JPH0645943A - 音声符号化/復号化方式 - Google Patents
音声符号化/復号化方式Info
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- JPH0645943A JPH0645943A JP19846592A JP19846592A JPH0645943A JP H0645943 A JPH0645943 A JP H0645943A JP 19846592 A JP19846592 A JP 19846592A JP 19846592 A JP19846592 A JP 19846592A JP H0645943 A JPH0645943 A JP H0645943A
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Abstract
い帯域圧縮を行うことができる音声符号化/復号化方式
を得る。 【構成】 音声符号化/技術により音声信号を帯域圧縮
して伝送する場合に、音声信号を圧縮するときに必要と
なる補助情報の情報量により、補助情報を符号化するた
めの情報量を削減したデータ伝送形式を適応的に選択し
てデータの伝送を行うことにより、主情報の量子化ビッ
ト数を増加させて補助情報に対する主情報の割合を増大
し、特にビットレートが低い場合において高品質の圧縮
音声を実現出来るようにした。
Description
圧縮技術に関し、特に圧縮した情報を伝送する場合に主
情報の他に補助情報を併せて伝送することを必要とする
符号化/復号化技術に関する。
声/音楽信号に含まれる情報量を効率よく伝送するため
に、その情報量を減少させることを高能率符号化とい
い、主として帯域分割符号化(SBC)、適応変換符号
化(ATC)が知られている。SBCを用いた符号化方
式の代表的なものとして、AES The 89th Convention ■
Bitrate Reduction of High Quality Audio Signals by
Modeling the Ears Masking■に開示されたMUSIC
AM(Masking-pattern Universal Subband Integrated
Coding And Multiplexing)方式がある。以下に、MU
SICAM方式の概要を簡単に説明する。
音声符号化/復号化装置の一構成例を示すブロック回路
図である。図において、1は入力端子、2は帯域分解フ
ィルタバンク、3は量子化回路、4はスケールファクタ
決定回路、5は高速フーリエ変換回路、6はマスキング
スレッショルド決定回路、7は適応ビット配分回路、9
は符号化回路、10は多重化回路、11は伝送路、12
は分離回路、13は逆量子化回路、14は帯域合成フィ
ルタバンク、15は復号化回路、16は出力端子であ
る。また、図において、1〜10で符号化器50を構成
し、12〜16で復号化器60を構成している。
号化及び復号化の動作について説明する。符号化器50
の入力端子1に供給された離散的な広帯域の音声信号
は、帯域分解フィルタバンク2に供給される。帯域分解
フィルタバンク2では、入力信号は32個の帯域(サブ
バンド)に分割され、これらのサブバンド信号は、スケ
ールファクタ決定回路4に供給される。このスケールフ
ァクタ決定回路4では、時間的に連続する12個のサブ
バンド信号から最大値を検出し、その値をスケールファ
クタとして出力する。
路5にも供給され、ここで高速フーリエ変換により周波
数スペクトルへと変換される。この周波数スペクトルに
基づいて、マスキングスレッショルド決定回路6では人
間の耳に聴こえる音圧レベルのしきい値(マスキングス
レッショルド)を計算する。適応ビット配分回路7で
は、このマスキングスレッショルドに基づいて後述する
ビット配分情報を発生する。スケールファクタとビット
配分情報は量子化回路3に供給され、量子化回路3はこ
れらの情報に基づきサブバンド信号を量子化する。量子
化されたサブバンド信号は、符号化回路9によって符号
化されたスケールファクタおよびビット配分情報と多重
化回路10において多重化され、伝送路11に送出され
る。
化信号が分離回路12で分離され、量子化されたサブバ
ンド信号は逆量子化回路13に、符号化されたスケール
ファクタおよびビット配分情報は復号化回路15に供給
される。復号化回路15では、スケールファクタとビッ
ト配分情報が復号化され、逆量子化回路13ではこれら
の情報に基づいてサブバンド信号を逆量子化する。逆量
子化された32個のサブバンド信号は合成フィルタバン
ク14で離散的な広帯域の音声信号に合成され、出力端
子16へと供給される。
ンド信号を量子化して伝送するときに、図7に示すデー
タ伝送形式を用いる。伝送されるデータの1フレーム
は、補助情報であるビット配分情報およびスケールファ
クタと、主情報であるサブバンド信号から構成される。
ビット配分情報とは、各サブバンド信号の量子化ビット
数を表す情報で、例えばMUSICAM方式では、この
情報を符号化するために各サブバンドに対して一様に4
ビットずつ与えられ、1フレーム中でビット配分情報の
符号化に使用されるビット数は計128ビットになる。
したがって、データを1フレーム伝送するために与えら
れるビット数をbfrとすると、スケールファクタの符
号化およびサブバンド信号の量子化に使用することので
きるビット数は、bfr−128ビットになる。
のデータの中で、主情報であるサブバンド信号の量子化
に使用されるビット数が多いほど量子化の分解能は高く
なり、圧縮音の音質は向上する。他方、各サブバンドの
ビット配分情報は、各サブバンドの量子化ビット数が少
ない場合でも一様に4ビットで符号化される。したがっ
て、ビットレートが低い場合には、1フレーム中で補助
情報の占める割合が高くなり、主情報であるサブバンド
信号の量子化に使用されるビット数が少なくなるため、
圧縮音の音質が著しく低下するという問題があった。
なされたものであり、音声信号を帯域圧縮し伝送する方
法において、ビットレートが低い場合においても音質の
よい音声圧縮を行うことができる音声符号化/復号化方
式を提供することを目的とする。
化/復号化方式は、主情報を量子化および逆量子化する
ときに用いる補助情報の情報量に基づいて、補助情報及
び主情報をそれぞれ符号化及び量子化するための情報量
を適応的に選択するための選択手段を備えたものであ
る。
方式は、適応的に選択された補助情報を符号化するため
の情報量に関する情報を、補助情報として符号化し伝送
するためのデータ符号化手段と、その符号化された補助
情報を復号化するためのデータ復号化手段とを備えたも
のである。
主情報を量子化する場合に、まずある定められた情報量
で量子化ビット数の配分を行い、前記主情報を逆量子化
するときに用いる補助情報がある定められた情報量以下
で符号化できる場合には、前記補助情報を符号化するた
めの情報量を削減して主情報の量子化ビット数を増加さ
せ、改めて量子化ビット数の配分を行い、主情報の量子
化を行うと共に、選択した前記補助情報を符号化するた
めの情報量に関する情報および前記補助情報を符号化し
て前記主情報と多重化し、伝送する。
化方式は、主情報を量子化する場合に、まずある定めら
れた情報量で量子化ビット数の配分を行い、前記主情報
を逆量子化するときに用いる補助情報がある定められた
情報量以下で符号化できる場合には、前記補助情報を符
号化するための情報量を削減して主情報の量子化ビット
数を増加させ、量子化ビット数の増加分の配分を行い、
これとすでにある定められた情報量にて配分された量子
化ビット数と併せて主情報の量子化を行うと共に、選択
した前記補助情報を符号化するための情報量に関する情
報および前記補助情報を符号化して前記主情報と多重化
し、伝送する。
化方式は、主情報を量子化および逆量子化するときに用
いる補助情報の情報量により、前記補助情報を符号化す
るための情報量を適応的に選択し、その選択した情報量
に基づいて主情報の量子化ビット数を決定し、前記量子
化ビット数に基づいて主情報の量子化を行うと共に、選
択した前記補助情報を符号化するための情報量に関する
情報および前記補助情報を符号化して前記主情報と多重
化し、伝送する。
化方式は、前記多重化した信号を前記主情報、前記補助
情報および前記補助情報を符号化するための情報量に関
する情報に分離し、前記補助情報および前記補助情報を
符号化するための情報量に関する情報を復号化し、その
復号化された情報に基づいて前記主情報を逆量子化す
る。
て詳細に説明する。図1は、本発明の実施例1を示すブ
ロック回路図である。同図において、図6と同一の符号
を付与した機能ブロックはそれぞれ同一の機能を有する
ものとする。符号化器50において、図1の実施例1と
図6の従来例の動作の相違点は、各サブバンドの補助情
報の情報量により補助情報を符号化するためのデータ伝
送形式(以下、「伝送パターン」という)を適応的に選
択する点にある。これに伴って、伝送パターン選択回路
8が付加されている。
する。入力端子1に供給された信号は帯域分割フィルタ
バンク2および高速フーリエ変換器5に供給される。以
下、サブバンド信号に基づいてスケールファクタが決定
され、周波数スペクトルに基づいてマスキングスレッシ
ョルドが決定されるまでは、図6を参照して既に説明し
た通りである。本実施例1の特徴は、適応ビット配分の
方法にある。
定されたマスキングスレッショルドに基づいて、適応ビ
ット配分回路7では、図6に基づいて説明したMUSI
CAM方式と同様のビット配分情報が発生され、伝送パ
ターン選択回路8に供給される。この伝送パターン選択
回路8では、図2(I)に示した、図7のMUSICA
M方式と同様の伝送パターン(以下、「パターンI」と
いう)と、図2(II)に示したビット配分情報符号化の
ためのビット数を削減した伝送パターン(以下、「パタ
ーンII」という)を、フレームごとに適応的に選択す
る。
にNo.0,No.1,...No.30,No.31
とすると、サブバンド信号の量子化ビット数が、サブバ
ンドNo.2〜5は8ビット以下、サブバンドNo.6
〜15は4ビット以下、サブバンドNo.16〜No.
31は2ビットであった場合は、表1の「パターンI」
に示すように、各サブバンドのビット配分情報を一様に
4ビットで符号化するのではなく、例えば表1の「パタ
ーンII」に示すように、サブバンドNo.0およびN
o.1は4ビット、サブバンドNo.2〜No.5は3
ビット、サブバンドNo.6〜No.15は2ビット、
サブバンドNo.16〜No.31は1ビットで符号化
する。
うに1フレーム当りのビット配分情報は56ビットにな
り、図2(I)に示すパターンIのように各サブバンド
のビット配分情報を一様に4ビットで符号化した場合に
比べて、補助情報を72ビット削減し、スケールファク
タの符号化およびサブバンド信号の量子化に用いる情報
量を72ビット増加させることが出来る。
ず、適応ビット配分回路7でパターンIに基づく1回目
の適応ビット配分を行い、ビット配分情報を発生して伝
送パターン選択回路8に伝送する。ここで、全てのサブ
バンドにおいて表1の「パターンII」に示した各サブバ
ンドの最大量子化ビット数以下のビット配分がなされて
いれば、伝送パターン選択回路8ではパターンIIを選択
し、伝送パターン選択回路8からパターンIIに基づく2
回目の適応ビット配分を行うための信号が適応ビット配
分回路7に送られる。適応ビット配分回路7では、パタ
ーンIIに基づいて2回目の適応ビット配分を行い、新た
にビット配分情報を発生し、量子化回路3に伝送する。
この2回目の適応ビット配分では、表1の「パターンI
I」に示した各サブバンドの最大量子化ビット数で制限
がかかる。
「パターンII」に示した各サブバンドの最大量子化ビッ
ト数以上のビット配分が行われたサブバンドが32個の
うち1個でも存在すれば、伝送パターン選択回路8では
パターンIが選択され、1回目の適応ビット配分に基づ
くビット配分情報が量子化回路3に送られる。
択した伝送パターンを表す伝送パターン選択情報が符号
化回路9に送られ、符号化されて、スケールファクタお
よびビット配分情報と共に、補助情報として多重化回路
10へ送られる。多重化回路10では、図6に基づいて
説明したMUSICAM方式と同様に、補助情報と主情
報である量子化されたサブバンド信号とが多重化され、
伝送路11に圧縮信号として出力される。
用いて説明した従来例と異なる点は、伝送パターン選択
情報に基づきサブバンド信号を逆量子化していることで
ある。伝送路11からの多重化信号が分離回路12で分
離され、量子化されたサブバンド信号は逆量子化回路1
3に、符号化されたスケールファクタ、ビット配分情報
および伝送パターン選択情報は復号化回路15に供給さ
れる。復号化回路15では、スケールファクタ、ビット
配分情報および伝送パターン選択情報が復号化され、逆
量子化回路13ではこれらの情報に基づいてサブバンド
信号を逆量子化する。この伝送パターン選択情報は、符
号化器において選択した伝送パターンを表している。以
下、図6に基づいて説明したMUSICAM方式と同様
の過程を経て、出力端子16から、合成した広帯域の離
散的な音声信号が出力される。
づく適応ビット配分を行い、その結果によりパターンII
の選択を決定した後に、改めてパターンIIに基づく適応
ビット配分を行ったが、パターンIIに基づく適応ビット
配分を行う場合に、まずパターンIに基づく適応ビット
配分を行い、その結果パターンIIが選択出来る場合に
は、パターンIIを選択したために増加する量子化ビット
数に基づいて適応ビット配分を行い、その結果をパター
ンIに基づく適応ビット配分の結果に付加しても構わな
い。
パターンを選択するまでの動作については、実施例1と
同様であるので省略する。本実施例2の伝送パターンを
選択する手順としては、まず、適応ビット配分回路7で
パターンIに基づく1回目の適応ビット配分を行い、ビ
ット配分情報を発生して伝送パターン選択回路8に伝送
する。ここで、全てのサブバンドにおいて表1の「パタ
ーンII」に示した各サブバンドの最大量子化ビット数以
下のビット配分がなされていれば、伝送パターン選択回
路8ではパターンIIを選択し、伝送パターン選択回路8
からパターンIIに基づく2回目の適応ビット配分を行う
ための信号が適応ビット配分回路7に送られる。
報を削減した結果増加した量子化ビット数、すなわち上
述した例では72ビットをスケールファクタの符号化お
よびサブバンド信号の量子化に割り当てて、この72ビ
ットについてのみ2回目の適応ビット配分を行う。この
2回目の適応ビット配分により発生したビット配分情報
は、すでに発生したパターンIに基づくビット配分情報
に加えて量子化回路3に伝送される。この2回目の適応
ビット配分では、表1の「パターンII」に示した各サブ
バンドの最大量子化ビット数で制限がかかる。以下、出
力端子16から合成された広帯域の離散的な音声信号が
出力されるまでの過程は、すでに実施例1で説明した通
りである。
択を決定した後にパターンIIに基づく適応ビット配分を
行ったが、パターンIとパターンIIに基づく適応ビット
配分をそれぞれ行いビット配分情報を発生した後に、パ
ターンIとパターンIIのいずれを選択するか決定しても
構わない。図3は、この実施例3を示したブロック回路
図である。図において、1〜16は実施例1と同様であ
るので説明は省略する。17は第1の適応ビット配分回
路、18は第2の適応ビット配分回路、19は伝送パタ
ーン決定回路、20は選択回路である。
れた信号は帯域分割フィルタバンク2および高速フーリ
エ変換器5に供給される。以下、サブバンド信号に基づ
いてスケールファクタが決定され、周波数スペクトルに
基づいてマスキングスレッショルドが決定されるまで
は、図1を参照して実施例1で説明した通りである。実
施例1と実施例3との相違点は、伝送パターンを選択す
る過程にある。
定されたマスキングスレッショルドは、第1の適応ビッ
ト配分回路17および第2の適応ビット配分回路18に
供給される。第1の適応ビット配分回路17では、パタ
ーンIに基づいたビット配分情報を発生し、また、第2
の適応ビット配分回路18ではパターンIIに基づいたビ
ット配分情報を発生し、2種類のビット配分情報は伝送
パターン決定回路19および選択回路20に供給され
る。伝送パターン決定回路19では、常に表1に示した
最大量子化ビット数を超えないようなパターンが選択さ
れる。すなわち、第2の適応ビット配分回路18の発生
したビット配分情報が表1の「パターンII」の最大量子
化ビット数を超えない場合のみパターンIIを選択し、そ
の他の場合はすべてパターンIを選択する。したがっ
て、実施例1のように、パターンIIを選択したためにサ
ブバンド信号の量子化ビット配分が制限されることは起
こり得ない。
程を経て決定した伝送パターンを選択するための信号を
選択回路20に送るとともに、決定した伝送パターンを
表す補助情報を符号化回路9に送る。選択回路20で
は、伝送パターン決定回路19より送られてきた信号に
基づきビット配分情報を選択し、量子化回路3と符号化
回路19へと送る。以下、実施例1と同様の過程を経
て、出力端子16から合成された広帯域の離散的な音声
信号が出力される。
伝送パターンを選択する場合について説明してきたが、
選択する伝送パターンの種類を3種類以上に増やしても
構わない。図4は、図3に基づいて説明した実施例3
を、選択する伝送パターンの種類を3種類に増やしたも
のであり、これにともなって第3の適応ビット配分回路
21が付加されている。この実施例では、図5(I)に
示すパターンIおよび図5(II)に示すパターンIIに加
えて、図5(III)に示すような、ビット配分情報を1フ
レームあたり72ビットとした伝送パターン(以下、
「パターンIII 」という)を選択する。パターンIII で
は、表2の「パターンIII 」に示すように、各サブバン
ドのビット配分情報を、サブバンドNo.0およびN
o.1は4ビット、サブバンドNo.2〜No.5は3
ビット、サブバンドNo.6〜No.31は2ビットで
符号化し、1フレーム当りのビット配分情報を72ビッ
トとする。パターンIII はパターンIに比べて、補助情
報を56ビット削減し、スケールファクタの符号化およ
びサブバンド信号の量子化に用いる情報量を56ビット
増加させることが出来る。
ンIII に基づくビット配分情報を発生し、このパターン
III に基づくビット配分情報は、第1の適応ビット配分
回路17から発生したパターンIに基づくビット配分情
報および第2の適応ビット配分回路18から発生したパ
ターンIIに基づくビット配分情報と共に、伝送パターン
決定回路19および選択回路20に供給される。伝送パ
ターン決定回路19では、常に表2に示した最大量子化
ビット数を超えないような伝送パターンが選択される。
すなわち、第2の適応ビット配分回路18の発生したビ
ット配分情報が表2の「パターンII」の最大量子化ビッ
ト数を超えない場合のみパターンIIを選択する。また、
第2の適応ビット配分回路18の発生したビット配分情
報が表2の「パターンII」の最大量子化ビット数を超え
かつ第3の適応ビット配分回路21の発生したビット配
分情報が表2の「パターンIII 」の最大量子化ビット数
を超えない場合のみパターンIII を選択する。その他の
場合では、パターンIを選択する。
程を経て決定した伝送パターンを選択するための信号を
選択回路20に送るとともに、決定した伝送パターンを
表す補助情報を符号化回路9に送る。選択回路20で
は、伝送パターン決定回路19送られてきた信号に基づ
きビット配分情報を選択し、量子化回路3と符号化回路
19へと送る。以下、実施例1と同様の過程を経て、出
力端子16から、合成された広帯域の離散的な音声信号
が出力される。
削減してスケールファクタの符号化及びサブバンド信号
の量子化に用いる情報量を増加させるよう構成したが、
これをスケールファクタとビット配分情報の両方あるい
はスケールファクタのみを削減して、主情報であるサブ
バンド信号の量子化に用いる情報を増加させるよう構成
しても構わない。
れているので、圧縮する音声信号の情報量により、補助
情報の情報量を削減したデータ伝送形式を適応的に選択
しデータの伝送を行うので、主情報の量子化ビット数を
増加させることが出来、特にビットレートが低い場合に
おいて補助情報に対する主情報の割合を増大させること
が出来るので、高品質の圧縮音声を実現することが出来
る。
装置のブロック回路図である。
形式を表す模式図である。
ロック回路図である。
ロック回路図である。
す模式図である。
である。
る。
程を経て決定した伝送パターンを選択するための信号を
選択回路20に送るとともに、決定した伝送パターンを
表す補助情報を符号化回路9に送る。選択回路20で
は、伝送パターン決定回路19から送られてきた信号に
基づきビット配分情報を選択し、量子化回路3と符号化
回路19へと送る。以下、実施例1と同様の過程を経
て、出力端子16から、合成された広帯域の離散的な音
声信号が出力される。
Claims (4)
- 【請求項1】 音声信号等の情報信号を圧縮して伝送す
る高能率符号化方式であって、前記情報信号を圧縮する
場合に必要な補助情報を決定する場合に、まず、ある定
められたデータ伝送形式に基づいて補助情報を決定し、
前記補助情報が予め割り当てられた情報量以下で符号化
できる場合には、補助情報を符号化するための情報量を
削減して主情報である前記情報信号を量子化するための
情報量を増加させたデータ伝送形式に基づいて再び補助
情報を決定し、前記補助情報に基づき前記主情報を量子
化して、前記補助情報を符号化するための情報量を削減
したデータ伝送形式により伝送することを特徴とする音
声符号化方式。 - 【請求項2】 音声信号等の情報信号を圧縮して伝送す
る高能率符号化方式であって、前記情報信号を圧縮する
場合に必要な補助情報を決定する場合に、まず、ある定
められたデータ伝送形式に基づいて前記補助情報を決定
し、前記補助情報が予め割り当てられた情報量以下で符
号化できる場合には、前記補助情報を符号化するための
情報量を削減し、主情報である前記情報信号を量子化す
るための情報量の増加分のみについて新たに補助情報を
決定し、前記ある定められたデータ伝送形式に基づく補
助情報と、情報量の増加分のみについて新たに決定され
た補助情報の両方に基づき前記主情報を量子化して、前
記補助情報を符号化するための情報量を削減したデータ
伝送形式により伝送することを特徴とする音声符号化方
式。 - 【請求項3】 音声信号等の情報信号を圧縮して伝送す
る高能率符号化方式であって、前記情報信号を圧縮する
場合に必要な補助情報を決定する場合に、前記補助情報
を最適に符号化できる情報量を複数の情報量の中から選
択することにより、複数のデータ伝送形式の中から最適
なデータ伝送形式を選択し、主情報である前記情報情報
を量子化して前記最適なデータ伝送形式により伝送する
ことを特徴とする音声符号化方式。 - 【請求項4】 音声信号等の情報信号を圧縮して伝送す
る高能率符号化復号化に用いられる復号化方式であっ
て、前記情報信号を圧縮する場合に必要な補助情報を最
適に符号化できるデータ伝送形式を選択し、前記データ
伝送形式に基づいて前記情報信号を符号化した符号化信
号を受け、前記符号化信号を主情報とデータ伝送形式に
関する情報を含む補助情報に分離し、符号化された前記
補助情報を復号化し、これに基づいて前記主情報を逆量
子化することを特徴とする音声復号化方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04198465A JP3128339B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 符号化/復号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04198465A JP3128339B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 符号化/復号化方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0645943A true JPH0645943A (ja) | 1994-02-18 |
JP3128339B2 JP3128339B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=16391564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04198465A Expired - Lifetime JP3128339B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 符号化/復号化方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3128339B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6385571B1 (en) | 1997-08-26 | 2002-05-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | High quality audio encoding/decoding apparatus and digital versatile disc |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP04198465A patent/JP3128339B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6385571B1 (en) | 1997-08-26 | 2002-05-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | High quality audio encoding/decoding apparatus and digital versatile disc |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3128339B2 (ja) | 2001-01-29 |
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