JP4287545B2 - 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システムの例としては、ＭＰＥＧ１オーデイオが代表例として挙げられる。従来のシステムの例であるＭＰＥＧ１オーディオレイヤ１符号化方式について、図46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し得るものである。
【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。
【０００４】
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。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、フレームの単位時間長となる。
【０００５】
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。
【０００６】
また、従来のサブバンド復号システムの例であるＭＰＥＧ１オーディオレイヤ１復号方式について、図47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、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ａ06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。
【０００７】
【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、図46に示すように、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。
【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、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る。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。
【０００９】
サブバンド符号化から復号処理の間に、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いる。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があるため、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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行う必要があり、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ず、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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、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情報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、スケールファクタ情報を基に１フレーム前のフレームのスケールファクタ情報に対する更新情報であるスケールファクタフラグ情報とスケールファクタ更新情報を出力するスケールファクタフラグ導出手段と、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フラグ情報とスケールファクタ更新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。
【００１５】
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、かつスケールファクタフラグを導入して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してサブバンド符号化し、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できる。
【００１６】
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、グループ化スケールファクタ情報を基に１フレーム前のグループ化スケールファクタ情報に対する更新情報であるグループ化スケールファクタフラグ情報とグループ化スケールファクタ更新情報を出力するスケールファクタフラグ導出手段と、グループ化スケールファクタフラグ情報と前記グループ化スケールファクタ更新情報と再量子化出力信号とより符号化出力信号を生成するフレーム構成手段とを備えた構成とした。このように構成したことにより、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できる。
【００１７】
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、または、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構成とした。このように構成したことにより、リアルタイム出力が可能になる。
【００１８】
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。このように構成したことにより、ビット割り当て処理に要する演算量を軽減できる。
【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を設け、符号化時に誤り訂正符号化処理を実施する手段を設け、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構成とした。このように構成したことにより、無線伝送に用いた場合にシステム全体の処理遅延時間を低減できる。
【００２０】
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。このように構成したことにより、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できる。
【００２１】
【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、前記スケールファクタ導出手段からのスケールファクタ情報を基に１フレーム前のフレームのスケールファクタ情報に対する更新情報であるスケールファクタフラグ情報とスケールファクタ更新情報を出力するスケールファクタフラグ導出手段と、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フラグ情報と前記スケールファクタ更新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、スケールファクタよりビット割り当てを計算し、スケールファクタフラグを導入して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してサブバンド符号化し、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という作用を有する。
【００２２】
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更新情報とスケールファクタフラグ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更新情報およびスケールファクタフラグ情報を基に全分割帯域のスケールファクタ情報を出力するスケールファクタ検出手段と、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、スケールファクタ更新情報とスケールファクタフラグ情報からスケールファクタ情報を求めて、帯域合成をおこなうという作用を有する。
【００２３】
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を基に１フレーム前のグループ化スケールファクタ情報に対する更新情報であるグループ化スケールファクタフラグ情報とグループ化スケールファクタ更新情報を出力するスケールファクタフラグ導出手段と、前記グループ化スケールファクタフラグ情報と前記グループ化スケールファクタ更新情報と前記再量子化出力信号とより符号化出力信号を生成するフレーム構成手段とを備えたものであり、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という作用を有する。
【００２４】
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更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ情報などの符号化フレーム構成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更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ更新情報よりグループ化スケールファクタ情報を導出するスケールファクタ検出手段と、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と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、グループ化スケールファクタ更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ情報からグループ化スケールファクタ情報を求めて、帯域合成をおこなうという作用を有する。
【００２５】
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。
【００２６】
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およびスケールファクタフラグ情報を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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
本発明の請求項16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、グループ化された全てのスケールファクタ情報で構成された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。
【００３７】
本発明の請求項17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、グループ化された全てのスケールファクタ情報と複数の同期捕捉用同期ワードで構成された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18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グループ化されたスケールファクタ情報または同期捕捉用同期ワードもしくはその両方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19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グループ化されたスケールファクタ情報または同期捕捉用同期ワードもしくはその両方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20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21記載の発明は、請求項２０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22記載の発明は、請求項20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23記載の発明は、請求項20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24記載の発明は、請求項20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25記載の発明は、請求項24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26記載の発明は、請求項20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27記載の発明は、請求項20〜26記載のサブバンド符号化方式において、前記符号化フレームごとに情報量の変化するスケールファクタ更新情報の変化を考慮せず固定的に誤り訂正符号化処理をおこなう手段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。
【００４８】
本発明の請求項28記載の発明は、請求項27記載のサブバンド符号化方式において、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。
【００４９】
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、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。
【００５０】
本発明の請求項30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。
【００５１】
本発明の請求項31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。
【００５２】
本発明の請求項32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。
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図45を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】
（第1の実施の形態）
本発明の第1の実施の形態は、符号化入力信号を帯域分割し、分割帯域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、１フレーム前のスケールファクタ情報に対する更新情報であるスケールファクタフラグ情報とスケールファクタ更新情報を求め、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と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再量子化をおこない、再量子化出力信号とスケールファクタフラグ情報とスケールファクタ更新情報を基に符号化フレームを構成するサブバンド符号化方式である。
【００５５】
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機能ブロック図である。図1において、帯域分割手段ａ01は、符号化入力信号を、複数個の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、分割帯域ごとに最大振幅レベルを検出して正規化の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。スケールファクタフラグ導出手段ａ05は、スケールファクタの変化を示すスケールファクタフラグ情報と変化したスケールファクタ情報のみを出力する手段である。再量子化手段06は、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、スケールファクタ更新情報とスケールファクタフラグ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。
【００５６】
図２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を示す図である。図３は、サブバンド符号化および復号方式のフレーム構成を示す図である。図3において、headerは、符号化フレーム同期検出用信号などの付加情報である。スケールファクタフラグ情報ｓ05は、スケールファクタの変化を示す情報である。スケールファクタ更新情報ｓ06は、１フレーム前に対して変化したスケールファクタ情報である。再量子化出力信号ｓ08は、帯域分割信号を各分割帯域ごとに再量子化した信号である。
【００５７】
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、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で説明する。まず、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ａ01における分割帯域数はｋ個であるが、帯域分割手段ａ01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。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。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】
スケールファクタフラグ導出手段ａ05において、スケールファクタ情報ｓ02が１フレーム前のスケールファクタに対して変化しているかどうかを判断し、ｎ個の分割帯域につき１ビットで、スケールファクタの変化を示すスケールファクタフラグ情報ｓ05を出力する。また、１フレーム前に対して変化したスケールファクタ情報のみを、スケールファクタ更新情報ｓ06として出力する。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、スケールファクタ更新情報ｓ06とスケールファクタフラグ情報ｓ05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。なお、図３におけるｓ05、ｓ06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。
【００６２】
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、スケールファクタフラグ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27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
【００６３】
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、符号化入力信号を帯域分割し、分割帯域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、１フレーム前のスケールファクタ情報に対する更新情報であるスケールファクタフラグ情報とスケールファクタ更新情報を求め、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と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再量子化をおこない、再量子化出力信号とスケールファクタフラグ情報とスケールファクタ更新情報を基に符号化フレームを構成するようにしたので、スケールファクタフラグを導入して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してサブバンド符号化し、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できる。
【００６４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、サブバンド符号化信号を入力して再量子化信号とスケールファクタ更新情報とスケールファクタフラグ情報を検出し、スケールファクタ更新情報およびスケールファクタフラグ情報を基に全分割帯域のスケールファクタ情報を求め、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、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し、帯域分割信号より帯域合成をおこなうサブバンド復号方式である。
【００６５】
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、スケールファクタフラグ情報、スケールファクタ更新情報および再量子化信号を検出する手段である。スケールファクタ検出手段ａ12は、分割帯域のスケールファクタ情報を導出する手段である。ビット割当て導出手段ａ13は、スケールファクタ情報より、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、再量子化信号を各分割帯域ごとに検出し、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出力信号を出力する手段である。
【００６６】
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、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で説明する。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り、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個の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、それぞれ出力する。
【００６７】
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。スケールファクタ更新情報ｓ12、スケールファクタフラグ情報ｓ13および１フレーム前のスケールファクタ情報をもとに、スケールファクタ検出手段ａ12において、ｋ個の分割帯域のスケールファクタ情報を導出し、スケールファクタ情報ｓ20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。
【００６８】
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。
【００６９】
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を導出して出力する。
【００７０】
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。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。
【００７１】
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、サブバンド符号化信号を入力して再量子化信号とスケールファクタ更新情報とスケールファクタフラグ情報を検出し、スケールファクタ更新情報およびスケールファクタフラグ情報を基に全分割帯域のスケールファクタ情報を求め、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、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し、帯域分割信号より帯域合成をおこなう構成としたので、復号処理する分割帯域を制限して、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。
【００７２】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、スケールファクタ情報から導出した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、帯域分割信号を再量子化し、１フレーム前のグループ化スケールファクタ情報に対する更新情報であるグループ化スケールファクタフラグ情報とグループ化スケールファクタ更新情報を求め、再量子化出力信号とより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。
【００７３】
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複数帯域ごとにグループ化する手段である。その他の基本的な構成は第1の実施の形態と同じである。
【００７４】
図６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を示す図である。図７は、サブバンド符号化および復号方式のフレーム構成を示す図である。図７において、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07は、１フレーム前に対して変化したスケールファクタ情報である。
【００７５】
図９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および復号方式の周波数帯域分割のグループ化を説明する図である。図10は、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を説明する図である。図11は、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を説明する図である。図12は、サブバンド符号化方式の符号化処理のタイミングチャートである。図14は、サブバンド符号化方式の符号化処理のタイミングチャートである。図16は、サブバンド符号化および復号方式の周波数特性図である。図17は、サブバンド符号化および復号方式の周波数特性図である。
【００７６】
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、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で説明する。
【００７７】
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、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。
【００７８】
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。
【００７９】
また、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図であり、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。
【００８０】
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。
【００８１】
スケールファクタフラグ導出手段ａ05において、グループ化スケールファクタ情報ｓ03が、１フレーム前のグループ化スケールファクタ情報に対して変化しているかどうかを判断し、ｍ個の帯域につき１ビットで、スケールファクタの変化を示すスケールファクタフラグ情報ｓ05を出力する。また、１フレーム前に対して変化したスケールファクタ情報のみを、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07として出力する。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更新情報ｓ07、スケールファクタフラグ情報ｓ05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。なお、図７におけるｓ05、ｓ07およびｓ08は、図５における各信号に対応するものである。
【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とグループ化スケールファクタフラグ情報を導出する。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323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とグループ化スケールファクタフラグ情報を導出する。
【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とグループ化スケールファクタフラグ情報を導出する。
【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のものと同一値である。
【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のものと同一値である。
【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に示す入力信号は、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示すものである。
【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である。
【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】

【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
図17に示す入力信号は、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示すものである。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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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、スケールファクタ情報から導出した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、帯域分割信号を再量子化し、１フレーム前のグループ化スケールファクタ情報に対する更新情報であるグループ化スケールファクタフラグ情報とグループ化スケールファクタ更新情報を求め、再量子化出力信号とより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できる。
【０１０８】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は、サブバンド符号化信号を入力して再量子化信号とグループ化スケールファクタ更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ情報などの符号化フレーム構成情報を検出し、グループ化スケールファクタ更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ更新情報よりグループ化スケールファクタ情報を導出し、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、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とを基に帯域分割信号を導出するサブバンド復号方式である。
【０１０９】
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、フレーム解析手段ａ11は、グループ化スケールファクタフラグ情報、グループ化スケールファクタ更新情報および再量子化信号を検出する手段である。スケールファクタ検出手段ａ12は、分割帯域のグループ化スケールファクタ情報を導出する手段である。ビット割当て導出手段ａ13は、グループ化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。その他の基本的な構成は第２の実施の形態と同じである。
【０１１０】
図13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復号処理のタイミングチャートである。図15は、サブバンド復号方式の復号処理のタイミングチャートである。
【０１１１】
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、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で説明する。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り、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個のグループ化スケールファクタフラグ情報ｓ15、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ14および再量子化信号ｓ11を検出し、それぞれ出力する。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】
グループ化スケールファクタ更新情報ｓ14、グループ化スケールファクタフラグ情報ｓ15および１フレーム前のスケールファクタ情報をもとに、スケールファクタ検出手段において、ｋ個の分割帯域のスケールファクタ情報を導出し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。さらに、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。
【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、サブバンド符号化信号を入力して再量子化信号とグループ化スケールファクタ更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ情報などの符号化フレーム構成情報を検出し、グループ化スケールファクタ更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ更新情報よりグループ化スケールファクタ情報を導出し、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、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とを基に帯域分割信号を導出する構成としたので、グループ化スケールファクタ情報を導出して、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。
【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。その他の基本的な構成は、図５に示した第３の実施の形態と同じである。
【０１２０】
図19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無線伝送フレーム構成を示す図である。図19において、無線伝送付加情報syncは、同期捕捉用信号やガードタイムなどの情報である。
【０１２１】
図20は、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である。図20において、無線伝送フレーム解析手段ａ10は、同期捕捉など無線伝送に必要な処理をおこない、スケールファクタフラグ情報とスケールファクタ更新情報および再量子化信号を検出する手段である。その他の基本的な構成は、図８に示した第４の実施の形態と同じである。
【０１２２】
図21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無線伝送フレーム構成を示す図である。図22は、サブバンド符号化方式のブロック図である。図23は、サブバンド符号化方式の無線伝送フレーム構成を示す図である。図24は、サブバンド符号化方式の無線伝送フレーム構成を示す図である。図24において、無線伝送付加情報syは、同期捕捉用信号やガードタイムなどの情報である。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。この例においては、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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
スケールファクタフラグ導出手段ａ05において、グループ化スケールファクタ情報ｓ03が、１フレーム前のグループ化スケールファクタ情報に対して変化しているかどうかを判断し、ｍ個の帯域につき１ビットで、スケールファクタの変化を示すスケールファクタフラグ情報ｓ05を出力する。また、１フレーム前に対して変化したスケールファクタ情報のみを、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07として出力する。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ｓ08を出力する。
【０１２９】
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更新情報ｓ07、グループ化スケールファクタフラグ情報ｓ05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ｓ05、ｓ07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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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、さらに、ｎ個の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、それぞれ出力する。この例ではｋ＝32、ｎ＝27である。
【０１３３】
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。グループ化スケールファクタ更新情報ｓ14、グループ化スケールファクタフラグ情報ｓ15および１フレーム前のスケールファクタ情報をもとに、スケールファクタ検出手段において、ｋ個の分割帯域のスケールファクタ情報を導出し、グループ化スケールファクタ情報ｓ16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に強制的に設定する。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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を導出して出力する。
【０１３６】
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、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。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。
【０１３７】
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例について、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。第３の実施の形態における符号化方式と同様な処理が実施され、図18の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。
【０１３８】
ここでさらに、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ｓ05、ｓ07、ｓ08は、図18に示す各情報と対応している。また、ｓ05、ｓ07、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。図21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。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。
【０１３９】
なお、図21示す無線伝送付加情報syncのみで構成されたフレーム挿入直後のグループ化スケールファクタ更新情報ｓ07_(g+1)およびスケールファクタフラグ情報ｓ05_(g+1)に関しては、２フレーム前のグループ化スケールファクタ更新情報ｓ07_(g)およびスケールファクタフラグ情報ｓ05_(g)に対しての更新情報として処理が行われる。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。
【０１４０】
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、さらに、ｎ個の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、それぞれ出力する。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。以降の処理に関しては、第４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。
【０１４１】
グループ化スケールファクタ情報だけで構成されたフレームを挿入する例について、図22に示す符号化方式ブロック図、図23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。第３の実施の形態における符号化方式と同様な処理が実施され、図22の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。
【０１４２】
ここでさらに、図22の無線伝送フレーム構成手段ａ08において、図22のグループ化スケールファクタ情報導出手段ａ03より出力されるグループ化スケールファクタ情報ｓ03をもとに、図23に示すように、固定時間間隔ｈに１回、グループ化スケールファクタ情報ｓ03だけで構成されたフレームを挿入する。図22におけるｓ05、ｓ07、ｓ08は図22に示す各情報と対応している。また、ｓ05、ｓ07、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23における▲１▼）×ｇ と表現できる。図23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。
【０１４３】
グループ化スケールファクタ情報ｓ03のみで構成されたフレームでは、１フレーム前のグループ化帯域数ｍ個のグループ化スケールファクタ情報を、図23に示すように、scf1からscfmという形で表現する。この場合、scf1からscfmまでの情報をｔ回表現する形でフレーム構成が構成される。ここで、ｔは任意の整数であり、以下の条件を満足するものとする。
ｔ×（scf1からscfmまでを表現するために必要なビット数）
≦（フレーム当たりの割り当て可能なビット数）
【０１４４】
図22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。
【０１４５】
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り、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更新情報ｓ07、無線伝送付加情報sync、グループ化スケールファクタフラグ情報ｓ05、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、さらに、ｎ個の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、それぞれ出力する。固定時間間隔ｈのグループ化スケールファクタ情報のみ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、全てのグループ化スケールファクタ情報を解析し、グループ化スケールファクタ情報を次フレーム以降の処理におけるリファレンスとして使用する。また、以降の処理に関しては、第４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。
【０１４６】
通常より長い無線伝送付加情報だけで構成されたフレームを挿入する例について、図22に示す符号化方式ブロック図、図24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。第３の実施の形態における符号化方式と同様な処理が実施され、図22の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。
【０１４７】
ここでさらに、図22の無線伝送フレーム構成手段ａ08において、図22のグループ化スケールファクタ情報導出手段ａ03より出力されるグループ化スケールファクタ情報ｓ03をもとに、図24に示すように、固定時間間隔ｈに１回、グループ化スケールファクタ情報ｓ03と、通常より長い無線伝送付加情報syだけで構成されたフレームを挿入する。図24におけるｓ05、ｓ07、ｓ08は図22に示す各情報と対応している。また、ｓ05、ｓ07、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24における▲１▼）×ｇ と表わすことができる。図24における無線伝送付加情報sy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更新情報ｓ07、無線伝送付加情報sy、グループ化スケールファクタフラグ情報ｓ05、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。
【０１４８】
sy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。グループ化スケールファクタ情報ｓ03と、通常より長い無線伝送付加情報syだけで構成されたフレームでは、１フレーム前のグループ化帯域数ｍ個のグループ化スケールファクタ情報を、図23に示すように、scf1からscfmまでの情報をｔ回、また、無線伝送付加情報は、ｕビット固定パターンの同期ワードをｖ回繰り返したものを更にｒ回繰り返すことで、それぞれが表現され、フレーム構成が構成される。ここでｔ、ｒは任意の整数であり、以下の条件を満足し、かつ常に固定値であるということを条件としてｔ，ｒの比率は任意とする。
（ｔ×（scf1からscfmまでを表現するために必要なビット数））＋（ｒ×ｕ×ｖ）
≦ （フレーム当たりの割り当て可能なビット数）
【０１４９】
図22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。
【０１５０】
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24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24の各情報を解析する。グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、無線伝送付加情報sy、グループ化スケールファクタフラグ情報ｓ05、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24のsy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、さらに、ｎ個の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、それぞれ出力する。前記固定時間間隔ｈのグループ化スケールファクタ情報ｓ03と、通常より長い無線伝送付加情報sy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。また、全てのグループ化スケールファクタ情報を解析し、グループ化スケールファクタ情報を、次フレーム以降の処理におけるリファレンスとして使用する。また、以降の処理に関しては、第４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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態は、一定の時間間隔で送られてくるグループ化されたスケールファクタ情報または同期捕捉用同期ワードもしくはその両方で構成されるフレームをミュート処理し、データ補間処理を復号処理部のデジタル信号またはアナログ信号に対して実施するサブバンド復号方式である。
【０１５３】
図25は、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である。図25において、フレーム補間処理手段ａ16は、復号出力信号に対してフレーム補間をする手段である。その他の基本的な構成は、図８と同じである。
【０１５４】
図26は、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のタイミングチャートである。図27は、サブバンド復号方式のブロック図である。図27において、デジタル−アナログ変換手段ａ17は、復号出力信号をアナログ信号に変換する手段である。フレーム補間処理手段ａ16は、アナログ出力信号をフレーム補間する手段である。その他の基本的な構成は、図25と同じである。
【０１５５】
本発明の第６の実施の形態を、図25に示す復号方式ブロック図、図26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25に示す復号処理部に復号入力信号ｓ10が入力される。
【０１５６】
復号入力信号ｓ10は、図26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26の各情報を解析する。グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、無線伝送付加情報sy、グループ化スケールファクタフラグ情報ｓ05、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26のsy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、さらに、ｎ個の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、それぞれ出力する。固定時間間隔ｈのグループ化スケールファクタ情報ｓ03と、通常より長い無線伝送付加情報sy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。また、全てのグループ化スケールファクタ情報を解析し、グループ化スケールファクタ情報を、次フレーム以降の処理におけるリファレンスとして使用する。
【０１５７】
さらに、無線伝送フレーム解析手段ａ10において、固定時間間隔ｈのグループ化スケールファクタ情報ｓ03と、通常より長い無線伝送付加情報sy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26に示すように、グループ化スケールファクタ情報ｓ03と通常より長い無線伝送付加情報sy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を出力する。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26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、本発明の第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。
【０１５８】
図25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25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。
【０１５９】
無線伝送付加情報のみのフレームに対してmuteを行い、アナログ信号を補間処理する例について、図27に示す復号方式ブロック図、図26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27に示す復号処理部に復号入力信号ｓ10が入力される。
【０１６０】
復号入力信号ｓ10は、図26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26の各情報を解析する。グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、無線伝送付加情報sy、グループ化スケールファクタフラグ情報ｓ05、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26のsy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、さらに、ｎ個の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、それぞれ出力する。固定時間間隔ｈのグループ化スケールファクタ情報ｓ03と、通常より長い無線伝送付加情報sy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。また、全てのグループ化スケールファクタ情報を解析し、グループ化スケールファクタ情報を、次フレーム以降の処理におけるリファレンスとして使用する。
【０１６１】
無線伝送フレーム解析手段ａ10において、固定時間間隔ｈのグループ化スケールファクタ情報ｓ03と、通常より長い無線伝送付加情報sy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26に示すように、グループ化スケールファクタ情報ｓ03と通常より長い無線伝送付加情報sy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を出力する。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26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、本発明の第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。
【０１６２】
図27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−アナログ変換し、さらに、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。また、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。
【０１６３】
上記のように、本発明の第６の実施の形態では、サブバンド復号方式を、一定の時間間隔で送られてくるグループ化されたスケールファクタ情報または同期捕捉用同期ワードもしくはその両方で構成されるフレームをミュート処理し、データ補間処理を復号処理部のデジタル信号またはアナログ信号に対して実施する構成としたので、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することができる。
【０１６４】
（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。
【０１６５】
図28は、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である。図28において、誤り訂正符号化手段ａ09は、スケールファクタフラグ情報とグループ化スケールファクタ更新情報と再量子化出力信号に対して、誤り訂正符号化処理をする手段である。その他の基本的な構成は、図18と同じである。
【０１６６】
図29は、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である。図29において、誤り訂正符号化復号手段ａ18は、誤り訂正符号化信号に基づき誤り訂正復号処理を行なう手段である。その他の基本的な構成は、図20と同じである。
【０１６７】
図30は、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である。図31は、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である。図32は、サブバンド符号化方式のブロック図である。図32において、ＢＣＨ符号化手段ａ99は、スケールファクタフラグ情報とグループ化スケールファクタ更新情報と再量子化出力信号に対して、ＢＣＨ符号化処理を行なう手段である。その他の基本的な構成は、図28と同じである。
【０１６８】
図33は、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である。図33において、ＢＣＨ符号化復号手段ａ98は、ＢＣＨ符号化信号に基づきＢＣＨ復号処理を行なう手段である。その他の基本的な構成は、図29と同じである。
【０１６９】
図34は、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である。図35は、サブバンド符号化方式のブロック図である。図35において、畳み込み符号化手段ａ97は、スケールファクタフラグ情報とグループ化スケールファクタ更新情報と再量子化出力信号に対して畳み込み符号化処理を行なう手段である。その他の基本的な構成は、図28と同じである。
【０１７０】
図36は、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である。図36において、畳み込み符号化復号手段ａ96は、畳み込み符号化信号に基づき畳み込み符号化復号処理を行なう手段である。その他の基本的な構成は、図29と同じである。
【０１７１】
図37は、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である。図38は、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である。図39は、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である。図40は、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である。図41は、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である。図42は、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である。図43は、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である。
【０１７２】
本発明の第20の実施の形態を、図28に示す符号化方式ブロック図、図29に示す復号方式ブロック図、図30に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。本発明の第５の実施の形態における符号化処理と同様な処理が、図28の再量子化手段ａ06、スケールファクタフラグ導出手段ａ05まで実施され、スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、再量子化出力信号ｓ08が得られる。
【０１７３】
スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、再量子化出力信号ｓ08に対して、図31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。
【０１７４】
図30に示すフレーム構成図ではｓ05、ｓ07、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。
【０１７５】
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30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。図28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。
【０１７６】
ここで、図29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30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。
【０１７７】
３つの誤り訂正符号を使用する例について、図28に示す符号化方式ブロック図、図29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。本実施の形態における符号化処理と同様な処理が、図28の再量子化手段ａ06、スケールファクタフラグ導出手段ａ05まで実施され、スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、再量子化出力信号ｓ08が得られる。
【０１７８】
スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、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31のフレーム構成図に示すｓ05、ｓ07、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、ｓ05、ｓ07、ｓ08に対応した形で、誤り訂正符号語ＦＥＣ1、ＦＥＣ2、ＦＥＣ３をそれぞれ導出し、図31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。
【０１７９】
異なる誤り訂正符号化処理に関しては、ｓ05、ｓ07、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、ｓ05、ｓ07、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。また、ｓ05、ｓ07における符号誤りの影響は、誤った情報が再度更新されるまでの数フレームに及ぶため、非常に深刻なものである。ここで、誤り訂正符号化処理およびＦＥＣ1、ＦＥＣ2、ＦＥＣ３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。
【０１８０】
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。図28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。
【０１８１】
ここで、図29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30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31におけるＦＥＣ１、ＦＥＣ２、ＦＥＣ３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、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。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。以降の復号処理に関しては、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。
【０１８２】
３つのＢＣＨ符号を使用する例について、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。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32の再量子化手段ａ06、スケールファクタフラグ導出手段ａ05まで実施され、スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、再量子化出力信号ｓ08が得られる。
【０１８３】
スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、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34のフレーム構成図に示すｓ05、ｓ07、ｓ08の各情報に対して、それぞれ異なる訂正能力を持つＢＣＨ符号化処理を実施し、ｓ05、ｓ07、ｓ08に対応した形で、ＢＣＨ符号語ＢＣＨ1、ＢＣＨ2、ＢＣＨ３をそれぞれ導出し、図34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。
【０１８４】
異なるＢＣＨ符号化処理に関しては、ｓ05、ｓ07、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、ｓ05、ｓ07、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。また、ｓ05、ｓ07における符号誤りの影響は、誤った情報が再度更新されるまでの数フレームに及ぶため、非常に深刻なものである。ここで、ＢＣＨ符号化処理およびＢＣＨ1、ＢＣＨ2、ＢＣＨ３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。
【０１８５】
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。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。
【０１８６】
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ＢＣＨ1、ＢＣＨ2、ＢＣＨ3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。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３４におけるＢＣＨ１、ＢＣＨ２、ＢＣＨ３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、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。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。以降の復号処理に関しては、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。
【０１８７】
３つの畳み込み符号を使用する例について、図35に示す符号化方式ブロック図、図36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。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35の再量子化手段ａ06、スケールファクタフラグ導出手段ａ05まで実施され、スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、再量子化出力信号ｓ08が得られる。
【０１８８】
スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、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37のフレーム構成図に示すｓ05、ｓ07、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、ｓ05、ｓ07、ｓ08に対応した形で、畳み込み符号語ＣＮＶ1、ＣＮＶ2、ＣＮＶ３をそれぞれ導出し、図37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。
【０１８９】
異なる畳み込み符号化処理に関しては、ｓ05、ｓ07、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、ｓ05、ｓ07、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。また、ｓ05、ｓ07における符号誤りの影響は、誤った情報が再度更新されるまでの数フレームに及ぶため、非常に深刻なものである。ここで、畳み込み符号化処理およびＣＮＶ1、ＣＮＶ2、ＣＮＶ３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。
【０１９０】
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。図35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。
【０１９１】
ここで、図36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、ＣＮＶ3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。畳み込み符号化信号ｓ90に基づき、畳み込み符号化復号手段ａ96において、図37におけるＣＮＶ１、ＣＮＶ２、ＣＮＶ３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、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。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。以降の復号処理に関しては、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。
【０１９２】
３つの誤り訂正符号を使用する例について、図28に示す符号化方式ブロック図、図29に示す復号方式ブロック図、図38に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。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28の再量子化手段ａ06、スケールファクタフラグ導出手段ａ05まで実施され、スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、再量子化出力信号ｓ08が得られる。
【０１９３】
スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、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38のフレーム構成図に示すｓ05、ｓ07、ｓ08の各情報に対して、それぞれ２つ以上の方式の誤り訂正符号化処理を実施し、ｓ05、ｓ07、ｓ08に対応した形で、誤り訂正符号語ＦＥＣＡ、ＦＥＣＢ、ＦＥＣＣをそれぞれ導出し、図38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。
【０１９４】
異なる誤り訂正符号化処理に関しては、ブロック符号、畳み込み符号等のうち、２つ以上の異なる符号化方式にて処理を実施し、ｓ05、ｓ07、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、ｓ05、ｓ07、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。また、ｓ05、ｓ07における符号誤りの影響は、誤った情報が再度更新されるまでの数フレームに及ぶため、非常に深刻なものである。ここで、誤り訂正符号化処理およびＦＥＣＡ、ＦＥＣＢ、ＦＥＣＣ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。
【０１９５】
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38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。図35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。
【０１９６】
ここで、図29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、ＦＥＣＣ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38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38におけるＦＥＣＡ、ＦＥＣＢ、ＦＥＣＣ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。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。以降の復号処理に関しては、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。
【０１９７】
２つの畳み込み符号とＢＣＨ符号を使用する例について、図28に示す符号化方式ブロック図、図29に示す復号方式ブロック図、図39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28の再量子化手段ａ06、スケールファクタフラグ導出手段ａ05まで実施され、スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、再量子化出力信号ｓ08が得られる。スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、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。
【０１９８】
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39のフレーム構成図に示すｓ05、ｓ07、ｓ08の各情報に対して、畳み込み符号とＢＣＨ符号の２つの誤り訂正符号化処理を実施し、ｓ05、ｓ07、ｓ08に対応した形で、誤り訂正符号語ＣＮＶ1、ＣＮＶ2、ＢＣＨ1をそれぞれ導出し、図39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39の例では、ｓ05、ｓ07に対しては異なる訂正能力の畳み込み符号化、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、ＣＮＶ2、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、ｓ05、ｓ07、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、ｓ05、ｓ07、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。また、ｓ05、ｓ07における符号誤りの影響は、誤った情報が再度更新されるまでの数フレームの及ぶため、非常に深刻なものである。また、図39のｓ95およびｓ99におけるＣＮＶ1、ＣＮＶ2、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。
【０１９９】
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39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。図35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。
【０２００】
ここで、図29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、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39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39におけるＣＮＶ1，ＣＮＶ2，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、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。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。以降の復号処理に関しては、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。
【０２０１】
畳み込み符号とＢＣＨ符号を使用する例について、図28に示す符号化方式ブロック図、図29に示す復号方式ブロック図、図40に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。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35の再量子化手段ａ06、スケールファクタフラグ導出手段ａ05まで実施され、スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、再量子化出力信号ｓ08が得られる。スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07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。
【０２０２】
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40のフレーム構成図に示すｓ05、ｓ07の各情報に対して、畳み込み符号とＢＣＨ符号の２つの誤り訂正符号化処理を実施し、ｓ05、ｓ07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40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40の例では、ｓ05に対しては畳み込み符号化、ｓ07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、ｓ05、ｓ07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、ｓ05、ｓ07、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。図40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。
【０２０３】
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40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。図28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。
【０２０４】
ここで、図29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、ｓ08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40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に基づき、誤り訂正符号化復号手段ａ18において、図40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、畳み込み符号それぞれの誤り訂正符号化復号処理を実施し、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。ＢＣＨ符号および畳み込み符号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。以降の復号処理に関しては、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。
【０２０５】
一部のみ誤り訂正処理を行う例について、図28に示す符号化方式ブロック図、図29に示す復号方式ブロック図、図41、図42、図43に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。本発明の第５の実施の形態における符号化処理と同様な処理が、図28の再量子化手段ａ06、スケールファクタフラグ導出手段ａ05まで実施され、スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07、再量子化出力信号ｓ08が得られる。スケールファクタフラグ情報ｓ05、グループ化スケールファクタ更新情報ｓ07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。
【０２０６】
誤り訂正符号化手段ａ09における誤り訂正符号化処理は、ｓ05、ｓ07、ｓ08の各情報に対して、１つもしくは２つ以上の誤り訂正符号化処理を、予め定められた入力情報にのみ実施し、誤り訂正符号化出力信号ｓ95を出力する。また、処理においては、予め定められた入力情報に対して、誤り訂正符号化処理を実施しない部分を持つことも可能とする。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、ＢＣＨ符号など、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の訂正能力も、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。
【０２０７】
ここでは、方式もしくは訂正能力の異なる２つの誤り訂正符号化処理を、予め定められた入力情報に対してのみ実施し、さらに、サブバンド符号化情報に対して、誤り訂正符号化処理を予め定められた入力情報に対して実施しない符号化処理について説明する。誤り訂正符号化手段ａ09の入力であるサブバンド符号化情報のグループ化スケールファクタ更新情報ｓ07は、フレームごとに情報量が変化する。この状況について、図41から図43の誤り訂正符号化手段ａ09における入力信号に示す。図42、図43に示すｓ08ａ、ｓ08ｂは、それぞれｓ08の一部の情報とし、図41から図43の各場合において以下の条件が成立するものとする。
（ｓ08の情報量）＝（ｓ08ａの情報量）＋（ｓ08ｂの情報量）
【０２０８】
ただし、図42と図43の場合においては、ｓ08ａは異なる情報量である。ただし、図41から43において、ＦＥＣ1、ＦＥＣ2、ｓ08ｂは、常に等しい情報量とする。誤り訂正符号化処理に関して、図41の例では、すべてのグループ化スケールファクタ情報がｓ07として更新された場合である。この場合、２つの誤り訂正符号化処理は、ｓ05、ｓ07それぞれに対応して実施され、各符号語ＦＥＣ1、ＦＥＣ2を導出し、ｓ08に対しては一切誤り訂正符号化処理が実施されず、そのままである。
【０２０９】
図42の例では、グループ化スケールファクタ情報がｓ07として一部更新された場合である。この場合、２つの誤り訂正符号化処理は、ｓ05、（ｓ07＋ｓ08ａ）それぞれに対応して実施され、各符号語ＦＥＣ1、ＦＥＣ2を導出し、ｓ08ｂに対しては、一切誤り訂正符号化処理が実施されず、そのままである。
【０２１０】
図43の例では、すべてのグループ化スケールファクタ情報がｓ07として更新されない場合である。この場合、２つの誤り訂正符号化処理は、ｓ05、ｓ08ａそれぞれに対応して実施され、各符号語ＦＥＣ1、ＦＥＣ2を導出し、ｓ08ｂに対しては一切誤り訂正符号化処理が実施されず、そのままである。ここで、図41から図43の場合の全ての誤り訂正符号化処理において、ｓ05、ｓ07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、ｓ05、ｓ07、ｓ08の順に情報が従属関係であるためである。
【０２１１】
図41のｓ95およびｓ99における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。さらに、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41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。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。図35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。
【０２１２】
ここで、図29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ＦＥＣ1、ＦＥＣ2、ｓ08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41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41から43の場合のＦＥＣ1,ＦＥＣ2各誤り訂正符号化符号語に対して、２つの誤り訂正符号化復号処理を実施し、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。２つの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。以降の復号処理に関しては、本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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
（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。
【０２１５】
本発明の第８の実施の形態を、図28に示す符号化方式ブロック図、図29に示す復号方式ブロック図、図41、図42、図43に示す誤り訂正符号化処理フレーム構成図で説明する。本発明の第７の実施の形態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、図42、43に示すスケールファクタ情報が一部更新された場合、スケールファクタ情報が全く更新されない場合、再量子化出力信号ｓ08を、符号誤りに対する重み付けに準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29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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
（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。
【０２１８】
図44は、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である。図44において、フレーム補間処理手段ａ16は、復号出力信号に対してフレーム補間処理を行なう手段である。その他の基本的な構成は、図29と同じである。
【０２１９】
本発明の第９の実施の形態を、図44に示す復号方式ブロック図、図30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。本発明の第７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44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30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30の無線伝送付加情報syncを検出する。
【０２２０】
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、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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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、本発明の第20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。
【０２２３】
図44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44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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
（第10の実施の形態）
本発明の第10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、アナログ信号の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。
【０２２６】
図45は、本発明の第10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である。図45において、デジタル−アナログ変換手段ａ17は、復号出力信号をアナログ変換する手段である。フレーム補間処理手段ａ16は、アナログ出力信号フレーム補間する手段である。その他の基本的な構成は、図29と同じである。
【０２２７】
本発明の第10の実施の形態を、図45に示す復号方式ブロック図、図30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。本発明の第７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44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30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30の無線伝送付加情報syncを検出する。
【０２２８】
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に基き、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、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。
【０２２９】
誤り訂正符号化処理に用いられる誤り符号は、畳み込み符号、ＢＣＨ符号など、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。
【０２３０】
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、本発明の第７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。
【０２３１】
図44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−アナログ変換し、さらにデジタル−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。また、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。
【０２３２】
上記のように、本発明の第10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、アナログ信号の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。
【０２３３】
（第11の実施の形態）
本発明の第11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。
【０２３４】
本発明の第11の実施の形態を、図28、32、35、44に示す符号化方式ブロック図、図29、33、36、45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28、32、35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、メモリやバッファ等から構成される手段を利用するものである。
【０２３５】
また、復号処理に関しては、図29、33、36、44、45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）
【０２３６】
上記のように、本発明の第11の実施の形態では、サブバンド符号化方式を、符号化のフレーム構成時にインターリーブ処理を行う構成としたので、バースト的な伝送誤りを低減できる。
【０２３７】
【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情報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、スケールファクタ情報を基に１フレーム前のフレームのスケールファクタ情報に対する更新情報であるスケールファクタフラグ情報とスケールファクタ更新情報を出力するスケールファクタフラグ導出手段と、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フラグ情報とスケールファクタ更新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して、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。
【０２３８】
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更新情報とスケールファクタフラグ情報を検出し出力するフレーム解析手段と、スケールファクタ更新情報およびスケールファクタフラグ情報を基に全分割帯域のスケールファクタ情報を出力するスケールファクタ検出手段と、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して、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。
【０２３９】
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を基に１フレーム前のグループ化スケールファクタ情報に対する更新情報であるグループ化スケールファクタフラグ情報とグループ化スケールファクタ更新情報を出力するスケールファクタフラグ導出手段と、グループ化スケールファクタフラグ情報とグループ化スケールファクタ更新情報と再量子化出力信号とより符号化出力信号を生成するフレーム構成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して、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。
【０２４０】
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更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ情報などの符号化フレーム構成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更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ更新情報よりグループ化スケールファクタ情報を導出するスケールファクタ検出手段と、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と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して、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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
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、前記スケールファクタ情報およびスケールファクタフラグ情報を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することができる。
【０２４３】
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の低減することができる。
【０２４４】
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の低減することができる。
【０２４５】
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することができる。
【０２４６】
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することができる。
【０２４７】
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を低減することができる。
【０２４８】
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、処理量を低減した上、符号化処理による音質を向上することができる。
【０２４９】
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、処理量を低減した上、符号化処理による音質を向上することができる。
【０２５０】
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の低減することができる。
【０２５１】
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することができる。
【０２５２】
また、グループ化された全てのスケールファクタ情報で構成された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することができる。
【０２５３】
また、グループ化された全てのスケールファクタ情報と通常よりも多くの同期捕捉用同期ワードで構成された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することができる。
【０２５４】
また、一定の時間間隔で送られてくるグループ化されたスケールファクタ情報または同期捕捉用同期ワードもしくはその両方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することができる。
【０２５５】
また、一定の時間間隔で送られてくるグループ化されたスケールファクタ情報または同期捕捉用同期ワードもしくはその両方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することができる。
【０２５６】
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することができる。
【０２５７】
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することができる。
【０２５８】
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することができる。
【０２５９】
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することができる。
【０２６０】
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することができる。
【０２６１】
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することができる。
【０２６２】
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の低減することができる。
【０２６３】
また、符号化フレームごとに情報量の変化するスケールファクタ更新情報の変化を考慮せず固定的に誤り訂正符号化処理をおこなう手段を設けたので、符号化処理量の低減することができる。
【０２６４】
また、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することができる。
【０２６５】
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することができる。
【０２６６】
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することができる。
【０２６７】
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い、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、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することができる。
【０２６８】
したがって、高品質な音楽、音声等を高効率で伝送する必要のある装置における低遅延、低符号化ビットレートを両立した伝送の実現や処理量の低減に伴う小型化、低消費電力化、情報量の多い高品質な音楽、音声等を記録するため圧縮処理をおこなう場合の待ち時間の低減、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等といった有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によ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の実施の形態によ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２３】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２４】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２５】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２６】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２７】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２８】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２９】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誤り訂正符号化処理フレーム構成図、
【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符号化方式のブロック図、
【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ブロック図、
【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３９】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４０】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４１】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４２】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４３】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４４】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４５】本発明の第１０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４６】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４７】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
ａ05 スケールファクタフラグ導出手段
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
ａ12 スケールファクタ検出手段
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 アナログ−デジタル変換手段
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
ｓ05 スケールファクタフラグ情報
ｓ06 スケールファクタ更新情報
ｓ07 グループ化スケールファクタ更新情報
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
ｓ12 スケールファクタ更新情報
ｓ13 スケールファクタフラグ情報
ｓ14 グループ化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
sy 無線伝送付加情報
output 符号化処理信号直接出力命令
mute フレーム補間命令
ＦＥＣ1〜3 誤り訂正符号語
ＢＣＨ1〜3 ＢＣＨ符号語
ＣＮＶ1〜3 畳み込み符号語
ＦＥＣＡ〜Ｃ 誤り訂正符号語

Claims (32)

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情報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、前記スケールファクタ情報を基に１フレーム前のフレームのスケールファクタ情報に対する更新情報であるスケールファクタフラグ情報とスケールファクタ更新情報を出力するスケールファクタフラグ導出手段と、前記帯域分割信号、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、前記スケールファクタフラグ情報および前記スケールファクタ更新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装置。
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、スケールファクタ更新情報およびスケールファクタフラグ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更新情報およびスケールファクタフラグ情報を基に全分割帯域のスケールファクタ情報を出力するスケールファクタ検出手段と、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装置。
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を基に１フレーム前のグループ化スケールファクタ情報に対する更新情報であるグループ化スケールファクタフラグ情報およびグループ化スケールファクタ更新情報を出力するスケールファクタフラグ導出手段と、前記グループ化スケールファクタフラグ情報、前記グループ化スケールファクタ更新情報および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装置。
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、グループ化スケールファクタ更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ情報の符号化フレーム構成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更新情報およびグループ化スケールファクタフラグ更新情報よりグループ化スケールファクタ情報を導出するスケールファクタ検出手段と、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、前記ビット割り当て情報および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装置。
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装置。
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およびスケールファクタフラグ情報を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装置。
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装置。
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装置。
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装置。
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装置。
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装置。
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装置。
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装置。
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装置。
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装置。
16. グループ化された全てのスケールファクタ情報で構成された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装置。
17. グループ化された全てのスケールファクタ情報と複数の同期捕捉用同期ワードで構成された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装置。
18. 一定の時間間隔で送られてくるグループ化されたスケールファクタ情報、同期捕捉用同期ワードまたはその両方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装置。
19. 一定の時間間隔で送られてくるグループ化されたスケールファクタ情報、同期捕捉用同期ワードまたはその両方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装置。
20. 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装置。
21. 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２０記載のサブバンド符号化装置。
22. ＢＣＨ符号を用いる手段を設けたことを特徴とする請求項２０記載のサブバンド符号化装置。
23. 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２０記載のサブバンド符号化装置。
24. 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２０記載のサブバンド符号化装置。
25. 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２４記載のサブバンド符号化装置。
26. 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２０記載のサブバンド符号化装置。
27. 前記符号化フレームごとに情報量の変化するスケールファクタ更新情報の変化を考慮せず固定的に誤り訂正符号化処理をおこなう手段を設けたことを特徴とする請求項２０〜２６記載のサブバンド符号化装置。
28. 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手段を設けたことを特徴とする請求項２７記載のサブバンド符号化装置。
29. 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装置。
30. 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装置。
31. 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装置。
32. 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装置。

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