JP2003067000A - 音響信号処理装置および音響信号処理方法並びに音響信号処理プログラムおよび音響信号処理プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

音響信号処理装置および音響信号処理方法並びに音響信号処理プログラムおよび音響信号処理プログラムを記録した記録媒体

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JP2003067000A
JP2003067000A JP2001253185A JP2001253185A JP2003067000A JP 2003067000 A JP2003067000 A JP 2003067000A JP 2001253185 A JP2001253185 A JP 2001253185A JP 2001253185 A JP2001253185 A JP 2001253185A JP 2003067000 A JP2003067000 A JP 2003067000A
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quantizing
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signal
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良明 ▲高▼木
Yoshiaki Takagi
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/04—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using predictive techniques

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 音質劣化の少ない優れた音響信号の符号化処
理を提供すること。 【解決手段】 入力音響信号を周波数帯域毎に分割する
帯域分割フィルタ１１と、各周波数帯域の信号を所定の
ビット数で量子化するＡＤＰＣＭ量子化手段１３と、量
子化された信号をビットストリームに整形するビットス
トリーム生成手段２３とを備えて、通信回線を介して相
手先に送信する音響信号を符号化したビットストリーム
にして通信装置本体に出力する音響信号処理装置１０
に、量子化された信号を逆量子化するＡＤＰＣＭ逆量子
化手段１５と、逆量子化が行われた信号を複数のフレー
ムにわたって蓄積するデータ蓄積手段１７と、蓄積され
た信号のエネルギーを算出するエネルギー算出手段１９
と、蓄積された信号のエネルギーから量子化に必要なビ
ット数を算出するビット配分算出手段２１とを設けて、
ＡＤＰＣＭ量子化手段１３で用いる量子化ビット数を決
定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音響信号を符号化
または復号化する処理に関し、詳しくは、音質を劣化さ
せることなく音響信号を符号化・復号化して、負担のな
い伝送を実現する音響信号処理装置および音響信号処理
方法並びに音響信号処理プログラムおよび音響信号処理
プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、音響信号をオーディオ再生可
能に通信回線を介して相手先に送信することが行われて
おり、通信回線に負担なく伝送することができるよう
に、その音響信号を符号化して通信回線に送出し、相手
先で復号化することが行われている。
【０００３】この種の音響信号処理装置としては、図９
に示すようなものがある。この音響信号処理装置は、入
力された音響信号を所定のサブバンドに分割する帯域分
割フィルタ１０１と、信号を所定のビット数で量子化す
るＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Mod
ulation）量子化手段１０２と、量子化された信号を再
度逆量子化するＡＤＰＣＭ逆量子化手段１０３と、逆量
子化された信号の振幅から量子化に必要なビット数を算
出するビット配分算出手段１０４と、量子化された信号
をビットストリームに整形するビットストリーム生成手
段１０５とによって構成されており、ＡＤＰＣＭ量子化
手段１０２とビットストリーム生成手段１０５との間
に、ＡＤＰＣＭ逆量子化手段１０３およびビット配分算
出手段１０４を介装することにより、周波数帯域毎に分
割した入力音響信号を算出ビット数で量子化することに
よって、入力された音響信号を符号化して整形したビッ
トストリームとして出力するようになっている。
【０００４】また、音響信号処理装置としては、図１０
に示すようなものがある。この音響信号処理装置は、ビ
ットストリームを定められた周波数帯域毎に分割するビ
ットストリーム分解手段２０１と、入力されたビットス
トリームを所定のビット数で逆量子化するＡＤＰＣＭ逆
量子化手段２０２と、逆量子化された信号の振幅から量
子化されたビット数を推定するビット配分算出手段２０
３と、逆量子化されたサブバンド信号を合成して音響信
号を生成する帯域合成フィルタ２０４とによって構成さ
れており、ＡＤＰＣＭ逆量子化手段２０２と帯域合成フ
ィルタ２０４との間に、ビット配分算出手段２０３を介
装することにより、周波数帯域毎に分割した入力ビット
ストリームを推定ビット数で逆量子化することによっ
て、入力されたビットストリームを復号化して音響信号
として出力するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の音響信号の符号化・復号化処理にあっては、
音響信号の特性が突発的に変動するときには、量子化ビ
ット数が大きく変動して符合化・復号化されてしまい、
聴覚上不自然な音質となって再生される場合がある、と
いう問題を有していた。
【０００６】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、音質の劣化の少ない、優れた音響信
号処理装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】音響信号を符号化する本
発明の音響信号処理装置は、入力された信号を量子化し
てビットストリームにする量子化手段と、前記量子化手
段により量子化された前記ビットストリームを逆量子化
する逆量子化手段と、前記量子化手段による量子化され
た信号と前記逆量子化手段による逆量子化された信号を
複数のフレームにわたって蓄積するデータ蓄積手段と、
前記データ蓄積手段に蓄積されたデータから前記逆量子
化手段による逆量子化された信号のエネルギーを算出す
るエネルギー算出手段と、前記エネルギー算出手段によ
り算出されたエネルギーに基づいて前記量子化手段によ
る量子化ビット数を決定するビット配分算出手段とを備
えて、前記ビット配分算出手段により決定された前記量
子化ビット数を用いて前記量子化手段により量子化する
ことによって、入力された音響信号を符号化してビット
ストリームにする構成を有している。
【０００８】音響信号を符号化する本発明の音響信号処
理方法は、入力された信号を量子化してビットストリー
ムにする量子化工程と、前記量子化工程により量子化さ
れた前記ビットストリームを逆量子化する逆量子化工程
と、前記量子化工程による量子化された信号と前記逆量
子化工程による逆量子化された信号を複数のフレームに
わたって蓄積手段内に蓄積するデータ蓄積工程と、前記
データ蓄積工程で蓄積された前記蓄積手段内のデータか
ら前記逆量子化工程による逆量子化された信号のエネル
ギーを算出するエネルギー算出工程と、前記エネルギー
算出工程により算出されたエネルギーに基づいて前記量
子化工程による量子化ビット数を決定するビット配分算
出工程とを備えて、前記ビット配分算出工程により決定
された前記量子化ビット数を用いて前記量子化工程によ
り量子化することによって、入力された音響信号を符号
化してビットストリームにする構成を有している。
【０００９】音響信号を符号化する本発明の音響信号処
理プログラムは、入力された信号を量子化してビットス
トリームにする量子化ステップと、前記量子化ステップ
により量子化された前記ビットストリームを逆量子化す
る逆量子化ステップと、前記量子化ステップによる量子
化された信号と前記逆量子化ステップによる逆量子化さ
れた信号を複数のフレームにわたって蓄積手段内に蓄積
するデータ蓄積ステップと、前記データ蓄積ステップで
蓄積された前記蓄積手段内のデータから前記逆量子化ス
テップによる逆量子化された信号のエネルギーを算出す
るエネルギー算出ステップと、前記エネルギー算出ステ
ップにより算出されたエネルギーに基づいて前記量子化
ステップによる量子化ビット数を決定するビット配分算
出ステップとを備えて、上記各ステップをコンピュータ
が実行することにより、前記ビット配分算出ステップに
より決定された前記量子化ビット数を用いて前記量子化
ステップにより量子化することによって、入力された音
響信号を符号化してビットストリームにする構成を有し
ている。
【００１０】音響信号を符号化する音響信号処理プログ
ラムを記録した本発明の記録媒体は、入力された信号を
量子化してビットストリームにする量子化ステップと、
前記量子化ステップにより量子化された前記ビットスト
リームを逆量子化する逆量子化ステップと、前記量子化
ステップによる量子化された信号と前記逆量子化ステッ
プによる逆量子化された信号を複数のフレームにわたっ
て蓄積手段内に蓄積するデータ蓄積ステップと、前記デ
ータ蓄積ステップで蓄積された前記蓄積手段内のデータ
から前記逆量子化ステップによる逆量子化された信号の
エネルギーを算出するエネルギー算出ステップと、前記
エネルギー算出ステップにより算出されたエネルギーに
基づいて前記量子化ステップによる量子化ビット数を決
定するビット配分算出ステップとを備えて、上記各ステ
ップをコンピュータに実行させることにより、前記ビッ
ト配分算出ステップにより決定された前記量子化ビット
数を用いて前記量子化ステップにより量子化することに
よって、入力された音響信号を符号化してビットストリ
ームにする音響信号処理プログラムを記録した構成を有
している。
【００１１】このように、従来の音響信号符号化処理に
加えて、データ蓄積とエネルギー算出を行う構成を採用
することにより、符号化する際に逆量子化した信号を複
数のフレームにわたって蓄積し、蓄積されたデータから
算出されたエネルギーをもとに、量子化を実行する際の
適切な量子化ビット数を決定することができ、音響信号
の特性が突発的に変動しても、算出する量子化ビット数
が過度に変動することをなくすことができる。したがっ
て、入力音響信号のエネルギー分布に従ったビット配分
で量子化を行うことができ、高音質の符号化処理を行っ
て、聴覚上自然な音質で音響信号を伝送することができ
るようになる。
【００１２】また、本発明の音響処理装置には、重み付
け手段を設けて、前記データ蓄積手段に蓄積する新しい
データの寄与率を高める構成を、本発明の音響処理方法
には、重み付け工程を設けて、前記データ蓄積工程で蓄
積する新しいデータの寄与率を高める構成を、本発明の
音響処理プログラムには、重み付けステップを設けて、
前記データ蓄積ステップで蓄積する新しいデータの寄与
率を高める構成を採用することにより、データ蓄積時間
が長い場合でも適切な量子化ビット数を決定することが
でき、信頼性を向上させることができる。
【００１３】一方、音響信号を復号化する本発明の音響
信号処理装置は、入力されビットストリームを逆量子化
する逆量子化手段と、前記逆量子化手段による逆量子化
された信号を複数のフレームにわたって蓄積するデータ
蓄積手段と、前記データ蓄積手段に蓄積されたデータか
ら前記逆量子化手段による逆量子化された信号のエネル
ギーを算出するエネルギー算出手段と、前記エネルギー
算出手段により算出されたエネルギーに基づいて前記逆
量子化手段による量子化ビット数を決定するビット配分
算出手段とを備えて、前記ビット配分算出手段により決
定された前記量子化ビット数を用いて前記逆量子化手段
により逆量子化することによって、入力されたビットス
トリームを復号化して音響信号にする構成を有してい
る。
【００１４】音響信号を復号化する本発明の音響信号処
理方法は、入力されビットストリームを逆量子化する逆
量子化工程と、前記逆量子化工程による逆量子化された
信号を複数のフレームにわたって蓄積手段内に蓄積する
データ蓄積工程と、前記データ蓄積工程で蓄積された前
記蓄積手段内のデータから前記逆量子化工程による逆量
子化された信号のエネルギーを算出するエネルギー算出
工程と、前記エネルギー算出工程により算出されたエネ
ルギーに基づいて前記逆量子化工程による量子化ビット
数を決定するビット配分算出工程とを備えて、前記ビッ
ト配分算出工程により決定された前記量子化ビット数を
用いて前記逆量子化工程により逆量子化することによっ
て、入力されたビットストリームを復号化して音響信号
にする構成を有している。
【００１５】音響信号を復号化する本発明の音響信号処
理プログラムは、入力されビットストリームを逆量子化
する逆量子化ステップと、前記逆量子化ステップによる
逆量子化された信号を複数のフレームにわたって蓄積手
段内に蓄積するデータ蓄積ステップと、前記データ蓄積
ステップで蓄積された前記蓄積手段内のデータから前記
逆量子化ステップによる逆量子化された信号のエネルギ
ーを算出するエネルギー算出ステップと、前記エネルギ
ー算出ステップにより算出されたエネルギーに基づいて
前記逆量子化ステップによる量子化ビット数を決定する
ビット配分算出ステップとを備えて、上記各ステップを
コンピュータが実行することにより、前記ビット配分算
出ステップにより決定された前記量子化ビット数を用い
て前記逆量子化ステップにより逆量子化することによっ
て、入力されたビットストリームを復号化して音響信号
にする構成を有している。
【００１６】音響信号を復号化する音響信号処理プログ
ラムを記録した本発明の記録媒体は、入力されビットス
トリームを逆量子化する逆量子化ステップと、前記逆量
子化ステップによる逆量子化された信号を複数のフレー
ムにわたって蓄積手段内に蓄積するデータ蓄積ステップ
と、前記データ蓄積ステップで蓄積された前記蓄積手段
内のデータから前記逆量子化ステップによる逆量子化さ
れた信号のエネルギーを算出するエネルギー算出ステッ
プと、前記エネルギー算出ステップにより算出されたエ
ネルギーに基づいて前記逆量子化ステップによる量子化
ビット数を決定するビット配分算出ステップとを備え
て、上記各ステップをコンピュータに実行させることに
より、前記ビット配分算出ステップにより決定された前
記量子化ビット数を用いて前記逆量子化ステップにより
逆量子化することによって、入力されたビットストリー
ムを復号化して音響信号にする音響信号処理プログラム
を記録した構成を有している。
【００１７】このように、従来の音響信号符号化処理に
加えて、データ蓄積とエネルギー算出を行う構成を採用
することにより、逆量子化した信号を複数のフレームに
わたって蓄積し、蓄積されたデータから算出されたエネ
ルギーをもとに、逆量子化を実行する際の適切な量子化
ビット数を決定することができ、上記発明により符号化
した音響信号を正しく復号化することができる。したが
って、入力音響信号のエネルギー分布に従ったビット配
分で逆量子化を行うことができ、高音質の復号化処理を
行って、聴覚上自然な音質で音響信号を再生することが
できるようになる。
【００１８】また、本発明の音響処理装置には、重み付
け手段を設けて、前記データ蓄積手段に蓄積する新しい
データの寄与率を高める構成を、本発明の音響処理方法
には、重み付け工程を設けて、前記データ蓄積工程で蓄
積する新しいデータの寄与率を高める構成を、本発明の
音響処理プログラムには、重み付けステップを設けて、
前記データ蓄積ステップで蓄積する新しいデータの寄与
率を高める構成を採用することにより、上記発明により
符号化した音響信号をより正しく復号化することができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図１および図２は本発明の記録媒体を搭載して
音響信号処理プログラムを実行することにより音響処理
方法を実施する音響信号処理装置の第１の実施の形態を
示す図である。
【００２０】まず、装置構成を説明する。図１におい
て、音響信号処理装置１０は、通信回線を介して音響信
号を相手先に送信する通信装置本体に搭載されており、
入力された音響信号を周波数帯域毎に分割しサブバンド
信号を生成する帯域分割フィルタ１１と、各周波数帯域
の信号を所定のビット数で量子化するＡＤＰＣＭ量子化
手段１３と、量子化された信号を再度逆量子化するＡＤ
ＰＣＭ逆量子化手段１５と、逆量子化が行われた信号を
複数のフレームにわたって蓄積するデータ蓄積手段１７
と、蓄積された信号のエネルギー（信号の振幅の２乗の
積算値）を算出するエネルギー算出手段１９と、蓄積さ
れた信号のエネルギーから量子化に必要なビット数を算
出するビット配分算出手段２１と、量子化された信号を
ビットストリームに整形するビットストリーム生成手段
２３とにより構成されている。
【００２１】この音響信号処理装置１０は、通信装置本
体内に内装するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどにより構成
されており、ＣＰＵがＲＯＭ（記録媒体）内に格納され
た所定のプログラム言語で記載されている処理プログラ
ムを読み出して音響信号の処理方法を実行することによ
り、通信回線に送出する音響信号を符号化してビットス
トリームを生成するようになっている。
【００２２】次に、本発明の記録媒体内に記録された音
響信号処理プログラムを実行することによる音響処理方
法をデータの流れを示す図２を用いて説明する。
【００２３】まず、通信装置本体から入力されてくる音
響信号を帯域分割フィルタ１１により周波数帯域毎に分
割し（ステップＳ１１）、次いで、その音響信号を分割
した各周波数帯域毎のサブバンド信号にＡＤＰＣＭアル
ゴリズムによる量子化処理をＡＤＰＣＭ量子化手段１３
により施し（ステップＳ１３）、次いで、算出された各
周波数帯域毎の量子化データをビットストリーム生成手
段２３によりビットストリームに整形して相手先に通信
回線を介して送信するように通信装置本体に出力する
（ステップＳ１５）。
【００２４】このステップＳ１１、Ｓ１３、Ｓ１５と並
行して、ステップＳ１３で量子化されたデータの逆量子
化処理をＡＤＰＣＭ逆量子化手段１５により行って（ス
テップＳ１７）、所定のフレームの間の信号データをデ
ータ蓄積手段１７内に保持した後に（ステップＳ１
９）、その蓄積データのエネルギーをエネルギー算出手
段１９により算出して（ステップＳ２１）、続けて入力
されてくる音響信号の量子化処理に必要な量子化ビット
数をビット配分算出手段２１により決定（算出）し（ス
テップＳ２３）、ステップＳ１３で量子化処理する際に
用いる量子化ビット数を書き換える。
【００２５】したがって、複数のフレームにわたって蓄
積した入力音響信号のエネルギー分布に従ったビット配
分で、続けて入力されてくる音響信号を量子化して符号
化することができ、復号化したときには高音質に再生す
ることができる音響信号のビットストリームを通信回線
に負担なく相手先に送信することができる。
【００２６】このように、本実施の形態においては、符
号化する際に逆量子化した音響信号を必要な期間だけ蓄
積して、その音響信号のエネルギーに基づいてＡＤＰＣ
Ｍ量子化に適切な量子化ビット数を決定し、続けて入力
されてくる音響信号の量子化処理をすることができる。
したがって、音響信号の特性が突発的に変動しても、算
出する量子化ビット数が過度に変動してしまうことをな
くすことができ、入力音響信号のエネルギー分布に従っ
たビット配分で量子化処理を行うことができる。このこ
とから、音響信号に高音質の符号化処理を行って、相手
先で聴覚上自然な音質で再生可能に通信回線を介して負
担なく伝送することができる。
【００２７】次に、図３および図４は本発明の記録媒体
を搭載して音響信号処理プログラムを実行することによ
り音響処理方法を実施する音響信号処理装置の第２の実
施の形態を示す図である。なお、この実施の形態では、
上述した第１の実施の形態と略同様に構成されているの
で、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明
する。
【００２８】まず、装置構成を説明する。図３におい
て、音響信号処理装置２０は、帯域分割フィルタ１１
と、ＡＤＰＣＭ量子化手段１３と、ＡＤＰＣＭ逆量子化
手段１５と、データ蓄積手段１７と、エネルギー算出手
段１９と、ビット配分算出手段２１と、ビットストリー
ム生成手段２３とを備える構成に加えて、データ蓄積手
段１７とエネルギー算出手段１９との間に、重み付け手
段１８が介装されており、この重み付け手段１８は古い
信号に比較して新しい信号の寄与率を高めるようになっ
ている。
【００２９】このことから、音響信号処理装置２０は、
ＣＰＵがＲＯＭ内から読出・実行する音響信号の処理プ
ログラム（処理方法）は、蓄積した新しいデータ信号の
寄与率を高めてエネルギーの算出処理を行うように設計
されている。
【００３０】次に、本発明の記録媒体内に記録された音
響信号処理プログラムを実行することによる音響処理方
法をデータの流れを示す図４を用いて説明する。
【００３１】まず、上述第１の実施の形態と同様に、通
信装置本体から入力されてくる音響信号を周波数帯域毎
に分割し、その各周波数帯域毎に量子化処理を行った後
に、算出された各周波数帯域毎の量子化データをビット
ストリームに整形して通信装置本体に出力する（ステッ
プＳ１１、Ｓ１３、Ｓ１５）のと並行して、ステップＳ
１３で量子化されたデータの逆量子化処理を行って、所
定のフレームの間の信号データをデータ蓄積手段１７内
に蓄積保持し（ステップＳ１７、Ｓ１９）、この後に、
そのデータ蓄積手段１７内のデータ蓄積時間に応じて、
新しいデータほどエネルギーを算出する際の寄与率が高
くなるように蓄積データに重み付処理を重み付け手段１
８により施して（ステップＳ２０）、その蓄積データの
エネルギーを算出して、続けて入力されてくる音響信号
の量子化処理に必要な量子化ビット数を決定（算出）し
（ステップＳ２１、Ｓ２３）、ステップＳ１３で量子化
処理する際に用いる量子化ビット数を書き換える。
【００３２】したがって、データ蓄積手段３５内にデー
タ信号を蓄積する時間を長くとっても、最適な量子化ビ
ット数を算出することができる。
【００３３】このように、本実施の形態においては、上
述した第１の実施の形態による作用効果に加えて、デー
タ蓄積時間が長い場合でも適切な量子化ビット数に決定
することができ、続けて入力されてくる音響信号の量子
化処理をすることができる。したがって、より高音質に
符号化する処理を音響信号に施すことができる。
【００３４】次に、図５および図６は本発明の記録媒体
を搭載して音響信号処理プログラムを実行することによ
り音響処理方法を実施する音響信号処理装置の第３の実
施の形態を示す図である。
【００３５】まず、装置構成を説明する。図５におい
て、音響信号処理装置３０は、通信回線を介して相手先
から送られてきた音響信号のビットストリームを受信す
る通信装置本体に搭載されており、入力されたビットス
トリームを予め設定されている音響信号に対応する周波
数帯域毎に分割するビットストリーム分解手段３１と、
入力されたビットストリームを所定のビット数で逆量子
化するＡＤＰＣＭ逆量子化手段３３と、逆量子化が行わ
れた信号を複数のフレームにわたって蓄積するデータ蓄
積手段３５と、蓄積された信号のエネルギーを算出する
エネルギー算出手段３７と、蓄積された信号のエネルギ
ーから量子化に必要なビット数を算出するビット配分算
出手段３９と、逆量子化されたサブバンド信号を合成し
音響信号を生成する帯域合成フィルタ４１とにより構成
されている。
【００３６】この音響信号処理装置３０は、通信装置本
体内に内装するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどにより構成
されており、ＣＰＵがＲＯＭ（記録媒体）内に格納され
た所定のプログラム言語で記載されている処理プログラ
ムを読み出して音響信号の処理方法を実行することによ
り、通信回線を介して受信したビットストリームを復号
化して音響信号を生成するようになっている。
【００３７】次に、本発明の記録媒体内に記録された音
響信号処理プログラムを実行することによる音響処理方
法をデータの流れを示す図６を用いて説明する。
【００３８】まず、通信装置本体が受信して入力されて
くるビットストリームを定められた周波数帯域毎にビッ
トストリーム分解手段３１により分割し（ステップＳ３
１）、次いで、その分割した各周波数帯域毎のビットス
トリームにＡＤＰＣＭアルゴリズムによる逆量子化処理
をＡＤＰＣＭ逆量子化手段３３により施し（ステップＳ
３３）、次いで、算出された各周波数帯域毎の信号デー
タ（サブバンド信号）を帯域合成フィルタ４１により合
成して音響信号にし通信装置本体に出力する（ステップ
Ｓ３５）。
【００３９】このステップＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３５と並
行して、ステップＳ３３で逆量子化された信号データを
所定のフレームの間だけデータ蓄積手段３５内に保持し
た後に（ステップＳ３７）、その蓄積データのエネルギ
ーをエネルギー算出手段３７により算出して（ステップ
Ｓ３９）、続けて入力されてくるビットストリームの逆
量子化処理に必要な量子化ビット数をビット配分算出手
段３９により決定（算出）し（ステップＳ４１）、ステ
ップＳ３３で逆量子化処理する際に用いる量子化ビット
数を書き換える。
【００４０】したがって、複数のフレームにわたって蓄
積した入力ビットストリームを復号化した音響信号のエ
ネルギー分布に従ったビット配分で、続けて入力されて
くるビットストリームを逆量子化して復号化することが
でき、音響信号を高音質に再生可能に復号化して通信装
置本体に出力することができる。
【００４１】このように、本実施の形態においては、ビ
ットストリームを逆量子化して復号化した音響信号を必
要な期間だけ蓄積して、その音響信号のエネルギーに基
づいてＡＤＰＣＭ逆量子化に適切な量子化ビット数を決
定し、続けて入力されてくるビットストリームの逆量子
化処理をすることができる。したがって、上述した実施
の形態で符号化されて送られてきたビットストリームを
高品質を維持したまま逆量子化して音響信号に復号化す
ることができ、聴覚上自然な音質で再生可能に通信装置
本体に出力することができる。
【００４２】次に、図７および図８は本発明の記録媒体
を搭載して音響信号処理プログラムを実行することによ
り音響処理方法を実施する音響信号処理装置の第４の実
施の形態を示す図である。なお、この実施の形態では、
上述した第３の実施の形態と略同様に構成されているの
で、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分を説明
する。
【００４３】まず、装置構成を説明する。図７におい
て、音響信号処理装置４０は、ビットストリーム分解手
段３１と、ＡＤＰＣＭ逆量子化手段３３と、データ蓄積
手段３５と、エネルギー算出手段３７と、ビット配分算
出手段３９と、帯域合成フィルタ４１とを備える構成に
加えて、データ蓄積手段３５とエネルギー算出手段３７
との間に、重み付け手段３６が介装されており、この重
み付け手段３６は古い信号に比較して新しい信号の寄与
率を高めるようになっている。
【００４４】このことから、音響信号処理装置４０は、
ＣＰＵがＲＯＭ内から読出・実行する音響信号の処理プ
ログラム（処理方法）は、蓄積した新しいデータ信号の
寄与率を高めてエネルギーの算出処理を行うように設計
されている。
【００４５】次に、本発明の記録媒体内に記録された音
響信号処理プログラムを実行することによる音響処理方
法をデータの流れを示す図８を用いて説明する。
【００４６】まず、上述第３の実施の形態と同様に、通
信装置本体が受信して入力されてくるビットストリーム
を周波数帯域毎に分割し、その各周波数帯域毎に逆量子
化処理を行った後に、算出された各周波数帯域毎の信号
データ（サブバンド信号）を音響信号に合成して通信装
置本体に出力する（ステップＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３５）
のと並行して、ステップＳ３３で逆量子化されたデータ
を所定のフレームの間だけデータ蓄積手段３５内に蓄積
保持し（ステップＳ３７）、この後に、そのデータ蓄積
手段３５内のデータ蓄積時間に応じて、新しいデータほ
どエネルギーを算出する際の寄与率が高くなるように蓄
積データに重み付処理を重み付け手段３６により施して
（ステップＳ３８）、その蓄積データのエネルギーを算
出して、続けて入力されてくるビットストリームの逆量
子化処理に必要な量子化ビット数を決定（算出）し（ス
テップＳ３９、Ｓ４１）、ステップＳ３３で逆量子化処
理する際に用いる量子化ビット数を書き換える。
【００４７】したがって、データ蓄積手段３５内にデー
タ信号を蓄積する時間を長くとっても、最適な量子化ビ
ット数を算出することができる。
【００４８】このように、本実施の形態においては、上
述した第３の実施の形態による作用効果に加えて、デー
タ蓄積時間が長い場合でも適切な量子化ビット数に決定
することができ、続けて入力されてくるビットストリー
ムの逆量子化処理をすることができる。したがって、ビ
ットストリームを高音質の音響信号に復号化することが
できる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
逆量子化した信号を複数のフレームにわたって蓄積し、
その蓄積したデータから算出したエネルギーに基づい
て、量子化を実行する際の適切な量子化ビット数を決定
するので、音響信号の特性が突発的に変動しても、算出
する量子化ビット数が過度に変動することをなくすこと
ができ、入力音響信号のエネルギー分布に従ったビット
配分で量子化を行うことができる。
【００５０】したがって、高音質の符号化処理を行っ
て、聴覚上自然な音質で音響信号を伝送することができ
る、という優れた効果を有する優れた音響信号処理装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録媒体を搭載して音響信号処理プロ
グラムを実行することにより音響処理方法を実施する音
響信号処理装置の第１の実施の形態の構成を示す機能ブ
ロック図
【図２】本発明の記録媒体を搭載して音響信号処理プロ
グラムを実行することにより音響処理方法を実施する音
響信号処理装置の第１の実施の形態の処理を示すデータ
フロー図
【図３】本発明の記録媒体を搭載して音響信号処理プロ
グラムを実行することにより音響処理方法を実施する音
響信号処理装置の第２の実施の形態の構成を示す機能ブ
ロック図
【図４】本発明の記録媒体を搭載して音響信号処理プロ
グラムを実行することにより音響処理方法を実施する音
響信号処理装置の第２の実施の形態の処理を示すデータ
フロー図
【図５】本発明の記録媒体を搭載して音響信号処理プロ
グラムを実行することにより音響処理方法を実施する音
響信号処理装置の第３の実施の形態の構成を示す機能ブ
ロック図
【図６】本発明の記録媒体を搭載して音響信号処理プロ
グラムを実行することにより音響処理方法を実施する音
響信号処理装置の第３の実施の形態の処理を示すデータ
フロー図
【図７】本発明の記録媒体を搭載して音響信号処理プロ
グラムを実行することにより音響処理方法を実施する音
響信号処理装置の第４の実施の形態の構成を示す機能ブ
ロック図
【図８】本発明の記録媒体を搭載して音響信号処理プロ
グラムを実行することにより音響処理方法を実施する音
響信号処理装置の第４の実施の形態の処理を示すデータ
フロー図
【図９】従来技術の構成を示す機能ブロック図
【図１０】従来技術の構成を示す機能ブロック図
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０ 音響信号処理装置 １１ 帯域分割フィルタ １３ ＡＤＰＣＭ量子化手段 １５、３３ ＡＤＰＣＭ逆量子化手段 １７、３５ データ蓄積手段 １８、３６ 重み付け手段 １９、３７ エネルギー算出手段 ２１、３９ ビット配分算出手段 ２３ ビットストリーム生成手段 ３１ ビットストリーム分解手段 ４１ 帯域合成フィルタ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力された信号を量子化してビットスト
    リームにする量子化手段と、前記量子化手段により量子
    化された前記ビットストリームを逆量子化する逆量子化
    手段と、前記量子化手段による量子化された信号と前記
    逆量子化手段による逆量子化された信号を複数のフレー
    ムにわたって蓄積するデータ蓄積手段と、前記データ蓄
    積手段に蓄積されたデータから前記逆量子化手段による
    逆量子化された信号のエネルギーを算出するエネルギー
    算出手段と、前記エネルギー算出手段により算出された
    エネルギーに基づいて前記量子化手段による量子化ビッ
    ト数を決定するビット配分算出手段とを備えて、前記ビ
    ット配分算出手段により決定された前記量子化ビット数
    を用いて前記量子化手段により量子化することによっ
    て、入力された音響信号を符号化してビットストリーム
    にすることを特徴とする音響信号処理装置。
  2. 【請求項２】 入力されビットストリームを逆量子化す
    る逆量子化手段と、前記逆量子化手段による逆量子化さ
    れた信号を複数のフレームにわたって蓄積するデータ蓄
    積手段と、前記データ蓄積手段に蓄積されたデータから
    前記逆量子化手段による逆量子化された信号のエネルギ
    ーを算出するエネルギー算出手段と、前記エネルギー算
    出手段により算出されたエネルギーに基づいて前記逆量
    子化手段による量子化ビット数を決定するビット配分算
    出手段とを備えて、前記ビット配分算出手段により決定
    された前記量子化ビット数を用いて前記逆量子化手段に
    より逆量子化することによって、入力されたビットスト
    リームを復号化して音響信号にすることを特徴とする音
    響信号処理装置。
  3. 【請求項３】 重み付け手段を設けて、前記データ蓄積
    手段に蓄積する新しいデータの寄与率を高めることを特
    徴とする請求項1または２に記載の音響信号処理装置。
  4. 【請求項４】 入力された信号を量子化してビットスト
    リームにする量子化工程と、前記量子化工程により量子
    化された前記ビットストリームを逆量子化する逆量子化
    工程と、前記量子化工程による量子化された信号と前記
    逆量子化工程による逆量子化された信号を複数のフレー
    ムにわたって蓄積手段内に蓄積するデータ蓄積工程と、
    前記データ蓄積工程で蓄積された前記蓄積手段内のデー
    タから前記逆量子化工程による逆量子化された信号のエ
    ネルギーを算出するエネルギー算出工程と、前記エネル
    ギー算出工程により算出されたエネルギーに基づいて前
    記量子化工程による量子化ビット数を決定するビット配
    分算出工程とを備えて、前記ビット配分算出工程により
    決定された前記量子化ビット数を用いて前記量子化工程
    により量子化することによって、入力された音響信号を
    符号化してビットストリームにすることを特徴とする音
    響信号処理方法。
  5. 【請求項５】 入力されビットストリームを逆量子化す
    る逆量子化工程と、前記逆量子化工程による逆量子化さ
    れた信号を複数のフレームにわたって蓄積手段内に蓄積
    するデータ蓄積工程と、前記データ蓄積工程で蓄積され
    た前記蓄積手段内のデータから前記逆量子化工程による
    逆量子化された信号のエネルギーを算出するエネルギー
    算出工程と、前記エネルギー算出工程により算出された
    エネルギーに基づいて前記逆量子化工程による量子化ビ
    ット数を決定するビット配分算出工程とを備えて、前記
    ビット配分算出工程により決定された前記量子化ビット
    数を用いて前記逆量子化工程により逆量子化することに
    よって、入力されたビットストリームを復号化して音響
    信号にすることを特徴とする音響信号処理方法。
  6. 【請求項６】 重み付け工程を設けて、前記データ蓄積
    工程で蓄積する新しいデータの寄与率を高めることを特
    徴とする請求項４または５に記載の音響信号処理方法。
  7. 【請求項７】 入力された信号を量子化してビットスト
    リームにする量子化ステップと、前記量子化ステップに
    より量子化された前記ビットストリームを逆量子化する
    逆量子化ステップと、前記量子化ステップによる量子化
    された信号と前記逆量子化ステップによる逆量子化され
    た信号を複数のフレームにわたって蓄積手段内に蓄積す
    るデータ蓄積ステップと、前記データ蓄積ステップで蓄
    積された前記蓄積手段内のデータから前記逆量子化ステ
    ップによる逆量子化された信号のエネルギーを算出する
    エネルギー算出ステップと、前記エネルギー算出ステッ
    プにより算出されたエネルギーに基づいて前記量子化ス
    テップによる量子化ビット数を決定するビット配分算出
    ステップとを備えて、上記各ステップをコンピュータが
    実行することにより、前記ビット配分算出ステップによ
    り決定された前記量子化ビット数を用いて前記量子化ス
    テップにより量子化することによって、入力された音響
    信号を符号化してビットストリームにすることを特徴と
    する音響信号処理プログラム。
  8. 【請求項８】 入力されビットストリームを逆量子化す
    る逆量子化ステップと、前記逆量子化ステップによる逆
    量子化された信号を複数のフレームにわたって蓄積手段
    内に蓄積するデータ蓄積ステップと、前記データ蓄積ス
    テップで蓄積された前記蓄積手段内のデータから前記逆
    量子化ステップによる逆量子化された信号のエネルギー
    を算出するエネルギー算出ステップと、前記エネルギー
    算出ステップにより算出されたエネルギーに基づいて前
    記逆量子化ステップによる量子化ビット数を決定するビ
    ット配分算出ステップとを備えて、上記各ステップをコ
    ンピュータが実行することにより、前記ビット配分算出
    ステップにより決定された前記量子化ビット数を用いて
    前記逆量子化ステップにより逆量子化することによっ
    て、入力されたビットストリームを復号化して音響信号
    にすることを特徴とする音響信号処理プログラム。
  9. 【請求項９】 重み付けステップを設けて、前記データ
    蓄積ステップで蓄積する新しいデータの寄与率を高める
    ことを特徴とする請求項７または８に記載の音響信号処
    理プログラム。
  10. 【請求項１０】 入力された信号を量子化してビットス
    トリームにする量子化ステップと、前記量子化ステップ
    により量子化された前記ビットストリームを逆量子化す
    る逆量子化ステップと、前記量子化ステップによる量子
    化された信号と前記逆量子化ステップによる逆量子化さ
    れた信号を複数のフレームにわたって蓄積手段内に蓄積
    するデータ蓄積ステップと、前記データ蓄積ステップで
    蓄積された前記蓄積手段内のデータから前記逆量子化ス
    テップによる逆量子化された信号のエネルギーを算出す
    るエネルギー算出ステップと、前記エネルギー算出ステ
    ップにより算出されたエネルギーに基づいて前記量子化
    ステップによる量子化ビット数を決定するビット配分算
    出ステップとを備えて、上記各ステップをコンピュータ
    に実行させることにより、前記ビット配分算出ステップ
    により決定された前記量子化ビット数を用いて前記量子
    化ステップにより量子化することによって、入力された
    音響信号を符号化してビットストリームにする音響信号
    処理プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。
  11. 【請求項１１】 入力されビットストリームを逆量子化
    する逆量子化ステップと、前記逆量子化ステップによる
    逆量子化された信号を複数のフレームにわたって蓄積手
    段内に蓄積するデータ蓄積ステップと、前記データ蓄積
    ステップで蓄積された前記蓄積手段内のデータから前記
    逆量子化ステップによる逆量子化された信号のエネルギ
    ーを算出するエネルギー算出ステップと、前記エネルギ
    ー算出ステップにより算出されたエネルギーに基づいて
    前記逆量子化ステップによる量子化ビット数を決定する
    ビット配分算出ステップとを備えて、上記各ステップを
    コンピュータに実行させることにより、前記ビット配分
    算出ステップにより決定された前記量子化ビット数を用
    いて前記逆量子化ステップにより逆量子化することによ
    って、入力されたビットストリームを復号化して音響信
    号にする音響信号処理プログラムを記録したことを特徴
    とする記録媒体。
  12. 【請求項１２】 重み付けステップを設けて、前記デー
    タ蓄積ステップで蓄積する新しいデータの寄与率を高め
    る音響信号処理プログラムを、前記コンピュータが読取
    可能に記録されていることを特徴とする請求項７または
    ８に記載の音響処理プログラムを記録した記録媒体。
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JP3519859B2 (ja) * 1996-03-26 2004-04-19 三菱電機株式会社 符号器及び復号器

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