JPH08292795A

JPH08292795A - Ｍｐｅｇオーディオデコーダ

Info

Publication number: JPH08292795A
Application number: JP12091695A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Naoe; 俊之直江; Satohiko Nishimura; 聡彦西村; Tsutomu Nonaka; 勉野中; Naohisa Suzuki; 尚久鈴木; Hisaaki Satou; 弥章佐藤
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1996-11-05
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: JP3501246B2

Abstract

(57)【要約】【目的】一連のデコード処理の中でサブバンドサンプ
ル情報を求める際の演算負荷を小さくすることができる
ようにする。【構成】オーディオ圧縮データ中のスケールファクタ
情報の値によって特定される演算値の指数を整数部と分
数部とに分離して、逆量子化処理および逆スケーリング
処理を行うための演算式を生成する演算式生成手段
と、上記演算式生成手段によって生成された演算式に
基づいて、上記整数部に関する演算以外の演算を乗加算
によって行う乗加算手段と、上記整数部に関する演算
をシフト演算によって行うシフト手段とを設け、１回
の乗加算演算と１回のシフト演算とによって上記逆量子
化処理および逆スケーリング処理を行うことができるよ
うにすることにより、従来は２回にわたって行っていた
乗算の一方をシフト演算に置き換えることで演算負荷を
著しく小さくすることができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＭＰＥＧによって圧縮
されたオーディオデータをデコードするＭＰＥＧオーデ
ィオデコーダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＭＰＥＧ（Moving Picture Image
Coding Experts Group ）オーディオと称されるディジ
タル音声信号の圧縮技術が開発されてきている。現在、
このＭＰＥＧオーディオにはＭＰＥＧ１が規格化されて
いる。このＭＰＥＧ１の規格には、要求される音質や回
路規模によってレイヤＩ，レイヤII，レイヤIII の３つ
の方式が用意されている。

【０００３】また、ＭＰＥＧオーディオにおいては、音
声信号のチャネルモードとして、シングルチャネル、デ
ュアルチャネル、ステレオ、ジョイントステレオなどの
各モードが規定されている。さらに、ＭＰＥＧオーディ
オでは、各レイヤの各チャネルモード毎に使用可能な伝
送レート（ビットレート）や、再生後の音声信号の出力
レート（サンプリング周波数）が種々規定されている。

【０００４】例えば、レイヤIIのステレオモードでは、
オーディオデータは最大３０個のサブバンドに分割さ
れ、各サブバンド毎にサンプル情報が３個ずつまとめて
符号化されており、各サブバンドには２個のチャネルが
含まれている。

【０００５】図４は、ＭＰＥＧ１のレイヤIIによって圧
縮されたオーディオデータのビットストリームを示す図
である。この図４に示したように、オーディオ圧縮デー
タの１フレームは、ヘッダ情報（HEADER）、ＣＲＣ（Cy
clic Redundancy Check ）情報、アロケーション（Allo
cation）情報、scfsi 情報、スケールファクタ（Scale
Factor）情報およびサンプルもしくはサンプルコード
（Sample / Sample Code）情報（以下では、これらをま
とめてサンプルデータという）で構成され、この順番で
ＭＰＥＧオーディオデコーダに入力されるようになって
いる。

【０００６】ここで、上記ヘッダ情報は、ビットレート
やサンプリング周波数、あるいはステレオ／モノラルの
チャネルモード等のような基本的な情報によって構成さ
れるものである。また、ＣＲＣ情報は、ビットストリー
ム中にエラーがないかどうかを調べるためのものであ
る。

【０００７】また、アロケーション情報、スケールファ
クタ情報およびサンプルデータは、オーディオ圧縮デー
タ本体を構成する情報である。上記アロケーション情報
およびスケールファクタ情報によってサンプルデータが
加工されることにより、オーディオ圧縮データが復号さ
れ、ＰＣＭデータが生成されるようになっている。

【０００８】すなわち、アロケーション情報は、復号時
における逆量子化演算の際に用いられる情報であり、後
に入力されるサンプルデータが何ビット幅であるかとい
う情報と、そのサンプルデータがサンプル情報なのかサ
ンプルコード情報なのかという情報とを含んでいる。こ
れらの情報は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２ＭＰＥＧ
１オーディオレイヤIIの規格に従って、アロケーショ
ン情報の値とサブバンド番号とをもとにして表１のよう
なテーブル情報を参照することにより知ることができ
る。

【０００９】

【表１】

【００１０】表１において、nbalで示される項目は、ア
ロケーション情報のビット幅を示すものであり、アロケ
ーション情報が４ビット幅のとき（サブバンドｓｂ０〜
ｓｂ１０）は、アロケーション情報は０〜１５の１６個
の値をとる。また、アロケーション情報が３ビット幅の
とき（サブバンドｓｂ１１〜ｓｂ２２）は、アロケーシ
ョン情報は０〜７の８個の値をとる。また、アロケーシ
ョン情報が２ビット幅のとき（サブバンドｓｂ２３〜ｓ
ｂ２９）は、アロケーション情報は０〜３の４個の値を
とる。

【００１１】例えば、サブバンド番号がｓｂ＝２で、ア
ロケーション情報の値が５である場合は、サンプルデー
タのとり得る値は６３通りであり、サンプルデータのビ
ット幅は６ビットであることが分かる。また、サブバン
ド番号がｓｂ＝２０で、アロケーション情報の値が５で
ある場合は、サンプルデータのとり得る値は１５通りで
あり、サンプルデータのビット幅は４ビットであること
が分かる。

【００１２】また、サンプルデータのとり得る値が３通
り、５通りまたは９通りである場合は、サンプルデータ
は、サンプルコードという形でデータ入力部１に入力さ
れている。したがって、表１を参考にしてサンプルデー
タのとり得る値が何通りであるかを見ることによって、
そのサンプルデータがサンプル情報なのかサンプルコー
ド情報なのかを知ることもできる。

【００１３】ここで、サンプルコードとは、各サブバン
ド単位で、時間軸方向に連続して存在する３個のサンプ
ル情報を１つのコードにまとめたものである。例えば、
１つのサンプル情報のとり得る値が３通りである場合、
通常は３個のサンプル情報で６ビットとなるが、１つの
コードにまとめると５ビットで済む。また、１つのサン
プル情報のとり得る値が５通りまたは９通りである場
合、通常は３個のサンプル情報でそれぞれ９ビット、１
２ビットとなるが、１つのコードにまとめると、それぞ
れ７ビット、１０ビットで済む。

【００１４】また、スケールファクタ情報は、上記逆量
子化演算の後の逆スケーリング演算の際に用いられる情
報であり、おおよその出力レベルを与えるスケーリング
係数値を表すものである。ここで、上述のサンプル情報
は、レイヤIIの場合、１フレーム単位で見ると各サブバ
ンドの各チャネル毎に時間軸方向に３６個存在してい
る。そして、上記３６個のサンプル情報は、連続する１
２個毎に異なるスケールファクタの値をとり得る。

【００１５】すなわち、時間軸方向で見て０〜１１番
目、１２〜２３番目、２４〜３５番目のサンプル情報に
対するスケールファクタ情報を、それぞれスケールファ
クタ０，スケールファクタ１，スケールファクタ２とす
ると、次の表２に示すように、スケールファクタ０〜２
にはそれぞれａ，ｂ，ｃの何れかのスケールファクタ値
が与えられる。

【００１６】

【表２】

【００１７】また、scfsi 情報は、上述のスケールファ
クタ情報が各サブバンドの各チャネルに何個存在するか
を示すパラメータであり、レイヤIIにおいてのみ用いら
れる。すなわち、上記 scfsi情報は、表２に示した４パ
ターンのうち、何れのパターンに該当するかを示してい
る。

【００１８】以上のようなビットストリームを有するオ
ーディオ圧縮データのデコード処理は、次のようにして
行われる。すなわち、まず、上述した逆量子化処理およ
び逆スケーリング処理によってサブバンドサンプル情報
Ｓが求められる。次に、このサブバンドサンプル情報Ｓ
を用いて合成サブバンドフィルタ処理が行われることに
より、ＰＣＭデータが生成される。

【００１９】上述のサブバンドサンプル情報Ｓは、次の
演算式に従って求められる。Ｓ＝factor×Ｃ×（Ｓ”＋Ｄ）（式１）ここで、（式１）中のfactor（ファクタ）は、スケール
ファクタ情報の値に応じて特定される演算値であり、上
記スケールファクタ情報の値をindex （インデックス）
で表すとすると、ファクタ＝２^1-index/3 （式２）で与えられる。表３に、スケールファクタ情報の値イン
デックスと上記ファクタの値との関係を示す。

【００２０】

【表３】

【００２１】また、上記（式１）中の値Ｓ”は、サンプ
ル情報の最上位ビット（ＭＳＢ）を反転したものであ
る。また、同じく（式１）中の値Ｃ，Ｄは、所定の係数
であり、次の表４に示すような値が用いられる。この表
４から分かるように、係数Ｃ，Ｄは、サンプル情報のと
り得る値が何通りであるかによって、異なる値が用いら
れる。すなわち、アロケーション情報の値に応じて、表
４に示した何れかの係数値が用いられる。

【００２２】

【表４】

【００２３】上記（式１）に示したサブバンドサンプル
情報Ｓを求める演算では、まず最初にＣ×（Ｓ”＋Ｄ）
で示される逆量子化演算が行われ、その後でファクタの
値を乗ずる逆スケーリング演算が行われる。なお、上記
ファクタの値や係数Ｃ，Ｄの値は、それぞれ表３および
表４に示したようなテーブル情報としてあらかじめ記憶
されているものが用いられる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た（式１）から明らかなように、従来のＭＰＥＧオーデ
ィオデコーダでは、サブバンドサンプル情報Ｓを求める
ためには、逆量子化演算と逆スケーリング演算との２つ
の処理を行う必要があり、それぞれの処理において乗算
処理を行う必要があった。一般に、乗算処理は演算負荷
が大きいため、２回にわたって乗算処理を行う従来の方
式では、全体として演算負荷が非常に大きくなってしま
い、処理時間も長くなってしまうという問題があった。

【００２５】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、一連のデコード処理の中でサブ
バンドサンプル情報を求める際の演算負荷を小さくする
ことができるようにすることを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のＭＰＥＧオーデ
ィオデコーダは、ＭＰＥＧ規格のオーディオ圧縮データ
に対して逆量子化処理および逆スケーリング処理を行う
ようになされたＭＰＥＧオーディオデコーダにおいて、
上記オーディオ圧縮データ中のスケールファクタ情報の
値によって特定される演算値の指数を整数部と分数部と
に分離して、上記逆量子化処理および逆スケーリング処
理を行うための演算式を生成する演算式生成手段と、上
記演算式生成手段によって生成された演算式に基づい
て、上記整数部に関する演算以外の演算を乗加算によっ
て行う乗加算手段と、上記乗加算手段により行われた演
算結果に対して上記演算式における上記整数部に関する
演算をシフト処理によって行うシフト手段とを具備する
ことを特徴とするものである。

【００２７】本発明の他の特徴とするところは、上記乗
加算手段が、上記オーディオ圧縮データ中のサンプル情
報と所定の係数とを加算する加算手段と、上記加算手段
による加算結果と上記分数部に関する所定の演算値とを
乗ずる乗算手段とにより構成され、上記分数部に関する
所定の演算値が、テーブル情報としてあらかじめ記憶手
段に記憶されていることを特徴とするものである。

【００２８】本発明のその他の特徴とするところは、上
記演算式に基づく逆量子化処理および逆スケーリング処
理をパイプライン処理によって行うようにしたことを特
徴とするものである。

【００２９】本発明のその他の特徴とするところは、上
記サンプル情報を一時記憶する第１の記憶手段と、上記
所定の係数をあらかじめ記憶する第２の記憶手段と、上
記所定の演算値をあらかじめ記憶する第３の記憶手段と
をそれぞれ別個に設けるとともに、上記加算手段を上記
サンプル情報および上記所定の係数を読み出すための読
み出し手段の次段に設け、上記読み出し手段による上記
サンプル情報および上記所定の係数の読み出し処理と、
上記加算手段による上記サンプル情報および上記所定の
係数の加算処理とを１マシンサイクルで行うようにした
ことを特徴とするものである。

【００３０】

【作用】本発明は上記技術手段より成るので、一連のデ
コード処理の中で行われる逆量子化処理および逆スケー
リング処理が、オーディオ圧縮データ中のスケールファ
クタ情報の値によって特定される演算値の指数を整数部
と分数部とに分離した演算式に基づいて、上記整数部に
関する演算処理とそれ以外の演算処理とに分けて行われ
るようになり、上記整数部に関する演算処理について
は、与えられる情報を乗算ではなくシフト演算によって
処理することが可能となるので、上記逆量子化処理およ
び逆スケーリング処理の際に、演算負荷が大きい乗算を
行う回数を従来よりも少なくすることが可能となる。

【００３１】また、本発明の他の特徴によれば、逆量子
化処理および逆スケーリング処理をパイプライン処理に
よって行うようにした場合において、サンプル情報およ
び所定の係数の読み出し処理とそれら各情報の加算処理
とを１マシンサイクルで行うようにした場合には、演算
負荷が小さいシフト処理は極めて短時間で行うことがで
き、乗算手段による乗算処理とシフト手段によるシフト
処理とを１マシンサイクルで行うことが可能であるの
で、上述の読み出し処理および加算処理と、前のマシン
サイクルにおける読み出し処理および加算処理によって
得られた情報を用いた乗算処理およびシフト処理とを、
全て１マシンサイクルで行うことが可能となる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明のＭＰＥＧオーディオデコーダ
の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明
によるＭＰＥＧオーディオデコーダの構成を示すクレー
ム対応図である。

【００３３】図１において、は演算式生成手段であ
り、ＭＰＥＧ規格のオーディオ圧縮データに対して逆量
子化処理および逆スケーリング処理を行うための演算式
であって、従来の規格に基づく演算式を変形して新たな
演算式を生成する。すなわち、コンパクトディスク等の
図示しない外部メディアからのオーディオ圧縮データ中
に含まれるスケールファクタ情報の値によって特定され
る演算値の指数を整数部と分数部とに分離するようにし
て従来の演算式を変形し、逆量子化処理および逆スケー
リング処理を行うための演算式を生成する。

【００３４】また、は乗加算手段であり、上記演算式
生成手段によって生成された演算式に基づいて、入力
されるオーディオ圧縮データに対して上記整数部に関す
る演算以外の演算を乗加算によって行う。はシフト手
段であり、上記乗加算手段により行われた演算結果に
対して、上記演算式生成手段によって生成された演算
式における上記整数部に関する演算をシフト処理によっ
て行うことにより、サブバンドサンプル情報Ｓを求め、
図示しない内部メモリへ出力する。

【００３５】図２は、図１に示した本発明を具体的に実
施したＭＰＥＧオーディオデコーダの構成を示す機能ブ
ロック図である。図２において、１はデータ入力部であ
り、図４に示したビットストリームで構成されるＭＰＥ
Ｇ規格のオーディオ圧縮データを入力する。先にも述べ
たように、上記オーディオ圧縮データは、図４に示した
ビットストリームの順番でこのデータ入力部１に入力さ
れるようになっている。データ入力部１の内部には、ヘ
ッダレジスタ１ａが備えられており、上記ビットストリ
ームに最初に含まれているヘッダ情報が記憶される。

【００３６】２はＣＲＣチェック部であり、ＣＲＣ情報
（ＣＲＣチェックワード）に基づいてビットストリーム
中のエラーを検出する。すなわち、ＣＲＣチェック部２
は、１６ビットのＣＲＣチェックワードの値と、それ以
前に入力されたヘッダ情報および上記ＣＲＣチェックワ
ードの後に入力されるアロケーション情報、 scfsi情
報、スケールファクタ情報の各値をもとに所定の演算が
施された結果得られる１６ビットの値とを比較する。そ
して、それら両者の値が一致するかどうかを調べること
により、エラー検出を行う。

【００３７】３はＡＳ−ＲＡＭ（Allocation・Scale Fa
ctor−ＲＡＭ）ブロックであり、第１のシリアル／パラ
レル変換部（Ｓ／Ｐ変換部）３ａと、第１の書き込み部
３ｂと、第１の読み出し部３ｃと、ＡＳ−ＲＡＭ３ｄと
により構成されている。上記第１のＳ／Ｐ変換部３ａ
は、上記データ入力部１からシリアルデータの形で送ら
れてくるアロケーション情報、scfsi 情報およびスケー
ルファクタ情報、それぞれパラレルデータの形に変換す
るものである。

【００３８】また、上記ＡＳ−ＲＡＭ３ｄは、パラレル
変換されたアロケーション情報、scfsi 情報およびスケ
ールファクタ情報を一時記憶するものであり、上記第１
の書き込み部３ｂおよび第１の読み出し部３ｃによって
読み書きが行われるようになっている。このＡＳ−ＲＡ
Ｍ３ｄにおいては、一度記憶された scfsi情報がそれよ
り後に入力されるスケールファクタ情報によって上書き
される。したがって、最終的にはアロケーション情報お
よびスケールファクタ情報のみがこのＡＳ−ＲＡＭ３ｄ
に記憶されることになる。

【００３９】４はサンプルＲＡＭブロックであり、第２
のＳ／Ｐ変換部４ａと、サンプル変換部４ｂと、第２の
書き込み部４ｃと、サンプルＲＡＭ４ｄと、第２の読み
出し部４ｅと、加算器４ｆとにより構成されている。上
記第２のＳ／Ｐ変換部４ａは、上記データ入力部１から
シリアルデータの形で送られてくるサンプル（もしくは
サンプルコード）情報をパラレルデータの形に変換する
ものである。

【００４０】また、上記サンプル変換部４ｂは、入力さ
れるサンプルコード情報を分解して３つのサンプル情報
に変換するものである。上記サンプルＲＡＭ４ｄは、パ
ラレル変換されたサンプル情報を一時記憶するものであ
り、上記第２の書き込み部４ｃおよび第２の読み出し部
４ｅによって読み書きが行われるようになっている。上
記加算器４ｆは、上記第２の読み出し部４ｅによって読
み出されるサンプル情報と、第３の読み出し部７によっ
て第１の係数ＲＯＭ５から読み出される所定の係数Ｄと
を加算するものである。

【００４１】８は演算器であり、第１のレジスタ９と、
乗算器１０と、シフタ１１と、第２のレジスタ１２とを
有している。上記第１のレジスタ９は、上記加算器４ｆ
における加算結果を一時保持するものである。上記乗算
器１０は、上記第１のレジスタ９に一時保持された加算
結果と、上記第３の読み出し部７によって第２の係数Ｒ
ＯＭ６から読み出される所定の係数Ｃ’とを乗ずるもの
である。上記シフタ１１は、上記乗算器１０における乗
算結果を所定量だけシフトするものである。上記第２の
レジスタ１２は、上記シフタ１１におけるシフト演算の
結果求められるサブバンドサンプル情報Ｓを一時保持す
るものである。

【００４２】なお、上記シフタ１１は、図１に示したシ
フト手段に対応するものであり、上記加算器４ｆおよ
び乗算器１０は、図１に示した乗加算手段に対応する
ものである。

【００４３】次に、上記のように構成したＭＰＥＧオー
ディオデコーダの動作を説明する。まず、ヘッダ情報が
データ入力部１より入力され、それがデータ入力部１内
のヘッダレジスタ１ａに記憶される。次に、ＣＲＣ情報
がデータ入力部１より入力され、それがＣＲＣチェック
部２に転送される。そして、ＣＲＣチェック部２によっ
て、そのフレーム内にビット・エラーが存在するかどう
かが調べられる。

【００４４】次に、アロケーション情報、scfsi 情報お
よびスケールファクタ情報がこの順番でデータ入力部１
より入力され、それらがシリアルデータの形で第１のＳ
／Ｐ変換部３ａに順次転送される。第１のＳ／Ｐ変換部
３ａでは、これらのアロケーション情報、scfsi 情報お
よびスケールファクタ情報がシリアルデータの形からパ
ラレルデータの形に変換される。そして、このようにし
てパラレル変換された各情報が、第１の書き込み部３ｂ
によってＡＳ−ＲＡＭ３ｄに記憶される。

【００４５】上述したように、レイヤIIのステレオモー
ドでは、オーディオデータは最大３０個のサブバンドに
分割され、各サブバンド毎に符号化されており、各サブ
バンドには２個のチャネルが含まれている。上記ＡＳ−
ＲＡＭ３ｄには、上記した各情報を各サブバンドの各チ
ャネル毎に記憶するためのアドレスが０〜５９までそれ
ぞれ用意されている。

【００４６】次に、サンプルデータがデータ入力部１よ
り入力され、それがシリアルデータの形で第２のＳ／Ｐ
変換部４ａに転送される。第２のＳ／Ｐ変換部４ａで
は、上記サンプルデータがシリアルデータの形からパラ
レルデータの形に２バイト毎に変換される。

【００４７】なお、このデータ入力部１から第２のＳ／
Ｐ変換部４ａへの転送の際には、転送されてくるサンプ
ルデータのビット数がカウントされると同時に、ＡＳ−
ＲＡＭ３ｄから各サブバンド、チャネルのアロケーショ
ン情報が若いアドレスから順に読み出される。これによ
り、どのサブバンド、チャネルに対応するサンプルデー
タが転送されてきているのかが常に監視されている。

【００４８】上記転送されてきたあるサブバンド、チャ
ネルに対応するサンプルデータがサンプルコード情報で
ある場合（従来例のところで述べたように、サンプルコ
ード情報かどうかはアロケーション情報の値に応じて判
断することが可能である）は、パラレル変換されたサン
プルコード情報は、サンプル変換部４ｂによって３つの
サンプル情報に分解される。サンプルコード情報から３
つのサンプル情報を抽出するには、以下のような処理が
行われる。

【００４９】 for (i=0 ; i<3 ; i++)｛ s[i] = c % nelvels c = c div nelvels ｝ただし、s[i] (i= 0〜2)：３つのサンプル情報 c ：初期値はサンプルコード情報 nelvels ：３or５or９ % ：余り div ：商

【００５０】そして、上記第２のＳ／Ｐ変換部４ａおよ
びサンプル変換部４ｂにおける所定の処理によって得ら
れたサンプル情報は、次に第２の書き込み部４ｃに与え
られ、サンプルＲＡＭ４ｄに記憶される。

【００５１】図３は、上記サンプルＲＡＭ４ｄに記憶さ
れるサンプル情報の記憶内容の一例を示す図である。図
３では、サンプル情報をｓｐ（ｉ，ｊ，ｋ）として示し
ている。ここで、ｉはチャネル番号を示し、ｊはサブバ
ンド番号を示し、ｋは時間軸方向の順番を示している。

【００５２】図３に示したように、サンプル情報は、ｓ
ｐ（０，０，０）、ｓｐ（０，０，１）、ｓｐ（０，
０，２）、ｓｐ（１，０，０）、ｓｐ（１，０，１）、
ｓｐ（１，０，２）、ｓｐ（０，１，０）、………の順
番でサンプルＲＡＭ４ｄに順次記憶されていく。

【００５３】このサンプル情報は、各サブバンドの各チ
ャネル毎にビット幅が異なっている（２〜１６ビット）
が、本実施例においては、このようにビット幅の異なる
各サンプル情報を、１ワードに１つずつ記憶するのでは
なく、先に記憶されたサンプル情報に続けて詰めて記憶
するようにしている。このため、サンプルＲＡＭ４ｄに
は、１つのアドレス内に幾つかのサンプル情報が記憶さ
れる。また、図３の斜線部で示したように、１つのサン
プル情報が２つのアドレスにまたがって記憶される場合
もある。

【００５４】以上のようにしてサンプル情報がサンプル
ＲＡＭ４ｄに順に記憶されていき、ある程度の量が記憶
されると、次にデコード処理が行われる。なお、このデ
コード処理を行っている際にも、データ入力部１からオ
ーディオ圧縮データのビットストリームが常に入力さ
れ、ＡＳ−ＲＡＭ３ｄおよびサンプルＲＡＭ４ｄに各情
報が記憶されていく。

【００５５】このデコード処理では、まずサブバンドサ
ンプル情報Ｓが求められる。従来、上述のサブバンドサ
ンプル情報Ｓは、上記した（式１）（式２）の演算式に
従って求められていた。表３に示したように、スケール
ファクタ情報の値インデックスは０〜６２の値をとるか
ら、上記（式２）は、その指数を整数部ｍと分数部ｎと
に分けて次の（式３）のようにように変形することがで
きる。ファクタ＝２^1-index/3＝２^-m（２^-n/3）（式３）

【００５６】したがって、上記（式１）は、この（式
３）を用いて次の（式４）のように変形することができ
る。Ｓ＝２^-m・（２^-n/3×Ｃ）×（Ｓ”＋Ｄ）（式４）ただし、m=-1〜19,n=0〜2 さらに、（式４）において、２^-n/3×Ｃ＝Ｃ’とする
と、Ｓ＝２^-m・Ｃ’×（Ｓ”＋Ｄ）（式５）となる。

【００５７】本実施例では、この（式５）に基づいて逆
量子化演算および逆スケーリング演算を行うことによ
り、サブバンドサンプル情報Ｓを求めるようにしてい
る。ここで、（式５）中の２^-mの演算はシフト演算によ
って行うことができるので、上記サブバンドサンプル情
報Ｓは、加算１回、乗算１回、シフト演算１回の演算処
理によって求めることができる。

【００５８】周知のように、シフト演算の方が乗算より
も演算負荷はかなり小さいので、本実施例によれば、演
算負荷が大きい乗算を２回にわたって行わなければなら
なかった従来方式に比べて、サブバンドサンプル情報Ｓ
を求める際の演算負荷を大幅に小さくすることができ
る。

【００５９】このことを、図２を参照しながら説明す
る。まず、第２の読み出し部４ｅによってサンプルＲＡ
Ｍ４ｄからサンプル情報Ｓ”が最上位ビット（ＭＳＢ）
が反転された状態で読み出される。それと同時に、第１
の読み出し部３ｃによって、上記読み出されたサンプル
情報に対応するサブバンド、チャネルのアロケーション
情報およびスケールファクタ情報がＡＳ−ＲＡＭ３ｄか
ら読み出される。

【００６０】そして、上記読み出されたアロケーション
情報およびスケールファクタ情報の値に応じた係数
Ｃ’、係数Ｄが第３の読み出し部７によって第１および
第２の係数ＲＯＭ５、６から夫々読み出される。このよ
うにして読み出されたサンプル情報Ｓ”および係数Ｄ
は、加算器４ｆに与えられて加算される。そして、この
加算器４ｆにおける加算結果（Ｓ”＋Ｄ）は、バス１３
を介して第１のレジスタ９に転送されて保持される。

【００６１】次に、この第１のレジスタ９に保持された
加算結果（Ｓ”＋Ｄ）と、上記第３の読み出し部７によ
って読み出された係数Ｃ’とが乗算器１０において乗算
される。続いて、この乗算器１０における乗算結果
｛Ｃ’×（Ｓ”＋Ｄ）｝がシフタ１１に与えられ、２^-m
の分だけシフト処理される。

【００６２】以上のようにして、サブバンドサンプル情
報Ｓ＝２^-m・Ｃ’×（Ｓ”＋Ｄ）が求められ、それが第
２のレジスタ１２に保持される。この第２のレジスタ１
２に保持されたサブバンドサンプル情報Ｓは、その後の
合成サブバンドフィルタ処理に利用される。

【００６３】以下に示す表５は、上述のような逆量子化
演算および逆スケーリング演算をパイプライン処理でも
って行った場合にかかる全マシンサイクル数を示すもの
である。なお、表５中の（ａ）および（ｂ）は、従来の
（式１）に基づいて演算を行った場合のマシンサイクル
数を示し、（ｃ）は、本実施例の（式５）に基づいて演
算を行った場合のマシンサイクル数を示している。

【００６４】

【表５】

【００６５】表５の（ａ）は、１つの係数ＲＯＭに、係
数ファクタ，係数Ｃ，係数Ｄの各値を記憶した場合を示
すものである。この場合、まず最初に、第１のマシンサ
イクルでサンプル情報のＭＳＢを反転した値Ｓ”と係数
Ｄとを読み出す。次に、第２のマシンサイクルで係数Ｃ
を読み出すとともに、上記第１のマシンサイクルで読み
出したサンプル情報Ｓ”と係数Ｄとを加算する。

【００６６】次の第３のマシンサイクルでは、係数ファ
クタを読み出すとともに、上記第２のマシンサイクルで
読み出した係数Ｃと加算結果（Ｓ”＋Ｄ）とを乗算す
る。そして、第４のマシンサイクルにおいて、上記第３
のマシンサイクルで読み出した係数ファクタと乗算結果
｛Ｃ×（Ｓ”＋Ｄ）｝とを乗算することにより、サブバ
ンドサンプル情報Ｓを求める。この第４のマシンサイク
ルでは、次のサンプル情報Ｓ”と係数Ｄとを読み出して
いるので、全体としては３マシンサイクルでサブバンド
サンプル情報Ｓが求められる。

【００６７】表５の（ｂ）は、係数ＲＯＭを２つ設け、
１つ目の係数ＲＯＭに係数Ｄを記憶し、２つ目の係数Ｒ
ＯＭに係数ファクタと係数Ｃとを記憶した場合を示すも
のである。このように係数ＲＯＭを２つに分けると、第
３のマシンサイクルの段階で次のサンプル情報Ｓ”と係
数Ｄとを読み出すことが可能となるので、全体としては
２マシンサイクルでサブバンドサンプル情報Ｓを求める
ことが可能となる。

【００６８】以上のような従来例に対して、本実施例の
動作を示す表５の（ｃ）では、まず第１のマシンサイク
ルでサンプルＲＡＭ４ｄからサンプル情報Ｓ”を読み出
すとともに、第１および第２の係数ＲＯＭ５、６から係
数Ｃ’、係数Ｄを夫々読み出す。また、この第１のマシ
ンサイクルでは、上記読み出したサンプル情報Ｓ”と係
数Ｄとを加算器４ｆにおいて加算する処理も併せて行
う。

【００６９】このように、１つのマシンサイクルの中で
サンプル情報Ｓ”および係数Ｄの読み出し処理とその加
算処理との２つの処理を行うことができるのは、次の理
由による。すなわち、図３に示したように、サンプルＲ
ＡＭ４ｄでは、１つのサンプル情報が２つのアドレスに
またがって記憶されている場合が多い。

【００７０】したがって、１つのサンプル情報を読み出
すためには、読み出し処理を最低でも２回は行わなけれ
ばならないことになる。このため、サンプルＲＡＭ４ｄ
から１つのサンプル情報がバス１３に出力されるまで
に、図示しないラッチを用いた合成処理が行われる。よ
って、パイプライン処理で見た場合、このラッチ処理を
行っている間に、Ｓ”＋Ｄの加算を行う時間が十分に得
られるのである。

【００７１】次に、第２のマシンサイクルでは、上記第
１のマシンサイクルで読み出した係数Ｃ’と加算器４ｆ
における加算結果（Ｓ”＋Ｄ）とを乗算するとともに、
その乗算結果｛Ｃ’×（Ｓ”＋Ｄ）｝に対して２^-mの分
だけシフト演算を施す。シフト演算は乗算に比べて演算
時間が非常に短くて済むので、同じマシンサイクルの中
で上述の乗算とシフト演算とを行うことが可能である。

【００７２】この第２のマシンサイクルでは、次のサン
プル情報Ｓ”と係数Ｃ’、Ｄとを読み出しているので、
全体としては１マシンサイクルでサブバンドサンプル情
報Ｓを求めることができる。このように、積和演算を１
マシンサイクルで処理できる演算器８を用いた場合、従
来は最低でも２マシンサイクルかかっていた処理を、本
実施例によれば１マシンサイクルで行うことができ、演
算時間を大幅に短縮することができる。

【００７３】なお、以上の実施例では、ＡＳ−ＲＡＭブ
ロック３とサンプルＲＡＭブロック４との２つのブロッ
クを設け、アロケーション情報およびスケールファクタ
情報とサンプル情報とを別のＲＡＭ内に記憶させるよう
にしている。しかし、本発明はこれに限定されるもので
はなく、上述の各情報を同じＲＡＭ内に記憶させるよう
にしても良い。

【００７４】また、以上の説明は、全てＭＰＥＧ１オー
ディオ規格のレイヤIIに基づくものであるが、本発明は
ＭＰＥＧ１のレイヤＩやレイヤIII 、あるいはＭＰＥＧ
２の規格にも同様に適用することが可能である。

【００７５】

【発明の効果】本発明は上述したように、オーディオ圧
縮データ中のスケールファクタ情報の値によって特定さ
れる演算値の指数を整数部と分数部とに分離した演算式
に基づいて、１回の乗加算演算と１回のシフト演算とに
よって逆量子化処理および逆スケーリング処理を行うよ
うにしたので、従来は２回にわたって行っていた乗算の
一方をシフト演算に置き換えることで演算負荷を著しく
小さくすることができ、逆量子化処理および逆スケーリ
ング処理を行うための処理時間を短くすることができ
る。

【００７６】また、本発明の他の特徴によれば、逆量子
化処理および逆スケーリング処理をパイプライン処理に
よって行うようにするとともに、サンプル情報および所
定の係数の読み出し処理とそれら各情報の加算処理とを
１マシンサイクルで行うようにしたので、上述の読み出
し処理および加算処理と、前のマシンサイクルにおける
読み出し処理および加算処理によって得られた情報を用
いた乗算処理およびシフト処理とを、全て１マシンサイ
クルで行うことができ、逆量子化処理および逆スケーリ
ング処理を行うための処理速度を更に高速化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＭＰＥＧオーディオデコーダの構成を
示すクレーム対応図である。

【図２】本発明の一実施例によるＭＰＥＧオーディオデ
コーダの構成を示す機能ブロック図である。

【図３】サンプルＲＡＭに記憶されるサンプル情報の記
憶内容の一例を示す図である。

【図４】ＭＰＥＧ１オーディオのレイヤIIによるオーデ
ィオ圧縮データのビットストリームを示す図である。

【符号の説明】演算式生成手段乗加算手段シフト手段４サンプルＲＡＭブロック４ｄサンプルＲＡＭ４ｅ第２の読み出し部４ｆ加算器５第１の係数ＲＯＭ６第２の係数ＲＯＭ７第３の読み出し部８演算器９第１のレジスタ１０乗算器１１シフタ１２第２のレジスタ

フロントページの続き (72)発明者鈴木尚久東京都千代田区大手町２−６−３新日本製鐵株式会社内 (72)発明者佐藤弥章東京都千代田区大手町２−６−３新日本製鐵株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＭＰＥＧ規格のオーディオ圧縮データに
対して逆量子化処理および逆スケーリング処理を行うよ
うになされたＭＰＥＧオーディオデコーダにおいて、上記オーディオ圧縮データ中のスケールファクタ情報の
値によって特定される演算値の指数を整数部と分数部と
に分離して、上記逆量子化処理および逆スケーリング処
理を行うための演算式を生成する演算式生成手段と、上記演算式生成手段によって生成された演算式に基づい
て、上記整数部に関する演算以外の演算を乗加算によっ
て行う乗加算手段と、上記乗加算手段により行われた演算結果に対して上記演
算式における上記整数部に関する演算をシフト処理によ
って行うシフト手段とを具備することを特徴とするＭＰ
ＥＧオーディオデコーダ。
【請求項２】上記乗加算手段は、上記オーディオ圧縮
データ中のサンプル情報と所定の係数とを加算する加算
手段と、上記加算手段による加算結果と上記分数部に関
する所定の演算値とを乗ずる乗算手段とにより構成さ
れ、上記分数部に関する所定の演算値は、テーブル情報とし
てあらかじめ記憶手段に記憶されていることを特徴とす
る請求項１に記載のＭＰＥＧオーディオデコーダ。
【請求項３】上記演算式に基づく逆量子化処理および
逆スケーリング処理をパイプライン処理によって行うよ
うにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のＭ
ＰＥＧオーディオデコーダ。
【請求項４】上記サンプル情報を一時記憶する第１の
記憶手段と、上記所定の係数をあらかじめ記憶する第２
の記憶手段と、上記所定の演算値をあらかじめ記憶する
第３の記憶手段とをそれぞれ別個に設けるとともに、上記加算手段を上記サンプル情報および上記所定の係数
を読み出すための読み出し手段の次段に設け、上記読み出し手段による上記サンプル情報および上記所
定の係数の読み出し処理と、上記加算手段による上記サ
ンプル情報および上記所定の係数の加算処理とを１マシ
ンサイクルで行うようにしたことを特徴とする請求項３
に記載のＭＰＥＧオーディオデコーダ。