JPH096395A - 音響再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンシラリ情報に付加されるサブバンドのス
ケールファクタの誤りによる雑音を改善する。 【構成】 サブバンド符号化された、サブバントのスケ
ールファクタのＣＲＣ情報が付加されるアンシラリ情報
を有する高能率音響符号を復号する音響再生装置に、ア
ンシラリ情報に付加され、単１チャンネル以外の場合、
各チャンネルの高周波帯域のスケールファクタに対する
ＣＲＣ情報について、ブロック化されたサブバンドの各
ブロック毎のスケールファクタのＣＲＣ情報を復号し、
平均して伝送誤差を取り出す平均化部２６、２７、２
８、２９が設けられ、制御装置３１は平均化部２６、２
７、２８、２９からの伝送誤差の大きさを判別して、ス
ケールファクタの共有化、サブバンドサンプルの無効
化、ステレオのモノラル化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は広帯域オーディオ信号を
サブバンド符号化を用いて高能率圧縮する音響再生装置
に関し、特にアンシラリ情報にスケールファクタのＣＲ
Ｃ情報が付加されるがスケールファクタの誤りによる雑
音を改善できる音響再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像やオーディオ信号の高能率圧
縮方式の開発が盛んに行われているが、このうち広帯域
オーディオ信号に関してISO/IEC 11172-3 規格がある。
これは、コンパクトディスクの音質を損なうことなく、
情報量を１／６〜１／７程度に圧縮できる。この性質か
ら、上記規格は、オーディオ放送に用いられようとして
いる。例えば欧州のディジタルオーディオ放送ＤＡＢ
（Digital Audio Broadcasting）には、規格のうちサブ
バンド符号化を用いたレイヤII方式が用いられようとし
ている。

【０００３】図３は従来のビットストリームのフレーム
構造を示す図である。本図に示すように、ＤＡＢオーデ
ィオフレームの１つであるビットストリームのフレーム
は、ヘッダ、巡回符号の誤り検出方式ＣＲＣ(Cyclic Re
dundancy Check) 、ビットアロケーション（ビット割当
情報）、スケールファクタ選択情報（Ｓｃｆｓｉ）、ス
ケールファクタ（ＳｃＦ）、サブバンドサンプル、アン
シラリ情報からなる。

【０００４】このビットフレームの作成においては、サ
ブバンド符号化では、入力信号を３２の周波数帯域に分
割し、各帯域電力の偏在を利用しつつ各帯域において独
立に符号化が行われる。すなわちサブバンドに分割する
ことにより、各サブバンド内での信号エネルギの偏在を
減少させてダイナミックレンジを削減し、各サブバンド
の信号エネルギに応じたビットを割り当てる。すなわ
ち、各サブバンド信号に対するスケールファクタ（Ｓｃ
Ｆ）を計算し、ダイナミックレンジをそろえ、より狭い
レンジで量子化を行う。レイヤIIでは、３つのスケール
ファクタの組み合わせに応じて１つの新たな値を割り当
て、圧縮率低下を防ぐ。また、入力信号を高速フーリエ
変換した結果を使ってマスキングを計算し、各サブバン
ドに対するビット割当を決定している。このビット割当
には心理聴覚重み付けの考え方が採用されている。この
ように決定されたビット割当に従って量子化したサブバ
ンド信号は、ヘッダや補助情報と一緒にビットストリー
ムに整形され、符号化器から出力される。補助情報とし
て、無線伝送では伝送中に誤りが生じることがあること
から、情報の１部の誤り検出を可能とするため、アンシ
ラリ情報としてＣＲＣ情報を付加している。

【０００５】図４は従来の音響再生装置の主要部を示す
図である。本図に示す音響再生装置は、圧縮されたビッ
トストリーム信号を、ヘッダ、補助情報、量子化された
サブバンド信号の３種類に分解するビットストリーム分
解部１を備える。ここに、ヘッダは、同期語が含まれ、
その後に、ＩＤ、レイヤ、保護ビット、ビットレート、
サンプリング周波数、パディングビット、私用ビット、
ジョイントステレオ等を選択するモード、モード拡張
子、著作権保護、オリジナル／コピー区別、エンファシ
ス等の内容を示すビットが続いている。さらに、ヘッダ
の保護ビットが０の時にはヘッダ直後にフレームＣＲＣ
チェック語が続く。

【０００６】ステレオ用のＬｃｈ、Ｒｃｈのビットアロ
ケーションデコード部２、３は、量子化サンプル符号化
に使用したビット数の読み取り、量子化レベルの読み取
り、前記ビット数と逆量子化係数と３連続量子化サンプ
ルがグループ化されたかどうかを表す指標の読み取りが
行われる。各サブバンドに割当可能なビット数の計算
は、心理聴覚分析で求めたＳＭＲ（信号対マスク比）を
使い、それぞれのサブバンドのビット割当が決定される
ように行われる。ＳＭＲはサブバンドそれぞれの音圧と
最小マスキングレベルの比である。

【０００７】スケールファクタ選択情報デコード部（Ｓ
ｃＦＳ１）４、５はビットストリームからスケールファ
クタ選択情報ＳｃＦＳ１を読み取る。スケールデコード
部（ＳｃＦ）６，７はビットストリームからスケールフ
ァクタＳｃＦを読み取る。サブバンドサンプルデコード
部８、９は復号されたビット割当情報によって判明した
ビット数に従って、連続３サンプルに対応したビットを
読み取る。

【０００８】逆量子化器１０、１１は、読み取られたビ
ットの先頭ビットを反転して逆量子化を行い、この結果
にスケールファクタを乗算する。合成フィルタ１２、１
３は、チャンネル当たり３２のサブバンドサンプルが逆
量子化されるたびに、オーディオサンプルに合成する。
Ｄ／Ａ変換器(Digital to Analog Converter) １４、１
５は、オーディオサンプルをディジタルからアナログに
変換する。

【０００９】ジョイントステレオ制御部１６は、ビット
アロケーション２、３、サブバンドサンプルデコード部
８、９を制御して、左右チャンネル信号間の相関を使用
した情報の圧縮を行うために、本来の２チャンネル信号
の代わりに、両チャンネルの和信号と各チャンネル信号
の比を使い、入力信号の情報量に応じてサブバンドを変
化させるものである。

【００１０】ところで、以前に、アンシラリ情報にはＣ
ＲＣ情報を付加すると説明したが、もう少し詳細に説明
すると、オーディオ帯域が３２のサブバンドに分割さ
れ、下記表１に示すように、サブバンドがブロック化さ
れ、各ブロックのサブバンドに対するスケールファクタ
がＣＲＣ保護され、単１チャンネル（モノラル）のビッ
トレートに応じてアンシラリ情報として加えられてい
る。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、下記表２に
示すように、単１チャンネルのビットレートに応じて符
号化するサブバンドの上限サブリミットが決まってお
り、単１チャンネルのビットレートが５６ｋｂｓ未満の
ときは符号化されるサブバンドの数が低域側のみであ
り、したがって、図１に示すように、スケールファクタ
（ＳｃＦ）−ＣＲＣの数も、ビットレート５６ｋｂｓ以
上の場合のスケールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ３、−
ＣＲＣ２、−ＣＲＣ１、−ＣＲＣ０からビットレート５
６ｋｂｓ未満の場合のスケールファクタ（ＳｃＦ）−Ｃ
ＲＣ１、−ＣＲＣ０へと、少なくなる。

【００１３】

【表２】

【００１４】このため、スケールファクタに誤りが生じ
た場合、耳障りな音となるため、ＣＲＣによる誤り保護
は有効であるが、それによる音質改善は行われない。ま
た、スケールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣは単１チャン
ネル以外の場合には、例えば両チャンネルに対するもの
であり、チャンネル毎の誤り検出は考慮されていない。
このため、各チャンネル毎の誤り検出ができないとの問
題がある。

【００１５】したがって、本発明は、上記問題点に鑑
み、サブバンド符号化を用いた高能率音響符号化であっ
てスケールファクタのＣＲＣ情報をアンシラリ情報に付
加する符号化において、スケールファクタに誤りが生じ
ることで発生する耳障りな音質を改善することを目的と
する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明として、前記
問題点を解決するために、サブバンド符号化された、サ
ブバントのスケールファクタのＣＲＣ情報が付加される
アンシラリ情報を有する高能率音響符号を復号する音響
再生装置において、前記アンシラリ情報には、単１チャ
ンネル以上の場合、各チャンネルの高周波帯域のスケー
ルファクタに対するＣＲＣ情報が付加される高能率音響
符号を復号する。

【００１７】第２の発明として、サブバンド符号化され
た、サブバントのスケールファクタのＣＲＣ情報が付加
されるアンシラリ情報を有する高能率音響符号を復号す
る音響再生装置に、前記アンシラリ情報に付加され、単
１チャンネル以外の場合、各チャンネルの高周波帯域の
スケールファクタに対するＣＲＣ情報について、ブロッ
ク化された前記サブバンドの各ブロック毎のスケールフ
ァクタの前記ＣＲＣ情報を復号し、平均して伝送誤差を
取り出す平均化部と、各チャンネルでサブバンドの信号
を合成する前に任意のサブバンドを選択して無効とする
バンドパスセレクト部と、単１チャンネル以外の信号を
単１チャンネルの信号にするステレオモノ制御部とが設
けられる。制御装置は、前記平均化部からの伝送誤差の
大きさを判別して、前記バンドパスセレクト部、ステレ
オモノ制御部を制御する。

【００１８】前記制御装置は高周波帯域のスケールファ
クタの情報に伝送誤差が大きいと判断すると、前記バン
ドパスセレクト部により、対応するバンドバスの出力を
零にしてもよい。前記制御装置はスケールファクタの情
報に伝送誤差が大きいと判断すると、ステレオモノ制御
部により、単１チャンネル以外の信号を単１チャンネル
の信号にしてもよい。

【００１９】前記制御装置はスケールファクタの情報に
一方の伝送誤差に比べ他方が大きいと判断すると、伝送
誤差の小さなチャンネルのスケールファクタを、一方の
チャンネルに用いさせるようにしてもよい。

【００２０】

【作用】本発明の音響再生装置によれば、第１発明とし
て、前記アンシラリ情報には、単１チャンネル以上の場
合、各チャンネルの高周波帯域のスケールファクタに対
するＣＲＣ情報が付加される高能率音響符号を復号する
ことにより、耳障りなノイズを有効に改善可能になっ
た。第２の発明として、制御装置は、前記平均化部から
の伝送誤差の大きさを判別して、前記バンドパスセレク
ト部によりサブバンドを無効化し、ステレオをモノラル
化し、さらにスケールファクタの共有化して具体的に耳
障りを有効に改善し、音質制御を可能にする。

【００２１】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明に実施例に係る音響再生装置で
ある。本図に示すように、図４と異なる構成には、チャ
ンネルｃｈ０、ｃｈ１について、各逆量子化器１０、１
１と各合成フィルタ１２、１３との間に設けたサブバン
ドセレクタ１７、１８と、合成フィルタ１２、１３とＤ
／Ａ変換器１４、１５との間に設けたステレオモノ制御
部１９と、ビットストリーム分解部１により分解された
ＣＲＣ、すなわち、スケールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲ
Ｃ３、−ＣＲＣ２、−ＣＲＣ１、−ＣＲＣ０、フレーム
ＣＲＣ、をデコードするＣＲＣデコーダ部２１、２２、
２３、２４、２５と、それぞれで得られたＣＲＣ情報を
平均化する平均部２６、２７、２８、２９、３０と、こ
のＣＲＣ情報を基にスケールデコード部４、５、サブバ
ンドセレクタ１７、１８、ステレオモノ制御部１９を制
御する制御装置３１とがある。

【００２２】図２は図１の音響再生装置に使用されるビ
ットストリームのフレーム構造を示す図である。本図に
示すように、ビットストリームのフレーム構造のアンシ
ラリ情報には、図３と比較し、単１チャンネル以外のモ
ードでは、ビットレート５６ｋｂｓ以上の高い場合、低
域のスケールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ１、−ＣＲＣ
０をなくし、スケールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ３
（ｃｈ０）、−ＣＲＣ２（ｃｈ０）、−ＣＲＣ３（ｃｈ
１）、−ＣＲＣ２（ｃｈ１）とし、高域のスケールファ
クタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ３、−ＣＲＣ２を全チャンネル
に付加する。ビットレート５６ｋｂｓ未満の低い場合
は、スケールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ１（ｃｈ
０）、−ＣＲＣ１（ｃｈ１）のみとする。また、単１チ
ャンネル（モノラル）では、図３の従来と同様にする。

【００２３】このようにして、各チャンネルごとの誤り
検出が可能となる他、スケールファクタ（ＳｃＦ）−Ｃ
ＲＣを高域のみとしたのは、耳障りなノイズを有効に改
善するためである。実施例のステレオモードでは、受信
されてフレームはビットストリーム分解部１で各パート
に分解される。ビットアロケーション部２、３、スケー
ルファクタ選択情報デコード部４、５、スケールファク
タデコード部６、７、サブバンドサンプルデコード部
８、９で各チャンネルごとにデコードが行われ、逆量子
化器１０、１１でサブバンド符号への再生が行われる。
ジョイントステレオ制御部１６には４つのモードがあ
り、それぞれ下記表３に示すように、ブロックされたサ
ブバンドに対して、サブバンドのチャンネル１（ｃｈ
１）のビットアロケーション３、サブバンドサンプルデ
コード部９はチャンネル０（ｃｈ０）のそれらと等しく
なる。この制御を制御装置１６により行う。

【００２４】

【表３】

【００２５】ビットストリーム分解部１により分解され
た、フレームＣＲＣ、スケールファクタ（ＳｃＦ）−Ｃ
ＲＣ３（ｃｈ０）、−ＣＲＣ２（ｃｈ０）、−ＣＲＣ３
（ｃｈ１）、−ＣＲＣ２（ｃｈ１）は、それぞれＣＲＣ
デコーダ２５、２４、２３、２２、２１でデコードさ
れ、誤りがある場合は「１」、ない場合は「０」のフラ
グが出力される。これらのフラグは平均化部３０、２
９、２８、２７、２６で誤りの大小が計算される。つま
り、ある一定時間におけるフラグの「１」の数が多けれ
ば平均値は高く、少なければ平均値は低い。

【００２６】制御装置３１は下記表４の平均化部２６、
２７、２８、２９、３０の結果から次のような音響再生
を制御する。

【００２７】

【表４】

【００２８】表のＡの場合、すなわち、それぞれのＣＲ
Ｃにエラーが無いとき、通常の再生を行う。表のＢの場
合、すなわち、それぞれのＣＲＣのエラーが小又は無い
とき、サブバンドセレクタ１７、１８にスケールファク
タ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ３に対応するサブバンド１７〜２
７の出力を零にするように指示する。高調波ノイズを低
減するためである。

【００２９】表のＣの場合、すなわち、フレームＣＲＣ
のエラーのエラーが小又は無く、スケールファクタ（Ｓ
ｃＦ）−ＣＲＣ３、ＣＲＣ２についてチャンネル０、１
のいずれか側の一方のエラーが大きいとき、誤りの小さ
い方のチャンネルのスケールファクタ（ＳｃＦ）を用い
て、スケールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ２以上のサブ
バンド（９以上）のスケールファクタ（ＳｃＦ）を共用
するように、スケールファクタデコード部６、７に指示
する。

【００３０】表のＤの場合、すなわち、フレームＣＲＣ
のエラーが小又は無く、スケールファクタ（ＳｃＦ）−
ＣＲＣ３、ＣＲＣ２についてチャンネル０、１の双方側
のエラーが大きいとき、サブバンドセレクタ１７、１８
にスケールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ２、−ＣＲＣ３
に対応するサブバンド９〜２７の出力を零にするように
指示する。

【００３１】表のＥの場合、すなわち、フレームＣＲＣ
のエラーが大で、スケールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ
３、ＣＲＣ２についてチャンネル０、１の双方側のエラ
ーが大きいとき、サブバンドセレクタ１７、１８にスケ
ールファクタ（ＳｃＦ）−ＣＲＣ２、−ＣＲＣ３に対応
するサブバンド９〜２７の出力を零にするように指示
し、チャンネル０又は１のうちどちらか誤りが小さい方
を検出し、そのチャンネルをＤ／Ａ変換器１４、１５の
両方に出力するようにステレオモノ制御部１９に指示す
る。

【００３２】以上はステレオの場合であるが、単１チャ
ンネル（モノラル）の場合も、上記の表のチャンネル
０、１のどちらかで制御すればよい。ビットレートが５
６ｋｂｐｓ以下では、スケールファクタ（ＳｃＦ）−Ｃ
ＲＣ３、−ＣＲＣ２をスケールファクタ（ＳｃＦ）−Ｃ
ＲＣ１としてまとめて扱えばよい。かくして、スケール
ファクタに誤りが加わることにより生じる耳障りな雑音
を改善できる。その方法にはスケールファクタの共有
化、あるサブバンドの無効化、ステレオのモノラル化の
３つが用意されており、その組み合わせにより有効な音
質制御が可能となる。

【００３３】実施例で示した制御方法は一例であり、ユ
ーザの好みにより変更してもよい。また、サブバンドセ
レクタ１７、１８はあるサブバンドの出力を零にするだ
けでなく、そのレベルを変化させるようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ンシラリ情報には、単１チャンネル以上の場合、各チャ
ンネルの高周波帯域のスケールファクタに対するＣＲＣ
情報が付加される高能率音響符号を復号するので、耳障
りなノイズを有効に改善可能になった。具体的には平均
化部からの伝送誤差の大きさを判別して、バンドパスセ
レクト部によりサブバンドを無効化し、ステレオをモノ
ラル化し、さらにスケールファクタの共有化して具体的
に耳障りを有効に改善し、音質制御を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に実施例に係る音響再生装置の主要部を
示す図である。

【図２】図１の音響再生装置に使用されるビットストリ
ームのフレーム構造を示す図である。

【図３】従来のビットストリームのフレーム構造を示す
図である。

【図４】従来の音響再生装置の主要部を示す図である。

【符号の説明】 １７、１８…バンドパスセレクト部 １９…ステレオモノ制御部 ２６、２７、２８、２９…平均化部 ３１…制御装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サブバンド符号化された、サブバンドの
   スケールファクタのＣＲＣ情報が付加されるアンシラリ
   情報を有する高能率音響符号を復号する音響再生装置に
   おいて、 前記アンシラリ情報には、単１チャンネルの場合、全周
   波数帯のスケールファクタに対するＣＲＣ情報が付加さ
   れ、それ以上の場合、各チャンネルの高周波帯域のスケ
   ールファクタに対するＣＲＣ情報が付加される高能率音
   響符号を復号することを特徴とする音響再生装置。
2. 【請求項２】 サブバンド符号化された、サブバンドの
   スケールファクタのＣＲＣ情報が付加されるアンシラリ
   情報を有する高能率音響符号を復号する音響再生装置に
   おいて、 前記アンシラリ情報に付加され、単１チャンネル以外の
   場合、各チャンネルの高周波帯域のスケールファクタに
   対するＣＲＣ情報について、ブロック化された前記サブ
   バンドの各ブロック毎のスケールファクタの前記ＣＲＣ
   情報を復号し、平均して伝送誤差を取り出す平均化部
   （２６、２７、２８、２９）と、 各チャンネルでサブバンドの信号を合成する前に任意の
   サブバンドを選択して無効とするバンドパスセレクト部
   （１７、１８）と、 単１チャンネル以外の信号を単１チャンネルの信号にす
   るステレオモノ制御部（１９）と、 前記平均化部（２６、２７、２８、２９）からの伝送誤
   差の大きさを判別して、前記バンドパスセレクト部（１
   ７、１８）、ステレオモノ制御部（１９）を制御する制
   御装置（３１）とを備えることを特徴とする音響再生装
   置。
3. 【請求項３】 前記制御装置（３１）は高周波帯域のス
   ケールファクタの情報に伝送誤差が大きいと判断する
   と、前記バンドパスセレクト部（１７、１８）により、
   対応するバンドバスの出力を零にすることを特徴とす
   る、請求項２に記載の音響再生装置。
4. 【請求項４】 前記制御装置（３１）はスケールファク
   タの情報に伝送誤差が大きいと判断すると、ステレオモ
   ノ制御部（１９）により、単１チャンネル以外の信号を
   単１チャンネルの信号にすることを特徴とする、請求項
   ２に記載の音響再生装置。
5. 【請求項５】 前記制御装置（３１）はスケールファク
   タの情報に一方の伝送誤差に比べ他方が大きいと判断す
   ると、伝送誤差の小さなチャンネルのスケールファクタ
   を、一方のチャンネルに用いさせることを特徴とする、
   請求項２に記載の音響再生装置。