JPH05218771A - サブバンド符号化信号再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 音響信号再生に使用されるサブバンド符号化
信号再生装置において、簡単な構成で再生信号のダイナ
ミックレンジの圧縮を実現する。 【構成】 サブバンド符号化信号の最大値情報を最大値
情報格納手段３２に、ビット割当情報をビット割当情報
格納手段３３に格納し、変換パラメータ設定手段３６で
は格納された最大値情報に基づいて変換パラメータを設
定し、最大値情報変換手段３７１〜３７ｎでは最大値情
報格納手段３２から出力される各サブバンド毎の最大値
情報を変換パラメータ設定手段３６の出力信号に応じて
変換する。各サブバンド毎のサンプルデータは、ビット
割当情報格納手段３３に格納された各サブバンド毎のビ
ット割当情報のビット数で、かつ、最大値情報変換手段
３７１〜３７ｎの出力に基づいて量子化復元手段３４１
〜３４ｎで量子化復元され、量子化復元された各サブバ
ンドの信号を合成フィルタ３５によって合成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はサブバンド符号化信号を
再生するサブバンド符号化信号再生装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、人間の聴覚系を考慮した信号圧縮
を行うサブバンド符号化が音響信号の帯域圧縮技術とし
て用いられ、少ない情報量でありながら、高音質と大き
なダイナミックレンジの音響信号再生を可能としてい
る。一方、音響信号の聴取においては、その周囲環境の
騒音により再生信号中の小さい音が騒音によって聞き取
れなくなり、ダイナミックレンジの広さがかえって障害
となる場合がある。この対策として、再生信号のダイナ
ミックレンジを圧縮することによって小さな音も聞き取
り易くするサブバンド符号化信号再生装置がある。

【０００３】以下に、従来のサブバンド符号化信号再生
装置について説明する。図１２はサブバンド符号化信号
再生装置の第１の従来例の構成を示すブロック図であ
る。図１２において、１は磁気テープ再生手段、２はデ
コーダである。５１は同期検出手段、５２は最大値情報
格納手段、５３はビット割当情報格納手段、５４１〜５
４ｎは量子化復元手段、５５は合成フィルタであり、以
上でサブバンド符号化信号復調部５を構成する。６はＤ
／Ａ変換手段、７はパワーアンプ、８はスピーカであ
る。９１は利得制御手段、９２はレベル検出手段であ
り、以上でダイナミックレンジ圧縮部９を構成する。

【０００４】以上のように構成された従来のサブバンド
符号化信号再生装置について、以下その動作について説
明する。

【０００５】まず、サブバンド符号化信号の信号ソース
について説明する。図１２に示すように、この例は記録
媒体が磁気テープの場合である。磁気テープ再生手段１
により、磁気テープに記録されたディジタル信号を再生
する。再生されたディジタル信号はデコーダ２において
復号され、記録時に付加された誤り訂正信号に基づいて
訂正処理、並びに信号の並べ変え等を行う。こうしてデ
コーダ２の出力においてサブバンド符号化信号を得る。
図１３はデコーダ２の出力のサブバンド符号化信号のフ
レームの構成を示すフレーム構成図である。図１３に示
すように、このサブバンド符号化信号は、１つのフレー
ムが同期信号，ビット割当情報，最大値情報，サンプル
データによって構成される。ここでビット割当情報は、
複数の周波数帯域に分割した各サブバンドに割り当てる
量子化ビット数の情報であり、最大値情報は各サブバン
ド毎のフレーム内における信号レベルの最大値の情報で
あり、サンプルデータは各サブバンド毎に最大値情報に
基づいて正規化され量子化された信号サンプルのデータ
である。

【０００６】次に、サブバンド符号化信号復調部５の動
作について説明する。デコーダ２より出力されたサブバ
ンド符号化信号は同期検出手段５１に入力され、その同
期信号によって同期を取ることによって、最大値情報，
ビット割当情報，サンプルデータに分離し出力される。
最大値情報は最大値情報格納手段５２に、ビット割当情
報はビット割当情報格納手段５３にそれぞれ格納され
る。量子化復元手段５４１〜５４ｎは、ビット割当情報
格納手段５３のビット割当情報に基づく量子化ビット数
で、最大値情報格納手段５２の最大値情報に基づいて、
各サブバンド毎にサンプルデータを量子化復元すること
によって、各サブバンド毎の信号を復元する。合成フィ
ルタ５５は、量子化復元５４１〜５４ｎより出力される
各サブバンド毎の信号を合成することにより、帯域分割
のない量子化データを得る。

【０００７】次に、ダイナミックレンジ圧縮部９の動作
について説明する。合成フィルタ５５の出力はダイナミ
ックレンジ圧縮部９に入力され、ダイナミックレンジが
圧縮される。まず、ダイナミックレンジ圧縮部９の入出
力静特性を示し、動作の概念を説明する。ダイナミック
レンジ圧縮部９の入出力静特性を図１４に示す。ダイナ
ミックレンジ圧縮部９では、入力信号が最大入力から−
２４ｄＢまでは、出力信号が０ｄＢから−１２ｄＢとな
るように対数直線的な利得変換を行う。また、入力信号
が−２４ｄＢ以下のレベルでは利得変換を行わず、利得
１で出力する。こうして最大入力に対し−２４ｄＢ以下
の入力信号では１２ｄＢの利得を持ち、結果的にダイナ
ミックレンジが１２ｄＢ圧縮される。次に、ダイナミッ
クレンジ圧縮部９の動特性について内部のタイミングを
示し、説明する。ダイナミックレンジ圧縮部９の入力信
号の例として、信号振幅の包絡線が図１５（ａ）に示す
ような時間的に０ｄＢから−２４ｄＢの間を変化する信
号とする。レベル検出手段９２では図１５（ｂ）に示す
ように入力信号の振幅の包絡線をＴｒの時定数を持って
検出する。利得制御手段９１ではレベル検出手段９２か
らの検出レベルに応じて図１４の入出力静特性を実現す
るように利得を制御する。利得制御手段９１の出力信号
は図１５（ｃ）に示すように、ダイナミックレンジ圧縮
部９の入力信号が０ｄＢの時には０ｄＢを出力し、入力
信号が−２４ｄＢに変化すると−２４ｄＢに変化し、時
定数Ｔｒで−１２ｄＢに近づく、入力信号が再び０ｄＢ
に変化すると出力信号は０ｄＢになる。こうしてダイナ
ミックレンジが圧縮される。なお、利得制御手段９１で
は、サンプルデータ毎にレベル検出手段９２の出力信号
に基づく係数をサンプルデータに乗算することによって
所望の利得制御を行う。ダイナミックレンジ圧縮部９の
出力信号はＤ／Ａ変換手段６に入力され、アナログ信号
に変換された後、パワーアンプ７で増幅され、スピーカ
８を駆動することによって再生、聴取することができ
る。

【０００８】次に、サブバンド符号化信号再生装置の第
２の従来例について説明する。本来、ダイナミックレン
ジの圧縮は外部騒音下での聴取を容易にするために行わ
れるのであるが、一般に外部騒音レベルは周波数帯域に
よって一様ではなく、例えば外部騒音が低域に大きく高
域に小さいといったような周波数特性を持つ場合に、全
周波数帯域にわたり一様にダイナミックレンジの圧縮を
行うならば、実際の聴取の際に高域の音が相対的に強調
され、不自然に聞こえるという問題が発生する。第２の
従来例はこの問題を解決する場合の例である。

【０００９】図１６はサブバンド符号化信号再生装置の
第２の従来例の構成を示すブロック図である。図１６に
おいて、１は磁気テープ再生手段、２はデコーダであ
る。５１は同期検出手段、５２は最大値情報格納手段、
５３はビット割当情報格納手段、５４１〜５４ｎは量子
化復元手段、５５は合成フィルタであり、以上でサブバ
ンド符号化信号復調部５を構成する。１０はダイナミッ
クレンジ圧縮部、６はＤ／Ａ変換手段、７はパワーアン
プ、８はスピーカである。図１７はダイナミックレンジ
圧縮部１０の内部構成を示すブロック図であり、１０３
１〜１０３ｎはバンドパスフィルタ、１０１１〜１０１
ｎは利得制御手段、１０２はレベル検出手段である。

【００１０】以上のように構成された従来のサブバンド
符号化信号再生装置について、以下その動作について第
１の従来例と異なるダイナミックレンジ圧縮部１０につ
いて説明する。

【００１１】ダイナミックレンジ圧縮部１０に入力され
た信号はバンドパスフィルタ１０３１〜１０３ｎで帯域
分割される。バンドパスフィルタ１０３１〜１０３ｎの
周波数特性を図１８に示す。バンドパスフィルタ１０３
１〜１０３ｎの出力はそれぞれに対応する利得制御手段
１０１１〜１０１ｎに入力される。利得制御手段１０１
１，１０１２の動作について説明する。利得制御手段１
０１１，１０１２の利得制御の静特性を図１９に示す。
利得制御手段１０１１では、ダイナミックレンジ圧縮部
１０に入力される信号が０ｄＢから−２４ｄＢの範囲で
は、利得制御手段１０１１の入力信号に対して出力信号
が０ｄＢから−１２ｄＢとなるように対数直線的な利得
変換を行い、入力される信号が−２４ｄＢ以下の時には
１２ｄＢの利得を持つように変換し出力する。また、利
得制御手段１０１２では、ダイナミックレンジ圧縮部１
０に入力される信号が０ｄＢから−２４ｄＢの範囲で
は、利得制御手段１０１２の入力信号に対して出力信号
が０ｄＢから−１８ｄＢとなるように対数直線的な利得
変換を行い、入力される信号が−２４ｄＢ以下の時には
６ｄＢの利得を持つように変換し出力する。

【００１２】次に、利得制御手段１０１１の動的な入出
力関係についてタイミングを示し説明する。ダイナミッ
クレンジ圧縮部１０の入力信号の例として、信号振幅の
包絡線が図２０（ａ）に示すような時間的に０ｄＢから
−２４ｄＢの間を変化する信号とする。レベル検出手段
１０２では図２０（ｂ）に示すように入力信号の振幅の
包絡線をＴｒの時定数を持って検出する。利得制御手段
１０１１ではレベル検出手段１０２からの検出レベルに
応じて図１９の入出力静特性を実現するように利得を制
御する。利得制御手段１０１１の出力信号は図２０
（ｃ）に示すように、ダイナミックレンジ圧縮部１０の
入力信号が０ｄＢの時には０ｄＢを出力し、入力信号が
−２４ｄＢに変化すると−２４ｄＢに変化し、時定数Ｔ
ｒで−１２ｄＢに近づき、入力信号が再び０ｄＢに変化
すると出力信号は０ｄＢになる。こうしてダイナミック
レンジが圧縮される。制御手段１０１２の動的な入出力
関係についても先と同様にダイナミックレンジ圧縮部１
０の入力信号の例として、信号振幅の包絡線が図２１
（ａ）に示すような時間的に０ｄＢから−２４ｄＢの間
を変化する信号として説明する。レベル検出手段１０２
では図２１（ｂ）に示すように入力信号の振幅の包絡線
をＴｒの時定数を持って検出する。利得制御手段１０１
２ではレベル検出手段１０２からの検出レベルに応じて
図１９の入出力静特性を実現するように利得を制御す
る。利得制御手段１０１２の出力信号は図２１（ｃ）に
示すように、ダイナミックレンジ圧縮部１０の入力信号
が０ｄＢの時には０ｄＢを出力し、入力信号が−２４ｄ
Ｂに変化すると−２４ｄＢに変化し、時定数Ｔｒで−１
８ｄＢに近づき、入力信号が再び０ｄＢに変化すると出
力信号は０ｄＢになる。こうしてダイナミックレンジが
圧縮される。なお、利得制御手段１０１１，１０１２で
は、サンプルデータ毎にレベル検出手段１０２の出力信
号に基づく係数をサンプルデータに乗算することによっ
て所望の利得制御を行う。利得制御手段１０１１〜１０
１ｎの出力信号は合成され出力される。ダイナミックレ
ンジ圧縮部１０の入出力静特性は、図２２に示すように
各周波数帯域毎に異なる圧縮がなされることになり、周
波数の低い帯域ほど圧縮が大きくなり、外部騒音が低い
周波数に偏った中での聴取の際にも自然な再生音を得る
ことができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、（１）ダイナミックレンジの圧縮を行う
ために信号の振幅包絡線を検出する必要があり、また、
その検出レベルに応じて利得を制御する際にサンプルデ
ータ毎にサンプルデータに係数を乗算する必要があり、
これらの機能を実現するには構成が複雑になるという問
題点を有していた。（２）周波数帯域毎に異なる比率で
ダイナミックレンジの圧縮を行うためにバンドパスフィ
ルタを新たに設ける必要があり、構成が複雑になるとい
う問題点を有していた。

【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、（１）高速の演算を必要とせず、簡単な構成でダイ
ナミックレンジの圧縮を実現することができ、（２）バ
ンドパスフィルタを新たに設けることなく、簡単な構成
で周波数特性に片寄りのある外部騒音下での聴取におい
ても自然な再生音を得ることのできるサブバンド符号化
信号再生装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のサブバンド符号化信号再生装置は、 （１）サブバンド符号化信号の最大値情報を格納する最
大値情報格納手段と、前記サブバンド符号化信号のビッ
ト割当情報を格納するビット割当情報格納手段と、前記
最大値情報格納手段の最大値情報を変換する最大値情報
変換手段と、前記最大値情報変換手段の変換パラメータ
を前記最大値情報格納手段の最大値情報に基づいて各サ
ブバンド共通に設定する変換パラメータ設定手段と、
前記サブバンド符号化信号のサンプルデータを前記最大
値情報変換手段の変換された最大値情報と前記ビット割
当情報格納手段のビット割当情報とに基づいてサブバン
ド毎に量子化復元を行う量子化復元手段と、前記量子化
復元手段の出力を合成する合成フィルタとを備えてい
る。

【００１６】（２）サブバンド符号化信号の最大値情報
を格納する最大値情報格納手段と、前記サブバンド符号
化信号のビット割当情報を格納するビット割当情報格納
手段と、前記最大値情報格納手段の最大値情報を変換す
る最大値情報変換手段と、前記最大値情報変換手段の変
換パラメータを前記最大値情報格納手段の最大値情報に
基づいて各サブバンド独立に設定する変換パラメータ設
定手段と、前記サブバンド符号化信号のサンプルデータ
を前記最大値情報変換手段の最大値情報と前記ビット割
当情報格納手段のビット割当情報とに基づいてサブバン
ド毎に量子化復元を行う量子化復元手段と、前記量子化
復元手段の出力を合成する合成フィルタとを備えてい
る。

【００１７】

【作用】本発明は上記した構成により、 （１）サブバンド符号化信号の最大値情報を最大値情報
格納手段に、ビット割当情報をビット割当情報格納手段
に格納し、変換パラメータ設定手段では、最大値情報格
納手段に格納された最大値情報に基づいて変換パラメー
タを設定し、最大値情報変換手段では最大値情報格納手
段から出力される各サブバンド毎の最大値情報を変換パ
ラメータ設定手段の出力値に応じて変換する。この際、
変換パラメータ設定手段では、最大値情報の値の平均値
を大きくするような変換パラメータを設定する。サブバ
ンド符号化信号の各サブバンド毎のサンプルデータは、
ビット割当情報格納手段に格納された各サブバンド毎の
ビット割当情報のビット数で、かつ最大値情報変換手段
の出力である変換された最大値情報に基づいて量子化復
元され、量子化復元された各サブバンドの信号を合成フ
ィルタによって合成することにより、再生信号の平均レ
ベルを増加している。

【００１８】（２）サブバンド符号化信号の最大値情報
を最大値情報格納手段に、ビット割当情報をビット割当
情報格納手段に格納し、変換パラメータ設定手段では、
最大値情報格納手段に格納された最大値情報に基づいて
各サブバンドに独立した変換パラメータを設定し、最大
値情報変換手段では最大値情報格納手段から出力される
各サブバンド毎の最大値情報を各サブバンド毎の変換パ
ラメータ設定手段の出力値に応じて変換する。この際、
変換パラメータ設定手段では、最大値情報の値の平均値
を大きくするような変換パラメータを設定する。サブバ
ンド符号化信号の各サブバンド毎のサンプルデータは、
ビット割当情報格納手段に格納された各サブバンド毎の
ビット割当情報のビット数で、かつ最大値情報変換手段
の出力である変換された最大値情報に基づいて量子化復
元され、量子化復元された各サブバンドの信号を合成フ
ィルタによって合成することにより、再生信号の平均レ
ベルをサブバンド毎に独立した量で増加している。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００２０】図１は本発明の第１の実施例におけるサブ
バンド信号再生装置のブロック図を示すものである。図
１において、１は磁気テープ再生手段、２はデコーダで
ある。３１は同期検出手段、３２は最大値情報格納手
段、３３はビット割当情報格納手段、３４１〜３４ｎは
量子化復元手段、３５は合成フィルタ、３６は変換パラ
メータ設定手段、３７１〜３７ｎは最大値情報変換手段
であり、ｎ個のサブバンドを有する場合の例である。以
上でサブバンド符号化信号復調部３を構成する。６はＤ
／Ａ変換手段、７はパワーアンプ、８はスピーカであ
る。

【００２１】以上のように構成された本発明の第１の実
施例のサブバンド符号化信号再生装置について、以下そ
の動作について説明する。

【００２２】まず、サブバンド符号化信号の信号ソース
について説明する。図１に示すように、この例は記録媒
体が磁気テープの場合である。磁気テープ再生手段１に
より、磁気テープに記録されたディジタル信号を再生す
る。再生されたディジタル信号はデコーダ２において復
号され、記録時に付加された誤り訂正信号に基づいて訂
正処理、並びに信号の並べ変え等を行ったのち出力され
る。図２はデコーダ２の出力のサブバンド符号化信号の
フレームの構成を示すフレーム構成図である。図２に示
すように、このサブバンド符号化信号は、１つのフレー
ムが同期信号，ビット割当情報，最大値情報，サンプル
データによって構成される。ここでビット割当情報は、
複数の帯域に分割した各サブバンドの量子化のために割
り当てる各サブバンド毎の量子化ビット数の情報であ
り、最大値情報は各サブバンド毎のフレーム内における
信号レベルの最大値の情報であり、サンプルデータは各
サブバンド毎に最大値情報に基づいて正規化され量子化
された信号サンプルのデータである。

【００２３】次に、サブバンド符号化信号復調部３の動
作について説明する。デコーダ２より出力されたサブバ
ンド符号化信号は同期検出手段３１に入力され、その同
期信号によって同期を取ることによって、最大値情報，
ビット割当情報，サンプルデータにそれぞれ分離し出力
される。最大値情報は最大値情報格納手段３２に、ビッ
ト割当情報はビット割当情報格納手段３３にそれぞれ格
納される。最大値情報格納手段３２に格納された各サブ
バンド毎のｎ個の最大値情報は、各サブバンド毎に設け
られたｎ個の最大値情報変換手段３７１〜３７ｎにおい
て変換される。この変換の動作について説明する。ここ
で、最大値情報変換手段３７１〜３７ｎのうち、最も大
きな最大値情報を有するサブバンドに対応するものが最
大値情報変換手段３７１であった場合を例にして説明す
る。図３（ａ）に最大値情報変換手段３７１の静的な入
出力関係を示す。最大値情報変換手段３７１では、入力
される最大値情報が取り得る最大の値から−２４ｄＢの
範囲では、出力する最大値情報が０ｄＢから−１２ｄＢ
となるように対数直線的な変換を行う。また、入力され
る最大値情報が−２４ｄＢ以下の時には１２ｄＢの利得
を持つように変換し出力する。次に、図３（ａ）の入出
力関係を得る過程を説明する。変換パラメータ設定手段
３６は、最大値情報格納手段３２の各バンド毎の最大値
情報のうち最も大きな値に応じた変換パラメータを出力
する。この最も大きな最大値情報と変換パラメータの出
力の静的な関係を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）に示す
ように変換パラメータ設定手段３６では最大値情報が０
ｄＢから−２４ｄＢの範囲では変換パラメータとして１
から４の範囲の値を出力し、最大値情報が−２４ｄＢ以
下の範囲では変換パラメータとして４を出力する。最大
値情報変換手段３７１では、変換パラメータ設定手段３
６から出力される変換パラメータに基づいて、入力され
る最大値情報を乗算することによって変換した後出力
し、図３（ａ）に示す入出力関係を得る。

【００２４】次に、最大値情報変換手段３７１の動的な
入出力関係についてタイミングを示し説明する。図４に
変換パラメータ設定手段３６の内部構成を示す。変換パ
ラメータ設定手段３６は、各サブバンド毎の最大値情報
の中から最も大きな値を有する最大値情報を選択する最
大値選択手段３６１、最大値選択手段３６１の出力値の
最大の値を保持する最大値ホールド手段３６２、最大値
ホールド手段３６２の出力から変換パラメータを出力す
る変換パラメータ出力手段３６３で構成される。最大値
情報変換手段３７１に入力する最大値情報の例として、
図５（ａ）に示すように時間的に０ｄＢから−２４ｄＢ
の値の変化をするものとする。また、各サブバンド毎の
最大値情報のうち、図５（ａ）に示す時間内において最
大値情報変換手段３７１に該当するサブバンドの最大値
情報が最も大きいとする。最大値選択手段３６１では各
サブバンドの最大値情報のうち最も大きな値を選択する
から、最大値選択手段３６１の出力は図５（ａ）に示す
のと同じである。最大値ホールド手段３６２は最大値選
択手段３６１の出力を時定数Ｔｒをもって保持する。そ
の出力を図５（ｂ）に示す。ここで時定数Ｔｒはサブバ
ンド符号化信号の１フレームの時間に比べ十分長いもの
とする。変換パラメータ出力手段３６３は最大値ホール
ド手段３６２の出力に基づいて図５（ｃ）のような変換
パラメータを出力する。出力する変換パラメータは図５
（ｃ）に示すように最大値情報の変化に対し時定数を持
った変化をする値である。最大値情報が０ｄＢの時には
１を出力し、最大値情報が−２４ｄＢに変化した時には
Ｔｒの時定数をもって４に近づくような出力値の変化を
する。また、最大値情報が再び０ｄＢに変化したときに
は１を出力する。最大値情報変換手段３７１では、変換
パラメータ設定手段３６より出力される変換パラメータ
を、入力される最大値情報に乗ずることにより図５
（ｄ）に示すように、入力する最大値情報が０ｄＢの時
には０ｄＢを出力し、入力する最大値情報が０ｄＢから
−２４ｄＢに変化したときにはＴｒの時定数をもって−
２４ｄＢから−１２ｄＢに変化する値に変換し出力す
る。入力する最大値情報が再び０ｄＢになったときには
０ｄＢを出力する。また、最大値情報変換手段３７２〜
３７ｎは最大値情報変換手段３７１と同一の変換パラメ
ータで最大値情報を変換する。こうして最大値情報は全
てのサブバンドで同一の利得で変換がなされたことにな
る。量子化復元手段３４１〜３４ｎは、同期検出手段３
１から出力される各サブバンド毎のサンプルデータを、
ビット割当情報格納手段３３の各サブバンド毎のビット
割当情報に示される量子化ビット数で、最大値情報変換
手段３７１〜３７ｎから出力される変換後の各サブバン
ド毎の最大値情報に基づいて、量子化復元を行う。ここ
で、サンプルデータは量子化される際に最大値情報に示
される値を最大値として有する正規化されたデータであ
る。従って、最大値情報変換手段３７１〜３７ｎで先に
述べたような変換を施した最大値情報を量子化復元に用
いることにより、量子化復元手段３４１〜３４ｎより得
られる信号は、最大値情報を変換せずに量子化復元した
信号に比べダイナミックレンジを圧縮するような利得制
御をしたのと同様の効果を得ることができる。合成フィ
ルタ３５は、量子化復元手段３４１〜３４ｎより出力さ
れる各サブバンド毎の信号を合成する。

【００２５】合成フィルタ３５の出力信号はＤ／Ａ変換
手段６に入力され、アナログ信号に変換された後、パワ
ーアンプ７で増幅され、スピーカ８を駆動することによ
って再生、聴取することができる。

【００２６】以上のように本実施例によれば、最大値情
報に応じた変換パラメータを出力する変換パラメータ設
定手段３６と、変換パラメータに応じて最大値情報を変
換する最大値情報変換手段３７１〜３７ｎを設け、変換
後の最大値情報を用いて量子化復元を行うことにより、
１２ｄＢのダイナミックレンジの圧縮が実現できる。従
来例では信号レベルの検出に信号の信号の包絡線を検出
する必要があるが、本実施例ではフレーム毎に信号振幅
の最大値が既に明らかであるために信号レベルの検出が
容易であり、また、従来例ではダイナミックレンジの圧
縮のための利得制御に、サンプルデータ毎にサンプルデ
ータに係数を乗算する必要があったが、本実施例ではフ
レーム毎に各サブバンドの最大値情報に係数を乗算する
だけで実現できるため、簡易な処理を施すことによりダ
イナミックレンジの圧縮を実現することができる。本実
施例では変換パラメータの値の設定は、各サブバンドの
最大値情報のうち最も大きな値を有するものに基づいて
決定しているが、この方法に限定されるものではない。

【００２７】図６は本発明の第２の実施例におけるサブ
バンド信号再生装置のブロック図を示すものである。図
６において、１は磁気テープ再生手段、２はデコーダで
ある。４１は同期検出手段、４２は最大値情報格納手
段、４３はビット割当情報格納手段、４４１〜４４ｎは
量子化復元手段、４５は合成フィルタ、４６１〜４６ｎ
は変換パラメータ設定手段、４７１〜４７ｎは最大値情
報変換手段であり、ｎ個のサブバンドを有する場合の例
である。以上でサブバンド符号化信号復調部４を構成す
る。６はＤ／Ａ変換手段、７はパワーアンプ、８はスピ
ーカであり、以上は図１の構成と同様なものである。図
１と異なるのは変換パラメータ設定手段４６１〜４６ｎ
を各サブバンド独立に設けた点である。

【００２８】以上のように構成された本発明の第２の実
施例のサブバンド符号化信号再生装置について、以下そ
の動作について第１の実施例と異なるサブバンド符号化
信号復調部４の動作について説明する。

【００２９】デコーダ２より出力されたサブバンド符号
化信号は同期検出手段４１に入力され、その同期信号に
よって同期を取ることによって、最大値情報，ビット割
当情報，サンプルデータにそれぞれ分離し出力される。
最大値情報は最大値情報格納手段４２に、ビット割当情
報はビット割当情報格納手段４３にそれぞれ格納され
る。最大値情報格納手段４２に格納された各サブバンド
毎のｎ個の最大値情報は、各サブバンド毎に設けられた
ｎ個の最大値情報変換手段４７１〜４７ｎにおいて変換
される。この変換の動作について説明する。

【００３０】各サブバンドのうち、最も低い周波数のサ
ブバンドに対応するのが最大値情報変換手段４７１であ
るとし、２番目に低い周波数帯域のサブバンドに対応す
るのが最大値情報変換手段４７２であるとする。図７
（ａ）に最大値情報変換手段４７１，４７２の静的な入
出力関係を示す。ただし、この入出力関係は、最大値情
報変換手段４７１，４７２共に各々が対応するサブバン
ドの最大値情報が各サブバンドの最大値情報の中で最も
大きな値を有する場合の関係である。最大値情報変換手
段４７１では、入力される最大値情報が取り得る最大の
値から−２４ｄＢの範囲では、出力する最大値情報が０
ｄＢから−１２ｄＢとなるように対数直線的な変換を行
う。また、入力される最大値情報が−２４ｄＢ以下の時
には１２ｄＢの利得を持つように変換し出力する。ま
た、最大値情報変換手段４７２では、入力される最大値
情報が取り得る最大の値から−２４ｄＢの範囲では、出
力する最大値情報が０ｄＢから−１８ｄＢとなるように
対数直線的な変換を行う。また、入力される最大値情報
が−２４ｄＢ以下の時には６ｄＢの利得を持つように変
換し出力する。次に、図７（ａ）の入出力関係を得る過
程を説明する。

【００３１】変換パラメータ設定手段４６１，４６２
は、最大値情報格納手段４２の各バンド毎の最大値情報
のうち最も大きな値に応じた変換パラメータを出力す
る。この最も大きな最大値情報と変換パラメータ設定手
段４６１，４６２の出力の静的な関係を図７（ｂ）に示
す。図７（ｂ）に示すように変換パラメータ設定手段４
６１では最大値情報が０ｄＢから−２４ｄＢの範囲では
変換パラメータとして１から４の範囲の値を出力し、最
大値情報が−２４ｄＢ以下の範囲では変換パラメータと
して４を出力する。変換パラメータ設定手段４６２では
最大値情報が０ｄＢから−２４ｄＢの範囲では変換パラ
メータとして１から２の範囲の値を出力し、最大値情報
が−２４ｄＢ以下の範囲では変換パラメータとして２を
出力する。最大値情報変換手段４７１，４７２では、変
換パラメータ設定手段４６１，４６２から各々出力され
る変換パラメータに基づいて、入力される最大値情報を
乗算することによって変換し、図７（ａ）に示す入出力
関係を得る。

【００３２】次に、最大値情報変換手段４７１，４７２
の動的な入出力関係についてタイミングを示し説明す
る。図８（ａ）に変換パラメータ設定手段４６１の内部
構成を示す。変換パラメータ設定手段４６１は、各サブ
バンド毎の最大値情報の中から最も大きな値を有する最
大値情報を選択する最大値選択手段４６１１と、最大値
選択手段４６１１の出力値の最大の値を保持する最大値
ホールド手段４６１２、最大値ホールド手段４６１２の
出力から変換パラメータを出力する変換パラメータ出力
手段４６１３で構成される。まず、最大値情報変換手段
４７１について説明する。この場合も先と同様に最大値
情報変換手段４７１に対応するサブバンドの最大値情報
が、全ての最大値情報の中で最も大きな値を有する場合
の例である。最大値情報変換手段４７１に入力する最大
値情報の例として、図９（ａ）に示すように時間的に０
ｄＢから−２４ｄＢの値の変化をするものとする。最大
値選択手段４６１１では各サブバンドの最大値情報のう
ち最も大きな値を選択するから、最大値選択手段４６１
１の出力は図９（ａ）に示すのと同じである。最大値ホ
ールド手段４６１２は最大値選択手段４６１１の出力を
時定数Ｔｒをもって保持する。その出力を図９（ｂ）に
示す。ここで時定数Ｔｒはサブバンド符号化信号の１フ
レームの時間に比べ十分長いものとする。変換パラメー
タ出力手段４６１３は最大値ホールド手段４６１２の出
力に基づいて図９（ｃ）のような変換パラメータを出力
する。出力する変換パラメータは図９（ｃ）に示すよう
に最大値情報の変化に対し時定数を持った変化をする値
である。最大値情報が０ｄＢの時には１を出力し、最大
値情報が−２４ｄＢに変化した時にはＴｒの時定数をも
って４に近づくような出力値の変化する。また、最大値
情報が再び０ｄＢに変化したときには１を出力する。最
大値情報変換手段４７１では、変換パラメータ設定手段
４６１より出力される変換パラメータを、入力される最
大値情報に乗ずることにより図９（ｄ）に示すように、
入力する最大値情報が０ｄＢの時には０ｄＢを出力し、
入力する最大値情報が０ｄＢから−２４ｄＢに変化した
ときにはＴｒの時定数をもって−２４ｄＢから−１２ｄ
Ｂに変化する値に変換し出力する。入力する最大値情報
が再び０ｄＢになったときには０ｄＢを出力する。

【００３３】次に、最大値情報変換手段４７２について
説明する。図８（ｂ）に変換パラメータ設定手段４６２
の内部構成を示す。この構成は変換パラメータ設定手段
４６１と同一である。パラメータ設定手段４６１と動作
の異なる部分について説明する。この場合も先と同様に
最大値情報変換手段４７１に対応するサブバンドの最大
値情報が、全ての最大値情報の中で最も大きな値を有す
る場合の例である。最大値情報変換手段４７２に入力す
る最大値情報の例として、図１０（ａ）に示すように時
間的に０ｄＢから−２４ｄＢの値の変化をするものとす
る。最大値選択手段４６２１では各サブバンドの最大値
情報のうち最も大きな値を選択するから、最大値選択手
段４６２１の出力は図１０（ａ）に示すのと同じであ
る。最大値ホールド手段４６２２は最大値選択手段４６
２１の出力を時定数Ｔｒをもって保持する。その出力を
図１０（ｂ）に示す。ここで時定数Ｔｒはサブバンド符
号化信号の１フレームの時間に比べ十分長いものとす
る。変換パラメータ出力手段４６２３は最大値ホールド
手段４６２２の出力に基づいて図１０（ｃ）のような変
換パラメータを出力する。出力する変換パラメータは図
１０（ｃ）に示すように最大値情報の変化に対し時定数
を持った変化をする値である。最大値情報が０ｄＢの時
には１を出力し、最大値情報が−２４ｄＢに変化した時
にはＴｒの時定数をもって２に近づくような出力値の変
化する。また、最大値情報が再び０ｄＢに変化したとき
には１を出力する。最大値情報変換手段４７２では、変
換パラメータ設定手段４６２より出力される変換パラメ
ータを、入力される最大値情報に乗ずることにより図１
０（ｄ）に示すように、入力する最大値情報が０ｄＢの
時には０ｄＢを出力し、入力する最大値情報が０ｄＢか
ら−２４ｄＢに変化したときにはＴｒの時定数をもって
−２４ｄＢから−１８ｄＢに変化する値に変換し出力す
る。入力する最大値情報が再び０ｄＢになったときには
０ｄＢを出力する。こうして最大値情報は最大値情報変
換手段４７１，４７２においてそれぞれ独立した利得で
変換がなされたことになる。変換パラメータ設定手段４
６３〜４６ｎでは上記と同様の動作を行うのであるが、
対応するサブバンドの周波数帯域が高いものほど、変換
パラメータの値を小さくなるように設定する。量子化復
元手段４４１〜４４ｎは、同期検出手段４１から出力さ
れるサンプルデータを、ビット割当情報格納手段４３の
各サブバンド毎のビット割当情報に示される量子化ビッ
ト数で、最大値情報変換手段４７１〜４７ｎから出力さ
れる変換後の各サブバンド毎の最大値情報に基づいて、
各サブバンド毎に量子化復元を行う。ここで、サンプル
データは量子化される際に最大値情報に示される値を最
大値として有する正規化されたデータである。従って、
最大値情報変換手段４７１〜４７ｎで先に述べたような
変換を施した最大値情報を量子化復元に用いることによ
り、量子化復元手段４４１〜４４ｎより得られる信号
は、各サブバンドにおいて異なる比率でダイナミックレ
ンジの圧縮を行ったことになり、その圧縮率は低い周波
数のサブバンドで大きく、高い周波数のサブバンドでは
小さくなる。合成フィルタ４５は、量子化復元手段４４
１〜４４ｎより出力される各サブバンド毎の信号を合成
する。

【００３４】合成フィルタ４５の出力信号はＤ／Ａ変換
手段６に入力され、アナログ信号に変換された後、パワ
ーアンプ７で増幅され、スピーカ８を駆動することによ
って再生、聴取することができる。各サブバンド毎に異
なるダイナミックレンジの圧縮率を有するために、再生
される信号の静特性は図１１に示すような周波数特性を
実現できる。

【００３５】以上のように本実施例によれば、最大値情
報に応じた変換パラメータを各サブバンド独立に出力す
る変換パラメータ設定手段４６１〜４６ｎと、変換パラ
メータに応じて最大値情報を変換する最大値情報変換手
段４７１〜４７ｎを設け、変換後の最大値情報を用いて
量子化復元を行うことにより、各サブバンドにおいて異
なる比率でダイナミックレンジの圧縮を行うことができ
る。従って、周波数帯域毎に異なる比率のダイナミック
レンジの圧縮が新たにバンドパスフィルタを設けること
なく必要がなく実現できる。

【００３６】本実施例では変換パラメータの値の設定
は、各サブバンドの最大値情報のうち最も大きな値を有
するものに基づいて決定しているが、この方法に限定さ
れるものではない。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明は、（１）最大値情
報に基づいて各サブバンド共通の変換パラメータを設定
し、この変換パラメータに基づいて最大値情報を変換
し、ビット割当情報と変換後の最大値情報とによりサン
プルデータをサブバンド毎に量子化復元することによ
り、サンプルデータ毎の高速な演算を必要とせずに簡易
な構成でダイナミックレンジの圧縮が実現でき、その実
用的効果は大きい。（２）最大値情報に基づいて各サブ
バンド毎の変換パラメータを設定し、これらの変換パラ
メータに基づいて最大値情報を変換し、ビット割当情報
と変換後の最大値情報とによりサンプルデータをサブバ
ンド毎に量子化復元することにより、新たにバンドパス
フィルタを設けること無しに周波数帯域毎に異なる比率
でダイナミックレンジの圧縮が実現でき、かつ、周波数
特性に偏りのある外部騒音下で聴取する際にも聴感上自
然な再生音が得られ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるサブバンド符号
化信号再生装置の構成を示すブロック図

【図２】同第１の実施例におけるサブバンド符号化信号
のフレームの構成を示すフレーム構成図

【図３】（ａ）同第１の実施例における最大値情報変換
手段３７１の静的な入出力関係を示す特性図 （ｂ）同第１の実施例における変換パラメータ設定手段
３６の静的な入出力関係を示す特性図

【図４】同第１の実施例におけるパラメータ設定手段３
６の内部構成を示すブロック図

【図５】同第１の実施例におけるパラメータ設定手段３
６および最大値情報変換手段３７１の動作を示すタイミ
ング図

【図６】本発明の第２の実施例におけるサブバンド符号
化信号再生装置の構成を示すブロック図

【図７】（ａ）同第２の実施例における最大値情報変換
手段４７１，４７２の静的な入出力関係を示す特性図 （ｂ）同第２の実施例における変換パラメータ設定手段
４６１，４６２の静的な入出力関係を示す特性図

【図８】同第２の実施例におけるパラメータ設定手段４
６１，４６２の内部構成を示すブロック図

【図９】同第２の実施例におけるパラメータ設定手段４
６１および最大値情報変換手段４７１の動作を示すタイ
ミング図

【図１０】同第２の実施例におけるパラメータ設定手段
４６２および最大値情報変換手段４７２の動作を示すタ
イミング図

【図１１】同第２の実施例における出力信号の周波数特
性を示す特性図

【図１２】第１の従来例におけるサブバンド符号化信号
再生装置の構成を示すブロック図

【図１３】同第１の従来例におけるサブバンド符号化信
号のフレームの構成を示すフレーム構成図

【図１４】同第１の従来例におけるダイナミックレンジ
圧縮部９の入出力の静特性を示す特性図

【図１５】同第１の従来例におけるダイナミックレンジ
圧縮部９の動作を示すタイミング図

【図１６】第２の従来例におけるサブバンド符号化信号
再生装置の構成を示すブロック図

【図１７】同第２の従来例におけるダイナミックレンジ
圧縮手段１０の内部構成を示すブロック図

【図１８】同第２の従来例におけるバンドパスフィルタ
１０３１〜１０３ｎの周波数特性を示す特性図

【図１９】同第２の従来例における利得制御手段１０１
１，１０１２の入出力静特性を示す特性図

【図２０】同第２の従来例におけるダイナミックレンジ
圧縮部１０の動作を示すタイミング図

【図２１】同第２の従来例におけるダイナミックレンジ
圧縮部１０の動作を示すタイミング図

【図２２】同第２の従来例におけるダイナミックレンジ
圧縮部１０の入出力静特性を示す特性図

【符号の説明】

１ 磁気テープ再生手段 ２ デコーダ ３，４，５ サブバンド符号化信号復調部 ６ Ｄ／Ａ変換手段 ７ パワーアンプ ８ スピーカ ９，１０ ダイナミックレンジ圧縮部 ３１，４１，５１ 同期検出手段 ３２，４２，５２ 最大値情報格納手段 ３３，４３，５３ ビット割当情報格納手段 ３５，４５，５５ 合成フィルタ ３６，４６１〜４６ｎ 変換パラメータ設定手段 ９１，１０１１〜１０１ｎ 利得制御手段 ９２ ，１０２ レベル検出手段 ３４１〜３４ｎ，４４１〜４４ｎ，５４１〜５４ｎ 量
子化復元手段 ３６１，４６１１，４６２１ 最大値選択手段 ３６２，４６１２，４６２２ 最大値ホールド手段 ３６３，４６１３，４６２３ パラメータ出力手段 ３７１〜３７ｎ，４７１〜４７ｎ 最大値情報変換手段 １０３１〜１０３ｎ バンドパスフィルタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のサブバンドを有しサブバンド毎の
   最大値情報とビット割当情報とサンプルデータとからな
   るサブバンド符号化信号を再生するサブバンド符号化信
   号再生装置であって、 前記サブバンド符号化信号の最大値情報を格納する最大
   値情報格納手段と、 前記サブバンド符号化信号のビット割当情報を格納する
   ビット割当情報格納手段と、 前記最大値情報格納手段の最大値情報を変換する最大値
   情報変換手段と、 前記最大値情報変換手段の変換パラメータを前記最大値
   情報格納手段の最大値情報に基づいて各サブバンド共通
   に設定する変換パラメータ設定手段と、 前記サブバンド符号化信号のサンプルデータを前記最大
   値情報変換手段の変換された最大値情報と前記ビット割
   当情報格納手段のビット割当情報とに基づいてサブバン
   ド毎に量子化復元を行う量子化復元手段と、 前記量子化復元手段の出力を合成する合成フィルタとを
   備えたことを特徴とするサブバンド符号化信号再生装
   置。
2. 【請求項２】 複数のサブバンドを有しサブバンド毎の
   最大値情報とビット割当情報とサンプルデータとからな
   るサブバンド符号化信号を再生するサブバンド符号化信
   号再生装置であって、 前記サブバンド符号化信号の最大値情報を格納する最大
   値情報格納手段と、 前記サブバンド符号化信号のビット割当情報を格納する
   ビット割当情報格納手段と、 前記最大値情報格納手段の最大値情報を変換する最大値
   情報変換手段と、 前記最大値情報変換手段の変換パラメータを前記最大値
   情報格納手段の最大値情報に基づいて各サブバンド独立
   に設定する変換パラメータ設定手段と、 前記サブバンド符号化信号のサンプルデータを前記最大
   値情報変換手段の最大値情報と前記ビット割当情報格納
   手段のビット割当情報とに基づいてサブバンド毎に量子
   化復元を行う量子化復元手段と、 前記量子化復元手段の出力を合成する合成フィルタとを
   備えたことを特徴とするサブバンド符号化信号再生装
   置。