JP4925671B2 - デジタル信号の符号化/復号化方法及びその装置並びに記録媒体 - Google Patents
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Description
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明に係るデジタル信号の符号化方法及び装置について詳細に説明する。図1は、本発明に係る多チャンネルデジタル信号を符号化する符号化装置の全体的な構成をブロック図で図示したものであり、図示された符号化装置は、周波数帯域分割部100、類似度分析部110、LS符号化部120、量子化部130、ビットストリーム生成部140、及び量子化制御部150を備えてなる。図1に図示された符号化装置の動作を、図10に図示された符号化方法を表すフローチャートに結び付けて説明する。
量子化制御部150は、分割された各周波数帯域に対して聴覚の敏感度を分析し、分析した結果によって割当てビット数を決定することが望ましい。
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明に係るデジタル信号の復号化方法及び装置について詳細に説明する。図13は、本発明に係る多チャンネルデジタル信号の復号化装置の全体的な構成をブロック図で図示したものであり、図示された復号化装置は、ビットストリーム解釈部1400、逆量子化部1410、LS復号化部1420、高周波信号生成部1430、及び帯域合成部1440を備えてなる。図示された復号化装置の動作を図15に図示された本発明に係る復号化方法を表すフローチャートに結び付けて説明する。
110 類似度分析部
120 LS符号化部
130 量子化部
140 ビットストリーム生成部
150 量子化制御部
200 帯域類似度計算部
210 帯域検出部
220 帯域類似度判断部
230 類似情報生成部
400 チャンネル類似度分析部
1400 ビットストリーム解釈部
1410 逆量子化部
1420 LS復号化部
1430 高周波信号生成部
1440 帯域合成部
1500 類似検査部
1510 信号複製部
1520 信号変換部
1530 ランダムノイズ生成部
Claims (41)
- 2個以上の多チャンネルからなるデジタル信号を示す多チャンネル信号を符号化する方法において、
前記多チャンネル信号を所定個数の周波数帯域に分割するステップと、
前記分割された周波数帯域のうち所定周波数以上の複数の高周波帯域それぞれに対し、前記所定周波数未満の複数の低周波帯域のうち最も類似した低周波帯域である類似低周波帯域を検出するステップと、
前記高周波帯域それぞれの所定の特徴値を求めるステップと、
前記多チャンネル信号のうち第1チャンネル信号を利用して第1演算を行って第1信号を生成すると共に、前記第1チャンネル信号と、前記多チャンネル信号のうち第2チャンネル信号との組み合わせで第2演算を行って第2信号を生成するステップと、
前記生成された第1信号及び第2信号の前記所定周波数未満の低周波帯域に属する低周波帯域信号と前記求められた高周波帯域の特徴値とを量子化するステップと、
前記検出された類似低周波帯域に関する情報と、前記量子化された前記低周波帯域信号及び前記量子化された前記高周波帯域の特徴値とからビットストリームを生成するステッ
プと、
を含むことを特徴とするデジタル信号の符号化方法。 - 前記類似低周波帯域を検出するステップは、
前記高周波帯域それぞれに対し、前記低周波帯域との類似度を求めるステップと、
前記求められた類似度が最も大きい低周波帯域を検出するステップと、
前記検出された低周波帯域と前記高周波帯域との類似度が第1の所定値以上であるか否かを判断し、前記検出された低周波帯域と前記高周波帯域との類似度が前記第1の所定値以上である場合、前記検出された低周波帯域についての情報を生成するステップと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 前記類似低周波帯域を検出するステップは、
前記検出された低周波帯域と前記高周波帯域との類似度が前記第1の所定値未満である場合、前記類似低周波帯域が存在しないことを示す情報を生成するステップ、
をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 前記類似度は、
前記高周波帯域に属する時間領域サンプルの値を連結した曲線の形態と前記低周波帯域に属する時間領域サンプルの値を連結した曲線の形態との類似度であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 前記所定の特徴値は、
前記高周波帯域の電力とスケールファクタとのうち、少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 前記第1信号は、
前記第1チャンネル信号と同じであることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 前記第2信号は、
前記第1チャンネル信号と前記第2チャンネル信号との差信号であることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 前記第1信号及び前記第2信号を生成するステップは、
前記第1チャンネル信号と前記第2チャンネル信号との類似度を計算するステップと、
前記計算された類似度が第2の所定値以上である場合、前記多チャンネル信号から前記第1信号と前記第2信号とを生成するステップとを含み、
前記第1信号は、前記第1チャンネル信号と前記第2チャンネル信号のうちいずれか一つを利用して演算され、前記第2信号は、前記第1チャンネル信号及び前記第2チャンネル信号の組み合わせを利用して演算されることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 前記類似度を計算するステップは、
前記第1チャンネル信号及び前記第2チャンネル信号の電力、スケールファクタ、マスキングスレショルド値のうちいずれか一つの比率を計算することを特徴とする請求項9に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 前記多チャンネル信号を符号化して前記第1信号と前記第2信号とを生成するステップは、
前記類似度を計算するステップで計算された比率が1を中心に所定の範囲内の値である場合、前記多チャンネル信号を符号化することを特徴とする請求項10に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 前記分割するステップで分割された周波数帯域に対して量子化ビット数を割り当てるステップをさらに含み、
前記量子化するステップは、
前記割り当てられた量子化ビット数によって、生成された前記第1信号及び前記第2信号の前記所定周波数未満の低周波帯域に属する信号を量子化することを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化方法。 - 入力された第1ビットストリーム及び第2ビットストリームを復号化して第1チャンネル及び第2チャンネルからなるデジタル信号を生成するデジタル信号の復号化方法において、
前記第1ビットストリーム及び前記第2ビットストリームから、量子化された複数の低周波帯域信号、量子化された複数の高周波帯域の特徴値、および前記高周波帯域に類似した低周波帯域である複数の類似低周波帯域に関する情報を抽出するステップと、
抽出された、前記量子化された低周波帯域信号と前記量子化された高周波帯域の特徴値とを逆量子化するステップと、
前記第1ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号を利用して第1演算を行って前記第1チャンネルの低周波帯域信号を生成すると共に、前記第1ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号及び前記第2ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号の組み合わせを利用して第2演算を行って前記第2チャンネルの低周波帯域信号を生成するステップと、
生成された前記第1チャンネルの複数の低周波帯域信号及び前記第2チャンネルの複数の低周波帯域信号、前記逆量子化された前記複数の高周波帯域の特徴値、および抽出された前記複数の類似低周波帯域に関する情報を利用して、前記第1チャンネルの高周波帯域信号及び前記第2チャンネルの高周波帯域信号を生成するステップと、
を含むことを特徴とするデジタル信号の復号化方法。 - 生成された前記第1チャンネルの低周波帯域信号は、
前記第1ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号と同じであることを特徴とする請求項13に記載のデジタル信号の復号化方法。 - 生成された前記第2チャンネルの低周波帯域信号は、
前記第1ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号と、前記第2ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号との差信号であることを特徴とする請求項13または請求項14に記載のデジタル信号の復号化方法。 - 前記高周波帯域信号を生成するステップは、
各高周波帯域に対し、
前記高周波帯域に対応する前記類似低周波帯域の逆量子化された信号を複製するステップと、
前記複製された信号を前記逆量子化された特徴値を有する高周波帯域信号に変換するステップと、
を含むことを特徴とする請求項13ないし請求項15のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化方法。 - 前記高周波帯域信号を生成するステップは、
前記高周波帯域に対応する前記類似低周波帯域のない場合、
前記逆量子化された高周波帯域の特徴値だけを利用して前記高周波帯域信号を生成することを特徴とする請求項13ないし請求項16のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化方法。 - 前記高周波帯域の特徴値は、
前記高周波帯域の電力とスケールファクタとのうち、少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項13ないし請求項17のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化方法。 - 前記逆量子化するステップは、
前記第1ビットストリーム及び前記第2ビットストリームから、各周波数帯域に割り当てられた量子化ビット数を抽出するステップと、
前記抽出された量子化ビット数を利用して、前記低周波帯域信号を抽出するステップで抽出された、前記量子化された低周波帯域信号を逆量子化するステップと、
を含むことを特徴とする請求項13ないし請求項18のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化方法。 - 請求項1ないし請求項12のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
- 請求項13ないし請求項19のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
- 2個以上の多チャンネルからなるデジタル信号を示す多チャンネル信号を符号化するデジタル信号の符号化装置において、
前記多チャンネル信号を所定個数の周波数帯域に分割する周波数帯域分割部と、
前記分割された周波数帯域のうち所定周波数以上の複数の高周波帯域それぞれに対し、前記所定周波数未満の複数の低周波帯域のうち最も類似した低周波帯域である類似低周波帯域を検出し、前記検出された類似低周波帯域に関する情報を生成し、前記高周波帯域それぞれの所定の特徴値を求める類似度分析部と、
前記多チャンネル信号のうち第1チャンネル信号を利用して第1演算を行って第1信号を生成すると共に、前記第1チャンネル信号と、前記多チャンネル信号のうち第2チャンネル信号との組み合わせで第2演算を行って第2信号を生成するLS符号化部と、
前記生成された第1信号及び第2信号の前記所定周波数未満の低周波帯域に属する低周波帯域信号と前記求められた高周波帯域の特徴値とを量子化する量子化部と、
前記生成された類似低周波帯域に関する情報と、前記量子化された前記低周波帯域信号及び前記量子化された前記高周波帯域の特徴値とからビットストリームを生成するビットストリーム生成部と、
を備えることを特徴とするデジタル信号の符号化装置。 - 前記類似度分析部は、
前記高周波帯域それぞれに対し、前記低周波帯域との類似度を求める帯域類似度計算部と、
前記求められた類似度が最も大きい低周波帯域を検出する帯域検出部と、
前記検出された低周波帯域と前記高周波帯域との類似度が第1の所定値以上であるか否かを判断する帯域類似度判断部と、
前記検出された低周波帯域と前記高周波帯域との類似度が、前記第1の所定値以上である場合、前記検出された低周波帯域についての情報を生成すると共に、前記第1の所定値未満である場合、前記類似低周波帯域が存在しないことを示す情報を生成する類似情報生成部と、
を備えることを特徴とする請求項22に記載のデジタル信号の符号化装置。 - 前記類似度は、
前記高周波帯域に属する時間領域サンプルの値を連結した曲線の形態と前記低周波帯域に属する時間領域サンプルの値を連結した曲線の形態との類似度であることを特徴とする請求項23に記載のデジタル信号の符号化装置。 - 前記所定の特徴値は、
前記高周波帯域の電力とスケールファクタとのうち少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項22ないし請求項25のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化装置。 - 前記第1信号は、
前記第1チャンネル信号と同じであることを特徴とする請求項22ないし請求項26のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化装置。 - 前記第2信号は、
前記第1チャンネル信号と前記第2チャンネル信号との差信号であることを特徴とする請求項22ないし請求項27のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化装置。 - 前記第1チャンネル信号と前記第2チャンネル信号との類似度を求め、前記求められた類似度が第2の所定値以上である場合、前記LS符号化部を動作させる信号を生成して出力するチャンネル類似度分析部をさらに備えることを特徴とする請求項22ないし請求項28のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化装置。
- 前記第1チャンネル信号と前記第2チャンネル信号との類似度は、
前記第1チャンネル信号及び前記第2チャンネル信号の電力、スケールファクタ、マスキングスレショルド値のうちいずれか一つの比率であることを特徴とする請求項29に記載のデジタル信号の符号化装置。 - 前記周波数帯域分割部で分割された周波数帯域に対して量子化ビット数を割り当てる量子化制御部をさらに備え、
前記量子化部は、
前記割り当てられた量子化ビット数によって、生成された前記第1信号及び前記第2信号の前記所定周波数未満の低周波帯域に属する信号を量子化することを特徴とする請求項22ないし請求項30のいずれか一項に記載のデジタル信号の符号化装置。 - 入力された第1ビットストリーム及び第2ビットストリームを復号化して第1チャンネル及び第2チャンネルからなるデジタル信号を生成するデジタル信号の復号化装置において、
前記第1ビットストリーム及び前記第2ビットストリームから、量子化された複数の低周波帯域信号、量子化された複数の高周波帯域の特徴値、および前記高周波帯域に類似した低周波帯域である複数の類似低周波帯域に関する情報を抽出するビットストリーム解釈部と、
抽出された前記量子化された低周波帯域信号と前記量子化された高周波帯域の特徴値とを逆量子化する逆量子化部と、
前記第1ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号を利用して第1演算を行って前記第1チャンネルの低周波帯域信号を生成すると共に、前記第1ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号及び前記第2ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号の組み合わせを利用して第2演算を行って前記第2チャンネルの低周波帯域信号を生成するLS復号化部と、
生成された前記第1チャンネルの複数の低周波帯域信号及び前記第2チャンネルの複数の低周波帯域信号、前記逆量子化された前記複数の高周波帯域の特徴値、および抽出された前記複数の類似低周波帯域に関する情報を利用して、前記第1チャンネルの複数の高周波帯域信号及び前記第2チャンネルの複数の高周波帯域信号を生成する高周波信号生成部と、
を備えることを特徴とするデジタル信号の復号化装置。 - 前記LS復号化部で生成された前記第1チャンネルの低周波帯域信号は、
前記第1ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号と同じであることを特徴とする請求項32に記載のデジタル信号の復号化装置。 - 前記LS復号化部で生成された前記第2チャンネルの低周波帯域信号は、
前記第1ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号と、前記第2ビットストリームの逆量子化された前記低周波帯域信号との差信号であることを特徴とする請求項32または請求項33に記載のデジタル信号の復号化装置。 - 前記高周波信号生成部は、
前記逆量子化された前記低周波帯域信号と、前記高周波帯域に対応する前記逆量子化された類似低周波帯域に関する情報とを入力され、各高周波帯域に対して類似した逆量子化された低周波帯域信号を複製する信号複製部と、
前記複製された低周波帯域信号と前記逆量子化された高周波帯域の特徴値とを入力され、各高周波帯域に対して前記複製された低周波帯域信号を、前記入力された特徴値を有する高周波帯域信号に変換する信号変換部と、
を備えることを特徴とする請求項32ないし請求項34のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化装置。 - 前記高周波信号生成部は、
前記高周波帯域に対応する前記類似低周波帯域に関する情報と前記逆量子化された高周波帯域の特徴値とを入力され、前記高周波帯域に対応する前記類似低周波帯域に関する情報のない場合、前記逆量子化された高周波帯域の特徴値だけを利用して前記高周波帯域信号を生成することを特徴とする請求項32ないし請求項35のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化装置。 - 前記高周波帯域の特徴値は、
前記高周波帯域の電力とスケールファクタとのうち、少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項32ないし請求項36のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化装置。 - 前記ビットストリーム解釈部は、
前記第1ビットストリーム及び前記第2ビットストリームから、量子化された複数の低周波帯域信号、量子化された複数の高周波帯域の特徴値、および前記高周波帯域に類似した低周波帯域である複数の類似低周波帯域に関する情報、並びに各周波数帯域に割り当てられた量子化ビット数を抽出し、
前記逆量子化部は、
前記抽出された量子化ビット数を利用して、前記抽出された前記量子化された低周波帯域信号を逆量子化することを特徴とする請求項32ないし請求項37のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化装置。 - 前記LS復号化部から入力された低周波帯域信号と、前記高周波信号生成部から入力された高周波帯域信号とを合成する帯域合成部をさらに備えることを特徴とする請求項32ないし請求項38のいずれか一項に記載のデジタル信号の復号化装置。
- 前記高周波信号生成部は、
ランダムノイズ交換法を利用して前記高周波帯域信号を生成することを特徴とする請求項36に記載のデジタル信号の復号化装置。 - 入力されたビットストリームを復号化して第1チャンネル及び第2チャンネルからなるデジタル信号を生成するデジタル信号の復号化方法において、
前記ビットストリームから、量子化された複数の低周波帯域信号、量子化された複数の高周波帯域の特徴値、および前記高周波帯域に類似した低周波帯域である複数の類似低周波帯域に関する情報を抽出するステップと、
抽出された前記量子化された低周波帯域信号と前記量子化された高周波帯域の特徴値とを逆量子化するステップと、
前記逆量子化された低周波帯域信号を復号化し、前記第1チャンネルの低周波帯域信号及び前記第2チャンネルの低周波帯域信号を生成するステップと、
前記第1チャンネルの低周波帯域信号及び前記第2チャンネルの低周波帯域信号の組み合わせを利用して前記第2チャンネルの低周波帯域信号を生成するステップと、
生成された前記第1チャンネルの複数の低周波帯域信号及び前記第2チャンネルの複数の低周波帯域信号、前記逆量子化された前記複数の高周波帯域の特徴値、および抽出された前記複数の類似低周波帯域に関する情報を利用し、前記第1チャンネルの高周波帯域信号及び前記第2チャンネルの高周波帯域信号を生成するステップと、
を含むことを特徴とするデジタル信号の復号化方法。
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