JPH07297726A - 情報符号化方法及び装置、情報復号化方法及び装置、並びに情報記録媒体及び情報伝送方法 - Google Patents
情報符号化方法及び装置、情報復号化方法及び装置、並びに情報記録媒体及び情報伝送方法Info
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- JPH07297726A JPH07297726A JP6084787A JP8478794A JPH07297726A JP H07297726 A JPH07297726 A JP H07297726A JP 6084787 A JP6084787 A JP 6084787A JP 8478794 A JP8478794 A JP 8478794A JP H07297726 A JPH07297726 A JP H07297726A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
- H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
- H03M7/3053—Block-companding PCM systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 所定のウインドウ関数を用いて入力信号を順
スペクトル変換する順スペクトル変換処理と、順スペク
トル変換処理による出力スペクトル信号を符号化する符
号化処理とからなり、順スペクトル変換時に使用する所
定のウインドウ関数は、ウインドウ関数の特性を表す曲
線の傾きが両端部で小なるものである。 【効果】 ＭＤＣＴのように逆変換時に両隣の波形要素
と干渉させて波形信号を構成させるような変換を用いた
場合に、効率的な符号化を可能にする。
スペクトル変換する順スペクトル変換処理と、順スペク
トル変換処理による出力スペクトル信号を符号化する符
号化処理とからなり、順スペクトル変換時に使用する所
定のウインドウ関数は、ウインドウ関数の特性を表す曲
線の傾きが両端部で小なるものである。 【効果】 ＭＤＣＴのように逆変換時に両隣の波形要素
と干渉させて波形信号を構成させるような変換を用いた
場合に、効率的な符号化を可能にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる高能率符号化
によって入力ディジタルデータの符号化を行なう情報符
号化方法及び装置と、この符号化された情報を記録する
情報記録媒体又は符号化された情報を伝送する情報伝送
方法と、これら伝送又は記録された符号化情報を再生し
復号化して再生信号を得る情報復号化方法及び装置に関
するものである。
によって入力ディジタルデータの符号化を行なう情報符
号化方法及び装置と、この符号化された情報を記録する
情報記録媒体又は符号化された情報を伝送する情報伝送
方法と、これら伝送又は記録された符号化情報を再生し
復号化して再生信号を得る情報復号化方法及び装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、オーディオ或いは音声等の信
号の高能率符号化の手法には種々あるが、例えば、時間
軸の信号を所定時間単位でブロック化してこのブロック
毎の時間軸の信号を周波数軸上の信号に変換（スペクト
ル変換）して複数の周波数帯域に分割し、各帯域毎に符
号化するブロック化周波数帯域分割方式であるいわゆる
変換符号化や、時間軸上のオーディオ信号等をブロック
化しないで、複数の周波数帯域に分割して符号化する非
ブロック化周波数帯域分割方式であるいわゆる帯域分割
符号化（サブ・バンド・コーディング：ＳＢＣ）等を挙
げることができる。また、上述の帯域分割符号化と変換
符号化とを組み合わせた高能率符号化の手法も考えられ
ており、この場合には、例えば、上記帯域分割符号化で
帯域分割を行った後、該各帯域毎の信号を周波数軸上の
信号にスペクトル変換し、このスペクトル変換された各
帯域毎に符号化が施される。
号の高能率符号化の手法には種々あるが、例えば、時間
軸の信号を所定時間単位でブロック化してこのブロック
毎の時間軸の信号を周波数軸上の信号に変換（スペクト
ル変換）して複数の周波数帯域に分割し、各帯域毎に符
号化するブロック化周波数帯域分割方式であるいわゆる
変換符号化や、時間軸上のオーディオ信号等をブロック
化しないで、複数の周波数帯域に分割して符号化する非
ブロック化周波数帯域分割方式であるいわゆる帯域分割
符号化（サブ・バンド・コーディング：ＳＢＣ）等を挙
げることができる。また、上述の帯域分割符号化と変換
符号化とを組み合わせた高能率符号化の手法も考えられ
ており、この場合には、例えば、上記帯域分割符号化で
帯域分割を行った後、該各帯域毎の信号を周波数軸上の
信号にスペクトル変換し、このスペクトル変換された各
帯域毎に符号化が施される。
【０００３】ここで、上述した帯域分割符号化において
用いられる帯域分割用フィルタとしては、例えばＱＭＦ
などのフィルタがあり、このＱＭＦのフィルタは、文献
「ディジタル・コーディング・オブ・スピーチ・イン・
サブバンズ」("Digital coding of speech in subband
s" R.E.Crochiere, Bell Syst.Tech. J., Vol.55,No.8
1976) に述べられている。このＱＭＦのフィルタは、
帯域を等バンド幅に２分割するものであり、当該フィル
タにおいては上記分割した帯域を後に合成する際にいわ
ゆるエリアシングが発生しないことが特徴となってい
る。
用いられる帯域分割用フィルタとしては、例えばＱＭＦ
などのフィルタがあり、このＱＭＦのフィルタは、文献
「ディジタル・コーディング・オブ・スピーチ・イン・
サブバンズ」("Digital coding of speech in subband
s" R.E.Crochiere, Bell Syst.Tech. J., Vol.55,No.8
1976) に述べられている。このＱＭＦのフィルタは、
帯域を等バンド幅に２分割するものであり、当該フィル
タにおいては上記分割した帯域を後に合成する際にいわ
ゆるエリアシングが発生しないことが特徴となってい
る。
【０００４】また、文献「ポリフェイズ・クァドラチュ
ア・フィルターズ −新しい帯域分割符号化技術」("Po
lyphase Quadrature filters -A new subband coding t
echnique", Joseph H. Rothweiler, ICASSP 83, BOSTO
N) には、等帯域幅のフィルタ分割手法が述べられてい
る。このポリフェイズ・クァドラチュア・フィルタにお
いては、信号を等バンド幅の複数の帯域に分割する際に
一度に分割できることが特徴となっている。
ア・フィルターズ −新しい帯域分割符号化技術」("Po
lyphase Quadrature filters -A new subband coding t
echnique", Joseph H. Rothweiler, ICASSP 83, BOSTO
N) には、等帯域幅のフィルタ分割手法が述べられてい
る。このポリフェイズ・クァドラチュア・フィルタにお
いては、信号を等バンド幅の複数の帯域に分割する際に
一度に分割できることが特徴となっている。
【０００５】また、上述したスペクトル変換としては、
例えば、入力オーディオ信号を所定単位時間（フレー
ム）でブロック化し、当該ブロック毎に離散フーリエ変
換（ＤＦＴ）、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、モディフ
ァイド離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）等を行うことで時
間軸を周波数軸に変換するようなスペクトル変換があ
る。なお、上記ＭＤＣＴについては、文献「時間領域エ
リアシング・キャンセルを基礎とするフィルタ・バンク
設計を用いたサブバンド／変換符号化」("Subband/Tran
sform Coding Using Filter Bank Designs Based on Ti
me Domain AliasingCancellation," J.P.Princen A.B.B
radley, Univ. of Surrey Royal MelbourneInst. of Te
ch. ICASSP 1987)に述べられている。
例えば、入力オーディオ信号を所定単位時間（フレー
ム）でブロック化し、当該ブロック毎に離散フーリエ変
換（ＤＦＴ）、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、モディフ
ァイド離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）等を行うことで時
間軸を周波数軸に変換するようなスペクトル変換があ
る。なお、上記ＭＤＣＴについては、文献「時間領域エ
リアシング・キャンセルを基礎とするフィルタ・バンク
設計を用いたサブバンド／変換符号化」("Subband/Tran
sform Coding Using Filter Bank Designs Based on Ti
me Domain AliasingCancellation," J.P.Princen A.B.B
radley, Univ. of Surrey Royal MelbourneInst. of Te
ch. ICASSP 1987)に述べられている。
【０００６】このようにフィルタやスペクトル変換によ
って帯域毎に分割された信号を量子化することにより、
量子化雑音が発生する帯域を制御することができ、いわ
ゆるマスキング効果などの性質を利用して聴覚的により
高能率な符号化を行うことができる。また、ここで量子
化を行う前に、各帯域毎に、例えばその帯域における信
号成分の絶対値の最大値で正規化を行うようにすれば、
さらに高能率な符号化を行うことができる。なお、本件
出願人は、先に特開平５−１８３４４２号公報において
ＭＤＣＴを使用する高能率な符号化法について開示して
いる。
って帯域毎に分割された信号を量子化することにより、
量子化雑音が発生する帯域を制御することができ、いわ
ゆるマスキング効果などの性質を利用して聴覚的により
高能率な符号化を行うことができる。また、ここで量子
化を行う前に、各帯域毎に、例えばその帯域における信
号成分の絶対値の最大値で正規化を行うようにすれば、
さらに高能率な符号化を行うことができる。なお、本件
出願人は、先に特開平５−１８３４４２号公報において
ＭＤＣＴを使用する高能率な符号化法について開示して
いる。
【０００７】ここで、周波数帯域分割された各周波数成
分を量子化する場合の周波数分割幅としては、例えば人
間の聴覚特性を考慮した帯域幅を用いることが多い。す
なわち、一般に高域ほど帯域幅が広くなるような臨界帯
域（クリティカルバンド）と呼ばれている帯域幅で、オ
ーディオ信号を複数（例えば２５バント）の帯域に分割
することがある。また、この時の各帯域毎のデータを符
号化する際には、各帯域毎に所定のビット配分或いは、
各帯域毎に適応的なビット割当て（ビットアロケーショ
ン）による符号化が行われる。例えば、上記ＭＤＣＴ処
理されて得られた係数データを上記ビットアロケーショ
ンによって符号化する際には、上記各ブロック毎のＭＤ
ＣＴ処理により得られる各帯域毎のＭＤＣＴ係数データ
に対して、適応的な割当てビット数で符号化が行われる
ことになる。ビット割当手法としては、次の２手法が知
られている。
分を量子化する場合の周波数分割幅としては、例えば人
間の聴覚特性を考慮した帯域幅を用いることが多い。す
なわち、一般に高域ほど帯域幅が広くなるような臨界帯
域（クリティカルバンド）と呼ばれている帯域幅で、オ
ーディオ信号を複数（例えば２５バント）の帯域に分割
することがある。また、この時の各帯域毎のデータを符
号化する際には、各帯域毎に所定のビット配分或いは、
各帯域毎に適応的なビット割当て（ビットアロケーショ
ン）による符号化が行われる。例えば、上記ＭＤＣＴ処
理されて得られた係数データを上記ビットアロケーショ
ンによって符号化する際には、上記各ブロック毎のＭＤ
ＣＴ処理により得られる各帯域毎のＭＤＣＴ係数データ
に対して、適応的な割当てビット数で符号化が行われる
ことになる。ビット割当手法としては、次の２手法が知
られている。
【０００８】例えば、文献「音声信号の適応変換符号
化」（"Adaptive Transform Coding of Speech Signal
s", R.Zelinski and P.Noll, IEEE Transactions of Ac
coustics, Speech, and Signal Processing, vol.ASSP-
25, No.4, August 1977）では、各帯域毎の信号の大き
さをもとに、ビット割当を行っている。この方式では、
量子化雑音スペクトルが平坦となり、雑音エネルギー最
小となるが、聴感覚的にはマスキング効果が利用されて
いないために実際の雑音感は最適ではない。
化」（"Adaptive Transform Coding of Speech Signal
s", R.Zelinski and P.Noll, IEEE Transactions of Ac
coustics, Speech, and Signal Processing, vol.ASSP-
25, No.4, August 1977）では、各帯域毎の信号の大き
さをもとに、ビット割当を行っている。この方式では、
量子化雑音スペクトルが平坦となり、雑音エネルギー最
小となるが、聴感覚的にはマスキング効果が利用されて
いないために実際の雑音感は最適ではない。
【０００９】また、例えば文献「臨界帯域符号化器 −
ディジタル・エンコーディング・オブ・パーセプチュア
ル・リクワイアメンツ・オブ・ジ・オーディトリィ・シ
ステム」（"The critical band coder --digital encod
ing of the perceptual requirements of the auditor
y system", M.A.Kransner MIT, ICASSP 1980）では、聴
覚マスキングを利用することで、各帯域毎に必要な信号
対雑音比を得て固定的なビット割当を行う手法が述べら
れている。しかしこの手法では、サイン波入力で特性を
測定する場合でも、ビット割当が固定的であるために特
性値がそれほど良い値とならない。
ディジタル・エンコーディング・オブ・パーセプチュア
ル・リクワイアメンツ・オブ・ジ・オーディトリィ・シ
ステム」（"The critical band coder --digital encod
ing of the perceptual requirements of the auditor
y system", M.A.Kransner MIT, ICASSP 1980）では、聴
覚マスキングを利用することで、各帯域毎に必要な信号
対雑音比を得て固定的なビット割当を行う手法が述べら
れている。しかしこの手法では、サイン波入力で特性を
測定する場合でも、ビット割当が固定的であるために特
性値がそれほど良い値とならない。
【００１０】これらの問題を解決するために、ビット割
当に使用できる全ビットが、各小ブロック毎にあらかじ
め定められた固定ビット割当パターン分と、各ブロック
の信号の大きさに依存したビット配分を行う分に分割使
用され、その分割比を入力信号に関係する信号に依存さ
せ、前記信号のスペクトルが滑らかなほど前記固定ビッ
ト割当パターン分への分割比率を大きくする高能率符号
化装置が提案されている。
当に使用できる全ビットが、各小ブロック毎にあらかじ
め定められた固定ビット割当パターン分と、各ブロック
の信号の大きさに依存したビット配分を行う分に分割使
用され、その分割比を入力信号に関係する信号に依存さ
せ、前記信号のスペクトルが滑らかなほど前記固定ビッ
ト割当パターン分への分割比率を大きくする高能率符号
化装置が提案されている。
【００１１】この方法によれば、サイン波入力のよう
に、特定のスペクトルにエネルギーが集中する場合には
そのスペクトルを含むブロックに多くのビットを割り当
てる事により、全体の信号対雑音特性を著しく改善する
ことができる。一般に、急峻なスペクトル成分をもつ信
号に対して人間の聴覚は極めて敏感であるため、このよ
うな方法を用いる事により、信号対雑音特性を改善する
ことは、単に測定上の数値を向上させるばかりでなく、
聴感上、音質を改善するのに有効である。
に、特定のスペクトルにエネルギーが集中する場合には
そのスペクトルを含むブロックに多くのビットを割り当
てる事により、全体の信号対雑音特性を著しく改善する
ことができる。一般に、急峻なスペクトル成分をもつ信
号に対して人間の聴覚は極めて敏感であるため、このよ
うな方法を用いる事により、信号対雑音特性を改善する
ことは、単に測定上の数値を向上させるばかりでなく、
聴感上、音質を改善するのに有効である。
【００１２】ビット割り当ての方法にはこの他にも数多
くのやり方が提案されており、さらに聴覚に関するモデ
ルが精緻化され、符号化装置の能力があがれば聴覚的に
みてより高能率な符号化が可能になる。
くのやり方が提案されており、さらに聴覚に関するモデ
ルが精緻化され、符号化装置の能力があがれば聴覚的に
みてより高能率な符号化が可能になる。
【００１３】ところで、波形信号をスペクトルに変換す
る方法として上述のＤＦＴやＤＣＴを使用した場合に
は、Ｍ個のサンプルからなる時間ブロックで変換を行う
とＭ個の独立な実数データが得られる。時間ブロック間
の接続歪みを軽減するために、通常、両隣のブロックと
それぞれＭ1 個のサンプルずつオーバーラップさせるの
で、平均して、ＤＦＴやＤＣＴでは（Ｍ−Ｍ１）個のサ
ンプルに対してＭ個の実数データを量子化して符号化す
ることになる。
る方法として上述のＤＦＴやＤＣＴを使用した場合に
は、Ｍ個のサンプルからなる時間ブロックで変換を行う
とＭ個の独立な実数データが得られる。時間ブロック間
の接続歪みを軽減するために、通常、両隣のブロックと
それぞれＭ1 個のサンプルずつオーバーラップさせるの
で、平均して、ＤＦＴやＤＣＴでは（Ｍ−Ｍ１）個のサ
ンプルに対してＭ個の実数データを量子化して符号化す
ることになる。
【００１４】これに対してスペクトルに変換する方法と
して上述のＭＤＣＴを使用した場合には、両隣の時間と
Ｎ個ずつオーバーラップさせた２Ｍ個のサンプルから、
独立なＭ個の実数データが得られるので平均して、ＭＤ
ＣＴではＭ個のサンプルに対してＭ個の実数データを量
子化して符号化することになる。復号化装置において
は、このようにしてＭＤＣＴを用いて得られた符号から
各ブロックにおいて逆変換を施して得られた波形要素を
互いに干渉させながら加え合わせることにより、波形信
号を再構成することができる。
して上述のＭＤＣＴを使用した場合には、両隣の時間と
Ｎ個ずつオーバーラップさせた２Ｍ個のサンプルから、
独立なＭ個の実数データが得られるので平均して、ＭＤ
ＣＴではＭ個のサンプルに対してＭ個の実数データを量
子化して符号化することになる。復号化装置において
は、このようにしてＭＤＣＴを用いて得られた符号から
各ブロックにおいて逆変換を施して得られた波形要素を
互いに干渉させながら加え合わせることにより、波形信
号を再構成することができる。
【００１５】一般に変換のための時間ブロックを長くす
ることによって、スペクトルの周波数分解能が高まり特
定のスペクトル成分にエネルギーが集中する。したがっ
て、両隣のブロックと半分ずつオーバーラップさせて長
いブロック長で変換を行い、しかも得られたスペクトル
信号の個数が、元の時間サンプルの個数に対して増加し
ないＭＤＣＴを使用することにより、ＤＦＴやＤＣＴを
使用した場合よりも効率の良い符号化を行うことが可能
となる。また、隣接するブロック同士に十分長いオーバ
ーラップを持たせることによって、波形信号のブロック
間歪みを軽減することもできる。
ることによって、スペクトルの周波数分解能が高まり特
定のスペクトル成分にエネルギーが集中する。したがっ
て、両隣のブロックと半分ずつオーバーラップさせて長
いブロック長で変換を行い、しかも得られたスペクトル
信号の個数が、元の時間サンプルの個数に対して増加し
ないＭＤＣＴを使用することにより、ＤＦＴやＤＣＴを
使用した場合よりも効率の良い符号化を行うことが可能
となる。また、隣接するブロック同士に十分長いオーバ
ーラップを持たせることによって、波形信号のブロック
間歪みを軽減することもできる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、ＭＤＣＴのように逆変換時に両隣の波形要素と干渉
させて波形信号を構成させるような変換を用いた場合に
は、スペクトル変換・逆変換のためのウィンドウが充た
すべき条件があり、この条件が充たされていないとスペ
クトルに変換した信号を逆変換して時系列信号に戻した
場合に、正しく復元されない。従来は、この条件を充た
す順スペクトル変換のウィンドウ関数として十分に滑ら
かな形状を持たないものが用いられていたため、スペク
トルに変換した場合にそのエネルギー分布の集中度が比
較的低くなり、その結果、多くの数のスペクトルを精度
良く符号化する必要があり、効率的な符号化を行うこと
が困難であった。
ば、ＭＤＣＴのように逆変換時に両隣の波形要素と干渉
させて波形信号を構成させるような変換を用いた場合に
は、スペクトル変換・逆変換のためのウィンドウが充た
すべき条件があり、この条件が充たされていないとスペ
クトルに変換した信号を逆変換して時系列信号に戻した
場合に、正しく復元されない。従来は、この条件を充た
す順スペクトル変換のウィンドウ関数として十分に滑ら
かな形状を持たないものが用いられていたため、スペク
トルに変換した場合にそのエネルギー分布の集中度が比
較的低くなり、その結果、多くの数のスペクトルを精度
良く符号化する必要があり、効率的な符号化を行うこと
が困難であった。
【００１７】そこで、本発明は、ＭＤＣＴのように逆変
換時に両隣の波形要素と干渉させて波形信号を構成させ
るような変換を用いた場合に、効率的な符号化を可能に
する情報符号化方法及び装置と、これに対応する情報復
号化方法及び装置、並びに符号化された情報を記録した
情報記録媒体と同じく情報を伝送する情報伝送方法の提
供を目的とするものである。
換時に両隣の波形要素と干渉させて波形信号を構成させ
るような変換を用いた場合に、効率的な符号化を可能に
する情報符号化方法及び装置と、これに対応する情報復
号化方法及び装置、並びに符号化された情報を記録した
情報記録媒体と同じく情報を伝送する情報伝送方法の提
供を目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような実情
に鑑みてなされたものであり、ＭＤＣＴのように逆変換
時に両隣の波形要素と干渉させて波形信号を構成させる
ような変換を用いた場合に、そのウィンドウの充たすべ
き制約条件を満足させる滑らかな形状の順スペクトル変
換用ウィンドウを適用することにより、効率的な符号化
を可能にするものである。
に鑑みてなされたものであり、ＭＤＣＴのように逆変換
時に両隣の波形要素と干渉させて波形信号を構成させる
ような変換を用いた場合に、そのウィンドウの充たすべ
き制約条件を満足させる滑らかな形状の順スペクトル変
換用ウィンドウを適用することにより、効率的な符号化
を可能にするものである。
【００１９】すなわち本発明の情報符号化方法及び装置
は、所定のウインドウ関数を用いて入力信号を順スペク
トル変換する順スペクトル変換と、上記順スペクトル変
換による出力スペクトル信号を符号化する符号化とを行
うものであり、上記所定のウインドウ関数は、当該ウイ
ンドウ関数の特性を表す曲線の傾きが両端部で小なるも
のであることを特徴とするものである。
は、所定のウインドウ関数を用いて入力信号を順スペク
トル変換する順スペクトル変換と、上記順スペクトル変
換による出力スペクトル信号を符号化する符号化とを行
うものであり、上記所定のウインドウ関数は、当該ウイ
ンドウ関数の特性を表す曲線の傾きが両端部で小なるも
のであることを特徴とするものである。
【００２０】ここで、上記所定のウインドウ関数は、当
該ウインドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端
部から離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大
から小に変化するものである。より具体的には、上記所
定のウインドウ関数は後述する(12)式で表すことができ
るものであり、当該(12)式中ｗ(n) はウインドウ関数、
ｐは２近傍の値、及びＭは出力スペクトル数である。ま
た、上記順スペクトル変換は逆変換時に隣接するブロッ
クと波形要素を干渉させる処理であり、例えば変更離散
コサイン変換処理を用いることができる。また、上記所
定のウィンドウ関数は値が０となる区間を含まないか若
しくは含むもののいずれをも使用することができる。さ
らに、上記所定のウィンドウ関数は、対称若しくは非対
称のいずれの形をもとることができる。また、上記入力
信号には音響信号を用いることができる。
該ウインドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端
部から離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大
から小に変化するものである。より具体的には、上記所
定のウインドウ関数は後述する(12)式で表すことができ
るものであり、当該(12)式中ｗ(n) はウインドウ関数、
ｐは２近傍の値、及びＭは出力スペクトル数である。ま
た、上記順スペクトル変換は逆変換時に隣接するブロッ
クと波形要素を干渉させる処理であり、例えば変更離散
コサイン変換処理を用いることができる。また、上記所
定のウィンドウ関数は値が０となる区間を含まないか若
しくは含むもののいずれをも使用することができる。さ
らに、上記所定のウィンドウ関数は、対称若しくは非対
称のいずれの形をもとることができる。また、上記入力
信号には音響信号を用いることができる。
【００２１】次に、本発明の情報復号化方法及び装置
は、所定の情報符号化処理が施された符号化信号を復号
化してスペクトル信号を出力する復号化と、所定のウイ
ンドウ関数を用いて上記復号化による出力スペクトル信
号を逆スペクトル変換する逆スペクトル変換とを行うも
のであり、上記所定のウインドウ関数は、当該ウインド
ウ関数の特性を表す曲線の傾きが両端部で小なるもので
ある。
は、所定の情報符号化処理が施された符号化信号を復号
化してスペクトル信号を出力する復号化と、所定のウイ
ンドウ関数を用いて上記復号化による出力スペクトル信
号を逆スペクトル変換する逆スペクトル変換とを行うも
のであり、上記所定のウインドウ関数は、当該ウインド
ウ関数の特性を表す曲線の傾きが両端部で小なるもので
ある。
【００２２】ここで、上記所定のウインドウ関数は、当
該ウインドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端
部から離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大
から小に変化するものである。より具体的には、上記所
定のウインドウ関数は後述する(12)式で表すものであ
る。また、上記逆スペクトル変換は、隣接するブロック
と波形要素を干渉させる処理であり、例えば逆変更離散
コサイン変換処理を用いることができる。また、上記所
定のウィンドウ関数は、値が０となる区間を含まないか
若しくは含むもののいずれをも用いることができる。さ
らに、上記所定のウィンドウ関数は、対称若しくは非対
称な形のいずれをもとることができる。また、扱う信号
には音響信号を用いることができる。
該ウインドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端
部から離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大
から小に変化するものである。より具体的には、上記所
定のウインドウ関数は後述する(12)式で表すものであ
る。また、上記逆スペクトル変換は、隣接するブロック
と波形要素を干渉させる処理であり、例えば逆変更離散
コサイン変換処理を用いることができる。また、上記所
定のウィンドウ関数は、値が０となる区間を含まないか
若しくは含むもののいずれをも用いることができる。さ
らに、上記所定のウィンドウ関数は、対称若しくは非対
称な形のいずれをもとることができる。また、扱う信号
には音響信号を用いることができる。
【００２３】次に、本発明の情報記録媒体又は情報伝送
方法は、傾きが両端部で小なる曲線で表される特性の所
定のウインドウ関数を用いて入力信号を順スペクトル変
換し、上記順スペクトル変換による出力スペクトル信号
を符号化した情報を記録してなるもの又は伝送するもの
である。
方法は、傾きが両端部で小なる曲線で表される特性の所
定のウインドウ関数を用いて入力信号を順スペクトル変
換し、上記順スペクトル変換による出力スペクトル信号
を符号化した情報を記録してなるもの又は伝送するもの
である。
【００２４】本発明の情報記録媒体及び情報伝送方法に
おいても、上記所定のウインドウ関数は、当該ウインド
ウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端部から離れ
るにしたがって小から大に変化し、さらに大から小に変
化するものである。また、上記所定のウインドウ関数は
後述する(12)式で表すものである。また、上記順スペク
トル変換は、逆変換時に隣接するブロックと波形要素を
干渉させる変換処理であり、例えば変更離散コサイン変
換が用いられる。さらに、上記所定のウィンドウ関数
は、値が０となる区間を含まないか若しくは含むもので
あり、対称若しくは非対称な形をとる。また、上記記録
又は伝送される入力信号は音響信号である。
おいても、上記所定のウインドウ関数は、当該ウインド
ウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端部から離れ
るにしたがって小から大に変化し、さらに大から小に変
化するものである。また、上記所定のウインドウ関数は
後述する(12)式で表すものである。また、上記順スペク
トル変換は、逆変換時に隣接するブロックと波形要素を
干渉させる変換処理であり、例えば変更離散コサイン変
換が用いられる。さらに、上記所定のウィンドウ関数
は、値が０となる区間を含まないか若しくは含むもので
あり、対称若しくは非対称な形をとる。また、上記記録
又は伝送される入力信号は音響信号である。
【００２５】
【作用】本発明によれば、入力信号を順スペクトル変換
する際のウインドウ関数として、その特性を示す曲線の
傾きが両端部で小なるものを用いることで、ウインドウ
関数の端部が滑らかになり、変換後のスペクトル分布の
拡がりを少なくすることができる。さらに、逆スペクト
ル変換でも同じウインドウ関数を使用することで、元の
信号を正確に再現することができるようになる。
する際のウインドウ関数として、その特性を示す曲線の
傾きが両端部で小なるものを用いることで、ウインドウ
関数の端部が滑らかになり、変換後のスペクトル分布の
拡がりを少なくすることができる。さらに、逆スペクト
ル変換でも同じウインドウ関数を使用することで、元の
信号を正確に再現することができるようになる。
【００２６】また、本発明によれば、ウインドウ関数に
は所定の式で表されるものを用い、この所定の式中のｐ
を２近傍の値とすることで、効率のよい符号化が可能と
なっている。
は所定の式で表されるものを用い、この所定の式中のｐ
を２近傍の値とすることで、効率のよい符号化が可能と
なっている。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照にしながら説明する。
面を参照にしながら説明する。
【００２８】図１は本発明の情報符号化方法が適用され
る情報符号化装置の実施例のブロック回路図を示したも
のである。この図１において、入力端子１００を介して
符号化装置に入力されたオーディオ信号は、順スペクト
ル変換手段としての機能をも有する帯域分割回路１０１
によって帯域分割される。この帯域分割回路１０１にお
ける帯域分割手段としては、前述したＱＭＦ等のフィル
タによる分割手段を用いても、また、ＭＤＣＴ等のスペ
クトル変換によって得られたスペクトルを帯域毎にグル
ープ化するという手段を用いてもよい。また、一旦、フ
ィルタによって幾つかの帯域に分割されたものに対して
スペクトル変換を行ない、これによって得られたスペク
トルを帯域毎にグループ化するという手段を用いてもよ
い。さらに、この帯域分割による各帯域の幅は均一であ
っても、例えば人間の聴覚特性に基づくいわゆる臨界帯
域幅に合わせるように不均一にとっても良い。なお、図
１の例では四つの帯域に分割されているが、もちろんこ
の数はさらに多くしても、或いは少なくしてもよい。
る情報符号化装置の実施例のブロック回路図を示したも
のである。この図１において、入力端子１００を介して
符号化装置に入力されたオーディオ信号は、順スペクト
ル変換手段としての機能をも有する帯域分割回路１０１
によって帯域分割される。この帯域分割回路１０１にお
ける帯域分割手段としては、前述したＱＭＦ等のフィル
タによる分割手段を用いても、また、ＭＤＣＴ等のスペ
クトル変換によって得られたスペクトルを帯域毎にグル
ープ化するという手段を用いてもよい。また、一旦、フ
ィルタによって幾つかの帯域に分割されたものに対して
スペクトル変換を行ない、これによって得られたスペク
トルを帯域毎にグループ化するという手段を用いてもよ
い。さらに、この帯域分割による各帯域の幅は均一であ
っても、例えば人間の聴覚特性に基づくいわゆる臨界帯
域幅に合わせるように不均一にとっても良い。なお、図
１の例では四つの帯域に分割されているが、もちろんこ
の数はさらに多くしても、或いは少なくしてもよい。
【００２９】上記帯域分割回路１０１によって帯域分割
されたスペクトル信号は、ある時間ブロック毎に各帯域
に対応する正規化回路１１１，１１２，１１３，１１４
によって正規化が施され、ここでそれぞれ正規化係数と
被正規化信号に分解される。それぞれの被正規化信号
は、それぞれ量子化精度決定回路１４１の出力である量
子化精度情報に基づいて量子化回路１２１，１２２，１
２３、１２４によって量子化され、ここで被正規化・量
子化信号へと変換される。なお、上記量子化精度決定回
路１４１では、前述したように人間の聴覚特性を考慮し
た聴感マスキング効果等を利用して量子化精度すなわち
ビット割当を決定している。図１においては、上記量子
化精度決定回路１４１からの各量子化回路１２１，１２
２，１２３，１２４への量子化精度情報のうち、上記量
子化回路１２２へ送られる量子化精度情報は端子１５２
を介し、上記量子化回路１２３へ送られる量子化精度情
報は端子１５３を介し、上記量子化回路１２４へ送られ
る量子化精度情報は端子１５４を介してそれぞれ対応す
る回路に送られる。
されたスペクトル信号は、ある時間ブロック毎に各帯域
に対応する正規化回路１１１，１１２，１１３，１１４
によって正規化が施され、ここでそれぞれ正規化係数と
被正規化信号に分解される。それぞれの被正規化信号
は、それぞれ量子化精度決定回路１４１の出力である量
子化精度情報に基づいて量子化回路１２１，１２２，１
２３、１２４によって量子化され、ここで被正規化・量
子化信号へと変換される。なお、上記量子化精度決定回
路１４１では、前述したように人間の聴覚特性を考慮し
た聴感マスキング効果等を利用して量子化精度すなわち
ビット割当を決定している。図１においては、上記量子
化精度決定回路１４１からの各量子化回路１２１，１２
２，１２３，１２４への量子化精度情報のうち、上記量
子化回路１２２へ送られる量子化精度情報は端子１５２
を介し、上記量子化回路１２３へ送られる量子化精度情
報は端子１５３を介し、上記量子化回路１２４へ送られ
る量子化精度情報は端子１５４を介してそれぞれ対応す
る回路に送られる。
【００３０】上記量子化回路１２１，１２２，１２３，
１２４からの各被正規化・量子化信号と、上記正規化回
路１１１，１１２，１１３，１１４からの各正規化係数
と、上記量子化精度決定回路１４１からの各量子化精度
情報とは、マルチプレクサ１３１によって、後述するよ
うに順次符号列とされ、この符号列が端子１０３から出
力される。この符号列は、その後、ディスク状やテープ
状あるいは半導体などの記録媒体に記録され、または伝
送系から送信される。
１２４からの各被正規化・量子化信号と、上記正規化回
路１１１，１１２，１１３，１１４からの各正規化係数
と、上記量子化精度決定回路１４１からの各量子化精度
情報とは、マルチプレクサ１３１によって、後述するよ
うに順次符号列とされ、この符号列が端子１０３から出
力される。この符号列は、その後、ディスク状やテープ
状あるいは半導体などの記録媒体に記録され、または伝
送系から送信される。
【００３１】ここで、図１の例においては、上記量子化
精度決定回路１４１は上記帯域分割回路１０１によって
帯域分割された各信号に基づいて上記量子化精度を計算
しているが、帯域分割前の端子１００を介した信号から
計算することも可能であり、また、各正規化回路１１
１，１１２，１１３，１１４からの正規化係数に基づい
て計算することも可能である。さらに、当該量子化精度
決定回路１４１での計算は、マスキング効果等の聴覚現
象に基づいて行なうことができるが、上記各量子化精度
情報は上述したようにマルチプレクサ１３１を介して出
力されて後に復号化装置に送られるものであるため、こ
の復号化装置で使われる聴覚モデルは任意に設定するこ
とができる。
精度決定回路１４１は上記帯域分割回路１０１によって
帯域分割された各信号に基づいて上記量子化精度を計算
しているが、帯域分割前の端子１００を介した信号から
計算することも可能であり、また、各正規化回路１１
１，１１２，１１３，１１４からの正規化係数に基づい
て計算することも可能である。さらに、当該量子化精度
決定回路１４１での計算は、マスキング効果等の聴覚現
象に基づいて行なうことができるが、上記各量子化精度
情報は上述したようにマルチプレクサ１３１を介して出
力されて後に復号化装置に送られるものであるため、こ
の復号化装置で使われる聴覚モデルは任意に設定するこ
とができる。
【００３２】一方、図２は本発明の情報復号化方法が適
用される図１の情報符号化装置に対応する情報復号化装
置の実施例のブロック回路図を示したものである。
用される図１の情報符号化装置に対応する情報復号化装
置の実施例のブロック回路図を示したものである。
【００３３】この図２において、本実施例の復号化装置
の端子２０１に入力された符号情報（前記符号列）は、
デマルチプレクサ２０２に送られ、ここで各帯域毎の量
子化精度情報と、正規化係数と、被正規化・量子化信号
とに分離復元される。各帯域毎の量子化精度情報、正規
化係数、被正規化・量子化信号は、それぞれ各帯域に対
応する復号化手段としての機能をも有する信号成分構成
回路２１１，２１２，２１３，２１４に送られ、ここで
各帯域毎に信号成分が構成される。これら各信号成分構
成回路２１１，２１２，２１３，２１４からの信号成分
は、逆スペクトル変換手段としての機能をも有する帯域
合成回路２２１によって合成されてオーディオ信号とし
て端子２５１から出力される。
の端子２０１に入力された符号情報（前記符号列）は、
デマルチプレクサ２０２に送られ、ここで各帯域毎の量
子化精度情報と、正規化係数と、被正規化・量子化信号
とに分離復元される。各帯域毎の量子化精度情報、正規
化係数、被正規化・量子化信号は、それぞれ各帯域に対
応する復号化手段としての機能をも有する信号成分構成
回路２１１，２１２，２１３，２１４に送られ、ここで
各帯域毎に信号成分が構成される。これら各信号成分構
成回路２１１，２１２，２１３，２１４からの信号成分
は、逆スペクトル変換手段としての機能をも有する帯域
合成回路２２１によって合成されてオーディオ信号とし
て端子２５１から出力される。
【００３４】次に、図３には図１の帯域分割回路１０１
におけるＭＤＣＴを使用した場合の順スペクトル変換手
段の具体的構成を示し、図４には図２の帯域合成回路２
２１におけるＩＭＤＣＴ（逆ＭＤＣＴ）を使用した場合
の逆スペクトル変換手段の具体的構成を示している。
におけるＭＤＣＴを使用した場合の順スペクトル変換手
段の具体的構成を示し、図４には図２の帯域合成回路２
２１におけるＩＭＤＣＴ（逆ＭＤＣＴ）を使用した場合
の逆スペクトル変換手段の具体的構成を示している。
【００３５】図３において、端子３０１には図１の端子
１００からの信号が供給される。この信号は、順に波形
切り出し回路３０２、順変換ウインドウ回路３０３、順
スペクトル変換計算回路３０４に送られる。上記波形切
り出し回路３０２では端子３０１に供給された信号波形
の切り出しを行い、次の順変換ウインドウ回路３０３で
は(1) 式の計算を行い、順スペクトル変換計算回路３０
４では(2) 式の計算を行う。
１００からの信号が供給される。この信号は、順に波形
切り出し回路３０２、順変換ウインドウ回路３０３、順
スペクトル変換計算回路３０４に送られる。上記波形切
り出し回路３０２では端子３０１に供給された信号波形
の切り出しを行い、次の順変換ウインドウ回路３０３で
は(1) 式の計算を行い、順スペクトル変換計算回路３０
４では(2) 式の計算を行う。
【００３６】
【数７】
【００３７】
【数８】
【００３８】ただし、上記(1) 式、(2) 式において、Ｊ
はブロック番号、Ｍは出力スペクトル数、ｘ(n) は入力
波形信号、ＸJ (k) はブロック毎に求まる出力スペクト
ル信号であり、ｗ1(n)は順スペクトル変換ウィンドウ関
数である。
はブロック番号、Ｍは出力スペクトル数、ｘ(n) は入力
波形信号、ＸJ (k) はブロック毎に求まる出力スペクト
ル信号であり、ｗ1(n)は順スペクトル変換ウィンドウ関
数である。
【００３９】また、図４において、端子４０１には図２
の信号成分構成回路２１１〜２１４の出力信号が供給さ
れる。この信号は、順に逆スペクトル変換計算回路４０
２、逆変換ウインドウ回路４０３、隣接ブロック合成回
路４０４に送られる。上記逆スペクトル変換計算回路４
０２では(3) 式の計算を行い、逆変換ウィンドウ回路４
０３では(4) 式の計算を行い、隣接ブロック合成回路４
０４では(5) 式の計算を行う。
の信号成分構成回路２１１〜２１４の出力信号が供給さ
れる。この信号は、順に逆スペクトル変換計算回路４０
２、逆変換ウインドウ回路４０３、隣接ブロック合成回
路４０４に送られる。上記逆スペクトル変換計算回路４
０２では(3) 式の計算を行い、逆変換ウィンドウ回路４
０３では(4) 式の計算を行い、隣接ブロック合成回路４
０４では(5) 式の計算を行う。
【００４０】
【数９】
【００４１】
【数１０】
【００４２】
【数１１】
【００４３】ただし、(3) 式、(4) 式、(5) 式におい
て、Ｊはブロック番号、Ｍは出力スペクトル数、Ｘ
J (k) はブロック毎に与えられた入力スペクトル信号、
ｙ(n) は出力波形信号であり、ｗ2(n)は逆スペクトル変
換ウィンドウ関数である。
て、Ｊはブロック番号、Ｍは出力スペクトル数、Ｘ
J (k) はブロック毎に与えられた入力スペクトル信号、
ｙ(n) は出力波形信号であり、ｗ2(n)は逆スペクトル変
換ウィンドウ関数である。
【００４４】ここで、(1) 式から(5) 式により求められ
たｙ(n) がｘ(n) と一致することは、もし符号化による
情報の損失が無い場合には元の波形信号が正しく復元さ
れることを意味しており、このことは、波形信号の符号
化、復号化手段が十分な性能を持つためには必須の条件
となる。ここで、(1) 式から(5) 式を用いて容易に求め
られるように、ｙ(n) がｘ(n) と一致するためには、ｗ
1(n)及びｗ2(n)は(6)式及び(7) 式の条件を充たしてい
なければならない。
たｙ(n) がｘ(n) と一致することは、もし符号化による
情報の損失が無い場合には元の波形信号が正しく復元さ
れることを意味しており、このことは、波形信号の符号
化、復号化手段が十分な性能を持つためには必須の条件
となる。ここで、(1) 式から(5) 式を用いて容易に求め
られるように、ｙ(n) がｘ(n) と一致するためには、ｗ
1(n)及びｗ2(n)は(6)式及び(7) 式の条件を充たしてい
なければならない。
【００４５】
【数１２】
【００４６】
【数１３】
【００４７】また、順スペクトル変換ウインドウ関数と
逆スペクトル変換ウインドウ関数が一致、すなわち、
(8) 式の条件を充たしていると、符号化装置と復号化装
置で共通のウィンドウ情報を使用することができるの
で、特に一つの手段を切り替えて符号化または復号化を
行わせるような場合には係数情報の数を少なくすること
ができ、ハードウェア規模を小さくする上で都合が良
い。さらにこれらの共通係数情報が(9) 式で示されるよ
うに対称であると、係数情報の数を半分にすることがで
き都合が良い。このように(8) 式、(9) 式の条件を充た
すウィンドウ関数を考えると、(6) 式、(7) 式の条件
は、(10)式を充たすことと同等となる。
逆スペクトル変換ウインドウ関数が一致、すなわち、
(8) 式の条件を充たしていると、符号化装置と復号化装
置で共通のウィンドウ情報を使用することができるの
で、特に一つの手段を切り替えて符号化または復号化を
行わせるような場合には係数情報の数を少なくすること
ができ、ハードウェア規模を小さくする上で都合が良
い。さらにこれらの共通係数情報が(9) 式で示されるよ
うに対称であると、係数情報の数を半分にすることがで
き都合が良い。このように(8) 式、(9) 式の条件を充た
すウィンドウ関数を考えると、(6) 式、(7) 式の条件
は、(10)式を充たすことと同等となる。
【００４８】
【数１４】
【００４９】
【数１５】
【００５０】
【数１６】
【００５１】ところで、従来のＭＤＣＴ、ＩＭＤＣＴの
変換を用いた符号化装置、復号化装置では、(10)式を充
たすウィンドウ関数として(11)式の関数が用いられてき
た。
変換を用いた符号化装置、復号化装置では、(10)式を充
たすウィンドウ関数として(11)式の関数が用いられてき
た。
【００５２】
【数１７】
【００５３】図５は(11)式のウィンドウ関数を用いた場
合のスペクトル変換の結果の例をＭ＝６４として示した
もので、図５の（Ａ）にはウィンドウ関数の形状すなわ
ち特性を表す曲線（なおここでの曲線にはサンプル値の
ような離散値に対する折線なども含まれる）を、（Ｂ）
には正弦波をサンプリングした入力波形信号を、（Ｃ）
には入力波形信号を上記ウインドウ関数を使用してＭＤ
ＣＴした結果得られたスペクトル信号を表している。こ
こで、一般に、順変換のウィンドウ関数の形状が十分に
滑らかでないと、このウインドウ関数を用いてスペクト
ル変換した場合には、そのスペクトルのエネルギー分布
の集中度が高まらずに拡がるようになる。したがって、
例えば両端に向かって比較的急速に０に近づく図５のよ
うなウインドウ関数では、当該関数を使用したときのス
ペクトルの分布もピークに対する裾野の方で十分小さく
なっていない。このため、このような拡がったスペクト
ル分布となる信号を精度良く符号化するためには、これ
ら拡がった多数のスペクトル信号を十分な精度で符号化
する必要があり、これは符号化効率を高める上で望まし
くない。
合のスペクトル変換の結果の例をＭ＝６４として示した
もので、図５の（Ａ）にはウィンドウ関数の形状すなわ
ち特性を表す曲線（なおここでの曲線にはサンプル値の
ような離散値に対する折線なども含まれる）を、（Ｂ）
には正弦波をサンプリングした入力波形信号を、（Ｃ）
には入力波形信号を上記ウインドウ関数を使用してＭＤ
ＣＴした結果得られたスペクトル信号を表している。こ
こで、一般に、順変換のウィンドウ関数の形状が十分に
滑らかでないと、このウインドウ関数を用いてスペクト
ル変換した場合には、そのスペクトルのエネルギー分布
の集中度が高まらずに拡がるようになる。したがって、
例えば両端に向かって比較的急速に０に近づく図５のよ
うなウインドウ関数では、当該関数を使用したときのス
ペクトルの分布もピークに対する裾野の方で十分小さく
なっていない。このため、このような拡がったスペクト
ル分布となる信号を精度良く符号化するためには、これ
ら拡がった多数のスペクトル信号を十分な精度で符号化
する必要があり、これは符号化効率を高める上で望まし
くない。
【００５４】本発明実施例ではこのような点に鑑み、順
スペクトル変換のウィンドウ関数を、前述したような制
約条件を充たしながら、その両端においても十分滑らか
に変化するようにしている。このように両端においても
十分に滑らかに変化するウィンドウ関数の与え方として
は、例えば(12)式の関数を利用することができる。
スペクトル変換のウィンドウ関数を、前述したような制
約条件を充たしながら、その両端においても十分滑らか
に変化するようにしている。このように両端においても
十分に滑らかに変化するウィンドウ関数の与え方として
は、例えば(12)式の関数を利用することができる。
【００５５】
【数１８】
【００５６】この(12)式において、ｐ＝１とすると(12)
式は(11)式になるが、ここで、ｐを１よりも大きな値と
すると、その形状は両端において滑らかに０に変化する
（両端の傾きが徐々に小さくなる）ものとなる。
式は(11)式になるが、ここで、ｐを１よりも大きな値と
すると、その形状は両端において滑らかに０に変化する
（両端の傾きが徐々に小さくなる）ものとなる。
【００５７】図６はそのような例としてｐ＝２とした場
合の様子を図５と同様に示したものであるが、図５の場
合と比較して明らかなように、当該ウインドウ関数を用
いた場合のスペクトル成分はピークから遠ざかるにした
がって急速に０に近づくと共に両端において滑らかに０
に変化するものとなっているため、少ない数のスペクト
ルを精度良く符号化するだけで、元の波形信号を精度良
く符号化することができることになり、したがって、符
号化効率を上げることが可能となる。なお、ウインドウ
関数の曲線の微少単位での差分を曲線で表すと、図６の
（Ａ）のウインドウ関数の例では当該図６の（ａ）に示
すような曲線が得られ、図５の（Ａ）の例では当該図５
の（ａ）に示すような曲線が得られることになる。この
ことからも、図６の例の方が、ウインドウ関数の両端が
滑らかとなっていることがわかる。
合の様子を図５と同様に示したものであるが、図５の場
合と比較して明らかなように、当該ウインドウ関数を用
いた場合のスペクトル成分はピークから遠ざかるにした
がって急速に０に近づくと共に両端において滑らかに０
に変化するものとなっているため、少ない数のスペクト
ルを精度良く符号化するだけで、元の波形信号を精度良
く符号化することができることになり、したがって、符
号化効率を上げることが可能となる。なお、ウインドウ
関数の曲線の微少単位での差分を曲線で表すと、図６の
（Ａ）のウインドウ関数の例では当該図６の（ａ）に示
すような曲線が得られ、図５の（Ａ）の例では当該図５
の（ａ）に示すような曲線が得られることになる。この
ことからも、図６の例の方が、ウインドウ関数の両端が
滑らかとなっていることがわかる。
【００５８】上述のようにｐの値をより大きくすること
により、ウィンドウ関数の両端における滑らかさを上げ
ることが可能であるが、その分、ウィンドウ関数の立ち
上がり、立ち下がり部分での傾斜が急になるので、この
ｐの値を無闇に大きくしても符号化効率を上げることは
できない。図７はそのような例としてｐ＝４にした場合
の例を図５と同様に示したものであるが、この図７から
も明らかなように、そのスペクトルのエネルギー分布は
ｐ＝２の場合に比較して集中度は低くなっている。この
ように、ｐの値としては、ｐ＝２程度（ｐ＝２の近傍）
に選ぶことによって、効果的に符号化効率を上げること
ができる。
により、ウィンドウ関数の両端における滑らかさを上げ
ることが可能であるが、その分、ウィンドウ関数の立ち
上がり、立ち下がり部分での傾斜が急になるので、この
ｐの値を無闇に大きくしても符号化効率を上げることは
できない。図７はそのような例としてｐ＝４にした場合
の例を図５と同様に示したものであるが、この図７から
も明らかなように、そのスペクトルのエネルギー分布は
ｐ＝２の場合に比較して集中度は低くなっている。この
ように、ｐの値としては、ｐ＝２程度（ｐ＝２の近傍）
に選ぶことによって、効果的に符号化効率を上げること
ができる。
【００５９】以上では簡単のため、変換ウィンドウ関数
の全体が(12)式で与えられるものとしたが、このような
制限は緩めることができるので、以下、これについて説
明を行う。
の全体が(12)式で与えられるものとしたが、このような
制限は緩めることができるので、以下、これについて説
明を行う。
【００６０】図８に示されるように、例えば図５の
（Ａ）の窓関数（変換ウインドウ関数）を用いて波形信
号に順スペクトル変換を施したスペクトル信号に量子化
雑音が加わった場合において、それを逆スペクトル変換
を施して再び時間軸上の波形信号に戻した場合には、そ
の量子化雑音は変換ブロック全体に拡がってしまう。こ
こで信号波形ＳＷが図８の（Ｂ）のように変換ブロック
の途中で急激に大きくなった場合、元の信号波形ＳＷが
小さい区間においては、量子化雑音ＱＮが信号波形ＳＷ
に対して大きくなってしまうため、同時マスキングが効
かず、プリエコーとして聴感上の障害になる。
（Ａ）の窓関数（変換ウインドウ関数）を用いて波形信
号に順スペクトル変換を施したスペクトル信号に量子化
雑音が加わった場合において、それを逆スペクトル変換
を施して再び時間軸上の波形信号に戻した場合には、そ
の量子化雑音は変換ブロック全体に拡がってしまう。こ
こで信号波形ＳＷが図８の（Ｂ）のように変換ブロック
の途中で急激に大きくなった場合、元の信号波形ＳＷが
小さい区間においては、量子化雑音ＱＮが信号波形ＳＷ
に対して大きくなってしまうため、同時マスキングが効
かず、プリエコーとして聴感上の障害になる。
【００６１】図９はこのようなプリエコーによる聴感上
の障害を軽減するために考案された従来技術の一例につ
いて説明するための図である。一般に、準定常的な信号
波形に対しては、変換ブロック長を長くした方が特定の
スペクトル係数に対してエネルギーが集中するので符号
化効率は高くなるが、音の大きさが急激に変化する部分
では変換ブロック長が長いと上述のプリエコーが問題に
なる。そこで、音の大きさが急激に変化する部分では変
換ブロック長を短くすることによってプリエコーの発生
期間を十分短くすれば、これは元の信号によるいわゆる
逆向マスキングが効き、聴感上の障害が無くなる。図９
の方法ではこのことを利用して信号波形の各部分の性質
に応じて変換ブロック長を選択的に切り替えている。
の障害を軽減するために考案された従来技術の一例につ
いて説明するための図である。一般に、準定常的な信号
波形に対しては、変換ブロック長を長くした方が特定の
スペクトル係数に対してエネルギーが集中するので符号
化効率は高くなるが、音の大きさが急激に変化する部分
では変換ブロック長が長いと上述のプリエコーが問題に
なる。そこで、音の大きさが急激に変化する部分では変
換ブロック長を短くすることによってプリエコーの発生
期間を十分短くすれば、これは元の信号によるいわゆる
逆向マスキングが効き、聴感上の障害が無くなる。図９
の方法ではこのことを利用して信号波形の各部分の性質
に応じて変換ブロック長を選択的に切り替えている。
【００６２】また、図９の方法の変形として、図１０に
示されるように、短変換部と長変換部の間に非対称なウ
ィンドウ関数を持つブロックを挟む方法も提案されてい
る。このようにすると、長変換部において両端を０にす
ることなく、変換部全域にわたるウィンドウ関数をとる
ことができるので、スペクトル変換した場合のエネルギ
ー分布の集中度が高まり、符号化効率を上げることがで
きる。なお、非対称なウインドウ関数については、公表
特許平成４年第５０３１３６号公報に開示されている。
示されるように、短変換部と長変換部の間に非対称なウ
ィンドウ関数を持つブロックを挟む方法も提案されてい
る。このようにすると、長変換部において両端を０にす
ることなく、変換部全域にわたるウィンドウ関数をとる
ことができるので、スペクトル変換した場合のエネルギ
ー分布の集中度が高まり、符号化効率を上げることがで
きる。なお、非対称なウインドウ関数については、公表
特許平成４年第５０３１３６号公報に開示されている。
【００６３】このようなＭＤＣＴの順変換ウィンドウ関
数は、一般に図１１に示されるような形状を持つものと
して表すことができ、場合によっては、高レベル部、低
レベル部Ｌ１，Ｌ２等が省略されているものと解釈する
ことができる。本発明において、ウィンドウ関数の形状
を規定しているのは、図１１の過渡部Ｅ１，Ｅ２の部分
であり、この部分の形状が、(12)式をシフトしたものに
よって与えられていれば、上述したことは本発明の方法
に含まれることになる。
数は、一般に図１１に示されるような形状を持つものと
して表すことができ、場合によっては、高レベル部、低
レベル部Ｌ１，Ｌ２等が省略されているものと解釈する
ことができる。本発明において、ウィンドウ関数の形状
を規定しているのは、図１１の過渡部Ｅ１，Ｅ２の部分
であり、この部分の形状が、(12)式をシフトしたものに
よって与えられていれば、上述したことは本発明の方法
に含まれることになる。
【００６４】図１２及び図１３は図９に示されるように
短変換ウィンドウ関数と矛盾なく接続できるように構成
された長変換ウィンドウ関数に本発明のウインドウ関数
の形状を適用した場合の効果を説明するための図であ
る。図１２には本発明との比較のために過渡部に従来の
変換ウィンドウの形状が適用されている例を示し、図１
３には過渡部に本発明による変換ウィンドウの形状が適
用されている例を示している。図１２の場合に比べて、
図１３の場合の方が明らかにスペクトルのエネルギー分
布の集中度が高いことがわかる。
短変換ウィンドウ関数と矛盾なく接続できるように構成
された長変換ウィンドウ関数に本発明のウインドウ関数
の形状を適用した場合の効果を説明するための図であ
る。図１２には本発明との比較のために過渡部に従来の
変換ウィンドウの形状が適用されている例を示し、図１
３には過渡部に本発明による変換ウィンドウの形状が適
用されている例を示している。図１２の場合に比べて、
図１３の場合の方が明らかにスペクトルのエネルギー分
布の集中度が高いことがわかる。
【００６５】図１４及び図１５は図１０に示されるよう
な非対称ウィンドウ関数に本発明の方法を適用した場合
の効果を説明するための図である。図１４には本発明と
の比較のために過渡部に従来の変換ウィンドウの形状が
適用されている例を示し、図１５には過渡部に本発明に
よる変換ウィンドウの形状が適用されている例を示して
いる。図１４の場合に比べて、図１５の場合の方が明ら
かにスペクトルのエネルギー分布の集中度が高いことが
わかる。
な非対称ウィンドウ関数に本発明の方法を適用した場合
の効果を説明するための図である。図１４には本発明と
の比較のために過渡部に従来の変換ウィンドウの形状が
適用されている例を示し、図１５には過渡部に本発明に
よる変換ウィンドウの形状が適用されている例を示して
いる。図１４の場合に比べて、図１５の場合の方が明ら
かにスペクトルのエネルギー分布の集中度が高いことが
わかる。
【００６６】また、上述したような本発明におけるウィ
ンドウ関数は、厳密に前記(12)式によって与えるのでな
くても、それを近似するように与えることも可能であ
る。そのようにして与えられた関数と(12)式においてｐ
＝２として決定されるウィンドウ関数との誤差（例えば
二乗平均誤差で与えたもの）が、(11)式の関数との誤差
よりも小さいのであれば、これらの方法は当然、本発明
に含まれることになる。
ンドウ関数は、厳密に前記(12)式によって与えるのでな
くても、それを近似するように与えることも可能であ
る。そのようにして与えられた関数と(12)式においてｐ
＝２として決定されるウィンドウ関数との誤差（例えば
二乗平均誤差で与えたもの）が、(11)式の関数との誤差
よりも小さいのであれば、これらの方法は当然、本発明
に含まれることになる。
【００６７】また、符号化装置における変換時に順変換
のウィンドウ関数を定数倍し、復号化装置における逆変
換時にその定数で割ることによってもウィンドウ関数の
形状とスペクトルの拡がりについては上記と全く同様の
関係が成立するものであり、上記の比較はウィンドウ関
数に対してこのような定数倍の変化をすべて補正した
後、行うものであることは言うまでもない。
のウィンドウ関数を定数倍し、復号化装置における逆変
換時にその定数で割ることによってもウィンドウ関数の
形状とスペクトルの拡がりについては上記と全く同様の
関係が成立するものであり、上記の比較はウィンドウ関
数に対してこのような定数倍の変化をすべて補正した
後、行うものであることは言うまでもない。
【００６８】本発明でいう、(12)式においてｐ＝２とし
て決定されるウィンドウ関数とは、以上のことをすべて
含んだものを示す。
て決定されるウィンドウ関数とは、以上のことをすべて
含んだものを示す。
【００６９】次に、図１６及び図１７はそれぞれ、本発
明の方法を利用した符号化、復号化の処理の流れを示し
たものである。
明の方法を利用した符号化、復号化の処理の流れを示し
たものである。
【００７０】上記図１６において、先ず、ステップＳ１
ではブロック番号Ｊ＝０とし、次のステップＳ２では
(1) 式の計算を行い、さらに次のステップＳ３では(2)
式の計算を行う。ステップＳ４では得られたスペクトル
信号の正規化・量子化を行い、ステップＳ５ではこの正
規化・量子化されたスペクトル信号の符号化を行う。ス
テップＳ６ではブロック番号Ｊをインクリメントし、ス
テップＳ７では終了か否かを判別し、Ｎｏのときにはス
テップＳ２に戻り、Ｙｅｓのときには処理を終了してい
る。
ではブロック番号Ｊ＝０とし、次のステップＳ２では
(1) 式の計算を行い、さらに次のステップＳ３では(2)
式の計算を行う。ステップＳ４では得られたスペクトル
信号の正規化・量子化を行い、ステップＳ５ではこの正
規化・量子化されたスペクトル信号の符号化を行う。ス
テップＳ６ではブロック番号Ｊをインクリメントし、ス
テップＳ７では終了か否かを判別し、Ｎｏのときにはス
テップＳ２に戻り、Ｙｅｓのときには処理を終了してい
る。
【００７１】また、図１７において、ステップＳ１１で
はブロック番号Ｊ＝０とし、次のステップＳ１２では正
規化・量子化されたスペクトル信号の復号化を行う。ス
テップＳ１３では得られたスペクトル信号の逆正規化・
逆量子化を行う。次のステップＳ１４では(3) 式の計算
を行い、その次のステップＳ１５では(4) 式の計算を、
さらに次のステップＳ１６では(5) 式の計算を行う。そ
の後、ステップＳ１７では得られた波形信号の出力を行
う。次のステップＳ１８ではブロック番号Ｊをインクリ
メントし、ステップＳ１９では終了か否かを判別し、Ｎ
ｏのときにはステップＳ１２に戻り、Ｙｅｓのときには
処理を終了している。
はブロック番号Ｊ＝０とし、次のステップＳ１２では正
規化・量子化されたスペクトル信号の復号化を行う。ス
テップＳ１３では得られたスペクトル信号の逆正規化・
逆量子化を行う。次のステップＳ１４では(3) 式の計算
を行い、その次のステップＳ１５では(4) 式の計算を、
さらに次のステップＳ１６では(5) 式の計算を行う。そ
の後、ステップＳ１７では得られた波形信号の出力を行
う。次のステップＳ１８ではブロック番号Ｊをインクリ
メントし、ステップＳ１９では終了か否かを判別し、Ｎ
ｏのときにはステップＳ１２に戻り、Ｙｅｓのときには
処理を終了している。
【００７２】以上、前記帯域分割回路１０１として直接
ＭＤＣＴの変換を行うもの、また帯域合成回路２２１と
して直接ＩＭＤＣＴの変換を行うものについて説明を行
ったが、これらはもちろん、他の帯域分割、帯域合成の
方法をとる場合にも適用することができる。例えば、図
１８には帯域分割手段として帯域分割フィルタ５０２と
ＭＤＣＴ等の順スペクトル変換回路５１１〜５１４とを
組み合わせた場合の具体例を示し、図１９には帯域合成
手段としてＩＭＤＣＴ等の順スペクトル変換回路６１１
〜６１４と帯域合成フィルタ６２１とを組み合わせた場
合の具体例を示したものである。
ＭＤＣＴの変換を行うもの、また帯域合成回路２２１と
して直接ＩＭＤＣＴの変換を行うものについて説明を行
ったが、これらはもちろん、他の帯域分割、帯域合成の
方法をとる場合にも適用することができる。例えば、図
１８には帯域分割手段として帯域分割フィルタ５０２と
ＭＤＣＴ等の順スペクトル変換回路５１１〜５１４とを
組み合わせた場合の具体例を示し、図１９には帯域合成
手段としてＩＭＤＣＴ等の順スペクトル変換回路６１１
〜６１４と帯域合成フィルタ６２１とを組み合わせた場
合の具体例を示したものである。
【００７３】図１８において、端子５０１には図１の端
子１００からの信号が供給される。この信号は、帯域分
割フィルタ５０２によって複数帯域に分割され、各帯域
の信号が順スペクトル変換回路５１１〜５１４にそれぞ
れ送られる。各順スペクトル変換回路５１１〜５１４で
は前述同様の順スペクトル変換ウインドウ関数を使用し
た順スペクトル変換処理を行い、このスペクトル変換さ
れた信号がそれぞれ対応する端子５２１〜５２４から図
１の正規化回路１１１〜１１４に送られるようになる。
子１００からの信号が供給される。この信号は、帯域分
割フィルタ５０２によって複数帯域に分割され、各帯域
の信号が順スペクトル変換回路５１１〜５１４にそれぞ
れ送られる。各順スペクトル変換回路５１１〜５１４で
は前述同様の順スペクトル変換ウインドウ関数を使用し
た順スペクトル変換処理を行い、このスペクトル変換さ
れた信号がそれぞれ対応する端子５２１〜５２４から図
１の正規化回路１１１〜１１４に送られるようになる。
【００７４】また、図１９において、端子６０１〜６０
４にはそれぞれ対応する図２の信号成分構成回路２１１
〜２１４からの信号が供給され、これらが各々対応する
逆スペクトル変換回路６１１〜６１４に送られる。各逆
スペクトル変換回路６１１〜６１４では前述同様の逆ス
ペクトル変換ウインドウ関数を使用して逆スペクトル変
換処理を行い、この逆スペクトル変換された信号が、そ
れぞれ帯域合成フィルタ６２１に送られ、ここで合成さ
れた後、端子６２２から出力される。この端子６２２か
らの出力信号が図２の端子２５１に送られるようにな
る。
４にはそれぞれ対応する図２の信号成分構成回路２１１
〜２１４からの信号が供給され、これらが各々対応する
逆スペクトル変換回路６１１〜６１４に送られる。各逆
スペクトル変換回路６１１〜６１４では前述同様の逆ス
ペクトル変換ウインドウ関数を使用して逆スペクトル変
換処理を行い、この逆スペクトル変換された信号が、そ
れぞれ帯域合成フィルタ６２１に送られ、ここで合成さ
れた後、端子６２２から出力される。この端子６２２か
らの出力信号が図２の端子２５１に送られるようにな
る。
【００７５】ここで、上記順スペクトル変換回路５１１
〜５１４としては図３の構成を、また、逆スペクトル変
換回路６１１〜６１４としては図４の構成をとることが
でき、これらの場合にも前述した本発明の方法を適用す
ることができる。
〜５１４としては図３の構成を、また、逆スペクトル変
換回路６１１〜６１４としては図４の構成をとることが
でき、これらの場合にも前述した本発明の方法を適用す
ることができる。
【００７６】また、本発明でいう、(12)式においてｐ＝
２として決定されるウィンドウ関数を用いた順スペクト
ル変換と、(12)式においてｐ＝２として決定されるウィ
ンドウ関数を用いた逆スペクトル変換はこれらの場合も
含むものである。
２として決定されるウィンドウ関数を用いた順スペクト
ル変換と、(12)式においてｐ＝２として決定されるウィ
ンドウ関数を用いた逆スペクトル変換はこれらの場合も
含むものである。
【００７７】図２０は、波形信号に対して本発明の方法
を適用して得られた符号列の例を示したもので、この符
号を記録媒体に記録したり伝送路に送信することが可能
である。この例の場合、波形信号はブロック毎にＭＤＣ
Ｔの変換が施され、得られたスペクトル信号を正規化及
び量子化して符号化がなされている。すなわちこの図２
０に示す例において、各ブロックの符号は、量子化精度
情報と正規化係数情報とスペクトル係数情報とからなっ
ている。
を適用して得られた符号列の例を示したもので、この符
号を記録媒体に記録したり伝送路に送信することが可能
である。この例の場合、波形信号はブロック毎にＭＤＣ
Ｔの変換が施され、得られたスペクトル信号を正規化及
び量子化して符号化がなされている。すなわちこの図２
０に示す例において、各ブロックの符号は、量子化精度
情報と正規化係数情報とスペクトル係数情報とからなっ
ている。
【００７８】以上、逆変換時に隣接するブロック間で波
形要素を干渉させるスペクトル変換としてＭＤＣＴを使
用した場合について述べた。ＭＤＣＴを使用することに
よって総てのブロックに対して同一の式で計算されるス
ペクトル変換を容易に実現することができ都合が良い
が、逆変換時に隣接するブロック間で波形要素を干渉さ
せるスペクトル変換として別の変換方法を採用した場合
にも本発明を適用することができる。そのようなスペク
トル変換の別の例が例えば文献「時間領域エリアシング
・キャンセルを基礎とするフィルタ・バンク設計を用い
た分析／合成」("Analysis/Syntehsis Filter Bank Des
ign Based on Time Domain Aliasing Cancellation",
J.Princen and A.B.Bradley, IEEE Transactions on Ac
oustics, Speech and Signal Processing, VolASSP-34
No.5, October 1986)に記載されている。
形要素を干渉させるスペクトル変換としてＭＤＣＴを使
用した場合について述べた。ＭＤＣＴを使用することに
よって総てのブロックに対して同一の式で計算されるス
ペクトル変換を容易に実現することができ都合が良い
が、逆変換時に隣接するブロック間で波形要素を干渉さ
せるスペクトル変換として別の変換方法を採用した場合
にも本発明を適用することができる。そのようなスペク
トル変換の別の例が例えば文献「時間領域エリアシング
・キャンセルを基礎とするフィルタ・バンク設計を用い
た分析／合成」("Analysis/Syntehsis Filter Bank Des
ign Based on Time Domain Aliasing Cancellation",
J.Princen and A.B.Bradley, IEEE Transactions on Ac
oustics, Speech and Signal Processing, VolASSP-34
No.5, October 1986)に記載されている。
【００７９】さらにまた、必ずしも逆変換時に隣接する
ブロック間で波形要素を干渉させるスペクトル変換でな
くても本発明による順変換ウィンドウ関数を用いて符号
化を行うことも可能である。
ブロック間で波形要素を干渉させるスペクトル変換でな
くても本発明による順変換ウィンドウ関数を用いて符号
化を行うことも可能である。
【００８０】なお、以上、音響波形信号に適用した場合
について説明を行なったが、本発明の方法は他の種類の
信号に対しても適用することができ、例えば画像信号に
も適用することが可能である。しかし、本発明の方法は
特に鋭いスペクトル分布を持つ場合にその効果が顕著で
あり、音響信号の場合、聴感上、そのようなスペクトル
分布を持つ場合に特に精度の良い符号化が要求されるた
め、本発明の方法を特に有効に利用することができる。
さらに本発明の方法は、符号化された情報を記録媒体に
記録する場合だけではなく、情報を伝送する場合にも適
用可能であることは言うまでもない。
について説明を行なったが、本発明の方法は他の種類の
信号に対しても適用することができ、例えば画像信号に
も適用することが可能である。しかし、本発明の方法は
特に鋭いスペクトル分布を持つ場合にその効果が顕著で
あり、音響信号の場合、聴感上、そのようなスペクトル
分布を持つ場合に特に精度の良い符号化が要求されるた
め、本発明の方法を特に有効に利用することができる。
さらに本発明の方法は、符号化された情報を記録媒体に
記録する場合だけではなく、情報を伝送する場合にも適
用可能であることは言うまでもない。
【００８１】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明による方法を用いれば、ＭＤＣＴのようにウィンドウ
関数が所定の制約条件を充たさなければならない場合に
もスペクトル分布のエネルギーの集中度を高めることが
でき、効率的な符号化が可能になった。
明による方法を用いれば、ＭＤＣＴのようにウィンドウ
関数が所定の制約条件を充たさなければならない場合に
もスペクトル分布のエネルギーの集中度を高めることが
でき、効率的な符号化が可能になった。
【図１】本発明実施例の情報符号化装置の概略構成を示
すブロック回路図である。
すブロック回路図である。
【図２】本発明実施例の情報復号化装置の概略構成を示
すブロック回路図である。
すブロック回路図である。
【図３】順スペクトル変換手段の具体的構成を示すブロ
ック回路図である。
ック回路図である。
【図４】逆スペクトル変換手段の具体的構成を示すブロ
ック回路図である。
ック回路図である。
【図５】(11)式のウィンドウ関数（(12)式でｐ＝１とし
たウインドウ関数）を用いた場合のスペクトル分布の一
例を示す図である。
たウインドウ関数）を用いた場合のスペクトル分布の一
例を示す図である。
【図６】(12)式でｐ＝２としたウィンドウ関数を用いた
場合のスペクトル分布の一例を示す図である。
場合のスペクトル分布の一例を示す図である。
【図７】(12)式でｐ＝４としたウィンドウ関数を用いた
場合のスペクトル分布の一例を示す図である。
場合のスペクトル分布の一例を示す図である。
【図８】(11)式のウィンドウ関数を用いて波形信号に順
スペクトル変換を施したスペクトル信号に量子化雑音が
加わった様子を示す図である。
スペクトル変換を施したスペクトル信号に量子化雑音が
加わった様子を示す図である。
【図９】プリエコーによる聴感上の障害を軽減するため
に考案された従来技術のウインドウ関数一例について説
明するための図である。
に考案された従来技術のウインドウ関数一例について説
明するための図である。
【図１０】短変換部と長変換部の間に非対称なウィンド
ウ関数について説明するための図である。
ウ関数について説明するための図である。
【図１１】ＭＤＣＴの順変換ウィンドウ関数の形状を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１２】短変換ウィンドウ関数と矛盾なく接続できる
ように構成された長変換ウィンドウ関数において、過渡
部に従来の変換ウィンドウの形状を適用した場合のスペ
クトル分布について説明するための図である。
ように構成された長変換ウィンドウ関数において、過渡
部に従来の変換ウィンドウの形状を適用した場合のスペ
クトル分布について説明するための図である。
【図１３】短変換ウィンドウ関数と矛盾なく接続できる
ように構成された長変換ウィンドウ関数において、過渡
部に本発明による変換ウィンドウの形状を適用した場合
のスペクトル分布について説明するための図である。
ように構成された長変換ウィンドウ関数において、過渡
部に本発明による変換ウィンドウの形状を適用した場合
のスペクトル分布について説明するための図である。
【図１４】非対称ウィンドウ関数において、過渡部に従
来の変換ウィンドウの形状を適用した場合のスペクトル
分布について説明するための図である。
来の変換ウィンドウの形状を適用した場合のスペクトル
分布について説明するための図である。
【図１５】非対称ウィンドウ関数において、過渡部に本
発明の変換ウィンドウの形状を適用した場合のスペクト
ル分布について説明するための図である。
発明の変換ウィンドウの形状を適用した場合のスペクト
ル分布について説明するための図である。
【図１６】本発明の情報符号化方法の処理の流れを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１７】本発明の情報復号化方法の処理の流れを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図１８】帯域分割手段として帯域分割フィルタとＭＤ
ＣＴ等の順スペクトル変換手段とを組み合わせた場合の
具体例を示すブロック回路図である。
ＣＴ等の順スペクトル変換手段とを組み合わせた場合の
具体例を示すブロック回路図である。
【図１９】帯域合成手段としてＩＭＤＣＴ等の順スペク
トル変換手段と帯域合成フィルタとを組み合わせた場合
の具体例を示すブロック回路図である。
トル変換手段と帯域合成フィルタとを組み合わせた場合
の具体例を示すブロック回路図である。
【図２０】波形信号に対して本発明の情報符号化方法を
適用して得られた符号の例を示す図である。
適用して得られた符号の例を示す図である。
１０１ 帯域分割回路 １１１〜１１４ 正規化回路 １２１〜１２４ 量子化回路 １３１ マルチプレクサ １４１ 量子化精度決定回路 ２０２ デマルチプレクサ ２１１〜２１４ 信号成分構成回路 ２２１ 帯域合成回路 ３０２ 波形切り出し回路 ３０３ 順変換ウインドウ回路 ３０４ 順スペクトル変換計算回路 ４０２ 逆スペクトル変換計算回路 ４０３ 逆変換ウインドウ回路 ４０４ 隣接ブロック合成回路 ５０２ 帯域分割フィルタ ５１１〜５１４ 順スペクトル変換回路 ６１１〜６１４ 逆スペクトル変換回路 ６２１ 帯域合成フィルタ
Claims (60)
- 【請求項１】 所定のウインドウ関数を用いて入力信号
を順スペクトル変換する順スペクトル変換処理と、 上記順スペクトル変換処理による出力スペクトル信号を
符号化する符号化処理とからなり、 上記所定のウインドウ関数は、当該ウインドウ関数の特
性を表す曲線の傾きが両端部で小なるものであることを
特徴とする情報符号化方法。 - 【請求項２】 上記所定のウインドウ関数は、当該ウイ
ンドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端部から
離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大から小
に変化するものであることを特徴とする請求項１記載の
情報符号化方法。 - 【請求項３】 上記所定のウインドウ関数は下記の数１
の式で表すものであり、当該式中ｗ(n) はウインドウ関
数、ｐは２近傍の値、及びＭは出力スペクトル数である
ことを特徴とする請求項１記載の情報符号化方法。 【数１】 - 【請求項４】 上記順スペクトル変換処理は、逆変換時
に隣接するブロックと波形要素を干渉させる順スペクト
ル変換であることを特徴とする請求項１から請求項３の
うちのいずれか１項に記載の情報符号化方法。 - 【請求項５】 上記順スペクトル変換処理は、変更離散
コサイン変換処理であることを特徴とする請求項４記載
の情報符号化方法。 - 【請求項６】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０と
なる区間を含まないことを特徴とする請求項１から請求
項５のうちのいずれか１項に記載の情報符号化方法。 - 【請求項７】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０と
なる区間を含むことを特徴とする請求項１から請求項５
のうちのいずれか１項に記載の情報符号化方法。 - 【請求項８】 上記所定のウィンドウ関数は、対称な形
をとることを特徴とする請求項１から請求項７のうちの
いずれか１項に記載の情報符号化方法。 - 【請求項９】 上記所定のウィンドウ関数は、非対称な
形をとることを特徴とする請求項１から請求項７のうち
のいずれか１項に記載の情報符号化方法。 - 【請求項１０】 上記入力信号は音響信号であることを
特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項
に記載の情報符号化方法。 - 【請求項１１】 所定のウインドウ関数を用いて入力信
号を順スペクトル変換する順スペクトル変換手段と、 上記順スペクトル変換手段による出力スペクトル信号を
符号化する符号化手段とを有し、 上記所定のウインドウ関数は、当該ウインドウ関数の特
性を表す曲線の傾きが両端部で小なるものであることを
特徴とする情報符号化装置。 - 【請求項１２】 上記所定のウインドウ関数は、当該ウ
インドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端部か
ら離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大から
小に変化するものであることを特徴とする請求項１１記
載の情報符号化装置。 - 【請求項１３】 上記所定のウインドウ関数は下記の数
２の式で表すものであり、当該式中ｗ(n) はウインドウ
関数、ｐは２近傍の値、及びＭは出力スペクトル数であ
ることを特徴とする請求項１１記載の情報符号化装置。 【数２】 - 【請求項１４】 上記順スペクトル変換手段は、逆変換
時に隣接するブロックと波形要素を干渉させる順スペク
トル変換を行うことを特徴とする請求項１１から請求項
１３のうちのいずれか１項に記載の情報符号化装置。 - 【請求項１５】 上記順スペクトル変換手段は、変更離
散コサイン変換処理を行うことを特徴とする請求項１４
記載の情報符号化装置。 - 【請求項１６】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含まないことを特徴とする請求項１１から
請求項１５のうちのいずれか１項に記載の情報符号化装
置。 - 【請求項１７】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含むことを特徴とする請求項１１から請求
項１５のうちのいずれか１項に記載の情報符号化装置。 - 【請求項１８】 上記所定のウィンドウ関数は、対称な
形をとることを特徴とする請求項１１から請求項１７の
うちのいずれか１項に記載の情報符号化装置。 - 【請求項１９】 上記所定のウィンドウ関数は、非対称
な形をとることを特徴とする請求項１１から請求項１７
のうちのいずれか１項に記載の情報符号化装置。 - 【請求項２０】 上記入力信号は音響信号であることを
特徴とする請求項１１から請求項１９のうちのいずれか
１項に記載の情報符号化装置。 - 【請求項２１】 所定の情報符号化処理が施された符号
化信号を復号化してスペクトル信号を出力する復号化処
理と、 所定のウインドウ関数を用いて上記復号化処理による出
力スペクトル信号を逆スペクトル変換する逆スペクトル
変換処理とからなり、 上記所定のウインドウ関数は、当該ウインドウ関数の特
性を表す曲線の傾きが両端部で小なるものであることを
特徴とする情報復号化方法。 - 【請求項２２】 上記所定のウインドウ関数は、当該ウ
インドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端部か
ら離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大から
小に変化するものであることを特徴とする請求項２１記
載の情報復号化方法。 - 【請求項２３】 上記所定のウインドウ関数は下記の数
３の式で表すものであり、当該式中ｗ(n) はウインドウ
関数、ｐは２近傍の値、及びＭは出力スペクトル数であ
ることを特徴とする請求項２１記載の情報復号化方法。 【数３】 - 【請求項２４】 上記逆スペクトル変換処理は、隣接す
るブロックと波形要素を干渉させる逆スペクトル変換で
あることを特徴とする請求項２１から請求項２４のうち
のいずれか１項に記載の情報復号化方法。 - 【請求項２５】 上記逆スペクトル変換処理は、逆変更
離散コサイン変換処理であることを特徴とする請求項２
４記載の情報復号化方法。 - 【請求項２６】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含まないことを特徴とする請求項２１から
請求項２５のうちのいずれか１項に記載の情報復号化方
法。 - 【請求項２７】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含むことを特徴とする請求項２１から請求
項２５のうちのいずれか１項に記載の情報復号化方法。 - 【請求項２８】 上記所定のウィンドウ関数は、対称な
形をとることを特徴とする請求項２１から請求項２７の
うちのいずれか１項に記載の情報復号化方法。 - 【請求項２９】 上記所定のウィンドウ関数は、非対称
な形をとることを特徴とする請求項２１から請求項２７
のうちのいずれか１項に記載の情報復号化方法。 - 【請求項３０】 扱う信号は音響信号であることを特徴
とする請求項２１から請求項２９のうちのいずれか１項
に記載の情報復号化方法。 - 【請求項３１】 所定の情報符号化処理が施された符号
化信号を復号化してスペクトル信号を出力する復号化手
段と、 所定のウインドウ関数を用いて上記復号化手段による出
力スペクトル信号を逆スペクトル変換する逆スペクトル
変換手段とを有し、 上記所定のウインドウ関数は、当該ウインドウ関数の特
性を表す曲線の傾きが両端部で小なるものであることを
特徴とする情報復号化装置。 - 【請求項３２】 上記所定のウインドウ関数は、当該ウ
インドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端部か
ら離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大から
小に変化するものであることを特徴とする請求項３１記
載の情報復号化装置。 - 【請求項３３】 上記所定のウインドウ関数は下記の数
４の式で表すものであり、当該式中ｗ(n) はウインドウ
関数、ｐは２近傍の値、及びＭは出力スペクトル数であ
ることを特徴とする請求項３１記載の情報復号化装置。 【数４】 - 【請求項３４】 上記逆スペクトル変換手段は、隣接す
るブロックと波形要素を干渉させる逆スペクトル変換を
行うことを特徴とする請求項３１から請求項３３のうち
のいずれか１項に記載の情報復号化装置。 - 【請求項３５】 上記逆スペクトル変換手段は、逆変更
離散コサイン変換処理を行うことを特徴とする請求項３
４記載の情報復号化装置。 - 【請求項３６】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含まないことを特徴とする請求項３１から
請求項３５のうちのいずれか１項に記載の情報復号化装
置。 - 【請求項３７】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含むことを特徴とする請求項３１から請求
項３５のうちのいずれか１項に記載の情報復号化装置。 - 【請求項３８】 上記所定のウィンドウ関数は、対称な
形をとることを特徴とする請求項３１から請求項３７の
うちのいずれか１項に記載の情報復号化装置。 - 【請求項３９】 上記所定のウィンドウ関数は、非対称
な形をとることを特徴とする請求項３１から請求項３７
のうちのいずれか１項に記載の情報復号化装置。 - 【請求項４０】 扱う信号は音響信号であることを特徴
とする請求項３１から請求項３９のうちのいずれか１項
に記載の情報復号化装置。 - 【請求項４１】 傾きが両端部で小なる曲線で表される
特性の所定のウインドウ関数を用いて入力信号を順スペ
クトル変換し、上記順スペクトル変換による出力スペク
トル信号を符号化した情報を記録してなることを特徴と
する情報記録媒体。 - 【請求項４２】 上記所定のウインドウ関数は、当該ウ
インドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端部か
ら離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大から
小に変化するものであることを特徴とする請求項４１記
載の情報記録媒体。 - 【請求項４３】 上記所定のウインドウ関数は下記の数
５の式で表すものであり、当該式中ｗ(n) はウインドウ
関数、ｐは２近傍の値、及びＭは出力スペクトル数であ
ることを特徴とする請求項４１記載の情報記録媒体。 【数５】 - 【請求項４４】 上記順スペクトル変換は、逆変換時に
隣接するブロックと波形要素を干渉させる順スペクトル
変換処理であることを特徴とする請求項４１から請求項
４３のうちのいずれか１項に記載の情報記録媒体。 - 【請求項４５】 上記順スペクトル変換は、変更離散コ
サイン変換処理であることを特徴とする請求項４４記載
の情報記録媒体。 - 【請求項４６】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含まないことを特徴とする請求項４１から
請求項４５のうちのいずれか１項に記載の情報記録媒
体。 - 【請求項４７】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含むことを特徴とする請求項４１から請求
項４５のうちのいずれか１項に記載の情報記録媒体。 - 【請求項４８】 上記所定のウィンドウ関数は、対称な
形をとることを特徴とする請求項４１から請求項４７の
うちのいずれか１項に記載の情報記録媒体。 - 【請求項４９】 上記所定のウィンドウ関数は、非対称
な形をとることを特徴とする請求項４１から請求項４７
のうちのいずれか１項に記載の情報記録媒体。 - 【請求項５０】 上記入力信号は音響信号であることを
特徴とする請求項４１から請求項４９のうちのいずれか
１項に記載の情報記録媒体。 - 【請求項５１】 傾きが両端部で小なる曲線で表される
特性の所定のウインドウ関数を用いて入力信号を順スペ
クトル変換し、上記順スペクトル変換による出力スペク
トル信号を符号化した情報を伝送することを特徴とする
情報伝送方法。 - 【請求項５２】 上記所定のウインドウ関数は、当該ウ
インドウ関数の特性を表す曲線の傾きが、上記両端部か
ら離れるにしたがって小から大に変化し、さらに大から
小に変化するものであることを特徴とする請求項５１記
載の情報伝送方法。 - 【請求項５３】 上記所定のウインドウ関数は下記の数
６の式で表すものであり、当該式中ｗ(n) はウインドウ
関数、ｐは２近傍の値、及びＭは出力スペクトル数であ
ることを特徴とする請求項５１記載の情報伝送方法。 【数６】 - 【請求項５４】 上記順スペクトル変換は、逆変換時に
隣接するブロックと波形要素を干渉させる順スペクトル
変換処理であることを特徴とする請求項５１から請求項
５３のうちのいずれか１項に記載の情報伝送方法。 - 【請求項５５】 上記順スペクトル変換は、変更離散コ
サイン変換処理であることを特徴とする請求項５４記載
の情報伝送方法。 - 【請求項５６】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含まないことを特徴とする請求項５１から
請求項５５のうちのいずれか１項に記載の情報伝送方
法。 - 【請求項５７】 上記所定のウィンドウ関数は、値が０
となる区間を含むことを特徴とする請求項５１から請求
項５５のうちのいずれか１項に記載の情報伝送方法。 - 【請求項５８】 上記所定のウィンドウ関数は、対称な
形をとることを特徴とする請求項５１から請求項５７の
うちのいずれか１項に記載の情報伝送方法。 - 【請求項５９】 上記所定のウィンドウ関数は、非対称
な形をとることを特徴とする請求項５１から請求項５７
のうちのいずれか１項に記載の情報伝送方法。 - 【請求項６０】 上記入力信号は音響信号であることを
特徴とする請求項５１から請求項５９のうちのいずれか
１項に記載の情報伝送方法。
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