JP3060577B2 - ディジタル信号符号化方法 - Google Patents
ディジタル信号符号化方法Info
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- JP3060577B2 JP3060577B2 JP3091188A JP9118891A JP3060577B2 JP 3060577 B2 JP3060577 B2 JP 3060577B2 JP 3091188 A JP3091188 A JP 3091188A JP 9118891 A JP9118891 A JP 9118891A JP 3060577 B2 JP3060577 B2 JP 3060577B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【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の高能率符号化装置に関す
るものである。
符号化を行うディジタル信号の高能率符号化装置に関す
るものである。
【0002】
【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(ATC)、或いは、上記SBCといわゆる
適応予測符号化(APC)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。
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(ATC)、或いは、上記SBCといわゆる
適応予測符号化(APC)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。
【0003】上記高能率符号化においては、時間軸上の
オーディオ信号等を、所定の単位時間毎に例えば高速フ
ーリエ変換(FFT)等の直交変換によって時間軸に直
交する軸(周波数軸)に変換し、その後複数の帯域に分
割して、これら分割された各帯域のFFT係数データを
適応的なビット割り当てによって符号化している。この
符号化データが伝送される。
オーディオ信号等を、所定の単位時間毎に例えば高速フ
ーリエ変換(FFT)等の直交変換によって時間軸に直
交する軸(周波数軸)に変換し、その後複数の帯域に分
割して、これら分割された各帯域のFFT係数データを
適応的なビット割り当てによって符号化している。この
符号化データが伝送される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この各帯域
毎のFFT係数データを上記適応ビット割り当てにより
符号化する際には、例えば、上記周波数軸上のFFT係
数データをブロック化し、このブロック毎にいわゆるブ
ロックフローティング処理を施すことで、更にビット圧
縮を行う場合が多い。このため、後の復号化のための構
成には、上記帯域分割されると共にブロック毎にブロッ
クフローティング処理されたFFT係数データと、当該
各ブロック毎のフローティング係数及び割り当てビット
数に応じたワード長情報からなるサブ情報とが伝送され
ることになる。
毎のFFT係数データを上記適応ビット割り当てにより
符号化する際には、例えば、上記周波数軸上のFFT係
数データをブロック化し、このブロック毎にいわゆるブ
ロックフローティング処理を施すことで、更にビット圧
縮を行う場合が多い。このため、後の復号化のための構
成には、上記帯域分割されると共にブロック毎にブロッ
クフローティング処理されたFFT係数データと、当該
各ブロック毎のフローティング係数及び割り当てビット
数に応じたワード長情報からなるサブ情報とが伝送され
ることになる。
【0005】しかし、上記高能率符号化においては、更
に圧縮効率を高めることが望まれている。
に圧縮効率を高めることが望まれている。
【0006】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、より高いビット圧縮が可能
なディジタル信号符号化方法を提供することを目的とす
るものである。
みて提案されたものであり、より高いビット圧縮が可能
なディジタル信号符号化方法を提供することを目的とす
るものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタル信号
符号化方法は、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直交変換して臨界帯
域に分割し、当該臨界帯域毎のエネルギに基づいて設定
した各臨界帯域毎の許容ノイズレベルと当該各臨界帯域
毎のエネルギとの差分のレベルに応じたビット数で上記
各臨界帯域の信号成分を符号化すると共に、上記直交変
換後の信号成分をブロック化してこのブロック毎にブロ
ックフローティング処理を行い当該ブロック毎のフロー
ティング係数を伝送するディジタル信号符号化方法であ
って、上記ブロックフローティング処理を上記臨界帯域
よりも狭い帯域の小ブロックで行う場合には、各臨界帯
域内の小ブロックのうち1つの小ブロックについての割
り当てビット数に応じたワード長情報を伝送するように
したものである。また、上記ブロックフローティング処
理を上記臨界帯域よりも広い帯域の大ブロックで行う場
合には、大ブロック内の臨界帯域のうち1つの臨界帯域
のワード長情報と、各臨界帯域の許容ノイズレベルに関
する情報とを伝送することを伝送することも可能であ
る。ここで、上記割当ビット数決定の際には、例えば、
各臨界帯域毎の上記振幅情報のエネルギから人間の聴覚
特性を考慮したいわゆるマスキング量を求め、このマス
キング量に基づく許容ノイズレベルを用いて各臨界帯域
の割当ビット数を決定することが望ましい。
符号化方法は、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直交変換して臨界帯
域に分割し、当該臨界帯域毎のエネルギに基づいて設定
した各臨界帯域毎の許容ノイズレベルと当該各臨界帯域
毎のエネルギとの差分のレベルに応じたビット数で上記
各臨界帯域の信号成分を符号化すると共に、上記直交変
換後の信号成分をブロック化してこのブロック毎にブロ
ックフローティング処理を行い当該ブロック毎のフロー
ティング係数を伝送するディジタル信号符号化方法であ
って、上記ブロックフローティング処理を上記臨界帯域
よりも狭い帯域の小ブロックで行う場合には、各臨界帯
域内の小ブロックのうち1つの小ブロックについての割
り当てビット数に応じたワード長情報を伝送するように
したものである。また、上記ブロックフローティング処
理を上記臨界帯域よりも広い帯域の大ブロックで行う場
合には、大ブロック内の臨界帯域のうち1つの臨界帯域
のワード長情報と、各臨界帯域の許容ノイズレベルに関
する情報とを伝送することを伝送することも可能であ
る。ここで、上記割当ビット数決定の際には、例えば、
各臨界帯域毎の上記振幅情報のエネルギから人間の聴覚
特性を考慮したいわゆるマスキング量を求め、このマス
キング量に基づく許容ノイズレベルを用いて各臨界帯域
の割当ビット数を決定することが望ましい。
【0008】
【作用】本発明によれば、ブロックフローティング処理
が臨界帯域よりも狭い帯域の小ブロックについて行われ
る場合は、1つの臨界帯域内に複数の小ブロックが存在
することになり、この場合、1つの臨界帯域内の全ての
小ブロックのワード長の情報を伝送せずに、1つの小ブ
ロックのワード長情報のみを伝送するようにすること
で、この臨界帯域内の他の小ブロックのワード長情報を
伝送するためのビット数を減らすことができる。
が臨界帯域よりも狭い帯域の小ブロックについて行われ
る場合は、1つの臨界帯域内に複数の小ブロックが存在
することになり、この場合、1つの臨界帯域内の全ての
小ブロックのワード長の情報を伝送せずに、1つの小ブ
ロックのワード長情報のみを伝送するようにすること
で、この臨界帯域内の他の小ブロックのワード長情報を
伝送するためのビット数を減らすことができる。
【0009】
【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。本発明のディジタル信号符号
化方法は、図1に示すように、入力ディジタル信号を例
えば高速フーリエ変換(FFT)で直交変換して人間の
聴覚特性を考慮した高域ほど帯域幅が広くなるようない
わゆる臨界帯域(クリティカルバンド)Bに分割し、当
該臨界帯域毎のエネルギに基づいて設定した各臨界帯域
毎の許容ノイズレベルNLと当該各臨界帯域毎のエネル
ギとの差分のレベルに応じたビット数で上記各臨界帯域
の信号成分(FFT係数データ)を符号化すると共に、
上記直交変換後の信号成分をブロック化してこのブロッ
ク毎にブロックフローティング処理を行い当該ブロック
毎のフローティング係数を伝送するディジタル信号符号
化方法であって、上記ブロックフローティング処理を上
記臨界帯域Bよりも狭い帯域の小ブロックb1〜b4で
行う場合には、各臨界帯域B内の小ブロックb1〜b4
のうち1つの小ブロックについての割り当てビット数に
応じたワード長(例えば小ブロックb1のワード長W
1)情報を伝送するようにしたものである。なお、図1
の例は、当該臨界帯域の帯域幅の広い高域側の1つの帯
域Bを抜き出して示したものである。
を参照しながら説明する。本発明のディジタル信号符号
化方法は、図1に示すように、入力ディジタル信号を例
えば高速フーリエ変換(FFT)で直交変換して人間の
聴覚特性を考慮した高域ほど帯域幅が広くなるようない
わゆる臨界帯域(クリティカルバンド)Bに分割し、当
該臨界帯域毎のエネルギに基づいて設定した各臨界帯域
毎の許容ノイズレベルNLと当該各臨界帯域毎のエネル
ギとの差分のレベルに応じたビット数で上記各臨界帯域
の信号成分(FFT係数データ)を符号化すると共に、
上記直交変換後の信号成分をブロック化してこのブロッ
ク毎にブロックフローティング処理を行い当該ブロック
毎のフローティング係数を伝送するディジタル信号符号
化方法であって、上記ブロックフローティング処理を上
記臨界帯域Bよりも狭い帯域の小ブロックb1〜b4で
行う場合には、各臨界帯域B内の小ブロックb1〜b4
のうち1つの小ブロックについての割り当てビット数に
応じたワード長(例えば小ブロックb1のワード長W
1)情報を伝送するようにしたものである。なお、図1
の例は、当該臨界帯域の帯域幅の広い高域側の1つの帯
域Bを抜き出して示したものである。
【0010】また、本実施例では前述したように、適応
的なビット割り当てによるFFT係数データの符号化処
理を行うようにしている。すなわち、本実施例での適応
的なビット割り当てによる符号化処理は、各臨界帯域毎
のエネルギに基づいて後述するような人間の聴覚特性を
考慮したいわゆるマスキング量を求め、このマスキング
量に基づいて設定される許容ノイズレベル(すなわち各
臨界帯域毎に略一定の許容ノイズレベル)と各臨界帯域
のエネルギとの差分のレベルに応じた割り当てビット数
を求めて、当該各臨界帯域毎の割り当てビット数に応じ
て行われる。
的なビット割り当てによるFFT係数データの符号化処
理を行うようにしている。すなわち、本実施例での適応
的なビット割り当てによる符号化処理は、各臨界帯域毎
のエネルギに基づいて後述するような人間の聴覚特性を
考慮したいわゆるマスキング量を求め、このマスキング
量に基づいて設定される許容ノイズレベル(すなわち各
臨界帯域毎に略一定の許容ノイズレベル)と各臨界帯域
のエネルギとの差分のレベルに応じた割り当てビット数
を求めて、当該各臨界帯域毎の割り当てビット数に応じ
て行われる。
【0011】更に、本実施例においては上記各臨界帯域
内の複数のFFT係数データの一定数毎にブロックを構
成し、このブロック毎にいわゆるブロックフローティン
グ処理を施して、ビット圧縮を行うようにしている。し
たがって、上記図1の例のように、臨界帯域の高域すな
わち帯域幅の広い帯域B内には複数の上記小ブロック
(例えば4つの小ブロックb1〜b4)が存在するよう
になる。
内の複数のFFT係数データの一定数毎にブロックを構
成し、このブロック毎にいわゆるブロックフローティン
グ処理を施して、ビット圧縮を行うようにしている。し
たがって、上記図1の例のように、臨界帯域の高域すな
わち帯域幅の広い帯域B内には複数の上記小ブロック
(例えば4つの小ブロックb1〜b4)が存在するよう
になる。
【0012】ところで、通常、このようにブロックフロ
ーティング処理を施すようにすると、後の復号化処理の
際には、該フローティング処理のフローティング係数
と、上記割り当てビット数に応じて決定されるワード長
の情報とが必要となる。すなわち、後の復号化のための
構成に対しては、通常、上記小ブロック毎のフローティ
ング係数の情報及び、該フローティング係数のレベルと
該臨界帯域の許容ノイズレベルとのレベル差に基づく割
り当てビット数に応じたワード長の情報を伝送すること
が必要となる。換言すれば、後の復号化の際には、上記
フローティング係数の情報から、上記ブロックフローテ
ィング処理における最上位ビット(MSB)が決まり、
上記ワード長の情報から最下位ビット(LSB)が決ま
って上記許容ノイズレベルが決定される。更に各小ブロ
ックのFFT係数データ(メインデータ)から信号の大
きさが決まるようになる。
ーティング処理を施すようにすると、後の復号化処理の
際には、該フローティング処理のフローティング係数
と、上記割り当てビット数に応じて決定されるワード長
の情報とが必要となる。すなわち、後の復号化のための
構成に対しては、通常、上記小ブロック毎のフローティ
ング係数の情報及び、該フローティング係数のレベルと
該臨界帯域の許容ノイズレベルとのレベル差に基づく割
り当てビット数に応じたワード長の情報を伝送すること
が必要となる。換言すれば、後の復号化の際には、上記
フローティング係数の情報から、上記ブロックフローテ
ィング処理における最上位ビット(MSB)が決まり、
上記ワード長の情報から最下位ビット(LSB)が決ま
って上記許容ノイズレベルが決定される。更に各小ブロ
ックのFFT係数データ(メインデータ)から信号の大
きさが決まるようになる。
【0013】ここで、通常、上記フローティング係数の
情報は例えば6ビットで表され、上記ワード長の情報は
それぞれ例えば4ビットで表される。なお、DFT(離
散的フーリエ変換)の場合、大きさ(振幅),位相若し
くは実数部,虚数部を上記4ビットで表す。このため、
例えば、1つの臨界帯域を複数のフローティングブロッ
クで分割した場合、当該ブロックフローティング処理の
小ブロック数(すなわち帯域の分割数)に応じた当該臨
界帯域の全体の伝送ビット数は、表1に示すようにな
る。
情報は例えば6ビットで表され、上記ワード長の情報は
それぞれ例えば4ビットで表される。なお、DFT(離
散的フーリエ変換)の場合、大きさ(振幅),位相若し
くは実数部,虚数部を上記4ビットで表す。このため、
例えば、1つの臨界帯域を複数のフローティングブロッ
クで分割した場合、当該ブロックフローティング処理の
小ブロック数(すなわち帯域の分割数)に応じた当該臨
界帯域の全体の伝送ビット数は、表1に示すようにな
る。
【表1】
【0014】この表1において、臨界帯域を1つのブロ
ックで表した場合(1分割)は、フローティング係数に
6ビットで、ワード長に4ビットの合計10ビットが伝
送されることになる。また、臨界帯域を2つの小ブロッ
クで表した場合(2分割)は、フローティング係数に6
×2(=12ビット)、ワード長に4×2(=8ビッ
ト)で合計20ビットが伝送されることになる。以下同
様に、3分割した場合はフローティング係数に6×3
(=18ビット)でワード長に4×3(=12ビット)
の合計30ビット、また、4分割(図1の例)の場合は
フローティング係数に6×4(=24ビット)でワード
長に4×4(=16ビット)の合計40ビットが伝送さ
れる。上述のように、1つの臨界帯域B内の小ブロック
数が増加するほど伝送されるビット数も増加することに
なる。
ックで表した場合(1分割)は、フローティング係数に
6ビットで、ワード長に4ビットの合計10ビットが伝
送されることになる。また、臨界帯域を2つの小ブロッ
クで表した場合(2分割)は、フローティング係数に6
×2(=12ビット)、ワード長に4×2(=8ビッ
ト)で合計20ビットが伝送されることになる。以下同
様に、3分割した場合はフローティング係数に6×3
(=18ビット)でワード長に4×3(=12ビット)
の合計30ビット、また、4分割(図1の例)の場合は
フローティング係数に6×4(=24ビット)でワード
長に4×4(=16ビット)の合計40ビットが伝送さ
れる。上述のように、1つの臨界帯域B内の小ブロック
数が増加するほど伝送されるビット数も増加することに
なる。
【0015】これに対し、本発明実施例の上記図1の例
においては、1つの臨界帯域B内の上記各ワード長W
1,w2〜w4の情報のうちで伝送するのはワード長W
1の情報のみとし、他のワード長w2〜w4の情報を伝
送しないようにしている。すなわち、伝送するのは、該
臨界帯域B内の各フローティング係数Fc1〜Fc4の
情報と、上記ワード長W1の情報とする。換言すれば、
後の復号化処理の際には、1つのワード長W1の情報が
伝送されて来れば、各フローティング係数Fc1〜Fc
4の情報に基づいて、残りのワード長w2〜w4の情報
を求めることができる。具体的には、上記フローティン
グ係数Fc1とワード長W1とで許容ノイズレベルNL
を求めることができ、該許容ノイズレベルNLを求める
ことができれば、該許容ノイズレベルNLと上記フロー
ティング係数Fc2〜Fc4とから、上記残りのワード
長w2〜w4を知ることができるようになる。このよう
なことから、上記残りのワード長w2〜w4の情報を伝
送しないようにすることができ、したがって、臨界帯域
Bに対して上記3つのワード長w2〜w4の情報の伝送
のためのビット数が低減できるようになる。
においては、1つの臨界帯域B内の上記各ワード長W
1,w2〜w4の情報のうちで伝送するのはワード長W
1の情報のみとし、他のワード長w2〜w4の情報を伝
送しないようにしている。すなわち、伝送するのは、該
臨界帯域B内の各フローティング係数Fc1〜Fc4の
情報と、上記ワード長W1の情報とする。換言すれば、
後の復号化処理の際には、1つのワード長W1の情報が
伝送されて来れば、各フローティング係数Fc1〜Fc
4の情報に基づいて、残りのワード長w2〜w4の情報
を求めることができる。具体的には、上記フローティン
グ係数Fc1とワード長W1とで許容ノイズレベルNL
を求めることができ、該許容ノイズレベルNLを求める
ことができれば、該許容ノイズレベルNLと上記フロー
ティング係数Fc2〜Fc4とから、上記残りのワード
長w2〜w4を知ることができるようになる。このよう
なことから、上記残りのワード長w2〜w4の情報を伝
送しないようにすることができ、したがって、臨界帯域
Bに対して上記3つのワード長w2〜w4の情報の伝送
のためのビット数が低減できるようになる。
【0016】ここで、上記許容ノイズレベルNLは、上
述したように、人間の聴覚特性を考慮した臨界帯域毎に
求められており、当該臨界帯域では、1つの臨界帯域内
で許容ノイズレベルが略一定と考えることができるもの
である。したがって、上記図1の臨界帯域B内の各小ブ
ロックb1〜b4においても、許容ノイズレベルNLは
同レベルであると考えることができる。ただし、全体の
ダイナミックレンジを例えば120dBとし、上記フロ
ーティング係数を上記6ビットで表すと、該フローティ
ング係数は約2dBの精度を持つことになり、また、上
記ワード長情報を上記4ビットで表すと、該ワード長情
報は約6dBの精度となる。このため、上記図1の各小
ブロックb1〜b4において、後の復号化の際には、フ
ローティング係数Fc1〜Fc4と、上記ワード長W
1,w2〜w4の情報とから決まる伝送ノイズレベル
が、図2に示すように、約2dBステップのズレを持つ
ようになる。この時、各小ブロックb1〜b4において
伝送されるノイズレベルは、図2に示すように略±3d
Bの範囲内に収まるものである。すなわち、各小ブロッ
クb1〜b4の伝送ノイズレベルは、略±3dBの範囲
以上離れるとワード長が1ビット変わってしまうのでそ
れ以上離れないようになされているものである。
述したように、人間の聴覚特性を考慮した臨界帯域毎に
求められており、当該臨界帯域では、1つの臨界帯域内
で許容ノイズレベルが略一定と考えることができるもの
である。したがって、上記図1の臨界帯域B内の各小ブ
ロックb1〜b4においても、許容ノイズレベルNLは
同レベルであると考えることができる。ただし、全体の
ダイナミックレンジを例えば120dBとし、上記フロ
ーティング係数を上記6ビットで表すと、該フローティ
ング係数は約2dBの精度を持つことになり、また、上
記ワード長情報を上記4ビットで表すと、該ワード長情
報は約6dBの精度となる。このため、上記図1の各小
ブロックb1〜b4において、後の復号化の際には、フ
ローティング係数Fc1〜Fc4と、上記ワード長W
1,w2〜w4の情報とから決まる伝送ノイズレベル
が、図2に示すように、約2dBステップのズレを持つ
ようになる。この時、各小ブロックb1〜b4において
伝送されるノイズレベルは、図2に示すように略±3d
Bの範囲内に収まるものである。すなわち、各小ブロッ
クb1〜b4の伝送ノイズレベルは、略±3dBの範囲
以上離れるとワード長が1ビット変わってしまうのでそ
れ以上離れないようになされているものである。
【0017】このようなことから、後の復号化処理のた
めに、上記ワード長W1を与えた小ブロックb1の伝送
ノイズレベルと、上記許容ノイズレベルNLに一番近い
レベルとの差を一緒に伝送するようにする。すなわち、
上記許容ノイズレベルNLに一番近いレベルとの差を示
す情報として、上記図2の略±3dBの範囲内の何れの
レベルに各小ブロックの伝送ノイズレベルが来るかを示
す情報を、例えば2ビットの判定ビットを用いて伝送す
るようにする。例えば、当該2ビットの判定ビットが
“00”のとき+側にズレている(+1)ことを示し、
“01”のときズレがない(0)ことを示し、“10”
のとき−側にズレている(−1)ことを示すようにす
る。なお、“11”は用いないか或いは変わらないこと
を示す。
めに、上記ワード長W1を与えた小ブロックb1の伝送
ノイズレベルと、上記許容ノイズレベルNLに一番近い
レベルとの差を一緒に伝送するようにする。すなわち、
上記許容ノイズレベルNLに一番近いレベルとの差を示
す情報として、上記図2の略±3dBの範囲内の何れの
レベルに各小ブロックの伝送ノイズレベルが来るかを示
す情報を、例えば2ビットの判定ビットを用いて伝送す
るようにする。例えば、当該2ビットの判定ビットが
“00”のとき+側にズレている(+1)ことを示し、
“01”のときズレがない(0)ことを示し、“10”
のとき−側にズレている(−1)ことを示すようにす
る。なお、“11”は用いないか或いは変わらないこと
を示す。
【0018】これにより、上記フローティング係数Fc
1とワード長W1の情報から、小ブロックb1の伝送ノ
イズレベルが求められ、更に、上記許容ノイズレベルN
Lに一番近いレベルとの差(判定ビットにより表される
レベル差)を加算して、上記許容ノイズレベルNLに一
番近いレベルを得ることができる。この時、上述したよ
うに、各小ブロックb1〜b4の伝送されるノイズレベ
ルは、上記許容ノイズレベルNLに一番近いレベルの隣
以上には離れないので、上記各フローティング係数Fc
2〜Fc4から、各ワード長w2〜w4を求めることが
可能となる。
1とワード長W1の情報から、小ブロックb1の伝送ノ
イズレベルが求められ、更に、上記許容ノイズレベルN
Lに一番近いレベルとの差(判定ビットにより表される
レベル差)を加算して、上記許容ノイズレベルNLに一
番近いレベルを得ることができる。この時、上述したよ
うに、各小ブロックb1〜b4の伝送されるノイズレベ
ルは、上記許容ノイズレベルNLに一番近いレベルの隣
以上には離れないので、上記各フローティング係数Fc
2〜Fc4から、各ワード長w2〜w4を求めることが
可能となる。
【0019】図1の例におけるビット数低減の様子を上
記表1と比較して表2に示す。
記表1と比較して表2に示す。
【表2】
【0020】この表2において、臨界帯域Bを1つの小
ブロックで表した場合(1分割)は、上記フローティン
グ係数を6ビットで、ワード長Wを4ビットで伝送す
る。ただし、この場合上記判定ビット(2ビット)は用
いない。このため、該1分割では合計10ビットが伝送
されることになる。同じく、臨界帯域Bを2つの小ブロ
ックbで表した場合(2分割)は、フローティング係数
に6×2=12ビット、ワード長Wに4ビット、判定ビ
ットに2ビットで合計18ビットが伝送されることにな
る。以下同様に、3分割した場合はフローティング係数
に6×3=18ビット、ワード長Wに4ビット、判定ビ
ットに2ビットの合計24ビット、4分割(図1の例)
の場合はフローティング係数に6×4=24ビット、ワ
ード長Wに4ビット、判定ビットに2ビットの合計30
ビットが伝送されることになる。このため、表1の例の
伝送ビット数を100%としてこの表2の例と比較する
と、表2の例の場合、1分割では同じく100%となる
のに対し、2分割では90%、3分割では80%、4分
割では75%のように、分割数(小ブロック数)が増加
する程、ビット低減率が向上するようになる。したがっ
て、本実施例の方法は非常に有効であることが理解でき
る。
ブロックで表した場合(1分割)は、上記フローティン
グ係数を6ビットで、ワード長Wを4ビットで伝送す
る。ただし、この場合上記判定ビット(2ビット)は用
いない。このため、該1分割では合計10ビットが伝送
されることになる。同じく、臨界帯域Bを2つの小ブロ
ックbで表した場合(2分割)は、フローティング係数
に6×2=12ビット、ワード長Wに4ビット、判定ビ
ットに2ビットで合計18ビットが伝送されることにな
る。以下同様に、3分割した場合はフローティング係数
に6×3=18ビット、ワード長Wに4ビット、判定ビ
ットに2ビットの合計24ビット、4分割(図1の例)
の場合はフローティング係数に6×4=24ビット、ワ
ード長Wに4ビット、判定ビットに2ビットの合計30
ビットが伝送されることになる。このため、表1の例の
伝送ビット数を100%としてこの表2の例と比較する
と、表2の例の場合、1分割では同じく100%となる
のに対し、2分割では90%、3分割では80%、4分
割では75%のように、分割数(小ブロック数)が増加
する程、ビット低減率が向上するようになる。したがっ
て、本実施例の方法は非常に有効であることが理解でき
る。
【0021】ところで、上述した図1は臨界帯域の帯域
幅よりも狭い帯域の小ブロックでフローティング処理を
行う場合の例を示しているが、これに対して、例えばブ
ロックフローティング処理を上記臨界帯域よりも広い帯
域の大ブロックで行う場合については、図3に示すよう
にして伝送ビット数を低減することも可能である。
幅よりも狭い帯域の小ブロックでフローティング処理を
行う場合の例を示しているが、これに対して、例えばブ
ロックフローティング処理を上記臨界帯域よりも広い帯
域の大ブロックで行う場合については、図3に示すよう
にして伝送ビット数を低減することも可能である。
【0022】すなわち、この図3に示すディジタル信号
符号化方法は、入力ディジタル信号を例えば高速フーリ
エ変換(FFT)で直交変換して臨界帯域Bに分割し、
当該臨界帯域毎のエネルギに基づいて設定した各臨界帯
域毎の許容ノイズレベルNLと当該各臨界帯域毎のエネ
ルギとの差分のレベルに応じたビット数で上記各臨界帯
域の信号成分(FFT係数データ)を符号化すると共
に、上記直交変換後の信号成分をブロック化してこのブ
ロックb毎にブロックフローティング処理を行い当該ブ
ロックb毎のフローティング係数Fcを伝送するディジ
タル信号符号化方法であって、上記ブロックフローティ
ング処理を上記臨界帯域よりも広い帯域の大ブロックで
行う場合には、大ブロックb内の臨界帯域B1〜B4の
うち1つの臨界帯域のワード長(例えば臨界帯域B1の
ワード長W1)の情報と、各臨界帯域B1〜B4の許容
ノイズレベルNL1〜NL4に関する情報とを伝送する
ようにしたものである。すなわち、この図3において、
大ブロックbが臨界帯域よりも広い場合は、フローティ
ング係数の情報と大ブロックb内の全ての臨界帯域B1
〜B4のワード長の情報を伝送せずに、この大ブロック
bに対しては1つの臨界帯域のワード長(例えば臨界帯
域B1のワード長W1)情報のみと各臨界帯域B1〜B
4の許容ノイズレベルNL1〜NL4に関する情報を伝
送するようにすることで、フローティング係数Fcとこ
の大ブロックb内の他の臨界帯域B2〜B4のワード長
w2〜w4の情報伝送のためのビット数を減らすことが
できる。なお、図3の例は臨界帯域幅の狭い低域側の各
帯域を示したものであり、この図3の例のように臨界帯
域幅が狭い(臨界帯域の低域)場合には、1つの大ブロ
ックb内に複数臨界帯域(例えば4つの臨界帯域B1〜
B4)が存在するようになる。
符号化方法は、入力ディジタル信号を例えば高速フーリ
エ変換(FFT)で直交変換して臨界帯域Bに分割し、
当該臨界帯域毎のエネルギに基づいて設定した各臨界帯
域毎の許容ノイズレベルNLと当該各臨界帯域毎のエネ
ルギとの差分のレベルに応じたビット数で上記各臨界帯
域の信号成分(FFT係数データ)を符号化すると共
に、上記直交変換後の信号成分をブロック化してこのブ
ロックb毎にブロックフローティング処理を行い当該ブ
ロックb毎のフローティング係数Fcを伝送するディジ
タル信号符号化方法であって、上記ブロックフローティ
ング処理を上記臨界帯域よりも広い帯域の大ブロックで
行う場合には、大ブロックb内の臨界帯域B1〜B4の
うち1つの臨界帯域のワード長(例えば臨界帯域B1の
ワード長W1)の情報と、各臨界帯域B1〜B4の許容
ノイズレベルNL1〜NL4に関する情報とを伝送する
ようにしたものである。すなわち、この図3において、
大ブロックbが臨界帯域よりも広い場合は、フローティ
ング係数の情報と大ブロックb内の全ての臨界帯域B1
〜B4のワード長の情報を伝送せずに、この大ブロック
bに対しては1つの臨界帯域のワード長(例えば臨界帯
域B1のワード長W1)情報のみと各臨界帯域B1〜B
4の許容ノイズレベルNL1〜NL4に関する情報を伝
送するようにすることで、フローティング係数Fcとこ
の大ブロックb内の他の臨界帯域B2〜B4のワード長
w2〜w4の情報伝送のためのビット数を減らすことが
できる。なお、図3の例は臨界帯域幅の狭い低域側の各
帯域を示したものであり、この図3の例のように臨界帯
域幅が狭い(臨界帯域の低域)場合には、1つの大ブロ
ックb内に複数臨界帯域(例えば4つの臨界帯域B1〜
B4)が存在するようになる。
【0023】すなわち、この図3のように、ブロックフ
ローティング処理を各臨界帯域B1〜B4よりも広い大
ブロックbで行う場合には、フローティング係数Fcと
臨界帯域B2〜B4に対するワード長w2〜w4の情報
を伝送せずに、臨界帯域B1のワード長W1の情報と各
臨界帯域の許容ノイズレベルに関する情報である許容ノ
イズレベルNL1〜NL4とを伝送するようにすること
で、後の復号化処理の際には、1つのワード長W1の情
報が伝送されて来れば、各臨界帯域の許容ノイズレベル
NL1〜NL4の情報に基づいて、残りのワード長w2
〜w4の情報を求めることができる。具体的には、上記
許容ノイズレベルNL1とワード長W1とでフローティ
ング係数Fcを求めることができ、該フローティング係
数Fcを求めることができれば、該フローティング係数
Fcと許容ノイズレベルNL2〜NL4とから、上記残
りのワード長w2〜w4を知ることができるようにな
る。このため、上記この残りのワード長w2〜w4の情
報を伝送しないようにすることができ、したがって、ブ
ロックbに対して上記3つのワード長w2〜w4の情報
のためのビット数が低減できるようになる。
ローティング処理を各臨界帯域B1〜B4よりも広い大
ブロックbで行う場合には、フローティング係数Fcと
臨界帯域B2〜B4に対するワード長w2〜w4の情報
を伝送せずに、臨界帯域B1のワード長W1の情報と各
臨界帯域の許容ノイズレベルに関する情報である許容ノ
イズレベルNL1〜NL4とを伝送するようにすること
で、後の復号化処理の際には、1つのワード長W1の情
報が伝送されて来れば、各臨界帯域の許容ノイズレベル
NL1〜NL4の情報に基づいて、残りのワード長w2
〜w4の情報を求めることができる。具体的には、上記
許容ノイズレベルNL1とワード長W1とでフローティ
ング係数Fcを求めることができ、該フローティング係
数Fcを求めることができれば、該フローティング係数
Fcと許容ノイズレベルNL2〜NL4とから、上記残
りのワード長w2〜w4を知ることができるようにな
る。このため、上記この残りのワード長w2〜w4の情
報を伝送しないようにすることができ、したがって、ブ
ロックbに対して上記3つのワード長w2〜w4の情報
のためのビット数が低減できるようになる。
【0024】上述した本実施例の符号化方法が適用され
る構成の一具体例を図4に示す。
る構成の一具体例を図4に示す。
【0025】すなわちこの図4において、入力端子1に
供給された時間軸上のディジタルオーディオデータが、
高速フーリエ変換回路11に伝送される。この高速フー
リエ変換回路11では、上記時間軸上のオーディオデー
タが単位時間毎(単位ブロック)に周波数軸上のデータ
に変換され、実数成分値Reと虚数成分値Imとからな
るFFT係数データが得られる。これらFFT係数デー
タは振幅位相情報発生回路12に伝送され、当該振幅位
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とから振幅情報Amと位相情報Phとが得られ
て、上記振幅情報Amの情報が出力されるようになる。
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、本実施例では上記振幅情報Amのみを用いて上
記割当ビット数情報を得るようにしている。
供給された時間軸上のディジタルオーディオデータが、
高速フーリエ変換回路11に伝送される。この高速フー
リエ変換回路11では、上記時間軸上のオーディオデー
タが単位時間毎(単位ブロック)に周波数軸上のデータ
に変換され、実数成分値Reと虚数成分値Imとからな
るFFT係数データが得られる。これらFFT係数デー
タは振幅位相情報発生回路12に伝送され、当該振幅位
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とから振幅情報Amと位相情報Phとが得られ
て、上記振幅情報Amの情報が出力されるようになる。
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、本実施例では上記振幅情報Amのみを用いて上
記割当ビット数情報を得るようにしている。
【0026】この振幅情報Amは、先ず帯域分割回路1
3に伝送される。該帯域分割回路13では、上記振幅情
報Amで表現された入力ディジタル信号をいわゆる臨界
帯域幅(クリティカルバンド)に分割している。この臨
界帯域幅とは、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0〜22kHzを25帯域に
分け、高い周波数帯域ほど帯域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。
3に伝送される。該帯域分割回路13では、上記振幅情
報Amで表現された入力ディジタル信号をいわゆる臨界
帯域幅(クリティカルバンド)に分割している。この臨
界帯域幅とは、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0〜22kHzを25帯域に
分け、高い周波数帯域ほど帯域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。
【0027】上記帯域分割回路13で臨界帯域に分割さ
れた各帯域毎の上記振幅情報Amは、各々上記総和検出
回路14に伝送される。この総和検出回路14では、各
帯域毎のエネルギ(各帯域でのスペクトル強度)が、各
帯域内のそれぞれの振幅情報Amの総和(振幅情報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の出力すなわち各帯
域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、この各帯域のバークスペクトルSBは例えば図5
に示すようになる。ただし、図5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の帯域
(B1 〜B12)で表現している。
れた各帯域毎の上記振幅情報Amは、各々上記総和検出
回路14に伝送される。この総和検出回路14では、各
帯域毎のエネルギ(各帯域でのスペクトル強度)が、各
帯域内のそれぞれの振幅情報Amの総和(振幅情報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の出力すなわち各帯
域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、この各帯域のバークスペクトルSBは例えば図5
に示すようになる。ただし、図5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の帯域
(B1 〜B12)で表現している。
【0028】ここで、上記バークスペクトルSBのいわ
ゆるマスキングに於ける影響を考慮するため、該バーク
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
出力すなわち該バークスペクトルSBの各値は、フィル
タ回路15に送られる。該フィルタ回路15は、例え
ば、入力データを順次遅延させる複数の遅延素子と、こ
れら遅延素子からの出力にフィルタ係数(重みづけの関
数)を乗算する複数の乗算器(例えば各帯域に対応する
25個の乗算器)と、各乗算器出力の総和をとる総和加
算器とから構成されるものである。このフィルタ回路1
5の各乗算器において、例えば、任意の帯域に対応する
乗算器Mでフィルタ係数1を、乗算器M−1でフィルタ
係数0.15を、乗算器M−2でフィルタ係数0.00
19を、乗算器M−3でフィルタ係数0.000008
6を、乗算器M+1でフィルタ係数0.4を、乗算器M
+2でフィルタ係数0.06を、乗算器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。ただし、Mは1〜25の任意の整数である。この畳
込み処理により、図5中点線で示す部分の総和がとられ
る。なお、上記マスキングとは、人間の聴覚上の特性に
より、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。
すなわち、該マスキング効果により、マスキングされる
部分にノイズがあったとしても、このノイズは聞こえな
いことになる。このため、実際のオーディオ信号では、
このマスキングされる部分内のノイズは許容可能なノイ
ズとされる。
ゆるマスキングに於ける影響を考慮するため、該バーク
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
出力すなわち該バークスペクトルSBの各値は、フィル
タ回路15に送られる。該フィルタ回路15は、例え
ば、入力データを順次遅延させる複数の遅延素子と、こ
れら遅延素子からの出力にフィルタ係数(重みづけの関
数)を乗算する複数の乗算器(例えば各帯域に対応する
25個の乗算器)と、各乗算器出力の総和をとる総和加
算器とから構成されるものである。このフィルタ回路1
5の各乗算器において、例えば、任意の帯域に対応する
乗算器Mでフィルタ係数1を、乗算器M−1でフィルタ
係数0.15を、乗算器M−2でフィルタ係数0.00
19を、乗算器M−3でフィルタ係数0.000008
6を、乗算器M+1でフィルタ係数0.4を、乗算器M
+2でフィルタ係数0.06を、乗算器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。ただし、Mは1〜25の任意の整数である。この畳
込み処理により、図5中点線で示す部分の総和がとられ
る。なお、上記マスキングとは、人間の聴覚上の特性に
より、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。
すなわち、該マスキング効果により、マスキングされる
部分にノイズがあったとしても、このノイズは聞こえな
いことになる。このため、実際のオーディオ信号では、
このマスキングされる部分内のノイズは許容可能なノイ
ズとされる。
【0029】その後、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
域での後述する許容可能なノイズレベルに対応するレベ
ルαを求めるものである。なお、当該許容可能なノイズ
レベル(許容ノイズレベル)に対応するレベルα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、臨界帯域の各帯域毎の許容ノイズレベルとなる
ようなレベルである。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。この許容関数を増減さ
せることで上記レベルαの制御を行っている。当該許容
関数は、後述する関数発生回路29から供給されている
ものである。
算器16に送られる。該引算器16は、上記畳込んだ領
域での後述する許容可能なノイズレベルに対応するレベ
ルαを求めるものである。なお、当該許容可能なノイズ
レベル(許容ノイズレベル)に対応するレベルα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、臨界帯域の各帯域毎の許容ノイズレベルとなる
ようなレベルである。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。この許容関数を増減さ
せることで上記レベルαの制御を行っている。当該許容
関数は、後述する関数発生回路29から供給されている
ものである。
【0030】すなわち、許容ノイズレベルに対応するレ
ベルαは、臨界帯域幅の帯域の低域から順に与えられる
番号をiとすると、次の式で求めることができる。 α=S−(n−ai) この式において、n,aは定数でa>0、Sは畳込み処
理されたバークスペクトルの強度であり、該式中(n−
ai)が許容関数となる。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。
ベルαは、臨界帯域幅の帯域の低域から順に与えられる
番号をiとすると、次の式で求めることができる。 α=S−(n−ai) この式において、n,aは定数でa>0、Sは畳込み処
理されたバークスペクトルの強度であり、該式中(n−
ai)が許容関数となる。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。
【0031】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、上記畳込みされた領域での上記レベル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。
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、上記畳込みされた領域での上記レベル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。
【0032】次に、上記マスキングスペクトルは、合成
回路18を介して減算器19に伝送される。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
ち前述した総和検出回路14からのバークスペクトルS
B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、図6
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。
回路18を介して減算器19に伝送される。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
ち前述した総和検出回路14からのバークスペクトルS
B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、図6
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。
【0033】当該減算器19の出力は、上記許容ノイズ
レベル補正回路20を介してROM30に送られる。該
ROM30には、上記振幅情報Amの量子化に用いる複
数の割当ビット数情報が格納されており、上記減算回路
19の出力(上記各帯域のエネルギと上記ノイズレベル
設定手段の出力との差分のレベル)に応じた割当ビット
数情報を出力するようになっている。したがって、量子
化回路24では、上記割当ビット数情報に基づいて上記
振幅情報Amの量子化が行われる。この量子化回路24
の出力が出力端子2から出力される。なお、遅延回路2
1は上記合成回路18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ROM30以前の各
回路での遅延量を考慮して上記振幅情報Amを遅延させ
るために設けられている。
レベル補正回路20を介してROM30に送られる。該
ROM30には、上記振幅情報Amの量子化に用いる複
数の割当ビット数情報が格納されており、上記減算回路
19の出力(上記各帯域のエネルギと上記ノイズレベル
設定手段の出力との差分のレベル)に応じた割当ビット
数情報を出力するようになっている。したがって、量子
化回路24では、上記割当ビット数情報に基づいて上記
振幅情報Amの量子化が行われる。この量子化回路24
の出力が出力端子2から出力される。なお、遅延回路2
1は上記合成回路18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ROM30以前の各
回路での遅延量を考慮して上記振幅情報Amを遅延させ
るために設けられている。
【0034】また、上述した合成回路18での合成の際
には、最小可聴カーブ発生回路22から供給される図7
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RCを示すデータと、上記マスキングスペクトルM
Sとを合成することができる。この最小可聴カーブにお
いて、雑音絶対レベルがこの最小可聴カーブ以下ならば
該雑音は聞こえないことになる。更に、該最小可聴カー
ブは、コーディングが同じであっても例えば再生時の再
生ボリュームの違いで異なるものとなる。ただし、現実
的なディジタルシステムでは、例えば16ビットダイナ
ミックレンジへの音楽のはいり方にはさほど違いがない
ので、例えば4kHz付近の最も耳に聞こえやすい周波
数帯域の量子化雑音が聞こえないとすれば、他の周波数
帯域ではこの最小可聴カーブのレベル以下の量子化雑音
は聞こえないと考えられる。したがって、このように例
えばシステムの持つワードレングスの4kHz付近の雑
音が聞こえない使い方をすると仮定し、この最小可聴カ
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を得るようにすると、この場合
の許容ノイズレベルは、図中斜線で示す部分までとする
ことができるようになる。なお、本実施例では、上記最
小可聴カーブの4kHzのレベルを、例えば20ビット
相当の最低レベルに合わせている。また、この図7は、
信号スペクトルSSも同時に示している。
には、最小可聴カーブ発生回路22から供給される図7
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RCを示すデータと、上記マスキングスペクトルM
Sとを合成することができる。この最小可聴カーブにお
いて、雑音絶対レベルがこの最小可聴カーブ以下ならば
該雑音は聞こえないことになる。更に、該最小可聴カー
ブは、コーディングが同じであっても例えば再生時の再
生ボリュームの違いで異なるものとなる。ただし、現実
的なディジタルシステムでは、例えば16ビットダイナ
ミックレンジへの音楽のはいり方にはさほど違いがない
ので、例えば4kHz付近の最も耳に聞こえやすい周波
数帯域の量子化雑音が聞こえないとすれば、他の周波数
帯域ではこの最小可聴カーブのレベル以下の量子化雑音
は聞こえないと考えられる。したがって、このように例
えばシステムの持つワードレングスの4kHz付近の雑
音が聞こえない使い方をすると仮定し、この最小可聴カ
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を得るようにすると、この場合
の許容ノイズレベルは、図中斜線で示す部分までとする
ことができるようになる。なお、本実施例では、上記最
小可聴カーブの4kHzのレベルを、例えば20ビット
相当の最低レベルに合わせている。また、この図7は、
信号スペクトルSSも同時に示している。
【0035】ここで、上記許容ノイズレベル補正回路2
0では、補正値決定回路28から送られてくるいわゆる
等ラウドネス曲線の情報に基づいて、上記減算器19か
らの許容ノイズレベルを補正している。すなわち、上記
補正値決定回路28からは、上記減算器19からの許容
ノイズレベルを、いわゆる等ラウドネス曲線の情報デー
タに基づいて補正させるための補正値データが出力さ
れ、この補正値データが上記許容ノイズレベル補正回路
20に伝送されることで、上記減算器19からの許容ノ
イズレベルの等ラウドネス曲線を考慮した補正がなされ
るようになる。なお、上記等ラウドネス曲線とは、人間
の聴覚特性に関するものであり、例えば1kHzの純音
と同じ大きさに聞こえる各周波数での音の音圧を求めて
曲線で結んだもので、ラウドネスの等感度曲線とも呼ば
れる。また、該等ラウドネス曲線は、図7に示した最小
可聴カーブRCと略同じ曲線を描くものである。該等ラ
ウドネス曲線においては、例えば4kHz付近では1k
Hzのところより音圧が8〜10dB下がっても1kH
zと同じ大きさに聞こえ、逆に50kHz付近では1k
Hzでの音圧よりも約15dB高くないと同じ大きさに
聞こえない。このため、上記最小可聴カーブのレベルを
越えた雑音(許容ノイズレベル)は、該等ラウドネス曲
線に応じたカーブで与えられる周波数特性を持つように
するのが良いことがわかる。このようなことから、上記
等ラウドネス曲線を考慮して上記許容ノイズレベルを補
正することは、人間の聴覚特性に適合していることがわ
かる。
0では、補正値決定回路28から送られてくるいわゆる
等ラウドネス曲線の情報に基づいて、上記減算器19か
らの許容ノイズレベルを補正している。すなわち、上記
補正値決定回路28からは、上記減算器19からの許容
ノイズレベルを、いわゆる等ラウドネス曲線の情報デー
タに基づいて補正させるための補正値データが出力さ
れ、この補正値データが上記許容ノイズレベル補正回路
20に伝送されることで、上記減算器19からの許容ノ
イズレベルの等ラウドネス曲線を考慮した補正がなされ
るようになる。なお、上記等ラウドネス曲線とは、人間
の聴覚特性に関するものであり、例えば1kHzの純音
と同じ大きさに聞こえる各周波数での音の音圧を求めて
曲線で結んだもので、ラウドネスの等感度曲線とも呼ば
れる。また、該等ラウドネス曲線は、図7に示した最小
可聴カーブRCと略同じ曲線を描くものである。該等ラ
ウドネス曲線においては、例えば4kHz付近では1k
Hzのところより音圧が8〜10dB下がっても1kH
zと同じ大きさに聞こえ、逆に50kHz付近では1k
Hzでの音圧よりも約15dB高くないと同じ大きさに
聞こえない。このため、上記最小可聴カーブのレベルを
越えた雑音(許容ノイズレベル)は、該等ラウドネス曲
線に応じたカーブで与えられる周波数特性を持つように
するのが良いことがわかる。このようなことから、上記
等ラウドネス曲線を考慮して上記許容ノイズレベルを補
正することは、人間の聴覚特性に適合していることがわ
かる。
【0036】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。すなわち、この場合には、最小可聴カーブ発生回路
22,合成回路18が不要となり、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、すぐに減算器19に伝送されることになる。
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。すなわち、この場合には、最小可聴カーブ発生回路
22,合成回路18が不要となり、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、すぐに減算器19に伝送されることになる。
【0037】
【発明の効果】本発明のディジタル信号符号化方法にお
いては、入力ディジタル信号を直交変換して臨界帯域で
分割し、各臨界帯域毎の許容ノイズレベルに基づいた適
応的な割り当てビット数で各臨界帯域の信号成分を符号
化すると共に、直交変換後の信号成分をブロックフロー
ティング処理して得たフローティング係数を伝送するも
のであり、フローティング処理を臨界帯域よりも狭い帯
域の小ブロックで行う場合には、各臨界帯域内の小ブロ
ックのうち1つの小ブロックのワード長情報を伝送する
ことにより、ワード長情報のためのビット数を減らすこ
とができ、したがって、より高いビット圧縮が可能とな
る。
いては、入力ディジタル信号を直交変換して臨界帯域で
分割し、各臨界帯域毎の許容ノイズレベルに基づいた適
応的な割り当てビット数で各臨界帯域の信号成分を符号
化すると共に、直交変換後の信号成分をブロックフロー
ティング処理して得たフローティング係数を伝送するも
のであり、フローティング処理を臨界帯域よりも狭い帯
域の小ブロックで行う場合には、各臨界帯域内の小ブロ
ックのうち1つの小ブロックのワード長情報を伝送する
ことにより、ワード長情報のためのビット数を減らすこ
とができ、したがって、より高いビット圧縮が可能とな
る。
【図1】本発明実施例のフローティング処理を臨界帯域
よりも狭いブロックで行う場合を説明するための図であ
る。
よりも狭いブロックで行う場合を説明するための図であ
る。
【図2】本実施例の各ブロックの伝送される許容ノイズ
レベルを説明するための図である。
レベルを説明するための図である。
【図3】フローティング処理を臨界帯域よりも広いブロ
ックで行う場合を説明するための図である。
ックで行う場合を説明するための図である。
【図4】許容ノイズレベル設定のための具体的構成を示
すブロック回路図である。
すブロック回路図である。
【図5】バークスペクトルを示す図である。
【図6】マスキングスペクトルを示す図である。
【図7】最小可聴カーブ,マスキングスペクトルを合成
した図である。
した図である。
B,B1〜B4・・・・帯域 b,b1〜b4・・・・ブロック W1,w2〜w4・・・・・ワード長 NL,NL1〜NL4・・・許容ノイズレベル Fc1〜Fc4・・・・・・フローティング係数
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/30
Claims (1)
- 【請求項1】 入力ディジタル信号を直交変換して臨界
帯域に分割し、当該臨界帯域毎のエネルギに基づいて設
定した各臨界帯域毎の許容ノイズレベルと当該各臨界帯
域毎のエネルギとの差分のレベルに応じたビット数で上
記各臨界帯域の信号成分を符号化すると共に、上記直交
変換後の信号成分をブロック化してこのブロック毎にブ
ロックフローティング処理を行い当該ブロック毎のフロ
ーティング係数を伝送するディジタル信号符号化方法で
あって、上記ブロックフローティング処理を上記臨界帯
域よりも狭い帯域の小ブロックで行う場合には、各臨界
帯域内の小ブロックのうち1つの小ブロックについての
割り当てビット数に応じたワード長情報を伝送すること
を特徴とするディジタル信号符号化方法。
Priority Applications (18)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3091188A JP3060577B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | ディジタル信号符号化方法 |
DE69225100T DE69225100T2 (de) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Reduzierung der Zusaztinformation bei Teilbandkodierungsverfahren |
KR1019920702997A KR100312664B1 (ko) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | 디지탈신호부호화방법 |
AU13383/92A AU654533B2 (en) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Method of encoding digital signals |
HU9203759A HU213592B (en) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Coding methods for digital audio signals |
DK92906204T DK0531538T3 (da) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Fremgangsmåde til indkodning af digitale signaler |
BR9204799A BR9204799A (pt) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Processo de codificacao para um sinal digital |
AT92906204T ATE165198T1 (de) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Reduzierung der zusaztinformation bei teilbandkodierungsverfahren |
EP92906204A EP0531538B1 (en) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Reduction of the size of side-information for Subband coding |
CA002083709A CA2083709A1 (en) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Coding apparatus or method for digital audio signal |
PCT/JP1992/000237 WO1992017942A1 (fr) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Procede de codage de signaux numeriques |
RU92016428/09A RU2090973C1 (ru) | 1991-03-29 | 1992-02-28 | Способ кодирования сигналов |
US07/857,774 US5311561A (en) | 1991-03-29 | 1992-03-26 | Method and apparatus for compressing a digital input signal with block floating applied to blocks corresponding to fractions of a critical band or to multiple critical bands |
CS92926A CS92692A3 (en) | 1991-03-29 | 1992-03-27 | Method of digital signal encoding |
PL92294003A PL168474B1 (pl) | 1991-03-29 | 1992-03-27 | P L 168474 B 1 Sposób dokonywania kompresji cyfrowego sygnalu wejsciowego PL |
CN92102294A CN1032102C (zh) | 1991-03-29 | 1992-03-28 | 数字音频信号的编码方法 |
NO92924552A NO924552L (no) | 1991-03-29 | 1992-11-25 | Fremgangsmaate og anordning for koding av digitalt audiosignal |
FI925400A FI109627B (fi) | 1991-03-29 | 1992-11-27 | Menetelmä digitaalisten signaalien koodausta varten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3091188A JP3060577B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | ディジタル信号符号化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04302535A JPH04302535A (ja) | 1992-10-26 |
JP3060577B2 true JP3060577B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=14019473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3091188A Expired - Fee Related JP3060577B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | ディジタル信号符号化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3060577B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3091188A patent/JP3060577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04302535A (ja) | 1992-10-26 |
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