JPH07336229A

JPH07336229A - 高能率符号化装置

Info

Publication number: JPH07336229A
Application number: JP6127698A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Iwasaki; 昌一岩崎; Kiyotaka Nagai; 清隆永井; Koji Nakajima; 康志中嶋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】複数のチャンネルからなるオーディオ信号を
高能率符号化するときに、チャンネル間のレベル差が小
さいサブバンドの量子化ビット数を等しくすることで、
再生音の定位劣化を低減する。【構成】周波数分析フィルタ１１１，１２１はデジタ
ルオーディオ信号をチャンネルごとに周波数分析してサ
ブバンド信号を出力する。最大値検出器１１２，１２２
はフレームごとにサブバンド信号の絶対値の最大値を求
める。ビット要求計算器１１７，１２７は各サブバンド
の信号を量子化するのに要求されるビット数を計算す
る。初期ビット割り当て器１１８，１２８はビット要求
値が閾値以上のサブバンドに初期ビット割り当てをす
る。追加割り当てが可能な場合に、追加ビット割り当て
器１９は最大値信号を基にチャンネル間のレベル差が小
さいサブバンドのビット割り当て値が等しくなるように
追加ビット割り当てを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のチャンネルから
なるオーディオ信号、例えばステレオオーディオ信号を
デジタル記録する高能率符号化装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、サブバンドコーディングや直交変
換コーディングを用いて音声をデジタル記録する高能率
符号化装置が盛んに開発されている。オーディオ信号の
高能率符号化では、再生時の音質の大部分は記録時の符
号化方法、特に広帯域信号を帯域分割して符号化する際
の各帯域の量子化ビット数によって決定される。

【０００３】以下に、従来の高能率符号化装置の一例に
ついて説明する。図４は従来のサブバンドコーディング
による高能率符号化装置のブロック図を示すものであ
る。図４に示す従来の高能率符号化装置はステレオデジ
タル信号を入力して、一定数のオーディオサンプルから
なるフレームを基本単位として符号化を行う。

【０００４】また、図５は図４に示す従来の高能率符号
化装置の一部について詳しく示すものである。

【０００５】図４において、４１１と４２１は周波数分
析フィルタである。４１２（１）〜４１２（Ｍ）と４２
２（１）〜４２２（Ｍ）は最大値検出器である。４１３
（１）〜４１３（Ｍ）と４２３（１）〜４２３（Ｍ）は
正規化器である。４１４（１）〜４１４（Ｍ）と４２４
（１）〜４２４（Ｍ）は量子化器である。４１５と４２
５はビット割り当て手段、４６はマルチプレクサであ
る。

【０００６】図５は図４の周波数分析フィルタ４１１，
４２１と、ビット割り当て手段４１５，４２５の詳細
と、量子化器４１４（１）〜４１４（Ｍ），４２４
（１）〜４２４（Ｍ）を示すものである。

【０００７】図５において、４１７と４２７はビット要
求計算器、４１８と４２８は初期ビット割り当て器、４
１９と４２９は追加ビット割り当て器４１９である。ビ
ット割り当て手段４１５はビット要求計算機４１７と初
期ビット割り当て器４１８と追加ビット割り当て器４１
９からなり、ビット割り当て手段４２５はビット要求計
算機４２７と初期ビット割り当て器４２８と追加ビット
割り当て器４２９からなる。

【０００８】図４および図５において、周波数分析フィ
ルタ４１１と最大値検出器４１２（１）〜４１２（Ｍ）
と正規化器４１３（１）〜４１３（Ｍ）と量子化器４１
４（１）〜４１４（Ｍ）とビット割り当て手段４１５は
Ｌチャンネルについて処理を行い、周波数分析フィルタ
４２１と最大値検出器４２２（１）〜４２２（Ｍ）と正
規化器４２３（１）〜４２３（Ｍ）と量子化器４２４
（１）〜４２４（Ｍ）とビット割り当て手段４２５はＲ
チャンネルについて処理を行うものとする。

【０００９】以上のように構成された高能率符号化装置
について、図４によって、以下その動作について説明す
る。

【００１０】周波数分析フィルタ４１１と４２１はそれ
ぞれＬチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｓ４１１と
Ｒチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｓ４２１を入力
し、周波数分析して、それぞれＭ個のサブバンド信号Ｓ
４１２（１）〜Ｓ４１２（Ｍ）とＳ４２２（１）〜Ｓ４
２２（Ｍ）を出力する。ここでは、（）内の数字が大き
いほど周波数が高いサブバンド信号であるものとする。
また、Ｍの値は例えば３２である。

【００１１】以下、ＬチャンネルとＲチャンネルの処理
動作は同様であるので、ここでは、Ｌチャンネルの動作
と、両チャンネルに関係する部分の動作についてのみ説
明する。

【００１２】最大値検出器４１２（１）〜４１２（Ｍ）
が、それぞれ対応する１フレーム分のサブバンド信号Ｓ
４１２（１）〜Ｓ４１２（Ｍ）の絶対値の最大値を求
め、最大値信号Ｓ４１３（１）〜Ｓ４１３（Ｍ）を対応
する正規化器４１３（１）〜４１３（Ｍ）とビット割り
当て手段４１５とマルチプレクサ４６へ出力する。正規
化器４１３（１）〜４１３（Ｍ）はそれぞれ最大値信号
Ｓ４１３（１）〜Ｓ４１３（Ｍ）に基づいて、対応する
サブバンド信号Ｓ４１２（１）〜Ｓ４１２（Ｍ）を正規
化し、正規化信号Ｓ４１４（１）〜Ｓ４１４（Ｍ）を出
力する。ビット割り当て手段４１５は１フレーム分のサ
ブバンド信号Ｓ４１２（１）〜Ｓ４１２（Ｍ）と最大値
信号Ｓ４１３（１）〜Ｓ４１３（Ｍ）を取り込み、正規
化信号Ｓ４１４（１）〜Ｓ４１４（Ｍ）をそれぞれ何ビ
ットで量子化するかを計算し、対応する量子化器４１４
（１）〜４１４（Ｍ）とマルチプレクサ４６へビット割
り当て信号Ｓ４１５（１）〜Ｓ４１５（Ｍ）を出力す
る。

【００１３】マルチプレクサ４６は最大値信号Ｓ４１３
（１）〜Ｓ４１３（Ｍ），Ｓ４２３（１）〜Ｓ４２３
（Ｍ）と量子化信号Ｓ４１５（１）〜Ｓ４１５（Ｍ），
Ｓ４２５（１）〜Ｓ４２５（Ｍ）とビット割り当て信号
Ｓ４１６（１）〜Ｓ４１６（Ｍ），Ｓ４２６（１）〜Ｓ
４２６（Ｍ）を入力し、多重化して符号化信号Ｓ４７を
出力する。

【００１４】以下、図５によってビット割り当て手段４
１５の動作の詳細を説明する。ビット割り当て手段の具
体的な動作については、例えば特開平４−２５０７２２
号公報に開示されている。

【００１５】ビット要求計算器４１７がサブバンド信号
Ｓ４１２（１）〜Ｓ４１２（Ｍ）と最大値信号Ｓ４１３
（１）〜Ｓ４１３（Ｍ）を１フレーム分取り込み、各サ
ブバンドのサブバンド信号のパワー値とピーク値から人
間の聴覚特性モデルに基づくマスキング効果を計算し、
各サブバンドの信号を符号化するのに要求されるビット
数（ビット要求値）を計算し、ビット要求信号Ｓ４１８
（１）〜Ｓ４１８（Ｍ）を出力する。

【００１６】初期ビット割り当て器４１８はビット要求
信号Ｓ４１８（１）〜Ｓ４１８（Ｍ）を入力し以下の手
順で初期ビット割り当てを行い、初期ビット割り当て信
号Ｓ４１９（１）〜Ｓ４１９（Ｍ）を出力する。

【００１７】ここで、１フレームで、１チャンネルあた
り使える総ビット数をＢとし、１フレームに含まれる１
サブバンド当たりのデータ数をＳ、最大値情報を記録す
る際のビット数をＸとする。Ｂの値はサンプリング周波
数とビットレートによって決まり、Ｓ，Ｘの値は例え
ば、それぞれ１２，６である。

【００１８】（ａ）数フレーム以内、例えば５フレー
ム以内前にビット割り当てがあったサブバンドに優先的
に２ビットずつ割り当てる。

【００１９】（ｂ）（ａ）でビット割り当てを行った
場合には、１サブバンドごとにビット要求値を２ずつ減
ずる。

【００２０】（ｃ）（ａ）でビット割り当てを行った
場合には、１サブバンドごとにＢの値を（２×Ｓ＋Ｘ）
ずつ減ずる。

【００２１】追加ビット割り当て器４１９は以下の手順
により追加ビット割り当てを行い、初期ビット割り当て
値と追加ビット割り当て値の合計をビット割り当て信号
Ｓ４１６（１）〜Ｓ４１６（Ｍ）として出力する。

【００２２】（ａ）ビット要求値の最大値を求める。（ｂ）（ａ）で求めた最大値を持つサブバンドにすで
にビット割り当てがなされている場合には当該サブバン
ドに１ビットを追加割り当てし、ビット要求値を１減
じ、Ｂの値をＳだけ減ずる。

【００２３】（ｃ）（ａ）で求めた最大値を持つサブ
バンドにすでにビット割り当てがなされていない場合に
は当該サブバンドに２ビットを割り当て、ビット要求値
を２減じ、Ｂの値を（２×Ｓ＋Ｘ）だけ減ずる。

【００２４】（ｄ）Ｂの値が負にならない間（ａ），
（ｂ），（ｃ）を繰り返す。量子化器４１４（１）〜４
１４（Ｍ）はそれぞれ対応する正規化信号Ｓ４１４
（１）〜Ｓ４１４（Ｍ）を入力し、対応するビット割り
当て信号Ｓ４１６（１）〜Ｓ４１６（Ｍ）に基づいて量
子化し、量子化信号Ｓ４１５（１）〜Ｓ４１５（Ｍ）を
出力する。

【００２５】同様に、Ｒチャンネルでは、最大値検出器
４２２（１）〜４２２（Ｍ）が最大値信号Ｓ４２３
（１）〜Ｓ４２３（Ｍ）を、量子化器４２４（１）〜４
２４（Ｍ）が量子化信号Ｓ４２５（１）〜Ｓ４２５
（Ｍ）を、ビット割り当て手段４２５がビット割り当て
信号Ｓ４２６（１）〜Ｓ４２６（Ｍ）をマルチプレクサ
４６へ出力する。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、人間の聴覚特性モデルに基づくビット割り
当て計算をチャンネルごとに個別に行っているために、
複数のチャンネルの同帯域のサブバンドに、同レベルの
信号が入力された場合に、他のサブバンドによるマスキ
ング効果の違いによりチャンネルによって量子化ビット
数が異なり、その結果、再生音の定位が悪化することが
あるという問題点を有していた。

【００２７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、再生音の定位の悪化を解消する高能率符号化装置を
提供することを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の高能率符号化装置は、複数のチャンネルか
らなるオーディオ信号を入力し、チャンネルごとに、周
波数分析を行い複数のサブバンド信号を出力する周波数
分析フィルタと、チャンネルごとおよびサブバンドごと
にサブバンド信号を入力し、フレームごとにサブバンド
信号の絶対値の最大値を算出して最大値信号を出力する
最大値検出手段と、チャンネルごとおよびサブバンドご
とにサブバンド信号を入力し、フレームごとにサブバン
ド信号を最大値信号で正規化して、正規化信号を出力す
る正規化手段と、正規化信号を量子化するために必要な
量子化ビット数を算出し、ビット要求信号を出力するビ
ット要求計算手段と、ビット要求信号が第１の閾値以上
であるサブバンドに対して初期ビット割り当てを行い、
初期ビット割り当て信号を出力する初期ビット割り当て
手段と、初期ビット割り当て信号と最大値信号とを入力
し、利用可能なトータルビット数と初期ビット割り当て
で使用したビット数とを比較して、追加ビット割り当て
が可能である場合に、サブバンドごとに最大値信号をチ
ャンネル間で比較し、チャンネル間の最大値信号の差が
第２の閾値以下であるサブバンドに、全チャンネルでビ
ット割り当てが等しくなるように追加ビット割り当てを
行ってビット割り当て信号を出力し、チャンネル間の最
大値信号の差が第２の閾値を越えるサブバンドでは入力
した初期ビット割り当て信号をそのままビット割り当て
信号として出力する追加ビット割り当て手段と、正規化
信号とビット割り当て信号とを入力し、正規化信号をビ
ット割り当て信号に基づいて量子化して量子化信号を出
力する量子化手段と、ビット割り当て信号と最大値信号
と量子化信号とを多重化して符号化信号を出力するマル
チプレクサとを有する。

【００２９】また、本発明の高能率符号化装置は、複数
のチャンネルからなるオーディオ信号を入力しチャンネ
ルごとに周波数分析を行い複数のサブバンド信号を出力
する周波数分析フィルタと、チャンネルごとおよびサブ
バンドごとにサブバンド信号を入力しフレームごとにサ
ブバンド信号の絶対値の最大値を算出して最大値信号を
出力する最大値検出手段と、チャンネルごとおよびサブ
バンドごとにサブバンド信号を入力しフレームごとにサ
ブバンド信号を最大値信号で正規化して正規化信号を出
力する正規化手段と、正規化信号を量子化するために必
要な量子化ビット数を算出しビット要求信号を出力する
ビット要求計算手段と、ビット要求信号と最大値信号と
を入力しサブバンドごとに最大値信号をチャンネル間で
比較し、チャンネル間の最大値信号の差が閾値以下であ
るサブバンドでは全チャンネルのビット要求信号が等し
くなるようにビット要求信号を調整して調整ビット要求
信号を出力しチャンネル間の最大値信号の差が閾値を越
える場合には入力したビット要求信号をそのまま調整ビ
ット要求信号として出力するビット要求調整手段と、調
整ビット要求信号に基づいて各チャンネル各サブバンド
のビット割り当てを算出してビット割り当て信号を出力
するビット割り当て手段と、正規化信号とビット割り当
て信号とを入力し正規化信号をビット割り当て信号に基
づいて量子化して量子化信号を出力する量子化手段と、
ビット割り当て信号と最大値信号と量子化信号とを多重
化して符号化信号を出力するマルチプレクサとを有す
る。

【００３０】

【作用】本発明の高能率符号化装置は上記した構成によ
り、チャンネル間の信号レベルの差が小さいにもかかわ
らずチャンネルごとの初期ビット割り当てで割り当てら
れたビット数に差がある場合に、追加ビット割り当て手
段が、割り当てビット数が等しくなるように追加ビット
割り当てを行う。これにより、チャンネル間でのレベル
差が小さいサブバンドの量子化ビット数を等しくして記
録できるので、再生音の定位劣化を低減する事ができ
る。

【００３１】また、本発明の高能率符号化装置は上記し
た構成により、ビット要求調整手段が、チャンネル間の
信号レベルの差が小さいにもかかわらずチャンネル間の
ビット要求値が異なるサブバンドのビット要求値を等し
くしてから、ビット割り当て器がビット割り当て計算を
行う。これにより、チャンネル間でのレベル差が小さい
サブバンドの量子化ビット数の差を小さくして記録でき
るので、再生音の定位劣化を低減する事ができる。

【００３２】

【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。ここではステレオデジタルオーデ
ィオ信号をサブバンドがＭ個であるサブバンドコーディ
ングで記録する場合の実施例について説明する。Ｍの値
は例えば３２である。

【００３３】図１は本発明の第１の実施例における一定
数のオーディオサンプルからなるフレームを基本単位と
して符号化を行う高能率符号化装置で、ステレオデジタ
ル信号を入力して記録する場合のブロック図を示すもの
である。また、図２は図１に示す高能率符号化装置の一
部について詳しく示すものである。

【００３４】図１において、１１１と１２１は周波数分
析フィルタである。１１２（１）〜１１２（Ｍ）と１２
２（１）〜１２２（Ｍ）は最大値検出器である。１１３
（１）〜１１３（Ｍ）と１２３（１）〜１２３（Ｍ）は
正規化器である。１１４（１）〜１１４（Ｍ）と１２４
（１）〜１２４（Ｍ）は量子化器である。１５はビット
割り当て手段、１６はマルチプレクサである。

【００３５】また、図２に示すように、ビット割り当て
手段１５は、ビット要求計算器１１７，１２７と初期ビ
ット割り当て器１１８，１２８と追加ビット割り当て器
１９からなる。

【００３６】図１および図２において、周波数分析フィ
ルタ１１１と最大値検出器１１２（１）〜１１２（Ｍ）
と正規化器１１３（１）〜１１３（Ｍ）と量子化器１１
４（１）〜１１４（Ｍ）とビット要求計算器１１７と初
期ビット割り当て器１１８はＬチャンネルについて処理
を行い、周波数分析フィルタ１２１と最大値検出器１２
２（１）〜１２２（Ｍ）と正規化器１２３（１）〜１２
３（Ｍ）と量子化器１２４（１）〜１２４（Ｍ）とビッ
ト要求計算器１２７と初期ビット割り当て器１２８はＲ
チャンネルについて処理を行うものとする。

【００３７】以上のように構成された高能率符号化装置
について、図１と図２を見ながら、以下その動作につい
て説明する。

【００３８】周波数分析フィルタ１１１と１２１はそれ
ぞれＬチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｓ１１１と
Ｒチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｓ１２１を入力
し、周波数分析して、それぞれＭ個のサブバンド信号Ｓ
１１２（１）〜Ｓ１１２（Ｍ）とＳ１２２（１）〜Ｓ１
２２（Ｍ）を出力する。ここでは、（）内の数字が大き
いほど周波数が高いサブバンド信号であるものとする。

【００３９】以下、ＬチャンネルとＲチャンネルの処理
動作は同様であるので、ここでは、Ｌチャンネルの動作
と、両チャンネルに関係する部分の動作についてのみ説
明する。

【００４０】最大値検出器１１２（１）〜１１２（Ｍ）
は、それぞれ対応する１フレーム分のサブバンド信号Ｓ
１１２（１）〜Ｓ１１２（Ｍ）の絶対値の最大値を求
め、最大値信号Ｓ１１３（１）〜Ｓ１１３（Ｍ）を対応
する正規化器１１３（１）〜１１３（Ｍ）とビット割り
当て手段１５とマルチプレクサ１６へ出力する。正規化
器１１３（１）〜１１３（Ｍ）はそれぞれ最大値信号Ｓ
１１３（１）〜Ｓ１１３（Ｍ）に基づいて対応するサブ
バンド信号Ｓ１１２（１）〜Ｓ１１２（Ｍ）を正規化
し、正規化信号Ｓ１１４（１）〜Ｓ１１４（Ｍ）を出力
する。ビット割り当て手段１５は１フレーム分のサブバ
ンド信号Ｓ１１２（１）〜Ｓ１１２（Ｍ）とＳ１２２
（１）〜Ｓ１２２（Ｍ）と、最大値信号Ｓ１１３（１）
〜Ｓ１１３（Ｍ）とＳ１２３（１）〜Ｓ１２３（Ｍ）を
入力し、正規化信号Ｓ１１４（１）〜Ｓ１１４（Ｍ）と
Ｓ１２４（１）〜Ｓ１２４（Ｍ）をそれぞれ何ビットで
量子化するかを計算し、対応する量子化器１１４（１）
〜１１４（Ｍ）と１２４（１）〜１２４（Ｍ）とマルチ
プレクサ１６へビット割り当て信号Ｓ１１６（１）〜Ｓ
１１６（Ｍ）とＳ１２６（１）〜Ｓ１２６（Ｍ）を出力
する。

【００４１】具体的には、ビット要求計算器１１７が、
従来例と同様に、サブバンド信号Ｓ１１２（１）〜Ｓ１
１２（Ｍ）と最大値信号Ｓ１１３（１）〜Ｓ１１３
（Ｍ）を１フレーム分取り込み、人間の聴覚特性モデル
に基づいて、各サブバンドの信号を符号化するのに要求
されるビット数を計算し、ビット要求信号Ｓ１１８
（１）〜Ｓ１１８（Ｍ）を出力する。

【００４２】初期ビット割り当て器１１８は、ビット要
求信号Ｓ１１８（１）〜Ｓ１１８（Ｍ）を入力し、従来
例と同様に、５フレーム以内前にビット割り当てがあっ
たサブバンドへ初期ビット割り当てを行った後に、ビッ
ト要求信号が第１の閾値以上であるサブバンドについて
以下の手順でビット割り当てを行い、初期ビット割り当
て信号Ｓ１１９（１）〜Ｓ１１９（Ｍ）を出力する。な
お、第１の閾値は通常２程度とする。

【００４３】ここで、従来例と同様に１フレームに含ま
れる１サブバンド当たりのデータ数をＳ、最大値情報を
記録する際のビット数をＸとする。Ｓ，Ｘの値は例え
ば、それぞれ１２，６である。

【００４４】（ａ）ビット要求値の最大値を求める。（ｂ）（ａ）で求めた最大値を持つサブバンドにすで
にビット割り当てがなされている場合には当該サブバン
ドに１ビットを追加割り当てし、ビット要求値を１減
じ、Ｂの値をＳだけ減ずる。

【００４５】（ｃ）（ａ）で求めた最大値を持つサブ
バンドにすでにビット割り当てがなされていない場合に
は当該サブバンドに２ビットを割り当て、ビット要求値
を２減じ、Ｂの値を（２×Ｓ＋Ｘ）だけ減ずる。

【００４６】（ｄ）Ｂの値が負にならない間（ａ），
（ｂ），（ｃ）を繰り返す。追加ビット割り当て器１９は初期ビット割り当て信号Ｓ
１１９（１）〜Ｓ１１９（Ｍ）と最大値信号Ｓ１１３
（１）〜Ｓ１１３（Ｍ）を入力し、１フレームで使える
ビット数と初期ビット割り当てで使ったビット数を比較
して、追加ビット割り当てが可能である場合に、サブバ
ンドごとに、各チャンネルの最大値信号を比較し、すべ
てのチャンネルの最大値信号が第２の閾値以上であり、
かつ、チャンネル間の最大値信号の差が第３の閾値以下
であり、かつ、初期ビット割り当て信号が異なる場合
に、全チャンネルの割り当てビット数が等しくなるよう
に追加ビット割り当てを行い、初期ビット割り当て値と
追加ビット割り当て値の合計をビット割り当て信号Ｓ１
１６（１）〜Ｓ１１６（Ｍ）として出力する。なお、第
２の閾値は例えば−２０ｄＢ、第３の閾値は例えば６ｄ
Ｂとする。

【００４７】量子化器１１４（１）〜１１４（Ｍ）はそ
れぞれ対応する正規化信号Ｓ１１４（１）〜Ｓ１１４
（Ｍ）を入力し、対応するビット割り当て信号Ｓ１１６
（１）〜Ｓ１１６（Ｍ）に基づいて量子化し、量子化信
号Ｓ１１５（１）〜Ｓ１１５（Ｍ）を出力する。

【００４８】同様に、Ｒチャンネルでは、最大値検出器
１２２（１）〜１２２（Ｍ）が最大値信号Ｓ１２３
（１）〜Ｓ１２３（Ｍ）を、量子化器１２４（１）〜１
２４（Ｍ）が量子化信号Ｓ１２５（１）〜Ｓ１２５
（Ｍ）をマルチプレクサ１６へ出力する。

【００４９】マルチプレクサ１６は最大値信号Ｓ１１３
（１）〜Ｓ１１３（Ｍ），Ｓ１２３（１）〜Ｓ１２３
（Ｍ）と量子化信号Ｓ１１５（１）〜Ｓ１１５（Ｍ），
Ｓ１２５（１）〜Ｓ１２５（Ｍ）とビット割り当て信号
Ｓ１１６（１）〜Ｓ１１６（Ｍ），Ｓ１２６（１）〜Ｓ
１２６（Ｍ）を入力し、多重化して符号化信号Ｓ１７を
出力する。

【００５０】なお、本実施例ではビット要求計算器１１
７およびビット要求計算器１２７がそれぞれサブバンド
信号Ｓ１１２（１）〜Ｓ１１２（Ｍ）と最大値信号Ｓ１
１３（１）〜Ｓ１１３（Ｍ）、およびサブバンド信号Ｓ
１２２（１）〜Ｓ１２２（Ｍ）とＳ１２３（１）〜Ｓ１
２３（Ｍ）をもとにしてビット要求値を算出している
が、それぞれ、最大値信号Ｓ１１３（１）〜Ｓ１１３
（Ｍ）およびＳ１２３（１）〜Ｓ１２３（Ｍ）だけをも
とにしてビット要求値を算出するような構成としても良
い。

【００５１】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。本発明の第２の実施例の高能率符号化装置の構成
は第１の実施例の構成とほぼ同じであるが、ビット割り
当て手段の内部構成と作用が異なる。図３は本発明の第
２の実施例でデジタルステレオ信号を入力して記録する
場合のビット割り当て手段の内部構成を示すブロック図
である。図１に示してあって図３に示していない部分、
すなわち、正規化器とマルチプレクサの構成，作用は第
１の実施例と同様である。また、量子化器の動作も第１
の実施例と同様である。

【００５２】図３において、３１１と３２１は周波数分
析フィルタである。３１２（１）〜３１２（Ｍ）と３２
２（１）〜３２２（Ｍ）は最大値検出器である。３１４
（１）〜３１４（Ｍ）と３２４（１）〜３２４（Ｍ）は
量子化器である。３１７と３２７はビット要求計算器で
ある。３８はビット要求調整器である。３９はビット割
り当て器である。

【００５３】図３において、周波数分析フィルタ３１１
と最大値検出器３１２（１）〜３１２（Ｍ）と量子化器
３１４（１）〜３１４（Ｍ）とビット要求計算器３１７
はＬチャンネルについて処理を行い、周波数分析フィル
タ３２１と最大値検出器３２２（１）〜３２２（Ｍ）と
量子化器３２４（１）〜３２４（Ｍ）とビット要求計算
器３２７はＲチャンネルについて処理を行うものとす
る。

【００５４】以上のように構成された高能率符号化装置
について、図３を参照しながら、以下その動作について
説明する。

【００５５】周波数分析フィルタ３１１と３２１はそれ
ぞれＬチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｓ３１１と
Ｒチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｓ３２１を入力
し、周波数分析して、それぞれＭ個のサブバンド信号Ｓ
３１２（１）〜Ｓ３１２（Ｍ）とＳ３２２（１）〜Ｓ３
２２（Ｍ）を出力する。ここでは、（）内の数字が大き
いほど周波数が高いサブバンド信号であるものとする。

【００５６】以下、ＬチャンネルとＲチャンネルの処理
動作は同様であるので、ここでは、Ｌチャンネルの動作
と、両チャンネルに関係する部分の動作についてのみ説
明する。

【００５７】最大値検出器３１２（１）〜３１２（Ｍ）
が、それぞれ対応する１フレーム分のサブバンド信号Ｓ
３１２（１）〜Ｓ３１２（Ｍ）の絶対値の最大値を求
め、最大値信号Ｓ３１３（１）〜Ｓ３１３（Ｍ）を出力
する。ビット要求計算器３１７がサブバンド信号Ｓ３１
２（１）〜Ｓ３１２（Ｍ）と最大値信号Ｓ３１３（１）
〜Ｓ３１３（Ｍ）を１フレーム分取り込み、従来例と同
様にして、人間の聴覚特性モデルに基づいて、各サブバ
ンドの信号を符号化するのに要求されるビット数を計算
し、ビット要求信号Ｓ３１８（１）〜Ｓ３１８（Ｍ）を
出力する。ビット要求調整器３８はＬチャンネルのビッ
ト要求信号Ｓ３１８（１）〜Ｓ３１８（Ｍ）とＲチャン
ネルのビット要求信号Ｓ３２８（１）〜Ｓ３２８（Ｍ）
とＬチャンネルの最大値信号Ｓ３１３（１）〜Ｓ３１３
（Ｍ）とＲチャンネルの最大値信号Ｓ３２３（１）〜Ｓ
３２３（Ｍ）を入力し、サブバンドごとに、チャンネル
間の最大値信号を比較し、最大値信号の差が第４の閾値
以下である場合に、ビット要求値が小さい方のビット要
求値を大きい方のビット要求値に置き換えて調整ビット
要求値とし、最大値信号の差が第４の閾値を越えない場
合には入力したビット要求信号をそのまま調整ビット要
求値として、調整ビット要求情報Ｓ３１９（１）〜Ｓ３
１９（Ｍ）とＳ３２９（１）〜Ｓ３２９（Ｍ）を出力す
る。ビット割り当て器３９は調整ビット要求情報Ｓ３１
９（１）〜Ｓ３１９（Ｍ）とＳ３２９（１）〜Ｓ３２９
（Ｍ）を入力し、各チャンネル，各サブバンドの割り当
てビット数を決定し、ビット割り当て情報Ｓ３１９
（１）〜Ｓ３１９（Ｍ）とＳ３２９（１）〜Ｓ３２９
（Ｍ）を出力する。なお、第４の閾値は例えば６ｄＢと
する。

【００５８】なお、本実施例ではビット要求計算器３１
７およびビット要求計算器３２７がそれぞれサブバンド
信号Ｓ３１２（１）〜Ｓ３１２（Ｍ）と最大値信号Ｓ３
１３（１）〜Ｓ３１３（Ｍ）、およびサブバンド信号Ｓ
３２２（１）〜Ｓ３２２（Ｍ）と最大値信号Ｓ３２３
（１）〜Ｓ３２３（Ｍ）をもとにしてビット要求値を算
出しているが、それぞれ、最大値信号Ｓ３１３（１）〜
Ｓ３１３（Ｍ）およびＳ３２３（１）〜Ｓ３２３（Ｍ）
だけをもとにしてビット要求値を算出するような構成と
しても良い。

【００５９】また、本実施例のビット割り当て器３９の
構成と動作は従来例の初期ビット割り当て器と追加ビッ
ト割り当て器をあわせたもの、すなわち初期ビット割り
当ての後に追加ビット割り当てが可能な場合にビット要
求値が最大のサブバンドから順に追加ビット割り当てを
行うものとするが、第１の実施例の初期ビット割り当て
器と追加ビット割り当て器をあわせたもの、すなわち、
ビット要求値が一定値以上のサブバンドに初期ビット割
り当てを行った後に追加ビット割り当てが可能な場合に
チャンネル間の最大値情報の差が小さいサブバンドのビ
ット割り当て値が等しくなるように追加ビット割り当て
をするものとしても良い。また、本実施例のビット割り
当て器３９の構成と動作は従来例のようにチャンネルご
とに個別にビット割り当て計算を行うようにしても良い
し、全チャンネルについて包括的に割り当て計算を行う
ようにしても良い。全チャンネルについて包括的に割り
当て計算を行うようにすれば再生音の音質を更に向上さ
せることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明の高能率符号化装置
は、追加ビット割り当て器が、全チャンネルの初期ビッ
ト割り当て情報と最大値情報とを入力し、チャンネル間
における最大値情報の差が小さいにもかかわらず初期ビ
ット割り当て値が異なる場合に、ビット割り当て値が等
しくなるように追加割り当てをするので、チャンネル間
の信号レベルの差が小さいサブバンドの量子化ビット数
の差が小さくなり、チャンネル間の量子化ビット数の違
いに起因する再生音の定位の劣化を低減することができ
る。

【００６１】また、本発明の高能率符号化装置は、ビッ
ト要求調整器が、チャンネル間における信号レベルの差
が小さいサブバンドのビット要求値を等しくしてから、
ビット割り当て器がビット割り当てを行うため、チャン
ネル間の信号レベルの差が小さいサブバンドの量子化ビ
ット数の差が小さくなり、チャンネル間の量子化ビット
数の違いに起因する再生音の定位の劣化を低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における高能率符号化装
置の構成を示すブロック図

【図２】同第１の実施例における高能率符号化装置のビ
ット割り当て手段の内部構成を示すブロック図

【図３】本発明の第２の実施例における高能率符号化装
置のビット割り当て手段の内部構成を示すブロック図

【図４】従来の高能率符号化装置の構成を示すブロック
図

【図５】従来の高能率符号化装置のビット割り当て手段
の内部構成を示すブロック図

【符号の説明】

１５ビット割り当て手段１６マルチプレクサ１９追加ビット割り当て器３８ビット要求調整器３９ビット割り当て器１１１，１２１，３１１，３２１周波数分析フィルタ１１７，１２７，３１７，３２７ビット要求計算器１１８，１２８初期ビット割り当て器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一定数のオーディオデータからなるフレ
ームを単位として符号化処理を行う高能率符号化装置で
あって、複数のチャンネルからなるオーディオ信号を入力し、チ
ャンネルごとに、周波数分析を行い複数のサブバンド信
号を出力する周波数分析フィルタと、チャンネルごとおよびサブバンドごとに前記サブバンド
信号を入力し、フレームごとに前記サブバンド信号の絶
対値の最大値を算出して最大値信号を出力する最大値検
出手段と、チャンネルごとおよびサブバンドごとに前記サブバンド
信号を入力し、フレームごとに前記サブバンド信号を前
記最大値信号で正規化して、正規化信号を出力する正規
化手段と、前記正規化信号を量子化するために必要な量子化ビット
数を算出し、ビット要求信号を出力するビット要求計算
手段と、前記ビット要求信号が第１の閾値以上であるサブバンド
に対して初期ビット割り当てを行い、初期ビット割り当
て信号を出力する初期ビット割り当て手段と、前記初期ビット割り当て信号と前記最大値信号とを入力
し、利用可能なトータルビット数と前記初期ビット割り
当てで使用したビット数とを比較して、追加ビット割り
当てが可能である場合に、サブバンドごとに前記最大値
信号をチャンネル間で比較し、チャンネル間の前記最大
値信号の差が第２の閾値以下であるサブバンドに、全チ
ャンネルでビット割り当てが等しくなるように追加ビッ
ト割り当てを行ってビット割り当て信号を出力し、チャ
ンネル間の前記最大値信号の差が前記第２の閾値を越え
るサブバンドでは入力した初期ビット割り当て信号をそ
のままビット割り当て信号として出力する追加ビット割
り当て手段と、前記正規化信号と前記ビット割り当て信号とを入力し、
前記正規化信号を前記ビット割り当て信号に基づいて量
子化して量子化信号を出力する量子化手段と、前記ビット割り当て信号と前記最大値信号と前記量子化
信号とを多重化して符号化信号を出力するマルチプレク
サとを備えた高能率符号化装置。
【請求項２】一定数のオーディオデータからなるフレ
ームを単位として符号化処理を行う高能率符号化装置で
あって、複数のチャンネルからなるオーディオ信号を入力し、チ
ャンネルごとに、周波数分析を行い複数のサブバンド信
号を出力する周波数分析フィルタと、チャンネルごとおよびサブバンドごとに前記サブバンド
信号を入力し、フレームごとに前記サブバンド信号の絶
対値の最大値を算出して最大値信号を出力する最大値検
出手段と、チャンネルごとおよびサブバンドごとに前記サブバンド
信号を入力し、フレームごとに前記サブバンド信号を前
記最大値信号で正規化して、正規化信号を出力する正規
化手段と、前記正規化信号を量子化するために必要な量子化ビット
数を算出し、ビット要求信号を出力するビット要求計算
手段と、前記ビット要求信号と前記最大値信号とを入力し、サブ
バンドごとに前記最大値信号をチャンネル間で比較し、
チャンネル間の前記最大値信号の差が閾値以下であるサ
ブバンドでは、全チャンネルのビット要求信号が等しく
なるようにビット要求信号を調整して調整ビット要求信
号を出力し、チャンネル間の前記最大値信号の差が閾値
を越える場合には入力した前記ビット要求信号をそのま
ま調整ビット要求信号として出力するビット要求調整手
段と、前記調整ビット要求信号に基づいて、各チャンネル、各
サブバンドのビット割り当てを算出して、ビット割り当
て信号を出力するビット割り当て手段と、前記正規化信号と前記ビット割り当て信号とを入力し、
前記正規化信号を前記ビット割り当て信号に基づいて量
子化して量子化信号を出力する量子化手段と、前記ビット割り当て信号と前記最大値信号と前記量子化
信号とを多重化して符号化信号を出力するマルチプレク
サとを備えた高能率符号化装置。