(57)【要約】【課題】一度圧縮処理を施されたオーディオデータを一旦伸長し、再度圧縮処理を施す際に発生するオーディオデータの音質劣化を低減する。【解決手段】オーディオデータを第一の圧縮方式で圧縮し、伸長処理に必要なパラメータと共に多重化された多重化データを、逆多重化によって量子化オーディオデータと伸長処理に必要なパラメータとに分離する。その符号化オーディオデータとパラメータデータをそれぞれ第二の圧縮方式でのフォーマットに準ずるデータに変換し、そのまま多重化させて第二の圧縮方式のフォーマットに準じた多重化データを生成する。【選択図】　図１
2004094090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間軸上のディジタルオーディオ信号を所定の時間フレーム毎に周波数軸上のスペクトル信号に変換し、生成した前記フレーム単位のスペクトル信号を複数のユニットに分割し、前記各ユニットごとに前記ユニット内に含まれるスペクトル信号の中から最大レベルのスペクトル信号を検出し、前記最大レベルによって所定の量子化ビット数を聴覚特性に基づいて割り当てることにより前記各ユニットに含まれるスペクトル信号を圧縮、符号化して、伸長時に必要なパラメータと多重化して得られる多重化データを伝送もしくは記録媒体に記録を行い、また記録媒体から読み出されたあるいは伝送された多重化データを逆多重化して伸長時に必要なパラメータと符号化データを分離し、パラメータを用いて符号化データを逆量子化してスペクトル信号を生成し、逆変換によって時間軸上のオーディオデータを生成するオーディオ信号圧縮伸長装置であって、
逆多重化手段によって生成された第一の圧縮方式によって圧縮、量子化された第一の符号化オーディオデータを第二の圧縮方式に適合する符号化オーディオデータに変換する符号化オーディオデータ変換手段と、
前記逆多重化手段によって生成された前記第一の符号化オーディオデータを伸長するために必要な複数のパラメータを前記第二の圧縮方式に適合するパラメータに変換するパラメータ変換手段と、
を具備することを特徴とするオーディオ信号圧縮伸長装置。
【請求項２】
前記第一の符号化オーディオデータを前記複数のパラメータを用いてオーディオ信号に伸長した後、前記第二の圧縮方式よって再び圧縮する際に、
前記第一の複数のパラメータを保持するパラメータ保持手段と、
前記パラメータ保持手段に保持されている前記第一の複数のパラメータを参照して、量子化ビットの割当を決める量子化ビット割当手段と、
を具備することを特徴とするオーディオ信号圧縮伸長装置。
【請求項３】
前記パラメータ変換装置は、テーブルを用いて変換データを導出することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号圧縮伸長装置。
【請求項４】
時間軸上のディジタルオーディオ信号を所定の時間フレーム毎に周波数軸上のスペクトル信号に変換し、生成した前記フレーム単位のスペクトル信号を複数のユニットに分割し、前記各ユニットごとに前記ユニット内に含まれるスペクトル信号の中から最大レベルのスペクトル信号を検出し、前記最大レベルによって所定の量子化ビット数を聴覚特性に基づいて割り当てることにより前記各ユニットに含まれるスペクトル信号を圧縮、符号化して伸長時に必要なパラメータと多重化して得られる多重化データを伝送もしくは記録媒体に記録を行い、また記録媒体から読み出されたあるいは伝送された多重化データを逆多重化して伸長時に必要なパラメータと符号化データを分離し、パラメータを用いて符号化データを逆量子化してスペクトル信号を生成し、逆変換によって時間軸上のオーディオデータを生成するオーディオ信号圧縮伸長方法であって、
逆多重化手段によって生成された第一の圧縮方式によって圧縮、量子化された第一の符号化オーディオデータを第二の圧縮方式に適合する符号化オーディオデータに変換する符号化オーディオデータ変換ステップと、
前記逆多重化手段によって生成された前記第一の符号化オーディオデータを伸長するために必要な複数のパラメータを前記第二の圧縮方式に適合するパラメータに変換するパラメータ変換ステップと、
を具備することを特徴とする、オーディオ信号圧縮伸長方法。
【請求項５】
前記第一の符号化オーディオデータを前記複数のパラメータを用いてオーディオ信号に伸長した後、前記第二の圧縮方式よって再び圧縮する際に、
前記第一の複数のパラメータを保持するパラメータ保持ステップと、
前記パラメータ保持手段に保持されている前記第一の複数のパラメータを参照して、各ユニットに割り当てる量子化ビット数を決める量子化ビット割当ステップとを具備することを特徴とするオーディオ信号圧縮伸長方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は所定の方式で圧縮されたオーディオデータと伸長に必要なパラメータとを多重化する方法および装置に関し、特に一度圧縮したオ−ディオデータを再度異なるもしくは同じ圧縮方式で圧縮し直す方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオデータを記録したＣＤ等の光ディスクや磁気テープ等の記録媒体から再生装置でデータを読み出し、記録装置へデータを転送し、そのデータを記録装置で別の記録媒体へ記録するダビング操作は一般的に行われている。例えば、読み出したオーディオデータをデジタル化した後にＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｃｏｄｉｎｇ　Ｇｒｏｕｐ）やＡＴＲＡＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｃｏｄｉｎｇ）などのような圧縮処理を施し、圧縮データの形式で記録媒体に記録する方法も一般的になっている。
【０００３】
データ圧縮を行うと、同じ時間の音楽や画像データが数分の１から１０数分の１のデータ量に圧縮できるため記録媒体の使用量を少なくすることができ、また記録媒体のサイズを小さく出来るため、録音、録画、再生機器の大きさを小さくすることが可能となる。また通信回線を介したオーディオデータの配信においても圧縮したデータを用いることで通信コストを小さくすることが可能となる。
【０００４】
多くのオーディオデータ圧縮方式は、例えば、人間の聴覚特性を利用して人間には聞こえにくい信号成分を圧縮したり、可変長符号化方法や変換テーブルを用いて頻繁に現れる符号パターンには短い符号パターンに置きかえるエントロピー符号化等符号化時に冗長な部分を圧縮する方法を用いて、再生時の音質の劣化を最小限に抑えながら圧縮率を高める工夫がなされている。図４を用いて、オーディオデータの圧縮方法を簡単に説明する。
【０００５】
アナログオーディオデータ４００をサンプリング周波数４４．１ｋＨｚのＡ／Ｄコンバータ４０１によってデジタルオーディオデータ４０９に変換される。この５１２ワードのデジタルオーディオデータ４０９を１フレームとして処理が行われる。
【０００６】
デジタルオーディオデータ４０９は直交変換装置４０２によって５１２ワードのスペクトルデータ４１０に変換される。絶対値最大スペクトルデータ抽出装置４０３では、これらのスペクトルデータ４１０を所定のワード単位でユニットと呼ばれるグループに分けられ、ユニット毎に最大の絶対値を持つスペクトルデータを検出し、正規化基準データ４１４を出力する。量子化ビット割り当て装置４０８は、正規化基準データ４１４を用いて各グループに割り当てる量子化ビット数データ４１５を算出する。使用できる量子化ビット数は限られており、残りビット数記憶装置４０８に記憶されている残りビット数４１７を参照しながら量子化ビット数データを決めていく。正規化装置４０５では、正規化基準データ４１４を用いて、各ユニット毎にスペクトルデータ４１１に正規化を施して正規化スペクトルデータ４１２を生成する。量子化装置４０６は量子化ビット数データ４１５を用いて、各ユニット毎に正規化スペクトルデータ４１２を量子化し、符号化オーディオデータ４１３を生成する。多重化装置４０７は符号化オーディオデータ４１３と、伸長処理に必要な量子化ビット数データ４１５と正規化基準データ４１４とを、圧縮方式によってあらかじめ決められた形式に従って多重化データ４１８を生成し、出力する。
【０００７】
人間の聴覚にはある信号レベル以下になると信号そのものがあっても検知できなくなる境界が存在し、周波数によってそのレベルが変化する。この周波数特性を最小可聴限と言い、各グループの最大の絶対値を持つスペクトルデータの大きさが最小可聴限のレベル以下の場合には、人間には検知できない信号とみなすことができ量子化ビットを割り当てる必要がない。また、スペクトルデータの量子化の際には量子化ノイズが発生するが、量子化ノイズが残存していてもそのレベルが最小可聴限のレベル以下ならば人間が検知出来なければ聴感上問題がないため、信号レベルが大きくても最小可聴限のレベルが大きければ、量子化ビットを多く割り当てる必要がなくなる。このようにして、人間の聴覚特性を用いることで、割り当てる量子化ビットを減らすことが可能となる。
【０００８】
各グループのスペクトルデータは該当グループの最大スペクトルデータによって正規化され、先に決められた量子化ビット数によって量子化される。
【０００９】
この量子化オーディオデータ、割り当てビット数データと正規化基準データを一定のフォーマットに従って多重化される。この多重化データの１フレームあたりのデータ数は決まっており、通常は量子化ビットが足りない場合が多い。この時に、制限されたデータ量に収まるようにどのスペクトルデータのグループにどれだけ量子化ビットを割り振るかを明確に規定している圧縮フォーマットはほとんどなく、基本的には各圧縮装置によって異なる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
これまでは、前述のようにコンパクトディスクなど非圧縮のオーディオデータを入力としてその機器で対応している圧縮方式によって圧縮し、記録媒体に記録して音楽を楽しむことが多かったが、最近ではあらかじめ圧縮された音楽データが入力となる機会が増えてきている。例えば、電子配信によって配信された圧縮データをユーザが受信して記録媒体に記録する、というものである。配信された圧縮データの圧縮方式がユーザの保有する再生機器の対応する圧縮方式と同じならばそのままその機器で再生が可能であるが、圧縮データの圧縮方式とユーザが保有している機器が対応している圧縮方式とが異なる場合がある。
【００１１】
このような場合、例えば配信された圧縮データをコンピュータ等でその圧縮方式に準じて伸長し、更に機器が対応している圧縮方式で圧縮しなおさなければならない。
【００１２】
また圧縮方式には、同じ方式で複数の異なる圧縮率に対応しているものもあり、同じ時間のオーディオデータをより小さいデータ量で記録しなおしたい場合には上記と同様に一旦伸長処理を行った後、より圧縮率の高いモードで圧縮を行って記録する場合もある。
【００１３】
オーディオデータを圧縮する際には、前述のように所定の圧縮率を達成するために限定された量子化ビット数をより聴感上有効とみなされるデータに割り当てるが、このビット割り当て方法は圧縮する方式ではもちろんのこと、同じ方式でも実行する機器やソフトウェア等によって異なる。
【００１４】
例えば、ある入力信号に対して聴覚モデル等を用いて量子化ビット数を計算した結果、図５の５０１のような量子化ビットの分布になったが、多重化データの規定ワード数より多いために割り当てた量子化ビットを減らさなければならない。
第一の圧縮方式では図５の５０２のように全帯域から一様に量子化ビットを減らす方法をとっている。この場合、空白の升目分が量子化ノイズに相当する。一方、第二の圧縮方式では、図５の５０３のように高域のユニットから順に割当ビットを減らす方法をとっている。
【００１５】
第一の圧縮方式で圧縮した後に一旦伸長し、再度第二の圧縮方式で圧縮した場合、中低域の信号に多く量子化ビットを割り当てても、第一の圧縮時に既に量子化ノイズを含んでいるので、元にはもどらない。更に、第一の圧縮方式では残っていた高域部の信号が第二の圧縮方式によって量子化ビットが割り当てられなくなり、音質が劣化することになる。
【００１６】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするものであり、圧縮されたオーディオデータを伸長し、再び圧縮する場合に、再圧縮する際に起こる音質劣化を最小限に抑えることが可能なオーディオ信号圧縮伸長装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るオーディオ信号圧縮伸長装置及び方法は、次のような手段を講じることにより、上記の課題を解決するものである。すなわち、オーディオデータを第一の圧縮方式で圧縮し、伸長処理に必要なパラメータと共に多重化された多重化データを、逆多重化によって量子化オーディオデータと伸長処理に必要なパラメータとに分離する。その符号化オーディオデータとパラメータデータをそれぞれ第二の圧縮方式でのフォーマットに準ずるデータに変換し、そのまま多重化させて第二の圧縮方式のフォーマットに準じた多重化データを生成する。
また、パラメータ保持装置によって逆多重化の際に得られたパラメータデータを保持しておき、第一の圧縮方式で圧縮された符号化データを伸長した後、第二の圧縮方式での再圧縮時に保持したパラメータを参照しながら各ユニットに割り当てる量子化ビット数を決定する。
【００１８】
本発明では、圧縮されたオーディオデータを一旦伸長してオーディオデータを生成した後、他の圧縮方式、もしくは同じ圧縮方式で再度オーディオデータを圧縮する際に、最初の圧縮処理で残された成分を伸長されたパラメータや量子化オーディオデータ自身から取り出し、保持し、再圧縮時にそれらを利用することによって、再圧縮時に通常起こりうる音質劣化を低減させることが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るオーディオ信号圧縮伸長装置及び方法の具体的な実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
実施の形態１は、第一の圧縮処理によって生成された多重化データを逆多重化して量子化オーディオデータとパラメータデータとに分離し、それぞれのデータを第二の圧縮方式に適合するように変換し、多重化することで、従来伸長処理、再圧縮処理を連続して行うことによって発生していた音質劣化を低減させるものである。
【００２１】
以下、図１、図３を用いて第１の実施の形態に係るオーディオ信号圧縮伸長装置を説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるオーディオ信号圧縮伸長装置の構成を示すブロック図である。図３は各データ変換手段で使用するテーブルである。
【００２２】
逆多重化手段１０１は多重化データ１０６から、第一の圧縮処理方式によって圧縮された符号化オーディオデータ１０７と各ユニットの正規化基準データ１０９と、各ユニットに割り当てられた量子化ビット数データ１１１とに分離する。
【００２３】
第一のデータ変換手段１０５は、量子化ビット数データ１１１から第二の圧縮方式に準じた量子化ビット数データ１１２に変換する。まず、量子化ビット数データ変換テーブル３０１を用いて、第一の圧縮方式の量子化データに対応する第二の圧縮方式の量子化ビット数データを検索し、変換する。更に、ユニット変換テーブル３００によって、第一の圧縮方式のユニットが第二の圧縮方式においてどのユニットに含まれるかを確認し、ユニットがまたがる場合には、その複数ユニットの量子化ビット数データの中で最小値を採用する。
【００２４】
更新した量子化ビット数データから全割当ビット数を算出し、第二の圧縮方式による多重化データのワード数より大きいかどうかをチェックする。第一の圧縮方式による全割当ビット数の方が大きい場合には、第一の圧縮方式による全割当ビット数の方が小さくなるまで最も高域にあるユニットから順に割当ビット数を１つずつ減らして行く。
【００２５】
第二のデータ変換手段１０４では、第一の圧縮方式に準じた正規化基準データ１０９を第二の圧縮方式に準じた正規化基準データ１１０に変換する。まず、正規化基準データ変換テーブル３０２を用いて、第一の圧縮方式の正規化基準データに対応する第二の圧縮方式の正規化基準データを検索し、変換する。更に、ユニット変換テーブル２００によって、第一の圧縮方式のユニットが第二の圧縮方式においてどのユニットに含まれるかを確認し、複数のグループにまたがる場合には、その複数グループの正規化データの中で最大値を採用する。正規化データがここで変更した場合には、
第三のデータ変換手段１０２は、符号化データ１０７を第二の圧縮方式に準拠した符号化データ１０８に変換する。その際、第一のデータ変換手段１０５及び第二のデータ変換手段１０４で正規化データ１１０や量子化ビット数データ１１１が変更された場合には、変更前のデータを用いて逆量子化を行った後、変更後のデータによって量子化を行い、量子化データを生成する。
【００２６】
多重化手段１０３は第二の圧縮方式に準拠したオーディオ符号化データ１０８、正規化データ１１０、量子化ビット数データ１１１を多重化し、第二の圧縮方式に準拠した伸長装置によって伸長可能な多重化データ１１３を生成する。
【００２７】
このように実施の形態１では、ある圧縮方式で圧縮したオーディオデータを伸長し再度圧縮する際に、実際には伸長せずに符号化データとパラメータを再圧縮方式にあわせて変換することによって、最初の圧縮処理時の割当情報をほとんどそのまま用いることができ、再圧縮時に発生する音質劣化を軽減することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
実施の形態２は、伸長処理で使用したパラメータを別途保持しておき、再圧縮時にそのデータを参照することによって音質劣化を軽減するものである。
【００２９】
以下、図２を用いて実施の形態２におけるオーディオ信号圧縮伸長装置を説明する。図２は本発明の実施の形態２におけるオーディオ信号圧縮伸長装置の構成を示すブロック図である。
【００３０】
逆多重化手段２０１は多重化データ２１１から、第一の圧縮処理方式によって圧縮された符号化オーディオデータ及び全ユニットの正規化データ２１２と、全ユニットの量子化ビット数データ２１９とに分離する。
【００３１】
伸長装置２０２は量子化オーディオデータ及び正規化基準データ２１２と量子化ビット数データ２１９によって伸長処理を行い、デジタルオーディオデータ２１３を生成する。これで、第一の圧縮方式に準じた伸長処理が終了する。
【００３２】
直交変換装置２０３で第二の圧縮方式に準じた方式でデジタルオーディオデータ２１３をスペクトルデータ２１４に変換する。
【００３３】
スペクトルデータ２１４を所定のワード単位でユニットに分けられ、絶対値最大スペクトルデータ抽出装置２０４によってユニット毎に最大の絶対値を持つスペクトルデータを検出し、最大絶対値のスペクトルデータから正規化基準データ２２０を算出し、スペクトルデータ２１６とを出力する。
【００３４】
正規化装置２０５は各ユニット毎に正規化基準データ２２０を用いてスペクトルデータ２１６の正規化を行い正規化スペクトルデータ２１６を出力する。
【００３５】
一方、データ変換装置２０８は逆多重化装置２０１から出力された量子化ビット数データ２１９からビット割当情報２２１を算出する。まず、量子化ビット数データ２１９から各スペクトルデータに割り当てられる割り当てビット数とその総計である全割り当てビット数を算出する。次に、各スペクトルデータが第二の圧縮方式で規定されたどのユニットに含まれるかを確認しながら該当するスペクトルデータに割り当てられる量子化ビット数を算出する。各ユニットに割り当てられる量子化ビット数を全割り当てビット数で割ることで、各ユニットに割り当てられた量子化ビット数の比を求め、これをビット割り当て情報２２１として出力する。
【００３６】
量子化ビット割り当て装置２０９は、通常ならば絶対値最大スペクトルデータ抽出装置２０４から出力される正規化基準データ２２０と、あらかじめ決められた算出ルールに従って各ユニットのスペクトルデータに割り当てる量子化割り当てビット数を算出する。しかし、データ変換装置２０８にビット割当情報２２１がある場合、各ユニットのビット割当情報２２１と残りビット数記憶装置２１０に初期値として保持している全割り当てビット数とを掛けることによって各ユニットへの最初の割り当てビット数を算出する。その後、各ユニットに含まれるスペクトルデータの数等を考慮して調整を行って、各ユニットに割り当てる量子化割り当てビット数データ２２４を出力する。
【００３７】
量子化装置２０６は正規化スペクトルデータ２１６をユニット毎に量子化割当ビットデータ２２４をもとにして量子化を行い、符号化オーディオデータ２１７を出力する。
【００３８】
多重化装置２０７は、符号化オーディオデータ２１７、量子化割当ビットデータ２２４、正規化基準データ２２０を第二の圧縮方式に準じた形で多重化し、多重化データ２１８を出力する。
【００３９】
このように実施の形態２では、通常行われる伸長処理と再圧縮処理との連続処理において、伸長処理の際に得られる量子化ビットの割当情報を保持しておき、再圧縮処理時に圧縮装置固有の量子化ビット割当アルゴリズムを用いずに先の割当情報を用いて圧縮処理を行うために、最初の圧縮処理時の割当情報をほぼそのまま用いることができ、再圧縮時に発生する音質劣化を軽減することができる。
【００４０】
（実施の形態３）
実施の形態３は、第一の圧縮処理によって生成された多重化データを逆多重化して量子化オーディオデータとパラメータデータとに分離し、それぞれのデータを第二の圧縮方式に適合するように変換し、多重化することで、従来伸長処理、再圧縮処理を連続して行うことによって発生していた音質劣化を低減させるものである。
【００４１】
以下、図６、図７、図８、図９、図１０、図１１を用いて実施の形態３におけるオーディオ信号圧縮伸長方法を説明する。図６は本発明の実施の形態３におけるオーディオ信号圧縮伸長方法の処理順序を示すフローチャートである。　図７はオーディオ信号圧縮伸長方法の処理の一部である、第一のデータ変換処理の処理内容を示すフローチャートである。図８は同じくオーディオ信号圧縮伸長方法の処理の一部である、第二のデータ変換処理の処理内容を示すフローチャートである。図９は同じくオーディオ信号圧縮伸長方法の処理の一部である、第三のデータ変換処理の処理内容を示すフローチャートである。図１０は第一の圧縮処理による多重化データを示す図である。
【００４２】
逆多重化処理Ｓ６０２は、多重化データ１０００から多重化されているデータを取り出す処理である。ユニット数を表すユニット数データ１００１、各ユニットの符号化スペクトルデータに割り当てられる量子化ビット数を表す量子化ビット数データ１００２、各ユニットのスペクトルデータが正規化された際に用いた正規化データ１００３、そして正規化、量子化された符号化オーディオデータ１１０４を第一の圧縮フォーマットに従ってそれぞれ抽出し、保持する。
【００４３】
第一のデータ変換処理Ｓ９０３は、逆多重化処理Ｓ９０２によって取り出した量子化ビット数データ１１０２を第二の圧縮方式に準じたデータ形式に変換する処理である。最初に、多重化データ１１００の総データビット数から、ユニット数データ１１０１、量子化ビット数データ１１０２、正規化データ１１０３に使用したビット数を引いた、符号化オーディオデータ１１０４に割当可能な量子化ビット数の総数（ＳＵＭ１）を算出する。次の処理Ｓ１００３は、第二の圧縮方式で符号化オーディオデータに用いることのできる量子化ビット数の総数ＳＵＭ２を求める。
【００４４】
次に、ＳＵＭ１とＳＵＭ２の大きさを比較し、ＳＵＭ１が大きい場合、すなわち今のままでは第二の圧縮方式では量子化ビット数が不足してしまう場合には、高域のユニットの量子化ビット数を１減らし、ＳＵＭ１からそのユニットに含まれるスペクトルの本数を引くことによって再計算する。これを、ＳＵＭ１がＳＵＭ２以下になるまで繰り返す。量子化ビット数を１減らしたユニットに対しては、割当ビット更新フラグをつけ、量子化ビット数データをこの処理で変更したユニットがこのフラグでわかるようにする。
【００４５】
ＳＵＭ１がＳＵＭ２以下になった時点で、それぞれの量子化ビット数データを第二の圧縮方式に準拠した形に変換する。第一の圧縮方式では、量子化ビット数データはそのユニットに割り当てるビット数をそのままデータにしていたが、第二の圧縮方式では、実際に割り当てるビット数に１を足したものをデータとしているため、ここでは各データに１を足して変換を行う。
【００４６】
第二のデータ変換処理Ｓ９０４は、逆多重化処理Ｓ９０２によって取り出した正規化基準データ１１０３を第二の圧縮方式に準拠したデータ形式に変換する処理である。図１１は第二のデータ変換処理Ｓ９０４を詳細に説明したフローチャートである。
【００４７】
あらかじめ、第二の圧縮方式における正規化基準データの最大値（ＭＡＸ＃ＳＦ２）と最小値（ＭＩＮ＃ＳＦ２）とを保持しておく。逆多重化処理Ｓ９０２によって多重化データから抽出した各ユニットの正規化基準データをＭＡＸ＃ＳＦ２と比較する。ＭＡＸ＃ＳＦ２より大きい場合、該当の正規化基準データは第二の圧縮方式でのデータとして扱うことができないため、ＭＡＸ＃ＳＦ２に置き換える。同様にＭＩＮ＃ＳＦ２と比較して、ＭＩＮ＃ＳＦ２よりも小さい場合にはＭＩＮ＃ＳＦ２に置き換える。このような置き換え処理が発生したユニットに対しては、正規化基準データ更新フラグをつけ、データをこの処理で変更したユニットがこのフラグでわかるようにする。この後、正規化基準データを第二の圧縮フォーマットに準じた形式に変換する。これを全ユニット行って終了となる。
【００４８】
第三のデータ変換処理Ｓ９０５は、符号化オーディオデータ１１０４を第二の圧縮方式に準拠したデータ形式に変換する処理である。図１２は第三のデータ変換処理Ｓ９０５を詳細に説明したフローチャートである。
【００４９】
各ユニットに対して、第一のデータ変換方法Ｓ９０３及び第二のデータ変換方法Ｓ９０４でデータの変更を行った際につけたデータ更新フラグ（ＳＦＦｉ，　ＢＩＴＦｉ）を読み出し、１かどうかを確認する。割当ビットデータか正規化基準データのどちらかが変更されていた場合、そのユニットに含まれる符号化オーディオデータを変更前の割当ビットデータと正規化基準データで一旦逆量子化してオーディオスペクトルデータに戻した後、変更後の割当ビットデータ及び正規化基準データで再度量子化を行う。しかし、ＳＦＦｉ，　ＢＩＴＦｉの両方とも０の場合は何も行わない。そして、符号化データを第二の圧縮方式に準じた形式に変換する。ここでは、該当するユニットの量子化ビット数データ、正規化基準データ、符号化データから求める符号化データが得られるようなテーブルを用意しておき、テーブル引きで変換できるようにする。
【００５０】
多重化処理Ｓ９０６は、逆多重化処理Ｓ９０２、第一のデータ変換処理Ｓ９０３、第二のデータ変換処理Ｓ９０４、第三のデータ変換処理Ｓ９０５から得られたパラメータによって第二の圧縮方式に準じた多重化データを生成し、圧縮処理を終了する。
【００５１】
このように実施の形態３では、ある圧縮方式で圧縮したオーディオデータを伸長し再度圧縮する際に、実際には伸長せずに符号化データとパラメータを再圧縮方式にあわせて変換することによって、最初の圧縮処理時の割当情報をほとんどそのまま用いることができ、再圧縮時に発生する音質劣化を軽減することができる。
（実施の形態４）
実施の形態４は、伸長処理で使用したパラメータを別途保持しておき、再圧縮時にそのデータを参照することによって音質劣化を軽減するものである。
【００５２】
以下、図１２、図１３、図１４、図１１を用いて実施の形態４におけるオーディオ信号圧縮伸長方法を説明する。図１２は本発明の実施の形態４におけるオーディオ信号圧縮伸長方法の処理順序を示すフローチャートである。　図１３はオーディオ信号圧縮伸長方法の処理の一部である、データ変換処理の処理内容を示すフローチャートである。図１４は同じくオーディオ信号圧縮伸長方法の処理の一部である、量子化ビット割当処理の処理内容を示すフローチャートである。図１１は第一の圧縮処理による多重化データを示す図である。
【００５３】
逆多重化処理Ｓ１２０２は、図９の逆多重化処理Ｓ９０２と同様の処理を行い、多重化データ１４００からユニット数を表すユニット数データ１４０１、各ユニットのスペクトルデータに割り当てられる量子化ビット数を表す量子化ビット数データ１４０２、各ユニットのスペクトルデータが正規化された際に用いた正規化基準データ１４０３、そして正規化、量子化された符号化オーディオデータ１４０４を分離する。
【００５４】
伸長処理Ｓ１２０３は、逆多重化処理Ｓ１２０２で得た量子化ビット数データ１４０２、正規化基準データ１４０３を用いて、符号化オーディオデータ１４０４を逆量子化、逆正規化、逆直交変換処理を行って、デジタルオーディオデータを生成する。これで、第一の圧縮方式によって圧縮されたオーディオデータの伸長処理が完了する。
【００５５】
直交変換Ｓ１２０４は、伸長処理Ｓ１２０３によって得られたデジタルオーディオデータに直交変換処理を施し、スペクトルオーディオデータを得る。
【００５６】
絶対値最大スペクトルデータ抽出処理Ｓ１２０５は、スペクトルオーディオデータを第二の圧縮方式で規定されているユニット毎にグループ分けし、各ユニットに含まれるスペクトルデータの中で最大の絶対値を算出する。
【００５７】
データ変換処理Ｓ１２０６は、逆多重化処理Ｓ１２０２によって得られた量子化ビットデータ１４０２からビット割当情報を出力する処理である。図１３はデータ変換処理Ｓ１２０６を詳細に説明したフローチャートである。まず、第一の圧縮処理においてオーディオデータに割り当てられた量子化ビット数の総和を求めておく。次に、スペクトルデータの本数分のメモリエリアを確保し、第一の圧縮処理におけるユニット毎に、該当するユニットに含まれるスペクトルデータの番号のメモリエリアに割当ビット数を書き込む。次に、第二の圧縮処理におけるユニット毎に、該当するユニットに含まれるスペクトルデータ番号のデータエリアに書き込まれたビット数を合計して、該当するユニットに与えられた量子化ビット数の総和を求める。各ユニットの量子化ビット数を、スペクトルデータに与えられた量子化ビットの総数で割って、総量子化ビット数に対する割合を算出し、これを保持しておく。
【００５８】
量子化ビット割当処理Ｓ１２０７は、データ変換処理Ｓ１２０６で得られた総量子化ビット数に対する割合データをもとに量子化ビット数を算出する。図１４は量子化ビット割当処理の詳細なフローチャートである。あらかじめ、第二の圧縮方式でスペクトルオーディオデータに割当可能な総割当ビット数を算出しておく。第二の圧縮方式における各ユニット毎に、まず総量子化ビット数に対する割合データを読み出し、先の総割当ビット数を掛けることで該当するユニットに割り当てる量子化ビット数を算出する。算出結果が、該当するユニットに含まれるスペクトルの本数の倍数かどうかを調べ、そうでなければ算出結果よりも大きな倍数に置き換える。
【００５９】
全てのユニットで計算を行った後、全ユニットに割り当てたビット数の総和を求め、割当可能な総ビット数と大きさを比較する。もし割当可能総ビット数の方が小さい場合、高域のユニットから各スペクトルデータに割り当てるビット数を１つ減らす。これを割当可能総ビット数の方が大きくなるまで繰り返す。これによって各ユニットに割り当てる量子化ビット数データを算出する。
【００６０】
正規化処理Ｓ１２０８は絶対値最大スペクトルデータ抽出処理Ｓ１２０５で算出した正規化基準データをもとにスペクトルオーディオデータを正規化し、正規化オーディオデータを算出する。
【００６１】
量子化処理Ｓ１２０９は量子化ビット割当処理Ｓ１２０７で算出した量子化ビット数データから、正規化オーディオデータを量子化して符号化オーディオデータを算出する。
【００６２】
多重化処理Ｓ１２１０は、量子化ビット数データ、正規化基準データ、符号化オーディオデータを第二の圧縮フォーマットに従って多重化処理を行い、多重化データを生成する。
【００６３】
このように実施の形態４では、通常行われる伸長処理と再圧縮処理との連続処理において、伸長処理の際に得られる量子化ビットの割当情報を保持しておき、再圧縮処理時に圧縮装置固有の量子化ビット割当アルゴリズムを用いずに先の割当情報を用いて圧縮処理を行うために、最初の圧縮処理時の割当情報をほとんどそのまま用いることができ、再圧縮時に発生する音質劣化を軽減することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、一度オーディオデータに圧縮処理を施して得られた圧縮データを伸長して再圧縮を行う場合に、逆多重化によって得られた最初の圧縮処理時に各スペクトルデータに割り当てられた量子化ビット数等の情報を再圧縮処理時に利用することで、最初の圧縮処理で量子化ビットを割り当てた帯域に再圧縮時でも優先的に割り振ることができ、従来通り伸長処理後に再圧縮を行う場合よりも音質劣化を低減することが出来る。
【００６５】
最初の圧縮方式と再圧縮時の圧縮方式とで、圧縮処理の過程が比較的似ている場合や、同じ場合で圧縮率を変換するだけの場合には、伸長処理時に必要となるパラメータを再圧縮時に適用する圧縮方式に適合する形に変換し、多重化することで最初の圧縮処理の情報を使用することができ、再圧縮時の音質劣化を低減することができる。
【００６６】
また、二つの圧縮方式の間に類似性が少なくパラメータ変換などが困難な場合には、従来通り伸長処理を行った後、最圧縮処理を行うが、逆多重化で得られる前の圧縮処理でのパラメータを保持しておき、再圧縮時に参照することにより最初の圧縮処理で量子化ビットが割り当てられた帯域に量子化ビットを割り当てることができ、パラメータを参照しない場合に比較して音質劣化を低減することができる。
【００６７】
以上、本発明の内容は装置として実施が可能であり、一方で計算機のプログラムででも実行が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態であるオーディオ信号圧縮伸長装置のブロック図
【図２】第２の実施の形態であるオーディオ信号圧縮伸長装置のブロック図
【図３】第一の圧縮方式のデータを第二の圧縮方式のデータに変換するためのテーブルを示す図
【図４】従来例のオーディオ信号圧縮装置のブロック図
【図５】各ユニットに割り当てられる理想的な量子化ビット数と、圧縮装置によって割り当て方法が異なることを示した図
【図６】第３の実施の形態であるオーディオ信号圧縮伸長方法の処理の手順を示したフローチャート
【図７】第３の実施の形態であるオーディオ信号圧縮伸長方法の第一のデータ変換処理の処理手順を示したフローチャート
【図８】第３の実施の形態であるオーディオ信号圧縮伸長方法の第二のデータ変換処理の処理手順を示したフローチャート
【図９】第３の実施の形態であるオーディオ信号圧縮伸長方法の第三のデータ変換処理の処理手順を示したフローチャート
【図１０】逆多重化処理を処理手順を示したフローチャート
【図１１】多重化データの構成を示す図
【図１２】第４の実施の形態であるオーディオ信号圧縮伸長方法の処理の手順を示したフローチャート
【図１３】第４の実施の形態であるオーディオ信号圧縮伸長方法のデータ変換処理の処理手順を示したフローチャート
【図１４】第４の実施の形態であるオーディオ信号圧縮伸長方法の量子化ビット割当処理の処理手順を示したフローチャート
【符号の説明】
１０１　逆多重化手段
１０２　第３のデータ変換手段
１０３　多重化手段
１０４　第２のデータ変換手段
１０５　第１のデータ変換手段
【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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