JPH11507198A - 低サンプリング・レートでデジタル化されたオーディオ信号を符号化する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 低サンプリング・レートでデジタル化されたオーディオ信号を符号化する方法において、一つのスケール・ファクタ・バンドに割り当てられたデジタル化されたオーディオ信号のいくつかの連続的な周波数ラインは、それぞれ同じスケール・ファクタとともに符号化され、連続的なスケール・ファクタ・バンドは一つの領域を形成しその領域の中では全てのスケール・ファクタが同一ビット数で符号化され、このビット数は上記領域の最大スケール・ファクタに従って決定される。スケール・ファクタ・バンドの少なくとも最高領域の周波数ラインはスケール・ファクタ０で符号化される。少なくとも最高領域に対しては、符号化されるスケール・ファクタがない。

Description

【発明の詳細な説明】 低サンプリング・レートでデジタル化されたオーディオ信号を符号化する方法 本発明は、低サンプリング・レートでデジタル化されたオーディオ信号を符号 化する方法に関する。特に、本発明は、ＩＳＯ−ＭＰＥＧ２標準・レイヤ３と比 べて僅かに修正され、かつＩＳＯ−ＭＰＥＧ２標準・レイヤ３にかかるサンプリ ング・レートよりも低いサンプリング・レートでデジタル化されたオーディオ信 号が、低いビット・レートで伝送されることを可能にするような符号化方法に関 する。 現存のＩＳＯ １３８１８−３標準（ＭＰＥＧ２オーディオ）のレイヤ３は、 ２４ｋＨｚから１６ｋＨｚの間のサンプリング周波数を持つ信号のための符号化 方法を定義し、さらに、８ｋｂｉｔ／ｓまで下げたビット・レートも可能として いる。特に、この非常に低いビット・レート、すなわち例えばコンピュータ・ネ ットワーク内の伝送にとって非常に注目度が高いビット・レートにおいては、さ らに小さなサンプリング周波数を使用することが望まれる。しかし、 上述の標準ではこれらは実現できない。 上記の先行技術を基にして、本発明の目的は、オーディオ信号を符号化する上 述の方法をさらに発展させ、ＭＰＥＧ２オーディオ標準と比べてわずかに違うも のの、この標準に適合しないサンプリング・レートにおいてサンプリングを実行 でき、さらに既存の復号器(decoders)でも多くの適合条件を必要とせずに復号化 が可能であるような符号化方法を提供することである。 この目的は、請求項１に記載の方法によって達成される。 一般的には、本発明はＩＳＯ−ＭＰＥＧ２標準・レイヤ３にかかるサンプリン グ・レートよりも低いサンプリング・レートでデジタル化されたオーディオ信号 を符号化する方法を提供する。 一般に、本発明の主題の場合においては、公知の標準の場合と同様に、あるス ケール・ファクタ・バンド(scale factor band)に割り当てられたデジタル化さ れたオーディオ信号の連続的な周波数ライン(frequency lines)は、同じスケー ル・ファクタとともに符号化され、これが符号化された上記スケール・ファクタ ・バンドとと もに伝送される。 さらに上記標準にかかる公知の方法に従えば、連続的なスケール・ファクタ・ バンドは一つの領域を形成し、その領域の中では全てのスケール・ファクタがそ れぞれ同一ビット数で符号化され、このビット数はこの領域の最大スケール・フ ァクタに従って決定される。 ＩＳＯ−ＭＰＥＧ２標準・レイヤ３においては、全ての領域の全てのスケール ・ファクタ・バンドにはスケール・ファクタが割り当てられている。上記標準に 従って符号化する時には、最終のバンド、すなわち周波数ラインの望ましい割り 当ての後に残っている周波数ラインが位置するバンドに限り、スケール・ファク タを持たない。 上記標準とは対照的に、本発明によれば、スケール・ファクタ・バンドの少な くとも最高領域の周波数ラインはスケール・ファクタ０で符号化され、その結果 、少なくとも最高領域に対しては、符号化され伝送されるスケール・ファクタが ない。無くなった一つあるいは複数のスケール・ファクタにより節約されたビッ トは、スペクトルの他の部分の周波数ラインを、上記標準の場合と比較してより 細かく量子化するために使用される。 本発明のさらに重要な特徴として、本発明における周波数ラインのスケール・ ファクタ・バンドへのグルーピング(grouping)を、ＩＳＯ−ＭＰＥＧ２標準・レ イヤ３におけるグルーピングと比較した場合、本発明における最高領域内のスケ ール・ファクタ・バンド幅は、ＩＳＯ−ＭＰＥＧ２標準・レイヤ３にかかる最高 領域のスケール・ファクタ・バンド幅よりも減少しているという点が挙げられる 。 以下に、本発明にかかる方法の望ましい実施例をさらに詳しく説明する。 本発明にかかる方法の実施例においては、標準的なＭＰＥＧフレーム・ヘッダ を修正したフレーム・ヘッダが、復号器に対して非標準的なサンプリング・レー トと非標準的な符号化とを合図する(signalize)ために使用されている。この目 的のために、１６進数(hexadecimal)の同期ワード(sync word)“ＦＦＦ”（１２ 個の“１”に対する１６進数）が、同期ワード“ＦＦＥ”（１１個の“１”と１ 個の“０”に対する１６進数）にヘッダの中で置き換えられる。このように修正 された同期ワードを復号器が認識した時、ビット・ストリームが、ＭＰＥＧ２標 準と比較して望ましくは半分 のサンプリング・レート（１２ｋＨｚ，１１．０２５ｋＨｚまたは８ｋＨｚ）で デジタル化された信号を含むということが示される。他の全ての点では、ビット ・ストリームの構造は上記標準との比較において変更がない。 ここで説明する８ｋＨｚのサンプリング・レートを持つ実施例においては、周 波数ラインのスケール・ファクタ・バンドへのグルーピングもまた、修正されて いる。レイヤ３のビット・ストリーム・フォーマットの中の一つの構造がここで 活用され、これによりスペクトルの符号化のために利用できるビット数を増加さ せることが可能となる。 例として、ＭＰＥＧ２標準・レイヤ３の中で、いわゆるロングブロック(long blocks)の場合における２１のスケール・ファクタ・バンド、あるいはいわゆる ショートブロック(short blocks)の場合における１２×３のスケール・ファクタ ・バンドは、それぞれの場合に４つの領域に分割される。つまり、ロングブロッ クの場合、各領域に６−５−５−５の割合でスケール・ファクタ・バンドが分割 され、ショートブロックの場合、各領域に９−９−９−９の割合でスケール・フ ァクタ・バンドが分割される。そしてスケール・ファ クタは、それぞれの領域の中で、その領域の最大のスケール・ファクタに必要と されるビット数で符合化される。それぞれの領域を符号化するために使用される ビット数は、ビット・ストリームのページ情報内の“scalefac-compress”の値 を介して合図される（Signalized）。 本発明にかかる方法では、スケール・ファクタ・バンド幅のテーブルは、８ｋ Ｈｚのサンプリング・レートに対しては以下のように変更される。すなわち、ス ペクトル内の最高領域は非常に少数のラインしか持たず、そのラインは、普通は バンド幅の制限により、全く使用されないかあるいは殆ど使用されない。 本発明によれば、最高領域のスケール・ファクタ・バンドのスケール・ファク タは、例外なくゼロに設定されており、スケール・ファクタの符号化が不必要と なる。 この結果、使用されないビットが生じるので、追加的なビットがスペクトルの 量子化に対して利用可能となる。 実際、本発明にかかる方法では、スペクトルはこの実施例の場合、 上述のようにして１７スケール・ファクタ・バンドに分割されているが、この場 合であっても、ＭＰＥＧ２標準のビット・ストリーム・シンタックス（bit stre am syntax）を否定する必要はない。 スケール・ファクタ・バンド幅のテーブルを、以下に表示する。１６ｋＨｚの サンプリング・レートに対するスケール・ファクタ・バンドのバンド幅を示す第 １のテーブルは、ＩＳＯ−ＭＰＥＧ２標準・レイヤ３に対応するものである。第 ２のテーブルは、８ｋＨｚのサンプリング・レートに対する本発明の教示に従っ て修正が加えられたものである。 １６ｋＨｚのサンプリング・レートに対するスケール・ファクタ・バンドのバ ンド幅 （ＩＳＯ−ＭＰＥＧ２標準にしたがって比較するために） ロングブロック 6,6,6,6,6,6,8,10,12,14,16,20,24,28,32,38,46,52,60,68,58,54 ショートブロック 4,4,4,6,8,10,12,14,18,24,30,40,18 ８ｋＨｚのサンプリング・レートに対するスケール・ファクタ・バンドのバン ド幅 ロングブロック 12,12,12,12,12,12,16,20,24,28,32,40,48,56,64,76,90,2,2,2,2,2 ショートブロック 8,8,8,12,16,20,24,28,36,2,2,2,26 上記から明らかなように、本発明の方法における最後のスケール・ファクタ・ バンド幅は、ＩＳＯ−ＭＰＥＧ２標準にかかる公知の方法の場合と比較して、著 しく減少している。ロングブロックでの符号化の場合には、最後の１００周波数 ラインがスケール・ファクタなしで符号化されている。これは、４０００Ｈｚか ら３３００Ｈｚまでの可能なバンド幅の制限に対応している。利用されるバンド 幅が３３００Ｈｚよりも小さい場合には、望ましい効果はこのようにして達成す ることができ、このことは、すなわち８ｋＨｚのサンプリング・レートが目的と している８ｋｂｉｔ／ｓのビット・レートにおいては、重要な意味を持つ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブフタ ライナー ドイツ国，91074 ヘルツオーゲナウラッ ハ，ベルクストラーセ 41番 (72)発明者 ゼラー ユルゲン ドイツ国，91056 エルランゲン，サンク ト・ヨハン ６―201番 (72)発明者 ブランデンブルク カールハインツ ドイツ国，91054 エルランゲン，ハーク ストラーセ 32番 (72)発明者 ジーラー マルチン ドイツ国，91207 ラウフ，ブライファー アレー ３番 (72)発明者 ゲルホイザー ハインツ ドイツ国，91344 バイシェンフェルト, ザウゲンドルフ 17番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．低サンプリング・レートでデジタル化されたオーディオ信号を符号化する方 法であって、 一つのスケール・ファクタ・バンドに割り当てられたデジタル化されたオーデ ィオ信号の幾つかの連続的な周波数ラインは、それぞれ同じスケール・ファクタ とともに符号化され、 連続的なスケール・ファクタ・バンドは一つの領域を形成し、その領域の中で は全てのスケール・ファクタがそれぞれ同一ビット数で符号化され、このビット 数は上記領域の最大スケール・ファクタに従って決定され、 スケール・ファクタ・バンドの少なくとも最高領域の周波数ラインはスケール ・ファクタ０で符号化され、少なくとも最高領域に対しては符号化されるスケー ル・ファクタがない、 ことを特徴とする方法。 ２．請求項１に記載の方法であって、 少なくとも最高領域に対するスケール・ファクタを失ったことにより、ＩＳＯ −ＭＰＥＧ２標準・レイヤ３の場合と比較して節約されたビットは、周波数ライ ンを上記標準の場合と比較してより細か く量子化するために使用されることを特徴とする方法。 ３．請求項１または２に記載の方法であって、 周波数ラインのスケール・ファクタ・バンドへのグルーピングは、ＩＳＯ−Ｍ ＰＥＧ２標準・レイヤ３の場合と比較して、最高領域内のスケール・ファクタ・ バンド幅が、上記標準にかかる最高領域のスケール・ファクタ・バンド幅よりも 減少していることを特徴とする方法。 ４．請求項１乃至３のいずれかに記載の方法であって、 ＭＰＥＧフレーム・ヘッダを修正したフレーム・ヘッダが、非標準的なサンプ リング・レートを合図するために伝送されることを特徴とする方法。 ５．請求項４に記載の方法であって、 上記フレーム・ヘッダ内の同期ワードの１６進数コードは“ＦＦＥ”であるこ とを特徴とする方法。