
前記抽出された正弦波成分のうち、前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分が一つだけ存在する場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として連続モードを指定する段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モード、またはその他トラックモードを指定する段階は、
前記抽出された正弦波成分のうち、前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分が複数個存在する場合、前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分のうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分が前記第１以前トラック成分に最も近いか否かを判断する段階と、
前記モードを指定しようとする正弦波成分が、前記第１以前トラック成分に最も近いものである場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として、連続モードを指定する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モード、またはその他トラックモードを指定する段階は、
前記モードを指定しようとする正弦波成分が、前記第１正弦波成分に最も近いものではない場合、前記以前フレームの正弦波成分のうち、前記現在フレームの正弦波成分に対する以前トラックとして指定されていないもののうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分に最も近い第２以前トラック成分を決定する段階と、
前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しているか否かを判断する段階と、
前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続していない場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として、その他トラックモードを指定する段階と、
前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しうる場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モードに指定した場合と、その他トラックモードに指定した場合とのコーディング後のデータサイズを比較してモードを指定する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、コーディング後のデータサイズを比較してモードを指定する段階は、
前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラックとして、その他トラックモードに指定した場合のコーディング後のデータサイズの第１サイズを求める段階と、
前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第２以前トラック成分を以前トラックとして、連続モードに指定した場合のコーディング後のデータサイズの第２サイズを求める段階と、
前記第１サイズが前記第２サイズより小さい場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として、その他トラックモードを指定する段階と、
前記第１サイズが前記第２サイズより大きいか、あるいは同じである場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第２以前トラック成分を以前トラック成分として連続モードを指定する段階とを含むことを特徴とする請求項６に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
前記第２以前トラック成分を決定する段階は、
前記以前フレームの正弦波成分のうち、現在フレームの正弦波成分に対する以前トラックとして指定されていないもののうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分と周波数の差が最も小さいものを、前記第２以前トラック成分として選択する段階を含むことを特徴とする請求項６に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
前記正弦波成分が互いに連続しているか否かは、前記連続しているか否かを判断しようとする正弦波成分間の周波数の差が所定値以下であるか否かによって判断することを特徴とする請求項２に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
前記正弦波成分が互いに連続しているか否かは、前記連続しているか否かを判断しようとする正弦波成分間の周波数の差が所定値以下であるか否か、及び前記正弦波成分の振幅の比が所定値以下であるか否かによって判断することを特徴とする請求項２に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
前記抽出された正弦波成分をコーディングする段階は、
前記抽出された正弦波成分に対して指定されたモードがその他トラックモードである場合、
以後のフレームの正弦波成分のうち、前記抽出された正弦波成分に連続する正弦波成分の個数を示す値と、
前記抽出された正弦波成分の以前トラック成分と、
前記抽出された正弦波成分の周波数及び位相値と、前記以前トラック成分の周波数及び位相値との差を示す値と、
前記抽出された正弦波成分の振幅値と、前記以前トラック成分の振幅値との差を示す値をと含むデータを生成する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の正弦波オーディオコーディング方法。
入力オーディオ信号に対して正弦波分析を行い、現在フレームの正弦波成分を抽出する正弦波分析部と、
抽出された正弦波成分それぞれに対し、以前フレームの正弦波成分とは関係なく新たに生成されたことを示す新生モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから、唯一連続したことを示す連続モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから連続した複数の正弦波成分のうち、一つであることを示すその他トラックモードのうち、１つのモードを指定するモード指定部と、
指定されたモードによって、前記抽出された正弦波成分をコーディングする正弦波成分コーディング部とを含むことを特徴とする正弦波オーディオコーディング装置。
前記モード指定部は、
前記以前フレームの正弦波成分のうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分と最も近い正弦波成分である第１以前トラック成分を決定する以前トラック成分決定部と、
前記第１以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しているか否かを判断する連続判断部と、
前記第１以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続していない場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対して新生モードを指定する新生モード指定部と、
前記第１以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しうる場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つを以前トラック成分として連続モード、またはその他トラックモードを指定する連続モード／その他トラックモード指定部とを含むことを特徴とする請求項１２に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
前記以前トラック成分決定部は、
前記以前フレームの正弦波成分のうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分と周波数の差が最も小さいものを、前記第１以前トラック成分として選択することを特徴とする請求項１３に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
前記連続モード／その他トラックモード指定部は、
前記抽出された正弦波成分のうち、前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分が一つだけ存在する場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として連続モードを指定することを特徴とする請求項１３に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
前記連続モード／その他トラックモード指定部は、
前記抽出された正弦波成分のうち、前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分が複数個存在する場合、前記第１以前トラック成分から続く正弦波成分のうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分が前記第１以前トラック成分に最も近いか否かを判断し、
前記モードを指定しようとする正弦波成分が前記第１以前トラック成分に最も近いものである場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として、連続モードを指定することを特徴とする請求項１５に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
前記連続モード／その他トラックモード指定部は、
前記モードを指定しようとする正弦波成分が前記第１正弦波成分に最も近いものではない場合、
前記以前フレームの正弦波成分のうち、前記現在フレームの正弦波成分に対する以前トラックとして指定されていないもののうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分に最も近い第２以前トラック成分を探し、
前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しているか否かを判断し、
前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続していない場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として、その他トラックモードを指定し、
前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しうる場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、連続モードに指定した場合と、その他トラックモードに指定した場合とのコーディング後のデータサイズを比較し、モードを指定することを特徴とする請求項１６に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
前記連続モード／その他トラックモード指定部は、
前記第２以前トラック成分から前記モードを指定しようとする正弦波成分が連続しうる場合、
前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラックとして、その他トラックモードに指定した場合のコーディング後のデータサイズの第１サイズを求め、
前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第２以前トラック成分を以前トラックとして、連続モードに指定した場合のコーディング後のデータサイズの第２サイズを求め、
前記第１サイズが前記第２サイズより小さい場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第１以前トラック成分を以前トラック成分として、その他トラックモードを指定し、
前記第１サイズが前記第２サイズより大きいか、あるいは同じである場合、前記モードを指定しようとする正弦波成分に対し、前記第２以前トラック成分を以前トラック成分として連続モードを指定することを特徴とする請求項１７に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
前記連続モード／その他トラックモード指定部は、
前記以前フレームの正弦波成分のうち、現在フレームの正弦波成分に対する以前トラックとして指定されていないもののうち、前記モードを指定しようとする正弦波成分と周波数の差が最も小さいものを、前記第２以前トラック成分として選択することを特徴とする請求項１７に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
前記正弦波成分が互いに連続しているか否かは、前記連続しているか否かを判断しようとする正弦波成分間の周波数の差が所定値以下であるか否かによって判断することを特徴とする請求項１３に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
前記正弦波成分が互いに連続しているか否かは、前記連続しているか否かを判断しようとする正弦波成分間の周波数の差が所定値以下であるか否か、及び前記正弦波成分の振幅の比が所定値以下であるか否かによって判断することを特徴とする請求項１３に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
前記正弦波成分コーディング部は、
前記抽出された正弦波成分に対して指定されたモードがその他トラックモードである場合、
以後のフレームの正弦波成分のうち、前記抽出された正弦波成分に連続する正弦波成分の個数を示す値と、
前記抽出された正弦波成分の以前トラック成分と、
前記抽出された正弦波成分の周波数及び位相値と、前記以前トラック成分の周波数及び位相値との差を示す値と、
前記抽出された正弦波成分の振幅値と、前記以前トラック成分の振幅値との差を示す値とを含むデータを生成するその他トラックモードコーディング部を含むことを特徴とする請求項１２に記載の正弦波オーディオコーディング装置。
入力オーディオ信号に対して正弦波分析を行い、現在フレームの正弦波成分を抽出する段階と、
抽出された正弦波成分それぞれに対し、以前フレームの正弦波成分とは関係なく新たに生成されたことを示す新生モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから、唯一連続したことを示す連続モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから連続した複数の正弦波成分のうち、一つであることを示すその他トラックモードのうち、１つのモードを指定する段階と、
指定されたモードによって、前記抽出された正弦波成分をコーディングする段階とをコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
正弦波オーディオコーディング方法を行うコンピュータにおいて、
前記コンピュータは、プロセッサと、
前記プロセッサーによって制御され、前記コンピュータのオペレーションを可能にするコンピュータプログラムを含むメモリと含み、
前記オペレーションは、入力オーディオ信号に対して正弦波分析を行い、現在フレームの正弦波成分を抽出する段階と、
抽出された正弦波成分それぞれに対し、以前フレームの正弦波成分とは関係なく新たに生成されたことを示す新生モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから、唯一連続したことを示す連続モード、前記以前フレームの正弦波成分のうち一つから連続した複数の正弦波成分のうち、一つであることを示すその他トラックモードのうち、１つのモードを指定する段階と、
指定されたモードによって、前記抽出された正弦波成分をコーディングする段階とを含むことを特徴とするコンピュータ。