JP4242516B2 - サブバンド符号化方式 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サブバンド符号化方式に関し、特に、デジタル信号の圧縮に用いられるサブバンド符号化方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサブバンド符号化方式のシステムとしては、ＭＰＥＧ１オーディオ等が代表例として挙げられる。従来のＭＰＥＧ１オーディオレイヤ１符号化方式について、図40に示す符号化システムブロック図を用いて説明する。符号化システムに入力されたサンプリング周波数ｆsの符号化入力デジタル信号ｓ101を、帯域分割手段ａ101において、入力デジタル信号ｓ101のナイキスト周波数（ｆs／２）を全帯域として、ｋ個の帯域に分割し、ｋ帯域分割信号ｓ102を出力する。ここで、ｋは任意の整数である。ＭＰＥＧ１オーディオでは、ｋ＝32の帯域幅均等分割であるが、フィルタの構成手法に応じて、ｋ個の各分割帯域幅は、予め決められ固定値であることを条件に、均等不均等のいずれをも選択できる。
【０００３】
また、ＭＰＥＧ１オーディオレイヤにおいては、各帯域の帯域分割信号は、周波数変調の一種を用い、ベースバンド信号にダウンサンプリングされる。これと同時に、帯域分割手段ａ101と時間的同期を維持した上で、符号化入力デジタル信号ｓ101を時間−周波数変換手段ａ102において、サンプリング周波数の逆数（１／ｆs）の期間を単位サンプルとするｗ個について、時間窓掛けをおこない、時間−周波数変換して、周波数情報ｓ103を出力する。ここで、時間−周波数変換に用いられる時間窓長ｗは、周波数情報ｓ103に要求される周波数分解能ｆrに応じて、
ｗ＝（１／ｆｒ）／（１／ｆｓ）
により求められる。ＭＰＥＧ１オーディオレイヤにおいては、時間−周波数変換手段にＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いているため、ｗの値は、所要周波数分解能ｆrを満たす最小の２のべき乗数となっているほか、時間的連続性を考慮する形で前後時間窓とのオーバーラップ部を設けている。
【０００４】
周波数情報ｓ103を基に、周波数解析手段ａ103において、公知の手法である聴感心理モデルに基づいた聴感マスキングによる帯域分割手段ａ101にて分割されるｋ帯域ごとに、時間−周波数変換手段ａ102に用いた時間窓の前後オーバーラップ部を除いた時間におけるビット割り当て数の計算をおこない、ビット割り当て情報ｓ104を出力する。ここでの時間窓長より前後オーバーラップ部を除いた時間が、フーレムの単位時間長となる。符号化手段ａ104において、各分割帯域信号ｓ102の単位フレーム長当たりの最大振幅値より各分割帯域ごとのスケールファクタを導出し、この各帯域ごとのスケールファクタを基に、各分割帯域信号ｓ102の振幅を正規化したのち、ビット割り当て情報ｓ104に基づき、各分割帯域ごとに再量子化し、これらの再量子化されたサンプルと、ビット割り当て情報、スケールファクタおよびフレーム同期用などの情報より、符号化手段ａ104においてビットストリームを形成し、符号化出力信号ｓ105を出力する。
【０００５】
また、従来のＭＰＥＧ１オーディオレイヤ復号方式について、図41に示す復号システムブロック図を用いて説明する。符号化システムにおいて符号化された信号が、復号入力信号ｓ106として復号システムに入力される。フレーム解析手段ａ105においてフレームの検出、ビット割り当て情報の検出、スケールファクタの検出などおこない、フレーム解析情報ｓ107を出力する。フレーム解析情報ｓ107を基に、復号手段ａ106において、各分割帯域ごとに復号処理をおこない、帯域分割信号ｓ108として出力される。帯域分割信号ｓ108は、帯域合成手段ａ107において帯域合成され、復号出力信号ｓ109として出力される。符号化−復号処理における情報の劣化をなくすため、帯域合成手段に要求される条件は、符号化システム帯域分割手段ａ101との間に完全再構成条件が成立することであり、この完全再構成条件を満たすフィルタ構成手段として、ＱＭＦを用いた手法などが既に公知のものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＭＰＥＧ等で用いられているサブバンド符号化では、ｋ個の各分割帯域ごとに、スケールファクタ情報導出、ビット割り当て情報導出、再量子化処理などを実施し、各情報よりフレームを構成するため、符号化処理における処理量およびビットレートが増大するという問題があった。
【０００７】
また、従来のＭＰＥＧ等で用いられているサブバンド符号化では、聴感心理モデルに基づいた情報圧縮をおこなうため、時間−周波数変換をおこない、周波数領域の信号解析することが必須である。ここで、情報劣化を発生させることなく高効率圧縮を実現するためには、周波数分解能を充分に維持する必要があり、この実現のため、周波数変換をおこなう場合に、充分に長い時間サンプルに対しての窓掛けが必要であった。サブバンド符号化から復号処理における遅延時間は、窓掛け処理に必要なサンプル数に基づいてフレーム長が決定され、かつ、このフレーム長を基本単位として、符号化処理、復号処理、バッファリング処理をおこなっており、各処理において発生するフレーム長分の処理時間と、帯域分割フィルタの群遅延であるため、高音質、高圧縮率であればあるほど処理遅延時間が増大するという問題があった。
【０００８】
また、従来のＭＰＥＧ等で用いられているサブバンド符号化では、周波数解析、ビット割り当てなどの処理により、符号化の処理量が多くなるという問題があった。
【０００９】
さらに、従来のＭＰＥＧ等で用いられているサブバンド符号化を無線伝送に用いた場合、受信システムのクロック同期捕捉および無線フレームの同期をおこなうためには、同期ワード生成および検出処理を追加しなければならない。また、伝送路上で発生する誤りを軽減するためには、誤り訂正処理を別途追加しなければならない。そのため、各処理におけるバッファリング時間などに起因するシステム全体の処理遅延時間が増大するという問題があった。別途追加したこれらの誤り訂正処理は、サブバンド符号化における各情報の特徴を考慮せずに実施されるため、バーストエラーや長い時間の単位で見たビット誤り率が比較的良好な場合でも、アプリケーションレベルでは致命的エラーが発生するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解決し、サブバンド符号化および復号方式において、符号化処理量と符号化ビットレートを共に低減することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、サブバンド符号化方式を、符号化入力信号の帯域分割をおこない帯域分割信号を出力する帯域分割手段と、帯域分割信号の各信号出力レベルに応じてスケールファクタを導出するスケールファクタ導出手段と、スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を計算するビット割り当て導出手段と、帯域分割信号とスケールファクタ情報およびビット割り当て情報に基づいて再量子化をおこない再量子化出力信号を出力する再量子化手段と、再量子化出力信号とスケールファクタ情報を基に符号化フレームを構成し符号化出力信号を出力するフレーム構成手段と、可聴帯域の上限周波数に基づいて再量子化信号の分割帯域数を制限する手段とを具備する構成とした。
【００１２】
このように構成したことにより、周波数解析を実施せずにスケールファクタよりビット割り当てを計算して１つ前のフレームから変化したスケールファクタだけを情報とするサブバンド符号化において、聴感上の上限周波数に基づいて分割帯域数を制限して、符号化処理量と符号化ビットレートを共に低減することができる。
【００１３】
また、スケールファクタ情報を基にグループ化スケールファクタ情報を導出するグループ化スケールファクタ情報導出手段と、グループ化スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出し出力するビット割り当て導出手段と、グループ化スケールファクタ情報を基に帯域分割信号を再量子化し再量子化出力信号を出力する再量子化手段と、グループ化スケールファクタ情報と再量子化出力信号より符号化出力信号を生成するフレーム構成手段と、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報を導出する手段とを備えた構成とした。
【００１４】
このように構成したことにより、サブバンド符号化でスケールファクタをグループ化して、符号化処理量と符号化ビットレートを共に低減することができる。
【００１５】
また、（（符号化入力信号サンプリング周波数／２）／（帯域分割数）×（上限周波数分割帯域番号））≧（アプリケーション上の上限周波数）を満足する最も小さい整数に基づいて上限周波数分割帯域番号を決定して符号化処理上限周波数を設定する手段を設けた構成とした。
【００１６】
このように構成したことにより、サブバンド符号化において分割帯域の最低周波数を表現するために必要となる最小単位もしくはその２倍の時間長でフレームを構成して、リアルタイム出力を行なうことができる。
【００１７】
また、ビット割り当て導出手段に、各分割帯域ごとにスケールファクタ情報とグループ化された帯域内における最小可聴曲線の最小値との比を求める手段と、最小可聴値を考慮した全帯域のエネルギー比率に基づいてビット割り当て情報を導出する手段とを設けた構成とした。
【００１８】
このように構成したことにより、サブバンド符号化において各分割帯域ごとにスケールファクタ情報と公知の特性である聴感上の最小可聴値に基づいて決定されるエネルギー比率により効率的にビット割り当てを導出して、ビット割り当て処理に要する演算量を軽減することができる。
【００１９】
また、符号化におけるフレーム長を伝送フレーム長とする手段と、符号化時に同期ワードなどの伝送に必要な情報を付加する手段と、符号化時に誤り訂正符号化処理を実施する手段と、符号化のフレーム構成時にインターリーブ処理を行う手段とを設けた構成とした。
【００２０】
このように構成したことにより、無線伝送に用いられるサブバンド符号化におけるフレーム構成時に同期捕捉処理、誤り訂正処理、インターリーブ処理等を実施して、システム全体の処理遅延時間を低減できる。
【００２１】
また、符号化フレームを構成する各情報の誤り耐性に応じて訂正能力の異なる誤り訂正符号化処理を実施する手段を設けた構成とした。
【００２２】
このように構成したことにより、無線伝送に用いられるサブバンド符号化においてフレームを構成する情報のアプリケーションレベルでの重要度に応じて異なる誤り訂正処理を符号化処理において実施して、長い時間の単位で見たビット誤り率が比較的に良好な場合のアプリケーションレベルでの致命的エラーの発生を低減することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、符号化入力信号の帯域分割をおこない帯域分割信号を出力する帯域分割手段と、前記帯域分割信号の各信号出力レベルに応じてスケールファクタを導出するスケールファクタ導出手段と、前記スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を計算するビット割り当て導出手段と、前記帯域分割信号と前記スケールファクタ情報および前記ビット割り当て情報に基づいて再量子化をおこない再量子化出力信号を出力する再量子化手段と、前記再量子化出力信号と前記スケールファクタ情報を基に符号化フレームを構成し符号化出力信号を出力するフレーム構成手段と、可聴帯域の上限周波数に基づいて前記再量子化信号の分割帯域数を制限する手段とを具備するサブバンド符号化方式であり、分割帯域数を制限して、符号化ビットレートおよび符号化処理量を低減するという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項２記載の発明は、サブバンド符号化信号を復号入力信号としてフレーム同期を取った上で再量子化信号とスケールファクタ情報を検出し出力するフレーム解析手段と、前記スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出するビット割り当て導出手段と、前記スケールファクタ情報および前記ビット割り当て情報に基づいて前記再量子化信号より帯域分割信号を導出する帯域分割信号導出手段と、前記帯域分割信号より帯域合成をおこなう帯域合成手段とを具備するサブバンド復号方式であり、分割帯域数を制限して復号処理量を低減するという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１記載のサブバンド符号化方式において、前記スケールファクタ情報を基にグループ化スケールファクタ情報を導出するグループ化スケールファクタ情報導出手段と、前記グループ化スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出し出力するビット割り当て導出手段と、前記グループ化スケールファクタ情報を基に前記帯域分割信号を再量子化し再量子化出力信号を出力する再量子化手段と、前記グループ化スケールファクタ情報と前記再量子化出力信号より符号化出力信号を生成するフレーム構成手段と、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報を導出する手段とを備えたものであり、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報を導出して、符号化ビットレートおよび符号化処理量および符号化ビットレートを低減するという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項４記載の発明は、請求項２記載のサブバンド復号方式において、サブバンド符号化信号を復号入力信号としてフレーム同期を取った上で再量子化信号とグループ化スケールファクタ情報を検出し出力するフレーム解析手段と、前記グループ化スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出するビット割り当て導出手段と、前記グループ化スケールファクタ情報と前記ビット割り当て情報と前記再量子化信号を基に帯域分割信号を導出する帯域分割信号導出手段とを備えたものであり、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報を導出して、復号処理量および符号化ビットレートを低減するという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項５記載の発明は、請求項１、３記載のサブバンド符号化方式において、（（符号化入力信号サンプリング周波数／２）／（帯域分割数）×（上限周波数分割帯域番号））≧（アプリケーション上の上限周波数）を満足する最も小さい整数に基づいて上限周波数分割帯域番号を決定して符号化処理上限周波数を設定する手段を設けたものであり、アプリケーションの要求を満足する最小の上限周波数を設定するという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項６記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、（サンプリング周波数）／２の帯域内を32の分割帯域に分けて処理する場合に、前記スケールファクタ情報を６〜20帯域群にグループ化して処理する手段を設けたものであり、分割帯域数を可能な限りグループ化して、符号化ビットレートおよび符号化処理量および符号化ビットレートを低減するという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項７記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、符号化フレーム長を（分割帯域数）／（サンプリング周波数）にする手段を設けたものであり、符号化における処理遅延時間を低減してリアルタイム出力を可能にするという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項８記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、符号化フレーム長を（分割帯域数）×２／（サンプリング周波数）にする手段を設けたものであり、符号化における処理遅延時間を低減してリアルタイム出力を可能にするという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項９記載の発明は、請求項３、５記載のサブバンド符号化方式において、前記ビット割り当て導出手段に、各分割帯域ごとに前記スケールファクタ情報とグループ化された帯域内における最小可聴曲線の最小値との比を求める手段と、最小可聴値を考慮した全帯域のエネルギー比率に基づいてビット割り当て情報を導出する手段とを設けたものであり、ビット割り当て処理に要する演算量を軽減するという作用を有する。
【００３２】
本発明の請求項10記載の発明は、請求項３、５記載のサブバンド符号化方式において、前記ビット割り当て導出手段に、各分割帯域ごとに前記スケールファクタ情報とグループ化された帯域内における最小可聴曲線の平均値との比を求める手段と、最小可聴値を考慮した全帯域のエネルギー比率に基づいてビット割り当て情報を導出する手段とを設けたものであり、ビット割り当て処理に要する演算量を軽減するという作用を有する。
【００３３】
本発明の請求項11記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、前記ビット割り当て導出手段に、ビット割り当て情報の整数化処理において小数点以下切り捨てにより発生する割り当て可能な余りビットを、エネルギー比率における小数点以下の値の大きい帯域順に割り当てていく手段を設けたものであり、符号化ビットを有効利用するという作用を有する。
【００３４】
本発明の請求項12記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、前記ビット割り当て情報導出手段に、周波数領域における重み付け係数をかけた状態でビット割り当て情報を導出する手段を設けたものであり、符号化処理による音質を向上するという作用を有する。
【００３５】
本発明の請求項13記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、前記ビット割り当て情報導出手段に、各分割帯域のスケールファクタ情報ごとの重み付け係数をかけた状態でビット割り当て情報を導出する手段を設けたものであり、符号化処理による音質を向上するという作用を有する。
【００３６】
本発明の請求項14記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、符号化におけるフレーム長を伝送フレーム長とする手段と、符号化時に同期ワードなどの伝送に必要な情報を付加する手段とを設けたものであり、無線伝送に用いた場合の伝送路符号化および復号処理におけるバッファリング時間と処理量を短縮し、符号化ビットレートを低減するという作用を有する。
【００３７】
本発明の請求項15記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、フレーム内の全ての情報が同期捕捉用同期ワードであるフレームを一定の時間間隔ごとに伝送する手段を設けたものであり、無線伝送に用いた場合の伝送誤りによるスケールファクタ情報の劣化からの復帰時間を短縮するという作用を有する。
【００３８】
本発明の請求項16記載の発明は、請求項２、４記載のサブバンド復号方式において、一定の時間間隔で送られてくる同期捕捉用同期ワードのみで構成されるフレームをミュート処理する手段と、データ補間処理を復号処理部のデジタル信号に対して実施する手段とを設けたものであり、符号化および復号により発生する１フレーム分のデータブランクをユーザー側で検知されないように補間するという作用を有する。
【００３９】
本発明の請求項17記載の発明は、請求項２、４記載のサブバンド復号方式において、一定の時間間隔で送られてくる同期捕捉用同期ワードのみで構成されるフレームをミュート処理する手段と、データ補間処理を復号処理部のアナログ信号に対して実施する手段とを設けたものであり、符号化および復号により発生する１フレーム分のデータブランクをユーザー側で検知されないように補間するという作用を有する。
【００４０】
本発明の請求項18記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、符号化時に誤り訂正符号化処理を実施する手段を設けたものであり、無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減するという作用を有する。
【００４１】
本発明の請求項19記載の発明は、請求項18記載のサブバンド符号化方式において、符号化フレームを構成する各情報の誤り耐性に応じて訂正能力の異なる誤り訂正符号化処理を実施する手段を設けたものであり、無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減するという作用を有する。
【００４２】
本発明の請求項20記載の発明は、請求項18記載のサブバンド符号化方式において、ＢＣＨ符号を用いる手段を設けたものであり、無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減するという作用を有する。
【００４３】
本発明の請求項20記載の発明は、請求項18記載のサブバンド符号化方式において、畳み込み符号を用いる手段を設けたものであり、無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減するという作用を有する。
【００４４】
本発明の請求項22記載の発明は、請求項18記載のサブバンド符号化方式において、符号化フレームを構成する各情報の誤り耐性に応じて異なる誤り訂正符号を用いる誤り訂正符号化処理手段を設けたものであり、無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減するという作用を有する。
【００４５】
本発明の請求項23記載の発明は、請求項22記載のサブバンド符号化方式において、ＢＣＨ符号と畳み込み符号で実現する手段を設けたものであり、無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減するという作用を有する。
【００４６】
本発明の請求項24記載の発明は、請求項18記載のサブバンド符号化方式において、符号化フレームにおける情報の重み付けに応じてフレーム内に誤り訂正符号化しないビットを設けたものであり、符号化ビットレートを低減するという作用を有する。
【００４７】
本発明の請求項25記載の発明は、請求項18記載のサブバンド符号化方式において、前記再量子化信号を符号誤りによる影響を考慮した形で並び替える手段を設けたものであり、アプリケーションレベルでの符号誤りによる劣化を低減するという作用を有する。
【００４８】
本発明の請求項26記載の発明は、請求項２、４記載のサブバンド復号方式において、誤り訂正符号化復号手段で検出される１フレーム当たりの誤りビット数に応じて、該当フレームのミュート処理を行う手段と、データ補間処理を復号処理部のデジタル信号に対して実施する手段とを設けたものであり、無線伝送で発生する符号誤りをユーザー側で検知されないように補間するという作用を有する。
【００４９】
本発明の請求項27記載の発明は、請求項２、４記載のサブバンド復号方式において、誤り訂正符号化復号手段で検出される１フレーム当たりの誤りビット数に応じて、該当フレームのミュート処理を行う手段と、データ補間処理を復号処理部のアナログ信号に対して実施する手段とを設けたものであり、無線伝送で発生する符号誤りをユーザー側で検知されないように補間するという作用を有する。
【００５０】
本発明の請求項28記載の発明は、請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式において、符号化のフレーム構成時にインターリーブ処理を行う手段を設けたものであり、無線伝送に用いた場合のバースト的な伝送誤りを低減するという作用を有する。
【００５１】
本発明の請求項29記載の発明は、請求項２、４記載のサブバンド復号方式において、復号処理の無線伝送フレーム解析時にデインターリーブ処理を実施する手段を設けたものであり、無線伝送に用いた場合のバースト的な伝送誤りを低減するという作用を有する。
【００５２】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図39を参照しながら詳細に説明する。
【００５３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、可聴帯域の上限周波数に基づいて分割帯域数を制限して、各分割帯域ごとのスケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を計算し、再量子化をおこなって符号化フレームを構成して出力するサブバンド符号化方式である。
【００５４】
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるサブバンド符号化方式のブロック図である。図１において、帯域分割手段ａ01は、符号化入力信号を複数帯域に分割する手段である。スケールファクタ導出手段ａ02は、帯域分割信号を正規化する倍率係数を導出する手段である。ビット割り当て導出手段ａ04は、スケールファクタ情報より帯域ごとのビット割り当てを導出する手段である。再量子化手段ａ06は、ビット割り当て情報およびスケールファクタ情報に基づいて、帯域分割信号を各分割帯域ごとに再量子化する手段である。フレーム構成手段ａ07は、スケールファクタ情報および再量子化出力信号を用いて符号化フレームを構成する手段である。
【００５５】
図２は、本発明の第１の実施の形態における周波数帯域分割と処理上限周波数の関係図である。図３は、本発明の第１の実施の形態における符号化方式フレーム構成例である。
【００５６】
上記のように構成された本発明の第１の実施の形態におけるサブバンド符号化方式について、図１に示す符号化方式ブロック図と、図２に示す周波数帯域分割と処理上限周波数の関係図および図３に示す符号化方式フレーム構成例を参照しながら説明する。
【００５７】
帯域分割手段ａ01において、符号化システムに入力されたサンプリング周波数ｆsの符号化入力信号ｓ00を、図２に示すように、符号化入力信号ｓ00のナイキスト周波数（ｆs／２）を全帯域とするｋ個の帯域に分割する。ここで、ｋは任意の整数とし、ＭＰＥＧ１オーディオでは、ｋ＝32の帯域幅均等分割であるが、フィルタの構成手法に応じて、ｋ個の各分割帯域幅は予め決められた値であることを条件に、均等、不均等のいずれをも選択し得るものとする。帯域分割手段における分割帯域数はｋ個であるが、帯域分割手段からはｎ帯域の帯域分割信号ｓ01が出力される。ここで、ｎは１から（ｋ−１）の任意の整数であるが、図２に示すｎの値は、アプリケーションに応じた上限周波数をもとに決定されるものとする。また、各帯域分割信号ｓ01は、周波数変調の一種を用い、ベースバンド信号にダウンサンプリングされたものである。
【００５８】
スケールファクタ導出手段ａ02において、帯域分割手段ａ01と時間的同期を維持した上で、ｎ個の分割帯域ごとにフレーム時間長のサンプルに対応する帯域分割信号ｓ01の最大振幅レベルを検出したのち、最大振幅レベルを任意の値に正規化するための倍率係数であるスケールファクタを導出し、スケールファクタ情報ｓ02として出力する。このとき（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のスケールファクタ値は最大倍率、つまり信号振幅最小値を示す倍率とする。また、以降の処理においても、入力信号のフレーム時間長のサンプルに対応する値を、単位入力および出力として処理がなされるものとする。正規化レベルに関しては、符号化ブロックにおいて最大入力音圧相当の値にするのが一般的である。
【００５９】
ビット割り当て導出手段ａ04において、ｎ帯域分のスケールファクタ情報より、ｎ帯域ごとのビット割り当てを導出し、ビット割り当て情報ｓ04として出力する。このとき（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域の割り当て値は０、つまりビット割り当てなしとする。
【００６０】
再量子化手段ａ06において、ビット割り当て情報ｓ04およびスケールファクタ情報ｓ02に基づいて、帯域分割信号ｓ01を各分割帯域ごとに再量子化し、再量子化出力信号ｓ08を出力する。
【００６１】
フレーム構成手段ａ07において、符号化フレーム同期検出用信号などの情報を付加したのち、スケールファクタ情報ｓ02および再量子化出力信号ｓ08を用いて、図３に示す符号化フレームを構成し、符号化出力信号ｓ09として出力する。
【００６２】
図３におけるｓ02およびｓ08は、図１における各信号に対応するものである。図３において、付加情報であるheaderは、フレームの時間的先頭に配置された形を取っているが、符号化処理と復号処理の間で一定の規則性を持った形で統一されていることを条件として、フレームにおける付加情報の位置は任意とする。また、その他の情報の順番についても、符号化処理と復号処理の間で統一されていることを条件に可変とする。
【００６３】
具体的な符号化の構成例を、図２に示す周波数帯域分割と処理上限周波数の関係図で説明する。アプリケーション上の上限周波数ｙを20ｋＨｚとし、図２における符号入力信号および復号出力信号のサンプリング周波数ｆｓを48ｋＨｚとし、帯域分割数ｋを32とする。この場合、
((符号化入力信号サンプリング周波数／２)／(帯域分割数)×(上限周波数分割帯域番号))
≧(アプリケーション上の上限周波数)
を満足する最も小さい整数である上限周波数分割帯域番号ｎは27となる。これをもとに、帯域分割処理および帯域合成処理を行う。符号化ならびに復号処理におけるスケールファクタ情報およびビット割り当て情報の導出に関しては、低域の分割帯域についてのみ行う。これにより、理論的な符号化処理上限周波数ｘは、20.25ｋＨｚとなる。また、高域の残りの分割帯域に関しては、符号化フレームを構成するにあたっても全く考慮せず、復号出力信号においても０値を取る。以下に、具体的な数値例を表にして示す。
番号 ｙ(ｋＨz) ｆs(ｋＨz) ｋ ｎ ｘ(ｋＨz)
１ 20 48 32 27 20.25
２ 20 44.1 32 30 20.671875
３ 20 96 64 54 20.25
４ 15 48 32 20 15
５ 15 44.1 32 11 15.1597375
６ 15 44.1 64 40 15
７ 15 32 32 30 15
８ 10 48 32 14 10.5
９ 10 44.1 32 28 11.025
10 10 96 64 28 10.5
11 10 32 32 20 10
12 7 48 32 10 7.5
13 7 44.1 32 6 8.26875
14 7 96 64 20 7.5
15 7 32 32 14 7
【００６４】
上記のように、本発明の第１の実施の形態では、サブバンド符号化方式を、可聴帯域の上限周波数に基づいて分割帯域数を制限して、各分割帯域ごとのスケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を計算し、再量子化をおこなって符号化フレームを出力する構成としたので、聴感上の上限周波数に基づいて分割帯域数を制限して、符号化処理量と符号化ビットレートを共に低減することができる。
【００６５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、可聴帯域の上限周波数に基づいて再量子化信号の分割帯域数を制限し、スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出し、再量子化信号より帯域分割信号を導出して帯域合成をおこなうサブバンド復号方式である。
【００６６】
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるサブバンド復号方式の機能ブロック図である。図４において、フレーム解析手段ａ11は、各帯域のスケールファクタ情報および再量子化信号を検出し出力する手段である。ビット割当て導出手段ａ13は、スケールファクタ情報より、各分割帯域ごとのビット割り当てを導出する手段である。帯域分割信号導出手段ａ14は、ビット割り当て情報と再量子化信号とスケールファクタ情報から帯域分割信号を導出する手段である。帯域合成手段ａ15は、帯域分割信号を帯域合成して復号する手段である。
【００６７】
上記のように構成された本発明の第２の実施の形態におけるサブバンド復号方式について、図４に示す復号方式ブロック図と、図２に示す周波数帯域分割例および図３に示す符号化方式フレーム構成例を参照しながら説明する。
【００６８】
図４において、復号部の入力信号である復号入力信号ｓ10は、図３に示す符号化方式フレーム構成を持つ信号である。フレーム解析手段ａ11において、図３の各情報を解析する。具体的には、まず、図３のheaderに基づいて符号化フレームの同期を取り、ｎ帯域のスケールファクタ情報ｓ20および再量子化信号ｓ11を検出し、それぞれ出力する。
【００６９】
フレーム解析手段ａ11からの各出力は、フレーム単位で出力され、以降の処理は、フレーム単位で実施される。ここで、スケールファクタ情報ｓ20において、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のスケールファクタ値は最大倍率、つまり信号振幅最小値を示す倍率に強制的に設定する。
【００７０】
ビット割り当て導出手段ａ13において、ｎ帯域分のスケールファクタ情報より、ｎ帯域ごとのビット割り当てを導出し、ビット割り当て情報ｓ17として出力する。このとき、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域の割り当て値は０、つまりビット割り当てなしとする。
【００７１】
帯域分割信号導出手段ａ14において、ビット割り当て情報ｓ17に基づいて、再量子化信号ｓ11を各分割帯域ごとに検出し、スケールファクタ情報ｓ20をもとに帯域分割信号ｓ18を導出し、出力する。
【００７２】
帯域合成手段ａ15において、帯域分割信号ｓ18を帯域合成し、復号出力信号ｓ19を出力する。また、帯域合成処理は、図２に示すように、符号化処理同様、ナイキスト周波数（ｆｓ／２）を全帯域とするｋ個の帯域で構成されている。ここで、ｋは任意の整数とし、ＭＰＥＧ１オーディオではｋ＝32の帯域幅均等分割であるが、フィルタの構成手法に応じて、ｋ個の各分割帯域幅は予め決められた値であることを条件に、均等不均等のいずれをも選択し得るものである。
【００７３】
また、各帯域分割信号ｓ18は、周波数変調の一種を用い、ベースバンド信号にダウンサンプリングされたものである。復号出力信号ｓ19は、サンプリング周波数ｆsの逆数の時間間隔で出力され、振幅レベルは量子化ビット数に応じて２値表現される。
【００７４】
上記のように、本発明の第２の実施の形態では、サブバンド復号方式を、可聴帯域の上限周波数に基づいて再量子化信号の分割帯域数を制限し、スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出し、再量子化信号より帯域分割信号を導出して帯域合成をおこなう構成としたので、符号化処理量と符号化ビットレートを共に低減することができる。
【００７５】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報とビット割り当て情報を導出して帯域分割信号を再量子化し、符号化出力信号を生成するサブバンド符号化方式である。
【００７６】
図５は、本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化方式の機能ブロック図である。図５において、グループ化スケールファクタ情報導出手段ａ03は、スケールファクタ情報をグループ化する手段である。図６は、分割帯域数とスケールファクタ情報の帯域数の説明図である。図７は、符号化方式フレーム構成例である。
【００７７】
上記のように構成された本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化方式について、図５に示す符号化方式ブロック図と、図６に示す分割帯域数とスケールファクタ情報の帯域数の説明図および図７に示す符号化方式フレーム構成例を参照しながら説明する。
【００７８】
帯域分割手段ａ01において、符号化システムに入力されたサンプリング周波数ｆsの符号化入力信号ｓ00を、図２に示すように、符号化入力信号ｓ00のナイキスト周波数（ｆｓ／２）を全帯域とするｋ個の帯域に分割する。ここで、ｋは任意の整数とし、ＭＰＥＧ１オーディオではｋ＝32の帯域幅均等分割であるが、フィルタの構成手法に応じて、ｋ個の各分割帯域幅は、予め決められた値であることを条件に、均等不均等のいずれをも選択し得るものとする。帯域分割手段における分割帯域数はｋ個であるが、帯域分割手段からは、ｎ帯域の帯域分割信号ｓ01が出力される。ここで、ｎは１から（ｋ−１）の任意の整数であるが、ｎの値は、図２の例における20ｋＨｚ相当の分割帯域といったように、一般的な聴感上の上限周波数をもとに決定する。また、各帯域分割信号ｓ01は、周波数変調の一種を用いて、ベースバンド信号にダウンサンプリングされたものである。
【００７９】
スケールファクタ導出手段ａ02において、帯域分割手段ａ01と時間的同期を維持した上で、ｎ個の分割帯域ごとにフレーム時間長のサンプルに対応する帯域分割信号ｓ01の最大振幅レベルを検出したのち、最大振幅レベルを任意の値に正規化するための倍率係数であるスケールファクタを導出し、スケールファクタ情報ｓ02として出力する。ここで、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のスケールファクタ値は、最大倍率、つまり信号振幅最小値を示す倍率とする。また、以降の処理においても、入力信号のフレーム時間長のサンプルに対応する値を単位入力および出力として処理がなされるものとする。正規化レベルに関しては、符号化ブロックにおいて最大入力音圧相当の値にするのが一般的である。
【００８０】
グループ化スケールファクタ情報導出手段ａ03において、スケールファクタ情報ｓ02をｎ個の分割帯域からｍ個の帯域にグループ化し、グループ化スケールファクタ情報ｓ03として出力する。図６は、分割帯域のグループ化を説明するためのものであり、ｋ＝32、ｎ＝27の場合の例である。また、ｍはｎより小さい任意の自然数とし、図６の例において、ｍは１〜26までの値を取りうるが、音質面を考えた場合、グループ化は、公知の特性である聴感上の臨界帯域幅にのっとった形で実施されることが最も好ましい。
【００８１】
ビット割り当て導出手段ａ04において、ｎ帯域分のグループ化スケールファクタ情報ｓ03より、ｎ帯域ごとのビット割り当てを導出し、ビット割り当て情報ｓ04として出力する。ここで、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のビット割り当て情報値は０、つまりビット割り当てなしとする。同時に、再量子化手段ａ06において、ビット割り当て情報ｓ04およびグループ化スケールファクタ情報ｓ03に基づいて、帯域分割信号ｓ01を各分割帯域ごとに再量子化し、再量子化出力信号ｓ06を出力する。
【００８２】
フレーム構成手段ａ07において、符号化フレーム同期検出用信号などの情報を付加したのち、グループ化スケールファクタ情報ｓ03および再量子化出力信号ｓ08を用いて、図７に示す符号化フレームを構成し、符号化出力信号ｓ09として出力する。図７におけるｓ03およびｓ08は、図５における各信号に対応するものである。図７において、付加情報であるheaderは、フレームの時間的先頭に配置された形を取っているが、符号化処理と復号処理の間で一定の規則性を持った形で統一されていることを条件として、フレームにおける付加情報の位置は任意とする。また、その他の情報の順番についても、符号化処理と復号処理の間で統一されていることを条件に可変とする。
【００８３】
分割帯域のグループ化の具体例１を、図９に示す周波数帯域分割のグループ化説明図で説明する。図９に示す例においては、ｆｓ＝48ｋＨｚであり、（ｆｓ／２）＝24ｋＨｚの帯域を32の分割帯域に分け、上限分割帯域設定は、第27番目の分割帯域とする。また、図９下部に、公知の特性である聴覚上の臨界帯域の例を示す。
【００８４】
図９に示すように、符号化処理をおこなう27の分割帯域に対して、第11番目と第12番目の分割帯域、第13番目と第14番目の分割帯域、第15番目と第16番目の分割帯域、第17番目から第19番目の分割帯域、第20番目から第22番目の分割帯域、第23番目から第27番目の分割帯域を、それぞれグループ化する。ここで、第１番目から第10番目の分割帯域は、グループ化を実施しない。これにより、16の分割帯域グループが存在することになるが、各グループごとに16のグループ化スケールファクタ情報を導出する。グループ化スケールファクタ情報の導出に関しては、グループを構成する各分割帯域において最もスケールファクタ値の小さいものを値として選び、グループ内の分割帯域は、全てこの値をスケールファクタ値とする。
【００８５】
分割帯域のグループ化の具体例２を、図10に示す周波数帯域分割のグループ化説明図で説明する。図10に示す例においては、ｆs＝48ｋＨｚであり、（ｆｓ／２）＝24ｋＨｚの帯域を32の分割帯域に分け、上限分割帯域設定は、第27番目の分割帯域とする。また、図10下部に、公知の特性である聴覚上の臨界帯域の例を示す。
【００８６】
図10に示すように、符号化処理をおこなう27の分割帯域に対して、第11番目と第12番目の分割帯域、第13番目から第15番目の分割帯域、16第番目から第20番目の分割帯域、第21番目から第27番目の分割帯域をそれぞれグループ化する。ここで、第１番目から第10番目の分割帯域はグループ化を実施しない。これにより、14の分割帯域グループが存在することになるが、各グループごとに14のグループ化スケールファクタ情報を導出する。
【００８７】
分割帯域のグループ化の具体例３を、図11に示す周波数帯域分割のグループ化説明図で説明する。図11に示す例においては、ｆs＝48ｋＨｚであり、（ｆｓ／２）＝24ｋＨｚの帯域を32の分割帯域に分け、上限分割帯域設定は、第27番目の分割帯域とする。また、図11下部に、公知の特性である聴覚上の臨界帯域の例を示す。
【００８８】
図11に示すように、符号化処理をおこなう27の分割帯域に対して、第２番目と第３番目の分割帯域、第４番目と第５番目の分割帯域、第６番目と第７番目の分割帯域、第８番目と第９番目の分割帯域、第10番目から第12番目の分割帯域、第13番目から第15番目の分割帯域、第16番目から第20番目の分割帯域、第21番目から第27番目の分割帯域をそれぞれグループ化する。ここで、第１番目の分割帯域はグループ化を実施しない。これにより、９の分割帯域グループが存在することになるが、各グループごとに、９のグループ化スケールファクタ情報を導出する。
【００８９】
符号化処理のタイミングの例１を、図12に示す符号化処理タイミングチャート、図５に示す符号化方式ブロック図、図６に示す分割帯域数とスケールファクタ情報の帯域数の説明図で説明する。なお、図６は、ｋ＝32，ｎ＝27の例であり、分割帯域グループ数ｍは、２から（ｎ−１）の任意の整数とする。また、図12、図13におけるｓ00，ｓ03，ｓ08，ｓ09は、図５における各信号に対応し、ｆs，ｋは、図６のものと同一値とする。
【００９０】
図５の帯域分割手段ａ01に入力される符号化入力信号ｓ00は、１／（サンプリング周波数ｆs）の時間間隔で、量子化ビット数に対応した情報が入力される。これらを図12に示すように、i(1)，i(2)，…と表現する。
【００９１】
帯域分割手段ａ01においては、図６に示すように、（ｆｓ／２）の帯域をｋ個の帯域に分割する。帯域分割処理において、第１番目の帯域に分割するため必要となる入力符号化信号ｓ00はｋ個であり、これが符号化処理における最小入力単位となる。このため、図12に示すように、i(1)からi(k)までの符号化入力信号ｓ00に対して、図５のａ01からａ07までの符号化処理を実施し、図12に示すような、（分割帯域数ｋ）／（サンプリング周波数ｆｓ）の時間長のフレームを構成する。また、実時間処理を実現するため、符号化処理は、図12に示すように、２×（分割帯域数ｋ）／（サンプリング周波数ｆｓ）以下の時間で処理をおこなう。
【００９２】
符号化処理のタイミングの例２を、図14に示す符号化処理タイミングチャート、図５に示す符号化方式ブロック図、図６に示す分割帯域数とスケールファクタ情報の帯域数の説明図で説明する。なお、図６は、ｋ＝32，ｎ＝27の例であり、分割帯域グループ数ｍは２から（ｎ−１）の任意の整数とする。また、図14、図15におけるｓ00，ｓ03，ｓ08，ｓ09は、図５における各信号に対応し、ｆs，ｋは、図６のものと同一値とする。
【００９３】
図５の帯域分割手段ａ01に入力される符号化入力信号ｓ00は、１／（サンプリング周波数ｆs）の時間間隔で、量子化ビット数に対応した情報が入力される。これらを、図14に示すように、i(1)，i(2)，…と表現する。また、帯域分割手段ａ01においては、図６に示すように、(ｆs／２)の帯域をｋ個の帯域に分割する。帯域分割処理において、第１番目の帯域に分割するため必要となる入力符号化信号ｓ00はｋ個であり、これが符号化処理における最小入力単位となる。ここで、図14に示すように、i(1)からi(2k)までの符号化入力信号ｓ00に対して、図５のａ01からａ07までの符号化処理を実施し、図14に示すような、２×（分割帯域数ｋ）／（サンプリング周波数ｆｓ）の時間長のフレームを構成する。また、実時間処理を実現するため、符号化処理は、図14に示すように、４×（分割帯域数ｋ）／（サンプリング周波数ｆｓ）以下の時間で処理をおこなう。
【００９４】
正規化処理の例１を、図16に示す周波数特性図、図５に示す符号化方式ブロック図で説明する。この例１では、分割帯域数ｋ＝32、グループ化帯域数ｍ＝14、符号化入力サンプリング周波数ｆｓ＝48ｋＨｚ、符号化処理上限周波数分割帯域ｎ＝27、フレーム長＝（32／48000）secとする。図16に示す信号入力は、図５の符号化入力信号ｓ00の１フレーム相当の時間における周波数特性を有する。
【００９５】
図５のグループ化スケールファクタ情報導出手段ａ03において、入力信号周波数特性より図16のｆ１、ｆ２、…、ｆ14に示すように、14のグループ化分割帯域ごとにスケールファクタ情報を導出する。ｆ１、ｆ２、…、ｆ14は、それぞれ各グループにおける入力信号の最大値と正規化レベルの比を表す値とする。
【００９６】
図５のビット割り当て導出手段ａ04において、図16に示すように、27の各分割帯域ごとの、グループ化スケールファクタ情報と公知の特性である聴感上の最小可聴値の分割帯域における最小値の比ｂ１、ｂ２、…、ｂ27を導出する。図16において、ｂ17からｂ27までの値が存在しないのは、第17番目の分割帯域において、最小可聴値より入力信号が小さい値になっているためである。この場合、第17から27番目の分割帯域のビット割り当ては０となる。入力信号レベルのｂ１、ｂ２、…、ｂ27より、各分割帯域ごとのエネルギー比率を以下の式より導出する。
【数１】

ただし、ｉは１から27までの整数とする。さらに、各分割帯域ごとにエネルギー比率と１フレームの割り当て可能ビット数の積を求め、この値を整数化することで、各分割帯域ごとのビット割り当て情報ｓ04を導出する。なお、整数化に関しては、整数化後の全分割帯域のビット割り当ての和が１フレームの割り当て可能ビット数以下であることを必須条件とする。
【００９７】
正規化処理の例２を、図17に示す周波数特性図、図５に示す符号化方式ブロック図で説明する。この例２では、分割帯域数ｋ＝32、グループ化帯域数ｍ＝14、符号化入力サンプリング周波数ｆｓ＝48ｋＨｚ、符号化処理上限周波数分割帯域ｎ＝27、フレーム長＝（32／48000）secとする。
【００９８】
図17に示す信号入力は、図５の符号化入力信号ｓ00の１フレーム相当の時間における周波数特性を有する。図５のグループ化スケールファクタ情報導出手段ａ03において、入力信号周波数特性より、図17のｆ１、ｆ２、…、ｆ14に示すように、14のグループ化分割帯域ごとにスケールファクタ情報を導出する。ｆ１、ｆ２、…、ｆ14は、それぞれ各グループにおける入力信号の最大値と正規化レベルの比を表す値とする。
【００９９】
図５のビット割り当て導出手段ａ04において、図17に示すように、27の各分割帯域ごとの、グループ化スケールファクタ情報と、公知の特性である聴感上の最小可聴値の分割帯域における平均値の比ｂ１、ｂ２、…、ｂ27を導出する。最小可聴値の分割帯域における平均値の導出方法は任意である。図16において、ｂ17からｂ27までの値が存在しないのは、第17番目の分割帯域において、最小可聴値の平均値より入力信号が小さい値になっているためである。この場合、第17から27番目の分割帯域のビット割り当ては０となる。
【０１００】
各分割帯域のエネルギー比率に基いてビット割り当てを行う処理方法について説明する。分割帯域数ｋ＝32、グループ化帯域数ｍ＝14、符号化入力サンプリング周波数ｆｓ＝48ｋＨｚ、符号化処理上限周波数分割帯域ｎ＝27、フレーム長＝（32／48000）secとする。
【０１０１】
ビット割り当て処理の各分割帯域ごとに、エネルギー比率と１フレームの割り当て可能ビット数の積導出に際して実施される整数化処理において、各分割帯域のエネルギー比率と１フレームの割り当て可能ビット数の積の小数点以下の数値が大きい順に全分割帯域に順位をつけたのち、小数点以下を切り捨てる。ここで、整数化された全分割帯域のビット割り当て情報の和を求め、（１フレームの割り当て可能ビット数）−（前記整数化されたビット割り当て情報の全分割帯域の和）より、割り当て可能残りビット数を計算する。次に、小数点以下の数値による全分割帯域の順位に従って、割り当て可能残りビットを１ビットずつ割り当ててゆき、割り当て可能残りビット数が０になるまでこの処理を続ける。以上の処理により、符号化および復号方式におけるビット割り当て情報が導出される。
【０１０２】
各分割帯域ごとにエネルギー比率と重み付けに基いてビット割り当てを行う処理方法について説明する。分割帯域数ｋ＝32、グループ化帯域数ｍ＝14、符号化入力サンプリング周波数ｆｓ＝48ｋＨｚ、符号化処理上限周波数分割帯域ｎ＝27、フレーム長＝（32／48000）secとする。
【０１０３】
ビット割り当て処理の各分割帯域ごとにエネルギー比率と１フレームの割り当て可能ビット数の積に対して各分割帯域ごとの重み付け係数をかける。ここで、各分割帯域ごとの重み付け係数は、アプリケーションに応じた周波数領域での重み付けを実施するためのものであり、係数値はアプリケーションに応じて任意の範囲と任意のステップを持つものとする。重み付け係数処理実施後のビット割り当て値に対して整数化処理を実施し、符号化および復号方式における各分割帯域ごとのビット割り当て情報を導出する。
【０１０４】
各分割帯域ごとにエネルギー比率とスケールファクタ値ごとの重み付けに基いてビット割り当てを行う処理方法について説明する。分割帯域数ｋ＝32、グループ化帯域数ｍ＝14、符号化入力サンプリング周波数ｆｓ＝48ｋＨｚ、符号化処理上限周波数分割帯域ｎ＝27、フレーム長＝（32／48000）secとする。
【０１０５】
ビット割り当て処理の各分割帯域ごとに、エネルギー比率と１フレームの割り当て可能ビット数の積に対して、スケールファクタ値ごとの重み付け係数をかける。ここで、スケールファクタ値ごとの重み付け係数は、アプリケーションに応じた振幅方向の重み付けを実施するためのものであり、係数値はアプリケーションに応じて任意の範囲と任意のステップを持つものである。重み付け係数処理実施後のビット割り当て値に対して、整数化処理を実施し、符号化および復号方式における各分割帯域ごとのビット割り当て情報を導出する。
【０１０６】
上記のように、本発明の第３の実施の形態では、サブバンド符号化方式を、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報とビット割り当て情報を導出して帯域分割信号を再量子化し、符号化出力信号を生成する構成としたので、スケールファクタをグループ化して、符号化処理量と符号化ビットレートを共に低減することができる。
【０１０７】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は、入力信号を解析して分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報とビット割り当て情報と再量子化信号を導出して帯域分割信号を求めて復号するサブバンド復号方式である。
【０１０８】
図８は、本発明の第４の実施の形態におけるサブバンド復号方式の機能ブロック図である。図８において、グループ化スケールファクタ情報ｓ16は、復号入力信号を解析して得た１ないし複数帯域をまとめた倍率係数である。基本的な構成は、図４に示した第２の実施の形態と同じである。
【０１０９】
上記のように構成された本発明の第４の実施の形態におけるサブバンド復号方式について、図８に示す復号方式ブロック図と、図６に示す帯域分割数とスケールファクタ情報の帯域数の説明図および図７に示す符号化方式フレーム構成例を参照しながら説明する。
【０１１０】
図８において、復号部の入力信号である復号入力信号ｓ10は、図７に示す符号化方式フレーム構成を持つ信号である。フレーム解析手段ａ11において、図７の各情報を解析する。具体的には、まず、図７のheaderに基づいて符号化フレームの同期を取り、ｍ帯域のグループ化スケールファクタ情報ｓ03および再量子化信号ｓ08を検出し、ｋ帯域に変換したグループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11をそれぞれ出力する。
【０１１１】
図６は、分割帯域のグループ化を説明するためのものであり、ｋ＝32、ｎ＝27の場合の例である。また、ｍはｎより小さい任意の自然数とし、図６の例において、ｍは１〜26までの値を取りうるが、音質面を考えた場合、グループ化は、公知の特性である聴感上の臨界帯域幅にのっとった形で実施されることが最も好ましい。グループ化スケールファクタ情報ｓ16では、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のスケールファクタ値は最大倍率、つまり信号振幅最小値を示す倍率に強制的に設定する。また、以降の処理においても、入力信号のフレーム時間長のサンプルに対応する値を単位入力および出力として処理がなされる。フレーム解析手段ａ11からの各出力はフレーム単位で出力され、以降の処理はフレーム単位で実施される。
【０１１２】
ビット割り当て導出手段ａ13において、ｎ帯域分のグループ化スケールファクタ情報より、ｎ帯域ごとのビット割り当てを導出し、ビット割り当て情報ｓ17として出力する。ここで、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域の割り当て値は０、つまりビット割り当てなしとする。
【０１１３】
帯域分割信号導出手段ａ14において、ビット割り当て情報ｓ17に基づいて、再量子化信号ｓ11を各分割帯域ごとに検出し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16をもとに帯域分割信号ｓ18を導出し、出力する。
【０１１４】
帯域合成手段ａ15において、帯域分割信号ｓ18を帯域合成し、復号出力信号ｓ19を出力する。また、帯域合成処理は、図２に示すように、符号化処理同様、ナイキスト周波数（ｆｓ／２）を全帯域とするｋ個の帯域で構成されている。ここで、ｋは任意の整数とし、ＭＰＥＧ１オーディオでは、ｋ＝32の帯域幅均等分割であるが、フィルタの構成手法に応じて、ｋ個の各分割帯域幅は予め決められた値であることを条件に、均等不均等のいずれをも選択し得る。また、各帯域分割信号ｓ18は、周波数変調の一種を用い、ベースバンド信号にダウンサンプリングされたものである。復号出力信号ｓ19は、サンプリング周波数ｆsの逆数の時間間隔で出力され、振幅レベルは量子化ビット数に応じて２値表現されるものである。
【０１１５】
復号処理のタイミングについて、図13に示す復号処理タイミングチャートと、図15に示す復号処理タイミングチャートを参照して説明する。図13に示す復号処理を、図８のブロックで実施する。符号化処理同様に、実時間処理を実現するため、図13に示すように、２×（分割帯域数ｋ）／（サンプリング周波数ｆs）以下の時間で復号処理する。また、図15に示す復号処理を、図８のブロックで実施する。符号化処理同様に、実時間処理を実現するため、図15に示すように、４×（分割帯域数ｋ）／（サンプリング周波数ｆｓ）以下の時間で復号処理する。
【０１１６】
復号処理におけるビット割り当て処理についても、符号化処理におけるビット割り当て処理と同様に実施する。
【０１１７】
上記のように、本発明の第４の実施の形態では、サブバンド復号方式を、入力信号を解析して分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報とビット割り当て情報と再量子化信号を導出して帯域分割信号を求めて復号する構成としたので、スケールファクタをグループ化して、符号化処理量と符号化ビットレートを共に低減することができる。
【０１１８】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態は、符号化におけるフレーム長を伝送フレーム長とし、符号化時に受信側での同期捕捉用同期ワードなどの伝送に必要な情報を付加し、同期ワードにより符号化フレームの検出を同時におこなう無線伝送におけるサブバンド符号化方式である。
【０１１９】
図18は、本発明の第５の実施の形態におけるサブバンド符号化方式のブロック図である。図18において、無線伝送フレーム構成手段ａ08は、グループ化スケールファクタ情報および再量子化出力信号を用いて符号化フレームを構成する手段である。基本的な構成は、図５に示した第３の実施の形態と同じである。
【０１２０】
上記のように構成された本発明の第５の実施の形態における符号化方式を、図18に示す符号化方式ブロック図、図19に示す無線伝送符号化方式フレーム構成例、図20に示す復号方式ブロック図で説明する。
【０１２１】
帯域分割手段ａ01において、符号化システムに入力されたサンプリング周波数ｆｓの符号化入力信号ｓ00を、符号化入力信号ｓ00のナイキスト周波数（ｆｓ／２）を全帯域とするｋ個の帯域に分割する。ここで、ｋは任意の整数としＭＰＥＧ１オーディオでは、ｋ＝32の帯域幅均等分割であるが、フィルタの構成手法に応じてｋ個の各分割帯域幅は予め決められた値であることを条件に、均等不均等のいずれをも選択し得るものとする。帯域分割手段における分割帯域数はｋ個であるが、帯域分割手段からはｎ帯域の帯域分割信号ｓ01が出力される。ここで、ｎは１から（ｋ−１）の任意の整数であるが、ｎの値は、20ｋＨｚ相当の分割帯域といったように、一般的な聴感上の上限周波数をもとに決定する。また、各帯域分割信号ｓ01は、周波数変調の一種を用い、ベースバンド信号にダウンサンプリングされたものである。
【０１２２】
スケールファクタ導出手段ａ02において、帯域分割手段ａ01と時間的同期を維持した上で、ｎ個の分割帯域ごとにフレーム時間長のサンプルに対応する帯域分割信号ｓ01の最大振幅レベルを検出したのち、最大振幅レベルを任意の値に正規化するための倍率係数であるスケールファクタを導出し、スケールファクタ情報ｓ02として出力する。ここで、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のスケールファクタ値は、最大倍率、つまり信号振幅最小値を示す倍率とする。また、以降の処理においても、入力信号のフレーム時間長のサンプルに対応する値を単位入力および出力として処理がなされる。正規化レベルに関しては、符号化ブロックにおいて最大入力音圧相当の値にするのが一般的である。
【０１２３】
グループ化スケールファクタ情報導出手段ａ03において、スケールファクタ情報ｓ02をｎ個の分割帯域からｍ個の帯域にグループ化し、グループ化スケールファクタ情報ｓ03として出力する。本実施の形態においては、ｋ＝32、ｎ＝27である。また、ｍはｎより小さい任意の自然数とし、１〜26までの値を取りうるが、音質面を考えた場合、グループ化は公知の特性である臨界帯域幅にのっとった形で実施されることが最も好ましい。
【０１２４】
ビット割り当て導出手段ａ04において、ｎ帯域分のグループ化スケールファクタ情報ｓ03よりｎ帯域ごとのビット割り当てを導出し、ビット割り当て情報ｓ04として出力する。ここで、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域の割り当て値は０、つまりビット割り当てなしとする。さらに再量子化手段ａ06において、ビット割り当て情報ｓ04およびグループ化スケールファクタ情報ｓ03に基づいて、帯域分割信号ｓ01を各分割帯域ごとに再量子化し、再量子化出力信号ｓ08を出力する。
【０１２５】
フレーム構成手段ａ08において、符号化フレーム同期検出用信号などの情報を付加したのち、グループ化スケールファクタ情報ｓ03および再量子化出力信号ｓ08を用いて、図19に示す符号化フレームを構成し、無線伝送符号化出力信号ｓ99として出力する。なお、図19におけるｓ03およびｓ08は、図18における各信号に対応するものである。図19のフレーム構成では、無線伝送用フレームと符号化フレームが概念的に統合されたものであり、図19における無線伝送付加情報syncにはフレーム同期用信号、クロック同期用信号などの同期捕捉用信号やダイバシティ切り替え、双方向切り替えなどで必要となるガードタイムなどの無線伝送に必要な情報が含まれている。
【０１２６】
フレーム同期用信号およびクロック同期用信号は、同期ワードと呼ばれるｕビット固定パターンをｖ回繰り返すことで表現される。ここで、ｕおよびｖは任意の整数であるが、システムとしては共に一貫して固定値とする。具体的な例としては、“1001”という４ビット固定パターンの同期ワードをｖ＝10回繰り返すことで同期用信号を形成する方法等がある。なお、フレーム同期信号およびクロック同期信号はそれぞれ構成されるだけではなく、１つの同期信号として共通に表現され、復号部においてクロック同期およびフレーム同期の各処理に分けて実施することも可能である。また、syncはフレームの時間的先頭に配置された形を取っているが、符号化処理と復号処理の間で一定の規則性を持った形で統一されていることを条件として、フレームにおける付加情報の位置は任意とする。またその他の情報の順番についても符号化処理と復号処理の間で統一されていることを条件に可変とする。
【０１２７】
図18の無線伝送符号化出力信号ｓ99は、変調された後、伝送周波数の搬送波に乗せられて送信される。送信された電波は、受信システムにおいて受信され、ベースバンド周波数に変換された後、復調され、無線伝送符号化復号処理が行なわれる。
【０１２８】
ここで、図20に示す復号処理について説明する。復号部の入力信号である復号入力信号ｓ10は、図19に示す無線伝送符号化方式フレーム構成を持つ信号であり、無線伝送フレーム解析手段ａ10において図19の各情報を解析する。具体的には、まず図19のsyncに基づいて無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理をおこない、グループ化スケールファクタ情報ｓ03および再量子化信号ｓ08を検出し、ｋ帯域に変換したグループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11をそれぞれ出力する。本実施の形態では、ｋ＝32、ｎ＝27である。また、ｍはｎより小さい任意の自然数とし、１〜26までの値を取りうるが、音質面を考えた場合、グループ化は公知の特性である聴感上の臨界帯域幅にのっとった形で実施されることが最も好ましい。
【０１２９】
グループ化スケールファクタ情報ｓ16では、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のスケールファクタ値は最大倍率、つまり信号振幅最小値を示す倍率に強制的に設定する。グループ化スケールファクタ情報、フレーム同期用信号およびクロック同期用信号は、同期ワードと呼ばれるｕビット固定パターンをｖ回繰り返すことで表現される。
【０１３０】
無線伝送フレーム解析手段ａ10からの各出力はフレーム単位で出力され、以降の処理はフレーム単位で実施される。また、以降の処理においても入力信号のフレーム時間長のサンプルに対応する値を単位入力および出力として処理がなされる。ビット割り当て導出手段ａ13において、ｎ帯域分のグループ化スケールファクタ情報よりｎ帯域ごとのビット割り当てを導出し、ビット割り当て情報ｓ17として出力する。ここで、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域の割り当て値は０、つまりビット割り当てなしとする。
【０１３１】
帯域分割信号導出手段ａ14において、ビット割り当て情報ｓ17に基づいて再量子化信号ｓ11を各分割帯域ごとに検出し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16をもとに帯域分割信号ｓ18を導出し、出力する。帯域合成手段ａ15において、帯域分割信号ｓ18を帯域合成し、復号出力信号ｓ19を出力する。帯域合成処理は、符号化処理同様、ナイキスト周波数（ｆｓ／２）を全帯域とするｋ個の帯域で構成されている。ここで、ｋは任意の整数とし、ＭＰＥＧ１オーディオではｋ＝32の帯域幅均等分割であるが、フィルタの構成手法に応じてｋ個の各分割帯域幅は予め決められた値であることを条件に、均等不均等のいずれをも選択し得るものとする。各帯域分割信号ｓ18は、周波数変調の一種を用い、ベースバンド信号にダウンサンプリングされたものである。復号出力信号ｓ19は、サンプリング周波数ｆｓの逆数の時間間隔で出力され、振幅レベルは、量子化ビット数に応じて２値表現されるものである。
【０１３２】
無線伝送符号化方式の他の例を、図18に示す符号化方式ブロック図、図21に示す無線伝送符号化方式フレーム構成例、図20に示す復号方式ブロック図で説明する。図18に示す符号化方式ブロックで符号化処理が実施され、無線伝送フレーム構成手段ａ08において、無線伝送符号化出力信号ｓ99が形成される。
【０１３３】
図18の無線伝送フレーム構成手段ａ08において、図21に示すように固定時間間隔ｈに１回、無線伝送付加情報syncだけで構成されたフレームを挿入する。図21におけるｓ03、ｓ08は、図18に示す各情報と対応している。また、ｓ03、ｓ08の各情報における括弧でくくられた末尾数字は、各情報の時間経過を示すものであり、ｇは２以上の任意の整数である。時間間隔ｈは、無線伝送符号化フレーム長（図21における▲１▼）×ｇと表現できる。
【０１３４】
図20に示す復号処理について説明する。復号部の入力信号である復号入力信号ｓ10は、図21に示す無線伝送符号化方式フレーム構成を持つ信号であり、無線伝送フレーム解析手段ａ10において図19の各情報を解析する。具体的には、まず固定時間間隔ｈで挿入されている、無線伝送付加情報syncのみで構成されたフレームを検出した後、図19のsyncに基づいて無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理をおこない、スケールファクタ更新情報ｓ03および再量子化信号ｓ08を検出し、ｋ帯域に変換したグループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11をそれぞれ出力する。
【０１３５】
グループ化スケールファクタ情報ｓ16では、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のスケールファクタ値は最大倍率、つまり信号振幅最小値を示す倍率に強制的に設定する。無線伝送付加情報syncのみで構成されたフレームの検出に関しては、ｈが固定時間間隔であることを利用して周期性を利用した処理を行う。該当フレーム検出処理後、全ての無線伝送付加情報を解析し、フレーム同期用信号、クロック同期用信号などの同期捕捉処理を充分おこなうことで、次フレーム以降の処理におけるフレーム同期およびクロック同期の各精度の向上をはかる。
【０１３６】
上記のように、本発明の第５の実施の形態では、無線伝送符号化方式を、符号化におけるフレーム長を伝送フレーム長とし、符号化時に受信側での同期捕捉用同期ワードなどの伝送に必要な情報を付加し、同期ワードにより符号化フレームの検出を同時におこなう構成としたので、無線伝送に用いられるサブバンド符号化におけるフレーム構成時に同期捕捉処理を実施して、システム全体の処理遅延時間を低減できる。
【０１３７】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態は、復号処理部のデジタル信号に対してデータ補間処理をするサブバンド復号方式である。
【０１３８】
図22は、本発明の第６の実施の形態における復号方式のブロック図である。図22において、フレーム補間処理手段ａ16は、フレーム補間制御信号に基いて復号出力信号を補間する手段である。図23は、フレーム補間制御処理タイミングチャートである。
【０１３９】
上記のように構成された本発明の第６の実施の形態を、図22に示す復号方式ブロック図、図23に示すフレーム補間制御処理タイミングチャートで説明する。符号化および無線伝送処理が実施され、図22に示す復号処理部に、復号入力信号ｓ10が入力される。復号入力信号ｓ10は、図23に示す無線伝送符号化方式フレーム構成を持つ信号である。
【０１４０】
無線伝送フレーム解析手段ａ10において、図23の各情報を解析する。グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08、無線伝送付加情報syncで構成されたフレームを検出した場合は、図23のsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理をおこない、スケールファクタ更新情報ｓ03および再量子化信号ｓ08を検出し、ｋ帯域に変換したグループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11をそれぞれ出力する。
【０１４１】
グループ化スケールファクタ情報ｓ16では、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のスケールファクタ値は最大倍率、つまり信号振幅最小値を示す倍率に強制的に設定する。固定時間間隔ｈの無線伝送付加情報syncだけで構成されたフレームの検出に関しては、ｈが固定時間間隔であることを利用して、周期性を考慮した検出処理を行う。該当フレーム検出処理後、フレーム同期用信号、クロック同期用信号などの同期捕捉処理を充分おこなうことで、次フレーム以降の処理におけるフレーム同期およびクロック同期の各精度の向上をはかる。
【０１４２】
無線伝送フレーム解析手段ａ10において、固定時間間隔ｈの無線伝送付加情報syncだけで構成されたフレームであるか、そうでないかにより、フレーム補間制御信号ｓ98を出力する。フレーム補間制御信号ｓ98は、図23に示すように、無線伝送付加情報syncだけで構成されたフレームである場合には、フレーム補間命令を示すmuteを出力し、そうでない場合は、符号化処理信号直接出力命令を示すoutputを出力する。muteおよびoutputは、状態を表すための２値信号であり、１命令あたりの情報量は任意とする。各命令と復号入力信号のタイミングは、図23に示すとおりである。以降、帯域合成までの処理に関しては、本発明第５の実施の形態における復号方式と同様な処理が実施される。
【０１４３】
図22における帯域合成手段ａ15より出力される復号出力信号ｓ19に対して、フレーム補間処理手段ａ16において、フレーム補間制御信号ｓ98の命令に基づいて、フレーム補間処理を実施し、補間出力信号ｓ97を出力する。具体的には、フレーム補間制御信号ｓ98の命令がmuteの場合は、フレーム補間処理を実施し、outputの場合は、復号出力信号ｓ19をそのまま出力する。また、フレーム補間処理は、一般的に用いられている音声補間処理を用い、図22に示す様に、デジタル処理部でのデジタル信号に対する補間処理である。
【０１４４】
データ補間処理をするサブバンド復号方式の他の例について、図24に示す復号方式ブロック図、図23に示すフレーム補間制御処理タイミングチャートで説明する。本発明の第５の実施の形態における符号化および無線伝送処理と同様な処理が実施され、図24に示す復号処理部に復号入力信号ｓ10が入力される。復号入力信号ｓ10は、図23に示す無線伝送符号化方式フレーム構成を持つ信号である。無線伝送フレーム解析手段ａ10において、図23の各情報を解析する。グループ化スケールファクタ情報ｓ03、無線伝送付加情報sync再量子化出力信号ｓ08で構成されたフレームを検出した場合は、図23のsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理をおこない、スケールファクタ更新情報ｓ03および再量子化信号ｓ08を検出し、ｋ帯域に変換したグループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11をそれぞれ出力する。
【０１４５】
グループ化スケールファクタ情報ｓ16では、（ｎ＋１）番目からｋ番目までの帯域のスケールファクタ値は最大倍率、つまり信号振幅最小値を示す倍率に強制的に設定する。固定時間間隔ｈの無線伝送付加情報syncだけで構成されたフレームを検出に関しては、ｈが固定時間間隔であることを利用して、周期性を考慮した検出処理を行う。該当フレーム検出処理後、フレーム同期用信号、クロック同期用信号などの同期捕捉処理を充分おこなうことで、次フレーム以降の処理におけるフレーム同期およびクロック同期の各精度の向上をはかる。
【０１４６】
無線伝送フレーム解析手段ａ10において、固定時間間隔ｈの無線伝送付加情報syncだけで構成されたフレームであるかそうでないかにより、フレーム補間制御信号ｓ98を出力する。フレーム補間制御信号ｓ95は、図23に示すように、無線伝送付加情報syncだけで構成されたフレームである場合には、フレーム補間命令を示すmuteを出力し、そうでない場合は、符号化処理信号直接出力命令を示すoutputを出力する。muteおよびoutputは、状態を表すための２値信号であり、１命令あたりの情報量は任意とする。各命令と復号入力信号のタイミングは図23に示すとおりである。以降、帯域合成までの処理に関しては、本発明第５の実施の形態における復号方式と同様な処理が実施される。
【０１４７】
図24における帯域合成手段ａ15より出力される復号出力信号ｓ19に対して、デジタル−アナログ変換手段ａ17においてデジタル−アナログ変換する。デジタル−アナログ変換手段ａ17より出力されるアナログ出力信号ｓ96に対し、フレーム補間処理手段ａ16において、フレーム補間制御信号ｓ98の命令に基づいてフレーム補間処理を実施し、補間出力信号ｓ97を出力する。具体的には、フレーム補間制御信号ｓ98の命令がmuteの場合は、フレーム補間処理を実施し、outputの場合は、アナログ出力信号ｓ19をそのまま出力する。フレーム補間処理は、一般的に用いられるフィルタリングなどの音声補間処理方式である。
【０１４８】
上記のように、本発明の第６の実施の形態では、サブバンド符号化方式を、復号処理部のデジタル信号に対してデータ補間処理をする構成としたので、１フレームのデータブランクが発生しても、ユーザーインターフェースレベルで検知されないようにすることができる。
【０１４９】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態は、符号化時に、ＢＣＨ符号や畳み込み符号を利用して、誤り訂正符号化処理を実施するサブバンド符号化方式である。
【０１５０】
図25は、本発明の第７の実施の形態における符号化方式のブロック図である。図25において、誤り訂正符号化手段ａ09は、グループ化スケールファクタ情報に基いて再量子化出力信号の誤り訂正を行う手段である。
【０１５１】
上記のように構成された本発明の第７の実施の形態における符号化方式を、図25に示す符号化方式ブロック図、図26に示す復号方式ブロック図、図27に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。本発明第５の実施の形態における符号化処理と同様な処理が、図25の再量子化手段ａ06まで実施され、グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08が得られる。
【０１５２】
グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08に対して、図28に示す対応関係で、誤り訂正符号化手段ａ09において誤り訂正符号化処理を実施し、誤り訂正符号化出力信号ｓ95を出力する。誤り訂正符号化手段ａ09における誤り訂正符号には、ブロック符号、畳み込み符号、連接符号等が用いられる。また、図27に示すフレーム構成図では、ｓ03、ｓ08の順番で誤り訂正符号化処理が実施されているが、入力信号処理順序に関しては符号化部、復号部で共通であり、予め定められた順序であることを条件に順序は任意とする。
【０１５３】
無線伝送フレーム構成手段ａ08において、誤り訂正符号化出力信号ｓ95に対して、図27に示すように、無線伝送付加情報syncを付加し、無線伝送フレームを構成した上で、無線伝送符号化出力信号ｓ99として出力する。無線伝送付加情報syncには、フレーム同期用信号、クロック同期用信号などの同期捕捉用信号や、ダイバシティ切り替え、双方向切り替えなどで必要となるガードタイムなどの無線伝送に必要な情報が含まれている。通常のグループ化スケールファクタ情報ｓ03、無線伝送付加情報sync、再量子化出力信号ｓ08から構成される無線伝送フレームのフレーム同期用信号およびクロック同期用信号は同期ワードと呼ばれるｕビット固定パターンをｖ回繰り返すことで表現される。
【０１５４】
図25の無線伝送符号化出力信号ｓ99は、変調された後、伝送周波数の搬送波に乗せられて送信される。送信された電波は、受信システムにおいて受信され、ベースバンド周波数に変換された後、復調され、無線伝送符号化復号処理をおこなう。
【０１５５】
ここで、図26に示す復号処理について説明する。復号処理部の入力信号である復号入力信号ｓ10に対し、無線伝送フレーム解析手段ａ10において、無線伝送付加情報syncの解析をおこない、無線伝送付加情報syncを除いた情報FECを誤り訂正符号化信号ｓ94として出力する。具体的な処理としては、図27に示すsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理を実施する。誤り訂正符号化信号ｓ94にもとづき、誤り訂正符号化復号手段ａ18において誤り訂正復号処理を実施し、スケールファクタフラグ情報ｓ13、スケールファクタ更新情報ｓ12および再量子化信号ｓ11を検出したのち、各信号を出力する。誤り訂正符号化復号処理に関しては、誤り訂正符号化処理と対応した形で実施されることを条件とする。以降の復号処理に関しては、本発明第５の実施の形態における復号処理と同様な処理が実施される。
【０１５６】
異なる訂正能力をもつ２つの誤り訂正処理をする例を、図25に示す符号化方式ブロック図、図26に示す復号方式ブロック図、図28に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。本実施の形態における符号化処理と同様な処理が、図25の再量子化手段ａ06まで実施され、グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08が得られる。グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08に対して、誤り訂正符号化手段ａ09において誤り訂正符号化処理を実施する。誤り訂正符号化手段ａ09における誤り訂正符号化処理は、図28のフレーム構成図に示すｓ03、ｓ08の各情報に対して、それぞれ異なる訂正能力を持つ誤り訂正符号化処理を実施し、ｓ03、ｓ08に対応した形で誤り訂正符号語ＦＥＣ１、ＦＥＣ2をそれぞれ導出し、図28に示すフレームを構成した上で、誤り訂正符号化出力信号ｓ95を出力する。異なる誤り訂正符号化処理に関しては、ｓ03、ｓ08の順番で強力な誤り訂正能力を持つものとする。これは、ビット割り当て情報の導出処理などに関して、ｓ03、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。ここで、誤り訂正符号化処理およびＦＥＣ1、ＦＥＣ2の各誤り訂正符号語の順序に関しては、符号化部、復号部で共通であり、予め定められた順序であることを条件に順序は任意とする。
【０１５７】
無線伝送フレーム構成手段ａ08において、誤り訂正符号化出力信号ｓ95に対して、図28に示すように、無線伝送付加情報syncを付加し、無線伝送フレームを構成した上で、無線伝送符号化出力信号ｓ99として出力する。無線伝送付加情報syncには、フレーム同期用信号、クロック同期用信号などの同期捕捉用信号や、ダイバシティ切り替え、双方向切り替えなどで必要となるガードタイムなどの無線伝送に必要な情報が含まれている。
【０１５８】
図25の無線伝送符号化出力信号ｓ99は、変調された後、伝送周波数の搬送波に乗せられて送信される。送信された電波は、受信システムにおいて受信され、ベースバンド周波数に変換された後、復調され、無線伝送符号化復号処理をおこなう。
【０１５９】
ここで、図26に示す復号処理について説明する。復号処理部の入力信号である復号入力信号ｓ10に対し、無線伝送フレーム解析手段ａ10において、無線伝送付加情報syncの解析をおこない、無線伝送付加情報syncを除いた情報ＦＥＣを、誤り訂正符号化信号ｓ94として出力する。具体的な処理としては、図27に示すsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理を実施する。誤り訂正符号化信号ｓ94にもとづき、誤り訂正符号化復号手段ａ18において、図28におけるＦＥＣ１、ＦＥＣ２の各誤り訂正符号語に対して、それぞれ訂正能力の異なる誤り訂正復号処理を実施し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11を検出したのち、各信号を出力する。各訂正能力の異なる誤り訂正符号化復号処理に関しては、誤り訂正符号化処理と対応した復号処理が実施されることを条件とする。
【０１６０】
ＢＣＨ符号を利用する例を、図29に示す符号化方式ブロック図、図30に示す復号方式ブロック図、図31に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。本発明第７の実施の形態における符号化処理と同様な処理が、図29の再量子化手段ａ06まで実施され、グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08が得られる。
【０１６１】
グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08に対して、ＢＣＨ符号化手段ａ99においてＢＣＨ符号化処理を実施する。ＢＣＨ符号化手段ａ99におけるＢＣＨ符号化処理は、図31のフレーム構成図に示すｓ03、ｓ08の各情報に対して、それぞれ異なる訂正能力を持つＢＣＨ符号化処理を実施する。ｓ03、ｓ08に対応した形でＢＣＨ符号語ＢＣＨ１、ＢＣＨ２をそれぞれ導出し、図31に示すフレームを構成した上で、ＢＣＨ符号化出力信号ｓ93を出力する。異なるＢＣＨ符号化処理に関しては、ｓ03、ｓ08の順番で強力な誤り訂正能力を持つものとする。これはビット割り当て情報の導出処理などに関して、ｓ03、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。ここで、ＢＣＨ符号化処理およびＢＣＨ１、ＢＣＨ２の各ＢＣＨ符号語の順序に関しては、符号化部、復号部で共通であり、予め定められた順序であることを条件に順序は任意とする。
【０１６２】
無線伝送フレーム構成手段ａ08において、ＢＣＨ符号化出力信号ｓ93に対して、図31に示すように、無線伝送付加情報syncを付加し、無線伝送フレームを構成した上で、無線伝送符号化出力信号ｓ99として出力する。
【０１６３】
図29の無線伝送符号化出力信号ｓ99は、変調された後、伝送周波数の搬送波に乗せられて送信される。送信された電波は受信システムにおいて受信され、ベースバンド周波数に変換された後、復調され無線伝送符号化復号処理をおこなう。
【０１６４】
ここで、図30に示す復号処理について説明する。復号処理部の入力信号である復号入力信号ｓ10に対し、無線伝送フレーム解析手段ａ10において、無線伝送付加情報syncの解析をおこない、無線伝送付加情報syncを除いた情報ＢＣＨ１、ＢＣＨ２をＢＣＨ符号化信号ｓ92として出力する。具体的な処理としては、図31に示すsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理を実施する。ＢＣＨ符号化信号ｓ92にもとづき、ＢＣＨ符号化復号手段ａ98において、図31におけるＢＣＨ１、ＢＣＨ２の各ＢＣＨ符号語に対して、それぞれ訂正能力の異なるＢＣＨ復号処理を実施し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11を検出したのち、各信号を出力する。各訂正能力の異なるＢＣＨ符号化復号処理に関しては、ＢＣＨ符号化処理と対応した復号処理が実施されることを条件とする。
【０１６５】
畳み込み符号を使用した符号化方式を、図32に示す符号化方式ブロック図、図33に示す復号方式ブロック図、図34に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。符号化処理が、図32の再量子化手段ａ06まで実施され、グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08が得られる。
【０１６６】
グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08に対して、畳み込み符号化手段ａ97において、畳み込み符号化処理を実施する。畳み込み符号化手段ａ97における畳み込み符号化処理は、図34のフレーム構成図に示すｓ03、ｓ08の各情報に対して、それぞれ異なる訂正能力を持つ畳み込み符号化処理を実施し、ｓ03、ｓ08に対応した形で畳み込み符号語ＣＮＶ1、ＣＮＶ2をそれぞれ導出し、図34に示すフレームを構成した上で、畳み込み符号化出力信号ｓ91を出力する。異なる畳み込み符号化処理に関しては、ｓ03、ｓ08の順番で強力な誤り訂正能力を持つものとする。これは、ビット割り当て情報の導出処理などに関して、ｓ03、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。ここで、畳み込み符号化処理およびＣＮＶ1、ＣＮＶ2の各畳み込み符号語の順序に関しては、符号化部、復号部で共通であり、予め定められた順序であることを条件に順序は任意とする。
【０１６７】
無線伝送フレーム構成手段ａ08において、畳み込み符号化出力信号ｓ91に対して、図34に示すように、無線伝送付加情報syncを付加し、無線伝送フレームを構成した上で、無線伝送符号化出力信号ｓ99として出力する。
【０１６８】
図32の無線伝送符号化出力信号ｓ99は、変調された後、伝送周波数の搬送波に乗せられて送信される。送信された電波は、受信システムにおいて受信され、ベースバンド周波数に変換された後、復調され、無線伝送符号化復号処理をおこなう。
【０１６９】
ここで、図33に示す復号処理について説明する。復号処理部の入力信号である復号入力信号ｓ10に対し、無線伝送フレーム解析手段ａ10において無線伝送付加情報syncの解析をおこない、無線伝送付加情報syncを除いた情報ＣＮＶ1、ＣＮＶ2を畳み込み符号化信号ｓ90として出力する。具体的な処理としては、図34に示すsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理を実施する。畳み込み符号化信号ｓ90にもとづき、畳み込み符号化復号手段ａ96において、図34におけるＣＮＶ1、ＣＮＶ2の各畳み込み符号化符号語に対して、それぞれ訂正能力の異なる畳み込み符号化復号処理を実施し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11を検出したのち、各信号を出力する。各訂正能力の異なる畳み込み符号化復号処理に関しては、畳み込み符号化処理と対応した復号処理が実施されることを条件とする。
【０１７０】
訂正能力の異なる２つの誤り訂正符号を利用する例を、図25に示す符号化方式ブロック図、図26に示す復号方式ブロック図、図35に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。本実施の形態における符号化処理と同様な処理が、図25の再量子化手段ａ06まで実施され、グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08が得られる。グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08に対して、誤り訂正符号化手段ａ09において誤り訂正符号化処理を実施する。誤り訂正符号化手段ａ09における誤り訂正符号化処理は、図35のフレーム構成図に示すｓ03、ｓ08の各情報に対してそれぞれ２方式の誤り訂正符号化処理を実施し、ｓ03、ｓ08に対応した形で誤り訂正符号語ＦＥＣＡ、ＦＥＣＢをそれぞれ導出し，図35に示すフレームを構成した上誤り訂正符号化出力信号ｓ95を出力する。異なる誤り訂正符号化処理に関しては、ブロック符号化、畳み込み符号化等のうち２つの異なる符号化方式にて処理を実施し、ｓ03、ｓ08の順番で強力な誤り訂正能力を持つものとする。訂正能力の理由はビット割り当て情報の導出処理などに関して、ｓ03、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。ここで、誤り訂正符号化処理およびＦＥＣＡ、ＦＥＣＢの各誤り訂正符号語の順序に関しては、符号化部、復号部で共通であり、予め定められた順序であることを条件に順序は任意とする。
【０１７１】
図32の無線伝送符号化出力信号ｓ99は、変調された後、伝送周波数の搬送波に乗せられて送信される。送信された電波は、受信システムにおいて受信され、ベースバンド周波数に変換された後、復調され、無線伝送符号化復号処理をおこなう。
【０１７２】
ここで、図26に示す復号処理について説明する。復号処理部の入力信号である復号入力信号ｓ10に対し、無線伝送フレーム解析手段ａ10において、無線伝送付加情報syncの解析をおこない、無線伝送付加情報syncを除いた情報ＦＥＣＡ、ＦＥＣＢを誤り訂正符号化信号ｓ94として出力する。具体的な処理としては、図35に示すsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理を実施する。誤り訂正符号化信号ｓ94にもとづき、誤り訂正符号化復号手段ａ18において、図35におけるＦＥＣＡ、ＦＥＣＢの各誤り訂正符号化符号語に対して、それぞれ異なる方式の誤り訂正符号化復号処理を実施し、スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11を検出したのち、各信号を出力する。各方式の異なる誤り訂正符号化復号処理に関しては、誤り訂正符号化処理と対応した復号処理が実施されることを条件とする。
【０１７３】
畳み込み符号とＢＣＨ符号を利用する例を、図25に示す符号化方式ブロック図、図26に示す復号方式ブロック図、図36に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。本実施の形態における符号化処理と同様な処理が、図25の再量子化手段ａ06まで実施されグループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08が得られる。グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08に対して、誤り訂正符号化手段ａ09において、誤り訂正符号化処理を実施する。誤り訂正符号化手段ａ09における誤り訂正符号化処理は、図36のフレーム構成図に示すｓ03、ｓ08の各情報に対して、畳み込み符号化とＢＣＨ符号化の２つの誤り訂正符号化処理を実施し、ｓ03、ｓ08に対応した形で誤り訂正符号語ＣＮＶ1、ＢＣＨ1をそれぞれ導出し、図36に示すフレームを構成した上、誤り訂正符号化出力信号ｓ95を出力する。誤り訂正符号化処理に関して、図36の例では、ｓ03に対しては畳み込み符号化、ｓ08に対してはＢＣＨ符号化の各処理処理を実施し、各符号語ＣＮＶ1、ＢＣＨ1を導出しているが、これら２方式の組み合わせおよび訂正能力に関しては、予め符号化−復号処理間で統一されていることを条件に任意とする。ただし、ｓ03、ｓ08の順番で強力な誤り訂正能力を持つものとする。訂正能力の理由は、ビット割り当て情報の導出処理などに関して、ｓ03、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。また、図36のｓ95およびｓ99におけるＣＮＶ1、ＢＣＨ1の各誤り訂正符号語の順序に関しては、符号化部、復号部で共通であり、予め定められた順序であることを条件に順序は任意とする。
【０１７４】
図32の無線伝送符号化出力信号ｓ99は、変調された後、伝送周波数の搬送波に乗せられて送信される。送信された電波は、受信システムにおいて受信され、ベースバンド周波数に変換された後、復調され、無線伝送符号化復号処理をおこなう。
【０１７５】
ここで、図26に示す復号処理について説明する。復号処理部の入力信号である復号入力信号ｓ10に対し、無線伝送フレーム解析手段ａ10において無線伝送付加情報syncの解析をおこない、無線伝送付加情報syncを除いた情報ＣＮＶ1、ＢＣＨ1を誤り訂正符号化信号ｓ94として出力する。具体的な処理としては、図36に示すsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理を実施する。誤り訂正符号化信号ｓ94にもとづき、誤り訂正符号化復号手段ａ18において、図36におけるＣＮＶ1,ＢＣＨ1の各誤り訂正符号化符号語に対して、それぞれ異なる方式の誤り訂正符号化復号処理を実施し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11を検出したのち、各信号を出力する。ＢＣＨ符号化および畳み込み符号化の各方式の復号処理に関しては、誤り訂正符号化処理と対応した復号処理が実施されることを条件とする。
【０１７６】
畳み込み符号とＢＣＨ符号を利用する他の例を、図25に示す符号化方式ブロック図、図26に示す復号方式ブロック図、図37に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。符号化処理が図25の再量子化手段ａ06まで実施され、グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08が得られる。グループ化スケールファクタ情報ｓ03、再量子化出力信号ｓ08の一部の情報であるｓ08ａに対して、誤り訂正符号化手段ａ09において、誤り訂正符号化処理を実施する。誤り訂正符号化手段ａ09における誤り訂正符号化処理は、図37のフレーム構成図に示すｓ03、ｓ08ａの各情報に対して、畳み込み符号化とＢＣＨ符号化の２つの誤り訂正符号化処理を実施し、ｓ03、ｓ08ａに対応した形で誤り訂正符号語ＣＮＶ1、ＢＣＨ1をそれぞれ導出し、図37に示すフレームを構成した上、誤り訂正符号化出力信号ｓ95を出力する。ここで、ｓ08ａ、ｓ08ｂは以下に示す関係が成り立つ。
（ｓ08の情報量）＝（ｓ08ａの情報量）＋（ｓ08ｂの情報量）
【０１７７】
誤り訂正符号化処理に関して、図37の例では、ｓ03に対しては畳み込み符号化、ｓ08ａに対してはＢＣＨ符号化の各処理処理を実施し、各符号語ＣＮＶ1、ＢＣＨ1を導出しているが、これら２方式の組み合わせおよび訂正能力に関しては、予め符号化−復号処理間で統一されていることを条件に任意とする。ただし、ｓ03、ｓ08ａの順番で強力な誤り訂正能力を持つものとする。訂正能力の理由は、ビット割り当て情報の導出処理などに関して、ｓ03、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。また、図37のｓ95およびｓ99におけるＣＮＶ1、ＢＣＨ1の各誤り訂正符号語の順序に関しては、符号化部、復号部で共通であり、予め定められた順序であることを条件に順序は任意とする。
【０１７８】
無線伝送フレーム構成手段ａ08において、誤り訂正符号化出力信号ｓ95に対して、図37に示すように、無線伝送付加情報syncを付加し、無線伝送フレームを構成した上で、無線伝送符号化出力信号ｓ99として出力する。
【０１７９】
図32の無線伝送符号化出力信号ｓ99は、変調された後、伝送周波数の搬送波に乗せられて送信される。送信された電波は、受信システムにおいて受信され、ベースバンド周波数に変換された後、復調され、無線伝送符号化復号処理をおこなう。
【０１８０】
ここで、図26に示す復号処理について説明する。復号処理部の入力信号である復号入力信号ｓ10に対し、無線伝送フレーム解析手段ａ10において、無線伝送付加情報syncの解析をおこない、無線伝送付加情報syncを除いた情報ＣＮＶ1、ＢＣＨ1、ｓ08ｂを、誤り訂正符号化信号ｓ94として出力する。具体的な処理としては、図37に示すsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理を実施する。誤り訂正符号化信号ｓ94にもとづき、誤り訂正符号化復号手段ａ18において、図37におけるＣＮＶ1、ＢＣＨ1の各誤り訂正符号化符号語に対して、ＢＣＨ符号化、畳み込み符号化それぞれの誤り訂正符号化復号処理を実施し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11を検出したのち、各信号を出力する。ＢＣＨ符号化および畳み込み符号化の各方式の復号処理に関しては、誤り訂正符号化処理と対応した復号処理が実施されることを条件とする。
【０１８１】
上記のように、本発明の第７の実施の形態では、サブバンド符号化方式を、符号化時に、ＢＣＨ符号や畳み込み符号を利用して、誤り訂正符号化処理を実施する構成としたので、フレーム構成時に誤り訂正処理を実施して、システム全体の処理遅延時間を低減できる。
【０１８２】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態は、再量子化出力信号を、符号誤りによる影響を考慮した形で並び替えるサブバンド符号化方式である。
【０１８３】
本発明の第８の実施の形態を、図25に示す符号化方式ブロック図、図26に示す復号方式ブロック図、図37に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。図25における符号化処理の誤り訂正符号化手段ａ09において、入力される再量子化出力信号ｓ08を、符号誤りに対する重み付けをするために並び替える。具体的には、再量子化出力信号ｓ08を、第１番目から第ｎ番目の分割帯域の順で、再量子化出力信号におけるＭＳＢを並べ、以降同様に、ＬＳＢまで並べていく。並び替え処理において、該当ビットにビット割り当てがない場合は、該当ビットは飛ばすこととする。並び替え処理により、再量子化出力信号ｓ08を、符号誤りに対する重み付けに順じて誤り訂正をかけることが可能となる。誤り訂正符号化復号処理については、図26の誤り訂正符号化復号手段ａ18において、並び替え処理を考慮して再量子化信号ｓ11を導出する。
【０１８４】
上記のように、本発明の第８の実施の形態では、サブバンド符号化方式を、再量子化出力信号を、符号誤りによる影響を考慮した形で並び替える構成としたので、ユーザーインターフェースレベルでの符号誤りによる劣化を低減することができる。
【０１８５】
（第９の実施の形態）
本発明の第９の実施の形態は、符号誤りビット数がしきい値以上である場合には、フレーム補間処理を行い、そうでない場合は、符号化処理信号を直接出力する復号方式である。
【０１８６】
図38は、本発明の第９の実施の形態における復号方式のブロック図である。図38において、フレーム補間処理手段ａ16は、誤り検出信号に基いてアナログ出力信号の補間処理を行なう手段である。
【０１８７】
上記のように構成された本発明の第９の実施の形態における復号方式を、図38に示す復号方式ブロック図、図27に示す誤り訂正符号化符号化処理フレーム構成図で説明する。本発明の実施の形態における符号化および無線伝送処理と同様な処理が実施され、図38に示す復号処理部に復号入力信号ｓ10が入力される。復号入力信号ｓ10は、図27に示す無線伝送符号化出力信号ｓ99と同様な無線伝送符号化方式フレーム構成を持つ信号であり、無線伝送フレーム解析手段ａ10において、図27の無線伝送付加情報syncを検出する。
【０１８８】
検出したsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理をおこない、無線伝送付加情報syncを除いた情報ＦＥＣを、誤り訂正符号化信号ｓ94として出力する。誤り訂正符号化信号ｓ94にもとづき、誤り訂正符号化復号手段ａ18において、誤り訂正符号化符号語ＦＥＣに対して誤り訂正符号化復号処理を実施し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11を検出したのち、各信号を出力する。
【０１８９】
誤り訂正符号化処理に用いられる誤り符号符号化方式は、畳み込み符号化、ＢＣＨ符号化など、予め符号化−復号処理において統一されていることを条件に任意とする。同様に、１つもしくは２つ以上の誤り訂正符号化処理、１つもしくは２つ以上の誤り訂正方式による符号化処理、誤り訂正符号化の訂正能力、誤り訂正符号化処理を実施しない部分を持つ符号化処理に関しても、予め符号化−復号処理において統一されていることを条件に任意とする。
【０１９０】
誤り訂正符号化復号手段ａ18において、１フレームにおける符号誤りビット数を検出し、符号誤りビット数が、予め定められたしきい値以上であるか否かを判断して、誤り検出信号ｓ89を出力する。誤り検出信号ｓ89は、符号誤りビット数がしきい値以上である場合には、フレーム補間処理を要求する命令となる。そうでない場合は、符号化処理信号直接出力を要求する命令となる。誤り検出信号ｓ89は、状態を表すための２値信号であり、１命令あたりの情報量は任意とする。以降、帯域合成までの処理に関しては、本発明の実施の形態における復号方式と同様な処理が実施される。
【０１９１】
図38における帯域合成手段ａ15より出力される復号出力信号ｓ19に対して、フレーム補間処理手段ａ16において、誤り検出信号ｓ89の命令に基づいて、フレーム補間処理を実施し、補間出力信号ｓ97を出力する。具体的には、誤り検出信号ｓ89の命令がフレーム補間処理要求の場合は、フレーム補間処理を実施し、符号化処理信号直接出力要求の場合は、復号出力信号ｓ19をそのまま出力する。また、フレーム補間処理は、一般的に用いられている音声補間処理を用い、図38に示す様に、デジタル処理部でのデジタル信号に対する補間処理とする。
【０１９２】
フレーム補間処理の他の例を、図39に示す復号方式ブロック図、図27に示す誤り訂正符号化符号化処理フレーム構成図で説明する。本発明の実施の形態における符号化および無線伝送処理と同様な処理が実施され、図39に示す復号処理部に復号入力信号ｓ10が入力される。復号入力信号ｓ10は、図27に示す無線伝送符号化出力信号ｓ99と同様な無線伝送符号化方式フレーム構成を持つ信号であり、無線伝送フレーム解析手段ａ10において、図27の無線伝送付加情報syncを検出する。検出したsyncに基づいて、無線伝送符号化フレームおよび復号側クロックの同期捕捉をおこなった上で、ガードタイム内にダイバシティ切り替え、双方向切り替えなど無線伝送に必要な処理をおこない、無線伝送付加情報syncを除いた情報ＦＥＣを、誤り訂正符号化信号ｓ94として出力する。
【０１９３】
誤り訂正符号化信号ｓ94にもとづき、誤り訂正符号化復号手段ａ18において、誤り訂正符号化符号語ＦＥＣに対して、誤り訂正符号化復号処理を実施し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16および再量子化信号ｓ11を検出したのち、各信号を出力する。誤り訂正符号化処理に用いられる誤り符号符号化方式は、畳み込み符号化、ＢＣＨ符号化など、予め符号化−復号処理において統一されていることを条件に任意とする。同様に、１つもしくは２つ以上の誤り訂正符号化処理、１つもしくは２つ以上の誤り訂正方式による符号化処理、誤り訂正符号化の訂正能力、誤り訂正符号化処理を実施しない部分を持つ符号化処理に関しても、予め符号化−復号処理において統一されていることを条件に任意とする。
【０１９４】
誤り訂正符号化復号手段ａ18において、１フレームにおける符号誤りビット数を検出し、符号誤りビット数が予め定められたしきい値以上であるか否かを判断して、誤り検出信号ｓ89を出力する。誤り検出信号ｓ89は、符号誤りビット数がしきい値以上である場合には、フレーム補間処理を要求する命令となる。そうでない場合は、符号化処理信号直接出力を要求する命令となる。誤り検出信号ｓ89は、状態を表すための２値信号であり、１命令あたりの情報量は任意とする。以降、帯域合成までの処理に関しては、本発明の実施の形態における復号方式と同様な処理が実施される。
【０１９５】
図39における帯域合成手段ａ15より出力される復号出力信号ｓ19に対して、デジタル−アナログ変換手段ａ17においてデジタル−アナログ変換する。デジタル−アナログ変換手段ａ17より出力されるアナログ出力信号ｓ96に対し、フレーム補間処理手段ａ16において、フレーム補間制御信号ｓ98の命令に基づいて、フレーム補間処理を実施し、補間出力信号ｓ97を出力する。具体的には、誤り検出信号ｓ89の命令がフレーム補間処理要求の場合は、フレーム補間処理を実施し、アナログ出力信号直接出力要求の場合は、アナログ出力信号ｓ96をそのまま出力する。フレーム補間処理は、一般的に用いられるフィルタリングなどの音声補間処理方式とする。
【０１９６】
上記のように、本発明の第９の実施の形態では、復号方式を、符号誤りビット数がしきい値以上である場合には、フレーム補間処理を行い、そうでない場合は、符号化処理信号を直接出力する構成としたので、訂正できない誤りが無線伝送で発生しても、ユーザーインターフェースレベルでは気づかない程度に修復することができる。
【０１９７】
（第10の実施の形態）
本発明の第10の実施の形態は、符号化のフレーム構成時にインターリーブ処理を、復号処理の無線伝送フレーム解析時にデインターリーブ処理を実施する符号化方式である。
【０１９８】
本発明の第10の実施の形態を、図25、29、32、38に示す符号化方式ブロック図、図26、30、33、39に示す復号方式ブロック図で説明する。符号化処理に関しては、図25、29、32、38に示す符号化方式ブロック図の無線伝送フレーム構成手段ａ08において、誤り訂正符号化処理後の符号化出力信号に対してインターリーブ処理を実施し、無線伝送付加情報syncを付加した後、無線伝送符号化出力信号ｓ99として出力する。インターリーブ処理に関しては、一般的なストレートインターリーブやクロスインターリーブを用い、メモリ、バッファ等から構成される手段を利用するものである。
【０１９９】
復号処理に関しては、図26、30、33、39に示す復号方式ブロック図の無線伝送フレーム解析手段ａ10において、復号入力信号ｓ10に対して無線伝送付加情報syncを検出、解析した後、デインターリーブ処理を実施し、さらに、デインターリーブ処理後の情報を、誤り訂正符号化復号処理の入力信号として出力する。ストレート、クロス等のインターリーブ方式、ロー、カラムのビット数に関しては、符号化−復号処理部において統一されており、以下の条件を満足することを条件に任意とする。
（ロービット数×カラムビット数）
≦（無線伝送符号化出力信号ｓ99の情報量−無線伝送付加情報syncの情報量）
【０２００】
上記のように、本発明の第10の実施の形態では、符号化方式を、符号化のフレーム構成時にインターリーブ処理を、復号処理の無線伝送フレーム解析時にデインターリーブ処理を実施する構成としたので、無線伝送に用いられるサブバンド符号化におけるフレーム構成時にインターリーブ処理を実施して、システム全体の処理遅延時間を低減できる。
【０２０１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、サブバンド符号化方式を、符号化入力信号の帯域分割をおこない帯域分割信号を出力する帯域分割手段と、帯域分割信号の各信号出力レベルに応じてスケールファクタを導出するスケールファクタ導出手段と、スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を計算するビット割り当て導出手段と、帯域分割信号とスケールファクタ情報およびビット割り当て情報に基づいて再量子化をおこない再量子化出力信号を出力する再量子化手段と、再量子化出力信号とスケールファクタ情報を基に符号化フレームを構成し符号化出力信号を出力するフレーム構成手段と、可聴帯域の上限周波数に基づいて再量子化信号の分割帯域数を制限する手段とを具備する構成としたので、アプリケーションに応じて処理上限周波数を設定し、符号化処理において処理する分割帯域を制限することにより、サブバンド符号化における符号化ビットレートおよび符号化処理量を共に低減することができるという効果が得られる。
【０２０２】
また、サブバンド復号方式を、サブバンド符号化信号を復号入力信号としてフレーム同期を取った上で再量子化信号とスケールファクタ情報を検出し出力するフレーム解析手段と、スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出するビット割り当て導出手段と、スケールファクタ情報およびビット割り当て情報に基づいて再量子化信号より帯域分割信号を導出する帯域分割信号導出手段と、帯域分割信号より帯域合成をおこなう帯域合成手段とを具備する構成としたので、アプリケーションに応じて処理上限周波数を設定し、復号処理において処理する分割帯域を制限することにより、サブバンド符号化復号処理における処理量を低減できるという効果が得られる。
【０２０３】
また、スケールファクタ情報を基にグループ化スケールファクタ情報を導出するグループ化スケールファクタ情報導出手段と、グループ化スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出し出力するビット割り当て導出手段と、グループ化スケールファクタ情報を基に帯域分割信号を再量子化し再量子化出力信号を出力する再量子化手段と、グループ化スケールファクタ情報と再量子化出力信号より符号化出力信号を生成するフレーム構成手段と、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報を導出する手段とを備えたので、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報を導出することで、サブバンド符号化における符号化ビットレートおよび符号化処理量を共に低減できるという効果が得られる。
【０２０４】
また、サブバンド符号化信号を復号入力信号としてフレーム同期を取った上で再量子化信号とグループ化スケールファクタ情報を検出し出力するフレーム解析手段と、グループ化スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出するビット割り当て導出手段と、グループ化スケールファクタ情報とビット割り当て情報と再量子化信号を基に帯域分割信号を導出する帯域分割信号導出手段とを備えたので、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報を導出することで、サブバンド符号化復号処理における符号化処理量を低減できるという効果が得られる。
【０２０５】
また、（（符号化入力信号サンプリング周波数／２）／（帯域分割数）×（上限周波数分割帯域番号））≧（アプリケーション上の上限周波数）を満足する最も小さい整数に基づいて上限周波数分割帯域番号を決定して符号化処理上限周波数を設定する手段を設けたので、サブバンド符号化における符号化ビットレートおよび符号化処理量を共に低減できるという効果が得られる。
【０２０６】
また、（サンプリング周波数）／２の帯域内を32の分割帯域に分けて処理する場合に、スケールファクタ情報を６〜20帯域群にグループ化して処理する手段を設けたので、サブバンド符号化における符号化ビットレートおよび符号化処理量を共に低減できるという効果が得られる。
【０２０７】
また、符号化フレーム長を（分割帯域数）／（サンプリング周波数）にする手段を設けたので、サブバンド符号化、復号処理における処理遅延時間を低減できるという効果が得られる。
【０２０８】
また、符号化フレーム長を（分割帯域数）×２／（サンプリング周波数）にする手段を設けたので、サブバンド符号化、復号処理における処理遅延時間を低減できるという効果が得られる。
【０２０９】
また、ビット割り当て導出手段に、各分割帯域ごとにスケールファクタ情報とグループ化された帯域内における最小可聴曲線の最小値との比を求める手段と、最小可聴値を考慮した全帯域のエネルギー比率に基づいてビット割り当て情報を導出する手段とを設けたので、サブバンド符号化、復号処理のビット割り当て情報の導出における処理量を低減できるという効果が得られる。
【０２１０】
また、ビット割り当て導出手段に、各分割帯域ごとにスケールファクタ情報とグループ化された帯域内における最小可聴曲線の平均値との比を求める手段と、最小可聴値を考慮した全帯域のエネルギー比率に基づいてビット割り当て情報を導出する手段とを設けたので、サブバンド符号化、復号処理のビット割り当て情報の導出における処理量を低減できるという効果が得られる。
【０２１１】
また、ビット割り当て導出手段に、ビット割り当て情報の整数化処理において小数点以下切り捨てにより発生する割り当て可能な余りビットを、エネルギー比率における小数点以下の値の大きい帯域順に割り当てていく手段を設けたので、サブバンド符号化、復号処理のビット割り当て情報の導出における符号化ビットの有効利用および処理量低減ができるという効果が得られる。
【０２１２】
また、ビット割り当て情報導出手段に、周波数領域における重み付け係数をかけた状態でビット割り当て情報を導出する手段を設けたので、サブバンド符号化、復号処理のビット割り当て情報の導出における符号化ビットの有効利用と処理量低減と音質向上ができるという効果が得られる。
【０２１３】
また、ビット割り当て情報導出手段に、各分割帯域のスケールファクタ情報ごとの重み付け係数をかけた状態でビット割り当て情報を導出する手段を設けたので、サブバンド符号化、復号処理のビット割り当て情報の導出における符号化ビットの有効利用と処理量低減と音質向上ができるという効果が得られる。
【０２１４】
また、符号化におけるフレーム長を伝送フレーム長とする手段と、符号化時に同期ワードなどの伝送に必要な情報を付加する手段とを設けたので、符号化方式を無線伝送に用いた場合の伝送路符号化および復号処理におけるバッファリング時間を短縮した上で符号化ビットレートを低減できるという効果が得られる。
【０２１５】
また、フレーム内の全ての情報が同期捕捉用同期ワードであるフレームを一定の時間間隔ごとに伝送する手段を設けたので、符号化方式を無線伝送に用いた場合の伝送誤りによるスケールファクタ情報劣化からの復帰時間を短縮できるという効果が得られる。
【０２１６】
また、一定の時間間隔で送られてくる同期捕捉用同期ワードのみで構成されるフレームをミュート処理する手段と、データ補間処理を復号処理部のデジタル信号に対して実施する手段とを設けたので、符号化および復号方式により発生する１フレーム分のデータブランクをユーザーインターフェースレベルで検知されないようにできるという効果が得られる。
【０２１７】
また、一定の時間間隔で送られてくる同期捕捉用同期ワードのみで構成されるフレームをミュート処理する手段と、データ補間処理を復号処理部のアナログ信号に対して実施する手段とを設けたので、符号化および復号方式により発生する１フレーム分のデータブランクをユーザーインターフェースレベルで検知されないようにできるという効果が得られる。
【０２１８】
また、符号化時に誤り訂正符号化処理を実施する手段を設けたので、符号化方式を無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減し、かつシステムの処理量を軽減できるという効果が得られる。
【０２１９】
また、符号化フレームを構成する各情報の誤り耐性に応じて訂正能力の異なる誤り訂正符号化処理を実施する手段を設けたので、符号化方式を無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減し、かつ符号化ビットレートの低減できるという効果が得られる。
【０２２０】
また、ＢＣＨ符号を用いる手段を設けたので、符号化方式を無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減し、かつ符号化ビットレートの低減できるという効果が得られる。
【０２２１】
また、畳み込み符号を用いる手段を設けたので、符号化方式を無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減し、かつ符号化ビットレートの低減できるという効果が得られる。
【０２２２】
また、符号化フレームを構成する各情報の誤り耐性に応じて異なる誤り訂正符号を用いる誤り訂正符号化処理手段を設けたので、符号化方式を無線伝送にいた場合の伝送誤りを低減し、かつ符号化ビットレートの低減できるという効果が得られる。
【０２２３】
また、ＢＣＨ符号と畳み込み符号で実現する手段を設けたので、符号化方式を無線伝送に用いた場合の伝送誤りを低減し、かつ符号化ビットレートの低減できるという効果が得られる。
【０２２４】
また、符号化フレームにおける情報の重み付けに応じてフレーム内に誤り訂正符号化しないビットを設けたので、符号化ビットレートを低減できるという効果が得られる。
【０２２５】
また、再量子化信号を符号誤りによる影響を考慮した形で並び替える手段を設けたので、ユーザーインターフェースレベルでの符号誤りによる劣化を低減できるという効果が得られる。
【０２２６】
また、誤り訂正符号化復号手段で検出される１フレーム当たりの誤りビット数に応じて、該当フレームのミュート処理を行う手段と、データ補間処理を復号処理部のデジタル信号に対して実施する手段とを設けたので、無線伝送で発生する符号誤りをユーザーインターフェースレベルで検知されないようにできるという効果が得られる。
【０２２７】
また、誤り訂正符号化復号手段で検出される１フレーム当たりの誤りビット数に応じて、該当フレームのミュート処理を行う手段と、データ補間処理を復号処理部のアナログ信号に対して実施する手段とを設けたので、無線伝送で発生する符号誤りをユーザーインターフェースレベルで検知されないようにできるという効果が得られる。
【０２２８】
また、符号化のフレーム構成時にインターリーブ処理を行う手段を設けたので、無線伝送に用いた場合のバースト的な伝送誤りを低減し、かつインターリーブ処理時のバッファリングによる遅延時間を低減できるという効果が得られる。
【０２２９】
また、復号処理の無線伝送フレーム解析時にデインターリーブ処理を実施する手段を設けたので、符号化方式を無線伝送に用いた場合のバースト的な伝送誤りを低減し、かつインターリーブ処理時のバッファリングによる遅延時間を低減できるという効果が得られる。
【０２３０】
したがって、高品質な音楽や音声等を高効率で伝送する必要のある装置において、低遅延と低符号化ビットレートを両立させた伝送が実現でき、処理量の低減に伴い、小型化低消費電力化が実現でき、情報量の多い高品質な音楽や音声等を記録するために圧縮処理をおこなう場合の待ち時間が低減でき、これらのアプリケーションにおける使用時の実効的な品質の改善ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるサブバンド符号化方式のブロック図、
【図２】本発明の第１実施の形態におけるサブバンド符号化および復号方式の周波数帯域分割と処理上限周波数の関係図、
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるサブバンド符号化および復号方式のフレーム構成図、
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化方式のブロック図、
【図６】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化および復号方式の分割帯域数とスケールファクタ情報の帯域数の関係図、
【図７】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化および復号方式のフレーム構成図、
【図８】本発明の第４の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図９】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化および復号方式の周波数帯域分割のグループ化説明図、
【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化および復号方式の周波数帯域分割のグループ化説明図、
【図１１】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化および復号方式の周波数帯域分割のグループ化説明図、
【図１２】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化方式の符号化処理タイミングチャート、
【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるサブバンド復号方式の復号処理タイミングチャート、
【図１４】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化方式の符号化処理タイミングチャート、
【図１５】本発明の第４の実施の形態におけるサブバンド復号方式の復号処理タイミングチャート、
【図１６】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化および復号方式の周波数特性図、
【図１７】本発明の第３の実施の形態におけるサブバンド符号化および復号方式の周波数特性図、
【図１８】本発明の第５の実施の形態におけるサブバンド符号化方式のブロック図、
【図１９】本発明の第５の実施の形態におけるサブバンド符号化方式の無線伝送フレーム構成図、
【図２０】本発明の第５の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図２１】本発明の第５の実施の形態におけるサブバンド符号化方式の無線伝送フレーム構成図、
【図２２】本発明の第６の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図２３】本発明の第６の実施の形態におけるサブバンド復号方式のフレーム補間制御処理タイミングチャート、
【図２４】本発明の第６の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図２５】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド符号化方式のブロック図、
【図２６】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図２７】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式の誤り訂正符号化処理フレーム構成図、
【図２８】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式の誤り訂正符号化処理フレーム構成図、
【図２９】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド符号化方式のブロック図、
【図３０】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図３１】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式の誤り訂正符号化処理フレーム構成図、
【図３２】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド符号化方式のブロック図、
【図３３】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図３４】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式の誤り訂正符号化処理フレーム構成図、
【図３５】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式の誤り訂正符号化処理フレーム構成図、
【図３６】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式の誤り訂正符号化処理フレーム構成図、
【図３７】本発明の第７の実施の形態におけるサブバンド復号方式の誤り訂正符号化処理フレーム構成図、
【図３８】本発明の第９の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図３９】本発明の第９の実施の形態におけるサブバンド復号方式のブロック図、
【図４０】従来のＭＰＥＧ１オーディオレイヤの符号化システム概略ブロック図、
【図４１】従来のＭＰＥＧ１オーディオレイヤの復号システム概略ブロック図である。
【符号の説明】
ａ01 帯域分割手段
ａ02 スケールファクタ導出手段
ａ03 グループ化スケールファクタ情報導出手段
ａ04 ビット割り当て導出手段
ａ06 再量子化手段
ａ07 フレーム構成手段
ａ08 無線伝送フレーム構成手段
ａ09 誤り訂正符号化出力信号
ａ10 無線伝送フレーム解析手段
ａ11 フレーム解析手段
ａ13 ビット割当て導出手段
ａ14 帯域分割信号導出手段
ａ15 帯域合成手段
ａ16 フレーム補間処理手段
ａ17 デジタル−アナログ変換手段
ａ18 誤り訂正符号化復号手段
ａ96 畳み込み符号化復号手段
ａ97 畳み込み符号化手段
ａ98 ＢＣＨ符号化復号手段
ａ99 ＢＣＨ符号化手段
ａ101 帯域分割手段
ａ102 時間−周波数変換手段
ａ103 周波数解析手段
ａ104 符号化手段
ａ105 フレーム解析手段
ａ106 復号手段
ａ107 帯域合成手段
ｓ00 符号化入力信号
ｓ01 帯域分割信号
ｓ02 スケールファクタ情報
ｓ03 グループ化スケールファクタ情報
ｓ04 ビット割り当て情報
ｓ08 再量子化出力信号
ｓ08ａ 再量子化出力信号の一部の情報
ｓ08ｂ 再量子化出力信号の一部の情報
ｓ09 符号化出力信号
ｓ10 復号入力信号
ｓ11 再量子化信号
ｓ14 スケールファクタ更新情報
ｓ15 グループ化スケールファクタフラグ情報
ｓ16 グループ化スケールファクタ情報
ｓ17 ビット割り当て情報
ｓ18 帯域分割信号
ｓ19 復号出力信号
ｓ20 スケールファクタ情報
ｓ89 誤り検出信号
ｓ90 畳み込み符号化信号
ｓ91 畳み込み符号化出力信号
ｓ92 ＢＣＨ符号化信号
ｓ93 ＢＣＨ符号化出力信号
ｓ94 誤り訂正符号化信号
ｓ95 誤り訂正符号化出力信号
ｓ96 アナログ出力信号
ｓ97 補間出力信号
ｓ98 フレーム補間制御信号
ｓ99 無線伝送符号化出力信号
ｓ101 符号化デジタル入力信号
ｓ102 帯域分割信号
ｓ103 周波数情報
ｓ104 ビット割り当て情報
ｓ105 符号化出力信号
ｓ106 復号入力信号
ｓ107 フレーム解析情報
ｓ108 帯域分割信号
ｓ109 復号出力信号
header 符号化フレーム同期用信号などのヘッダ情報
i(z) 時刻zにおける符号化入力および出力サンプル
f1〜f14 14グループ化帯域分割における各スケールファクタ値
b1〜b16 14グループ化帯域分割における各スケールファクタと最小可聴値の比
sync 無線伝送付加情報
scf1〜scfm 第１〜ｍ帯域のスケールファクタ情報
output 符号化処理信号直接出力命令
mute フレーム補間命令
FEC1〜2 誤り訂正符号語
BCH1〜2 ＢＣＨ符号語
CNV1〜2 畳み込み符号語
FECA〜B 誤り訂正符号語

Claims (29)

1. 符号化入力信号の帯域分割をおこない帯域分割信号を出力する帯域分割手段と、前記帯域分割信号の各信号出力レベルに応じてスケールファクタを導出するスケールファクタ導出手段と、前記スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を計算するビット割り当て導出手段と、前記帯域分割信号と前記スケールファクタ情報および前記ビット割り当て情報に基づいて再量子化をおこない再量子化出力信号を出力する再量子化手段と、前記再量子化出力信号と前記スケールファクタ情報を基に符号化フレームを構成し符号化出力信号を出力するフレーム構成手段と、可聴帯域の上限周波数に基づいて前記再量子化信号の分割帯域数を制限する手段とを具備することを特徴とするサブバンド符号化方式。
2. サブバンド符号化信号を復号入力信号としてフレーム同期を取った上で再量子化信号とスケールファクタ情報を検出し出力するフレーム解析手段と、前記スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出するビット割り当て導出手段と、前記スケールファクタ情報および前記ビット割り当て情報に基づいて前記再量子化信号より帯域分割信号を導出する帯域分割信号導出手段と、前記帯域分割信号より帯域合成をおこなう帯域合成手段とを具備することを特徴とするサブバンド復号方式。
3. 前記スケールファクタ情報を基にグループ化スケールファクタ情報を導出するグループ化スケールファクタ情報導出手段と、前記グループ化スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出し出力するビット割り当て導出手段と、前記グループ化スケールファクタ情報を基に前記帯域分割信号を再量子化し再量子化出力信号を出力する再量子化手段と、前記グループ化スケールファクタ情報と前記再量子化出力信号より符号化出力信号を生成するフレーム構成手段と、分割帯域をグループ化した上でスケールファクタ情報を導出する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のサブバンド符号化方式。
4. サブバンド符号化信号を復号入力信号としてフレーム同期を取った上で再量子化信号とグループ化スケールファクタ情報を検出し出力するフレーム解析手段と、前記グループ化スケールファクタ情報を基にビット割り当て情報を導出するビット割り当て導出手段と、前記グループ化スケールファクタ情報と前記ビット割り当て情報と前記再量子化信号を基に帯域分割信号を導出する帯域分割信号導出手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載のサブバンド復号方式。
5. （（符号化入力信号サンプリング周波数／２）／（帯域分割数）×（上限周波数分割帯域番号））≧（アプリケーション上の上限周波数）を満足する最も小さい整数に基づいて上限周波数分割帯域番号を決定して符号化処理上限周波数を設定する手段を設けたことを特徴とする請求項１、３記載のサブバンド符号化方式。
6. （サンプリング周波数）／２の帯域内を３２の分割帯域に分けて処理する場合に、前記スケールファクタ情報を６〜２０帯域群にグループ化して処理する手段を設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
7. 符号化フレーム長を（分割帯域数）／（サンプリング周波数）にする手段を設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
8. 符号化フレーム長を（分割帯域数）×２／（サンプリング周波数）にする手段を設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
9. 前記ビット割り当て導出手段に、各分割帯域ごとに前記スケールファクタ情報とグループ化された帯域内における最小可聴曲線の最小値との比を求める手段と、最小可聴値を考慮した全帯域のエネルギー比率に基づいてビット割り当て情報を導出する手段とを設けたことを特徴とする請求項３、５記載のサブバンド符号化方式。
10. 前記ビット割り当て導出手段に、各分割帯域ごとに前記スケールファクタ情報とグループ化された帯域内における最小可聴曲線の平均値との比を求める手段と、最小可聴値を考慮した全帯域のエネルギー比率に基づいてビット割り当て情報を導出する手段とを設けたことを特徴とする請求項３、５記載のサブバンド符号化方式。
11. 前記ビット割り当て導出手段に、ビット割り当て情報の整数化処理において小数点以下切り捨てにより発生する割り当て可能な余りビットを、エネルギー比率における小数点以下の値の大きい帯域順に割り当てていく手段を設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
12. 前記ビット割り当て情報導出手段に、周波数領域における重み付け係数をかけた状態でビット割り当て情報を導出する手段を設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
13. 前記ビット割り当て情報導出手段に、各分割帯域のスケールファクタ情報ごとの重み付け係数をかけた状態でビット割り当て情報を導出する手段を設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
14. 符号化におけるフレーム長を伝送フレーム長とする手段と、符号化時に同期ワードなどの伝送に必要な情報を付加する手段とを設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
15. フレーム内の全ての情報が同期捕捉用同期ワードであるフレームを一定の時間間隔ごとに伝送する手段を設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
16. 一定の時間間隔で送られてくる同期捕捉用同期ワードのみで構成されるフレームをミュート処理する手段と、データ補間処理を復号処理部のデジタル信号に対して実施する手段とを設けたことを特徴とする請求項２、４記載のサブバンド復号方式。
17. 一定の時間間隔で送られてくる同期捕捉用同期ワードのみで構成されるフレームをミュート処理する手段と、データ補間処理を復号処理部のアナログ信号に対して実施する手段とを設けたことを特徴とする請求項２、４記載のサブバンド復号方式。
18. 符号化時に誤り訂正符号化処理を実施する手段を設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
19. 符号化フレームを構成する各情報の誤り耐性に応じて訂正能力の異なる誤り訂正符号化処理を実施する手段を設けたことを特徴とする請求項１８記載のサブバンド符号化方式。
20. ＢＣＨ符号を用いる手段を設けたことを特徴とする請求項１８記載のサブバンド符号化方式。
21. 畳み込み符号を用いる手段を設けたことを特徴とする請求項１８記載のサブバンド符号化方式。
22. 符号化フレームを構成する各情報の誤り耐性に応じて異なる誤り訂正符号を用いる誤り訂正符号化処理手段を設けたことを特徴とする請求項１８記載のサブバンド符号化方式。
23. ＢＣＨ符号と畳み込み符号で実現する手段を設けたことを特徴とする請求項２２記載のサブバンド符号化方式。
24. 符号化フレームにおける情報の重み付けに応じてフレーム内に誤り訂正符号化しないビットを設けたことを特徴とする請求項１８記載のサブバンド符号化方式。
25. 前記再量子化信号を符号誤りによる影響を考慮した形で並び替える手段を設けたことを特徴とする請求項１８記載のサブバンド符号化方式。
26. 誤り訂正符号化復号手段で検出される１フレーム当たりの誤りビット数に応じて、該当フレームのミュート処理を行う手段と、データ補間処理を復号処理部のデジタル信号に対して実施する手段とを設けたことを特徴とする請求項２、４記載のサブバンド復号方式。
27. 誤り訂正符号化復号手段で検出される１フレーム当たりの誤りビット数に応じて、該当フレームのミュート処理を行う手段と、データ補間処理を復号処理部のアナログ信号に対して実施する手段とを設けたことを特徴とする請求項２、４記載のサブバンド復号方式。
28. 符号化のフレーム構成時にインターリーブ処理を行う手段を設けたことを特徴とする請求項１、３、５記載のサブバンド符号化方式。
29. 復号処理の無線伝送フレーム解析時にデインターリーブ処理を実施する手段を設けたことを特徴とする請求項２、４記載のサブバンド復号方式。

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