JPH08179794A

JPH08179794A - サブバンド符号化方法及び装置

Info

Publication number: JPH08179794A
Application number: JP6318691A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Isozaki; 正明五十崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】サブバンド符号化に際して、エネルギ変化の
大きい部分を有するデジタルオーディオ信号において
も、符号化の効率が低下しなくて、プリエコーが抑制さ
れる。【構成】モードデータ出力部６にて、デジタルオーデ
ィオ信号入力端子９からの入力信号の振幅が検出され、
この振幅が急激に変化する部分に応じて、周波数帯域分
割フィルタバンク２で上記入力信号を帯域分割して得ら
れるデータをグループ化するモードを設定して出力す
る。上記データはスケールファクタ計算部３にて上記モ
ードに応じたデータグループにてグループ化される。こ
のデータグループ毎にビット割り当て部４にて量子化ビ
ットが割り当てられ、量子化部５にて上記データは上記
量子化ビットに基づいて量子化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタルオーディオ信
号のデータを複数の周波数帯域のデータに分割して符号
化するサブバンド符号化方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年において、デジタルオーディオ信号
に対して、データ量を削減するために、例えば、蓄積用
動画像符号化の検討組織（moving picture image codin
g experts group ：ＭＰＥＧ）にて標準化されているＭ
ＰＥＧ−１等の符号化アルゴリズムでサブバンド符号化
方式が採用されている。このサブバンド符号化方式は、
ステレオオーディオ信号のデータから、このステレオオ
ーディオ信号の周波数軸方向への偏在の性質を利用し
て、ステレオオーディオ信号に含まれる冗長部分のデー
タを削減する方式である。

【０００３】ここで、上記サブバンド符号化方式を実現
するための構成の一例を模式的に表すブロック図を図１
６に示す。

【０００４】上記サブバンド符号化方式において、先
ず、入力端子９１から送られるデジタルオーディオ信号
が、バンドパスフィルタ部８１にてＭ個の周波数領域に
分割されてサブバンド分割データが得られる。各バンド
パスフィルタ部８１で得られたデータが量子化部８２に
て量子化処理され、さらにビットストリーム蓄積部８３
にて量子化処理されたデータを用いてビットストリーム
が形成され、蓄積される。このビットストリーム内のデ
ータは逆量子化部８４にて逆量子化処理され、合成フィ
ルタ部８５にてＭ個の周波数領域に分割されたデータが
まとめられ、デジタルオーディオ信号を再現する。

【０００５】また、上記サブバンド符号化方式が適用さ
れるサブバンド符号化装置の要部の構成は、図１４に示
すように、入力されるデジタルオーディオ信号のサンプ
ルデータを、例えば３２の周波数帯域の各帯域、すなわ
ちサブバンドに分割する周波数帯域分割フィルタバンク
６１と、上記各サブバンドに分割して得られたデータの
振幅の最大値、すなわちスケールファクタを計算し、上
記データの振幅をこのスケールファクタの値を用いて正
規化するスケールファクタ計算部６２と、各サブバンド
のスケールファクタの値に応じて、各ブロックが一定の
データ量を有するように各サブバンドに量子化レベル、
または量子化ビットを割り当てるビット割り当て部６３
と、各サブバンドのデータを、割り当てられた量子化ビ
ットで量子化処理を行う量子化部６４と、量子化処理さ
れたデータをビットストリームのフォーマットにて並べ
かえて、ビットストリームを形成するビットストリーム
形成部６５とを有して成るものである。また、上記サブ
バンドの時間軸方向への距離、いわゆる符号長は３２０
としている。

【０００６】入力端子７１より入力されるデジタルオー
ディオ信号は、図１７に示すように、範囲Ｌが一ブロッ
クで、このブロック単位の符号長は３２０である。すな
わち、一ブロック当たり３２０サンプルを有している。

【０００７】また、周波数帯域分割フィルタ６１は、例
えば図１８に示すように、上記デジタルオーディオ信号
を３２個のサブバンドに分割する。なお、各サブバンド
の１ブロック当たりのデータは１０個となる。

【０００８】スケールファクタ計算部６２では、上記デ
ータがサブバンド毎に送られる。例えば図１９に示すよ
うなｎ番目のサブバンドのデータは、６番目のデータ、
すなわちＳｎ（６）の振幅の絶対値が最大値となるた
め、このスケールファクタが計算される。さらに、この
スケールファクタに基づいて、Ｓｎ（０）からＳｎ
（９）までのデータが正規化される。

【０００９】ビット割り当て部６３は、図２０に示すよ
うに、各サブバンドのスケールファクタに基づいて、各
サブバンドのデータ量の偏在を利用し、ブロック単位で
一定のデータ量となるように、量子化ビットを各サブバ
ンドに割り当てる。

【００１０】また、ビットストリーム形成部６５は、図
２１に示すように、補助ブロック１０１、量子化ビット
ブロック１０２、スケールファクタブロック１０３及び
サンプルデータブロック１０４から成るビットストリー
ムのフォーマットにて量子化部６４で量子化されたデー
タを並べかえて、ビットストリームを形成する。

【００１１】また、上記サブバンド符号化装置にて得ら
れたビットストリームは、サブバンド復号化装置にて復
号化処理される。

【００１２】このサブバンド復号化装置は、図１５に示
すように、ビットストリーム復号化部６６と、ビット割
り当て解読部６７と、逆量子化部６８と、合成フィルタ
バンク６９とを有して成るものである。

【００１３】また、上記サブバンド復号化装置におい
て、ビットストリーム入力端子７３からの入力データは
ビットストリーム復号化部６６を介し、ビット割り当て
解読部６７に供給される。また、ビット割り当て解読部
６７からの出力データは逆量子化部６８を介し、合成フ
ィルタバンク６９に供給される。この合成フィルタバン
ク６９からの出力データはデジタルオーディオ信号出力
端子７４に供給される。

【００１４】ここで、ビットストリーム復号化部６６
は、図２１に示したビットストリームの補助ブロックの
データから上記ビットストリームをブロック単位で分割
して量子化されたデータを得る。また、ビット割り当て
解読部６７は量子化ビットブロック１０２から各サブバ
ンドの量子化ビットを解読して逆量子化部６８に送る。
逆量子化部６８は、上記量子化ビットに基づいて、デー
タブロック１０４のデータから上記量子化データを逆量
子化処理する。合成フィルタバンク６９は、この逆量子
化処理されたデータを合成してデジタルオーディオ信号
を再現してデジタルオーディオ信号出力端子７４から出
力する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図２２に示
すような、振幅が急峻に変化する部分、いわゆるアタッ
ク部分１１１を有する信号を符号化する場合、このアタ
ック部分では、周波数スペクトラムのエネルギ分布は、
低域から高域まで広がってしまう。従って、周波数軸方
向への偏在性が弱くなる。

【００１６】上述のサブバンド符号化装置では、各サブ
バンド毎に振幅の最大値に応じたスケールファクタを算
出して、このスケールファクタを用いて、サブバンド内
のデータの正規化を行っている。このため、アタック部
分の前側の微小なデータも一律に、アタック部分以後の
大きい振幅を有するデータに対応した量子化レベルにて
量子化処理される。

【００１７】従って、上述のサブバンド符号化装置によ
る符号化処理の効率が低下し、上記量子化処理で生じる
量子化ノイズは、図２３に示すように、範囲Ｌのブロッ
ク内の全時間軸領域に広がってしまう。このために、符
号化処理した後、再度復号化処理して得られるオーディ
オ信号は、図２４に示すようなアタック部分より前部分
で、量子化ノイズが乗ったような信号、いわゆるプリエ
コー１１２を有する信号になってしまう。また、上記プ
リエコーは知覚されやすいといった問題がある。

【００１８】本発明は、上述した実情に鑑みてなされた
ものであり、エネルギ変化の大きい部分を有するデジタ
ルオーディオ信号においても、サブバンド符号化の効率
が低下しなくて、プリエコーを抑制できるサブバンド符
号化方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
を解決するために、デジタルオーディオ信号のサンプル
データを複数の周波数帯域のデータに分割して符号化す
るサブバンド符号化方法であって、入力されるデジタル
オーディオ信号のサンプルデータを複数の周波数帯域の
データに分割する帯域分割工程と、上記周波数帯域に分
割されたデータを、上記入力されるデジタルオーディオ
信号の振幅に応じてグループ化するグループ化工程と、
上記グループ化工程にて得られた上記データグループ毎
に上記データを量子化する量子化工程とを有するもので
ある。

【００２０】また、本発明は、上記サブバンド符号化方
法において、上記デジタルオーディオ信号のサンプルデ
ータについて一定サンプル数のブロック単位で最大絶対
値を検出し、上記グループ化工程にて、時間的に連続す
る上記ブロック間の上記最大絶対値の変化量が所定の閾
値より大きいときに、時間軸方向の長さを短くして上記
帯域分割工程にて得られたデータをグループ化するもの
である。

【００２１】また、本発明は、上記サブバンド符号化方
法において、上記デジタルオーディオ信号のサンプルデ
ータについて上記各周波数帯域で最大絶対値を検出し、
上記グループ化工程にて、時間的に連続する周波数帯域
間の上記最大絶対値の変化量が所定の閾値より大きいと
きに、時間軸方向の長さを短くして上記帯域分割工程に
て得られたデータをグループ化するものである。

【００２２】また、本発明は、デジタルオーディオ信号
のデータを複数の周波数帯域のサンプルデータに分割し
て符号化するサブバンド符号化装置であって、入力され
るデジタルオーディオ信号のデータを複数の周波数帯域
のデータに分割する帯域分割手段と、上記入力されるデ
ジタルオーディオ信号の振幅を検出する振幅検出手段
と、上記帯域分割手段で分割されたデータを、上記振幅
検出手段にて検出される振幅に基づいて、例えば周波数
軸方向のサンプル数と時間軸方向のサンプル数とで規定
されるデータグループで、グループ化するグループ化手
段と、上記グループ化手段にて得られる上記データグル
ープ毎に上記データを量子化する量子化手段とを有して
成るものである。

【００２３】また、本発明は、上記サブバンド符号化装
置において、上記振幅検出手段は、上記デジタルオーデ
ィオ信号のサンプルデータについて一定サンプル数のブ
ロック単位で最大絶対値を検出すると共に、時間的に連
続する上記ブロック間の上記最大絶対値の変化量を検出
し、上記グループ化手段は、上記変化量が所定の閾値よ
り大きいときに、時間軸方向の長さを短くして上記帯域
分割手段にて得られたデータをグループ化するものであ
る。

【００２４】また、本発明は、上記サブバンド符号化装
置において、上記振幅検出手段は、上記デジタルオーデ
ィオ信号のサンプルデータについて上記各周波数帯域で
最大絶対値を検出すると共に、時間的に連続する周波数
帯域間の最大絶対値の変化量を検出し、上記グループ化
手段は、上記変化量が所定の閾値より大きいときに、時
間軸方向の長さを短くして上記帯域分割手段にて得られ
たデータをグループ化するものである。

【００２５】

【作用】本発明に係る帯域分割工程と、グループ化工程
と、量子化工程とを有するサブバンド符号化方法によれ
ば、上記帯域分割工程にて入力されるデジタルオーディ
オ信号のサンプルデータが周波数帯域のデータに分割さ
れ、上記グループ化工程にて上記データが、上記デジタ
ルオーディオ信号の振幅に応じて、例えば周波数軸方向
のサンプル数と時間軸方向のサンプル数とで規定される
データグループでグループ化される。このデータグルー
プは、上記デジタルオーディオ信号の周波数帯域幅が急
激に変化した場合に、この帯域での時間分解能が高まる
ように設定されるものであり、上記量子化工程にてなさ
れる量子化処理の効率が上がる。

【００２６】また、上記サブバンド符号化方法におい
て、上記グループ化工程にて、時間的に連続するブロッ
ク間の上記最大絶対値の変化量が所定の閾値より大きい
ときに、時間軸方向の長さを短くして上記帯域分割工程
にて得られたデータをグループ化する場合、上記帯域分
割工程にて得られたデータは、上記デジタルオーディオ
信号の時間的に連続するブロック間の上記最大絶対値の
変化量が所定の閾値より大きいとき、上記データグルー
プを時間軸方向に短くして行われる。このデータグルー
プは、上記デジタルオーディオ信号の周波数帯域幅が急
激に変化した場合に、この帯域での時間分解能が高まる
ように設定されるものであり、上記量子化工程にてなさ
れる量子化処理の効率が上がる。

【００２７】また、上記サブバンド符号化方法におい
て、上記グループ化工程にて時間的に連続する周波数帯
域間の上記最大絶対値の変化量が所定の閾値より大きい
ときに、時間軸方向の長さを短くして上記帯域分割工程
にて得られたデータをグループ化する場合、上記帯域分
割工程にて得られたデータは、上記デジタルオーディオ
信号の時間的に連続する周波数帯域間の上記最大絶対値
の変化量が所定の閾値より大きいとき、上記データグル
ープを時間軸方向に短くして行われる。このデータグル
ープは、上記デジタルオーディオ信号の周波数帯域幅が
急激に変化した場合に、この帯域での時間分解能が高ま
るように設定されるものであり、上記量子化工程にてな
される量子化処理の効率が上がる。

【００２８】本発明に係る帯域分割手段と、振幅検出手
段と、グループ化手段と、量子化手段とを有するサブバ
ンド符号化装置によれば、上記帯域分割手段は、入力さ
れるデジタルオーディオ信号のサンプルデータを周波数
帯域に分割された各帯域、すなわちサブバンドのデータ
に分割する。また、上記振幅検出手段は、上記入力され
るデジタルオーディオ信号の振幅を検出する。また、上
記グループ化手段は、上記振幅に基づいて、例えば周波
数軸方向のサンプル数と時間軸方向のサンプル数とで規
定されるデータグループで、上記データをグループ化す
る。このデータグループは、上記デジタルオーディオ信
号の周波数帯域幅が急激に変化した場合に、この帯域で
の時間分解能が高まるように設定されるものであり、上
記量子化手段にてなされる量子化処理の効率が上がる。

【００２９】また、上記サブバンド符号化装置におい
て、上記振幅検出手段は、上記デジタルオーディオ信号
のサンプルデータについて一定サンプル数のブロック単
位で最大絶対値を検出すると共に、時間的に連続するブ
ロック間の上記最大絶対値の変化量を検出し、上記グル
ープ化手段は、上記変化量が所定の閾値より大きいとき
に、時間軸方向の長さを短くして上記帯域分割手段にて
得られたデータをグループ化する場合、このデータグル
ープは、上記デジタルオーディオ信号の周波数帯域幅が
急激に変化した場合に、この帯域での時間分解能が高ま
るように設定されるものであり、上記量子化手段にてな
される量子化処理の効率が上がる。

【００３０】また、上記サブバンド符号化装置におい
て、上記振幅検出手段は、上記デジタルオーディオ信号
のサンプルデータについて上記各周波数帯域で最大絶対
値を検出すると共に、時間的に連続する周波数帯域間の
最大絶対値の変化量を検出し、上記グループ化手段は、
上記変化量が所定の閾値より大きいときに、時間軸方向
の長さを短くして上記帯域分割手段にて得られたデータ
をグループ化する場合、このデータグループは、上記デ
ジタルオーディオ信号の周波数帯域幅が急激に変化した
場合に、この帯域での時間分解能が高まるように設定さ
れるものであり、上記量子化手段にてなされる量子化処
理の効率が上がる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明のサブバンド符号化方法及びサ
ブバンド符号化装置の例を、図面を参照しながら詳細に
説明する。ここでは、４８ｋＨｚの標本化周波数にて、
サンプリングしたデータのサブバンド符号化装置を例に
挙げる。

【００３２】上記サブバンド符号化装置の第一の例を、
図１に示す。このサブバンド符号化装置は、入力される
デジタルオーディオ信号のサンプルデータを周波数帯域
に分割された各帯域、すなわちサブバンドのデータに分
割する周波数帯域分割フィルタバンク２と、後述するモ
ードデータ出力部６から送られるモードデータに基づい
て、上記データをグループ化すると共に、各データグル
ープのデータの振幅の最大値、いわゆるスケールファク
タを計算するスケールファクタ計算部３と、上記スケー
ルファクタに基づいて各データグループのデータを量子
化するための量子化ビットを割り当てるビット割り当て
部４と、この量子化ビットに応じて上記各データを上記
データグループ毎に量子化する量子化部５とを有して成
るものである。

【００３３】また、上記サブバンド符号化装置は、上記
デジタルオーディオ信号のサンプルデータについて一定
サンプル数のブロック単位で最大絶対値を検出すると共
に、時間的に連続するブロック間の上記最大絶対値の変
化量を検出し、この変化量に基づいて設定される上記モ
ードデータを出力する振幅検出手段としてのモードデー
タ出力部６をも有している。

【００３４】また、上記サブバンド符号化装置におい
て、デジタルオーディオ信号入力端子９からの入力デー
タは、ブロック遅延部１及びモードデータ出力部６に供
給される。

【００３５】また、上記ブロック遅延部１からの出力デ
ータは、周波数帯域分割フィルタバンク２を介し、スケ
ールファクタ計算部３に供給される。このスケールファ
クタ計算部３からの出力データは、ビット割り当て部４
を介し、量子化部５に供給される。この量子化部５から
の出力は、ビットストリーム形成部７に供給されてい
る。

【００３６】また、上記モードデータ出力部６からの出
力データは、上記スケールファクタ計算部３及び上記ビ
ットストリーム形成部７に供給される。さらに上記モー
ドデータ出力部６には、制御部８から上記モードデータ
を決定するための閾値が供給されている。

【００３７】ここで、ブロック遅延部１はオーディオプ
ロセッサ等からデジタルオーディオ信号入力端子９を介
して送られるデジタルオーディオ信号をブロック単位で
分割し、ブロック単位の上記デジタルオーディオ信号の
データを周波数帯域分割フィルタバンク２に送る。

【００３８】周波数帯域分割フィルタバンク２は、図３
に示すように、上記ブロック単位のデジタルオーディオ
信号のデータを、ＤＣから２４ｋＨｚの帯域まで０．７
５ｋＨｚ刻みで３２の周波数帯域、すなわちサブバンド
（Sub0〜Sub31 ）のデータに分割する。ここで、縦軸は
周波数を、横軸は時間を表す。また、周波数帯域フィル
タバンク２でサブバンドに分割されたデータは、時間軸
方向にサブバンド当たり１０個存在している。すなわ
ち、全データ数は３２０になる。以下、これらサンプル
データで、例えば、ＤＣ−０．７５ｋＨｚのサブバンド
（Sub0）で時間軸方向に０番目のものをＳ０（０）と表
記することにする。また、上記周波数帯域分割フィルタ
バンク２は、図１に示すように、３２０個の全データを
スケールファクタ計算部３に送る。

【００３９】また、モードデータ出力部６は、上記デジ
タルオーディオ信号のサンプルデータをブロック単位で
検出し、この各ブロックのサンプルデータの最大絶対値
を検出し、さらに時間的に連続するブロックの最大絶対
値の比をとって変化量を検出する。また、モードデータ
出力部６は、制御部８から送られる閾値と上記最大絶対
値の比とを比較（以下、この操作をアタック検出とい
う）し、上記最大絶対値の比が上記閾値より大きい場
合、すなわちアタック部が検出される場合、第一のモー
ドのモードデータを、また、上記最大絶対値の比が上記
閾値より小さい場合、すなわちアタック部が検出されな
い場合、第二のモードのモードデータをスケールファク
タ計算部３及びビットストリーム形成部７に送る。

【００４０】また、スケールファクタ計算部３は、上記
モードデータ出力部６から送られるモードデータに基づ
いて、上記周波数帯域分割フィルタバンク２から送られ
る３２０個のデータを１０個単位でグループ化する。す
なわち、上記３２０個のデータは再編され、３２データ
グループに分けられる。

【００４１】ここで、スケールファクタ計算部３におけ
るグループ化のモードについて説明する。上記第一のモ
ードは、上記アタック部が検出される場合に採用され、
また図４に示すように、例えば、Ｓ０（０）、Ｓ１
（０）、Ｓ２（０）、Ｓ３（０）、Ｓ０（１）、Ｓ１
（１）、Ｓ２（１）、Ｓ３（１）、Ｓ０（２）、Ｓ１
（２）が第一のデータグループを構成するように、振幅
が同程度のデータを１０個単位でグループ化するモード
であり、また、上記データ全体で見ると、図６に示すよ
うに、時間軸方向に細かく分割するように、すなわち時
間軸方向への分解能が高くなるようになっている。

【００４２】さらに、上記第一のモードは、各データグ
ループの時間軸方向の長さが短くなるように上記データ
をグループ化するため、アタック部において、時間軸方
向の長さ、いわゆる符号長が短くなる。従って、上記第
一のモードでグループ化されたデータを量子化する際に
発生する量子化ノイズは、図８に示すように、時間軸方
向へ広がる範囲が狭くなって現れる。

【００４３】また、上記第二のモードは、上記アタック
部が検出されない場合に採用され、また図５に示すよう
に、例えば、Ｓ０（０）からＳ０（９）までが第一のデ
ータグループを構成するように、サブバンドがそのまま
データグループを構成するようなモードであり、また、
上記データ全体で見ると、図７に示すように、周波数軸
方向に細かく分割するように、すなわち周波数軸方向へ
の分解能が高くなるようになっている。また、上記第二
のモードでグループ化されたデータを量子化する際に発
生する量子化ノイズは、図９に示すように、全時間領域
に広がっているものの、入力されるデジタルオーディオ
信号に上記アタック部が存在しないため、各サブバンド
をそのまま用いても上記量子化ノイズは抑えられる。

【００４４】また、上記各モードにて規定される各デー
タグループを比較すると、図６及び図７に示すように、
上記第一のモードについては時間軸方向に短く、また、
上記第二のモードについては時間軸方向に長い。従っ
て、以下、上記第一のモードをショートモード、上記第
二のモードをロングモードという。

【００４５】また、上記スケールファクタ計算部３は、
上記ショートモード、あるいは上記ロングモードにてグ
ループ化されたデータグループ毎に、スケールファクタ
を計算する。また、スケールファクタ計算部３は、図１
に示すように、上記スケールファクタが振られたデータ
グループをビット割り当て部４に送る。

【００４６】ビット割り当て部４は、各データグループ
に振られているスケールファクタに応じて、このデータ
グループに量子化処理するための量子化ビットを割り当
てる。この量子化ビットが割り当てられたデータグルー
プ単位のデータは、量子化部５に送られる。また、量子
化部５は、上記データを量子化ビットに応じて量子化処
理を行う。この量子化されたデータは、対応するスケー
ルファクタと共にビットストリーム形成部７に送られ
る。

【００４７】ビットストリーム形成部７は、上記量子化
されたデータと、上記スケールファクタと、上記モード
データとからビットストリームを形成する。このビット
ストリームのフォーマットは、例えば、図１０に示すよ
うに、複数のフレームＦ０からＦ９から構成され、この
各フレームＦ０からＦ９は６個のブロックＢ０からＢ５
で構成される。さらに、この各ブロックＢ０からＢ５
は、補助データ領域５６と、３２個のビット割り当てデ
ータから成るビット割り当てデータ領域５５と、３２個
のスケールファクタから成るスケールファクタデータ領
域５４と、各データグループに対応する３２個のデータ
グループ領域５３とで構成される。また、この各データ
グループＧ０からＧ３１内には、１０個のデータＤ０か
らＤ９が入れられる。

【００４８】また、上記補助データ領域５６内に、上記
モードデータ、すなわち量子化処理を行う際に周波数帯
域分割フィルタバンク２にて帯域分割されたデータをグ
ループ化したモードであるショートモード、あるいはロ
ングモードの情報が入れられている。また、上記データ
グループ領域５３は、最も周波数の低いデータを含むデ
ータグループＧ０から最も周波数の高いデータを含むデ
ータグループＧ３１まで順に並べられている。なお、上
記各ブロックＢ０からＢ５は３２０個の上記帯域分割さ
れたデータを有しているため、上記各フレームＦ０から
Ｆ９は１９２０個のデータを有することになる。

【００４９】また、上記ビットストリーム形成部７は、
図１に示すように、上記ビットストリームをビットスト
リーム出力端子から出力する。

【００５０】また、本発明のサブバンド符号化装置の第
二の例を、図２に示す。このサブバンド符号化装置は、
入力されるデジタルオーディオ信号をのサンプルデータ
を周波数帯域に分割された各帯域、すなわちサブバンド
のデータに分割する周波数帯域分割フィルタバンク１２
と、上記周波数帯域単位で最大絶対値を検出すると共
に、時間的に連続する周波数帯域間の上記最大絶対値の
変化量を検出し、この変化量に基づいて設定されるモー
ドデータを出力する振幅検出手段としてのモードデータ
出力部１６と、上記モードデータに基づいて、上記サブ
バンドに分割されたデータをグループ化すると共に、各
データグループのデータの振幅の最大値、いわゆるスケ
ールファクタを計算するスケールファクタ計算部３と、
上記スケールファクタに基づいて各データグループに各
データを量子化するための量子化ビットを割り当てるビ
ット割り当て部４と、この量子化ビットに応じて上記各
データを上記データグループ毎に量子化する量子化部５
とを有して成るものである。

【００５１】また、上記サブバンド符号化装置におい
て、デジタルオーディオ信号入力端子９からの入力デー
タは、周波数帯域分割フィルタバンク１２に供給され
る。また、周波数帯域分割フィルタバンク１２からの出
力データはモードデータ出力部１６に供給される。

【００５２】また、モードデータ出力部１６からの出力
データはスケールファクタ計算部３に供給されると共
に、モードデータ出力側からはモードデータが上記スケ
ールファクタ３及びビットストリーム形成部７に供給さ
れる。さらに、モードデータ出力部１６には、制御部１
８から上記モードデータを決定するための閾値が供給さ
れている。

【００５３】また、スケールファクタ計算部３からの出
力データはビット割り当て部４を介し、量子化部５に供
給される。この量子化部５からの出力は、上記ビットス
トリーム形成部７に供給される。

【００５４】ここで、周波数帯域分割フィルタバンク１
２は、オーディオプロセッサ等からデジタルオーディオ
信号入力端子９を介して送られるデジタルオーディオ信
号のサンプルデータを、上述したように、ＤＣから２４
ｋＨｚの帯域まで０．７５ｋＨｚ刻みで３２の周波数帯
域の各帯域、すなわちサブバンド（Sub0〜Sub31 ）のデ
ータに分割する。また、周波数帯域分割フィルタバンク
１２は、上記このサブバンドに分割されたデータをモー
ドデータ出力部１６に送る。

【００５５】モードデータ出力部１６は、上記サブバン
ド毎でデータの最大絶対値を検出すると共に、時間的に
連続する周波数帯域間の最大絶対値の比をとって変化量
を検出する。また、モードデータ出力部１６は、制御部
１８から送られる閾値と上記最大絶対値の比とを比較、
すなわちアタック検出を行う。ここで、上記最大絶対値
の比が上記閾値より大きい場合、すなわちアタック部が
検出される場合、上記ショートモードのモードデータ
を、また、上記最大絶対値の比が上記閾値より小さい場
合、すなわちアタック部が検出されない場合、上記ロン
グモードのモードデータをスケールファクタ計算部３及
びビットストリーム形成部７に送る。

【００５６】また、上述の各サブバンド符号化装置によ
れば、デジタルオーディオ信号入力端子９から入力され
るデジタルオーディオ信号に、上記モードデータ出力部
６、あるいはモードデータ出力部１６により上記アタッ
ク部が検出された場合、サブバンド分割されたデータの
グループ化にはショートモードが採用され、スケールフ
ァクタ計算部３にて、図１１に示すように、上記サブバ
ンド分割されたデータはグループＧ０からグループＧ３
１までのデータグループに分割される。ショートモード
においては、同じデータグループ内は同程度の振幅を有
するデータのみがまとめられる。このようにすること
で、アタック部を有するデジタルオーディオ信号の振幅
が微小なデータと上記振幅が大きいデータとを別々に扱
うことが可能になる。

【００５７】また、上記デジタルオーディオ信号に、上
記モードデータ出力部６、あるいはモードデータ出力部
１６により上記アタック部が検出されない場合、上記サ
ブバンド分割されたデータのグループ化にはロングモー
ドが採用され、スケールファクタ計算部３にて、図１２
に示すように、上記サブバンド分割されたデータは上記
サブバンドがそのままデータグループ、すなわちグルー
プＧ０からグループＧ３１にてグループ化される。

【００５８】さらに、上述の各サブバンド符号化装置
は、上述したように、データグループ毎にスケールファ
クタを計算し、このスケールファクタに基づいて上記各
データグループに量子化ビットを割り当てて、この量子
化ビットに応じて各データグループ内のデータを量子化
する。また、上述の各サブバンド符号化装置はこれら量
子化されたデータと量子化処理に必要なデータとに基づ
いて、ビットストリームを形成して、このビットストリ
ームを出力する。

【００５９】上記ビットストリームを復号化するには、
サブバンド復号化装置が用いられる。このサブバンド復
号化装置は、図１３に示すように、図１０のようなビッ
トストリームをブロック毎に検出し、各ブロックＢ０か
らＢ５の補助データ領域５６のデータからモードデータ
を取り出すと共にビット割り当てデータ領域５５のデー
タを取り出すビットストリーム復号化部２１と、上記ビ
ット割り当てデータ領域５５のデータからビット割り当
てデータを取り出すビット割り当て解読部２２と、上記
ビット割り当てデータ及び上記モードデータに基づい
て、上記ブロック５５のデータグループ領域５３内のデ
ータＤ０からＤ９を逆量子化処理する逆量子化部２３
と、この逆量子化された複数のデータを合成してサブバ
ンド符号化処理する前のデジタルオーディオ信号を再現
する合成フィルタバンク２４とを有して成るものであ
る。

【００６０】また、上記サブバンド復号化装置におい
て、ビットストリーム入力端子２５からの入力データは
ビットストリーム復号化部２１に供給される。このビッ
トストリーム復号化部２１からの出力データはビット割
り当て解読部２２及び逆量子化部２３に供給される。ま
た、上記ビット割り当て解読部２２からの出力データ
は、上記逆量子化部２３に供給される。また、逆量子化
部２３からの出力データは合成フィルタバンク２４を介
し、合成フィルタバンク２４に供給される。また、合成
フィルタバンク２４からの出力データは、デジタルオー
ディオ信号出力端子２６に供給される。

【００６１】上記サブバンド復号化装置によれば、上述
の各サブバンド復号化装置でデジタルオーディオ信号を
サブバンド復号化処理して得られたビットストリーム
を、復号化処理し、上記デジタルオーディオ信号を再現
する。

【００６２】なお、本実施例において、入力されるデジ
タルオーディオ信号として４８ｋＨｚの標本化周波数に
て標本化された信号を用いる例を挙げたが、これに限定
されることはなく、他の標本化周波数を用いて標本化し
たデジタルオーディオ信号を用いても、サブバンドの分
割数とサブバンド分割間隔を上記標本化周波数に最適に
なるように変更すれば本発明と同様の効果を得ることが
できる。

【００６３】また、本実施例において、上記デジタルオ
ーディオ信号のサンプルデータを帯域分割して得られた
データのグループ化に、時間軸方向への分解能を上げる
ショートモードと周波数軸への分解能を上げるロングモ
ードとを設定したが、これらに限定されることはなく、
上記アタック部における最大絶対値の大きさに合わせ
て、例えば、高い周波数のサブバンド間でのみ上記帯域
分割して得られたデータのグループ化を行っても差し支
えない。

【００６４】また、上記ショートモードとして、帯域全
体を８に分けて、各データグループの符号長が８０符号
長になるようなグループ化モード、そして、上記ロング
モードとして帯域全体を３２に分けて、各データグルー
プの符号長が３２０符号長になるグループ化モードを用
いる例を挙げたが、こちらもこれらに限定されることは
なく、例えば、帯域全体を４に分けて、各データグルー
プの符号長が１６０符号長となるようなグループ化モー
ドを用いてもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、帯域分割工程と、グループ化工程と、量子化工程と
を有するサブバンド符号化方法とすることで、上記グル
ープ化工程にてデジタルオーディオ信号の振幅に応じ
て、上記帯域分割工程で上記オーディオ信号を周波数帯
域に分割して得られたデータのグループ化を時間軸方向
への広がりを考慮して行うことで、上記量子化工程にお
いて、上記デジタルオーディオ信号のエネルギ変化の大
きい部分にも対応して上記データを量子化処理する、す
なわち上記振幅が微小な信号の量子化処理と上記振幅が
大きい信号の量子化処理とを別々に行うことが可能にな
り、上記データのサブバンド符号化の効率が上がる。さ
らに、プリエコーを抑制することができる。

【００６６】また、上記サブバンド符号化方法におい
て、上記グループ化工程にて、時間的に連続するブロッ
ク間の上記最大絶対値の変化量が所定の閾値より大きい
ときに、時間軸方向の長さを短くして上記帯域分割工程
にて得られたデータをグループ化することで、上記デー
タのグループ化を、ブロック単位で検出したデジタルオ
ーディオ信号のエネルギ変化の大きい部分に基づいて行
うことができる。従って、上記量子化工程において、上
記デジタルオーディオ信号のエネルギ変化の大きい部分
にも対応して上記サンプルデータを量子化処理する、す
なわち上記振幅が微小な信号の量子化処理と上記振幅が
大きい信号の量子化処理とを別々に行うことが可能にな
り、上記データのサブバンド符号化の効率が上がる。さ
らに、プリエコーを抑制することができる。

【００６７】また、上記サブバンド符号化方法におい
て、上記グループ化工程にて、時間的に連続する周波数
帯域間の上記最大絶対値の変化量が所定の閾値より大き
いときに、時間軸方向の長さを短くして上記帯域分割工
程にて得られたデータをグループ化することで、上記デ
ータのグループ化を、周波数帯域単位で検出したデジタ
ルオーディオ信号のエネルギ変化の大きい部分に基づい
て行うことができる。従って、上記量子化工程におい
て、上記デジタルオーディオ信号のエネルギ変化の大き
い部分にも対応して上記データを量子化処理する、すな
わち上記振幅が微小な信号の量子化処理と上記振幅が大
きい信号の量子化処理とを別々に行うことが可能にな
り、上記データのサブバンド符号化の効率が上がる。さ
らに、プリエコーを抑制することができる。

【００６８】また、本発明によれば、帯域分割手段と、
振幅検出手段と、グループ化手段と、量子化手段とを有
するサブバンド符号化装置とすることで、上記グループ
化手段にて、入力されるデジタルオーディオ信号の振幅
に応じて、上記帯域分割手段で上記デジタルオーディオ
信号を周波数帯域で分割して得られたデータのグループ
化を時間軸方向への広がりを考慮して行うことで、上記
量子化手段において、上記デジタルオーディオ信号のエ
ネルギ変化の大きい部分にも対応して上記データを量子
化処理する、すなわち上記振幅が微小な信号の量子化処
理と上記振幅が大きい信号の量子化処理とを別々に行う
ことが可能になり、上記データのサブバンド符号化の効
率が上がる。さらに、プリエコーを抑制することができ
る。

【００６９】また、上記サブバンド符号化装置におい
て、上記振幅検出手段は、上記デジタルオーディオ信号
のサンプルデータについて一定サンプル数のブロック単
位で最大絶対値を検出すると共に、時間的に連続するブ
ロック間の上記最大絶対値の変化量を検出し、上記グル
ープ化手段は、上記変化量が所定の閾値より大きいとき
に、時間軸方向の長さを短くして上記帯域分割手段にて
得られたデータをグループ化するようにしたときは、上
記データのグループ化を、ブロック単位で検出したデジ
タルオーディオ信号のエネルギ変化の大きい部分に基づ
いて行うことができる。従って、上記量子化手段におい
て、上記デジタルオーディオ信号のエネルギ変化の大き
い部分にも対応して上記データを量子化処理する、すな
わち上記振幅が微小な信号の量子化処理と上記振幅が大
きい信号の量子化処理とを別々に行うことが可能にな
り、上記データのサブバンド符号化の効率が上がる。さ
らに、プリエコーを抑制することができる。

【００７０】また、上記サブバンド符号化装置におい
て、上記振幅検出手段は、上記デジタルオーディオ信号
のサンプルデータについて上記各周波数帯域で最大絶対
値を検出すると共に、時間的に連続する周波数帯域間の
最大絶対値の変化量を検出し、上記グループ化手段は、
上記変化量が所定の閾値より大きいときに、時間軸方向
の長さを短くして上記帯域分割手段にて得られたデータ
をグループ化するようにしたときは、上記データのグル
ープ化を、周波数帯域単位で検出したデジタルオーディ
オ信号のエネルギ変化の大きい部分に基づいて行うこと
ができる。従って、上記量子化手段において、上記デジ
タルオーディオ信号のエネルギ変化の大きい部分にも対
応して上記データを量子化処理する、すなわち上記振幅
が微小な信号の量子化処理と上記振幅が大きい信号の量
子化処理とを別々に行うことが可能になり、上記データ
のサブバンド符号化の効率が上がる。さらに、プリエコ
ーを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサブバンド符号化方法が適用されるサ
ブバンド符号化装置の第一の例の要部を示すブロック図
である。

【図２】本発明のサブバンド符号化方法が適用されるサ
ブバンド符号化装置の第二の例の要部を示すブロック図
である。

【図３】上記サブバンド符号化装置の周波数帯域分割フ
ィルタバンクの動作を説明する図である。

【図４】上記サブバンド符号化装置のグループ化モード
のショートモードを説明する図である。

【図５】上記サブバンド符号化装置のグループ化モード
のロングモードを説明する図である。

【図６】上記ショートモードにて得られるデータグルー
プの周波数軸及び時間軸への分解能のついて説明する図
である。

【図７】上記ロングモードにて得られるデータグループ
の周波数軸及び時間軸への分解能のついて説明する図で
ある。

【図８】上記ショートモードにて得られるデータグルー
プにて、サンプルデータを量子化処理する際に発生する
量子化ノイズを表す図である。

【図９】上記ロングモードにて得られるデータグループ
にて、サンプルデータを量子化処理する際に発生する量
子化ノイズを表す図である。

【図１０】上記サブバンド符号化装置にて得られるビッ
トストリームのフォーマットを説明する図である。

【図１１】上記ショートモードによるグループ化処理を
説明する図である。

【図１２】上記ショートモードによるグループ化処理を
説明する図である。

【図１３】上記サブバンド符号化装置で符号化処理され
た信号を復号化処理するサブバンド復号化装置の要部を
示すブロック図である。

【図１４】従来のサブバンド符号化装置の要部を示すブ
ロック図である。

【図１５】従来のサブバンド復号化装置の要部を示すブ
ロック図である。

【図１６】従来のサブバンド符号化方式の説明するブロ
ック図である。

【図１７】上記従来のサブバンド符号化装置の動作を説
明する図である。

【図１８】上記従来のサブバンド符号化装置の周波数帯
域フィルタの動作を説明する図である。

【図１９】上記従来のサブバンド符号化装置のスケール
ファクタ計算部の動作を説明する図である。

【図２０】上記従来のサブバンド符号化装置のビット割
り当て部の動作を説明する図である。

【図２１】上記従来のサブバンド符号化装置のビットス
トリーム形成部の動作を説明する図である。

【図２２】上記従来のサブバンド符号化装置の問題点を
説明する図である。

【図２３】上記従来のサブバンド符号化装置の問題点を
説明する図である。

【図２４】上記従来のサブバンド符号化装置の問題点を
説明する図である。

【符号の説明】

１ブロック遅延部２、１２周波数帯域分割フィルタバンク３スケールファクタ計算部４ビット割り当て部５量子化部６、１６モードデータ出力部７ビットストリーム形成部８、１８制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタルオーディオ信号のサンプルデー
タを複数の周波数帯域のデータに分割して符号化するサ
ブバンド符号化方法であって、入力されるデジタルオーディオ信号のサンプルデータを
複数の周波数帯域のデータに分割する帯域分割工程と、上記周波数帯域に分割されたデータを、上記入力される
デジタルオーディオ信号の振幅に応じてグループ化する
グループ化工程と、上記グループ化工程にて得られた上記データグループ毎
に上記データを量子化する量子化工程とを有するサブバ
ンド符号化方法。
【請求項２】上記デジタルオーディオ信号のサンプル
データについて一定サンプル数のブロック単位で最大絶
対値を検出し、上記グループ化工程にて、時間的に連続する上記ブロッ
ク間の上記最大絶対値の変化量が所定の閾値より大きい
ときに、時間軸方向の長さを短くして上記帯域分割工程
にて得られたデータをグループ化することを特徴とする
請求項１記載のサブバンド符号化方法。
【請求項３】上記デジタルオーディオ信号のサンプル
データについて上記各周波数帯域で最大絶対値を検出
し、上記グループ化工程にて、時間的に連続する周波数帯域
間の上記最大絶対値の変化量が所定の閾値より大きいと
きに、時間軸方向の長さを短くして上記帯域分割工程に
て得られたデータをグループ化することを特徴とする請
求項１記載のサブバンド符号化方法。
【請求項４】デジタルオーディオ信号のデータを複数
の周波数帯域のサンプルデータに分割して符号化するサ
ブバンド符号化装置であって、入力されるデジタルオーディオ信号のデータを複数の周
波数帯域のデータに分割する帯域分割手段と、上記入力されるデジタルオーディオ信号の振幅を検出す
る振幅検出手段と、上記帯域分割手段で分割されたデータを、上記振幅検出
手段にて検出される振幅に基づいて規定されるデータグ
ループでグループ化するグループ化手段と、上記グループ化手段にて得られる上記データグループ毎
に上記データを量子化する量子化手段とを有して成るサ
ブバンド符号化装置。
【請求項５】上記振幅検出手段は、上記デジタルオー
ディオ信号のサンプルデータについて一定サンプル数の
ブロック単位で最大絶対値を検出すると共に、時間的に
連続するブロック間の上記最大絶対値の変化量を検出
し、上記グループ化手段は、上記変化量が所定の閾値より大
きいときに、時間軸方向の長さを短くして上記データを
グループ化する請求項４記載のサブバンド符号化装置。
【請求項６】上記振幅検出手段は、上記デジタルオー
ディオ信号のサンプルデータについて上記各周波数帯域
で最大絶対値を検出すると共に、時間的に連続する周波
数帯域間の最大絶対値の変化量を検出し、上記グループ化手段は、上記変化量が所定の閾値より大
きいときに、時間軸方向の長さを短くして上記データを
グループ化する請求項４記載のサブバンド符号化装置。