JPH04185017A - Quantization error reducing device for audio signal - Google Patents

Quantization error reducing device for audio signal

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JPH04185017A
JPH04185017A JP31261790A JP31261790A JPH04185017A JP H04185017 A JPH04185017 A JP H04185017A JP 31261790 A JP31261790 A JP 31261790A JP 31261790 A JP31261790 A JP 31261790A JP H04185017 A JPH04185017 A JP H04185017A
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noise level
masking
noise
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健三 赤桐
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Abstract

PURPOSE:To reduce the noise on audition and to extend the dynamic range by setting the characteristic of a noise filter based on one of plural allowable noise levels. CONSTITUTION:The quantization error generated in a quantizer 11 is fed back to the input side of the quantizer 11 through a noise filter 13. In such a case, an input audio signal is divided into blocks in each prescribed period by a blocking circuit 15, and frequency analysis is performed by a frequency analyzing means 16 with respect to each block. The allowable noise level is set by a means 10 based on the energy of each frequency component in the block out of the analysis output. The allowable noise level of each frequency component of the block is set by a means 18 based on one energy of data preceding the block and data succeeding the block with respect to time out of the analysis output. The characteristic of the filter is set based on one output or the synthesized output of circuits 17 and 18.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オーディオ信号の量子化で発生する量子化誤
差を低減するオーディオ信号の量子化誤差低減装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an audio signal quantization error reduction device that reduces quantization errors that occur during quantization of audio signals.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、量子化誤差をノイズフィルタを介して量子化
器の入力側に帰還するようにしたオーディオ信号の量子
化誤差低減装置において、所定期間毎のブロックの入力
オーディオ信号を周波数分析し、各周波数成分のエネル
ギに基づいた第1の許容ノイズレベルと、ブロックに時
間的に先後行するデータの少なくとも一方のエネルギに
基づいた第2の許容ノイズレベルとの少なくとも一方に
基づいて、ノイズフィルタのフィルタ特性を設定するよ
うにしたことにより、聴感上のノイズを低減することが
できるオーディオ信号の量子化誤差低減装置を提供す・
るものである。
The present invention is an audio signal quantization error reduction device in which the quantization error is fed back to the input side of a quantizer via a noise filter, in which an input audio signal of a block for each predetermined period is frequency-analyzed, and each a first allowable noise level based on the energy of the frequency component; and a second allowable noise level based on the energy of at least one of data temporally preceding and following the block. To provide an audio signal quantization error reduction device that can reduce auditory noise by setting characteristics.
It is something that

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現在、ディジタルのオーディオ信号を扱うディジタルオ
ーディオ機器には、例えばいわゆるコンパクトディスク
(CD)の再生機、或いはいわゆるディジタル・オーデ
ィオ・テープレコーダ(DAT)等が存在する。これら
ディジタルオーディオ機器では各種統一規格が規定され
ており、例えば、これら機器で扱われるディジタルオー
ディオ信号のビット長は、上記統一規格から16ビツト
長に規定されている。また、これらディジタルオーディ
オ機器におけるディジタルオーディオ信号としては、ア
ナログオーディオ信号(音声波形信号)を例えばいわゆ
るPCM(パルス符号化)のような単純な量子化を用い
て符号化して得られたディジタルオーディオ信号を用い
ている。
Currently, digital audio devices that handle digital audio signals include, for example, so-called compact disc (CD) playback machines, so-called digital audio tape recorders (DAT), and the like. Various unified standards are defined for these digital audio devices, and for example, the bit length of digital audio signals handled by these devices is defined as 16 bits according to the unified standard. In addition, the digital audio signals in these digital audio devices are digital audio signals obtained by encoding analog audio signals (sound waveform signals) using simple quantization such as so-called PCM (pulse coding). I am using it.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、近年、上述のようなディジタルオーディオ機
器においては、上記統一規格から現実に得られる再生音
よりも、聴感上より品質の高い再生音が得られるように
なることか望まれている。
Incidentally, in recent years, it has been desired that digital audio equipment as described above be able to produce reproduced sound that is audibly higher in quality than the reproduced sound that is actually obtained from the above-mentioned unified standard.

このような聴感上より良い再生音を得るためには、例え
ば、これらディジタルオーディオ機器で扱われるディジ
タルオーディオ信号に含まれているノイズ成分を、低減
しておくことが有効であると考えられる。このように、
ノイズ成分が低減されたディジタルオーディオ信号から
得られる再生音は、ノイズの少ない聴感上より良いもの
となる。このディジタルオーディオ信号のノイズ成分低
減処理としては、例えば、オーディオ信号の量子化の際
に行われるいわゆるエラーフィードバックによる量子化
誤差低減処理がある。すなわち、このエラーフィードバ
ックによる量子化誤差低減処理には、例えば、オーディ
オ信号の量子化の際に、量子化器によって発生する量子
化誤差(量子化ノイズ。
In order to obtain such audibly better reproduced sound, it is considered effective to reduce the noise components contained in the digital audio signals handled by these digital audio devices, for example. in this way,
The reproduced sound obtained from the digital audio signal with reduced noise components has less noise and is more audible. As the noise component reduction process of this digital audio signal, for example, there is a quantization error reduction process using so-called error feedback, which is performed during quantization of the audio signal. That is, the quantization error reduction process using error feedback includes, for example, quantization errors (quantization noise) generated by the quantizer during quantization of audio signals.

量子化歪み)を、ノイズフィルタを介して該量子化器の
入力側に帰還(フィードバック)するようなエラーフィ
ードバックによって、量子化誤差を低減するいわゆるノ
イズシェービング処理が知られている。
A so-called noise shaving process is known in which quantization errors are reduced by error feedback in which quantization distortion is fed back to the input side of the quantizer via a noise filter.

ここで、上述したPCM符号化のような量子化での量子
化ノイズはオーディオ信号の全周波数帯域にフラットな
周波数特性を育するものとなっており、上記ノイズシェ
ービング処理ではこの全帯域の量子化ノイズから単にオ
ーディオ帯域(可聴帯域)のノイズのみを減らすように
している。しかし、人間の耳は、例えばいわゆる等ラウ
ドネスカーブ或いはマスキング効果等により聞こえる感
度に差があるのにもかかわらず、上述した従来のノイズ
シェービング処理では、この人間の耳の特性(聴覚特性
)の考慮がなされていない。このため、上述した従来の
エラーフィードバックによる量子化誤差低減処理が、人
間の聴感上必ずしも有効であるとは言い難い。
Here, the quantization noise caused by quantization such as the PCM encoding described above develops a flat frequency characteristic in the entire frequency band of the audio signal, and the above noise shaving process quantizes this entire frequency band. From the noise, only the noise in the audio band (audible band) is reduced. However, despite the fact that human ears have different audible sensitivities due to so-called equal loudness curves or masking effects, the conventional noise shaving processing described above does not take into account the characteristics of the human ear (auditory characteristics). has not been done. For this reason, it is difficult to say that the above-described conventional quantization error reduction process using error feedback is necessarily effective in terms of human hearing.

そこで、本発明は、上述のような実情に鑑みて提案され
たものであり、人間の耳の特性を考慮して聴感上効果的
に量子化誤差(量子化ノイズ)を低減することができる
オーディオ信号の量子化誤差低減装置を提供することを
目的とするものである。
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned actual situation, and is an audio system that can effectively reduce quantization errors (quantization noise) in terms of auditory perception, taking into consideration the characteristics of the human ear. It is an object of the present invention to provide a signal quantization error reduction device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のオーディオ信号の量子化誤差低減装置は、上述
の目的を達成するために提案されたものであり、量子化
器で発生した量子化誤差をノイズフィルタを介して上記
量子化器の入力側に帰還するようにしたオーディオ信号
の量子化誤差低減装置において、入力オーディオ信号を
所定期間毎にブロック化するブロック化手段と、上記ブ
ロック化手段からの各ブロック毎に周波数分析を行う周
波数分析手段と、上記周波数分析手段の出力のうち、上
記ブロック内の各周波数成分のエネルギに基づいて第1
の許容ノイズレベルを設定する第1のノイズレベル設定
手段と、上記周波数分析手段の出力のうち、上記ブロッ
クに時間的に先行するデータ及び時間的に後行するデー
タの少なくとも一方のエネルギに基づいて、当該ブロッ
クの各周波数成分の第2の許容ノイズレベルを設定する
第2のノイズレベル設定手段とを有し、上記ノイズフィ
ルタのフィルタ特性を、上記第1及び第2のノイズレベ
ル設定手段の少なくとも一方の出力に基づいて設定する
ようにしたものである。
The audio signal quantization error reduction device of the present invention has been proposed to achieve the above-mentioned object, and the quantization error generated in the quantizer is passed through a noise filter to the input side of the quantizer. In the audio signal quantization error reduction device, the audio signal is fed back into blocks, the blocking means for blocking the input audio signal at predetermined intervals, and the frequency analysis means for performing frequency analysis for each block from the blocking means. , based on the energy of each frequency component in the block among the outputs of the frequency analysis means.
a first noise level setting means for setting an allowable noise level of the block; and an output of the frequency analysis means based on the energy of at least one of data preceding the block in time and data following the block in time. , a second noise level setting means for setting a second allowable noise level of each frequency component of the block, and the filter characteristics of the noise filter are set by at least one of the first and second noise level setting means. The settings are made based on one output.

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、各周波数成分のエネルギに基づいた第
1の許容ノイズレベルか人間の聴覚特性におけるいわゆ
る同時刻マスキング効果の量と対応し、ブロックに時間
的に先行及び後行するデータに基づいた第2の許容ノイ
ズレベルがいわゆるテンポラルマスキング効果の量と対
応しており、これら両者に基づいてノイズフィルタのフ
ィルタ特性を決定しているため聴感上効果的に量子化誤
差(量子化ノイズ)を低減できる。
According to the invention, a first permissible noise level based on the energy of each frequency component or corresponding to the amount of a so-called simultaneous masking effect in human auditory characteristics is based on data temporally preceding and following the block. The second allowable noise level corresponds to the amount of the so-called temporal masking effect, and since the filter characteristics of the noise filter are determined based on both of these, quantization errors (quantization noise) can be effectively reduced perceptually. Can be reduced.

〔実施例) 以下、本発明を適用した実施例について図面を参照しな
から説明する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

第1図に、本実施例のオーディオ信号の量子化誤差低減
装置の概略構成のブロック図を示す。
FIG. 1 shows a block diagram of a schematic configuration of an audio signal quantization error reduction device according to this embodiment.

この第1図の本実施例装置は、量子化器11で発生した
量子化誤差をノイズフィルタ13を介して上記量子化器
11の入力側に帰還するようにしたものであって、入力
オーディオ信号を所定期間(例えば1駆〜10駆)毎に
ブロック化するブロック化回路15と、上記ブロック化
回路15からの各ブロック毎に周波数分析を行う周波数
分析回路16と、上記周波数分析回路16の出力のうち
、上記ブロック内の各周波数成分のエネルギに基づいて
第1の許容ノイズレベルを設定する第1のノイズレベル
設定回路17と、上記周波数分析回路16の出力のうち
、上記ブロックに時間的に先行するデータ及び時間的に
後行するデータの少なくとも一方のエネルギに基づいて
、当該ブロックの各周波数成分の第2の許容ノイズレベ
ルを設定する第2のノイズレベル設定回路18とを有し
、上記ノイズフィルタ13のフィルタ特性を、上記第1
及び第2のノイズレベル設定回路17.18の少なくと
も一方の出力或いはそれらの合成出力に基づいて設定す
るようにしたものである。
The device of this embodiment shown in FIG. 1 is configured to feed back the quantization error generated in the quantizer 11 to the input side of the quantizer 11 via the noise filter 13, and the input audio signal is a blocking circuit 15 that blocks each block for each predetermined period (for example, 1st to 10th drive); a frequency analysis circuit 16 that performs frequency analysis for each block from the blocking circuit 15; and an output of the frequency analysis circuit 16. Of the outputs of the first noise level setting circuit 17 that sets a first allowable noise level based on the energy of each frequency component in the block, and the frequency analysis circuit 16, a second noise level setting circuit 18 that sets a second allowable noise level for each frequency component of the block based on the energy of at least one of the preceding data and the temporally subsequent data; The filter characteristics of the noise filter 13 are
and the second noise level setting circuit 17, 18, or their combined output.

すなわち、本実施例装置は、上記量子化器】1の出力か
ら量子化器11への入力を減算することで当該量子化器
11での量子化の際に発生する量子化誤差を得る加算器
12と、該加算器12の出力をフィルタリング処理して
出力する上記ノイズフィルタ13と、該ノイズフィルタ
13の出力を上記量子化器11の入力側に加算する加算
器10とでいわゆるエラーフィードバック回路を構成し
ている。ここで、上記ノイズフィルタ13のフィルタ特
性は、具体的には上記第1及び第2のノイズレベル設定
回路17.18からの後述する許容ノイズレベル(或い
は許容ノイズスペクトル)の情報に基づいてフィルタ係
数算出回路14で算出されたフィルタ係数によって決定
されている。したがって、このエラーフィードバック回
路では、上記許容ノイズスペクトルに基づいて量子化誤
差低減処理(いわゆるノイズシェービング処理)が行わ
れる。このノイズシェービング処理が行われた後の信号
は、出力端子2から出力される。
That is, the device of this embodiment is an adder that obtains the quantization error generated during quantization in the quantizer 11 by subtracting the input to the quantizer 11 from the output of the quantizer 1. 12, the noise filter 13 that filters and outputs the output of the adder 12, and the adder 10 that adds the output of the noise filter 13 to the input side of the quantizer 11, forming a so-called error feedback circuit. It consists of Here, the filter characteristics of the noise filter 13 are specifically determined by filter coefficients based on information on the allowable noise level (or allowable noise spectrum), which will be described later, from the first and second noise level setting circuits 17 and 18. It is determined by the filter coefficient calculated by the calculation circuit 14. Therefore, in this error feedback circuit, quantization error reduction processing (so-called noise shaving processing) is performed based on the above-mentioned allowable noise spectrum. The signal after this noise shaving process is output from the output terminal 2.

ところで、上記エラーフィードバック回路によってオー
ディオ信号の量子化誤差低減処理(ノイズシェービング
処理)を行う際には、該入力信号スペクトルのいわゆる
マスキングを考慮した処理を行うことで、聴感上のダイ
ナミックレンジを上げることができる。このマスキング
を考慮したノイズシェービングとしては、例えば、信号
スペクトルのパターンがある程度固定化した入力オーデ
ィオ信号のスペクトルに応じたノイズシェービング、す
なわち、入力オーディオ信号スペクトルの後述するいわ
ゆるマスキングを考慮して得られた許容ノイズスペクト
ルを用いたノイズシェービングを挙げることができる。
By the way, when performing quantization error reduction processing (noise shaving processing) on the audio signal using the error feedback circuit, the perceptual dynamic range can be increased by performing processing that takes into account so-called masking of the input signal spectrum. I can do it. Noise shaving that takes this masking into consideration is, for example, noise shaving according to the spectrum of an input audio signal whose signal spectrum pattern is fixed to some extent, that is, noise shaving that takes into account the so-called masking that will be described later of the input audio signal spectrum. One can mention noise shaving using an allowed noise spectrum.

或いは、入力オーディオ信号のスペクトルが変化する場
合の、当該スぺクトルのマスキングを考慮して得られた
スペクトル変化に適応的な許容ノイズスペクトルを用い
たノイズシェービング等がある。なお、上記マスキング
とは、人間の聴覚上の特性により、ある信号によって他
の信号がマスクされて聞こえなくなる現象を言うもので
、このマスキング効果には、同時刻マスキング効果とテ
ンポラルマスキング効果とがある。このマスキング効果
により、マスキングされる部分にノイズがあったとして
も、このノイズは聞こえなくなる。上記同時刻マスキン
グ効果とはある大きな音と同時刻に発生する小さな音(
或いはノイズ)が該大きな音によってマスクされて聞こ
えなくなるような効果である。また、ある周波数帯域の
信号成分によって他の帯域の信号成分がマスクされて、
該他の帯域の信号成分の音が聞こえなくなるような効果
(周波数軸上のマスキング効果)も含まれる。上記テン
ポラルマスキング効果とは、大きな音の時間的に前後の
小さな音(ノイズ)が、この大きな音にマスクされて聞
こえなくなるような効果であり、当該大きな音の時間的
に後方のマスキングはフォワードマスキングと呼ばれ、
時間的に前方のマスキングはパックワードマスキングと
呼ばれている。更に、このテンポラルマスキングにおい
ては、人間の聴覚特性から、フォワードマスキングの効
果は長時間(例えば1001sec程度)効くようにな
っているのに対し、パックワードマスキングの効果は短
時間(例えば5 m5ec程度)となっている。更に上
記マスキング効果のレベル(マスキング量)は、フォワ
ードマスキングが20dB程度で、パックワードマスキ
ングが30dB程度となっている。
Alternatively, when the spectrum of an input audio signal changes, there is noise shaving using an adaptive noise spectrum that is obtained by taking masking of the spectrum into consideration. The above masking refers to a phenomenon in which certain signals mask other signals and become inaudible due to the characteristics of human hearing.This masking effect includes simultaneous masking effect and temporal masking effect. . Due to this masking effect, even if there is noise in the masked area, this noise becomes inaudible. The simultaneous masking effect mentioned above is a small sound that occurs at the same time as a certain loud sound (
or noise) is masked by the loud sound and becomes inaudible. Also, signal components in one frequency band mask signal components in other bands,
It also includes an effect (masking effect on the frequency axis) in which the sound of signal components in other bands becomes inaudible. The above-mentioned temporal masking effect is an effect in which small sounds (noise) temporally before and after a loud sound are masked by this loud sound and become inaudible, and masking temporally behind the loud sound is called forward masking. It is called,
Masking forward in time is called packed word masking. Furthermore, in temporal masking, due to the characteristics of human hearing, the effect of forward masking is effective for a long time (for example, about 1001 sec), whereas the effect of packed word masking is effective for a short time (for example, about 5 m5 sec). It becomes. Further, the level of the masking effect (masking amount) is approximately 20 dB for forward masking and approximately 30 dB for packed word masking.

また、人間の聴覚特性を利用して入力信号を例えばいわ
ゆる臨界帯域(クリティカルバンド)で帯域分割し、こ
の各帯域毎に、上述したようなマスキングを考慮した許
容ノイズスペクトルを用いてノイズシェービングを行え
ば、より聴感上効果的なノイズシェービングが行える。
In addition, the input signal is divided into so-called critical bands using human hearing characteristics, and noise shaving is performed for each band using an allowable noise spectrum that takes masking into account as described above. For example, more audibly effective noise shaving can be performed.

これにより、再生音の聴感上のダイナミックレンジを上
げることが可能となる。
This makes it possible to increase the perceptual dynamic range of reproduced sound.

このようなことから、上記周波数分析回路16では、上
記ブロック化回路15からの各ブロック毎の入力オーデ
ィオ信号を、人間の聴覚特性を利用して、いわゆる臨界
帯域幅(クリティカルバンド)に分割し、この臨界帯域
毎に周波数分析を行っている。この時の上記臨界帯域幅
での分割及び分析としては、先ず、例えば、入力オーデ
ィオ信号を例えば高速フーリエ変換(FFT)で周波数
軸上の成分(FFT係数)に変換した後、!fFFT係
数の振幅積Am(以下、m−0〜1024)を、人間の
聴覚特性を考慮した高域程帯域輻が広くなる臨界帯域幅
で、例えば上記25バンドのグループGn(以下、nは
各バンドの番号を示し、n=0〜24)にグループ分け
(バンド分け)する。次に、これら各臨界帯域毎の信号
からは、例えば、第(1)式により各帯域毎のそれぞれ
の振幅積Amの総和(振幅積Amのピーク又は平均或い
はエネルギ総和)を取ることで得られるいわゆるパーク
スペクトル(総和のスペクトル)SBを求める。
For this reason, the frequency analysis circuit 16 divides the input audio signal for each block from the blocking circuit 15 into so-called critical bands using human auditory characteristics. Frequency analysis is performed for each critical band. At this time, the division and analysis at the above-mentioned critical bandwidth is performed by, for example, first converting the input audio signal into components (FFT coefficients) on the frequency axis using, for example, Fast Fourier Transform (FFT), and then! The amplitude product Am (hereinafter m-0 to 1024) of the fFFT coefficients is defined as a critical bandwidth in which the higher the frequency band, the wider the band width is, taking into account the human auditory characteristics. Indicates the band number, and groups (bands) into groups (n=0 to 24). Next, from the signals for each of these critical bands, for example, the sum of the amplitude products Am for each band (peak or average or energy sum of the amplitude products Am) can be obtained using equation (1). The so-called park spectrum (summation spectrum) SB is determined.

S B = 1010g+s Cn (Pn)’  [
dB]   (1)ただし、n=0〜24であり、Cn
は第n番目のバンド内の要素数すなわち振幅積(ポイン
ト数)、Pnは各帯域のピーク値である。上記各帯域の
パークスペクトルSBは、例えば、第2図に示すように
なる。ただし、この第2図の例では、図示を簡略化する
ため、上記臨界帯域における全帯域数を、例えば12バ
ンド(Bl〜B12)で表現している。当該周波数分析
回路16では、上述したような臨界帯域幅での分割と各
帯域毎の周波数分析が行われ、その出力情報を、上記第
1.第2のノイズレベル設定回路17.18に送るよう
にしている。
S B = 1010g+s Cn (Pn)' [
dB] (1) However, n = 0 to 24, and Cn
is the number of elements in the n-th band, that is, the amplitude product (number of points), and Pn is the peak value of each band. The park spectrum SB of each of the above bands is shown in FIG. 2, for example. However, in the example of FIG. 2, in order to simplify the illustration, the total number of bands in the critical band is expressed by, for example, 12 bands (B1 to B12). The frequency analysis circuit 16 performs division by the critical bandwidth as described above and frequency analysis for each band, and outputs the output information from the above-mentioned first. The signal is sent to the second noise level setting circuit 17, 18.

これら第1.第2のノイズレベル設定回路17゜18で
は、後述するようにして、上記同時刻マスキング(J1
波数軸上のマスキングも含む)、テンポラルマスキング
を考慮した許容ノイズレベルの設定を行っている。
These first. In the second noise level setting circuit 17 and 18, the simultaneous masking (J1
(including masking on the wavenumber axis), and the allowable noise level is set in consideration of temporal masking.

これら第1.第2のノイズレベル設定回路17゜18か
らの許容ノイズレベル(許容ノイズスペクトル)の情報
が、上記フィルタ係数算出回路14に送られ、該フィル
タ係数算出回路14から許容ノイズスペクトルに応じた
フィルタ係数か出力されて、上記ノイズフィルタ13に
送られる。
These first. Information on the allowable noise level (allowable noise spectrum) from the second noise level setting circuit 17-18 is sent to the filter coefficient calculation circuit 14, and the filter coefficient calculation circuit 14 calculates the filter coefficient according to the allowable noise spectrum. The signal is output and sent to the noise filter 13 mentioned above.

ここで、上記ブロック化回路15、周波数分析回路16
、第1及び第2のノイズレベル設定回路 ・17.18
、フィルタ係数算出回路14は、具体的には例えば以下
に示す第3図、第6図に示すような具体例回路で実現す
ることができる。
Here, the blocking circuit 15 and the frequency analysis circuit 16
, first and second noise level setting circuits ・17.18
Specifically, the filter coefficient calculation circuit 14 can be realized, for example, by specific example circuits as shown in FIGS. 3 and 6 below.

第3図に示す具体例回路において、高速フーリエ変換(
FFT)回路111.振幅位相情報発生回路112.帯
域分割回路113.総和検出回路114は、第1図のブ
ロック化回路15及び周波数分析回路16として動作し
ている。フィルタ回路76から合成回路80までの各構
成要素は、第1図の第1のノイズレベル設定回路17と
して動作している。ブロック遅延回路115.116及
び係数乗算器117,118.合成回路119は、第1
図の第2のノイズレベル設定回路18として動作してい
る。合成回路120.減算器121゜ROM122は、
上記第1図のフィルタ係数算出回路14として動作して
いる。このROM122の出力か出力端子4を介して第
1図のノイズフィルタ13に送られる。
In the specific example circuit shown in Fig. 3, fast Fourier transform (
FFT) circuit 111. Amplitude phase information generation circuit 112. Band division circuit 113. The sum detection circuit 114 operates as the blocking circuit 15 and frequency analysis circuit 16 in FIG. Each component from the filter circuit 76 to the synthesis circuit 80 operates as the first noise level setting circuit 17 in FIG. Block delay circuits 115, 116 and coefficient multipliers 117, 118 . The synthesis circuit 119
It operates as the second noise level setting circuit 18 in the figure. Synthesis circuit 120. The subtracter 121° ROM 122 is
It operates as the filter coefficient calculation circuit 14 shown in FIG. 1 above. The output of this ROM 122 is sent to the noise filter 13 in FIG. 1 via the output terminal 4.

すなわち、本具体例回路では、任意の注目バンド(任意
の臨界帯域)の信号に対して、第1図の第1のノイズレ
ベル設定回路17としての各回路によって同時刻マスキ
ング(周波数軸上のマスキング)を考慮した第1の許容
ノイズレベルを設定すると共に、第1図の第2のノイズ
レベル設定回路18としての各回路によって注目バンド
の時間的に先行後行する信号でのテンポラルマスキング
を考慮した第2の許容ノイズレベルを設定するようにし
ている。
That is, in this specific example circuit, each circuit serving as the first noise level setting circuit 17 in FIG. ), and also takes into account temporal masking with signals that temporally precede and follow the band of interest by each circuit as the second noise level setting circuit 18 in FIG. A second allowable noise level is set.

すなわち、この第3図の本具体例回路において、入力端
子1には、オーディオ信号が供給されており、この時間
軸上のオーディオ信号か高速フーリエ変換(FFT)回
路111に伝送される。当該高速フーリエ変換回路11
1ては、上記時間軸上のオーディオ信号が所定期間(す
なわち第1図におけるブロック化回路15でのブロック
)毎に周波数軸上の信号に変換されて、実数成分値Re
と虚数成分値1mとからなるFFT係数か得られる。
That is, in this specific example circuit of FIG. 3, an audio signal is supplied to the input terminal 1, and this audio signal on the time axis is transmitted to the fast Fourier transform (FFT) circuit 111. The fast Fourier transform circuit 11
1, the audio signal on the time axis is converted into a signal on the frequency axis every predetermined period (that is, blocks in the blocking circuit 15 in FIG. 1), and the real component value Re is converted into a signal on the frequency axis.
An FFT coefficient consisting of and an imaginary component value of 1m is obtained.

これらFFT係数は振幅位相情報発生回路112に伝送
され、当該振幅位相情報発生回路112では上記実数成
分値Reと虚数成分値1mとから振幅値Amと位相値と
が得られて、当該振幅値Amの情報が上記帯域分割回路
113へ送られている。
These FFT coefficients are transmitted to the amplitude and phase information generation circuit 112, and the amplitude and phase information generation circuit 112 obtains an amplitude value Am and a phase value from the real component value Re and the imaginary component value 1m. information is sent to the band division circuit 113.

すなわち、一般に人間の聴覚は周波数領域の振幅(パワ
ー)には敏感であるが、位相についてはかなり鈍感であ
るため、上記振幅位相情報発生回路112の出力から上
記振幅値Amのみを取り出し、これを用いるようにして
いる。
That is, in general, human hearing is sensitive to amplitude (power) in the frequency domain, but is quite insensitive to phase. Therefore, only the amplitude value Am is extracted from the output of the amplitude phase information generation circuit 112 and I try to use it.

上記帯域分割回路113では、上記振幅(IAmのオー
ディオ信号を上記臨界帯域幅(クリティカルバンド)に
分割している。この帯域分割回路l13で臨界帯域に分
割された各バンド毎の上記振幅値Amは、それぞれ上記
総和検出回路114に伝送される。当該総和検出回路1
14では、上記各バンド毎のエネルギ(各バンドでのス
ペクトル強度)が、各バンド内のそれぞれの振幅値Am
の総和(振幅値Amのピーク又は平均或いはエネルギ総
和)をとることにより求められる。該総和検出回路11
4の出力か、第2図に示した上記パークスペクトルSB
である。
The above band division circuit 113 divides the audio signal of the above amplitude (IAm) into the above critical bandwidth (critical band).The above amplitude value Am for each band divided into critical bands by this band division circuit 113 is , are respectively transmitted to the summation detection circuit 114.The summation detection circuit 1
14, the energy for each band (spectral intensity in each band) is determined by the respective amplitude value Am in each band.
(the peak or average of the amplitude value Am or the total energy). The sum detection circuit 11
4 or the park spectrum SB shown in Figure 2.
It is.

ここで、上記パークスペクトルSBの周波数軸上のマス
キングに於ける影響を考慮するため、上記パークスペク
トルSBに所定の重みづけの関数を畳込む(コンボリュ
ーション)。このため、上記総和検出回路114の出力
すなわち上記パークスペクトルSBの各値は、上記総和
検出回路114の出力をブロック単位で遅延するブロッ
ク遅延回路115を介してフィルタ回路76に送られる
Here, in order to consider the influence of the park spectrum SB on masking on the frequency axis, the park spectrum SB is convolved with a predetermined weighting function (convolution). Therefore, the output of the summation detection circuit 114, that is, each value of the park spectrum SB, is sent to the filter circuit 76 via a block delay circuit 115 that delays the output of the summation detection circuit 114 in units of blocks.

該フィルタ回路76は、例えば、入力データを順次遅延
させる複数の遅延(z−’)素子と、各遅延素子からの
出力にそれぞれフィルタ係数(重みづけの関数)を乗算
する複数の乗算器と、これら乗算器の出力の総和をとる
総和加算器とから構成されるものである。該フィルタ回
路76により、上記パークスペクトルSBの畳込み処理
が行われる。
The filter circuit 76 includes, for example, a plurality of delay (z-') elements that sequentially delay input data, and a plurality of multipliers that multiply the output from each delay element by a filter coefficient (weighting function), respectively. It consists of a summation adder that takes the sum of the outputs of these multipliers. The filter circuit 76 performs convolution processing on the park spectrum SB.

絞量込み処理により、第2図中点線で示す部分の総和が
とられる。
Through the narrowing down process, the sum of the parts shown by the dotted line in FIG. 2 is calculated.

ところで、上記パークスペクトルSBの周波数軸上のマ
スキングスペクトル(すなわち許容可能なノイズスペク
トル)を算出する場合のレベルαにおいては、このレベ
ルαが小さいと周波数軸上の信号に対するマスキングス
ペクトル(マスキングカーブ)が下降することになり、
逆に、上記レベルαが大きいとマスキングスペクトルが
上昇することになる。なお、該レベルαとは、後述する
ように逆コンボリューション処理を行うことによってク
リティカルバンドの各バンド毎の上記マスキングスペク
トルとなるようなレベルである。また、一般にオーディ
オ信号等では、高域部分のスペクトル強度(エネルギ)
が小さい。したがって本具体例においては、これらのこ
とを考慮して、エネルギの小さい高域にいく程、上記レ
ベルαを大きくしている。このようなことから、本具体
例回路における上記第1のノイズレベル設定回路17に
対する回路では、高い周波数径間−のエネルギに対する
上記レベルαを高く設定している。
By the way, at the level α when calculating the masking spectrum on the frequency axis (that is, the allowable noise spectrum) of the park spectrum SB, if this level α is small, the masking spectrum (masking curve) for the signal on the frequency axis will be It will go down,
Conversely, if the level α is large, the masking spectrum will rise. Note that the level α is a level at which the masking spectrum for each critical band is obtained by performing inverse convolution processing as described later. In general, in audio signals, etc., the spectral intensity (energy) of the high frequency region
is small. Therefore, in this specific example, taking these things into consideration, the level α is increased as the energy goes to a higher frequency range. For this reason, in the circuit for the first noise level setting circuit 17 in this specific example circuit, the level α for the energy in the high frequency interval is set high.

すなわち、本具体例回路では、上記マスキングスペクト
ルに対応するレベルαを算出し、該レベルαが高域程高
くなるように制御している。このため、上記フィルタ回
路76の出力は引算器78に送られる。該引算器78は
、上記畳込んだ領域でのレベルαを求めるものである。
That is, in this specific example circuit, a level α corresponding to the above-mentioned masking spectrum is calculated, and the level α is controlled so that it becomes higher as the frequency range increases. Therefore, the output of the filter circuit 76 is sent to a subtracter 78. The subtracter 78 calculates the level α in the convolved area.

ここで、上記引算器78には、上記レベルαを求めるた
めの許容関数(マスキングレベルを表現する関数)が供
給される。該許容関数を増減させることで上記レベルα
の制御を行っている。該許容関数は、関数発生回路77
から供給されている。
Here, the subtracter 78 is supplied with a tolerance function (a function expressing the masking level) for determining the level α. The above level α can be adjusted by increasing or decreasing the tolerance function.
is under control. The allowable function is generated by the function generation circuit 77
Supplied from.

上記マスキングスペクトルに対応するレベルαは、クリ
ティカルバンドのバンドの低域から順に与えられる番号
をiとすると、第(2)式で求めることができる。
The level α corresponding to the above-mentioned masking spectrum can be determined by equation (2), where i is the number given sequentially from the low band of the critical band.

α= 5−(n−ai)・・・・・・(2)この第(2
)式において、n、  aは定数でa>0、Sは畳込み
処理後のパークスペクトルの強度であり、第(2)式中
(n−ai)が許容関数となる。本具体例ではn==8
8.a=1としている。
α=5-(n-ai)...(2) This (2nd
), n and a are constants, a>0, S is the intensity of the park spectrum after convolution processing, and (n-ai) in equation (2) is the tolerance function. In this specific example, n==8
8. It is assumed that a=1.

このようにして、上記レベルαか求められ、このデータ
は、割算器79に伝送される。当該割算器79では、上
記畳込み処理された領域でのレベルαを逆コンポリュー
シコンするためのものである。したがって、この逆コン
ボリューション処理を行うことにより、上記レベルαか
ら、マスキングスペクトルが得られるようになる。すな
わち、このマスキングスペクトルが各バンド毎に求めら
れた第1の許容ノイズレベル(許容ノイズスペクトル)
となる。なお、上記逆コンボリューション処理は、複雑
な演算を必要とするが、本具体例では簡略化した割算器
79を用いて逆コンボリューションを行っている。
In this way, the level α is determined, and this data is transmitted to the divider 79. The divider 79 is used to perform inverse convolution calculation on the level α in the area subjected to the convolution process. Therefore, by performing this inverse convolution process, a masking spectrum can be obtained from the level α. In other words, this masking spectrum is the first allowable noise level (allowable noise spectrum) determined for each band.
becomes. Although the above deconvolution processing requires complicated calculations, in this specific example, a simplified divider 79 is used to perform the deconvolution.

次に、上記マスキングスペクトルは、合成回路80及び
合成回路120を介して減算器121に供給される。こ
こで、当該減算器121には、上記総和検出回路114
の出力すなわち前述の総和検出回路114からのパーク
スペクトルSBが、遅延回路127を介して供給されて
いる。したがって、この減算器121で上記マスキング
スペクトルとパークスペクトルSBとの減算演算が行わ
れることで、第4図に示すように、上記パークスペクト
ルSBは、該マスキングスペクトルMSの各レベルで示
すレベル以下がマスキングされることになる。
Next, the masking spectrum is supplied to a subtracter 121 via a synthesis circuit 80 and a synthesis circuit 120. Here, the subtracter 121 includes the sum detection circuit 114.
, that is, the park spectrum SB from the aforementioned summation detection circuit 114 is supplied via a delay circuit 127. Therefore, by performing a subtraction operation between the masking spectrum and the park spectrum SB in the subtracter 121, as shown in FIG. It will be masked.

該減算器121の出力は、ROM122に送られる。上
記ROM122には、複数のフィルタ係数が格納されて
おり、上記減算器121の出力に応じたフィルタ係数を
出力するものである。このROM122の出力が、出力
端子4を介して第1図のノイズフィルタ13に送られる
。なお、上記遅延回路127は上記合成回路120以前
の各回路での遅延量を考慮して上記総和検出回路114
からのパークスペクトルSBを遅延させるために設けら
れている。
The output of the subtracter 121 is sent to the ROM 122. The ROM 122 stores a plurality of filter coefficients, and outputs a filter coefficient according to the output of the subtracter 121. The output of this ROM 122 is sent to the noise filter 13 in FIG. 1 via the output terminal 4. Note that the delay circuit 127 is connected to the sum detection circuit 114 in consideration of the amount of delay in each circuit before the synthesis circuit 120.
The park spectrum SB is provided to delay the park spectrum SB.

また、上記合成回路80での合成の際には、最小可聴カ
ーブ発生回路129から供給される第5図に示すような
人間の聴覚特性であるいわゆる最小可聴カーブ(等ラウ
ドネス曲線)RCを示すデータと、上記マスキングスペ
クトルMSとを合成することができる。この場合、該最
小可聴カーブRCとマスキングスペクトルMSとを共に
合成することで、第1の許容ノイズレベルはこの図中斜
線で示す部分までとすることができる。なおこの第5図
は、前述の第2図に示したクリティカルバンドで表され
ており、信号スペクトルSSも同時に示している。
Further, during the synthesis in the synthesis circuit 80, data indicating the so-called minimum audible curve (equal loudness curve) RC, which is the human auditory characteristic as shown in FIG. 5, is supplied from the minimum audible curve generation circuit 129. and the masking spectrum MS can be synthesized. In this case, by combining the minimum audible curve RC and the masking spectrum MS, the first allowable noise level can be increased up to the shaded portion in this figure. Note that this FIG. 5 shows the critical band shown in FIG. 2 described above, and also shows the signal spectrum SS at the same time.

上述したように、本具体例の上記第10′ノイズレベル
設定回路17に対応する各回路においては、各バンド毎
の信号の周波数軸上のマスキングを考慮した第1の許容
ノイズレベルを求めることかできる。従って、該第1の
許容ノイズレベルに基づいたフィルタ係数を設定するこ
とができる。
As described above, in each circuit corresponding to the 10th noise level setting circuit 17 of this specific example, the first allowable noise level is determined by taking into account the masking on the frequency axis of the signal for each band. can. Therefore, filter coefficients can be set based on the first allowable noise level.

また、本具体例回路においては、上述した同時刻マスキ
ング(周波数軸上のマスキング)を考慮したフィルタ係
数決定と共に、注目バンド(臨界帯域)の時間的に先行
後行する信号のエネルギに基づいて、当該注目バンドの
上記第2の許容ノイズレベルを設定することで、時間軸
上めテンポラルマスキングを考慮したフィルタ係数の決
定も同時に行うようにしている。すなわち、本具体例の
上記第2のノイズレベル設定回路18に対応する各回路
では、上述したように、第1の許容ノイズレベルが設定
されている任意のバンド(注目バンド)の現時点の信号
に対して、その注目バンドの現時点の信号に時間軸上で
先行後行する前後の信号によるテンポラルマスキングを
考慮して、当該現時点の注目バンドの許容ノイズレベル
(第2の許容ノイズレベル)を設定するようにしている
In addition, in this specific example circuit, in addition to determining the filter coefficients in consideration of the above-mentioned simultaneous masking (masking on the frequency axis), the filter coefficients are determined based on the energy of temporally preceding and following signals of the band of interest (critical band). By setting the second allowable noise level of the band of interest, filter coefficients are simultaneously determined in consideration of temporal masking on the time axis. That is, in each circuit corresponding to the second noise level setting circuit 18 of this specific example, as described above, the current signal of an arbitrary band (band of interest) for which the first allowable noise level is set is set. On the other hand, the allowable noise level (second allowable noise level) of the current band of interest is set in consideration of temporal masking caused by signals preceding and following the current signal of the band of interest on the time axis. That's what I do.

このため、上記合成回路120には、合成回路80の出
力と共に、上記第2のノイズレベル設定回路18に対応
する回路の1つである合成回路119の出力も供給され
るようになっている。
For this reason, the synthesis circuit 120 is supplied with the output of the synthesis circuit 119, which is one of the circuits corresponding to the second noise level setting circuit 18, as well as the output of the synthesis circuit 80.

すなわち、当該合成回路119には、上記第2の許容ノ
イズレベルの信号として上記注目バンドの現時点の信号
に対して時間的に前後の信号のエネルギに基づくテンポ
ラルマスキングのレベルがそれぞれ算出されて供給され
ており、これら時間的に前後の信号による許容ノイズレ
ベルが該合成回路119で合成されて出力されるように
なっている。
That is, the synthesis circuit 119 is supplied with a calculated temporal masking level based on the energy of the signals temporally before and after the current signal of the band of interest as the second allowable noise level signal. The allowable noise levels of these temporally preceding and following signals are synthesized by the synthesis circuit 119 and output.

このような第2の許容ノイズレベルを得るために、本具
体例回路では、上記総和検出回路114の出力をブロッ
ク単位で(遅延するブロックは複数であってもよい)遅
延するブロック遅延回路115及び116と、係数乗算
器117,118゜上記合成回路119とを設けている
。すなわち、上記ブロック遅延回路115の出力が得ら
れる時点を上記現時点T0とすると、当該ブロック遅延
回路115に上記総和検出回路114の出力が供給され
る時点が当該現時点T0の時間的に後(現時点T0に対
しては未来の時間となる)の後時点T++となり、上記
ブロック遅延回路116から出力される時点が上記現時
点T0の時間的に前(現時点T0に対しては過去の時間
となる)の前時点T−1となる。
In order to obtain such a second allowable noise level, this specific example circuit includes a block delay circuit 115 that delays the output of the summation detection circuit 114 in units of blocks (the number of blocks to be delayed may be plural); 116, coefficient multipliers 117, 118.degree. and the above-mentioned synthesis circuit 119. That is, if the time point at which the output of the block delay circuit 115 is obtained is the current time point T0, then the time point at which the output of the sum detection circuit 114 is supplied to the block delay circuit 115 is temporally after the current time point T0 (current time T0). The time point T++ is after the current time T0 (which is a future time for the current time T0), and the time point output from the block delay circuit 116 is before the current time T0 (which is a past time with respect to the current time T0). The time point is T-1.

上記後時点T + +の信号すなわち総和検出回路11
4の出力は、係数乗算器118に供給される。
The signal at the later time point T + +, that is, the sum detection circuit 11
The output of 4 is provided to a coefficient multiplier 118.

該係数乗算器118では、該係数乗算器118に信号が
供給された該後時点T+Iでの上記注目バンドの信号に
よる上記現時点T0の注目バンドの信号に対するテンポ
ラルマスキング(パックワードマスキング)を考慮して
決定された乗算係数が、上記後時点Telの信号に乗算
される。すなわち、この乗算係数は、合成回路119及
び120ての影響を考慮して設定される係数であり、例
えば上記後時点T、1の信号を正規化してlとした場合
、該後時点T、Iの信号によるパックワードマスキング
が上記現時点T0の信号に対して作用するレベルに対応
した乗算係数に、が、該後時点Telの信号に乗算され
る。また、上記前時点T、の信号すなわちブロック遅延
回路116の出力は、係数乗算器117に供給される。
The coefficient multiplier 118 considers temporal masking (packed word masking) for the signal of the band of interest at the current time T0 by the signal of the band of interest at time T+I after the signal is supplied to the coefficient multiplier 118. The signal at the later time Tel is multiplied by the determined multiplication coefficient. That is, this multiplication coefficient is a coefficient that is set in consideration of the influence of the combining circuits 119 and 120. For example, if the signal at the later time point T, 1 is normalized to l, then the signal at the later time point T, I The signal at the subsequent time point Tel is multiplied by a multiplication coefficient corresponding to the level at which packed word masking by the signal acts on the signal at the current time T0. Further, the signal at the previous time point T, ie, the output of the block delay circuit 116, is supplied to the coefficient multiplier 117.

該係数乗算器117では、該係数乗算器117に信号か
供給された該前時点T−,での上記注目バンドの信号に
よる上記現時点T、の注目バンドの信号に対するテンポ
ラルマスキング(フォワードマスキング)を考慮して決
定された乗算係数が、上記前時点T、の信号に乗算され
る。すなわち該乗算係数は、上述同様に合成回路119
.120での影響を考慮して設定され、例えば前時点T
−,の信号を正規化した場合、該前時点T、の信号によ
るフォワードマスキングが上記現時点T0の信号に対し
て作用するレベルに対応した乗算係数に、が、当該前時
点T−+の信号に乗算される。これら各係数乗算器11
7,118の出力が合成回路】19で合成されて得られ
た出力が、上記第2の許容ノイズレベルと、なる。
The coefficient multiplier 117 considers temporal masking (forward masking) for the signal of the band of interest at the current time T by the signal of the band of interest at the previous time T-, which is supplied with the signal to the coefficient multiplier 117. The signal at the previous time point T is multiplied by the multiplication coefficient determined as follows. That is, the multiplication coefficient is sent to the synthesis circuit 119 as described above.
.. For example, the previous time point T
-, when the signal at the previous time T, is normalized, the multiplication coefficient corresponding to the level at which forward masking by the signal at the previous time T, acts on the signal at the current time T0, becomes the signal at the previous time T-+. Multiplied. Each of these coefficient multipliers 11
The outputs obtained by combining the outputs of 7 and 118 in the synthesis circuit 19 become the second allowable noise level.

なお、上記合成回路119での合成は、例えば各係数乗
算器117.118の出力を加算するような処理が行わ
れる。このようにして得られた上記合成回路119の出
力が上記合成回路120に送られる。
Note that the synthesis in the synthesis circuit 119 is performed by, for example, adding the outputs of the respective coefficient multipliers 117 and 118. The output of the synthesis circuit 119 obtained in this way is sent to the synthesis circuit 120.

当該合成回路120では、例えば、上記合成回路119
の出力と合成回路80の出力のうち少なくとも一方すな
わち例えば大きい方を選ぶような合成処理、或いは、各
合成回路119.80の出力をそれぞれ所定の重み付け
を行って加算するような合成処理が行われる。また、こ
の加算による合成処理の時は、例えば、全帯域のエネル
ギを考慮した上記第2の許容ノイズレベルを求めて加算
するようにしてもよい。
In the synthesis circuit 120, for example, the synthesis circuit 119
A combination process is performed in which at least one of the output of the combination circuit 119 and the output of the combination circuit 80 is selected, for example, the larger one, or a combination process is performed in which the outputs of each of the combination circuits 119 and 119 are added with predetermined weighting. . Further, when performing this synthesis process by addition, for example, the second allowable noise level may be determined in consideration of the energy of the entire band and then added.

なお、本具体例においては、上述した最小可聴カーブの
合成処理を行わない構成とすることもできる。この場合
は、第3図の構成で最小可聴カーブ発生回路129と合
成回路80か不要となり、このため上記引算器78から
の出力は、割算器79て逆コンボリューションされた後
、すぐに上記合成回路120に伝送されることになる。
In addition, in this specific example, it is also possible to adopt a configuration in which the above-described minimum audible curve synthesis process is not performed. In this case, the configuration shown in FIG. 3 eliminates the need for the minimum audible curve generation circuit 129 and the synthesis circuit 80, and therefore the output from the subtracter 78 is deconvoluted by the divider 79 and then immediately It will be transmitted to the synthesis circuit 120.

上述したように、本具体例回路においては、注目バンド
の信号に対して、前記第1図の第1のノイズレベル設定
回路17に対応する各回路によって周波数軸上のマスキ
ングを考慮した第1の許容ノイズレベルを設定すると共
に、第ttgの第2のノイズレベル設定回路18に対応
する各回路によって注目バンドの時間的に先行後行する
信号でのテンポラルマスキングを考慮した第2の許容ノ
イズレベルを設定するようにしている。これら第1゜第
2の許容ノイズレベルに基づいて減算器!21での減算
処理が行われ、更に該減算器121の出力にもどづいて
ROM122からフィルタ係数が出力されるため、人間
の聴覚上良好なノイズシェービングが可能となる。
As described above, in this specific example circuit, for the signal of the band of interest, each circuit corresponding to the first noise level setting circuit 17 in FIG. In addition to setting the permissible noise level, each circuit corresponding to the second noise level setting circuit 18 of the ttg sets a second permissible noise level that takes into account temporal masking in signals temporally preceding and following the band of interest. I'm trying to set it up. Subtractor based on these 1st and 2nd allowable noise levels! 21 is performed, and a filter coefficient is output from the ROM 122 based on the output of the subtracter 121, so that noise shaving that is good for human hearing becomes possible.

第6図に示す他の具体例回路は、入力端子1に供給され
た入力オーディオ信号を非ブロックで周波数分析するフ
ィルタバンク90と、当該フィルタバンク90によって
分析された各周波数成分を上記ブロック(所定期間)と
して例えば10a+。
Another specific example circuit shown in FIG. 6 includes a filter bank 90 that frequency-analyzes the input audio signal supplied to the input terminal 1 in a non-block manner, and each frequency component analyzed by the filter bank 90 is For example, 10a+.

5ms+2.5msのブロックでそれぞれ更に周波数分
析するFFT (高速フーリエ変換)回路20,40.
60とを有し、更に、上記第1の許容ノイズレベルを設
定するマスキングスペクトル算出回路75と、上記第2
の許容ノイズレベルを設定する期間遅延回路23.43
.63、合成回路50゜70.5ms遅延(DL)回路
51.Z5IIIs遅延回路71. 72. 73.選
択回路52、合成選択回路74、重付合成回路24.4
4.64とを有してなるものである。また、上記フィル
タバンク90は、上記入力オーディオ信号を複数の周波
数帯域に分割(本具体例では3分割)する帯域分割手段
として少なくとも!つのフィルタ(例えばいわゆるQM
F等のミラーフィルタ)を有し、高域はど帯域幅が大と
なるような分割を行うものである。
FFT (Fast Fourier Transform) circuits 20, 40 for further frequency analysis in blocks of 5ms+2.5ms, respectively.
60, further comprising a masking spectrum calculation circuit 75 for setting the first allowable noise level, and a masking spectrum calculation circuit 75 for setting the first allowable noise level;
period delay circuit 23.43 to set the allowable noise level of
.. 63. Synthesizing circuit 50°70.5ms delay (DL) circuit 51. Z5IIIs delay circuit 71. 72. 73. Selection circuit 52, combination selection circuit 74, weighted combination circuit 24.4
4.64. Furthermore, the filter bank 90 serves as at least a band dividing means for dividing the input audio signal into a plurality of frequency bands (in this specific example, into three)! one filter (e.g. the so-called QM
It has a mirror filter such as F), and performs division so that the high frequency band width becomes large.

更に、上記FF7回路20.40.60は、高域はど上
記高速フーリエ変換処理がなされるブロック時間長を小
となす処理を行う。本具体例回路の出力は出力端子4を
介して、第1図のノイズフィルタ13に送られる。
Further, the FF7 circuits 20, 40, and 60 perform processing to reduce the block time length in which the fast Fourier transform processing is performed in the high frequency band. The output of this specific example circuit is sent to the noise filter 13 in FIG. 1 via the output terminal 4.

すなわち、この第6図において、入力端子Iには、例え
ばサンプリング周波数fs=44.1kHzでサンプリ
ングされて得られたDC〜22kHzの入力オーディオ
信号が供給されており、該入力オーディオ信号が、上記
フィルタバンク9oに供給されている。該フィルタバン
ク90は、例えば第7図に示すように、QMF91.9
2が2段縦続接続されて構成され、上記入力端子1に供
給されたDC〜22kHzの入力オーディオ信号が、Q
MF91に供給される。該QMF91は、入力オーディ
オ信号を11kHzで2分割するものであり、したがっ
て該QMF91からはDC〜1lk−211kHz〜2
2kHzの帯域の出力信号が得られることになる。上記
11kHz〜22kHzの帯域の出力信号は端子93を
介して上記FF7回路60に送られる。上記DC〜11
に&の出力信号は、QMF92に送られる。該QMF9
2は、5.5kHzで入力信号を2分割するものであり
、したかって該QMF92からは、DC〜5.5kHz
、5.5に七〜11kHzの帯域の出力信号が得られる
ことになる。5.5kl(z〜1lkl(zの信号が端
子94を介して上記FF7回路40へ、DC〜5.5k
Hzの信号が端子95を介して上記FF7回路20へ送
られる。このように上記フィルタバンク90では、入力
オーディオ信号を非ブロックで3つの帯域に周波数分割
し、高域はど帯域幅が大となるような分割を行っている
。なお、第7図の例では、フィルタをQMFとしている
がBPF (バンドパスフィルタ)を用いた構成とする
ことも可能である。
That is, in FIG. 6, the input terminal I is supplied with an input audio signal of DC to 22 kHz obtained by sampling at a sampling frequency fs = 44.1 kHz, for example, and the input audio signal is passed through the filter. It is supplied to bank 9o. The filter bank 90 is, for example, a QMF91.9 as shown in FIG.
2 are connected in cascade in two stages, and the input audio signal of DC to 22kHz supplied to the input terminal 1 is Q
It is supplied to MF91. The QMF91 divides the input audio signal into two at 11kHz, so the QMF91 outputs DC~1lk-211kHz~2
An output signal with a band of 2 kHz is obtained. The output signal in the band of 11 kHz to 22 kHz is sent to the FF7 circuit 60 via the terminal 93. Above DC~11
The output signal of & is sent to QMF92. The QMF9
2 divides the input signal into two at 5.5kHz, so from the QMF92, DC to 5.5kHz
, 5.5, an output signal in the band of 7 to 11 kHz is obtained. 5.5kl (z ~ 1lkl (z signal is sent to the FF7 circuit 40 through the terminal 94, DC ~ 5.5kl)
A Hz signal is sent to the FF7 circuit 20 via the terminal 95. In this manner, the filter bank 90 frequency-divides the input audio signal into three bands in a non-blocking manner, and performs the division such that the high frequency band has a large bandwidth. In the example of FIG. 7, the filter is a QMF, but a configuration using a BPF (band pass filter) is also possible.

このフィルタバンク90からDC〜5.5kHzの帯域
の信号が供給されるFFT回路20では、供給された信
号を10駆毎にブロック化してこのブロック毎にFFT
処理を行う。また、5.5kHz〜11k[zの帯域の
信号か供給されるFFT回路40では5ms毎のブロッ
クでのFFT処理を行い、11kHz〜22kHzの帯
域の信号か供給されるFFT回路60では15m5毎の
ブロックでのFFT処理を行う。すなわち、これらFF
T回路20゜40.60では、高域はとFFTされるブ
ロック長を小となす処理が行われる。このように、本具
体例では、各FF7回路20,40.60においてブロ
ックを形成する際に、高域での時間ブロック長を小とな
す処理を行うことにより、この高域での時間分解能を上
げ、かつ低域では時間分解能を下げてlブロック内のサ
ンプル数を増やして周波数分解能を上げている。すなわ
ち、通常の音声信号は高域で定常区間か短いため上述の
ように高域での時間分解能を上げることは有効であり、
また、一般に、人間の聴覚における周波数分解能は低域
で高いものであるため、上述のように低域での周波数分
解能を上げることも有効となる。
The FFT circuit 20 to which signals in the band from DC to 5.5 kHz are supplied from the filter bank 90 divides the supplied signals into blocks every 10 drives and performs FFT on each block.
Perform processing. Further, the FFT circuit 40 to which signals in the band of 5.5kHz to 11k[z are supplied performs FFT processing in blocks every 5ms, and the FFT circuit 60 to which signals in the band from 11kHz to 22kHz are supplied performs FFT processing in blocks of every 15m5. Perform FFT processing in blocks. That is, these FF
In the T circuit 20°40.60, processing is performed to reduce the block length to which the high frequency band is subjected to FFT. In this way, in this specific example, when forming blocks in each of the FF7 circuits 20, 40, 60, the time resolution in the high frequency range is increased by performing processing to reduce the time block length in the high frequency range. In the upper and lower frequencies, the time resolution is lowered and the number of samples within the l block is increased to increase the frequency resolution. In other words, since a normal audio signal has a short stationary section in the high frequency range, it is effective to increase the time resolution in the high frequency range as described above.
Furthermore, since the frequency resolution of human hearing is generally high in the low range, it is also effective to increase the frequency resolution in the low range as described above.

ここで、第8図に、上記フィルタバンク90と各FF7
回路20.40.60とによる処理の時間ブロックを示
す。すなわちこの第8図には、上記帯域分割、FFT等
のそれぞれの処理単位(ブロック)を示しており、図中
b (p、  q、  r)におけるp、q+  rの
3つのパラメータにより、ブロックが指定されている。
Here, FIG. 8 shows the filter bank 90 and each FF 7.
3 shows time blocks of processing by circuits 20, 40, and 60; In other words, Fig. 8 shows each processing unit (block) of the above-mentioned band division, FFT, etc., and the block is specified.

pは時間経過を、qは帯域を、rは時間ブロックを示し
ている。この第8図において、DC〜5.5kHzの低
域では各帯域の1つの時間ブロック力月0+nsの時間
長(時間分解能)となることを示している。また5、5
kHz〜11kHzの中域では1つの時間ブロック長が
5msとなることを、IIkHz〜22kHzの高域で
は1つの時間ブロック長がL5msとなることを示して
いる。
p indicates the passage of time, q indicates the band, and r indicates the time block. FIG. 8 shows that in the low frequency range from DC to 5.5 kHz, one time block in each band has a time length (time resolution) of 0+ns. Also 5,5
It shows that in the middle range of kHz to 11 kHz, the length of one time block is 5 ms, and in the high range of II kHz to 22 kHz, the length of one time block is L5 ms.

上記FF7回路20.40.60でFFT処理されて得
られた各帯域毎のFFT係数データは、前記第1図の第
1.第2のノイズレベル設定回路17.18に対する各
回路によって、同時刻マスキング(周波数軸上のマスキ
ング効果)及びテンポラルマスキング効果を考慮した第
1.第2の許容ノイズレベルが設定される。
The FFT coefficient data for each band obtained by the FFT processing in the FF7 circuit 20, 40, and 60 is shown in FIG. Each circuit for the second noise level setting circuit 17 and 18 controls the first noise level setting circuit which takes simultaneous masking (masking effect on the frequency axis) and temporal masking effect into consideration. A second acceptable noise level is set.

この第1.第2の許容ノイズレベルは、例えば、以下の
ようにして求められる。
This first. The second allowable noise level is determined, for example, as follows.

上記FF7回路20.40.60の出力データは、全体
として更に上記クリティカルバンド(臨界帯域)に分割
される。この帯域分割を行うため、FFT回路20の出
力データ(周波数帯域DC〜5.5kHz)は、臨界帯
域分割回路21によって、更に上記クリティカルバンド
の低域側の例えば20個分のバンドに分割される。また
、FFT回路40の出力データ(5,5に市〜1lkl
)は、臨界帯域分割回路4】によって、更にクリティカ
ルバンドの中域の例えば3つ分のバンドに分割され、F
FT回路60の出力データ(11kHz〜22に&)は
、臨界帯域分割回路61により更にクリティカルバンド
の高域の例えば2つ分のバンドに分割される。
The output data of the FF7 circuit 20, 40, 60 as a whole is further divided into the critical bands. To perform this band division, the output data (frequency band DC to 5.5 kHz) of the FFT circuit 20 is further divided into, for example, 20 bands on the lower frequency side of the critical band by the critical band division circuit 21. . In addition, the output data of the FFT circuit 40 (5, 5 to 1lkl
) is further divided into, for example, three bands in the middle range of the critical band by the critical band dividing circuit 4, and F
The output data (from 11 kHz to 22 kHz) of the FT circuit 60 is further divided by a critical band dividing circuit 61 into, for example, two high-frequency bands of the critical band.

上記各臨界帯域分割回路21.41.61の出力は、そ
れぞれエネルギ検出回路22. 42. 62に送られ
る。各エネルギ検出回路22,42.。
The outputs of the critical band division circuits 21, 41, and 61 are respectively connected to the energy detection circuits 22. 42. Sent to 62. Each energy detection circuit 22, 42. .

62では、上記各FF7回路20,40.60での各時
間ブロック毎でかつ各クリティカルバンド毎のデータの
エネルギ(各バンドでのスペクトル強度)か、例えば、
各バンド内のそれぞれの振幅値の総和(振幅値のピーク
又は平均或いはエネルギ総和)をとることにより求めら
れる。該エネルギ検出回路22.42.62の出力は、
各クリティカルバンド毎の総和のスペクトル(パークス
ペクトルSB、前述の第2図参照)である。
62, the energy of data (spectral intensity in each band) for each time block and for each critical band in each of the FF7 circuits 20, 40.60, for example,
It is obtained by taking the sum of the respective amplitude values in each band (the peak or average of the amplitude values, or the sum of energy). The output of the energy detection circuit 22.42.62 is
This is the spectrum of the sum of each critical band (park spectrum SB, see above-mentioned FIG. 2).

ここで、上記パークスペクトルSBの周波数軸でのマス
キングに於ける影響を考慮するため、上記パークスペク
トルSBに所定の重みづけの関数を畳込む(コンボリュ
ーション)。このため上記エネルギ検出回路22.42
.46の出力すなわち上記パークスペクトルSBの各値
は、上記第1図の第1のノイズレベル設定回路17とし
てのマスキングスペクトル算出回路75に送られる。当
該マスキングスペクトル算出回路75は、前述した第3
図のフィルタ回路76、引算器78.関数発生回路77
、割算器79と同様に構成されるものであるため、詳細
な説明は省略する。ただし、二のマスキングスペクトル
算出回路75に供給される信号は、上述したように臨界
帯域か3つにわけられたものである。
Here, in order to consider the influence of the park spectrum SB on masking on the frequency axis, the park spectrum SB is convolved with a predetermined weighting function (convolution). Therefore, the energy detection circuit 22.42
.. 46, that is, each value of the park spectrum SB, is sent to the masking spectrum calculation circuit 75 as the first noise level setting circuit 17 shown in FIG. The masking spectrum calculation circuit 75 includes the third masking spectrum calculation circuit 75 described above.
The filter circuit 76 and subtracter 78 shown in the figure. Function generation circuit 77
, and the divider 79, detailed explanation will be omitted. However, the signal supplied to the second masking spectrum calculation circuit 75 is divided into three critical bands as described above.

また、本具体例回路においては、上述した周波数軸上の
マスキングを考慮した第!の許容ノイズレベルの設定と
共に、上記第2の許容ノイズレベルも設定するようにし
ている。ここで、第8図において例えばブロックB2か
ら見ると、上記時間的に先行するデータはブロックBl
(それ以前のブロックも含む)のデータとなり、後行す
′るデータはブロックB3(それ以後のブロックも含む
)のデータとなる。これらブロックBl、B3 (或い
はより複数のブロック)の少なくとも一方のデータにと
もづいて上記ブロックB2内の各周波数成分に対する第
2の許容ノイズレベル(マスキングレベル)を設定する
ようにしている。更に、本具体レベルでは、上記第2の
許容ノイズレベルでの上記少なくとも一方は、時間的に
先行するデータとする。すなわち、テンポラルマスキン
グにおいてマスキング効果の時間が長いフォワードマス
キングを考慮して時間的に先行する上記ブロックBlの
データに基づいてブロックB2への許容ノイズレベルを
求めている。また更に、本具体例では、時間的に異なる
期間の周波数成分的に同一のもののエネルギに基づいて
上記第2の許容ノイズレベルを設定するようにしている
。すなわち、クリティカルバンドのうち同じ周波数バン
ドの時間的に先行、後行するデータのエネルギに基づい
て第2の許容ノイズレベルを設定している。
In addition, in this specific example circuit, the masking on the frequency axis mentioned above is taken into account! In addition to setting the allowable noise level, the second allowable noise level is also set. Here, in FIG. 8, for example, when looking from block B2, the temporally preceding data is block B1.
(including previous blocks), and subsequent data becomes data of block B3 (including subsequent blocks). A second permissible noise level (masking level) for each frequency component in the block B2 is set based on data of at least one of these blocks B1 and B3 (or a plurality of blocks). Further, at this concrete level, at least one of the above at the second allowable noise level is temporally preceding data. That is, in temporal masking, the allowable noise level for block B2 is determined based on the data of the temporally preceding block B1, taking into account forward masking in which the masking effect takes a long time. Furthermore, in this specific example, the second allowable noise level is set based on the energy of the same frequency component in temporally different periods. That is, the second allowable noise level is set based on the energy of temporally preceding and following data in the same frequency band among the critical bands.

このため、上記エネルギ検出回路22.42゜62の出
力は、それぞれ、上記第2のノイズレベル設定手段の期
間遅延回路23.43.63及び5ms遅延回路51,
2.5ms遅延回路71に送られる。
Therefore, the outputs of the energy detection circuit 22.42.62 are the period delay circuit 23.43.63 and the 5ms delay circuit 51 of the second noise level setting means, respectively.
The signal is sent to a 2.5 ms delay circuit 71.

ここで、上記期間遅延回路23,43.63は、それぞ
れ供給されたデータを例えば10au;ブロックの期間
毎に遅延を行うものである。また、上記期間遅延回路4
3及び63の出力は、それぞれ合成回路50.70に送
られる。該合成回路50及び70は、上記FF7回路4
0.60での時間ブロック(5mS+2..5msブロ
ック)のデータをそれぞれ10m5のデータに合成する
ものである。更に、上記5ms遅延回路51は、上記5
駆ブロツク毎に遅延を行うものであり、該5駆遅延回路
51の出力は選択回路52に送られる。当該選択回路5
2は、供給された5msブロックのデータが、現在処理
されている10m5ブロツク内の前のブロックデータで
ある場合は、そのデータを通過させ、また、該10m5
ブロツクの先行する10m5ブロツク内の後のブロック
データである場合は通過させないような切換選択を行う
ものである。すなわち上記現在処理されている10m5
ブロツクを第8図のブロックB2とすると、上記選択回
路52に供給された5msブロックデータが第8図中プ
ロツクb(2゜2、l)である時はオンとなり、b(1
,2゜2)である時はオフとなる選択を行う。上記Z5
駆遅延回路71は、Z5msのブロック毎に遅延を行う
ものであり、当該Z5ms5ms遅延1の出力は、順次
2.5ms遅延回路72.73に送られる。
Here, the period delay circuits 23, 43, and 63 delay the supplied data, for example, for each block period of 10 au. In addition, the period delay circuit 4
The outputs of 3 and 63 are sent to a combining circuit 50.70, respectively. The combining circuits 50 and 70 are the FF7 circuit 4.
The data of time blocks (5 mS+2..5 ms blocks) at 0.60 are combined into data of 10 m5 each. Furthermore, the 5 ms delay circuit 51
A delay is performed for each drive block, and the output of the 5 drive delay circuit 51 is sent to a selection circuit 52. The selection circuit 5
2, if the data of the supplied 5ms block is the previous block data in the 10m5 block currently being processed, it passes that data;
If the data is from a later block within a 10 m5 block preceding the block, switching is performed such that it is not allowed to pass. In other words, the currently processed 10m5
Assuming that the block is block B2 in FIG. 8, when the 5 ms block data supplied to the selection circuit 52 is block b (2°2, l) in FIG.
, 2°2), the selection is made to turn off. Above Z5
The delay circuit 71 delays each block of Z5ms, and the output of the Z5ms5ms delay 1 is sequentially sent to the 2.5ms delay circuits 72 and 73.

各15m5遅延回路?1,72.73の出力はそれぞれ
合成選択回路74に送られる。当該合成選択回路74は
、供給された2、5msブロックデータが、現在処理さ
れている例えばブロックB2の先行するブロックB2内
の後のブロックb(1,3゜4)である場合はオフとし
、また上記ブロックB2内のブロックb (2,3,1
)、b (2,3゜2L b (2,3,3)である場
合はオンとするような切換選択を行う。同時に当該合成
選択回路74では、例えばブロックb (2,3,2)
のデータが供給された時はこのブロックと前のブロック
b (2,3,1)との合成を行い、ブロックb(2,
3,3)のデータが供給される時は該ブロックと前の2
つのブロックb (2,3,1)、  b(2,3,2
)との合成い、ブロックb (2,3゜4)のデータが
供給される時は該ブロックと前の3つのブロックb (
2,3,l)、  b (2,3゜2)、ブロックb 
(2,3,3)との合成を行うようになっている。
Each 15m5 delay circuit? The outputs of 1, 72, and 73 are sent to a combination selection circuit 74, respectively. The synthesis selection circuit 74 is turned off when the supplied 2.5 ms block data is the subsequent block b (1, 3° 4) in the preceding block B2 of the currently processed block B2, for example, Also, block b (2, 3, 1
), b (2,3°2L b (2,3,3), a switching selection is made such that it is turned on. At the same time, the synthesis selection circuit 74 selects, for example, block b (2,3,2).
When data is supplied, this block is combined with the previous block b (2, 3, 1), and block b (2, 3, 1) is combined.
3, When the data of 3) is supplied, this block and the previous 2
two blocks b (2, 3, 1), b (2, 3, 2
), when the data of block b (2,3゜4) is supplied, this block and the previous three blocks b (
2,3,l), b (2,3゜2), block b
(2, 3, 3).

上記期間遅延回路23の出力は重付合成回路24に、上
記合成回路501選択回路52の出力は重付合成回路4
4に、上記合成回路702合成選択回路74の出力は重
付合成回路64に送られる。
The output of the period delay circuit 23 is sent to the weighted synthesis circuit 24, and the output of the synthesis circuit 501 selection circuit 52 is sent to the weighted synthesis circuit 4.
4, the output of the synthesis circuit 702 and the synthesis selection circuit 74 is sent to the weighted synthesis circuit 64.

また、各重付合成回路24.44.64には、前記マス
キングスペクトル算出回路75からのデータも供給され
るようになっている。ここで、各重付合成回路24.4
4.64は、供給されたデータに対して同時刻及びスペ
クトルマスキング効果を考慮した重み付けの係数を合成
するものである。
Furthermore, data from the masking spectrum calculation circuit 75 is also supplied to each weighted synthesis circuit 24, 44, 64. Here, each weighted synthesis circuit 24.4
4.64 is for synthesizing weighting coefficients that take into account simultaneous time and spectral masking effects for supplied data.

すなわち、この重み付けの係数は、マスキング効果を考
慮して設定される係数であり、例えば現在のブロックの
信号に対して先行或いは後行するブロックの信号を正規
化してlとした場合、該先行或いは後行するのブロック
の信号による周波数軸上のマスキング及びテンポラルマ
スキング等に基づいた上記現在のブロックの信号に対し
て作用するレベルに対応した重み付けの係数が、該先行
或いは後行するブロックの信号に対して重み付けられる
。これにより、周波数軸上及びテンポラルマスキング効
果を利用した許容ノイズレベル(マスキングスペクトル
)が設定可能となる。
That is, this weighting coefficient is a coefficient that is set in consideration of the masking effect. For example, if the signal of a block preceding or following the current block is normalized to l, A weighting coefficient corresponding to the level that acts on the signal of the current block based on frequency axis masking and temporal masking etc. by the signal of the following block is applied to the signal of the preceding or following block. weighted against. This makes it possible to set the allowable noise level (masking spectrum) using the frequency-axis and temporal masking effects.

なお、上述のマスキング効果を考慮したマスキングスペ
クトルは、同じクリティカルバンド内で求められている
が、他のクリティカルバンド間でのマスキングを考慮し
たものとすることも可能である。
Note that although the masking spectrum that takes into account the above-mentioned masking effect is obtained within the same critical band, it is also possible to take into account masking between other critical bands.

これら各重付合成回路24,44.64の出力は、更に
それぞれ合成回路25,45.65を介して減算器27
,47.67に送られる。ここで、これら減算器27.
47.67は、前述の第3図の減算器121と略同様に
機能するものであり詳細な説明は省略する。ただし、こ
れら減算器27゜47.67で扱われる帯域は、上述し
たようにクリティカルバンドを3つに分けたそれぞれの
帯域となっている。
The outputs of these weighted synthesis circuits 24, 44.64 are further passed through synthesis circuits 25, 45.65 to a subtracter 27.
, 47.67. Here, these subtractors 27.
47.67 functions substantially in the same manner as the subtracter 121 shown in FIG. 3 described above, and detailed explanation thereof will be omitted. However, the bands handled by these subtracters 27°47.67 are the respective bands obtained by dividing the critical band into three, as described above.

該減算器27,47.67の出力は、ROM28.48
.68に送られる。これらROM28゜48.68も、
第3図のROM122と略同様に機能するものであり詳
細な説明は省略する。ただし、これらROMZ8.48
.68で扱う帯域も、クリティカルバンドを3つに分け
たそれぞれの帯域となっている。
The output of the subtracter 27, 47.67 is stored in the ROM 28.48.
.. Sent to 68. These ROM28°48.68 are also
It functions in substantially the same way as the ROM 122 in FIG. 3, and detailed explanation will be omitted. However, these ROMZ8.48
.. The bands handled by 68 are also divided into three critical bands.

このようなことから、本具体例回路でも、上記クリティ
カルバンドの各バンド毎のエネルギによる同時刻マスキ
ングと、テンポラルマスキングとを考慮した第1.第2
の許容ノイズレベルに応じて上記ノイズフィルタ13の
フィルタ係数が定められている。
For this reason, in this specific example circuit as well, the first masking method takes into account the simultaneous masking based on the energy of each critical band and the temporal masking. Second
The filter coefficients of the noise filter 13 are determined according to the allowable noise level.

上述のようにして決定されたフィルタ係数が合成回路8
5によって全帯域合成かなされ、その後出力端子4から
第1図のノイズフィルタ13に送られる。
The filter coefficients determined as described above are applied to the synthesis circuit 8.
5 performs full band synthesis, and is then sent from the output terminal 4 to the noise filter 13 in FIG.

なお、上記遅延回路30,55.80は上記臨界帯域分
割回路21,41.61以降の回路での遅延量を考慮し
て設けられているものであり、遅延回路31.56.8
1は、期間遅延回路23゜43.63.5ms遅延回路
51,2.5ms遅延回路71、マスキングスペクトル
算出回路75以降の各回路での遅延量を考慮して設けら
れている。
Note that the delay circuits 30, 55.80 are provided in consideration of the amount of delay in the circuits after the critical band division circuit 21, 41.61, and the delay circuits 31.56.8
1 is provided in consideration of the amount of delay in each circuit after the period delay circuit 23°43.63.5ms delay circuit 51, 2.5ms delay circuit 71, and masking spectrum calculation circuit 75.

また、上記合成回路25,45.65での合成の際には
、前述の第3図の最小可聴カーブ発生回路129と同様
の最小可聴カーブ発生回路26゜46.66からのデー
タも供給されている。ただし、これら最小可聴カーブ発
生回路26.46゜66からのデータも、クリティカル
バンドを3つに分けたそれぞれの帯域に対応するデータ
となっている。
Furthermore, during the synthesis in the synthesis circuits 25, 45.65, data from the minimum audible curve generation circuit 26° 46.66, which is similar to the minimum audible curve generation circuit 129 shown in FIG. 3, is also supplied. There is. However, the data from these minimum audible curve generating circuits 26.46°66 are also data corresponding to each of the three bands of the critical band.

上述のようなことから、本実施例のオーディオ信号の量
子化誤差低減装置を、例えば規格統一されたディジタル
オーディオ機器(例えばいわゆるコンパクトディスク、
ディジタル・オーディオ・テープレコーダ等)に適用す
れば、該統一規格から現実に得られるダイナミックレン
ジよりも、聴感上でより高いダイナミックレンジの再生
音を得られるようになる。例えば、統一規格(上記CD
From the above, the audio signal quantization error reduction device of this embodiment can be used, for example, with standardized digital audio equipment (for example, so-called compact discs, etc.).
If applied to a digital audio tape recorder, etc., it becomes possible to obtain reproduced sound with a higher dynamic range perceptually than the dynamic range actually obtained from the unified standard. For example, the unified standard (the above CD
.

DATの場合16ビツトスロツトワード長の規格)を維
持したままで(再生側には変更を加えず、コンパチビリ
ティ−を保ったままで)、このオーディオ信号の再生音
の聴感上のダイナミックし・ンジを上げることができる
ようになる。
While maintaining the 16-bit slot word length standard (in the case of DAT) (without making any changes to the playback side and maintaining compatibility), we can change the perceptual dynamic changes in the playback sound of this audio signal. be able to raise the

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明のオーディオ信号の量子化誤差低減装置において
は、所定期間毎のブロックの入力ディジタル信号を周波
数分析し、各周波数成分のエネルギに基づいた第1の許
容ノイズレベルと、ブロックに時間的に先後行するデー
タの少なくとも一方のエネルギに基づいた第2の許容ノ
イズレベルとの少なくとも一方に基づいて、ノイズフィ
ルタのフィルタ特性を設定するようにしたことにより、
聴感上のノイズを低減して聴感上のダイナミックレンジ
を上げることができるようになった。
The audio signal quantization error reduction device of the present invention frequency-analyzes the input digital signal of the block for each predetermined period, and determines the first permissible noise level based on the energy of each frequency component and the temporally preceding noise level of the block. By setting the filter characteristics of the noise filter based on at least one of the second allowable noise level based on the energy of at least one of the data to be processed,
It has become possible to reduce auditory noise and increase the auditory dynamic range.

したがって、本発明のオーディオ信号の量子化誤差低減
装置を、例えば規格統一されたディジタルオーディオ機
器に適用すれば、該統一規格から現実に得られるダイナ
ミックレンジよりも、聴感上でより高いダイナミックレ
ンジの再生音を得られるようになる。例えば、統一規格
を維持したままで(再生側には変更を加えず、コンパチ
ビリティ−を保ったままで)、このオーディオ信号の再
生音の聴感上のダイナミックレンジを上げることがてき
るようになる。
Therefore, if the audio signal quantization error reduction device of the present invention is applied to, for example, digital audio equipment that has a unified standard, it will be possible to reproduce a dynamic range that is perceptually higher than the dynamic range actually obtained from the unified standard. You will be able to get sound. For example, it becomes possible to increase the perceptual dynamic range of the reproduced sound of this audio signal while maintaining the unified standard (while maintaining compatibility without making any changes to the reproduction side).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明実施例のオーディオ信号の量子化誤差低
減装置の概略構成のブロック図、第2図パークスペクト
ルを示す図、第3図は具体例回路を示すブロック図、第
4図マスキングスペクトルを示す図、第5図は最小可聴
カーブ、マスキングスペクトルを合成した図、第6図は
他の具体例回路を示すブロック図、第7図はフィルタバ
ンクの例を示すブロック回路図、第8図は他の具体例で
のブロックを説明するための図である。 10.12・・・・加算器 11・・・・・・量子化器 13・・・・・・ノイズフィルタ 14・・・・・・フィルタ係数算出回路15・・・・・
・ブロック化回路 16・・・・・・周波数分析回路 17・・・・・・第1のノイズレベル設定回路18・・
・・・・第2のノイズレベル設定回路特許出願人   
 ソニー株式会社
Fig. 1 is a block diagram of a schematic configuration of an audio signal quantization error reduction device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a park spectrum, Fig. 3 is a block diagram showing a specific example circuit, and Fig. 4 is a masking spectrum. FIG. 5 is a diagram showing the minimum audible curve and masking spectrum combined. FIG. 6 is a block diagram showing another specific example circuit. FIG. 7 is a block circuit diagram showing an example of a filter bank. FIG. 8 is a diagram for explaining blocks in another specific example. 10.12... Adder 11... Quantizer 13... Noise filter 14... Filter coefficient calculation circuit 15...
- Blocking circuit 16... Frequency analysis circuit 17... First noise level setting circuit 18...
...Second noise level setting circuit patent applicant
Sony Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】  量子化器で発生した量子化誤差をノイズフィルタを介
して上記量子化器の入力側に帰還するようにしたオーデ
ィオ信号の量子化誤差低減装置において、 入力オーディオ信号を所定期間毎にブロック化するブロ
ック化手段と、 上記ブロック化手段からの各ブロック毎に周波数分析を
行う周波数分析手段と、 上記周波数分析手段の出力のうち、上記ブロック内の各
周波数成分のエネルギに基づいて第1の許容ノイズレベ
ルを設定する第1のノイズレベル設定手段と、 上記周波数分析手段の出力のうち、上記ブロックに時間
的に先行するデータ及び時間的に後行するデータの少な
くとも一方のエネルギに基づいて、当該ブロックの各周
波数成分の第2の許容ノイズレベルを設定する第2のノ
イズレベル設定手段とを有し、 上記ノイズフィルタのフィルタ特性を、上記第1及び第
2のノイズレベル設定手段の少なくとも一方の出力に基
づいて設定することを特徴とするオーディオ信号の量子
化誤差低減装置。
[Scope of Claim] An audio signal quantization error reduction device in which a quantization error generated in a quantizer is fed back to the input side of the quantizer via a noise filter, comprising: a blocking means for dividing each block into blocks; a frequency analysis means for performing frequency analysis on each block from the blocking means; and a frequency analysis means for performing frequency analysis on each block from the frequency analysis means, based on the energy of each frequency component in the block among the outputs of the frequency analysis means. a first noise level setting means for setting a first allowable noise level; and a first noise level setting means for setting a first allowable noise level; and a second noise level setting means for setting a second allowable noise level of each frequency component of the block based on the filter characteristics of the noise filter, the filter characteristics of the noise filter are set by the first and second noise level setting means. A quantization error reduction device for an audio signal, characterized in that the setting is made based on the output of at least one of the following.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5794179A (en) * 1995-07-27 1998-08-11 Victor Company Of Japan, Ltd. Method and apparatus for performing bit-allocation coding for an acoustic signal of frequency region and time region correction for an acoustic signal and method and apparatus for decoding a decoded acoustic signal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5794179A (en) * 1995-07-27 1998-08-11 Victor Company Of Japan, Ltd. Method and apparatus for performing bit-allocation coding for an acoustic signal of frequency region and time region correction for an acoustic signal and method and apparatus for decoding a decoded acoustic signal

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