JPH0856163A - 適応的デジタルオーディオ符号化システム - Google Patents
適応的デジタルオーディオ符号化システムInfo
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- JPH0856163A JPH0856163A JP6338815A JP33881594A JPH0856163A JP H0856163 A JPH0856163 A JP H0856163A JP 6338815 A JP6338815 A JP 6338815A JP 33881594 A JP33881594 A JP 33881594A JP H0856163 A JPH0856163 A JP H0856163A
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
- G10L19/002—Dynamic bit allocation
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/66—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission
- H04B1/665—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission using psychoacoustic properties of the ear, e.g. masking effect
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 人間の聴覚にかなり一致するように入力デジ
タルオーディオ信号を適応的に符号化する新規なデジタ
ルオーディオ符号化システムを提供する。 【構成】 入力デジタルオーディオ信号を符号化する符
号化デバイス１０Ａ、１０Ｂと、符号化されたオーディ
オ信号を復号化する復号化デバイス２０Ａ、２０Ｂと、
入力デジタルオーディオ信号と復号化のデジタルオーデ
ィオ信号との間の偏差信号の電力密度スペクトルを算出
する第１算出器３０、３４と、入力デジタルオーディオ
信号の電力密度スペクトルを算出し、電力密度スペクト
ルに基づいて前記オーディオ信号の周波数マスキング臨
界値を決定する第２測定器４０と、電力密度スペクトル
と周波数マスキング臨界値に基づいて認知スペクトル偏
差を算出する第３算出器５０と、最小の認知スペクトル
偏差を有する符号化のデジタルオーディオ信号を選択す
る回路６０、７０とを含む。
タルオーディオ信号を適応的に符号化する新規なデジタ
ルオーディオ符号化システムを提供する。 【構成】 入力デジタルオーディオ信号を符号化する符
号化デバイス１０Ａ、１０Ｂと、符号化されたオーディ
オ信号を復号化する復号化デバイス２０Ａ、２０Ｂと、
入力デジタルオーディオ信号と復号化のデジタルオーデ
ィオ信号との間の偏差信号の電力密度スペクトルを算出
する第１算出器３０、３４と、入力デジタルオーディオ
信号の電力密度スペクトルを算出し、電力密度スペクト
ルに基づいて前記オーディオ信号の周波数マスキング臨
界値を決定する第２測定器４０と、電力密度スペクトル
と周波数マスキング臨界値に基づいて認知スペクトル偏
差を算出する第３算出器５０と、最小の認知スペクトル
偏差を有する符号化のデジタルオーディオ信号を選択す
る回路６０、７０とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタルオーディオ符
号化システムに関するもので、とくに、人間の聴覚に基
づいて測定される最小の歪みを有する符号化のオーディ
オ信号を提供できる改良されたデジタルオーディオ符号
化システムに関するものである。
号化システムに関するもので、とくに、人間の聴覚に基
づいて測定される最小の歪みを有する符号化のオーディ
オ信号を提供できる改良されたデジタルオーディオ符号
化システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】デジタル化されたオーディオ信号の伝送
は、コンパクトディスクまたはデジタルオーディオテー
プのものと比較して高音質オーディオ信号の伝達を可能
にする。オーディオ信号がデジタル形式で表現されてい
るとき、とくに高精細度テレビシステムの場合、相当量
のデータの伝送を必要とする。しかし、かかるオーディ
オ信号に与えられた利用可能な周波数帯域は限定されて
いるので、たとえば、約１２８ＫＨｚの限定されたオー
ディオ帯域を通じて相当量のデジタルデータ、たとえ
ば、１６ビットのＰＣＭ（パルス符号変調）オーディオ
信号と、４８ＫＨｚのサンプリング周波数に対して、１
秒当たり７６８キロビットを伝送するためには、該オー
ディオ信号を圧縮することが必須となっている。デジタ
ル伝送の受信端で、その圧縮されたオーディオ信号は復
号化される。
は、コンパクトディスクまたはデジタルオーディオテー
プのものと比較して高音質オーディオ信号の伝達を可能
にする。オーディオ信号がデジタル形式で表現されてい
るとき、とくに高精細度テレビシステムの場合、相当量
のデータの伝送を必要とする。しかし、かかるオーディ
オ信号に与えられた利用可能な周波数帯域は限定されて
いるので、たとえば、約１２８ＫＨｚの限定されたオー
ディオ帯域を通じて相当量のデジタルデータ、たとえ
ば、１６ビットのＰＣＭ（パルス符号変調）オーディオ
信号と、４８ＫＨｚのサンプリング周波数に対して、１
秒当たり７６８キロビットを伝送するためには、該オー
ディオ信号を圧縮することが必須となっている。デジタ
ル伝送の受信端で、その圧縮されたオーディオ信号は復
号化される。
【０００３】該復号化されたオーディオ信号の音質は、
該オーディオ信号を符号化するために採用された圧縮技
法によって大きく影響される。時々、最小の歪みを有す
るオーディオ信号を選択的に発生するために、デジタル
オーディオ符号化システムは、他の圧縮技法を採用する
複数の符号化器、符号化器に対応する複数の復号化器及
びオーディオ歪み測定デバイスを備える。その場合、こ
の符号化器などは並列に配設され、入力デジタルオーデ
ィオ信号を同時に符号化し、各々の復号器は対応する符
号化器に接続されていて、対応する符号化器からの符号
化されたデジタルオーディオ信号を復号化する。このよ
うな構成において、デジタルオーディオ符号化システム
は、符号化されたデジタルオーディオ信号のうちの最小
の歪みを起こす符号化されたデジタルオーディオ信号を
選択的に発生する。
該オーディオ信号を符号化するために採用された圧縮技
法によって大きく影響される。時々、最小の歪みを有す
るオーディオ信号を選択的に発生するために、デジタル
オーディオ符号化システムは、他の圧縮技法を採用する
複数の符号化器、符号化器に対応する複数の復号化器及
びオーディオ歪み測定デバイスを備える。その場合、こ
の符号化器などは並列に配設され、入力デジタルオーデ
ィオ信号を同時に符号化し、各々の復号器は対応する符
号化器に接続されていて、対応する符号化器からの符号
化されたデジタルオーディオ信号を復号化する。このよ
うな構成において、デジタルオーディオ符号化システム
は、符号化されたデジタルオーディオ信号のうちの最小
の歪みを起こす符号化されたデジタルオーディオ信号を
選択的に発生する。
【０００４】一般に、オーディオ歪みは「総合高調波歪
み（Ｔｏｔａｌ ＨａｒｍｏｎｉｃＤｉｓｔｏｒｔｉｏ
ｎ；ＴＨＤ）」と「エスエヌ比（ＳＮＲ）」によって測
定され、ここでＴＨＤは、全ての別々の高調波歪み成分
の平方根（ＲＭＳ）の和と、二つ以上の信号が符号化器
を通過する場合に発生した和と差とからなる相互変調歪
みを表し、また、ＳＮＲは受信した入力デジタル信号の
振幅とノイズ信号の振幅との比を表す。
み（Ｔｏｔａｌ ＨａｒｍｏｎｉｃＤｉｓｔｏｒｔｉｏ
ｎ；ＴＨＤ）」と「エスエヌ比（ＳＮＲ）」によって測
定され、ここでＴＨＤは、全ての別々の高調波歪み成分
の平方根（ＲＭＳ）の和と、二つ以上の信号が符号化器
を通過する場合に発生した和と差とからなる相互変調歪
みを表し、また、ＳＮＲは受信した入力デジタル信号の
振幅とノイズ信号の振幅との比を表す。
【０００５】しかし、このようなＴＨＤまたはＳＮＲの
測定は、人間の聴覚が直接的に反映されない物理的な値
であるので、そのようなオーディオ歪み測定装置を有す
る通常のデジタルオーディオ符号化システムは、人間の
聴覚をよく反映する符号化されたデジタルオーディオ信
号を提供する能力が限定されている。
測定は、人間の聴覚が直接的に反映されない物理的な値
であるので、そのようなオーディオ歪み測定装置を有す
る通常のデジタルオーディオ符号化システムは、人間の
聴覚をよく反映する符号化されたデジタルオーディオ信
号を提供する能力が限定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、人間の聴覚にかなり一致するように入力デジタ
ルオーディオ信号を適応的に符号化する新規なデジタル
オーディオ符号化システムを提供することである。
目的は、人間の聴覚にかなり一致するように入力デジタ
ルオーディオ信号を適応的に符号化する新規なデジタル
オーディオ符号化システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従って、上記の目的を達
成するために、本発明の実施例によると、複数のフレー
ムを有する入力デジタルオーディオ信号を符号化する新
規なデジタルオーディオ符号化システムが提供される
が、現フレームにおける入力デジタルオーディオ信号を
各々符号化する並列に配設されたＭ個の符号化手段と、
前記符号化されたオーディオ信号の各々を復号化する並
列に配設されたＭ個の復号化手段と、前記入力デジタル
オーディオ信号と各々の復号化された前記デジタルオー
ディオ信号との間の偏差信号の電力密度スペクトルを算
出する第１測定手段と、前記現フレームにおける入力デ
ジタルオーディオ信号の電力密度スペクトルを算出し、
該入力デジタルオーディオ信号の電力密度スペクトルに
基づいて前記該信号のマスキング臨界値を決定する第２
算出手段と、前記各々の偏差信号への電力密度スペクト
ルと前記マスキング臨界値に基づいて認知スペクトル偏
差を算出する第３算出手段と、最小の認知スペクトル偏
差を有する符号化されたデジタルオーディオ信号を選択
する手段とを含む。
成するために、本発明の実施例によると、複数のフレー
ムを有する入力デジタルオーディオ信号を符号化する新
規なデジタルオーディオ符号化システムが提供される
が、現フレームにおける入力デジタルオーディオ信号を
各々符号化する並列に配設されたＭ個の符号化手段と、
前記符号化されたオーディオ信号の各々を復号化する並
列に配設されたＭ個の復号化手段と、前記入力デジタル
オーディオ信号と各々の復号化された前記デジタルオー
ディオ信号との間の偏差信号の電力密度スペクトルを算
出する第１測定手段と、前記現フレームにおける入力デ
ジタルオーディオ信号の電力密度スペクトルを算出し、
該入力デジタルオーディオ信号の電力密度スペクトルに
基づいて前記該信号のマスキング臨界値を決定する第２
算出手段と、前記各々の偏差信号への電力密度スペクト
ルと前記マスキング臨界値に基づいて認知スペクトル偏
差を算出する第３算出手段と、最小の認知スペクトル偏
差を有する符号化されたデジタルオーディオ信号を選択
する手段とを含む。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の適応的デジタルオーディオ符
号化システムを添付の図面を参照しながら詳細に説明す
る。
号化システムを添付の図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【０００９】図１を参照すると、本発明によるデジタル
オーディオ符号化システムを説明するブロック図が示さ
れている。
オーディオ符号化システムを説明するブロック図が示さ
れている。
【００１０】前記符号化システム１００は符号化デバイ
ス１０、復号化デバイス２０、第１及び第２電力密度ス
ペクトル測定ユニット３０及び３４、マスキング臨界値
測定ユニット４０、認知スペクトル偏差測定器５０、比
較器６０、選択器７０及びフォーマッティング回路８０
を備えている。
ス１０、復号化デバイス２０、第１及び第２電力密度ス
ペクトル測定ユニット３０及び３４、マスキング臨界値
測定ユニット４０、認知スペクトル偏差測定器５０、比
較器６０、選択器７０及びフォーマッティング回路８０
を備えている。
【００１１】Ｎ個のサンプル、即ち、ｎ＝０，１，
２，．．．，Ｎ−１のサンプルを含むｉ番目のフレーム
または現フレームの入力デジタルオーディオ信号ｘ
（ｎ，ｉ）が、符号化デバイス１０へ印加される。この
符号化デバイス１０は予め定められたビット伝送速度で
入力デジタルオーディオ信号の符号化動作を行うために
適しており、Ｎは正の整数であって、一つのフレームは
Ｌ個（たとえば、３２個）のサブバンドを含む。本明細
書で用いられた「フレーム」は、オーディオサンプルの
一定数の対応するデジタルオーディオ信号の一部分を表
し、また、デジタルオーディオ信号の符号化及び復号化
のための処理単位を表す。
２，．．．，Ｎ−１のサンプルを含むｉ番目のフレーム
または現フレームの入力デジタルオーディオ信号ｘ
（ｎ，ｉ）が、符号化デバイス１０へ印加される。この
符号化デバイス１０は予め定められたビット伝送速度で
入力デジタルオーディオ信号の符号化動作を行うために
適しており、Ｎは正の整数であって、一つのフレームは
Ｌ個（たとえば、３２個）のサブバンドを含む。本明細
書で用いられた「フレーム」は、オーディオサンプルの
一定数の対応するデジタルオーディオ信号の一部分を表
し、また、デジタルオーディオ信号の符号化及び復号化
のための処理単位を表す。
【００１２】図示されたように、符号化デバイス１０は
複数の符号化器、たとえば、並列で配設された二つの符
号化器１０Ａ及び１０Ｂを含み、現フレームの入力デジ
タルオーディオ信号を同時に受信し、多様な圧縮技法を
用いて入力デジタルオーディオ信号を符号化する。たと
えば、符号化器１０Ａは各々のサブバンドに対する認知
エントロピーに基づいて、一つのフレーム内に含まれた
各サブバンドに適応的にビットを割り当てるフレーム内
（ｉｎｔｒａ−ｆｒａｍｅ）ビット割り当て技法を用い
てｉ番目のフレームの入力デジタルオーディオ信号の符
号化動作を行い、符号化器１０Ｂは各フレームに対する
認知エントロピーに基づいて、予め定められたフレーム
群内に含まれた各フレームに適応的にビットを割り当て
るフレーム間（ｉｎｔｅｒ−ｆｒａｍｅ）ビット割り当
て技法を用いて入力デジタルオーディオ信号の符号化動
作を行ない、または、符号化器１０Ａと符号化器１０Ｂ
は各々、非一様量子化器と一様量子化器を含んでもよ
い。
複数の符号化器、たとえば、並列で配設された二つの符
号化器１０Ａ及び１０Ｂを含み、現フレームの入力デジ
タルオーディオ信号を同時に受信し、多様な圧縮技法を
用いて入力デジタルオーディオ信号を符号化する。たと
えば、符号化器１０Ａは各々のサブバンドに対する認知
エントロピーに基づいて、一つのフレーム内に含まれた
各サブバンドに適応的にビットを割り当てるフレーム内
（ｉｎｔｒａ−ｆｒａｍｅ）ビット割り当て技法を用い
てｉ番目のフレームの入力デジタルオーディオ信号の符
号化動作を行い、符号化器１０Ｂは各フレームに対する
認知エントロピーに基づいて、予め定められたフレーム
群内に含まれた各フレームに適応的にビットを割り当て
るフレーム間（ｉｎｔｅｒ−ｆｒａｍｅ）ビット割り当
て技法を用いて入力デジタルオーディオ信号の符号化動
作を行ない、または、符号化器１０Ａと符号化器１０Ｂ
は各々、非一様量子化器と一様量子化器を含んでもよ
い。
【００１３】ｉ番目のフレームへの認知エンドロピーＰ
Ｅ（ｉ） は、当業者に知られているように、次式によ
って表わされる。
Ｅ（ｉ） は、当業者に知られているように、次式によ
って表わされる。
【００１４】
【数１】
【００１５】ここで、ｍはｍ＝０，１，２，．．．，Ｌ
−１のサブバンド指数で、Ｌは一つのフレーム内におけ
るサブバンドの全数を表し、Ｐ（ｍ）は高速フーリエ変
換（ＦＦＴ） 技法から測定されたサブバンドｍにおけ
る音圧レベル（ＳＰＬ）を表し、そして、Ｍ（ｍ）はサ
ブバンドｍにおけるマスキング臨界値を表す。
−１のサブバンド指数で、Ｌは一つのフレーム内におけ
るサブバンドの全数を表し、Ｐ（ｍ）は高速フーリエ変
換（ＦＦＴ） 技法から測定されたサブバンドｍにおけ
る音圧レベル（ＳＰＬ）を表し、そして、Ｍ（ｍ）はサ
ブバンドｍにおけるマスキング臨界値を表す。
【００１６】各々の符号化器からの符号化されたデジタ
ルオーディオ信号は、選択器７及び多数の復号化デバイ
ス２０（たとえば、２０Ａ、２０Ｂ）へ印加される。各
々の復号器は符号化器からの対応する符号化されたデジ
タルオーディオ信号を復号化するために用いられる。復
号化器２０Ａ、２０Ｂからの復号化されたデジタルオー
ディオ信号ｙ１（ｎ，ｉ）及びｙ２（ｎ，ｉ）は、第１
及び第２電力密度スペクトル算出ユニット３０及び３４
へ各々印加さ、各々の電力密度スペクトルユニットは減
算器３１、３５及び電力密度スペクトル算出器３２、３
６を各々含む。第１電力密度スペクトル算出ユニット３
０に取り付けられた減算器３１は、システムへの入力デ
ジタルオーディオ信号ｘ（ｎ，ｉ）と復号器２０Ａから
の復号化されたデジタルオーディオ信号ｙ１（ｎ，ｉ）
との間の偏差を表す偏差信号ｅ１（ｎ，ｉ）を発生す
る。この偏差信号ｅ１（ｎ，ｉ）は次式によって表わさ
れる。
ルオーディオ信号は、選択器７及び多数の復号化デバイ
ス２０（たとえば、２０Ａ、２０Ｂ）へ印加される。各
々の復号器は符号化器からの対応する符号化されたデジ
タルオーディオ信号を復号化するために用いられる。復
号化器２０Ａ、２０Ｂからの復号化されたデジタルオー
ディオ信号ｙ１（ｎ，ｉ）及びｙ２（ｎ，ｉ）は、第１
及び第２電力密度スペクトル算出ユニット３０及び３４
へ各々印加さ、各々の電力密度スペクトルユニットは減
算器３１、３５及び電力密度スペクトル算出器３２、３
６を各々含む。第１電力密度スペクトル算出ユニット３
０に取り付けられた減算器３１は、システムへの入力デ
ジタルオーディオ信号ｘ（ｎ，ｉ）と復号器２０Ａから
の復号化されたデジタルオーディオ信号ｙ１（ｎ，ｉ）
との間の偏差を表す偏差信号ｅ１（ｎ，ｉ）を発生す
る。この偏差信号ｅ１（ｎ，ｉ）は次式によって表わさ
れる。
【００１７】
【数２】
【００１８】ここで、ｘ（ｎ，ｉ） 及びｙ１（ｎ，
ｉ） はＰ（たとえば、１６）ビットのパルス符号変調
（ＰＣＭ）オーディオ信号である。
ｉ） はＰ（たとえば、１６）ビットのパルス符号変調
（ＰＣＭ）オーディオ信号である。
【００１９】その次に、この偏差信号は電力密度スペク
トル算出器３２へ提供され、高速フーリエ変換技法によ
って時間領域から周波数領域に変換される。
トル算出器３２へ提供され、高速フーリエ変換技法によ
って時間領域から周波数領域に変換される。
【００２０】図２を参照すると、電力密度スペクトル算
出器３２はウィンドー処理回路３２Ａ及び高速フーリエ
変換（ＦＦＴ）回路３２Ｂを含む。
出器３２はウィンドー処理回路３２Ａ及び高速フーリエ
変換（ＦＦＴ）回路３２Ｂを含む。
【００２１】このウィンドー処理回路３２Ａは減算器３
１からの偏差信号ｅ１（ｎ，ｉ）を受信して、偏差信号
ｅ１（ｎ，ｉ）と予め定められたハーニングウィンドー
（ｈａｎｎｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）とを乗じ、ウィンド
ー処理を行う。この予め定められたハーニングウィンド
ーｈ（ｎ）は、次式のように表される。
１からの偏差信号ｅ１（ｎ，ｉ）を受信して、偏差信号
ｅ１（ｎ，ｉ）と予め定められたハーニングウィンドー
（ｈａｎｎｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）とを乗じ、ウィンド
ー処理を行う。この予め定められたハーニングウィンド
ーｈ（ｎ）は、次式のように表される。
【００２２】
【数３】
【００２３】ここで、Ｎは正の整数であり、ｎ＝０，
１，２，．．．Ｎ−１ である。
１，２，．．．Ｎ−１ である。
【００２４】だから、ウィンドー処理回路３２Ａからの
出力ｗ１（ｎ，ｉ）は次式のように書き直しうる。
出力ｗ１（ｎ，ｉ）は次式のように書き直しうる。
【００２５】
【数４】
【００２６】ここで、ｉはフレーム指数で、ｎは上述し
た式のものと等しい。
た式のものと等しい。
【００２７】その次、ウィンドー処理回路３２Ａからの
出力ｗ１（ｎ，ｉ）はＦＦＴ回路３２Ｂへ提供され、出
力ｗ１（ｎ，ｉ）の電力密度スペクトルを算出し、ま
た、ＦＦＴ回路３２Ｂは本発明の好ましい一実施例で
は、聴覚モデルＩ［または、ＭＰＥＧ−Ａｕｄｉｏ ｌ
ａｙｅｒ Ｉ］ に対して、５１２ポイントＦＦＴを含
む。従って、ｉ番目のフレームの偏差信号ｅ１（ｎ，
ｉ）に対する電力密度スペクトルＥ１(k,i) は当業者に
周知のように、次式のように算出できる。
出力ｗ１（ｎ，ｉ）はＦＦＴ回路３２Ｂへ提供され、出
力ｗ１（ｎ，ｉ）の電力密度スペクトルを算出し、ま
た、ＦＦＴ回路３２Ｂは本発明の好ましい一実施例で
は、聴覚モデルＩ［または、ＭＰＥＧ−Ａｕｄｉｏ ｌ
ａｙｅｒ Ｉ］ に対して、５１２ポイントＦＦＴを含
む。従って、ｉ番目のフレームの偏差信号ｅ１（ｎ，
ｉ）に対する電力密度スペクトルＥ１(k,i) は当業者に
周知のように、次式のように算出できる。
【００２８】
【数５】
【００２９】ここで、ｋ＝０，１，２，．．．，（Ｎ／
２）−１で, Ｎ及びｎは上述した式のものと等しい。
２）−１で, Ｎ及びｎは上述した式のものと等しい。
【００３０】また図１を参照すると、第２電力密度スペ
クトルユニット３４は、入力デジタルオーディオ信号ｘ
（ｎ，ｉ）と復号化器２０Ｂからの復号化されたデジタ
ルオーディオ信号ｙ２（ｎ，ｉ）との間の偏差信号ｅ２
（ｎ，ｉ）の電力密度スペクトルＥ２（ｋ，ｉ）がユニ
ット３４で算出されること以外は、第１電力密度スペク
トルユニット３０と実質的に等しいである。減算器３５
からの偏差信号ｅ２（ｎ，ｉ） は次式のように表され
る。
クトルユニット３４は、入力デジタルオーディオ信号ｘ
（ｎ，ｉ）と復号化器２０Ｂからの復号化されたデジタ
ルオーディオ信号ｙ２（ｎ，ｉ）との間の偏差信号ｅ２
（ｎ，ｉ）の電力密度スペクトルＥ２（ｋ，ｉ）がユニ
ット３４で算出されること以外は、第１電力密度スペク
トルユニット３０と実質的に等しいである。減算器３５
からの偏差信号ｅ２（ｎ，ｉ） は次式のように表され
る。
【００３１】
【数６】
【００３２】ここで、ｎ及びｉは上述した式のものと等
しい。
しい。
【００３３】従って、偏差信号ｅ２（ｎ，ｉ）の電力密
度スペクトルＥ２（ｋ，ｉ）は、式（４）の偏差信号ｅ
１（ｎ，ｉ）に対して処理したように、偏差信号ｅ２
（ｎ，ｉ）とハーニングウィンドーｈ（ｎ）とをウィン
ドー処理することによって得られる。
度スペクトルＥ２（ｋ，ｉ）は、式（４）の偏差信号ｅ
１（ｎ，ｉ）に対して処理したように、偏差信号ｅ２
（ｎ，ｉ）とハーニングウィンドーｈ（ｎ）とをウィン
ドー処理することによって得られる。
【００３４】ｉ番目のフレームへの偏差信号ｅ２（ｎ，
ｉ）の電力密度スペクトルＥ２（ｋ，ｉ） は、次式の
ように得られる。
ｉ）の電力密度スペクトルＥ２（ｋ，ｉ） は、次式の
ように得られる。
【００３５】
【数７】
【００３６】ここで、Ｎ、ｎ、ｋ及びｉは上述した式の
ものと等しく、ｗ２（ｎ，ｉ）＝ｅ２（ｎ，ｉ）×ｈ
（ｎ）の関係を有する。
ものと等しく、ｗ２（ｎ，ｉ）＝ｅ２（ｎ，ｉ）×ｈ
（ｎ）の関係を有する。
【００３７】一方、マスキング臨界値算出ユニット４０
は、ｉ番目フレームの入力デジタルオーディオ信号ｘ
（ｎ，ｉ）を受信して、該信号のマスキング臨界値を算
出するために用いられる。マスキング臨界値算出ユニッ
ト４０は電力密度スペクトル算出器４１及びマスキング
臨界値算出器４２を含む。電力密度スペクトル算出器４
１はｉ番目のフレームへの入力デジタルオーディオ信号
ｘ（ｎ，ｉ）の電力密度スペクトルＸ（ｋ，ｉ）が該算
出器４１で算出されること以外は第１及び第２電力密度
スペクトルユニットに含まれた電力密度スペクトル算出
器と実質的に等しい。ｉ番目のフレームへの入力デジタ
ルオーディオ信号ｘ（ｎ，ｉ）の電力密度スペクトルＸ
（ｋ，ｉ）は、次式のように得られる。
は、ｉ番目フレームの入力デジタルオーディオ信号ｘ
（ｎ，ｉ）を受信して、該信号のマスキング臨界値を算
出するために用いられる。マスキング臨界値算出ユニッ
ト４０は電力密度スペクトル算出器４１及びマスキング
臨界値算出器４２を含む。電力密度スペクトル算出器４
１はｉ番目のフレームへの入力デジタルオーディオ信号
ｘ（ｎ，ｉ）の電力密度スペクトルＸ（ｋ，ｉ）が該算
出器４１で算出されること以外は第１及び第２電力密度
スペクトルユニットに含まれた電力密度スペクトル算出
器と実質的に等しい。ｉ番目のフレームへの入力デジタ
ルオーディオ信号ｘ（ｎ，ｉ）の電力密度スペクトルＸ
（ｋ，ｉ）は、次式のように得られる。
【００３８】
【数８】
【００３９】ここで、Ｎ、ｎ、ｋ、及びｉは上述した式
のものと等しく、ｗ（ｎ，ｉ）＝ｘ（ｎ，ｉ）・ｈ
（ｎ）の関係を有する。
のものと等しく、ｗ（ｎ，ｉ）＝ｘ（ｎ，ｉ）・ｈ
（ｎ）の関係を有する。
【００４０】電力密度スペクトル算出器４１で算出され
た入力デジタルオーディオ信号の電力密度スペクトルＸ
（ｋ，ｉ）はマスキング臨界値算出器４２へ印加され、
該マスキング臨界値算出器４２は入力デジタルオーディ
オ信号の電力密度スペクトルに基づいてマスキング臨界
値を算出する。
た入力デジタルオーディオ信号の電力密度スペクトルＸ
（ｋ，ｉ）はマスキング臨界値算出器４２へ印加され、
該マスキング臨界値算出器４２は入力デジタルオーディ
オ信号の電力密度スペクトルに基づいてマスキング臨界
値を算出する。
【００４１】マスキング臨界値は人間の聴覚認知をよく
反映する可聴限界を表し、この可聴限界は、本明細書で
参照文献として引用された論文の「Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ
Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ａｓｓｏ
ｃｉａｔｅｄ Ａｕｄｉｏ」、ＩＳＯ／ＩＥＣ／ＪＴＣ
１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ＮＯ５０１ ＭＰＥＧ ９３
（Ｊｕｌｙ，１９９３）で開示されているように、ある
音の臨界値または固有可聴限界値と、周波数領域で同時
に発生する他の（マスキング）の音の存在によって起こ
った増分との合計を表し、この論文中で、いわゆる聴覚
モデル（Ｉ及びＩＩ）はマスキング臨界値を算出するた
めに記述されている。本発明の好ましい実施例におい
て、聴覚モデルＩはマスキング臨界値算出器４２で有効
に使用されている。
反映する可聴限界を表し、この可聴限界は、本明細書で
参照文献として引用された論文の「Ｃｏｄｉｎｇ ｏｆ
Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ａｓｓｏ
ｃｉａｔｅｄ Ａｕｄｉｏ」、ＩＳＯ／ＩＥＣ／ＪＴＣ
１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ＮＯ５０１ ＭＰＥＧ ９３
（Ｊｕｌｙ，１９９３）で開示されているように、ある
音の臨界値または固有可聴限界値と、周波数領域で同時
に発生する他の（マスキング）の音の存在によって起こ
った増分との合計を表し、この論文中で、いわゆる聴覚
モデル（Ｉ及びＩＩ）はマスキング臨界値を算出するた
めに記述されている。本発明の好ましい実施例におい
て、聴覚モデルＩはマスキング臨界値算出器４２で有効
に使用されている。
【００４２】電力密度スペクトルＥ１（ｋ，ｉ）、Ｅ２
（ｋ，ｉ）とマスキング臨界値Ｍ（ｋ，ｉ）が認知スペ
クトル偏差算出器５０へ同時に提供され、この認知スペ
クトル偏差算出器５０は、考慮されるマスキング効果を
備えた人間の聴覚能力によって認知されるような電力密
度スペクトルＥ１（ｋ，ｉ）、Ｅ２（ｋ，ｉ）に対する
オーディオ歪みを表す第１及び第２認知スペクトル偏差
ＰＳＤ１（ｉ）、ＰＳＤ２（ｉ）を算出するために用い
られている。電力密度スペクトル算出器３２からの電力
密度スペクトルＥ１（ｋ，ｉ）に対する第１認知スペク
トル偏差ＰＳＤ１（ｉ）は次式のように表される。
（ｋ，ｉ）とマスキング臨界値Ｍ（ｋ，ｉ）が認知スペ
クトル偏差算出器５０へ同時に提供され、この認知スペ
クトル偏差算出器５０は、考慮されるマスキング効果を
備えた人間の聴覚能力によって認知されるような電力密
度スペクトルＥ１（ｋ，ｉ）、Ｅ２（ｋ，ｉ）に対する
オーディオ歪みを表す第１及び第２認知スペクトル偏差
ＰＳＤ１（ｉ）、ＰＳＤ２（ｉ）を算出するために用い
られている。電力密度スペクトル算出器３２からの電力
密度スペクトルＥ１（ｋ，ｉ）に対する第１認知スペク
トル偏差ＰＳＤ１（ｉ）は次式のように表される。
【００４３】
【数９】
【００４４】ここで、ｋ及びｉは上述した式のものと等
しい。
しい。
【００４５】同様に、電力密度スペクトル算出器３６か
らの電力密度スペクトルＥ２（ｋ，ｉ）に対する第２認
知スペクトル偏差ＰＳＤ２（ｉ）は、次式のように表さ
れる。
らの電力密度スペクトルＥ２（ｋ，ｉ）に対する第２認
知スペクトル偏差ＰＳＤ２（ｉ）は、次式のように表さ
れる。
【００４６】
【数１０】
【００４７】ここで、ｋ及びｉは上述した式のものと等
しい。
しい。
【００４８】上述した式（９）及び式（１０）から分か
るように、ｉ番目のフレームに対する認知スペクトル偏
差は、マスキング臨界値を超過する偏差信号の電力密度
スペクトルによって算出される。第１及び第２認知スペ
クトル偏差ＰＳＤ１（ｉ）及びＰＳＤ２（ｉ）が比較器
６０へ印加され、該比較器６０はこれらの認知スペクト
ル偏差を比較することによって、符号化器（たとえば、
１０Ａ、１０Ｂ）からの二つの符号化されたデジタルオ
ーディオ信号のうちで一番歪みの少ないデジタルオーデ
ィオ信号を特定する選択信号を発生する。その後、比較
器６０からの選択信号は選択器７０及びフォーマッティ
ング回路８０へ出力される。
るように、ｉ番目のフレームに対する認知スペクトル偏
差は、マスキング臨界値を超過する偏差信号の電力密度
スペクトルによって算出される。第１及び第２認知スペ
クトル偏差ＰＳＤ１（ｉ）及びＰＳＤ２（ｉ）が比較器
６０へ印加され、該比較器６０はこれらの認知スペクト
ル偏差を比較することによって、符号化器（たとえば、
１０Ａ、１０Ｂ）からの二つの符号化されたデジタルオ
ーディオ信号のうちで一番歪みの少ないデジタルオーデ
ィオ信号を特定する選択信号を発生する。その後、比較
器６０からの選択信号は選択器７０及びフォーマッティ
ング回路８０へ出力される。
【００４９】比較器６０からの選択信号に応答して、選
択器７０は、符号化器からの符号化されたデジタルオー
ディオ信号のうちで一番歪みの少ないデジタルオーディ
オ信号を選択し、選択されたオーディオ信号をフォーマ
ッティング回路８０に提供する。
択器７０は、符号化器からの符号化されたデジタルオー
ディオ信号のうちで一番歪みの少ないデジタルオーディ
オ信号を選択し、選択されたオーディオ信号をフォーマ
ッティング回路８０に提供する。
【００５０】フォーマッティグ回路８０では、比較器６
０からの選択信号と選択器７０からの選択されたオーデ
ィオ信号が、チャンネルへ伝送するためにフォーマット
されて、伝送器（図示せず）へ伝送される。
０からの選択信号と選択器７０からの選択されたオーデ
ィオ信号が、チャンネルへ伝送するためにフォーマット
されて、伝送器（図示せず）へ伝送される。
【００５１】上記において、本発明の特定の実施例につ
いて説明したが、特許請求の範囲で定義される本発明の
技術的視点を逸脱することなく種々の変形及び変更をな
し得ることは当業者には明らかであろう。
いて説明したが、特許請求の範囲で定義される本発明の
技術的視点を逸脱することなく種々の変形及び変更をな
し得ることは当業者には明らかであろう。
【００５２】
【発明の効果】本発明は人間の聴覚認知によって入力デ
ジタルオーディオ信号を適応的に符号化することによっ
て、事実上人間の聴覚認知に近接した符号化のオーディ
オ信号を提供できる。
ジタルオーディオ信号を適応的に符号化することによっ
て、事実上人間の聴覚認知に近接した符号化のオーディ
オ信号を提供できる。
【図１】本発明による新規なデジタルオーディオ符号化
システムを説明するブロック図である。
システムを説明するブロック図である。
【図２】図１に示した電力密度スペクトル算出器の詳細
なブロック図である。
なブロック図である。
１０ 符号化デバイス １０Ａ、１０Ｂ 符号化器 ２０ 復号化デバイス ２０Ａ、２０Ｂ 復号化器 ３０ 第１電力密度スペクトルユニット ３１ 減算器 ３４ 第２電力密度スペクトルユニット ３２ 電力密度スペクトル算出器 ３２Ａ ウインドー処理回路 ３２Ｂ 高速フーリエ変換回路 ３５ 減算器 ３６ 電力密度スペクトル算出器 ４０ マスキング臨界値算出ユニット ４１ 電力密度スペクトル算出器 ４２ マスキング臨界値算出ユニット ５０ 認知スペクトル偏差算出器 ６０ 比較器 ７０ 選択器 ８０ フォーマッティング回路 １００ 符号化システム
Claims (1)
- 【請求項１】 複数のフレームを有する入力デジタルオ
ーディオ信号を符号化する新規なデジタルオーディオ符
号化システムであって、 現フレームにおける入力デジタルオーディオ信号を各々
符号化する並列に配設されたＭ個の符号化手段と、 符号化された前記オーディオ信号の各々を復号化する並
列に配設されたＭ個の復号化手段と、 前記入力デジタルオーディオ信号と各々の復号化された
前記デジタルオーディオ信号との間の偏差信号の電力密
度スペクトルを算出する第１算出手段と、 前記現フレームの前記入力デジタルオーディオ信号の電
力密度スペクトルを算出し、該入力デジタルオーディオ
信号の電力密度スペクトルに基づいて前記入力デジタル
オーディオ信号のマスキング臨界値を決定する第２算出
手段と、 各々の前記偏差信号に対する前記電力密度スペクトルと
前記マスキング臨界値とに基づいて認知スペクトル偏差
を算出する第３算出手段と、 最小の認知スペクトル偏差を有する前記符号化されたデ
ジタルオーディオ信号を選択する手段とを有することを
特徴とする適応的デジタルオーディオ符号化システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1994P758 | 1994-01-18 | ||
| KR1019940000758A KR970005131B1 (ko) | 1994-01-18 | 1994-01-18 | 인간의 청각특성에 적응적인 디지탈 오디오 부호화장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0856163A true JPH0856163A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=19375774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6338815A Pending JPH0856163A (ja) | 1994-01-18 | 1994-12-28 | 適応的デジタルオーディオ符号化システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5649052A (ja) |
| EP (1) | EP0663741A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0856163A (ja) |
| KR (1) | KR970005131B1 (ja) |
| CN (1) | CN1116348A (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3082625B2 (ja) * | 1995-07-15 | 2000-08-28 | 日本電気株式会社 | 音声信号処理回路 |
| US5794199A (en) * | 1996-01-29 | 1998-08-11 | Texas Instruments Incorporated | Method and system for improved discontinuous speech transmission |
| KR100251453B1 (ko) * | 1997-08-26 | 2000-04-15 | 윤종용 | 고음질 오디오 부호화/복호화장치들 및 디지털다기능디스크 |
| US6161088A (en) * | 1998-06-26 | 2000-12-12 | Texas Instruments Incorporated | Method and system for encoding a digital audio signal |
| US6499010B1 (en) * | 2000-01-04 | 2002-12-24 | Agere Systems Inc. | Perceptual audio coder bit allocation scheme providing improved perceptual quality consistency |
| IT1314626B1 (it) * | 2000-04-21 | 2002-12-20 | Ik Multimedia Production Srl | Procedimento per la codifica e la decodifica di flussi di dati,rappresentanti suoni in forma digitale, all'interno di un |
| ATE387044T1 (de) * | 2000-07-07 | 2008-03-15 | Nokia Siemens Networks Oy | Verfahren und vorrichtung für die perzeptuelle tonkodierung von einem mehrkanal tonsignal mit verwendung der kaskadierten diskreten cosinustransformation oder der modifizierten diskreten cosinustransformation |
| WO2002005214A2 (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-17 | Eg Technology | Adaptive edge detection and enhancement for image processing |
| US6934676B2 (en) * | 2001-05-11 | 2005-08-23 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Method and system for inter-channel signal redundancy removal in perceptual audio coding |
| DE10150519B4 (de) * | 2001-10-12 | 2014-01-09 | Hewlett-Packard Development Co., L.P. | Verfahren und Anordnung zur Sprachverarbeitung |
| US7333930B2 (en) * | 2003-03-14 | 2008-02-19 | Agere Systems Inc. | Tonal analysis for perceptual audio coding using a compressed spectral representation |
| US8588291B2 (en) * | 2003-09-22 | 2013-11-19 | Broadcom Corporation | Multiple decode user interface |
| US7706777B2 (en) * | 2003-09-23 | 2010-04-27 | Broadcom Corporation | Secure user interface in a shared resource environment |
| US7693707B2 (en) * | 2003-12-26 | 2010-04-06 | Pansonic Corporation | Voice/musical sound encoding device and voice/musical sound encoding method |
| DE102004007200B3 (de) * | 2004-02-13 | 2005-08-11 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Audiocodierung |
| RU2393552C2 (ru) * | 2004-09-17 | 2010-06-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Комбинированное аудиокодирование, минимизирующее воспринимаемое искажение |
| US7720013B1 (en) * | 2004-10-12 | 2010-05-18 | Lockheed Martin Corporation | Method and system for classifying digital traffic |
| CN1321400C (zh) * | 2005-01-18 | 2007-06-13 | 中国电子科技集团公司第三十研究所 | 客观音质评价中基于噪声掩蔽门限算法的巴克谱失真测度方法 |
| US7573912B2 (en) * | 2005-02-22 | 2009-08-11 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschunng E.V. | Near-transparent or transparent multi-channel encoder/decoder scheme |
| US7692686B1 (en) * | 2006-02-21 | 2010-04-06 | Xfrm Incorporated | Method and apparatus for coding format autodetection testing |
| US8711372B2 (en) * | 2006-08-31 | 2014-04-29 | Ricoh Co., Ltd. | Techniques for image segment accumulation in document rendering |
| GB0915766D0 (en) * | 2009-09-09 | 2009-10-07 | Apt Licensing Ltd | Apparatus and method for multidimensional adaptive audio coding |
| CN102393986B (zh) * | 2011-08-11 | 2013-05-08 | 重庆市科学技术研究院 | 基于音频判别的盗伐检测方法、装置及*** |
| KR20130093783A (ko) * | 2011-12-30 | 2013-08-23 | 한국전자통신연구원 | 오디오 객체 전송 장치 및 방법 |
| US9774974B2 (en) | 2014-09-24 | 2017-09-26 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Audio metadata providing apparatus and method, and multichannel audio data playback apparatus and method to support dynamic format conversion |
| US10923135B2 (en) * | 2018-10-14 | 2021-02-16 | Tyson York Winarski | Matched filter to selectively choose the optimal audio compression for a metadata file |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2165654B (en) * | 1984-10-12 | 1988-05-25 | Yue Lin Thomas Hong | Method and apparatus for evaluating auditory distortions of an audio system |
| DE68911287T2 (de) * | 1988-06-08 | 1994-05-05 | Fujitsu Ltd | Codierer/decodierer. |
| US5230003A (en) * | 1991-02-08 | 1993-07-20 | Ericsson-Ge Mobile Communications Holding, Inc. | Decoding system for distinguishing different types of convolutionally-encoded signals |
| KR960009936B1 (ko) * | 1992-10-07 | 1996-07-25 | 대우전자 주식회사 | 오디오 신호의 왜곡 측정장치 및 방법 |
-
1994
- 1994-01-18 KR KR1019940000758A patent/KR970005131B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-12-28 JP JP6338815A patent/JPH0856163A/ja active Pending
- 1994-12-29 US US08/366,144 patent/US5649052A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-30 EP EP94120952A patent/EP0663741A3/en not_active Ceased
-
1995
- 1995-01-18 CN CN95101253A patent/CN1116348A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0663741A3 (en) | 1998-08-19 |
| CN1116348A (zh) | 1996-02-07 |
| EP0663741A2 (en) | 1995-07-19 |
| US5649052A (en) | 1997-07-15 |
| KR950024443A (ko) | 1995-08-21 |
| KR970005131B1 (ko) | 1997-04-12 |
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