JPH02501435A - オーデイオ信号の伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

オーディオ信号の伝送方法 本発明は、請求の範囲搏１項の上位概念に記載のオーディオ信号の伝送方法に関 する。 例えば無線伝送、ケーブル伝送、衛星伝送および記録装置においてオーディオ信 号を伝送する際に、アナログオーディオ信号を所定の分解能を有するデジタル信 号に変換し、この形において伝送しかつ再生の際に再びアナログ信号に変換する ことが公知である。デジタル伝送によって再生の際殊に、比較的大きなＳ／Ｎ比 が得られる。 この種の信号の伝送に対して必要とされる帯域幅は冥質的に、単位時間当たりに 伝送すべき標本値の数並びに分解能によって決まってくる。 寅際には、狭帯域のチャネルによって間に合わせるかまたは既存のチャネルを介 して出来るだけ数多くのオーディオ信号を同時に伝送できるようにするために、 伝送のｔ；めに必要な帯域幅を出来るだけ狭く抑える必要がある。必要な帯域幅 それ自体は、標本値の低減または標本値当ｔ；りのビットの数の低減によって狭 くすることができる。 しかしこの手段は通例、結果的に再生品質を劣化させることになる。***国特許 出願公開第３５０６９１２号公報から公知の方法において、再生品質を改善する ためにデジタルオーディオ信号は時間的に連続する区間において短時間スペクト ルに変換される。すなわち短時間スペクトルはそれぞれ、例えば２０ｍ５の時間 区間に対してその都度、信号のスペクトル成分を表している。短時間スペクトル において、サイコーアコーステイ７り法則（ｐｓｙｏｃｈｏ−ａｋｕｓｔｉｓｃ ｈｅｒ　Ｇｅ５ｅｔｚ）に基づいて一般に、聴取者には知覚されない、すなわち 通信技術的ｌ；は重要でない成分が、時間領域においてより一層良好に検出され る。これら成分は伝送の際！＝は僅かにしか重み付けされないかまたは完全に除 去される。この手段によって伝送の際、本来は必要なデータの大部分を省略する ことができるので、平均ビットレートを著しく低減することができる。それ故に 時間区間において存在するスペクトル成分、すなわち振幅値および位相を符号化 する！；めに、行おうとするデータの低減によって前以て決まってくる制限され た数のビットのみを使用することができる。 その際オーディオ信号のブロックのスペクトル線を特徴付ける振幅値であれ、位 相であれ、変換された値の伝送に対して、それぞれのブロックＩこ対して最大限 使用することができる存在する数のピントから、若干がこれらスペクトル線に割 当てられる。その際、これら値を出来るだけ精確に量子化することが重要である 。巡回方法によるビットの割当ては、実時間処理を殆ど不可能にする膨大な計算 コストを必要とする。 本発明の課題は、冒Ｎｌ；述べＩ；方法において、符号化のために使用すること ができるビットを伝送すべきスペクトル成分に次のように割当てる、すなわちス ペクトル成分の重みに相応する量子化を、使用することができるできるだけ多く のビットを使用して短い時間内で寅現可能であるようにするのである。 この課題は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の構成によって解決される。 ビット割当ての際まず、次のように行われる。すなわち短時間スペクトルの周波 数群における最大絶対振幅値、複数の極大振幅値、複数の種火振幅値のアドレス および周波数群のダイナミック性に前以て決められた数のビットが割当てられる 。群のダイナミック性から量子化特性数がめられかつ残りの振幅値にこの量子化 特性数に相応してビットが割当てられる。位相は同数のビットによって量子化さ れる。 量子化特性数に基づいたビットの割当ては粗量子化を表している。それは、伝送 すべき数多くの振幅値および位相値を有する短時間スペクトルにおいても符号化 のｔ：めに使用することができるビットの数は最初の割当てに対して十分である ように選定されている。 このことから結果的ｌ二、伝送すべき僅かな数の振幅値および位相値を有する短 時間スペクトルにおいて多かれ少なかれ多数の残りのビットが生じる。そこでこ れらは、最初量子化特性数に基づいて粗くしか量子化されなかった振幅値および 位相値に割当てられる。次のステップにおいて粗量子化された振幅値の絶対値が 、すなわち粗量子化による誤りを有しない正確な値がめられる。 引続いて、余りのビットの、選択されｔ；スペクトル成分への分配を制御する制 御値が確定される。それはしきい値としてＷｔ＠値スペクトル内に設定され、そ の際しきい値の高さは粗量子化の際に分配されないビットの数にしたがって決め られる。 制御値と粗量子化された振幅値との比較後、制御値より上方にある、ビット割当 てに対する値のみが選択される。粗量子化された振幅と制御値との間の差の形ｌ ｉｔ：よって、引続くビット割当てに対する基礎として修正されｔ；スペクトル が形成される。この修正されたスペクトルの振幅は加算される。その前にめられ た、分配されないビット（振幅値の和で割算された）から、特性量がｄＢ当たり のビットとして得られる。ビットの割当てのｔ；めになお選択されているスペク トルの振幅値の、この特性量との乗算によって、スペクトルの選択された振幅値 に分配されるビット数が生じるこれら値は一般に、整数ではない。しかしビット は整数しか分配することができないので、分配のためになお使用することができ るビットの余りが依然として残る。これらビットは無視するか、または丸め（切 上げおよび切捨て）およびスペクトルの振幅値の絶対値に相応して分配すること ができる。 本発明の実施例および有利な構成は、請求の範囲、本発明の詳細な説明する記述 および図面から明らかである。 第１図が周波数領域に変換されｌ；オーディオ信号のブロックを振幅値表示にお いて示す図であり、第２図が修正されｔ；スペクトルの図である。 第１図に図示の信号は、低域ろ波されたオーディオ信号をＡＤ変換器によってデ ジタル信号に変換し、時間ウィンドウによってデジタルオーディオ信号の所定の 部分を長時間信号から切出しかつこのようにして得られたブロックを時間領域か ら周波数領域に変換することによって、得られたものである。図では、変換され ｔ；ブロック内に発生するスペクトル線の数ＩがＯｄＢ線を基準にして示されて いる。この場合振幅値Ｂが問題になっている。分配されないビットの数から生じ る制御値Ｓ

【は水平方向線として示されている。それは次の経験式によって決め られる： ５ｔ−ｋｌ＋ｆ＊（残りビットの数−に２）その際ユニでは次のパラメータを使 用した：ｋｌ−３０ｄＢ ｆ　−０，０６ｄＢ 図かられかるように、スペクトル線は一部は制御値Ｓｔの上方で終わり、一部は 制御値Ｓｔの下方で終わっている。制御値Ｓｔの上方にある振幅値Ｂと制御値Ｓ ｔとの間の差の形成によって、第２図に図示されている修正され！ニスベクトル が生じる。統く微細量子化に対するビットの割当てに対する量をめるために、制 御値Ｓｔは振幅値Ｂと比較される。その際制御値Ｓｔの上方にある振幅値Ｂのみ が考慮される。その結果が第２図に図示されている。この修正されたスペクトル の振幅値Ｂは加算される。振幅値Ｂの加算は次の式に従って行われる： Ｓ−Ｂ　（１）の和、Ｉ；だしＩ−１からＮ分配されなかったビットをその前に められた振幅値の和Ｓで割算することによって、ｄＢＢ１２りのビットとして特 性量Ｘが生じる。更にビットの割当てのために選択されている、スペクトルの振 幅値Ｂのこの特性量Ｘとの乗算によって、つまり次の式に従って、スペクトルの 選択された振幅値に分配されるビットの数が得られるニ スペクトル当たりのビット（１）− ｘ＊Ｂ　（Ｉ） ただし】≦Ｉ≦Ｎ。 これら値は、一般に整数ではない。しかしビットは整数でしか分配することがで きないので、分配のためになお使用することができる余りが残る。これらビット は丸めおよび余りの桁上げによってスペクトルの振幅値の絶対値に相応して分配 される。 その際次のようにして行われる二′！に初に分配すべきビット数はまず丸め（切 捨て）られかつ整数でないビット数と整数であるビット数との間の余りが一時記 憶される。引続いてこの一時記憶された余りが次に分配すべきビット数に加算さ れる。このようにして得られた和が再び丸め（切捨て）られかつその残りが新た に一時記憶される。この残りは次に分配すべきビット数に加算される。これらサ イクルは、最後に分配すべきビット数が分配されるまで、その都度量子化すべき 振幅値において繰返される。複数の余りの加算後、高い確率でもって値“ｌ”に 達するので、複数のサイクル後繰返し別の１つのビットを分配することができる ので、最終的にｌビットだけが残るかまたはもはやビットは残らない。 国際調査報告 国際調査報告 ＯＮ　ＩＦｉＴＥＲＮ人丁１ＯＮＡＬＰＡＴＬ％ＴＡＰＰＬＩＣ＾”Ｎ”、ＥＰ 　ＢａＯＣＩＢ６６

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．アナログ信号がデジタル信号に変換され、デジタルに伝送されかつ再びアナ ログ信号に変換され、その際信号は伝送の前に、振幅値および位相によって表わ されている毎時間スペクトルに変換され、該短時間スペクトルの伝送のために前 以て決められた鼓のビットを使用することができかつ該スペクトルの成分はサイ コアコースティック法則に基づいて符号化の際に表示精度において種々異なって 重み付けされる、オーディオ信号の伝送方法において、次のステフプ： ａ．分配すべきビットの一部分を割当てることによって振幅価および位相を粗量 子化し、 ｂ．該粗量子化された振幅値の絶対値を定め、ｃ．分配すべきビットの残りの部 分に依存して制御値を定め、 ｄ．該制御値と前記粗量子化された振幅値とを比較し、 ｅ．引続くビツト割当てに対する基礎としての修正されたスペクトルを得るため 前記粗量子化された振幅値と制御値との間の差を形成し、 ｆ．前記修正されたスペクトルの振幅値の和を形成し、 ｇ．残りのビットと前もって形成された和とから特性量を求め、 ｈ．該特性値に基づいて残りのビツトを振幅値および位相に鋼当てる ことを特徴とするオーディオ信号の伝送方法。
2. ２．既に粗量子化された振幅値および位相に対する割当てのために計算されたビ ット鼓を正の１数のピットに変換することを特徴とする請求の範囲第１項記載の 方法。
3. ３．整数でない数のビットを常に切捨てて丸める請求の範囲第２項記載の方法。
4. ４．整数でない数のビットを割当てのために使用可能なビットに依存して丸める （切捨ておよび切り上げ）ことを特徴とする請求の範囲第２項記載の方法。
5. ５．最初に分配すべきビット数をまず切捨てて丸りかつ整数でないビット数と整 数のビット数との間の残りを一時記憶し、かつ該一時記憶された残りを次に分配 すべきビット数に加算し、かう得られた和を切捨てて丸めかつ該残りを再び一時 記憶しかつ引き続いて次に分配すべきビット数に加算して、最終的に最後分配す べきビット数が分配されるようにようにすることを特徴とする請求の範囲第２項 記載の方法。
6. ６．制御値を次の経経験式に従って定め：Ｓｔ−ｋ１＋ｆ＊（残りのビット数− ｋ２）ただし有利には次のパラメータ ｋ】−３０ｄＢ ｆ−Ｏ．０６ｄＢ ｋ２−４４７ としたことを特徴とする請求の範囲第三項から第４項までのいずれか１項記載の 方法。