JP2906477B2 - Digital signal encoding method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔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
タル信号符号化方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a digital signal encoding method for encoding an input digital signal.
本発明は、入力ディジタル信号を、高い周波数帯域ほ
ど広い帯域幅となるように複数の周波数帯域に分割し、
各周波数帯域毎に所定の割り当てビット数に基づいて量
子化する場合において、周波数帯域毎の各ディジタル信
号を基準クロックにより得られる時間軸方向の分析周期
でスペクトル分析し、その分析出力に応じて割り当てビ
ットを決定すると共に、各周波数帯域におけるスペクト
ル分析の時間軸方向の分析周期を、高い周波数帯域から
低い周波数帯域に遷るに従って、基準クロックから順次
その1/2倍の分析周期に選定していくディジタル信号符
号化方法を提供するものである。The present invention divides an input digital signal into a plurality of frequency bands so that a higher frequency band has a wider bandwidth,
When quantizing based on a predetermined number of allocated bits for each frequency band, each digital signal for each frequency band is spectrum-analyzed at a time-axis direction analysis period obtained by a reference clock and allocated according to the analysis output. In addition to determining the bits, the analysis cycle in the time axis direction of the spectrum analysis in each frequency band is sequentially selected from the reference clock to 1/2 the analysis cycle as the frequency band changes from a high frequency band to a low frequency band. A digital signal encoding method is provided.
〔従来の技術〕 入力信号の高能率符号化の一手法として、入力信号を
時間軸又は周波数軸上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り当てる
ビットアロケーション（ビット割り当て）による符号化
技術がある。例えば、音声信号の上記ビット割り当てに
よる符号化技術には、時間軸上の音声信号を複数の周波
数帯域に分割して符号化するいわゆる帯域分割符号化
（サブ・バンド・コーティング:SBC）や、時間軸上の音
声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て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）を組み合わせ、時間軸上の
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。2. Description of the Related Art As one method of high-efficiency encoding of an input signal, the input signal is divided into a plurality of channels on a time axis or a frequency axis, and bit allocation (bit allocation) for adaptively allocating the number of bits for each channel is performed. Allocation). For example, a coding technique based on the above-described bit allocation of a voice signal includes a so-called band division coding (sub-band coating: SBC) in which a voice signal on a time axis is divided into a plurality of frequency bands and coded. The so-called adaptive conversion coding (ATC), which converts an audio signal on the axis into a signal on the frequency axis (orthogonal transformation), divides the signal into a plurality of frequency bands, and adaptively encodes each band, or the above-mentioned SBC. Combining so-called adaptive prediction coding (APC), splits the signal on the time axis into bands, and basebands (low-band) each band signal
There is a coding technique such as so-called adaptive bit allocation (APC-AB) for performing predictive coding by performing a multi-order linear prediction analysis after the conversion.
例えば上記帯域分割符号化は、第４図に示すような構
成の装置で行われる。この第４図において、入力端子11
0に供給されたディジタルの音声信号は、先ず、符号器1
30の周波数分割フィルタ（例えばQMF:quadrature mirro
r filter等のミラーフィルタ）群1311〜131nで帯域通過
及び低域変換が行われる。すなわち、当該周波数分割フ
ィルタ群1311〜131nにおいては、通域通過フィルタ（バ
ンドパスフィルタ:BPF）で帯域分割された後、その各々
の信号は低域通過フィルタを通されて通過帯域の中心周
波数だけ下に周波数シフト（低域変換）され、これらの
信号が量子化器1341〜134nで適当な標本化周波数でダウ
ンサンプリングされている。このとき、帯域幅が広い領
域ほどサンプリング周波数が高くなっている。このよう
にして再量子化されることによりデータの圧縮がなされ
た各信号がマルチプレクサ136を介して端子138から出力
され、伝送路を介して復号器140の端子148に伝送され
て、該端子148からデマルチプレクサ149を介して逆量子
化器1441〜144nで復号化された後、周波数変換器1421〜
142nで時間軸上の各帯域の信号に変換され、加算器146
を通り復号音声信号として端子150から出力されてい
る。For example, the above-mentioned band division coding is performed by an apparatus having a configuration as shown in FIG. In FIG. 4, the input terminal 11
First, the digital audio signal supplied to the
30 frequency division filters (eg QMF: quadrature mirror)
Bandpass and low-frequency conversion are performed in mirror filter groups 131 1 to 131 n such as r filters. That is, in the frequency division filter groups 131 1 to 131 n , after being band-divided by a pass band filter (band pass filter: BPF), each signal is passed through a low pass filter and passed through the center of the pass band. The frequency is shifted down by a frequency (low-frequency conversion), and these signals are down-sampled at quantizers 134 1 to 134 n at an appropriate sampling frequency. At this time, the sampling frequency becomes higher as the bandwidth becomes wider. Each signal whose data has been compressed by the requantization in this way is output from the terminal 138 via the multiplexer 136, transmitted to the terminal 148 of the decoder 140 via the transmission path, and After being decoded by the inverse quantizers 144 1 to 144 n via the demultiplexer 149, the frequency converters 142 1 to 144 n
The signal is converted to a signal of each band on the time axis by 142 n ,
And is output from the terminal 150 as a decoded audio signal.
ここで、上記符号器130による信号のデータ圧縮処理
にあたっては、データ圧縮により生ずるノイズが復号音
声信号に与える影響を少なくするように、各帯域に量子
化ビットを適応的に割り当てることにより品質の向上を
図っている。また、復号器140側でもビット割り当て情
報をなんらかの方法で獲得して復号を行っている。Here, in the data compression processing of the signal by the encoder 130, the quality is improved by adaptively allocating quantization bits to each band so as to reduce the influence of noise generated by the data compression on the decoded speech signal. Is being planned. The decoder 140 also obtains bit allocation information by some method and performs decoding.
従来、上述のビット割り当て情報を得るためには、各
帯域の信号とは別に、補助情報（サイドインフォメーシ
ョン）として各帯域のエネルギ値情報を伝送する等の方
法が取られていた。すなわちこの方法では、上記符号器
130の各周波数分割フィルタ群1311〜131nで帯域分割さ
れた各信号からエネルギ検出手段1331〜133nで各帯域の
信号のエネルギ値が計算され、該計算値に基づいて割当
・ステップ算出手段135で、各帯域の信号の量子化を行
う際の最適ビット割り当て数と量子化ステップを求める
計算が行われ、この結果を用いて量子化器1341〜134nで
各帯域の信号が再量子化されている。更に、該割当・ス
テップ算出手段135の出力信号すなわち補助情報が復号
器140の割当・ステップ算出手段145に送られ、当該割当
・ステップ算出手段145からの情報が逆量子化器1441〜1
44nに伝送され、ここで上述の量子化器1341〜134nとは
逆の処理がなされて信号の復号化が行われる。Conventionally, in order to obtain the above-mentioned bit allocation information, a method of transmitting energy value information of each band as auxiliary information (side information) separately from a signal of each band has been adopted. That is, in this method, the encoder
The energy detection means 133 1 to 133 n calculate the energy value of the signal of each band from each signal divided into bands by each of the frequency division filter groups 131 1 to 131 n of 130, and assign / step calculation based on the calculated value. The means 135 calculates the number of optimal bits to be allocated and the quantization step when quantizing the signal of each band, and uses the result to re-calculate the signal of each band by the quantizers 134 1 to 134 n. Quantized. Further, the output signal of the allocating / step calculating means 135, that is, the auxiliary information, is sent to the allocating / step calculating means 145 of the decoder 140, and the information from the allocating / step calculating means 145 is dequantized by the inverse quantizers 144 1 to 144 1.
It is transmitted to 44 n, wherein decoding the reverse process is performed by the signal from the quantizer 134 1 ~134 n described above is performed.
このような帯域分割符号化においては、人間の視覚特
性に対応してノイズシェイピング等を考慮することがで
き、音声のエネルギが偏って大きい帯域や、明瞭度等の
主観的品質への貢献の大きい帯域により多くの情報を割
り当てることができる。この割り当てられた量子化ビッ
ト数で上記各帯域の信号の量子化及び逆量子が行われ、
これにより、量子化雑音の視覚的な妨害の程度を小さく
でき、全体としてビット数が低減できる。また、該帯域
分割符号化を行うことで量子化雑音が分割された帯域に
のみ発生し、他の帯域に影響を与えない。なお、上述の
ようにエネルギ値情報を補助情報として送る方法では、
各帯域の信号のエネルギ値が同時に各帯域の信号の量子
化ステップ幅（正規化ファクタ）としても用いられる等
の長所がある。In such band division coding, noise shaping or the like can be considered in accordance with human visual characteristics, and a large contribution is made to subjective quality such as a band in which voice energy is unbalanced and clarity. More information can be allocated to the band. Quantization and inverse quantization of the signal of each band are performed with the allocated number of quantization bits,
As a result, the degree of visual disturbance of the quantization noise can be reduced, and the number of bits can be reduced as a whole. Also, by performing the band division coding, quantization noise occurs only in the divided band, and does not affect other bands. In the method of transmitting energy value information as auxiliary information as described above,
There is an advantage that the energy value of the signal in each band is simultaneously used as the quantization step width (normalization factor) of the signal in each band.
更に、帯域分割符号化を音楽信号，音声信号当に適用
する場合の帯域分割の方法としては、人間の聴覚の周波
数分析能力に合わせて、低域では周波数帯域幅を狭く取
り、高域では逆に広く取る方法が取られることが多い。Further, as a method of band division when band division coding is applied to a music signal and a voice signal, a frequency band is narrowed in a low frequency band and inversed in a high frequency band in accordance with the frequency analysis capability of human hearing. Is often taken widely.
しかし、このような人間の聴覚の周波数分析能力に合
わせた帯域分割においては、各周波数帯域の時間分析精
度を同一にした場合、すなわち時間軸方向の分析の単位
となる時間幅を同一にした場合には、各周波数帯域の帯
域幅が異なるため、各周波数帯域毎に分析ブロックのサ
イズ（サンプル数又はデータの個数）が異なることにな
り、分析処理の効率が落ち、ひいては符号化効率も落ち
ることになる。また、一般に低域信号の定常区間は長
く、高域信号では短いと考えられるため、このような定
常区間に応じた効率的な符号化が行えない。However, in such band division according to the frequency analysis capability of human hearing, when the time analysis accuracy of each frequency band is the same, that is, when the time width that is the unit of analysis in the time axis direction is the same. Since the bandwidth of each frequency band is different, the size of the analysis block (the number of samples or the number of data) is different for each frequency band, which lowers the efficiency of the analysis processing and, consequently, the coding efficiency. become. Further, it is generally considered that the stationary section of the low-band signal is long and the stationary section of the high-band signal is short, so that efficient coding according to such a stationary section cannot be performed.
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、人間の聴覚の周波数分析能力に合わせ
て帯域分割された音声信号の符号化を行う際に、音声信
号の性質に応じた効率的な符号化を行うことができるデ
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。Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described situation, and when encoding a band-divided audio signal according to the frequency analysis capability of human hearing, the present invention considers the characteristics of the audio signal. It is an object of the present invention to provide a digital signal encoding method capable of performing appropriate and efficient encoding.
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、高い周波数帯域ほど広い帯域幅となるように複
数の周波数帯域に分割し、各周波数帯域毎に所定の割り
当てビット数に基づいて量子化するディジタル信号符号
化方法において、周波数帯域毎の各ディジタル信号を基
準クロックにより得られる時間軸方向の分析周期でスペ
クトル分析し、当該スペクトル分析出力に応じて割り当
てビットを決定すると共に、各周波数帯域における上記
スペクトル分析の時間軸方向の分析周期を、高い周波数
帯域から低い周波数帯域に遷るに従って、基準クロック
から順次その1/2倍の分析周期に選定していくものであ
る。The digital signal encoding method of the present invention has been proposed in order to achieve the above object, and divides an input digital signal into a plurality of frequency bands so that a higher frequency band has a wider bandwidth. In a digital signal encoding method for quantizing based on a predetermined number of allocated bits for each frequency band, a spectrum analysis is performed on each digital signal for each frequency band at an analysis period in a time axis direction obtained by a reference clock, and the spectrum analysis output is output. In addition to determining the allocation bits in accordance with the above, the analysis cycle in the time axis direction of the spectrum analysis in each frequency band, as the frequency band shifts from a high frequency band to a low frequency band, the analysis cycle is sequentially 1/2 times that of the reference clock. Is to be selected.
本発明によれば、各周波数帯域の帯域幅に応じて時間
軸方向についての分析精度を変更して、各帯域毎に最適
な分析の時間間隔を実現している。According to the present invention, the analysis accuracy in the time axis direction is changed according to the bandwidth of each frequency band, and an optimal analysis time interval is realized for each band.
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。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図に、本発明のディジタル信号符号化方法が適用
される一実施例のディジタル信号符号化装置の概略構成
例を示す。なお、本実施例においては、周波数帯域分割
数を第２図に示すように例えば４バンドとしている。FIG. 1 shows a schematic configuration example of a digital signal encoding apparatus according to an embodiment to which the digital signal encoding method of the present invention is applied. In this embodiment, the number of frequency band divisions is, for example, four bands as shown in FIG.
第１図において、本実施例のディジタル信号符号化装
置の入力端子１には、入力ディジタル信号として例えば
音声信号が供給されている。この音声信号は、先ずバン
ドパスフィルタ（BPF）11〜14送られる。これらのBPF11
〜14は、音声信号を複数の周波数帯域に分割すると共
に、人間の聴覚の周波数分析能力に合わせて、高い周波
数帯域ほど帯域幅が広くなるようなフィルタが用いられ
ている。また、このBPF11〜14には、低域通過フィルタ
も含まれ、この低域通過フィルタにより各々の信号は上
記BPF11〜14の通過帯域の中心周波数だけ下に周波数シ
フト（低域変換）されている。In FIG. 1, for example, a speech signal is supplied as an input digital signal to an input terminal 1 of the digital signal encoding apparatus of the present embodiment. This audio signal is first sent to band pass filters (BPF) 11 to 14. These BPF11
Nos. To 14 use a filter that divides an audio signal into a plurality of frequency bands and that has a higher bandwidth in a higher frequency band according to the frequency analysis capability of human hearing. The BPFs 11 to 14 also include a low-pass filter. Each signal is frequency-shifted (low-frequency converted) by the center frequency of the pass band of the BPFs 11 to 14 by the low-pass filter. .
すなわち、これらのBPF11〜14により各周波数帯域に
分割され、低域変換された音声信号は、第２図に示すよ
うに、例えば、BPF11によってバンドB1に、BPF12によっ
てバンドB2に、BPF13によってバンドB3に、BPF14によっ
てバンドB4に分割されている。これらのバンドB1〜B4が
上述したように高い周波数ほど帯域幅が広くなってい
る。That is, as shown in FIG. 2, the audio signal divided into each frequency band by the BPFs 11 to 14 is converted into a band B1 by the BPF 11, a band B2 by the BPF 12, and a band B3 by the BPF 13 as shown in FIG. And is divided into band B4 by BPF14. As described above, the higher the frequency of these bands B1 to B4, the wider the bandwidth.
このようにして分割された各周波数帯域毎の信号が、
量子化器41〜44によって量子化されることになるが、こ
の量子化の際には、各分割周波数帯域毎に成分の特性が
検出され、この検出出力に応じて量子化が制御されてい
る。すなわち、本実施例装置においては、各周波数帯域
の信号のスペクトル分析を行いその分析結果に基づいて
量子化の際の割り当てビット数が決定され、この決定さ
れた割り当てビット数によって、上記量子化器41〜44で
の量子化処理が行われている。The signal for each frequency band divided in this way is
The quantization is performed by the quantizers 41 to 44.At the time of this quantization, the characteristic of the component is detected for each divided frequency band, and the quantization is controlled according to the detection output. . That is, in the apparatus of the present embodiment, the number of bits to be allocated at the time of quantization is determined based on the analysis result of the spectrum of the signal of each frequency band, and the quantizer is determined by the determined number of allocated bits. The quantization processing in 41 to 44 is performed.
このため、上記各BPF11〜14からの各周波数帯域の信
号は、それぞれスペクトル分析回路21〜24に送られ、当
該スペクトル分析回路21〜24で各周波数帯域のスペクト
ル分析が行われる。この分析結果が量子化の際のビット
数を割り当てるを割当ビット数決定回路31〜34に送ら
れ、当該割当ビット数決定回路31〜34で上記分析結果に
基づいた割り当てビット数が決定される。この決定され
た割り当てビット数に基づいて、量子化器41〜44での量
子化が行われている。その後、各量子化器41〜44の量子
化出力は、マルチプレクサ６を介して合成され、本実施
例のディジタル信号符号化装置の出力端子７から出力さ
れる。Therefore, the signals in the respective frequency bands from the BPFs 11 to 14 are sent to the spectrum analysis circuits 21 to 24, respectively, and the spectrum analysis circuits 21 to 24 perform the spectrum analysis of the respective frequency bands. The analysis result is sent to the allocation bit number determination circuits 31 to 34 to allocate the number of bits at the time of quantization, and the allocation bit number determination circuits 31 to 34 determine the allocation bit number based on the analysis result. The quantizers 41 to 44 perform quantization based on the determined number of allocated bits. Thereafter, the quantized outputs of the quantizers 41 to 44 are combined via the multiplexer 6 and output from the output terminal 7 of the digital signal encoding device of the present embodiment.
ところで、上述のような人間の聴覚の周波数分析能力
に合わせて帯域分割された音声信号の量子化において
は、各周波数帯域の時間分析精度を同一にした場合、前
述したように各周波数帯域の帯域幅が異なるために各周
波数帯域毎にスペクトル分析ブロックのサイズすなわち
分析ブロックの時間軸方向の幅が異なることになり、ス
ペクトル分析処理の効率が落ち、量子化効率も落ちるこ
とになる。また一般に、低域信号の定常区間は長く、高
域信号では短いと考えられるため、このような定常区間
に応じた効率的な符号化が行えない。By the way, in the quantization of the audio signal band-divided according to the frequency analysis capability of human hearing as described above, when the time analysis accuracy of each frequency band is the same, the band of each frequency band is Since the width is different, the size of the spectrum analysis block, that is, the width of the analysis block in the time axis direction is different for each frequency band, so that the efficiency of the spectrum analysis processing is reduced and the quantization efficiency is also reduced. In general, it is considered that the stationary section of the low-band signal is long and the stationary section of the high-band signal is short, so that efficient encoding according to such a stationary section cannot be performed.
このようなことから、本実施例装置においては、高域
では時間分解精度（時間軸方向の分析精度）を高くと
り、低域では時間分解精度を低くとることで効率的な量
子化を行っている。言い換えれば、高域ではスペクトル
分析長を短時間にし、低域ではスペクトル分析長を長時
間にしている。For this reason, in the present embodiment, efficient quantization is performed by increasing the time resolution accuracy (analysis accuracy in the time axis direction) in the high frequency range and lowering the time resolution accuracy in the low frequency range. I have. In other words, the spectrum analysis length is set to be short in the high frequency range, and the spectrum analysis length is set to be long in the low frequency range.
すなわち、上記スペクトル分析回路21〜24におけるス
ペクトル分析の際には、検出の時間間隔である分析の周
期（時間軸方向の分析の単位となる時間幅）が低い周波
数ほど長く選定されている。このような周波数に応じた
スペクトル分析の検出時間間隔の選定を行うためには、
例えば、音声信号のクロック信号を分周した各分周クロ
ック信号によって検出時間間隔を選定することが可能で
ある。That is, at the time of the spectrum analysis in the spectrum analysis circuits 21 to 24, the frequency of the analysis period (the time width which is the unit of analysis in the time axis direction), which is the time interval of detection, is selected to be longer as the frequency is lower. In order to select the detection time interval of spectrum analysis according to such frequency,
For example, it is possible to select the detection time interval based on each divided clock signal obtained by dividing the clock signal of the audio signal.
このため、本実施例装置においては、上記入力端子１
に供給されている音声信号内のクロック信号成分がクロ
ック分離回路２によって分離される。この分離されたク
ロック信号CKは、1/2分周器3,4,5に順次伝送され、これ
により、元のクロック信号CKのクロック周波数が1/2に
分周された分周クロック信号（1/2）CKと、1/4に分周さ
れた分周クロック信号（1/4）CKと、1/8に分周された分
周クロック信号（1/8）CKとの各分周クロック信号が得
られるようになる。このようにして得られた各クロック
信号において、上記クロック信号CKがスペクトル分析回
路24及び割当ビット数決定回路34に送られ、上記分周ク
ロック信号（1/2）CKがスペクトル分析回路23及び割当
ビット数決定回路33に、分周クロック信号（1/4）CKが
スペクトル分析回路22及び割当ビット数決定回路32に、
分周クロック信号（1/8）CKがスペクトル分析回路21及
び割当ビット数決定回路31に送られるようになってい
る。For this reason, in the present embodiment, the input terminal 1
The clock signal component in the audio signal supplied to the clock signal is separated by the clock separation circuit 2. The separated clock signal CK is sequentially transmitted to the 1/2 frequency dividers 3, 4, and 5, whereby the frequency of the original clock signal CK is divided into two and the divided clock signal ( 1/2) CK, divided clock signal (1/4) CK divided by 1/4, and divided clock signal (1/8) CK divided by 1/8 A clock signal can be obtained. In each clock signal thus obtained, the clock signal CK is sent to the spectrum analysis circuit 24 and the allocated bit number determination circuit 34, and the frequency-divided clock signal (1/2) CK is transmitted to the spectrum analysis circuit 23 and the allocation The frequency-divided clock signal (1/4) CK is supplied to the bit number determination circuit 33, to the spectrum analysis circuit 22 and the allocated bit number determination circuit 32,
The frequency-divided clock signal (1/8) CK is sent to the spectrum analysis circuit 21 and the allocated bit number determination circuit 31.
したがって、上記スペクトル分析回路21では最もスペ
クトル分析の検出の時間間隔（分析の単位となる時間
幅）が長くなり、スペクトル分析回路22、23で順に検出
の時間間隔が短くなっていき、スペクトル検出回路24で
検出の時間間隔が最も短くなっている。Therefore, the spectrum analysis circuit 21 has the longest time interval for detection of spectrum analysis (time width serving as an analysis unit), and the time intervals for detection in the spectrum analysis circuits 22 and 23 become shorter in order. 24 has the shortest detection time interval.
このようにスペクトル分析の検出の時間間隔を変更し
ていくことによって、上述のような人間の聴覚の周波数
分析能力に合わせて帯域分割された音声信号の量子化の
際に、効率的なスペクトル分析が行えることになり、し
たがって、効率的な量子化が行えるようになる。また、
このような検出時間間隔の変更処理を行うことで、各バ
ンドのスペクトルは各バンドのブロック内で定常と考え
ることができ、このため短時間のスペクトル波形を考え
る場合には、低域では長時間ブロックのスペクトル分析
値を代用できる。By changing the time interval of the spectrum analysis detection in this manner, efficient spectrum analysis can be performed at the time of quantizing a band-divided audio signal according to the frequency analysis capability of human hearing as described above. Can be performed, and thus efficient quantization can be performed. Also,
By performing such a process of changing the detection time interval, the spectrum of each band can be considered to be stationary within the block of each band. The spectral analysis of the block can be substituted.
なお、上述した周波数帯域の分割比は、スペクトル分
析の時間間隔（クロック信号CKのクロック周波数に対し
て8:4:2:1の時間間隔）に必ずしも正確に反比例する必
要はない。ただし、分割比の大小関係は上述のように選
ぶことが好ましく、当該大小関係を維持しておけばスペ
クトル分析のブロックサイズ（分析ブロックの時間軸方
向の幅）を同一化できるような方向となるため、効率を
損なうことはない。Note that the frequency band division ratio described above does not necessarily need to be exactly inversely proportional to the time interval of the spectrum analysis (8: 4: 2: 1 with respect to the clock frequency of the clock signal CK). However, the magnitude relation of the division ratio is preferably selected as described above, and if the magnitude relation is maintained, the direction is such that the block size of the spectrum analysis (the width of the analysis block in the time axis direction) can be made the same. Therefore, there is no loss in efficiency.
上述の実施例装置では、スペクトル分析を行って量子
化の割り当てビット数を決定していたが、他の実施例と
して、いわゆるブロックフローティング処理のフローテ
ィング係数を用いて量子化の割り当てビット数を決定す
るものとすることもできる。In the above-described embodiment apparatus, the number of allocated bits for quantization is determined by performing spectrum analysis. However, as another embodiment, the number of allocated bits for quantization is determined using floating coefficients of a so-called block floating process. It can also be.
ここで、第３図に本実施例のディジタル信号符号化装
置の１つの周波数帯域のみの処理を行う部分だけを抜き
出して示す。Here, FIG. 3 shows only a portion of the digital signal encoding apparatus according to the present embodiment in which only one frequency band is processed.
この第３図において、入力端子１からの音声信号は、
バンドパスフィルタ（BPF）50により任意の周波数帯域
の信号がブロックとして取り出され、このブロックは、
当該ブロック内の最大値データを検出する最大値検出回
路51に送られる。この最大値検出回路51で上記ブロック
内の最大値データが検出され、この最大値データに基づ
いてブロックフローティング処理におけるフローティン
グ係数が求められる。In FIG. 3, the audio signal from the input terminal 1 is
A signal in an arbitrary frequency band is extracted as a block by a band-pass filter (BPF) 50.
It is sent to a maximum value detection circuit 51 that detects the maximum value data in the block. The maximum value data in the block is detected by the maximum value detection circuit 51, and a floating coefficient in the block floating process is obtained based on the maximum value data.
このフローティング係数の検出の場合も、前述同様
に、各周波数帯域の時間分析精度を同一にした場合、フ
ローティング係数の検出処理の効率が落ち、量子化効率
も落ちる虞れがある。また、定常区間に応じた効率的な
符号化が行えない。Also in the case of detecting the floating coefficient, as described above, if the time analysis accuracy of each frequency band is made the same, the efficiency of the processing of detecting the floating coefficient may decrease, and the quantization efficiency may decrease. In addition, efficient encoding cannot be performed according to the stationary section.
このため、当該最大値検出回路51には、第１図の各分
周クロックの所定の分周クロック信号が供給されてお
り、前述同様に、この分周クロック信号に基づいて上記
フローティング係数の時間分割精度（分析時間間隔）が
決められている。すなわち、本実施例の場合も、高域で
は時間分解精度を高くとり、低域では時間分解精度を低
くとることで効率的な量子化を行っている。Therefore, a predetermined frequency-divided clock signal of each frequency-divided clock shown in FIG. 1 is supplied to the maximum value detection circuit 51, and the time of the floating coefficient is calculated based on the frequency-divided clock signal as described above. The division accuracy (analysis time interval) is determined. That is, also in the case of the present embodiment, efficient quantization is performed by increasing the time resolution accuracy in the high frequency range and lowering the time resolution accuracy in the low frequency range.
このようにして、分析時間間隔が決められたフローテ
ィング係数が正規化回路52に送られるようになってい
る。当該正規化回路52には、上記ブロックのデータも送
られており、したがって、当該正規化回路52では、上記
フローティング係数に基づいて上記ブロックのデータが
ブロックフローティング処理され、その後当該ブロック
フローティング処理がなされたブロックの量子化が行わ
れる。In this way, the floating coefficient for which the analysis time interval is determined is sent to the normalization circuit 52. The data of the block is also sent to the normalization circuit 52.Therefore, in the normalization circuit 52, the data of the block is subjected to block floating processing based on the floating coefficient, and then the block floating processing is performed. The quantized block is quantized.
また、このようなブロックフローティング処理も、信
号が定常な区間で行うことが好ましいため、前述同様
に、この定常区間のフローティング係数の時間間隔を低
域で長く（低域では定常区間が長い）とることにより、
効率的なブロックフローティング処理を行うことができ
る。In addition, since it is preferable that such a block floating process is also performed in a section where the signal is steady, the time interval of the floating coefficient in the steady section is long in the low band (the steady section is long in the low band), as described above. By doing
Efficient block floating processing can be performed.
本発明のディジタル信号符号化方法においては、入力
ディジタル信号を高い周波数帯域ほど広い帯域幅となる
ように分割した各周波数帯域毎の各ディジタル信号を基
準クロックにより得られる時間軸方向の分析周期でスペ
クトル分析し、その分析出力に応じて割り当てビットを
決定すると共に、各周波数帯域におけるスペクトル分析
の時間軸方向の分析周期を、高い周波数帯域から低い周
波数帯域に遷るに従って、基準クロックから順次その1/
2倍の分析周期に選定していくことにより、入力ディジ
タル信号の性質に応じた効率的な符号化、すなわち人間
の視覚の周波数分析能力に合わせた効率的な符号化が可
能である。In the digital signal encoding method of the present invention, the input digital signal is divided so as to have a wider bandwidth in a higher frequency band, and each digital signal in each frequency band is spectrally analyzed in a time-axis analysis period obtained by a reference clock. Analyze, determine the assigned bits according to the analysis output, and analyze the analysis cycle in the time axis direction of the spectrum analysis in each frequency band as 1/1 from the reference clock in order from the higher frequency band to the lower frequency band.
By selecting twice the analysis period, it is possible to perform efficient coding according to the properties of the input digital signal, that is, efficient coding that matches the frequency analysis capability of human vision.
第１図は本発明実施例のディジタル信号符号化装置の概
略構成を示すブロック回路図、第２図は帯域分割された
音声信号を示す図、第３図は他の実施例のディジタル信
号符号化装置の一部の回路を示すブロック回路図、第４
図は帯域分割符号化を行う装置の構成を示すブロック回
路図である。 ２……クロック分離回路 ３〜５……1/2分周器 ６……マルチプレクサ 11〜14,50……バンドパスフィルタ 21〜24……スペクトル分析回路 31〜34……割当ビット数決定回路 41〜44……量子化器 51……最大値検出回路 52……正規化回路FIG. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of a digital signal encoding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a band-divided audio signal, and FIG. 3 is a digital signal encoding apparatus according to another embodiment. FIG. 4 is a block circuit diagram showing a part of the circuit of the device.
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a configuration of an apparatus for performing band division coding. 2 Clock separation circuit 3-5 1/2 frequency divider 6 Multiplexer 11-14,50 Band-pass filter 21-24 Spectrum analysis circuit 31-34 Assigned bit number determination circuit 41 ~ 44 Quantizer 51 Maximum value detection circuit 52 Normalization circuit
フロントページの続き (72)発明者 阿久根 誠 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 岩橋 直人 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 赤桐 健三 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−96041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−285032（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−504337（ＪＰ，Ａ) 国際公開88／10035（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H03M 7/30 G10L 7/00 Continued on the front page (72) Inventor Makoto Akune 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Naoto Iwahashi 6-35-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Stock Inside the company (72) Inventor Kenzo Akagiri 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (56) References JP-A-60-96041 (JP, A) JP-A-63-285032 (JP) , A) Tokuhyo Hei 2 504337 (JP, A) International Publication 88/10035 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H03M 7/30 G10L 7/00
Claims (1)
ど広い帯域幅となるように複数の周波数帯域に分割し、
各周波数帯域毎に所定の割り当てビット数に基づいて量
子化するディジタル信号符号化方法において、 上記周波数帯域毎の各ディジタル信号を基準クロックに
より得られる時間軸方向の分析周期でスペクトル分析
に、当該スペクトル分析出力に応じて割り当てビットを
決定すると共に、上記各周波数帯域における上記スペク
トル分析の時間軸方向の分析周期を、高い周波数帯域か
ら低い周波数帯域に遷るに従って、上記基準クロックか
ら順次その1/2倍の分析周期に選定していく ことを特徴とするディジタル信号符号化方法。1. An input digital signal is divided into a plurality of frequency bands so that a higher frequency band has a wider bandwidth.
In a digital signal encoding method for quantizing based on a predetermined number of allocated bits for each frequency band, each digital signal for each frequency band is subjected to spectrum analysis at a time-axis analysis period obtained by a reference clock, and Determine the allocation bits according to the analysis output, and, in the time axis analysis cycle of the spectrum analysis in each of the frequency bands, as the frequency band shifts from a high frequency band to a low frequency band, 1/2 of the reference clock sequentially. A digital signal encoding method characterized by selecting a double analysis cycle.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1249835A JP2906477B2 (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | Digital signal encoding method |
| US07/586,494 US5115240A (en) | 1989-09-26 | 1990-09-21 | Method and apparatus for encoding voice signals divided into a plurality of frequency bands |
| DE69023604T DE69023604T2 (en) | 1989-09-26 | 1990-09-25 | Digital signal encoder. |
| EP90402642A EP0420745B1 (en) | 1989-09-26 | 1990-09-25 | Digital signal encoding apparatus |
| KR1019900015234A KR100242864B1 (en) | 1989-09-26 | 1990-09-26 | Digital signal coder and the method |
| US08/245,451 USRE36559E (en) | 1989-09-26 | 1994-05-18 | Method and apparatus for encoding audio signals divided into a plurality of frequency bands |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1249835A JP2906477B2 (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | Digital signal encoding method |
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| JPH03112221A JPH03112221A (en) | 1991-05-13 |
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ID=17198893
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906477B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8326719D0 (en) * | 1983-10-06 | 1983-11-09 | British Telecomm | Digital coding |
| US4805193A (en) * | 1987-06-04 | 1989-02-14 | Motorola, Inc. | Protection of energy information in sub-band coding |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP1249835A patent/JP2906477B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03112221A (en) | 1991-05-13 |
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