JPH11219197A - オーディオ信号符号化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯域分割型のオーディオ信号符号化方法及び
装置に関し、量子化ノイズレベルがマスクされるように
割当てるビット数の計算をより少ない処理回数で行い、
処理の高速化及びファームウェアの縮小化を図る。 【解決手段】 入力信号を複数のサブバンドに分割し、
各サブバンド毎にオーディオ入力信号に対する信号対マ
スクレベル比（ＳＭＲ［ｓｂ］）を求めるＳＭＲ［ｓ
ｂ］計算部１１と、前フレームのＳＭＲ-old［ｓｂ］及
び割当てビット数Ｂｉｔ-old［ｓｂ］を保管する保管部
１２，１６と、現フレームと前フレームとのＳＭＲ［ｓ
ｂ］の差分と、量子化ビット１ビット当たりの信号レベ
ル対量子化ノイズ比のステップ幅Ｗとから、現フレーム
に割当てるビット数の増減分を計算するビット数増減分
計算部１４と、該ビット数の増減分と前フレームの割当
てビット数Ｂｉｔ-old［ｓｂ］との加減算を行う加算部
と１５を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、聴覚の最小可聴限
界とマスキング効果等の聴覚特性を利用して情報圧縮を
行い、分割帯域（以下、サブバンドという。）毎に符号
化用の量子化ビットを割当てる帯域分割型のオーディオ
信号符号化方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】聴覚特性を利用したオーディオ符号化方
式の代表的なものとして、ＩＳＯ／ＩＥＣ１１１７２−
３“Coding of moving pictures and associated audio
for digital storage media at up about 1.5M bit/s
-Part3 :Audio ”（以下ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏとい
う。）が知られている。

【０００３】このＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏのオーディオ符
号化方式は、符号化による情報量の圧縮に当たって、人
間の聴覚の性質を利用し、感度の高い音の情報と低い音
の情報を選別し、感度の低い音の情報（即ち、情報の欠
落を感知しにくい音の情報）を積極的に符号化対象から
省き、又はその符号化ビット数を削減することにより、
オーディオ信号全体の符号化情報量を削減するものであ
る。

【０００４】選別に当たっては、最小可聴限界特性（聴
覚が感知できる最小音レべル）及びマスキング効果（或
る周波数の音によって、その周波数の近傍にあるレべル
の低い音が聴きとれなくなる現象）等の聴覚心理特性を
利用する。これらの聴覚心理特性は周波数に依存するた
め、周波数帯域を複数のサブバンドに分割し、サブバン
ド毎に選別判定、符号化ビットの割当てを行わなければ
ならない。

【０００５】図１４は聴覚心理特性の説明図である。図
において、実線は原音の周波数分布、点線は静寂時の最
小可聴限界の特性、一点鎖線は原音を聴きながら他の音
が感知できる最小レベルの限界であるマスキング閾値
（スレッショルド）を示す。

【０００６】原音のレベルが最小可聴限界又はマスキン
グ閾値より低い部分は、原音は聴こえないためサンプル
から省くことができ、その部分のサブバンドの割当てビ
ット数をゼロとすることができる。従って、図におい
て、符号化の対象となる原音のサンプルは斜線を施した
部分とすることができる。

【０００７】又、各サブバンドにおいて、符号化によっ
て発生する量子化ノイズがマスキング閾値より小さいレ
ベルとなるように、量子化ステップを割り当てれば、量
子化ノイズは感知されない。

【０００８】従って、聴覚の感覚が高く、マスキング効
果があまり効かない部分（マスキング閾値のレベルが低
い部分）では、量子化ステップを細かくして量子化ノイ
ズのレベルを下げる必要があるが、マスキング効果が充
分はたらく部分（マスキング閾値レベルの高い部分）で
は、量子化ノイズは感知されにくいため量子化ステップ
を粗くすることができ、量子化ステップをマスキング閾
値に合わせて適応的に変化させ、量子化ビット数を削減
することができる。量子化ノイズレベルはマスキング閾
値レベル以下であればよいので、図の斜線を施した部分
の底辺を量子化ノイズのレベルとすることができる。

【０００９】図１５は聴覚心理特性を用いたオーディオ
符号化装置の説明図である。１５１はサブバンド分割
部、１５２は量子化符号化部、１５３は信号対マスク比
（ＳＭＲ）計算部、１５４はビット割当て計算部であ
る。

【００１０】サブバンド分割部１５１は、入力信号を例
えば３２個のサブバンドに分割し、各サブバンド毎の信
号を量子化符号化部１５２に出力する。信号対マスク比
（ＳＭＲ）計算部１５３は、入力信号と聴覚心理特性と
から信号レベル対マスキング閾値レベル比（以下ＳＭＲ
という。）をサブバンド毎に計算し、その値をビット割
当て計算部１５４に出力する。

【００１１】ビット割当て計算部１５４は、ＳＭＲの値
を基に量子化ノイズがマスキング閾値を下回るように、
サブバンド毎に必要な量子化ビット数を適応的に計算し
て割当て、そのビット数を量子化符号化部１５２に出力
する。量子化符号化部１５２は、ビット割当て計算部１
５４から出力されるサブバンド毎の割当てビット数によ
り、各サブバンドの入力信号を量子化して符号化する。

【００１２】ビット割当て計算部１５４における適応的
な量子化ビットの割当てに当たっては、マスキング閾値
レベル対量子化ノイズレベル比（以下ＭＮＲという。）
というパラメータを求め、その大小関係から、各サブバ
ンドに適応的にビットを割当てる。ＭＮＲは、信号レベ
ル対量子化ノイズ比（以下ＳＮＲという。）の指標と信
号レベル対マスキング閾値レベル比（ＳＭＲ）とから、 ＭＮＲ＝ＳＮＲ−ＳＭＲ ・・・（１） の計算により求められる。ここで、ＳＮＲは、割当てた
量子化ビット数とそのビット数に対応したＳＮＲ値とを
示すテーブルから求められ、又、ＳＭＲは聴覚心理特性
によって求められる。

【００１３】図１６は従来のビット割当て計算のフロー
チャートである。図において、ｓｂはサブバンドの番
号、ＳＢはサブバンドの分割数、Ｂｉｔ［ｓｂ］は番号
ｓｂのサブバンドに割当てるビット数、ＳＭＲ［ｓｂ］
は番号ｓｂのサブバンドのＳＭＲの値、ＭＮＲ［ｓｂ］
は番号ｓｂのサブバンドのＭＮＲの値、ＭＮＲｍｉｎは
最小のＭＮＲの値、ＳＢｍｉｎは最小のＭＮＲの値を有
するサブバンドの番号、ＳＮＲ［Ｂｉｔ［ｓｂ］］は、
Ｂｉｔ［ｓｂ］のビット数を割当てたときのＳＮＲの
値、Ｒｅｑは全サブバンドの割当て要求ビット数の合計
値、Ｕｓａは使用可能ビット数である。又、同図におい
て、１６−１，１６−３，１６−６の処理は、サブバン
ド番号０から（ＳＢ−１）までについて、その下に示し
た処理を繰り返すループ処理を表している。又、＋＝１
の記号は１つ増加させることを意味するものである。

【００１４】先ず１６−１，１６−２の処理において、
各サブバンドの割当てビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］をゼロに
セットして初期化する。次に１６−３，１６−４の処理
において、各サブバンドのＭＮＲの値ＭＮＲ［ｓｂ］を
( −ＳＭＲ［ｓｂ］) の値に初期値設定する。なお、Ｓ
ＭＲ［ｓｂ］の値は、信号対マスク比（ＳＭＲ）計算部
１５３により求められたものである。

【００１５】次に１６−５の処理において、最小のＭＮ
Ｒの値ＭＮＲｍｉｎに初期値ＭＡＸを設定する。初期値
ＭＡＸは、マスキング閾値より量子化ノイズレべルが低
くなる値（０以上の値）とする。

【００１６】次に１６−６，１６−７，１６−８の処理
により、初期値ＭＡＸ以下のＭＮＲ値のサブバンドのう
ち、最も小さいＭＮＲ値のサブバンドを探索する。１６
−７の処理において、各サブバンドのＭＮＲの値ＭＮＲ
［ｓｂ］が、最小ＭＮＲ値ＭＮＲｍｉｎより小さいかど
うかを判定し、小さい場合には、１６−８の処理により
そのサブバンドのＭＮＲ［ｓｂ］値を最小ＭＮＲ値ＭＮ
Ｒｍｉｎとし、そのサブバンド番号を最小ＭＮＲサブバ
ンドの番号ＳＢｍｉｎとして設定する。

【００１７】次に１６−９の処理において、最小ＭＮＲ
サブバンドの番号ＳＢｍｉｎに設定された番号のサブバ
ンドに割当てる量子化ビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］を、１ビ
ット増加させる。量子化ビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］を１ビ
ット増加させたことにより、このサブバンドの量子化精
度が１ランク上がり、ＳＮＲが１ステップ変化すること
となる。

【００１８】次に１６−１０の処理において、このサブ
バンドにおける１ビット増加後のＳＮＲからＳＭＲを減
算することにより、１ビット増加後のＭＮＲを求め、そ
の値を番号ｓｂのサブバンドのＭＮＲ［ｓｂ］値として
更新する。

【００１９】次に１６−１１の処理において、全サブバ
ンドの割当て要求ビット数の合計値Ｒｅｑに１を加算す
る。次に１６−１２の処理において、全サブバンドの割
当て要求ビット数の合計値Ｒｅｑが使用可能ビット数Ｕ
ｓａ以下であるかどうか判定し、以下であれば、割当て
ビットを増加させることが可能であるから前述の１６−
５以降の処理を繰り返し、使用可能ビット数Ｕｓａに達
するまで同じ処理を続ける。この処理によって、最小の
ＭＮＲ値のサブバンドから順次ビットが適応的に割当て
られることとなる。

【００２０】又、適応的にビットを割当てて符号化情報
を削減する方式として、共包絡ステレオ（以下インテン
シティ・ステレオという。）符号化方式が知られてい
る。これは、聴覚の位相検出能力が高音域で低下する特
性を利用し、高音域の信号波形は左右チャネルの和信号
をモノラル（１チャネル）で伝送し、音の大きさを表す
振幅情報だけをステレオ伝送するもので、ステレオ信号
のビットレートを低減し、符号化効率を高めるものであ
る。

【００２１】従来のインテンシティ・ステレオ符号化の
手順は、先ず、予め全サブバンドをステレオモードとし
たときの割当て要求ビット数を推定し、その合計値が、
使用可能ビット数を超えていた場合に、いくつかの高音
域のサブバンドをインテンシティ・ステレオモードに
し、要求ビット数を削減する。

【００２２】インテンシティ・ステレオモードとなるサ
ブバンドの分割位置をバウンドという。例えばＭＰＥＧ
／Ａｕｄｉｏでは、全３２サブバンドに対し、低域側か
ら、４番，８番，１２番，１６番のサブバンドのいずれ
かにバウンドを設定することができる。

【００２３】図１７はインテンシティ・ステレオのバウ
ンドの説明図である。同図は、１６番のサブバンドにバ
ウンドを設定した例を示し、０番乃至１５番のサブバン
ドはステレオモードとして左（Ｌ）チャネル及び右
（Ｒ）チャネルの２チャネルにビットを割当て、１６番
乃至３１番のサブバンドはインテンシティ・ステレオモ
ードとして左（Ｌ）チャネル及び右（Ｒ）チャネルの和
信号１チャネルにビットを割当てる。

【００２４】バウンドの設定の手順は以下〜のとお
りである。 全サブバンドをステレオモードとしたときの要求ビッ
ト数を推定し、使用可能なビット数を超過していなけれ
ばバウンドを設定せず、全サブバンドをステレオモード
に設定する。超過した場合、バウンドを１６番のサブバ
ンドに仮設定し、以下の処理を行う。 １５番までのサブバンドをステレオモードとし、１６
番以降のサブバンドをインテンシティ・ステレオモード
として、要求ビット数を推定し、使用可能なビット数を
超過していなければバウンドを１６番のサブバンドに設
定し、超過した場合、バウンドを１２番のサブバンドに
仮設定し、以下の処理を行う。 １１番までのサブバンドをステレオモードとし、１２
番以降のサブバンドをインテンシティ・ステレオモード
として、要求ビット数を推定し、使用可能なビット数を
超過していなければバウンドを１２番のサブバンドに設
定し、超過した場合、バウンドを８番のサブバンドに仮
設定し、以下の処理を行う。 ７番までのサブバンドをステレオモードとし、８番以
降のサブバンドをインテンシティ・ステレオモードとし
て、要求ビット数を推定し、使用可能なビット数を超過
していなければバウンドを８番のサブバンドに設定し、
超過した場合、バウンドを４番のサブバンドに設定す
る。

【００２５】この処理によって、使用可能ビット数を満
足する最上限のバウンド位置が選択され、そのバウンド
未満のサブバンドは左右チャネル独立（ステレオ）で、
バウンド以上のサブバンドはインテンシティ・ステレオ
モードとして、ビット割当て処理を行う。

【００２６】図１８は従来のインテンシティ・ステレオ
のバウンド決定のフローチャートである。図において、
ｒｅｑＬ［ｓｂ］，ｒｅｑＲ［ｓｂ］はそれぞれ、左
（Ｌ），右（Ｒ）チャネルの番号ｓｂのサブバンドの要
求ビット数、ｒｅｑＪＳ［ｓｂ］はインテンシティ・ス
テレオモードの番号ｓｂのサブバンドの要求ビット数、
Ｂｏｕはバウンド位置である。他の記号は図１６と同一
であり重複した説明は省略する。

【００２７】先ず１８−１，１８−２の処理において、
各サブバンドの左右のチャネルの要求ビット数ｒｅｑＬ
［ｓｂ］，ｒｅｑＲ［ｓｂ］を合計することにより、全
サブバンドステレオモードの要求ビット数の合計値Ｒｅ
ｑを計算する。

【００２８】そして１８−３の処理において、要求ビッ
ト数の合計値Ｒｅｑが使用可能ビット数Ｕｓａ以下であ
るかどうかを判定し、以下であれば全サブバンドをステ
レオモードとし、バウンド決定の処理を終了する。

【００２９】もし、１８−３の処理において要求ビット
数の合計値Ｒｅｑが使用可能ビット数Ｕｓａを越えてい
たら、１８−４，１８−５，１８−６，１８−７の処理
において、０番乃至１５番のサブバンドの左右のチャネ
ルの要求ビット数ｒｅｑＬ［ｓｂ］，ｒｅｑＲ［ｓｂ］
の合計値Ｒｅｑに、１６番乃至３１番のサブバンドのイ
ンテンシティ・ステレオモードの要求ビット数ｒｅｑＪ
Ｓ［ｓｂ］を加算して、全サブバンドの要求ビット数の
合計値のＲｅｑを算出する。

【００３０】そして１８−８の処理において、要求ビッ
ト数の合計値Ｒｅｑが使用可能ビット数Ｕｓａ以下であ
るかどうかを判定し、以下であればバウンドＢｏｕを１
６番のサブバンドに決定し、バウンド決定の処理を終了
する。

【００３１】もし、１８−８の処理において要求ビット
数の合計値Ｒｅｑが使用可能なビット数Ｕｓａを越えて
いたら、１８−９，１８−１０，１８−１１，１８−１
２の処理において、０番乃至１１番のサブバンドの左右
のチャネルの要求ビット数ｒｅｑＬ［ｓｂ］，ｒｅｑＲ
［ｓｂ］の合計値Ｒｅｑに、１２番乃至３１番のサブバ
ンドのインテンシティ・ステレオモードの要求ビット数
ｒｅｑＪＳ［ｓｂ］を加算して、全サブバンドの要求ビ
ット数の合計値のＲｅｑを算出する。

【００３２】そして１８−１３の処理において、要求ビ
ット数の合計値Ｒｅｑが使用可能なビット数Ｕｓａ以下
であるかどうかを判定し、以下であればバウンドＢｏｕ
を１２番のサブバンドに決定し、バウンド決定の処理を
終了する。

【００３３】もし、１８−１３の処理において、要求ビ
ット数の合計値Ｒｅｑが使用可能ビット数Ｕｓａを越え
ていたら、１８−１４，１８−１５，１８−１６，１８
−１７の処理において、０番乃至７番のサブバンドの左
右のチャネルの要求ビット数ｒｅｑＬ［ｓｂ］，ｒｅｑ
Ｒ［ｓｂ］の合計値Ｒｅｑに、８番乃至３１番のサブバ
ンドのインテンシティ・ステレオモードの要求ビット数
ｒｅｑＪＳ［ｓｂ］を加算して、全サブバンドの要求ビ
ット数の合計値のＲｅｑを算出する。

【００３４】そして１８−１８の処理において、要求ビ
ット数の合計値Ｒｅｑが使用可能ビット数Ｕｓａ以下で
あるかどうかを判定し、以下であればバウンドＢｏｕを
８番のサブバンドに決定し、以上であればバウンドＢｏ
ｕを４番のサブバンドに決定してバウンド設定の処理を
終了する。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】図１６に示した従来の
ビット割当て計算における反復処理は、サブバンドの数
と割当て可能なビット数との積に比例した回数を繰り返
して行うことになる。例えば、サブバンドの数が３２、
割当て可能なビット数が１０００ビットであった場合、
図１６の（Ａ）のループが３２回、（Ｂ）のループが１
０００回繰り返され、反復回数は３２×１０００＝３２
０００回となり、この回数分だけ、サブバンド探索処理
並びにビット加算及びＭＮＲ値更新処理が行われること
になる。

【００３６】又、図１８に示した従来のインテンシティ
・ステレオのバウンド決定において、バウンドが決定さ
れるまで、同じサブバンドについて要求ビット数の計算
が繰り返し行われる。つまり、１８−２，１８−６，１
８−１１，１８−１６の処理において、左右のチャネル
の要求ビット数について各処理で同じ計算が繰り返され
るサブバンドが存在し、又、１８−７，１８−１２，１
８−１７の処理において、インテンシティ・ステレオモ
ードの要求ビット数について各処理で同じ計算が繰り返
されるサブバンドが存在する。

【００３７】本発明は、各サブバンドの量子化ビットの
適応的な割当て処理及びインテンシティ・ステレオモー
ドにおけるバウンド決定処理をより少ない処理回数で行
い、処理の高速化及びファームウェアの縮小化を図るこ
とを目的とする。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明のオーディオ信号
符号化方法は、（１）オーディオ入力信号を周波数軸上
で複数のサブバンドに分割する過程と、各サブバンド毎
にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキング
閾値レベル比を求める過程と、量子化ノイズレベルがマ
スキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となる
ように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過程
とを含むオーディオ信号符号化方法において、前フレー
ムの信号レベル対マスキング閾値レベル比及び前フレー
ムの割当てビット数を保管する過程と、現フレームと前
フレームとの信号レベル対マスキング閾値レベル比の差
分と、量子化ビット１ビット当たりの信号レベル対量子
化ノイズ比のステップ幅とから、現フレームに割当てる
ビット数の増減分を計算し、該ビット数の増減分と前フ
レームの割当てビット数との加減算により、現フレーム
の割当てビット数を求める過程とを含むものである。

【００３９】又、（２）オーディオ入力信号を周波数軸
上で複数のサブバンドに分割する過程と、各サブバンド
毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキン
グ閾値レベル比を求める過程と、量子化ノイズレベルが
マスキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大とな
るように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過
程とを含むオーディオ信号符号化方法において、前フレ
ームの割当てビット数を基に、現フレームの割当てビッ
ト数の初期値を設定する過程と、その初期値から割当て
ビット数を計算する過程とを含むものである。

【００４０】又、（３）オーディオ入力信号を周波数軸
上で複数のサブバンドに分割する過程と、各サブバンド
毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキン
グ閾値レベル比を求める過程と、量子化ノイズレベルが
マスキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大とな
るように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過
程とを含むオーディオ信号符号化方法において、各サブ
バンド毎の信号レベル対マスキング閾値レベル比をその
大きさに応じてソーティングする過程と、その降順に各
サブバンドの割当てビット数を計算する過程とを含むも
のである。

【００４１】又、（４）オーディオ入力信号を周波数軸
上で複数のサブバンドに分割する過程と、各サブバンド
毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキン
グ閾値レベル比を求める過程と、量子化ノイズレベルが
マスキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大とな
るように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過
程とを含むオーディオ信号符号化方法において、各サブ
バンド毎に量子化ノイズレベルがマスキング閾値レベル
を下回るのに必要な要求ビット数を計算する過程と、全
サブバンドの要求ビット数の合計値が全体で使用可能な
ビット数以下となるように、サブバンド毎の信号レベル
対マスキング閾値レベル比の大きさに応じた優先度の低
いサブバンドから順に、割当てビット数を削減する過程
とを含むものである。

【００４２】又、（５）オーディオ入力信号を周波数軸
上で複数のサブバンドに分割する過程と、各サブバンド
毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキン
グ閾値レベル比を求める過程と、量子化ノイズレベルが
マスキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大とな
るように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過
程と、全体で使用可能なビット数に応じて、バウンド位
置から高音域側を左及び右のチャネルの和信号として符
号化するインテンシティ・ステレオモードの符号化処理
を行う過程とを含むオーディオ信号符号化方法におい
て、低音域側のサブバンドから順に高音域側方向へ、ス
テレオ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎に計算
し、その間、所定の複数のバウンド位置までの要求ビッ
ト数の合計値を履歴として保管する過程と、高音域側の
サブバンドから順に低音域側方向へ、インテンシティ・
ステレオ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎に計算
してその要求ビット数の合計値と、前記履歴として保管
されたステレオ化区間の要求ビット数の合計値とを加算
し、バウンド位置を決定する過程とを含むものである。

【００４３】又、（６）オーディオ入力信号を周波数軸
上で複数のサブバンドに分割する過程と、各サブバンド
毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキン
グ閾値レベル比を求める過程と、量子化ノイズレベルが
マスキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大とな
るように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過
程と、全体で使用可能なビット数に応じて、バウンド位
置から高音域側を左及び右のチャネルの和信号として符
号化するインテンシティ・ステレオモードの符号化処理
を行う過程とを含むオーディオ信号符号化方法におい
て、高音域側のサブバンドから順に低音域側へ、インテ
ンシティ・ステレオ化区間の要求ビット数を各サブバン
ド毎に計算し、その間、所定の複数のバウンド位置まで
の要求ビット数の合計値を履歴として保管する過程と、
低音域側のサブバンドから順に高音域側方向へ、ステレ
オ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎に計算してそ
の要求ビット数の合計値と、前記履歴として保管された
インテンシティ・ステレオ化区間の要求ビット数の合計
値とを加算し、バウンド位置を決定する過程とを含むも
のである。

【００４４】又、（７）本発明のオーディオ信号符号化
装置は、オーディオ入力信号を周波数軸上で複数のサブ
バンドに分割するサブバンド分割部と、各サブバンド毎
にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキング
閾値レベル比を求める信号レベル対マスキング閾値レベ
ル比計算部と、量子化ノイズレベルがマスキング閾値レ
ベルを下回るサブバンド数が最大となるように各サブバ
ンド毎に量子化ビット数を割当てるビット割当て計算部
とを備えたオーディオ信号符号化装置において、前記ビ
ット割当て計算部は、前フレームの信号レベル対マスキ
ング閾値レベル比及び前フレームの割当てビット数を保
管する保管部と、現フレームと前フレームとの信号レベ
ル対マスキング閾値レベル比の差分と、量子化ビット１
ビット当たりの信号レベル対量子化ノイズ比のステップ
幅とから、現フレームに割当てるビット数の増減分を計
算するビット数増減分計算部と、該ビット数の増減分と
前フレームの割当てビット数との加減算を行う加算部と
を備えたものである。

【００４５】又、（８）オーディオ入力信号を周波数軸
上で複数のサブバンドに分割するサブバンド分割部と、
各サブバンド毎にオーディオ入力信号に対する信号レベ
ル対マスキング閾値レベル比を求める信号レベル対マス
キング閾値レベル比計算部と、量子化ノイズレベルがマ
スキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となる
ように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てるビッ
ト割当て計算部とを備えたオーディオ信号符号化装置に
おいて、前フレームの割当てビット数を保管する保管部
と、前フレームの割当てビット数を基に現フレームの割
当てビット数の初期値を設定する初期値計算部とを備
え、前記ビット割当て計算部は、前記初期値から割当て
ビット数を計算する構成を有するものである。

【００４６】又、（９）オーディオ入力信号を周波数軸
上で複数のサブバンドに分割するサブバンド分割部と、
各サブバンド毎にオーディオ入力信号に対する信号レベ
ル対マスキング閾値レベル比を求める信号レベル対マス
キング閾値レベル比計算部と、量子化ノイズレベルがマ
スキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となる
ように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てるビッ
ト割当て計算部とを備えたオーディオ信号符号化装置に
おいて、各サブバンド毎の信号レベル対マスキング閾値
レベル比をその大きさに応じてソーティングするソート
部を備え、前記ビット割当て計算部は、信号レベル対マ
スキング閾値レベル比の大きさの降順に各サブバンドの
割当てビット数を計算する構成を有するものである。

【００４７】又、（１０）オーディオ入力信号を周波数
軸上で複数のサブバンドに分割するサブバンド分割部
と、各サブバンド毎にオーディオ入力信号に対する信号
レベル対マスキング閾値レベル比を求める信号レベル対
マスキング閾値レベル比計算部と、量子化ノイズレベル
がマスキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大と
なるように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる
ビット割当て計算部とを備えたオーディオ信号符号化装
置において、前記ビット割当て計算部は、各サブバンド
毎に量子化ノイズレベルがマスキング閾値レベルを下回
るのに必要な要求ビット数を計算し、全サブバンドの要
求ビット数の合計値が全体で使用可能なビット数以下と
なるように、サブバンド毎の信号レベル対マスキング閾
値レベル比の大きさに応じた優先度の低いサブバンドか
ら順に、割当てビット数を削減する構成を有することを
特徴とするオーディオ信号符号化装置。

【００４８】又、（１１）オーディオ入力信号を周波数
軸上で複数のサブバンドに分割するサブバンド分割部
と、各サブバンド毎にオーディオ入力信号に対する信号
レベル対マスキング閾値レベル比を求める信号レベル対
マスキング閾値レベル比計算部と、量子化ノイズレベル
がマスキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大と
なるように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる
ビット割当て計算部と、全体で使用可能なビット数に応
じて、バウンド位置から高音域側を左及び右のチャネル
の和信号として符号化するインテンシティ・ステレオモ
ード符号化処理部とを備えたオーディオ信号符号化装置
において、低音域側のサブバンドから順に高音域側方向
へ、ステレオ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎に
計算する全ステレオ要求ビット数計算部と、前記全ステ
レオ要求ビット数計算部から出力される、所定の複数の
バウンド位置までの要求ビット数の合計値を履歴として
保管する履歴保管部と、高音域側のサブバンドから順に
低音域側方向へ、インテンシティ・ステレオ化区間の要
求ビット数を各サブバンド毎に計算してその要求ビット
数の合計値と、前記履歴として保管されたステレオ化区
間の要求ビット数の合計値とを加算し、バウンド位置を
決定するインテンシティ・ステレオ化区間要求ビット数
計算部とを備えたものである。

【００４９】又、（１２）オーディオ入力信号を周波数
軸上で複数のサブバンドに分割するサブバンド分割部
と、各サブバンド毎にオーディオ入力信号に対する信号
レベル対マスキング閾値レベル比を求める信号レベル対
マスキング閾値レベル比計算部と、量子化ノイズレベル
がマスキング閾値レベルを下回るサブバンド数が最大と
なるように各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる
ビット割当て計算部と、全体で使用可能なビット数に応
じて、バウンド位置から高音域側を左及び右のチャネル
の和信号として符号化するインテンシティ・ステレオモ
ード符号化処理部とを備えたオーディオ信号符号化装置
において、高音域側のサブバンドから順に低音域側へ、
インテンシティ・ステレオ化区間の要求ビット数を各サ
ブバンド毎に計算するインテンシティ・ステレオ化区間
要求ビット数計算部と、前記インテンシティ・ステレオ
化区間要求ビット数計算部から出力される、所定の複数
のバウンド位置までの要求ビット数の合計値を履歴とし
て保管する履歴保管部と、低音域側のサブバンドから順
に高音域側方向へ、ステレオ化区間の要求ビット数を各
サブバンド毎に計算してその要求ビット数の合計値と、
前記履歴として保管されたインテンシティ・ステレオ化
区間の要求ビット数の合計値とを加算し、バウンド位置
を決定する全ステレオ要求ビット数計算部とを備えたも
のである。

【００５０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
のビット割当て計算部の説明図である。同図に示した構
成は、図１５に示したオーディオ符号化装置の点線で囲
んだ部分に対応するものである。図１において、１０は
ビット割当て計算部、１１はサブバンド毎のＳＭＲ値Ｓ
ＭＲ［ｓｂ］計算部、１２は前フレームのＳＭＲ値ＳＭ
Ｒ-old［ｓｂ］保管部、１３，１５は加算部、１４はＳ
ＮＲステップ幅除算（１／Ｗ）計算部、１６は前フレー
ムの割当てビット数Ｂｉｔ-old［ｓｂ］保管部である。

【００５１】同図において、ＳＭＲ［ｓｂ］計算部１１
は、図１５に示した従来のＳＭＲ計算部１５３と同一で
あり、入力信号から各サブバンドのＳＭＲの値を計算
し、その値ＳＭＲ［ｓｂ］をＳＭＲ-old［ｓｂ］保管部
１２と加算部１３とに出力する。

【００５２】ＳＭＲ-old［ｓｂ］保管部１２は、ＳＭＲ
［ｓｂ］計算部１１からのＳＭＲの値を保管し、加算部
１３に、前フレームのＳＭＲの値のＳＭＲ-old［ｓｂ］
の符号を反転した値（−ＳＭＲ-old［ｓｂ］）を出力す
る。

【００５３】加算部１３は、ＳＭＲ［ｓｂ］計算部１１
及びＳＭＲ-old［ｓｂ］保管部１２からの出力される値
を加算することにより、現フレームのＳＭＲの値ＳＭＲ
［ｓｂ］と前フレームのＳＭＲの値ＳＭＲ-old［ｓｂ］
との差分を算出する。ＳＮＲステップ幅除算（１／Ｗ）
計算部１４は、加算部１３から出力される前記差分を、
ＳＮＲステップ幅Ｗで除算し、その除算値を加算部１５
に出力する。加算部１３は、該除算値と前フレームの割
当てビット数Ｂｉｔ-old［ｓｂ］保管部１６の出力とを
加算する。

【００５４】ここで、ＳＮＲステップ幅Ｗについて詳述
する。ＭＮＲは前述したとおり、ＭＮＲ＝ＳＮＲ−ＳＭ
Ｒにより求められる。そしてＭＮＲの値は０以上のなる
べく小さな値であればよく、ＭＮＲの値をそのようなほ
ぼ一定の値に保つためには、ＳＭＲの変動に追従してＳ
ＮＲも変動させればよい。

【００５５】即ち、各フレームで毎回ＳＮＲとＳＭＲと
の大小比較を行う代わりに、現フレームと前フレームと
のＳＭＲの差分を求め、その差分に応じた分だけ、現フ
レームのＳＮＲを前フレームのＳＮＲから変動させれ
ば、ＭＮＲの値は同じ結果となる。従って、フレーム間
のＳＭＲの差分からＳＮＲの量子化ステップの変化分を
推定し、前フレームの割当てビット数に、その変化分に
対応する割当てビット数の加減算処理を行うことによ
り、現フレームの割当てビット数を算出することができ
ることとなる。

【００５６】ここで、ＳＮＲは量子化ステップ更新の閾
値であり、この閾値を超える毎に量子化ビット数は１ｂ
ｉｔづつ増加する。この量子化ビットの１ビット当たり
の量子化ステップ更新の閾値間の幅が、前述のＳＮＲス
テップ幅Ｗである。例えば、ＭＰＥＧ／ＡｕｄｉｏのＳ
ＮＲのテーブルによると、閾値間の幅は約６ｄＢであ
る。つまりＳＮＲが約６ｄＢ変化する毎に、量子化ビッ
トに１ビットの増減が発生する。

【００５７】従って、図１のビット割当て計算部におい
て、加算部１３から出力される前フレームのＳＭＲとの
差分値（この差分値はＳＮＲの量子化ステップの変化分
として推定する。）を、ＳＮＲステップ幅除算（１／
Ｗ）計算部１４により、ＳＮＲステップ幅Ｗで除算する
ことにより、増減させる割当てビット数を算出すること
ができ、この値とＢｉｔ-old［ｓｂ］保管部１６に保管
された前フレームの割当てビット数とを加算部１５によ
り加算することにより、現フレームの割当てビット数を
算出することができる。

【００５８】図２は本発明の第１の実施の形態のビット
割当て計算のフローチャートである。同図において、ｓ
ｂはサブバンドの番号（識別子）、ＳＢはサブバンドの
個数（分割数）、ＳＭＲ-old［ｓｂ］は番号ｓｂのサブ
バンドの前フレームのＳＭＲの値、Ｂｉｔ-old［ｓｂ］
は番号ｓｂのサブバンドの前フレームの割当てビット
数、ＳＭＲ［ｓｂ］は番号ｓｂのサブバンドの現フレー
ムのＳＭＲの値、Ｂｉｔ［ｓｂ］は番号ｓｂのサブバン
ドの現フレームの割当てビット数、Ｓ-MAXはＳＮＲの最
大値、Ｂ-MAXは最大割当てビット数、ＷはＳＮＲステッ
プ幅である。同図において、２−２，２−４の処理は、
サブバンド番号０から（ＳＢ−１）まで、その下に示し
た処理を繰り返すループ処理を表している。

【００５９】先ず、２−１，２−２，２−３の処理にお
いて、最初のフレームに対する初期化を各サブバンド毎
に行う。２−１の処理において、初回のフレームかどう
かを判定し、初回のフレームであれば、２−２，２−３
の処理により、各サブバンド毎に、前フレームのＳＭＲ
の値ＳＭＲ-old［ｓｂ］に、ＳＮＲの最大値Ｓ-MAX（例
えば１００）を初期値として設定し、又、前フレームの
割当てビット数Ｂｉｔ-old［ｓｂ］に最大割当てビット
数Ｂ-MAX（例えば２０）を初期値として設定する。

【００６０】次に、２−４，２−５，２−６，２−７，
２−８，２−９の処理において、各サブバンド毎に、割
当てビット数を算出し、割当てビット数の上下限を制限
し、前フレームのＳＭＲの値ＳＭＲ-old［ｓｂ］及び割
当てビット数Ｂｉｔ-old［ｓｂ］を更新して次のフレー
ムに備える。

【００６１】２−５の処理において、現フレームのＳＭ
Ｒの値ＳＭＲ［ｓｂ］と前フレームのＳＭＲの値ＳＭＲ
-old［ｓｂ］との差分｛ＳＭＲ［ｓｂ］−ＳＭＲ-old
［ｓｂ］｝をＳＮＲステップ幅Ｗで除算し、その値と前
フレームの割当てビット数Ｂｉｔ-old［ｓｂ］とを加算
することにより、現フレームの割当てビット数Ｂｉｔ
［ｓｂ］を求める。式で表すと、 Ｂｉｔ［ｓｂ］＝Ｂｉｔ-old［ｓｂ］＋｛（ＳＭＲ［ｓｂ］−ＳＭＲ-old［ｓ ｂ］）／Ｗ｝ ・・・（２） となる。ここで、｛ ｝内の計算結果は整数に変換して
おく。

【００６２】２−６の処理において、前述の処理で求め
た現フレームの割当てビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］が割当て
可能なビット数の上下限度を超えていないか判定し、超
えていなければ２−８の処理に移り、上限である最大割
当てビット数Ｂ-MAXを超えていれば、２−７の処理にお
いて、現フレームの割当てビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］を最
大割当てビット数Ｂ-MAXに設定し、又、前記２−６の判
定処理で下限（例えば０）以下であると判定されたとき
は、２−７の処理において、現フレームの割当てビット
数Ｂｉｔ［ｓｂ］を下限（例えば０）に設定する。

【００６３】２−８の処理において、前フレームのＳＭ
Ｒの値ＳＭＲ-old［ｓｂ］として現フレームのＳＭＲの
値ＳＭＲ［ｓｂ］を書込んで更新し、又、２−９の処理
において、前フレームの割当てビット数Ｂｉｔ-old［ｓ
ｂ］として現フレームの割当てビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］
を書込んでに更新し、次のフレームに備える。

【００６４】この処理を終えると再び２−４の処理に戻
り、サブバンド番号ｓｂを順次変化させ、各サブバンド
について同様の処理を行い、全サブバンドの割当てビッ
ト数を更新し終えたところで、現フレームの割当てビッ
ト数の計算処理を終了する。

【００６５】図３は本発明の第２の実施の形態のビット
割当て計算部の説明図である。図において、３１はＳＭ
Ｒ計算部、３２はビット割当て計算部、３３は割当てビ
ット数（Ｂｉｔ）初期値計算部、３４は前フレームの割
当てビット数（Ｂｉｔ-old［ｓｂ］）保管部である。

【００６６】同図において、ＳＭＲ計算部３１は、図１
及び図１５に示したＳＭＲ計算部と同一であり、重複し
た説明は省略する。ビット割当て計算部３２は、図１５
に示した従来のビット割当て計算部１５４と、初期値の
設定を除いて、同様の計算処理を行う。割当てビット数
（Ｂｉｔ）初期値計算部３３は、前フレームの割当てビ
ット数（Ｂｉｔ-old［ｓｂ］）保管部３４に保管された
前フレームの割当てビット数の情報を基に、割当てビッ
ト数の初期値を計算し、その値をビット割当て計算部３
２に与える。

【００６７】一般に、フレーム間のＳＭＲには相関があ
り、割当てビット数にも大きな変化が発生することは少
ないので、前フレームの割当てビット数を基に、その近
傍の値を初期値として、現フレームの割当てビット数を
算出することにより、算出処理回数を削減する。

【００６８】ビット割当て計算部３２は、各サブバンド
の割当てビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］とＳＮＲの値ＳＮＲ
［ｓｂ］とを、前フレームの割り当てビット数Ｂｉｔ-o
ld［ｓｂ］を基にした値で初期化し、図１５に示した従
来のビット割当て計算部１５４と同様の処理を行う。こ
れにより、割当てビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］を０とした初
期状態から始める従来例と比べて処理を大幅に削滅する
ことができる。その計算処理を図４を基に詳述する。

【００６９】図４は本発明の第２の実施の形態のビット
割当て計算のフローチャートである。同図において、Ｎ
は初期値調整用パラメータ、ＭＮＲ［ｓｂ］は番号ｓｂ
のサブバンドのＭＮＲの値、ＳＮＲ［Ｂｉｔ［ｓｂ］］
は、Ｂｉｔ［ｓｂ］のビット数を割当てたときのＳＮＲ
の値、ＭＮＲｍｉｎは最小のＭＮＲの値、ＳＢｍｉｎは
最小のＭＮＲの値を有するサブバンドの番号、Ｒｅｑは
全サブバンドの要求ビット数の合計値、Ｕｓａは使用可
能ビット数である。その他の記号は図２の記号と同一で
あり、重複した説明は省略する。図４において、４−
１，４−６の処理は、サブバンド番号０から（ＳＢ−
１）までについて、その下に示した処理を順次繰り返す
ループ処理を表している。

【００７０】同図に示したフローチャートは、図１６に
示したフローチャートの１６−１，１６−２，１６−
３，１６−４の処理における、各サブバンドの割当てビ
ット数Ｂｉｔ［ｓｂ］及びＭＮＲ［ｓｂ］の値の初期値
設定の処理を改良したものである。

【００７１】最小のＭＮＲ［ｓｂ］の探索に先立ち、初
期値設定の処理として、先ず４−１の処理においてサブ
バンドの番号を順に与え、４−２の処理において、割当
てビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］の初期値を、前フレームの割
当てビット数Ｂｉｔ-old［ｓｂ］から初期値調整用パラ
メータＮを減算した値を与える。式で表すと、 Ｂｉｔ［ｓｂ］＝Ｂｉｔ-old［ｓｂ］−Ｎ となる。ここで、初期値調整用パラメータＮを減算する
のは、以降の割当てビット数の計算に当たって、割当て
ビット数を１ビットずつ増加させながら最適値を求めて
おり、又現フレームの割当てビット数が前フレームの割
当てビット数より少なくなることも当然起こり得るの
で、予め数ビット少ない位置から計算を開始するように
するためである。従って、初期値調整用パラメータＮの
値としては、前フレームの割当てビット数より少なくな
ると予想される減少分の最大値とすることができる。

【００７２】なお、前フレームの割当てビット数Ｂｉｔ
-old［ｓｂ］から初期値調整用パラメータＮを減算した
結果が負となったときは、現フレームの割当てビット数
Ｂｉｔ［ｓｂ］の初期値は０に設定してクリップ処理を
行う。

【００７３】次に４−３の処理において、先に求めた割
当てビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］の初期値により定まるＳＮ
Ｒの値ＳＮＲ［Ｂｉｔ［ｓｂ］］と、ＳＭＲ計算部３１
から出力されるＳＭＲの値ＳＭＲ［ｓｂ］との減算処理
により、ＭＮＲの値ＭＮＲ［ｓｂ］を求め、その値をＭ
ＮＲの初期値として設定し、初期化を行う。式で表す
と、 ＭＮＲ［ｓｂ］＝ＳＮＲ［Ｂｉｔ［ｓｂ］］−ＳＭＲ
［ｓｂ］ となる。

【００７４】そして、４−４の処理において、要求ビッ
ト数の合計値Ｒｅｑの初期値に前記割当てビット数Ｂｉ
ｔ［ｓｂ］の初期値を加算して、４−１の処理に戻る。
４−１の処理において、サブバンド番号を１つ増加さ
せ、同様の処理を繰り返し、全サブバンドについて初期
化処理を終えると、４−５乃至４−１２の処理におい
て、図１６に示した１６−５乃至１６−１２の処理と同
様に、最小ＭＮＲのサブバンドを探索し、そのサブバン
ドへ順次ビット割当ての処理を行う。これらの処理は図
１６に示した処理と同様であるので重複した説明は省略
する。

【００７５】図５は本発明の第３の実施の形態のビット
割当て計算部の説明図である。図において５１はＳＭＲ
計算部、５２はＳＭＲソート部、５３はビット割当て計
算部である。ＳＭＲ計算部５１は従来のＳＭＲ計算部と
同一であり、重複した説明は省略する。

【００７６】ＳＭＲソート部５２は、ＳＭＲ計算部５１
から出力されるサブバンド毎のＳＭＲ［ｓｂ］をその大
きさに従って並べ替える。ビット割当て計算部５３は、
ＳＭＲソート部５２により並べ替えた大きさ順に従っ
て、各サブバンド毎に割当てビット数を計算する。

【００７７】この実施の形態は、従来の割当てビット数
の計算処理において行っていた最小ＭＮＲ値のサブバン
ド探索処理を省き、事前に全サブバンドのＳＭＲ［ｓ
ｂ］の大きさに応じてサブバンドを並べ替え、ＳＭＲ
［ｓｂ］値の大きいサブバンドから順にビット割り当て
を行い、全体の割当てビット数の計算処理回数を削減す
るものである。

【００７８】前記（１）式のＭＮＲ＝ＳＮＲ−ＳＭＲの
関係より、量子化した際の量子化ノイズをマスキング閾
値以下とするためには、ＳＮＲ≧ＳＭＲ、即ち、ＭＮＲ
≧０のとする必要があり、ＳＭＲの値が大きいサブバン
ドでは、それに見合ってＳＮＲの値を大きくする必要が
ある。そのため、量子化ステップを細かくし、割当てビ
ット数を多くする必要がある。逆にＳＭＲの値が小さい
サブバンドは、量子化ステップが粗くてもマスキング効
果により量子化ノイズが目立たなくなるので、割当てビ
ット数を少なくすることができる。

【００７９】従って、ＳＭＲの値が大きいサブバンドほ
ど、優先的にビット割当てを行うことが望ましい。前述
した従来のビット割当て処理において、ＭＮＲの値が最
小のサブバンドを探索しているのはこの理由のためであ
る。

【００８０】そこで、この優先度を利用して、初めにＳ
ＭＲの値の大小で各サブバンドをソーティングし、降順
（大きな順）に優先的にビットを割り当てることによ
り、従来１ビット割当てる毎に行っていた、ＭＮＲ値が
最小のサブバンドを探索する処理を省略することができ
る。以下、ＳＭＲソート部５２及びビット割当て計算部
５３の処理のフローを図６を基に詳述する。

【００８１】図６は本発明の第３の実施の形態のビット
割当て計算のフローチャートである。Ｓｏｒ［ｉ］は順
序情報を示し、順位番号ｉを与えることにより、該当す
るサブバンド番号ｓｂが与える索引情報である。ｂｉｔ
は１ビット割当て処理回数、ｎは１つのサブバンドに割
当てるビット数の上限値である。その他の記号は図２又
は図４の記号と同一であり、重複した説明は省略する。

【００８２】図６において、６−２の処理はソート順位
０番から（ＳＢ−１）番まで、その下に示した処理を順
次繰り返すループ処理を表し、６−４の処理はビット割
当て回数０からｎ−１まで、その下に示した処理を順次
繰り返すループ処理を表している。

【００８３】前述のＳＭＲソート部５２において、６−
１のソーティング処理を行い、各サブバンドのＳＭＲ
［ｓｂ］をその大きさの順に並べ替えてその順序情報Ｓ
ｏｒ［ｉ］を保持する。ビット割当て部計算部５３で
は、６−２乃至６−８の処理を行う。先ず、６−２の処
理において、０番から（ＳＢ−１）番まで、順位番号ｉ
を順次与える。

【００８４】６−３の処理において、順位番号ｉから順
序情報Ｓｏｒ［ｉ］を読出し、そのサブバンド番号ｓｂ
を設定してビットを割り当てるサブバンドを選定する。
以下６−４乃至６−８の処理により、このサブバンド番
号ｓｂに割当てるビット数の計算を行う。

【００８５】６−４の処理において、このサブバンドへ
のビット割当て回数を０から上限値ｎ−１まで順に与
え、６−５の処理において、割当てビット数ｂｉｔのＳ
ＮＲ値ＳＮＲ［ｂｉｔ］とＳＭＲ［ｓｂ］との比較を行
い、 ＳＮＲ［ｂｉｔ］≧ＳＭＲ［ｓｂ］ の条件を満足するかを判定する。この条件は、量子化ノ
イズがマスキング閾値を下回るための条件である。上記
の条件を満足する場合は、６−２の処理に戻り、次の順
序情報を読出して他のサブバンドのビット割当ての処理
に移る。

【００８６】上記の条件を満足しない場合は、６−６の
処理において、割当てビット数Ｂｉｔに１を加算し、６
−７の処理において、全サブバンドの要求ビット数の合
計値Ｒｅｑに１を加算し、６−８の処理において、使用
可能ビット数Ｕｓａと全サブバンドの要求ビット数の合
計値Ｒｅｑとを比較し、全サブバンドの要求ビット数の
合計値Ｒｅｑが使用可能ビット数Ｕｓａ以下であるとき
は、６−４の処理に戻り、ビット割当て処理を繰り返
し、ビット割当て回数（割当てビット数）ｂｉｔが上限
値ｎに達するまで行う。ビット割当て回数（割当てビッ
ト数）ｂｉｔが上限値ｎに達したときは、６−２の処理
に戻り、次の順序情報を読出して他のサブバンドのビッ
ト割当ての処理に移る。

【００８７】６−２の処理により全サブバンドの選定を
終えたとき、又は６−８の処理により使用可能ビット数
Ｕｓａに全サブバンドの要求ビット数の合計値Ｒｅｑが
達したと判定されたとき、ビット割当て処理を停止す
る。以上が本発明の第３の実施の形態の説明である。

【００８８】以下本発明の第４の実施の形態について説
明する。これまでに説明したとおり、ビット割当て処理
では、フレームで使用可能なビット数Ｕｓａを超えて割
り当てることはできない。そのために、従来及び前述の
本発明の実施の形態のビット割当て処理では、割当てビ
ット数を１ｂｉｔ増加する毎に、全サブバンドの要求ビ
ット数の合計値Ｒｅｑと使用可能ビット数Ｕｓａとの比
較判定処理を行いながら、割当てビット数の計算を行う
ものであった。

【００８９】ところが、この比較判定処理は、逐次ビッ
トを割当てる大きなループ処理の中で行われ、又、一般
に条件分岐処理は多くの命令実行サイクル数を必要とす
るため、特にＤＳＰ等のファームウェアによる処理にお
いては、処理の遅延に直接つながることになる。

【００９０】又、前記比較判定処理は、ビット割当て処
理の開始時から行われるが、ビット割当ての初期の段階
では、全サブバンドの要求ビット数の合計値Ｒｅｑは使
用可能ビット数Ｕｓａを十分下回っているので、その間
の比較判定処理自体が冗長な処理になっている。そこ
で、この比較判定処理は、ビット割当て処理のループか
ら外し、ビット削除処理として独立させることにより、
更に処理の削減を図ることができる。

【００９１】つまり、前述した手法により、各サブバン
ドのＳＭＲの値ＳＭＲ［ｓｂ］を基に、各サブバンドの
要求ビットを全て最初に割当ててしまい、その後、全サ
ブバンドの要求ビット数の合計値と使用可能ビット数と
の比較を行い、超過分の削減処理を行う。

【００９２】ここで、ビット削除に当たっては、各サブ
バンドのＳＭＲの値ＳＭＲ［ｓｂ］の大小関係を利用す
ることができる。即ち、前記本発明の第３の実施の形態
において詳述したように、ＳＭＲ［ｓｂ］の大小関係に
よって、ビット割り当てに優先度がつけられることか
ら、ＳＭＲ［ｓｂ］の小さいサブバンドから順にビット
削除を行うことにより、ノイズを感知しにくいサブバン
ドから順に割当てビットを削減し、使用可能ビット数Ｕ
ｓａ以下になるよう割当てビット数を調整することがで
きる。

【００９３】図７は本発明の第４の実施の形態のビット
割当て計算のフローチャートである。本発明の第４の実
施の形態の機能ブロックは図５に示した本発明の第３の
実施の形態の機能ブロックと同じであり、そのビット割
当て計算部の処理は、基本的には本発明の第３の実施の
形態と同様に、優先度の高い（即ち、ＳＭＲ［ｓｂ］の
大きい）サブバンドから順次ビットを割当てるが、但
し、割当てループ処理内では、全サブバンドの要求ビッ
ト数の合計値Ｒｅｑの保持のみを行い、使用可能ビット
数Ｕｓａとの比較判定は行わず、全てのサブバンドに対
して量子化ノイズがマスキングレベル閾値を下回る条件
（ＳＮＲ［Ｂｉｔ［ｓｂ］］＞ＳＭＲ［ｓｂ］）を満足
するまで、ビットを割り当てる。

【００９４】ビット割当てが終った段階で、全サブバン
ドの要求ビット数の合計値Ｒｅｑと使用可能ビット数Ｕ
ｓａとの比較を開始する。使用可能ビット数Ｕｓａより
要求ビット数Ｒｅｑが下回っていた場合は、その割当て
に決定して終了する。もし、全サブバンドの要求ビット
数の合計値Ｒｅｑが上回っていた場合は、その差分Ｘを
計算し、削減するビット数Ｘを求める。次に、先にソー
ティングにより求めたＳＭＲ［ｓｂ］の順序情報Ｓｏｒ
［ｉ］を、逆順（ＳＭＲ［ｓｂ］の小さいサブバンド
順）に読み出し、該当するサブバンドから順次ビットを
削減する。削減するビット数Ｘが０以下になるまで削減
処理を続ける。

【００９５】以上の処理を、図７に示したフローチャー
トに基づいて詳述する。同図において、７−１乃至７−
７の処理は図６に示した６−１乃至６−７の処理と同一
であるので、重複した説明は省略する。

【００９６】７−８の処理において、使用可能ビット数
Ｕｓａと全サブバンドの要求ビット数の合計値Ｒｅｑと
の比較判定を行い、全サブバンドの要求ビット数の合計
値Ｒｅｑが使用可能ビット数Ｕｓａ以下であれば、割当
て処理を終了する。

【００９７】全サブバンドの要求ビット数の合計値Ｒｅ
ｑが使用可能ビット数Ｕｓａを上回っていたら、７−９
の処理において、その差分Ｘ（Ｘ＝Ｒｅｑ−Ｕｓａ）を
計算する。

【００９８】７−１０の処理において、ビット削減の順
位番号ｉの初期値を設定する。前記７−２の処理におい
ては順位番号ｉは昇順に与え、ＳＭＲ［ｓｂ］の大きい
サブバンド順にビット割当てを行ったが、以下のビット
削減処理は、ＳＭＲ［ｓｂ］の小さいサブバンド順にビ
ット削減を行うために、７−１０の処理において設定す
る順位番号ｉの初期値として前記７−１のソートの最後
尾の順位番号（ＳＢ−１）を与え、以後、７−１５の処
理において順位番号ｉを１減少させることにより降順に
順位番号ｉを与える。なお、図において−＝１は１を減
算することを表している。

【００９９】７−１１の処理により、ビット削減回数ｊ
を０から（Ｘ−１）まで設定し、削減ビット数Ｘに達す
るまで、１ビットずつ削減する処理が繰り返される。７
−１２の処理により、順序情報Ｓｏｒ［ｉ］から順位番
号ｉのサブバンド番号ｓｂを設定し、７−１３の処理に
おいて、番号ｓｂのサブバンドの割当てビット数Ｂｉｔ
［ｓｂ］を１ビット削減する。

【０１００】７−１４の処理において、番号ｓｂのサブ
バンドの割当てビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］が０かどうか
（即ち、まだビットが割当てられているかどうか）を判
定し、まだビットが割当てられている場合は、７−１１
の処理に戻り、このサブバンドの割当てビット削減処理
を繰り返す。前記７−１４の判定処理において、割当て
ビット数Ｂｉｔ［ｓｂ］が０となったら、７−１５の処
理において、順位番号ｉを繰下げて７−１１の処理に戻
り、ＳＭＲ［ｓｂ］が次に小さいサブバンドの割当てビ
ットの削減処理を同様に行い、１ビット削減の処理回数
が削減ビット数Ｘに達するまで繰り返す。以上が本発明
の第４の実施の形態の説明である。

【０１０１】次に、インテンシティ・ステレオモードの
バウンド決定に関する本発明の第５の実施の形態につい
て説明する。例えばＭＰＢＧ／Ａｕｄｉｏでは、バウン
ドの位置は、低域側から４，８，１２，１６番目のサブ
バンドであり、全サブバンドの要求ビット数Ｒｅｑの合
計値が使用可能ビット数Ｕｓａ以下であれば、バウンド
を設定せず、全サブバンドをステレオモードで符号化す
ることができるが、全サブバンドの要求ビット数Ｒｅｑ
の合計値が使用可能ビット数Ｕｓａを上回っていれば、
上記のバウンドの所定の位置から高域側のサブバンドの
左右チャネルの信号に対して、その和信号を符号化して
１チャネル分の符号ビットしか割当てない、所謂インテ
ンシティ・ステレオモードとすることにより割当てビッ
ト数を削減する。

【０１０２】図８は本発明の第５の実施の形態のバウン
ド決定の構成を示す図である。同図において、８１はＳ
ＭＲ［ｓｂ］計算部、８２は全ステレオ要求ビット数計
算部、８３は履歴バッファメモリ、８４はインテンシテ
ィ・ステレオ区間要求ビット数計算部、８５はビット割
当て部である。

【０１０３】ＳＭＲ［ｓｂ］計算部８１は従来のＳＭＲ
計算部と同様のものである。全ステレオ要求ビット数計
算部８２は、ＳＭＲ［ｓｂ］計算部８１から出力される
サブバンド毎のＳＭＲ値ＳＭＲ［ｓｂ］を基に、左右チ
ャネルの全サブバンドの要求ビット数を、低域側のサブ
バンドから逐次計算するが、その際、０番のサブバンド
から各々のバウンド位置のサブバンド（３番，７番，１
１番，１５番のサブバンド）までの要求ビット数の合計
値の履歴（Ｌｏｇ_0-3 ，Ｌｏｇ_0-7 ，Ｌｏｇ_{0- 11}，Ｌｏ
ｇ_0-15）を履歴バッファメモリ８３に出力し、履歴バッ
ファメモリ８３はそれらを保持する。

【０１０４】全ステレオ要求ビット数計算部８２で計算
した全サブバンドの要求ビット数Ｒｅｑを、使用可能ビ
ット数Ｕｓａと比較し、その数を超えていた場合は、イ
ンテンシティ・ステレオ区間要求ビット数計算部８４に
より、高域側のサブバンド（３１番め）から降順にイン
テンシティ・ステレオ化し、そのインテンシティ・ステ
レオ化した区間のサブバンドの要求ビット数を合計して
行く。

【０１０５】１６番のサブバンドまで合計した時点で、
インテンシティ・ステレオ区間要求ビット数と、０番乃
至１５番のサブバンドまでの累計値の履歴Ｌｏｇ_0-15と
を合計し、その要求ビット数の合計値と使用可能ビット
数との比較判定を行う。要求ビット数の合計値が下回っ
ていた場合は、バウンドを１６番のサブバンド位置とし
て決定するが、超えていた場合は、インテンシティ・ス
テレオ化を更に続け、同様に、１２番，８番のサブバン
ドまでのインテンシティ・ステレオ区間要求ビット数
と、累計値の履歴（Ｌｏｇ_0-11，Ｌｏｇ_0-7 ）との合計
値を、使用可能ビット数と比較判定し、バウンド位置の
判定を行う。バウンドを８番のサブバンド位置として決
定できない場合は、そこで計算を止め、バウンドを４番
のサブバンド位置として決定する。

【０１０６】このように、最初の全サブバンド要求ビッ
ト数の計算において、途中のバウンド位置までの要求ビ
ット数の計算結果を累計して履歴（ログ）として残し、
インテンシティ・ステレオ化を行うとき、この履歴（ロ
グ）を再利用して要求ビット数を計算することにより、
計算の処理回数を削減することができる。

【０１０７】図９は前述の本発明の第５の実施の形態の
バウンド決定のフローチャートである。同図において、
ｒｅｑＬ［ｓｂ］，ｒｅｑＲ［ｓｂ］はそれぞれ左
（Ｌ），右（Ｒ）チャネルの番号ｓｂのサブバンドの要
求ビット数、ｒｅｑＪＳ［ｓｂ］はインテンシティ・ス
テレオ区間の番号ｓｂのサブバンドの要求ビット数、Ｒ
ｅｑは全サブバンドの要求ビット数の合計値、Ｕｓａは
全体で使用可能なビット数、Ｂｏｕは決定したバウンド
の値である。

【０１０８】先ず、９−１の処理において、０から３１
のサブバンド番号を順次与え、９−２の処理において、
各サブバンドをステレオ化したときの要求ビット数ｒｅ
ｑＬ［ｓｂ］＋ｒｅｑＲ［ｓｂ］を要求ビット数の合計
値Ｒｅｑに加算し、要求ビット数の合計値Ｒｅｑを求め
る。式で表すと、 Ｒｅｑ＋＝ｒｅｑＬ［ｓｂ］＋ｒｅｑＲ［ｓｂ］ となる。この計算をサブバンド０〜３１にわたって行う
ことにより全サブバンドをステレオ化したときの要求ビ
ット数の合計値Ｒｅｑが求められる。

【０１０９】各サブバンドの左右チャネルの要求ビット
数ｒｅｑＬ［ｓｂ］，ｒｅｑＲ［ｓｂ］の算出に当たっ
て、本発明の第３の実施の形態において説明したＳＮＲ
［ｂｉｔ］＞ＳＭＲ［ｓｂ］の判定条件を利用すること
ができる。

【０１１０】又、その際、９−３の処理においてサブバ
ンドの番号が３か７か１１か１５かを判定し、それらの
番号のときには、９−４の処理において、サブバンドの
番号が３のときはサブバンド０〜３の合計値Ｌｏｇ_0-3
として、要求ビット数の合計値Ｒｅｑを履歴バッファメ
モリ８３に保管し、サブバンドの番号が７のときはサブ
バンド０〜７の合計値Ｌｏｇ_0-7 として、要求ビット数
の合計値Ｒｅｑを履歴バッファメモリ８３に保管し、サ
ブバンドの番号が１１のときはサブバンド０〜１１の合
計値Ｌｏｇ_0-11として、要求ビット数の合計値Ｒｅｑを
履歴バッファメモリ８３に保管し、サブバンドの番号が
１５のときはサブバンド０〜１５の合計値Ｌｏｇ_0-15と
して、要求ビット数の合計値Ｒｅｑを履歴バッファメモ
リ８３に保管する。

【０１１１】次に９−５の処理において、要求ビット数
の合計値Ｒｅｑと使用可能ビット数Ｕｓａとを比較判定
し、要求ビット数の合計値Ｒｅｑが使用可能ビット数Ｕ
ｓａより小さく、全要求ビット数の割当てが可能であれ
ば、全サブバンドをステレオモードとしてビット割当て
を行う。

【０１１２】要求ビット数の合計値Ｒｅｑが使用可能ビ
ット数Ｕｓａを上回っていた場合は、サブバンド３１〜
８の範囲で、インテンシティ・ステレオ化後の要求ビッ
ト数を調査する。

【０１１３】９−６の処理において、要求ビット数の合
計値Ｒｅｑを０に設定して初期化し、９−７の処理にお
いて、３１から８までのサブバンド番号を降順に順次与
え、９−８の処理において、インテンシティ・ステレオ
区間の要求ビット数ｒｅｑＪＳ［ｓｂ］の合計をＲｅｑ
に加算し、９−９の処理において、サブバンド番号が１
６かどうかを判定し、サブバンド番号が１６のとき、９
−１０の処理において、インテンシティ・ステレオ区間
（サブバンド１６番〜３１番）の要求ビット数の合計値
Ｒｅｑと、ステレオモード区間（サブバンド０番〜１５
番）の要求ビット数の合計値Ｌｏｇ_0-15とを加算した値
と、使用可能ビット数Ｕｓａとを比較判定し、その加算
した全要求ビット数の合計値が使用可能ビット数Ｕｓａ
以下であれば、バウンドＢｏｕを１６番のサブバンドに
決定してビット割当てをおこなう。

【０１１４】前記９−１０の比較判定処理において、全
要求ビット数の合計値が使用可能ビット数Ｕｓａを超え
ていれば、９−１１の処理において、サブバンド番号が
１２かどうかを判定し、サブバンド番号が１２のとき、
９−１２の処理において、インテンシティ・ステレオ区
間（サブバンド１２番〜３１番）の要求ビット数の合計
値Ｒｅｑと、ステレオモード区間（サブバンド０番〜１
１番）の要求ビット数の合計値Ｌｏｇ_0-11とを加算した
値と、使用可能ビット数Ｕｓａとを比較判定し、その加
算した全要求ビット数の合計値が使用可能ビット数Ｕｓ
ａ以下であれば、バウンドＢｏｕを１２番のサブバンド
に決定してビット割当てをおこなう。

【０１１５】前記９−１２の比較判定処理において、全
要求ビット数の合計値が使用可能ビット数Ｕｓａを超え
ていれば、９−１３の処理において、サブバンド番号が
８かどうかを判定し、サブバンド番号が８のとき、９−
１４の処理において、インテンシティ・ステレオ区間
（サブバンド８番〜３１番）の要求ビット数の合計値Ｒ
ｅｑと、ステレオモード区間（サブバンド０番〜７番）
の要求ビット数の合計値Ｌｏｇ_0-7 とを加算した値と、
使用可能ビット数Ｕｓａとを比較判定し、その加算した
全要求ビット数の合計値が使用可能ビット数Ｕｓａ以下
であれば、バウンドＢｏｕを８番のサブバンドに決定し
てビット割当てをおこなう。

【０１１６】前記９−１４の処理においてサブバンド番
号８まで計算したとき、全要求ビット数の合計値Ｒｅｑ
が、使用可能ビット数Ｕｓａをなお上回っている場合
は、バウンドを４番のサブバンドとして決定し、その時
点でバウンド検索を終えるようにしてもよく、必ずしも
サブバンド番号４までインテンシティ・ステレオモード
の要求ビット数の合計値Ｒｅｑの計算を行う必要はな
い。

【０１１７】図１０は前記本発明の第５の実施の形態の
計算順序の説明図である。（１０−１）はサブバンド番
号、（１０−２）は左（Ｌ）チャネルのサブバンド、
（１０−３）はインテンシティ・ステレオ区間のサブバ
ンド、（１０−４）は右（Ｒ）チャネルのサブバンドで
ある。〜は計算順序を示している。先ず、サブバ
ンド番号０〜７のステレオ区間の要求ビット数の合計を
計算し、次にサブバンド番号８〜１１のステレオ区間
の要求ビット数を計算してサブバンド番号０〜１１のス
テレオ区間の要求ビット数の合計を計算し、次にサブ
バンド番号１２〜１５のステレオ区間の要求ビット数を
計算してサブバンド番号０〜１５のステレオ区間の要求
ビット数の合計を計算し、次にサブバンド番号１６〜
３１のステレオ区間の要求ビット数を計算してサブバン
ド番号０〜３１のステレオ区間の要求ビット数の合計を
計算し、次にサブバンド番号３１〜１６のインテンシ
ティ・ステレオ区間の要求ビット数の合計を計算してバ
ウンドを１６番のサブバンドとした要求ビット数の合計
を計算して判定し、次にサブバンド番号１５〜１２の
インテンシティ・ステレオ区間の要求ビット数を計算し
て、サブバンド番号３１〜１２のインテンシティ・ステ
レオ区間の要求ビット数の合計を計算し、バウンドを１
２番のサブバンドとした要求ビット数の合計を計算して
判定し、次にサブバンド番号１１〜８のインテンシテ
ィ・ステレオ区間の要求ビット数を計算して、サブバン
ド番号３１〜８のインテンシティ・ステレオ区間の要求
ビット数の合計を計算し、バウンドを８番のサブバンド
とした要求ビット数の合計を計算して判定する。各サブ
バンドの要求ビット数を重複して計算することがないの
でバウンドの判定処理を高速に行うことができる。

【０１１８】次にインテンシティ・ステレオモードのバ
ウンドの決定に関する本発明の第６の実施の形態につい
て説明する。この第６の実施の形態は、要求ビット数の
合計値を所定のバウンド毎の小ブロック毎に計算し、そ
れぞれの組合わせによりインテンシティ・ステレオモー
ドとするバウンドを決定する点では、前記第５の実施の
形態と同様であるが、インテンシティ・ステレオ化した
区間のサブバンドの要求ビット数の合計値を先に計算
し、次にステレオ区間のサブバンドの要求ビット数の合
計値を順次計算し、全要求ビット数の合計値を計算する
ことにより、更に処理の高速化を図ったものである。

【０１１９】図１１は本発明の第６の実施の形態のバウ
ンド決定の構成を示す図である。同図において、１１１
はＳＭＲ［ｓｂ］計算部、１１２はインテンシティ・ス
テレオ区間要求ビット数計算部、１１３は履歴バッファ
メモリ、１１４は全ステレオ要求ビット数計算部、１１
５はビット割当て部である。

【０１２０】ＳＭＲ［ｓｂ］計算部８１は従来のＳＭＲ
計算部と同様のものである。インテンシティ・ステレオ
区間要求ビット数計算部１１２は、ＳＭＲ［ｓｂ］計算
部１１１から出力されるサブバンド毎のＳＭＲ値ＳＭＲ
［ｓｂ］を基に、高域側のサブバンド（３１番め）から
降順にインテンシティ・ステレオ化し、そのインテンシ
ティ・ステレオ化した区間のサブバンドの要求ビット数
を順次合計するとともに、３１番のサブバンドから各々
のバウンド位置のサブバンド（１６番，１２番，８番）
までの要求ビット数の合計値の履歴（Ｌｏｇ_31-16 ，Ｌ
ｏｇ_31-12 ，Ｌｏｇ_31-8）を履歴バッファメモリ１１３
に出力し、履歴バッファメモリ１１３はそれらの値を保
持する。

【０１２１】この実施の形態でも、途中位置までの計算
結果を履歴（ログ）として残し、該履歴情報を再利用す
ることにより、繰返しの計算を削減する。更に、インテ
ンシティ・ステレオ区間の要求ビット数の計算は１チャ
ネル分計算すればよいので、全サブバンドをステレオ区
間として要求ビット数の計算を２チャネル分計算する前
記第５の実施の形態より計算処理が少なくて済み、更に
高速にバウンドを決定することができる。

【０１２２】処理手順は先ず、インテンシティ・ステレ
オ区間を番号３１から番号４までのサブバンドとしたと
きの要求ビット数の合計値が使用可能ビット数を超えて
いれば、バウンドを４番のサブバンドとして決定する。
次に、全ステレオ要求ビット数計算部１１４により、ス
テレオ区間の要求ビット数の合計値を、低域側から合計
し、０番から７番までの要求ビット数の合計値と、イン
テンシティ・ステレオ区間の３１番から８番までのサブ
バンドの要求ビット数の合計値の履歴Ｌｏｇ_31-8とを合
計して、全要求ビット数の合計値を計算し、該全要求ビ
ット数の合計値が使用可能ビット数を超えていればバウ
ンドを４番のサブバンドに決定するが、下回っていた場
合は、ステレオ区間の範囲を拡大して次のバウンド位置
の全要求ビット数の合計値を計算する。

【０１２３】以下同様に、０番から１１番までのサブバ
ンドをステレオ化した要求ビット数の合計値と、３１番
から１２番までのサブバンドをインテンシティ・ステレ
オ区間とした要求ビット数の合計値の履歴Ｌｏｇ_31-12
とを合計し、その合計が使用可能ビット数を上回ってい
たらバウンドを８番のサブバンドとして決定し、下回っ
ていたら０番から１５番までのサブバンドをステレオ区
間とした要求ビット数の合計値と、３１番から１６番ま
でのサブバンドをインテンシティ・ステレオ区間とした
要求ビット数の合計値の履歴Ｌｏｇ_31-16 とを合計し、
その合計が使用可能ビット数を上回っていたら、バウン
ドを１２番のサブバンドに決定し、下回っていた場合は
更にステレオ区間を拡大する。０番から３１番までのサ
ブバンドをステレオとしたときの要求ビット数の合計値
が、使用可能ビット数を超えていればバウンドを１６番
のサブバンドに決定し、下回っていた場合は、バウンド
の設定を行わず、全サブバンドをステレオ化する。

【０１２４】以上の判定処理によりバウンドを決定し、
バウンド情報をビット割当て部１１５に出力する。ビッ
ト割当て部１１５は該バウンド情報を基にビット割当て
処理を行う。

【０１２５】図１２に上記本発明の第６の実施の形態の
バウンド決定のフローチャートを示す。先ず、１２−１
の処理において、３１から８までサブバンド番号を順次
与え、１２−２の処理において、インテンシティ・ステ
レオモードでの各サブバンドの要求ビット数ｒｅｑＪＳ
［ｓｂ］の合計値Ｒｅｑを計算する。要求ビット数の判
定には、前述のＳＮＲ［ｂｉｔ］＞ＳＭＲ［ｓｂ］の条
件を利用するとができる。又、その際、１２−３の処理
において、サブバンド番号が１６番か，１２番か，８番
かを判定し、それらの番号のときは、１２−４の処理に
おいてそのサブバンド番号までの合計値、Ｌｏ
ｇ_31-16 ，Ｌｏｇ_31-12 ，Ｌｏｇ_31-8を履歴バッファメ
モリ１１３に保管する。

【０１２６】１２−５の処理において、８番のサブバン
ドまでの要求ビット数の合計Ｒｅｑ（Ｌｏｇ_31-8）が使
用可能ビット数Ｕｓａを超えている場合は、採りうるバ
ウンドが４番のサブバンドのみのため、この時点でバウ
ンドＢｏｕを４番のサブバンドと決定する。

【０１２７】使用可能ビット数Ｕｓａ以下であるとき
は、１２−６の処理において、要求ビットの合計値を０
にセットし、１２−７の処理において、サブバンド番号
０〜３１を順次与え、サブバンド番号０〜３１の範囲
で、ステレオ区間の要求ビット数を調査する。

【０１２８】１２−８の処理において、各サブバンドの
左（Ｌ）チャネルと右（Ｒ）チャネルの要求ビット数ｒ
ｅｑＬ［ｓｂ］，ｒｅｑＲ［ｓｂ］を要求ビット数の合
計値Ｒｅｑに加算し、１２−９，１２−１２，１２−１
５，１２−１８の処理において、サブバンド番号ｓｂが
それぞれ７か１１か１５か３１を判定し、サブバンド番
号が７のときは１２−１０の処理において、使用可能ビ
ット数Ｕｓａと全要求ビット数の合計値（Ｒｅｑ＋Ｌｏ
ｇ_31-8）の大小を比較判定し、全要求ビット数の合計値
（Ｒｅｑ＋Ｌｏｇ_31-8）が使用可能ビット数Ｕｓａ以上
であればバウンドＢｏｕを４番のサブバンドに決定し、
使用可能ビット数Ｕｓａ以下であれば１２−１１の処理
においてバウンドＢｏｕを仮に８番のサブバンドとす
る。

【０１２９】サブバンド番号が１２のときは１２−１３
の処理において、使用可能ビット数Ｕｓａと全要求ビッ
ト数の合計値（Ｒｅｑ＋Ｌｏｇ_31-12 ）の大小を比較判
定し、全要求ビット数の合計値（Ｒｅｑ＋Ｌｏ
ｇ_31-12 ）が使用可能ビット数Ｕｓａ以上であればバウ
ンドＢｏｕを８番のサブバンドに決定し、使用可能ビッ
ト数Ｕｓａ以下であれば１２−１４の処理においてバウ
ンドＢｏｕを仮に１２番のサブバンドとする。

【０１３０】サブバンド番号が１５のときは１２−１６
の処理において、使用可能ビット数Ｕｓａと全要求ビッ
ト数の合計値（Ｒｅｑ＋Ｌｏｇ_31-16 ）の大小を比較判
定し、全要求ビット数の合計値（Ｒｅｑ＋Ｌｏ
ｇ_31-16 ）が使用可能ビット数Ｕｓａ以上であればバウ
ンドＢｏｕを１２番のサブバンドに決定し、使用可能ビ
ット数Ｕｓａ以下であれば１２−１４の処理においてバ
ウンドＢｏｕを仮に１６番のサブバンドとする。

【０１３１】サブバンド番号が３１のときは１２−１９
の処理において、使用可能ビット数Ｕｓａと全サブバン
ドをステレオ化した要求ビット数の合計値Ｒｅｑの大小
を比較判定し、要求ビット数の合計値Ｒｅｑが使用可能
ビット数Ｕｓａ以上であればバウンドＢｏｕを１６番の
サブバンドに決定し、使用可能ビット数Ｕｓａ以下であ
ればバウンドを設定せず、全サブバンドをステレオ化す
る。

【０１３２】図１３は前記本発明の第６の実施の形態の
計算順序の説明図である。（１３−１）はサブバンド番
号、（１３−２）は左（Ｌ）チャネルのサブバンド、
（１３−３）はインテンシティ・ステレオ区間のサブバ
ンド、（１３−４）は右（Ｒ）チャネルのサブバンドで
ある。〜は計算順序を示している。先ず、サブバ
ンド番号３１〜１６のインテンシティ・ステレオ区間の
要求ビット数の合計を計算し、次にサブバンド番号１
５〜１２のインテンシティ・ステレオ区間の要求ビット
数を計算して、サブバンド番号３１〜１２のインテンシ
ティ・ステレオ区間の要求ビット数の合計を計算し、
次にサブバンド番号１１〜８のインテンシティ・ステレ
オ区間の要求ビット数を計算して、サブバンド番号３１
〜８のインテンシティ・ステレオ区間の要求ビット数の
合計を計算し、次にサブバンド番号０〜７のステレオ
区間の要求ビット数の合計を計算し、バウンドを８番の
サブバンドとした要求ビット数の合計を計算して判定
し、次にサブバンド番号８〜１１のステレオ区間の要
求ビット数を計算してサブバンド番号０〜１１のステレ
オ区間の要求ビット数の合計を計算し、バウンドを１２
番のサブバンドとした要求ビット数の合計を計算して判
定し、次にサブバンド番号１２〜１５のステレオ区間
の要求ビット数を計算してサブバンド番号０〜１５のス
テレオ区間の要求ビット数の合計を計算し、バウンドを
１６番のサブバンドとした要求ビット数の合計を計算し
て判定し、次にサブバンド番号１６〜３１のステレオ
区間の要求ビット数を計算してサブバンド番号０〜３１
のステレオ区間の要求ビット数の合計を計算して判定す
る。

【０１３３】各サブバンドの要求ビット数を重複して計
算することがなく、且つ、インテンシティ・ステレオ区
間の１チャネル分の要求ビット数を先に計算し、必ずし
もステレオ区間の２チャネル分の要求ビット数を全ての
サブバンドについて計算することなくバウンドを決定す
ることができるのでバウンドの判定処理を高速に行うこ
とができる。

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各サブバンドの割当てビット数を、前フレームとの変化
分だけを計算することにより処理の削減ができ、又、割
当てビット数を、前フレームの割当てビット数を基に初
期値設定して計算することにより処理の削減ができ、
又、割当てビット数を、ＳＭＲの大きさ順にソートし、
初めから優先度の高いサブバンドにビットを割当てて計
算することにより処理の削減ができ、又、サブバンド毎
の割当てビット数の計算処理のループから、サイクル数
の大きい使用可能ビット数判定の条件分岐処理を外し
て、使用可能ビット数判定を別途行うことにより処理の
削減ができる。そのため、処理の実行時間が短縮され、
又、ファームウェアの規模を縮小化することができる。
更に、インテンシティ・ステレオモードにおけるバウン
ド決定において、途中のバウンド位置までの割当てビッ
ト数の計算結果を履歴として残し、バウンド位置を変更
して再計算を行うときにその履歴情報を利用することに
より、処理の削減ができ、処理の実行時間が短縮され、
又、ファームウェアの規模を縮小化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のビット割当て計算
部の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態のビット割当て計算
のフローチャートである。

【図３】本発明の第２の実施の形態のビット割当て計算
部の説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態のビット割当て計算
のフローチャートである。

【図５】本発明の第３の実施の形態のビット割当て計算
部の説明図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態のビット割当て計算
のフローチャートである。

【図７】本発明の第４の実施の形態のビット割当て計算
のフローチャートである。

【図８】本発明の第５の実施の形態のバウンド決定の構
成を示す図である。

【図９】本発明の第５の実施の形態のバウンド決定のフ
ローチャートである。

【図１０】本発明の第５の実施の形態の計算順序の説明
図である。

【図１１】本発明の第６の実施の形態のバウンド決定の
構成を示す図である。

【図１２】本発明の第６の実施の形態のバウンド決定の
フローチャートである。

【図１３】本発明の第６の実施の形態の計算順序の説明
図である。

【図１４】聴覚心理特性の説明図である。

【図１５】聴覚心理特性を用いたオーディオ符号化装置
の説明図である。

【図１６】従来のビット割当て計算のフローチャートで
ある。

【図１７】インテンシティ・ステレオのバウンドの説明
図である。

【図１８】従来のインテンシティ・ステレオのバウンド
決定のフローチャートである。

【符号の説明】

１０ ビット割当て計算部 １１ サブバンド毎のＳＭＲ値ＳＭＲ［ｓｂ］計算部 １２ 前フレームのＳＭＲ値ＳＭＲ-old［ｓｂ］保管部 １３，１５ 加算部 １４ ＳＮＲステップ幅除算（１／Ｗ）計算部 １６ 前フレームの割当てビット数Ｂｉｔ-old［ｓｂ］
保管部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オーディオ入力信号を周波数軸上で複数
   のサブバンドに分割する過程と、各サブバンド毎にオー
   ディオ入力信号に対する信号レベル対マスキング閾値レ
   ベル比を求める過程と、量子化ノイズレベルがマスキン
   グ閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように
   各サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過程とを含
   むオーディオ信号符号化方法において、 前フレームの信号レベル対マスキング閾値レベル比及び
   前フレームの割当てビット数を保管する過程と、 現フレームと前フレームとの信号レベル対マスキング閾
   値レベル比の差分と、量子化ビット１ビット当たりの信
   号レベル対量子化ノイズ比のステップ幅とから、現フレ
   ームに割当てるビット数の増減分を計算し、該ビット数
   の増減分と前フレームの割当てビット数との加減算によ
   り、現フレームの割当てビット数を求める過程とを含む
   ことを特徴とするオーディオ信号符号化方法。
2. 【請求項２】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数の
   サブバンドに分割する過程と、各サブバンド毎にオーデ
   ィオ入力信号に対する信号レベル対マスキング閾値レベ
   ル比を求める過程と、量子化ノイズレベルがマスキング
   閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各
   サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過程とを含む
   オーディオ信号符号化方法において、 前フレームの割当てビット数を基に、現フレームの割当
   てビット数の初期値を設定する過程と、その初期値から
   割当てビット数を計算する過程とを含むことを特徴とす
   るオーディオ信号符号化方法。
3. 【請求項３】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数の
   サブバンドに分割する過程と、各サブバンド毎にオーデ
   ィオ入力信号に対する信号レベル対マスキング閾値レベ
   ル比を求める過程と、量子化ノイズレベルがマスキング
   閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各
   サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過程とを含む
   オーディオ信号符号化方法において、 各サブバンド毎の信号レベル対マスキング閾値レベル比
   をその大きさに応じてソーティングする過程と、その降
   順に各サブバンドの割当てビット数を計算する過程とを
   含むことを特徴とするオーディオ信号符号化方法。
4. 【請求項４】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数の
   サブバンドに分割する過程と、各サブバンド毎にオーデ
   ィオ入力信号に対する信号レベル対マスキング閾値レベ
   ル比を求める過程と、量子化ノイズレベルがマスキング
   閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各
   サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過程とを含む
   オーディオ信号符号化方法において、 各サブバンド毎に量子化ノイズレベルがマスキング閾値
   レベルを下回るのに必要な要求ビット数を計算する過程
   と、全サブバンドの要求ビット数の合計値が全体で使用
   可能なビット数以下となるように、サブバンド毎の信号
   レベル対マスキング閾値レベル比の大きさに応じた優先
   度の低いサブバンドから順に、割当てビット数を削減す
   る過程とを含むことを特徴とするオーディオ信号符号化
   方法。
5. 【請求項５】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数の
   サブバンドに分割する過程と、各サブバンド毎にオーデ
   ィオ入力信号に対する信号レベル対マスキング閾値レベ
   ル比を求める過程と、量子化ノイズレベルがマスキング
   閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各
   サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過程と、全体
   で使用可能なビット数に応じて、バウンド位置から高音
   域側を左及び右のチャネルの和信号として符号化するイ
   ンテンシティ・ステレオモードの符号化処理を行う過程
   とを含むオーディオ信号符号化方法において、 低音域側のサブバンドから順に高音域側方向へ、ステレ
   オ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎に計算し、そ
   の間、所定の複数のバウンド位置までの要求ビット数の
   合計値を履歴として保管する過程と、 高音域側のサブバンドから順に低音域側方向へ、インテ
   ンシティ・ステレオ化区間の要求ビット数を各サブバン
   ド毎に計算してその要求ビット数の合計値と、前記履歴
   として保管されたステレオ化区間の要求ビット数の合計
   値とを加算し、バウンド位置を決定する過程とを含むこ
   とを特徴とするオーディオ信号符号化方法。
6. 【請求項６】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数の
   サブバンドに分割する過程と、各サブバンド毎にオーデ
   ィオ入力信号に対する信号レベル対マスキング閾値レベ
   ル比を求める過程と、量子化ノイズレベルがマスキング
   閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各
   サブバンド毎に量子化ビット数を割当てる過程と、全体
   で使用可能なビット数に応じて、バウンド位置から高音
   域側を左及び右のチャネルの和信号として符号化するイ
   ンテンシティ・ステレオモードの符号化処理を行う過程
   とを含むオーディオ信号符号化方法において、 高音域側のサブバンドから順に低音域側へ、インテンシ
   ティ・ステレオ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎
   に計算し、その間、所定の複数のバウンド位置までの要
   求ビット数の合計値を履歴として保管する過程と、 低音域側のサブバンドから順に高音域側方向へ、ステレ
   オ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎に計算してそ
   の要求ビット数の合計値と、前記履歴として保管された
   インテンシティ・ステレオ化区間の要求ビット数の合計
   値とを加算し、バウンド位置を決定する過程とを含むこ
   とを特徴とするオーディオ信号符号化方法。
7. 【請求項７】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数の
   サブバンドに分割するサブバンド分割部と、各サブバン
   ド毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキ
   ング閾値レベル比を求める信号レベル対マスキング閾値
   レベル比計算部と、量子化ノイズレベルがマスキング閾
   値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各サ
   ブバンド毎に量子化ビット数を割当てるビット割当て計
   算部とを備えたオーディオ信号符号化装置において、 前記ビット割当て計算部は、前フレームの信号レベル対
   マスキング閾値レベル比及び前フレームの割当てビット
   数を保管する保管部と、 現フレームと前フレームとの信号レベル対マスキング閾
   値レベル比の差分と、量子化ビット１ビット当たりの信
   号レベル対量子化ノイズ比のステップ幅とから、現フレ
   ームに割当てるビット数の増減分を計算するビット数増
   減分計算部と、 該ビット数の増減分と前フレームの割当てビット数との
   加減算を行う加算部とを備えたことを特徴とするオーデ
   ィオ信号符号化装置。
8. 【請求項８】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数の
   サブバンドに分割するサブバンド分割部と、各サブバン
   ド毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキ
   ング閾値レベル比を求める信号レベル対マスキング閾値
   レベル比計算部と、量子化ノイズレベルがマスキング閾
   値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各サ
   ブバンド毎に量子化ビット数を割当てるビット割当て計
   算部とを備えたオーディオ信号符号化装置において、 前フレームの割当てビット数を保管する保管部と、前フ
   レームの割当てビット数を基に現フレームの割当てビッ
   ト数の初期値を設定する初期値計算部とを備え、前記ビ
   ット割当て計算部は、前記初期値から割当てビット数を
   計算する構成を有することを特徴とするオーディオ信号
   符号化装置。
9. 【請求項９】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数の
   サブバンドに分割するサブバンド分割部と、各サブバン
   ド毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マスキ
   ング閾値レベル比を求める信号レベル対マスキング閾値
   レベル比計算部と、量子化ノイズレベルがマスキング閾
   値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各サ
   ブバンド毎に量子化ビット数を割当てるビット割当て計
   算部とを備えたオーディオ信号符号化装置において、 各サブバンド毎の信号レベル対マスキング閾値レベル比
   をその大きさに応じてソーティングするソート部を備
   え、前記ビット割当て計算部は、信号レベル対マスキン
   グ閾値レベル比の大きさの降順に各サブバンドの割当て
   ビット数を計算する構成を有することを特徴とするオー
   ディオ信号符号化装置。
10. 【請求項１０】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数
    のサブバンドに分割するサブバンド分割部と、各サブバ
    ンド毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マス
    キング閾値レベル比を求める信号レベル対マスキング閾
    値レベル比計算部と、量子化ノイズレベルがマスキング
    閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各
    サブバンド毎に量子化ビット数を割当てるビット割当て
    計算部とを備えたオーディオ信号符号化装置において、 前記ビット割当て計算部は、各サブバンド毎に量子化ノ
    イズレベルがマスキング閾値レベルを下回るのに必要な
    要求ビット数を計算し、全サブバンドの要求ビット数の
    合計値が全体で使用可能なビット数以下となるように、
    サブバンド毎の信号レベル対マスキング閾値レベル比の
    大きさに応じた優先度の低いサブバンドから順に、割当
    てビット数を削減する構成を有することを特徴とするオ
    ーディオ信号符号化装置。
11. 【請求項１１】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数
    のサブバンドに分割するサブバンド分割部と、各サブバ
    ンド毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マス
    キング閾値レベル比を求める信号レベル対マスキング閾
    値レベル比計算部と、量子化ノイズレベルがマスキング
    閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各
    サブバンド毎に量子化ビット数を割当てるビット割当て
    計算部と、全体で使用可能なビット数に応じて、バウン
    ド位置から高音域側を左及び右のチャネルの和信号とし
    て符号化するインテンシティ・ステレオモード符号化処
    理部とを備えたオーディオ信号符号化装置において、 低音域側のサブバンドから順に高音域側方向へ、ステレ
    オ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎に計算する全
    ステレオ要求ビット数計算部と、前記全ステレオ要求ビ
    ット数計算部から出力される、所定の複数のバウンド位
    置までの要求ビット数の合計値を履歴として保管する履
    歴保管部と、 高音域側のサブバンドから順に低音域側方向へ、インテ
    ンシティ・ステレオ化区間の要求ビット数を各サブバン
    ド毎に計算してその要求ビット数の合計値と、前記履歴
    として保管されたステレオ化区間の要求ビット数の合計
    値とを加算し、バウンド位置を決定するインテンシティ
    ・ステレオ化区間要求ビット数計算部とを備えたことを
    特徴とするオーディオ信号符号化装置。
12. 【請求項１２】オーディオ入力信号を周波数軸上で複数
    のサブバンドに分割するサブバンド分割部と、各サブバ
    ンド毎にオーディオ入力信号に対する信号レベル対マス
    キング閾値レベル比を求める信号レベル対マスキング閾
    値レベル比計算部と、量子化ノイズレベルがマスキング
    閾値レベルを下回るサブバンド数が最大となるように各
    サブバンド毎に量子化ビット数を割当てるビット割当て
    計算部と、全体で使用可能なビット数に応じて、バウン
    ド位置から高音域側を左及び右のチャネルの和信号とし
    て符号化するインテンシティ・ステレオモード符号化処
    理部とを備えたオーディオ信号符号化装置において、 高音域側のサブバンドから順に低音域側へ、インテンシ
    ティ・ステレオ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎
    に計算するインテンシティ・ステレオ化区間要求ビット
    数計算部と、前記インテンシティ・ステレオ化区間要求
    ビット数計算部から出力される、所定の複数のバウンド
    位置までの要求ビット数の合計値を履歴として保管する
    履歴保管部と、 低音域側のサブバンドから順に高音域側方向へ、ステレ
    オ化区間の要求ビット数を各サブバンド毎に計算してそ
    の要求ビット数の合計値と、前記履歴として保管された
    インテンシティ・ステレオ化区間の要求ビット数の合計
    値とを加算し、バウンド位置を決定する全ステレオ要求
    ビット数計算部とを備えたことを特徴とするオーディオ
    信号符号化装置。