JPH09146593A - 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、音響信号符号化装置及び音響信号復号化装置 - Google Patents
音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、音響信号符号化装置及び音響信号復号化装置Info
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- JPH09146593A JPH09146593A JP7332686A JP33268695A JPH09146593A JP H09146593 A JPH09146593 A JP H09146593A JP 7332686 A JP7332686 A JP 7332686A JP 33268695 A JP33268695 A JP 33268695A JP H09146593 A JPH09146593 A JP H09146593A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の音響信号符号化装置は、低ビットレー
トでの符号化品質が悪かった。 【解決手段】 供給される音響信号をサブバンド符号化
方法により帯域分割し、得られた狭帯域信号から短時間
フレームで特徴を抽出して符号化している。そして、サ
ブバンド化された狭帯域信号は、次の手順で符号化され
る。（１）短時間のフレーム毎に振幅の包絡線を抽出す
る。（２）そのフレーム内で振幅波形が零を交叉した回
数、または零交叉の時間間隔を計測する。（３）上記
（１）及び（２）の内容をそのフレームの特徴として符
号化し伝送する。
トでの符号化品質が悪かった。 【解決手段】 供給される音響信号をサブバンド符号化
方法により帯域分割し、得られた狭帯域信号から短時間
フレームで特徴を抽出して符号化している。そして、サ
ブバンド化された狭帯域信号は、次の手順で符号化され
る。（１）短時間のフレーム毎に振幅の包絡線を抽出す
る。（２）そのフレーム内で振幅波形が零を交叉した回
数、または零交叉の時間間隔を計測する。（３）上記
（１）及び（２）の内容をそのフレームの特徴として符
号化し伝送する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、本発明はデジタル
（ＰＣＭ）信号の情報量の圧縮を行なう信号処理装置に
係り、特にデジタル音響信号の圧縮符号化／復号化装置
に関するものである。
（ＰＣＭ）信号の情報量の圧縮を行なう信号処理装置に
係り、特にデジタル音響信号の圧縮符号化／復号化装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、オーディオ信号の高能率符号
化に主として用いられているサブバンド符号化と直交変
換符号化は、時間領域のサンプル信号を周波数領域に写
像し、周波数領域でのエネルギーの偏在によるビット割
当量を、人間の心理聴覚特性を利用して制御しながら符
号化する方法である。
化に主として用いられているサブバンド符号化と直交変
換符号化は、時間領域のサンプル信号を周波数領域に写
像し、周波数領域でのエネルギーの偏在によるビット割
当量を、人間の心理聴覚特性を利用して制御しながら符
号化する方法である。
【０００３】このような符号化方法で代表的なＭＰＥＧ
Ａｕｄｉｏの音響信号符号化装置及び復号化装置の例
を図５（Ａ），（Ｂ）に示す。図５（Ａ）に示す音響信
号符号化装置に入力されたオーディオ信号は、帯域分割
フィルタ１により３２帯域に等分割される。そして、こ
の帯域分割フィルタ１により３２帯域に分割された各信
号は、それぞれ分析フレーム毎に最大値（スケールファ
クタ）が求められ正規化される（スケーリング回路
２）。
Ａｕｄｉｏの音響信号符号化装置及び復号化装置の例
を図５（Ａ），（Ｂ）に示す。図５（Ａ）に示す音響信
号符号化装置に入力されたオーディオ信号は、帯域分割
フィルタ１により３２帯域に等分割される。そして、こ
の帯域分割フィルタ１により３２帯域に分割された各信
号は、それぞれ分析フレーム毎に最大値（スケールファ
クタ）が求められ正規化される（スケーリング回路
２）。
【０００４】さらに、これとは別に入力オーディオ信号
はＦＦＴ回路３で直交変換され、心理聴覚モデルに基づ
いてマスキングが計算されて（マスキング計算回路
４）、３２帯域のビット量が決定される。そして、この
決定されたビット量で３２帯域のフレーム毎に設けられ
た量子化器５により量子化され（フレームデータ）、ス
ケールファクタと共にマルチプレクサ（ビット多重化回
路）６により多重化され、ビットストリームとして伝送
される。
はＦＦＴ回路３で直交変換され、心理聴覚モデルに基づ
いてマスキングが計算されて（マスキング計算回路
４）、３２帯域のビット量が決定される。そして、この
決定されたビット量で３２帯域のフレーム毎に設けられ
た量子化器５により量子化され（フレームデータ）、ス
ケールファクタと共にマルチプレクサ（ビット多重化回
路）６により多重化され、ビットストリームとして伝送
される。
【０００５】図５（Ｂ）に示す音響信号復号化装置側で
は、供給されるビットストリームをデマルチプレクサ
（ビット分解回路）７によりスケールファクタとフレー
ムデータとに分解し、フレームデータ（帯域信号）を逆
量子化器８にて逆量子化し、逆スケーリング回路９にて
スケールファクタによる各帯域のスケール合わせを行っ
た後、帯域合成フィルタ１０にて全帯域の信号を合成す
ることにより、オーディオ信号が出力される。
は、供給されるビットストリームをデマルチプレクサ
（ビット分解回路）７によりスケールファクタとフレー
ムデータとに分解し、フレームデータ（帯域信号）を逆
量子化器８にて逆量子化し、逆スケーリング回路９にて
スケールファクタによる各帯域のスケール合わせを行っ
た後、帯域合成フィルタ１０にて全帯域の信号を合成す
ることにより、オーディオ信号が出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したような音響信
号符号化装置は、特に高品質オーディオの符号化に適用
され、１２８ｋｂｐｓ以上のビットレートでは良好な品
質を実現している。しかし、通信用アプリケーションな
どで必要とされる６４ｋｂｐｓ以下の低ビットレートで
は、符号化品質が悪くなるので、更に効率の良い音響信
号の分析記述方法が望まれていた。
号符号化装置は、特に高品質オーディオの符号化に適用
され、１２８ｋｂｐｓ以上のビットレートでは良好な品
質を実現している。しかし、通信用アプリケーションな
どで必要とされる６４ｋｂｐｓ以下の低ビットレートで
は、符号化品質が悪くなるので、更に効率の良い音響信
号の分析記述方法が望まれていた。
【０００７】本発明は、以上に述べた従来技術の問題点
に鑑みてなされたものであり、サブバンド符号化方法
に、さらに帯域信号を分析する手段を付加して特徴を抽
出し、それを符号化することにより従来よりも高能率に
音響信号を符号化する符号化方法と符号化装置及びこれ
を復号する復号化方法と復号化装置を提供することを目
的とする。
に鑑みてなされたものであり、サブバンド符号化方法
に、さらに帯域信号を分析する手段を付加して特徴を抽
出し、それを符号化することにより従来よりも高能率に
音響信号を符号化する符号化方法と符号化装置及びこれ
を復号する復号化方法と復号化装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏな
どのサブバンド符号化方法では、帯域分割された信号は
心理聴覚分析でビット割当てされることにより符号量が
削減されており、帯域信号のサンプルの時間的な冗長性
は考慮されていない。従って、この帯域信号の時間的な
冗長性を考慮することにより従来のサブバンド符号化方
法よりもさらに高能率な符号化を行なうことができる。
どのサブバンド符号化方法では、帯域分割された信号は
心理聴覚分析でビット割当てされることにより符号量が
削減されており、帯域信号のサンプルの時間的な冗長性
は考慮されていない。従って、この帯域信号の時間的な
冗長性を考慮することにより従来のサブバンド符号化方
法よりもさらに高能率な符号化を行なうことができる。
【０００９】本発明の音響信号符号化装置は、供給され
る音響信号をサブバンド符号化方法により帯域分割し、
得られた狭帯域信号から短時間フレームで特徴を抽出し
て符号化している。そして、サブバンド化された狭帯域
信号は、次の（１）〜（３）の手順で符号化される。 （１）短時間のフレーム毎に振幅の包絡線を抽出する。 （２）そのフレーム内で振幅波形が零を交叉した回数、
または零交叉の時間間隔を計測する。 （３）上記（１）及び（２）の内容をそのフレームの特
徴として符号化し伝送する。
る音響信号をサブバンド符号化方法により帯域分割し、
得られた狭帯域信号から短時間フレームで特徴を抽出し
て符号化している。そして、サブバンド化された狭帯域
信号は、次の（１）〜（３）の手順で符号化される。 （１）短時間のフレーム毎に振幅の包絡線を抽出する。 （２）そのフレーム内で振幅波形が零を交叉した回数、
または零交叉の時間間隔を計測する。 （３）上記（１）及び（２）の内容をそのフレームの特
徴として符号化し伝送する。
【００１０】また、音響信号復号化装置では、サブバン
ド化された狭帯域信号を短時間フレームで分析し、上記
（２）において零交叉回数が伝送された場合は各帯域の
フレーム毎に正弦波を生成し、上記（１）で伝送された
包絡線により整形して復号する。そして、上記（２）に
おいて零交叉の時間間隔が伝送された場合は零交叉点と
上記（１）で伝送された零交叉点の間の時刻の包絡線上
の点とを適当な曲線で補間して復号する。
ド化された狭帯域信号を短時間フレームで分析し、上記
（２）において零交叉回数が伝送された場合は各帯域の
フレーム毎に正弦波を生成し、上記（１）で伝送された
包絡線により整形して復号する。そして、上記（２）に
おいて零交叉の時間間隔が伝送された場合は零交叉点と
上記（１）で伝送された零交叉点の間の時刻の包絡線上
の点とを適当な曲線で補間して復号する。
【００１１】このとき、上記（１）で求めた包絡線情報
は各帯域で相関があると考えられるので差分をとるなど
して情報量の削減が可能である。さらに、短時間での包
絡線の概形はベクトル量子化することにより大幅な情報
量の削減も可能である。そして、符号化品質を向上させ
るために、上記（２）において零交叉回数ではなく、零
交叉の時間（サンプル）間隔の変化を時系列で示したも
のを伝送する場合でも、この時間間隔の変化時系列をベ
クトル量子化することにより、大幅な符号量の増加をせ
ずに符号化品質を高めることが可能である。
は各帯域で相関があると考えられるので差分をとるなど
して情報量の削減が可能である。さらに、短時間での包
絡線の概形はベクトル量子化することにより大幅な情報
量の削減も可能である。そして、符号化品質を向上させ
るために、上記（２）において零交叉回数ではなく、零
交叉の時間（サンプル）間隔の変化を時系列で示したも
のを伝送する場合でも、この時間間隔の変化時系列をベ
クトル量子化することにより、大幅な符号量の増加をせ
ずに符号化品質を高めることが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の音響信号符号化方法につ
いて、図４に示した音響信号のグラフを用いて説明す
る。供給される音響信号は図４のグラフに示すように、
例えば帯域１〜４に帯域分割され、この帯域分割された
狭帯域信号は、それぞれ短時間の分析フレーム１〜３に
切り出される。そして、それぞれの狭帯域信号は各フレ
ーム毎に包絡線抽出回路により包絡線（図中、一点鎖
線）が抽出される。そして、各帯域の各フレーム毎に振
幅の零交叉回数または零交叉間隔が計算される。この
時、フレームとフレームとの間に零交叉が来る時は一方
のフレームにおいてのみ零交叉回数をカウントする。こ
の各帯域の各フレーム毎に求めた包絡線の概形（図中一
点鎖線）と零交叉回数または零交叉間隔をそのフレーム
の特徴パラメータとして符号化している。
いて、図４に示した音響信号のグラフを用いて説明す
る。供給される音響信号は図４のグラフに示すように、
例えば帯域１〜４に帯域分割され、この帯域分割された
狭帯域信号は、それぞれ短時間の分析フレーム１〜３に
切り出される。そして、それぞれの狭帯域信号は各フレ
ーム毎に包絡線抽出回路により包絡線（図中、一点鎖
線）が抽出される。そして、各帯域の各フレーム毎に振
幅の零交叉回数または零交叉間隔が計算される。この
時、フレームとフレームとの間に零交叉が来る時は一方
のフレームにおいてのみ零交叉回数をカウントする。こ
の各帯域の各フレーム毎に求めた包絡線の概形（図中一
点鎖線）と零交叉回数または零交叉間隔をそのフレーム
の特徴パラメータとして符号化している。
【００１３】また、本発明の音響信号復号化方法は、零
交叉回数を符号化したものが特徴パラメータとして伝送
された場合には、逆量子化した後、復元フレームに正弦
波を発生させ、包絡線でその正弦波を整形することによ
り、短時間フレームを復元している。そして、零交叉間
隔を符号化したものが特徴パラメータとして伝送された
場合には、逆量子化した後、零交叉の時間間隔から包絡
線上の補間位置を計算し、零交叉点と包絡線上の補間位
置を滑らかな曲線で補間することにより、短時間フレー
ムを復元している。その後、各フレーム及び各帯域を合
成することにより音響信号を復号している。
交叉回数を符号化したものが特徴パラメータとして伝送
された場合には、逆量子化した後、復元フレームに正弦
波を発生させ、包絡線でその正弦波を整形することによ
り、短時間フレームを復元している。そして、零交叉間
隔を符号化したものが特徴パラメータとして伝送された
場合には、逆量子化した後、零交叉の時間間隔から包絡
線上の補間位置を計算し、零交叉点と包絡線上の補間位
置を滑らかな曲線で補間することにより、短時間フレー
ムを復元している。その後、各フレーム及び各帯域を合
成することにより音響信号を復号している。
【００１４】
【実施例】本発明の音響信号符号化装置及び復号化装置
のいくつかの実施例を図面と共に説明する。
のいくつかの実施例を図面と共に説明する。
【００１５】＜実施例１＞図１（Ａ），（Ｂ）はそれぞ
れ本発明の音響信号符号化装置及び復号化装置の第１の
実施例を示す構成図である。この第１の実施例では、零
交叉回数を用いる場合の構成について説明する。同図
（Ａ）に示す音響信号符号化装置では、入力されるＰＣ
Ｍオーディオ信号が、ＦＦＴ回路１３に供給されて直交
変換された後、マスキング計算回路１４に供給されて公
知の（ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏなどで用いられている）心
理聴覚モデルに基づいたビット割り当て（マスキング）
が行われる。
れ本発明の音響信号符号化装置及び復号化装置の第１の
実施例を示す構成図である。この第１の実施例では、零
交叉回数を用いる場合の構成について説明する。同図
（Ａ）に示す音響信号符号化装置では、入力されるＰＣ
Ｍオーディオ信号が、ＦＦＴ回路１３に供給されて直交
変換された後、マスキング計算回路１４に供給されて公
知の（ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏなどで用いられている）心
理聴覚モデルに基づいたビット割り当て（マスキング）
が行われる。
【００１６】そして、この入力されるＰＣＭオーディオ
信号は、ＦＦＴ回路１３と並行して公知の帯域分割フィ
ルタ１１にも供給される。帯域分割フィルタ１１では例
えば３２の帯域に等分割される。さらに、この各帯域毎
にフレーム処理回路１２に供給されて、一定時間毎（例
えば２５６サンプルや１４６８サンプル毎）のフレーム
に分割され、包絡線抽出回路１９に出力される。この包
絡線抽出回路１９では、上記した音響信号符号化方法に
より図４に示すような短時間フレーム毎に振幅の包絡線
を計算して抽出する。また、零交叉計数回路２１によ
り、短時間フレーム毎に振幅の零交叉回数を計算する。
信号は、ＦＦＴ回路１３と並行して公知の帯域分割フィ
ルタ１１にも供給される。帯域分割フィルタ１１では例
えば３２の帯域に等分割される。さらに、この各帯域毎
にフレーム処理回路１２に供給されて、一定時間毎（例
えば２５６サンプルや１４６８サンプル毎）のフレーム
に分割され、包絡線抽出回路１９に出力される。この包
絡線抽出回路１９では、上記した音響信号符号化方法に
より図４に示すような短時間フレーム毎に振幅の包絡線
を計算して抽出する。また、零交叉計数回路２１によ
り、短時間フレーム毎に振幅の零交叉回数を計算する。
【００１７】そして、マスキング計算回路１４のビット
割り当て出力と、包絡線抽出回路１９から出力される短
時間フレーム毎の包絡線と、零交叉計数回路２１から出
力される短時間フレーム毎の零交叉回数とが量子化器１
５に供給され、マスキング計算回路１４から供給される
ビット割り当て出力に基づいた抽出精度で包絡線が、量
子化される。さらに、このようにして各帯域毎に量子化
された包絡線と零交叉回数とがマルチプレクサ１６に供
給されて多重化され、ビットストリームとして伝送路に
出力される。
割り当て出力と、包絡線抽出回路１９から出力される短
時間フレーム毎の包絡線と、零交叉計数回路２１から出
力される短時間フレーム毎の零交叉回数とが量子化器１
５に供給され、マスキング計算回路１４から供給される
ビット割り当て出力に基づいた抽出精度で包絡線が、量
子化される。さらに、このようにして各帯域毎に量子化
された包絡線と零交叉回数とがマルチプレクサ１６に供
給されて多重化され、ビットストリームとして伝送路に
出力される。
【００１８】同図（Ｂ）に示す音響信号復号化装置で
は，伝送路から送られてくるビットストリームをデマル
チプレクサ１７によって各帯域のフレーム毎に零交叉回
数と包絡線に分離し、それぞれ逆量子化器１８に供給し
て逆量子化する。その後、零交叉回数が正弦波生成回路
２２に供給されてフレーム毎の正弦波が生成されると共
に、包絡線が包絡線復元回路２３に供給されて復元さ
れ、それぞれが混合回路２４に供給されて、包絡線にて
正弦波を整形することにより、各帯域毎の短時間フレー
ムが復元される。このようにして各帯域でフレーム毎に
復元された信号は帯域合成フィルタ２０に供給されて全
帯域信号に合成され、ＰＣＭオーディオ信号として出力
される。
は，伝送路から送られてくるビットストリームをデマル
チプレクサ１７によって各帯域のフレーム毎に零交叉回
数と包絡線に分離し、それぞれ逆量子化器１８に供給し
て逆量子化する。その後、零交叉回数が正弦波生成回路
２２に供給されてフレーム毎の正弦波が生成されると共
に、包絡線が包絡線復元回路２３に供給されて復元さ
れ、それぞれが混合回路２４に供給されて、包絡線にて
正弦波を整形することにより、各帯域毎の短時間フレー
ムが復元される。このようにして各帯域でフレーム毎に
復元された信号は帯域合成フィルタ２０に供給されて全
帯域信号に合成され、ＰＣＭオーディオ信号として出力
される。
【００１９】＜実施例２＞図２は本発明の音響信号符号
化装置の第２の実施例を示す構成図である。この第２の
実施例は、上記した第１の実施例に差分回路２５を付加
したものであり、第１の実施例と同一構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。同図に示す音響信号
符号化装置では、図１（Ａ）に示した音響信号符号化装
置の第１の実施例において、包絡線抽出回路１９と量子
化器１５との間に差分回路２５を設けたものであり、こ
の差分回路２５には、包絡線抽出回路１９からの包絡線
と、隣接するサブバンド（帯域）の包絡線抽出回路１９
からの包絡線とが供給され、これらの差分（残差）を取
った後、この残差を量子化器１５に出力して量子化する
ように構成したものである。そして、このように構成す
ることにより、伝送符号量をより一層削減することがで
きる。なお、この場合の音響信号復号化装置は、包絡線
復元回路２３において、包絡線の残差から包絡線を復元
するように構成すれば良い。
化装置の第２の実施例を示す構成図である。この第２の
実施例は、上記した第１の実施例に差分回路２５を付加
したものであり、第１の実施例と同一構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。同図に示す音響信号
符号化装置では、図１（Ａ）に示した音響信号符号化装
置の第１の実施例において、包絡線抽出回路１９と量子
化器１５との間に差分回路２５を設けたものであり、こ
の差分回路２５には、包絡線抽出回路１９からの包絡線
と、隣接するサブバンド（帯域）の包絡線抽出回路１９
からの包絡線とが供給され、これらの差分（残差）を取
った後、この残差を量子化器１５に出力して量子化する
ように構成したものである。そして、このように構成す
ることにより、伝送符号量をより一層削減することがで
きる。なお、この場合の音響信号復号化装置は、包絡線
復元回路２３において、包絡線の残差から包絡線を復元
するように構成すれば良い。
【００２０】＜実施例３＞図３（Ａ），（Ｂ）はそれぞ
れ本発明の音響信号符号化装置及び復号化装置の第３の
実施例を示す構成図である。この第３の実施例では、零
交叉間隔を用いる場合の構成について説明する。同図
（Ａ）に示す音響信号符号化装置では、入力されるＰＣ
Ｍオーディオ信号は、公知の帯域分割フィルタ３１に供
給される。帯域分割フィルタ３１では例えば３２の帯域
に等分割される。さらに、この各帯域毎にフレーム処理
回路３２に供給されて、一定時間毎（例えばＮＴＳＣビ
デオフレームである３３．３ｍｓｅｃ毎）のフレームに
分割され、包絡線抽出回路３９に出力される。この包絡
線抽出回路３９では、上記した音響信号符号化方法によ
り図４に示すような短時間フレーム毎に振幅の包絡線を
計算して抽出する。また、零交叉間隔検出回路３４によ
り、短時間フレーム毎に振幅の零交叉間隔を計算する。
れ本発明の音響信号符号化装置及び復号化装置の第３の
実施例を示す構成図である。この第３の実施例では、零
交叉間隔を用いる場合の構成について説明する。同図
（Ａ）に示す音響信号符号化装置では、入力されるＰＣ
Ｍオーディオ信号は、公知の帯域分割フィルタ３１に供
給される。帯域分割フィルタ３１では例えば３２の帯域
に等分割される。さらに、この各帯域毎にフレーム処理
回路３２に供給されて、一定時間毎（例えばＮＴＳＣビ
デオフレームである３３．３ｍｓｅｃ毎）のフレームに
分割され、包絡線抽出回路３９に出力される。この包絡
線抽出回路３９では、上記した音響信号符号化方法によ
り図４に示すような短時間フレーム毎に振幅の包絡線を
計算して抽出する。また、零交叉間隔検出回路３４によ
り、短時間フレーム毎に振幅の零交叉間隔を計算する。
【００２１】そして、包絡線抽出回路３９より出力され
る包絡線は、ベクトル量子化器３５ａに供給され、この
包絡線と類似する包絡線をコードブックから見つけ出
し、この包絡線に対応するインデックスとして出力され
る。同様に、零交叉間隔も別のベクトル量子化器３５ｂ
に供給され、この零交叉間隔に対応するインデックスが
出力される。このベクトル量子化器３５ａ，３５ｂから
出力される包絡線と零交叉間隔それぞれに対応するイン
デックスはマルチプレクサ３６に供給されて多重化さ
れ、ビットストリームとして伝送路に出力される。
る包絡線は、ベクトル量子化器３５ａに供給され、この
包絡線と類似する包絡線をコードブックから見つけ出
し、この包絡線に対応するインデックスとして出力され
る。同様に、零交叉間隔も別のベクトル量子化器３５ｂ
に供給され、この零交叉間隔に対応するインデックスが
出力される。このベクトル量子化器３５ａ，３５ｂから
出力される包絡線と零交叉間隔それぞれに対応するイン
デックスはマルチプレクサ３６に供給されて多重化さ
れ、ビットストリームとして伝送路に出力される。
【００２２】同図（Ｂ）に示す音響信号復号化装置で
は、伝送路から送られてくるビットストリームをデマル
チプレクサ３７によって各帯域のフレーム毎の零交叉間
隔と包絡線の各々のインデックスに分離し、それぞれベ
クトル逆量子化器３８ａ，３８ｂに供給して、符号化装
置と同じコードブックを使用し、それぞれのインデック
スに対応する零交叉間隔と包絡線とを零交叉間隔復元回
路４２及び包絡線復元回路４３に供給して復元する。
は、伝送路から送られてくるビットストリームをデマル
チプレクサ３７によって各帯域のフレーム毎の零交叉間
隔と包絡線の各々のインデックスに分離し、それぞれベ
クトル逆量子化器３８ａ，３８ｂに供給して、符号化装
置と同じコードブックを使用し、それぞれのインデック
スに対応する零交叉間隔と包絡線とを零交叉間隔復元回
路４２及び包絡線復元回路４３に供給して復元する。
【００２３】そして、零交叉間隔復元回路４２及び包絡
線復元回路４３から出力される零交叉間隔と包絡線は、
補間点算出回路４１に供給されて、零交叉間隔から包絡
線上の補間点を計算し、補間回路４４により零交叉点と
包絡線上の補間点とを滑らかな曲線により補間すること
により、各帯域毎の短時間フレームを復元している。こ
のようにして各帯域でフレーム毎に復元された信号は帯
域合成フィルタ４０に供給されて全帯域信号に合成さ
れ、ＰＣＭオーディオ信号として出力される。
線復元回路４３から出力される零交叉間隔と包絡線は、
補間点算出回路４１に供給されて、零交叉間隔から包絡
線上の補間点を計算し、補間回路４４により零交叉点と
包絡線上の補間点とを滑らかな曲線により補間すること
により、各帯域毎の短時間フレームを復元している。こ
のようにして各帯域でフレーム毎に復元された信号は帯
域合成フィルタ４０に供給されて全帯域信号に合成さ
れ、ＰＣＭオーディオ信号として出力される。
【００２４】なお、本実施例の変形として、音響信号符
号化装置において、零交叉間隔検出回路３４による零交
叉間隔の検出に代わって零交叉回数を計算する零交叉計
数回路を用い、零交叉回数を符号化することにより、よ
り符号量を少なくするように構成してもよい。また、音
響信号符号化装置においては、短時間フレームを切り出
すタイミングを全ての帯域で独立して設定しても良く、
また、隣り合った帯域のフレームを切り出すタイミング
をずらして設定しても、同期させて設定しても良い。
号化装置において、零交叉間隔検出回路３４による零交
叉間隔の検出に代わって零交叉回数を計算する零交叉計
数回路を用い、零交叉回数を符号化することにより、よ
り符号量を少なくするように構成してもよい。また、音
響信号符号化装置においては、短時間フレームを切り出
すタイミングを全ての帯域で独立して設定しても良く、
また、隣り合った帯域のフレームを切り出すタイミング
をずらして設定しても、同期させて設定しても良い。
【００２５】
【発明の効果】本発明の音響信号符号化装置は、従来の
サブバンド符号化装置に比べて伝送するパラメータを簡
単に記述することができるため、圧縮効率を向上させる
ことができる。さらに本発明の音響信号符号化装置は、
従来のサブバンド符号化装置より低ビットレートでも、
良好な品質の音響信号を伝送することができる。
サブバンド符号化装置に比べて伝送するパラメータを簡
単に記述することができるため、圧縮効率を向上させる
ことができる。さらに本発明の音響信号符号化装置は、
従来のサブバンド符号化装置より低ビットレートでも、
良好な品質の音響信号を伝送することができる。
【００２６】そして、隣接する帯域の包絡線情報の差分
をとった場合には、情報量のさらなる削減が可能とあ
る。さらに、包絡線情報をベクトル量子化した場合にも
大幅な情報量の削減が可能である。また、符号化品質を
向上させるために、零交叉回数ではなく、零交叉の時間
（サンプル）間隔の変化を時系列で示したものを伝送す
る場合でも、この時間間隔の変化時系列をベクトル量子
化することにより、大幅な符号量の増加をせずに符号化
品質を高めることが可能である。
をとった場合には、情報量のさらなる削減が可能とあ
る。さらに、包絡線情報をベクトル量子化した場合にも
大幅な情報量の削減が可能である。また、符号化品質を
向上させるために、零交叉回数ではなく、零交叉の時間
（サンプル）間隔の変化を時系列で示したものを伝送す
る場合でも、この時間間隔の変化時系列をベクトル量子
化することにより、大幅な符号量の増加をせずに符号化
品質を高めることが可能である。
【００２７】そして、本発明の音響信号復号化装置は、
上述した音響信号符号化装置によって符号化された信号
を復号して、良好な品質の音響信号を得ることができる
という効果がある。
上述した音響信号符号化装置によって符号化された信号
を復号して、良好な品質の音響信号を得ることができる
という効果がある。
【図１】本発明の音響信号符号化装置及び復号化装置の
第１の実施例を示す構成図である。
第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の音響信号符号化装置の第２の実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図３】本発明の音響信号符号化装置及び復号化装置の
第３の実施例を示す構成図である。
第３の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明の音響信号符号化方法及び復号化方法を
説明するためのグラフである。
説明するためのグラフである。
【図５】従来の音響信号符号化装置及び復号化装置を示
す構成図である。
す構成図である。
１，１１，３１ 帯域分割フィルタ ２ スケーリング回路 ３，１３ ＦＦＴ回路 ４，１４ マスキング計算回路 ５，１５ 量子化器（符号化手段） ６，１６，３６ マルチプレクサ ７，１７，３７ デマルチプレクサ ８，１８ 逆量子化器（逆量子化手段） ９ 逆スケーリング回路 １０，２０，４０ 帯域合成フィルタ １２，３２ フレーム処理回路（フレーム処理手段） １９，３９ 包絡線抽出回路（包絡線抽出手段） ２１ 零交叉計数回路（零交叉計数手段） ２２ 正弦波生成回路（正弦波生成手段） ２３，４３ 包絡線復元回路（包絡線復元手段） ２４ 混合回路（狭帯域信号生成手段） ２５ 差分回路（差分出力手段） ３４ 零交叉間隔検出回路（零交叉間隔算出手段） ３５ａ，３５ｂ ベクトル量子化器 ３８ａ，３８ｂ ベクトル逆量子化器 ４１ 補間点算出回路（補間点算出手段） ４２ 零交叉間隔復元回路（零交叉間隔復元手段） ４４ 補間回路（補間手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｍ 7/30 9382−5Ｋ Ｈ０３Ｍ 7/30 Ａ
Claims (10)
- 【請求項１】供給される音響信号を複数の帯域に分割
し、この帯域分割された狭帯域信号をそれぞれ短時間の
分析フレームに切り出し、それぞれの前記狭帯域信号の
各フレーム毎に包絡線を抽出すると共に振幅の零交叉回
数を計算し、前記各狭帯域信号の各フレーム毎に求めた
前記包絡線と前記零交叉回数とを符号化することを特徴
とする音響信号符号化方法。 - 【請求項２】請求項１記載の音響信号符号化方法により
符号化された音響信号を復号する音響信号復号化方法で
あって、 供給される信号を逆量子化して包絡線と零交叉回数とを
復元し、前記零交叉回数に基づいて正弦波を生成して、
前記包絡線でその正弦波を整形することにより、短時間
フレームを復元した後、各フレーム及び各帯域を合成す
ることにより音響信号を復号することを特徴とする音響
信号復号化方法。 - 【請求項３】供給される音響信号を複数の帯域に分割
し、この帯域分割された狭帯域信号をそれぞれ短時間の
分析フレームに切り出し、それぞれの前記狭帯域信号の
各フレーム毎に包絡線を抽出すると共に振幅の零交叉間
隔を計算し、前記各狭帯域信号の各フレーム毎に求めた
前記包絡線と前記零交叉間隔とを符号化することを特徴
とする音響信号符号化方法。 - 【請求項４】請求項３記載の音響信号符号化方法により
符号化された音響信号を復号する音響信号復号化方法で
あって、 供給される信号を逆量子化して包絡線と零交叉間隔とを
復元し、前記零交叉間隔に基づいて前記包絡線上の補間
位置を計算し、零交叉点と前記包絡線上の補間位置を滑
らかな曲線で補間することにより、短時間フレームを復
元した後、各フレーム及び各帯域を合成することにより
音響信号を復号することを特徴とする音響信号復号化方
法。 - 【請求項５】供給される音響信号を複数の帯域に分割す
る帯域分割フィルタと、 この帯域分割フィルタによって帯域分割されたそれぞれ
の狭帯域信号を短時間フレームに分割するフレーム処理
手段と、 このフレーム処理手段より出力される前記狭帯域信号の
短時間フレーム毎の波形を単純化して特徴を抽出・分析
する分析手段と、 この分析手段により抽出・分析された前記特徴を符号化
して伝送する符号化手段とを備えたことを特徴とする音
響信号符号化装置。 - 【請求項６】前記分析手段は、振幅波形の零交叉回数を
計測する零交叉計数手段と、 前記振幅波形の包絡線を抽出する包絡線抽出手段とによ
り構成されることを特徴とする請求項５記載の音響信号
符号化装置。 - 【請求項７】前記分析手段は、振幅波形の零交叉間隔を
算出して時系列として保存する零交叉間隔算出手段と、 前記振幅波形の包絡線を抽出する包絡線抽出手段とによ
り構成されることを特徴とする請求項５記載の音響信号
符号化装置。 - 【請求項８】請求項６または請求項７記載の音響信号符
号化装置において、前記分析手段に、前記包絡線抽出手
段より出力される包絡線と、隣接する前記狭帯域信号の
同一時間における短時間フレームの包絡線との差分を出
力する差分出力手段を設けたことを特徴とする音響信号
符号化装置。 - 【請求項９】請求項５または請求項６記載の音響信号符
号化装置によって符号化された音響信号を復号する音響
信号復号化装置であって、 符号化された信号を逆量子化する逆量子化手段と、 この逆量子化手段より供給される零交叉回数から正弦波
を生成する正弦波生成手段と、 この逆量子化手段より供給される包絡線を復元する包絡
線復元手段と、 前記正弦波生成手段より供給される正弦波と前記包絡線
復元手段より供給される包絡線とから狭帯域信号を生成
する狭帯域信号生成手段と、 この狭帯域信号生成手段より供給される狭帯域信号を合
成して音響信号を出力する帯域合成フィルタとを備えた
ことを特徴とする音響信号復号化装置。 - 【請求項１０】請求項５または請求項７記載の音響信号
符号化装置によって符号化された音響信号を復号する音
響信号復号化装置であって、 符号化された信号を逆量子化する逆量子化手段と、 この逆量子化手段より供給される零交叉間隔の時系列か
ら零交叉間隔を復元する零交叉間隔復元手段と、 この逆量子化手段より供給される包絡線を復元する包絡
線復元手段と、 前記零交叉間隔復元手段より供給される零交叉間隔によ
って前記包絡線復元手段より供給される包絡線上の補間
位置を算出する補間点算出手段と、 この補間点算出手段より供給される包絡線上の補間位置
と零交叉間隔より算出される零交叉位置とを通る滑らか
な曲線を生成する補間手段と、 この補間手段より供給される狭帯域信号を合成して音響
信号を出力する帯域合成フィルタとを備えたことを特徴
とする音響信号復号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7332686A JPH09146593A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、音響信号符号化装置及び音響信号復号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7332686A JPH09146593A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、音響信号符号化装置及び音響信号復号化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09146593A true JPH09146593A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=18257752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7332686A Pending JPH09146593A (ja) | 1995-11-27 | 1995-11-27 | 音響信号符号化方法、音響信号復号化方法、音響信号符号化装置及び音響信号復号化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09146593A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2325823A (en) * | 1997-04-05 | 1998-12-02 | Univ Nottingham | Signal compression |
| JP2006201785A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Samsung Electronics Co Ltd | 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 |
| WO2006090553A1 (ja) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | 音声帯域拡張装置 |
| JP2007171821A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Sony Corp | 信号符号化装置及び方法、信号復号装置及び方法、並びにプログラム及び記録媒体 |
-
1995
- 1995-11-27 JP JP7332686A patent/JPH09146593A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2325823A (en) * | 1997-04-05 | 1998-12-02 | Univ Nottingham | Signal compression |
| GB2325823B (en) * | 1997-04-05 | 2002-02-20 | Univ Nottingham | Signal compression |
| JP2006201785A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Samsung Electronics Co Ltd | 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 |
| WO2006090553A1 (ja) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | 音声帯域拡張装置 |
| JP2006234967A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Oki Electric Ind Co Ltd | 音声帯域拡張装置 |
| GB2439660A (en) * | 2005-02-22 | 2008-01-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | Voice band extension device |
| US8000976B2 (en) | 2005-02-22 | 2011-08-16 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Speech band extension device |
| JP2007171821A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Sony Corp | 信号符号化装置及び方法、信号復号装置及び方法、並びにプログラム及び記録媒体 |
| US8364474B2 (en) | 2005-12-26 | 2013-01-29 | Sony Corporation | Signal encoding device and signal encoding method, signal decoding device and signal decoding method, program, and recording medium |
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