JPH10107640A

JPH10107640A - 信号再生装置および方法

Info

Publication number: JPH10107640A
Application number: JP8256835A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Oikawa; 芳明及川; Kenzo Akagiri; 健三赤桐; Mitsuyuki Hatanaka; 光行畠中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-24
Also published as: US20010016810A1

Abstract

(57)【要約】【課題】回路規模を小さくする。【解決手段】符号列分解回路４２Ａは、入力された符
号列から抽出した各種情報を信号成分復号化回路４３Ａ
に出力するとともに、変換長情報を切替回路８１に出力
する。信号成分復号化回路４３Ａは、供給された情報か
らスペクトル信号を復元し、切替回路８１は、変換長情
報に対応して、変換長が所定の値Ｍ’であるとき、その
スペクトル信号を逆スペクトル変換回路４４に出力し、
変換長が他の値Ｍであるとき、そのスペクトル信号を変
換長変換回路９１に出力する。変換長変換回路９１は、
値がＭの変換長に対応するスペクトル信号に、値が０で
ある周波数成分を付加して、変換長Ｍ’に対応するスペ
クトル信号を生成し、逆スペクトル変換回路４４に出力
する。逆スペクトル変換回路４４は、供給された信号を
変換長Ｍ’で逆スペクトル変換し、生成された音響波形
信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号再生装置およ
び方法に関し、特に、デジタルデータなどの入力信号を
符号化した符号列を、簡単な構成で再生することができ
るようにした信号再生装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、オーディオ信号の高能率符号
化の手法および装置が種々提案されている。例えば、時
間軸上の信号を所定の時間単位でフレーム化し、このフ
レーム毎の時間軸上の信号を周波数軸上の信号に変換
（スペクトル変換）した後、さらに、変換して得られた
スペクトル信号の周波数帯域を、複数の周波数帯域に分
割し、帯域毎にスペクトル信号を符号化する変換符号化
方式や、時間軸上の信号を周波数軸上に変換し、所定の
数の周波数帯域に分割した後に符号化する所謂帯域分割
符号化（サブバンドコーディング：ＳＢＣ）方式が知れ
られている。

【０００３】また、変換符号化方式と帯域分割符号化方
式を組み合わせて、時間軸上の信号を、帯域分割符号化
方式に従って、所定の数の周波数帯域に分割した後、変
換符号化方式に従って、各帯域の時間軸上の信号を周波
数軸上に変換し、スペクトル信号を生成することも考え
られている。

【０００４】上述の帯域分割符号化方式において使用さ
れる帯域分割用フィルタには、例えば「Digital Coding
of Speech in Subbands」（R.E. Crochiere著、Bell S
yst.Tech.J.、Vol.55、No.8、1976）に記載されている
クワドラチュアミラーフィルタ、例えば「Polyphase Qu
adrature Filters - A New Subband Coding Techniqu
e」（Joseph H.著、Rothweiler ICASSP 83、BOSTON）に
記載されているポリフェーズクワドラチュアフィルタな
どがある。

【０００５】クワドラチュアミラーフィルタは、所定の
周波数帯域を、２等分するものであり、後に帯域を合成
する場合、所謂エリアシングが発生しないように帯域を
分割するようになされている。ポリフェーズクワドラチ
ュアフィルタは、所定の周波数帯域を、同一の帯域幅の
複数の帯域に一度に分割することができる。

【０００６】一方、上述したスペクトル変換としては、
例えば、入力オーディオ信号を所定の単位時間でフレー
ム化し、フレーム毎に離散フーリエ変換（ＤＦＴ）、離
散コサイン変換（ＤＣＴ）、モディファイド離散コサイ
ン変換（ＭＤＣＴ）等を行うことで、時間軸を周波数軸
に変換するものがある。なお、ＭＤＣＴについては、文
献「時間領域エリアシング・キャンセルを基礎とするフ
ィルタ・バンク設計を用いたサブバンド／変換符号化」
("Subband/Transform Coding Using Filter Bank Desig
ns Based on Time Domain Aliasing Cancellation,"
J.P.Princen A.B.Bradley, Univ. of Surrey Royal Mel
bourne Inst. of Tech. ICASSP 1987)にその詳細が述べ
られている。

【０００７】このようにスペクトル変換によって、複数
の帯域に分割された信号を帯域毎に量子化することによ
り、量子化雑音が発生する帯域を制御することができる
ので、いわゆるマスキング効果などの性質を利用して、
聴覚的に、より高能率な符号化を行うことができる。ま
た、量子化を行う前に、帯域毎に、例えばその帯域にお
ける信号成分の絶対値の最大値で正規化を行うようにす
れば、さらに高能率な符号化を行うことができる。

【０００８】周波数帯域の分割幅においては、例えば人
間の聴覚特性を考慮した帯域幅に分割されることが多
い。即ち、オーディオ信号を複数（例えば２５バンド）
の帯域に分割するとき、その帯域の幅は、高域ほど帯域
幅が広くなるような臨界帯域（クリティカルバンド）に
対応して設定されることが多い。

【０００９】また、データを符号化する場合、帯域毎に
所定のビット割り当てが行われたり、あるいは、適応的
に、各帯域に対してビット割り当て（ビットアロケーシ
ョン）が行われる。例えば、ＭＤＣＴ処理により生成さ
れた係数データを符号化するときに、各フレームに対す
るＭＤＣＴ処理により得られる各帯域のＭＤＣＴ係数デ
ータに対して、適応的に割り当てられたビット数で符号
化が行われる。

【００１０】上述のビット配分手法としては、次の２手
法が知られている。

【００１１】例えば、文献「音声信号の適応変換符号
化」（"Adaptive Transform Coding of Speech Signal
s", R.Zelinski, P.Noll, IEEE Transactions of Accou
stics,Speech, and Signal Processing, vol.ASSP-25,
No.4, August 1977 ）に記載されている方式において
は、各帯域の信号の大きさをもとに、ビット割り当てを
行っている。この方式では、量子化雑音スペクトルが平
坦となり、雑音のエネルギが最小となる。しかしなが
ら、マスキング効果が利用されていないので、実際の聴
感上の雑音感は最適とはならない。

【００１２】また、例えば文献「臨界帯域符号化器 −
聴覚システムの知覚要求に関するディジタル符号
化」（"The critical band coder --digital encoding
of the perceptual requirements of the auditory sys
tem", M.A.Kransner MIT, ICASSP 1980）においては、
マスキング効果を利用して各帯域で十分な信号対雑音比
を実現する固定的なビット割り当ての手法が述べられて
いる。しかしながら、この手法では、サイン波が入力さ
れた場合、ビット割り当てが固定的であるために、ビッ
ト割り当てが最適とはならない（後述）。

【００１３】これらの問題を解決するために、ビット割
り当てに使用できる全ビットを、帯域毎または各帯域を
さらに小分割したブロック毎に予め設定された固定の割
り当て分と、各ブロック内の信号の大きさに対応した割
り当て分とに分割して使用する方法が提案されている。
このとき、これらの割当分の比率は、入力信号に対応し
て設定される。例えば、入力信号のスペクトル分布が滑
らかなときほど、固定のビット割り当て分の比率を大き
くするようにしてもよい。

【００１４】この方法によれば、例えばサイン波入力の
ように、特定のスペクトル成分にエネルギが集中する場
合には、そのスペクトル成分を含むブロックに対して多
くのビットを割り当てるようにすることによって、全体
の信号対雑音特性を著しく改善することができる。一般
的に、人間の聴覚は、急峻なスペクトル分布をもつ信号
に対して極めて敏感であるため、このような方法を用い
ることで信号対雑音特性を改善することは、聴感上の音
質を改善するのに有効である。

【００１５】なお、ビット割り当ての方法には、この他
にも数多くの方法が提案されており、さらに聴覚に関す
るモデルが精緻化され、符号化装置の能力が向上すれ
ば、聴覚的に、より高能率な符号化が可能になる。

【００１６】時間軸上のデジタルオーディオ信号のよう
な波形要素（サンプルデータ）からなる波形信号をスペ
クトル変換する方法として、上述したＤＦＴやＤＣＴを
使用した場合には、例えばＮ個のサンプルデータ毎にブ
ロックを構成し、このブロック毎にＤＦＴやＤＣＴのス
ペクトル変換を施すことになる。このようなブロックに
対してスペクトル変換を行うと、Ｎ個の独立な実数デー
タ（ＤＦＴ係数データあるいはＤＣＴ係数データ）が得
られることになる。このようにして得られたＮ個の実数
データは、その後、量子化および符号化され、符号化デ
ータに変換される。

【００１７】この符号化データを復号化して再生波形信
号を再現する場合には、前記符号化データを復号化およ
び逆量子化し、得られた実数データに対して、符号化時
のブロックに対応するブロック毎に、逆ＤＦＴや逆ＤＣ
Ｔによる逆スペクトル変換を施して波形要素信号を生成
し、この波形要素信号からなるブロックを接続する。

【００１８】このようにして生成した再生波形信号に
は、ブロックの接続の際の接続歪みが残り、聴感上好ま
しくないものとなる。このようなことから、上述したブ
ロック間の接続歪みを軽減することを目的として、実際
の符号化の際には、両隣のブロックに、それぞれＮ₁個
ずつのサンプルデータをオーバーラップさせて、ＤＦＴ
やＤＣＴによるスペクトル変換を施すようにしている。

【００１９】しかしながら、このように両隣のブロック
に、それぞれＮ₁個ずつのサンプルデータをオーバーラ
ップさせてスペクトル変換を行った場合、平均して（Ｎ
−Ｎ₁）個のサンプルデータに対してＮ個の実数データ
が得られることになり、実際にスペクトル変換に用いた
元のサンプルデータの数よりも、スペクトル変換により
得られた実数データの個数の方が増加することになる。
この実数データは、その後量子化および符号化されるの
で、このように、元のサンプルデータの数に対してスペ
クトル変換によって得られる実数データの個数が増加す
ることは、符号化効率上好ましくない。

【００２０】一方、デジタルオーディオ信号等のサンプ
ルデータからなる波形信号をスペクトル変換する方法と
して、上述のＭＤＣＴを使用した場合は、ブロック間の
接続歪みを軽減するために、両隣のブロックに、それぞ
れＮ個ずつのサンプルデータをオーバーラップさせた２
Ｎ個のサンプルデータを用いてスペクトル変換を行い、
独立したＮ個の実数データ（ＭＤＣＴ係数データ）を得
るようにしている。このため、このＭＤＣＴのスペクト
ル変換では、平均してＮ個のサンプルデータに対してＮ
個の実数データが得られることになり、上述したＤＦＴ
やＤＣＴを使用したスペクトル変換の場合よりも効率の
良い符号化を行うことが可能となる。

【００２１】なお、上述のＭＤＣＴのスペクトル変換を
用い、得られた実数データを量子化し、さらに、符号化
して生成された符号列を復号化することにより、再生波
形信号を生成する場合には、この符号列を復号化および
逆量子化し、得られた実数データに対して逆ＭＤＣＴで
逆スペクトル変換して、ブロック内の波形要素を生成
し、このブロック内の波形要素を互いに干渉させながら
加え合わせることにより、波形信号を再構成することに
なる。

【数１】

【００２２】式（１）と式（２）はＭＤＣＴの変換式を
示している。ＭＤＣＴには、式（１）で表される窓かけ
の処理と、式（２）で表されるＭＤＣＴの変換処理の２
つの処理が必要である。ここで、Ｍは変換長を表し、Ｊ
は第Ｊ番目のブロックの処理であることを表す。ｘ（ｎ
＋ＪＭ）は、最初から第（ｎ＋ＪＭ）番目の入力データ
を意味する。

【数２】

【００２３】式（３）乃至式（５）は逆ＭＤＣＴの変換
式を示している。逆ＭＤＣＴにおいては、式（３）で表
される逆ＭＤＣＴの変換処理、式（４）で表される窓か
けの処理、および、式（５）で表されるオーバーラッピ
ング処理の３つの処理が行われる。

【００２４】ｗ₁（ｎ）ｗ₂（ｎ）＋ｗ₁（ｎ＋Ｍ）ｗ₂（ｎ＋Ｍ）＝１０≦ｎ＜Ｍ（６）ｗ₁（２Ｍ−ｎ−１）ｗ₂（ｎ＋Ｍ）＝ｗ₁（Ｍ−ｎ−１）ｗ₂（ｎ）０≦ｎ＜Ｍ（７）また、式（６）と式（７）は、ＭＤＣＴと逆ＭＤＣＴで
用いられる窓関数が波形信号を再構成するために満たさ
なければいけない拘束条件を示している。

【表１】表１は、変換長が１０２４または２５６の場合の逆ＭＤ
ＣＴの積和演算数と必要ＲＡＭ（Random Access Memor
y)量を示している。この必要ＲＡＭ量の値は、積和演算
が浮動小数点演算である場合において、出力の１６ビッ
トＰＣＭデータにおける誤差が、２分の１ＬＳＢ以内に
なるために必要な値である。表１より、変換長を１０２
４から２５６に変更することにより、逆スペクトル回路
における積和演算数は２１％に、必要ＲＡＭ量は５２％
に、それぞれ減少する。

【００２５】図３は従来の音響波形信号の信号伝送装置
１の第１の構成例を示している。

【００２６】図３の信号伝送装置において、入力端子１
１に入力された音響波形信号は、スペクトル変換回路１
２によって、時間軸上の信号から周波数軸上のスペクト
ル信号（信号周波数成分）に変換された後、量子化精度
決定回路１３によって求められる量子化精度情報を用い
て、正規化／量子化回路１４で正規化されるとともに、
量子化される。

【００２７】この正規化／量子化回路１４は、正規化係
数情報と符号化されたスペクトル信号を符号列生成回路
１５に出力する。符号列生成回路１５は、量子化精度情
報、正規化係数情報、および、符号化されたスペクトル
信号から符号列を生成する。この符号列は、出力端子１
６を介して出力され、記録媒体（図示せず）に記録され
たり、伝送路に伝送される。

【００２８】図４は、図３のスペクトル変換回路１２の
変換方法にＭＤＣＴを用いた場合の具体的構成例を示
す。

【００２９】このスペクトル変換回路１２（図４）にお
いて、図３の入力端子１１から供給された入力音響波形
信号は、端子２１を介して、窓かけ回路２２に送られ
る。窓かけ回路２２は、入力端子２３を介して図示せぬ
装置から供給される窓係数を用いて、式（１）に示す窓
かけ処理を行う。窓かけ回路２２から出力される窓かけ
された信号は、ＭＤＣＴ回路２４へ送られる。そして、
ＭＤＣＴ回路２４は、式（２）に示すＭＤＣＴ処理を行
う。ＭＤＣＴ回路２４から出力されるスペクトル信号
は、端子２５を介して、図３のスペクトル変換回路１２
からのスペクトル信号として後段の回路に送られる。

【００３０】次に、図５を参照して、図３に示される信
号伝送装置において行われている符号化の方法について
説明する。

【００３１】なお、図５にはＭＤＣＴ処理によって得た
スペクトル信号（周波数成分）の絶対値のレベルをｄＢ
値に変換して示してある。また、図５には各符号化ユニ
ット毎の正規化係数値も示されている。

【００３２】６４個のスペクトル信号成分ＥＳは、図３
に示したスペクトル変換回路１２によって、音響波形信
号が所定の時間フレーム毎に変換されて得られたもので
ある。これら６４個のスペクトル信号成分ＥＳは、所定
の帯域（帯域ｂ１乃至ｂ５）において、帯域毎にグルー
プ（以下、このグループを符号化ユニットと称する）に
まとめられる。正規化／量子化回路１４は、それらのグ
ループに対して、正規化と量子化を行う。例えば、帯域
ｂ１においては、８個のスペクトル信号成分ＥＳが存在
し、最も低い周波数のスペクトル信号成分が最大である
ため、そのスペクトル信号成分の値が正規化係数値に選
択される。そして、このブロック内の各スペクトル信号
成分は、この正規化係数値により割算され、その剰余が
量子化される。

【００３３】各符号化ユニットの量子化精度は、例えば
聴覚モデルに基づいて、各符号化ユニットに対応する帯
域での最小可聴レベルやマスキングレベルを計算するこ
とにより、量子化精度決定回路１３において決定され
る。各符号化ユニットの帯域幅は低域側で狭く、高域側
で広く設定されており、聴覚の性質に対応して量子化雑
音の発生を制御することができる。

【００３４】図６は、図３の信号伝送装置によって生成
され、端子１６から出力された符号列の例を示したもの
である。

【００３５】図６に示す符号列は、５つの符号化ユニッ
トの情報Ｕ１乃至Ｕ５からなり、それぞれの符号化ユニ
ット情報Ｕ１乃至Ｕ５は、量子化精度情報、正規化係数
情報、並びに、正規化および量子化された各信号成分情
報ＳＣｉで構成されている。これらの符号列は、例えば
光磁気ディスク等の記録媒体に記録される。なお、例え
ば符号化ユニット情報Ｕ４のように、量子化精度情報が
０である場合、その符号化ユニットは、実際には符号化
されない。

【００３６】図７は、図３の信号伝送装置によって生成
された符号列の情報から音響波形信号を再生して出力す
る信号再生装置の具体的構成例を示す。

【００３７】図７の信号再生装置において、図３の端子
１６より出力された符号列に対応する符号列は、入力端
子４１を介して、符号列分解回路４２に供給される。符
号列分解回路４２は、供給された符号列から、正規化係
数情報、信号周波数成分、および、量子化精度情報を抽
出し、それらを信号成分復号化回路４３に出力する。

【００３８】信号成分復号化回路４３は、これらの正規
化係数情報、信号周波数成分、および、量子化精度情報
から、図３のスペクトル変換回路１２が出力するスペク
トル信号を復元した後、逆スペクトル変換回路４４に出
力する。逆スペクトル変換回路４４は、スペクトル変換
回路１２と対応する同じ長さの変換長で逆スペクトル変
換処理を行って音響波形信号を生成し、その信号を出力
端子４５から出力する。

【００３９】図８は図７の逆スペクトル変換回路４４の
逆変換方法に逆ＭＤＣＴを用いた場合の具体的構成例を
示す。

【００４０】図８の逆スペクトル変換回路４４におい
て、端子５１を介して信号成分復号化回路４３から供給
されたスペクトル信号は、逆ＭＤＣＴ回路５２に送られ
る。逆ＭＤＣＴ回路５２は、そのスペクトル信号に対し
て式（３）に示す逆ＭＤＣＴ処理を行った後、処理後の
信号を窓かけ回路５３に出力する。窓かけ回路５３は、
入力端子５４を介して図示せぬ装置より供給される窓係
数を用いて、式（４）に示す窓かけ処理を行う。これに
より、後段のオーバーラッピング回路５５でオーバーラ
ッピング処理が行われたとき、データが滑らかに連続す
るようになる。窓かけ回路５３から出力される信号は、
オーバーラッピング回路５５へ送られる。そして、オー
バーラッピング回路５５は、式（５）に示すオーバーラ
ッピング処理を行う。オーバーラッピング回路５５から
出力される音響波形信号は、端子５６を介して、図７の
逆スペクトル変換回路４４からの音響波形信号として、
出力端子４５へ送られる。

【００４１】図９は従来の音響波形信号の信号伝送装置
の第２の構成例を示す。

【００４２】図９の信号伝送装置において、入力端子１
１に入力された音響波形信号は、例えば上述のポリフェ
ーズクワドラチュアフィルタを利用した帯域分割フィル
タ１７により、例えば、４つの周波数帯域に分割され
る。そして、４つに分割された信号は、スペクトル変換
回路１２−１乃至１２−４によって、時間軸上の信号か
ら周波数軸上のスペクトル信号（信号周波数成分）にそ
れぞれ変換された後、量子化精度決定回路１３によって
求められる量子化精度情報を用いて、正規化／量子化回
路１４で正規化されるとともに、量子化される。

【００４３】なお、スペクトル変換回路１２−１乃至１
２−４は、供給された信号の帯域幅が元の信号の帯域幅
の４分の１になっているので、元の信号に対応する変換
長の４分の１の変換長で、供給された信号をスペクトル
変換する。

【００４４】図１０は、図９の信号伝送装置によって生
成された符号列の情報から音響波形信号を再生して出力
する信号再生装置の具体的構成例を示す。

【００４５】図１０の信号再生装置においては、図９の
端子１６より出力された符号列に対応する符号列が、入
力端子４１を介して、符号列分解回路４２に供給され
る。符号列分解回路４２は、入力された符号列から、正
規化係数情報、信号周波数成分、および、量子化精度情
報を抽出し、それらを信号成分復号化回路４３に出力す
る。

【００４６】信号成分復号化回路４３は、これらの正規
化係数情報、信号周波数成分、および、量子化精度情報
から、図９のスペクトル変換回路１２−１乃至１２−４
が出力した４つのスペクトル信号を復元した後、それら
の信号を、逆スペクトル変換回路４４−１乃至４４−４
にそれぞれ出力する。

【００４７】逆スペクトル変換回路４４−１乃至４４−
４は、スペクトル変換回路１２−１乃至１２−４におけ
る変換長と同一の変換長による逆スペクトル変換処理を
行って音響波形信号を生成し、この信号をそれぞれ帯域
合成フィルタ４６に出力する。帯域合成フィルタ４６
は、逆スペクトル変換回路４４−１乃至４４−４より供
給された４つの帯域の信号を合成し、合成された信号を
出力端子４５から出力する。

【００４８】このように、変換長を４分の１にしてスペ
クトル変換および逆スペクトル変換するようにしてもよ
い。ただし、図１０の信号再生装置において再生される
符号には、帯域分割フィルタ１７の処理に起因する折り
返し信号成分が含まれている。この折り返し信号成分
は、帯域合成フィルタ４６によりキャンセルされるが、
その折り返し信号成分が符号に含まれていることによ
り、実際に伝送される情報量が減少する。

【００４９】さらに、図１１に示すように、逆スペクト
ル変換回路４４−１乃至４４−４と同一の変換長で逆ス
ペクトル変換を行う逆スペクトル変換回路７２で、４つ
のスペクトル信号のうち最も低い周波数帯域のものだけ
が処理されるようにする。

【００５０】そして、逆スペクトル変換回路７２により
逆スペクトル変換された信号は、オーバーサンプリング
回路７３により、４倍でオーバーサンプリングされる。
このようにオーバーサンプリングすることにより、この
装置におけるサンプリングレートを信号伝送装置におけ
るサンプリングレートに合わせる。

【００５１】このように、最も低い周波数帯域のスペク
トル信号だけを逆スペクトル変換することにより、装置
の回路規模を小さくすることができる。

【００５２】なお、信号の再生において、上述（図１
１）のように４分の１の信号成分だけを使用する場合、
再生信号は劣化するが、聴感上の劣化が許容される程度
であれば、実用上、特に問題にはならない。

【００５３】以上のようにして、スペクトル変換におけ
る変換長に応じて、図７に示す信号再生装置または図１
１に示す信号再生装置を利用することにより、所定の変
換長の符号列と、他（例えば１／４）の変換長の符号列
をそれぞれ再生することができる。例えば、再生された
信号に高音質が要求される場合、図３の信号伝送装置お
よび図７に示す信号再生装置を利用する。

【００５４】しかしながら、２種類の変換長で変換され
た符号列が、上述のような信号再生装置に供給される場
合、スペクトル変換における変換長に応じて、２つの装
置を使い分けることは煩雑であり、２つの装置が必要と
なるので、回路規模が大きくなるという問題がある。

【００５５】そこで、１つの装置で、所定の変換長Ｍ’
の符号列と、他の変換長Ｍ（例えばＭ’／４）の符号列
を再生する場合、例えば、図１２に示すような信号再生
装置を利用することが考えられる。

【００５６】図１２に示す信号再生装置においては、符
号列分解回路４２Ａは、入力された符号列から、正規化
係数情報、信号周波数成分、および、量子化精度情報を
抽出し、それらを信号成分復号化回路４３Ａに出力する
他、その符号列の変換長情報を抽出し、その変換長情報
を信号成分復号化回路４３Ａおよび切替回路８１に出力
する。

【００５７】信号成分復号化回路４３Ａは、これらの正
規化係数情報、信号周波数成分、量子化精度情報、およ
び、変換長情報から、スペクトル信号を復元した後、切
替回路８１に出力する。

【００５８】切替回路８１は、符号列分解回路４２Ａよ
り供給された変換長情報に対応して、受け取った符号列
の変換長が所定の値Ｍ’（スペクトル変換回路１２にお
ける変換長）であるとき、スペクトル信号を逆スペクト
ル変換回路４４に出力し、受け取った符号列の変換長が
他の値Ｍ（例えば、スペクトル変換回路１２−１乃至１
２−４における変換長（Ｍ’／４））であるとき、スペ
クトル信号を逆スペクトル変換回路７２に出力する。

【００５９】逆スペクトル変換回路４４は、スペクトル
変換回路１２における変換長と同じ長さの変換長Ｍ’で
逆スペクトル変換処理を行って音響波形信号を生成し、
その信号を出力端子４５から出力する。

【００６０】逆スペクトル変換回路７２は、スペクトル
変換回路１２−１乃至１２−４における変換長と同じ長
さの変換長（Ｍ’／４）で逆スペクトル変換処理を行っ
て音響波形信号を生成し、この信号をオーバーサンプリ
ング回路７３に出力する。

【００６１】オーバサンプリング回路７３は、逆スペク
トル変換回路７２における変換長に対応した倍数（今の
場合、４倍）で、供給された信号をオーバーサンプリン
グし、その信号を出力端子４５から出力する。

【００６２】このように、図１１の信号再生装置におい
ては、変換長がスペクトル変換回路１２−１乃至１２−
４における変換長と同じ長さの変換長（Ｍ’／４）であ
る場合、オーバーサンプリング回路７３を利用して、サ
ンプリングレートを調整している。

【００６３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように１つの再生装置により複数種類の変換長に対応し
て再生を行う場合、サンプリングレートを調整するオー
バーサンプリング回路７３、および、変換長が異なる複
数の逆スペクトル変換回路４４，７２が必要となるた
め、回路規模を小さくすることが困難であるとともに、
オーバーサンプリング回路７３におけるフィルタにおけ
る処理により、出力信号に時間遅れが生じてしまうとい
う問題を有している。

【００６４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、変換長に応じて、スペクトル信号の周波数帯
域を調節するようにして、回路規模を小さくするもので
ある。

【００６５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の信号再
生装置は、時間軸上の音響波形信号を第１の変換長また
は第２の変換長でスペクトル変換して得られた周波数軸
上のスペクトル信号を符号化した符号列を復号化する復
号化手段と、復号化された第１の変換長のスペクトル信
号を、第２の変換長に対応する周波数帯域のスペクトル
信号に変換する第１の変換手段と、復号化手段により復
号化された第２の変換長のスペクトル信号、または、第
１の変換手段により変換された第２の変換長のスペクト
ル信号を、第２の変換長で逆スペクトル変換する第２の
変換手段とを備えることを特徴とする。

【００６６】請求項４に記載の信号再生方法は、時間軸
上の音響波形信号を第１の変換長または第２の変換長で
スペクトル変換して得られた周波数軸上のスペクトル信
号を符号化した符号列を復号化するステップと、復号化
された第１の変換長のスペクトル信号を、第２の変換長
に対応する周波数帯域のスペクトル信号に変換するステ
ップと、復号化または変換された第２の変換長のスペク
トル信号を、第２の変換長で逆スペクトル変換するステ
ップとを備えることを特徴とする。

【００６７】請求項１に記載の信号再生装置において
は、復号化手段は、時間軸上の音響波形信号を第１の変
換長または第２の変換長でスペクトル変換して得られた
周波数軸上のスペクトル信号を符号化した符号列を復号
化し、第１の変換手段は、復号化された第１の変換長の
スペクトル信号を、第２の変換長に対応する周波数帯域
のスペクトル信号に変換し、第２の変換手段は、復号化
手段により復号化された第２の変換長のスペクトル信
号、または、第１の変換手段により変換された第２の変
換長のスペクトル信号を、第２の変換長で逆スペクトル
変換する。

【００６８】請求項４に記載の信号再生方法において
は、時間軸上の音響波形信号を第１の変換長または第２
の変換長でスペクトル変換して得られた周波数軸上のス
ペクトル信号を符号化した符号列を復号化し、復号化し
たスペクトル信号の変換長が第１の変換長である場合、
そのスペクトル信号を、第２の変換長に対応する周波数
帯域のスペクトル信号に変換し、復号化または変換され
た第２の変換長のスペクトル信号を、第２の変換長で逆
スペクトル変換する。

【００６９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の信号再生装置の
一実施の形態の構成を示している。

【００７０】図１に示す信号再生装置においては、符号
列分解回路４２Ａ、信号成分復号化回路４３Ａ（復号化
手段）、および、逆スペクトル変換回路４４（第２の変
換手段）は、図１２のものと同様であるので、その説明
を省略する。

【００７１】切替回路８１は、符号列分解回路４２Ａよ
り供給された変換長情報に対応して、受け取った符号列
の変換長が所定の値Ｍ’（スペクトル変換回路１２にお
ける変換長）（第２の変換長）であるとき、スペクトル
信号を逆スペクトル変換回路４４に出力し、受け取った
符号列の変換長が他の値Ｍ（例えば、スペクトル変換回
路１２−１乃至１２−４における変換長（Ｍ’／４））
（第１の変換長）であるとき、スペクトル信号を変換長
変換回路９１（第１の変換手段）に出力するようになさ
れている。

【００７２】変換長変換回路９１は、式（８）に示すよ
うに、値がＭの変換長に対応するスペクトル信号Ｘ
_J（ｋ）に、値が０である周波数成分を付加して、スペ
クトル変換回路１２における変換長Ｍ’に対応する周波
数帯域のスペクトル信号Ｘ_J’（ｋ）を生成し、逆スペ
クトル変換回路４４に出力するようになされている。

【数３】なお、Ｍ’＝４×Ｍである。

【００７３】次に、図１の信号再生装置の動作について
説明する。

【００７４】端子４１から入力された信号は、符号列分
解回路４２により、正規化係数情報、スペクトル信号、
量子化精度情報、および、変換長情報に分解される。信
号成分復号化回路４３Ａは、正規化係数情報、量子化精
度情報、および、変換長情報に対応してスペクトル信号
を復号化し、そのスペクトル信号を切替回路８１に出力
する。

【００７５】復号化されたスペクトル信号の変換長が、
図３のスペクトル変換回路１２における変換長Ｍ’と同
一である場合、切替回路８１は、そのスペクトル信号
を、逆スペクトル変換回路４４に出力し、その変換長
が、図９のスペクトル変換回路１２−１乃至１２−４に
おける変換長（Ｍ’／４）と同一である場合、そのスペ
クトル信号を、変換長変換回路９１に出力する。

【００７６】値が（Ｍ’／４）の変換長に対応するスペ
クトル信号を受け取ると、変換長変換回路９１は、式
（８）に示すように、そのスペクトル信号に、値が０で
ある周波数成分を付加して、図３のスペクトル変換回路
１２における変換長Ｍ’に対応する周波数帯域のスペク
トル信号を生成し、逆スペクトル変換回路４４に出力す
る。

【００７７】このようにして、逆スペクトル変換回路４
４には、切替回路８１または変換長変換回路９１より、
値がＭ’の変換長に対応するスペクトル信号が供給され
る。

【００７８】例えば、図３のスペクトル変換回路１２−
１乃至１２−４における変換長（Ｍ’／４）が１６であ
る場合、変換長変換回路９１には、図２（Ａ）に示すよ
うに、１６個の周波数成分を有するスペクトル信号が入
力される。

【００７９】そして、変換長変換回路９１は、図２
（Ｂ）に示すように、そのスペクトル信号の高域側に、
４８個の、値が０である周波数成分を付加して、値が６
４（＝Ｍ’）の変換長に対応するスペクトル信号を生成
する。

【００８０】逆スペクトル変換回路４４は、切替回路８
１または変換長変換回路９１より供給された、値がＭ’
の変換長に対応するスペクトル信号を、図３のスペクト
ル変換回路１２の変換長と同一の変換長Ｍ’で、逆スペ
クトル変換する。即ち、逆スペクトル変換回路４４は、
値がＭ’の変換長に対応するスペクトル信号に対して、
図３のスペクトル変換回路１２における場合と逆の処理
を行う。具体的には、式（９）乃至式（１１）で示され
るＩＭＤＣＴの演算を行う。

【数４】なお、Ｍ’＝４×Ｍである。

【００８１】以上のように、入力された符号列の変換長
が、所定の変換長Ｍ’以外のものであるとき（例えば、
Ｍ’／４）は、変換長変換回路９１により、スペクトル
信号の周波数帯域を調整して、所定の変換長Ｍ’に対応
するスペクトル信号に変換することにより、複数種類の
変換長の符号列を再生することができる。

【００８２】また、このように逆スペクトル変換する前
に周波数帯域を調整することにより、オーバーサンプリ
ング回路７３が不要となるとともに、１つの逆スペクト
ル変換回路４４で処理を行うことが可能であるので、回
路規模を小さくすることができる。

【００８３】なお、上記実施の形態においては、２つの
変換長の比（Ｍ／Ｍ’）を１／４としたが、１／２，１
／８などの２のベキ乗分の１の値や、さらに他の値に設
定してもよい。

【００８４】また、上記実施の形態においては、スペク
トル変換をＭＤＣＴにより行うようにしたが、その他の
方法を採用することも可能である。

【００８５】また、本発明はオーディオ信号だけでな
く、ビデオ信号を復号化する場合にも応用することがで
きる。

【００８６】

【発明の効果】以上のごとく、請求項１に記載の信号再
生装置および請求項４に記載の信号再生方法によれば、
符号列を復号化し、復号化された第１の変換長のスペク
トル信号を、第２の変換長に対応する周波数帯域のスペ
クトル信号に変換し、復号化または変換された第２の変
換長のスペクトル信号を、第２の変換長で逆スペクトル
変換するようにしたので、オーバーサンプリング回路７
３などが不要となり回路規模を小さくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号再生装置の構成例を示すブロック
図である。

【図２】図１の変換長変換回路の処理について説明する
ための図である。

【図３】従来の信号伝送装置の第１の構成例を示すブロ
ック図である。

【図４】図５のスペクトル変換回路の構成例を示すブロ
ック図である。

【図５】フレーム内の符号化ユニットの一例を示す図で
ある。

【図６】従来の信号伝送装置によって符号化された符号
列の一例を示す図である。

【図７】従来の信号再生装置の第１の構成例を示すブロ
ック図である。

【図８】図９の逆スペクトル変換回路の構成例を示すブ
ロック図である。

【図９】従来の信号伝送装置の第２の構成例を示すブロ
ック図である。

【図１０】従来の信号再生装置の第２の構成例を示すブ
ロック図である。

【図１１】従来の信号再生装置の他の構成例を示すブロ
ック図である。

【図１２】信号再生装置の一構成例を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

４２Ａ符号列分解路回路，４３Ａ信号成分復号化
回路，４４逆スペクトル変換回路，８１切替回
路，９１変換長変換回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時間軸上の音響波形信号を第１の変換長
または第２の変換長でスペクトル変換して得られた周波
数軸上のスペクトル信号を符号化した符号列を復号化す
る復号化手段と、前記復号化された前記第１の変換長のスペクトル信号
を、前記第２の変換長に対応する周波数帯域のスペクト
ル信号に変換する第１の変換手段と、前記復号化手段により復号化された前記第２の変換長の
スペクトル信号、または、前記第１の変換手段により変
換された前記第２の変換長のスペクトル信号を、前記第
２の変換長で逆スペクトル変換する第２の変換手段とを
備えることを特徴とする信号再生装置。
【請求項２】前記スペクトル変換は、モディファイド
離散コサイン変換であり、前記逆スペクトル変換は、逆
モディファイド離散コサイン変換であることを特徴とす
る請求項１に記載の信号再生装置。
【請求項３】前記第１の変換長は、前記第２の変換長
の２のベキ乗分の１であることを特徴とする請求項１に
記載の信号再生装置。
【請求項４】時間軸上の音響波形信号を第１の変換長
または第２の変換長でスペクトル変換して得られた周波
数軸上のスペクトル信号を符号化した符号列を復号化す
るステップと、復号化された前記第１の変換長のスペクトル信号を、前
記第２の変換長に対応する周波数帯域のスペクトル信号
に変換するステップと、復号化または変換された前記第２の変換長のスペクトル
信号を、前記第２の変換長で逆スペクトル変換するステ
ップとを備えることを特徴とする信号再生方法。