(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルオーディオデータを一定数のフレーム毎に分割し、各フレームについて帯域分割によって複数のサブバンドに分割し、各サブバンドについて心理聴覚分析によってデータ圧縮し、圧縮データに制御情報を付加して出力するディジタルオーディオ圧縮回路において、
前記ディジタルオーディオデータに、一定サンプル数の無音データであって圧縮データの先頭無音データが１フレームとなるサンプル数の無音データを付加する手段と、
前記圧縮データの最初のフレームを削除する手段と、
を設けたことを特徴とするディジタルオーディオ圧縮回路。
【請求項２】
前記圧縮データの最後の１フレームを削除する手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載のディジタルオーディオ圧縮回路。
【請求項３】
前記圧縮データに、該圧縮データの最後のフレームの有効サンプル数を示すデータを付加する手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載のディジタルオーディオ圧縮回路。
【請求項４】
ディジタルオーディオデータを一定数のフレーム毎に分割し、各フレームについて帯域分割によって複数のサブバンドに分割し、各サブバンドについて心理聴覚分析によってデータ圧縮し、圧縮データに制御情報を付加して出力するディジタルオーディオ圧縮回路において、
前記圧縮データの最後の１フレームを削除する手段を設けたことを特徴とするディジタルオーディオ圧縮回路。
【請求項５】
ディジタルオーディオデータを一定数のフレーム毎に分割し、各フレームについて帯域分割によって複数のサブバンドに分割し、各サブバンドについて心理聴覚分析によってデータ圧縮し、圧縮データに制御情報を付加して出力するディジタルオーディオ圧縮回路において、
前記圧縮データに、該圧縮データの最後のフレームの有効サンプル数を示すデータを付加する手段を設けたことを特徴とするディジタルオーディオ圧縮回路。
【請求項６】
請求項３または請求項５に記載のディジタルオーディオ圧縮回路によって圧縮された圧縮データを伸長するディジタルオーディオ伸長回路であって、前記圧縮データの各フレームについてサブバンドデータに復号するサブバンドデコーダと、該サブバンドデコーダから出力されるサブバンドデータを合成してディジタルオーディオデータに戻す合成手段とを具備するディジタルオーディオ伸長回路において、
前記ディジタルオーディオ伸長回路は、前記圧縮データに前記有効サンプル数が付加されていた場合には、該有効サンプル数が示すデータまで出力することを特徴とするディジタルオーディオ伸長回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  ｃｏｄｉｎｇ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）／Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ  ２  規格によるディジタルオーディオデータの圧縮／伸長に用いられるディジタルオーディオ圧縮回路および伸長回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ規格が制定され、この規格に基づくディジタルオーディオデータの圧縮、伸長技術が放送やオーディオ等の分野で広く用いられつつある。
ところで、ＣＤ再生や放送においては、同じソフトを繰り返し再生するということはあまり行われないが、ゲーム等の分野においては、短い効果音を繰り返し再生するということが行われ、このため、ゲーム等の分野においてＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ規格に基づく圧縮／伸長技術を用いる場合は、この繰り返し再生ができることが必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ規格によるデータ圧縮においては、圧縮データの前部と後部に無音部分が挿入されてしまい、このため、繰り返し再生を行うと、この無音部分のため音が途切れてしまう問題があった。図４（ａ）に圧縮前のＰＣＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ）によるディジタルオーディオデータを示し、同図（ｂ）に圧縮処理後の圧縮データを示す。この図に示すように、ＭＰＥＧ２／Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ２規格による圧縮においては、１フレーズの圧縮データの前部に一定サンプル数（二百数十サンプル；以下Ａサンプルと言う）の無音部分が挿入され、また、後部に、最後のフレームの有効サンプル数を除いた無効サンプル数に基づく無音部分が挿入される。
【０００４】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、繰り返し再生において音の途切れを従来のものより短くすることができるディジタルオーディオ圧縮回路および伸長回路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、ディジタルオーディオデータを一定数のフレーム毎に分割し、各フレームについて帯域分割によって複数のサブバンドに分割し、各サブバンドについて心理聴覚分析によってデータ圧縮し、圧縮データに制御情報を付加して出力するディジタルオーディオ圧縮回路において、前記ディジタルオーディオデータに、一定サンプル数の無音データであって圧縮データの先頭無音データが１フレームとなるサンプル数の無音データを付加する手段と、前記圧縮データの最初のフレームを削除する手段とを設けたことを特徴とするディジタルオーディオ圧縮回路である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディジタルオーディオ圧縮回路において、前記圧縮データの最後の１フレームを削除する手段をさらに設けたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のディジタルオーディオ圧縮回路において、前記圧縮データに、該圧縮データの最後のフレームの有効サンプル数を示すデータを付加する手段をさらに設けたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、ディジタルオーディオデータを一定数のフレーム毎に分割し、各フレームについて帯域分割によって複数のサブバンドに分割し、各サブバンドについて心理聴覚分析によってデータ圧縮し、圧縮データに制御情報を付加して出力するディジタルオーディオ圧縮回路において、前記圧縮データの最後の１フレームを削除する手段を設けたことを特徴とするディジタルオーディオ圧縮回路である。
【０００７】
請求項５に記載の発明は、ディジタルオーディオデータを一定数のフレーム毎に分割し、各フレームについて帯域分割によって複数のサブバンドに分割し、各サブバンドについて心理聴覚分析によってデータ圧縮し、圧縮データに制御情報を付加して出力するディジタルオーディオ圧縮回路において、前記圧縮データに、該圧縮データの最後のフレームの有効サンプル数を示すデータを付加する手段を設けたことを特徴とするディジタルオーディオ圧縮回路である。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、請求項３または請求項５に記載のディジタルオーディオ圧縮回路によって圧縮された圧縮データを伸長するディジタルオーディオ伸長回路であって、前記圧縮データの各フレームについてサブバンドデータに復号するサブバンドデコーダと、該サブバンドデコーダから出力されるサブバンドデータを合成してディジタルオーディオデータに戻す合成手段とを具備するディジタルオーディオ伸長回路において、前記ディジタルオーディオ伸長回路は、前記圧縮データに前記有効サンプル数が付加されていた場合には、該有効サンプル数が示すデータまで出力することを特徴とするディジタルオーディオ伸長回路である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の一実施の形態について説明する。図１は同実施の形態によるデータ圧縮回路１の構成を示すブロック図である。このデータ圧縮回路１は、入力端子２へ印加されるＰＣＭによるディジタルオーディオデータＤａを、ＭＰＥＧ２／Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ２  規格によって圧縮し、出力端子３から圧縮データによって形成したビットストリームを出力する。
【００１０】
すなわち、このデータ圧縮回路１において、５は無音データ挿入部であり、また、６，７，９，１０，１１，１２はデータ圧縮部を構成する。このデータ圧縮部においてＭＰＥＧ２／Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ２  規格によるデータ圧縮を行うと、前述したように、フレーズの先頭部分にＡサンプルの無音部分が挿入される。そこで、無音データ挿入部５においては、入力端子２のＰＣＭデータＤａの先頭に予め（１１５２−Ａ）サンプルの無音部分を挿入する。図２（ａ）に無音データ挿入部５の出力である圧縮前のＰＣＭデータを示す。この無音データ挿入部５の処理により、圧縮処理終了時において、フレーズ先頭の無音部分は丁度１フレームとなる。このようにする理由は後に説明する。なお、上記「１１５２」は、ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ２規格における１フレームのサンプル数である。
【００１１】
上述した無音データ挿入部５から出力されたＰＣＭデータは、所定サンプル毎にブロック化され、２つのパスに分かれて処理される。まず、一方のパスにおけるサブバンド分析フィルタバンク６は、３２サンプルデータ（サブフレーム）毎にＰＣＭデータを等しい帯域幅を持つ３２バンドのサブバンドデータに分割する。すなわち、１フレームを３６サブフレームに分割し、各サブフレーム毎に３２バンドのサブバンドデータに分割する。この場合、各々のサブバンドデータは１／３２のサンプリング周波数にダウンサンプルされる。スケールファクタ抽出・正規化回路７は、１フレームにおける各々のサブバンドデータに対し、最大絶対値を持つサンプルを検出する。その値を対数に変換し量子化したものをスケールファクタと呼ぶ。そして、このスケールファクタによって各サブバンドサンプルを除算し、それらの値を±１の範囲内に正規化する。
【００１２】
一方、心理聴覚分析部９は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）による周波数スペクトルの計算を行い、それに基づき各サブバンド毎のマスキングしきい値、すなわち、許容量子化雑音電力を計算して出力する。ビット割当部１０は心理聴覚分析部９の出力と、ビットレートで決まる１フレームで使用可能なビット数の制限の下で反復ループ処理により各サブバンド毎の量子化ビット数を決定する。量子化部１１は、各サブバンド毎に設定された量子化ビット数でスケールファクタ抽出・正規化回路７から出力されるサブバンドデータを量子化し、ビットストリーム生成部１２へ出力する。
【００１３】
ビットストリーム生成部１２は、まず、量子化された１フレーズのサブバンドサンプルの内の先頭の１フレーム（１１５２サンプル）を削除する。図２（ａ）は無音データ挿入部５から出力されるＰＣＭデータを示し、（ｂ）は圧縮後のデータを示している。この図に示すように、圧縮データの先頭部分には、１フレーム（１１５２サンプル）の無音データが含まれており、上記の処理によってこの無音部分が削除される。次に、ビットストリーム生成部１２は、各サブバンドに対するビット割当情報およびスケールファクタをマルチプレックスし、それにヘッダを付けてビットストリームを作成する。この時、最後のフレームの有効サンプル数（図２（ｂ）参照）を検出し、その有効サンプル数を最後のフレームのアンシラリデータとしてビットストリームに書き込む。以上のようにして作成されたビットストリームが出力端子３から出力される。
なお、図２（ｂ）においては無音部分を拡大して記述しているが、実際のビット数は圧縮によって大幅に縮小される。
【００１４】
次に、上述したデータ圧縮回路１によって圧縮されたディジタルオーディオデータを伸長するデータ伸長回路について説明する。図３はデータ伸長回路２０の構成を示すブロック図である。この図において、２１は圧縮データによるビットストリームが印加される入力端子であり、この入力端子２１のビットストリームはビットストリームデコード回路２６へ供給される。ビットストリームデコード回路２６は、ビット割当情報およびスケールファクタ情報等を分離し、制御情報抽出回路２２へ出力する。また、各サブフレームデータ（３２サンプル分のデータ）を順次サブバンドデコーダ２３へ出力する。ここで、各フレーズの最終フレームにおいては、アンシラリデータに含まれる有効サンプル数で定義されたサブフレームまでサブバンドデコーダ２３へ出力し、最終フレームのそれ以外のサブフレーム（すなわち、無効なサンプル）はサブバンドデコーダ２３へ出力しない。
【００１５】
制御情報抽出回路２２は、ビット割当情報およびスケールファクタ情報をサブバンドデコーダ２３へ出力する。サブバンドデコーダ２３は、圧縮データの各サブフレームについて、３２のサブバンド毎のサブバンドデータに復号する。すなわち、各サブバンドデータについての逆量子化を行い、スケールファクタを乗算して復号し、復号した３２のサブバンドデータをサブバンド合成フィルタバンク２４へ出力する。サブバンド合成フィルタバンク２４は、サブバンドデコーダ３１から出力される３２のサブバンドデータを合成してＰＣＭデータに戻し、出力端子２５へ出力する。
【００１６】
このように、上記実施形態によれば、データ圧縮回路１のビットストリーム生成部１２においてＰＣＭデータの先頭の無音部分が削除され、また、ビットストリームデコード回路２６において最後のフレームの無音部分が削除される。これにより、データ伸長回路２０の出力端子２５から、図２（ｃ）に示すように、無音部分のないＰＣＭデータが出力され、この結果、伸長後のＰＣＭデータを繰り返し再生しても、無音部分によって音が途切れることがない。
【００１７】
なお、上記実施形態は、ビットストリームデコード回路２６において最後のフレームの有効サンプル数を抽出しているが、制御情報抽出回路２２が同サンプル数を抽出し、その結果に従ってサブバンドデコーダ２３へ入力されるサブフレームを制御してもよい。
また、図５に示すように、制御情報抽出回路２２が最後のフレームの有効サンプル数を抽出してサブバンド合成フィルタバンク２４へ出力するようにしてもよい。この場合、サブバンド合成フィルタバンク２３が最後のフレームの先頭から有効サンプル数が示すサンプルデータを含むサブフレームデータまでを合成してＰＣＭデータに戻し、そのフレーム中の他のサブデータについては合成を行わない。これにより、図２（ｂ）に示すフレーズ最後のフレームの無音部分が結果として３２サンプル単位で削除される。
【００１８】
また、図１に示すビットストリーム生成部１２において、図２（ｂ）に示す最後のフレームを全部削除してもよい。この場合、原ＰＣＭデータの一部が削除されてしまうが、処理は簡単となる。
また、上記実施形態においては、ビットストリームの最終フレームのアンシラリデータに有効サンプル数を書き込むようになっているが、これに代えて、有効サンプル数をビットストリームとは別のデータとしてサブバンド合成フィルタバンク２４へ伝達してもよい。
なお、上記実施形態はフレーズの前部の無音データ処理と後部の無音データ処理を共に行うようになっているが、いずれか一方のみを行うようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、伸長後のデータにおける無音部分を無くすことができ、これにより、伸長後データによる繰り返し再生において、音の途切れが生じることがない利点が得られる。また、この発明によれば、伸長後のデータの先頭部分に無音部分が生じないので、再生命令発行から音がでるまでの遅延時間を従来より短くすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態によるデータ圧縮回路の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態の動作を説明するための説明図である。
【図３】この発明の一実施形態によるデータ伸長回路の構成を示すブロック図である。
【図４】従来のデータ圧縮／伸長回路の問題点を説明するための説明図である。
【図５】この発明の他の実施形態によるデータ伸長回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…データ圧縮回路、５…無音データ挿入部、１２…ビットストリーム生成部、２０…データ伸長回路、２２…制御情報抽出回路、２３…サブバンドデコーダ、２４…サブバンド合成フィルタバンク、２６…ビットストリームデコード回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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