(57)【要約】【課題】サブバンド符号化方法によって圧縮されたビットストリームの再生を、フレーム途中の任意の箇所から行うことができるディジタルオーディオデコーダを提供する。【解決手段】ＲＯＭ１１には、複数のサブバンドサンプルと、サブバンドサンプルをデコードする際に使用されるサイドデータとからなるフレームを複数接続してなるビットストリームが記憶されている。メモリ１５には、予め、再生開始箇所を指示する指示データと、再生開始箇所が属するフレームのサイドデータとが記憶されている。制御回路１４は、メモリ１５内の指示データに基づいてＲＯＭ１１からサブバンドサンプルを読み出す。逆量子化回路１３は読み出されたサブバンドサンプルをメモリ１５から読み出されたサイドデータに基づいて逆量子化する。サブバンド合成回路１６は、逆量子化回路１３の出力を合成して元の楽音データに戻す。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブバンドサンプルと、該サブバンドサンプルをデコードする際に使用されるサイドデータとからなるフレームを複数接続してなるビットストリームをデコードするディジタルオーディオデコーダにおいて、
再生開始箇所が属するフレームのサイドデータを予め記憶する記憶手段と、
前記記憶手段内のサイドデータに基づいて、前記再生開始箇所以降のサブバンドサンプルをデコードするデコード手段と、
を具備することを特徴とするディジタルオーディオデコーダ。
【請求項２】
複数のサブバンドサンプルと、該サブバンドサンプルをデコードする際に使用されるサイドデータとからなるフレームを複数接続してなるビットストリームを第１の記憶手段から読み出し、デコードするディジタルオーディオデコーダにおいて、
予め、再生開始箇所を指示する指示データと、前記再生開始箇所が属するフレームのサイドデータとを記憶する第２の記憶手段と、
前記指示データに基づいて前記第１の記憶手段からサブバンドサンプルを読み出す読出手段と、
前記第１の記憶手段から読み出されたサブバンドサンプルを前記第２の記憶手段内のサイドデータに基づいてデコードするデコード手段と、
を具備することを特徴とするディジタルオーディオデコーダ。
【請求項３】
前記デコード手段は、前記第１の記憶手段から読み出されたサブバンドサンプルを前記第２の記憶手段から読み出されたサイドデータに基づいて逆量子化する逆量子化回路と、前記逆量子化回路の出力を合成して元の楽音データに戻すサブバンド合成回路とからなることを特徴とする請求項２に記載のディジタルオーディオデコーダ。
【請求項４】
前記逆量子化回路は、逆量子化が終了したデータについて、前記指示データが指示するデータ以降のデータを順次出力することを特徴とする請求項３に記載のディジタルオーディオデコーダ。
【請求項５】
前記サブバンド合成回路は、時系列化処理が終了したデータについて、前記指示データが指示するデータ以降のデータを順次出力することを特徴とする請求項３に記載のディジタルオーディオデコーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、サブバンド符号化方式により圧縮されたディジタルオーディオ信号（ビットストリーム）をデコードするディジタルオーディオデコータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
サブバンド符号化による圧縮方式として、ＭＰＥＧＡＵＤＩＯ等の方式が知られている。この方式は圧縮率が高いことから、近年、種々の分野で広く使用されつつある。
この方法による圧縮回路の構成を図４に示す。入力されたディジタルオーディオ信号Ｄａは１１５２サンプル数毎にブロック化（フレームと言う）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フィルタバンク１は、入力信号を等しい帯域幅を持つ３２バンドのサブバンド信号に分割する。この場合、各々のサブバンド信号は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２は、１フレームにおける各々のサブバンド信号に対し、最大絶対値を持つサンプルを検出する。その値を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。
【０００３】
一方、心理聴覚分析部３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４は心理聴覚分析部３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５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２から出力されるサブバンド信号を量子化する。ビットストリーム生成部６は、量子化されたサブバンドサンプル、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し、出力する。
【０００４】
また、上述した回路によって生成されたビットストリームを復号するデコーダは、まず、ビットストリームからビット割当情報およびスケールファクタを抽出し、ビット割当情報に従ってビットストリームから３２のサブバンドサンプルに各々対応したビット列を読み取り、サブバンドサンプル毎に逆量子化を行い、さらに、スケールファクタを乗算する。そして、逆量子化されたサブバンド信号をサブバンド合成して元のディジタルオーディオ信号（ＰＣＭ楽音データ）に戻す。
【０００５】
なお、従来のサブバンド符号化による圧縮方式の技術文献として特許文献１が知られている。また、特許文献２には、ＡＤＰＣＭ方式によって圧縮されたデータのフレーム途中の再生技術が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１５５５９６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１６３０７０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したサブバンド符号化方法によって圧縮されたデータは、１フレーム＝１１５２サンプル単位で圧縮されており、このため、復号時も１１５２サンプル単位でなければ復号できなかった。すなわち、サブバンド符号化方法によって圧縮された楽曲の再生を、楽曲の途中から行う場合に、フレームの区切りからしか再生できず、望みの場所から再生することができない問題があった。なお、１フレームの全サンプルについてサブバンド合成処理を終了し、元のＰＣＭ楽音データに戻した後であれば、望みの場所から再生することができるが、この場合、復号したデータを記録する大容量のメモリが必要になると共に、再生開始までにかなりの時間が掛かり、現実的ではない。
【０００８】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、サブバンド符号化方法によって圧縮されたビットストリームデータの再生を、フレーム途中の任意の箇所から行うことができるディジタルオーディオデコーダを提供することにある。
【０００９】
【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るためになされたもので、請求項１に記載の発明は、複数のサブバンドサンプルと、該サブバンドサンプルをデコードする際に使用されるサイドデータとからなるフレームを複数接続してなるビットストリームをデコードするディジタルオーディオデコーダにおいて、再生開始箇所が属するフレームのサイドデータを予め記憶する記憶手段と、前記記憶手段内のサイドデータに基づいて、前記再生開始箇所以降のサブバンドサンプルをデコードするデコード手段とを具備することを特徴とするディジタルオーディオデコーダである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、複数のサブバンドサンプルと、該サブバンドサンプルをデコードする際に使用されるサイドデータとからなるフレームを複数接続してなるビットストリームを第１の記憶手段から読み出し、デコードするディジタルオーディオデコーダにおいて、予め、再生開始箇所を指示する指示データと、前記再生開始箇所が属するフレームのサイドデータとを記憶する第２の記憶手段と、前記指示データに基づいて前記第１の記憶手段からサブバンドサンプルを読み出す読出手段と、前記第１の記憶手段から読み出されたサブバンドサンプルを前記第２の記憶手段内のサイドデータに基づいてデコードするデコード手段とを具備することを特徴とするディジタルオーディオデコーダである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のディジタルオーディオデコーダにおいて、前記デコード手段は、前記第１の記憶手段から読み出されたサブバンドサンプルを前記第２の記憶手段から読み出されたサイドデータに基づいて逆量子化する逆量子化回路と、前記逆量子化回路の出力を合成して元の楽音データに戻すサブバンド合成回路とからなることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のディジタルオーディオデコーダにおいて、前記逆量子化回路は、逆量子化が終了したデータについて、前記指示データが指示するデータ以降のデータを順次出力することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のディジタルオーディオデコーダにおいて、前記サブバンド合成回路は、時系列化処理が終了したデータについて、前記指示データが指示するデータ以降のデータを順次出力することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態によるディジタルオーディオデコーダの構成を示すブロック図である。この図において、符号１１はサブバンド符号化方法によって圧縮されたビットストリームが記憶されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）である。図２はＲＯＭ１１内のビットストリームの１フレームの構成を示す図である。この図に示すように、ビットストリームの１フレームはヘッダとオーディオデータからなり、オーディオデータがサイドデータと１１５２のサブバンドサンプルから構成されている。ここで、サイドデータには次のデータが含まれる。
Ａｌ：ビット割当情報
Ｓｃｆ：スケールファクタ選択情報
Ｓｃａ：スケールファクタ
ここで、スケールファクタＳｃａは３８４サンプル単位で指定される（１フレーム当たり３つ）が、同じ値の時は１つまたは２つに削減される。スケールファクタ選択情報Ｓｃｆはその状態を示している。
また、上記１１５２のサブバンドサンプルは９６サンプルからなるグループＧｒ０〜Ｇｒ１１に分けられている。
【００１３】
図１において、１２はＲＯＭ１１から読み出されたビットストリームを解析するビットストリーム解析部であり、ビットストリームから量子化されたサブバンドサンプルおよびサイドデータを分離し、サブバンドサンプルを逆量子化回路１３へ出力し、サイドデータを制御回路１４へ出力する。逆量子化回路１３は９６個のサブバンドサンプルからなるグループＧｒ単位で、サブバンドサンプルの逆量子化を行い、さらに、スケールファクタを乗算して９６サンプルのサブバンドデータとし、各サブバンドに対応した３２サンプル毎にサブバンド合成回路１６へ出力する。
【００１４】
制御回路１４はデコーダ各部を制御するもので、図示しないＣＰＵ（中央制御装置）からの指示を受けてメモリ１５からデータを読み出し、読み出したデータに基づいてＲＯＭ１１の読み出しアドレスを生成し、ＲＯＭ１１へ出力する。また、ビットストリーム解析部１２から出力されるサイドデータを受けて、ビット割当情報ＡｌおよびスケールファクタＳｃａを逆量子化回路１３へ出力する。
メモリ１５は予め楽音再生開始位置に関するデータが記憶されたメモリであり、具体的には次の各データが記憶されている。
（１）再生するフレームのナンバ
（２）再生するフレームのサイドデータに含まれるビット割当情報Ａｌ
（３）再生するフレームのサイドデータに含まれるスケールファクタ選択情報Ｓｃｆ
（４）再生するフレームのサイドデータに含まれるスケールファクタＳｃａ
（５）再生開始グループのナンバ
（６）再生開始グループ内の３２サンプルからなるサブバンド合成用グループのナンバ
【００１５】
サブバンド合成回路１６は、逆量子化回路１３から出力される３２のサブバンドデータを合成して圧縮前のＰＣＭ楽音データに戻す回路であり、図３に示すように、時系列化処理回路１６ａとフィルタ処理回路１６ｂから構成されている。時系列化処理回路１６ａは逆量子化回路１３から出力される周波数帯域毎に分割されたサブバンドデータを［数１］の演算によって時系列データに変換する回路である。
【数１】
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【００１６】
フィルタ処理回路１６ｂは時系列化処理回路１６ａの出力にフィルタ処理（ＦＩＲ）を行って出力する。このフィルタ処理回路１６ｂの出力データがＰＣＭ楽音データとして次段へ出力される。
【００１７】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
いま、例えば、ＲＯＭ１１に記憶されている複数のフレームの内のフレームナンバ１のフレームのグループナンバＧｒ３の第３番目のサブバンド合成用グループ（図２の符号Ｐ参照）から再生を開始するよう、メモリ１５のデータセットが行われていたとする。この場合、メモリ１５内の上述した（１）〜（６）のデータは次の通りである。
（１）フレームナンバ・・・１
（２）ビット割当情報Ａｌ・・・フレーム１のＡｌ
（３）スケールファクタ選択情報Ｓｃｆ・・・フレーム１のＳｃｆ
（４）スケールファクタＳｃａ・・・フレーム１のＳｃａ
（５）再生開始グループナンバ・・・Ｇｒ３
（６）サブバンド合成用グループのナンバ・・・３
【００１８】
この状態において、ＣＰＵから再生スタート指示が制御回路１４へ出力されると、制御回路１４は、まず、メモリ１５から（１）フレームナンバ１、（５）グループナンバＧｒ３を読み出し、読み出したデータに基づいてグループＧｒ３の最初のサブバンドサンプルが記憶されているＲＯＭ１１のアドレスを作成し、ＲＯＭ１１へ出力する。以後、アドレスを順次インクリメントしてＲＯＭ１１へ順次出力する。これにより、ＲＯＭ１１からフレーム１のグループＧｒ３以降のサブバンドサンプルが順次読み出され、ビットストリーム解析部１２へ出力される。ビットストリーム解析部１２は、ＲＯＭ１１から読み出されたサブバンドサンプルを逆量子化回路１３へ出力する。
【００１９】
一方、制御回路１４はＲＯＭ１１へアドレスを出力すると、次に、メモリ１５から（２）ビット割当情報Ａｌ、（３）スケールファクタ選択情報Ｓｃｆ、（４）スケールファクタＳｃａ、（６）サブバンド合成用グループのナンバ３を読み出し、ビット割当情報ＡｌおよびスケールファクタＳｃａおよびサブバンド合成用グループのナンバを逆量子化回路１３へ出力する。逆量子化回路１３は、ビットストリーム解析部から出力されるサブバンドサンプルを制御回路１４から出力されるビット割当情報ＡｌおよびスケールファクタＳｃａを用いて逆量子化し、制御回路１４から出力されるサブバンド合成用グループナンバ３が示すサブバンド合成用グループから順次サブバンド合成回路１６へ出力する。サブバンド合成回路１６は逆量子化回路１３から出力されるサブバンドデータを合成し、ＰＣＭ楽音データとして出力する。
【００２０】
このように、上記実施形態においては、メモリ１５内に予め（２）ビット割当情報Ａｌ、（３）スケールファクタ選択情報Ｓｃｆ、（４）スケールファクタＳｃａが用意されているので、フレーム途中からサブバンドサンプル読み出しを行っても、読み出したサブバンドサンプルの処理を即刻行うことができ、したがって、フレーム途中からの楽音再生が可能になる。
【００２１】
なお、上述した実施形態は３２サブバンドサンプル単位での読み出し、言い換えれば、３２ＰＣＭ楽音データ単位の読み出しであるが、グループＧｒ単位（９６サブバンドサンプル単位）で読み出す場合は、上述した（６）サブバンド合成用グループのナンバが不要になることは勿論である。
【００２２】
また、１ＰＣＭ楽音データ単位で読み出しを行う場合は、メモリ１５に上述した（１）〜（６）のデータに加えてさらに、
（７）ＰＣＭ楽音データナンバ：サブバンド合成用グループの３２データの内の何番目のデータから再生するかを指示するデータ
を記憶させておく。そして、制御回路１４は再生開始時に（７）ＰＣＭ楽音データナンバをサブバンド合成回路１６へ出力する（破線参照）。サブバンド合成回路１６の時系列化処理回路１６ａは、そのＰＣＭ楽音データナンバを受け、時系列化したデータの内のそのＰＣＭ楽音データナンバが示すデータ以降をフィルタ処理回路１６ｂへ出力する。
なお、上記実施形態におけるメモリ１５内のデータを予めＲＯＭ１１に記憶させておいてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、サブバンド符号化方法によって圧縮されたビットストリームデータの再生を、大容量のメモリを使用することなく、かつ、再生開始処理に時間をかけることなく、フレーム途中の任意の箇所から行うことができる。これにより、楽曲の異なるフレーズ（または、同じフレーズ）の任意の箇所にジャンプすることが可能となり、また、フレーズの任意の場所を繰り返しループさせる処理も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施形態によるディジタルオーディオデコーダの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＲＯＭ１１に記憶されたビットストリームの構成を示す図である。
【図３】図１におけるサブバンド合成回路１６の構成を示す図である。
【図４】サブバンド符号化方法によるデータ圧縮回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１…ＲＯＭ、１２…ビットストリーム解析部、１３…逆量子化回路、１４…制御回路、１５…メモリ、１６…サブバンド合成回路、１６ａ…時系列化処理回路、１６ｂ…フィルタ処理回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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