JP4606418B2 - スケーラブル符号化装置、スケーラブル復号装置及びスケーラブル符号化方法 - Google Patents
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Description
三木弼一編著、「MPEG−4のすべて」、初版、(株)工業調査会、1998年9月30日、p.126−127
(1)第1レイヤ(下位レイヤ)と第2レイヤ(上位レイヤ)との2階層。
(2)第2レイヤの符号化では、周波数領域で符号化を行う(変換符号化)。
(3)第2レイヤの符号化における変換方式には、MDCTを使用する。
(4)第2レイヤの符号化では、入力信号帯域を複数のサブバンド(周波数帯域)に分割し、各々のサブバンド単位で符号化する。
(5)第2レイヤの符号化では、各サブバンドに含まれるMDCT係数は、スペクトル概形を表す情報と、スペクトル概形で表しきれないサブバンド内の細かなMDCT係数の形状を表すスペクトル微細情報と、に分離して符号化される。
(6)第2レイヤの符号化では、スペクトル概形を表す情報としてサブバンド毎の平均振幅を用いる。なお、このサブバンド平均振幅のことをスケールファクタと称する。
(7)第2レイヤの符号化では、サブバンド分割は、臨界帯域に対応付けて行われ、Barkスケールで等間隔に分割される。
図1は、本発明の実施の形態1に係るスケーラブル符号化装置100の主要な構成を示すブロック図である。スケーラブル符号化装置100は、第1レイヤ符号化部101、遅延部102、第1レイヤ復号化部103、第2レイヤ符号化部104及び多重化部105を具備する。
X’(m)=α(m)×Y(m) ・・・(式1)
E=(X(m)−X’(m))2 ・・・(式2)
αopt(m)=X(m)/Y(m) ・・・(式4)
X’(m)=α(m)×Y(m)+e(m) ・・・(式5)
図9A〜Cに、正弦波信号を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)処理又はMDCT処理を用いてスペクトル分析を行う際に、その分析位置を変えたとき各処理によって得られるスペクトル振幅の差異を示す。
人間の聴覚特性には、ある信号が聞こえているときに、その信号と周波数の近い音が耳に入ってきても聞こえ難い、という聴覚マスキング特性がある。そこで、本実施の形態では、この聴覚マスキング特性を利用して、第2レイヤ符号化パラメータの構成要素である予測係数とスペクトル微細情報との符号化効率の向上を図る。
この参考例では、音声信号のスケーラブル符号化は行わないものの、過去のフレームのスケールファクタを使って現フレームのスケールファクタを予測する際に、本発明の実施の形態2で用いたように、スペクトル平滑化処理を用いてスケールファクタの予測を行う。
Claims (8)
- 入力信号を符号化して下位レイヤ符号化パラメータを生成する下位レイヤ符号化手段と、
前記下位レイヤ符号化パラメータを復号して下位レイヤ復号信号を生成する下位レイヤ復号化手段と、
前記入力信号に基づいて前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタを算出する第1スペクトル概形算出手段と、
前記下位レイヤ復号信号に基づいて前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎のスケールファクタを算出する第2スペクトル概形算出手段と、
前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎のスケールファクタの平滑化を行い平滑化スケールファクタを生成する平滑化手段と、
前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎の平滑化スケールファクタに予測係数を乗じて前記入力信号のサブバンド毎の予測スケールファクタを生成し、前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタから前記入力信号のサブバンド毎の予測スケールファクタを減じて得られる誤差信号のエネルギーが最小となる予測係数を得、この予測係数を符号化して上位レイヤ符号化パラメータを生成する予測情報符号化手段と、
前記下位レイヤ符号化パラメータと前記上位レイヤ符号化パラメータとを出力する出力手段と、
を具備するスケーラブル符号化装置。 - 符号化された前記予測係数を復号する予測情報復号化手段と、
前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎の平滑化スケールファクタと復号された前記予測係数とに基づいて前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタを推定し、前記入力信号のスペクトルと前記下位レイヤ復号信号のスペクトルと推定された前記入力信号のスケールファクタとに基づいて前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタに表れない前記入力信号のスペクトルの特徴を示すスペクトル微細情報を生成し符号化するスペクトル微細情報符号化手段と、
をさらに具備し、
前記出力手段は、
符号化された前記予測係数及び前記スペクトル微細情報を上位レイヤ符号化パラメータとして出力する、
ことを特徴とする請求項1記載のスケーラブル符号化装置。 - 前記予測情報符号化手段は、
前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎の平滑化スケールファクタに乗じられる予測係数を複数個まとめてベクトル量子化する、
請求項1記載のスケーラブル符号化装置。 - 前記予測情報符号化手段は、
前記入力信号の所定の周波数帯域毎に聴覚マスキング効果が有効に奏されるか判定し、聴覚マスキング効果が有効に奏されると判定したときに限り、前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎の平滑化スケールファクタから前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタを予測して予測係数を得、この予測係数を符号化して上位レイヤ符号化パラメータを生成する、
請求項1記載のスケーラブル符号化装置。 - 前記予測情報符号化手段は、
前記入力信号の所定の周波数帯域毎に聴覚マスキング効果の有効性を判定し、判定された有効性の程度に応じて符号化ビット数を調節することにより、前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎の平滑化スケールファクタから前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタを予測して予測係数を得、この予測係数を符号化して上位レイヤ符号化パラメータを生成する、
請求項1記載のスケーラブル符号化装置。 - 前記下位レイヤ符号化手段におけるサンプリングレートが、前記第1スペクトル概形算出手段におけるサンプリングレートよりも低い、
請求項1記載のスケーラブル符号化装置。 - 入力信号をスケーラブル符号化する請求項1記載のスケーラブル符号化装置によって生成された符号化パラメータを復号するスケーラブル復号装置であって、
前記符号化パラメータを復号して下位レイヤ復号信号を生成する下位レイヤ復号化手段と、
前記符号化パラメータを復号することにより、前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタを予測させる予測係数を生成する予測情報復号化手段と、
前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎のスケールファクタの平滑化を行い平滑化スケールファクタを生成する平滑化手段と、
前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎の平滑化スケールファクタと前記予測係数とに基づいて前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタを生成するスペクトル生成手段と、
を具備するスケーラブル復号装置。 - 入力信号を符号化して下位レイヤ符号化パラメータを生成するステップと、
前記下位レイヤ符号化パラメータを復号して下位レイヤ復号信号を生成するステップと、
前記入力信号に基づいて前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタを算出するステップと、
前記下位レイヤ復号信号に基づいて前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎のスケールファクタを算出するステップと、
前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎のスケールファクタの平滑化を行い平滑化スケールファクタを生成するステップと、
前記下位レイヤ復号信号のサブバンド毎の平滑化スケールファクタに予測係数を乗じて前記入力信号のサブバンド毎の予測スケールファクタを生成し、前記入力信号のサブバンド毎のスケールファクタから前記入力信号のサブバンド毎の予測スケールファクタを減じて得られる誤差信号のエネルギーが最小となる予測係数を得、この予測係数を符号化して上位レイヤ符号化パラメータを生成するステップと、
前記下位レイヤ符号化パラメータと前記上位レイヤ符号化パラメータとを出力するステップと、
を具備するスケーラブル符号化方法。
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