JP2693893B2 - ステレオ音声符号化方法 - Google Patents
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- H04B1/66—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission
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- H04S1/007—Two-channel systems in which the audio signals are in digital form
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、伝送媒体またはディジ
タル記憶媒体のディジタル音声信号の有効な情報のコー
ド化におけるステレオ音声符号化方法に関するものであ
る。
タル記憶媒体のディジタル音声信号の有効な情報のコー
ド化におけるステレオ音声符号化方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ここ２０年間に、多くのディジタル圧縮
音声コード化法が出現したが、帯域幅が１５ＫＨｚまた
は２０ＫＨｚの広帯域の音声信号のディジタル圧縮ソー
スコード化法を標準化しようとする努力が始まったの
は、ごく最近のことである。ＦＭステレオ放送に匹敵す
る質のサウンドを作り出すために、ザ ニヤー インス
タンタナウス コンパンディング オーディオ マルチ
プレックス（The Near Instantaneous Companding
Audio Multiplex）（ＮＩＣＡＭ）が多くの国で１９８
０年代の中期に放送の標準として採用された。１９９１
年に、心理音響学的モデリングとともに用いられるフィ
ードフォワード量子化方式を用いるサブバンドコード化
法（ＳＢＣ）によって、音声コード化標準の主要方法が
作成され、ＩＳＯ／ＷＧ １１／ＭＰＥＧ（ムービング
ピクチャー エクスパート グループ（Moving Pict
ure Experts Group））が採用した。このサブバンド
コード化方式は、１．５Ｍｂｐｓ（メガビット／秒）の
全データレートにおける映画情報と関連する音声をコー
ド化表示する音声コード化のアルゴリズムである。この
音声コード化アルゴリズムが作動しなければならないビ
ットレートの範囲は、単独音声チャネル当たり６４Ｋｂ
ｐｓ（キロビット／秒）〜１９２Ｋｂｐｓである。
音声コード化法が出現したが、帯域幅が１５ＫＨｚまた
は２０ＫＨｚの広帯域の音声信号のディジタル圧縮ソー
スコード化法を標準化しようとする努力が始まったの
は、ごく最近のことである。ＦＭステレオ放送に匹敵す
る質のサウンドを作り出すために、ザ ニヤー インス
タンタナウス コンパンディング オーディオ マルチ
プレックス（The Near Instantaneous Companding
Audio Multiplex）（ＮＩＣＡＭ）が多くの国で１９８
０年代の中期に放送の標準として採用された。１９９１
年に、心理音響学的モデリングとともに用いられるフィ
ードフォワード量子化方式を用いるサブバンドコード化
法（ＳＢＣ）によって、音声コード化標準の主要方法が
作成され、ＩＳＯ／ＷＧ １１／ＭＰＥＧ（ムービング
ピクチャー エクスパート グループ（Moving Pict
ure Experts Group））が採用した。このサブバンド
コード化方式は、１．５Ｍｂｐｓ（メガビット／秒）の
全データレートにおける映画情報と関連する音声をコー
ド化表示する音声コード化のアルゴリズムである。この
音声コード化アルゴリズムが作動しなければならないビ
ットレートの範囲は、単独音声チャネル当たり６４Ｋｂ
ｐｓ（キロビット／秒）〜１９２Ｋｂｐｓである。
【０００３】サブバンドのフィルタバンクとして直角ミ
ラーフィルタを使い、動的ビット割当用に音響心理学を
用いるサブバンドコード化方式については、１９９０年
１１月２０日に特許を付与された米国特許第４，９７
２，４８４号に記載されている。類似のサブバンドコー
ド化方式の詳細な説明が１９９０年９月のＩＳＯ／ＩＥ
Ｃ／ＪＴＣ１／ＳＣ２／ＷＧ１１、ＭＰＥＧ９０／００
１の文書「セカンド ドラフト オブ プロポウズド
スタンダード オブ インフォメーション テクノロジ
−コーディング オブ ムービング ピクチャーズ ア
ンド アソシエーティドオーディオ ホウア ディジタ
ル ストレージ メディア アップ ツウアバウト
１．５ Ｍｂｐｓ（Second Draft of Proposed Sta
ndard ofInformation Technology-Coding of Movin
g Pictures and AssosiatedAudio for Digital S
torage Media up to about 1.5 Mbps）」に記載
されている。後者の文書では、サブバンドのコード化が
多相のフィルタバンクを用いて実行されている。この従
来技術のステレオコード化モードでは、サブバンドエン
コーダが各音声チャネルの音声試料を多相フィルタバン
クによって３２のサブバンドに区分し、ＦＦＴ分析を行
って音響心理学的パラメータを決定し、これらのパラメ
ータをサブバンドへの適応ビット割当として使用し、サ
ブバンド試料のミッドトレッド量子化を行い、および必
須の副情報の伝送を行う。必須の副情報には、ビット割
当と位取り因数（scale factor）のデータが含まれ
る。これを図９に示す。デコーダにおいて、この副情報
が量子化解除用に用いられる。出力試料は、逆フィルタ
バンクを通過した後、再構成される。
ラーフィルタを使い、動的ビット割当用に音響心理学を
用いるサブバンドコード化方式については、１９９０年
１１月２０日に特許を付与された米国特許第４，９７
２，４８４号に記載されている。類似のサブバンドコー
ド化方式の詳細な説明が１９９０年９月のＩＳＯ／ＩＥ
Ｃ／ＪＴＣ１／ＳＣ２／ＷＧ１１、ＭＰＥＧ９０／００
１の文書「セカンド ドラフト オブ プロポウズド
スタンダード オブ インフォメーション テクノロジ
−コーディング オブ ムービング ピクチャーズ ア
ンド アソシエーティドオーディオ ホウア ディジタ
ル ストレージ メディア アップ ツウアバウト
１．５ Ｍｂｐｓ（Second Draft of Proposed Sta
ndard ofInformation Technology-Coding of Movin
g Pictures and AssosiatedAudio for Digital S
torage Media up to about 1.5 Mbps）」に記載
されている。後者の文書では、サブバンドのコード化が
多相のフィルタバンクを用いて実行されている。この従
来技術のステレオコード化モードでは、サブバンドエン
コーダが各音声チャネルの音声試料を多相フィルタバン
クによって３２のサブバンドに区分し、ＦＦＴ分析を行
って音響心理学的パラメータを決定し、これらのパラメ
ータをサブバンドへの適応ビット割当として使用し、サ
ブバンド試料のミッドトレッド量子化を行い、および必
須の副情報の伝送を行う。必須の副情報には、ビット割
当と位取り因数（scale factor）のデータが含まれ
る。これを図９に示す。デコーダにおいて、この副情報
が量子化解除用に用いられる。出力試料は、逆フィルタ
バンクを通過した後、再構成される。
【０００４】低ビットレートでより良質の音声を得るた
めに、ＩＳＯ／ＭＰＥＧ音声アルゴリズムに結合ステレ
オコード化法のオプションが提案された。この結合ステ
レオコード化法は、ビットレートを減少させるために、
音声チャネルのステレオペアのチャネル間の散布性を利
用している。ＩＳＯ／ＭＰＥＧで用いられている結合ス
テレオコード化法は、インテンシティステレオコード化
法と呼称されている。この方法の目的は、サウンドの質
を高ビットレートで得られる音声にまで高めること、お
よび／またはステレオ音信号のビットレートを減少させ
ることである。このインテンシティステレオ法は、２Ｋ
Ｈｚ以上の周波数でそれを示す音響心理学的結果を利用
し、クリティカルバンド内のステレオ音イメージの測定
は、時間包絡線によって行われるが、音声信号の時間微
細構造によっては行われない。この方法では、ステレオ
散布モードになっているサブバンドの個々の左右の信号
の代わりに合計信号の伝送を行う。立体音イメージは、
両チャネルの位取り回数を伝送することによって保存さ
れる。共通の合計試料の量子化、これらの合計試料のコ
ード化、および共通のビット割当のコード化は、各音声
信号を個々にコード化する場合と同じ方式で行われる。
図１０、図１１及び図１２は現行のインテンシティステ
レオ方式を示すフローチャート図である。
めに、ＩＳＯ／ＭＰＥＧ音声アルゴリズムに結合ステレ
オコード化法のオプションが提案された。この結合ステ
レオコード化法は、ビットレートを減少させるために、
音声チャネルのステレオペアのチャネル間の散布性を利
用している。ＩＳＯ／ＭＰＥＧで用いられている結合ス
テレオコード化法は、インテンシティステレオコード化
法と呼称されている。この方法の目的は、サウンドの質
を高ビットレートで得られる音声にまで高めること、お
よび／またはステレオ音信号のビットレートを減少させ
ることである。このインテンシティステレオ法は、２Ｋ
Ｈｚ以上の周波数でそれを示す音響心理学的結果を利用
し、クリティカルバンド内のステレオ音イメージの測定
は、時間包絡線によって行われるが、音声信号の時間微
細構造によっては行われない。この方法では、ステレオ
散布モードになっているサブバンドの個々の左右の信号
の代わりに合計信号の伝送を行う。立体音イメージは、
両チャネルの位取り回数を伝送することによって保存さ
れる。共通の合計試料の量子化、これらの合計試料のコ
ード化、および共通のビット割当のコード化は、各音声
信号を個々にコード化する場合と同じ方式で行われる。
図１０、図１１及び図１２は現行のインテンシティステ
レオ方式を示すフローチャート図である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＭＰＥＧ文書ＭＰＥＧ
９０／００１で示唆されているインテンシティステレオ
法は、左右のサブバンド試料を付加することを推薦して
いる。この付加される値は、共通のサブバンド試料とし
て働くが、通常の仕方で位取りが行われる。左右のチャ
ネルのサブバンド信号の最初に決定された位取り因数
は、ビットストリームの構文によって伝送される。共通
サブバンド試料の量子化と、共通ビット割当のコード化
は個々のコード化法と同じ方式で行われる。この方式
は、２つのチャネルが非常に高い正の相関関係にある場
合に作動する。
９０／００１で示唆されているインテンシティステレオ
法は、左右のサブバンド試料を付加することを推薦して
いる。この付加される値は、共通のサブバンド試料とし
て働くが、通常の仕方で位取りが行われる。左右のチャ
ネルのサブバンド信号の最初に決定された位取り因数
は、ビットストリームの構文によって伝送される。共通
サブバンド試料の量子化と、共通ビット割当のコード化
は個々のコード化法と同じ方式で行われる。この方式
は、２つのチャネルが非常に高い正の相関関係にある場
合に作動する。
【０００６】しかしながら、２つのチャネルの信号間に
負の相関関係がある場合は、例えば以下に示すように、
元の左右の試料の値が下記の通りの場合(ＬとＲ)、左右
の位取り因数はＳＦ1とＳＦrで表される。デコーダで再
生された左右の試料をそれぞれＬ'およびＲ'と命名す
る。 Ｌ＝｛１０、９、８、９、６、−７、５、−６、８、５｝ ＳＦ1＝１０ Ｒ＝｛−１０、−９、−７、−７、−６、８、−５、６、−１０、−５｝ ＳＦr＝１０ 左チャネルのパワー、ＰL＝５６１ 右チャネルのパワー、ＰR＝５６５ （Ｌ＋Ｒ）／２＝｛０、０、０．５、１、０、０．５、０、０、−１、０｝ Ｌ’＝｛０、０、５、１０、０、５、０、０、−１０、０｝ Ｒ’＝｛０、０、５、１０、０、５、０、０、−１０、０｝ 再構成されたパワー、ＰL'＝２５０ ＰR'＝２５０ Ｌ’とＲ’の結果は、１０個の試料のこのセグメントの
信号パワーの大きなパーセント（約５０％）が再構成の
際に失われることになる。
負の相関関係がある場合は、例えば以下に示すように、
元の左右の試料の値が下記の通りの場合(ＬとＲ)、左右
の位取り因数はＳＦ1とＳＦrで表される。デコーダで再
生された左右の試料をそれぞれＬ'およびＲ'と命名す
る。 Ｌ＝｛１０、９、８、９、６、−７、５、−６、８、５｝ ＳＦ1＝１０ Ｒ＝｛−１０、−９、−７、−７、−６、８、−５、６、−１０、−５｝ ＳＦr＝１０ 左チャネルのパワー、ＰL＝５６１ 右チャネルのパワー、ＰR＝５６５ （Ｌ＋Ｒ）／２＝｛０、０、０．５、１、０、０．５、０、０、−１、０｝ Ｌ’＝｛０、０、５、１０、０、５、０、０、−１０、０｝ Ｒ’＝｛０、０、５、１０、０、５、０、０、−１０、０｝ 再構成されたパワー、ＰL'＝２５０ ＰR'＝２５０ Ｌ’とＲ’の結果は、１０個の試料のこのセグメントの
信号パワーの大きなパーセント（約５０％）が再構成の
際に失われることになる。
【０００７】従って、負の相関関係にある信号間の場合
には、再生された音の質は著しく低下するという課題が
ある。
には、再生された音の質は著しく低下するという課題が
ある。
【０００８】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、再生された音の質の低下を抑えることができるステ
レオ音声符号化方法を提供することを目的とするもので
ある。
し、再生された音の質の低下を抑えることができるステ
レオ音声符号化方法を提供することを目的とするもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、複
数の音声信号を結合し、位取り因数を用いてコード化す
る結合ステレオコード化法を用いるステレオ音声符号化
方法であって、前記複数の音声信号間の相関関係を決定
し、結合した複数の音声信号の位取り因数を決定した相
関関係に応じて変更することを特徴とするステレオ音声
符号化方法である。
数の音声信号を結合し、位取り因数を用いてコード化す
る結合ステレオコード化法を用いるステレオ音声符号化
方法であって、前記複数の音声信号間の相関関係を決定
し、結合した複数の音声信号の位取り因数を決定した相
関関係に応じて変更することを特徴とするステレオ音声
符号化方法である。
【００１０】
【００１１】
【作用】本発明は、複数の音声信号間の相関係数に基づ
き、変更された位取り因数によりコード化されているの
で、低ビットレートにおいても音声信号の質の低下を抑
えることができる。
き、変更された位取り因数によりコード化されているの
で、低ビットレートにおいても音声信号の質の低下を抑
えることができる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１３】まず、従来例と同様の部分について説明す
る。図９は、ＩＳＯ／ＭＰＥＧ音声エンコーダの二重チ
ャネル音声エンコーダを示すブロック図である。各チャ
ネルのディジタル入力音声信号１，８が、最初にフィル
ターバンク２，９によりそれぞれ処理されて、サブバン
ド試料を生成し、左右の位取り因数決定手段３，１０に
よってサブバンドの位取り因数が決定される。位取り因
数値は、最大試料の値と等しいか、またはそれより大き
いがサブバンド内で２ｄＢを超えることはない。次にト
ランスコード化手段４によりサブバンド試料は、上記の
決定された位取り因数値で正規化され、次いで音響心理
学的モデル入力信号１１のマスキングしきい値で動的に
決定されるビット数で量子化される。各々およびすべて
のサブバンドに対する位取り因数値と量子化されたサブ
バンドの試料は、多重送信手段６によって多重化され、
記憶もしくは伝送用のビットストリーム７として出力す
る。
る。図９は、ＩＳＯ／ＭＰＥＧ音声エンコーダの二重チ
ャネル音声エンコーダを示すブロック図である。各チャ
ネルのディジタル入力音声信号１，８が、最初にフィル
ターバンク２，９によりそれぞれ処理されて、サブバン
ド試料を生成し、左右の位取り因数決定手段３，１０に
よってサブバンドの位取り因数が決定される。位取り因
数値は、最大試料の値と等しいか、またはそれより大き
いがサブバンド内で２ｄＢを超えることはない。次にト
ランスコード化手段４によりサブバンド試料は、上記の
決定された位取り因数値で正規化され、次いで音響心理
学的モデル入力信号１１のマスキングしきい値で動的に
決定されるビット数で量子化される。各々およびすべて
のサブバンドに対する位取り因数値と量子化されたサブ
バンドの試料は、多重送信手段６によって多重化され、
記憶もしくは伝送用のビットストリーム７として出力す
る。
【００１４】図１０、図１１及び図１２は、以上の構成
の音声エンコーダにおけるエンコード化プロセスの流れ
をステップＳ１１からステップＳ４６までの処理により
示す。結合ステレオオプション（一点鎖線部分）が使用
される場合、音声情報をコード化するために必要なビッ
トの数は、結合されるべき適切なサブバンドを決定する
入力として役立つ。この入力は、得られる音声の質と必
要なビットレートの減少に依存している。これらのサブ
バンド内の信号を合計し、位取りを行い、左右の信号を
置き換えて伝送される。サブバンドの元の位取り因数
は、立体音のイメージを維持するために伝送される。イ
ンテンシティステレオコード化は、２ＫＨｚ以上のサブ
バンドのみについて行われる。
の音声エンコーダにおけるエンコード化プロセスの流れ
をステップＳ１１からステップＳ４６までの処理により
示す。結合ステレオオプション（一点鎖線部分）が使用
される場合、音声情報をコード化するために必要なビッ
トの数は、結合されるべき適切なサブバンドを決定する
入力として役立つ。この入力は、得られる音声の質と必
要なビットレートの減少に依存している。これらのサブ
バンド内の信号を合計し、位取りを行い、左右の信号を
置き換えて伝送される。サブバンドの元の位取り因数
は、立体音のイメージを維持するために伝送される。イ
ンテンシティステレオコード化は、２ＫＨｚ以上のサブ
バンドのみについて行われる。
【００１５】次に本発明における追加された部分につい
て説明する。図１は、インテンシティステレオモードの
サブバンドを有する両方のチャネルの位取り因数が変更
される場合の本発明の実施例を示すブロック図である。
図２、図３及び図４は、音声の質を改善するために、従
来技術より優れている本発明で行われる処理を追加した
プロセスを、ステップＳ１１からステップＳ４６までの
処理により示す。すなわち、点線で示した左右の位取り
因数の変更の処理（ステップＳ２１、ステップＳ３
９）、及び変更係数の計算の処理（ステップＳ１８）が
図１０、図１１及び図１２の従来のプロセスに追加され
た処理を示す。
て説明する。図１は、インテンシティステレオモードの
サブバンドを有する両方のチャネルの位取り因数が変更
される場合の本発明の実施例を示すブロック図である。
図２、図３及び図４は、音声の質を改善するために、従
来技術より優れている本発明で行われる処理を追加した
プロセスを、ステップＳ１１からステップＳ４６までの
処理により示す。すなわち、点線で示した左右の位取り
因数の変更の処理（ステップＳ２１、ステップＳ３
９）、及び変更係数の計算の処理（ステップＳ１８）が
図１０、図１１及び図１２の従来のプロセスに追加され
た処理を示す。
【００１６】本発明で行われる手順を示すフローチャー
トを図５に示す。最初に、左右のチャネル間の相関関係
をすべてのサブバンドについて決定する（ステップＳ
１）。この決定は、サブバンド内の各試料の値を試験す
ることによって実施することができる。次に左右のチャ
ネルの試料が同一位相か否かを判断し（ステップＳ
２）、左右のチャネルの試料がほとんど同一位相である
場合は、試料を結合する際に生じる誤差を最小にするこ
とに基づいて変更係数が計算される（ステップＳ４）。
反対に試料の位相が異なる場合は、各チャネルに対する
サブバンドのパワーは、まず試料が結合される前に計算
され、変更係数は各チャネルのパワーをデコードされた
結合試料のパワーに等しいと定義することによって計算
される（ステップＳ３）。次に左右のチャネルのそれぞ
れの初期位取り因数に、計算された変更係数を掛け算す
る（ステップＳ５）。
トを図５に示す。最初に、左右のチャネル間の相関関係
をすべてのサブバンドについて決定する（ステップＳ
１）。この決定は、サブバンド内の各試料の値を試験す
ることによって実施することができる。次に左右のチャ
ネルの試料が同一位相か否かを判断し（ステップＳ
２）、左右のチャネルの試料がほとんど同一位相である
場合は、試料を結合する際に生じる誤差を最小にするこ
とに基づいて変更係数が計算される（ステップＳ４）。
反対に試料の位相が異なる場合は、各チャネルに対する
サブバンドのパワーは、まず試料が結合される前に計算
され、変更係数は各チャネルのパワーをデコードされた
結合試料のパワーに等しいと定義することによって計算
される（ステップＳ３）。次に左右のチャネルのそれぞ
れの初期位取り因数に、計算された変更係数を掛け算す
る（ステップＳ５）。
【００１７】図６は、同一位相の左右チャネルの信号を
有する入力音声のセグメントを示す。図７及び図８は、
コード化処理後の左右のチャネルのプロットを示す。信
号曲線１は従来技術の結果を示し、一方信号曲線２は本
発明の結果を示す。右チャネルについての両信号曲線の
結果は類似しているが、左チャネルにおける信号曲線２
が信号曲線１よりも元の音声の信号曲線に近いというこ
とは、これらのプロットから観察することができる。さ
らに本発明の結果を以下に例示する。
有する入力音声のセグメントを示す。図７及び図８は、
コード化処理後の左右のチャネルのプロットを示す。信
号曲線１は従来技術の結果を示し、一方信号曲線２は本
発明の結果を示す。右チャネルについての両信号曲線の
結果は類似しているが、左チャネルにおける信号曲線２
が信号曲線１よりも元の音声の信号曲線に近いというこ
とは、これらのプロットから観察することができる。さ
らに本発明の結果を以下に例示する。
【００１８】従来例に示した負の相関係数を持つ音声信
号に対して、パワー等化法を用いて再生された試料Ｌ’
とＲ’は次の通りである。 Ｌ’＝｛０、０、７．４９、１５、０、７．４９、０、０、−１５、０｝ Ｒ’＝｛０、０、７．５１、１５．０３、０、７．５１、０、０、−１５．０３ 、０｝ 再構成されたパワー、ＰL'＝５６２ ＰR'＝５６５ サウンドの時間的微細構造が失われることは避けられな
いが、時間包絡線内のパワーは維持される。
号に対して、パワー等化法を用いて再生された試料Ｌ’
とＲ’は次の通りである。 Ｌ’＝｛０、０、７．４９、１５、０、７．４９、０、０、−１５、０｝ Ｒ’＝｛０、０、７．５１、１５．０３、０、７．５１、０、０、−１５．０３ 、０｝ 再構成されたパワー、ＰL'＝５６２ ＰR'＝５６５ サウンドの時間的微細構造が失われることは避けられな
いが、時間包絡線内のパワーは維持される。
【００１９】左右のチャネルの信号が同一位相である他
の場合でパワー条件が満たされている場合、信号が最小
の誤差で再生されることを保証することによって、エン
ファシスが音声の微細な時間的構造に与えられる。以下
に例示する。 Ｌ＝｛１０、９、８、９、６、−７、−５、−６、−８、−５｝ ＳＦ1＝１０ Ｒ＝｛１２、１４、１２、１９、１６、−１７、−２０、−１５、−１０、 −１８｝ ＳＦr＝２０ 左チャネルのパワー、ＰL＝５６１ 右チャネルのパワー、ＰR＝２４３９ （Ｌ＋Ｒ）／２＝｛１１、１１．５、１０、１４、１１、−１２、−１２．５、 −１０．５、−９、−１１．５｝ 通常のインテンシティステレオ法を用いる場合。 Ｌ’＝｛７．８６、８．２１、７．１４、１０、７．８６、−８．５７、 −８．９３、−７．５、−６．４３、−８．２１｝ Ｒ’＝｛１５．７２、１６．４２、１４．２８、２０、１５．７２、 −１７．１４、−１７．８６、−１５、−１２．８６、−１６．４２｝ 左チャネルの誤差、ＥL'＝４３．３３ 右チャネルの誤差、ＥR'＝４１．２５ 再構成されたパワー、ＰL'＝６６０ ＲR'＝２６４１ 誤差最小化法を用いる場合。 Ｌｅ’＝｛７．０１、７．３３、６．３７、８．９２、７．０１、−７．６４、 −７．９６、−６．６９、−５．７３、−７．３３｝ Ｒｅ’＝｛１４．９９、１５．６７、１３．６３、１９．０８、１４．９９、 −１６．３６、−１７．０４、−１４．３１、−１２．２７、 −１５．６７｝ 左チャネルの誤差、ＥLe'＝３５．６４ 右チャネルの誤差、ＥRe'＝３５．６４ 再構成されたパワー、ＰLe'＝５２５ ＰRe'＝２４０４ 以上のように上記実施例では、音声信号の時間包絡線情
報をけた上げする初期位取り因数は、結合ステレオオプ
ション中のフレーム毎に動的に計算される一定値によっ
て変更される。この一定値の誘導は、次の２つの要件に
基づいて行われる。すなわち、左右のチャネルの信号の
合計から生じる全フレーム誤差を最小にするか、または
伝送もしくは記憶の前のパワーをデコーディングプロセ
ス後のパワーに等しいと定義するかによって行われる。
いずれの要件を選択するかの決定は、左右のチャネル信
号間の相関係数によって行われる。チャネルの信号が同
一位相（正の相関係数）の場合、誤差最小基準を適用し
て、位取り因数の変更定数を誘導する。このようにする
ことによって、確実にこの環境下で左右の信号は、元の
チャネル信号に対するひずみができるだけ小さいように
忠実に再生される。チャネル信号が、前記具体例で示し
たような位相が異なる（負の相関係数）場合、この方式
は不規則なパワー分布から生ずる感覚音量の損失を最小
にするために、短いフレーム間隔でパワーを等しくする
現象を利用する。
の場合でパワー条件が満たされている場合、信号が最小
の誤差で再生されることを保証することによって、エン
ファシスが音声の微細な時間的構造に与えられる。以下
に例示する。 Ｌ＝｛１０、９、８、９、６、−７、−５、−６、−８、−５｝ ＳＦ1＝１０ Ｒ＝｛１２、１４、１２、１９、１６、−１７、−２０、−１５、−１０、 −１８｝ ＳＦr＝２０ 左チャネルのパワー、ＰL＝５６１ 右チャネルのパワー、ＰR＝２４３９ （Ｌ＋Ｒ）／２＝｛１１、１１．５、１０、１４、１１、−１２、−１２．５、 −１０．５、−９、−１１．５｝ 通常のインテンシティステレオ法を用いる場合。 Ｌ’＝｛７．８６、８．２１、７．１４、１０、７．８６、−８．５７、 −８．９３、−７．５、−６．４３、−８．２１｝ Ｒ’＝｛１５．７２、１６．４２、１４．２８、２０、１５．７２、 −１７．１４、−１７．８６、−１５、−１２．８６、−１６．４２｝ 左チャネルの誤差、ＥL'＝４３．３３ 右チャネルの誤差、ＥR'＝４１．２５ 再構成されたパワー、ＰL'＝６６０ ＲR'＝２６４１ 誤差最小化法を用いる場合。 Ｌｅ’＝｛７．０１、７．３３、６．３７、８．９２、７．０１、−７．６４、 −７．９６、−６．６９、−５．７３、−７．３３｝ Ｒｅ’＝｛１４．９９、１５．６７、１３．６３、１９．０８、１４．９９、 −１６．３６、−１７．０４、−１４．３１、−１２．２７、 −１５．６７｝ 左チャネルの誤差、ＥLe'＝３５．６４ 右チャネルの誤差、ＥRe'＝３５．６４ 再構成されたパワー、ＰLe'＝５２５ ＰRe'＝２４０４ 以上のように上記実施例では、音声信号の時間包絡線情
報をけた上げする初期位取り因数は、結合ステレオオプ
ション中のフレーム毎に動的に計算される一定値によっ
て変更される。この一定値の誘導は、次の２つの要件に
基づいて行われる。すなわち、左右のチャネルの信号の
合計から生じる全フレーム誤差を最小にするか、または
伝送もしくは記憶の前のパワーをデコーディングプロセ
ス後のパワーに等しいと定義するかによって行われる。
いずれの要件を選択するかの決定は、左右のチャネル信
号間の相関係数によって行われる。チャネルの信号が同
一位相（正の相関係数）の場合、誤差最小基準を適用し
て、位取り因数の変更定数を誘導する。このようにする
ことによって、確実にこの環境下で左右の信号は、元の
チャネル信号に対するひずみができるだけ小さいように
忠実に再生される。チャネル信号が、前記具体例で示し
たような位相が異なる（負の相関係数）場合、この方式
は不規則なパワー分布から生ずる感覚音量の損失を最小
にするために、短いフレーム間隔でパワーを等しくする
現象を利用する。
【００２０】従って以上の方法は、サウンドチャネル間
の相関関係の如何に関わらず高忠実度のサウンドの質を
改善する。この方法は、最適立体音ビット減少法がより
有意な場合、より低いビットレートでサウンドの質を改
良するのに特に有用である。１音声チャネル当たり６４
Ｋｂｐｓで再構成された音声列の主観的質は、この方法
がＭＰＥＧ音声コード化標準に示唆されたインテンシテ
ィステレオコード化法より高度に優れた改良音質をもた
らすことを示した。
の相関関係の如何に関わらず高忠実度のサウンドの質を
改善する。この方法は、最適立体音ビット減少法がより
有意な場合、より低いビットレートでサウンドの質を改
良するのに特に有用である。１音声チャネル当たり６４
Ｋｂｐｓで再構成された音声列の主観的質は、この方法
がＭＰＥＧ音声コード化標準に示唆されたインテンシテ
ィステレオコード化法より高度に優れた改良音質をもた
らすことを示した。
【００２１】なお、上記実施例では、結合立体音ビット
レート減少法の仕様をＩＳＯ／ＭＰＥＧ音声コ-ト゛化標準
の提案されたサブバンドコ-ト゛化法を用いて例示したが、
これに限らず、位取り因数を変更するために誤差最小化
・パワー等化法を用いるこの方法は、フィードフォワー
ド量子化を用いる各種の音声コード化アルゴリズムに適
用することができる。
レート減少法の仕様をＩＳＯ／ＭＰＥＧ音声コ-ト゛化標準
の提案されたサブバンドコ-ト゛化法を用いて例示したが、
これに限らず、位取り因数を変更するために誤差最小化
・パワー等化法を用いるこの方法は、フィードフォワー
ド量子化を用いる各種の音声コード化アルゴリズムに適
用することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、再生された音の質の低下を抑えることができる
という長所を有する。
発明は、再生された音の質の低下を抑えることができる
という長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる一実施例のステレオ音声符号化
方法に用いるエンコーダのブロック図である。
方法に用いるエンコーダのブロック図である。
【図２】同実施例のエンコーダの動作を示すフローチャ
ートの一部である。
ートの一部である。
【図３】同実施例のエンコーダの動作を示すフローチャ
ートの一部である。
ートの一部である。
【図４】同実施例のエンコーダの動作を示すフローチャ
ートの一部である。
ートの一部である。
【図５】同実施例の位取り因数変更手順を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図６】同実施例に入力する元の音声信号の一例を示す
図である。
図である。
【図７】図６の音声信号を同実施例により処理した右チ
ャネルにおける結果を示す図である。
ャネルにおける結果を示す図である。
【図８】図６の音声信号を同実施例により処理した左チ
ャネルにおける結果を示す図である。
ャネルにおける結果を示す図である。
【図９】従来のステレオ音声符号化方法に用いるＩＳＯ
／ＭＰＥＧエンコーダのブロック図である。
／ＭＰＥＧエンコーダのブロック図である。
【図１０】従来のＩＳＯ／ＭＰＥＧエンコーダの動作を
示すフローチャートの一部である。
示すフローチャートの一部である。
【図１１】従来のＩＳＯ／ＭＰＥＧエンコーダの動作を
示すフローチャートの一部である。
示すフローチャートの一部である。
【図１２】従来のＩＳＯ／ＭＰＥＧエンコーダの動作を
示すフローチャートの一部である。
示すフローチャートの一部である。
１ 左チャネル音声信号 ２ フィルタバンク手段 ３ 左位取り因数決定手段 ４ トランスコード化手段 ５ 左位取り因数変更手段 ６ 多重送信手段 ７ ビットストリーム ８ 右チャネル音声信号 ９ フィルタバンク手段 １０ 右位取り因数決定手段 １１ 音響心理学的モデル入力信号 １２ 左位取り因数変更手段
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の音声信号を結合し、位取り因数を
用いてコード化する結合ステレオコード化法を用いるス
テレオ音声符号化方法であって、 前記複数の音声信号間の相関関係を決定し、結合した複
数の音声信号の位取り因数を決定した相関関係に応じて
変更することを特徴とするステレオ音声符号化方法。 - 【請求項２】 複数の音声信号を結合し、位取り因数を
用いてコード化する結合ステレオコード化法を用いるス
テレオ音声符号化方法であって、 前記複数の音声信号間の相関関係を決定し、前記相関関
係が正の相関関係にある場合は結合した複数の音声信号
の位取り因数を結合する際に生じる誤差が最小になるよ
うに変更し、前記相関関係が負の相関関係にある場合は
前記結合した複数の音声信号の位取り因数を結合前のパ
ワーと結合後のパワーが等しくなるように変更すること
を特徴とするステレオ音声符号化方法。 - 【請求項３】 複数の音声信号の帯域を多相フィルタバ
ンクを用いて複数のサブバンドに区分し、当該複数の音
声信号を前記サブバンド毎に結合し、位取り因数を用い
てコード化する請求項１又は２記載のステレオ音声符号
化方法。 - 【請求項４】 複数の音声信号間の相関関係を決定する
前に、 前記複数の 音声信号からスペクトルエネルギー又は人間
音響システムに対応したマスキング閾値を得て、前記マ
スキング閾値に基づいて、前記複数の音声信号の量子化
成分の量子化を変更することを特徴とする請求項３記載
のステレオ音声符号化方法。 - 【請求項５】 複数の音声信号に対して初期位取り因数
を決定し、前記複数の音声信号の平均値を計算すること
により結合コード化成分を生成し、前記複数の音声信号
間の相関関係が正の相関関係にある場合は結合した複数
の音声信号の前記初期位取り因数を結合する際に生じる
誤差が最小になるように変更し、前記相関関係が負の相
関関係にある場合は前記初期位取り因数を結合前のパワ
ーと結合後のパワーが等しくなるように変更し、 前記変更した 位取り因数を用いて前記結合コード化成分
が解読され、当該解読された成分から複数の音声信号を
広域帯に復元することができることを特徴とする請求項
４記載のステレオ音声符号化方法。 - 【請求項６】 複数の音声信号間の相関関係が正の相関
関係にある場合は、初期位取り因数と変更しようとする
位取り因数による正規化の値の違いを計算し、元の信号
と解読された信号の２乗誤差を最小化するように前記位
取り因数を変更することを特徴とする請求項５記載のス
テレオ音声符号化方法。 - 【請求項７】 複数の音声信号間の相関関係が負の相関
関係にある場合は、初期位取り因数と変更しようとする
位取り因数による正規化の値の違いを計算し、元の信号
と解読された信号のエネルギーを同じにするように前記
位取り因数を変更することを特徴とする請求項５記載の
ステレオ音声符号化方法。
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|---|---|---|---|
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| US08/415,159 US5636324A (en) | 1992-03-30 | 1995-03-31 | Apparatus and method for stereo audio encoding of digital audio signal data |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH06291669A JPH06291669A (ja) | 1994-10-18 |
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|---|---|---|---|
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