KR100330290B1 - 신호부호화장치,신호복호화장치,및신호부호화방법 - Google Patents

신호부호화장치,신호복호화장치,및신호부호화방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100330290B1
KR100330290B1 KR1019950702605A KR19950702605A KR100330290B1 KR 100330290 B1 KR100330290 B1 KR 100330290B1 KR 1019950702605 A KR1019950702605 A KR 1019950702605A KR 19950702605 A KR19950702605 A KR 19950702605A KR 100330290 B1 KR100330290 B1 KR 100330290B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
encoding
component
decoding
tonal
Prior art date
Application number
KR1019950702605A
Other languages
English (en)
Other versions
KR960700570A (ko
Inventor
쯔쯔이꾜야
Original Assignee
소니 가부시끼 가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소니 가부시끼 가이샤 filed Critical 소니 가부시끼 가이샤
Publication of KR960700570A publication Critical patent/KR960700570A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100330290B1 publication Critical patent/KR100330290B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • H04B1/667—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 a division in frequency subbands
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
    • 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
    • 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
    • G10L19/02—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 using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
    • G10L19/0204—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 using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders using subband decomposition
    • G10L19/0208—Subband vocoders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Abstract

본 발명에 따라 신호를 인코딩 하는 장치 및 방법에 있어서, 제 1 의 신호를 정규화 하는 정규화 계수의 간격은 제 2 의 신호를 정규화하는 정규화 계수의 간격 보다 더 작게 설정되어 있다. 바꿔 말하면, 톤 성분의 정규화 시간에서의 정규화 계수의 정밀성은 잡음 성분의 정규화 시간에서의 정규화 계수의 정밀성보다 더 높은 레벨로 설정되어 있다. 따라서, 본 발명은 부호화하는 효과적인 방법을 제공한다. 바꿔 말하면, 본 발명은 잡음 성분을 부호화하는데 필요한 비트수를 제한하는 동안 톤성 성분의 부호화의 정밀성을 향상시켜 결과적으로 부호화 효율이 전체적으로 향상된다. 본 발명의 기록매체에서, 본 발명의 신호를 부호화하는 장치 또는 방법에 의해 효율적으로 부호화되는 신호는 기록되기 때문에, 기록 용량이 효율적으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 신호 복호화 장치는 본 발명의 신호를 부호화하는 장치 또는 방법에 의해 부호화된 신호를 복호화하므로 복호화하는 중의 신호 에러가 감소된다.

Description

신호 부호화 장치, 신호 복호화 장치, 및 신호 부호화 방법
종래부터 오디오 혹은 음성 등의 신호의 고능률 부호화의 수법에는 여러 가지가 있으나 예를 들면 시간축 위의 오디오 신호등을 어떤 단위 시간에서 블록화하지 아니하고 복수의 주파수 대역으로 분할하여 부호화하는 비블록화 주파수 대역 분할 방식인 대역 분할 부호화(서브밴드 코딩: SBC)나 시간축 상의 신호를 어떤 단위 시간으로 블록화해서 이 블록마다 주파수축 위의 신호로 변환(스펙트럼 변환)하여 복수의 주파수 대역으로 분할하여 각 대역마다 부호화하는 블록화 주파수 대역 분할 방식인 말하자면 변환 부호화등을 들 수가 있다. 또 상술한 대역 분할 부호화와 변환 부호화를 조합시킨 고능률 부호화의 수법도 고려되고 있고 이 경우에는 예를 들면 상기 대역분할 부호화로 대역분할을 한 후 이 각 대역마다의 신호를 주파수축 위의 신호로 스펙트럼 변환하고 이 스펙트럼 변환된 각 대역마다 부호화를 실시한다.
여기에서 상기 대역분할 부호화나 상기 조합의 고능률 부호화의 수법 등에 사용되는 대역분할용의 필터로서는 예를 들면 QMF 등의 필터가 있고 이것은 예를 들면 1976 R.E.Crochiere Digital coding of speech in subbands Bell Syst.Tech J. Vol.55,No.8 1976 에 기술되어 있다. 또 예를 들면 ICASSP 83,BOSTON Polyphase Quadrature filters-A new subband coding technique Joseph H. Rothweiler 에는 균등 대역 폭의 필터 분할수법이 기술되어 있다.
또 상술한 스펙트럼 변환으로서는 예를 들면 입력 오디오 신호를 소정의 단위 시간(프레임)으로 블록화하여 이 블록마다 이산 퓨리에 변환(DFT), 이산 코사인 변환(DCT), 모디파이드 DCT 변환(MDCT)등을 행함으로써 시간 축을 주파수 축으로 변환하는 스펙트럼 변환이 있다. 또한 상기 MDCT 에 대해서는, ICASSP 1987 Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation J.P.Princen A.B.Bradley Univ. of Surrey Royal Melbourne Inst.of Tech. 에 기술되어 있다.
이와 같이 필터나 스펙트럼 변환에 의해 대역마다 분할된 신호를 양자화함으로써 양자화 잡음이 발생하는 대역을 제어할 수가 있고 마스킹 효과 등의 성질을 이용하여 청각적으로 고능률적인 부호화를 할 수가 있다. 또 여기에서 양자화를 하기 전에 각 대역마다 예를 들면 그 대역에 있어서 신호 성분의 절대치의 최대치로 정규화를 하도록 하면 더욱 고능률적인 부호화를 할 수가 있다.
또 주파수 대역 분할된 각 주파수 성분을 양자화하는 주파수 분할 폭으로서는 예를 들면 인간의 청각 특성을 고려한 대역 분할이 행해진다. 즉 일반적으로 임계 대역(크리티칼 밴드)라 칭하고 있는 고역일수록 대역폭이 넓어지는 대역폭으로 오디오 신호를 복수(예를 들면 25 밴드)의 대역으로 분할하는 일이 있다. 또 이때의 각 대역마다의 데이터를 부호화할 때에는 각 대역마다 소정의 비트 배분 혹은 각 대역마다 적응적인 비트 할당(비트 얼로케이션)에 의한 부호화가 행해진다. 예를 들면 상기 MDCT 처리되어 얻어진 계수 데이터를 상기 비트 얼로케이션에 의해 부호화할 때에는 상기 각 블록마다의 MDCT 처리에 의해 얻어지는 각 대역마다의 MDCT 계수 데이터에 대해서 적응적인 할당 비트수로 부호화가 행해지게 된다.
여기에서 상기 비트 할당수법으로서는 다음의 2 수법이 알려져 있다. 즉 예를 들면 IEEE Transactions of Accoust ics, Speech, and Signal Processing, vol.ASSP-25, No.4, August 1977 에서는 각 대역마다의 신호의 크기를 기초로 비트 할당을 하고 있다. 이 방식에서는 양자화 잡음 스펙트럼이 평탄해지고 잡음 에너지가 최소로 되나 청감각적으로는 마스킹 효과가 이용되고 있지 아니하므로 실제의 잡음감은 최적은 아니가. 또 예를 들면 ICASSP 1980 The critical band coder --digital encoding of the perceptual requirements of the auditory system M.A. Kransner MIT 에서는 청각 마스킹을 이용하는 것으로 각 대역마다 필요한 신호 잡음비를 얻어 고정적인 비트 할당을 하는 수법이 기술되고 있다. 그러나 이 수법에서는 사인파 입력으로 특성을 측정하는 경우라도 비트 할당이 고정적이기 때문에 특성치가 그다지 좋은 값으로 되지 아니한다.
이들의 문제를 해결하기 위해 비트 할당에 사용되는 전체 비트를 각 소블록마다 미리 정해진 고정 비트 할당 패턴 몫과 각 블록의 신호의 크기에 의존한 비트배분을 하는 몫으로 분할 사용하여 그 분할비를 입력 신호에 관계하는 신호에 의존시키고, 상기 신호의 스펙트럼이 매끄러울수록 상기 비트 할당 패턴 몫으로의 분할 비율을 크게 하는 고능률 부호화 장치가 EUROPEAN PATENT APPLICATION, Publication number 0 525 809 A2, Date of publication of application. 03.02.93 Bulletin 93/05 에 있어서 제안되고 있다.
이 방법에 의하면 사인파 입력과 같이 특정한 스펙트럼에 에너지가 집중하는 경우에는 그것의 스펙트럼을 포함하는 블록에 많은 비트를 할당함으로써 전체의 신호 대 잡음 특성을 현저하게 개선할 수가 있다. 일반적으로 급한 스펙트럼 성분을 갖는 신호에 대해서 인간의 청각은 매우 민감하기 때문에 이와 같은 방법을 사용함으로써 신호 대 잡음 특성을 개선하는 것은 단지 측정상의 수치를 향상시킬 뿐만 아니라 청감상의 음질을 개선하는 데에 유효하다.
비트 할당 방법에는 이밖에도 수많은 방법이 제안되고 있다. 더욱 청각에 관한 모델이 정밀화되고 부호화 장치의 능력이 향상되면 청각적으로 보아서 보다 고능률적인 부호화가 가능해진다.
여기에서 제 15 도 이후의 각 도면을 사용해서 종래의 신호 부호화 장치에 대해서 설명을 한다.
이 제 15 도에 있어서 단자(100)를 거쳐서 공급된 음향 신호 파형은 변환 회로(101)에 의해 신호 주파수 성분으로 변환된 후 신호 성분 부호화 회로(102)에 의해 각 성분이 부호화되고 부호열 생성 회로(103)에 의해 부호열이 생성되어 단자(104)에서 출력된다.
제 16 도에서는 제 15 도의 변환 회로(101)의 구체적인 구성을 도시한다. 이 제 16 도에 있어서 단자(200)를 거쳐서 공급된 신호(제 15 도의 단자(100)를 거친 신호)가 2 단의 대역 분할 필터(201, 202)에 의해 3 개의 대역으로 분할된다. 대역 분할 필터(201)에서는 단자(200)를 거친 신호가 1/2 로 솎아져서 대역분할 필터(202)에서는 상기 대역분할 필터(201)에서 1/2 로 솎아진 한편의 신호가 다시 1/2 로 솎아진다(단자(200)의 신호가 1/4 로 솎아진다). 즉 대역분할 필터(202)로부터의 2 개의 신호의 대역폭은 단자(200)로부터의 신호의 대역폭의 1/4 로 되어있다.
이들 대역분할 필터(201, 202)에 의해 상술한 바와 같이 3 개의 대역으로 분할된 각 대역의 신호는 각각 MDCT 등의 스펙트럼 변환을 순차 스펙트럼 변환 회로(203, 204, 205)에 의해 스펙트럼 신호 성분으로 된다. 이들 순차 스펙트럼 변환회로(203, 204, 205)의 출력이 각각 단자(206, 207, 208)를 거쳐서 상기 제 15 도의 신호 성분 부호화 회로(102)로 보내진다.
제 17 도에는 제 15 도의 신호 성분 부호화 회로(102)의 구체적인 구성을 도시하고 있다.
이 제 17 도에 있어서 단자(300)에 공급된 상기 변환 회로(101)로부터의 출력은 정규화 회로(301)에 의해 소정의 대역마다 정규화가 실시된 후 양자화 회로(303)로 보내진다. 또 상기 단자(300)에 공급된 신호는 양자화 정밀도 결정 회로(302)에도 보내진다.
상기 양자화 회로(303)에서는 상기 단자(300)를 거친 신호에서 양자화 정밀도 결정 회로(302)에 의해 계산된 양자화 정밀도에 의거해서 상기 정규화 회로(301)로부터의 신호에 대해서 양자화가 실시된다. 이 양자화 회로(303)로부터의 출력이 단자(304)로 보내진다. 또한 이 단자(304)로부터의 출력 신호에는 상기 양자화 회로(303)에 의해 양자화된 신호 성분에 더해서 상기 정규화 회로(301)에 있어서 정규화 계수 정보나 상기 양자화 정밀도 결정 회로(302)에 있어서 양자화 정밀도 정보도 포함이 되어 있다. 제 18 도에서는 제 15 도의 구성의 신호 부호화 장치에 의해 생성된 부호열로부터 음향 신호를 복호화해서 출력하는 신호 복호화 장치의 개략적인 구성을 표시하고 있다.
이 제 18 도에 있어서, 단계(400)를 거쳐서 공급된 제 15 도의 구성의 신호 부호화 장치에 의해 생성된 부호열로부터 부호열 분해 회로(401)에 의해 각 신호 성분의 부호가 추출된다. 그것들의 부호로부터 신호 성분 복호화 회로(402)에 의해 각 신호 성분이 복원되고 그 후 역변환 회로(403)에 의해 제 15 도의 변환 회로(101)의 변환에 대응하는 역변환이 실시된다. 이에 의해 음향파형 신호가 얻어지고 이 음향파형 신호가 단자(404)로부터 출력된다.
제 19 도에는 제 18 도의 역변환 회로(403)의 구체적인 구성을 도시하고 있다.
이 제 19 도의 구성은 제 16 도에 도시한 변환 회로의 구성예에 대응한 것으로 단자(501, 502, 503)를 거쳐서 신호 성분 복호화 회로(402)로부터 공급된 신호는 각각 제 16 도에 있어서 순차 스펙트럼 변화에 대응하는 역스펙트럼 변환을 행하는 역스펙트럼 변환 회로(504, 505, 506)에 의해 변환이 된다. 이들 역스펙트럼변환 회로(504, 505, 506)에 의해 얻어진 각 대역의 신호는 2 단의 대역 합성 필터(507, 508)에 의해 합성된다.
즉 역스펙트럼 변환 회로(505 및 506)의 출력은 대역 합성 필터(507)에 보내져서 합성이 되고 이 대역 합성 필터 (507)의 출력과 상기 역스펙트럼 변환 회로(504)의 출력이 대역 합성 필터(508)에서 합성된다. 이 대역 합성 필터(508)의 출력이 단자(509)(제 18 도의 단자(404))로부터 출력된다.
다음으로 제 20 도는 제 15 도에 도시되는 신호 부호화 장치에 있어서 종래로부터 행해져온 부호화의 방법에 대해서 설명을 하기 위한 도면이다. 이 제 20도의 예에 있어서 스펙트럼 신호는 제 16 도의 변환 회로(101)에 의해 얻어진 것이고 또 제 20 도는 MDCT 에 의한 스펙트럼 신호의 절대치의 레벨을 dB 치로 변환해서 도시하고 있다.
이 제 20 도에 있어서 입력 신호는 소정의 시간 블록마다 64 개의 스펙트럼 신호로 변환이 되어 있고 그것이 제 20 도의 도면중 b1 에서 b5 에 표시하는 5 개의 소정의 대역마다 그룹 (이것을 여기에서는 부호화 유니트라 칭하기로 한다)으로 정리해서 정규화 및 양자화가 행해진다. 여기에서는 각 부호화 유니트의 대역폭은 저역측에서 좁고 고역측에서 넓게 취해지고 있고 청각의 성질에 맞는 양자화 잡음의 발생의 제어가 가능하도록 되어 있다.
그러나 상술한 종래 사용된 방법에서는 주파수 성분을 양자화하는 대역은 고정이 되어 있다. 이 때문에 예를 들면 스펙트럼이 몇 개의 특정한 주파수 근처에 집중하는 경우에는 그들의 스펙트럼 성분을 충분한 정도로 양자화하려면 그들의 스펙트럼 성분과 같은 대역에 속하는 다수의 스펙트럼에 대해서 많은 비트를 분담시키지 않으면 안된다.
즉 상기 제 20 도에서도 명백한 바와 같이 소정의 대역마다 정리해서 정규화가 행해지면 예컨대 신호에 톤성의 성분이 포함되어 있는 도면 중 b3 의 대역에 있어서 정규화 계수치는 톤성 성분에 의해 결정되는 큰 정규화 계수치를 기초로 정규화된다.
여기에서 일반적으로 특정한 주파수에 스펙트럼의 에너지가 집중되는 톤성의 음향 신호에 포함되는 잡음은 에너지가 넓은 주파수대에 걸쳐서 완만하게 분포하는 음향 신호에 가해져서 잡음과 비교해서 매우 귀에 익기 쉽고 청감상 큰 장해로 된다. 더욱이 큰 에너지를 갖는 스펙트럼 성분 즉 톤성 성분이 충분히 정밀하게 양자화되어 있지 아니하면 그들의 스펙트럼 성분을 시간축 상의 파형 신호로 되돌려서 전후의 블록과 합성한 경우에 블록간에서의 구브러짐이 커지고(인접하는 시간 블록의 파형 신호와 합성된 때에 큰 접속 구브러짐이 발생한다), 역시 큰 청감상의 장해로 된다. 이 때문에 톤성 성분의 부호화를 위해서는 충분한 비트수로 양자화를 하지 않으면 안되지만 상술한 바와 같이 소정의 대역마다 양자화 정밀도가 결정되는 경우에는 톤성 성분을 포함하는 부호화 유니트 내의 다수의 스펙트럼에 대해서 많은 비트를 할당하여 양자화를 행할 필요가 있고 부호화 효율이 나빠져 버린다. 따라서 종래는 특히 톤성의 음향 신호에 대해서 음질을 열화시키지 않고 부호화의 효율을 높이는 일이 곤란했었다.
이 점을 고려하여 입력된 음향 신호를 특정의 주파수에 에너지가 집중하는신호 성분(톤성 성분)과 넓은 대역에 에너지가 완만하게 분포하는 성분(노이즈성 성분)으로 분리해서 부호화를 실시함으로써 높은 부호화 효율을 실현하는 방법을 본건 출원인은 미공개의 국제출원번호 PCT/JP 94/00880 의 명세서 및 도면에 있어서 이미 제안하고 있다. 다시 본 건 출원인은 미공개의 일본국 특허출원 헤이세이 5-241189 의 명세서 및 도면에 있어서 각 톤성 성분의 추출 수를 가변으로 하는 방법을 제안하고 있다.
이것의 이미 제안하고 있는 명세서 및 도면에서는 각 톤성 성분마다 정규화 및 양자화하는 방법이 기재되어 있으나 이같이 하면 톤성 성분을 구성하는 소수의 스펙트럼에 대해서 만이 정밀도가 좋게 양자화할 수가 있고, 그 이전에 사용되고 있던 방법에 비교해서 효율적인 부호화를 할수 있게 된다.
더욱이 본 건 출원인은 미공개의 국제출원번호 PCT/JP 94/01056 의 명세서 및 도면에 있어서 상기 톤성 성분을 더욱 효율적으로 부호화하기 위한 방법을 몇개쯤 제안하고 있다. 그 중의 하나로서 정규화 계수가 각 톤성 성분을 구성하는 스펙트럼중 극대 스펙트럼을 기준으로 결정이 되는데에 주목해서 각 톤성 성분의 극대 스펙트럼에 관해서는 정부의 부호 정보만을 부호화해서 양자화된 진폭 신호에 대해서는 부호화를 생략하는 방법을 제안하고 있다.
그러나 가장 큰 스펙트럼에 대해서 양자화된 진폭 신호의 부호화를 생략한 경우, 정규화 계수의 정도가 충분히 잡히지 아니하면 그 부분에서의 오차가 커져버린다. 정규화 계수의 정도를 충분히 취하기 위해서는 정규화 계수 정보 자신의 부호화에 충분한 비트수를 확보할 필요가 있으나 노이즈성 성분에 관해서는 원래부터정규화 및 양자화를 실시한 경우의 정도는 그다지 필요치 아니하므로 정규화 계수의 정도를 좋게 하는 일은 부호화의 효율을 감소시킨다.
발명의 개시
본 발명은 상술한 바와 같은 실정을 감안하여 행해진 것이고 본 발명의 목적은 특히 톤성 성분을 정규화할 때의 정규화 계수의 정도를 노이즈성 성분을 정규화할 때의 정규화 계수의 정도보다 높게 함으로써 보다 효율적인 부호화를 실현하는 신호 부호화 장치 및 신호 부호화 방법과 다시 이들 신호 부호화 장치 등으로 처리된 신호가 기록되는 기록매체와 이 기록매체에서 재생되거나 혹은 신호 부호화 장치 등으로부터 전송된 부호화 신호를 복호화하는 신호 복호화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 신호 부호화 장치는 입력 신호를 부호화하는 신호 부호 장치에 있어서 입력 신호를 주파수 성분으로 변환하는 변환 수단과 상기 변환 수단의 출력을 톤성 성분으로 형성되는 제 1 의 신호와 그 이외의 성분으로 형성되는 제 2 의 신호로 분리하는 분리 수단과, 상기 제 1 의 신호를 정규화 및 양자화해서 부호화하는 제 1 의 부호화 수단과, 상기 제 2 의 신호를 정규화 및 양자화해서 부호화하는 제 2 의 부호화 수단을 구비해서 상기 제 1 의 신호를 정규화하는 정규화 계수를 상기 제 2 의 신호를 정규화하는 정규화 계수보다 작은 간격으로 설정하도록 한 것이다.
여기에서 상기 제 1 의 부호화 수단은 상기 제 1 의 신호의 각 톤성 성분 중 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분에 대해서는 그것의 양자화치를 부호화하지 아니하고 정과 부를 표시하는 정보를 부호화한다. 또, 상기 제 1 의 부호화 수단에 있어서 제 1 의 신호를 정규화하는 정규화 계수는 상기 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분의 양자화치를 생략해도 복호 시에 오차를 일으키지 않는 값으로 설정이 되어있다.
다음으로 본 발명의 기록매체는 부호화 신호가 기록된 기록매체에 있어서 정규화 및 양자화된 톤성 성분에 대응하는 제 1 의 신호와 정규화 및 양자화된 상기 톤성 성분이외의 성분에 대응하는 제 2 의 신호를 기록하고 형성되고 상기 제 1 의 신호의 정규화의 정규화 계수는 상기 제 2 의 신호의 정규화 계수보다도 작은 간격으로 설정이 되어 있는 것이다.
여기에서 상기 제 1 의 신호는 각 톤성 성분 중 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분에 대해서는 대응하는 양자화기를 갖지 아니하고 정과 부를 표시하는 정보를 포함하도록 하고 있다. 또 상기 제 1 의 신호의 정규화의 정규화 계수는 상기 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분의 양자화치를 생략해도 복호 시에 오차를 일으키지 아니하는 값으로 설정되어 있다.
다음에 본 발명의 신호 복호화 장치는 부호화된 신호를 복호화하는 신호 복호화 장치에 있어서 정규화 및 양자화해서 부호화된 톤성 성분에 대응하는 제 1 의 신호를 복호화하는 제 1 의 복호화 수단과 정규화 및 양자화해서 부호화된 상기 톤성 성분이외의 성분에 대한 제 2 의 신호를 복호화하는 제 2 의 복호화 수단과, 상기 제 1 의 복호화 수단의 출력과 상기 제 2 의 복호화 수단의 출력을 합성해서 역 변환을 하거나 또는 각각 역변환해서 합성을 하는 합성 역변환 수단을 구비하고 상기 제 1 의 복호화 수단은 상기 제 2 의 복호화 수단보다 작은 간격으로 정규화의 해제를 하도록 한 것이다.
여기에서 상기 제 1 의 복호화 수단은 각 톤성 성분중의 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분을 정과 부를 표시하는 정보에 의거해서 복호화한다. 또 상기 제 1의 신호에 포함되는 정규화 계수는 상기 기장 큰 에너지를 갖는 신호 성분의 양자화치를 생략해도 복호시에 오차를 발생하지 아니하는 값으로 설정이 되어 있다.
다음에 본 발명의 신호 부호화 방법은 입력 신호를 부호화하는 신호 부호화 방법에 있어서 입력 신호를 주파수 성분으로 변환하고 상기 변환된 신호를 톤성 성분으로 형성되는 제 1 의 신호와 그 이외의 성분으로 형성되는 제 2 의 신호로 분리하고 상기 제 1 의 신호를 정규화 및 양자화해서 부호화하고 상기 제 2 의 신호를 정규화 및 양자화해서 부호화하고 상기 제 1 의 신호를 정규화하는 정규화 계수는 상기 제 2 의 신호를 정규화하는 정규화 계수보다 작은 간격으로 설정하도록 한 것이다.
여기에서 상기 제 1 의 신호의 각 톤성 성분중의 가장 큰 에너지를 갖는 신호에 대해서는 그것의 양자화기를 부호화하지 아니하고 정과 부를 표시하는 정보를 부호화한다. 또 상기 제 1 의 신호를 정규화하는 정규화 계수는 상기 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분의 양자화치를 생략해도 복호 시에 오차를 일으키지 아니하는 값으로 설정되어 있다.
여기에서 본 발명의 신호 부호화 장치, 기록매체, 신호 복호화 장치, 신호 부호화 방법에 있어서 취급하는 신호는 음향 신호로 한다.
그래서 본 발명에 의하면 톤성 성분을 정규화할 때의 정규화 계수의 정도를 그 이외의 성분(노이즈성 성분)을 정규화 할 때의 정규화 계수의 정도보다 높게 해서 부호화를 행한다.
본 발명은 말하자면 고능률 부호화에 의해 입력 디지털 데이터의 부호화를 행하는 신호 부호화 장치 및 신호 부호화 방법과, 그 부호화된 신호를 기록하여 이루는 신호를 기록하는 기록매체와 전송 혹은 기록매체에서 재생된 부호화된 신호를 복호화하는 신호 복호화 장치에 관한 것이다.
제 1 도는 본 발명 실시예의 신호 부호화 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 2 도는 본 발명 실시예의 신호 복호화 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 3 도는 상기 신호 부호화 장치를 구성하는 신호 성분 분리 회로에 있어서 처리의 흐름을 도시하는 플로차트.
제 4 도는 본 실시예의 신호 부호화에 있어서 톤성 성분의 분리에 대해서 설명하기 위한 도면.
제 5 도는 본 실시예의 신호 부호화에 있어서 원래의 스펙트럼 신호에서 톤성 성분을 제외한 노이즈성 성분을 도시하는 도면.
제 6 도는 스펙트럼 신호의 예를 도시하는 도면.
제 7 도는 제 6 도의 스펙트럼 신호에서 1 개의 톤성 성분을 부호화해서 복호화한 신호를 뺀 후의 신호를 도시하는 도면.
제 8 도는 본 발명에 의한 톤성 성분을 정규화 및 양자화해서 부호화하는 부호화의 방법에 대해서 설명을 하기 위한 도면.
제 9 도는 복호화 시에 발생하는 오차가 커지는 예를 설명하기 위한 도면.
제 10 도는 본 발명에 의한 부호화의 방법을 적용함으로써 복호화시의 오차의 발생이 억제되는 것에 대해서 설명을 하기 위한 도면.
제 11A 및 11B 도는 톤성 성분과 노이즈성 성분의 각각에 대한 정규화 계수 테이블의 예를 도시한 도면.
제 12 도는 톤성 성분 부호화 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 13 도는 톤성 성분 복호화 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 14 도는 본 실시예의 신호 부호화 장치에 의해 부호화되어 얻어진 부호열의 기록매체로의 기록에 대해서 설명하기 위한 도면.
제 15 도는 종래의 신호 부호화 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 16 도는 본 실시예 및 종래의 신호 부호화 장치의 변환 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 17 도는 본 실시예 및 종래의 신호 부호화 장치의 신호 성분 부호화 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 18 도는 종래의 신호 복호화 장치의 개략적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 19 도는 본 실시예 및 종래의 신호 복호화 장치의 역변환 회로의 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 20 도는 종래 기술에 의한 부호화의 방법을 설명하기 위한 도면.
제 21 도는 본 실시예의 신호 복호화 장치를 구성하는 합성 역변환부의 다른 구체적인 구성을 도시하는 블록 회로도.
제 22 도는 본 발명의 실시예의 신호 부호화 장치의 다른 개략인 구성을 도시하는 블록도.
발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태 다음에 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
제 1 도에는 본 발명 실시예의 신호 부호화 장치의 개략적인 구성을 도시하고 있다.
즉 본 발명 실시예의 신호 부호화 장치는 제 1 도에 도시하는 바와 같이 예를 들면 음향 신호등의 입력 신호를 주파수 성분으로 변환하는 변환 회로(601)와 상기 변환 회로 (601)의 출력을 톤성 성분과 노이즈 성분으로 분리하는 신호 성분 분리 회로(602)와 상기 톤성 성분을 정규화 및 양자화해서 부호화하는 톤성 성분 부호화 회로(603)와 상기 노이즈 생성분을 정규화 및 양자화해서 부호화하는 노이즈성 성분 부호화 회로 (604)를 구비한다. 그래서 상기 톤성 성분을 정규화하는 정규화 계수는 상기 노이즈성 성분을 정규화하는 정규화 계수보다도 작은 간격으로 설정이 된다.
이 제 1 도에 있어서 입력 단자(600)에는 음향파형 신호가 공급된다. 이 음향 신호파형은 변환 회로(601)에 의해 신호 주파수 성분으로 변환된후 신호 성분 분리 회로(602)로 보내진다.
이 신호 성분 분리 회로(602)에 있어서는 변환 회로 (601)에 의해 얻어진 신호 주파수 성분이 급한 스펙트럼 분포를 갖는 톤성 성분과 그 이외의 신호 주파수 성분 즉 평탄한 스펙트럼 분포를 갖는 노이즈성 성분으로 분리된다. 이들 분리된 주파수 성분중 상기 급한 스펙트럼 분포를 갖는 톤성 성분은 톤성 성분 부호화 회로(603)에서 그 이외의 신호 주파수 성분인 상기 노이즈성 성분은 노이즈성 성분 부호화 회로 (604)로 각각 부호화된다. 이들 톤성 성분 부호화 회로(603)와 노이즈 성분 부호화 회로(604)로부터의 출력은 부호열 생성 회로 (605)로 보내지고 이 부호열 생성 회로(605)에 의해 부호열이 생성된다. 이 부호열이 부호화 정보로서 ECC 인코더(606)로 출력된다.
ECC 인코더(606)는 부호열 생성 회로(605)로부터의 부호열에 대해서 에러 정정 코드를 부가한다. ECC 인코더 (606)의 출력은 EFM 회로(607)에 의해 변조되어서 기록 헤드 (608)에 공급된다. 기록 헤드(608)는 EFM 회로(607)에서 출력된 부호열을 디스크(609)에 기록한다.
또한 변환 회로(601)에는 상술한 제 16 도와 같은 구성을 사용할 수가 있다. 물론, 제 1 도의 변환 회로(601)의 구체적인 구성으로서는 상기 제 16 도의 구성이외에도 다수 생각할 수가 있고 예를 들면 입력 신호를 직접 MDCT 에 의해 스펙트럼 신호로 변환해도 좋고 스펙트럼 변환은 MDCT 는 아니고 DFT 나 DCT 등을 사용할 수도 있다.
또 상술한 바와 같이 대역분할 필터에 의해 신호를 대역 성분으로 분할하는 것도 가능하나 본 발명에 있어서 부호화는 특정한 주파수로 에너지가 집중하는 경우에 특히 유효하게 작용하므로 다수의 주파수 성분이 비교적 적은 연산량으로 얻어지는 상술한 스펙트럼 변환에 의해 주파수 성분으로 변환하는 방법을 취하면 편리하다.
다시 노이즈성 성분 부호화 회로(604)도 기본적으로는 상술한 제 17 도와 같은 구성으로 실현할 수가 있는 것이다. 또한, 본 실시예의 톤성 성분 부호화 회로(603)의 구성과 동작에 대해서는 후술한다.
한편 제 2 도에는 제 1 도의 본 실시예의 신호 부호화 장치로 부호화된 신호를 복호화하는 본 실시예의 신호 복호화 장치의 개략적인 구성을 표시하고 있다.
즉, 본 발명 실시예의 신호 복호화 장치는 제 2 도에 도시하는 바와 같이 상기 본 실시예의 신호 부호화 장치에 의해 정규화 및 양자화해서 부호화가 행해진 톤성 성분을 복호화하는 톤성 성분 복호화 회로(702)와 같이 본 실시예의 신호 부호화 장치에 의해 정규화 및 양자화해서 부호화가 행해진 노이즈성 성분을 복호화하는 노이즈성 성분 복호화 회로(703)와 이들 각 복호화 회로(702, 703)에 의해 복호화된 톤성 성분과 노이즈성 성분을 합성하는 합성 회로(704)와 이 합성 회로(704)의 출력을 역변환하는 역변환 회로(705)를 구비하고 있다. 이 신호 복호화 장치에 있어서 복호화되는 상기 톤성 성분의 부호화때의 정규화의 정규화 계수는 상기 노이즈성 성분의 부호화시의 정규화의 정규화 계수보다도 작은 간격으로 설정되어 있다.
이 제 2 도에 있어서 디스크(609)로부터 재생 헤드 (708)에 의해 재생된 부호열은 EFM 복조 회로(709)에 공급된다. EFM 복조 회로(709)는 입력된 부호열을 복조한다. 복조된 부호열은 ECC 의 코더(710)에 공급되고 여기에서 에러 정정이 행해진다. 부호열 분해 회로(701)는 에러 정정된 부호열중의 톤성 성분 정보수에 의거해서 부호열의 어느부분이 톤성 성분 부호인가를 인식하고 입력된 부호열은 톤성 성분 부호와 노이즈성 성분 부호로 분리한다. 또 부호열 분리 회로(701)는 입력된 부호열에서 톤성 성분의 위치 정보를 분리하고 후단의 합성 회로(704)로 출력한다.
상기 톤성 성분 부호는 톤성 성분 복호화 회로(702)로 보내지고, 상기 노이즈성 부호는 노이즈성 성분 복호화 회로 (703)로 보내지고 여기에서 각각 역양자화 및 정규화의 해제가 행해지고 복호화된다. 그후 이들 톤성 성분 복호화 회로(702)와 노이즈성 성분 복호화 회로(703)로부터의 복호화 신호는 상기 제 1 도의 신호 성분 분리 회로(602)에서의 분리에 대응하는 합성을 하는 합성 회로(704)에 공급된다. 합성 회로(704)는 부호열 분리 회로(701)에서 공급된 톤성 성분의 위치 정보에 의거해서 톤성 성분의 복호화 신호를 노이즈 성분의 복호화 신호의 소정의 위치에 가산함으로써 노이즈성 성분과 톤성 성분의 주파수축 위에서의 합성을 한다. 다시 합성된 복호화 신호는 상기 제 1 도의 변조 회로(601)에서의 변환에 대응하는 역변환을 하는 역변환 회로(705)에서 변환 처리되고, 주파수축 위의 신호로부터 원래의 시간축위의 파형 신호로 되돌려진다. 이 역변환 회로(705)로부터의 출력 파형 신호는 단자(707)에서 출력된다.
또한 역변환과 합성의 처리 순서는 역이라도 좋고, 이 경우 제 2 도에 있어서 합성 역변환부(711)는 제 21 도에 도시하는 구성으로 된다. 역변환 회로(712)는 노이즈성 성분 복호화 회로(703)로부터의 주파수축 상의 노이즈성 성분의 복호화신호를 시간축위의 노이즈성 성분 신호로 역변환한다. 역변환 회로(713)는 톤성 성분 복호화 회로(702)로부터의 톤성 성분의 복호화 신호를 부호열 분리 회로(701)에서 공급된 톤성 성분의 위치 정보의 표시하는 주파수축 상의 위치에 설치하고 이것을 역변환해서 시간축위의 톤성 성분 신호를 생성한다. 합성 회로(714)는 역변환 회로(712)로부터의 시간축위의 노이즈성 성분 신호와 역변환 회로(713)로부터의 시간축위의 톤성 성분을 합성하고 원래의 파형 신호를 재생한다.
또한 상기 역변환 회로(705)에는 상술한 제 19 도와 같은 구성을 사용할 수가 있다.
여기에서 제 3 도에는 제 1 도의 신호 부호화 장치의 신호 성분 분리 회로(602)에 있어서 톤성 성분을 분리하기 위한 구체적인 처리의 흐름을 나타내는 플로차트를 표시하고 있다.
또한 제 3 도에 있어서 I 는 스펙트럼 신호의 번호를, N 은 스펙트럼 신호의 총수, P, R은 소정의 계수를 표시하고 있다. 또 상기 톤성 성분은 어떤 스펙트럼 신호의 절대치가 국소적으로 보아서 다른 스펙트럼 성분보다도 크고, 또한 더 그것이 2 시간 블록(스펙트럼 변환할 때의 블록)에 있어서 스펙트럼 신호의 절대치의 최대치와 비교해서 소정의 크기 이상이고 다시 그 스펙트럼과 근접하는 스펙트럼(예를 들면 양쪽 이웃하는 스펙트럼)의 에너지의 화가 그들의 스펙트럼을 포함하는 소정의 대역내의 에너지에 대해서 소정의 비율이상을 표시하고 있는 경우에 그것의 스펙트럼 신호와 예를 들면 그것의 양쪽 이웃하는 스펙트럼 신호가 이 톤성 성분으로 보고 있다. 또한 여기에서 에너지 분포의 비율을 비교하는 소정의 대역으로서는청각의 성질을 고려하여 예를 들면 임계 대역폭에 맞추어서 저역에서는 좁고 고역에서는 넓게 취할 수가 있다.
즉 이 제 3 도에 있어서 먼저 초기화로서 스텝 S1 에서는 최대 스펙트럼 절대치를 초기치 A0로 하고 스텝 S2 에서는 스펙트럼 신호의 번호 I 를 1(초기치)로 한다.
스텝 S3 에서는 어떤 시간 블록내의 어떤 스펙트럼 절대치를 변수 A 에 대입하여 그후 스텝 S4 로 진행한다.
스텝 S4 에서는 상기 스펙트럼 절대치가 국소적으로 보아서 다른 스펙트럼 성분보다도 큰 극대 절대치 스펙트럼인가 아닌가를 판단하고, 극대 절대치 스펙트럼이 아닌때(N0)에는 스텝 S10 으로 진행하고, 극대 절대치 스펙트럼인 경우(Yes)에는 스텝 S5 로 진행한다.
스텝 S5 에서는 이 극대 절대치 스펙트럼을 포함하는 2 시간 블록에 있어서 이 극대 절대치 스펙트럼의 변수 A 와 최대 스펙트럼 절대치의 초기치 A0와의 비와 소정의 크기를 표시하는 계수 P 와 대소 비교(A/A0> P)를 하고, A/A0가 P 보다 큰 경우(Yes)에는 다음의 스텝 S6 으로, A/A0가 P 이하인 경우(N0)에는 스텝 S10으로 진행한다.
상기 스텝 S6 에서는 상기 스펙트럼 절대치의 스펙트럼 (극대 절대치 스펙트럼)의 이웃의 스펙트럼의 에너지치(예를 들자면 양쪽 이웃하는 스펙트럼의 에너지의 화)를 변수 X 에 대입하여 다음의 스텝 S7 으로 진행한다.
이 스텝 S7 에서는 이 극대 절대치 스펙트럼 및 그 이웃의 스펙트럼을 포함하는 소정의 대역내의 에너지치를 변수 Y 에 대입한다.
다음의 스텝 S8 에서는 상기 에너지치의 변수 X 와 소정 대역내의 에너지치의 Y 와의 비와 소정의 비율을 표시하는 계수 R 와의 대소 비교(X/Y>R)를 하고, X/Y 가 R 보다 큰때 (Yes)에는 스텝 S9 에 X/Y 가 R 이하인 때(N0)에는 스텝 S10으로 진행한다.
상기 스텝 S9 에서는 상기 극대절대치 스펙트럼과 그 이웃의 스펙트럼에 있어서 상기 에너지가 그들의 스펙트럼을 포함하는 소정의 대역내의 에너지에 대해서 소정의 비율 이상을 표시하고 있는 경우에 그것의 극대절대치 스펙트럼의 신호와 예를 들면 그것의 이웃의 스펙트럼의 신호가 톤성 성분으로 보고 그 뜻을 등록한다.
다음의 스텝 S10 에서는 상기 스텝 S9 에 있어서 등록된 스펙트럼 신호의 번호 I 와 스펙트럼 신호의 총수 N 가 같은 (I=N)가 아닌가를 판단하고 같은 경우(Yes)에는 처리를 종료하고 같지 아니한 경우(No)에는 스텝 S11 로 진행한다. 이 스텝 S11 에서는 I=I+1 로 하여 스펙트럼 신호의 번호를 1 개씩 증가시켜서 스텝 S3 으로 되돌아가고 상술하는 처리를 반복한다.
신호 성분 분리 회로(602)는 상술한 처리에 의해 톤성 성분으로 판정한 주파수 성분을 톤성 성분 부호화 회로(603)에 공급하고 그 이외의 주파수 성분을 노이즈성 성분으로 하여 노이즈성 성분 분호화 회로(604)에 공급한다. 또는 신호 성분 분리 회로(602)는 톤성 성분으로 판정된 주파수 정보의 수와 그 위치 정보를 부호열 생성 회로(605)에 공급한다.
제 4 도에는 상술한 바와 같이해서 톤성 성분이 주파수 성분에서 분리되는 한 예의 모양을 나타내고 있다.
이 제 4 도에 도시하는 예에서는 도면 중 TCA, TCB, TCC, TCD로 도시하는 4개의 톤성 성분이 추출되어 있다. 여기에서 이 톤성 성분은 제 4 의 예와 같이 소수의 스펙트럼 신호에 집중해서 분포하고 있기 때문에 이들의 성분을 정도 좋게 양자화해도 전체로서는 너무 많은 비트수는 필요치 않다. 또 톤성 성분을 일단 정규화하고 나서 양자화함으로써 부호화의 효율을 높일 수가 있다. 또한 이 예에 있어서는 각 톤성 성분의 중심에 있는 것은 에너지가 극대로되는 스펙트럼 신호로 여기에서는 이것을 극대 스펙트럼 신호라 칭하고, 또 이 톤성 성분을 구성하는 다른 스펙트럼 신호(이웃의 스펙트럼 신호)를 주변 스펙트럼 신호라 칭하기로 한다.
다음으로 제 5 도에는 원래의 스펙트럼 신호(제 4 도의 스펙트럼 신호)로부터 상기 톤성 성분을 제외한(0 으로 함) 경우의 노이즈성 성분을 표시한 예를 나타내고 있다.
이 제 5 도에 있어서 각 대역 b1∼b5 에서는 상기 원래의 스펙트럼 신호(제 4 도의 스펙트럼 신호)로부터 상술한 바와 같이 톤성 성분(제 4 도의 도면중 점선으로 표시하는 성분)이 제외(0 으로 함)되어 있기 때문에 상기 각 부호화 유니트에있어서 정규화 계수는 적은 값으로 된다. 따라서, 이 제 5 도의 예에서는 양자화에 사용하는 비트수를 최소한 발생하는 양자화 잡음을 적게할 수가 있다. 또 노이즈성 성분에 대해서는 비교적 큰 양자화 잡음이 혼입되었다 하더라도 청감상의 장해로는 되기 어려우므로 동일하게 적은 비트 수일지라도 효율이 좋은 부호화가 가능해진다.
이상으로 제 5 도의 예에 있어서는 톤성 성분을 분리하고 톤성 성분 및 그 근처의 신호를 0 으로 한 후 노이즈성 성분을 부호화함으로써 효율적인 부호화를 실현할 수 있는 뜻을 상술하였으나 원래의 스펙트럼 신호(제 4 도의 스펙트럼 신호) 로부터 톤성 성분(제 4 도의 도면중 점선으로 표시하는 성분)을 부호화해서 복호화한 신호를 뺀 것을 부호화하는 방법을 취할 수도 있다.
이 방법에 의한 신호 부호화 장치를 제 22 도를 참조하면서 설명을 한다. 또한 제 1 도와 같은 구성에 대해서는 같은 번호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
변환 회로(601)에 의해 얻어진 스펙트럼 신호는 스위치 제어 회로(616)에 의해 제어되는 스위치(610)를 거쳐서 톤성 성분 추출 회로(611)에 공급된다. 톤성 성분 추출 회로(611)는 상술한 제 3 도의 처리에 의해 톤성 성분을 판별하고 판별된 톤성 성분만을 톤성 성분 부호화 회로(603)에 공급한다. 또 톤성 성분 추출 회로(611)는 톤성 성분 정보의 수와 그 중심 위치 정보를 부호화열 생성 회로(605)에 출력한다.
톤성 성분 부호화 회로(603)는 입력된 톤성 성분에 대해서 정규화 및 양자화를 행하고 정규화 및 양자화된 톤성 성분을 부호열 생성 회로(605) 및 로칼디코더(612)에 공급한다.
로칼 디코더(612)는 정규화 및 양자화된 톤성 성분에 대해서 역양자화 및 정규화의 해제를 하고 원래의 톤성 성분의 신호를 복호한다. 단 이때 복호 신호에는 양자화 잡음이 포함되게 된다. 로칼 디코더(612)로부터의 출력은 1 회 째의 복호 신호로서 가산기(613)에 공급된다. 또, 가산기(613)에는 스위치 제어 회로(616)에 의해 제어되는 스위치(614)를 거쳐서 변환 회로(601)로부터의 원래의 스펙트럼 신호가 공급된다.
가산기(613)는 원래의 스펙트럼 신호로부터 1 회 째의 복호 신호를 뺀 1 회째의 차분 신호를 출력한다. 톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화, 차분화 처리를 1회로 종료하는 경우는 이 1 회 째의 차분 신호가 노이즈성 성분으로서 스위치 제어회로(616)에 의해 제어되는 스위치(615)를 거쳐서 노이즈 성분 부호화 회로(604)에 공급된다.
톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화, 차분화 처리를 반복하는 경우는 1 회째의 차분 신호는 스위치(610)를 거쳐서 톤성 성분 추출 회로(611)에 공급된다. 톤성 성분 추출 회로 (611), 톤성 성분 부호화 회로(603), 로칼 디코더(612)는 상술한 바와 같은 처리를 하고 얻어진 2 회 째의 복호 신호가 가산기 (613)에 공급된다. 또 가산기(613)에는 스위치(614)를 거쳐서 1 회 째의 차분 신호가 공급된다. 가산기(613)는 1 회 째의 차분 신호로부터 2 회 째의 복호 신호를 빼고서 2 회 째의 차분 신호를 출력한다. 톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화, 차분화 처리를 2회로 종료하는 경우는 이 2 회 째의 차분 신호가 노이즈성 성분으로서 스위치(615)를 거쳐서 노이즈성 성분 부호화 회로 (604)에 공급된다.
톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화, 차분화 처리를 다시 반복하는 경우는 상술한 바와 같은 처리가 톤성 성분 추출 회로 (611), 톤성 성분 부호화 회로(603), 로칼 디코더(612), 가산기(613)에 의해 행해진다.
스위치 제어 회로(616)는 톤성 성분 정보수의 임계치를 보존하고 있는 톤성 성분 추출 회로(611)에서 얻어지는 톤성 성분 정보의 수가 이 임계치를 넘은 경우에 톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화 처리를 종료하도록 스위치(615)를 제어한다. 또 톤성 성분 부호화 회로(603)에 있어서 톤성 성분이 추출되지 않는 시점에서 톤성 성분의 추출, 부호화, 복호화, 차분화 처리를 종료로 할 수도 있다.
제 6 도, 제 7 도는 상술한 바와 같은 방법에 대해서 설명을 하기 위한 도면이다. 제 7 도에는 제 6 도에 도시하는 스펙트럼 신호로부터 1 개의 톤성 성분을 부호화해서 복호화한 신호를 뺀 것을 도시하고 있다.
다시 제 7 도의 스펙트럼 신호로부터 다시 도면중 점선으로 도시한 성분을 톤성 성분으로서 추출하고 부호화함으로써 스펙트럼 신호의 부호화 정도를 높일 수가 있고 이것을 반복함으로써 정밀도 높은 부호화를 할 수가 있게 된다. 또한, 이 방법을 사용하는 경우 톤성 성분을 양자화하기 위한 비트수의 상한을 낮게 설정하고 있어도 부호화 정도를 충분히 높게 할 수가 있고, 따라서 양자화 비트수를 기록하는 비트수를 적게 할 수가 있는 이점도 있다. 또 이와 같이 톤성 성분을 다단계로 추출해가는 방법은 반드시 톤성 성분을 부호화해서 복호화한 것과 같은 신호를 원래의 스펙트럼 신호로부터 빼낼 때 뿐만 아니라 추출된 톤성 성분의 스펙트럼 신호를 0 으로 한 경우에도 적용가능하고 본 발명 실시예의 기술에 있어서 톤성 성분을 분리한 신호등의 표현은 양자를 포함하는 것이다.
다음으로 제 8 도 내지 제 10 도를 사용해서 톤성 성분을 정규화 및 양자화해서 부호화하는 방법에 대해서 설명을 한다.
먼저, 제 8 도에는 일반적인 정규화 및 양자화의 예가 도시되어 있고, 도면중 SPa∼SPc에서 표시하는 5 개의 스펙트럼 신호의 부호화가 행해지는 모양을 표시한다. 이 제 8 도의 예에서는 한 가운데의 스펙트럼 신호 SPc가 이 톤성 성분의 극대 스펙트럼 신호이고, 그것의 크기에서 정규화 계수로서 스케일 팩터 SF1 가 선택된다. 각 스펙트럼 신호 SPa∼SPc는 이 스케일 팩터 SF1 로 정규화된후 -3 에서 +3 까지의 7 단계의 양자화 스텝의 어떤 것에 양자화되어서 부호화된다. 즉 스펙트럼 신호 SPc는 +3 으로 스펙트럼 신호 SPc는 +1 로, 스펙트럼 신호 SPa는 0 으로, 스펙트럼 신호 SPd는 -1 로, 스펙트럼 신호 SPb는 -2 로 양자화되어서 부호화 된다.
여기에서 정규화 계수는 극대 스펙트럼 신호에 의해 결정이 되는 점에 착안하여 극대 스펙트럼 신호에 대해서는 그것의 절대치를 스케일 팩터의 크기로 하고 그것의 정부의 부호만을 부호화함으로써 보다 효과적인 부호화를 실현하는 방법을 본 건 출원인은 상술한 국제출원번호 PCT/JP94/01056 의 명세서 및 도면에 있어서 제안하고 있다. 이에 의하면 극대 스펙트럼 신호를 주어진 정도로 양자화해서 부호화하는 경우에 이 극대 스펙트럼 신호는 반드시 스케일 팩터와 같은 절대치를 갖는다고는 한정되지 아니하나 톤성 성분을 부호화해서 복호화한 것을 원래의 스펙트럼 신호에서 뺀 것을 반복해서 톤성 성분을 분리해가는 상술한 방법을 채용해서 이 오차 신호를 부호화 하므로서 최종적으로 충분한 정도의 부호화를 할 수가 있다.
그러나, 상기 톤성 성분을 부호화해서 복호화한 것을 원래의 스펙트럼 신호에서 뺌으로써 반복해서 톤성 성분을 분리해가는 상술한 방법은 꼭같이 스펙트럼 성분에 대해서 중복해서 부호화를 하기 위한 부호화의 효율을 높이는 데는 한계가 있다.
다음으로 제 9 도 및 제 10 도를 써서 상술한 바와 같은 불합리함을 피하기 위한 본 발명에 관한 신호 부호화의 방법을 설명한다. 또한, 이 제 9 도 및 제 10도는 스케일 펙터의 정도와 극대 스펙트럼 신호를 정규화해서 양자화해서 얻어진 값과의 관계를 도시한 것이고, 제 10 도에는 톤성 성분용의 정규화 계수 테이블을 사용한 경우의 예가 도시되어 있고, 제 9 도에는 제 10 도와 비교하기 위해 가령 노이즈성 성분용의 정규화 계수 테이블을 사용한 경우의 예를 도시하고 있다.
먼저 제 9 도에 있어서는 정규화를 위해 사용되는 스케일 팩터로서 스케일 팩터 SF1 의 다음에 적은 것으로서는 스케일 팩터 SF2 가 준비되어 있다. 즉, 제 9 도에 있어서 스케일 팩터의 조각 폭은 SF2-SF1 으로 되어 있다.
여기에서 예를 들면 소정의 레벨 L1 을 넘지 아니하는 도면 중 SPA로 도시되는 극대 스펙트럼 신호에 대해서는 스케일 팩터 SF1 가 선택되나 소정 레벨 L1 을 넘는 도면중 SPB로 표시되는 바와 같은 극대 스펙트럼 신호에 대해서는 스케일팩터 SF2 가 선택된다. 상기 SPB로 표시하는 극대 스펙트럼 신호에 대해서 상기 스케일 팩터 SF2 가 선택된 경우에 이것을 -3 에서 +3 까지의 범위의 7 단계의 양자화 스텝에서 양자화하면 이 극대 스펙트럼 신호 SFB의 값(양자화치)는 +2 로 된다.
그러나 이때 이 극대 스펙트럼 신호 SPB에 대해서 그 진폭 정보(이 예에서는 이 진폭 정보의 양자화치인 2)를 생략해서 정부의 부호(이 예에서는 +)만을 부호화 한 경우에는 뒤의 신호 복호화 장치에 있어서는 이 정부의 부호의 부호화치와 상기 선택된 스케일 팩터 SF2 를 표시하는 정규화 계수 정보를 써서 복호화를 행하도록 되기 때문에 상기 극대 스펙트럼 신호 SPB의 값을 +3(상기 정부의 부호의 + 와 스케일 팩터 SF2 에 의거한 3)으로 해석해서 복호화 하기 때문에 오차가 커진다.
이에 대해서 상기 정규화를 위해 사용되는 스케일 팩터로서 스케일 팩터 SF1의 다음에 적은 것으로서는 제 10 도와 같이 상기 스케일 팩터 SF2 보다 적게 조각된(작은) 스케일 팩터 SF3 을 설정하도록 한다. 즉, SF3-SF1<SF2-SF1 로 되는 스케일 팩터 SF3 를 설정하도록 한다.
이때 예를 들면 소정 레벨 L1 을 넘는 도면중 SPB로 표시되는 극대 스펙트럼 신호에 대해서는 스케일 팩터 SF3 가 선택되도록 되고 이 극대 스펙트럼 신호 SPB에 대해서 스케일 팩터 SF3 가 선택된 경우에는 이 극대 스펙트럼 SPB의 진폭과 스케일 팩터 SF3 의 값이 가까와지므로 상기 스펙트럼 신호 SPB의 진폭 정보를 생략해서 정부의 부호만을 부호화하도록 하여도 뒤의 복호화(기록매체에 기록후에 재생해서 복호화)에 의해 오차가 커지는 일은 없다. 즉, 이 제 10 도의 예의 경우 극대 스펙트럼 신호 SPB에 대해서 상기 스케일 팩터 SF3 가 선택된 경우에 이것을 -3에서 +3 까지의 범위의 7 단계의 양자화 스텝에 양자화하면 이 극대 스펙트럼 신호 SPB의 값 (양자화치)는 +3 으로 된다. 이때 이 극대 스펙트럼 신호 SPB에 대해서 그 진폭 정보(이 예에서는 이 진폭 정보의 양자화치인 3)를 생략해서 정부의 부호(이 예에서는 +)만을 부호화한 경우, 뒤의 신호 복호화 장치에 있어서는 이 정부의 부호화치와 상기 선택된 스케일 팩터 SF3 를 표시하는 정보를 사용해서 복호화를 하도록 된다. 즉 신호 복호화 장치에 있어서는 상기 극대 스펙트럼 신호 SPB의 값을 +3(상기 정부의 부호의 + 와 스케일 팩터 SF3 에 의거한 3)으로 해석해서 복호화하고, 따라서 오차가 커지는 일은 없다.
여기에서 스케일 팩터를 어떤 폭으로 설정하면 복호화시의 오차의 발생을 억제할 수가 있는가는 가장 큰 스펙트럼에 대한 양자화 스텝수에 의해 정해진다. 예를 들면 제 10 도와 같이 양자화 스텝수 N(=7)로 선형 양자화를 하는 경우에는 제 10 도의 도면 중 q 로 표시하는 레벨이 도면 중 p 로 도시하는 레벨(소정 레벨 L1)보다도 높지 아니하면 극대 스펙트럼의 진폭 정보를 생략해도 오차는 생기지 아니한다.
따라서, SF3*(N - 2)/(N - 1) SF1*N/(N - 1)
즉, SF3 SF1*N/(N - 2)
의 관계를 만족시키도록 스케일 팩터를 설정해두면, 극대 스펙트럼 신호의 진폭 정보를 생략해도 복호화 시에 오차가 발생하지 아니한다.
이상, 선형 양자화의 경우에 대해서 설명을 하였으나 물론 비선형 양자화의 경우에도 동일하게 그것의 양자화폭에서 극대 스펙트럼 신호의 진폭 정보를 생략할 수 있는 조건을 구할 수가 있다.
또 반드시 진폭 정보를 생략함으로써 오차가 없어지지 아니하는 경우라도 스케일 팩터를 충분히 적게 조작하여 설정함으로써 그 오차를 충분히 적게하는 것은 가능하고 청각상, 중요한 스펙트럼 신호를 효율적으로 부호화하는 것이 유리하다.
일반적으로 인간은 톤성 성분의 구부러짐에 대해서 보다 민감하기 때문에 톤성 성분의 양자화 스텝은 노이즈성 성분의 양자화 스텝보다 많이 취하는 것이 바람직하다. 여기에서 양자화 스텝이 많은 경우 이미 설명한 바와 같이 스케일 팩터도 적게 조작하여 취함으로써, 극대 스펙트럼의 진폭 정보를 생략한 때의 오차를 적게 할 수가 있다. 즉, 본 발명에 관한 신호 부호화의 방법에 의하면 상술한 바를 고려하여 톤성 성분에 대한 스케일 팩터를 노이즈성 성분에 대한 스케일 팩터보다도 작은 폭으로 설정함으로써 보다 효율적인 부호화를 실현하도록 하고 있다.
또 톤성 성분의 정규화 계수를 적게 조각하여 설정하는 것은 톤성 성분의 주변 스펙트럼 신호의 정밀도를 높이는 것도 유효하고 이 면에서도 청감적으로 중요한 톤성 성분을 부호화 하는 것이 사정이 좋다.
실제로 스케일 팩터를 어떠한 폭으로 설정하느냐에 대해서는 예를 들면 톤성 성분을 양자화할 때의 최대의 스텝수로 결정해 두면 좋다. 노이즈성 성분에 대한스케일 팩터를 불필요하게 많게 설정하지 않음으로써 노이즈성 성분에 대한 스케일 팩터를 부호화하는 경우의 비트수를 증가시키지 아니하고 지낼 수가 있게 된다.
다음에 제 11 도에는 톤성 성분과 노이즈성 성분 각각에 대한 정규화 계수 테이블의 구체적인 예를 표시하고 있다. 또한 제 11A 도에는 혼성 성분에 대한 정규화 계수 테이블을 제 11B 도에는 노이즈성 성분에 대한 정규화 계수 테이블을 도시하고 있다.
이 제 11 도에 있어서 톤성 성분에 대해서는 1.0dB 조각 노이즈성 성분에 대해서는 2.0dB 조각으로 스케일 팩터가 설정되어 있다. 본 실시예에 있어서 상술한 바와 같이 선형 양자화를 행한 경우로 양자화의 스텝수 N 가 예를 들면 15 의 경우에는, N/(N-2) = 1.1538 .....
이니까 오차 없이 극대 스펙트럼 신호의 진폭 정보를 생략할 수가 있다.
다음에 제 12 도는 제 1 도의 신호 부호화 장치에 상술한 신호 부호화의 방법을 적용한 경우의 톤성 성분 부호화 회로 (603)의 구체적인 예를 표시한 것이다.
이 제 12 도에 있어서 단자(800)에 입력된 톤성 성분은 정규화 회로(806) 및 양자화 정밀도 결정 회로(807)로 보내진다. 정규화 회로(806)는 상술한 바와 같이 노이즈성 성분용의 정규화 계수 테이블보다 작게 새긴 값에 설정된 톤성 성분용의 정규화 계수 테이블을 사용해서 입력된 톤성 성분에 대해서 정규화를 행한다. 양자화 정밀도 결정 회로(807)는 입력 신호에 의해 양자화 정밀도를 결정한다. 제어 회로(801)에서는 입력된 톤성 성분을 극대 스펙트럼 성분과 주변 스펙트럼 성분으로 주파수축 위에서의 상대 위치에 의해 분류하고, 각각 대응하는 극대 스펙트럼 계수부호화 회로(802), 주변 스펙트럼 계수 부호화 회로(803)의 어떤 것으로 보낸다. 극대 스펙트럼 계수 부호화 회로(802)는 극대 스펙트럼 신호의 정부의 부호를 표시하는 신호 성분 부호 정보를 출력한다. 또, 주변 스펙트럼 계수 부호화 회로(803)는 각 주변 스펙트럼을 양자화한 신호 성분 정보를 출력한다. 상기 극대 스펙트럼 계수 부호화 회로(802)와 주변 스펙트럼 계수 부호화 회로(803)로부터의 각부호화 출력은 제어 회로(801)를 거쳐서 출력 단자(805)로부터 출력된다. 또한 단자(805)로부터의 출력에는 상기 정규화 회로(806)에 있어서 정규화 계수 정보나 상기 양자화 정밀도 결정 회로(807)에 있어서 결정된 양자화 정밀도 정보도 포함되어 있다. 다시 상술한 예에서는 극대 스펙트럼에 관해서는 정부의 부호만이 전송하도록 하고 있으나 주변 스펙트럼과 같이 양자화한 신호 성분 정보를 전송하도록 하여도 좋다. 또한 신호 성분 정보는 고정 길이와도 상술한 비공개의 국제출원번호 PCT/JP94/01056 의 명세서 및 도면에 있어서 제안한 바와 같이 가변 길이라도 좋다.
제 13 도는 상기 제 2 도 복호화 장치에 본 실시예의 방법을 적용한 경우의 톤성 성분 복호화 회로(702)의 구체적인 예를 표시한 것이다.
이 제 13 도에 있어서 입력 단자(900)에 입력된 톤성 성분 부호는 제어 회로(901)로 보내진다. 이 제어 회로(901) 에서는 상기 제 12 도의 제어 회로(801)에서의 분류에 대응한 분류가 행해지고 분류된 톤성 성분 부호는 각각 대응하는 극대 스펙트럼 계수 복호화 회로(902)와 주변 스펙트럼 계수 부호화 회로(903)의 어느 것으로 보내진다. 이들 각 복호화 회로(902, 903)에서는 상기 제 12 도의 극대스펙트럼 계수 부호화 회로 (802) 혹은 주변 스펙트럼 계수 부호화 회로(802) 혹은 주변 스펙트럼 계수 부호화 회로(803)에서의 부호화에 대응하는 복호화가 행해진다. 각 복호화 회로(902, 903)로부터의 복호화 출력은 제어회로(901)를 거쳐서 출력 단자(905)로부터 출력된다.
다음에 제 14 도는 본 실시예의 신호 부호화 장치에 의해 제 4 도의 스펙트럼 신호를 부호화한 경우의 예를 도시한 것이다. 이 부호열이 본 발명의 기록매체에 기록되게 된다.
이 예에서는 먼저 최초로 톤성 성분 정보 수 tnc(제 11 도의 예에서는 예를 들자면 4)가 기록매체에 기록되고 다음으로 톤성 성분 정보 tcA, tcB, tcC, tcD가 다음에 노이즈성 성분 정보 nc1, nc2, nc3, nc4, nc5가 그 순차에 기록되어 있다. 톤성 성분 정보 tcA, tcB, tcc, tcD에는 그 톤성 성분의 중심 스펙트럼의 위치를 나타내는 중심 위치 정보 CP(예를 들자면 톤성 성분 tcB의 경우에는 예를 들자면 15), 양자화를 위한 비트수를 나타내는 양자화 정밀도 정보(예를 들자면 톤성 성분 tcB의 경우에는 예를 들자면 15), 정규화 계수정보, 극대 스펙트럼 신호의 정부의 부호를 표시하는 신호 성분 부호 정보 SCc가 각 주변 스펙트럼의 정규화 및 양자화 된 신호 성분 정보 SCa, SCb, SCd, SCe와 함께 기록된다. 또 노이즈성 성분 정보 nc1, nc2, nc3, nc4, nc5에 대해서는 양자화 정밀도 정보(노이즈성 성분 정보 nc1의 경우는 예를 들자면 3)와 정규화 계수 정보가 정규화 및 양자화된 각 신호 성분 정보 SC1, SC2,...SCa와 함께 기록되어 있다. 여기에서 톤성 성분 정보 tcB의 중심 위치 정보 CP 는 극대 스펙트럼 신호의 주파수축 위의 위치를 표시하는 것이다. 또, 톤성 성분 정보 tcB의 정규화 계수 정보와 노이즈성 성분 정보 nc1의 정규화 계수 정보에서는 그 정규화 계수의 설정되는 조작 폭이 다르다. 또한 상술한 예에서는 톤성 성분의 위치 정보로서 각 톤성 성분의 중심 스펙트럼의 위치를 사용하도록 하였으나 각 톤성 성분의 가장 저역의 스펙트럼의 위치를 기록해도 좋다.
더욱 톤성 성분과 노이즈성 성분의 분리 방법은 각종이 존재하고 예를 들자면 본 건 출원인이 먼저 제안한 상기 국제출원번호 PCT/JP 94/00880 의 명세서 및 도면에 몇 개나 기록되어져 있다. 본 발명의 방법은 그들의 방법을 포함하고 톤성 성분을 부호화하는 여러 경우에 대해서 적용이 가능하다.
또 본 건 출원인이 먼저 제안한 상술한 국제 출원번호 PCT/JP 94/01056 의 명세서 및 도면에는 톤성 성분을 가변길이 부호화하는 방법이 기술되어 있으나 이 경우에도 본 발명의 방법을 적용할 수가 있다.
상술한 실시예에서는 음향 시호에 대해서 본 발명의 방법을 적용한 예를 중심으로 설명을 하였으나 본 발명의 방법은 일반적으로 파형 신호의 부호화에도 적용할 수가 있으나 단 본 발명의 방법은 톤성 성분의 청감상 중요한 의미를 갖는 음향 신호에 대해서 효율적인 부호화를 행하는 것에서 특히 유효하다.
또 본 실시예의 기록 매체는 상술한 본 발명 실시예의 신호 부호화 장치에 의한 부호화 정보가 기록되어 형성되는 것으로서 예를 들자면 디스크 형상 기록매체(광자기 기록매체, 광 기록매체, 상변화형 광 기록 매체등)나, 테이프 형상 기록 매체외에 반도체 메모리, IC 카드 등의 기록매체도 포함하는 것이다.
이상의 설명에서도 명백한 바와 같이 본 발명의 신호 부호화 장치 및 신호 부호화 방법에 있어서는 제 1 의 신호를 정규화 하는 정규화 계수를 제 2 의 신호를 정규화 하는 정규화 계수보다도 작은 간격으로 설정하도록 하기 때문에(즉 톤성 성분을 정규화 할때의 정규화 계수의 정도를 노이즈성 성분을 정규화 할때의 정규화 계수의 정도보다 높게 함) 효율이 좋은 부호화가 가능해진다. 바꾸어 말하자면, 노이즈 성분의 부호화에 필요한 비트수를 억제한 채로 혼성 성분의 부호화의 정도를 높일 수가 있게 되고 전체로서 보다 효율적인 부호화를 가능케 하고 있다.
또 본 발명의 기록매체에 있어서는 본 발명의 신호 부호화 장치 또는 신호 부호화 방법에 따라서 효율적으로 부호화된 신호가 기록되기 때문에 기록 용량이 유효하게 이용되고 있다.
다시 본 발명의 신호 복호화 장치에 있어서는 본 발명의 신호 부호화 장치 또는 신호 부호화 방법에 따라 부호화된 신호를 복호하기 위해 복호화 때의 신호 오차가 적게 되어 있다.

Claims (12)

  1. 입력 신호를 부호화하는 신호 부호화 장치에 있어서,
    입력 신호를 주파수 성분으로 변환하는 변환 수단과,
    상기 변환 수단의 출력을 톤성 성분으로 이루어지는 제 1 의 신호와 그 이외의 성분으로 이루어지는 제 2 의 신호로 분리하는 분리 수단과,
    상기 제 1 의 신호를 정규화 및 양자화해서 부호화하는 제 1 의 부호화 수단과,
    상기 제 2 의 신호를 정규화 및 양자화해서 부호화하는 제 2 와 부호화 수단을 구비하고,
    상기 제 1 의 신호를 정규화 하는 정규화 계수는 상기 제 2 의 신호를 정규화하는 정규화 계수보다 작은 간격으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 의 부호화 수단은 상기 제 1 의 신호의 각 톤성 성분 중 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분에 대해서는, 그것의 양자화치를 부호화하지 아니하고 정부(正負)를 표시하는 정보를 부호화하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 의 부호화 수단에 있어서, 제 1 의 신호를 정규화 하는 정규화 계수는 상기 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분의 양자화치를 생략해도 복호 시에 오차를 일으키지 않는 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 신호는 음향 신호인 것을 특징으로 하는 신호 부호화 장치.
  5. 부호화된 신호를 복호화 하는 신호 복호화 장치에 있어서,
    정규화 및 양자화해서 부호화된 톤성 성분에 대응하는 제 1 의 신호를 복호화 하는 제 1 의 복호화 수단과,
    정규화 및 양자화해서 부호화된 상기 톤성 성분 이외의 성분에 대한 제 2 의 신호를 복호화 하는 제 2 의 복호화 수단과,
    상기 제 1 의 복호화 수단의 출력과 상기 제 2 의 복호화 수단의 출력을 합성해서 역변환을 행하거나 또는 각각 역변환해서 합성을 행하는 합성 역변환 수단을 구비하고,
    상기 제 1 의 복호화 수단은 상기 제 2 의 복호화 수단보다 작은 간격에서 정규화의 해제를 실행하는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 의 복호화 수단은 각 톤성 성분 중 가장 큰 에너지를 갖는 신호성분을, 정부(正負)를 표시하는 정보에 의거해서 복호화 하는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 의 신호에 포함되는 정규화 계수는 상기 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분의 양자화치를 생략해도 복호 시에 오차를 일으키지 않는 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 합성 역변환 수단의 출력은 음향 신호인 것을 특징으로 하는 신호 복호화 장치.
  9. 입력 신호를 부호화 하는 신호 부호화 방법에 있어서,
    입력 신호를 주파수 성분으로 변환하고,
    상기 변환된 신호를 톤성 성분으로 이루어지는 제 1 의 신호와 그 이외의 성분으로 이루어지는 제 2 의 신호로 분리하고,
    상기 제 1 의 신호를 정규화 및 양자화해서 부호화하고,
    상기 제 2 의 신호를 정규화 및 양자화해서 부호화하고,
    상기 제 1 의 신호를 정규화 하는 정규화 계수는 상기 제 2 의 신호를 정규화 하는 정규화 계수보다 작은 간격으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 신호부호화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 의 신호의 각 톤성 성분 중 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분에 대해서는 그것의 양자화치를 부호화하지 않고 정부(正負)를 표시하는 정보를 부호화하는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 의 신호를 정규화 하는 정규화 계수는 상기 가장 큰 에너지를 갖는 신호 성분의 양자화치를 생략해도 복호 시에 오차를 일으키지 않는 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 입력 신호는 음향 신호인 것을 특징으로 하는 신호 부호화 방법.
KR1019950702605A 1993-11-04 1994-11-04 신호부호화장치,신호복호화장치,및신호부호화방법 KR100330290B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27521893 1993-11-04
JP93-275218 1993-11-04
PCT/JP1994/001863 WO1995012920A1 (fr) 1993-11-04 1994-11-04 Codeur de signaux, decodeur de signaux, support d'enregistrement et procede de codage de signaux

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR960700570A KR960700570A (ko) 1996-01-20
KR100330290B1 true KR100330290B1 (ko) 2002-08-27

Family

ID=17552352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950702605A KR100330290B1 (ko) 1993-11-04 1994-11-04 신호부호화장치,신호복호화장치,및신호부호화방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5805770A (ko)
EP (1) EP0692880B1 (ko)
JP (1) JP3318931B2 (ko)
KR (1) KR100330290B1 (ko)
AU (1) AU689506B2 (ko)
DE (1) DE69428435T2 (ko)
WO (1) WO1995012920A1 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3250376B2 (ja) * 1994-06-13 2002-01-28 ソニー株式会社 情報符号化方法及び装置並びに情報復号化方法及び装置
JP3277699B2 (ja) * 1994-06-13 2002-04-22 ソニー株式会社 信号符号化方法及び装置並びに信号復号化方法及び装置
US6167093A (en) * 1994-08-16 2000-12-26 Sony Corporation Method and apparatus for encoding the information, method and apparatus for decoding the information and method for information transmission
JP3496411B2 (ja) * 1996-10-30 2004-02-09 ソニー株式会社 情報符号化方法及び復号化装置
JP3255047B2 (ja) * 1996-11-19 2002-02-12 ソニー株式会社 符号化装置および方法
TW384434B (en) * 1997-03-31 2000-03-11 Sony Corp Encoding method, device therefor, decoding method, device therefor and recording medium
DE60017825T2 (de) * 1999-03-23 2006-01-12 Nippon Telegraph And Telephone Corp. Verfahren und Vorrichtung zur Kodierung und Dekodierung von Audiosignalen und Aufzeichnungsträger mit Programmen dafür
JP3670217B2 (ja) * 2000-09-06 2005-07-13 国立大学法人名古屋大学 雑音符号化装置、雑音復号装置、雑音符号化方法および雑音復号方法
US6882976B1 (en) * 2001-02-28 2005-04-19 Advanced Micro Devices, Inc. Efficient finite length POW10 calculation for MPEG audio encoding
JP4622164B2 (ja) 2001-06-15 2011-02-02 ソニー株式会社 音響信号符号化方法及び装置
WO2007114291A1 (ja) * 2006-03-31 2007-10-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 音声符号化装置、音声復号化装置、およびこれらの方法
DK1869669T3 (da) * 2006-04-24 2008-12-01 Nero Ag Avanceret audiokodningsapparat
KR101291672B1 (ko) 2007-03-07 2013-08-01 삼성전자주식회사 노이즈 신호 부호화 및 복호화 장치 및 방법
US8498874B2 (en) 2009-09-11 2013-07-30 Sling Media Pvt Ltd Audio signal encoding employing interchannel and temporal redundancy reduction
SG11201505922XA (en) * 2013-01-29 2015-08-28 Fraunhofer Ges Forschung Low-complexity tonality-adaptive audio signal quantization
CN110048723B (zh) * 2019-04-10 2023-07-18 深圳大学 鲁棒稀疏信号恢复方法

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4184049A (en) * 1978-08-25 1980-01-15 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Transform speech signal coding with pitch controlled adaptive quantizing
JPS5681900A (en) * 1979-12-10 1981-07-04 Nippon Electric Co Voice synthesizer
US4535472A (en) * 1982-11-05 1985-08-13 At&T Bell Laboratories Adaptive bit allocator
US5128963A (en) * 1985-01-31 1992-07-07 Sony Corporation 3-mode PCM/DPCM/APCM maximizing dynamic range
US4809274A (en) * 1986-09-19 1989-02-28 M/A-Com Government Systems, Inc. Digital audio companding and error conditioning
DE3639753A1 (de) * 1986-11-21 1988-06-01 Inst Rundfunktechnik Gmbh Verfahren zum uebertragen digitalisierter tonsignale
NL8700985A (nl) * 1987-04-27 1988-11-16 Philips Nv Systeem voor sub-band codering van een digitaal audiosignaal.
IL89672A (en) * 1988-04-29 1994-04-12 Motorola Inc Spectral efficient method of transmitting information signal
US5430241A (en) * 1988-11-19 1995-07-04 Sony Corporation Signal processing method and sound source data forming apparatus
KR100220861B1 (ko) * 1989-01-27 1999-09-15 쥬더, 에드 에이. 고품질 오디오용 낮은 시지연 변환인코더, 디코더 및 인코딩/디코딩방법
US5230038A (en) * 1989-01-27 1993-07-20 Fielder Louis D Low bit rate transform coder, decoder, and encoder/decoder for high-quality audio
US5142656A (en) * 1989-01-27 1992-08-25 Dolby Laboratories Licensing Corporation Low bit rate transform coder, decoder, and encoder/decoder for high-quality audio
US5357594A (en) * 1989-01-27 1994-10-18 Dolby Laboratories Licensing Corporation Encoding and decoding using specially designed pairs of analysis and synthesis windows
US5479562A (en) * 1989-01-27 1995-12-26 Dolby Laboratories Licensing Corporation Method and apparatus for encoding and decoding audio information
US5109417A (en) * 1989-01-27 1992-04-28 Dolby Laboratories Licensing Corporation Low bit rate transform coder, decoder, and encoder/decoder for high-quality audio
US5297236A (en) * 1989-01-27 1994-03-22 Dolby Laboratories Licensing Corporation Low computational-complexity digital filter bank for encoder, decoder, and encoder/decoder
US5222189A (en) * 1989-01-27 1993-06-22 Dolby Laboratories Licensing Corporation Low time-delay transform coder, decoder, and encoder/decoder for high-quality audio
US5539829A (en) * 1989-06-02 1996-07-23 U.S. Philips Corporation Subband coded digital transmission system using some composite signals
DE69031517T2 (de) * 1989-06-30 1998-02-26 Nippon Electric Co Variable Blocklängenkodierung für unterschiedliche Charakteristiken der Eingangsabtastwerte
JP2844695B2 (ja) * 1989-07-19 1999-01-06 ソニー株式会社 信号符号化装置
JPH03109824A (ja) * 1989-09-22 1991-05-09 Sony Corp ディジタル信号符号化装置
US5115240A (en) * 1989-09-26 1992-05-19 Sony Corporation Method and apparatus for encoding voice signals divided into a plurality of frequency bands
JPH03117919A (ja) * 1989-09-30 1991-05-20 Sony Corp ディジタル信号符号化装置
US5185800A (en) * 1989-10-13 1993-02-09 Centre National D'etudes Des Telecommunications Bit allocation device for transformed digital audio broadcasting signals with adaptive quantization based on psychoauditive criterion
US5040217A (en) * 1989-10-18 1991-08-13 At&T Bell Laboratories Perceptual coding of audio signals
JP2870050B2 (ja) * 1989-10-18 1999-03-10 ソニー株式会社 ディジタルデータの高能率符号化方法
JPH03132228A (ja) * 1989-10-18 1991-06-05 Victor Co Of Japan Ltd 直交変換信号符号化復号化方式
JP2827410B2 (ja) * 1990-03-14 1998-11-25 ソニー株式会社 デイジタルデータの高能率符号化方法
JP2913731B2 (ja) * 1990-03-07 1999-06-28 ソニー株式会社 ディジタルデータの高能率符号化方法
CN1062963C (zh) * 1990-04-12 2001-03-07 多尔拜实验特许公司 用于产生高质量声音信号的解码器和编码器
JP2861238B2 (ja) * 1990-04-20 1999-02-24 ソニー株式会社 ディジタル信号符号化方法
JP2751564B2 (ja) * 1990-05-25 1998-05-18 ソニー株式会社 ディジタル信号符号化装置
JP3033156B2 (ja) * 1990-08-24 2000-04-17 ソニー株式会社 ディジタル信号符号化装置
US5559900A (en) * 1991-03-12 1996-09-24 Lucent Technologies Inc. Compression of signals for perceptual quality by selecting frequency bands having relatively high energy
ZA921988B (en) * 1991-03-29 1993-02-24 Sony Corp High efficiency digital data encoding and decoding apparatus
EP0506394A2 (en) * 1991-03-29 1992-09-30 Sony Corporation Coding apparatus for digital signals
RU2090973C1 (ru) * 1991-03-29 1997-09-20 Сони Корпорейшн Способ кодирования сигналов
JP3134337B2 (ja) * 1991-03-30 2001-02-13 ソニー株式会社 ディジタル信号符号化方法
JP3134338B2 (ja) * 1991-03-30 2001-02-13 ソニー株式会社 ディジタル音声信号符号化方法
DE69232251T2 (de) * 1991-08-02 2002-07-18 Sony Corp Digitaler Kodierer mit dynamischer Quantisierungsbitverteilung
JP3178026B2 (ja) * 1991-08-23 2001-06-18 ソニー株式会社 ディジタル信号符号化装置及び復号化装置
JP3141450B2 (ja) * 1991-09-30 2001-03-05 ソニー株式会社 オーディオ信号処理方法
US5349549A (en) * 1991-09-30 1994-09-20 Sony Corporation Forward transform processing apparatus and inverse processing apparatus for modified discrete cosine transforms, and method of performing spectral and temporal analyses including simplified forward and inverse orthogonal transform processing
DE69227570T2 (de) * 1991-09-30 1999-04-22 Sony Corp Verfahren und Anordnung zur Audiodatenkompression
US5369724A (en) * 1992-01-17 1994-11-29 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for encoding, decoding and compression of audio-type data using reference coefficients located within a band of coefficients
JP3134455B2 (ja) * 1992-01-29 2001-02-13 ソニー株式会社 高能率符号化装置及び方法
JP3153933B2 (ja) * 1992-06-16 2001-04-09 ソニー株式会社 データ符号化装置及び方法並びにデータ復号化装置及び方法
JP3127600B2 (ja) * 1992-09-11 2001-01-29 ソニー株式会社 ディジタル信号復号化装置及び方法
JP3508146B2 (ja) * 1992-09-11 2004-03-22 ソニー株式会社 ディジタル信号符号化復号化装置、ディジタル信号符号化装置及びディジタル信号復号化装置
US5581654A (en) * 1993-05-25 1996-12-03 Sony Corporation Method and apparatus for information encoding and decoding
ATE211326T1 (de) * 1993-05-31 2002-01-15 Sony Corp Verfahren und vorrichtung zum kodieren oder dekodieren von signalen und aufzeichnungsmedium

Also Published As

Publication number Publication date
AU689506B2 (en) 1998-04-02
EP0692880B1 (en) 2001-09-26
DE69428435T2 (de) 2002-07-11
EP0692880A4 (en) 1998-09-30
US5805770A (en) 1998-09-08
KR960700570A (ko) 1996-01-20
AU8067194A (en) 1995-05-23
WO1995012920A1 (fr) 1995-05-11
EP0692880A1 (en) 1996-01-17
JP3318931B2 (ja) 2002-08-26
DE69428435D1 (de) 2001-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2140779C (en) Method, apparatus and recording medium for coding of separated tone and noise characteristics spectral components of an acoustic signal
JP3721582B2 (ja) 信号符号化装置及び方法並びに信号復号化装置及び方法
JP3277692B2 (ja) 情報符号化方法、情報復号化方法及び情報記録媒体
JP3203657B2 (ja) 情報符号化方法及び装置，情報復化方法及び装置，情報伝送方法，並びに情報記録媒体
KR100420891B1 (ko) 디지탈신호엔코딩/디코딩방법및장치와기록매체
US6415251B1 (en) Subband coder or decoder band-limiting the overlap region between a processed subband and an adjacent non-processed one
US7428489B2 (en) Encoding method and apparatus, and decoding method and apparatus
KR100330290B1 (ko) 신호부호화장치,신호복호화장치,및신호부호화방법
EP0645769A2 (en) Signal encoding or decoding apparatus and recording medium
JPH0846518A (ja) 情報符号化方法及び復号化方法、情報符号化装置及び復号化装置、並びに情報記録媒体
JP3189401B2 (ja) 音声データ符号化方法及び音声データ符号化装置
KR100952065B1 (ko) 부호화 방법 및 장치, 및 복호 방법 및 장치
JPH08166799A (ja) 高能率符号化方法及び装置
JP3685823B2 (ja) 信号符号化方法及び装置、並びに信号復号化方法及び装置
US6064698A (en) Method and apparatus for coding
JP3465697B2 (ja) 信号記録媒体
JP3465698B2 (ja) 信号復号化方法及び装置
JPH09135173A (ja) 符号化装置および符号化方法、復号化装置および復号化方法、伝送装置および伝送方法、並びに記録媒体
JPH07221650A (ja) 情報符号化方法及び装置並びに情報復号化方法及び装置
JP3513879B2 (ja) 情報符号化方法及び情報復号化方法
JPH10107640A (ja) 信号再生装置および方法
JPH11220402A (ja) 情報符号化装置および方法、並びに提供媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120305

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee