(57)【要約】      （修正有）【課題】オーディオ符号化方法においてオーディオスペクトルのエンベロープ情報の符号化にかかるビット数を減少させスペクトル成分の符号化にかかるビット数を増加させる。【解決手段】デジタル信号処理装置１００において、オーディオスペクトルについて、所定のサブバンド単位でエンベロープを獲得する段階と、サブバンド単位で、エンベロープに対して量子化する段階と、隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失符号化を行う段階と、を実行する。これにより、限定されたビット範囲でオーディオスペクトルのエンベロープ情報の符号化にかかるビット数を減少させ、実際スペクトル成分の符号化にかかるビット数を増加させる。【選択図】図１
2018067008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのプロセッサを含み、
前記プロセッサは、
複数のサブバンドからなるオーディオスペクトルについて、エンベロープを獲得し、
以前サブバンドの量子化インデックスと現在サブバンドの量子化インデックスを含む量子化インデックスを得るために前記エンベロープに対して量子化し、
前記以前サブバンドの量子化インデックスと前記現在サブバンドの量子化インデックスから前記現在サブバンドの差分量子化インデックスを獲得し、
前記以前サブバンドの差分量子化インデックスを用いて前記現在サブバンドのコンテキストを獲得し、
前記現在のサブバンドのコンテキストに基づいて、複数のテーブルのうち一つを参照することによって、前記現在サブバンドの差分量子化インデックスに対して無損失符号化を行い、
前記コンテキストに応じて複数のグループが存在し、少なくとも一つのグループに対して前記テーブルが定義されるオーディオ符号化装置。
【請求項２】
前記エンベロープは、
サブバンドの平均エネルギー、平均振幅、パワー及びnorm値のうち一つであることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ符号化装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、
前記コンテキストに対応する差分量子化インデックスを第１ないし第３グループのうち一つにグルーピングし、第２グループのための第１ハフマンテーブルと前記第１及び第３グループが共有する第２ハフマンテーブルを含む２つのハフマンテーブルを割り当てる前記サブバンドの差分量子化インデックスに対してハフマン符号化することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ符号化装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、
前記以前サブバンドが存しない第１サブバンドに対しては前記量子化インデックスをそのままハフマン符号化し、前記第１サブバンドの次の第２サブバンドの差分量子化インデックスに対しては前記第１サブバンドの量子化インデックスと所定基準値との差を前記コンテキストとして用いてハフマン符号化することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ符号化装置。
【請求項５】
オーディオスペクトルでサブバンドのエンベロープの符号化された差分量子化インデックスを含むビットストリームを受信する段階と、
以前サブバンドの復号化された差分量子化インデックスから得られるコンテキストに基づいて、複数のテーブルのうち一つを参照することによって、現在サブバンドの符号化された差分量子化インデックスに対して無損失復号化を行う段階と、を含み、
前記複数のテーブルのうち一つは、前記コンテキストによって決定される複数のグループのうち少なくとも一つによって選択されるオーディオ復号化方法。
【請求項６】
請求項５に記載のオーディオ復号化方法をコンピュータによって実行できるプログラムを記録したコンピュータで読み取れる記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ符号化／復号化に係り、さらに具体的には、複雑度の増大及び復元された音質の劣化なしに、限定されたビット範囲でオーディオスペクトルのエンベロープ情報の符号化にかかるビット数を減少させることで実際スペクトル成分の符号化にかかるビット数を増加させられるオーディオ符号化方法及び装置、オーディオ復号化方法及び装置、その記録媒体及びこれを採用するマルチメディア機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ信号の符号化時に、実際のスペクトル成分以外にエンベロープのような付加情報がビットストリームに含まれる。この時、損失を最小化しつつ付加情報の符号化に割り当てられるビット数を減少させることで、実際のスペクトル成分の符号化に割り当てられるビット数を増加させる。
【０００３】
すなわち、オーディオ信号を符号化または復号化する場合、特に低いビット率で限定されたビットを効率的に用いることで、該ビット範囲で最上の音質を持つオーディオ信号の復元が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、複雑度の増大及び復元された音質の劣化なしに、限定されたビット範囲でオーディオスペクトルのエンベロープ情報の符号化にかかるビット数を減少させる一方、実際スペクトル成分の符号化にかかるビット数を増加させられるオーディオ符号化方法及び装置、オーディオ復号化方法及び装置、その記録媒体とこれを採用するマルチメディア機器を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための本発明の一実施形態によるオーディオ符号化方法は、オーディオスペクトルについて、所定のサブバンド単位でエンベロープを獲得する段階と、前記サブバンド単位で、前記エンベロープに対して量子化する段階と、隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失符号化を行う段階と、を含む。
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の一実施形態によるオーディオ符号化装置は、オーディオスペクトルについて、所定のサブバンド単位でエンベロープを獲得するエンベロープ獲得部と、前記サブバンド単位で、前記エンベロープに対して量子化するエンベロープ量子化部と、隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失符号化を行うエンベロープ符号化部と、前記オーディオスペクトルについて量子化及び無損失符号化を行うスペクトル符号化部と、を備える。
【０００７】
前記課題を解決するための本発明の一実施形態によるオーディオ復号化方法は、ビットストリームから隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失復号化を行う段階と、前記無損失復号化結果で復元された現在サブバンドの差値から、サブバンド単位で前記量子化されたエンベロープを求めて逆量子化を行う段階と、を含む。
【０００８】
前記課題を解決するための本発明の一実施形態によるオーディオ復号化装置は、ビットストリームから隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失復号化を行うエンベロープ復号化部と、前記無損失復号化結果で復元された現在サブバンドの差値から、サブバンド単位で前記量子化されたエンベロープを求めて逆量子化を行うエンベロープ逆量子化部と、前記ビットストリームに含まれたスペクトル成分について無損失復号化及び逆量子化を行うスペクトル復号化部と、を備える。
【０００９】
前記課題を解決するための本発明の一実施形態によるマルチメディア機器は、オーディオスペクトルについて、所定のサブバンド単位でエンベロープを獲得し、前記サブバンド単位で前記エンベロープに対して量子化し、隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失符号化を行う符号化モジュールを備える。
【００１０】
前記マルチメディア機器は、ビットストリームから隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失復号化を行い、前記無損失復号化結果で復元された現在サブバンドの差値から、サブバンド単位で前記量子化されたエンベロープを求めて逆量子化を行う復号化モジュールをさらに備える。
【発明の効果】
【００１１】
複雑度の増大及び復元された音質の劣化なしに、限定されたビット範囲でオーディオスペクトルのエンベロープ情報の符号化にかかるビット数を減少させることで、実際スペクトル成分の符号化にかかるビット数を増加させる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態によるデジタル信号処理処置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるデジタル信号処理処置の構成を示すブロック図である。
【図３Ａ】量子化解像度が０．５であり、量子化ステップサイズが３．０１である場合、最適化されていないログスケールと最適化されたログスケールとを比較した図面である。
【図３Ｂ】量子化解像度が０．５であり、量子化ステップサイズが３．０１である場合、最適化されていないログスケールと最適化されたログスケールとを比較した図面である。
【図４Ａ】量子化解像度が１であり、量子化ステップサイズが６．０２である場合、最適化されていないログスケールと最適化されたログスケールとを比較した図面である。
【図４Ｂ】量子化解像度が１であり、量子化ステップサイズが６．０２である場合、最適化されていないログスケールと最適化されたログスケールとを比較した図面である。
【図５Ａ】最適化されていないログスケールの量子化結果と最適化されたログスケールの量子化結果とを比較した図面である。
【図５Ｂ】最適化されていないログスケールの量子化結果と最適化されたログスケールの量子化結果とを比較した図面である。
【図６】以前サブバンドの量子化デルタ値をコンテキストとして使う場合、選択される３個グループの確率分布を示す図面である。
【図７】図１のエンベロープ符号化部でのコンテキスト基盤符号化動作を説明する図面である。
【図８】図２のエンベロープ復号化部でのコンテキスト基盤復号化動作を説明する図面である。
【図９】本発明の一実施形態による符号化モジュールを備えるマルチメディア機器の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態による復号化モジュールを備えるマルチメディア機器の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態による符号化モジュールと復号化モジュールを備えるマルチメディア機器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、多様な変換を加えられ、かつ様々な実施形態を持つことができるところ、特定の実施形態を図面に例示して詳細な説明で具体的に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の技術的思想及び技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むと理解される。本発明を説明するに際して、かかる公知技術についての具体的な説明が本発明の趣旨を不明にすると判断される場合、その詳細な説明を略する。
【００１４】
第１、第２などの用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、構成要素が用語によって限定されるものではない。用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。
【００１５】
本発明で使う用語は、単に特定の実施形態を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。本発明で使う用語は、本発明での機能を考慮しつつ、なるべく現在広く使われる一般的な用語を選択したが、これは当業者の意図、判例、または新たな技術の出現などによって変わる。また、特定の場合には、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該発明の説明部分で詳細にその意味を記載する。したがって、本発明で使われる用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が持つ意味及び本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されねばならない。
【００１６】
単数の表現は、文脈上明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本発明で、“含む”または“持つ”などの用語は、明細書上に記載の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在するということを指定しようとするものであり、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性を予め排除しないと理解されねばならない。
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明するが、添付図面を参照して説明するに際して、同一または対応する構成要素には同じ図面番号をつけ、これについての重なる説明は略する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態によるデジタル信号処理処置の構成を示すブロック図である。図１に示されたデジタル信号処理処置１００は、変換部１１０、エンベロープ獲得部１２０、エンベロープ量子化部１３０、エンベロープ符号化部１４０、スペクトル正規化部１５０及びスペクトル符号化部１６０を備える。各構成要素は、少なくとも１つ以上のモジュールに一体化され、少なくとも１つの以上のプロセッサ（図示せず）で具現される。ここで、デジタル信号は、ビデオ、イメージ、オーディオあるいは音声、あるいはオーディオと音声との混合信号を示すサウンドなどのメディア信号を意味できるが、以下では、説明の便宜のためオーディオ信号と称する。
【００１９】
図１を参照すれば、変換部１３０は、時間ドメインのオーディオ信号を周波数ドメインに変換してオーディオスペクトルを生成する。この時、時間／周波数ドメイン変換は、ＭＤＣＴ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの公知の多様な方法を使って行う。一例として、時間ドメインのオーディオ信号に対するＭＤＣＴは、下記の数式（１）のように行われる。
【００２０】
【数１】
2018067008.tif 000003
ここで、Ｎは、１フレームに含まれたサンプルの数、すなわち、フレームサイズ、ｈｊは、適用されたウィンドウ、ｓｊは、時間ドメインのオーディオ信号、ｘｉは、ＭＤＣＴ変換係数を示す。一方、数式（１）のコサインウィンドウの代わりにサインウィンドウ、例えば、
【００２１】
【数２】
2018067008.tif 000004
が使われてもよい。
【００２２】
変換部１１０から得られるオーディオスペクトルの変換係数、例えば、ＭＤＣＴ係数ｘｉは、エンベロープ獲得部１２０に提供される。
【００２３】
エンベロープ獲得部１２０は、変換部１１０から提供される変換係数から、所定のサブバンド単位でエンベロープ値を獲得する。サブバンドは、オーディオスペクトルのサンプルをグルーピングした単位であり、しきい帯域を反映して均一あるいは不均一な長さを持つ。不均一な場合、１フレームについて、最初のサンプルから最後のサンプルに至るまでサブバンドに含まれるサンプルの数が段々と増加するようにサブバンドを設定する。また多重ビット率を支援する場合、互いに異なるビット率で対応する各サブバンドに含まれるサンプルの数が同一になるように設定する。１フレームに含まれるサブバンドの数あるいはサブバンドに含まれるサンプルの数は、予め定められる。エンベロープ値は、サブバンドに含まれる変換係数の平均振幅、平均エネルギー、パワーあるいはｎｏｒｍ値などを意味する。
【００２４】
各サブバンドのエンベロープ値は、下記の数式（２）に基づいて算出できるが、これに限定されるものではない。
【００２５】
【数３】
2018067008.tif 000005
ここで、ｗは、サブバンドに含まれる変換係数の数、すなわち、サブバンドサイズ、ｘｉは、変換係数、ｎは、サブバンドのエンベロープ値を示す。
【００２６】
エンベロープ量子化部１３０は、各サブバンドのエンベロープ値ｎに対して最適化されたログスケール（ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ  ｓｃａｌｅ）で量子化を行う。エンベロープ量子化部１３０から得られる各サブバンドに対するエンベロープ値の量子化インデックスｎｑは、例えば、下記の数式（３）によって得られる。
【００２７】
【数４】
2018067008.tif 000006
ここで、ｂは、ラウンド係数であり、最適化される前の初期値はｒ／２である。ｃは、ログスケールのベース、ｒは、量子化解像度をそれぞれ示す。
【００２８】
実施形態によれば、エンベロープ量子化部１３０では、各量子化インデックスに対応する量子化領域内での全体量子化誤差が最小になるように、各量子化インデックスに対応する量子化領域の左側及び右側境界を可変させる。このために、各量子化インデックスに対応する量子化領域の左側及び右側境界と量子化インデックスとの間でそれぞれ得られる左側及び右側量子化誤差が同じくなるように、ラウンド係数Ｂを調整する。エンベロープ量子化部１３０の詳細的な動作については後述する。
【００２９】
一方、各サブバンドに対するエンベロープ値の量子化インデックスｎｑの逆量子化は、下記の数式（４）によって行われる。
【００３０】
【数５】
2018067008.tif 000007
ここで、
【００３１】
【数６】
2018067008.tif 000008
は、各サブバンドに対して逆量子化されたエンベロープ値、ｒは、量子化解像度、ｃは、ログスケールのベースをそれぞれ示す。
【００３２】
エンベロープ量子化部１３０で得られる各サブバンドに対するエンベロープ値の量子化インデックスｎｑは、エンベロープ符号化部１４０に提供され、各サブバンドに対する逆量子化されたエンベロープ値
【００３３】
【数７】
2018067008.tif 000009
は、スペクトル正規化部１５０に提供される。
【００３４】
一方、図示されていないが、各サブバンド単位で求められるエンベロープ値は、正規化されたスペクトル、すなわち、正規化された変換係数の符号化に必要なビット割り当てに使われる。この場合、各サブバンド単位で量子化及び無損失符号化されたエンベロープ値は、ビットストリームに含まれて復号化装置に提供される。各サブバンドのエンベロープ値を用いたビット割り当てにかかって、符号化装置及び復号化装置で同じプロセスを用いるように逆量子化されたエンベロープ値を使える。
【００３５】
エンベロープ値としてｎｏｒｍ値を例としてあげる場合、各サブバンド単位でｎｏｒｍ値を用いてマスキングしきい値を計算し、マスキングしきい値を用いて知覚的に必要なビット数を予測する。すなわち、マスキングしきい値は、ＪＮＤ（Ｊｕｓｔ  Ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）に該当する値であり、量子化ノイズがマスキングしきい値より小さい場合に知覚的なノイズを感じられない。よって、知覚的なノイズを感じられなくするのに必要な最小ビット数を、マスキングしきい値を用いて計算する。一実施形態で、各サブバンド単位でｎｏｒｍ値とマスキングしきい値との比を用いてＳＭＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｍａｓｋ  Ｒａｔｉｏ）を計算し、ＳＭＲについて６．０２５ｄＢ≒１ビットの関係を用いて、マスキングしきい値を満たすビット数を予測する。ここで、予測されたビット数は、知覚的なノイズを感じられなくするのに必要な最小ビット数であるが、圧縮側面からみれば、予測されたビット数以上に使う必要がないので、サブバンド単位で許容される最大ビット数（以下、許容ビット数と略称）と見なされる。この時、各サブバンドの許容ビット数は小数点単位で表現されるが、これに限定されるものではない。
【００３６】
一方、各サブバンド単位のビット割り当ては、ｎｏｒｍ値を用いて小数点単位で行えるが、これに限定されるものではない。この時、ｎｏｒｍ値の大きいサブバンドから順次にビットを割り当てるが、各サブバンドのｎｏｒｍ値に対して各サブバンドの知覚的重要度によって加重値を付与することで、知覚的に重要なサブバンドにさらに多いビットが割り当てられるように調整する。知覚的重要度は、一例としてＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７１９でのような心理音響加重を通じて定める。
【００３７】
再び図１に戻り、エンベロープ符号化部１４０は、エンベロープ量子化部１３０から提供される各サブバンドに対するエンベロープ値の量子化インデックスｎｑに対して量子化デルタ値を求め、量子化デルタ値に対してコンテキストに基づいた無損失符号化を行い、その結果をビットストリームに含ませて伝送及び保存に使える。ここで、コンテキストは、以前サブバンドの量子化デルタ値を使える。エンベロープ符号化部１４０の詳細的な動作については後述する。
【００３８】
スペクトル正規化部１５０は、各サブバンドの逆量子化されたエンベロープ値
【００３９】
【数８】
2018067008.tif 000010
を用いて、
【００４０】
【数９】
2018067008.tif 000011
でのように変換係数に対して正規化を行うことで、各サブバンドのスペクトル平均エネルギーを１にする。
【００４１】
スペクトル符号化部１６０は、正規化された変換係数に対して量子化及び無損失符号化を行い、その結果をビットストリームに含ませて伝送及び保存に使える。この時、スペクトル符号化部１６０は、各サブバンド単位でエンベロープ値に基づいて最終的に定められた割り当てビット数を用い、正規化された変換係数を量子化及び無損失符号化する。
【００４２】
正規化された変換係数に対する無損失符号化は、例えば、ファクトリアル・パルス・コーディング（Ｆａｃｔｏｒｉａｌ  Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｉｎｇ、以下、ＦＰＣと略称）を使える。ＦＰＣは、単位サイズパルスを使って情報信号を効率的に符号化する方法である。ＦＰＣによれば、情報コンテンツは、４種の成分、すなわち、ノン・ゼロパルス位置の数、ノン・ゼロパルスの位置、ノン・ゼロパルスのサイズ、及びノン・ゼロパルスの符号で示す。具体的に、ＦＰＣは
【００４３】
【数１０】
2018067008.tif 000012
（ここで、ｍは、単位サイズパルスの全体数）を満たしつつ、サブバンドの元々のベクトルｙとＦＰＣベクトル
【００４４】
【数１１】
2018067008.tif 000013
との差が最小になるＭＳＥ（ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ  ｅｒｒｏｒ）基準に基づいて、
【００４５】
【数１２】
2018067008.tif 000014
に対する最適解（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を定める。
【００４６】
最適解は、下記の数式（５）のように、ラグランジュ関数を用いて条件付き極値（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ  ｅｘｔｒｅｍｅ  ｖａｌｕｅ）を探すことで得る。
【００４７】
【数１３】
2018067008.tif 000015
ここで、Ｌは、ラグランジュ関数、ｍは、サブバンドにある単位サイズパルスの全体数、λは、最適化係数であるラグランジュ乗数であって、与えられた関数の最小値を探すためのコントロールパラメータ、ｙｉは、正規化された変換係数、
【００４８】
【数１４】
2018067008.tif 000016
は、位置ｉで要求されるパルスの最適数を示す。
【００４９】
ＦＰＣを用いて無損失符号化を行えば、各サブバンド別に得られた全体セットの
【００５０】
【数１５】
2018067008.tif 000017
がビットストリームに含まれて伝送される。また、各サブバンドで量子化誤差を最小化させて平均エネルギーのアラインメントを行うための最適乗数も、ビットストリームに含まれて伝送される。最適乗数は、下記の数式（６）のように求められる。
【００５１】
【数１６】
2018067008.tif 000018
ここで、Ｄは、量子化誤差、Ｇは、最適乗数を示す。
【００５２】
図２は、本発明の一実施形態によるデジタル信号復号化装置の構成を示すブロック図である。図２に示されたデジタル信号復号化装置２００は、エンベロープ復号化部２１０、エンベロープ逆量子化部２２０、スペクトル復号化部２３０、スペクトル逆正規化部２４０、逆変換部２５０を備える。各構成要素は、少なくとも１つ以上のモジュールに一体化され、少なくとも１つ以上のプロセッサ（図示せず）で具現される。ここで、デジタル信号は、ビデオ、イメージ、オーディオあるいは音声、あるいはオーディオと音声との混合信号を示すサウンドなどのメディア信号を意味できるが、以下では、図１の符号化装置に対応するようにオーディオ信号と称する。
【００５３】
図２を参照すれば、エンベロープ復号化部２１０は、通信チャンネルあるいはネットワークを通じてビットストリームを受信し、ビットストリームに含まれた各サブバンドの量子化デルタ値を無損失復号化して、各サブバンドに対するエンベロープ値の量子化インデックスｎｑを復元する。
【００５４】
エンベロープ逆量子化部２２０は、各サブバンドに対して復号化されたエンベロープ値の量子化インデックスｎｑに対して逆量子化を行い、逆量子化されたエンベロープ値
【００５５】
【数１７】
2018067008.tif 000019
を得る。
【００５６】
スペクトル復号化部２３０は、受信されたビットストリームに対して無損失復号化及び逆量子化を行って正規化された変換係数を復元する。例えば、符号化装置でＦＰＣを使った場合、各サブバンドに対して全体セットの
【００５７】
【数１８】
2018067008.tif 000020
を無損失復号化及び逆量子化する。この時、各サブバンドの平均エネルギーアラインメントは、最適乗数Ｇを用いて下記の数式（７）によって行われる。
【００５８】
【数１９】
2018067008.tif 000021
スペクトル復号化部２３０は、図１のスペクトル符号化部１６０と同様に、各サブバンド単位でエンベロープ値に基づいて最終的に定められた割り当てビット数を用いて、無損失復号化及び逆量子化を行う。
【００５９】
スペクトル逆正規化部２４０は、エンベロープ逆量子化部２２０から提供される逆量子化されたエンベロープ値を用いて、スペクトル復号化部２１０から提供される正規化された変換係数に対して逆正規化を行う。例えば、符号化装置でＦＰＣを使った場合、エネルギーアラインメントが行われた
【００６０】
【数２０】
2018067008.tif 000022
に対して逆量子化されたエンベロープ値
【００６１】
【数２１】
2018067008.tif 000023
を用いて、
【００６２】
【数２２】
2018067008.tif 000024
でのように逆正規化を行う。逆正規化を行うことで、各サブバンドに対して元々のスペクトル平均エネルギーが復元される。
【００６３】
逆変換部２５０は、スペクトル逆正規化部２４０から提供される変換係数に対して逆変換を行って時間ドメインのオーディオ信号を復元する。例えば、前記数式（１）に対応する下記の数式（８）を用いて、スペクトル成分
【００６４】
【数２３】
2018067008.tif 000025
に対して逆変換を行って時間領域のオーディオ信号ｓｊを求める。
【００６５】
【数２４】
2018067008.tif 000026
以下では、図１に示されたエンベロープ量子化部１３０の動作についてさらに具体的に説明する。
【００６６】
エンベロープ量子化部１３０で、各サブバンドのエンベロープ値に対してベースがｃのログスケールで量子化を行う場合、量子化インデックスに対応する量子化領域の境界Ｂｉは
【００６７】
【数２５】
2018067008.tif 000027
近似化ポイント（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｎｇ  ｐｏｉｎｔｓ、Ａｉ）、すなわち、量子化インデックスは
【００６８】
【数２６】
2018067008.tif 000028
量子化解像度（ｒ）は
【００６９】
【数２７】
2018067008.tif 000029
量子化ステップサイズは
【００７０】
【数２８】
2018067008.tif 000030
のように示す。この時、各サブバンドに対するエンベロープ値ｎの量子化インデックスｎｑは、前記数式（３）のように求められる。
【００７１】
ところが、最適化されていない線形スケールの場合、量子化インデックスｎｑに対応する量子化領域の左側及び右側境界は、近似化ポイントから互いに異なる距離ほど離れて存在する。このような差によって、図３Ａ及び図４Ａに示されたように、量子化に対するＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｒａｔｉｏ）尺度、すなわち、量子化誤差が近似化ポイントから左側境界及び右側境界に対して互いに異なる値を持つようになる。ここで、図３Ａは、量子化解像度が０．５、量子化ステップサイズが３．０１ｄＢの最適化されていないログスケール（ベースは２）の量子化を示したものである。量子化領域の左側及び右側境界で、近似化ポイントからの量子化誤差ＳＮＲＬ及びＳＮＲＲは、１４．４６ｄＢ及び１５．９６ｄＢと互いに異なることが分かる。図４Ａは、量子化解像度が１、量子化ステップサイズが６．０２ｄＢの最適化されていないログスケール（ベースは２）の量子化を示したものである。量子化領域の左側及び右側境界で、近似化ポイントからの量子化誤差ＳＮＲＬ及びＳＮＲＲは７．６５ｄＢ及び１０．６６ｄＢと互いに異なることが分かる。
【００７２】
一実施形態によれば、量子化インデックスに対応する量子化領域の境界を可変させることで、各量子化インデックスに対応する量子化領域内の全体量子化誤差を最小にする。量子化領域内の全体量子化誤差は、近似化ポイントから量子化領域の左側及び右側境界で得られる量子化誤差が同じ場合に最小になる。量子化領域の境界シフトは、ラウンド係数ｂを可変させることで得られる。
【００７３】
量子化インデックスに対応する量子化領域の左側及び右側境界で近似化ポイントに対する量子化誤差ＳＮＲＬ、ＳＮＲＲは、それぞれ次数式（９）のように示す。
【００７４】
【数２９】
2018067008.tif 000031
ここで、ｃは、ログスケールのベース、Ｓｉは、量子化インデックス（ｉ）に対応する量子化領域の境界に対する指数（ｅｘｐｏｎｅｎｔ）を示す。
【００７５】
量子化インデックスに対応する量子化領域の左側及び右側境界に対する指数シフトは、パラメータｂＬ及びｂＲを通じて下記の数式（１０）のように示す。
【００７６】
【数３０】
2018067008.tif 000032
ここで、Ｓｉは、量子化インデックス（ｉ）に対応する量子化領域の境界に対する指数、ｂＬ及びｂＲは、量子化領域の左側及び右側境界で近似化ポイントに対する指数シフトをそれぞれ示す。
【００７７】
量子化領域の左側及び右側境界で近似化ポイントに対する指数シフトの和は、量子化解像度と同一であり、したがって、下記の数式（１１）のように示すことができる。
【００７８】
【数３１】
2018067008.tif 000033
一方、量子化の一般的な特性に基づいて、ラウンド係数は、量子化インデックスに対応する量子化領域の左側境界で近似化ポイントに対する指数シフトと同一である。よって、前記数式（９）は、次数式（１２）のように示す。
【００７９】
【数３２】
2018067008.tif 000034
量子化インデックスに対応する量子化領域の左側及び右側境界で近似化ポイントに対するＳＮＲを同じくすることで、下記の数式（１３）のようにパラメータｂＬを定められる。
【００８０】
【数３３】
2018067008.tif 000035
したがって、ラウンド係数ｂＬは、下記の数式（１４）のように示す。
【００８１】
【数３４】
2018067008.tif 000036
図３Ｂは、量子化間隔が３．０１ｄＢ、量子化解像度が０．５の最適化されたログスケール（ベースは２）の量子化を示したものである。量子化領域の左側及び右側境界で、近似化ポイントからの量子化誤差ＳＮＲＬ及びＳＮＲＲは１５．３１ｄＢと同一であるということが分かる。図４Ｂは、量子化間隔が６．０２ｄＢ、量子化解像度が１．０の最適化されたログスケール（ベースは２）の量子化を示したものである。量子化領域の左側及び右側境界で、近似化ポイントからの量子化誤差ＳＮＲＬ及びＳＮＲＲは９．５４ｄＢと同一であるということが分かる。
【００８２】
ラウンド係数ｂ＝ｂＬは、量子化インデックスに対応する量子化領域の左側及び右側境界から近似化ポイントまでの指数に対する距離を定める。よって、一実施形態による量子化は、下記の数式（１５）のように行われる。
【００８３】
【数３５】
2018067008.tif 000037
ベース２のログスケールによって量子化を行った実験結果は、図５Ａ及び図５Ｂに示されている。情報理論によれば、ビット率−歪曲関数Ｈ（Ｄ）は、多様な量子化方法を比較分析できる基準として使われる。量子化インデックスセットのエントロピーはビット率と見なし、次元ｂ／ｓを持ち、ｄＢスケールのＳＮＲは歪曲尺度と見なす。
【００８４】
図５Ａは、正常分布に対して量子化を行った比較グラフであり、実線は、最適化されていないログスケールの量子化に対するビット率−歪曲関数を、点線は、最適化されたログスケールの量子化に対するビット率−歪曲関数を示す。図５Ｂは、均一分布に対して量子化を行った比較グラフであり、実線は、最適化されていないログスケールの量子化に対するビット率−歪曲関数を、点線は、最適化されたログスケールの量子化に対するビット率−歪曲関数を示す。正常及び均一分布のサンプルは、対応する分布法則、ゼロ期待値及び単一分散によってランダム数のセンサーを用いて生成される。ビット率−歪曲関数Ｈ（Ｄ）は、様々な量子化解像度に対して算出される。図５Ａ及び図５Ｂに示されたように、点線は実線下に位置し、これは、最適化されたログスケールの量子化が最適化されていないログスケールの量子化に比べてその性能に優れたことを意味する。
【００８５】
すなわち、最適化されたログスケールの量子化によれば、同じビット率に対してさらに少ない量子化誤差で量子化を行えるか、または同じビット率に対して同じ量子化誤差でさらに少ないビット数を使って量子化を行う。その実験結果は、次の表１及び表２２に示されており、表１は、最適化されていないログスケールの量子化を、表２は、最適化されたログスケールの量子化をそれぞれ示す。
【００８６】
【表１】
2018067008.tif 000038
表１及び表２によれば、特性値ＳＮＲは、量子化解像度０．５では０．１ｄＢ改善され、量子化解像度１．０では０．４５ｄＢ改善し、量子化解像度２．０では１．５ｄＢ改善されたことが分かる。
【００８７】
一実施形態による量子化方法は、量子化インデックスの探索テーブルのみラウンド係数によって更新させればよいため、複雑度を増大させない。
【００８８】
次いで、図１に示されたエンベロープ復号化部１４０の動作についてさらに具体的に説明する。
【００８９】
エンベロープ値のコンテキスト基盤符号化は、デルタ符号化（ｄｅｌｔａ−ｃｏｄｉｎｇ）を使う。現在サブバンドと以前サブバンドとの間のエンベロープ値に対する量子化デルタ値は、下記の数式（１６）のように示す。
【００９０】
【数３６】
2018067008.tif 000039
ここで、ｄ（ｉ）は、サブバンド（ｉ＋１）に対する量子化デルタ値、ｎｑ（ｉ）は、サブバンド（ｉ）に対するエンベロープ値の量子化インデックス、ｎｑ（ｉ＋１）は、サブバンド（ｉ＋１）に対するエンベロープ値の量子化インデックスを示す。
【００９１】
各サブバンドに対する量子化デルタ値ｄ（ｉ）は、範囲［−１５，１６］に制限され、下記のように先ず負数の量子化デルタ値を調整した後、正数の量子化デルタ値を調整する。
【００９２】
先ず、前記数式（１６）を用いて量子化デルタ値ｄ（ｉ）を、高周波数サブバンドから低周波数サブバンドの順序で求める。この時、ｄ（ｉ）＜−１５ならば、ｎｑ（ｉ）＝ｎｑ（ｉ＋１）＋１５（ここでｉ＝４２、…、０）に調整する。
【００９３】
次いで、前記数式（１６）を用いて量子化デルタ値ｄ（ｉ）を、低周波数サブバンドから高周波数サブバンドの順序で求める。この時、ｄ（ｉ）＞１６ならば、ｄ（ｉ）＝１６、ｎｑ（ｉ＋１）＝ｎｑ（ｉ）＋１６（ここでｉ＝０、…、４２）に調整する。
【００９４】
以後、求められたすべての量子化デルタ値ｄ（ｉ）にオフセット１５を加え、最終的に範囲［０，３１］の量子化デルタ値を生成する。
【００９５】
前記数式（１６）によれば、１フレームに対してＮ個のサブバンドが存在する場合、ｎｑ（０）、ｄ（０）、ｄ（１）、ｄ（２）、…、ｄ（Ｎ−２）が求められる。現在サブバンドの量子化デルタ値は、コンテキストモデル（ｃｏｎｔｅｘｔ  ｍｏｄｅｌ）を使って符号化されるが、一実施形態によれば、以前サブバンドに対する量子化デルタ値をコンテキストとして使える。最初のサブバンドに対するｎｑ（０）は［０，３１］の範囲に存在するので、５ビットを使ってそのまま無損失符号化する。一方、最初のサブバンドに対するｎｑ（０）がｄ（０）のコンテキストとして使われる場合には、ｎｑ（０）から所定の基準値を用いて得られる値を使える。すなわち、ｄ（ｉ）に対するハフマン符号化時には、ｄ（ｉ−１）をコンテキストとして使い、ｄ（０）に対するハフマン符号化時には、ｎｑ（０）−基準値をコンテキストとして使う。ここで、所定の基準値の例としては所定の定数を使え、予めシミュレーションを通じてあるいは実験的に最適値と設定される。基準値は、ビットストリームに含まれて伝送されるか、または符号化装置及び復号化装置に予め提供される。
【００９６】
一実施形態によれば、エンベロープ符号化部１４０は、コンテキストとして使われる以前サブバンドの量子化デルタ値の範囲を複数のグループに分け、各グループ別に既定のハフマンテーブルを基準として現在サブバンドの量子化デルタ値に対するハフマン符号化を行う。ここで、ハフマンテーブルは、例えば、大型データベースを用いたトレーニングプロセスを通じて生成でき、所定の基準に基づいてデータを収集し、収集されたデータに基づいてハフマンテーブルを生成する。実施形態によれば、以前サブバンドの量子化デルタ値の範囲に基づいて現在サブバンドの量子化デルタ値の頻度数についてのデータを収集し、各グループ別にハフマンテーブルを生成する。
【００９７】
以前サブバンドの量子化デルタ値をコンテキストとして得られた現在サブバンドの量子化デルタ値の確率分布についての分析結果を用いて、多様な分布モデルを選択でき、したがって、類似した分布モデルを持つ量子化レベルのグルーピングが行われる。各グループのパラメータは、次の表３に示されている。
【００９８】
【表２】
2018067008.tif 000040
一方、３個グループでの確率分布は図６に示されている。グループ＃１及びグループ＃３の確率分布が類似しており、ｘ軸によって実質的に反転（あるいはフリップ）されることが分かる。これは、符号化効率の損失なしに２つのグループ＃１及び＃３については同じ確率モデルを使ってもよいということを意味する。すなわち、グループ＃１は、グループ＃３と同じハフマンテーブルを使える。これによれば、グループ＃２に対するハフマンテーブル１と、グループ＃１及びグループ＃３が共有するハフマンテーブル２とが使われる。この時、グループ＃１に対するコードのインデックスは、グループ＃３に対して逆に表現すればよい。すなわち、コンテキストである以前サブバンドの量子化デルタ値によって、現在サブバンドの量子化デルタ値に対するハフマンテーブルがグループ＃１と定められた場合、符号化端で現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）は反転処理過程でｄ’（ｉ）＝Ａ−ｄ（ｉ）の値に変更され、グループ＃３のハフマンテーブルを参照してハフマン符号化を行う。一方、復号化端では、グループ＃３のハフマンテーブルを参照してハフマン復号化を行った後、ｄ’（ｉ）は、ｄ（ｉ）＝Ａ−ｄ’（ｉ）の変換過程を経て最終ｄ（ｉ）値を抽出する。ここで、Ａ値は、グループ＃１とグループ＃３との確率分布を対称にする値に設定される。Ａ値は、符号化及び復号化過程で抽出されるものではなく、予め最適値と設定される。一方、グループ＃３のハフマンテーブルの代りにグループ＃１のハフマンテーブルを活用し、グループ＃３で量子化デルタ値を変更させて行ってもよい。一実施形態によれば、ｄ（ｉ）が範囲［０，３１］の値を持つ場合、Ａ値は３１を使える。
【００９９】
図７は、図１のエンベロープ符号化部１４０でのコンテキスト基盤ハフマン符号化動作を説明する図面であり、３個グループの量子化デルタ値の確率分布によって定められた２種のハフマンテーブルを用いる。ここで、現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）をハフマン符号化するに際して、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）をコンテキストとして活用し、グループ＃２に対するハフマンテーブル１及びグループ＃３に対するハフマンテーブル２が使われることを例としてあげる。
【０１００】
図７を参照すれば、７１０段階では、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃２に属するかどうかを判断する。
【０１０１】
７２０段階では、７１０段階での判断結果、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃２に属する場合、ハフマンテーブル１から現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）に対するコードを選択する。
【０１０２】
７３０段階では、７１０段階での判断結果、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃２に属していない場合、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃１に属するかどうかを判断する。
【０１０３】
７４０段階では、７３０段階での判断結果、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃１に属していない場合、すなわち、グループ＃３に属する場合、ハフマンテーブル２から現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）に対するコードを選択する。
【０１０４】
７５０段階では、７３０段階での判断結果、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃１に属する場合、現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）を反転処理し、ハフマンテーブル２から反転処理された現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ’ｉ）に対するコードを選択する。
【０１０５】
７６０段階では、７２０、７４０あるいは７５０段階で選択されたコードを用いて、現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）に対してハフマン符号化を行う。
【０１０６】
図８は、図２のエンベロープ復号化部２１０でのコンテキスト基盤ハフマン復号化動作を説明する図面であり、図７と同様に、３個グループの量子化デルタ値の確率分布によって定められた２種のハフマンテーブルを用いる。ここで、現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）をハフマン復号化するに際して、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）をコンテキストとして活用し、グループ＃２に対するハフマンテーブル１及びグループ＃３に対するハフマンテーブル２が使われることを例として挙げる。
【０１０７】
図８を参照すれば、８１０段階では、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃２に属するかどうかを判断する。
【０１０８】
８２０段階では、８１０段階での判断結果、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃２に属する場合、ハフマンテーブル１から現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）に対するコードを選択する。
【０１０９】
８３０段階では、８１０段階での判断結果、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃２に属していない場合、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃１に属するかどうかを判断する。
【０１１０】
８４０段階では、８３０段階での判断結果、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃１に属していない場合、すなわち、グループ＃３に属する場合、ハフマンテーブル２から現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）に対するコードを選択する。
【０１１１】
８５０段階では、８３０段階での判断結果、以前サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ−１）がグループ＃１に属する場合、現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）を反転処理し、ハフマンテーブル２から反転処理された現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ’ｉ）に対するコードを選択する。
【０１１２】
８６０段階では、８２０、８４０あるいは８５０段階で選択されたコードを用いて、現在サブバンドの量子化デルタ値ｄ（ｉ）に対してハフマン復号化を行う。
【０１１３】
フレーム別のビットコストの差分析は、次の表４に示されている。これによれば、前記実施形態による符号化効率は、元々のハフマン符号化アルゴリズムに比べて平均９％増加したことが分かる。
【０１１４】
【表３】
2018067008.tif 000041
図９は、本発明の一実施形態による符号化モジュールを備えるマルチメディア機器の構成を示すブロック図である。図９に示されたマルチメディア機器９００は、通信部９１０及び符号化モジュール９３０を備える。また、符号化結果で得られるオーディオビットストリームの用途によって、オーディオビットストリームを保存する保存部９５０をさらに備える。また、マルチメディア機器９００は、マイクロフォン９７０をさらに備える。すなわち、保存部９５０及びマイクロフォン９７０はオプションで備えられる。一方、図９に示されたマルチメディア機器９００は、任意の復号化モジュール（図示せず）、例えば、一般的な復号化機能を行う復号化モジュールあるいは本発明の一実施形態による復号化モジュールをさらに備える。ここで、符号化モジュール９３０は、マルチメディア機器９００に備えられる他の構成要素（図示せず）と共に一体化され、少なくとも１つ以上のプロセッサ（図示せず）で具現される。
【０１１５】
図９を参照すれば、通信部９１０は、外部から提供されるオーディオと符号化されたビットストリームのうち少なくとも１つを受信するか、または復元されたオーディオと符号化モジュール９３０の符号化結果で得られるオーディオビットストリームのうち少なくとも１つを送信する。
【０１１６】
通信部９１０は、無線インターネット、無線イントラネット、無線電話網、無線ＬＡＮ、ワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）、ワイファイダイレクト（ＷＦＤ）、３Ｇ（Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、４Ｇ、ブルートゥース（登録商標）、赤外線通信（ＩｒＤＡ、Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  ＷｉｄｅＢａｎｄ）、ジグビー、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のような無線ネットワークまたは有線電話網、有線インターネットのような有線ネットワークを通じて外部のマルチメディア機器とデータを送受信するように構成される。
【０１１７】
符号化モジュール９３０は、一実施形態によれば、通信部９１０あるいはマイクロフォン９７０を通じて提供される時間ドメインのオーディオ信号を周波数ドメインのオーディオスペクトルに変換し、オーディオスペクトルについて、所定のサブバンド単位でエンベロープを獲得し、サブバンド単位で前記エンベロープに対して量子化を行い、隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして使い、現在サブバンドの差値に対して無損失符号化を行ってビットストリームを生成する。
【０１１８】
符号化モジュール９３０は、他の実施形態によれば、エンベロープの量子化時に所定の量子化インデックスに対応する量子化領域での全体量子化誤差が最小になるように前記量子化領域の境界を調整し、これより更新される量子化テーブルを用いて量子化を行う。
【０１１９】
保存部９５０は、符号化モジュール９３０で生成される、符号化されたビットストリームを保存する。一方、保存部９５０は、マルチメディア機器９００の運用に必要な多様なプログラムを保存する。
【０１２０】
マイクロフォン９７０は、ユーザあるいは外部のオーディオ信号を符号化モジュール９３０に提供する。
【０１２１】
図１０は、本発明の一実施形態による復号化モジュールを備えるマルチメディア機器の構成を示すブロック図である。図１０に示されたマルチメディア機器１０００は、通信部１０１０及び復号化モジュール１０３０を備える。また、復号化結果で得られる復元されたオーディオ信号の用途によって、復元されたオーディオ信号を保存する保存部１０５０をさらに備える。また、マルチメディア機器１０００は、スピーカー１０７０をさらに備える。すなわち、保存部１０５０及びスピーカー１０７０はオプションで備えられる。一方、図１０に示されたマルチメディア機器１０００は、任意の符号化モジュール（図示せず）、例えば、一般的な符号化機能を行う符号化モジュールあるいは本発明の一実施形態による符号化モジュールをさらに備える。ここで、復号化モジュール１０３０は、マルチメディア機器１０００に備えられる他の構成要素（図示せず）と共に一体化され、少なくとも１つの以上のプロセッサ（図示せず）で具現される。
【０１２２】
図１０を参照すれば、通信部１０１０は、外部から提供される、符号化されたビットストリームとオーディオ信号のうち少なくとも１つを受信するか、または復号化モジュール１０３０の復号化結果で得られる復元されたオーディオ信号と、符号化結果で得られるオーディオビットストリームのうち少なくとも１つを送信する。一方、通信部１０１０は、図９の通信部９１０と実質的に類似して具現される。
【０１２３】
復号化モジュール１０３０は、一実施形態によれば、通信部１０１０を通じて提供されるビットストリームを受信し、ビットストリームから隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失復号化を行い、無損失復号化結果で復元された現在サブバンドの差値から、サブバンド単位で前記量子化されたエンベロープを求めて逆量子化を行う。
【０１２４】
保存部１０５０は、復号化モジュール１０３０で生成される復元されたオーディオ信号を保存する。一方、保存部１０５０は、マルチメディア機器１０００の運用に必要な多様なプログラムを保存する。
【０１２５】
スピーカー１０７０は、復号化モジュール１０３０で生成される復元されたオーディオ信号を外部に出力する。
【０１２６】
図１１は、本発明の一実施形態による符号化モジュール及び復号化モジュールを備えるマルチメディア機器の構成を示すブロック図である。図１１に示されたマルチメディア機器１１００は、通信部１１１０、符号化モジュール１１２０及び復号化モジュール１１３０を備える。また、符号化結果で得られるオーディオビットストリームあるいは復号化結果で得られる復元されたオーディオ信号の用途によって、オーディオビットストリームあるいは復元されたオーディオ信号を保存する保存部１１４０をさらに備える。また、マルチメディア機器１１００は、マイクロフォン１１５０あるいはスピーカー１１６０をさらに備える。ここで、符号化モジュール１１２０及び復号化モジュール１１３０は、マルチメディア機器１１００に備えられる他の構成要素（図示せず）と共に一体化され、少なくとも１つ以上のプロセッサ（図示せず）で具現される。
【０１２７】
図１１に示された各構成要素は、図９に示されたマルチメディア機器９００の構成要素あるいは図１０に示されたマルチメディア機器１０００の構成要素と重なるので、その詳細な説明は略する。
【０１２８】
図９ないし図１１に示されたマルチメディア機器９００、１０００、１１００には、電話、モバイルフォンなどを含む音声通信専用端末、ＴＶ、ＭＰ３プレーヤなどを含む放送あるいは音楽専用装置、あるいは音声通信専用端末と放送あるいは音楽専用装置との融合端末装置が含まれるが、これらに限定されるものではない。また、マルチメディア機器９００、１０００、１１００は、クライアント、サーバあるいはクライアントとサーバとの間に配される変換器として使われる。
【０１２９】
一方、マルチメディア機器９００、１０００、１１００が、例えば、モバイルフォンである場合、図示されていないが、キーパッドなどのユーザ入力部、ユーザインターフェースあるいはモバイルフォンで処理される情報をディスプレイするディスプレイ部、モバイルフォンの全般的な機能を制御するプロセッサをさらに備える。また、モバイルフォンは、撮像機能を持つカメラ部と、モバイルフォンで要する機能を行う少なくとも１つ以上の構成要素とをさらに備える。
【０１３０】
一方、マルチメディア機器９００、１０００、１１００が、例えば、ＴＶの場合、図示されていないが、キーパッドなどのユーザ入力部、受信された放送情報をディスプレイするディスプレイ部、ＴＶの全般的な機能を制御するプロセッサをさらに備える。また、ＴＶは、ＴＶで要する機能を行う少なくとも１つ以上の構成要素をさらに備える。
【０１３１】
前記実施形態による方法は、コンピュータで実行されるプログラムで作成でき、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を用いて前記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現される。また、前述した本発明の実施形態で使われるデータ構造、プログラム命令、あるいはデータファイルは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に多様な手段を通じて記録される。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータが保存されるすべての保存装置を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのプログラム命令を保存して行うように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。また、コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、プログラム命令、データ構造などを指定する信号を伝送する伝送媒体であってもよい。プログラム命令の例としては、コンパイラによって作われる機械語コードだけではなく、インタプリタなどを使ってコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。
【０１３２】
以上のように本発明の一実施形態は、たとえ限定された実施形態及び図面によって説明されたとしても、本発明の一実施形態は前記説明された実施形態に限定されるものではなく、当業者ならば、これらの記載から多様な修正及び変形が可能であろう。よって、本発明のスコープは、前述した説明ではなく特許請求の範囲に示されており、その均等または等価的な変形はいずれも本発明の技術的思想の範疇に属するといえる。
【０１３３】
以下、本願により教示される手段を例示的に列挙する。
（付記１）
オーディオスペクトルについて、所定のサブバンド単位でエンベロープを獲得する段階と、
前記サブバンド単位で、前記エンベロープに対して量子化する段階と、
隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失符号化を行う段階と、を含むオーディオ符号化方法。
（付記２）
前記量子化段階では、所定の量子化インデックスに対応する量子化領域での全体量子化誤差が最小になるように、前記量子化領域の境界を調整する付記１に記載のオーディオ符号化方法。
（付記３）
前記エンベロープは、前記サブバンドの平均エネルギー、平均振幅、パワー及びｎｏｒｍ値のうちいずれか一つである付記１に記載のオーディオ符号化方法。
（付記４）
前記無損失符号化段階では、前記隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値が特定範囲を持つように調整する付記１に記載のオーディオ符号化方法。
（付記５）
前記無損失符号化段階では、前記以前サブバンドの差値の範囲を複数のグループに分け、各グループ別に既定のハフマンテーブルを用いて前記現在サブバンドの差値についてのハフマン符号化を行う付記１に記載のオーディオ符号化方法。
（付記６）
前記無損失符号化段階では、前記以前サブバンドの差値の範囲を第１ないし第３グループに分け、前記第１ないし第３グループについて、単独の第１ハフマンテーブル及び共有の第２ハフマンテーブルを含む２個のハフマンテーブルを割り当てる付記５に記載のオーディオ符号化方法。
（付記７）
前記無損失符号化段階では、前記第２ハフマンテーブルを共有する場合、前記現在サブバンドの差値をそのまま用いるか、または反転処理して用いる付記６に記載のオーディオ符号化方法。
（付記８）
前記無損失符号化段階では、以前サブバンドが存在しない最初のサブバンドについては、前記量子化されたエンベロープをそのまま無損失符号化し、コンテキストとして使われる場合には、所定の基準値によって得られる差値を用いる付記１に記載のオーディオ符号化方法。
（付記９）
オーディオスペクトルについて、所定のサブバンド単位でエンベロープを獲得するエンベロープ獲得部と、
前記サブバンド単位で、前記エンベロープに対して量子化するエンベロープ量子化部と、
隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失符号化を行うエンベロープ符号化部と、
前記オーディオスペクトルについて量子化及び無損失符号化を行うスペクトル符号化部と、を備えるオーディオ符号化装置。
（付記１０）
前記オーディオスペクトルについて前記サブバンド単位でエンベロープを用いて正規化を行い、正規化されたオーディオスペクトルを前記スペクトル符号化部に提供するスペクトル正規化部をさらに備える付記９に記載のオーディオ符号化装置。
（付記１１）
前記スペクトル符号化部は、ファクトリアル・パルス・コーディングによって無損失符号化を行う付記９に記載のオーディオ符号化装置。
（付記１２）
ビットストリームから隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失復号化を行う段階と、
前記無損失復号化結果で復元された現在サブバンドの差値から、サブバンド単位で前記量子化されたエンベロープを求めて逆量子化を行う段階と、を含むオーディオ復号化方法。
（付記１３）
前記エンベロープは、前記サブバンドの平均エネルギー、平均振幅、パワー及びｎｏｒｍ値のうちいずれか一つである付記１２に記載のオーディオ復号化方法。
（付記１４）
前記無損失復号化段階では、前記以前サブバンドの差値の範囲を複数のグループに分け、各グループ別に既定のハフマンテーブルを用いて前記現在サブバンドの差値についてのハフマン復号化を行う付記１２に記載のオーディオ復号化方法。
（付記１５）
前記無損失復号化段階では、前記以前サブバンドの差値の範囲を第１ないし第３グループに分け、前記第１ないし第３グループについて、単独の第１ハフマンテーブル及び共有の第２ハフマンテーブルを含む２個のハフマンテーブルを割り当てる付記１４に記載のオーディオ復号化方法。
（付記１６）
前記無損失符号化段階では、前記第２ハフマンテーブルを共有する場合、前記現在サブバンドの差値をそのまま用いるか、または反転処理して用いる付記１５に記載のオーディオ復号化方法。
（付記１７）
前記無損失復号化段階では、以前サブバンドが存在しない最初のサブバンドについては、前記量子化されたエンベロープをそのまま無損失復号化し、コンテキストとして使われる場合には所定の基準値によって得られる差値を用いる付記１２に記載のオーディオ復号化方法。
（付記１８）
ビットストリームから隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失復号化を行うエンベロープ復号化部と、
前記無損失復号化結果で復元された現在サブバンドの差値から、サブバンド単位で前記量子化されたエンベロープを求めて逆量子化を行うエンベロープ逆量子化部と、
前記ビットストリームに含まれたスペクトル成分について無損失復号化及び逆量子化を行うスペクトル復号化部と、を備えるオーディオ復号化装置。
（付記１９）
前記逆量子化されたスペクトル成分について、前記サブバンド単位でエンベロープを用いて逆正規化を行うスペクトル逆正規化部をさらに備える付記１８に記載のオーディオ復号化装置。
（付記２０）
スペクトル復号化部は、ファクトリアル・パルス・デコーディングによって無損失復号化を行う付記１８に記載のオーディオ復号化装置。
（付記２１）
オーディオスペクトルについて、所定のサブバンド単位でエンベロープを獲得し、前記サブバンド単位で前記エンベロープに対して量子化し、隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失符号化を行う符号化モジュールを備えるマルチメディア機器。
（付記２２）
ビットストリームから隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失復号化を行い、前記無損失復号化結果で復元された現在サブバンドの差値から、サブバンド単位で前記量子化されたエンベロープを求めて逆量子化を行う復号化モジュールを備えるマルチメディア機器。
（付記２３）
オーディオスペクトルについて、所定のサブバンド単位でエンベロープを獲得し、前記サブバンド単位で前記エンベロープに対して量子化し、隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失符号化を行う符号化モジュールと、
ビットストリームから隣接しているサブバンドに対して量子化されたエンベロープ間の差値を求め、以前サブバンドの差値をコンテキストとして現在サブバンドの差値に対して無損失復号化を行い、前記無損失復号化結果で復元された現在サブバンドの差値から、サブバンド単位で前記量子化されたエンベロープを求めて逆量子化を行う復号化モジュールと、を備えるマルチメディア機器。
（付記２４）
付記１に記載のオーディオ符号化方法をコンピュータで実行させられるプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
（付記２５）
付記１２に記載のオーディオ復号化方法をコンピュータで実行させられるプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３４】
【特許文献１】特開２００８−０８３２９５号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８６０３号公報
【図１】
2018067008.tif 000042
【図２】
2018067008.tif 000043
【図３Ａ】
2018067008.tif 000044
【図３Ｂ】
2018067008.tif 000045
【図４Ａ】
2018067008.tif 000046
【図４Ｂ】
2018067008.tif 000047
【図５Ａ】
2018067008.tif 000048
【図５Ｂ】
2018067008.tif 000049
【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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