JP3190204B2 - Ｍｐｅｇ規格の音声信号デコーダ - Google Patents
Ｍｐｅｇ規格の音声信号デコーダInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- 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
- G10L19/16—Vocoder architecture
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Television Receiver Circuits (AREA)
- Television Systems (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮され符号化された
ディジタル音声信号を復号するための音声信号デコーダ
に関し、特に、ＭＰＥＧ規格の音声信号を復号するのに
用いて好適なものである。
ディジタル音声信号を復号するための音声信号デコーダ
に関し、特に、ＭＰＥＧ規格の音声信号を復号するのに
用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ディジタル音声信号の圧縮技術の
１つとして、ＭＰＥＧと称される技術が開発されてきて
いる。このＭＰＥＧによる音声信号の圧縮技術は、ＩＳ
Ｏ／ＩＥＣ（国際標準化機構／国際電気標準会議）によ
って規格化されたものであり、ＭＰＥＧ１とＭＰＥＧ２
との両方を含む。以下、これらを合わせてＭＰＥＧ規格
という。
１つとして、ＭＰＥＧと称される技術が開発されてきて
いる。このＭＰＥＧによる音声信号の圧縮技術は、ＩＳ
Ｏ／ＩＥＣ（国際標準化機構／国際電気標準会議）によ
って規格化されたものであり、ＭＰＥＧ１とＭＰＥＧ２
との両方を含む。以下、これらを合わせてＭＰＥＧ規格
という。
【０００３】このＭＰＥＧ規格には、要求される音質や
回路規模によってレイヤ１，レイヤ２，レイヤ３の３つ
の方式が用意されている。レイヤ１とレイヤ２との主な
違いは、ディジタル化された情報についてコード化およ
びサンプリングが施されたデータを幾つごとにまとめる
かというパケットサイズの差にある。また、レイヤ３に
ついては、上記パケットサイズの他に符号化の方式も異
なっている。
回路規模によってレイヤ１，レイヤ２，レイヤ３の３つ
の方式が用意されている。レイヤ１とレイヤ２との主な
違いは、ディジタル化された情報についてコード化およ
びサンプリングが施されたデータを幾つごとにまとめる
かというパケットサイズの差にある。また、レイヤ３に
ついては、上記パケットサイズの他に符号化の方式も異
なっている。
【０００４】また、ＭＰＥＧ規格においては、音声信号
のチャンネルモードとして、シングルチャンネル、デュ
アルチャンネル、ステレオ、ジョイントステレオなどの
各モードが規定されている。これらの各モードの違い
は、音源が１つ、２つまたはステレオの何れであるかと
いうことと、高音域におけるステレオ音声の符号化の仕
方との差異によるものである。
のチャンネルモードとして、シングルチャンネル、デュ
アルチャンネル、ステレオ、ジョイントステレオなどの
各モードが規定されている。これらの各モードの違い
は、音源が１つ、２つまたはステレオの何れであるかと
いうことと、高音域におけるステレオ音声の符号化の仕
方との差異によるものである。
【０００５】さらに、ＭＰＥＧ規格では、各レイヤの各
チャンネルモードごとに使用可能な伝送レートが規定さ
れている。例えば、レイヤ１のシングルチャンネルにお
いては、32K, 64K, 96K, 128K, 160Kbit/secなどの値が
定義されている。この伝送レートの違いは、圧縮後のデ
ータ量に影響を及ぼす。また、再生後の音声信号の出力
レート（サンプリングレート）として、32K, 44.1K, 48
KHz の３種類のレートが規定されている。
チャンネルモードごとに使用可能な伝送レートが規定さ
れている。例えば、レイヤ１のシングルチャンネルにお
いては、32K, 64K, 96K, 128K, 160Kbit/secなどの値が
定義されている。この伝送レートの違いは、圧縮後のデ
ータ量に影響を及ぼす。また、再生後の音声信号の出力
レート（サンプリングレート）として、32K, 44.1K, 48
KHz の３種類のレートが規定されている。
【０００６】以下に、ＭＰＥＧ規格で採用されている音
声信号の圧縮および復号の原理を、レイヤ１，シングル
チャンネル，伝送レート128Kbit/sec ，サンプリングレ
ート48KHz の下で１フレームの音声信号を圧縮および復
号する場合を例にとって説明する。
声信号の圧縮および復号の原理を、レイヤ１，シングル
チャンネル，伝送レート128Kbit/sec ，サンプリングレ
ート48KHz の下で１フレームの音声信号を圧縮および復
号する場合を例にとって説明する。
【０００７】まず、３８４サンプル単位でなる１フレー
ム分のディジタル音声信号は、サブバンドフィルタによ
り３２のサブバンドに分割され、各サブバンド毎に１２
サンプルの値を得る。そして、この各サブバンドの最大
振幅からスケールファクタ（SF）が求められ、各データ
はそのサブバンドのスケールファクタ（SF）により正規
化される。また、伝送レート、サンプリングレートから
上記１フレーム当りのビット量が計算される。
ム分のディジタル音声信号は、サブバンドフィルタによ
り３２のサブバンドに分割され、各サブバンド毎に１２
サンプルの値を得る。そして、この各サブバンドの最大
振幅からスケールファクタ（SF）が求められ、各データ
はそのサブバンドのスケールファクタ（SF）により正規
化される。また、伝送レート、サンプリングレートから
上記１フレーム当りのビット量が計算される。
【０００８】また、人の聴覚心理学モデルによる最小下
限聴特性やマスキング特性（前者は人の聴覚が低周波や
高周波の領域ではあまり敏感でないという特性、後者は
ある周波数スペクトルのピーク近傍の周波数では聴感度
が低下するという特性）に基づいて、上記１フレームの
ビット量と合致するよう量子化レベル（Allocation）が
各サブバンドごとに設定される。
限聴特性やマスキング特性（前者は人の聴覚が低周波や
高周波の領域ではあまり敏感でないという特性、後者は
ある周波数スペクトルのピーク近傍の周波数では聴感度
が低下するという特性）に基づいて、上記１フレームの
ビット量と合致するよう量子化レベル（Allocation）が
各サブバンドごとに設定される。
【０００９】次に、こうして設定された量子化レベル
（Allocation）に従って、上記正規化された各サブバン
ド毎のサンプルが量子化および符号化され、量子化デー
タ（Sample）が求められる。そして、この量子化データ
（Sample）は、上述のスケールファクタ（SF）および量
子化レベル（Allocation）とともに１つのデータストリ
ームにされて、圧縮音声信号が生成される。
（Allocation）に従って、上記正規化された各サブバン
ド毎のサンプルが量子化および符号化され、量子化デー
タ（Sample）が求められる。そして、この量子化データ
（Sample）は、上述のスケールファクタ（SF）および量
子化レベル（Allocation）とともに１つのデータストリ
ームにされて、圧縮音声信号が生成される。
【００１０】ここで、上述の量子化レベル（Allocatio
n）は、復号時において逆量子化演算を行うときに用い
られるデータであり、１つのサブバンド中に含まれる各
サンプルに何ビットが割り当てられているかを表すもの
である。なお、この量子化レベル（Allocation）は、レ
イヤ１においては、１フレーム中の１サブバンド単位に
４ビットが与えられている。したがって、１フレーム当
りでは１２８ビット（＝３２サブバンド×４ビット）と
なる。
n）は、復号時において逆量子化演算を行うときに用い
られるデータであり、１つのサブバンド中に含まれる各
サンプルに何ビットが割り当てられているかを表すもの
である。なお、この量子化レベル（Allocation）は、レ
イヤ１においては、１フレーム中の１サブバンド単位に
４ビットが与えられている。したがって、１フレーム当
りでは１２８ビット（＝３２サブバンド×４ビット）と
なる。
【００１１】また、スケールファクタ（SF）は、復号時
において逆スケーリング演算を行うときに用いられるデ
ータであり、おおよその出力レベルを与えるものであ
る。例えば、電子計算機で使用する浮動小数点数の指数
部に相当する。なお、このスケールファクタ（SF）は、
レイヤ１においては、量子化データ（Sample）の値が０
の場合は省略されるが、省略されない場合は１フレーム
中の１サブバンド単位に６ビットが与えられている。し
たがって、１フレーム当りでは１９２ビット程度（＝３
２サブバンド×６ビット）となる。
において逆スケーリング演算を行うときに用いられるデ
ータであり、おおよその出力レベルを与えるものであ
る。例えば、電子計算機で使用する浮動小数点数の指数
部に相当する。なお、このスケールファクタ（SF）は、
レイヤ１においては、量子化データ（Sample）の値が０
の場合は省略されるが、省略されない場合は１フレーム
中の１サブバンド単位に６ビットが与えられている。し
たがって、１フレーム当りでは１９２ビット程度（＝３
２サブバンド×６ビット）となる。
【００１２】さらに、量子化データ（Sample）は、復号
時における逆量子化演算に用いられるデータであり、出
力データの細かい値を与えるものである。例えば、電子
計算機で使用する浮動小数点数の仮数部に相当する。な
お、この量子化データ（Sample）は、１フレームごとに
上記量子化レベル（Allocation）で指定したビット数の
データが与えられており、レイヤ１においては１Ｋビッ
ト程度である。
時における逆量子化演算に用いられるデータであり、出
力データの細かい値を与えるものである。例えば、電子
計算機で使用する浮動小数点数の仮数部に相当する。な
お、この量子化データ（Sample）は、１フレームごとに
上記量子化レベル（Allocation）で指定したビット数の
データが与えられており、レイヤ１においては１Ｋビッ
ト程度である。
【００１３】一方、以上のようにして圧縮されたデータ
の復号は、この圧縮とは逆の操作によって行われる。す
なわち、まず、対象となる圧縮音声信号のデータストリ
ームが分解されて、そこから量子化レベル（Allocatio
n）、スケールファクタ（SF）および量子化データ（Sam
ple）が抽出される。そして、抽出された量子化データ
（Sample）が量子化レベル（Allocation）によって逆量
子化されるとともに、スケールファクタ（SF）によって
逆スケーリング処理が施されて、サブバンド情報が求め
られる。
の復号は、この圧縮とは逆の操作によって行われる。す
なわち、まず、対象となる圧縮音声信号のデータストリ
ームが分解されて、そこから量子化レベル（Allocatio
n）、スケールファクタ（SF）および量子化データ（Sam
ple）が抽出される。そして、抽出された量子化データ
（Sample）が量子化レベル（Allocation）によって逆量
子化されるとともに、スケールファクタ（SF）によって
逆スケーリング処理が施されて、サブバンド情報が求め
られる。
【００１４】次に、この逆量子化演算等により得られた
サブバンド情報に対して、シンセサイザ合成の処理が施
される。その後、ポリフェーズフィルタにより所定の処
理が施された後、前後１６の波形が合成されて復号音声
信号として出力される。
サブバンド情報に対して、シンセサイザ合成の処理が施
される。その後、ポリフェーズフィルタにより所定の処
理が施された後、前後１６の波形が合成されて復号音声
信号として出力される。
【００１５】図３は、上述のようにして圧縮音声信号の
復号を行うための従来の音声信号デコーダの一部を示す
概略的な構成図である。また、図４は、この音声信号デ
コーダの動作を示すフローチャートである。
復号を行うための従来の音声信号デコーダの一部を示す
概略的な構成図である。また、図４は、この音声信号デ
コーダの動作を示すフローチャートである。
【００１６】図３に示す音声信号デコーダにおいて、３
１は入力ユニットであり、その内部に設けられている分
解抽出回路３１ａによって、入力される圧縮音声信号の
データストリームＤS から量子化レベル（Allocatio
n）、スケールファクタ（SF）および量子化データ（Sam
ple）を分解して抽出する。なお、このような処理は、
入力コントローラ３２の制御に従って行われる。
１は入力ユニットであり、その内部に設けられている分
解抽出回路３１ａによって、入力される圧縮音声信号の
データストリームＤS から量子化レベル（Allocatio
n）、スケールファクタ（SF）および量子化データ（Sam
ple）を分解して抽出する。なお、このような処理は、
入力コントローラ３２の制御に従って行われる。
【００１７】次いで、３３は逆量子化ユニットであり、
逆量子化コントローラ３７の制御に従って、以下のよう
な処理を行うものである。すなわち、逆量子化ユニット
３３は、その内部に設けられている逆量子化処理ユニッ
ト３４および第１の乗算器３５により、逆量子化および
逆スケーリングの各処理を行う。
逆量子化コントローラ３７の制御に従って、以下のよう
な処理を行うものである。すなわち、逆量子化ユニット
３３は、その内部に設けられている逆量子化処理ユニッ
ト３４および第１の乗算器３５により、逆量子化および
逆スケーリングの各処理を行う。
【００１８】ここで、上記逆量子化処理ユニット３４
は、上記抽出した量子化レベル（Allocation）を用い
て、量子化データ（Sample）に対して（式１）に示すよ
うな逆量子化演算を施すことにより、演算値Sample-Val
ueを求める。
は、上記抽出した量子化レベル（Allocation）を用い
て、量子化データ（Sample）に対して（式１）に示すよ
うな逆量子化演算を施すことにより、演算値Sample-Val
ueを求める。
【００１９】
【数１】
【００２０】また、第１の乗算器３５は、上述のスケー
ルファクタ（SF）を用いて、逆量子化処理ユニット３４
により求められた演算値Sample-Valueに２1-SF/3の値を
乗ずることにより、サブバンド情報Ｓj （ｊは０〜３１
の値で、３２個のサブバンド番号を示す）を求める。
ルファクタ（SF）を用いて、逆量子化処理ユニット３４
により求められた演算値Sample-Valueに２1-SF/3の値を
乗ずることにより、サブバンド情報Ｓj （ｊは０〜３１
の値で、３２個のサブバンド番号を示す）を求める。
【００２１】このとき、上記２1-SF/3の値としては、第
１のテーブルＲＯＭ３６にテーブル情報として予め記憶
されている値SF-TBL(Scale-Factor)が用いられる。な
お、このテーブル情報SF-TBL(Scale-Factor)は、与えら
れるスケールファクタ（SF）に基づいて２1-SF/3を実際
に計算した値と比較して丸め誤差の範囲でしか異ならな
い。したがって、ＭＰＥＧ−Ａｕｄｉｏ規格では、数値
テーブルで値が与えられている。
１のテーブルＲＯＭ３６にテーブル情報として予め記憶
されている値SF-TBL(Scale-Factor)が用いられる。な
お、このテーブル情報SF-TBL(Scale-Factor)は、与えら
れるスケールファクタ（SF）に基づいて２1-SF/3を実際
に計算した値と比較して丸め誤差の範囲でしか異ならな
い。したがって、ＭＰＥＧ−Ａｕｄｉｏ規格では、数値
テーブルで値が与えられている。
【００２２】なお、上述したように、スケールファクタ
（SF）は６ビットで構成されているので、その値には０
〜６３（ただし、有効な値は０〜６２であり、６３はエ
ラーとなる）の整数が用いられる。このため、上記第１
のテーブルＲＯＭ３６には、少なくとも６３ワード分の
記憶容量が必要となる。
（SF）は６ビットで構成されているので、その値には０
〜６３（ただし、有効な値は０〜６２であり、６３はエ
ラーとなる）の整数が用いられる。このため、上記第１
のテーブルＲＯＭ３６には、少なくとも６３ワード分の
記憶容量が必要となる。
【００２３】次いで、３８はバッファメモリユニットで
あり、その内部にある第１のバッファメモリ（ＲＡＭ）
３９に、上記逆量子化ユニット３３で求められたサブバ
ンド情報Ｓj が格納される。そして、この第１のバッフ
ァメモリ３９に格納されたサブバンド情報Ｓj は、次段
においてシンセサイザ合成を行う際に使用される。
あり、その内部にある第１のバッファメモリ（ＲＡＭ）
３９に、上記逆量子化ユニット３３で求められたサブバ
ンド情報Ｓj が格納される。そして、この第１のバッフ
ァメモリ３９に格納されたサブバンド情報Ｓj は、次段
においてシンセサイザ合成を行う際に使用される。
【００２４】ところで、逆量子化演算の演算精度を一定
以上に保つためには、演算によって得られるサブバンド
情報Ｓj には１６ビット程度のビット数が必要である。
したがって、上記第１のバッファメモリ３９には、少な
くとも６１４４ビット（＝３２サブバンド×１２サンプ
ル×１６ビット）の記憶容量が必要となる。
以上に保つためには、演算によって得られるサブバンド
情報Ｓj には１６ビット程度のビット数が必要である。
したがって、上記第１のバッファメモリ３９には、少な
くとも６１４４ビット（＝３２サブバンド×１２サンプ
ル×１６ビット）の記憶容量が必要となる。
【００２５】上記第１のバッファメモリ３９に格納され
たサブバンド情報Ｓj は、バッファメモリコントローラ
４０の制御に従って、次段のシンセサイザ合成ユニット
４１に供給される。このシンセサイザ合成ユニット４１
には、第２の乗算器４２と累積加算器４３と第２のテー
ブルＲＯＭ４４とが備えられており、これらによって各
サブバンドの周波数と、対象となる時刻の位相とから波
形情報Ｖi が求められるようになされている。
たサブバンド情報Ｓj は、バッファメモリコントローラ
４０の制御に従って、次段のシンセサイザ合成ユニット
４１に供給される。このシンセサイザ合成ユニット４１
には、第２の乗算器４２と累積加算器４３と第２のテー
ブルＲＯＭ４４とが備えられており、これらによって各
サブバンドの周波数と、対象となる時刻の位相とから波
形情報Ｖi が求められるようになされている。
【００２６】具体的には、まず、第２の乗算器４２によ
り、上記第１のバッファメモリ３９から供給されるサブ
バンド情報Ｓj に、cos((16+i)×(2j+1)π/64)の値が乗
ぜられる。このようなcos((16+i)×(2j+1)π/64)の値
は、上記第２のテーブルＲＯＭ４４にテーブル情報とし
て予め記憶されているものが用いられる。なお、上記式
中のi は時間軸方向のパラメータ（サンプル番号）であ
り、０〜６３の値をとる。また、j は周波数軸方向のパ
ラメータ（サブバンド番号）であり、０〜３１の値をと
る。
り、上記第１のバッファメモリ３９から供給されるサブ
バンド情報Ｓj に、cos((16+i)×(2j+1)π/64)の値が乗
ぜられる。このようなcos((16+i)×(2j+1)π/64)の値
は、上記第２のテーブルＲＯＭ４４にテーブル情報とし
て予め記憶されているものが用いられる。なお、上記式
中のi は時間軸方向のパラメータ（サンプル番号）であ
り、０〜６３の値をとる。また、j は周波数軸方向のパ
ラメータ（サブバンド番号）であり、０〜３１の値をと
る。
【００２７】次に、累積加算器４３により、上記第２の
乗算器４２で求められた各サブバンド毎の乗算値が全て
加算されて波形情報Ｖi が求められる。なお、このよう
なシンセサイザ合成ユニット４１での一連の演算処理
は、シンセサイザ合成コントローラ４５による制御に従
って行われる。
乗算器４２で求められた各サブバンド毎の乗算値が全て
加算されて波形情報Ｖi が求められる。なお、このよう
なシンセサイザ合成ユニット４１での一連の演算処理
は、シンセサイザ合成コントローラ４５による制御に従
って行われる。
【００２８】ここで、上記コサイン関数値が記憶されて
いる第２のテーブルＲＯＭ４４の記憶容量について考え
る。コサイン関数は、（式２）に示すような周期性をそ
の特徴の１つとして持っているため、上記コサイン関数
値を表す式中の(16+i)×(2j+1)の値は、０〜１２７の１
２８個を用意すればよい。 cos(x)=cos(2πｎ＋x) ：ｎは整数 …（式２）
いる第２のテーブルＲＯＭ４４の記憶容量について考え
る。コサイン関数は、（式２）に示すような周期性をそ
の特徴の１つとして持っているため、上記コサイン関数
値を表す式中の(16+i)×(2j+1)の値は、０〜１２７の１
２８個を用意すればよい。 cos(x)=cos(2πｎ＋x) ：ｎは整数 …（式２）
【００２９】また、コサイン関数は、（式３）および
（式４）に示すような対称性をもその特徴の１つとして
持っているため、上記(16+i)×(2j+1)の値は、０〜１２
７の範囲の１／４倍、すなわち０〜３１の３２個を用意
すればよいことになる。 cos(x)=cos(2π−x) ：x=π〜 2π …（式３） cos(x)= −cos(π−x) ：x=π/2〜π …（式４）
（式４）に示すような対称性をもその特徴の１つとして
持っているため、上記(16+i)×(2j+1)の値は、０〜１２
７の範囲の１／４倍、すなわち０〜３１の３２個を用意
すればよいことになる。 cos(x)=cos(2π−x) ：x=π〜 2π …（式３） cos(x)= −cos(π−x) ：x=π/2〜π …（式４）
【００３０】このため、cos((16+i)×(2j+1)π/64)なる
式に対して、(16+i)×(2j+1)の値を０〜３１の３２個用
意することが必要であるので、第２のテーブルＲＯＭ４
４としては、少なくとも３２ワード分の記憶容量が必要
となる。
式に対して、(16+i)×(2j+1)の値を０〜３１の３２個用
意することが必要であるので、第２のテーブルＲＯＭ４
４としては、少なくとも３２ワード分の記憶容量が必要
となる。
【００３１】次いで、４６は出力ユニットであり、その
内部にある第２のバッファメモリ４７に、上記シンセサ
イザ合成ユニット４１にて求められた波形情報Ｖi が格
納される。なお、この第２のバッファメモリ４７の記憶
容量は、１サンプル当りで１０２４ビット（＝６４×１
６ビット）である。
内部にある第２のバッファメモリ４７に、上記シンセサ
イザ合成ユニット４１にて求められた波形情報Ｖi が格
納される。なお、この第２のバッファメモリ４７の記憶
容量は、１サンプル当りで１０２４ビット（＝６４×１
６ビット）である。
【００３２】次に、以上のように構成した音声信号デコ
ーダの動作を、図３の構成図および図４のフローチャー
トとともに説明する。図４において、まずステップＰ１
で、分解抽出回路３１ａによって、圧縮音声信号のデー
タストリームＤs から量子化レベル（Allocation）、ス
ケールファクタ（SF）および量子化データ（Sample）が
各々抽出される。
ーダの動作を、図３の構成図および図４のフローチャー
トとともに説明する。図４において、まずステップＰ１
で、分解抽出回路３１ａによって、圧縮音声信号のデー
タストリームＤs から量子化レベル（Allocation）、ス
ケールファクタ（SF）および量子化データ（Sample）が
各々抽出される。
【００３３】こうして抽出された量子化レベル（Alloca
tion）および量子化データ（Sample）は、逆量子化処理
ユニット３４に供給される。また、スケールファクタ
（SF）は、第１のテーブルＲＯＭ３６に供給される。
tion）および量子化データ（Sample）は、逆量子化処理
ユニット３４に供給される。また、スケールファクタ
（SF）は、第１のテーブルＲＯＭ３６に供給される。
【００３４】次に、ステップＰ２で、逆量子化処理ユニ
ット３４により上記量子化レベル（Allocation）に従っ
て量子化データ（Sample）が逆量子化され、演算値Samp
le-Valueが求められる。こうして求められた演算値Samp
le-Valueは、第１の乗算器３５に与えられる。そして、
この演算値Sample-Valueに対して、スケールファクタ
（SF）の値に応じて第１のテーブルＲＯＭ３６から読み
出されるSF-TBL(Scale-Factor)の値が乗ぜられることに
より、サブバンド情報Ｓj が求められる。
ット３４により上記量子化レベル（Allocation）に従っ
て量子化データ（Sample）が逆量子化され、演算値Samp
le-Valueが求められる。こうして求められた演算値Samp
le-Valueは、第１の乗算器３５に与えられる。そして、
この演算値Sample-Valueに対して、スケールファクタ
（SF）の値に応じて第１のテーブルＲＯＭ３６から読み
出されるSF-TBL(Scale-Factor)の値が乗ぜられることに
より、サブバンド情報Ｓj が求められる。
【００３５】こうして求められたサブバンド情報Ｓ
j は、ステップＰ３で第１のバッファメモリ３９に一時
格納される。次のステップＰ４では、第２の乗算器４２
により、上記第１のバッファメモリ３９から供給される
サブバンド情報Ｓj にcos((16+i)×(2j+1)π/64)の値が
乗ぜられる。また、これによって得られるサブバンド毎
の乗算値が累積加算器４３で全て加算されて、波形情報
Ｖi が求められる。
j は、ステップＰ３で第１のバッファメモリ３９に一時
格納される。次のステップＰ４では、第２の乗算器４２
により、上記第１のバッファメモリ３９から供給される
サブバンド情報Ｓj にcos((16+i)×(2j+1)π/64)の値が
乗ぜられる。また、これによって得られるサブバンド毎
の乗算値が累積加算器４３で全て加算されて、波形情報
Ｖi が求められる。
【００３６】そして、ステップＰ５で、以上のようにし
て求められた波形情報Ｖi が第２のバッファメモリ４７
に格納される。この第２のバッファメモリ４７に格納さ
れた波形情報Ｖi は、その後、図示しないサブバンドフ
ィルタにおけるアップ・サンプリング処理で用いるため
に、出力コントローラ４８の制御に従って上記サブバン
ドフィルタに出力される。
て求められた波形情報Ｖi が第２のバッファメモリ４７
に格納される。この第２のバッファメモリ４７に格納さ
れた波形情報Ｖi は、その後、図示しないサブバンドフ
ィルタにおけるアップ・サンプリング処理で用いるため
に、出力コントローラ４８の制御に従って上記サブバン
ドフィルタに出力される。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
におけるＭＰＥＧ規格の音声信号デコーダでは、圧縮音
声信号のデータストリームからシンセサイザ合成情報を
得るまでの処理過程において、大容量のメモリを必要と
していた。
におけるＭＰＥＧ規格の音声信号デコーダでは、圧縮音
声信号のデータストリームからシンセサイザ合成情報を
得るまでの処理過程において、大容量のメモリを必要と
していた。
【００３８】つまり、従来のＭＰＥＧ規格の音声信号デ
コーダは、逆量子化ユニット３３とシンセサイザ合成ユ
ニット４１とを別個に持っていたため、逆量子化ユニッ
ト３３で求めたサブバンド情報Ｓj をシンセサイザ合成
ユニット４１で使用するために、両者の間に第１のバッ
ファメモリ３９を設けることが必要であった。
コーダは、逆量子化ユニット３３とシンセサイザ合成ユ
ニット４１とを別個に持っていたため、逆量子化ユニッ
ト３３で求めたサブバンド情報Ｓj をシンセサイザ合成
ユニット４１で使用するために、両者の間に第１のバッ
ファメモリ３９を設けることが必要であった。
【００３９】また、逆量子化ユニット３３とシンセサイ
ザ合成ユニット４１との両方の中にそれぞれの乗算処理
に必要な乗数を予め記憶しておくためのテーブルＲＯＭ
を設けることが必要であった。このため、メモリの使用
数および容量がともに多くなってしまい、装置のハード
構成が複雑になってしまうという問題があった。
ザ合成ユニット４１との両方の中にそれぞれの乗算処理
に必要な乗数を予め記憶しておくためのテーブルＲＯＭ
を設けることが必要であった。このため、メモリの使用
数および容量がともに多くなってしまい、装置のハード
構成が複雑になってしまうという問題があった。
【００４０】さらに、シンセサイザ合成情報を得るまで
に、逆量子化ユニット３３とシンセサイザ合成ユニット
４１とのそれぞれにおいて、演算負荷が大きい乗算処理
を２回にわたって行わなくてはならいため、全体として
の演算負荷が非常に大きくなり、処理時間が長くなると
いう問題もあった。
に、逆量子化ユニット３３とシンセサイザ合成ユニット
４１とのそれぞれにおいて、演算負荷が大きい乗算処理
を２回にわたって行わなくてはならいため、全体として
の演算負荷が非常に大きくなり、処理時間が長くなると
いう問題もあった。
【００４１】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、メモリの使用数および容量を少
なくすることができるようにするとともに、演算負荷を
小さくすることができるようにすることを目的としてい
る。
に成されたものであり、メモリの使用数および容量を少
なくすることができるようにするとともに、演算負荷を
小さくすることができるようにすることを目的としてい
る。
【００４２】
【課題を解決するための手段】本発明のＭＰＥＧ規格の
音声信号デコーダは、ＭＰＥＧ規格の圧縮音声信号を逆
量子化処理およびシンセサイザ合成処理を行って復号す
るようにした音声信号デコーダにおいて、上記圧縮音声
信号のデータストリームから量子化レベルデータ、スケ
ールファクタデータおよび量子化データの各データを抽
出するデータ抽出手段と、上記データ抽出手段により抽
出された各データを、上記逆量子化処理およびシンセサ
イザ合成処理を行うための各演算式をまとめて変形した
統一演算式を用いて処理する逆量子化・シンセサイザ合
成手段とを設け、上記逆量子化処理とシンセサイザ合成
処理とを統合して行うようにしたものである。
音声信号デコーダは、ＭＰＥＧ規格の圧縮音声信号を逆
量子化処理およびシンセサイザ合成処理を行って復号す
るようにした音声信号デコーダにおいて、上記圧縮音声
信号のデータストリームから量子化レベルデータ、スケ
ールファクタデータおよび量子化データの各データを抽
出するデータ抽出手段と、上記データ抽出手段により抽
出された各データを、上記逆量子化処理およびシンセサ
イザ合成処理を行うための各演算式をまとめて変形した
統一演算式を用いて処理する逆量子化・シンセサイザ合
成手段とを設け、上記逆量子化処理とシンセサイザ合成
処理とを統合して行うようにしたものである。
【００４３】また、本発明の他の特徴とするところは、
上記スケールファクタの値によって特定される演算値の
指数を整数部と分数部とに分ける整数・分数分離処理手
段と、上記整数・分数分離処理手段により分離された分
数部の値に応じてメモリ手段から読み出されるテーブル
情報を用いて、上記量子化レベルおよび量子化データに
対して乗算に基づく演算処理を施す第１の演算処理手段
と、上記整数・分数分離処理手段により分離された整数
部の値を用いて、上記第１の演算処理手段により求めら
れた演算値に対してシフト演算に基づく演算処理を施す
第２の演算処理手段とにより上記逆量子化・シンセサイ
ザ合成手段を構成し、上記第１の演算処理手段と第２の
演算処理手段とにより、上記統一演算式に基づく演算処
理を行うようにしたものである。
上記スケールファクタの値によって特定される演算値の
指数を整数部と分数部とに分ける整数・分数分離処理手
段と、上記整数・分数分離処理手段により分離された分
数部の値に応じてメモリ手段から読み出されるテーブル
情報を用いて、上記量子化レベルおよび量子化データに
対して乗算に基づく演算処理を施す第１の演算処理手段
と、上記整数・分数分離処理手段により分離された整数
部の値を用いて、上記第１の演算処理手段により求めら
れた演算値に対してシフト演算に基づく演算処理を施す
第２の演算処理手段とにより上記逆量子化・シンセサイ
ザ合成手段を構成し、上記第１の演算処理手段と第２の
演算処理手段とにより、上記統一演算式に基づく演算処
理を行うようにしたものである。
【００４４】
【作用】本発明は上記技術手段より成るので、従来は別
々に行われていた逆量子化処理とシンセサイザ合成処理
とが１つの演算処理回路群内で行われるようになり、従
来のように、逆量子化処理を行う回路とシンセサイザ合
成処理を行う回路との間に、逆量子化処理により得られ
るデータを格納するためのバッファメモリを設けなくて
も済む。
々に行われていた逆量子化処理とシンセサイザ合成処理
とが１つの演算処理回路群内で行われるようになり、従
来のように、逆量子化処理を行う回路とシンセサイザ合
成処理を行う回路との間に、逆量子化処理により得られ
るデータを格納するためのバッファメモリを設けなくて
も済む。
【００４５】また、本発明の他の特徴によれば、統一演
算式に基づく演算処理が、整数部に関する演算処理と分
数部に関する演算処理とに分けられて行われるようにな
り、整数部に関する演算処理については、与えられる情
報を乗算ではなくシフト演算によって処理することがで
きるようになるので、シンセサイザ合成情報を得るまで
に演算負荷が大きい乗算を行う回数を従来よりも少なく
することが可能となるとともに、乗算に利用される複雑
な乗数をテーブル情報として予め記憶しておくためのメ
モリ手段の使用数を少なくすることが可能となる。
算式に基づく演算処理が、整数部に関する演算処理と分
数部に関する演算処理とに分けられて行われるようにな
り、整数部に関する演算処理については、与えられる情
報を乗算ではなくシフト演算によって処理することがで
きるようになるので、シンセサイザ合成情報を得るまで
に演算負荷が大きい乗算を行う回数を従来よりも少なく
することが可能となるとともに、乗算に利用される複雑
な乗数をテーブル情報として予め記憶しておくためのメ
モリ手段の使用数を少なくすることが可能となる。
【００４６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本実施例の音声信号デコーダの一部を
示す概略的な構成図である。また、図２は、この音声信
号デコーダの動作を示すフローチャートである。
明する。図１は、本実施例の音声信号デコーダの一部を
示す概略的な構成図である。また、図２は、この音声信
号デコーダの動作を示すフローチャートである。
【００４７】図１において、１は入力バッファユニット
であり、分解抽出回路１ａと入力バッファメモリ２とを
備えている。分解抽出回路１ａは、入力される圧縮音声
信号のデータストリームＤs から量子化レベル（Alloca
tion）、スケールファクタ（SF）および量子化データ
（Sample）を分解して抽出する。
であり、分解抽出回路１ａと入力バッファメモリ２とを
備えている。分解抽出回路１ａは、入力される圧縮音声
信号のデータストリームＤs から量子化レベル（Alloca
tion）、スケールファクタ（SF）および量子化データ
（Sample）を分解して抽出する。
【００４８】上記分解抽出回路１ａにより抽出された各
データは、入力バッファメモリ２の所定領域、すなわ
ち、Allocationの記憶領域２ａ、Scale Factorの記憶領
域２ｂ、Sampleの記憶領域２ｃにそれぞれ格納される。
なお、以上のような入力バッファユニット１における処
理は、入力バッファコントローラ３の制御に従って行わ
れる。
データは、入力バッファメモリ２の所定領域、すなわ
ち、Allocationの記憶領域２ａ、Scale Factorの記憶領
域２ｂ、Sampleの記憶領域２ｃにそれぞれ格納される。
なお、以上のような入力バッファユニット１における処
理は、入力バッファコントローラ３の制御に従って行わ
れる。
【００４９】なお、従来技術のところで述べたように、
レイヤ１，シングルチャンネル，伝送レート128Kbit/se
c ，サンプリングレート48KHz の下では、量子化レベル
（Allocation）は１フレーム当りで１２８ビット、スケ
ールファクタ（SF）は１９２ビット、量子化データ（Sa
mple）は約１Ｋビット程度のデータ量を持っている。し
たがって、これらの各データが格納される入力バッファ
メモリ２には、合計で約１３００ビットの記憶容量が必
要である。
レイヤ１，シングルチャンネル，伝送レート128Kbit/se
c ，サンプリングレート48KHz の下では、量子化レベル
（Allocation）は１フレーム当りで１２８ビット、スケ
ールファクタ（SF）は１９２ビット、量子化データ（Sa
mple）は約１Ｋビット程度のデータ量を持っている。し
たがって、これらの各データが格納される入力バッファ
メモリ２には、合計で約１３００ビットの記憶容量が必
要である。
【００５０】次いで、４は逆量子化・シンセサイザ合成
ユニットであり、その内部にある各回路で逆量子化およ
びシンセサイザ合成の各処理を行って、波形情報Ｖi を
求める。すなわち、本実施例では、この逆量子化・シン
セサイザ合成ユニット４を用いて、従来は別々に行われ
ていた逆量子化処理とシンセサイザ合成処理とを統合し
て行うことにより、バッファメモリの容量の低減、演算
負荷の低減、テーブルＲＯＭの使用数の低減を図ってい
る。
ユニットであり、その内部にある各回路で逆量子化およ
びシンセサイザ合成の各処理を行って、波形情報Ｖi を
求める。すなわち、本実施例では、この逆量子化・シン
セサイザ合成ユニット４を用いて、従来は別々に行われ
ていた逆量子化処理とシンセサイザ合成処理とを統合し
て行うことにより、バッファメモリの容量の低減、演算
負荷の低減、テーブルＲＯＭの使用数の低減を図ってい
る。
【００５１】以下、この逆量子化演算とシンセサイザ合
成演算とを統合する原理について述べる。従来は、まず
（式５）に示すような逆量子化演算を行うことによって
サブバンド情報Ｓj を求め、更にこのサブバンド情報Ｓ
j を用いて（式６）に示すようなシンセサイザ合成演算
を行うことによって波形情報Ｖi を求めていた。
成演算とを統合する原理について述べる。従来は、まず
（式５）に示すような逆量子化演算を行うことによって
サブバンド情報Ｓj を求め、更にこのサブバンド情報Ｓ
j を用いて（式６）に示すようなシンセサイザ合成演算
を行うことによって波形情報Ｖi を求めていた。
【００５２】
【数２】
【００５３】これに対して、（式５）と（式６）をまと
めて１つの式にすると、（式７）のようになる。ただ
し、簡略化のため、k=(16+i)×(2j+1)π/64 としてい
る。
めて１つの式にすると、（式７）のようになる。ただ
し、簡略化のため、k=(16+i)×(2j+1)π/64 としてい
る。
【００５４】
【数３】
【００５５】ここで、（式７）中において指数を表す
「1-SF/3」の値を整数部Ｎと分数部ｎとに分離すると、 Ｎ＋ｎ＝1-SF/3 …（式８） が成り立つ。なお、上述したように、スケールファクタ
（SF）がとり得る値は０〜６３であるから、Ｎ，ｎがと
り得る値の範囲は、それぞれＮ＝−２０〜１、ｎ＝０，
１／３，２／３となる。さらに、（式８）を（式７）に
代入して変形すると（式９）が得られる。
「1-SF/3」の値を整数部Ｎと分数部ｎとに分離すると、 Ｎ＋ｎ＝1-SF/3 …（式８） が成り立つ。なお、上述したように、スケールファクタ
（SF）がとり得る値は０〜６３であるから、Ｎ，ｎがと
り得る値の範囲は、それぞれＮ＝−２０〜１、ｎ＝０，
１／３，２／３となる。さらに、（式８）を（式７）に
代入して変形すると（式９）が得られる。
【００５６】
【数４】
【００５７】そして、本実施例の逆量子化・シンセサイ
ザ合成ユニット４では、この（式９）で示される演算
を、（式１０）のように分数部ｎに関する演算と整数部
Ｎに関する演算との２つに分けて処理するようにしてい
る。すなわち、本実施例では、整数・分数分離処理部５
によって上記「1-SF/3」の値を整数部Ｎと分数部ｎとに
分け、分数部ｎの値に応じて第１の演算処理手段１１に
よってまず中間演算値Ｗj を求める。さらに、この中間
演算値Ｗj を用いて、整数部Ｎの値に応じて第２の演算
処理手段１２によって波形情報Ｖi を求めるようにして
いる。
ザ合成ユニット４では、この（式９）で示される演算
を、（式１０）のように分数部ｎに関する演算と整数部
Ｎに関する演算との２つに分けて処理するようにしてい
る。すなわち、本実施例では、整数・分数分離処理部５
によって上記「1-SF/3」の値を整数部Ｎと分数部ｎとに
分け、分数部ｎの値に応じて第１の演算処理手段１１に
よってまず中間演算値Ｗj を求める。さらに、この中間
演算値Ｗj を用いて、整数部Ｎの値に応じて第２の演算
処理手段１２によって波形情報Ｖi を求めるようにして
いる。
【００５８】
【数５】
【００５９】上記第１の演算処理手段１１の構成のう
ち、逆量子化処理ユニット６は、入力バッファメモリ２
から供給される量子化レベル（Allocation）を用いて、
量子化データ（Sample）に対して（式１）に示したよう
な逆量子化演算を施すことにより、演算値Sample-Value
を求めるためのものである。
ち、逆量子化処理ユニット６は、入力バッファメモリ２
から供給される量子化レベル（Allocation）を用いて、
量子化データ（Sample）に対して（式１）に示したよう
な逆量子化演算を施すことにより、演算値Sample-Value
を求めるためのものである。
【００６０】また、乗算器７は、逆量子化処理ユニット
６により求められた演算値Sample-Valueに対して２n co
s(k)（ただし、k=(16+i)×(2j+1)π/64 ：i= 0〜63, j=
0〜31）の値を乗じて中間演算値Ｗj を求めるためのも
のである。さらに、テーブルＲＯＭ８は、i,j,ｎの値に
応じて予め計算した２n cos(k)の値をテーブル情報とし
て記憶しておくためのものである。このテーブルＲＯＭ
８に整数・分数分離処理部５から分数部ｎの値が与えら
れると、その値に対応する２n cos(k)の値が各サブバン
ド毎に出力されて乗算器７に供給されるようになされて
いる。
６により求められた演算値Sample-Valueに対して２n co
s(k)（ただし、k=(16+i)×(2j+1)π/64 ：i= 0〜63, j=
0〜31）の値を乗じて中間演算値Ｗj を求めるためのも
のである。さらに、テーブルＲＯＭ８は、i,j,ｎの値に
応じて予め計算した２n cos(k)の値をテーブル情報とし
て記憶しておくためのものである。このテーブルＲＯＭ
８に整数・分数分離処理部５から分数部ｎの値が与えら
れると、その値に対応する２n cos(k)の値が各サブバン
ド毎に出力されて乗算器７に供給されるようになされて
いる。
【００６１】ここで、この２n cos(k)の値が記憶されて
いるテーブルＲＯＭ８の記憶容量について考える。ま
ず、cos(k)の係数であるk=(16+i)×(2j+1)π/64 に関し
ては、従来例のところで述べたように、０〜３１の３２
個の値を用意すればよい。一方、２n の指数に関して
は、ｎ＝０，１／３，２／３の３つの値が必要である。
したがって、２n cos(k)の全体としては、９６（＝３２
×３）個の値が必要であり、テーブルＲＯＭ８として
は、９６ワード分の記憶容量が必要となる。
いるテーブルＲＯＭ８の記憶容量について考える。ま
ず、cos(k)の係数であるk=(16+i)×(2j+1)π/64 に関し
ては、従来例のところで述べたように、０〜３１の３２
個の値を用意すればよい。一方、２n の指数に関して
は、ｎ＝０，１／３，２／３の３つの値が必要である。
したがって、２n cos(k)の全体としては、９６（＝３２
×３）個の値が必要であり、テーブルＲＯＭ８として
は、９６ワード分の記憶容量が必要となる。
【００６２】これに対し、従来の音声信号デコーダで
は、第１のテーブルＲＯＭ３６の記憶容量は６３ワード
であり、第２のテーブルＲＯＭ４４の記憶容量は３２ワ
ードである。したがって、全体としての記憶容量は９５
（＝６３＋３２）ワードであり、本実施例の場合よりわ
ずかに少ない。しかし、本実施例では、ＲＯＭの使用数
が１個でよいので、装置のハード構成を簡単にすること
ができるという利点がある。
は、第１のテーブルＲＯＭ３６の記憶容量は６３ワード
であり、第２のテーブルＲＯＭ４４の記憶容量は３２ワ
ードである。したがって、全体としての記憶容量は９５
（＝６３＋３２）ワードであり、本実施例の場合よりわ
ずかに少ない。しかし、本実施例では、ＲＯＭの使用数
が１個でよいので、装置のハード構成を簡単にすること
ができるという利点がある。
【００６３】次いで、上記第２の演算処理手段１２の構
成のうち、シフタ９は、上記整数・分数分離処理部５か
ら出力される整数部Ｎの値を受け取って、第１の演算処
理手段１１により求められた中間演算値Ｗj に対して２
N のシフト演算を行うためのものである。また、累積加
算器１０は、上記シフタ９で求められた各サブバンド毎
のシフト演算値を全て加算して波形情報Ｖi を求めるた
めのものである。
成のうち、シフタ９は、上記整数・分数分離処理部５か
ら出力される整数部Ｎの値を受け取って、第１の演算処
理手段１１により求められた中間演算値Ｗj に対して２
N のシフト演算を行うためのものである。また、累積加
算器１０は、上記シフタ９で求められた各サブバンド毎
のシフト演算値を全て加算して波形情報Ｖi を求めるた
めのものである。
【００６４】次いで、逆量子化・シンセサイザ合成コン
トローラ１３は、以上のような逆量子化・シンセサイザ
合成ユニット４での一連の演算処理を制御するためのも
のである。また、出力ユニット１４は、従来の出力ユニ
ット４６と同様のものであり、その内部にある出力バッ
ファメモリ１５に、上記逆量子化・シンセサイザ合成ユ
ニット４における各回路によって求められた波形情報Ｖ
i が格納される。そして、この出力バッファメモリ１５
に格納された波形情報Ｖi は、出力コントローラ１６の
制御に従って、図示しないポリフェーズフィルタに供給
される。
トローラ１３は、以上のような逆量子化・シンセサイザ
合成ユニット４での一連の演算処理を制御するためのも
のである。また、出力ユニット１４は、従来の出力ユニ
ット４６と同様のものであり、その内部にある出力バッ
ファメモリ１５に、上記逆量子化・シンセサイザ合成ユ
ニット４における各回路によって求められた波形情報Ｖ
i が格納される。そして、この出力バッファメモリ１５
に格納された波形情報Ｖi は、出力コントローラ１６の
制御に従って、図示しないポリフェーズフィルタに供給
される。
【００６５】次に、以上のように構成した本実施例によ
る音声信号デコーダの動作を、図１の構成図および図２
のフローチャートを参照しながら説明する。図２におい
て、まずステップＰ１で、分解抽出回路１ａにより、圧
縮音声信号のデータストリームＤs から量子化レベル
（Allocation）、スケールファクタ（SF）および量子化
データ（Sample）が抽出され、それぞれ入力バッファメ
モリ２の所定領域２ａ，２ｂ，２ｃに格納される。
る音声信号デコーダの動作を、図１の構成図および図２
のフローチャートを参照しながら説明する。図２におい
て、まずステップＰ１で、分解抽出回路１ａにより、圧
縮音声信号のデータストリームＤs から量子化レベル
（Allocation）、スケールファクタ（SF）および量子化
データ（Sample）が抽出され、それぞれ入力バッファメ
モリ２の所定領域２ａ，２ｂ，２ｃに格納される。
【００６６】そして、この入力バッファメモリ２に格納
された量子化レベル（Allocation）および量子化データ
（Sample）の各データは、逆量子化処理ユニット６に供
給され、スケールファクタ（SF）は、整数・分数分離処
理部５に供給される。
された量子化レベル（Allocation）および量子化データ
（Sample）の各データは、逆量子化処理ユニット６に供
給され、スケールファクタ（SF）は、整数・分数分離処
理部５に供給される。
【００６７】次に、ステップＰ２で、逆量子化処理ユニ
ット６により、上記量子化データ（Sample）が量子化レ
ベル（Allocation）によって逆量子化され、演算値Samp
le-Valueが求められる。そして、こうして求められた演
算値Sample-Valueは、乗算器７に与えられる。
ット６により、上記量子化データ（Sample）が量子化レ
ベル（Allocation）によって逆量子化され、演算値Samp
le-Valueが求められる。そして、こうして求められた演
算値Sample-Valueは、乗算器７に与えられる。
【００６８】一方、整数・分数分離処理部５では、スケ
ールファクタ（SF）の値によって特定される２1-SF/3の
指数が整数部Ｎと分数部ｎとに分けられる。そして、分
数部ｎの値はテーブルＲＯＭ８に与えられ、その値に応
じてテーブルＲＯＭ８から対応する２n cos(k)の値が読
み出されて乗算器７に供給される。これにより、乗算器
７では、上記逆量子化処理ユニット６から与えられる演
算値Sample-Valueと、テーブルＲＯＭ８から与えられる
２n cos(k)の値とが乗ぜられ、中間演算値Ｗjが求めら
れる。
ールファクタ（SF）の値によって特定される２1-SF/3の
指数が整数部Ｎと分数部ｎとに分けられる。そして、分
数部ｎの値はテーブルＲＯＭ８に与えられ、その値に応
じてテーブルＲＯＭ８から対応する２n cos(k)の値が読
み出されて乗算器７に供給される。これにより、乗算器
７では、上記逆量子化処理ユニット６から与えられる演
算値Sample-Valueと、テーブルＲＯＭ８から与えられる
２n cos(k)の値とが乗ぜられ、中間演算値Ｗjが求めら
れる。
【００６９】次のステップＰ３では、まず、シフタ９に
より、上記逆量子化処理ユニット６および乗算器７によ
って求められた中間演算値Ｗj が、整数・分数分離処理
部５から与えられる整数部Ｎの値に基づいて２N 分だけ
シフトされる。次に、これによって得られるサブバンド
毎のシフト演算値が累積加算器１０で全て加算されて、
波形情報Ｖi が求められる。
より、上記逆量子化処理ユニット６および乗算器７によ
って求められた中間演算値Ｗj が、整数・分数分離処理
部５から与えられる整数部Ｎの値に基づいて２N 分だけ
シフトされる。次に、これによって得られるサブバンド
毎のシフト演算値が累積加算器１０で全て加算されて、
波形情報Ｖi が求められる。
【００７０】そして、ステップＰ４で、以上のようにし
て求められた波形情報Ｖi が、図示しないサブバンドフ
ィルタにおけるアップ・サンプリング処理に用いるため
に、出力バッファメモリ１５に格納される。
て求められた波形情報Ｖi が、図示しないサブバンドフ
ィルタにおけるアップ・サンプリング処理に用いるため
に、出力バッファメモリ１５に格納される。
【００７１】以上のように、本実施例のＭＰＥＧ規格の
音声信号デコーダでは、従来は別々に行われていた逆量
子化演算とシンセサイザ合成演算とを、一定の規定に従
って統合して行うようにしたので、従来のように、シン
セサイザ合成を行う回路の前段に、図３の構成図に示し
たような第１のバッファメモリ３９を設ける必要がな
い。
音声信号デコーダでは、従来は別々に行われていた逆量
子化演算とシンセサイザ合成演算とを、一定の規定に従
って統合して行うようにしたので、従来のように、シン
セサイザ合成を行う回路の前段に、図３の構成図に示し
たような第１のバッファメモリ３９を設ける必要がな
い。
【００７２】すなわち、従来のＭＰＥＧ規格の音声信号
デコーダでは、６１４４ビットの記憶容量を持つ第１の
バッファメモリ３９が必要であったのに対し、本実施例
のＭＰＥＧ規格の音声信号デコーダでは、このような記
憶容量を持つバッファメモリを設ける必要がない。
デコーダでは、６１４４ビットの記憶容量を持つ第１の
バッファメモリ３９が必要であったのに対し、本実施例
のＭＰＥＧ規格の音声信号デコーダでは、このような記
憶容量を持つバッファメモリを設ける必要がない。
【００７３】なお、本実施例のＭＰＥＧ規格の音声信号
デコーダでは、逆量子化・シンセサイザ合成ユニット４
の前段に、量子化レベル（Allocation）、スケールファ
クタ（SF）および量子化データ（Sample）の各データを
格納するための入力バッファメモリ２を設けることが必
要となるが、その記憶容量は約１３００ビット程度で足
りる。したがって、本実施例においては、バッファメモ
リの記憶容量を従来の約２０％にまで少なくすることが
できる。
デコーダでは、逆量子化・シンセサイザ合成ユニット４
の前段に、量子化レベル（Allocation）、スケールファ
クタ（SF）および量子化データ（Sample）の各データを
格納するための入力バッファメモリ２を設けることが必
要となるが、その記憶容量は約１３００ビット程度で足
りる。したがって、本実施例においては、バッファメモ
リの記憶容量を従来の約２０％にまで少なくすることが
できる。
【００７４】また、本実施例においては、（式９）で示
される統一演算式に基づく演算処理を（式１０）のよう
に整数部Ｎに関する演算処理と分数部ｎに関する演算処
理とに分けて行うようにしている。したがって、分数部
ｎに関しては乗算に基づく演算を行い、整数部Ｎに関し
てはシフト演算を行うだけで波形情報Ｖi を求めること
ができる。
される統一演算式に基づく演算処理を（式１０）のよう
に整数部Ｎに関する演算処理と分数部ｎに関する演算処
理とに分けて行うようにしている。したがって、分数部
ｎに関しては乗算に基づく演算を行い、整数部Ｎに関し
てはシフト演算を行うだけで波形情報Ｖi を求めること
ができる。
【００７５】周知のように、シフト演算の方が乗算より
も演算負荷が小さいので、本実施例によれば、演算負荷
が大きい乗算を２回にわたって行わなければならなかっ
た従来技術に比べて、復号に際しての演算負荷を著しく
小さくすることができる。
も演算負荷が小さいので、本実施例によれば、演算負荷
が大きい乗算を２回にわたって行わなければならなかっ
た従来技術に比べて、復号に際しての演算負荷を著しく
小さくすることができる。
【００７６】しかも、シフト演算を行うためには、乗算
の場合のように、予め計算しておいた複雑な乗数をテー
ブル情報として用意しておく必要がないので、シフト演
算用のテーブルＲＯＭを別個に設けなくても済む。した
がって、上述したように、ＲＯＭの使用数を従来の２個
から１個に減らすことができ、ハード構成を簡単にする
ことができる。
の場合のように、予め計算しておいた複雑な乗数をテー
ブル情報として用意しておく必要がないので、シフト演
算用のテーブルＲＯＭを別個に設けなくても済む。した
がって、上述したように、ＲＯＭの使用数を従来の２個
から１個に減らすことができ、ハード構成を簡単にする
ことができる。
【００７７】以上の説明は、全てＭＰＥＧ規格のレイヤ
１に基づくものであるが、本発明はレイヤ２やレイヤ３
にも適用できることは言うまでもない。例えば、レイヤ
２，チャンネル数２（デュアルチャンネルまたはステレ
オ），伝送レート384Kbit/sec ，サンプリングレート48
KHz の場合を考える。
１に基づくものであるが、本発明はレイヤ２やレイヤ３
にも適用できることは言うまでもない。例えば、レイヤ
２，チャンネル数２（デュアルチャンネルまたはステレ
オ），伝送レート384Kbit/sec ，サンプリングレート48
KHz の場合を考える。
【００７８】レイヤ２は、基本原理はレイヤ１と同じで
あるが、処理単位である１フレーム当りの音声サンプル
数を多くして圧縮効率を向上させたとことに違いがあ
る。すなわち、レイヤ２のサンプル数はレイヤ１の３倍
であり、１１５２サンプルである。したがって、従来の
ＭＰＥＧ規格の音声信号デコーダでは、図３中の第１の
バッファメモリ３９には、３６８６４ビット（＝１１５
２サンプル×２チャンネル×１６ビット）の記憶容量が
必要となる。
あるが、処理単位である１フレーム当りの音声サンプル
数を多くして圧縮効率を向上させたとことに違いがあ
る。すなわち、レイヤ２のサンプル数はレイヤ１の３倍
であり、１１５２サンプルである。したがって、従来の
ＭＰＥＧ規格の音声信号デコーダでは、図３中の第１の
バッファメモリ３９には、３６８６４ビット（＝１１５
２サンプル×２チャンネル×１６ビット）の記憶容量が
必要となる。
【００７９】一方、レイヤ２の下では、量子化レベル
（Allocation）は１フレーム当りで３８４ビット（＝３
×３２サブバンド×４ビット）、スケールファクタ（S
F）は５７６ビット（＝３×３２サブバンド×６ビッ
ト）、量子化データ（Sample）は９２１６ビット（＝
（３８４Ｋ／４８Ｋ）×１１５２）である。
（Allocation）は１フレーム当りで３８４ビット（＝３
×３２サブバンド×４ビット）、スケールファクタ（S
F）は５７６ビット（＝３×３２サブバンド×６ビッ
ト）、量子化データ（Sample）は９２１６ビット（＝
（３８４Ｋ／４８Ｋ）×１１５２）である。
【００８０】したがって、本実施例のＭＰＥＧ規格の音
声信号デコーダにおいては、上述の各データが格納され
る入力バッファメモリ２としては、合計で１０１７６ビ
ットの記憶容量を用意するだけでよい。このため、本実
施例によれば、バッファメモリの記憶容量を従来の約２
７．６％にまで少なくすることができる。
声信号デコーダにおいては、上述の各データが格納され
る入力バッファメモリ２としては、合計で１０１７６ビ
ットの記憶容量を用意するだけでよい。このため、本実
施例によれば、バッファメモリの記憶容量を従来の約２
７．６％にまで少なくすることができる。
【００８１】
【発明の効果】本発明は上述したように、圧縮音声信号
のデータストリームからシンセサイザ合成情報を得るに
至るまでの各演算式を１つの式に統合して変形し、この
統一演算式に基づいて、逆量子化処理とシンセサイザ合
成処理とを統一的に行うようにしたので、上記逆量子化
処理とシンセサイザ合成処理とを１つの演算処理回路群
内で行うことができるようになり、従来は逆量子化処理
を行う回路とシンセサイザ合成処理を行う回路との間に
設けることが必要であったバッファメモリをなくすこと
ができ、復号を行うために必要なメモリ容量を大幅に少
なくすることができる。
のデータストリームからシンセサイザ合成情報を得るに
至るまでの各演算式を１つの式に統合して変形し、この
統一演算式に基づいて、逆量子化処理とシンセサイザ合
成処理とを統一的に行うようにしたので、上記逆量子化
処理とシンセサイザ合成処理とを１つの演算処理回路群
内で行うことができるようになり、従来は逆量子化処理
を行う回路とシンセサイザ合成処理を行う回路との間に
設けることが必要であったバッファメモリをなくすこと
ができ、復号を行うために必要なメモリ容量を大幅に少
なくすることができる。
【００８２】また、本発明の他の特徴によれば、統一演
算式に基づく演算処理を、整数部に関する演算処理と分
数部に関する演算処理とに分けて行うようにしたので、
１回の乗算と１回のシフト演算とによってシンセサイザ
合成情報を求めることができるようになり、従来は２回
にわたって行っていた乗算の一方をシフト演算に置き換
えることで復号を行う際の演算負荷を著しく小さくする
ことができ、復号のための処理時間を短くすることがで
きる。さらに、上述のように、乗算を行う回数を少なく
することができるので、乗算に利用される複雑な乗数を
テーブル情報として予め記憶しておくためのメモリ手段
の個数を少なくすることができ、装置の構成を大幅に簡
略化することができる。
算式に基づく演算処理を、整数部に関する演算処理と分
数部に関する演算処理とに分けて行うようにしたので、
１回の乗算と１回のシフト演算とによってシンセサイザ
合成情報を求めることができるようになり、従来は２回
にわたって行っていた乗算の一方をシフト演算に置き換
えることで復号を行う際の演算負荷を著しく小さくする
ことができ、復号のための処理時間を短くすることがで
きる。さらに、上述のように、乗算を行う回数を少なく
することができるので、乗算に利用される複雑な乗数を
テーブル情報として予め記憶しておくためのメモリ手段
の個数を少なくすることができ、装置の構成を大幅に簡
略化することができる。
【図１】本発明の一実施例である音声信号デコーダの一
部を示す概略構成図である。
部を示す概略構成図である。
【図２】本実施例の音声信号デコーダの動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図３】従来の音声信号デコーダの一部を示す概略構成
図である。
図である。
【図４】従来の音声信号デコーダの動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
２ 入力バッファメモリ ４ 逆量子化・シンセサイザ合成ユニット ５ 整数・分数分離処理部 ６ 逆量子化処理ユニット ７ 乗算器 ８ テーブルＲＯＭ ９ シフタ １０ 累積加算器 １５ 出力バッファメモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/24 Ｈ０４Ｎ 7/13 Ｚ (73)特許権者 500117842 993 Ｈｉｇｈｌａｎｄ Ｃｉｒｃｌｅ, Ｌｏｓ Ａｌｔｏｓ，ＣＡ 94024，Ｕ. Ｓ．Ａ. (56)参考文献 特開 平５−218771（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−80640（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−271572（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G10L 19/02
Claims (2)
- 【請求項１】 ＭＰＥＧ規格の圧縮音声信号を逆量子化
処理およびシンセサイザ合成処理を行って復号するよう
にした音声信号デコーダにおいて、 上記圧縮音声信号のデータストリームから量子化レベル
データ、スケールファクタデータおよび量子化データの
各データを抽出するデータ抽出手段と、 上記データ抽出手段により抽出された各データを、上記
逆量子化処理およびシンセサイザ合成処理を行うための
各演算式をまとめて変形した統一演算式を用いて処理す
る逆量子化・シンセサイザ合成手段とを設け、 上記逆量子化処理とシンセサイザ合成処理とを統合して
行うようにしたことを特徴とするＭＰＥＧ規格の音声信
号デコーダ。 - 【請求項２】 上記逆量子化・シンセサイザ合成手段
は、上記スケールファクタの値によって特定される演算
値の指数を整数部と分数部とに分ける整数・分数分離処
理手段と、 上記整数・分数分離処理手段により分離された分数部の
値に応じてメモリ手段から読み出されるテーブル情報を
用いて、上記量子化レベルおよび量子化データに対して
乗算に基づく演算処理を施す第１の演算処理手段と、 上記整数・分数分離処理手段により分離された整数部の
値を用いて、上記第１の演算処理手段により求められた
演算値に対してシフト演算に基づく演算処理を施す第２
の演算処理手段とにより構成され、 上記第１の演算処理手段と第２の演算処理手段とによ
り、上記統一演算式に基づく演算処理が行われるように
なされていることを特徴とする請求項１記載のＭＰＥＧ
規格の音声信号デコーダ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9815694A JP3190204B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | Ｍｐｅｇ規格の音声信号デコーダ |
| US08/420,156 US5675703A (en) | 1994-04-12 | 1995-04-11 | Apparatus for decoding compressed and coded sound signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9815694A JP3190204B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | Ｍｐｅｇ規格の音声信号デコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07281697A JPH07281697A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3190204B2 true JP3190204B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=14212285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9815694A Expired - Lifetime JP3190204B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | Ｍｐｅｇ規格の音声信号デコーダ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5675703A (ja) |
| JP (1) | JP3190204B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3501246B2 (ja) | 1995-04-21 | 2004-03-02 | ユナイテッド・モジュール・コーポレーション | Ｍｐｅｇオーディオデコーダ |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9606680D0 (en) * | 1996-03-29 | 1996-06-05 | Philips Electronics Nv | Compressed audio signal processing |
| US5893066A (en) * | 1996-10-15 | 1999-04-06 | Samsung Electronics Co. Ltd. | Fast requantization apparatus and method for MPEG audio decoding |
| KR100300887B1 (ko) * | 1999-02-24 | 2001-09-26 | 유수근 | 디지털 오디오 데이터의 역방향 디코딩 방법 |
| US6981060B2 (en) * | 2000-12-14 | 2005-12-27 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Compression based on channel characteristics |
| US7302628B2 (en) | 2000-12-14 | 2007-11-27 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Data compression with incremental redundancy |
| US6917913B2 (en) * | 2001-03-12 | 2005-07-12 | Motorola, Inc. | Digital filter for sub-band synthesis |
| KR100571824B1 (ko) * | 2003-11-26 | 2006-04-17 | 삼성전자주식회사 | 부가정보 삽입된 ｍｐｅｇ-4 오디오 ｂｓａｃ부호화/복호화 방법 및 장치 |
| KR100668299B1 (ko) | 2004-05-12 | 2007-01-12 | 삼성전자주식회사 | 구간별 선형양자화를 이용한 디지털 신호 부호화/복호화방법 및 장치 |
| WO2013042884A1 (ko) * | 2011-09-19 | 2013-03-28 | 엘지전자 주식회사 | 영상 부호화/복호화 방법 및 그 장치 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05218771A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-08-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | サブバンド符号化信号再生装置 |
| JP3127600B2 (ja) * | 1992-09-11 | 2001-01-29 | ソニー株式会社 | ディジタル信号復号化装置及び方法 |
| KR950008637B1 (ko) * | 1993-04-08 | 1995-08-03 | 삼성전자주식회사 | 부밴드 코딩시스템의 신호처리장치 |
| US5508949A (en) * | 1993-12-29 | 1996-04-16 | Hewlett-Packard Company | Fast subband filtering in digital signal coding |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP9815694A patent/JP3190204B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-04-11 US US08/420,156 patent/US5675703A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3501246B2 (ja) | 1995-04-21 | 2004-03-02 | ユナイテッド・モジュール・コーポレーション | Ｍｐｅｇオーディオデコーダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07281697A (ja) | 1995-10-27 |
| US5675703A (en) | 1997-10-07 |
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