JP2751564B2 - ディジタル信号符号化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、入力ディジタル信号の符号化を行うディジ
タル信号符号化装置に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、入力ディジタル信号を高い周波数帯域ほど
バンド幅が広くなるように複数帯域に分割し、各バンド
毎のエネルギに基づいた第１の許容ノイズレベルと、注
目バンドの時間的に隣接する信号のエネルギに基づいた
第２の許容ノイズレベルとを設定し、これらを合成して
得られた出力と各バンドのエネルギとの差のレベルに応
じたビット数で各バンドの量子化を行うことにより、音
質劣化を最小限にしてビットリダクション量の増大を図
ることができるディジタル信号符号化装置を提供するも
のである。

〔従来の技術〕

オーディオ，音声等の信号の高能率符号化において
は、オーディオ，音声等の入力信号を時間軸又は周波数
軸で複数のチャンネルに分割すると共に、各チャンネル
毎のビット数を適応的に割当てるビットアロケーシヨン
（ビット割当て）による符号化技術がある。例えば、オ
ーディオ信号等の上記ビット割当てによる符号化技術に
は、時間軸上のオーディオ信号等を複数の周波数帯域に
分割して符号化する帯域分割符号化（サブ・バンド・コ
ーディング:SBC）や、時間軸の信号を周波数軸上の信号
に変換（直交変換）して複数の周波数帯域に分割し各帯
域毎で適応的に符号化するいわゆる適応変換符号化（AT
C）、或いは、上記SBCといわゆる適応予測符号化（AP
C）とを組み合わせ、時間軸の信号を帯域分割して各帯
域信号をベースバンド（低域）に変換した後複数次の線
形予測分析を行って予測符号化するいわゆる適応ビット
割当て（APC-AB）等の符号化技術がある。

このような高能率符号化では、近年人間の聴覚上の特
性におけるいわゆるマスキング特性を考慮した高能率符
号化の手法が盛んに試みられている。該マスキングの効
果とは、ある信号によって他の信号がマスクされて聞こ
えなくなる現象をいうものであり、このマスキング効果
には、時間軸上のオーディオ信号に対するマスキング効
果と周波数軸上の信号に対するマスキング効果とがあ
る。

上記周波数軸上のオーディオ信号に対するマスキング
効果について述べる。例えば、ある周波数f_sの正弦波W_s
があった場合、人間の聴覚によるマスキング効果を表現
するマスキングスペクトル（マスキングカーブ）MSは、
第９図のようになり、このマスキングスペクトルMSによ
って、図中斜線部で示す部分がマスキングされることに
なる。すなわち、該マスキングスペクトルMS内にノイズ
があったとしても聞こえなくなるため、実際のオーディ
オ信号では、該マスキングスペクトルMS内のノイズは許
容可能となる。このようなことから、上記正弦波W_sの場
合の許容可能なノイズレベルは、第９図中ｊで示すレベ
ル以下のレベルとなる。また、このとき、当該正弦波W_s
の周波数f_sでマスキングの効果が最も高く、該正弦波W_s
の周波数f_sから離れるにしたがってマスキングの効果が
低くなる。

更に、上記時間軸上のオーディオ信号に対するマスキ
ング効果には、テンポラルマスキング効果と同時刻マス
キング効果等がある。上記同時刻マスキング効果とは、
ある大きな音と同時刻に発生する小さな音（或いはノイ
ズ）が当該大きな音によってマスクされて聞こえなくな
るような効果であり、上記テンポラルマスキング効果と
は、第10図に示すように、大きな音（図中大レベル信号
部Ｃ）の時間的な前後の小さな音（ノイズ）が、該大き
な音にマスクされて聞こえなくなるような効果である。
該テンポラルマスキング効果において、上記大きな音の
時間的に後方のマスキングはフォワードマスキングと呼
ばれ、また、時間的に前方のマスキングはバックワード
マスキングと呼ばれている。また、該テンポラルマスキ
ングにおいては、人間の聴覚特性から、第10図中フォワ
ードマスキングFMの効果は長時間（例えば100msec程
度）効くようになっているのに対し、バックワードマス
キングBMの効果は短時間（例えば5msec程度）となって
いる。更に、上記マスキング効果のレベル（マスキング
量）は、フォワードマスキングが20dB程度で、バックワ
ードマスキングが30dB程度となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記高能率符号化では、よりビット圧縮率
を高める（ビットリダクション量を増加させる）ことが
望まれているが、一般に、上述のようなマスキング効果
を利用してビット圧縮を行う高能率符号化においては、
上記周波数軸上の信号に対するマスキング効果或いは時
間軸上の信号に対するマスキング効果の何れか一方のみ
の利用に止まっており、両者のマスキング効果を有効に
利用することがなされていない。

そこで、本発明は、上述のような実情に鑑みて提案さ
れたものであり、周波数軸上の信号に対するマスキング
効果と時間軸上の信号に対するマスキング効果の両者を
有効に利用することで、よりビットリダクション量を増
大させる（ビットレートを低くする）ことができるよう
になると共に、低ビットレートであっても音質劣化を最
小限に抑えることができるディジタル信号符号化装置を
提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のディジタル信号符号化装置は、上述の目的を
達成するために提案されたものであり、入力ディジタル
信号を複数の周波数帯域に分割すると共に、高い周波数
帯域ほどバンド幅を広く選定し、当該各バンド毎のエネ
ルギに基づいて各バンド単位の第１の許容ノイズレベル
を設定する第１のノイズレベル設定手段と、量子化すべ
き注目バンドの時間的に隣接する信号のエネルギに基づ
いて第２の許容ノイズレベルを設定する第２のノイズレ
ベル設定手段と、上記第１及び第２のノイズレベル設定
手段の出力許容ノイズレベルを合成する合成手段と、上
記各バンドのエネルギと上記合成手段の出力の差のレベ
ルに応じたビット数で上記各バンドの成分を量子化する
量子化手段とを有してなるものである。

〔作用〕

本発明によれば、量子化すべき注目バンドの信号に対
して、第１のノイズレベル設定手段によって周波数軸上
のマスキングを考慮した許容ノイズレベルを設定すると
共に、第２のノイズレベル設定手段によって注目バンド
の時間的に隣接する信号でのテンポラルマスキングを考
慮した許容ノイズレベルを設定している。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した実施例について図面を参照し
ながら説明する。

本実施例のディジタル信号符号化装置は、第１図に示
すように、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域に分
割すると共に、高い周波数帯域ほどバンド幅を広く選定
し、当該各バンド毎のエネルギに基づいて各バンド単位
の第１の許容ノイズレベルを設定する第１のノイズレベ
ル設定手段としての帯域分割回路13,総和検出回路14及
びフィルタ回路15から合成回路18までの各構成要素と、
量子化すべき注目バンドの時間的に隣接する信号のエネ
ルギに基づいて第２の許容ノイズレベルを設定する第２
のノイズレベル設定手段としてのメモリ51,52及び係数
乗算器53,54,合成回路55と、上記第１及び第２のノイズ
レベル設定手段の出力許容ノイズレベルを合成する合成
手段である合成回路56と、上記各バンドのエネルギと上
記合成回路56の出力の差のレベルに応じたビット数で上
記各バンドの成分を量子化する量子化回路24とを有して
なるものである。すなわち、本実施例装置では、量子化
すべき注目バンドの信号に対して、第１のノイズレベル
設定手段によって周波数軸上のマスキング（及び最小可
聴カーブ）を考慮した第１の許容ノイズレベルを設定す
ると共に、第２のノイズレベル設定手段によって注目バ
ンドの時間的に隣接する信号でのテンポラルマスキング
を考慮した第２の許容ノイズレベルを設定するようにし
ている。上記量子化回路24からの量子化出力は、バッフ
ァメモリ25を介して本実施例のディジタル信号符号化装
置の出力端子２から出力されるようになる。

ここで、第１図の本実施例装置は、オーディオ信号等
を高速フーリエ変換（FFT）して時間軸の信号を周波数
軸に変換した後、符号化（再量子化）を行ういわゆる適
応変換符号化（ATC）を適用したものである。すなわち
第１図において、入力端子１には、例えばオーディオ信
号が供給されており、この時間軸上のオーディオ信号が
高速フーリエ変換（FFT）回路11に伝送される。該高速
フーリエ変換回路11では、上記時間軸上のオーディオ信
号が所定時間（例えば512サンプル）毎に周波数軸上の
信号に変換されることで、実数成分値Reと虚数成分値Im
とからなるFFT係数が得られる。これらFFT係数は振幅位
相情報発生回路12に伝送され、該振幅位相情報発生回路
12では上記実数成分値Reと虚数成分値Imとから振幅値Am
と位相値とが得られて、該振幅値Amの情報が本実施例装
置への入力ディジタル信号となっている。すなわち、一
般に人間の聴覚は周波数領域の振幅（パワー）には敏感
であるが、位相についてはかなり鈍感であるため、上記
振幅位相情報発生回路12の出力から上記振幅値Amのみを
取り出し、これを上記入力ディジタル信号としている。

このようにして得られた振幅値Am等の入力ディジタル
信号は、帯域分割回路13に伝送される。該帯域分割回路
13では、上記振幅値Amで表現された入力ディジタル信号
を例えばいわゆる臨界帯域幅（クリティカルバンド）に
分割している。該クリティカルバンドとは、人間の聴覚
特性（周波数分析能力）を考慮したものであり、例えば
０〜24kHzを24バンドに分け、高い周波数帯域ほどバン
ド幅を広く選定しているものである。すなわち、人間の
聴覚は、一種のバンドパスフィルタのような特性を有し
ていて、この各フィルタによって分けられたバンドを臨
界帯域と呼んでいる。ここで、第２図に上記クリティカ
ルバンドを示す。ただし、当該第２図では図示を簡略化
するため、上記クリティカルバンドのバンド数を12バン
ド（B₁〜B₁₂）で表現している。

上記帯域分割回路13でクリティカルバンドに分割され
た各バンド（例えば24バンド）毎の上記振幅値Amは、そ
れぞれ上記総和検出回路14に伝送される。当該総和検出
回路14では、上記各バンド毎のエネルギ（各バンドでの
スペクトル強度）が、各バンド内のそれぞれの振幅値Am
の総和（振幅値Amのピーク又は平均或いはエネルギ総
和）をとることにより求められる。該総和検出回路14の
出力すなわち各バンドの総和のスペクトルは、一般にバ
ークスペクトルと呼ばれ、この各バンドのバークスペク
トルSBは例えば第３図に示すようになる。

ここで、上記バークスペクトルSBのマスキングに於け
る影響を考慮するため、上記バークスペクトルSBに所定
の重みづけの関数を畳込む（コンボリューション）。こ
のため、上記総和検出回路14の出力すなわち上記バーク
スペクトルSBの各値は、例えば512サンプルずつの上記
総和検出回路14の出力の書込／読出をするメモリ51を介
してフィルタ回路15に送られる。該フィルタ回路15は、
例えば第４図に示すように、入力データを順次遅延させ
る遅延（z^-1）素子‥101_m-2〜101_m+3‥と、各遅延素子
からの出力にフィルタ係数（重みづけの関数）を乗算す
る乗算器‥102_m-3〜102_m+3‥と、総和加算器104とから
構成されるものである。この時上記各乗算器102_m-3〜10
2_m+3において、例えば乗算器102_m-3でフィルタ係数0.00
00086を、乗算器102_m-2でフィルタ係数0.0019を、乗算
器102_m-1でフィルタ係数0.15を、乗算器102_mでフィルタ
係数１を、乗算器102_m+1でフィルタ係数0.4を、更に乗
算器102_m+2でフィルタ係数0.06を、乗算器102_m+3でフィ
ルタ係数0.007を各遅延素子の出力に乗算することによ
り、上記バークスペクトルSBの畳込み処理が行われる。
該畳込み処理により、第３図中点線で示す部分の総和
（総和加算器104での加算）がとられ、出力端子105から
出力される。

ところで、上記バークスペクトルSBのマスキングスペ
クトル（許容可能なノイズスペクトル）を算出する場合
の第１の許容ノイズレベルに対応するレベルαにおいて
は、このレベルαが小さいと周波数軸上の信号に対する
マスキングスペクトル（マスキングカーブ）が下降する
ことになり、結果として量子化回路24の量子化の際に割
り当てるビット数を増やさなければならないようにな
る。逆に、上記レベルαが大きいとマスキングスペクト
ルが上昇することになり、結果として量子化の際の割り
当てるビット数を減少することができるようになる。な
お、上記第１の許容ノイズレベルに対応するレベルαと
は、後述するように逆コンボリューション処理を行うこ
とによってクリティカルバンドの各バンド毎の上記第１
の許容ノイズレベルとなるようなレベルである。また、
一般にオーディオ信号等では、高域部分のスペクトル強
度（エネルギ）が小さい。したがって本実施例において
は、これらのことを考慮して、エネルギの小さい高域に
いく程、上記レベルαを大きくし、該高域部分のビット
割当て数を減らすようにしている。このようなことか
ら、上記第１のノイズレベル設定手段では高い周波数程
同一のエネルギに対する上記レベルαを高く設定してい
る。

すなわち、本実施例装置では、上記第１の許容ノイズ
レベルに対応するレベルαを算出し、該レベルαが高域
程高くなるように制御している。このため、上記フィル
タ回路15の出力は引算器16に送られる。該引算器16は、
上記畳込んだ領域でのレベルαを求めるものである。こ
こで、上記引算器16には、上記レベルαを求めるための
許容関数（マスキングレベルを表現する関数）が供給さ
れる。該許容関数を増減させることで上記レベルαの制
御を行っている。該許容関数は、関数発生回路29から供
給されている。

すなわち、許容ノイズレベルに対応するレベルαは、
クリティカルバンドのバンドの低域から順に与えられる
番号をｉとすると、第（１）式で求めることができる。

α＝Ｓ−（n-ai）……（１） この第（１）式において、n,aは定数でａ＞０、Ｓは
畳込み処理後のバークスペクトルの強度であり、第
（１）式中（n-ai）が許容関数となる。ここで、上述し
た様に、エネルギの少ない高域からビット数を減らす方
が全体のビット数削減に有利であるため、本実施例では
ｎ＝38,a＝１としており、この時の音質劣化はなく、良
好な符号化が行えた。

このようにして、上記レベルαが求められ、このデー
タは、割算器17に伝送される。当該割算器17では、上記
畳込み処理された領域でのレベルαを逆コンボリューシ
ョンするためのものである。したがって、この逆コンボ
リューション処理を行うことにより、上記レベルαか
ら、マスキングスペクトルが得られるようになる。すな
わち、このマスキングスペクトルが各バンド毎に求めら
れた許容ノイズスペクトルとなる。なお、上記逆コンボ
リューション処理は、複雑な演算を必要とするが、本実
施例では簡略化した割算器17を用いて逆コンボリューシ
ョンを行っている。

次に、上記マスキングスペクトルは、合成回路18及び
合成回路56を介して減算器19に供給される。ここで、当
該減算器19には、上記総和検出回路14の出力すなわち前
述の総和検出回路14からのバークスペクトルSBが、遅延
回路21を介して供給されている。したがって、この減算
器19で上記マスキングスペクトルとバークスペクトルSB
との減算演算が行われることで、第５図に示すように、
上記バークスペクトルSBは、該マスキングスペクトルMS
の各レベルで示すレベル以下がマスキングされることに
なる。

該減算器19の出力は、ROM20を介して量子化回路24に
供給されている。該量子化回路24では、この減算器19の
出力に応じた割当てビット数で、遅延回路23を介して供
給されている振幅値Amの量子化を行っている。すなわち
換言すれば、該量子化回路24では、上記クリティカルバ
ンドの各バンドのエネルギと上記合成回路56の出力の差
のレベルに応じて割当てられたビット数で上記各バンド
の成分を量子化することになる。なお、上記遅延回路21
は上記合成回路56以前の各回路での遅延量を考慮して上
記総和検出回路14からのバークスペクトルSBを遅延さ
せ、上記遅延回路23は上記ROM20以前の各回路での遅延
量を考慮して上記振幅値Amを遅延させるために設けられ
ている。また、上記ROM20は、量子化回路24での量子化
の際の割当てビット数情報を格納しており、上記減算器
19の出力に応じた該割当てビット数情報を出力するもの
である。

ここで、上記合成回路18での合成の際には、最小可聴
カーブ発生回路22から供給される第６図に示すような人
間の聴覚特性であるいわゆる最小可聴カーブ（等ラウド
ネス曲線）RCを示すデータと、上記マスキングスペクト
ルMSとを合成することができる。したがって、該最小可
聴カーブRCとマスキングスペクトルMSとを共に合成する
ことで、許容ノイズレベルはこの図中斜線で示す部分ま
でとすることができ、量子化の際に図中斜線で示す部分
の割当てビット数を減らすことができるようになる。な
おこの第６図は、前述の第２図に示したクリティカルバ
ンドで表されており、信号スペクトルSSも同時に示して
いる。

上述したように、本実施例のディジタル信号符号化装
置においては、一般にエネルギの小さい高域にいく程、
許容ノイズレベルを大きくし、当該高域部分のビット割
当て数を減らすようにすると共に、各バンド毎の信号の
周波数軸上のマスキングを考慮した割当てビット数で量
子化しているため、ビットリダクション量を増加（ビッ
トレートを低下）させることができるようになる。

また、本実施例装置においては、上述した周波数軸上
のマスキングを考慮した量子化割当てビット数の決定と
共に、量子化すべき注目バンドの時間的に隣接する信号
のエネルギに基づいて、当該注目バンドの上記第２の許
容ノイズレベルを設定することで、時間軸上のテンポラ
ルマスキングを考慮した量子化割当てビット数の決定も
同時に行うようにしている。すなわち、上記第１のノイ
ズレベル設定手段において第１の許容ノイズレベルが設
定されている任意のバンド（注目バンド）の現時点の信
号に対して、その注目バンドの現時点の信号に時間軸上
で隣接する前後の信号によるテンポラルマスキングを考
慮して、当該現時点の注目バンドの許容ノイズレベル
（第２の許容ノイズレベル）も設定するようにしてい
る。このため、上記合成回路56には、合成回路18の出力
と共に、上記第２のノイズレベル設定手段の合成回路55
の出力も供給されるようになっている。

すなわち、合成回路55には、上記第２の許容ノイズレ
ベルの信号として上記注目バンドの現時点の信号に対し
て時間的に前後の信号のエネルギに基づくテンポラルマ
スキングのレベルがそれぞれ算出されて供給されてお
り、これら時間的に前後の信号による許容ノイズレベル
が該合成回路55で合成されて出力されるようになってい
る。

このような第２の許容ノイズレベルを得る為に、本実
施例装置では、上記総和検出回路14の出力を512サンプ
ル毎に書込／読出するメモリ51及び該メモリ51と同様の
メモリ52と、係数乗算器53,54,合成回路55とを設けてい
る。すなわち、上記メモリ51の出力が得られる時点を上
記現時点T₀とすると、上記メモリ51に上記総和検出回路
14の出力が供給される時点が当該現時点T₀の時間的に後
（現時点T₀に対しては未来の時間となる）の後時点T₊₁
となり、上記メモリ52から出力される時点が上記現時点
T₀の時間的に前（現時点T₀に対しては過去の時間とな
る）の前時点T_-1となる。

上記後時点T₊₁の信号すなわち総和検出回路14の出力
は、係数乗算器53に供給される。該係数乗算器53では、
該係数乗算器53に信号が供給された該後時点T₊₁での上
記注目バンドの信号による上記現時点T₀の注目バンドの
信号に対するテンポラルマスキング（バックワードマス
キング）を考慮して決定された乗算係数が、上記後時点
T₊₁の信号に乗算される。すなわち、この乗算係数は、
合成回路55及び56での影響を考慮して設定される係数で
あり、例えば上記後時点T₊₁の信号を正規化して１とし
た場合、該後時点T₊₁の信号によるバックワードマスキ
ングが上記現時点T₀の信号に対して作用するレベルに対
応した乗算係数k_Bが、該後時点T₊₁の信号に乗算され
る。また、上記前時点T_-1の信号すなわちメモリ52の出
力は、係数乗算器54に供給される。該係数乗算器54で
は、該係数乗算器54に信号が供給された該前時点T_-1で
の上記注目バンドの信号による上記現時点T₀の注目バン
ドの信号に対するテンポラルマスキング（フォワードマ
スキング）を考慮して決定された乗算係数が、上記前時
点T_-1の信号に乗算される。すなわち該乗算係数は、上
述同様に合成回路55,56での影響を考慮して設定され、
例えば前時点T_-1の信号を正規化した場合、該前時点T_-1
の信号によるフォワードマスキングが上記現時点T₀の信
号に対して作用するレベルに対応した乗算係数k_Fが、該
前時点T_-1の信号に乗算される。これら各係数上端器53,
54の出力が合成回路55で合成されて得られた出力が、上
記第２の許容ノイズレベルとなる。なお、上記合成回路
55での合成は、例えば各係数乗算器53,54の出力を加算
するような処理が行われる。このようにして得られた合
成回路55の出力が上記合成回路56に送られる。

当該合成回路56では、例えば、上記合成回路55の出力
と合成回路18の出力のうち例えば大きい方を選ぶような
合成処理、或いは、各合成回路55,18の出力をそれぞれ
所定の重み付けを行って加算するような合成処理が行わ
れる。また、この加算による合成処理の時は、例えば全
帯域のエネルギを考慮した上記第２の許容ノイズレベル
を求めて加算するようにしてもよい。

なお、本実施例においては、上述した最小可聴カーブ
の合成処理を行わない構成とすることもできる。この場
合は、第１図の構成で最小可聴カーブ発生回路22と合成
回路18が不要となり、このため上記引算器16からの出力
は、割算器17で逆コンボリューションされた後、すぐく
上記合成回路56に伝送されることになる。

上述したように、本実施例のディジタル信号符号化装
置においては、量子化すべき注目バンドの信号に対し
て、第１のノイズレベル設定手段によって周波数軸上の
マスキングを考慮した第１の許容ノイズレベルを設定す
ると共に、第２のノイズレベル設定手段によって注目バ
ンドの時間的に隣接する信号でのテンポラルマスキング
を考慮した第２の許容ノイズレベルを設定するようにし
ており、これら第1,第２の許容ノイズレベルに基づいて
各バンド毎に量子化回路24での量子化割当てビットを決
定しているため、音質を劣化させることなくビットリダ
クション量の増加（ビットレートの低下）が可能とな
る。

また、本発明は、上述した第１図のように、適応変換
符号化を行う装置の他に、例えば第７図に示すように、
帯域分割符号化を行う装置にも適用することができる。

すなわち、この第７図において、入力端子61には、時
間軸上のオーディオ信号が供給されており、このオーデ
ィオ信号は、バンドパスフィルタ（BPF）62₁〜62₃にそ
れぞれ供給される。上記BPF62₁は入力オーディオ信号の
０〜6kHzを通過帯域とし、BPF62₂は6kHz〜12kHzを、BPF
62₃は12kHz〜24kHzを通過帯域とするものである。これ
ら各BPFの出力はそれぞれ高速フーリエ変換（FFT）回路
63₁〜63₃に送られ、上記FFT63₁では例えば128サンプル
毎のFFT処理が、FFT回路63₂,63₃では例えば64サンプル
毎のFFT処理がなされる。これら、各FFT回路の出力は、
上記第１図の高速フーリエ変換回路11以降と同様の構成
の各量子化処理回路64₁〜64₃に送られ、前述同様の処理
が行われる。その後、合成回路65で合成されて出力端子
66から出力される。この第７図の構成によっても第１図
の装置同様に、音質劣化を最小限にしてビットリダクシ
ョン量を増加することができる。

ここで、第８図に、第７図で示した他の実施例装置に
おける周波数領域と時間領域での分解能を示す。この第
８図では、上述した帯域分割，高速フーリエ変換等の処
理の１単位を示し、ｂ（m,n）におけるm,nの２つのパラ
メータにより、ブロックが指定されている。ｍは帯域ナ
ンバーを、ｎは時間ナンバーを示している。該第８図に
おいて、０〜6kHzの低域では、各帯域の１ブロックが1
0.67msecの時間長（時間分解能）となることを示してい
る。また、6KHz〜12kHzの中域では１ブロックの時間長
が5.3msecとなることを、12kHz〜24kHzの高域では１ブ
ロックの時間長が2.67msecとなることを示している。

〔発明の効果〕

本発明のディジタル信号符号化装置においては、入力
ディジタル信号と複数の周波数帯域に分割すると共に、
高い周波数帯域ほどバンド幅を広く選定して当該各バン
ド毎のエネルギに基づいて各バンド単位の第１の許容ノ
イズレベルを設定し、量子化すべき注目バンドの時間的
に隣接する信号のエネルギに基づいて第２の許容ノイズ
レベルを設定して、これら第１及び第２の許容ノイズレ
ベルを合成して得られた出力と各バンドのエネルギの差
のレベルに応じたビット数で上記各バンドの成分を量子
化することにより、注目バンドにおいて周波数軸上の信
号に対するマスキング効果と時間軸上のマスキング効果
とを有効に利用することができることとなり、ビットリ
ダクション量を増大させる（ビットレートを低減する）
ことができ、少ないビット数であっても音質劣化を最小
限に抑えることができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のディジタル信号符号化装置
の概略構成を示すブロック回路図、第２図はクリティカ
ルバンドを示す図、第３図はバークスペクトルを示す
図、第４図はフィルタ回路を示す回路図、第５図はマス
キングスペクトルを示す図、第６図は最小可聴カーブ，
マスキングスペクトルを合成した図、第７図は本発明の
他の実施例装置の概略構成を示すブロック回路図、第８
図は周波数領域と時間領域の分解能を示す図、第９図は
オーディオ信号のスペクトルを示す特性図、第10図はテ
ンポラルマスキングを説明するための図である。 13……帯域分割回路 14……総和検出回路 15……フィルタ回路 16……引算器 17……割算器 19……減算器 20……ROM 24……量子化回路 25……バッファメモリ 29……関数発生回路 51,52……メモリ 53,54……係数乗算器 18,55,56……合成回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−117919（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−117920（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−117921（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−117922（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−3523（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−121633（ＪＰ，Ａ) Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆ ｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃ ｓ，Ｓｐｅｅｃｈ ａｎｄ Ｓｉｇｎａ ｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，1988，Ｖｏ ｌ．５，Ｐ2524−2527 Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆ ｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｃｏｕｓｔｉｃ ｓ，Ｓｐｅｅｃｈ ａｎｄ Ｓｉｇｎａ ｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，1989，Ｖｏ ｌ．３，Ｐ1993−1996

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力ディジタル信号を複数の周波数帯域に
   分割すると共に、高い周波数帯域ほどバンド幅を広く選
   定し、当該各バンド毎のエネルギに基づいて各バンド単
   位の第１の許容ノイズレベルを設定する第１のノイズレ
   ベル設定手段と、 量子化すべき注目バンドの時間的に隣接する信号のエネ
   ルギに基づいて第２の許容ノイズレベルを設定する第２
   のノイズレベル設定手段と、 上記第１及び第２のノイズレベル設定手段の出力許容ノ
   イズレベルを合成する合成手段と、 上記各バンドのエネルギと上記合成手段の出力の差のレ
   ベルに応じたビット数で上記各バンドの成分を量子化す
   る量子化手段とを有してなることを特徴とするディジタ
   ル信号符号化装置。