(57)【要約】  本発明は、データ符号化／復号化方法及び装置に関するものである。その復号化装置は、ビットストリームから前記複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに対した情報を有するデータとパイロットとを抽出するアンパッキング部と、前記データと前記パイロットとを合せて、量子化されたＣＬＤを求める差分復号化部と、前記２チャネルの位置特性を考慮した量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化する逆量子化部と、を備えることを特徴とする。  本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の符号化／復号化方法及び装置によると、量子化ビットを減少させることができるから、効率的な符号化／復号化が可能になる。また、複数の空間情報からなる集合を代表するパイロットを用いて空間情報に対する差分符号化を行うことによって、マルチチャネルオーディオ信号を効果的に符号化できる。【選択図】図３
2009510514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルを有するオーディオ信号を符号化するマルチチャネルオーディオ信号の符号化方法であって、
前記複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤを求めるステップと、
前記２チャネルの位置特性を考慮して、前記ＣＬＤを量子化するステップと、
前記量子化された複数のＣＬＤの集合を代表するパイロットを求めるステップと、
前記集合に属するＣＬＤと前記パイロットとの差を求めるステップと、を含むことを特徴とするマルチチャネルオーディオ信号の符号化方法。
【請求項２】
前記量子化ステップは、
一定の角度を量子化ステップのサイズにして、前記ＣＬＤを量子化することを特徴とする請求項１に記載のマルチチャネルオーディオ信号の符号化方法。
【請求項３】
前記量子化ステップは、
互いに異なる２以上の角度を量子化ステップのサイズにして、前記求められた２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤを量子化するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチチャネルオーディオ信号の符号化方法。
【請求項４】
前記求められた差に対してハフマン符号化を行うステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチチャネルオーディオ信号の符号化方法。
【請求項５】
前記集合のパイロットとさらに他の量子化されたＣＬＤ集合のパイロットとの差を求めるステップと、
前記２つのパイロットの差に対してハフマン符号化を行うステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチチャネルオーディオ信号の符号化方法。
【請求項６】
前記パイロットは、
前記集合に属する量子化されたＣＬＤの平均値、中間値、最頻値のうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャネルオーディオ信号の符号化方法。
【請求項７】
ビットストリームを受信して、複数のチャネルを有するオーディオ信号を復号化する方法であって、
前記ビットストリームから前記複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに対した情報を有するデータとパイロットとを求めるステップと、
前記データと前記パイロットとを合せて、量子化されたＣＬＤを求めるステップと、
前記２チャネルの位置特性を考慮した量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化するステップと、を含むことを特徴とするマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項８】
前記量子化テーブルは、
前記複数のチャネルのうち、第１、２チャネルのＣＬＤを量子化するためのステップの数と第３、４チャネルのＣＬＤを量子化するためのステップの数とは互いに異なることを特徴とする請求項７に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項９】
前記量子化テーブルは、
一定の角度を量子化ステップのサイズにすることを特徴とする請求項７に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項１０】
前記量子化テーブルは、
前記複数のチャネルのうち、第１、２チャネルのＣＬＤを量子化するためのステップのサイズと、第３、４チャネルのＣＬＤを量子化するためのステップのサイズとが同じであることを特徴とする請求項９に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項１１】
前記量子化テーブルは、
互いに異なる２以上の角度を量子化ステップのサイズにすることを特徴とする請求項７に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項１２】
前記量子化テーブルは、
前記２チャネルの位置に応じて、量子化ステップのサイズが変化することを特徴とする請求項１１に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項１３】
前記量子化テーブルは、
正面又は後面から左右側面方向へ行くほど、前記量子化ステップのサイズが増加することを特徴とする請求項１１に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項１４】
前記ビットストリームから前記量子化テーブルに関する情報を抽出するステップと、
前記抽出された情報を用いて、前記量子化テーブルを構成するステップとをさらに含み、
前記量子化テーブルに関する情報は、
量子化ステップのサイズに関する情報、量子化分解能及び前記量子化テーブルのインデックスのうち、最小値又は最大値に関する情報を含むことを特徴とする請求項７に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項１５】
前記ビットストリームからハフマン符号化された前記データを抽出するステップと、
前記抽出されたデータに対するハフマン復号化を行うステップと、を含むことを特徴とする請求項７に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項１６】
前記パイロットは、
前記量子化されたＣＬＤを含む集合の平均値、中間値、最頻値のうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項７に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法。
【請求項１７】
複数のチャネルを有するオーディオ信号を符号化するマルチチャネルオーディオ信号の符号化装置であって、
前記複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤを求める空間情報抽出部と、
前記２チャネルの位置特性を考慮して、前記ＣＬＤを量子化する量子化部と、
前記量子化された複数のＣＬＤの集合を代表するパイロットを求め、前記集合に属するＣＬＤと前記パイロットとの差を符号化する差分符号化部と、を備えることを特徴とするマルチチャネルオーディオ信号の符号化装置。
【請求項１８】
ビットストリームを受信して、複数のチャネルを有するオーディオ信号を復号化する装置であって、
前記ビットストリームから前記複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに関する情報を有するデータとパイロットとを抽出するアンパック部と、
前記データと前記パイロットとを合せて、量子化されたＣＬＤを求める差分復号化部と、
前記２チャネルの位置特性を考慮した量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化する逆量子化部と、を備えることを特徴とするマルチチャネルオーディオ信号の復号化装置。
【請求項１９】
前記量子化テーブルは、
一定の角度を量子化ステップのサイズにすることを特徴とする請求項１８に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化装置。
【請求項２０】
前記量子化テーブルは、
互いに異なる２以上の角度を量子化ステップのサイズにすることを特徴とする請求項１８に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化装置。
【請求項２１】
前記量子化テーブルは、
正面又は後面から左右側面方向へ行くほど、前記量子化ステップのサイズが増加することを特徴とする請求項２０に記載のマルチチャネルオーディオ信号の復号化装置。
【請求項２２】
請求項１１に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み出すことができる記録媒体。
【請求項２３】
請求項７に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み出すことができる記録媒体。
【請求項２４】
マルチチャネルオーディオ信号のビットストリームであって、
量子化された２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに関する情報を有するデータフィールドと、
前記量子化されたＣＬＤの集合を代表するパイロットに関する情報を有するパイロットフィールドと、
前記量子化に使用された量子化テーブルに対する情報を有するテーブル情報フィールドと、を備え、
前記量子化テーブルは、前記２チャネルの位置特性を考慮したことを特徴とするマルチチャネルオーディオ信号のビットストリーム。
【請求項２５】
前記量子化テーブルは、
一定の角度を量子化ステップのサイズにすることを特徴とする請求項２４に記載のマルチチャネルオーディオ信号のビットストリーム。
【請求項２６】
前記量子化テーブルは、
互いに異なる２以上の角度を量子化ステップのサイズにすることを特徴とする請求項２４に記載のマルチチャネルオーディオ信号のビットストリーム。
【請求項２７】
前記パイロット情報が存在しているか否かに関する情報を有するフラグを備えることを特徴とする請求項２４に記載のマルチチャネルオーディオ信号のビットストリーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチチャネルオーディオ信号の符号化／復号化方法及び装置に関し、特に、ビット率を減少させるためにマルチチャネルオーディオ信号の空間情報（Ｓｐａｔｉａｌ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を効率的に符号化及び復号化する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、デジタルオーディオ信号に対する多様なコーディング技術及び方法が開発されつつあり、これと関連した製品が生産されている。また、心理音響モデル（Ｐｓｙｃｈｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｍｏｄｅｌ）を用いたマルチャンネルオーディオ信号（ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ  ａｕｄｉｏ  ｓｉｇｎａｌ）のコーディング方法が開発されており、これに対する標準化作業が進められている。
【０００３】
心理音響モデルは、人間が音を認識する方式、例えば大きな音に続く小さな音は聞けず、２０Ｈｚ〜２００００Ｈｚの周波数に該当する音のみを聞くことができるという事実を用いて、コーディング過程において不必要な部分に対するオーディオ信号を除去することによって、必要なデータの量を効果的に減らすことができるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マルチャンネルオーディオ信号のビットストリームを構成するにおいて、従来では、符号化する情報に対して固定的量子化、例えば一つの量子化テーブルを用いて量子化を行ったため、ビット率が増加するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、マルチチャネルオーディオ信号及びその空間情報を効率的に符号化／復号化する方法及び装置を提供し、任意のチャネルに拡張された場合にも適用されうるマルチチャネルオーディオ信号の符号化／復号化方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために、本発明によるマルチチャネルオーディオ信号の符号化方法は、複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤを求めるステップと、前記２チャネルの位置的特性を考慮して、前記ＣＬＤを量子化するステップと、前記量子化された複数のＣＬＤの集合（ｓｅｔ）を代表するパイロット（ｐｉｌｏｔ）を求めるステップと、前記集合に属するＣＬＤと前記パイロットとの差（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を求めるステップと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明によるマルチチャネルオーディオ信号の復号化方法は、ビットストリームから前記複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに対した情報を有するデータとパイロットとを求めるステップと、前記データと前記パイロットとを合せて、量子化されたＣＬＤを求めるステップと、前記２チャネルの位置特性を考慮した量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明によるマルチチャネルオーディオ信号の符号化装置は、複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤを求める空間情報抽出部と、前記２チャネルの位置特性を考慮して、前記ＣＬＤを量子化する量子化部と、前記量子化された複数のＣＬＤの集合を代表するパイロットを求め、前記集合に属するＣＬＤと前記パイロットとの差を符号化する差分符号化部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によるマルチチャネルオーディオ信号の復号化装置は、ビットストリームから前記複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに対した情報を有するデータとパイロットとを抽出するアンパック部と、前記データと前記パイロットとを合せて、量子化されたＣＬＤを求める差分復号化部と、前記２チャネルの位置特性を考慮した量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化する逆量子化部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明によるマルチチャネルオーディオ信号のビットストリームは、量子化された２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに関する情報を有するデータフィールドと、前記量子化されたＣＬＤの集合を代表するパイロットに関する情報を有するパイロットフィールドと、前記量子化に使用された量子化テーブルに関する情報を有するテーブル情報フィールドと、を備え、前記量子化テーブルは、前記２チャネルの位置特性を考慮したことを特徴とする。
【００１１】
前記マルチチャネルオーディオ信号の符号化／復号化方法は、好ましくは、コンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み出すことができる記録媒体で具現化できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の符号化／復号化方法及び装置によると、量子化ビットを減少させることができるから、効率的な符号化／復号化が可能になる。また、複数の空間情報からなる集合を代表するパイロットを用いて空間情報に対する差分符号化を行うことによって、マルチチャネルオーディオ信号を効果的に符号化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付された図面を参照しつつ本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の符号化／復号化方法及び装置について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の符号化装置（ｅｎｃｏｄｅｒ）及び復号化装置（ｄｅｃｏｄｅｒ）の構成に対する一実施の形態を示したブロック図である。
【００１５】
マルチチャネルオーディオ信号の符号化装置は、ダウンミックス部１１０及び空間情報測定部１２０を備え、復号化装置は、空間情報復号化部１３０及び空間情報合成部１４０を備える。ダウンミックス部１１０は、５．１チャネルなどのマルチチャネルソースからステレオ又はモノにダウンミックスされた信号を作り出し、空間情報測定部（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｕｎｉｔ）１２０は、マルチチャネルを生成させるのに必要な空間情報を求める。
【００１６】
空間情報は、マルチチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差を表すＣＬＤ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｌｅｖｅｌ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、２チャネル信号から３チャネル信号を生成するために用いられる予測係数であるＣＰＣ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、２チャネル間の相関関係（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）を表すＩＣＣ（Ｉｎｔｅｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）、及び２チャネル間の時間差を表すＣＴＤ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）などを備える。
【００１７】
ダウンミックス信号は、場合によって外部で加工した任意のダウンミックス信号（Ａｒｔｉｓｔｉｃ  Ｄｏｗｎｍｉｘ）１０３に入力される場合もある。空間情報復号化部１３０は、送信された空間情報（ｓｐａｔｉａｌ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を復号化し、空間情報合成部（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）１４０では、符号化されたダウンミックス信号を復号化し、空間情報と前記復号化されたダウンミックスされた信号とを用いて、マルチチャネルオーディオ信号１０５を合成する。
【００１８】
図２は、マルチチャネルの構成に対する一実施の形態を示したものであって、５．１チャネルの使用例を示す。図２では、位置に関わらないＬＦＥ（Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）チャネルである．１チャネルは省略した。図３に示すように、左側チャネル（Ｌｅｆｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）Ｌ、右側チャネル（Ｒｉｇｈｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）Ｒは、センターチャネル（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ）Ｃを基準にそれぞれ３０度ずつ離れて位置し、左側サラウンドチャネル（Ｌｅｆｔ  Ｓｕｒｒｏｕｎｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）Ｌｓと右側サラウンドチャネル（Ｒｉｇｈｔ  Ｓｕｒｒｏｕｎｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）Ｒｓは、センターチャネル（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を基準にそれぞれ１１０度ずつ、左側チャネル（Ｌｅｆｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）と右側チャネル（Ｒｉｇｈｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）とを基準にそれぞれ８０度ずつ離れて位置することができる。
【００１９】
図３は、本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化装置の構成に対する一実施の形態を示したブロック図であって、符号化装置は、フィルタバンク３００、空間情報抽出部３１０、量子化部３２０、差分符号化部３３０及びビットストリーム生成部３４０を備えてなる。
【００２０】
マルチチャネルオーディオ信号が入力されると、フィルタバンク３００を通過してサブバンド別に分けられる。フィルタバンク３００は、すべての周波数帯域にわたったオーディオ信号を各サブバンド別に分け、フィルタバンク３００には、サブバンドフィルタバンク（ｓｕｂ−ｂａｎｄ  ｆｉｌｔｅｒ  ｂａｎｋ）又はＱＭＦ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）フィルタバンクなどが使用されうる。
【００２１】
空間情報抽出部３１０は、サブバンド別に分けられたオーディオ信号から空間情報を抽出する。量子化部３２０は、前記抽出された空間情報、好ましくは、複数のチャネルのうち、２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤを前記２チャネルの位置特性を考慮して量子化する。すなわち、前記ＣＬＤを量子化するために用いられる量子化テーブルは、前記２チャネルの位置特性を考慮して構成される。例えば、左側チャネルＬと右側チャネルＲのＣＬＤとを量子化するための量子化ステップのサイズ又は量子化ステップの数は、左側チャネルＬと左側サラウンドチャネルＬｓのＣＬＤを量子化するための量子化ステップのサイズ又は量子化ステップの数と異なりうる。
【００２２】
量子化部３２０は、複数のＣＬＤに対して量子化を行い、差分符号化部３３０は、前記量子化された複数のＣＬＤからなる集合（ｓｅｔ）単位に差分符号化を行う。
【００２３】
差分符号化部３３０は、量子化された複数のＣＬＤからなる集合に対して、前記ＣＬＤ集合を代表する値であるパイロットＰを求める。前記パイロットは、前記集合に属する量子化されたＣＬＤの平均値、中間値又は前記集合内に最も多く存在するＣＬＤである最頻値で求められるが、その他の条件に応じて選択されることもでき、符号化装置から選択された後に、復号化装置に送信される。
【００２４】
また、符号化装置で可能な複数の値のパイロットで差分符号化を行った後、最も効率的に符号化される時の値でパイロットを選択することもできる。
【００２５】
次に、差分符号化部３３０は、前記集合に属するＣＬＤのそれぞれに対して前記パイロットＰとの差ｄ２［ｎ］を計算する。例えば、集合に属する量子化されたＣＬＤの数が１０個である場合に、前記差ｄ２［ｎ］は、以下の式１のように表現することができる。
〔式１〕
ｄ２［ｎ］＝ｘ［ｎ］−Ｐ，ｎ＝０，１，．．．，９（例えば、データが１０個である場合）
【００２６】
前記式１において、ｘ［ｎ］は、量子化されたＣＬＤ、Ｐは、パイロット、ｄ２［ｎ」は、差分符号化結果値を意味する。
【００２７】
前記差分符号化結果値ｄ２［ｎ］とパイロットとを受信した復号化装置では、以下の式２のとおりに計算して量子化されたＣＬＤを復元できる。
〔式２〕
ｙ［ｎ］＝ｄ２［ｎ］＋Ｐ，ｎ＝０，１，．．．，９
【００２８】
前記式２において、ｙ［ｎ］は、差分復号化された結果である量子化されたＣＬＤである。
【００２９】
本発明に係る符号化装置は、符号化効率を上げるために、前記差分符号化結果値又は前記パイロットに対してハフマン符号化を行うハフマン符号化部をさらに備えることができる。また、前記差分符号化結果値又は前記パイロットに対しては、ハフマン符号化以外の、無損失符号化（ｅｎｔｒｏｐｙ  ｃｏｄｉｎｇ）方法が使用されうる。
【００３０】
ハフマン符号化部は、前記差分符号化結果値又は前記パイロットに対して、１次又は２次ハフマン符号化を行うことができる。
【００３１】
図４は、本発明に係る空間情報差分符号化を行う方法に対する実施の形態を示したものであって、１０個の量子化されたＣＬＤを備える集合に対して、パイロットを用いて差分符号化を行った場合である。
【００３２】
図４の（ａ）を参照すると、差分符号化を行う量子化された複数のＣＬＤの集合は、ｘ［ｎ］＝｛１１，１２，９，１２，１０，８，１２，９，１０，９｝である。
【００３３】
図４の（ｂ）は、以下の式３のとおりに計算して、量子化された複数のＣＬＤの集合に対して差分符号化を行ったものである。
〔式３〕
ｄ［０］＝ｘ［０］，
ｄ［ｎ］＝ｘ［ｎ］−ｘ［ｎ−１］，ｆｏｒ  ｎ＝１，２，．．．，９
【００３４】
図４の（ｂ）に示すように、前記式２を用いて図４の（ａ）に示した量子化されたＣＬＤに対して差分符号化を行った結果は、ｄ［ｎ］＝｛１１，１，−３，３，−２，−２，４，−３，１，−１｝である。
【００３５】
前記式３を用いて差分符号化を行った場合に、以下の式４により差分復号化が可能である。
〔式４〕
ｙ［０］＝ｄ［０］，
ｙ［ｎ］＝ｄ［ｎ］＋ｙ［ｎ−１］，ｆｏｒ  ｎ＝１，．．．，９
【００３６】
図４の（ｃ）は、図４の（ａ）に示す量子化されたＣＬＤの集合に対して、パイロットを用いて差分符号化を行った場合であって、前記パイロットを前記ｘ［ｎ］の平均である１０．２に最も近い整数である１０にした場合である。その他、ｘ［ｎ］の最頻値である９又は１２をパイロットとすることができる。
【００３７】
前記式１のように計算すると、図４の（ｃ）に示すように、差分符号化結果値は、ｄ２［ｎ］＝｛１，２，−１，２，０，−２，２，−１，０，−１｝となる。
【００３８】
送信するデータの分散が小さいほど、データの送信効率は高い。前記ｄ［ｎ］とｄ２［ｎ］の分散を説明すると、ｎ＝１〜９においてｄ［ｎ］に対した分散は６．６９であり、ｎ＝０〜９においてｄ２［ｎ］に対した分散は２．１８である。パイロットを用いて差分符号化を行うことによって、ビットストリーム送信における効率を上げることができる。
【００３９】
さらに具体的に説明すると、ｘ［ｎ］を符号化して送信するためには、それぞれ５ビットずつ総５０ビットが必要であり、ｄ［ｎ］を符号化して送信するためには、ｄ［０］送信に５ビットが必要であり、ｄ［１］〜ｄ［９］の場合には、−３〜４までであるから、４ビット＊９＝３６ビットが必要となり、総４１ビットが必要である。また、ｄ２［ｎ］を符号化して送信するためには、パイロットであるＰ＝１０送信に５ビットが必要であり、ｄ２［０］〜ｄ［９］の場合には、−２〜２までであるから、３ビット＊１０＝３０ビットが必要となって、総３５ビットが必要である。
【００４０】
ただし、差分符号化を行う集合に属する量子化されたＣＬＤの数が少ない場合には、パイロットを用いる場合に前記パイロットの送信に常に５ビットが必要であるから非効率的となりうる。したがって、集合に属する量子化されたＣＬＤの数又はその他の条件に応じてパイロットを用いた差分符号化を選択的に行うことができる。この場合に、送信されるビットストリームには、パイロットを用いた差分符号化が行われたか否かに対する情報を有するフラグ（ｆｌａｇ）が含まれることが好ましい。
【００４１】
図５は、パイロット情報及び差分符号化が行われた空間情報を用いて、ビットストリームを生成する方法に対する実施の形態を示す図である。本発明の一実施の形態による空間情報の差分符号化方法によると、差分符号化結果値以外にパイロットを送信しなければならない。
【００４２】
図５の（ａ）に示すように、ビットストリーム上においてパイロットを差分符号化結果値より前に配置できる。また、図５の（ｂ）に示すように、ビットストリーム上においてパイロットを差分符号化結果値より後に配置することもできる。
【００４３】
パイロットは、差分符号化結果値ｄ２［ｎ］に比べて相対的に絶対値が大きい。したがって、以前に送信された量子化されたＣＬＤ集合のパイロットと現在パイロットとの差を求めた後、前記求められた差に対してハフマン符号化を行って、符号化の効率を上げることができる。
【００４４】
また、前記パイロットを符号化するための別途のコードブック（Ｃｏｄｅｂｏｏｋ）を備えて、前記パイロットをハフマン符号化（Ｈｕｆｆｍａｎ  Ｅｎｃｏｄｉｎｇ）してビットストリームに挿入することもできる。
【００４５】
本発明に係る空間情報量子化方法に対する第１の実施の形態を、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
空間情報抽出部３１０は、サブバンド別に分けられたオーディオ信号から空間情報を抽出する（ステップ９４０）。空間情報には、ＣＬＤ、ＣＴＤ、ＩＣＣ又はＣＰＣなどを含むことができる。量子化部３２０は、前記抽出された空間情報のうち、ＣＬＤを所定の角度を量子化ステップのサイズ（ｑｕａｔｉｚａｔｉｏｎ  ｓｔｅｐ  ｓｉｚｅ）にする量子化テーブルを用いて量子化する（ステップ９４２）。差分符号化部３３０は、パイロットを用いて複数の量子化されたＣＬＤの集合に対して差分符号化を行う（ステップ９４５）。前記ステップ９４５での差分符号化部３３０の動作は、図３〜図５を参照して説明したものと同様なので、その説明を省略する。
【００４７】
量子化部３２０は、前記量子化されたＣＬＤ値に対応するインデックス情報をエンコーディング部４０４に出力することが好ましい。前記ＣＬＤは、以下の式１のように、マルチチャネルオーディオ信号の電力比（ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ）の対数で定義されうる。
【００４８】
【数１】
2009510514.tif 000003
【００４９】
前記式５において、ｎは、タイムスロットインデックスを表し、ｍは、ハイブリッドサブバンドインデックスを表す。
【００５０】
ビットストリーム生成部４０４は、前記量子化されたＣＬＤを備える空間情報とダウンミックスされたオーディオ信号などを用いてビットストリームを生成する。
【００５１】
図６は、図３の量子化部３２０が音源の仮想位置を抽出する方法に対する第１の実施の形態を説明するために示したものであって、サイン／タンジェント法則を説明するための振幅パンニング法（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｐａｎｎｉｎｇ  Ｌａｗ）を示す。
【００５２】
聴取者が正面を見ている場合に、２つのチャネルの大きさを適切に調節すると、Ｃ点のように、任意の位置に仮想音源を配置することができる。この場合に、音源の仮想位置の２チャネルの大きさは、チャネル間の角度と配置しようとする音源の位置に応じて、以下の式６のように表現することができる。
【００５３】
【数２】
2009510514.tif 000004
【００５４】
前記式６において、φは、音源がセンターから離れている角度を意味し、φ0は、対称に位置したスピーカーの角度を意味する。ｇiは、対応するチャネルに対するゲイン因子（ｇａｉｎ  ｆａｃｔｏｒ）を意味する。
【００５５】
聴取者が仮想音源を見ている場合には、前記式６は、以下の式７のように表現することができる。
【００５６】
【数３】
2009510514.tif 000005
【００５７】
前記式５、式６及び式７に基づいて、ＣＬＤは、以下の式８のように定義されうる。
【００５８】
【数４】
2009510514.tif 000006
【００５９】
また、前記式６と式８とに基づいて、ＣＬＤは、音源の角度とその周辺の２チャネルの角度に応じて、以下の式９及び式１０のように表現することができる。
【００６０】
【数５】
2009510514.tif 000007
【００６１】
【数６】
2009510514.tif 000008
【００６２】
前記式９及び式１０を用いて、それぞれのＣＬＤ値は、１つの角度φに対応できる。すなわち、前記式９及び式１０を用いて、２チャネル間のエネルギーレベル差であるＣＬＤは、前記２チャネルの間で仮想音源が位置する地点の角度φに対応できる。
【００６３】
図７は、図３の量子化部３２０が音源の仮想位置を抽出する方法に対する第２の実施の形態を説明するために示されたものである。
【００６４】
任意のスピーカーの位置が図２０のように配置されているとき、ＣＬＤは、前記式４及び式５に基づいて、以下の式１１及び式１２のように表現することができる。
【００６５】
【数７】
2009510514.tif 000009
【００６６】
【数８】
2009510514.tif 000010
【００６７】
前記式１２において、θiは、ｉ番目のチャネルとｉ−１番目のチャネルとの間に位置している仮想音源の角度を意味し、θiは、ｉ番目のスピーカーの角度を意味する。
【００６８】
前記式１１及び式１２を利用すると、任意のスピーカー構造に対してもＣＬＤをある２チャネル間で仮想音源が位置する地点の角度に対応させることができる。
【００６９】
図８は、複数のチャネルのうち、２チャネル間を所定の角度間隔に分割する方法に対する一実施の形態を示したものであって、３０度の角度を有するセンターチャネルと左側チャネルとの間を分割する場合を示したものである。
【００７０】
人間の空間情報知覚力の分解能とは、人間が任意の音に関する空間情報に対して認識できる最小限の差を意味するものであって、心理音響の研究によると、人間の空間情報知覚力の分解能は、約３度である。したがって、ＣＬＤの量子化のための量子化ステップのサイズは、３度又はそれに近い値を有することが好ましく、それにより、前記センターチャネルと左側チャネルとの間を３度の角度間隔に分割することが好ましい。
【００７１】
図８の場合に、φi−φi-1は３０度であるから、θiを０度から３０度まで３度ずつ増加させながらＣＬＤを計算すると、以下の表１のとおりである。
【００７２】
【表１】
2009510514.tif 000011
【００７３】
前記表１を量子化テーブルとして用いて、センターチャネルと左側チャネルとの間のＣＬＤを量子化できる。表１を量子化テーブルとして用いる場合に、センターチャネルと左側チャネルとの間のＣＬＤを量子化するための量子化ステップの数（ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ  ｓｔｅｐ）は、１１ステップになる。
【００７４】
図９は、図３の量子化部が量子化テーブルを用いてＣＬＤを量子化する方法に対する一実施の形態を示すものである。図９に示すように、量子化テーブルの角度のうち、互いに隣接した２つの角度の平均値を量子化基準値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）として設定できる。
【００７５】
３０度の角度を有するセンターチャネル（ｃｅｎｔｅｒ  ｃｈａｎｎｅｌ）と右側チャネル（ｒｉｇｈｔ  ｃｈａｎｎｅｌ）との間を３度間隔に分割してＣＬＤ量子化を行う場合を例に挙げてＣＬＤ量子化方法について説明すると、以下のとおりである。
【００７６】
前記式１１及び式１２を用いて、空間情報抽出部３１０により抽出されたＣＬＤを仮想音源位置の角度に変換する。前記変換されたＣＬＤ角度が１．５度と４．５度との間の値を有すると、前記抽出されたＣＬＤ値は、表１のような量子化テーブルにおいて３度に対応するＣＬＤ値に量子化される。
【００７７】
また、変換されたＣＬＤ角度が４．５度と７．５度との間の値を有する場合に、前記抽出されたＣＬＤ値は、表１のような量子化テーブルにおいて６度に対応するＣＬＤ値に量子化される。
【００７８】
量子化されたＣＬＤ値は、その対応するインデックス情報で表現されることが好ましく、そのような場合に、表１は、以下の表２のようなインデックスを含む量子化テーブルとして表現することができる。
【００７９】
【表２】
2009510514.tif 000012
【００８０】
前記表２は、前記表１に現れたＣＬＤのうち、小数点以下の値を除いたものであり、∞値を１５０としたものである。
【００８１】
前記表２に現れたＣＬＤ値は、絶対値が同じく、符号のみが異なる対が存在するので、前記表２の量子化テーブルは、以下の表３のように簡単に表現されうる。
【００８２】
【表３】
2009510514.tif 000013
【００８３】
３以上のチャネルのＣＬＤ量子化を行う場合に、２チャネルの対のそれぞれに対して互いに異なる量子化テーブルが使用されうる。すなわち、それぞれ異なる配置を有したチャネルに対して、その配置に合うＣＬＤ量子化テーブルを使用することができる。各チャネル対に対するＣＬＤ量子化テーブルは、前記説明した方法により生成することができる。
【００８４】
次の表４は、６０度の狭角を有する左側チャネルと右側チャネルとの間のＣＬＤを量子化するための量子化テーブルに対する実施の形態を示すものであって、前記量子化テーブルは、３度の量子化ステップのサイズを有する。
【００８５】
【表４】
2009510514.tif 000014
【００８６】
次の表５は、８０度の狭角を有する左側チャネルと左側サラウンドチャネルとの間のＣＬＤを量子化するための量子化テーブルに対する実施の形態を示すものであって、前記量子化テーブルは、３度の量子化ステップのサイズを有する。
【００８７】
【表５】
2009510514.tif 000015
【００８８】
前記表５の量子化テーブルは、８０度の狭角を有する右側チャネルと右側サラウンドチャネルとの間のＣＬＤを量子化するための量子化テーブルとしても使用することができる。
【００８９】
次の表６は、８０度の狭角を有する左側サラウンドチャネルと右側サラウンドチャネルとの間のＣＬＤを量子化するための量子化テーブルに対する実施の形態を示すものであって、前記量子化テーブルは、３度の量子化ステップのサイズを有する。
【００９０】
【表６】
2009510514.tif 000016
【００９１】
前記のような本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化方法を使用してＣＬＤを量子化する場合に、ＣＬＤ値に線形的にＣＬＤを量子化せず、２チャネルの間で音源が位置する角度に線形的に量子化して心理音響モデルに適し、かつ効率的な量子化を行うことができる。
【００９２】
前記のような本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化方法は、ＣＬＤのみならず、ＩＣＣ、ＣＰＣなどのような空間情報に対しても適用可能である。
【００９３】
復号化装置でＣＬＤの量子化に使用された量子化テーブルを有していない場合に、前記使用された量子化テーブルに対する情報がビットストリーム生成部４０４で生成されるビットストリームに含まれて復号化装置に送信されることが好ましい。
【００９４】
符号化装置で使用された量子化テーブルに対する情報をビットストリームに含めて送信する方法に対する第１の実施の形態として、量子化テーブルが有するすべての値、すなわちインデックス及びそれに対応するＣＬＤ値に対する情報を全てビットストリームに含めることができる。
【００９５】
符号化装置で使用された量子化テーブルに対する情報をビットストリームに含めて送信する方法に対する第２の実施の形態として、復号化装置で量子化テーブルを生成できるようにするための情報を送信できる。例えば、量子化テーブルが有する最小角度及び最大角度と量子化ステップの数に対する情報をビットストリームに含めて復号化装置に送信すると、復号化装置は、前記送信された情報及び前記式７及び式８を用いて符号化装置で使用されたＣＬＤ量子化テーブルを生成できる。
【００９６】
本発明に係る空間情報量子化方法に対する第２の実施の形態を、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。本発明に係る空間情報量子化方法は、互いに異なる量子化分解能を有する２以上の量子化テーブルを使用して、空間情報を量子化できる。
【００９７】
空間情報抽出部３１０は、サブバンド別に分けられたオーディオ信号から空間情報を抽出する（ステップ９５０）。空間情報には、ＣＬＤ、ＣＴＤ、ＩＣＣ又はＣＰＣなどを含めることができる。
【００９８】
量子化部３２０は、フル量子化分解能（ｆｕｌｌ  ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を有するファインモード（ｆｉｎｅ  ｍｏｄｅ）と前記ファインモードより低い量子化分解能を有するコースモード（ｃｏａｒｓｅ  ｍｏｄｅ）のうちのいずれか１つを量子化モードと決定する（ステップ９５５）。前記ファインモードの量子化ステップの数は、前記コースモードの量子化ステップの数より多く、前記ファインモードの量子化ステップのサイズは、前記コースモードの量子化ステップのサイズより小さい。
【００９９】
量子化部３２０は、符号化するオーディオ信号のエネルギーに応じて、ファインモードとコースモードのうちのいずれか１つを量子化モードと決定できる。心理音響モデルによると、オーディオ信号のエネルギーが小さな場合より大きな場合に、より精密に処理することが効率的であるため、量子化部３２０は、符号化するオーディオ信号のエネルギーが基準値以上である場合にファインモードで量子化し、基準値より小さな場合にはコースモードで量子化できる。
【０１００】
例えば、量子化部３２０は、Ｒ−ＯＴＴモジュールの信号の大きさと全体信号の大きさとを比較して、Ｒ−ＯＴＴモジュールで処理する信号の大きさが小さい場合にコースモードで量子化し、Ｒ−ＯＴＴモジュールで処理する信号の大きさが大きい場合には、ファインモードで量子化できる。
【０１０１】
モジュール構成が５−１−５−１の場合に、Ｒ−ＯＴＴ３に入力されるオーディオ信号に対するＣＬＤ量子化モードを決定するために、量子化部３２０は、符号化する全体オーディオ信号のエネルギーと左側チャネルと右側チャネルとに入力されるオーディオ信号のエネルギーとを比較することによって、量子化モードを決定できる。
【０１０２】
量子化モードがファインモードである場合に、量子化部３２０は、フル量子化分解能を有する第１量子化テーブルを用いてＣＬＤを量子化する（ステップ９６０）。前記第１量子化テーブルは、３１個の量子化ステップの数を有して、２チャネル間のＣＬＤ値を３１段階に分けて量子化できる。また、量子化モードがファインモードである場合に、複数のチャネルのうち、チャネル対の各々に対して同じ量子化ステップの数を有することができる。
【０１０３】
量子化モードがコースモードである場合に、量子化部３２０は、前記第１量子化テーブルより低い量子化分解能を有する第２量子化テーブルを用いてＣＬＤを量子化する（ステップ９６２）。前記第２量子化テーブルは、所定の角度を量子化ステップのサイズとして有することが好ましい。前記第２量子化テーブルを構成する方法及びそれを用いて量子化する方法については、図８〜図９を参照して説明した方法と同様となりうる。
【０１０４】
差分符号化部３３０は、パイロットを用いて複数の量子化されたＣＬＤの集合に対して差分符号化を行う（ステップ９６５）。前記ステップ９６５での差分符号化部３３０の動作は、図３〜図５を参照して説明したものと同様なので、その説明は省略する。
【０１０５】
本発明に係る空間情報量子化方法に対する第３の実施の形態を、図１６に示すフローチャートを参照して説明する。
【０１０６】
空間情報抽出部３１０は、サブバンド別に分けられたオーディオ信号から空間情報を抽出する（ステップ９７０）。空間情報には、ＣＬＤ、ＣＴＤ、ＩＣＣ又はＣＰＣなどを含めることができる。量子化部３２０は、前記抽出された空間情報のうち、ＣＬＤを互いに異なる２以上の角を量子化ステップのサイズにする量子化テーブルを用いて量子化する（ステップ９７２）。量子化部３２０は、前記量子化されたＣＬＤ値に対応するインデックス情報をエンコーディング部４０４に出力することが好ましい。差分符号化部３３０は、パイロットを用いて複数の量子化されたＣＬＤの集合に対して差分符号化を行う（ステップ９７５）。前記ステップ９７５での差分符号化部３３０の動作は、図３〜図５を参照して説明したものと同様なので、その説明は省略する。
【０１０７】
図１０は、複数のチャネルのうち、２チャネル間を互いに異なる２以上の角度間隔に分割する方法に対する一実施の形態を示したものであって、これは、前記２チャネルの位置的特性に応じて、可変的な角度でＣＬＤ量子化を行うためである。
【０１０８】
心理音響研究によると、人間の空間情報知覚力の分解能は、音源の位置に応じて変わり、音源が正面に位置する場合には、人間の空間情報知覚力の分解能が３．６度、側面に位置する場合には、９．２度、後面の場合には、５．５度となりうる。
【０１０９】
前記心理音響研究に基づいて、正面の場合には、３．６度又はそれに近い角度間隔に量子化ステップのサイズを設定し、側面の場合には、９．２度又はそれに近い角度間隔に量子化ステップのサイズを設定し、後面の場合には、５．５度又はそれに近い角度間隔に量子化ステップのサイズを設定できる。
【０１１０】
正面と側面又は側面と後面の互いに異なる間隔が滑らかに連結されるように、角度間隔を不均一に適用することもできる。すなわち、正面から側面方向へ行くほど、分割する角度間隔を増加させて量子化ステップのサイズを増加させ、側面から後面方向に行くほど、分割する角度間隔を減少させることによって、量子化ステップのサイズを減少させることができる。
【０１１１】
図１０に示すように、マルチチャネルのうち、チャネルＸは、正面方向に位置しており、チャネルＹは、側面方向に位置し、チャネルＺは、後面方向に位置している。チャネルＸとチャネルＹとの間のＣＬＤ値を測定する場合に、チャネル間を分割するにおいて、α1からαkまでｋ個の間隔に分割し、角度間隔の大きさは、以下の式１３のように表される。
〔式１３〕
α1≦α2≦・・・≦αk
【０１１２】
また、チャネルＹとチャネルＺとの間のＣＬＤ値を測定する場合に、両チャネル間を分割する場合においては、チャネルＹから側面方向へ行くほど、分割される角度間隔は順次増加し、再度側面からチャネルＺ方向へ行くほど、分割される角度間隔は順次減少する。すなわち、チャネルＹとチャネルＺとの間で分割される角度間隔は、以下の式１４及び式１５のように表される。
〔式１４〕
β1≦β2≦・・・≦βm
〔式１５〕
γ1≧γ2≧・・・≧γn
【０１１３】
前記αk、βm、γnは、２チャネル間を互いに異なる２以上の角度間隔に分割する方法に対する一実施の形態を説明するための角度に過ぎず、マルチチャネルの個数及び位置特性に応じて４以上の角を必要とすることができる。
【０１１４】
また、角度αk、βm、γnは、それぞれ一定の角度または、可変的な角度となりうる。ただし、複数のチャネル間を分割する間隔の角度が全て同じ場合は除く。したがって、それぞれ一定の角度である場合には、以下の式１６のような特性を有することができる。
〔式１６〕
αk≦γn≦βm  （但し、αk＝βm＝γnの場合は除く）
【０１１５】
前記式１６に現れた特性は、人間の空間情報知覚力の分解能によるものであって、例えばαk＝３．６度、βm＝９．２度、γn＝５．５度の値を有することができる。
【０１１６】
以下の表７は、３０度の狭角を有するセンターチャネルと左側チャネルとの間を互いに異なる２以上の角度間隔に分割し、該分割された角度のそれぞれに対してＣＬＤ値を対応させたものである。
【０１１７】
【表７】
2009510514.tif 000017
【０１１８】
前記角度は、仮想音源の位置がセンターチャネルとなす角度を意味し、前記ＣＬＤ（Ｘ）は、角度Ｘに対応するＣＬＤ値を表すものであって、式１１及び式１２を用いて計算できる。
【０１１９】
前記表７を量子化テーブルとして用いて、センターチャネルと左側チャネルとの間のＣＬＤを量子化できる。表７を量子化テーブルとして用いる場合に、センターチャネルと左側チャネルとの間のＣＬＤを量子化するための量子化ステップの数は、１１ステップになる。
【０１２０】
表７の場合に、正面から左側方向へ行くほど、角度間隔が増加するに伴って量子化ステップのサイズが増加し、これは、正面から左側方向へ行くほど、人間の空間情報知覚力の分解能が増加することを反映したものである。
【０１２１】
量子化されたＣＬＤ値は、その対応するインデックス情報で表現することが好ましく、そういう場合に、表７は、以下の表８のようなインデックスを含む量子化テーブルで表現することができる。
【０１２２】
【表８】
2009510514.tif 000018
【０１２３】
図１１は、図３の量子化部が量子化テーブルを用いてＣＬＤを量子化する方法に対する一実施の形態を示すものである。図１１に示すように、量子化テーブルの角度のうち、互いに隣接した２つの角度の平均値を量子化基準値として設定できる。
【０１２４】
図１１に示すように、正面のチャネルＡと右側面のチャネルＢとの間のＣＬＤを量子化する場合に、両チャネル間を以下の式１７のような値を有するθ1，θ2，，θkの間隔に分割できる。
【０１２５】
〔式１７〕
θ1≦θ2≦・・・≦θk
【０１２６】
前記式１７は、チャネルの位置特性に応じたものであって、正面から側面へ行くほど、人間の空間知覚能力の分解能が大きくなるのを反映したものである。
【０１２７】
量子化部３２０は、前記式１１及び式１２を用いて空間情報抽出部３１０により抽出されたＣＬＤを仮想音源位置の角度に変換する。
【０１２８】
図１１に示すように、角度に変換されたＣＬＤ値がθ1／２とθ1＋θ2／２との間の場合に、前記抽出されたＣＬＤは、量子化テーブルでθ1に対応するＣＬＤ値に量子化される。また、角度に変換されたＣＬＤ値がθ1＋θ2／２とθ1＋θ2＋θ3／２と間の場合には、前記抽出されたＣＬＤは、量子化テーブルでθ1＋θ2に対応するＣＬＤ値に量子化される。
【０１２９】
３以上のチャネルのＣＬＤ量子化を行う場合に、２チャネルの対のそれぞれに対して互いに異なる量子化テーブルが使用されうる。すなわち、それぞれ異なる配置を有したチャネルに対して、その配置に合うＣＬＤ量子化テーブルを使用することができる。各チャネル対に対するＣＬＤ量子化テーブルは、前記説明した方法により生成されうる。
【０１３０】
前記したような本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化方法を使用してＣＬＤを量子化する場合に、ＣＬＤ値に線形的にＣＬＤを量子化せずに、２チャネルの位置特性を考慮して、互いに異なる２以上の角度を量子化ステップのサイズにして量子化することによって、心理音響モデルに適し、かつ効率的な量子化を行うことができる。
【０１３１】
前記のような本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化方法は、ＣＬＤのみならず、ＩＣＣ、ＣＰＣなどのような空間情報に対しても適用可能である。
【０１３２】
本発明に係る空間情報量子化方法に対する第４の実施の形態を、図１７に示すフローチャートを参照して説明する。本発明に係る量子化方法は、互いに異なる量子化分解能を有する２以上の量子化テーブルを使用して空間情報を量子化できる。
【０１３３】
空間情報抽出部３１０は、サブバンド別に分けられたオーディオ信号から空間情報を抽出する（ステップ９８０）。空間情報には、ＣＬＤ、ＣＴＤ、ＩＣＣ又はＣＰＣなどを含めることができる。
【０１３４】
量子化部３２０は、フル量子化分解能を有するファインモードと前記ファインモードより低い量子化分解能を有するコースモードのうちのいずれか一つを量子化モードと決定する（ステップ９８５）。前記ファインモードの量子化ステップの数は、前記コースモードの量子化ステップの数より多く、前記ファインモードの量子化ステップのサイズは、前記コースモードの量子化ステップのサイズより小さい。
【０１３５】
量子化部３２０は、符号化するオーディオ信号のエネルギーに応じて、ファインモードとコースモードのうちのいずれか一つを量子化モードと決定できる。心理音響モデルによると、オーディオ信号のエネルギーが小さな場合より大きな場合に、より精密に処理することが効率的であるため、量子化部３２０は、符号化するオーディオ信号のエネルギーが基準値以上である場合にファインモードで量子化し、基準値より小さな場合にはコースモードで量子化できる。
【０１３６】
例えば、量子化部３２０は、Ｒ−ＯＴＴモジュールの信号の大きさと全体信号の大きさとを比較して、Ｒ−ＯＴＴモジュールで処理する信号の大きさが小さな場合にコースモードで量子化し、Ｒ−ＯＴＴモジュールで処理する信号の大きさが大きい場合にはファインモードで量子化できる。
【０１３７】
モジュール構成が５−１−５−１の場合に、Ｒ−ＯＴＴ３に入力されるオーディオ信号に対するＣＬＤ量子化モードを決定するために、量子化部３２０は、符号化する全体オーディオ信号のエネルギーと左側チャネルと右側チャネルとに入力されるオーディオ信号のエネルギーとを比較することによって、量子化モードを決定できる。
【０１３８】
量子化モードがファインモードである場合に、量子化部３２０は、フル量子化分解能を有する第１量子化テーブルを用いて、ＣＬＤを量子化する（ステップ９９０）。前記第１量子化テーブルは、３１個の量子化ステップの数を有して、２チャネル間のＣＬＤ値を３１段階に分けて量子化できる。また、量子化モードがファインモードである場合に、複数のチャネルのうち、チャネル対の各々に対して同じ量子化ステップの数を有することができる。
【０１３９】
量子化モードがコースモードである場合には、量子化部３２０は、前記第１量子化テーブルより低い量子化分解能を有する第２量子化テーブルを用いて、ＣＬＤを量子化する（ステップ９９２）。前記第２量子化テーブルは、互いに異なる２以上の角度を量子化ステップのサイズとして有することが好ましい。前記第２量子化テーブルを構成する方法及びそれを用いて量子化する方法については、図１０〜図１１を参照して説明した方法と同様となりうる。
【０１４０】
差分符号化部３３０は、パイロットを用いて複数の量子化されたＣＬＤの集合に対して差分符号化を行う（ステップ９９５）。前記ステップ９９５での差分符号化部３３０の動作は、図３〜図５を参照して説明したものと同様なので、その説明は省略する。
【０１４１】
復号化装置において、ＣＬＤの量子化に使用された量子化テーブルを有していない場合に、前記使用された量子化テーブルに対する情報がビットストリーム生成部４０４から生成されるビットストリームに含めて復号化装置に送信されることが好ましい。
【０１４２】
符号化装置で使用された量子化テーブルに対する情報をビットストリームに含めて送信する方法に対する第１の実施の形態として、量子化テーブルが有するすべての値、すなわちインデックス及びそれに対応するＣＬＤ値に対する情報を全てビットストリームに含めることができる。
【０１４３】
符号化装置で使用された量子化テーブルに対する情報をビットストリームに含めて送信する方法に対する第２の実施の形態として、復号化装置で量子化テーブルを生成できるようにするための情報を送信できる。例えば、量子化テーブルが有する最小角度及び最大角度と量子化ステップの数及び互いに異なる２以上の角度間隔に対する情報をビットストリームに含めて復号化装置に送信すると、復号化装置は、前記送信された情報及び前記式７及び式８を用いて符号化装置で使用されたＣＬＤ量子化テーブルを生成できる。
【０１４４】
図１２は、図３の空間情報抽出部の構成に対する一実施の形態をブロック図で示したものであって、図１２に示すように、空間情報抽出部は、第１空間情報測定部９１１及び第２空間情報測定部９１３を備えて構成することができる。
【０１４５】
第１空間情報測定部９１１は、入力されたマルチチャネルオーディオ信号から複数のチャネル間のレベル差ＣＬＤ値を測定する。第２空間情報測定部９１３は、複数のチャネルのうち、２チャネル間を一定の角度又は２以上の互いに異なる角度に分割して、前記２チャネルの組み合せに合う量子化テーブルを構成する。量子化部９２０は、抽出されたＣＬＤを前記構成された量子化テーブルに応じて量子化する。
【０１４６】
図１３は、本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報復号化装置の構成に対する一実施の形態をブロック図で示したものであって、図１３に示された復号化装置は、アンパッキング部９３０、差分復号化部９３２及び逆量子化部９３５を備えてなる。
【０１４７】
アンパッキング部９３０は、ビットストリームから量子化された２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに対した情報を有するデータとパイロット値とを抽出する。差分復号化部９３２は、前記抽出されたデータとパイロットとを合せて複数の量子化されたＣＬＤを求める。逆量子化部９３５は、前記２チャネルの位置特性を考慮した量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化する。
【０１４８】
本発明に係る空間情報復号化方法に対する第１の実施の形態を、図１８に示すフローチャートを参照して説明する。
【０１４９】
アンパッキング部９３０は、ビットストリームから量子化された２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに対した情報を有するデータとパイロット値とを抽出する（ステップ１０００）。前記ビットストリームから抽出されたデータ又はパイロットがハフマン符号化されている場合に、前記抽出されたデータ又はパイロットに対してハフマン復号化を行うハフマン復号化部を備えることができる。また、符号化装置において、ハフマン符号化以外の無損失符号化方法が使用された場合には、符号化装置で使用された符号化方法に対応する無損失復号化方法が使用されることができる。
【０１５０】
差分復号化部９３２は、前記抽出されたデータの各々に前記抽出されたパイロットを加算して量子化されたＣＬＤ値を生成する（ステップ１００２）。前記ステップ１００２において、差分復号化部９３２が差分復号化を行う方法については、図２〜図５を参照して説明したので、その説明を省略する。
【０１５１】
逆量子化部９３５は、所定の角度を量子化ステップのサイズとして有する量子化テーブルを用いて、前記抽出された量子化されたＣＬＤを逆量子化する（ステップ１００５）。
【０１５２】
前記ビットストリームから抽出された量子化されたＣＬＤは、インデックスからなることが好ましく、前記インデックスは、前記量子化ステップのサイズである所定の角度を基準に区分することが好ましい。また、前記量子化テーブルの量子化ステップのサイズは、３度又はそれに近い値を有することが好ましい。
【０１５３】
前記逆量子化に用いられる量子化テーブルは、前記図８〜図９を参照して説明した符号化装置で用いられる量子化テーブルと同様なので、前記復号化に用いられる量子化テーブルに対する説明は省略する。
【０１５４】
逆量子化部９３０が前記量子化テーブルに対する情報を有していない場合に、アンパッキング部９３０は、受信されたビットストリームから前記量子化テーブルに対する情報を抽出することが好ましく、逆量子化部９３０は、前記抽出された量子化テーブル情報を用いて、逆量子化に使用される量子化テーブルを構成することが好ましい。
【０１５５】
ビットストリームに含まれる量子化テーブル情報に対する第１の実施の形態として、量子化テーブルが有するすべての値、すなわちインデックス及びそれに対応するＣＬＤ値に対する情報を全てビットストリームに含めることができる。
【０１５６】
ビットストリームに含まれる量子化テーブル情報に対する第２の実施の形態として、量子化テーブルが有する最小角度及び最大角度と量子化ステップの数に対する情報をビットストリームに含めることができる。
【０１５７】
図１９は、本発明に係る空間情報復号化方法に対する第２の実施の形態をフローチャートで示したものであって、図１９に示すように、互いに異なる量子化分解能を有する２以上の量子化テーブルを使用して、空間情報を逆量子化できる。
【０１５８】
アンパッキング部９３０は、ビットストリームから量子化された２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに関する情報を有するデータとパイロット値とを抽出する（ステップ１０１０）。前記ビットストリームから抽出されたデータ又はパイロットがハフマン符号化されている場合に、前記抽出されたデータ又はパイロットに対してハフマン復号化を行うハフマン復号化部を備えることができる。また、符号化装置において、ハフマン符号化以外の無損失符号化方法が使用された場合には、符号化装置で使用された符号化方法に対応する無損失復号化方法を使用することができる。
【０１５９】
差分復号化部９３２は、前記抽出されたデータの各々に前記抽出されたパイロットを加算して、量子化されたＣＬＤ値を生成する（ステップ１０１２）。前記ステップ１０１２において、差分復号化部９３２が差分復号化を行う方法については、図２〜図５を参照して説明したので、その説明は省略する。
【０１６０】
逆量子化部９３５は、前記抽出された量子化モード情報を用いて、符号化装置で使用した量子化モードがフル量子化分解能を有するファインモードと前記ファインモードより低い量子化分解能を有するコースモードのうちのいずれか一つであるか否かを確認する（ステップ１０１５）。前記ファインモードの量子化ステップの数は、前記コースモードの量子化ステップの数より多く、前記ファインモードの量子化ステップのサイズは、前記コースモードの量子化ステップのサイズより小さい。
【０１６１】
量子化モードがファインモードである場合に、逆量子化部９３５は、フル量子化分解能を有する第１量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化する（ステップ１０２０）。前記第１量子化テーブルは、３１個の量子化ステップの数を有して、２チャネル間のＣＬＤ値を３１段階に分けて量子化できる。また、量子化モードがファインモードである場合には、複数のチャネルのうち、２チャネル対の各々に対して同じ量子化ステップの数を有することができる。
【０１６２】
量子化モードがコースモードである場合に、逆量子化部９３５は、前記第１量子化テーブルより低い量子化分解能を有する第２量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化する（ステップ１０２５）。前記第２量子化テーブルは、所定の角度を量子化ステップのサイズとして有することが好ましい。前記所定の角度を量子化ステップのサイズとして有する第２量子化テーブルは、図８〜図９を参照して説明した量子化テーブルと同様となりうる。
【０１６３】
本発明に係る空間情報復号化方法に対する第３の実施の形態を、図２０に示すフローチャートを参照して説明する。
【０１６４】
アンパッキング部９３０は、ビットストリームから量子化された２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに関する情報を有するデータとパイロット値とを抽出する（ステップ１０３０）。前記ビットストリームから抽出されたデータ又はパイロットがハフマン符号化されている場合に、前記抽出されたデータ又はパイロットに対してハフマン復号化を行うハフマン復号化部を備えることができる。また、符号化装置でハフマン符号化以外の無損失符号化方法が使用された場合には、符号化装置で使用された符号化方法に対応する無損失復号化方法が使用されることができる。
【０１６５】
差分復号化部９３２は、前記抽出されたデータの各々に前記抽出されたパイロットを加算して、量子化されたＣＬＤ値を生成する（ステップ１０３２）。前記ステップ１０３２において、差分復号化部９３２が差分復号化を行う方法については、図２〜図５を参照して説明したので、その説明を省略する。
【０１６６】
逆量子化部９３５は、互いに異なる２以上の角度を量子化ステップのサイズとして有する量子化テーブルを用いて、前記抽出された量子化されたＣＬＤを逆量子化する（ステップ１０３５）。
【０１６７】
前記ビットストリームから抽出された量子化されたＣＬＤは、インデックスからなることが好ましく、前記インデックスは、量子化ステップのサイズである互いに異なる２以上の角度を基準に区分されることが好ましい。
【０１６８】
前記逆量子化に用いられる量子化テーブルは、前記図１０〜図１１を参照して説明した符号化装置で用いられる量子化テーブルと同様なので、前記復号化に用いられる量子化テーブルに対する説明は省略する。
【０１６９】
逆量子化部９３０が前記量子化テーブルに対する情報を有していない場合に、アンパッキング部９３０は、受信されたビットストリームから前記量子化テーブルに対する情報を抽出することが好ましく、逆量子化部９３０は、前記抽出された量子化テーブル情報を用いて、逆量子化に使用される量子化テーブルを構成することが好ましい。
【０１７０】
ビットストリームに含まれる量子化テーブル情報に対する第１の実施の形態として、量子化テーブルが有するすべての値、すなわちインデックス及びそれに対応するＣＬＤ値に対する情報を全てビットストリームに含めることができる。
【０１７１】
ビットストリームに含まれる量子化テーブル情報に対する第２の実施の形態として、量子化テーブルが有する最小角度及び最大角度と量子化ステップの数及び互いに異なる２以上の角度間隔に対する情報をビットストリームに含めることができる。
【０１７２】
図２１は、本発明に係る空間情報復号化方法に対する第４の実施の形態をフローチャートで示したものであって、図２１に示すように、互いに異なる量子化分解能を有する２以上の量子化テーブルを使用して空間情報を逆量子化できる。
【０１７３】
アンパッキング部９３０は、ビットストリームから量子化された２チャネル間のエネルギー差ＣＬＤに対した情報を有するデータとパイロット値とを抽出する（ステップ１０４０）。前記ビットストリームから抽出されたデータ又はパイロットがハフマン符号化されている場合に、前記抽出されたデータ又はパイロットに対してハフマン復号化を行うハフマン復号化部を備えることができる。また、符号化装置において、ハフマン符号化以外の無損失符号化方法が使用された場合には、符号化装置で使用された符号化方法に対応する無損失復号化方法が使用されることができる。
【０１７４】
差分復号化部９３２は、前記抽出されたデータの各々に前記抽出されたパイロットを足して、量子化されたＣＬＤ値を生成する（ステップ１０４２）。前記ステップ１０４２で、差分復号化部９３２が差分復号化を行う方法については、図２〜図５を参照して説明したので、その説明を省略する。
【０１７５】
逆量子化部９３５は、前記抽出された量子化モード情報を用いて、符号化装置で使用した量子化モードがフル量子化分解能を有するファインモードと前記ファインモードより低い量子化分解能を有するコースモードのうちのいずれか１つであるか否かを確認する（ステップ１０４５）。前記ファインモードの量子化ステップの数は、前記コースモードの量子化ステップの数より多く、前記ファインモードの量子化ステップのサイズは、前記コースモードの量子化ステップのサイズより小さい。
【０１７６】
量子化モードがファインモードである場合に、逆量子化部９３５は、フル量子化分解能を有する第１量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化する（ステップ１０５０）。前記第１量子化テーブルは、３１個の量子化ステップの数を有して、二チャネル間のＣＬＤ値を３１段階に分けて量子化できる。また、量子化モードがファインモードである場合に、複数のチャネルのうち、チャネル対の各々に対して同じ量子化ステップの数を有することができる。
【０１７７】
量子化モードがコースモードである場合には、逆量子化部９３５は、前記第１量子化テーブルより低い量子化分解能を有する第２量子化テーブルを用いて、前記量子化されたＣＬＤを逆量子化する（ステップ１０５５）。前記第２量子化テーブルは、互いに異なる２以上の角を量子化ステップのサイズとして有することが好ましい。前記互いに異なる２以上の角を量子化ステップのサイズとして有する第２量子化テーブルは、図１０〜図１１を参照して説明した量子化テーブルと同様となりうる。
【０１７８】
また、本発明は、コンピュータで読み出すことができる記録媒体にコンピュータが読み出すことができるコードとして実現することが可能である。コンピュータが読み出すことができる記録媒体は、コンピュータシステムによって読み出されることができるデータが格納されるすべての種類の記録装置を含む。コンピュータが読み出すことができる記録媒体の例には、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ格納装置などがあり、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した送信）の形態で実現されることも含む。
【０１７９】
以上説明したように、本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の符号化／復号化方法及び装置によると、量子化ビットを減少させることができるから、効率的な符号化／復号化が可能になる。任意の複数のチャネル間のＣＬＤ値を求める場合において、一律に各チャネル間を３１段階に区分して行うことによって、５ビットを必要としたが、本発明では、これを一定の角度に分割することによって、例えば、３度間隔に分割する場合に、センターチャネルと左側チャネルとの間は３０度であるから、１１段階に分割できるので、４ビット以下でも充分になった。したがって、量子化ビットの減少を期待することができる。
【０１８０】
また、本発明は、実際のスピーカーの配置情報を活用して量子化を行うことによって、より効率的な符号化／復号化が可能になる。チャネル数が増加すると、３１＊Ｎの関数で（Ｎは、チャネルの数）情報量が増加するようになるが、本発明では、チャネル数が増加すると、各チャネル間のＣＬＤ量子化ステップが減少して、全体情報量は、一定に維持されるという効果がある。したがって、本発明は、５．１チャネルのみならず、任意のチャネルに拡張された場合にも同じ方法で適用可能なので、効率的な符号化／復号化を行うことができる。
【０１８１】
また、複数の空間情報からなる集合を代表するパイロットを用いて、空間情報に対する差分符号化を行うことによって、マルチチャネルオーディオ信号を効果的に符号化できる。
【０１８２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に述べたが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有したものであれば、添付された請求の範囲に定義された本発明の精神及び範囲から逸脱しない範囲内で本発明を様々に変形又は変更して実施できるということが分かるはずである。したがって、本発明の今後の実施の形態の変更は、本発明の技術範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の符号化装置（ｅｎｃｏｄｅｒ）及び復号化装置（ｄｅｃｏｄｅｒ）の構成に対する一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】マルチチャネルの構成に対する一実施の形態を示す図である。
【図３】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化装置の構成に対する一実施の形態を示すブロック図である。
【図４】パイロット（ｐｉｌｏｔ）を用いて、量子化された空間情報に対して差分符号化を行う方法に対する実施の形態を示す図である。
【図５】パイロット情報及び差分符号化が行われた空間情報を用いてビットストリームを生成する方法に対する実施の形態を示す図である。
【図６】図３の量子化部が音源の仮想位置を抽出する方法に対する第１の実施の形態を説明するための図である。
【図７】図３の量子化部が音源の仮想位置を抽出する方法に対する第２の実施の形態を説明するための図である。
【図８】複数のチャネルのうち、２チャネル間を所定の角間隔に分割する方法に対する一実施の形態を示す図である。
【図９】図３の量子化部が量子化テーブルを用いて２チャネル間のエネルギー差（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｌｅｖｅｌ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）ＣＬＤを量子化する方法に対する一実施の形態を示す図である。
【図１０】複数のチャネルのうち、２チャネル間を互いに異なる２以上の角間隔に分割する方法に対する一実施の形態を示す図である。
【図１１】図３の量子化部が量子化テーブルを用いて２チャネル間のエネルギー差（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｌｅｖｅｌ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）ＣＬＤを量子化する方法に対する一実施の形態を示す図である。
【図１２】図３の空間情報抽出部の構成に対する一実施の形態を示すブロック図である。
【図１３】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報復号化装置の構成に対する一実施の形態を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化方法に対する第１の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１５】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化方法に対する第２の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１６】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化方法に対する第３の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１７】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報符号化方法に対する第４の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１８】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報復号化方法に対する第１の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１９】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報復号化方法に対する第２の実施の形態を示すフローチャートである。
【図２０】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報復号化方法に対する第３の実施の形態を示すフローチャートである。
【図２１】本発明に係るマルチチャネルオーディオ信号の空間情報復号化方法に対する第４の実施の形態を示すフローチャートである。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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