WO1995032499A1

WO1995032499A1 - Procede de codage, procede de decodage, procede de codage-decodage, codeur, decodeur et codeur-decodeur

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Publication number: WO1995032499A1
Application number: PCT/JP1995/000989
Authority: WO
Inventors: Masahito Mori
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 1994-05-25
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1995-11-30
Also published as: EP0717392B1; US5758315A; DE69522187T2; KR960704300A; DE69522187D1; EP0717392A4; EP0717392A1

Description

明細書符号化方法、復号化方法、符号化/復号化方法、符号化装置、復号化装置及び符号化復号化装置技術分野本発明は、オーディォデ一夕などの原信号を複数の周波数帯域に分割して符号化ノ復号化する符号化方法、復号化方法、符号化 Z復号化方法、符号化装置、復号化装置及び符号化復号化装置に関するものであり、特に、帯域分割されたサブバンド信号、或は、直交変換等により得られたスぺクトル信号を量子化する際に、各サブバンド、或は、各スペクトル · グループに動的にビット数を割り当てるようにした符号化方法、復号化方法、符号化 Z復号化方法、符号化装置、復号化装置及び符号化ノ復号化装置に関するものである。背景技術例えば、オーディオデ一夕を符号化する手法として、オーディオデータを複数の周波数帯域に分割して符号化する所謂帯域分割符号化（SBC:Sub-Band Coding) がある。

上記帯域分割符号化方式では、パンドパス · フィルタ（BPF:Band Pass Fi lter) により帯域分割されたサブバンド信号を量子化するためのビット数を割り当てる場合、上記サブパンド信号を用いて各サブバンドのェネルギ一を計算し、そのェネルギーに応じてビット数を割り当てるという処理が行われている。

あるいは、上記サブバンド信号とは別に、高速フーリエ変換（F F T : Fas t F o ur i e r Trans f orm ) 等によりスペクトルを求め、そのスぺクトルから聴覚特性を利用してビット数を割り当てるという処理が行われている。

また、直交変換等により得られたスペクトルを成分（スペクトル信号）数本ずつ束ねてグループ化し、各スペクトル · グループ毎に量子化する所謂変換符号化（Trans f o rm Cod i ng ) では、各スぺクトル · グループにビット数を割り当てる場合、各スぺクトル，グループのエネルギーに応じてビット数を割り当てるという処理や、スぺクトルから聴覚特性を利用してビット数を割り当てるという処理が行われている。

上述のようにして各サブバンド又は各スぺクトル · グループに対してビット数が割り当てられ、その割り当てられたビット数に応じて、サブバンド信号又はスペクトル信号は、スケールファクタで正規化され、量子化処理が施される。そして、その量子化処理が施されたサブバンド信号又はスペクトル信号は、所定のフォーマツトに従って、伝送又は記録媒体への記録のためにビットストリームへと組み立てられて出力される。

ここで、上述のようにして符号化処理が施されたデータを復号化する際に、上記符号化されたデータからは、サブパンド又はスぺクトル，グループに割り当てられたビット数であるビット割当情報を逆算することができないため、スケールファクタと共にビット割当情報も同時に記録するフォーマットが用いられている。

さらに、例えば、ビットストリームへと組み立てるためのメモリにおいて、上述のように定められたフォーマツトに従ってビットストリームへと組み立てる際に、ビット割当情報を上記メモリに記憶する容量には限りがあるため、割当ビット数に上限を設定した上でサブバンド又はスペクトル · グループへのビット割当が行われている。

例えば、所謂デジタルコンパクトカセット（DCC: Digital Compac t Cassette) で採用されている帯域分割符号化方式（ PASC: Prec is i on Adaptive Subband Coding) 方式において、帯域分割された各サブバンドにビット数を割り当てる際には、まず、フーリエ変換を用いてスペクトルを算出する。そして、そのスペクトルを用いてマスキング ' パターンを算出し、割当ビット数を算出する。この P A S C方式においては、ビット割当情報とスケールファクタを記録するフォーマツトとなっており、上記割当ビット数の上限は 1 5 ビットとなっている。

また、所謂ミニディスク（MD:Mini Disk) では、オーディオデー夕を 1 5 に圧縮する方式（以下、 1 Z 5圧縮方式と言う。）が採用されており、この方式においてはビット割当に関する規定がない。上記 1 5圧縮方式においては、ビット割当情報と、スペクトル成分（スペクトル信号）を数本ずつ束ねた符号化ユニットのスケールファクタを記録するフォーマツトとなっており、上記割当ビット数の上限は 1 6 ビットとなっている。

また、 T_: A. Ramstad は、各サブパンド毎にエネルギーを算出し、そのエネルギーを繰り返し定数で割っていきながらビットを割り当てるという方法を、 "帯域分割符号化における量子化及び動的ビット割当に関する考察" （ "CONSIDERATIONS ON QUANTIZATION AND D YNAMIC BIT-ALLOCATION IN SUBBAND CODERS", ICASSP ' 86, pp.841-8 44) で提案している。

さらに、各サブパンド、或は、各スペクトル · グループのダイナミック · レンジの量子化に関しては、信号の性質として信号振幅が小さい場合が多く、また、聴覚の性質として信号振幅が大きい場合には、量子化雑音が大きい場合でも、マスキングにより量子化雑音が聞こえ難いことから、対数関数を用いた量子化が行われている。

ここで、上記帯域分割符号化方式は、従来より様々な方式が提案されているが、代表的なものとして、例えば、国際標準のオーディォデータ符号化アルゴリズム ISO/ IEC IS 11172-3 (M P E G 1 ォーディォ）すなわち所謂 M P E Gオーディオのレイヤ I における 3 2 バンド · サブパンド · コーディングがある。

以下、上記 M P E Gオーディォのレイヤ I の符号化アルゴリズムを説明する。

まず、 1 サンプルが 1 6 ビットに直線量子化された入力信号を、サブバンド分析フィルタにより、 3 8 4 サンプルを 1 フレームとし、各サブバンドを 1 2サンプルとして、 3 2サブバンドのサブバンド信号に分割する。

次に、各サブバンド信号のダイナミック · レンジを 1 に正規化する倍率を示すスケールファクタを 1 2サンプル毎に次のようにして求める。

すなわち、 1 2サンプルの絶対値の最大値、即ち、ダイナミック • レンジを決定し、表 1 の中で、そのダイナミック ' レンジより大きい最小の値をスケールファクタとして用いる。

(以下、余白）【表 1 】

一方、上記入力信号を高速フーリエ変換（FF T ) した結果を用いてマスキングを計算し、各サブバンドに対しての割当ビット数を決定する。そして、得られた割当ビット数に従って各サブバンド信号を量子化する。即ち、その量子化値 Yは、スケールファクタ S F、割当ビット数 N、サブバンド信号 Xを用いて、

Y = r i n t { ( X / S F ) x ( ( 2 ^N- 1 ) / 2 ) }

• · · 式 1 なる式 1 の演算で求められる。

ここで、 " r i n t { z } " は、 " z " に最も近い整数を表す関数を示している。

次に、上記 M P E Gオーディオのレイヤ I の復号化アルゴリズムを説明する。

上記式 1 よりサブバンド信号 Xを導くと、

X = Y X S F X ( 2 / ( 2 ^N- 1 ) ) · · · 式 2 となり、上記式 2に従って、符号化された各サブパンド信号を逆量子化する。即ち、量子化値 Yをそれぞれの区切りのちょうど真中の値に逆量子化し、スケールファクタ S Fを掛けて逆スケーリングを行う。そして、逆量子化された各サブバンド信号をサブバンド合成フィル夕でオーディオ信号に合成する。

そして、上述のような符号化処理と復号化処理を行うオーディォデータの符号化復号化方法、或は、オーディオデータの符号化復号化装置は、例えば、オーディオデータを複製する際に用いられている。

しかし、上記オーディオデータの符号化/復号化方法において、オーディオデータを複製する場合、即ち、復号化された信号に対して再度符号化を行う場合、上述のように高速フーリエ変換の結果を用いてビット割当を行うと、前回の符号化時の割当ビット数と今回のビット割当数とは必ずしも一致しない。さらに、量子化の際には量子化誤差が生じるため、前回の割当ビット数と今回の割当ビット数が異なれば、ここでまた量子化誤差が生じてしまう。このため、符号化、復号化を繰り返すたびに、音質が劣化してしまっていた。

また、上述のように、帯域分割符号化におけるサブバンド又は変換符号化におけるスぺクトル · グループの量子化のためのビット数を動的に割り当てる場合、例えば、各サブバンド信号又はスぺクトル信号を用いて計算した各サブバンド又は各スぺクトル · グループのエネルギーを用いて、或は、上記サブバンド信号、スペクトル信号とは別に計算された情報を用いてビット数を割り当てていたため、ビット割当の回路が非常に大きくなつていた。

また、上述のような符号化方式で符号化されたデータを復号化装置等で復号化する際に、各サブバンド又は各スぺクトル · グループのスケールファクタと共に、各サブバンド又は各スぺクトル · グループに割り当てられたビット数とが必要となっていため、上記スケ一ルファクタと共に割当ビット情報を出力する必要が生じていた。このため、 1 サブバンド信号又は 1 スぺクトル信号当たりの割当ビット数が減り、量子化効率を向上することができなかった。

さらに、割当ビット数に上限があつたため、ある特定の周波数の信号を符号化する場合、その周波数が含まれるサブパンド又はスぺクトル · グループに対して十分なビット数を割り当てることができなかった。

そこで、本発明は、上述の如き従来の実情に鑑みてなされたものであり、次のような目的を有するものである。

本発明の目的は、音質の向上を図ることができる符号化方法、復号化方法、符号化 Z復号化方法、符号化装置、復号化装置及び符号化/復号化装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ビット割当の回路の簡略化を図ることができる符号化方法、復号化方法、符号化ノ復号化方法、符号化装置、復号化装置及び符号化復号化装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、量子化効率の向上を図ることができる符号化方法、復号化方法、符号化復号化方法、符号化装置、復号化装置及び符号化復号化装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、複数の周波数帯域に分割された信号の各帯域に十分なビット数を割り当てることができる符号化方法、復号化方法、符号化復号化方法、符号化装置、復号化装置及び符号化復号化装置を提供することにある。発明の開示本発明に係る符号化方法では、原信号を複数の周波数帯域に分割し、分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケールファク夕のみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行い、ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号を量子化し、量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化する。

本発明に係る符号化方法においては、例えば、原信号を複数の周波数帯域のサブバンドに分割したサブバンド信号、或いは、原信号を複数の周波数帯域のスぺクトル · グループに分割したスペクトル信号に対して、そのスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定する。

また、本発明に係る符号化方法においては、上記各周波数帯域の信号に対して、ダイナミック · レンジの量子化値 S F i d (整数）、定数！"、定数 k、整数定数 s を用いて、

C ― « S F i d / s k なる演算で上記スケールファクタ S Fを算出し、算出したスケールファクタ S F に応じて上記割当ビット数を決定してビット割当を行ラ。

さらに、本発明に係る符号化方法においては、上記割当ビット数の上限を設定することなく割当ビット数を決定する。

また、本発明に係る復号化方法は、原信号が複数の周波数帯域に分割され、分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数が決定され、ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号が量子化され、量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみが符号化された符号化信号を復号化する復号化方法であって、上記符号化信号の各周波数帯域の信号に対し上記符号化信号に含まれるスケールファクタを用いて割当ビット数を決定し、決定された割当ビット数を用いて上記符号化信号の各周波数帯域の信号を逆量子化し、逆量子化された各周波数帯域の信号に対し、スケールファクタが保存されているか否かを判定し、スケールファクタが保存されていない周波数帯域の信号に対してはスケールファクタを保存するように逆量子化を再度行うことにより、各周波数帯域の信号のスケールファク夕を保存した状態で符号化信号を復号化する。本発明に係る復号化方法においては、例えば、原信号を複数の周波数帯域のサブバンドに分割したサブバンド信号、或いは、原信号を複数の周波数帯域のスぺクトル · グループに分割したスぺクトル信号を各スケールファクタを保存した状態で復号化する。

本発明に係る符号化 Z復号化方法では、原信号を複数の周波数帯域に分割し、分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケ一ルファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行い、ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号を量子化し、量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化し、上記符号化信号の各周波数帯域の信号に対し上記符号化信号に含まれるスケールファクタを用いて割当ビット数を決定し、決定された割当ビット数を用いて上記符号化信号の各周波数帯域の信号を逆量子化し、逆量子化された各周波数帯域の信号に対し、スケールファクタが保存されているか否かを判定し、スケールファクタが保存されていない周波数帯域の信号に対してはスケールファクタを保存するように逆量子化を再度行うことにより、各周波数帯域の信号のスケールファクタを保存した状態で符号化信号を復号化する。

本発明に係る符号化 Z復号化方法においては、例えば、原信号を複数の周波数帯域のサブパンドに分割したサブバンド信号、或いは、原信号を複数の周波数帯域のスぺクトル · グループに分割したスぺクトル信号を符号化して各周波数帯域の信号のスケールファクタを保存した状態で復号化する。 ―

また、本発明に係る符号化復号化方法においては、上記各周波数帯域の信号に対して、ダイナミック · レンジの量子化値 S F i d (整数）、定数 r、定数 k、整数定数 s を用いて、

S p = ^{S F 1 d} / ^{s + k}

なる演算で上記スケールファクタ S Fを算出し、算出したスケールファクタ S F に応じて上記割当ビット数を決定してビット割当を行。

さらに、本発明に係る符号化/復号化方法においては、上記割当ビット数の上限を設定することなく割当ビット数を決定する。

また、本発明に係る符号化装置は、原信号を複数の周波数帯域に分割する帯域分割手段と、上記帯域分割手段により分割された各周波数帯域の信号に対するスケールファクタを算出するスケーリング手段と、上記帯域分割手段により分割された各周波数帯域の信号に対して、上記スケーリング手段により算出されたスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行うビット割当手段と、上記ビット割当手段によりビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号及び上記スケールファクタを量子化を量子化する量子化手段と、上記量子化手段により量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化した符号化信号を所定フォーマツトで出力するフォーマツト手段とを備えてなる。 ' 本発明に係る符号化装置においては、上記帯域分割手段により、例えば、原信号を複数の周波数帯域のサブバンド信号、或いは、スぺクトル · グループのスぺクトル信号に分割する。

また、本発明に係る符号化装置においては、上記スケーリング手段により、各周波数帯域の信号に対して、ダイナミック · レンジの量子化値 S F i d (整数）、定数 r、定数 k、整数定数 s を用いて、なる演算で上記スケールファクタ S Fを算出する。

さらに、本発明に係る符号化装置においては、上記ビット割当手段により、割当ビット数の上限を設定することなく割当ビット数を決定する。

また、本発明に係る復号化装置は、原信号が複数の周波数帯域に分割され、分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数が決定され、ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号が量子化され、量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみが符号化された符号化信号を復号化する復号化装置であって、上記符号化信号の各周波数帯域の信号に対し上記符号化信号に含まれるスケールファクタを用いて割当ビット数を決定し、決定された割当ビット数を用いて上記符号化信号の各周波数帯域の信号を逆量子化し、逆量子化された各周波数帯域の信号に対し、スケールファクタが保存されているか否かを判定し、スケールファクタが保存されていない周波数帯域の信号に対してはスケールファクタを保存するように逆量子化を再度行う逆量子化手段を備えてなる。

本発明に係る符号化 Z復号化装置は、原信号を複数の周波数帯域に分割し、分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケールファク夕のみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行い、ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号を量子化し、量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファク夕のみを符号化する符号化手段と、上記符号化信号の各周波数帯域の信号に対し上記符号化信号に含まれるスケールファクタを用いて割当ビット数を決定し、決定された割当ビット数を用いて上記符号化信号の各周波数帯域の信号を逆量子化し、逆量子化された各周波数帯域の信号に対し、スケールファクタが保存されているか否かを判定し、スケールファクタが保存されていない周波数帯域の信号に対してはスケールファクタを保存するように逆量子化を再度行うことにより、上記符号化された各周波数帯域の信号をスケールファク夕を保存した状態で復号化する復号化手段とを備える。

本発明に係る符号化 Z復号化装置において、上記符号化手段は、例えば、原信号を複数の周波数帯域に分割する帯域分割手段と、上記帯域分割手段により分割された各周波数帯域の信号に対するスケールファクタを算出するスケーリング手段と、上記帯域分割手段により分割された各周波数帯域の信号に対して、上記スケーリング手段により算出されたスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行うビット割当手段と、上記ビット割当手段によりビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号及び上記スケールファク夕を量子化を量子化する量子化手段と、上記量子化手段により量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化した符号化信号を所定フォーマットで出力するフォーマツト手段とを備えてなる。

本発明に係る符号化復号化装置においては、上記帯域分割手段により、例えば、原信号を複数の周波数帯域のサブバンド信号、或いは、スぺクトル · グループのスぺクトル信号に分割する。

また、本発明に係る符号化ノ復号化装置においては、上記スケ一リング手段により、各周波数帯域の信号に対して、ダイナミック，レンジの量子化値 S F i d (整数）、定数 r、定数 k、整数定数 s を用いて、

C ― j, S F i d / s + k なる演算で上記スケールファクタ S Fを算出する。

さらに、本発明に係る符号化/復号化装置においては、上記ビット割当手段により、割当ビット数の上限を設定することなく割当ビット数を決定する。図面の簡単な説明図 1 は、本発明を適用したオーディオ信号の符号化 Z復号化装置の構成を示すブロック図である。

図 2 は、上記符号化復号化装置の分析フィルタ · バンクにおける帯域分割処理を説明すための図である。

図 3 は、上記符号化 Z復号化装置のスケーリング部におけるスケ —ルファクタの算出処理を示すフローチヤ一トである。

図 4 は、上記分析フィルタ · バンクにより帯域分割されたサブパンド信号のサンプル値とスケールファク夕の 1 例を示す図である。図 5 は、上記符号化 Z復号化装置のビット割当部におけるビット割当処理を示すフローチヤ一トである。

図 6 は、上記ビット割当部におけるビット割当処理の他の例を示すフローチヤ一トである。

図 7 は、上記符号化 Z復号化装置装置の逆量子化部における逆量子化処理を示すフローチヤ一トである。発明を実施するための最良の形態以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明に係る符号化方法、復号化方法及び符号化復号化方法は. 例えば、図 1 に示すような構成のオーディォ信号の符号化ノ復号化装置により実施される。

このオーディォ信号の符号化/復号化装置は、原信号として入力端子 1 0 0 を介して入力されたオーディォ信号を符号化する符号化器 1 と、上記符号化器 1 により符号化された各帯域信号が記録されるストレージメディア 1 0 6 と、上記ストレ一ジメディア 1 0 6 に記録された符号化された上記各帯域信号を復号化し、生成したォーディォ信号を出力端子 1 1 0 を介して出力する復号化器 2 とで構成されている。

まず、上記符号化器 1 の構成、及び、動作について説明する。上記符号化器 1 は、入力端子 1 0 0を介して入力された原信号を 3 2帯域のサブバンド信号に分割する分析フィルタ · ノンク 1 0 1 と、上記分析フィル夕 · バンク 1 0 1 により分割された各サブバンド信号に対してスケールファクタを算出するスケーリング部 1 0 2 と、上記スケーリング部 1 0 2 により算出されたスケールファクタに応じて各サブパンド信号に対しての割当ビット数を決定してビット割当を行うビット割当部 1 0 3 と、上記ビット割当部 1 0 3により割り当てられた割当ビット数で上記サブバンド信号を量子化する量子化部 1 0 4 と、上記量子化部 1 0 4 により量子化された上記各サブバンド信号、及び、ビット割当情報、及び、スケールファクタをフォーマツトし、ストレージメディア 1 0 6に記録するフォーマット部 1 0 5 とで構成されている。

ここで、上記入力端子 1 0 0には、例えば周波数帯域が 0〜 24 k H zのオーディオ信号が原信号として入力される。上記オーディォ信号は、例えば標本化周波数 f sが 4 8 k H zで 1 サンプルが 1 6ビットに直線量子化されているものとする。

上記分析フィル夕 · バンク 1 0 1 は、上記入力信号を 3 2個のサブバンド信号に分割するもので、例えば図 2に示すように、標本化周波数 f s = 4 8 k H zの動作モードでは、周波数帯域が 0〜 24 k H zの原信号を帯域幅がそれぞれ 7 5 O H zの 3 2個のサブパンド信号に分割する。具体的には、 1 サンプルが 1 6ビットに直線量子化されたオーディォ信号に対して、 3 84サンプルを 1 フレームとして、各サブバンド 1 2をサンプルとして、 3 2サブバンド s u b b a n d O〜 s u b b a n d 3 1 のサブバンド信号に分割する。上記スケーリング部 1 0 2は、 3 2サブパンドに分割された各サブパンド信号に対して、各サブパンド信号のダイナミック · レンジを 1 に正規化する倍率を示すスケールファクタを 1 2サンプル毎に次のようにして求める。

以下、上記スケ一リング部 1 0 2 における各サブバンド信号に対するスケールファグ夕の算出処理を、図 3 に示すフローチャートを用いて説明する。スケールファクタの計算は、各サブバンド（ 1 2サンプル）毎、即ち、全体で 3 84サンプル毎に行う。

まず、ステップ S P 2 0 1 では、 1 2サンプルの絶対値の最大値、即ち、ダイナミック · レンジ d r を決定する。上記ダイナミック · レンジ d rは、

d r =M a x { | x i l l O≤ i ≤ l l | } で表される。

次のステップ S P 2 0 2では、上記ダイナミック · レンジ d rを量子化する。具体的に言うと、ダイナミック · レンジ d rの量子化値 S F i dは、 d r - Oすなわち上記ダイナミック · レンジ d r力ゼロの場合には、

S F i d = 0

となり、また、 d r > 0すなわち上記ダイナミック · レンジ d r力 ί ゼロより大の場合には、

S F i d = M a X { 0, [ 1 6 + 3 1 o g ₂ d r ] }

となる。ここで、 " [ x] " は、 " x " 未満の最大整数を返す関数を示している。

そして、ステップ S P 2 0 3では、上記量子化値 S F i dからスケールファクタ S Fを、定数 r (= 2 ) 、定数 k (=— 5 ) 、整数定数 s ( = 3 ) を用いて、

C r> ₌ « S F i d /s + k ₌ o S F i d /3- 5 なる演算で算出する。

上述のようにして、上記スケーリング部 1 0 2は、各サブバンド信号のスケールファクタ S Fを算出する。

ここで、上記スケーリング部 1 0 2では、このようにして各サブバンド信号のスケールファクタ S F を算出する代わりに、各サブバンド信号の 1 2サンプル毎に最大絶対値を求めて、表 2 に示すスケ —ルファクタのうち、上記最大絶対値と等しいか、或は、上記最大絶対値より大である値の中で、最小の値をスケールファクタとして用いるようにしても良い。

(以下、余白）

マ一乙 ω ¹1 ~ ° 1 」 ¾ ¾- ζ- ω ½ 1} H ^ -fr ω 0 Ρ u Β q q η s ·Α· · ½· ¾ Υ っ S ID Τ

【 S挲】

6ΐ -

68600/S6df/X d 66JTC/S6 OAV おける 1 2サンプルが図 4 に示すような各値を持っているとすると、その最大絶対値は、 " 5 2 1 4 " で

5 1 6 1 ≤ 5 2 1 4 < 6 5 0 2

であるから、このフレームにおけるサブバンド s u b b a n d 0のスケールファクタ S Fは" 6 5 0 2 " となる。残りの各サブバンド s u b b a n d l 〜 s u b b a n d 3 1 についても同様にスケールファクタ S Fを求めることができる。

また、上記ビット割当部 1 0 3は、上記スケーリング部 1 0 2により算出された各サブバンド信号のスケールファクタ S Fに応じて、各サブバンド信号に対しての割当ビット数を決定する。

以下、上記ビット割当部 1 0 3におけるビット割当処理を、図 5 に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップ S P 3 0 1 では、サブバンド信号の量子化に利用できるビット数 a d b、サブパンド信号のビット数 b s p 1、各サブバンド信号の量子化ビット数 b [ i ] 、各サブバンド信号にビット数が割り当てられたか否かを示すフラグ（以下、識別フラグと言う。） u s e d [ i ] 、各サブバンド信号のエネルギー σ ² [ ί ] を各々初期化する。

具体的には、サブバンド信号の量子化に利用できるビット数 a d bは、 a d b = c b — ( b b a l + b s c f ) . すなわち、全ての利用可能なビット数 c bから、ビット割当に必要なビット数 b b a 1 とスケールファクタのビット数 b s c f とを引いた値にする。また、 b s p l = 0, b [ i ] = 0, u s e d [ i ] = 0、すなわち、サブバンド信号のビット数 b s p 1 と各サブバンド信号の量子化ビット数 b [ i ] 、及び、識別フラグ u s e d [ i ] は、各々 " 0 " にする。

さらに、 σ [ i ] = S F [ i ] 、すなわち、 " σ [ i ] " をスケ —ルファクタ S F [ i ] として、各サブバンド信号のエネルギー σ ² [ i ] を各サブバンド信号のスケールファクタ S F [ i ] の 2乗で与える。

ここで、 u s e d C i ] = 0、すなわち、上記識別フラグ u s e d [ i ] 力 " 0 " の場合は、そのサブパンドにまだビット数が割り当てられていないことを示し、また、 u s e d [ i ] = 1、すなわち、上記識別フラグ u s e d [ i ] 力 ί " 1 " の場合は、そのサブバンドには既にビット数が割り当てられていることを示し、さらに、 u s e d [ i ] = 2、すなわち、上記識別フラグ u s e d [ i ] が " 2 " の場合は、そのサブパンドにはこれ以上ビット数を割り当てることができないことを示す。

また、各サブバンドに割り当てるビット数は、 1 ビットを除く、 0〜 1 5ビットとする。

次のステップ S P 3 0 2では、各サブパンド信号に、まだビット数を割り当てることができるか否かを判断する。即ち、識別フラグ u s e d [ i ] ( 0≤ i ≤ 3 1 ) 力、 " 2 " であるか否かを判断する。そして、 u s e d [V i ] = 2、すなわち、全てのサブバンド信号にビットを割り当てることができない場合には、このビット割当部 1 0 3 におけるビット割当処理を終了する。

また、ステップ S P 3 0 3では、ョ i， s u c h t h a t u s e d [ i ] ≠ 2、すなわち、ビット数を割り当てるサブバンド信号が存在する場合に、そのビット数を割り当てることができるサブバンド信号から、最大の " ひ C i ] " を持つサブバンド信号を取り出す。ここで、最大の " σ [ i ] " を持つサブバンドが複数存在した場合、聴覚上、低域の方が高域に比べて感度が高いので、最も低域のサブバンド信号を取り出す。即ち、上記最大の " ひ [ i ] " を持つサブバンド信号のィンデックス m a xは、

m a X = M i n { i I u s e d [ i 」 ≠ 2,

a [ i ] ≥ σ [ V j ] }

で表される。

そして、ステップ 3 0 4 では、最大の "び [ i ] " を持つサプバンド信号の 1 2サンプルの信号の量子化のために、付加されるべきビット数 s m p 1 _ b i t を計算する。ここで、これまでに上記サブバンド信号にビット数が割り当てられていない場合には、 1 信号当たり 2 ビット、計 2 4 ビットを付加する。また、既に上記サブバンド信号にビット数が割り当てられている場合には、 1 信号あたり 1 ビット、計 1 2 ビットを付加する。即ち、上記付加されるべきビッ卜数 s m p l一 b i t は、

s m p l _ b i t = 2 4 - u s e d [m a x ] x 1 2

なる演算で求められる。

次のステップ S P 3 0 5 では、上述のようにして求められた、付加されるべきビット数 s m p 1 — b i t は、本当に付加することができるか否かを判断する。 a d b ≥ b s p 1 + s m p 1 — b i t、すなわち、これまでに割り当てられたビット数 b s p 1 に、付加しようとするビット数 s m P 1 _ b i を加えた値がサプバンド信号の量子化に利用できるビット数 a d b以下であれば、このサブパンド信号には、上述のステップ S P 3 0 4 において計算された付加すべきビット数 s m p 1 ― b i t を付加することができるので、次のステップ S P 3 0 6 に移る。また、 a d b < b s p l + s m p l _ b i t であれば、そのサブバンド信号には、これ以上ビット数を割り当てることができないので、ステップ S P 3 1 1 に移って、 u s e d [m a x ] = 2、すなわち、識別フラグ u s e d [m a x ] を " 2 " としてから、上述のステップ S P 3 0 2のビット割当の判断に戻る。

そして、ステップ 3 0 6では、 b s p l + = s m p l — b i t、すなわち、サブバンド信号の量子化のために割り当てられたビット数 b s p 1 に、付加すべきビット数 s m p 1 — b i t を加える。次のステップ S P 3 0 7では、 b [m a x ] + = 2 — u s e d [m a x ] , すなわち、このサブバンド信号の量子化ビット数 b [m a x ] として、これまでに割当ビットが設定されていなかった場合（ u s e d [m a x ] = 0 ) には 2ビット加え、また、これまでに割当ビットが設定されていた場合（ u s e d [m a x ] = 1 ) には 1 ビット加える。

さらに、ステップ S P 3 0 8では、 CT [m a x ] Z= 4 — u s e d [m a ] x 2 として、このサブパンド信号の "ひ [m a x ] " を減らす。具体的には、上述のステップ S P 3 0 7において、割当ビット数が 2ビット増えた場合、即ち、識別フラグが " 0 " の場合 ( u s e d [m a x ] = 0 ) 、 " σ [m a x] " を " 4 " で割る。また、割当ビット数が 1 ビット増えた場合、即ち、識別フラグが " 1 " の場合（ u s e d [m a x ] = 1 ) 、 " ひ [m a ] " を 2で割る。

ここで、上述の図 5に示したフローチャートのステップ S P 3 0 1 の初期化処理において、 σ [ i ] = S F [ i ] とした力、次のようにしても良い。

すなわち、サブバンドのダイナミック · レンジ d rの量子化値 S F i d [ i ] を用いて、図 6のステップ S P 4 0 1 に示すように、 a [ i ] = S F i d [ i ]

とする。そして、上述したようにスケールファクタ S F [ i ] と上記量子化値 S F i d [ i ] との関係は、

S F [ i 1 _{= r} s F i d【：] / _s + k

であるから、このスケールファクタ S F [ i ] を定数 r ⁿで割るという処理は、上述の関係を用いて、

S F [ i ] / r ⁿ= r ^{SF i d [ i ] /s + k}/ r ⁿ

一 r

一 Γ

となり、量子化値 S F i d [ i ] から定数 n s を減算するといぅ処理に置き換えることができる。

これにより、上述したステップ S P 3 0 8の " び [m a x ] " を減らす処理において、 " σ [m a x ] " を " 4 " で割る、即ち、スケ一ルファクタ S F [m a x ] を " 4 " で割る処理は、

r "= 4 = 2²

として、 nは " 2 " ( n = 2 ) となる。ここで、上述したように、定数 sは " 3 " ( s = 3 ) であるので、したがって、

n s = 2 x 3 = 6

となり、スケールファクタ S F [m a x ] から " 6 " を減算する処理に置き換えることができる。

また、 "び [m a x ] " を " 2 " で割る処理も同様にして、 " 3 " を減算する処理に置き換えることができる。したがって、上記図 5 に示したステップ S P 3 0 8の処理、 σ [m a x ] Z= 4 — u s e d [m a x」 x 2

は、上記図 6のステップ S P 4 0 8 に示すように、

σ [m a x — = 6— u s e d [m a x ] x 3

に置き換えることができる。

次のステップ S P 3 0 9では、上述のようにして、このサブバンド信号には少なくとも 2ビット割り当てられているので、 u s e d [m a x ] = 1、すなわち、識別フラグ u s e d [m a x ] を " 1 " にする。

さらに、ステップ S P 3 1 0では、 b [m a x ] = 1 5 ?、すなわち、このサブパンド信号に割り当てられた量子化ビット数 b [m a x] が 1 5ビットであるか否かを判断する。

このステップ S P 3 1 0において、 b [m a x ] = 1 5、すなわち、上記量子化ビット数 b [ m a X ] 力 ί 1 5ビットであった場合には、これ以上ビット数を割り当てることはできないので、ステップ S P 3 1 1 に移って、 u s e d [m a x ] = 2、すなわち、識別フラグ u s e d [m a x を " 2 " としてから、上述のステップ S P 3 0 2のビット割当の判断に戻る。

上記量子化ビット数 b [m a x] 力 ί 1 4 ビット以下であった場合、このサブパンドには、まだビット数を割り当てることができるものとして、そのまま上述のステップ S P 3 0 2のビット割当の判断に戻る。

以下、全てのサブバンド信号について、識別フラグ u s e d [ i ] が " 2 " となるまで、ステップ S P 3 0 2以下の処理を繰り返す。上述のようにして、ビット割当部 1 0 3は、各サブバンド信号のスケールファクタ S F [ i ] ( = ひ [ i ] ) のみを用いて、全てのサブバンド信号にビット数を割り当てる。

具体的には、上述の図 2 に示した入力信号の時間 t 。〜 t , のフレームにおける各サブバンド s u b b a n d O〜 s u b b a n d 3 1 のスケールファクタ S Fが上記スケーリング部 1 0 2 により例えば表 3 に示すように決定されたとすると、上記ビット割当部 1 0 3 では、例えば、 a d b = 1 4 0の場合、上述のビット割り当て処理により、表 4 に示すような結果が得られる。すなわち、サブバンド s u b b a n d 0には 6ビット、サブノンド s u b b a n d 1 には 3ビット、サブバンド s u b b a n d 2 には 2ビットが割り当てられ、他の各サブノンド s u b b a n d 3〜 s u b b a n d 3 1 の割り当てビット数は 0 となる。

(以下余白）

9iT 'S Π Uo 1 b

0007 ο

ο τ 1 Ub

09Ζ Q 1 06

092 Ί QT 07

06

. b ι ム 6

WO ι 076

QT C7

HL ,0 π

089 Ό 8ΐ Ζ

QL Ό ΖΖ

000 ' 81 \Ζ

8 S'l ί\ 02

HL ·0 Η 6ΐ

000 'ΐ 9ΐ 81

000 \Ζ ί\

092 Ί 91 9ΐ

A89 Ί Αΐ 9ΐ

000 8ΐ Η

029 'Ι 61 Ζ\

000 '9ΐ LZ Ζ\

ΊΟΐ S2 ΐΐ

LU '0 IS Οΐ

000 '8 6

000 -9ΐ 11 8

669 ·ΖΙ 93 L

000 '9ΐ LZ 9

000 '9ΐ 11 3

1^63 'ΐθΐ 9S

12 ε

080 '9^9 τ

6 ·2Ι8 τ

966 'I0S9 89 0

xepui pu^qqns

[ ε拏】

68600/S6df/X3d 66W£/S6 OAV 【表 4 】

ここで、上記ビット割当部 1 0 3 は、スケールファクタ S Fのみを用いてビット数を割り当てる際に、スケールファクタ S F を定数で割るという処理を行う場合、実数の除算を行うことになるが、

S p ₌ 2 S F I d / s ₊ k という関係を用いて、実数の除算を整数の減算に置き換えてビット割当を行っている。これにより、ビット割当の回路をより簡略化することができ、また、演算の高速化を図ることができる。

尚、上記図 6 に示すビット数の割当処理において、. 上記図 5 に示したビット数の割当処理と同じ処理には、同一のステップ数を付してその説明を省略する。

そして、上記量子化部 1 0 4 は、上記ビット割当部 1 0 3 により割り当てられたビット数で、前記式 1 に従って各サブバンド信号を量子化する。

さらに、上記フォーマット部 1 0 5 は、量子化されたサブバンド信号と、スケールファクタと、ビット割当情報とを所定のフォーマットに従ってビットストリームへ組み立て、ストレ一ジ · メディア 1 0 6へ記録する。

次に、上述のような構成をした符号化器 1 の動作を説明する。分析フィルタ ' バンク 1 0 1 は、入力端子 1 0 0を介して入力されたオーディォデータを 3 2サブパンドのサブバンド信号に分割し、その帯域分割されたサブバンド信号をスケ一リング部 1 0 2 に供給する。

上記スケーリング部 1 0 2 は、上記分析フィルタ · ノンク 1 0 1 からの各サブバンド信号に対するスケールファクタ S F を、サブバンド信号のダイナミック · レンジの量子化値 S F i d、定数 r ( = 2 ) 、定数 k ( =— 5 ) 、整数定数 s ( = 3 ) を用いて、

C = O S F I d / 3 - 5 なる演算で算出し、その算出したスケールファクタ S Fをビット割当部 1 0 3に供給する。

上記ビット割当部 1 0 3 は、上記スケーリング部 1 0 2からの各サブバンドのスケールファク夕 S F に応じて、上記スケールファク夕 S Fのみを用いて全てのサブバンドにビット数を割り当てる。そして、上記ビット割当部 1 0 3 は、その決定した割当ビット数、及び、上記スケールファクタ S Fを量子化部 1 0 4 に供給する。

上記量子化部 1 0 4 は、上記ビット割当部 1 0 3からの割当ビット数で、その割り当てられたビット数に対応するサブバンド信号、及び、上記ビット割当部 1 0 3からのスケールファクタ S Fを量子化し、量子化したサブバンド信号、及び、スケールファクタ S Fをフォーマツト部 1 0 5 に供給する。

上記フォーマツト部 1 0 5 は、上記量子化部 1 0 4 からの量子化されたサブバンド信号と、ビット割当情報と、スケールファクタとを所定のフォーマツトに従ってビットストリームへ組み立て、ストレ一ジメディァ 1 0 6 に記録する。

上述のようにして、符号化器 1 では、スケールファクタのみを用いて決定された割当ビット数で各サブパンド信号の量子化が行われる。

このように、この実施例のオーディオデータの符号化装置では、スケールファクタ S Fのみを用いて各サブバンドに対するビット割当を行っているため、このオーディォデ一夕の符号化装置により符号化されたデータを復号化する際にも、上述の符号化する際に行つた処理と同様にビット割当の演算を行うことができる。このため、上記オーディオデータの符号化装置は、割当ビット数を出力する必要がなくなり、さらに、割当ビット数の上限を設定する必要もなく、その分のビットを、サブバンド信号の量子化に割り当てることができる。したがって、特定の周波数の信号に対しても十分なビット数を割り当てることができ、量子化効率の向上を図ることができる。また、スケールファクタ S Fを、

_S p _{= r} S F i d / s ₊ k なる式で与えることにより、スケールファクタ S Fを定数 r ⁿで割るという処理を、量子化値 S F i dから定数 s x nを減算するという処理におきかえることができる。このため、ビット割当の回路において、実数の除算回路を整数の減算回路に置き換えることができ、したがって、ビット割当の回路の簡略化を図ることができると共に、演算の高速化を図ることができる。

尚、上述の実施例に係るオーディオデ一夕の符号化装置では、量子化する各帯域信号を複数の周波数帯域のサブバンドに分割したサブバンド信号としたが、複数の周波数帯域のスぺクトル · グループに分割したスぺクトル信号としてもよい。

次に、上記復号化器 2の構成、及び、動作について説明する。上記復号器 2は、上記符号器 1 によってストレ一ジメディァ 1 0 6に記録されたビットストリームを量子化されたサブバンド信号とビット割当情報とスケールファクタとに分解するビットストリ一ム展開部 1 0 7と、上記ビットストリ一ム展開部 1 07により分解された量子化されたサブパンド信号を上記スケールファクタが保存されるように逆量子化する逆量子化部 1 08と、上記逆量子化部 1 0 8により逆量子化されたサブパンド信号をオーディオ信号に合成して出力端子 1 1 0を介して出力する合成フィルタ · バンク 1 09とで構成されている。

上記逆量子化部 1 08には、上記ビットストリーム展開部 1 0 7 からサブバンド信号の量子化値 Y [ j ] ( 0≤ j < 1 2 ) と、量子化ビット数 Nと、スケールファクタ S F [ i d ] とが供給される。ここで、上記 ." i d " はスケールファクタのインデックス、 " S F [ i d ] " は " i d " のインデックスを持つスケールファクタを示す。

以下、上記逆量子化部 1 0 8における逆量子化処理について、図 7に示すフローチャートを用いて具体的に説明する。

まず、ステップ S P 50 1では、前記式 2に従って、量子化値 Y [ i ] に従来の逆量子化処理を施す。即ち、上記サブバンド信号の量子化値 Y [ j ] の逆量子化値 X [ j ] ( 0≤ j < 1 2 ) を、

X [ j ] = Y [ j ] x S F [ i d ] x ( 2 / ( 2 ^N- 1 ) ) なる演算により求める。

次のステップ S P 502では、逆量子化値 X [ j ] がスケールファク夕 S F [ i d ] を保存しているか否かを判断する。具体的には、ョ j， s u c h t h a t I X C j ] l > S F [ i d— 1 ] 、すなわち、 1 2サンプルの逆量子化値 X [ j ] のうち、最低 1つ、その絶対値（ I X [ j ] I ) 力 1段階下のスケールファクタ S F [ i d - 1 ] より大きい場合は、スケールファクタが保存されていると判断し、この逆量子化部 1 08における逆量子化処理を終了する。

また、 I X [V j ] | ≤ S F [ i d— 1 ] 、すなわち、 1 2サンプルの逆量子化値 X [ j ] 全てについて、その絶対値（ I X [ j ] I ) が、上記スケールファクタ S F [ i d - 1 ] 以下である場合は、スケールファクタが保存されていなと判断し、逆量子化を再度やり直すために、ステップ S P 50 3に移る。

このステップ S P 503では、まず、上記スケールファクタ S F [ i d - 1 ] を跨ぐような量子化値 k ( k > 0 ) を求める。具体的には、

( ( 2 k - 1 ) / ( 2 ^N- 1 ) ) x S F [ i d ]

< S F [ i d - 1 ] 及び、

S F [ i d - 1 ]

く ( ( 2 k + 1 ) / ( 2 ^N— 1 ) ) S F [ i d ] を満たす量子化値 kを求める。

そして、上記量子化値 kを用いて、 1 2サンプルの量子化値 Y [ j ] ( 0≤ j < 1 2 ) 全てについて、以下に説明する逆量子化のやり直し処理を行う。

まず、ステップ S P 5 0 4では、 1 2サンプルの量子化値 Y [ j ] ( 0≤ j < 1 2 ) 全てについて、逆量子化のやり直しが終了したかを判断する。そして、 j = 1 2、すなわち、逆量子化のやり直しが終了した場合は、この上記逆量子化部 1 0 8における逆量子化処理を終了する。また、 0≤ j < 1 2、すなわち、逆量子化のやり直しが終了していない場合には、ステップ S P 5 0 5 に移る。

このステップ S P 5 0 5では、量子化値 Y [ j ] が上記量子化値 kに量子化されているか否かを判断する。そして、 Y [ j ] = k、すなわち、上記サブバンド信号の量子化値 Y C j ] が量子化値 kに量子化されている場合には、ステップ S P 5 0 6 に移り、また、 Y [ j ] ≠ k、すなわち、上記サブバンド信号の量子化値 Y [ j ] が量子化値 kに量子化されていない場合には、ステップ S P 5 0 7に移る。

上記ステップ S P 5 0 6では、

X [ j ] = { S F [ i d— 1 ] + ( ( 2 k + 1 ) / ( 2 ^N- 1 ) ) x S F [ i d ] } / 2

なる演算で逆量子化値 X [ j ] を求める。そして、ステップ S P 5 09に移って次のサンプルの量子化値 Y [ j ] へインデックス j を進めてから、上述のステップ S P 5 04の逆量子化のやり直し終了の判断へ戻る。

また、上記ステップ S P 5 0 7では、上記サブバンド信号の量子化値 Y [ j ] が負の量子化値（一 k ) に量子化されているか否かを判断する。

Y [ j ] ≠一 k、すなわち、上記サブバンド信号の量子化値 Y [ j ] が負の量子化値（一 k ) に量子化されていない場合には、上記ステップ S P 50 9に移って次のサンプルの量子化値 Y [ j ] へインデックス j を進めてから、上述のステップ S P 5 04の逆量子化のやり直し終了の判断へ戻る。また、 Y [ j ] =一 k、すなわち、上記サブバンド信号の量子化値 Y [ j ] が負の量子化値（一 k ) に量子化されている場合には、ステップ S P 508に移る。

上記ステップ S P 5 08では、

X [ j ] =— { S F [ i d - 1 ] + ( ( 2 k + 1 )

/ ( 2 ^N- l ) ) x S F [ i d ] } / 2 なる演算で逆量子化値 X [ j ] を求める。そして、ステップ S P 5 09に移って次のサンプルの量子化値 Y [ j ] へインデックス j を進めてから、上述のステップ S P 5 04の逆量子化のやり直し終了の判断へ戻る。

上述のように、上記逆量子化部 1 08は、 1 2サンプルの逆量子化値 X C j ] の絶対値が全て 1段階下のスケールファクタ S F [ i d - 1 ] 以下の場合には、スケールファクタ S F [ i d ] が保存されていないと判断し、逆量子化をやり直して 1 2サンプルの逆量子化値 X [ j ] を求め直す。これにより、量子化前と同じスケールファク夕 S F [ i d ] を得ることができる。

上記合成フィルタ · バンク 1 0 9 は、図示していないが、帯域合成部を備えており、この帯域合成部により逆量子化が施されたサブバンド信号をオーディォ信号に合成する。

上述のような構成をした復号化器 2の動作を説明する。

上記ビットストリーム展開部 1 0 7は、上述した符号化器 1 のストレージメディア 1 0 6 に記録されているビットストリ一ムを、量子化されたサブバンド信号と、ビット割当情報と、スケールファク夕とに分解し、その分解した量子化されたサブバンド信号と、ビット割当情報と、スケールファクタとを逆量子化部 1 0 8 に供給する _c 上記逆量子化部 1 0 8は、上記ビットストリーム展開部 1 0 7からの量子化されたサブパンド信号を、上記ビットストリーム展開部 1 0 7 からのスケールファクタが保存されるように逆量子化する。そして、上記逆量子化部 1 0 8は、その逆量子化したサブパンド信号を合成フィルタ · ノンク 1 0 9 に供給する。

上記合成フィルタ，パンク 1 0 9 は、上記逆量子化部 1 0 8からの逆量子化されたサブバンド信号をオーディォ信号に合成し、そのオーディオ信号を出力端子 1 1 0を介して出力する。

上述のように、符号化器 1 においては、サブパンド信号を各サブバンドのスケールファクタのみを用いて決定された割当ビット数で量子化し、復号化器 2 において、上記符号化器 1 により量子化されたサブバンド信号を、各サブバンドのスケールファクタが保存されるように逆量子化するため、符号化、及び、復号化を繰り返す場合に、毎回同一の割当ビット数が決定される。したがって、量子化、及び、逆量子化において、毎回同一の結果が得られることにより、符号化、及び、復号化を繰り返す度に音質が劣化することなくォ一ディォデ一夕のダビング等を行うことができる。

尚、上記復号化器 2で復号化されたオーディオ信号を、再度、上記符号化器 1でサブバンド信号に分解し、スケールファクタを計算する際に、 1 2サブバンド信号で構成される符号化ブロックを前回と同じ符号化ブロックにする。

具体的に言うと、例えば、逆量子化部 1 08において逆量子化にかかる時間（以下、逆量子化処理時間と言う。）を管理する。そして、分析フィル夕 · ノンク 1 0 1で 1 2サブバンド信号に分解する際に、逆量子化処理時間分ずらして分解することにより、毎回符号化ブロックの切り出し口が同じになる。これにより、毎回同じスケ —ルファクタを得ることができ、割当ビット数も毎回同一の結果を得ることができる。これにより、符号化、及び、復号化を繰り返す度に音質が劣化することなくオーディオデータの複製等を行うことができる。

すなわち、例えば上述の図 2に示した入力信号の時間 t。〜 t , のフレームにおけるサブバンド s u b b a n d 0のサブバンド信号のうち例えば X =— 5 2 1 4のサンプルは、上述の式 1 に従って Y = r i n t { ( X / S F ) x ( ( 2 ^N- 1 ) / 2 ) }

= r i n t { ( - 52 1 4 / 6 502 )

x ( ( 2⁶- 1 ) / 2 ) }

= 2 5

量子化値 Y = 2 5に量子化される。これを従来の手法に従って上述の式 2で逆量子化すると、

X = Y X S F X ( 2 / ( 2 ^N— 1 ) )

= 2 5 X 6 5 0 2 X 2 / ( 2⁶- 1 )

= 5 1 6 0. 3

となり、その逆子化値 X ½ 5 1 6 0. 3は、元のスケールファクタ S F = 6 502の 1 レベル下のスケールファクタ S F = 5 1 60. 6よりも小さな値になってしまう。すなわち、このようにして得られた逆子化値 X 5 1 60. 3は、再度量子化するとスケールファクタ S Fが変化するので、ビット割り当てが変化することにより音質も変化することになる。

しかし、この実施例の符号化 Z復号化装置では、上記逆量子化部 1 08において、 1 2サンプルの逆量子化値 X [ j ] の絶対値が全て 1段階下のスケールファクタ S F [ i d - 1 ] 以下の場合には、スケールファクタ S F [ i d ] が保存されていないと判断して、逆量子化をやり直し、量子化前と同じスケールファクタ S F [ i d] の逆量子化値 X [ j ] を得るので、スケールファクタ S F [ i d ] を保存することができる。

Claims

請求の範囲

1. 原信号を複数の周波数帯域に分割し、

分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行い、

ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号を量子化し、

量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化する符号化方法。

2. 上記各周波数帯域の信号は、原信号が複数の周波数帯域のサブバンドに分割されたサブパンド信号であることを特徴とする請求項 1記載の符号化方法。

3. 上記各周波数帯域の信号は、原信号が複数の周波数帯域のスぺクトル · グループに分割されたスぺクトル信号であることを特徴とする請求項 1 記載の符号化方法。

4. 上記各周波数帯域の信号に対して、ダイナミック · レンジの量子化値 S F i d (整数）、定数 r、定数 k、整数定数 s を用いて、

Q ―. _r S F i d /s + k なる演算で上記スケールファクタ S Fを算出するステップをさらに有することを特徴とする請求項 1記載の符号化方法。

5. 上記割当ビット数の上限を設定することなく割当ビット数を決定することを特徴とする請求項 1記載の符号化方法。

6. 原信号が複数の周波数帯域に分割され、分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数が決定され、ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号が量子化され、量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみが符号化された符号化信号を復号化する復号化方法であって、

上記符号化信号の各周波数帯域の信号に対し上記符号化信号に含まれるスケールファクタを用いて割当ビット数を決定し、決定された割当ビット数を用いて上記符号化信号の各周波数帯域の信号を逆量子化し、

逆量子化された各周波数帯域の信号に対し、スケールファクタが保存されているか否かを判定し、

スケールファクタが保存されていない周波数帯域の信号に対してはスケールファクタを保存するように逆量子化を再度行うことにより、

各周波数帯域の信号のスケールファクタを保存した状態で符号化信号を復号化する復号化方法。

7 . 上記各周波数帯域の信号は、原信号が複数の周波数帯域のサブバンドに分割されたサブパンド信号であることを特徴とする請求項 6記載の復号化方法。

8 . 上記各周波数帯域の信号は、原信号が複数の周波数帯域のスぺクトル · グループに分割されたスぺクトル信号であることを特徴とする請求項 6 記載の復号化方法。

9 . 原信号を複数の周波数帯域に分割し、分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行い、ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号を量子化し、量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化し、

上記符号化信号の各周波数帯域の信号に対し上記符号化信号に含まれるスケールファクタを用いて割当ビット数を決定し、決定された割当ビット数を用いて上記符号化信号の各周波数帯域の信号を逆量子化し、逆量子化された各周波数帯域の信号に対し、スケールファクタが保存されているか否かを判定し、スケールファクタが保存されていない周波数帯域の信号に対してはスケールファクタを保存するように逆量子化を再度行うことにより、各周波数帯域の信号のスケールファクタを保存した状態で符号化信号を復号化する符号化 /復号化方法。

1 0 . 上記各周波数帯域の信号は、原信号が複数の周波数帯域のサブバンドに分割されたサブバンド信号であることを特徴とする請求項 9記載の符号化方法/復号化方法。

1 1 . 上記各周波数帯域の信号は、原信号が複数の周波数帯域のスぺクトル · グループに分割されたスぺクトル信号であることを特徴とする請求項 9記載の符号化方法ノ復号化方法。

1 2 . 上記各周波数帯域の信号に対して、ダイナミック · レンジの量子化値 S F i d (整数）、定数 r、定数 k、整数定数 s を用いて、 . ， ' .

p _ S F i d / s + k なる演算で上記スケールファクタ S Fを算出し、算出したスケールファクタ S Fに応じて上記割当ビット数を決定してビット割当を行うことを特徴とする請求項 9 記載の符号化方法復号化方法。

1 3 . 上記割当ビット数の上限を設定することなく割当ビット数を決定するステップを有することを特徴とする請求項 9 記載の符号化方法/復号化方法。

1 4 . 原信号を複数の周波数帯域に分割する帯域分割手段と、上記帯域分割手段により分割された各周波数帯域の信号に対するスケールファクタを算出するスケーリング手段と、

上記帯域分割手段により分割された各周波数帯域の信号に対して、上記スケ一リング手段により算出されたスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行うビット割当手段と、

上記ビット割当手段によりビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号及び上記スケールファクタを量子化を量子化する量子化手段と、

上記量子化手段により量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化した符号化信号を所定フォーマツトで出力するフォーマツト手段とを備えてなる符号化装置。

1 5 . 上記帯域分割手段は、原信号を複数の周波数帯域のサブバンド信号に分割することを特徴とする請求項 1 4 記載の符号化装置。

1 6 . 上記帯域分割手段は、原信号を複数の周波数帯域のスぺクトル · グループのスぺクトル信号に分割することを特徴とする請求項 1 4 記載の符号化装置。

1 7 . 上記スケーリング手段は、各周波数帯域の信号に対して、ダイナミック · レンジの量子化値 S F i d (整数）、定数 r、定数 k、整数定数 s を用いて、

S -— F S F i d / s + k なる演算で上記スケールファクタ S Fを算出することを特徴とする請求項 1 4記載の符号化装置。

1 8 . 上記ビット割当手段は割当ビット数の上限を設定することなく割当ビット数を決定することを特徴とする請求項 1 4記載の符号化装置。

1 9 . 原信号が複数の周波数帯域に分割され、分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数が決定され、ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号が量子化され、量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化された符号化信号を復号化する復号化装置であって、

上記符号化信号の各周波数帯域の信号に対し上記符号化信号に含まれるスケールファクタを用いて割当ビット数を決定し、決定された割当ビット数を用いて上記符号化信号の各周波数帯域の信号を逆量子化し、逆量子化された各周波数帯域の信号に対し、スケールファクタが保存されているか否かを判定し、スケールファクタが保存されていない周波数帯域の信号に対してはスケールファクタを保存するように逆量子化を再度行う逆量子化手段を備えてなる復号化装置。

2 0 . 原信号を複数の周波数帯域に分割し、分割された各周波数帯域の信号に対して、そのスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行い、ビット割り当てされた割当ビット数で上記各周波数帯域の信号を量子化し、量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化する符号化手段と、

上記符号化信号の各周波数帯域の信号に対し上記符号化信号に含まれるスケールファクタを用いて割当ビット数を決定し、決定された割当ビット数を用いて上記符号化信号の各周波数帯域の信号を逆量子化し、符号化された各周波数帯域の信号を上記ビット割当情報に基づくスケールファクタを用いて逆量子化し、逆量子化された各周波数帯域の信号に対し、スケールファクタが保存されているか否かを判定し、スケールファクタが保存されていない周波数帯域の信号に対してはスケールファクタを保存するように逆量子化を再度行うことにより、上記符号化された各周波数帯域の信号をスケールファクタを保存した状態で復号化する復号化手段とを備えてなる符号化 Z復号化装置。

2 1 . 上記符号化手段は、

原信号を複数の周波数帯域に分割する帯域分割手段と、

上記帯域分割手段により分割された各周波数帯域の信号に対するスケールファクタを算出するスケーリング手段と、

上記帯域分割手段により分割された各周波数帯域の信号に対して、上記スケーリング手段により算出されたスケールファクタのみを上記原信号に依存するビット割当て条件として割当ビット数を決定してビット割当を行うビット割当手段と、

上記量子化手段により量子化された各周波数帯域の信号と上記各周波数帯域の信号に対するスケールファクタのみを符号化した符号化信号を所定フォーマツトで出力するフォーマツト手段とを備えてなることを特徴とする請求項 2 0記載の符号化復号化装置。

2 2 . 上記帯域分割手段は、原信号を複数の周波数帯域のサブバンド信号に分割することを特徴とする請求項 2 0記載の符号化/復号化装置。

2 3 . 上記帯域分割手段は、原信号を複数の周波数帯域のスぺクトル · グループのスぺクトル信号に分割することを特徴とする請求項 2 0記載の符号化復号化装置。

2 4 . 上記スケーリング手段は、各周波数帯域の信号に対して、ダイナミック · レンジの量子化値 S F i d (整数）、定数 r、定数 k、整数定数 s を用いて、

C p ― d / s + k なる演算で上記スケールファクタ S Fを算出することを特徴とする請求項 2 0記載の符号化復号化装置。

2 5 . 上記ビット割当手段は割当ビット数の上限を設定することなく割当ビット数を決定することを特徴とする請求項 2 0記載の符号化復号化装置。