JPH11145842A - 音声帯域分割復号装置 - Google Patents

音声帯域分割復号装置

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JPH11145842A
JPH11145842A JP9302289A JP30228997A JPH11145842A JP H11145842 A JPH11145842 A JP H11145842A JP 9302289 A JP9302289 A JP 9302289A JP 30228997 A JP30228997 A JP 30228997A JP H11145842 A JPH11145842 A JP H11145842A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望周波数帯域の強調感を得ること。 【解決手段】 ボリウムコントロール部３はスケールフ
ァクタ変更部２より強調すべき周波数帯域に隣接する帯
域の再生倍率がどれだけ下げられたかの情報を得、その
下げられた再生倍率を元に戻すに必要な再生倍率分だけ
ボリウム７７にアナログオーディオ信号の出力レベルを
増大させる。所望周波数帯域（強調すべき周波数帯域）
のレベルも上がるため所望周波数帯域の強調感が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音声帯域分割復号装
置に関し、特に音質調整機能を有する音声帯域分割復号
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、信号処理の分野においては、従来
アナログ処理で行われていた信号処理が、高速かつ高精
度なＣＰＵ（中央演算処理装置）やＤＳＰ（ディジタル
シグナルプロセッサ）の出現により、ディジタル処理で
行われるようになった。
【０００３】このようなＣＰＵやＤＳＰの性能向上に伴
って、映像や音声の符号化／復号処理といった比較的処
理が重いとされていたものが、次々とディジタル処理で
実現されるようになり、特に音声の処理においては、音
質調整機能もディジタル的に行われるようになってい
る。
【０００４】例えば、特開昭５９−１７８８０９号公報
に示されるように、従来はアナログフィルタの組合わせ
回路で構成されていたイコライザ回路を、ＦＦＴ（Ｆｉ
ｒｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用い
たディジタルフィルタに置換えることで、従来細かな係
数設定をする場合に必要であった多くのアナログフィル
タを不要とすると共に、アナログフィルタの性質上余り
広く取れなかったダイナミックレンジも広く取れるよう
にし、より細かな周波数に対する利得を設定できる技術
がある。
【０００５】又、上記方式は図６の従来の復号装置の一
例の構成図に示すように、音声データ復号装置である符
号化データ復号部５１と組み合わせた場合、分解フィル
タ５２、ゲイン調整処理５３、合成フィルタ５４とから
なるディジタルイコライザ部５５として別に構成され
る。
【０００６】又、音声の符号化／復号規格であるＩＳＯ
／ＩＥＣ １１１７２−３で示される、通称ＭＰＥＧ／
Ａｕｄｉｏ復号装置において、使用者の好みに応じてそ
の音質を調整する機能を、ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏのアル
ゴリズム上の特質を利用して、簡単な構成で実現する方
法が、特開平６−３４８２９５号公報に示されている。
【０００７】まず、上述した音声の符号化／復号規格の
概略について説明する。この規格は、音声信号を複数の
周波数帯域に分割して符号化しさらに合成して得られる
帯域分割符号化信号を、複数の周波数帯域に分割し所定
帯域の符号化信号に含まれる再生倍率を変更した後にこ
れらの符号化信号を合成しさらにアナログ変換して所定
周波数特性の音声信号を得るというものである。
【０００８】図７は上述の公報に記載されたＭＰＥＧ／
Ａｕｄｉｏ復号装置の構成図である。この方式を図７を
参照しながら説明する。
【０００９】帯域分割符号化（サブバンド符号化とも表
現される）されたデータを、逆量子化部６１で各帯域毎
の音声データに変換し、ゲイン可変回路６２で各帯域毎
のゲインを可変した後、サブバンド合成フィルタバンク
６３で各帯域の合成を行い、ゲイン可変以外はＭＰＥＧ
／Ａｕｄｉｏのアルゴリズムと重複させることで、音質
調整処理を行う。
【００１０】さらに、同公報記載の技術では、逆量子化
部６１の帯域毎の音声データに、音の大きさを示すレン
ジ情報が含まれている場合は、このレンジ情報を変える
ことで音質調整を行うことが可能であるとしており、Ｍ
ＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ復号装置においては、各サブバンド
の再生倍率を示すスケールファクタ情報を変えることに
よって、音質調整が可能となる。
【００１１】次に、ＭＰＥＧ１／Ａｕｄｉｏレイヤ１復
号器に音質調整機能を設けた場合の構成及び動作につい
て説明する。
【００１２】図８は従来のＭＰＥＧ１／Ａｕｄｉｏレイ
ヤ１復号器の構成図である。基本的に帯域分割符号化
（サブバンド符号化）方式であるため、３２バンドの等
帯域幅のサブバンド単位で処理が進められる。
【００１３】従来のＭＰＥＧ１／Ａｕｄｉｏレイヤ１復
号器７１は、ビットストリーム分解部７２と、逆量子化
部７３と、サブバンド合成フィルタバンク７４と、サイ
ド情報復号部７５とからなる。
【００１４】データ復号部７１に入力されたＭＰＥＧ１
／Ａｕｄｉｏビットストリーム信号はビットストリーム
分解部７２にて、３２バンド分の量子化した信号と、付
帯情報であるサイド情報に分割される。
【００１５】サイド情報はサイド情報復号部７５にて、
各バンドが夫々何ビットに割当てられているかを示した
ビット割当て情報（量子化ビット数の決定は、人間の聴
覚特性を利用しており、入力されるオーディオデータの
中で人間の聴覚に重要な部分を含むサブバンドには量子
化ビット数を多く割当て、そうでない部分には少なく割
当てている）と、各バンド夫々の再生倍率を示したスケ
ールファクタ情報に復号される。
【００１６】ビットストリームを分解することによって
得られた各信号を、逆量子化部７３において３２バンド
の等帯域幅のサブバンド信号が生成される。ここで得ら
れたサブバンド信号は、サブバンド合成フィルタバンク
７４にて合成が行われ、リニアＰＣＭオーディオデータ
（ＬＰＣＭ）として出力される。
【００１７】この各帯域ごとの再生倍率の値を変更する
ことにより出力されるリニアＰＣＭオーディオデータの
周波数特性を変更することが可能となる。
【００１８】しかし、この再生倍率を示すスケールファ
クタ情報を上げる方向で任意に変更を加えた場合、復号
装置の出力情報であるリニアＰＣＭオーディオデータが
表現することができる範囲（例えば１６ビット）を超え
るビット数が必要になる場合がある。
【００１９】そこでこれを回避するため、従来よりスケ
ールファクタ情報を下げる方向、即ち再生倍率を下げる
方向でリニアＰＣＭオーディオデータの周波数特性を変
更している。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】この場合、ある周波数
帯域を強調したい場合は、所望の周波数帯域以外のバン
ドのスケールファクタ情報を下げることで対応するが、
その際に全体的な出力ゲインが損なわれてしまい、所望
の周波数帯域の強調感が得られ難いという欠点があっ
た。
【００２１】そこで本発明の目的は、所望の周波数帯域
の強調感が得られる音声帯域分割復号装置を提供するこ
とにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、音声信号を複数の周波数帯域に分割して符
号化しさらに合成して得られる帯域分割符号化信号を、
複数の周波数帯域に分割し所定帯域の符号化信号に含ま
れる再生倍率を変更した後にこれらの符号化信号を合成
しさらにアナログ変換して所定周波数特性の音声信号を
得る音声帯域分割復号装置であって、前記再生倍率の変
化を相殺する方向に前記アナログ変換後の音声信号の利
得を制御する音声利得制御手段を含むことを特徴とす
る。
【００２３】本発明によれば、再生倍率の変化を相殺す
る方向にアナログ変換後の音声信号の利得が制御され
る。即ち、所望周波数帯域を強調したい場合は隣接する
周波数帯域の符号化信号の再生倍率を下げ、かつアナロ
グ変換後の音声信号の利得を上げることにより所望周波
数帯域の強調感を得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係
る音声帯域分割復号装置の最良の実施の形態の構成図で
ある。なお、同図において従来例（図８）と同様の構成
部分については同一番号を付し、その説明を省略する。
【００２５】本発明に係る音声帯域分割復号装置１が従
来例と異なる点は、サイド情報復号部７５より出力され
るスケールファクタ情報を変更するスケールファクタ変
更部２と、このスケールファクタ変更部２よりどの周波
数帯域がどの程度再生倍率が変化したかの情報を得て後
述するボリウム７７を制御するボリウムコントロール部
３と、スケールファクタ情報の変更を外部より行うため
の入力装置４とを従来例に追加したことである。
【００２６】さらに、従来例では省略されていたディジ
タル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）７６及びボリウ
ム７７を便宜上表示している。
【００２７】次に、動作について説明する。なお、従来
例と共通部分の動作は前述したので省略し、本発明に係
る部分の動作についてのみ説明する。
【００２８】まず、強調すべき周波数帯域を決定する。
次に、スケールファクタ変更部２はその周波数帯域に隣
接する周波数帯域のスケールファクタ情報をサイド情報
復号部７５より得る。そして、そのスケールファクタ情
報、即ち再生倍率を必要数だけ下げる。
【００２９】これにより、強調すべき周波数帯域に隣接
する周波数帯域の再生倍率が強調すべき周波数帯域の再
生倍率よりも下がるため、聴覚上強調すべき周波数帯域
が強調される。
【００３０】そしてこの再生倍率が変更された周波数帯
域を含む全ての周波数帯域の量子化信号は逆量子化部７
３を介してサブバンド合成フィルタバンク７４にて合成
され、さらにＤ／Ａ変換器７６にてアナログ変換された
後ボリウム７７を介してアナログオーディオ信号が出力
される。
【００３１】しかし、強調すべき周波数帯域の信号の利
得（即ち、再生倍率）自体は変化していないため、この
ままでは十分な強調感が得られない。そこで、本発明で
はボリウムコントロール部３がスケールファクタ変更部
２より前述の周波数帯域（強調すべき周波数帯域に隣接
する周波数帯域）が所定数だけ再生倍率が下げられたと
の情報を得て、その下げられた再生倍率を元に戻すに必
要な再生倍率分だけボリウム７７にアナログオーディオ
信号の出力レベルを増大させる。
【００３２】なお、増大させる量は下げられた再生倍率
を元に戻すに必要な再生倍率を超える量であってもよ
い。これにより、所望の周波数帯域の強調感が得られ
る。
【００３３】又、入力装置４より必要なスケールファク
タ情報をスケールファクタ変更部２に入力することによ
り、外部よりスケールファクタ情報を変更することが可
能となる。
【００３４】次に、本発明の実施例について説明する。
【００３５】
【実施例】図２は実施例の動作を示すフローチャート、
図３〜５は周波数（バンド）対利得（ゲイン）特性図で
ある。
【００３６】なお、実施例の構成は最良の実施の形態
（図１）と同様であるため、この実施れてにおいても適
宜図１を参照する。
【００３７】サイド情報復号部７５で復号された、各サ
ブバンドの再生倍率を示すスケールファクタ情報を、ス
ケールファクタ変更部２にて変更する。
【００３８】レイヤ１ではスケールファクタ値が規定さ
れており、このスケールファクタ値は、０から６２まで
の６３段階に規定されており、その値が１減少する毎に
２ｄＢずつ再生倍率が増加する。
【００３９】またその再生倍率値は、最大値がスケール
ファクタ値０の場合で２．０（倍）に、最小値はスケー
ルファクタ値が６２の場合で０．０００００１２０１５
５４３５（倍）になる。
【００４０】あるサブバンドのゲインを使用者の任意に
よって４ｄＢ減少させる場合を例にとって、その計算方
式を図２を用いて説明する。
【００４１】サイド情報復号部７５で復号されたスケー
ルファクタ値は、スケールファクタ変更部２に入力され
ると（ステップＳ１）、使用者の任意のスケールファク
タ値に変更がかけられる。
【００４２】例えば、取得したあるサブバンドのスケー
ルファクタ値が２０であった場合、４ｄＢ減少させるの
でスケールファクタ値を（２０＋２＝２２）に変更する
（ステップＳ２）。
【００４３】ここで、スケールファクタ値はその値の範
囲が０から６２までに規定されているため、変更したス
ケールファクタ値がその最大値６２を超えていないかの
確認を行う（ステップＳ３）。
【００４４】本例の場合は超えていないため、このまま
処理は終了し、変更したスケールファクタ値は逆量子化
部７３に渡され、その値を用いて逆量子化が行われる。
【００４５】しかし、サイド情報復号部５から取得した
あるサブバンドのスケールファクタ値が６１であり、ゲ
インを４ｄＢ減少させようとした場合、計算上のスケー
ルファクタ値は（６１＋２＝６３）になるが、規定の範
囲を超えてしまうため、このような場合はスケールファ
クタ値の規定の最大値である６２に設定される（ステッ
プＳ４）。
【００４６】このようにして、スケールファクタ値を変
更することで、各バンドのゲインを変更することが可能
であるが、例えば４番目のサブバンドで示される周波数
帯域を強調したい場合、周囲のサブバンドのゲインを下
げることにより、４番目のサブバンドは周囲のサブバン
ドより強調されているような形となる。
【００４７】しかし、この状態では４番目のサブバンド
のゲインは変化していないことに加え、周囲のサブバン
ドのゲインが低下しているため、全体的なゲイン低下を
起こしてしまい、最終的にサブバンド合成フィルタバン
ク部７４から出力されるリニアＰＣＭオーディオデータ
から、使用者が４バンド目のサブバンドで示される周波
数帯域の強調感を得ることは難しい。
【００４８】そこで、サブバンド合成フィルタバンク部
７４から出力されるリニアＰＣＭオーディオデータを、
Ｄ／Ａ変換器７６でアナログオーディオ信号に変換した
後、以下のような処理を施す。
【００４９】増幅したい周波数帯域にあたるサブバンド
を、どの程度強調したのか、つまりその強調したい周波
数帯域の周囲のバンドが、どの程度ゲインを下げている
のかの情報を、ボリウムコントロール部３がスケールフ
ァクタ変更部２から得て、その情報に従ってボリウム７
６をアナログオーディオ信号の出力ゲインが増加する方
向へ制御し、この操作によって使用者が所望の周波数帯
域の強調感を得ることができる。
【００５０】この状態を図１，図３〜図５を用いて説明
する。図３〜図５は、一例としてサブバンドの総数が５
である場合を示している。
【００５１】図３はスケールファクタ値を調整していな
いサブバンドの状態を示している。横軸は周波数（ＭＨ
ｚ）、縦軸はゲイン（ｄＢ）を示し、横軸の数字はバン
ドの番号を表示している。なお、図４，５も同様であ
る。
【００５２】図３において、バンド１〜５のゲインは夫
々ｄ，ｄ，ｅ，ｆ，ｄ（ｄＢ）である。ここに、ｄ＜ｅ
＜ｆである。
【００５３】スケールファクタ変更部２で各サブバンド
のゲインを調整し、今回４バンド目の周波数帯域を強調
したい場合、他のバンドのゲインを下げた状態が図４の
ようになり、これはＤ／Ａ変換器７６から出力されるア
ナログオーディオ信号のゲイン分布である。
【００５４】即ち、図４によれば、バンド１，２，３，
５のゲインは夫々ｃ，ｃ，ｄ，ｃ（ｄＢ）に下げられて
いる。ここに、ｃ＜ｄである。
【００５５】しかし、この状態では４バンド目自体のゲ
イン調整を行っていないため、その強調感を得ることは
難しい。そこで、ボリウムコントロール部３はスケール
ファクタ変更部２からサブバンドゲイン調整情報を受取
り、この情報に従ってボリウム７７の調整を行う。
【００５６】最終的にボリウム７７から出力されるアナ
ログオーディオ出力は、図５に示されるようなゲイン分
布となり、所望の４番目のサブバンドで示される周波数
帯域が強調される。
【００５７】即ち、図５によれば、バンド１〜５のゲイ
ンは夫々ｄ，ｄ，ｅ，ｇ，ｄ（ｄＢ）とバンド４も含め
て全てのバンドのゲインが上がっている。ここに、ｆ＜
ｇである。
【００５８】又、人間の聴覚にはゲインが低くても知覚
しやすい周波数帯域と、ゲインを高くしないと知覚し難
い周波数帯域が存在し、これはいわゆるフレッチャーマ
ンソン曲線、もしくはヒアリングスレッショルドと呼ば
れる曲線で示されている。
【００５９】この人間の聴覚特性を利用することによ
り、使用者が強調したい周波数帯域によってボリウムコ
ントロール部３がボリウム７７の制御を調整すること
で、より効率的に使用者が所望の周波数帯域の強調感を
得ることが可能となる。
【００６０】以上、ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏレイヤ１での
イコライザ処理例について述べてきたが、ＭＰＥＧ／Ａ
ｕｄｉｏレイヤ１の処理に限らず、ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉ
ｏレイヤ２等のサブバンド符号化を用い、そのサブバン
ド毎の再生倍率を示す情報であるスケールファクタが、
ビットストリーム中に存在又は復号過程において生成さ
れるアルゴリズムであれば、本処理の方式を利用するこ
とによって、同様の効果を得ることが可能である。
【００６１】
【発明の効果】本発明によれば、音声信号を複数の周波
数帯域に分割して符号化しさらに合成して得られる帯域
分割符号化信号を、複数の周波数帯域に分割し所定帯域
の符号化信号に含まれる再生倍率を変更した後にこれら
の符号化信号を合成しさらにアナログ変換して所定周波
数特性の音声信号を得る音声帯域分割復号装置であっ
て、その音声帯域分割復号装置を前記再生倍率の変化を
相殺する方向に前記アナログ変換後の音声信号の利得を
制御する音声利得制御手段を含み構成したため、所望の
周波数帯域の強調感が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る音声帯域分割復号装置の最良の実
施の形態の構成図である。
【図２】同装置の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。
【図３】同装置の周波数対利得特性図である。
【図４】同装置の周波数対利得特性図である。
【図５】同装置の周波数対利得特性図である。
【図６】従来の復号装置の一例の構成図である。
【図７】公報に記載されたＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ復号装
置の構成図である。
【図８】従来のＭＰＥＧ１／Ａｕｄｉｏレイヤ１復号器
の構成図である。
【符号の説明】
１ 音声帯域分割復号装置 ２ スケールファクタ変更部 ３ ボリウムコントロール部 ４ 入力装置 ７５ サイド情報復号部 ７６ ボリウム

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 音声信号を複数の周波数帯域に分割して
    符号化しさらに合成して得られる帯域分割符号化信号
    を、複数の周波数帯域に分割し所定帯域の符号化信号に
    含まれる再生倍率を変更した後にこれらの符号化信号を
    合成しさらにアナログ変換して所定周波数特性の音声信
    号を得る音声帯域分割復号装置であって、 前記再生倍率の変化を相殺する方向に前記アナログ変換
    後の音声信号の利得を制御する音声利得制御手段を含む
    ことを特徴とする音声帯域分割復号装置。
  2. 【請求項２】 前記再生倍率の変更とは所定帯域に隣接
    する帯域の符号化信号の再生倍率を下げることであるこ
    とを特徴とする請求項１記載の音声帯域分割復号装置。
  3. 【請求項３】 前記再生倍率の変更はこの再生倍率に対
    応して設けられたスケールファクタ値を変更することに
    より行われることを特徴とする請求項１又は２記載の音
    声帯域分割復号装置。
  4. 【請求項４】 前記スケールファクタ値は前記再生倍率
    を上げると下がるよう設定されることを特徴とする請求
    項１〜３いずれかに記載の音声帯域分割復号装置。
  5. 【請求項５】 前記スケールファクタ値には上限が設定
    され、この上限を超えるスケールファクタ値が入力され
    た場合、前記上限に前記スケールファクタ値を設定する
    スケールファクタ値制御手段をさらに含むことを特徴と
    する請求項１〜４いずれかに記載の音声帯域分割復号装
    置。
  6. 【請求項６】 各周波数帯域に分割後の符号化信号には
    さらにビット割り当て情報が含まれ、このビット割り当
    ては人間の聴覚特性に基づき決定されることを特徴とす
    る請求項１〜５いずれかに記載の音声帯域分割復号装
    置。
  7. 【請求項７】 前記再生倍率の変更を外部より行うため
    の再生倍率入力手段をさらに含むことを特徴とする請求
    項１〜６いずれかに記載の音声帯域分割復号装置。
JP30228997A 1997-11-05 1997-11-05 音声帯域分割復号装置 Expired - Fee Related JP3164038B2 (ja)

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