(57)【要約】  【課題】  音声コーデックの伝送レートを可変する従来の無線伝送装置では、コーデックの規格外の付加情報が必要になる、あるいは情報量の大きい区間で圧縮率を上げてしまうといった問題があった。  【解決手段】  無音判定手段Ａ２は入力オーディオ信号の各サブバンド成分について無音判定を行い、判別結果を入力する伝送レート指定手段Ａ３は判別結果に応じて各サブバンド成分ごとに伝送レートを指定し、圧縮手段Ａ１に与える。無音判定が真のサブバンド成分は伝送レートを低くする。圧縮手段Ａ１は与えられた伝送レートに従って各サブバンド成分の圧縮を行い、送信手段Ｂに送出する。各サブバンド成分ごとに情報量に応じた伝送レートで圧縮するので、低消費電力化を図れる。無音判定手段Ａ２および伝送レート指定手段Ａ３を帯域分割符号化手段Ａの本体に組み込んでいるので、最適な帯域分割符号化処理を実現できる。【選択図】  図１
2005165183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯域分割符号化を用いるオーディオ信号の圧縮手段と、
前記圧縮手段の出力信号の伝送レートに応じた送信パワーで信号を送信する送信手段とを備えた無線通信装置であって、
前記圧縮手段への入力オーディオ信号の各サブバンド成分から前記入力オーディオ信号の無音部分を判定する無音判定手段と、
前記無音判定手段による判定結果に応じて前記圧縮手段の出力信号の伝送レートを指定する伝送レート指定手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
さらに、前記入力オーディオ信号の無音部分判定のための可変の閾値を保持し、前記閾値を前記無音判定手段に設定可能な無音判定閾値設定手段を備えている請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
さらに、前記入力オーディオ信号の無音部分判定のための段階的な複数の閾値を保持し、任意の１つの閾値を前記無音判定手段に設定可能な無音判定閾値設定手段を備え、
前記伝送レート指定手段は、前記無音判定手段に設定された前記閾値に基づく無音判定の判定結果に応じて前記圧縮手段の出力信号の伝送レートを段階的に指定するように構成されている請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
さらに、前記入力オーディオ信号の無音部分判定のための閾値として、前記帯域分割符号化の周波数帯域ごとに対応した複数の閾値を保持するサブバンド無音判定閾値設定手段を備え、
前記無音判定手段は、前記入力オーディオ信号の無音部分の帯域周波数に応じて前記サブバンド無音判定閾値設定手段から対応する閾値を読み出し、その閾値を用いてそのサブバンド成分での無音判定を行うように構成されている請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記伝送レート指定手段は、
前記入力オーディオ信号が無音状態でないときの基準伝送レートを保持する基準伝送レート指定手段と、
前記入力オーディオ信号が無音状態にあるときの無音時伝送レートを保持する無音時伝送レート指定手段と、
前記無音判定手段が無音検出しないときに前記基準伝送レート指定手段からの前記基準伝送レートを選択する一方、前記無音判定手段が無音検出したときに前記無音時伝送レート指定手段からの前記無音時伝送レートを選択して、前記圧縮手段に与える伝送レート選択手段と
から構成されている請求項１から請求項４までのいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項６】
ジョイント・ステレオ形式を使用可能な帯域分割符号化を用いるオーディオ信号の圧縮手段と、
前記圧縮手段の出力信号の伝送レートに応じた送信パワーで信号を送信する送信手段と、
前記圧縮手段におけるジョイント・ステレオ形式の適用可否を前記帯域分割符号化によるサブバンドごとに決定可能なジョイント・ステレオ適用可否決定手段とを備えた無線通信装置であって、
前記ジョイント・ステレオ適用可否決定手段によってジョイント・ステレオの適用が決定されたサブバンド数に応じて前記圧縮手段の出力信号の伝送レートを指定する伝送レート指定手段を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
さらに、前記ジョイント・ステレオ適用可否決定手段による前記入力オーディオ信号の各サブバンド成分のスケールファクターと前記各サブバンド成分のチャネル成分同士の和または差のスケールファクターとを比較し、前記ジョイント・ステレオ適用による情報量節減の効果情報を生成するジョイント適用効果抽出手段を備え、
前記伝送レート指定手段は、前記ジョイント適用効果抽出手段からの前記情報量節減の効果情報を加味して前記伝送レートの指定を行うように構成されている請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記伝送レート指定手段は、前記圧縮手段における前記帯域分割符号化によるサブバンドごとの聴覚マスキングの効果情報を加味して前記伝送レートの指定を行うように構成されている請求項６または請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記伝送レート指定手段は、
基準伝送レートを保持する基準伝送レート指定手段と、
伝送レート調整係数を保持する伝送レート調整係数指定手段と、
前記基準伝送レート指定手段からの前記基準伝送レートに対して、前記ジョイント・ステレオ適用可否決定手段からの情報と前記伝送レート調整係数指定手段からの伝送レート調整係数で補正を施して前記圧縮手段に対する伝送レートを算出する伝送レート算出手段と
から構成されている請求項６から請求項８までのいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記送信手段は、前記伝送レートに比例する時間平均値を有する送信パワーで信号を送信する請求項１から請求項９までのいずれかに記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声情報を帯域分割符号化で圧縮し、情報量に応じて伝送レートを可変しながら通信する無線通信装置にかかわり、特には消費電力の低減を促進するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の音声コーデックを備えた通信装置のうち、圧縮音声信号の伝送レートを可変することで低消費電力化をねらうものとしては、例えば特許文献１に示されたものがある。そこでは、可変レートの音声コーデック装置に対し最大転送レートを指定する機構を設けることで送信パワーを低減している。しかし、この例においては、制御される既存の音声コーデック装置が最初から最大転送レートの指定を許容する方式である場合を除き、情報量が多い信号区間のみ伝送レートが低減されることになる。その結果、伝送される圧縮信号は元信号の情報量に即したものとはならない。
【０００３】
ところが、現在知られている帯域分割符号化を用いた可変レートのオーディオ圧縮装置においては、平均伝送レートを指定するものが一般的である。したがって、従来例のように最大伝送レートを制限するのではなく、平均伝送レートを可変することにより制御するのが理想的であると考えられる。
【０００４】
また、可変レートの音声コーデック装置のうち、無音区間の圧縮率を上げるものとしては、特許文献２などが知られている。しかし、これら従来例は無音状態の長さを示すデータを新たに圧縮信号に付加する必要があり、既存の圧縮方式の規格に収まらない処理が受信側で必要となる。また、この例においては、一定区間の入力ＰＣＭ信号をブロック化して無音判定を行っている。
【０００５】
ところが、現在知られている帯域分割符号化においては、フィルター処理によって元信号をサブバンド成分に変換した後、振幅判定を行う。そのため、従来の無音判定方式をそのまま適用するとなると、同様の処理を二度繰り返さなければならないことになり、効率的とは言えない。
【特許文献１】特開平７−２８３７５８号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−５２９９０号公報（第３−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の特許文献２に示された無音圧縮手段は、既存の圧縮フォーマットにそのまま適用できない、あるいは、圧縮装置より上位の階層に新たな機構が必要になるという意味で、通信装置への応用には最適とはいえない。また、帯域分割符号化による圧縮を用いる場合、同様の処理を繰り返し行うことになり、最適な手段とは言えない。
【０００７】
また、前述の特許文献１に示された無線通信装置の低消費電力化手段においては、既存のコーデックを用いた場合、情報量の多い区間のみ伝送レートを圧縮してしまう可能性がある。その結果、伝送される信号は必ずしも元信号の情報量の変化に即したものとはならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を講じる。
【０００９】
図１を用いて説明する。本発明の無線通信装置は、帯域分割符号化手段Ａと、帯域分割符号化手段Ａの出力信号の伝送レートに応じた送信パワーで信号を送信する送信手段Ｂとを備える。さらに、帯域分割符号化手段Ａにおける圧縮手段Ａ１への入力オーディオ信号の各サブバンド成分から入力オーディオ信号の無音部分を判定する無音判定手段Ａ２と、無音判定手段Ａ２による判定結果に応じて圧縮手段Ａ１の出力信号の伝送レートを指定する伝送レート指定手段Ａ３とを備えている。
【００１０】
無音判定手段Ａ２は入力オーディオ信号の各サブバンド成分について無音判定を行い、その判別結果を伝送レート指定手段Ａ３に与える。伝送レート指定手段Ａ３は、無音判定の判別結果に応じて各サブバンド成分ごとに伝送レートを指定し、圧縮手段Ａ１に与える。無音判定が真となったサブバンド成分については、伝送レートを低くする。圧縮手段Ａ１は、与えられた伝送レートに従って各サブバンド成分の圧縮を行い、送信手段Ｂに送出する。このようにして、各サブバンド成分ごとにその情報量に応じた伝送レートで圧縮することができ、低消費電力化を進めることができる。この場合に、無音判定手段Ａ２および伝送レート指定手段Ａ３を帯域分割符号化手段Ａの本体に組み込んでいるので、低消費電力化に最適な帯域分割符号化処理を実現できる。
【００１１】
また、時間領域の信号を周波数領域に変換した後に各サブバンド成分ごとに無音判定するので、特にアナログ信号をＡ／Ｄ変換した入力オーディオ信号のように直流成分を含んでいる場合に、直流成分の影響を除外した無音判定を正確に行うことができる。
【００１２】
そして、圧縮して出力されるオーディオ信号は無音圧縮時も既定のフォーマットに準拠したものとなっており、送信装置、受信装置の上位階層には変更の必要が生じない。
【００１３】
上記において好ましい態様は、さらに、前記入力オーディオ信号の無音部分判定のための可変の閾値を保持し、前記閾値を前記無音判定手段に設定可能な無音判定閾値設定手段を備えていることである。
【００１４】
入力オーディオ信号にノイズが混在している場合に、無音判定用の閾値をノイズレベルの上に設定すれば、ノイズによってマスクされてしまうオーディオ信号成分も無音と判定することが可能となり、さらなる通信電力の低減が可能となる。
【００１５】
また、上記において好ましい態様は、さらに、前記入力オーディオ信号の無音部分判定のための段階的な複数の閾値を保持し、任意の１つの閾値を前記無音判定手段に設定可能な無音判定閾値設定手段を備えた構成とされていることである。そして、前記伝送レート指定手段が、前記無音判定手段に設定された前記閾値に基づく無音判定の判定結果に応じて前記圧縮手段の出力信号の伝送レートを段階的に指定するように構成されている。
【００１６】
無音判定用の閾値を段階的に設定でき、それに応じて無音時の伝送レートを段階的に指定できるため、よりきめ細かで柔軟な省電力効果が得られる。
【００１７】
また、上記において好ましい態様は、さらに、前記入力オーディオ信号の無音部分判定のための閾値として、前記帯域分割符号化の周波数帯域ごとに対応した複数の閾値を保持するサブバンド無音判定閾値設定手段を備えた構成とされていることである。そして、前記無音判定手段が、前記入力オーディオ信号の無音部分の帯域周波数に応じて前記サブバンド無音判定閾値設定手段から対応する閾値を読み出し、その閾値を用いてそのサブバンド成分での無音判定を行うように構成されている。
【００１８】
無音判定用の閾値を周波数帯域ごとに設定できるので、入力オーディオ信号のある周波数帯域にのみノイズが混在している場合でも、そのノイズによってマスクされてしまうオーディオ信号成分も無音と判定し、低い伝送レートを与えることで低消費電力を実現する。あるいは、スピーチの場合のように一部の周波数帯は伝送しなくても構わないような入力オーディオ信号に対して、不要あるいは重要でない周波数帯の無音判定閾値を高く設定することで、低消費電力を実現する。この場合に、他のサブバンド成分では無音と判定しないので、聴感上あるいは実用上遜色はない。
【００１９】
なお、上記の無音判定手段を備えた無線通信装置において、前記伝送レート指定手段は、次のように構成するのが好ましい。それは、前記入力オーディオ信号が無音状態でないときの基準伝送レートを保持する基準伝送レート指定手段と、前記入力オーディオ信号が無音状態にあるときの無音時伝送レートを保持する無音時伝送レート指定手段と、前記無音判定手段が無音検出しないときに前記基準伝送レート指定手段からの前記基準伝送レートを選択する一方、前記無音判定手段が無音検出したときに前記無音時伝送レート指定手段からの前記無音時伝送レートを選択して、前記圧縮手段に与える伝送レート選択手段とを備えた伝送レート指定手段である。
【００２０】
上記の発明は、Ｌ・Ｒ信号の代わりに和・差信号を用いるジョイント・ステレオ形式を使用可能な帯域分割符号化の無線通信装置に対して、次のように展開することができる。
【００２１】
本発明による無線通信装置は、ジョイント・ステレオ形式を使用可能な帯域分割符号化を用いるオーディオ信号の圧縮手段と、前記圧縮手段の出力信号の伝送レートに応じた送信パワーで信号を送信する送信手段と、前記圧縮手段におけるジョイント・ステレオ形式の適用可否を前記帯域分割符号化によるサブバンドごとに決定可能なジョイント・ステレオ適用可否決定手段とを備える。そして、さらに、前記ジョイント・ステレオ適用可否決定手段によってジョイント・ステレオの適用が決定されたサブバンド数に応じて前記圧縮手段の出力信号の伝送レートを指定する伝送レート指定手段を備える。
【００２２】
ジョイント・ステレオ適用可否決定手段は、各サブバンド成分のＬチャネル成分、Ｒチャネル成分から和・差成分を求め、同様にスケールファクターを算出する。そして、各サブバンドに対して通常のスケールファクター、和・差成分のスケールファクターの比較を行い、その結果として情報量が圧縮できるサブバンドに対してはジョイント・ステレオを採用する。伝送レート指定手段は、ジョイント・ステレオの適用が決定されたサブバンド数に応じて伝送レートを指定し、圧縮手段に与える。ジョイント・ステレオ適用のサブバンドについては、伝送レートを低くする。圧縮手段は、与えられた伝送レートに従って各サブバンド成分の圧縮を行い、送信手段に送出する。このようにして、各サブバンド成分ごとにそのジョイント・ステレオ適用に応じた伝送レートで圧縮することができ、低消費電力化を進めることができる。この場合に、ジョイント・ステレオ適用可否決定手段および伝送レート指定手段を帯域分割符号化手段の本体に組み込んでいるので、低消費電力化に最適な帯域分割符号化処理を実現できる。
【００２３】
そして、圧縮して出力されるオーディオ信号はジョイント・ステレオ適用時も既定のフォーマットに準拠したものとなっており、送信装置、受信装置の上位階層には変更の必要が生じない。
【００２４】
上記において好ましい態様は、さらに、ジョイント・ステレオ適用による情報量節減の効果情報を生成するジョイント適用効果抽出手段を備えていることである。このジョイント適用効果抽出手段は、前記ジョイント・ステレオ適用可否決定手段による前記入力オーディオ信号の各サブバンド成分のスケールファクターと前記各サブバンド成分のチャネル成分同士の和または差のスケールファクターとを比較し、前記ジョイント・ステレオ適用による情報量節減の効果情報を生成して、伝送レート指定手段に与える。そして、前記伝送レート指定手段は、前記ジョイント適用効果抽出手段からの前記情報量節減の効果情報を加味して前記伝送レートの指定を行うように構成されている。
【００２５】
ジョイント・ステレオ適用による情報量の節約分がより正確に求められる。入力オーディオ信号のうち情報量の少ない部分ではより伝送レートを下げ、情報量の比較的多い部分では伝送レートの下げ過ぎを防ぐ効果が得られ、より効率的な通信電力制御を実現できる。
【００２６】
また、上記において好ましい態様は、前記伝送レート指定手段が、前記圧縮手段における前記帯域分割符号化によるサブバンドごとの聴覚マスキングの効果情報を加味して前記伝送レートの指定を行うように構成されていることである。
【００２７】
人にとっての聴こえやすさを考慮した上でのジョイント・ステレオ適用による情報量の節約分がより正確に求められる。入力オーディオ信号のうち情報量の少ない部分ではより伝送レートを下げ、情報量の比較的多い部分では伝送レートの下げ過ぎを防ぐ効果が得られ、より効率的な通信電力制御を実現できる。
【００２８】
なお、上記のジョイント・ステレオ適用可否決定手段を備えた無線通信装置において、前記伝送レート指定手段は、次のように構成するのが好ましい。それは、基準伝送レートを保持する基準伝送レート指定手段と、伝送レート調整係数を保持する伝送レート調整係数指定手段と、前記基準伝送レート指定手段からの前記基準伝送レートに対して、前記ジョイント・ステレオ適用可否決定手段からの情報と前記伝送レート調整係数指定手段からの伝送レート調整係数で補正を施して前記圧縮手段に対する伝送レートを算出する伝送レート算出手段とを備えた伝送レート指定手段である。
【００２９】
なお、上記いずれの無線通信装置においても、前記送信手段については、前記伝送レートに比例する時間平均値を有する送信パワーで信号を送信する送信手段が好ましいものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、オーディオ信号を帯域分割符号化によって圧縮し、情報量に応じて伝送レートを可変しながら伝送する無線通信装置において、従来の伝送レート圧縮のための機構を帯域分割符号化手段の本体に組み込むことにより、伝送される信号の情報量に準じた、より正確な伝送レート制御を可能にする。言い換えれば、同等音質のオーディオ信号に対し通信装置の更なる低消費電力化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明にかかわる無線通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
以下、本発明にかかわる無線通信装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下で説明する無線通信装置は、全て図２に示した構成からなる無線通信装置である。
【００３３】
図２において、入力オーディオ信号であるオーディオ元信号Ｓ１が帯域分割符号化装置１に入力されると、帯域分割符号化装置１はオーディオ元信号Ｓ１を帯域分割符号化により圧縮し、オーディオ圧縮信号Ｓ２を出力する。送信部２はオーディオ圧縮信号Ｓ２を変調し無線信号を送信する。
【００３４】
図２の帯域分割符号化装置１は、一般に図１０のようなブロック図で表現できる。
【００３５】
以下で説明する実施の形態において、図２の帯域分割符号化装置１に相当する部分以外の作用は、図２と同様であるため、帯域分割符号化装置部分のみに関して説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
図３は本発明の実施の形態１における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図である。図１の圧縮手段Ａ１は、フィルター部３、量子化・フレーム形成部４、スケールファクター算出部５およびビット割当算出部６で構成されている。無音判定手段Ａ２は無音判定部８で構成されている。伝送レート指定手段Ａ３は、基準伝送レート指定部７、無音時伝送レート指定部９および伝送レート選択部１０で構成されている。
【００３７】
オーディオ元信号Ｓ１（ＰＣＭ信号）が入力されると、フィルター部３は一定時間区間分のオーディオ元信号Ｓ１をブロック化してフィルター処理を行い、これを各周波数領域（サブバンド）の成分Ｓ３に変換する。スケールファクター算出部５はサブバンド成分Ｓ３のサブバンド毎の最大振幅情報であるスケールファクターＳ４を算出する。スケールファクターＳ４が入力される無音判定部８は、予め設定された無音判定閾値Ｔｈを保持している。無音判定部８は、この無音判定閾値ＴｈとスケールファクターＳ４の各サブバンド成分を比較し、スケールファクターＳ４のサブバンド成分が全て小さいと判断したとき、無音検出信号Ｓ８を伝送レート選択部１０に出力する。具体的には、例えば無音判定閾値Ｔｈ＝０であり、スケールファクターＳ４のサブバンド成分が全て０である場合には、無音検出信号Ｓ８が真になる。あるいは、無音判定閾値Ｔｈ＝２であり、スケールファクターＳ４のサブバンド成分が全て２以下である場合には、無音検出信号Ｓ８が真になる。
【００３８】
基準伝送レート指定部７はオーディオ元信号Ｓ１が無音状態でないときの伝送レートを予め保持しており、この設定値を基準伝送レートＳ６として出力する。無音時伝送レート指定部９はオーディオ元信号Ｓ１が無音状態にあるときの伝送レートを予め保持しており、この設定値を無音時伝送レートＳ７として出力する。伝送レート選択部１０は、無音検出信号Ｓ８が真、すなわちオーディオ元信号Ｓ１が無音状態であるときは、無音時伝送レートＳ７を選択し、指定伝送レートＳ９として出力する。一方、無音検出信号Ｓ８が偽のときは、基準伝送レートＳ６を選択し、指定伝送レートＳ９として出力する。
【００３９】
ビット割当算出部６はスケールファクターＳ４及び指定伝送レートＳ９を基にサブバンド毎のビット割当Ｓ５を算出する。量子化・フレーム形成部４は、ビット割当Ｓ５を基にサブバンド成分Ｓ３を量子化し、圧縮方式により既定のフレーム・フォーマットを形成し、オーディオ圧縮信号Ｓ２として出力する。
【００４０】
本実施の形態の構成によれば、オーディオ元信号のブロック化と無音判定の機構を帯域分割符号化装置の外部に備える必要がなくなる。そして、符号化処理のわずかな変更によって無音判定が行えるため、全体の処理量の低減を実現できる。
【００４１】
また、従来の無音判定法と異なり、時間領域の信号を周波数領域に変換した後に判定を行うため、特にオーディオ元信号がアナログ信号をＡ／Ｄ変換したものである場合など、オーディオ元信号が直流成分を含んでいる場合に、直流成分の影響を除外した正確な無音部分の判定、及び圧縮が可能となる。
【００４２】
さらに、帯域分割符号化装置より出力されるオーディオ圧縮信号及び無線通信装置の受信側に送られるオーディオ圧縮信号は、無音圧縮時も常に既定のフォーマットに基づいたものとなっている。そのため、受信側装置及び送信側装置の上位階層には全く変更の必要が生じない。
【００４３】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１の図３とは、無音判定部８の構成及び無音判定閾値設定部１１が新たに加わっている点が異なる。以下、実施の形態１におけると同様に作用する部分については省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４４】
無音判定部８は、無音判定用閾値が更新可能であるという点で、実施の形態１におけるものとは異なる。無音判定閾値設定部１１は無音判定閾値Ｓ１０を保持しており、無音判定閾値Ｓ１０は使用者によって随時更新可能である。無音判定部８は無音判定閾値Ｓ１０の値が変わるたびにこの値を取得し、次回の無音判定からこの値を無音判定用の閾値として利用する。その他は、実施の形態１と全く同様に作用する。
【００４５】
本実施の形態の構成によれば、実施の形態１の効果に加えて、無音判定用閾値が変更可能となることで、オーディオ元信号の入力中に一定レベルのノイズが混在している場合に、このノイズの影響を考慮した無音判定が可能となる。すなわち、無音判定閾値をノイズレベルの上に設定することで、ノイズによってマスクされてしまうオーディオ信号成分も無音と判定することが可能となり、さらなる通信電力の低減が可能となる。
【００４６】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図である。実施の形態２の図４とは、無音判定閾値設定部１２、無音判定部１３、無音時伝送レート指定部１４、伝送レート選択部１５の部分の構成及び作用が異なる。以下、実施の形態２におけると同様に作用する部分については省略し、相違点についてのみ説明する。
【００４７】
無音判定閾値設定部１２は、Ｎ個の無音判定閾値Ｔｈ1〜ＴｈN（Ｎは整数）を保持しており、Ｔｈ1＞Ｔｈ2＞・・・＞ＴｈNの関係にある。閾値Ｔｈ1〜ＴｈNは使用者によって随時更新可能である。閾値Ｔｈ1〜ＴｈNは無音判定閾値Ｓ１１として無音判定閾値設定部１２より出力される。無音判定部１３は無音判定閾値Ｓ１１の値が変わるたびにこの値を取得し、次回の無音判定からこの値を無音判定用の閾値として利用する。無音判定部１３の判定動作は以下のとおりである。
【００４８】
無音判定部１３は、無音判定閾値Ｓ１１より無音判定閾値Ｔｈ1〜ＴｈNを取得する。スケールファクター算出部５よりスケールファクターＳ４が入力されると、無音判定閾値Ｔｈ1とスケールファクターＳ４の各サブバンド成分を比較し、スケールファクターＳ４のサブバンド成分が全て小さいと判断したとき（例えばスケールファクターＳ４の各サブバンド成分が全て無音判定閾値Ｔｈ1以下であるとき）、無音レベル信号Ｓ１２の値を“１”とする（初期状態では、Ｓ１２＝０であり非無音状態を表す）。スケールファクターＳ４のサブバンド成分が全て小さいと判断されなかった場合には、無音レベル信号Ｓ１２は以前の値が引き続き出力され、判定動作を終了する。以上で無音判定閾値Ｔｈ1との比較動作が終了し、スケールファクターＳ４のサブバンド成分が全て小さいと判断したときのみ、続いて無音判定閾値Ｔｈ2との比較動作を開始する。以下、無音判定閾値Ｔｈ2〜ＴｈNまで同様の動作を繰り返す。
【００４９】
すなわち、スケールファクターＳ４が入力されると、無音判定閾値ＴｈM（１≦Ｍ≦Ｎ）とスケールファクターＳ４の各サブバンド成分を比較し、スケールファクターＳ４のサブバンド成分が全て小さいと判断したとき（例えばスケールファクターＳ４の各サブバンド成分が全て無音判定閾値ＴｈM以下であるとき）、無音レベル信号Ｓ１２の値をＭとし、無音判定閾値Ｔｈ(M-1)との比較動作に移る。スケールファクターＳ４のサブバンド成分が全て小さいと判断されなかった場合には、無音レベル信号Ｓ１２は以前の値が引き続き出力され、判定動作を終了する。以上が無音判定部１３の判定動作である。
【００５０】
結果、無音レベル信号Ｓ１２は０，１，２，・・・，Ｎの何れかの値に決定し、伝送レート選択部１５へ入力される。
【００５１】
無音時伝送レート指定部１４は、無音判定閾値設定部１２の保持する閾値と同数のＮ個の無音時伝送レートＲｔ1〜ＲｔNを保持しており、Ｒｔ1＞Ｒｔ2＞・・・＞ＲｔNの関係にある。レートＲｔ1〜ＲｔNは使用者によって随時更新可能である。伝送レート選択部１５は、無音判定部１３の一連の比較動作が終わるたびに無音レベル信号Ｓ１２を取得し、Ｓ１２＝０のときは基準伝送レートＳ６を選択し、指定伝送レートＳ９としてビット割当算出部６へ出力する。一方、１≦Ｓ１２≦Ｎのときは、無音レベル信号Ｓ１２が示す閾値ＴｈXの“Ｘ”に対応する無音時伝送レートＲｔXを無音時伝送レート指定部１４において選択し、無音時伝送レートＳ１３として入力し、指定伝送レートＳ９としてビット割当算出部６へ出力する。以後の動作は、実施の形態１、２に述べたのと同様である。
【００５２】
本実施の形態の構成によれば、実施の形態２の効果に加えて、無音判定閾値及び無音時伝送レートが段階的に設定可能となることにより、使用者の求める省電力効果に応じてきめ細かな伝送レート制御が可能となる。
【００５３】
さらに、複数設定可能な閾値を無音に近い状態の判定に用いるだけでなく、例えば入力オーディオ信号の最大振幅を等分するような形で判定閾値を設定し、入力振幅に応じて段階的に伝送レートを微減していくといった使用法も可能であり、柔軟な通信電力制御を実現できる。
【００５４】
（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１の図３とは、無音判定部１７の構成、及びサブバンド無音判定閾値設定部１６が新たに加わっている点で異なる。以下、実施の形態１におけると同様に作用する部分については省略し、相違点についてのみ説明する。
【００５５】
サブバンド無音判定閾値設定部１６は、可聴帯域をＫ個に（Ｋは整数）分割する帯域分割符号化を用いる場合、Ｋ個のサブバンド無音判定閾値Ｔｆ1〜ＴｆKを保持している。閾値Ｔｆ1〜ＴｆKは使用者によって随時更新可能である。閾値Ｔｆ1〜ＴｆKは無音判定閾値Ｓ１４として無音判定部１７に出力される。無音判定部１７は無音判定閾値Ｓ１４の値が変わるたびにこの値を取得し、次回の無音判定からこの値を無音判定用の閾値として利用する。無音判定部１７の判定動作は以下のとおりである。
【００５６】
本実施の形態における無音判定部１７は、スケールファクターＳ４の各サブバンド成分（Ｓ４-1〜Ｓ４-Kとする）を個別の無音判定閾値を用いて判定する機能を有している。Ｓ４-Xを閾値ＴｆX（Ｘ＝１〜Ｋ）と比較し、スケールファクターＳ４の全サブバンド成分が閾値と比較して小さいと判定されたとき、オーディオ元信号Ｓ１が無音状態であると判定され、無音検出信号Ｓ８に真が出力される。これ以降の動作は実施の形態１におけると同様である。
【００５７】
本実施の形態の構成によれば、実施の形態１の効果に加えて、無音判定用閾値が周波数帯域毎に設定可能となることにより、入力オーディオ信号のある周波数にのみノイズが混在している場合、あるいは入力オーディオ信号の一部の周波数帯は伝送しなくても問題ない（入力のデータ内容がスピーチであるなど）場合に、不要あるいは重要でない周波数帯の無音判定閾値を高く設定することで、聴感上あるいは実用上遜色のないまま、更なる低消費電力化効果を得ることができる。
【００５８】
（実施の形態５）
図７は本発明の実施の形態５における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図である。一般にジョイント・ステレオ符号化機能を有する帯域分割符号化装置は図１１のように表すことができる。本実施の形態の図７は、伝送レート算出部１９、及び伝送レート調整係数指定部２０が加わっている点で異なる。
【００５９】
以下、図７の帯域分割符号化装置の動作を図に沿って説明する。
【００６０】
図７において、オーディオ元信号Ｓ１（ＰＣＭ信号）が入力されると、フィルター部３は一定時間区間分のオーディオ元信号Ｓ１をブロック化してフィルター処理を行い、これを各周波数領域（サブバンド）の成分Ｓ３に変換する。図７のジョイント・ステレオ適用可否決定部１８は、図３のスケールファクター算出部５と同様の機能を含んでいる。ジョイント・ステレオ適用可否決定部１８は、サブバンド成分Ｓ３のサブバンド毎の最大振幅情報であるスケールファクターを算出する。これと同時に、サブバンド成分Ｓ３のＬチャネル成分、Ｒチャネル成分から和・差成分（たとえば、（Ｌ＋Ｒ）/２と（Ｌ−Ｒ）/２）を求め、これら和・差成分に対しても同様にスケールファクターを算出する。そして、各サブバンドに対して通常のスケールファクター、和・差成分のスケールファクターの比較を行い、その結果として情報量が圧縮できるサブバンドに対してはジョイント・ステレオ（Ｌ・Ｒ信号の代わりに和・差信号を伝送）を採用する。どのサブバンドに対してジョイント・ステレオが適用されるかという情報はジョイント・ステレオ適用サブバンド指定信号Ｓ１５として出力される。スケールファクターＳ４へは、ジョイント・ステレオが適用されたサブバンドについては和・差信号のスケールファクターが出力され、それ以外のサブバンドについてはＬ・Ｒ信号のスケールファクターが出力される。
【００６１】
伝送レート調整係数指定部２０は、伝送レート調整係数Ｓ１６を保持しており、伝送レート算出部１９へ出力する。基準伝送レート指定部７は基準伝送レートＳ６を保持しており、伝送レート算出部１９へ出力する。伝送レート算出部１９は、ジョイント・ステレオ適用サブバンド指定信号Ｓ１５、伝送レート調整係数Ｓ１６を利用して、基準伝送レートＳ６を基に実際の指定伝送レートＳ９を決定する。
【００６２】
具体的には例えば、基準伝送レートＳ６をどのサブバンドにもジョイント・ステレオが用いられない場合の伝送レートとし、ジョイント・ステレオ適用サブバンド指定信号Ｓ１５から得られるジョイント・ステレオが用いられるサブバンド数をＮＪとすると、ＮＪに応じて、伝送レート調整係数Ｓ１６を比例定数として基準伝送レートＳ６から差し引いたものを指定伝送レートＳ９とする（すなわち、Ｓ９＝Ｓ６−Ｓ１６×ＮＪ）、といった方法が考えられる。ビット割当算出部６はスケールファクターＳ４及び指定伝送レートＳ９を基にサブバンド毎のビット割当Ｓ５を算出する。量子化・フレーム形成部４は、ビット割当Ｓ５を基にサブバンド成分Ｓ３を量子化し、圧縮方式により既定のフレーム・フォーマットを形成し、オーディオ圧縮信号Ｓ２として出力する。
【００６３】
本実施の形態の構成によれば、ジョイント・ステレオ使用による等伝送レートにおける音質向上効果を、通信電力低減のために利用できる。すなわち、図１１に示した従来の構成においては、基準伝送レートＳ６が一定である限り、ジョイント・ステレオ適用による情報量の節約分はビット割当算出部６において全帯域に再配分されるため、音質向上には寄与するが、伝送レートの低下には寄与しなかった。これに対し、本実施の形態においては、ジョイント・ステレオ適用による情報量の節約分を判断して、相当分の伝送レートを下げることが可能となり、通信電力の低減に大きく貢献できる。
【００６４】
（実施の形態６）
図８は本発明の実施の形態６における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図である。実施の形態５の図７とは、伝送レート算出部２２の構成、及びジョイント適用効果抽出部２１が新たに加わっている点で異なる。以下、実施の形態５におけると同様に作用する部分については省略し、相違点についてのみ説明する。
【００６５】
ジョイント・ステレオ適用可否決定部１８は機能上は実施の形態５の図７と同様であるが、スケールファクター情報Ｓ１７を出力できるようになっている。スケールファクター情報Ｓ１７は実施の形態５におけるＬ・Ｒ信号のスケールファクターと和・差信号のスケールファクターの全ての値を表す。
【００６６】
ジョイント適用効果抽出部２１はジョイント・ステレオが適用されたサブバンドにおけるＬ・Ｒ信号のスケールファクターの和と和・差信号のスケールファクターの和を比較し、ジョイント・ステレオ適用による情報量節減の効果を求める。例えば、Ｌ・Ｒ信号のスケールファクターの和から和・差信号のスケールファクターの和を減じたものを情報量節減の効果とし、ジョイント・ステレオ適用効果情報Ｓ１８として出力する。
【００６７】
伝送レート算出部２２は、ジョイント・ステレオ適用サブバンド指定信号Ｓ１５、伝送レート調整係数Ｓ１６、ジョイント・ステレオ適用効果情報Ｓ１８を利用して、基準伝送レートＳ６を基に実際の指定伝送レートＳ９を決定する。具体的には、例えばジョイント・ステレオの適用されたサブバンドにおける適用効果情報Ｓ１８の和と伝送レート調整係数Ｓ１６の積の大きさにしたがって、基準伝送レートＳ６を増減することで実際の指定伝送レートＳ９を決定する（すなわち、Ｓ９＝Ｓ６−Ｓ１６×Σ{Ｓ１８}）。以降の作用は実施の形態５におけると同様である。
【００６８】
本実施の形態の構成によれば、ジョイント・ステレオ適用による情報量の節約分が実施の形態５における構成と比較してより正確に算出できるようになる。よって、入力オーディオ信号のうち情報量の少ない部分ではより伝送レートを下げ、情報量の比較的多い部分では伝送レートの下げ過ぎを防ぐ効果が得られ、より効率的な通信電力制御を実現できる。
【００６９】
（実施の形態７）
図９は本発明の実施の形態７における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図である。実施の形態５の図７とは、伝送レート算出部２３、及びビット割当算出部２４の構成が異なる。以下、実施の形態５におけると同様に作用する部分については省略し、相違点についてのみ説明する。
【００７０】
ビット割当算出部２４は、伝送レート算出部２３が指定伝送レートＳ９を算出する前に聴覚モデル情報Ｓ１９を伝送レート算出部２３へ出力する。ここで、聴覚モデル情報Ｓ１９は各サブバンドにおける聴覚マスキング効果の大きさを表し、一般的な帯域分割符号化におけるビット割当処理で用いられるものである。
【００７１】
伝送レート算出部２３は、ジョイント・ステレオ適用サブバンド指定信号Ｓ１５、伝送レート調整係数Ｓ１６、聴覚モデル情報Ｓ１９の情報を利用して、基準伝送レートＳ６をもとに指定伝送レートＳ９を決定する。以下、伝送レート算出部２３の動作を具体例を挙げて説明する。
【００７２】
サブバンド数＝４の帯域分割符号化を用いる場合に、ジョイント・ステレオが適用されたサブバンドがサブバンドＳｂ1〜Ｓｂ4（Ｓｂ1が最低音域、Ｓｂ4が最高音域とする）のうち、Ｓｂ1とＳｂ2であるとする。さらに、聴覚モデル情報Ｓ１９により得られたマスキング効果（大きいほど聴こえにくい）がサブバンドＳｂ1〜Ｓｂ4のそれぞれに対し、“５”，“１”，“１”，“５”であるとする。このとき、（１／５＋１／１＋０／１＋０／１）×Ｓ１６を比例定数として、基準伝送レートＳ６を減じたものを指定伝送レートＳ９とする。つまり、ジョイント・ステレオの適用効果を聴こえやすさによって重み付けする。このときのジョイント・ステレオ適用サブバンド指定信号Ｓ１５の各サブバンドＳｂ１〜Ｓｂ４に対する成分がＳ１５１〜Ｓ１５４（１のときジョイント・ステレオ適用）であり、聴覚モデル情報Ｓ１９が直接各サブバンドに対するマスキング効果の大きさを表していて、その成分がＳ１９１〜Ｓ１９４であるとして数式化すると、
Ｓ９＝Ｓ６−Ｓ１６×Σ{Ｓ１５ｋ／Ｓ１９ｋ}（ｋ＝１〜４）
となる。以上が、伝送レート算出部２３の動作例である。
【００７３】
指定伝送レートＳ９が決定して以降の作用は、実施の形態５におけると同様である。
【００７４】
本実施の形態の構成によれば、人にとっての聴こえやすさを考慮した上でのジョイント・ステレオ適用による情報量の節約分が実施の形態５における構成と比較してより正確に算出できるようになる。よって、入力オーディオ信号のうち情報量の少ない部分ではより伝送レートを下げ、情報量の比較的多い部分では伝送レートの下げ過ぎを防ぐ効果が得られ、より効率的な通信電力制御を実現できる。なお、本実施の形態は、実施の形態６における構成と組み合わせて使用することで、より高い効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかる無線通信装置は、オーディオ信号の高品質・省電力無線伝送を可能にし、ポータブルオーディオプレーヤとワイヤレス・ヘッドフォン間の伝送といったポータブル機器向けの用途に有用である。また、ホームシアター等、マルチチャネル・システムにおけるサラウンドスピーカーへのオーディオ伝送にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態における帯域分割符号化方式の無線通信装置の基本構成のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態２における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態３における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態４における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態５における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態６における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態７における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図
【図１０】従来の技術における帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図
【図１１】従来の技術におけるジョイント・ステレオ符号化機能を有する帯域分割符号化装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００７７】
Ａ  帯域分割符号化手段
Ａ１  圧縮手段
Ａ２  無音判定手段
Ａ３  伝送レート指定手段
Ｂ  送信手段
１  帯域分割符号化装置
２  送信部
３  フィルター部
４  量子化・フレーム形成部
５  スケールファクター算出部
６  ビット割当算出部
７  基準伝送レート指定部
８  無音判定部
９  無音時伝送レート指定部
１０  伝送レート選択部
１１  無音判定閾値設定部
１２  Ｎ個の無音判定閾値を持つ無音判定閾値設定部
１３  Ｎ個の無音判定閾値に対応可能な無音判定部
１４  Ｎ個の伝送レートを持つ無音時伝送レート指定部
１５  Ｎ段階の無音レベルに対応可能な伝送レート選択部
１６  Ｋ個のサブバンド毎の無音判定閾値を持つサブバンド無音判定閾値設定部
１７  Ｋ個のサブバンド毎の無音判定が可能な無音判定部
１８  サブバンド毎のジョイント・ステレオ適用可否決定部
１９  伝送レート算出部
２０  伝送レート調整係数指定部
２１  ジョイント適用効果抽出部
２２  伝送レート算出部
２３  伝送レート算出部
２４  ビット割当算出部
Ｓ１  オーディオ元信号（入力オーディオ信号）
Ｓ２  オーディオ圧縮信号
Ｓ３  オーディオ元信号Ｓ１のサブバンド成分
Ｓ４  スケールファクター
Ｓ５  サブバンド毎のビット割当情報
Ｓ６  基準伝送レート
Ｓ７  無音時伝送レート
Ｓ８  無音検出信号
Ｓ９  指定伝送レート
Ｓ１０  無音判定閾値
Ｓ１１  無音判定閾値Ｔｈ1〜ＴｈN
Ｓ１２  無音レベル信号
Ｓ１３  無音時伝送レートＲｔ1〜ＲｔN
Ｓ１４  サブバンドＳｂ1〜ＳｂKに対応した無音判定閾値Ｔｆ1〜ＴｆK
Ｓ１５  ジョイント・ステレオ適用サブバンド指定信号
Ｓ１６  伝送レート調整係数
Ｓ１７  スケールファクター情報
Ｓ１８  ジョイント・ステレオ適用効果情報
Ｓ１９  聴覚モデル情報
【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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