JPH06348296A - サブバンド符号化装置 - Google Patents

サブバンド符号化装置

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JPH06348296A
JPH06348296A JP5140632A JP14063293A JPH06348296A JP H06348296 A JPH06348296 A JP H06348296A JP 5140632 A JP5140632 A JP 5140632A JP 14063293 A JP14063293 A JP 14063293A JP H06348296 A JPH06348296 A JP H06348296A
Authority
JP
Japan
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bit
quantized
subband
channel
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP5140632A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinori Matsui
義徳 松井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2チャネルの音声信号および音楽信号を圧縮
して符号化するサブバンド符号化を行う場合で、所望の
ビットレートにおいて品質を損なうことなく圧縮する。 【構成】 第1の量子化ビットS6と、第2の量子化ビ
ットS7と、第3の量子化ビットS8を決定する量子化ビ
ット配分器17において、第1のチャネルの量子化ビット
と第2のチャネルの量子化ビットを求め、第3の量子化
ビットを0ビットとし、第1から第3の量子化ビットの
総和をBとし、1フレームに許容されるビット量をAと
し、前記Aを前記Bが上回るとき、第3の量子化ビット
に1ビット以上を与えるサブバンドを設け、前記サブバ
ンドにおいては第1の量子化ビットおよび第2の量子化
ビットを0ビットとし、前記Aを前記Bが上回ることの
ないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、音声信号および音楽信号を圧縮
して符号化するサブバンド符号化装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】音声信号および音楽信号を圧縮する一技
術として、サブバンド符号化が用いられる。サブバンド
符号化においては、各サブバンドに配分するビット数に
より、その品質が大きく左右される。高品質な圧縮を行
うためには、例えば高速フーリエ変換により周波数分析
を行い、マスキング効果などを考慮し、各サブバンドに
人間の聴覚に適応した量子化ビットを配分する必要があ
る。ところが各サブバンドに配分できる量子化ビットの
総和は、ビットレートによって制限を受ける。そのた
め、必ずしも所望のビット配分が行えるとはいえず、何
らかの対策が必要となる。
【0003】図3は従来のサブバンド符号化装置の構成
例を示すブロック図であり、これは、ビット配分方法の
一例を示す。入力信号1は高速フーリエ変換器2によっ
て周波数分析され、聴覚モデル3において、人間の聴覚
特性として知られる最小可聴限効果およびマスキング効
果を用いて人間の聴覚に適応した信号対マスク比4を求
める。ビット配分器5において、まず各サブバンドの量
子化ビットは0ビットに初期化され、このときの信号対
ノイズ比を求める。
【0004】ところで、量子化ビットが1ビット増す
と、信号対ノイズ比は約6dB改善されることが知られて
いる。そこで、信号対ノイズ比が最悪のサブバンドに1
量子化ビットを配分することで、前記サブバンドの信号
対ノイズ比は6dB改善される。このことから、ビット配
分器5は、1フレームあたりに使用できるビット数を越
えない範囲において、最悪の信号対ノイズ比を有するサ
ブバンドに1量子化ビットを配分する処理を繰り返す。
【0005】この結果、得られた各サブバンドの量子化
ビット6を用いて、サブバンドフィルタ7における各サ
ブバンドのフィルタ信号8を量子化器9において量子化
すれば、所望のビットレートを満足することができる
(このようなビット配分方法は、例えば「ISO/IE
C MPEG CD 11172−3 CODING OF MOVINGPIC
TURES AND ASSOCIATED AUDIO FOR DIGITAL STORAGE MED
IA AT UP TO ABOUT1.5 MBIT/S Part 3 AUDIO ANNEX C」
に記載されている)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のビ
ット配分方法では、聴覚的に検知可能な量子化ノイズを
各サブバンドに一様に含む場合があり、品質を損なうお
それがある。図4は従来のサブバンド符号化における各
サブバンドのビット配分による信号対マスク比(1)と量
子化ビット(2)の特性例図を示す。各サブバンドの信号
対マスク比aが求められた場合、各サブバンドの必要量
子化ビットbに対し、ビットレートによる制限のため、
実際に配分された実量子化ビットcは、前記量子化ビッ
ト数bを2ビットずつ下回っている。この場合、各サブ
バンドは12dBの量子化ノイズを含んでおり、品質が損な
われる。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決し、2チ
ャネルの音声信号および音楽信号のサブバンド符号化に
おいて、ステレオ感にあまり寄与しない高域のサブバン
ドを各チャネルごとに符号化せず、1チャネルに合成し
て符号化し、符号量を抑えることによって、聴覚モデル
によって計算される聴覚に必要な量子化ビットを、所望
のビットレートにおいて実現することができることを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、2チャネルの音声信号および音楽信号を入
力とし、第1のチャネルの信号を入力とする第1のサブ
バンドフィルタと、前記第1のサブバンドフィルタの出
力を第1の量子化ビットで量子化する第1の量子化器
と、第2のチャネルの信号を入力とする第2のサブバン
ドフィルタと、前記第2のサブバンドフィルタの出力を
第2の量子化ビットで量子化する第2の量子化器と、前
記第1のサブバンドフィルタおよび第2のサブバンドフ
ィルタの出力を合成する合成器と、前記合成器の出力を
第3の量子化ビットで量子化する第3の量子化器と、前
記第1の量子化ビットと前記第2の量子化ビットおよび
前記第3の量子化ビットを決定する量子化ビット配分器
とからなるサブバンド符号化装置において、前記量子化
ビット配分器は、第1の量子化ビットを第1のチャネル
の信号より求め、第2の量子化ビットを第2のチャネル
の信号より求め、第3の量子化ビットを0ビットに初期
化し、前記第1から第3の量子化ビットの総和をBと
し、ビットレートにより定まる1フレームに使用可能な
ビット数をAとし、前記Aを前記Bが上回るときに、前
記第3の量子化ビットに1ビット以上を与えるサブバン
ドを少なくとも一つ以上設け、前記サブバンドの前記第
1の量子化ビットおよび第2の量子化ビットを0ビット
とし、前記Aを前記Bが上回らないようにする量子化ビ
ット配分器であることを特徴とする。
【0009】
【作用】2チャネルの音声信号および音楽信号におい
て、人間がステレオ感を覚えるためには、比較的低い周
波数成分が複数のチャンネル間で独立である必要がある
が、高い周波数成分はステレオ感に対してあまり寄与し
ない。そのため、高い周波数成分をチャネル分独立に符
号化せずに1つのチャネルとして扱っても、品質を損な
うことなく情報圧縮が行なうことができる。
【0010】そこで、本発明は、第1のチャネルと第2
のチャネルのサブバンドフィルタの出力を合成してなる
第3のチャネルを設け、各々のチャネルの量子化ビット
を決定するビット配分器において、第1のチャネルの量
子化ビットおよび第2のチャネルの量子化ビットを求
め、第3のチャネルの量子化ビットを0ビットとし、1
フレームに使用可能なビット数をAとし、各チャネルの
量子化ビットをBとし、前記Aを前記Bが上回るとき
に、第3のチャネルの量子化ビットに1ビット以上を与
えるサブバンドを少くとも一つ以上設け、前記サブバン
ドにおいては、第1のチャネルおよび第2のチャネルの
量子化ビットを0ビットとし、前記Aが前記Bを上回ら
ないようにすれば、各チャネルの所望の量子化ビットで
各チャネルのサブバンドフィルタの出力を量子化するこ
とができ、かつビットレートを満足することができる。
【0011】したがって、少なくとも2チャネルを有す
る音声信号および音楽信号のサブバンド符号化におい
て、所望の量子化ビットを達成し、品質を損なうことな
く圧縮することが可能となる。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例におけるサブバンド
符号化装置の構成を示すブロック図である。図1におい
て、11は第1のチャネルの入力信号S1を入力とする第
1のサブバンドフィルタ、12は第2のチャネルの入力信
号S2を入力とする第2のサブバンドフィルタ、13は第
1のサブバンドフィルタ11の出力S3(第1のサブバンド
信号)を第1の量子化ビットで量子化する第1の量子化
器、14は前記第2のサブバンドフィルタ12の出力S4(第
2のサブバンド信号)を第2の量子化ビットで量子化す
る第2の量子化器、15は前記第1および第2のサブバン
ドフィルタ11,12の出力S3,S4を合成する合成器、16
は前記合成器15の出力S5を第3の量子化ビットで量子
化する第3の量子化器、17は前記第1,第2および第3
の量子化ビットS6,S7,S8を決定する量子化ビット
配分器である。
【0013】次に、動作の概要を説明すると、第1のチ
ャネルの入力信号S1は、第1のサブバンドフィルタ11
によって、N個のサブバンドに分割された第1のサブバ
ンド信号S3を出力し、この第1のサブバンド信号S
3は、第1の所望の量子化ビットS6によって第1の量子
化器13で量子化される。第2のチャネルの入力信号S2
は、第2のサブバンドフィルタ12によって、N個のサブ
バンドに分割された第2のサブバンド信号S4を出力
し、この第2のサブバンド信号S4は、第2の所望の量
子化ビットS7によって第2の量子化器14で量子化され
る。前記第1および第2のサブバンド信号S3およびS4
を、合成器15で合成してなる第3のチャネルの出力S5
は、第3の量子化ビットS8によって第3の量子化器16
で量子化される。これら各チャネルの第1,第2,第3
の量子化ビットS6,S7,S8は、量子化ビット配分器1
7によって決定される。
【0014】量子化ビット配分器17のプロセスについ
て、図2のフローチャートを用いて説明する。ステップ
201において前記入力信号S1およびS2は、それぞれ高
速フーリエ変換を施され、ステップ202において聴覚心
理モデルによって、各チャネルの信号対マスク比(図4
(1)参照)が求められ、ステップ203においては、ステッ
プ202で求まった各チャネルの信号対マスク比に適応し
た所望の第1,第2,第3の量子化ビットS6,S7,S
8の量子化ビット数を求める。
【0015】ステップ204で、第1のチャネルの所望の
量子化ビットS6が、b1(n)に設定され、第2のチャネ
ルの所望の量子化ビットS7がb2(n)に設定され、第3
のチャネルの量子化ビットS8のb3(n)が0ビットに設
定される。ここで、nは各サブバンドのインデックスで
あり、1からNまでの値をとるものとする。ステップ20
5において、ビットレートにより制限される1フレーム
に使用可能なビット数をAとし、ステップ206で、サブ
バンドのカウンタiをNに設定する。
【0016】ステップ207において、b1(n)の和をB1
とし、b2(n)の和をB2とし、b3(n)の和をB3と
し、B1とB2およびB3の総和Bを計算する。ステッ
プ208の条件が真であれば、ステップ209で、b3(n)
に、b1(n)とb2(n)の大きい方を代入した後、b1
(n)およびb2(n)を0にする。ステップ210において、
iから1を減じ、ステップ211の条件が真であれば、ス
テップ207に戻る。ステップ208の条件が偽のときに終了
する。このとき、b1(n),b2(n)およびb3(n)を各
チャネルの量子化ビットS6,S7,S8として用いるこ
とによって、所望のサブバンド符号化が可能である。ス
テップ211の条件が偽のときは、ステップ212によってビ
ットレートごとに定められたデフォルトの量子化ビット
をb1(n),b2(n),b3(n)に代入して終了する。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のサブバン
ド符号化装置は、2チャネルの音声信号および音楽信号
のサブバンド符号化において、ステレオ感にあまり寄与
しない高域のサブバンドを各チャネルごとに符号化せ
ず、1チャネルに合成して符号化し、符号量を抑えるこ
とによって、聴覚モデルによって計算される聴覚に必要
な量子化ビットを、所望のビットレートにおいて実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるサブバンド符号化装
置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1の量子化ビット配分器のプロセスを説明す
るためのフローチャートである。
【図3】従来のサブバンド符号化装置の構成例を示すブ
ロック図である。
【図4】従来のサブバンド符号化における各サブバンド
のビット配分による信号対マスク比(1)と量子化ビット
(2)の特性例図である。
【符号の説明】
11…第1のサブバンドフィルタ、 12…第2のサブバン
ドフィルタ、 13…第1の量子化器、 14…第2の量子
化器、 15…合成器、 16…第3の量子化器、17…量子
化ビット配分器、 S1…第1のチャネルの入力信号、
2…第2のチャネルの入力信号、 S3…第1のサブ
バンド信号、 S4…第2のサブバンド信号、 S5…合
成信号、 S6…第1の量子化ビット、 S7…第2の量
子化ビット、 S8…第3の量子化ビット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2チャネルの音声信号および音楽信号を
    入力とし、 第1のチャネルの信号を入力とする第1のサブバンドフ
    ィルタと、前記第1のサブバンドフィルタの出力を第1
    の量子化ビットで量子化する第1の量子化器と、第2の
    チャネルの信号を入力とする第2のサブバンドフィルタ
    と、前記第2のサブバンドフィルタの出力を第2の量子
    化ビットで量子化する第2の量子化器と、前記第1のサ
    ブバンドフィルタおよび第2のサブバンドフィルタの出
    力を合成する合成器と、前記合成器の出力を第3の量子
    化ビットで量子化する第3の量子化器と、前記第1の量
    子化ビットと前記第2の量子化ビットおよび前記第3の
    量子化ビットを決定する量子化ビット配分器とからなる
    サブバンド符号化装置において、 前記量子化ビット配分器は、第1の量子化ビットを第1
    のチャネルの信号より求め、第2の量子化ビットを第2
    のチャネルの信号より求め、第3の量子化ビットを0ビ
    ットに初期化し、前記第1から第3の量子化ビットの総
    和をBとし、ビットレートにより定まる1フレームに使
    用可能なビット数をAとし、前記Aを前記Bが上回ると
    きに、前記第3の量子化ビットに1ビット以上を与える
    サブバンドを少なくとも一つ以上設け、前記サブバンド
    の前記第1の量子化ビットおよび第2の量子化ビットを
    0ビットとし、前記Aを前記Bが上回らないようにする
    量子化ビット配分器であることを特徴とするサブバンド
    符号化装置。
JP5140632A 1993-06-11 1993-06-11 サブバンド符号化装置 Pending JPH06348296A (ja)

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