JP3606446B2 - 音声符号化装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声符号化装置に係り、特に実時間音声符号化装置を用いたデジタル音声送出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、音声放送等においては、現用符号化器のメンテナンス等を行うために、符号化を止めずに、予備符号化器への切替えを行う必要があった。
そのため、図7に示されるように、コントローラ35からスイッチャ34への制御で現用符号化器31から予備符号化器32への切替えが行われていた。
【0003】
また、音声符号化方式として、従来ビデオCD等で用いられる符号化方式であるMPEG1LayerIIの場合は、リニアPCM1152サンプル単位(フレーム)で符号化が行われ、1152サンプル毎に生成される符号量は一定である。
このような場合は、図6に示されるように、符号化レートが一定であれば、フレーム単位で生成される符号量(Nbits)が一定であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、MPEG2AAC符号化の場合において、PCM1024単位(フレーム)で符号化が行われ、符号化レートが一定であっても、図4に示されるように、フレーム毎に生成される符号量がA1bits、A2bits、A3bits、A4bits、…
と異なる。
【0005】
そのため、図5に示されるような、デコーダの入力バッファを仮定した仮想バッファを用いた符号量の制御がフレーム毎に行われ、デコーダの入力バッファが破綻しないように、符号化が行われる。
【0006】
そのため、仮想バッファの状態は、符号化レートや入力PCMが同一であっても、それまでの符号化フレーム数等により符号化器毎に異なる値となり、単純に符号化器の切替えを行うと、切替え点での符号量制御の整合性が保持出来なくなり、デコーダの入力バッファがアンダーフロー等を起こすようなストリームを出力する場合がある。
【0007】
そこで、図8に示されるように、現用符号化器66の符号量制御部68の仮想バッファ値を予備符号化器69の符号量制御部71に供給して、予備符号化器69の仮想バッファ値を現用符号化器66と同じくする方法もあるが、装置の規模の増大、入出力装置の増設や、接続処理に伴う遅延の発生等の問題点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、
請求項1の発明は、
現用符号化手段及び予備符号化手段それぞれに、同じ入力音声データ及び同じオーディオフレーム信号が供給されると共に切替え信号を受けた時点で同期運転されて、前記予備符号化手段の出力と前記現用符号化手段の出力とを切り替えて出力する切替え制御手段を有する音声符号化装置において、
前記切替え制御手段が前記切替え信号を受け取ると、その直後から前記オーディオフレーム信号に基づく所定オーディオフレーム数の期間のみ、符号化のために復号側の入力バッファを仮想した前記予備符号化手段及び前記現用符号化手段のそれぞれの仮想バッファ値が所定の同一値になるように符号化データ量を制御し、前記所定オーディオフレーム数の期間よりも早い時点で前記現用符号化手段の出力から前記予備符号化手段の出力に切り替え、符号化を止めることなく、前記符号化手段の切替え、切替え点での符号の整合性の保持を可能としたことを特徴とする音声符号化装置を提供し、
請求項2の発明は、
複数の現用符号化手段と予備符号化手段とを有し、前記複数の現用符号化手段の中から選択された現用符号化手段と前記予備符号化手段とに同じ入力音声データ及び同じオーディオフレーム信号がそれぞれ供給されると共に切替え信号を受けた時点で同期運転されて、予備符号化手段の出力と前記選択された現用符号化手段の出力とを切り替えて出力する切替え制御手段を有する音声符号化装置において、
前記切替え制御手段が前記切替え信号を受け取ると、その直後から前記オーディオフレーム信号に基づく所定オーディオフレーム数の期間のみ、符号化のために復号側の入力バッファを仮想した前記予備符号化手段及び前記選択された現用符号化手段のそれぞれの仮想バッファ値が所定の同一値になるように符号化データ量を制御し、前記所定オーディオフレーム数の期間よりも早い時点で前記選択された現用符号化手段の出力から前記予備符号化手段の出力に切り替え、符号化を止めることなく、前記符号化手段の切替え、切替え点での符号の整合性の保持を可能としたことを特徴とする音声符号化装置を提供し、
請求項3の発明は、
請求項1または請求項2に記載された音声符号化装置において、
前記所定の同一値をそれぞれ0になるように符号量を制御した上で、通常の符号化による符号化量制御から完全固定符号化のための符号量制御に移行するようにしたことを特徴とする音声符号化装置を提供し、
請求項4の発明は、
同じ入力音声データ及び同じオーディオフレーム信号がそれぞれ供給されると共に切替え信号を受けた時点で同期運転されて、予備符号化ステップの出力と現用符号化ステップの出力とを切り替えて出力する切替え制御ステップを有する音声符号化方法において、
前記切替え制御ステップが前記切替え信号を受け取ると、その直後から前記オーディオフレーム信号に基づく所定オーディオフレーム数の期間のみ、符号化のために復号側の入力バッファを仮想した前記予備符号化ステップ及び前記現用符号化ステップのそれぞれの仮想バッファ値が所定の同一値になるように符号化データ量を制御し、前記所定オーディオフレーム数の期間よりも早い時点で前記現用符号化ステップの出力から前記予備符号化ステップの出力に切り替え、符号化を止めることなく、前記符号化ステップの切替え、切替え点での符号の整合性の保持を可能としたことを特徴とする音声符号化方法を提供し、
請求項5の発明は、
複数の現用符号化ステップと予備符号化ステップとを有し、前記複数の現用符号化ステップの中から選択された現用符号化ステップと前記予備符号化ステップとに同じ入力音声データ及び同じオーディオフレーム信号がそれぞれ供給されると共に切替え信号を受けた時点で同期運転されて、予備符号化ステップの出力と前記選択された現用符号化ステップの出力とを切り替えて出力する切替え制御ステップを有する音声符号化装置において、
前記切替え制御ステップが前記切替え信号を受け取ると、その直後から前記オーディオフレーム信号に基づく所定オーディオフレーム数の期間のみ、符号化のために復号側の入力バッファを仮想した前記予備符号化ステップ及び前記選択された現用符号化ステップのそれぞれの仮想バッファ値が所定の同一値になるように符号化データ量を制御し、前記所定オーディオフレーム数の期間よりも早い時点で前記選択された現用符号化ステップの出力から前記予備符号化ステップの出力に切り替え、符号化を止めることなく、前記符号化ステップの切替え、切替え点での符号の整合性の保持を可能としたことを特徴とする音声符号化方法を提供し、
請求項6の発明は、
請求項4または請求項5に記載された音声符号化方法において、
前記所定の同一値をそれぞれ0になるように符号量を制御した上で、通常の符号化による符号化量制御から完全固定符号化のための符号量制御に移行するようにしたことを特徴とする音声符号化方法を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の音声符号化装置及びその方法の一実施例について、図と共に以下に説明する。
図1は本発明の音声符号化装置の一実施例のブロック構成図である。
【0010】
本発明の音声符号化装置の一実施例は、現用符号化器15(符号化部16、符号量制御部17)、予備符号化器18(符号化部19、符号量制御部20)、スイッチャ21、コントローラ22、及び同期信号発生器23より構成されている。
本発明の音声符号化装置は、図8に示される従来例の装置とは、バッファ量制御の為に現行符号化器の符号量制御部から予備符号化器の符号量制御部に供給されている制御線が削除されている点が大きく異なっている。
【0011】
図1に示されるように、入力PCMデータは、現用符号化器15及び予備符号化器18に同様な状態で入力される。
現用符号化器15及び予備符号化器18は、それぞれ符号化部16、19と符号量制御部17、20により構成され、同期信号発生器23より供給されるオーディオフレーム信号に同期して同じ符号化レートで入力PCMデータに対して符号化を行う。
これらの現用符号化器15及び予備符号化器18は、同期信号発生器23の出力同期信号が共に供給されて、同期結合されている。
【0012】
切替えスイッチャ21は、コントローラ22により制御され、通常は現用符号化器15の符号化部16よりの出力ビットストリームが出力されるようになっている。
【0013】
ここで、予備符号化器18は、通常は動作している必要はなく、現用符号化器15のメンテナンス等、切替えが必要な時間帯にのみ動作していれば十分である。
【0014】
現用符号化器15のメンテナンス等を行うとき、使用者はコントローラ22に対して、切替えの指示を行う。
この指示を予備符号化器18が受けると、まず予備符号化器18は動作を開始し、予備符号化器18に入力PCMデータ及び同期信号発生器23よりの出力同期信号であるオーディオフレーム信号が供給される。
コントローラ22は、現用符号化器15及び予備符号化器18の各符号量制御部17、20と切替えスイッチャ21に対して、切替え信号を供給する。
【0015】
現用符号化器15及び予備符号化器18の各符号量制御部17、20は、切替え信号が供給されると、前記符号量制御部17、20は共に、復号側(デコーダ)の入力バッファを仮想した仮想バッファ値が所定の同一値となるように符号量をそれぞれ制御する。
【0016】
ここでは、現用符号化器15及び予備符号化器18の両符号量制御部17、20が切替え信号を受け取った直後のオーディオフレームから、Nオーディオフレームの間、現用符号化器15及び予備符号化器18のそれぞれの仮想バッファ値がそれぞれ0となるように符号量を制御した上で、通常の符号化による符号量制御から完全固定符号化のための符号量制御に移行するようにした。
【0017】
この時の現用符号化器15及び予備符号化器18の符号量制御部17、20の仮想バッファ値の推移の一実施例を図3に示す。
切替えスイッチャ21は、コントローラ22より切替え信号を受け取った後、N’オーディオフレーム後に、現用符号化器15から予備符号化器18への切替えをシームレスに行うものとする。
ここで、N’< Nとする。
【0018】
この時、図3に示されるように、現用符号化器15及び予備符号化器18の仮想バッファの値は同一であり、現用符号化器16の出力を予備符号化器の出力18に切り替えても、切替え点での符号量制御の整合性を保持することが出来る。従って、フレーム毎に行われる復号側(デコーダ)の入力バッファを仮想した仮想バッファを用いた符号量の制御の整合性を保持することが出来るので、デコーダの入力バッファが破綻しないように、符号化が行われる。
【0019】
使用する符号化器を、予備符号化器18から現用符号化器15へ戻すときも、同様の方法を行うことで、符号化を止めることなく、切替え点での符号量制御の整合性を保持しながら符号化器の切替えをシームレスに行うことが出来る。
【0020】
つぎに、本発明の音声符号化装置及びその方法の他の実施例で、複数M個の現用符号化器に対して、1台の予備符号化器を設定する構成のものについて、以下に図と共に説明する。
図2に示される本発明の音声符号化装置及びその方法の他の実施例は、複数M=2とした、現用符号化器が15A、15Bを有する場合である。
【0021】
本発明の音声符号化装置の実施例は、現用符号化器15A(符号化部16A、符号量制御部17A)、現用符号化器15B(符号化部16B、符号量制御部17B)、予備符号化器18(符号化部19、符号量制御部20)、スイッチャ21、コントローラ22、同期信号発生器23、及び入力データ切替え部24より構成されている。
【0022】
本発明の音声符号化装置は、図8に示される従来例の装置とは、バッファ量制御の為に現行符号化器の符号量制御部から予備符号化器の符号量制御部に供給されている制御線が削除されている点が大きく異なっている。
【0023】
図2に示されるように、入力PCMデータは、現用符号化器15A,15B及び予備符号化器18に同様な状態で入力される。
現用符号化器15A,15B及び予備符号化器18は、それぞれ符号化部16A,16B、19と符号量制御部17A,17B、20により構成され、同期信号発生器23より供給されるオーディオフレーム信号に同期して同じ符号化レートで入力PCMデータに対して符号化を行う。
これらの現用符号化器15A,15B及び予備符号化器18は、同期信号発生器23の出力同期信号が共に供給されて、同期結合されている。
【0024】
切替えスイッチャ21は、コントローラ22により制御され、通常は現用符号化器15Aの符号化部16Aよりの出力ビットストリーム、及び現用符号化器15Bの符号化部16Bよりの出力ビットストリームがそれぞれ出力されるようになっている。
【0025】
ここで、予備符号化器18は、通常は動作している必要はなく、現用符号化器15Aまたは現用符号化器15Bのメンテナンス等、切替えが必要な時間帯にのみ動作していれば十分である。
【0026】
まず最初に、現用符号化器15Aのメンテナンス等を行うとき、使用者はコントローラ22に対して、切替えの指示を行う。
この指示を予備符号化器18が受けると、まず予備符号化器18は動作を開始し、入力データ切替え部24も指示を受け、メンテナンスを行う現用符号化器15Aに供給されている入力PCMデータを予備符号化器18の符号化部19にも供給し、この現用符号化器15Aに供給されている同期信号発生器23の出力同期信号も符号化部19にも供給されるようにする。
【0027】
コントローラ22は、現用符号化器15A及び予備符号化器18の符号量制御部17A、20と、切替えスイッチャ21、入力データ切替え部24に対して、切替え信号を発生する。
【0028】
現用符号化器15A及び予備符号化器18の符号量制御部17A、符号量制御部20は、切替え信号を受け取ると、仮想バッファ値が所定の同一値となるように符号量をそれぞれ制御する。
【0029】
ここでは、切替え信号を受け取った直後のオーディオフレームから、Nオーディオフレームの間、仮想バッファ値が0となるように符号量を制御した後に、通常の符号量制御に戻るものとする。
【0030】
この時の現用符号化器15A及び予備符号化器18の仮想バッファ値の推移の一実施例を図3に示す。
切替えスイッチャ21は、コントローラ22より切替え信号を受け取った後、N’オーディオフレーム後に、現用符号化器15Aから予備符号化器18への切替えをシームレスに行う。
ここで、N’< Nとする。
【0031】
この時、図3に示されるように、現用符号化器15A及び予備符号化器18の仮想バッファの値は同一であり、符号化器16Aから符号化器18に切り替えても、切替え点での符号量制御の整合性を保持することが出来る。
【0032】
つぎに、現用符号化器15Bのメンテナンス等を行うときには、使用者はコントローラ22に対して、切替えの指示を行う。
コントローラ22は、現用符号化器15B及び予備符号化器18の符号量制御部17B、20と、切替えスイッチャ21、入力データ切替え部24に対して、切替え信号を発生する。
その後の工程は前記の現用符号化器15Aのメンテナンス等を行う場合と同様になる。
【0033】
複数の符号化器に対して一台の予備符号化器を設置すればよいので、運転コストを大幅に軽減することが出来る。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、同じ入力音声データが供給されると共に切替えの為の信号を受けた時点で同期運転されて、予備符号化手段の出力と現用符号化手段の出力とを切り替えて出力する切替え制御手段を有する音声符号化装置において、前記切替え制御手段が切替えのための信号を受け取ると、符号化のため、復号側の入力バッファを仮想した前記予備符号化手段及び前記現用符号化手段のそれぞれの仮想バッファ値が所定の値になるように制御し、前記所定の値になった時点で前記現用符号化手段の出力から前記予備符号化手段の出力に切り替えるようにしたことにより、符号化を止めることなく、符号化手段の切替えを行うことが出来、かつ、切替え点での符号量制御の整合性を保持することが出来る。
【0035】
また、本発明によると、前記切替え制御手段は切替えのための信号を受け取ると、前記予備符号化手段及び現用符号化手段のバッファ値がそれぞれ0となるように符号量を制御した上で、通常の符号化による符号量制御から完全固定符号化のための符号量制御に移行するようにしたので、符号化を止めることなく、符号化手段の切替えを行うことが出来、かつ、切替え点での符号量制御の整合性を保持することが出来る。
【0036】
また、本発明によると、複数の符号化手段に対して一台の予備符号化手段を設置すれば、運転コストを大幅に軽減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の音声符号化装置及びその方法の一実施例のブロック構成を示した図である。
【図2】本発明の音声符号化装置及びその方法の他の実施例のブロック構成を示した図である。
【図3】本発明の音声符号化装置及びその方法の切替え時の現用符号化手段及び予備符号化手段の各符号量制御部の、復号側の入力バッファを仮想した仮想バッファの推移の一実施例を示した図である。
【図4】MPEG2AACでの発生符号量を示した図である。
【図5】本発明の音声符号化装置及びその方法で使用するデコーダの入力バッファを仮定した仮想バッファの一例を示した図である。
【図6】MPEG1LayerIIでの発生符号量を示した図である。
【図7】従来の音声符号化装置及びその方法の一例のブロック構成を示した図である。
【図8】従来の音声符号化装置及びその方法の他の例のブロック構成を示した図である。
【符号の説明】
15、15A、15B 現用符号化部(現用符号化手段)
16、16A、16B 符号化部
17、17A、17B 符号量制御部
18 予備符号化部(予備符号化手段)
19、19A、19B 符号化部
20、20A、20B 符号量制御部
21 スイッチャ(切替え制御手段)
22 コントローラ(切替え制御手段)
23 同期信号発生器
24 入力データ切替え部
M 現用符号化手段の数
N 切替え信号が供給されてから切替えまでのフレーム数
N’ 切替え信号が供給されてから実際の切替えまでのフレーム数
Claims (6)
- 現用符号化手段及び予備符号化手段それぞれに、同じ入力音声データ及び同じオーディオフレーム信号が供給されると共に切替え信号を受けた時点で同期運転されて、前記予備符号化手段の出力と前記現用符号化手段の出力とを切り替えて出力する切替え制御手段を有する音声符号化装置において、
前記切替え制御手段が前記切替え信号を受け取ると、その直後から前記オーディオフレーム信号に基づく所定オーディオフレーム数の期間のみ、符号化のために復号側の入力バッファを仮想した前記予備符号化手段及び前記現用符号化手段のそれぞれの仮想バッファ値が所定の同一値になるように符号化データ量を制御し、前記所定オーディオフレーム数の期間よりも早い時点で前記現用符号化手段の出力から前記予備符号化手段の出力に切り替え、符号化を止めることなく、前記符号化手段の切替え、切替え点での符号の整合性の保持を可能としたことを特徴とする音声符号化装置。 - 複数の現用符号化手段と予備符号化手段とを有し、前記複数の現用符号化手段の中から選択された現用符号化手段と前記予備符号化手段とに同じ入力音声データ及び同じオーディオフレーム信号がそれぞれ供給されると共に切替え信号を受けた時点で同期運転されて、予備符号化手段の出力と前記選択された現用符号化手段の出力とを切り替えて出力する切替え制御手段を有する音声符号化装置において、
前記切替え制御手段が前記切替え信号を受け取ると、その直後から前記オーディオフレーム信号に基づく所定オーディオフレーム数の期間のみ、符号化のために復号側の入力バッファを仮想した前記予備符号化手段及び前記選択された現用符号化手段のそれぞれの仮想バッファ値が所定の同一値になるように符号化データ量を制御し、前記所定オーディオフレーム数の期間よりも早い時点で前記選択された現用符号化手段の出力から前記予備符号化手段の出力に切り替え、符号化を止めることなく、前記符号化手段の切替え、切替え点での符号の整合性の保持を可能としたことを特徴とする音声符号化装置。 - 請求項1または請求項2に記載された音声符号化装置において、
前記所定の同一値をそれぞれ0になるように符号量を制御した上で、通常の符号化による符号化量制御から完全固定符号化のための符号量制御に移行するようにしたことを特徴とする音声符号化装置。 - 同じ入力音声データ及び同じオーディオフレーム信号がそれぞれ供給されると共に切替え信号を受けた時点で同期運転されて、予備符号化ステップの出力と現用符号化ステップの出力とを切り替えて出力する切替え制御ステップを有する音声符号化方法において、
前記切替え制御ステップが前記切替え信号を受け取ると、その直後から前記オーディオフレーム信号に基づく所定オーディオフレーム数の期間のみ、符号化のために復号側の入力バッファを仮想した前記予備符号化ステップ及び前記現用符号化ステップのそれぞれの仮想バッファ値が所定の同一値になるように符号化データ量を制御し、前記所定オーディオフレーム数の期間よりも早い時点で前記現用符号化ステップの出力から前記予備符号化ステップの出力に切り替え、符号化を止めることなく、前記符号化ステップの切替え、切替え点での符号の整合性の保持を可能としたことを特徴とする音声符号化方法。 - 複数の現用符号化ステップと予備符号化ステップとを有し、前記複数の現用符号化ステップの中から選択された現用符号化ステップと前記予備符号化ステップとに同じ入力音声データ及び同じオーディオフレーム信号がそれぞれ供給されると共に切替え信号を受けた時点で同期運転されて、予備符号化ステップの出力と前記選択された現用符号化ステップの出力とを切り替えて出力する切替え制御ステップを有する音声符号化装置において、
前記切替え制御ステップが前記切替え信号を受け取ると、その直後から前記オーディオフレーム信号に基づく所定オーディオフレーム数の期間のみ、符号化のために復号側の入力バッファを仮想した前記予備符号化ステップ及び前記選択された現用符号化ステップのそれぞれの仮想バッファ値が所定の同一値になるように符号化データ量を制御し、前記所定オーディオフレーム数の期間よりも早い時点で前記選択された現用符号化ステップの出力から前記予備符号化ステップの出力に切り替え、符号化を止めることなく、前記符号化ステップの切替え、切替え点での符号の整合性の保持を可能としたことを特徴とする音声符号化方法。 - 請求項4または請求項5に記載された音声符号化方法において、
前記所定の同一値をそれぞれ0になるように符号量を制御した上で、通常の符号化による符号化量制御から完全固定符号化のための符号量制御に移行するようにしたことを特徴とする音声符号化方法。
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