KR101129153B1

KR101129153B1 - 복호 장치, 복호 방법, 및 컴퓨터 판독가능한 기록매체

Info

Publication number: KR101129153B1
Application number: KR1020097026506A
Authority: KR
Inventors: 마사나오 스즈끼; 마사끼요 다나까; 미유끼 시라까와; 요시떼루 쯔찌나가
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2012-03-27
Also published as: EP2161720A1; WO2008155835A1; EP2161720A4; JP4947145B2; CN101681626B; JPWO2008155835A1; KR20100009642A; US8225160B2; US20100174960A1; CN101681626A

Abstract

오디오 신호의 주파수 영역 데이터의 스케일값과 스펙트럼값을 각각 부호화함으로써 얻어진 부호화 데이터를 복호하고, 오디오 신호를 출력하는 복호 장치가 개시된다. 그 복호 장치는, 상기 부호화 데이터를 복호 및 역양자화하고, 상기 오디오 신호의 주파수 영역 데이터를 취득하는 수단과, 상기 부호화 데이터로부터, 상기 스케일값의 부호화 데이터의 비트수인 스케일 비트수, 또는 상기 스펙트럼값의 부호화 데이터의 비트수인 스펙트럼 비트수를 산출하는 수단과, 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수에 기초하여, 상기 주파수 영역 데이터의 양자화 오차를 추정하는 수단과, 상기 양자화 오차에 기초하여 보정량을 산출하고, 상기 주파수 영역 데이터를 그 보정량을 이용하여 보정하는 수단과, 보정된 상기 주파수 영역 데이터를 상기 오디오 신호로 변환하는 수단을 갖는다.

역양자화부, 스펙트럼 보정부, 비트수 산출부, 양자화 오차 추정부, 보정량 산출부

Description

복호 장치, 복호 방법, 및 컴퓨터 판독가능한 기록매체{DECODER, DECODING METHOD, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM}

본 발명은, 음성 및 음악 등의 오디오 신호를 압축/신장하는 오디오 부호화/복호 기술에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 오디오 신호의 부호화 데이터를 복호할 때에, 양자화 오차를 보정하는 기술에 관한 것이다.

오디오 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하여 부호화하는 방식의 일례로서 ISO/IEC 13818-7　MPEG-2　AAC(Advanced　Audio　Coding) 방식이 알려져 있다. AAC 방식은 원세그 방송이나 디지털 AV 기기 등의 음성 부호화 방식으로서 채용되고 있다.

도 1에 AAC 방식을 채용한 부호화 장치(1)의 구성예를 도시한다. 도 1에 도시한 부호화 장치(1)는, MDCT(modified　discrete　cosine　transform)부(11), 심리 청각 분석부(12), 양자화부(13), 허프만 부호화부(14)를 갖는다.

이 부호화 장치(1)에서는, MDCT부(11)가, 입력음을 MDCT 변환에 의해 주파수 영역 데이터인 MDCT 계수로 변환한다. 또한, 심리 청각 분석부(12)가, 입력음에 대해 심리 청각 분석을 행하고, 청각적으로 중요한 주파수와 중요하지 않은 주파수를 구별하기 위한 마스킹 임계값을 구한다.

양자화부(13)는, 마스킹 임계값에 기초하여 청각적으로 중요하지 않은 주파수 영역의 데이터의 양자화 비트수를 적게 하고, 중요한 주파수 영역의 데이터에 많은 양자화 비트를 할당하여, 주파수 영역 데이터의 양자화를 행한다. 양자화부(13)로부터는, 양자화된 스펙트럼값인 양자화값과, 스케일값이 출력되고, 그들은 허프만 부호화부(14)에서 허프만 부호화되어, 부호화 데이터로서 부호화 장치(1)로부터 출력된다. 또한, 스케일값이란, 오디오 신호의 주파수 영역으로의 변환 후의 스펙트럼 파형의 배율을 나타내는 숫자이며, MDCT 계수를 부동 소수점 형식으로 나타낸 경우의 지수부에 상당한다. 또한, 스펙트럼값은, MDCT 계수를 부동 소수점 형식으로 나타낸 경우의 가수부에 상당하고, 상기 스펙트럼의 파형에 상당한다. 즉, MDCT 계수는, 스펙트럼값×2^스케일값으로 표현할 수 있다.

도 2에 AAC 방식의 복호 장치(2)의 구성예를 도시한다. 도 2에 도시한 복호 장치(2)는, 허프만 복호부(21), 역양자화부(22), 및 역MDCT부(23)를 갖는다. 이 복호 장치(2)는, 도 1에 도시한 부호화 장치(1)에서 부호화된 부호화 데이터를 수신하고, 허프만 복호부(21)가 부호화 데이터를 양자화값과 스케일값으로 변환한다. 그리고, 역양자화부(22)가 양자화값과 스케일값을 역양자화값(MDCT 계수)으로 변환하고, 역MDCT부(23)가 MDCT 계수를 시간 영역의 신호로 변환하여, 복호음을 출력한다.

또한, 양자화 오차의 보정에 관련되는 선행 기술 문헌으로서, 하기의 특허 문헌 1～4가 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-60341호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2001-102930호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 제2002-290243호 공보

특허 문헌 4 : 일본 특허 공개 평11-4449호 공보

<발명의 개시>

<발명이 해결하고자 하는 과제>

도 1에 도시한 부호화 장치(1)에서의 양자화부(13)에서 MDCT 계수를 양자화할 때에는, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같은 양자화 오차가 발생한다. 도 3에서는, 양자화 전의 MDCT 계수에 비해 양자화 후의 MDCT 계수가 커지는 경우를 도시하고 있지만, 양자화 전의 MDCT 계수에 비해 양자화 후의 MDCT 계수가 작아지는 경우도 있다.

통상은, 양자화 오차가 발생하여도 복호 후의 음질에 큰 영향은 없다. 그러나, 입력음이 대진폭(0㏈ 부근)인 경우로서, 양자화 후의 MDCT 계수가 양자화 전에 비해 커지는 경우에는, 압축 데이터를 종래의 복호 장치(2)에서 복호하면, 복호음의 진폭도 커져, 복호음의 진폭이 PCM(Pulse　Code　Modulation) 데이터의 워드 길이(예를 들면 16bit)를 초과하게 되는 경우가 있다. 이 경우, PCM 데이터의 워드 길이를 초과한 부분은 데이터로서 표현할 수 없으므로, 오버플로우가 발생하고, 그 결과, 이상음(클립음)이 들린다고 하는 문제가 있다. 예를 들면, 도 4에 도시한 대진폭의 입력음을 부호화하고, 복호한 복호음이 도 5에 도시한 바와 같은 PCM 데이터의 워드 길이를 초과하는 것인 경우에, 클립이 발생한다.

특히, 저비트 레이트(고압축) 조건에서는, 양자화 오차가 커지기 쉽기 때문에, 상기의 클립음이 발생하기 쉽다. 클립음의 원인으로 되는 양자화 오차는, 부호화 장치측에서 발생하기 때문에, 종래의 복호 장치에서는 상기 클립음의 문제를 해결하는 것이 곤란하다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 복호 장치가 부호화 데이터를 복호하여 오디오 신호를 출력할 때에, 양자화 오차에 의해 발생하는 이상음을 삭감하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 오디오 신호의 주파수 영역 데이터의 스케일값과 스펙트럼값을 각각 부호화함으로써 얻어진 부호화 데이터를 복호하고, 오디오 신호를 출력하는 복호 장치가 제공된다. 이 복호 장치는, 상기 부호화 데이터를 복호 및 역양자화하고, 상기 오디오 신호의 주파수 영역 데이터를 취득하는 주파수 영역 데이터 취득 수단과, 상기 부호화 데이터로부터, 상기 스케일값의 부호화 데이터의 비트수인 스케일 비트수, 또는 상기 스펙트럼값의 부호화 데이터의 비트수인 스펙트럼 비트수를 산출하는 비트수 산출 수단과, 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수에 기초하여, 상기 주파수 영역 데이터의 양자화 오차를 추정하는 양자화 오차 추정 수단과, 상기 양자화 오차에 기초하여 보정량을 산출하고, 상기 주파수 영역 데이터 취득 수단에 의해 얻어진 상기 주파수 영역 데이터를 그 보정량을 이용하여 보정하는 보정 수단과, 상기 보정 수단에 의해 보정된 상기 주파수 영역 데이터를 상기 오디오 신호로 변환하는 변환 수단을 갖는다.

상기 복호 장치에서, 상기 비트수 산출 수단은, 상기 스케일 비트수와 상기 스펙트럼 비트수의 합계에 대한 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수의 비율을 산출하고, 상기 양자화 오차 추정 수단은, 그 비율에 기초하여 상기 양자화 오차를 추정하는 것으로 하여도 된다.

또한, 상기 양자화 오차 추정 수단은, 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수와 상기 양자화 오차 사이의 미리 정해진 대응 관계를 이용하여 상기 양자화 오차를 추정하는 것으로 하여도 된다. 또한, 상기 양자화 오차 추정 수단은, 상기 주파수 영역 데이터 취득 수단에 의해 얻어진 상기 주파수 영역 데이터를 취득하고, 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수와 상기 양자화 오차 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 상기 주파수 영역 데이터의 값의 크기에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 양자화 오차를 추정하는 것으로 하여도 된다.

또한, 상기 복호 장치에서, 상기 보정 수단은, 상기 주파수 영역 데이터 취득 수단에 의해 얻어진 상기 주파수 영역 데이터를 취득하고, 상기 양자화 오차와 상기 보정량 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 그 주파수 영역 데이터의 값의 크기에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 보정량을 산출하도록 하여도 된다. 상기의 구성에 의해, 주파수 영역 데이터의 값의 크기에 따라서, 적절한 보정량을 산출할 수 있다.

또한, 상기 복호 장치는, 상기 부호화 데이터로부터 비트 레이트를 산출하는 비트 레이트 산출 수단을 더 가져도 되고, 그 경우, 상기 양자화 오차 추정 수단은, 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수와 상기 양자화 오차 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 상기 비트 레이트에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 양자화 오차를 추정하도록 하여도 된다. 또한, 이 경우, 상기 보정 수단은, 상기 양자화 오차와 상기 보정량 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 상기 비트 레이트에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 보정량을 산출하는 것으로 하여도 된다. 이에 의해, 비트 레이트에 따라서, 적절한 보정량을 산출할 수 있다.

<발명의 효과>

본 발명에 따르면, 부호화 데이터로부터 산출한 스케일 비트수 또는 스펙트럼 비트수에 기초하여 양자화 오차를 추정하고, 그 양자화 오차에 기초하여 산출한 보정량을 이용하여 역양자화 데이터를 보정하는 것으로 하였으므로, 복호 장치가 부호화 데이터를 복호하여 오디오 신호를 출력할 때에, 양자화 오차에 의해 발생하는 이상음을 삭감하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 종래의 부호화 장치의 구성예를 도시하는 도면.

도 2는 종래의 복호 장치의 구성예를 도시하는 도면.

도 3은 양자화 오차를 설명하기 위한 도면.

도 4는 입력음의 예를 도시하는 도면.

도 5는 도 4에 도시한 입력음에 대응하는 복호음을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 복호 장치의 기본 구성을 도시하는 도면.

도 7은 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 관계를 설명하기 위한 도면.

도 8은 MDCT 계수의 보정을 도시하는 도면.

도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 복호 장치의 구성도.

도 10은 제1 실시 형태에 따른 복호 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트.

도 11A는 스펙트럼값의 허프만 부호장의 예를 도시하는 도면.

도 11B는 스케일값의 허프만 부호장의 예를 도시하는 도면.

도 12는 스케일 비트수와 양자화 오차의 대응 관계의 예를 도시하는 도면.

도 13은 스펙트럼 비트수와 양자화 오차의 대응 관계의 예를 도시하는 도면.

도 14는 스케일 비트수와 양자화 오차의 대응 관계의 예를 도시하는 도면.

도 15는 스펙트럼 비트수와 양자화 오차의 대응 관계의 예를 도시하는 도면.

도 16은 양자화 오차와 보정량과의 대응 관계의 예를 도시하는 도면.

도 17은 제2 실시 형태에서의 복호 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 18은 스케일 비트수와 양자화 오차와의 대응 관계를 복수 준비하는 경우의 예를 도시하는 도면.

도 19는 스펙트럼 비트수와 양자화 오차와의 대응 관계를 복수 준비하는 경우의 예를 도시하는 도면.

도 20은 제3 실시 형태에서의 복호 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 21은 양자화 오차와 보정량의 대응 관계를 복수 준비하는 경우의 예를 도시하는 도면.

도 22는 제4 실시 형태에서의 복호 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 23은 스케일 비트수와 양자화 오차와의 대응 관계를 복수 준비하는 경우의 예를 도시하는 도면.

도 24는 스펙트럼 비트수와 양자화 오차와의 대응 관계를 복수 준비하는 경우의 예를 도시하는 도면.

도 25는 제5 실시 형태에서의 복호 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 26은 양자화 오차와 보정량의 대응 관계를 복수 준비하는 경우의 예를 도시하는 도면.

도 27은 제6 실시 형태에서의 복호 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트.

도 28은 본 발명의 실시 형태에 따른 복호 장치를 포함하는 수신기의 예를 도시하는 도면.

도 29는 컴퓨터 시스템의 구성의 일례를 도시하는 도면.

<부호의 설명>

1 : 부호화 장치

11 : MDCT부

12 : 심리 청각 분석부

13 : 양자화부

14 : 허프만 부호화부

2～9 : 복호 장치

21, 31, 40, 50, 60, 70, 90 : 허프만 복호부

22, 32, 41, 51, 61, 71, 91 : 역양자화부

23, 33, 42, 52, 62, 72, 92 : 역MDCT부

34, 45, 55, 65, 75, 95 : 비트수 산출부

35, 46, 56, 66, 77, 97 : 양자화 오차 추정부

36, 47, 57, 67, 78, 98 : 보정량 산출부

37, 48, 58, 68, 79, 99 : 스펙트럼 보정부

43, 53, 63, 73, 93 : 오버랩 가산부

44, 54, 64, 74, 94 : 기억 버퍼

49, 59, 69, 80, 100 : 데이터 저장부

76, 96 : 비트 레이트 산출부

110 : 수신기

111 : 안테나

112 : 복조부

113 : 복호부

114 : 스피커

115 : 표시부

120 : 컴퓨터 시스템

121 :　CPU

122 : 메모리

123 : 통신 장치

124 : 입출력 장치

125 : 기억 장치

126 : 판독 장치

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 각 실시 형태에서는 AAC 방식에 대응한 복호 장치를 예로 들지만, 본 발명은 AAC 방식뿐만 아니라, 오디오 신호를 주파수 영역 데이터로 변환하고, 스펙트럼값과 스케일값을 부호화하고, 이들을 복호하는 오디오 부호화/복호 방식이면 어떠한 방식으로도 적용 가능하다.

<실시 형태의 기본 구성>

본 발명의 실시 형태에 따른 복호 장치(3)의 기본 구성을 도 6에 도시한다. 이 복호 장치(3)는, 허프만 복호부(31), 역양자화부(32), 역MDCT부(33), 비트수 산출부(34), 양자화 오차 추정부(35), 보정량 산출부(36), 및 스펙트럼 보정부(37)를 갖고 있다. 이 복호 장치(3)는, 비트수 산출부(34), 양자화 오차 추정부(35), 보정량 산출부(36), 및 스펙트럼 보정부(37)를 갖는 점이 종래의 복호 장치와 상이하다. 이하, 이 복호 장치(3)의 동작을 설명한다.

복호 장치(3)에서는, 허프만 복호부(31)가, 입력된 부호화 데이터에 포함되는 양자화된 스펙트럼값의 허프만 부호어와, 스케일값의 허프만 부호어를 각각 복호하여 양자화된 스펙트럼값인 양자화값과 스케일값을 산출한다. 또한, 역양자화부(32)는 양자화값을 역양자화하여 스펙트럼값을 산출하고, 스펙트럼값과 스케일값으로부터 보정 전 MDCT 계수를 산출한다.

한편, 허프만 복호부(31)는, 부호화 데이터에 포함되는 양자화된 스펙트럼값의 허프만 부호어와 스케일값의 허프만 부호어를 비트수 산출부(34)에 입력한다. 그리고, 비트수 산출부(34)는, 스펙트럼값의 허프만 부호어와 스케일값의 허프만 부호어의 각각의 비트수를 산출하고, 그들을 양자화 오차 추정부(35)에 입력한다. 또한, 이하, 스펙트럼값의 허프만 부호어의 비트수를 스펙트럼 비트수라고 부르고, 스케일값의 허프만 부호어의 비트수를 스케일 비트수라고 부르는 것으로 한다.

양자화 오차 추정부(35)는, 스펙트럼 비트수 혹은 스케일 비트수, 또는 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 양방을 이용하여 양자화 오차를 추정하고, 추정한 양자화 오차를 보정량 산출부(36)에 입력한다. 보정량 산출부(36)는, 양자화 오차 추정부(35)에서 추정된 양자화 오차에 기초하여 보정량을 산출하고, 그것을 스펙트럼 보정부(37)에 입력한다. 스펙트럼 보정부(37)는, 그 보정량을 이용하여 보정 전 MDCT 계수를 보정하고, 보정 후 MDCT 계수를 역MDCT부(33)에 출력한다. 그리고, 역MDCT부(33)는, 보정 후 MDCT 계수에 대해 역MDCT를 실행하여, 복호음을 출력한다.

다음으로, 상기의 비트수 산출부(34), 양자화 오차 추정부(35), 보정량 산출 부(36), 및 스펙트럼 보정부(37)에 의해 행해지는 MDCT 계수의 보정의 기본적 개념을 설명한다.

AAC 방식과 같은 변환 부호화 방식에서는, 일반적으로 1 프레임 내에서 MDCT 계수의 부호화 데이터(스펙트럼값의 부호어와 스케일값의 부호어)를 사용할 수 있는 비트수는 비트 레이트에 따라서 미리 결정된다. 따라서, 1 프레임 내에서, 스케일 비트수가 많으면, 스펙트럼 비트수는 작고, 스펙트럼 비트수가 크면 스케일 비트수는 작다. 예를 들면, 도 7에 도시한 바와 같이, 스펙트럼값의 부호어와 스케일값의 부호어가 합계로 100 비트 사용할 수 있는 경우에서, 스펙트럼 비트수가 30 비트이면 스케일 비트수는 70 비트이고, 스펙트럼 비트수가 70 비트이면 스케일 비트수는 30 비트이다. 또한, 1 주파수 대역마다 사용할 수 있는 비트수도 미리 결정되어 있고, 스케일 비트수가 많으면, 스펙트럼 비트수는 작고, 스펙트럼 비트수가 크면 스케일 비트수는 작다고 하는 관계가 주파수 대역마다 성립된다. 또한, 프레임이란, 단독으로 오디오 신호로 복호할 수 있는 단위이며, 일정한 샘플수를 포함하는 것이다.

여기서, 도 7에 도시한 바와 같이, 스펙트럼 비트수가 작다고 하는 것은, 스펙트럼값에 할당되어 있는 부호량이 적다고 하는 것이며, 스펙트럼값은 거칠게 표현되어 있게 되어, 양자화 오차는 크다고 추정할 수 있다. 또한, 스케일 비트수가 크면 스펙트럼 비트수가 작게 되어, 상기와 마찬가지로 양자화 오차는 크다고 추정할 수 있다. 또한, 스케일 비트수가 큰 경우에는, 파형의 배율의 절대값이 큰 것을 의미하기 때문에, 그 경우, 파형은 거칠게 표현되어 있다고 추정할 수 있다. 이 관점에서도, 스케일 비트수가 크면 양자화 오차는 크다고 추정할 수 있다. 반대로, 스케일 비트수가 작은 경우에는 양자화 오차는 작다고 추정할 수 있다. 마찬가지로, 스펙트럼 비트수가 큰 경우도 양자화 오차는 작다고 추정할 수 있다.

상기의 점으로부터, 양자화 오차 추정부(35)는, 비트수 산출부(34)에서 산출한 비트수에 기초하여 양자화 오차의 크기를 추정한다. 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 합계가 일정하면, 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수 중 어느 한쪽을 알 수 있으면 양자화 오차를 추정할 수 있다.

또한, 예를 들면, 1 프레임 단위 혹은 1 주파수 대역 단위로 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 합계가 시간과 함께 변하는 경우에서도, 1 프레임 혹은 1 주파수 대역 내에서 사용할 수 있는 비트수에는 한정이 있기 때문에, 스케일 비트수가 크면, 스펙트럼 비트수는 작고, 스펙트럼 비트수가 크면 스케일 비트수는 작다고 하는 관계는 성립한다. 따라서, 이와 같은 경우는, 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 합계에 대한 스펙트럼 비트수 또는 스케일 비트수의 비율로부터 양자화 오차를 추정할 수 있다.

그리고, 보정량 산출부(36)는, 양자화 오차가 클수록 MDCT 계수의 보정량을 크게 하도록 보정량을 결정하고, 스펙트럼 보정부(37)가 도 8에 도시한 바와 같이 MDCT 계수를 보정한다.

<제1 실시 형태>

도 9는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 복호 장치(4)의 구성도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서의 복호 장치(4)는 허프만 복호부(40), 역양자화부(41), 역MDCT부(42), 오버랩 가산부(43), 기억 버퍼(44), 비트수 산출부(45), 양자화 오차 추정부(46), 보정량 산출부(47), 스펙트럼 보정부(48), 및 데이터 저장부(49)를 갖는다. 도 9는, 도 6에 도시한 복호 장치를 보다 상세히 나타낸 것이며, 도 9에서의 허프만 복호부(40), 역양자화부(41), 역MDCT부(42), 비트수 산출부(45), 양자화 오차 추정부(46), 보정량 산출부(47), 스펙트럼 보정부(48)는, 각각 도 6에 도시한 대응하는 기능부와 마찬가지의 기능을 갖는다. 또한, 데이터 저장부(49)는, 처리에 필요한 테이블 등의 데이터를 저장하고 있다. AAC 방식에서는, 부호화 장치에서, 1 프레임의 블록을 어느 간격만큼 오버랩시키면서 부호화 처리를 행하고 있기 때문에, 복호 장치에서는, 역MDCT 처리에서 얻어진 프레임의 시간 신호와 전 프레임의 시간 신호를 오버랩시켜 가산하여, 복호음을 출력한다. 이 점으로부터, 도 9의 복호 장치(4)는 오버랩 가산부(43)와 기억 버퍼(44)를 구비하고 있다.

다음으로, 복호 장치(4)의 동작을 도 10의 플로우차트를 참조하여 설명한다.

복호 장치(4)가 어느 프레임(이하, 현 프레임이라고 부름)의 부호화 데이터를 수신한다. 허프만 복호부(40)는, 수신한 부호화 데이터를 허프만 디코드하여, 각 주파수 대역에서의 MDCT 계수의 스펙트럼값(양자화값)과 스케일값을 산출한다(스텝 1). 또한, AAC 방식에서는, 1 프레임 내의 주파수 대역수는 샘플링 주파수에 의해 상이하지만, 예를 들면 샘플링 주파수가 48㎑인 경우에는 1 프레임 내의 주파수 대역수는 최대 49개이다.

또한, 허프만 복호부(40)는, 1개의 주파수 대역의 양자화값과 스케일값을 역 양자화부(41)에 입력하고, 역양자화부(41)가 보정 전 MDCT 계수를 산출한다(스텝 2). 한편, 허프만 복호부(40)는, 상기의 주파수 대역의 양자화값의 허프만 부호어와 그 스케일값의 허프만 부호어, 및 각각에 대응하는 부호장 번호를 비트수 산출부(45)에 입력하고, 비트수 산출부(45)는, 각각의 허프만 부호어의 비트수인 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수를 산출한다(스텝 3).

그리고, 비트수 산출부(45)는, 산출된 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수를 양자화 오차 추정부(46)에 입력하고, 양자화 오차 추정부(46)는, 스펙트럼 비트수 혹은 스케일 비트수, 또는 이들 양방을 이용하여 양자화 오차를 산출한다(스텝 4). 또한, 스펙트럼 비트수만, 혹은 스케일 비트수만을 이용하여 양자화 오차를 추정하는 경우, 비트수 산출부(45)는, 스펙트럼 비트수만, 혹은 스케일 비트수만을 산출하는 것으로 하여도 된다.

양자화 오차 추정부(46)에 의해 산출된 양자화 오차는 보정량 산출부(47)에 입력되고, 보정량 산출부(47)는, 양자화 오차에 기초하여 보정 전 MDCT 계수에 대한 보정량을 산출한다(스텝 5).

보정량 산출부(47)는 산출한 보정량을 스펙트럼 보정부(48)에 입력하고, 스펙트럼 보정부(48)는, 그 보정량에 기초하여, 역양자화부(41)로부터 수신한 보정 전 MDCT 계수를 보정하고, 보정 후의 MDCT 계수(보정 후 MDCT부라고 부름)를 산출한다(스텝 6).

그리고, 복호 장치(4)는, 스텝 2～스텝 6의 처리를 현 프레임의 모든 주파수 대역에 대해 행한다(스텝 7, 스텝 2～6). 스펙트럼 보정부(48)에서 전체 주파수 대역분의 보정 후 MDCT 계수가 구해지면, 그들이 역MDCT부(42)에 입력된다.

역MDCT부(42)는, 전체 주파수 대역분의 보정 후 MDCT 계수를 역MDCT 변환하여 현 프레임의 시간 신호를 출력한다(스텝 8). 역MDCT부(42)로부터 출력된 시간 신호는, 오버랩 가산부(43)에 입력됨과 함께 기억 버퍼(44) 내에 기억된다(스텝 9).

그리고, 오버랩 가산부(43)에서는, 역MDCT부(42)로부터 공급된 현 프레임의 시간 신호와, 기억 버퍼(44) 내에 기억된 전 프레임의 시간 신호를 오버랩시켜 가산하여, 복호음을 출력한다(스텝 10).

다음으로, 비트수 산출부(45), 양자화 오차 산출부(46), 보정량 산출부(47), 및 스펙트럼 보정부(48)의 처리에 대해 상세히 설명한다. 우선, 비트수 산출부(45)에 대해 설명한다.

비트수 산출부(45)는, 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수를 구한다. 이들은 스펙트럼값(양자화값)과 스케일값의 각각의 허프만 부호어의 비트수를 직접 셈으로써 구하는 것이 가능하다. 또한, 다음에 설명한 바와 같이, 허프만 부호장을 이용하여 구할 수도 있다.

본 실시 형태에서의 ISO의 AAC의 규격(13818-7　Part7)에서는, 허프만 부호화에 사용하는 부호장(테이블)이 규격화되어 있다. 구체적으로는, 스케일값에 대해서는 1 종류의 부호장이 정해지고, 스펙트럼값에 대해서는 11 종류의 부호장이 정해져 있다. 또한, 어느 부호장을 사용할지는, 부호화 데이터에 포함되어 있는 부호장 정보에 기초하여 결정된다.

도 11A에 스펙트럼값의 허프만 부호장의 예를 도시하고, 도 11B에 스케일값의 허프만 부호장의 예를 도시한다. 도 11A, 도 11B에 도시한 바와 같이, 허프만 부호장은, 허프만 부호어, 그 비트수, 및 스펙트럼값(양자화값)을 포함한다. 따라서, 복호 장치(4)의 데이터 저장부(49)가 부호장을 저장하고, 비트수 산출부(45)가, 부호화 데이터에 포함되는 허프만 부호어에 기초하여 허프만 부호장을 참조함으로써, 허프만 부호장으로부터 스펙트럼 비트수 및 스케일 비트수를 산출할 수 있다.

예를 들면, 스펙트럼값의 허프만 부호어가 1F1인 경우는, 도 11A로부터, 스펙트럼 비트수는 9 비트로 산출할 수 있고, 또한, 양자화값은 1로 산출할 수 있다. 스케일값의 허프만 부호어가 7FFF3인 경우는, 도 11B로부터, 스케일 비트수는 19 비트로 산출되고, 스케일값은 +60으로 산출된다. 또한, AAC 방식에서는, 1개 전의 주파수 대역(f-1)과 현 주파수 대역(f)의 스케일값의 차분이 허프만 부호화된다. 따라서, 상기한 바와 같이 하여 산출된 차분(+60)을 주파수 대역 f-1의 스케일값으로부터 뺀 값이 현 주파수 대역 f에서의 스케일값으로 된다.

다음으로, 양자화 오차 추정부(46)에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 합계에 대한 스케일 비트수의 비율이 클수록 양자화 오차가 커지고, 합계에 대한 스케일 비트수의 비율이 작을수록 양자화 오차가 작아진다고 추정할 수 있다. 또한, 마찬가지로, 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 합계에 대한 스펙트럼 비트수의 비율이 작을수록 양자화 오차가 커지고, 합계에 대한 스펙트럼 비트수의 비율이 클수록 양자화 오차가 작아진다고 추정할 수 있다. 또한, 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 합계가 일정하면, 스펙트럼 비트수만 또는 스케일 비트수만의 크기로 양자화 오차를 추정할 수 있다.

각 주파수 대역에서 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 합계가 일정한 경우에는, 예를 들면 도 12에 도시한 우상향의 곡선을 이용하여, 스펙트럼 비트수(Bscale)로부터 양자화 오차(Err)를 구할 수 있다. 또한, 곡선 대신에 직선을 이용할 수도 있다. 복호 장치(4)는, 도 12에 도시한 곡선의 그래프의 데이터를, 스케일 비트수와 양자화 오차의 대응 관계를 나타내는 테이블로서 데이터 저장부(49)에 저장하여도 되고, 도 12의 곡선을 근사적으로 나타내는 식으로서 유지하여도 된다. 그와 같은 식으로서 예를 들면 이하에 표현한 것이 있다. 하기의 식에서, x는 스케일 비트수, y는 양자화 오차, a, b, c는 상수이다.

y=aㆍx²+bx+c

마찬가지로, 도 13에 도시한 우하향의 곡선의 그래프를 이용함으로써, 스펙트럼 비트수로부터 양자화 오차를 구할 수 있다.

스펙트럼 비트수와 스케일 비트수의 합계에 대한 스케일 비트수 또는 스펙트럼 비트수의 비율을 양자화 오차 추정에 이용하는 경우에는, 우선, 하기의 식에 의해 그 비율을 구한다. 그리고, 도 12 및 도 13에 도시한 대응 관계와 마찬가지의 대응 관계를 이용하여 양자화 오차를 구한다.

비율=스케일 비트수/(스케일 비트수+스펙트럼 비트수), 또는,

비율=스펙트럼 비트수/(스케일 비트수+스펙트럼 비트수)

스케일 비트수에 주목하는 경우에 대해서, 스케일 비트수 또는 전체 비트수에 대한 스케일 비트수의 비율이 일정값 이상인 경우에, 양자화 오차를 미리 정한 상한값으로 클립하여도 된다. 즉, 도 14에 도시한 형상의 곡선을 이용하여 양자화 오차를 구한다. 스펙트럼 비트수에 주목하는 경우에 대해서는, 스펙트럼 비트수 또는 전체 비트수에 대한 스펙트럼 비트수의 비율이 일정값 이하인 경우에, 양자화 오차를 미리 정한 상한값으로 클립하게 된다. 즉, 도 15에 도시한 형상의 곡선을 이용하여 양자화 오차를 구한다. 이와 같은 클립 처리를 행함으로써, 양자화 오차 추정값이 과대해지는 것을 방지할 수 있다.

다음으로 보정량 산출부(47)에 대해 설명한다. 보정량 산출부(47)는 기본적으로는, 양자화 오차가 클수록, 보정량이 커지도록 보정량을 산출한다. 단, 보정량이 과대해지지 않도록 보정량의 상한값을 설정하여도 된다. 또한, 보정량의 하한값을 설정하여도 된다.

보정량의 상한값과 하한값을 설정한 경우에서의 양자화 오차와 보정량과의 대응 관계의 예를 도 16에 도시한다. 보정량 산출부(47)는, 도 16의 대응 관계를 도시하는 테이블 혹은 식을 이용하여, 양자화 오차로부터 보정량을 산출한다. 도 16에서, 어느 주파수 대역에서의 양자화 오차가 Err인 경우, 보정량 α가 산출된다. 또한, 양자화 오차가 상한값 ErrH 이상인 경우에는, 보정량은 양자화 오차의 값에 관계없이 αH로 된다. 또한, 양자화 오차가 하한값 ErrL 이하인 경우에는, 보정량은 양자화 오차의 값에 관계없이 αL로 된다. 즉, 도 16에 도시한 대응 관계를 이용하는 경우, 보정량은 하기의 식에 나타낸 바와 같이 된다. 예를 들면, αH=1, αL=0으로 할 수 있다. 이것은, 양자화 오차가 ErrL 이하인 경우에는 MDCT 계수의 보정을 하지 않는 것을 의미하고 있다.

다음으로, 스펙트럼 보정부(48)에 대해 설명한다. 어느 주파수 f에서의 보정 전의 MDCT 계수를 　MDCT(f), 보정량을 α, 보정 후의 MDCT 계수를 MDCT'(f)로 하면, 스펙트럼 보정부는 다음의 식에 기초하여 보정 후의 MDCT 계수인 MDCT'(f)를 산출한다.

MDCT'(f)=(1-α)MDCT(f)

예를 들면, α=0(보정량이 0)인 경우에는, 보정 전과 보정 후의 MDCT 계수는 동일한 값으로 된다. 상기의 식은, 어느 1개의 주파수 대역만으로 보정한 경우이지만, 다음의 식과 같이 인접 주파수 대역과의 사이에서 보간을 행하여도 된다.

MDCT'(f)=kㆍMDCT(f-1)+(1-k)(1-α)MDCT(f)(0≤k≤1)

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 스펙트럼 비트수 또는 스케일 비트수로부터 양자화 오차를 추정하고, 양자화 오차에 기초하여 MDCT 계수를 보정한다. 이에 의해, 부호화 장치에서 발생하는 양자화 오차를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 진폭이 큰 톤 신호 혹은 스위프 신호 등이 입력된 경우에, 복호 장치의 복호음에서 클립음이 발생한다고 하는 종래 기술에서의 문제를 해결할 수 있다.

<제2 실시 형태>

도 17에, 제2 실시 형태에서의 복호 장치(5)의 구성을 도시한다. 제2 실시 형태에서의 복호 장치(5)는, 제1 실시 형태의 복호 장치(4)와 마찬가지의 기능부를 갖는다. 단, 양자화 오차 추정부(56)의 처리가 양자화 오차 추정부(46)의 처리와 상이하다. 또한, 도 17에 도시한 바와 같이, 복호 장치(5)에서는, 역양자화부(51)에서 산출된 보정 전 MDCT 계수가 양자화 오차 추정부(56)에 입력된다. 이 점도 제1 실시 형태와 상이한 점이다. 그 밖의 기능에 관해서는, 제1 실시 형태와 제2 실시 형태와는 동일하다.

일반적으로, 보정 전 MDCT 계수인 역양자화값의 절대값이 큰 경우에는, 그것이 작은 경우에 비해, 스펙트럼값의 양자화의 폭이 크다고 생각되고, 양자화 오차도 크다고 생각된다. 따라서, 역양자화값의 절대값이 큰 경우와 작은 경우에서, 스케일 비트수가 동일하거나 또는 스펙트럼 비트수가 동일하면, 역양자화값이 큰 경우의 쪽이 양자화 오차는 크다고 생각된다. 즉, 역양자화값의 크기에 따라서, 스케일 비트수 또는 스펙트럼 비트수가 양자화 오차에 기여하는 정도가 변화한다.

제2 실시 형태에서는, 이 점을 고려하고 있다. 즉, 스케일 비트수에 주목하는 경우에는, 도 18에 도시한 바와 같이, 스케일 비트수와 양자화 오차와의 대응 관계를 복수 준비하고, 그들을 데이터 저장부(59)가 저장하고 있다. 혹은, 이들의 대응 관계를 식으로서 유지하고 있다. 그리고, 양자화 오차 추정부(56)는, 역양자화값의 크기에 따라서 사용하는 대응 관계를 절환하고, 스케일 비트수에 기초하여 양자화 오차를 산출하고 있다. 즉, 도 18의 경우에, 양자화 오차 추정부(56)는, 역양자화값의 크기가 미리 정한 임계값 이상인 경우에는, 대응 관계 A를 사용하고, 역양자화값이 그 임계값 미만인 경우에는 대응 관계 B를 사용한다.

도 18에 도시한 바와 같이, 어느 주파수 대역에서의 스케일 비트수가 Bscale인 경우, 대응 관계 A를 사용하는 경우의 양자화 오차는 Err1로 되고, 대응 관계 B를 사용하는 경우의 양자화 오차는 Err2로 된다.

전체 비트수에 대한 스케일 비트수의 비율을 이용하는 경우도, 도 18에 도시한 복수의 대응 관계와 마찬가지의 대응 관계를 이용할 수 있다. 또한, 스펙트럼 비트수에 주목하여 양자화 오차를 추정하는 경우에는, 도 19에 도시한 복수의 대응 관계를 이용할 수 있다. 전체 비트수에 대한 스펙트럼 비트수의 비율을 이용하는 경우도 마찬가지이다.

<제3 실시 형태>

제3 실시 형태는 제2 실시 형태와 동일한 관점에 기초하는 것이다. 제3 실시 형태에서의 복호 장치(6)의 구성도를 도 20에 도시한다. 도 20의 구성은, 역양자화값인 보정 전 MDCT 계수가 보정량 산출부(67)에 공급되는 점이 제1 실시 형태와 상이하고, 또한, 보정량 산출부(67)의 처리가 제1 실시 형태와 상이하다. 그 밖의 점은 제1 실시 형태와 동일하다.

제3 실시 형태의 복호 장치(6)는, 도 21에 도시한 바와 같이 양자화 오차와 보정량의 대응 관계를 복수 유지하고 있고, 보정량 산출부(67)가, 역양자화값의 크기에 따라서 대응 관계를 절환한다. 예를 들면, 역양자화값이 소정의 임계값 미만인 경우, 보정량 산출부(67)는 대응 관계 D를 선택한다. 그 경우에, 보정량 산출 부(67)는, 양자화 오차가 Err이면 보정량을 α로 한다. 또한, 역양자화값이 소정의 임계값 이상인 경우, 보정량 산출부(67)는 대응 관계 C를 선택한다. 그 경우에, 보정량 산출부(67)는, 양자화 오차가 Err이면 보정량을 α'로 한다.

<제4 실시 형태>

다음으로, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 도 22에, 제4 실시 형태에서의 복호 장치(7)의 구성을 도시한다. 제4 실시 형태에서의 복호 장치(7)는, 제1 실시 형태의 복호 장치(4)와 비교하여, 비트 레이트 산출부(76)를 포함하는 점과, 양자화 오차 추정부(77)의 처리가 양자화 오차 추정부(46)의 처리와 상이한 점이 서로 다르다. 그 밖의 기능에 관해서는, 제1 실시 형태와 제4 실시 형태와는 동일하다.

일반적으로, 부호화에서의 비트 레이트가 작은 경우에는, 그것이 큰 경우에 비해, 스펙트럼값의 양자화의 폭이 크다고 생각되고, 양자화 오차도 크다고 생각된다. 즉, 비트 레이트에 의해 스케일 비트수 또는 스펙트럼 비트수가 양자화 오차에 기여하는 정도가 변화한다. 또한, 비트 레이트라는 것은 단위 시간(예를 들면 1초간)의 오디오 신호를 부호화 데이터로서 표현하기 위해 이용하는 비트의 수이다.

제4 실시 형태에서는, 이 점을 고려하여, 스케일 비트수에 주목하는 경우에는, 도 23에 도시한 바와 같이 스케일 비트수와 양자화 오차와의 대응 관계를 복수 준비하고, 그들을 복호 장치(7)의 데이터 저장부(80)가 저장하고 있다. 혹은, 이들의 대응 관계를 식으로서 유지하고 있다.

도 22의 구성에서, 비트 레이트 산출부(76)가 부호화 데이터의 비트 레이트를 산출하고, 그것을 양자화 오차 추정부(77)에 입력한다. 또한, 비트 레이트는, 부호화 데이터의 비트수로부터 산출할 수도 있고, 프레임의 헤더 정보로부터 취득하여도 된다. 도 23의 대응 관계를 이용하는 경우에, 양자화 오차 추정부(77)는, 비트 레이트 산출부(76)로부터 입력된 비트 레이트에 대응하는 대응 관계를 선택하고, 그 대응 관계를 이용하여 스케일 비트수에 기초하여 양자화 오차를 산출하고 있다. 즉, 양자화 오차 추정부(77)는, 비트 레이트가 미리 결정한 임계값 이상인 경우에는, 도 23에 도시한 대응 관계 E를 사용한다. 또한, 양자화 오차 추정부(77)는, 비트 레이트가 임계값 미만인 경우에는 대응 관계 F를 사용한다.

도 23에 도시한 바와 같이, 어느 주파수 대역에서의 스케일 비트수가 Bscale인 경우, 대응 관계 F를 사용하는 경우의 양자화 오차는 Err1로 되고, 대응 관계 E를 사용하는 경우의 양자화 오차는 Err2로 된다.

전체 비트수에 대한 스케일 비트수의 비율을 이용하는 경우도, 도 23에 도시한 복수의 대응 관계와 마찬가지의 대응 관계를 이용할 수 있다. 또한, 스펙트럼 비트수에 주목하여 양자화 오차를 추정하는 경우에는, 도 24에 도시한 복수의 대응 관계를 이용할 수 있다. 전체 비트수에 대한 스펙트럼 비트수의 비율을 이용하는 경우도 마찬가지이다.

<제5 실시 형태>

제5 실시 형태는 제4 실시 형태와 동일한 관점에 기초하는 것이다. 제5 실시 형태에서의 복호 장치(9)의 구성을 도 25에 도시한다. 도 25의 구성은, 비트 레이트 산출부(96)가 비트 레이트를 보정량 산출부(98)에 입력하는 점과, 양자화 오차 추정부(97)가 아니라 보정량 산출부(98)에서 복수의 대응 관계로부터 1개의 대응 관계를 선택하는 점이 제4 실시 형태와 상이하다.

제5 실시 형태의 복호 장치(9)는, 도 26에 도시한 바와 같이 양자화 오차와 보정량의 대응 관계를 복수 유지하고 있고, 보정량 산출부(98)가, 비트 레이트의 크기에 따라서 대응 관계를 절환한다. 예를 들면, 비트 레이트가 소정의 임계값 이상인 경우, 보정량 산출부(98)는 대응 관계 H를 선택한다. 그 경우에, 보정량 산출부(98)는, 양자화 오차가 Err이면 보정량을 α로 한다. 또한, 비트 레이트가 소정의 임계값 미만인 경우, 보정량 산출부(98)는 대응 관계 G를 선택한다. 그 경우에, 보정량 산출부(98)는, 양자화 오차가 Err이면 보정량을 α'로 한다.

<제6 실시 형태>

다음으로, 본 발명의 제6 실시 형태에 대해 설명한다. 제6 실시 형태의 전체의 장치 구성은 제1 실시 형태에서의 도 9에 도시한 것과 동일하므로, 이하, 도 9의 구성에 기초하여 설명을 행한다. 제6 실시 형태와 제1 실시 형태에서는, 처리 동작이 상이하다. 이하, 도 27의 플로우차트를 참조하여 제6 실시 형태에서의 복호 장치(4)의 동작을 설명한다.

복호 장치(4)가 현 프레임의 부호화 데이터를 수신한다. 허프만 복호부(40)는, 수신한 부호화 데이터를 허프만 디코드하여, 각 주파수 대역에서의 MDCT 계수의 스펙트럼값(양자화값)과 스케일값을 산출한다(스텝 21). 또한, 허프만 복호부(40)는, 1개의 주파수 대역의 양자화값과 스케일값을 역양자화부(41)에 입력하 고, 역양자화부(41)는, 양자화값과 스케일값으로부터 보정 전 MDCT 계수를 산출한다(스텝 22). 한편, 허프만 복호부(40)는, 상기 주파수 대역의 양자화값의 허프만 부호어와 그 스케일값의 허프만 부호어, 및 각각에 대응하는 부호장 번호를 비트수 산출부(45)에 입력하고, 비트수 산출부(45)가 스펙트럼 비트수와 스케일 비트수를 산출한다. 또한, 비트수 산출부(45)는, 지금까지 구한 스펙트럼 비트수의 합계에 금회 구한 스펙트럼 비트수를 가산하여 스펙트럼 비트수의 합계를 구하고, 지금까지 구한 스케일 비트수의 합계에 금회 구한 스케일 비트수를 가산하여 스케일 비트수의 합계를 구한다(스텝 23).

복호 장치(4)는, 스텝 22～스텝 23의 수순을 반복하고, 비트수 산출부(45)는, 현 프레임에서의 전체 주파수 대역의 스펙트럼 비트수의 합계와, 전체 주파수 대역의 스케일 비트수의 합계를 산출한다. 또한, 역양자화부(41)는, 전체 주파수 대역의 보정 전 MDCT 계수를 산출한다.

그리고, 비트수 산출부(45)는, 산출된 스펙트럼 비트수의 합계와 스케일 비트수의 합계를 양자화 오차 추정부(46)에 입력하고, 양자화 오차 추정부(46)는, 스펙트럼 비트수의 합계 혹은 스케일 비트수의 합계, 또는 이들 양방을 이용하여, 전체 주파수 대역에 관한 양자화 오차를 산출한다(스텝 25). 여기서는, 제1 실시 형태에서 설명한 대응 관계와 마찬가지의 대응 관계를 이용하여 양자화 오차를 산출한다.

양자화 오차 추정부(46)에 의해 산출된 양자화 오차는 보정량 산출부(47)에 입력되고, 보정량 산출부(47)는, 양자화 오차에 기초하여 전체 주파수 대역의 보정 전 MDCT 계수에 대한 보정량을 산출하고(스텝 26), 산출한 보정량을 스펙트럼 보정부(48)에 입력한다. 보정량을 구하는 방법은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

스펙트럼 보정부(48)는, 보정량 산출부(47)에서 얻어진 보정량에 기초하여, 역양자화부(41)로부터 입력된 보정 전 MDCT 계수를 보정하고, 보정 후 MDCT 계수를 산출한다(스텝 27). 본 실시 형태에서의 스펙트럼 보정부(48)는, 전체 주파수 대역에 대해 일률적으로 동일한 보정량으로 각 보정 전 MDCT 계수를 보정하고, 보정한 전체 주파수 대역의 MDCT 계수를 역MDCT부(42)에 입력한다.

역MDCT부(42)는, 전체 주파수 대역분의 보정 후 MDCT 계수를 역MDCT 변환하여 현 프레임의 시간 신호를 출력한다(스텝 28). 역MDCT부(42)로부터 출력된 시간 신호는, 오버랩 가산부(43)에 입력됨과 함께 기억 버퍼(44) 내에 기억된다(스텝 29).

그리고, 오버랩 가산부(43)에서는, 역MDCT부(42)로부터 공급된 현 프레임의 시간 신호와, 기억 버퍼(44) 내에 기억된 전 프레임의 시간 신호를 오버랩시켜 가산을 하고, 복호음을 출력한다(스텝 30).

본 실시 형태에서는, 프레임의 전체 주파수 대역의 보정량을 구하고, 전체 주파수 대역의 MDCT 계수를 보정하는 것으로 하고 있다. 이 대신에, 전체 주파수 대역의 일부 복수의 주파수 대역분의 스펙트럼 비트수의 합계 혹은 스케일 비트수의 합계로부터 보정량을 산출하고, 그 복수의 주파수 대역분의 MDCT 계수를 일률적으로 보정하는 처리를, 전체 주파수 대역에 도달할 때까지 행하는 것으로 하여도 된다.

또한, 제2～제5 실시 형태에서 설명한 처리와 본 실시 형태의 처리를 조합하여도 된다.

제1～제6 실시 형태에서의 복호 장치는, 방송 수신용 기기, 통신 기기, 오디오 재생 기기 등의 다양한 기기에 적용할 수 있다. 일례로서, 지상 디지털 텔레비전 방송을 수신하기 위한 수신기(110)의 구성을 도 28에 도시한다. 이 수신기(110)는, 방송 전파를 수신하는 안테나(111), OFDM 변조된 신호의 복조를 행하는 복조부(112), 복조부(112)에 의해 취출된 부호화 데이터의 복호를 행하는 복호부(113), 음을 출력하는 스피커(114), 및 화상을 출력하는 표시부(115)를 갖고 있다. 복호부(113) 내에, 화상 디코더와 음성 디코더가 구비되고, 음성 디코더가 본 실시 형태에서 설명한 복호 장치의 기능을 갖는다.

또한, 제1～제6 실시 형태의 복호 장치의 각 기능부는, 하드웨어로서 실현하여도 되고, 컴퓨터 시스템에 프로그램을 실행시킴으로써 실현하여도 된다. 도 29에 그와 같은 컴퓨터 시스템(120)의 구성의 일례를 도시한다. 도 29에 도시한 바와 같이, 그 컴퓨터 시스템(120)은, CPU(121), 메모리(122), 통신 장치(123), 음성의 출력부를 포함하는 입출력 장치(124), 하드 디스크 드라이브 등의 기억 장치(125), CD-ROM 등의 기록 매체의 판독 장치(126)를 구비하고 있다.

본 실시 형태에서 설명한 복호 처리를 행하는 프로그램은 CD-ROM 등의 기록 매체로부터 판독 장치(126)에 의해 판독되고, 컴퓨터 시스템(120)에 인스톨된다. 또한, 그 프로그램을 네트워크상의 서버로부터 다운로드하는 것으로 하여도 된다. 이 프로그램이 컴퓨터 시스템(120)에서 실행됨으로써, 예를 들면 기억 장치(125)에 저장된 부호화 데이터가 읽어내어져, 복호되어, 복호음으로서 출력된다. 또한, 통신 장치(123)에 의해 네트워크로부터 부호화 데이터를 수신하고, 그것을 복호하여, 복호음으로서 출력할 수도 있다.

본 발명은, 상기의 실시예에 한정되지 않고, 특허 청구 범위 내에서 여러 가지 변경ㆍ응용이 가능하다.

Claims

오디오 신호의 주파수 영역 데이터의 스케일값과 스펙트럼값을 각각 부호화함으로써 얻어진 부호화 데이터를 복호하고, 오디오 신호를 출력하는 복호 장치로서,

상기 부호화 데이터를 복호 및 역양자화하고, 상기 오디오 신호의 주파수 영역 데이터를 취득하는 주파수 영역 데이터 취득 수단과,

상기 부호화 데이터로부터, 상기 스케일값의 부호화 데이터의 비트수인 스케일 비트수, 및/또는 상기 스펙트럼값의 부호화 데이터의 비트수인 스펙트럼 비트수를 산출하는 비트수 산출 수단과,

상기 스케일 비트수 및/또는 상기 스펙트럼 비트수에 기초하여, 상기 주파수 영역 데이터의 양자화 오차를 추정하는 양자화 오차 추정 수단과,

상기 양자화 오차에 기초하여 보정량을 산출하고, 상기 주파수 영역 데이터 취득 수단에 의해 얻어진 상기 주파수 영역 데이터를 상기 보정량을 이용하여 보정하는 보정 수단과,

상기 보정 수단에 의해 보정된 상기 주파수 영역 데이터를 상기 오디오 신호로 변환하는 변환 수단

을 갖고,

상기 비트수 산출 수단은, 상기 스케일 비트수와 상기 스펙트럼 비트수의 양자를 산출하고, 상기 스케일 비트수와 상기 스펙트럼 비트수의 합계에 대한 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수의 비율을 산출하고, 상기 양자화 오차 추정 수단은, 그 비율에 기초하여 상기 양자화 오차를 추정하는 복호 장치.
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제1항에 있어서,

상기 양자화 오차 추정 수단은, 상기 주파수 영역 데이터 취득 수단에 의해 얻어진 상기 주파수 영역 데이터를 취득하고, 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수와 상기 양자화 오차 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 상기 주파수 영역 데이터의 값의 크기에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 양자화 오차를 추정하는 복호 장치.
제1항에 있어서,

상기 보정 수단은, 상기 주파수 영역 데이터 취득 수단에 의해 얻어진 상기 주파수 영역 데이터를 취득하고, 상기 양자화 오차와 상기 보정량 사이의 미리 정 해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 그 주파수 영역 데이터의 값의 크기에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 보정량을 산출하는 복호 장치.
제1항에 있어서,

상기 복호 장치는, 상기 부호화 데이터로부터 비트 레이트를 산출하는 비트 레이트 산출 수단을 더 갖고,

상기 양자화 오차 추정 수단은, 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수와 상기 양자화 오차 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 상기 비트 레이트에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 양자화 오차를 추정하는 복호 장치.
제1항에 있어서,

상기 복호 장치는, 상기 부호화 데이터로부터 비트 레이트를 산출하는 비트 레이트 산출 수단을 더 갖고,

상기 보정 수단은, 상기 양자화 오차와 상기 보정량 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 상기 비트 레이트에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 보정량을 산출하는 복호 장치.
제1항 또는 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 비트수 산출 수단은, 복수의 주파수 대역의 스케일 비트수 또는 스펙트럼 비트수의 합계를 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수로서 산출하고,

상기 보정 수단은, 상기 복수의 주파수 대역 각각의 주파수 영역 데이터를 상기 보정량을 이용하여 보정하는 복호 장치.
오디오 신호의 주파수 영역 데이터의 스케일값과 스펙트럼값을 각각 부호화함으로써 얻어진 부호화 데이터를 복호하고, 오디오 신호를 출력하는 복호 장치가 실행하는 복호 방법으로서,

상기 부호화 데이터로부터, 상기 스케일값의 부호화 데이터의 비트수인 스케일 비트수, 및/또는 상기 스펙트럼값의 부호화 데이터의 비트수인 스펙트럼 비트수를 산출하는 비트수 산출 스텝과,

상기 스케일 비트수 및/또는 상기 스펙트럼 비트수에 기초하여, 상기 주파수 영역 데이터의 양자화 오차를 추정하는 양자화 오차 추정 스텝과,

상기 양자화 오차에 기초하여 보정량을 산출하는 보정량 산출 스텝과,

상기 부호화 데이터를 복호 및 역양자화함으로써 얻어진 주파수 영역 데이터를 상기 보정량을 이용하여 보정하는 보정 스텝과,

상기 보정 스텝에서 보정된 상기 주파수 영역 데이터를 상기 오디오 신호로 변환하는 변환 스텝

을 갖고,

상기 비트수 산출 스텝은, 상기 스케일 비트수와 상기 스펙트럼 비트수의 양자를 산출하고, 상기 스케일 비트수와 상기 스펙트럼 비트수의 합계에 대한 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수의 비율을 산출하는 스텝을 갖고, 상기 양자화 오차 추정 스텝은, 그 비율에 기초하여 상기 양자화 오차를 추정하는 스텝을 갖는 복호 방법.
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제9항에 있어서,

상기 양자화 오차 추정 스텝은, 상기 부호화 데이터를 복호 및 역양자화함으로써 얻어진 상기 주파수 영역 데이터를 취득하고, 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수와 상기 양자화 오차 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 상기 주파수 영역 데이터의 값의 크기에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 양자화 오차를 추정하는 스텝을 갖는 복호 방법.
제9항에 있어서,

상기 보정량 산출 스텝은, 상기 부호화 데이터를 복호 및 역양자화함으로써 얻어진 상기 주파수 영역 데이터를 취득하고, 상기 양자화 오차와 상기 보정량 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 그 주파수 영역 데이터의 값의 크기에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 보정량을 산출하는 스텝을 갖는 복호 방법.
제9항에 있어서,

상기 복호 방법은, 상기 부호화 데이터로부터 비트 레이트를 산출하는 비트 레이트 산출 스텝을 더 갖고,

상기 양자화 오차 추정 스텝은, 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수와 상기 양자화 오차 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 상기 비트 레이트에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 양자화 오차를 추정하는 스텝을 갖는 복호 방법.
제9항에 있어서,

상기 복호 방법은, 상기 부호화 데이터로부터 비트 레이트를 산출하는 비트 레이트 산출 스텝을 더 갖고,

상기 보정량 산출 스텝은, 상기 양자화 오차와 상기 보정량 사이의 미리 정해진 복수의 대응 관계 중으로부터 1개의 대응 관계를 상기 비트 레이트에 기초하여 선택하고, 선택된 대응 관계를 이용하여 상기 보정량을 산출하는 스텝을 갖는 복호 방법.
제9항 또는 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 비트수 산출 스텝은, 복수의 주파수 대역의 스케일 비트수 또는 스펙트럼 비트수의 합계를 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수로서 산출하는 스텝을 갖고,

상기 보정 스텝은, 상기 복수의 주파수 대역 각각의 주파수 영역 데이터를 상기 보정량을 이용하여 보정하는 스텝을 갖는 복호 방법.
컴퓨터를, 오디오 신호의 주파수 영역 데이터의 스케일값과 스펙트럼값을 각각 부호화함으로써 얻어진 부호화 데이터를 복호하고, 오디오 신호를 출력하는 복호 장치로서 기능시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록매체로서,

상기 컴퓨터를,

상기 부호화 데이터를 복호 및 역양자화하고, 상기 오디오 신호의 주파수 영역 데이터를 취득하는 주파수 영역 데이터 취득 수단과,

상기 부호화 데이터로부터, 상기 스케일값의 부호화 데이터의 비트수인 스케일 비트수, 및/또는 상기 스펙트럼값의 부호화 데이터의 비트수인 스펙트럼 비트수를 산출하는 비트수 산출 수단과,

상기 스케일 비트수 및/또는 상기 스펙트럼 비트수에 기초하여, 상기 주파수 영역 데이터의 양자화 오차를 추정하는 양자화 오차 추정 수단과,

상기 양자화 오차에 기초하여 보정량을 산출하고, 상기 주파수 영역 데이터 취득 수단에 의해 얻어진 상기 주파수 영역 데이터를 그 보정량을 이용하여 보정하는 보정 수단과,

상기 보정 수단에 의해 보정된 상기 주파수 영역 데이터를 상기 오디오 신호로 변환하는 변환 수단

으로서 기능시키기 위한 것이고,

상기 비트수 산출 수단은, 상기 스케일 비트수와 상기 스펙트럼 비트수의 양자를 산출하고, 상기 스케일 비트수와 상기 스펙트럼 비트수의 합계에 대한 상기 스케일 비트수 또는 상기 스펙트럼 비트수의 비율을 산출하고, 상기 양자화 오차 추정 수단은, 그 비율에 기초하여 상기 양자화 오차를 추정하는, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록매체.