(57)【要約】【課題】符号化効率を保ちながらプリエコーを適宜抑制し、音質の良いビットストリームを作成することができるオーディオ符号化技術を提供することを課題とする。【解決手段】オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割部（１）と、フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算部（３）と、聴覚心理演算部が出力する聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定部（４）と、ブロック長判定部が決定したブロック長に応じて、フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換するフィルタバンク（２）とを有し、ブロック長判定部は、オーディオ入力信号のジャンルに応じて、聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするオーディオ信号符号化装置が提供される。【選択図】        図１
2005003912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割部と、
前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算部と、
前記聴覚心理演算部が出力する聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定部と、
前記ブロック長判定部が決定したブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換するフィルタバンクとを有し、
前記ブロック長判定部は、オーディオ入力信号のジャンルに応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするオーディオ信号符号化装置。
【請求項２】
さらに、前記フィルタバンクによって変換される周波数スペクトルを複数の周波数帯域に分割して、前記聴覚心理演算部が演算する信号対マスク比に応じて各周波数帯域に割り当てるビット量を決定するビット割当て部と、
前記ビット割当て部によって決定されたビット割当てに応じて、前記フィルタバンクによって変換される周波数スペクトルを量子化する量子化部と、
前記量子化部によって量子化された量子化スペクトルを規定のフォーマットに従って整形したビットストリームを生成するビット整形部とを有することを特徴とする請求項１記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項３】
前記ブロック長判定部は、聴覚エントロピー閾値の基準値に、ジャンル毎の補正値を加算又は減算することによって前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項１又は２記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項４】
前記オーディオ入力信号のジャンルは、ユーザが指定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項５】
さらに、ＩＤ３タグを入力するためのＩＤ３タグ入力部を有し、
前記ブロック長判定部は、前記ＩＤ３タグ入力部で入力されたＩＤ３タグのジャンルに応じて前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項６】
さらに、前記聴覚心理演算部により出力される各フレームの聴覚エントロピー値の履歴を保存するための履歴保存部を有し、
前記ブロック長判定部は、前記履歴保存部に保存されている聴覚エントロピー値の履歴に応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項７】
前記履歴保存部は、聴覚エントロピー値の履歴とともに前記変換ブロック長の履歴を保存し、
前記ブロック長判定部は、前記聴覚エントロピー値の履歴及び前記変換ブロック長の履歴に応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項６記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項８】
前記ブロック長判定部は、前記変換ブロック長としてロングブロック長又はショートブロック長のいずれかを選択して決定することを特徴とする請求項７記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項９】
前記ブロック長判定部は、前記履歴保存部に保存されている履歴を参照し、ロングブロック長選択時の聴覚エントロピー値の平均値とショートブロック長選択時の聴覚エントロピー値の平均値とに応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項８記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項１０】
前記ブロック長判定部は、ショートブロック長選択回数に応じて前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項８又は９記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項１１】
さらに、オーディオ入力信号のジャンルを判定するためのジャンル判定器を有し、
前記ブロック長判定部は、前記ジャンル判定器が判定したジャンルに応じて前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項１又は２記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項１２】
オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割部と、
前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算部と、
前記聴覚心理演算部が出力する聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定部と、
前記ブロック長判定部が決定したブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換するフィルタバンクと、
前記聴覚心理演算部により出力される各フレームの聴覚エントロピー値の履歴を保存するための履歴保存部とを有し、
前記ブロック長判定部は、前記履歴保存部に保存されている聴覚エントロピー値の履歴に応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするオーディオ信号符号化装置。
【請求項１３】
さらに、前記フィルタバンクによって変換される周波数スペクトルを複数の周波数帯域に分割して、前記聴覚心理演算部が演算する信号対マスク比に応じて各周波数帯域に割り当てるビット量を決定するビット割当て部と、
前記ビット割当て部によって決定されたビット割当てに応じて、前記フィルタバンクによって変換される周波数スペクトルを量子化する量子化部と、
前記量子化部によって量子化された量子化スペクトルを規定のフォーマットに従って整形したビットストリームを生成するビット整形部とを有することを特徴とする請求項１２記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項１４】
前記履歴保存部は、聴覚エントロピー値の履歴とともに前記変換ブロック長の履歴を保存し、
前記ブロック長判定部は、前記聴覚エントロピー値の履歴及び前記変換ブロック長の履歴に応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項１２又は１３記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項１５】
前記ブロック長判定部は、前記変換ブロック長としてロングブロック長又はショートブロック長のいずれかを選択して決定することを特徴とする請求項１４記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項１６】
前記ブロック長判定部は、前記履歴保存部に保存されている履歴を参照し、ロングブロック長選択時の聴覚エントロピー値の平均値とショートブロック長選択時の聴覚エントロピー値の平均値とに応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項１５記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項１７】
前記ブロック長判定部は、ショートブロック長選択回数に応じて前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とする請求項１５又は１６記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項１８】
オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割ステップと、
前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算ステップと、
前記出力された聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定ステップと、
前記決定されたブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換する変換ステップとを有し、
前記ブロック長判定ステップは、オーディオ入力信号のジャンルに応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするオーディオ信号符号化方法。
【請求項１９】
オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割ステップと、
前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算ステップと、
前記出力された聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定ステップと、
前記決定されたブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換する変換ステップと、
前記聴覚心理演算ステップにより出力された各フレームの聴覚エントロピー値の履歴を履歴保存部に保存する履歴保存ステップとを有し、
前記ブロック長判定ステップは、前記履歴保存部に保存されている聴覚エントロピー値の履歴に応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするオーディオ信号符号化方法。
【請求項２０】
オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割ステップと、
前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算ステップと、
前記出力された聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定ブロックと、
前記決定されたブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換する変換ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ブロック長判定ステップは、オーディオ入力信号のジャンルに応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするプログラム。
【請求項２１】
オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割ステップと、
前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算ステップと、
前記出力された聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定ステップと、
前記決定されたブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換する変換ステップと、
前記聴覚心理演算ステップにより出力された各フレームの聴覚エントロピー値の履歴を履歴保存部に保存する履歴保存ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ブロック長判定ステップは、前記履歴保存部に保存されている聴覚エントロピー値の履歴に応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ信号の符号化技術に関し、特に、変換ブロック長の変更が可能な変換符号化技術を利用したオーディオ信号符号化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高音質、かつ高効率なオーディオ信号符号化技術は、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏの音声トラックや、半導体メモリやＨＤＤなどを利用した携帯オーディオプレイヤー、インターネットを介した音楽配信、家庭内ＬＡＮにおけるホームサーバなどに広く利用され、幅広く普及するとともにその重要性も増している。
【０００３】
このようなオーディオ信号符号化技術の多くは、変換符号化技術を利用して時間周波数変換を行っている。例えば、ＭＰＥＧ２−ＡＡＣやＤｏｌｂｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ（ＡＣ−３）などでは、ＭＤＣＴなどの直交変換単体でフィルタバンクを構成しており、ＭＰＥＧ１  Ａｕｄｉｏ  Ｌａｙｅｒ３（ＭＰ３）やＡＴＲＡＣ（ＭＤ）では、ＱＭＦなどのサブバンド分割フィルタと直交変換を多段接続してフィルタバンクを構成している。
【０００４】
これらの高効率オーディオ符号化技術では、人間の聴覚特性を利用したマスキング分析を行うことによって、マスキングされると判断したスペクトル成分を取り除くことにより、圧縮効率を高めている。
【０００５】
これらの高効率オーディオ符号化技術で用いられているマスキング分析は、主に、静寂時の可聴周波数領域によるマスキングと、臨界帯域におけるマスカーによる周波数マスキングである。
【０００６】
上記マスキング分析により、人間に感知できないと判断される信号は主に高周波域の信号になるため、通常の場合、高周波成分の量子化誤差は多少大きくなってもマスキングされうる。
【０００７】
ところが、変換符号化方式では、オーディオ入力信号に急激な変化がある、いわゆる過渡状態の場合、急激な変化が起こっている部分の高周波成分の量子化誤差が、急激な変化の直前や直後の信号にまで影響を与えるため、リンギングノイズが生じる。
【０００８】
人間の聴覚特性として、大きな音が発生した場合、その直前と直後の時間は音が聞こえづらくなる。これを時間マスキング効果という。大きな音の後に聞こえなくなる時間は、個人差はあるが約１００ｍｓｅｃ程度と比較的長い。しかしながら、直前に働くマスキング効果の時間は約５〜６ｍｓｅｃと短い。従って、リンギングノイズが生じると、大きな音の前のノイズは感知されやすくなってしまう。これは一般にプリエコーと呼ばれる現象である。
【０００９】
以下、この現象を図を用いて説明する。
【００１０】
図１０は、急激に変化しているオーディオ入力信号の一例である。この信号を、ＭＰＥＧ−２  ＡＡＣの通常のブロック長の場合の変換単位である２０４８  サンプルで符号化・復号化したオーディオ信号の例を図１１に示している。図示したように急激な信号の変化の部分で生じている高周波域の量子化誤差が、ブロック全域に渡って影響している。
【００１１】
前述したように、振幅が急激に変化する部分の直前では、時間マスキング効果によって人間はノイズを感知できない。しかしながら、入力信号が音楽用ＣＤに用いられているＰＣＭ信号と同様な４４．１ＫＨｚサンプリング周波数を用いていると仮定して、変換単位を時間に換算すると、２０４８サンプルの時間は２０４８÷４４１００×１０００＝約４６．４４ｍｓとなるため、この前半の時間にノイズが生じているとしてもプリマスキング時間をはみだしてしまい、人間はプリエコーを感知してしまう。
【００１２】
これを抑制するための一方法として、種々のオーディオ符号化方式では、入力信号の急激な変化を検知して変換ブロック長を短くすることにより、急激な変化による高周波成分の量子化誤差が、変化直前の部分に及ばないようにすることで、プリエコーの発生を抑制している。
【００１３】
図１２では、ＭＰＥＧ−２  ＡＡＣにおけるショートブロック長の場合の変換単位である２５６サンプルで図１０に示すオーディオ信号を符号化、復号化した場合の時間領域信号を示している。この場合、入力信号の急激な変化による高周波数域の量子化誤差の影響は、変化が発生している２５６サンプルブロックの中に閉じ込められてしまう。先ほどと同様に、このブロック長を４４．１ＫＨｚサンプリング周波数で時間に換算すると、約５．８０ｍｓとなるため、プリマスキング効果によりこのノイズを人間はほぼ感知できなくなり、結果としてプリエコーは消える。
【００１４】
なお、実際の処理では、変換によって生じる折り返し歪みを除去するために、変換兆単位のウィンドウ掛けを行った上で変換長の５０％ずつ入力サンプルをずらして変換を行ない、その結果の重ねあわせを行なうが、この手続きは本図では説明の便宜上省略している。
【００１５】
ところが、一般にブロック長を短くすると、周波数分解能が落ちることによりマスキング分析の精度が落ちるばかりでなく、量子化時に使用する各周波数帯域ごとの正規化係数（以下、スケールファクタ）がブロックの数だけ増大するために、そこで消費される情報量が増えてしまい、量子化時に本来ならスペクトル情報に割り当てるべきビットがスケールファクタに消費されてしまうため、符号化効率が低下する。その結果、特に低ビットレート時には量子化誤差が厳密にマスキングできなくなるため、ブロック長が長い場合に比較して、ノイズが感知されやすくなる恐れがある。
【００１６】
そこで、実際のブロック長を決定する場合は、プリエコーの抑制と符号化効率の低下によって発生するノイズとのバランスを適宜考慮して決める必要がある。
【００１７】
このブロック長選択方法として、ＭＰ３やＭＰＥＧ−２  ＡＡＣなどのＭＰＥＧ  Ａｕｄｉｏ符号化方式では、当該ブロック毎に聴覚エントロピー（以下ＰＥ）を算出し、予め定められたＰＥ閾値よりも大きい場合に、短いブロック長を選択することになっている。
【００１８】
なお、このようなオーディオ符号化データに関するメタ情報（楽曲名、アーティスト名、アルバム名、ジャンル、作成年、著作権情報など）を格納するためのデータ形式の一つとして、ＩＤ３タグが提案されている。ＩＤ３タグは、特にＭＰ３ファイルにおいて一般的に使用されており、ＭＰ３ビットストリームの末尾に付加される。
【００１９】
ＩＤ３タグの表示、編集は、一般的なオーディオ符号化・復号化アプリケーションの一機能として実装されているため、ユーザは容易にＩＤ３タグの内容を編集することが可能である。
【００２０】
一方、近年では、オーディオ信号そのものを分析し、上記ジャンルなどのメタ情報を自動的に抽出する技術の研究も盛んに行われている。下記の特許文献１では、音楽信号の低域の周波数分析結果と、予め音楽ジャンルごとに求められた複数の低周波成分パターンを比較することにより、当該音楽信号の音楽ジャンルを判定している。また、下記の特許文献２では、ジャンルごとのリズム、テンポ、調整などのパターンを学習したニューラルネットワークを用いて音楽信号の音楽ジャンルを判定している。
【００２１】
また、下記の特許文献３では、ＰＥの最大値から最小値を引いた差分と閾値を比較することによってブロック長の切り替えを判断する技術が開示されている。
【００２２】
また、下記の特許文献４では、聴覚エントロピーの計算は行わずに、入力ＰＣＭ信号をブロック長よりも短いセグメントに分割し、振幅の急激な変化を検知し、急激な変化を検知した場合、その前のセグメントにおける量子化ノイズとそれ以前のセグメントのマスキング値を推定し、マスキングできない量子化ノイズが発生する場合に短いブロック長を選択するという方式が開示されている。
【００２３】
【特許文献１】
特開平８−３７７００号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６１６５４号公報
【特許文献３】
特開２０００−２７６１９８号公報
【特許文献４】
特開２００１−１４２４９３号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、例えばＭＰＥＧ−２  ＡＡＣ規格書（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−７：１９９７）に記載されているブロック長判定方法では、ブロック毎のＰＥと固定のＰＥ閾値との比較のみでブロック長を決定している。ところが、このＰＥ閾値は実際には機器の実装や入力信号により変化するため、固定のＰＥ閾値をあらゆる場合に適用すると、楽曲によってはブロック長の決定が正しくないことが度々生じ、往々にして符号化効率が下がったり、プリエコーが生じたりして音質劣化する場合がある。
【００２５】
例えば、従来の固定のＰＥ閾値によってあらゆるジャンルのオーディオ信号のブロック長選択を行うと、ハードロックのような変化が激しい音楽では、短いブロック長が多用されることになるため、符号化効率が落ち、結果としてマスクされないノイズが増え、音質劣化する。逆に、クラシックのような大人しい音楽では、適切に短いブロック長が選択されずに、プリエコーが生じてしまう。
【００２６】
本発明は、上記問題点に鑑みて考案されたものであり、入力オーディオ信号のジャンルによってＰＥ閾値を適宜変更することにより、適切なブロック選択を可能にすることで、必要以上に短いブロック長が選択されることを防止して、符号化効率を保ちながらプリエコーを適宜抑制し、音質の良いビットストリームを作成することができるオーディオ符号化技術を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割部と、前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算部と、前記聴覚心理演算部が出力する聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定部と、前記ブロック長判定部が決定したブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換するフィルタバンクとを有し、前記ブロック長判定部は、オーディオ入力信号のジャンルに応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするオーディオ信号符号化装置が提供される。
本発明の他の観点によれば、オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割部と、前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算部と、前記聴覚心理演算部が出力する聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定部と、前記ブロック長判定部が決定したブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換するフィルタバンクと、前記聴覚心理演算部により出力される各フレームの聴覚エントロピー値の履歴を保存するための履歴保存部とを有し、前記ブロック長判定部は、前記履歴保存部に保存されている聴覚エントロピー値の履歴に応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするオーディオ信号符号化装置が提供される。
本発明のさらに他の観点によれば、オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割ステップと、前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算ステップと、前記出力された聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定ステップと、前記決定されたブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換する変換ステップとを有し、前記ブロック長判定ステップは、オーディオ入力信号のジャンルに応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするオーディオ信号符号化方法が提供される。
本発明のさらに他の観点によれば、オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割ステップと、前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算ステップと、前記出力された聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定ステップと、前記決定されたブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換する変換ステップと、前記聴覚心理演算ステップにより出力された各フレームの聴覚エントロピー値の履歴を履歴保存部に保存する履歴保存ステップとを有し、前記ブロック長判定ステップは、前記履歴保存部に保存されている聴覚エントロピー値の履歴に応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするオーディオ信号符号化方法が提供される。
本発明のさらに他の観点によれば、オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割ステップと、前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算ステップと、前記出力された聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定ブロックと、前記決定されたブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換する変換ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記ブロック長判定ステップは、オーディオ入力信号のジャンルに応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするプログラムが提供される。
本発明のさらに他の観点によれば、オーディオ入力信号を処理単位のフレームに分割するフレーム分割ステップと、前記フレーム分割されたオーディオ入力信号を分析して聴覚エントロピー値を出力する聴覚心理演算ステップと、前記出力された聴覚エントロピー値と聴覚エントロピー閾値とを基に、前記フレームの変換ブロック長を決定するブロック長判定ステップと、前記決定されたブロック長に応じて、前記フレームをブロック化し、周波数スペクトルに変換する変換ステップと、前記聴覚心理演算ステップにより出力された各フレームの聴覚エントロピー値の履歴を履歴保存部に保存する履歴保存ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記ブロック長判定ステップは、前記履歴保存部に保存されている聴覚エントロピー値の履歴に応じて、前記聴覚エントロピー閾値を決定することを特徴とするプログラムが提供される。
【００２８】
本発明によれば、オーディオ入力信号のジャンルに応じて、変換ブロック長決定の際に参照する聴覚エントロピー閾値を決定するため、プリエコーの発生を避けながら符号化効率の良い符号化処理が可能となり、特に低ビットレート時に音質の良い符号化処理を実現することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態におけるオーディオ符号化装置の一構成例である。
【００３０】
図示の構成において、１はオーディオ入力信号を処理単位であるフレームに分割するフレーム分割器である。ここで分割されたフレームは後述するフィルタバンク２と聴覚心理演算器３へ送出される。
【００３１】
２はフィルタバンクであり、フレームに分割された入力時間信号をブロック長判定器４によって指定された長さのブロック長で周波数スペクトルに変換する。
【００３２】
３は聴覚心理演算器であり、オーディオ入力信号をフレーム単位に分析し、聴覚エントロピー値の算出と、量子化単位となる分割周波数帯域ごとのマスキング計算を行う。この演算の結果、聴覚エントロピー（ＰＥ）値がブロック長判定器４に、また、各分割周波数帯域ごとの信号対マスク比（Ｓｉｇｎａｌ  Ｍａｓｋ  Ｒａｔｉｏ：ＳＭＲ）がビット割当て器５にそれぞれ出力される。
【００３３】
４はブロック長判定器であり、外部から送出されるジャンル情報によりＰＥ閾値を変更して保持し、聴覚心理演算器３から送出されるＰＥとＰＥ閾値とを比較して変換ブロック長を判定し、フィルタバンク２に通知する。
【００３４】
５はビット割当て器であり、聴覚心理演算器３より送出される分割周波数帯域ごとのＳＭＲ値や周波数スペクトルを参考にして、各分割周波数帯域ごとに割り当てるビット量を決定する。
【００３５】
６は量子化器であり、フィルタバンク２が出力する周波数スペクトルの正規化係数（スケールファクタ）を各周波数帯域毎に算出し、ビット割当て器５が出力する、各周波数帯域ごとのビット量に従って周波数スペクトルを量子化する。
【００３６】
７はビット整形器であり、量子化器６が出力するスケールファクタと量子化スペクトルを適宜規定のフォーマットに整形してビットストリームを作成し、出力する。
【００３７】
上記構成によるオーディオ信号符号化装置におけるオーディオ信号の処理動作を以下に説明する。
【００３８】
なお、本実施形態では説明の便宜のために符号化方式としてＭＰＥＧ２−ＡＡＣを例にとって説明するが、ＭＰ３など、ＰＥによってブロック長切り替え判定を行うその他の符号化方式についても全く同様な方法で実現可能である。
【００３９】
まず、処理に先立ち、各部の初期化を行う。このとき、ブロック長判定器４では、外部から入力されたオーディオ信号のジャンル情報によって、ＰＥ閾値を変更する。ＰＥ閾値の変更は、ジャンルごとのＰＥ閾値を格納したテーブルを参照し、ジャンルによって選択することによって変更しても良いし、ジャンルごとのＰＥ補正値を格納したテーブルを参照して、ＰＥ閾値の基準となる値にジャンルごとの補正値を加えても良い。図３にＰＥ閾値テーブルの構成例、図４にＰＥ補正値テーブルの模倣図を示す。なお、図４のＰＥ補正値テーブルを用いる場合のＰＥの基準値は１８００である。本実施形態において、これらのテーブルはブロック長判定器４に格納されている。
【００４０】
オーディオＰＣＭ信号などの入力オーディオ信号はフレーム分割器１によってフレーム単位に分割され、フィルタバンク２と聴覚心理演算器３に送出される。ＭＰＥＧ２−ＡＡＣ  ＬＣ（Ｌｏｗ−Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）プロファイルの場合、１フレームは１０２４サンプルのＰＣＭ信号で構成される。
【００４１】
入力オーディオ信号はフレーム毎に聴覚心理演算器３によって聴覚エントロピーと各周波数帯域ごとのマスキング計算が行われる。算出された聴覚エントロピー値はブロック長判定器４によって、予めジャンル情報によって変更されたＰＥ閾値と比較される。ここで、ＰＥ閾値よりも当該フレームのＰＥ値が大きい場合は、短いブロック長を使用することが判定され、そうでない場合は、長いブロック長を使用することが判定される。フィルタバンク２では、この判定に沿ったブロック長で、入力信号を周波数スペクトルへ変換する。
【００４２】
なお、ＭＰＥＧ２−ＡＡＣでは、フィルタバンク２において直交変換によるエイリアシングを除去するために、ＭＤＣＴによる重複変換が行われる。その都合上、時間周波数変換では、処理対象フレームとその直前のフレームを合わせた２０４８サンプルを一単位として入力し、１０２４個の周波数スペクトルを得る。このとき、長いブロック長を用いる場合は、入力信号の２０４８サンプルを一つのブロックとして直交変換を行い、１０２４個の周波数スペクトルを出力する。短いブロック長を用いる場合は、入力信号の２５６サンプルを一つのブロックとして１２８個の周波数スペクトルを出力する変換を、入力信号を１２８サンプルずつずらしながら都合８回の変換を行う。
【００４３】
フィルタバンク２から出力された周波数スペクトルと、聴覚心理演算器３から出力されたＳＭＲ値によって、ビット割当て器５は各周波数帯域にビットを割り当て、量子化器６は各周波数帯域ごとにスケールファクタを算出し、各周波数帯域に割当てられたビットに従って周波数スペクトルを量子化する。
【００４４】
各周波数帯域ごとのスケールファクタと量子化スペクトルはビット整形器７によって定められた書式に従ってビットストリームに整形されて、出力される。
【００４５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、汎用的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）上で動作するソフトウェアプログラムとして実施することができる。以下、この場合について図面を用いて説明する。
【００４６】
図５は、本発明の第２の実施形態におけるオーディオ信号符号化装置の構成例である。
【００４７】
図示の構成において、１００はＣＰＵであり、オーディオ信号符号化処理のための演算、論理判断等を行い、１０２のバスを介して、バスに接続された各構成要素を制御する。
【００４８】
１０１はメモリであり、本実施形態の構成例における基本Ｉ／Ｏプログラムや、実行しているプログラムコード、プログラム処理時に必要なデータなどを格納する。
【００４９】
１０２はバスであり、ＣＰＵ１００の制御の対象とする構成要素を指示するアドレス信号を転送し、ＣＰＵ１００の制御の対象とする各構成要素のコントロール信号を転送し、各構成機器相互間のデータ転送を行う。
【００５０】
１０３は端末であり、装置の起動、各種条件や入力信号の設定、符号化開始の指示を行う。
【００５１】
１０４は外部記憶装置であり、データやプログラム等を記憶するための外部記憶領域である。データやプログラム等は必要に応じて保管され、また、保管されたデータやプログラムは必要な時に呼び出される。
【００５２】
１０５はメディアドライブであり、記録媒体に記録されているプログラムやデータ、デジタルオーディオ信号などはこのメディアドライブ１０５が読み取ることにより本オーディオ信号符号化装置にロードされる。また、外部記憶装置１０４に蓄えられた各種データや実行プログラムを、記録媒体に書き込むことができる。
【００５３】
１０６はマイクであり、音を集音してオーディオ信号に変換する。
【００５４】
１０７はスピーカーであり、任意のオーディオ信号データを実際の音にして出力することができる。
【００５５】
１０８は通信網であり、ＬＡＮ、公衆回線、無線回線、放送電波などで構成されている。
【００５６】
１０９は通信インターフェースであり、通信網１０８に接続されている。本実施形態のオーディオ信号符号化装置はこの機器を介して通信網を経由し、外部機器と通信し、データやプログラムを送受信することができる。
【００５７】
かかる各構成要素からなる本実施形態のオーディオ信号符号化装置においては、端末１０３からの各種の入力に応じて作動するものであって、端末１０３からの入力が供給されると、インターラプト信号がＣＰＵ１００に送られることによって、ＣＰＵ１００がメモリ１０１内に記憶してある各種の制御信号を読出し、それらの制御信号に従って、各種の制御が行われる。
【００５８】
本実施形態の装置は、基本Ｉ／Ｏプログラム、ＯＳ、および本オーディオ信号符号化処理プログラムをＣＰＵ１００が実行することによって動作する。基本Ｉ／Ｏプログラムはメモリ１０１中に書き込まれており、ＯＳは外部記憶装置１０４に書き込まれている。そして、本装置の電源がＯＮにされると、基本Ｉ／Ｏプログラム中のＩＰＬ（イニシャルプログラムローディング）機能により外部記憶装置１０４からＯＳがメモリ１０１に読み込まれ、ＯＳの動作が開始される。
【００５９】
本オーディオ信号符号化処理プログラムは、図２に示されるオーディオ信号符号化処理手順のフローチャートに基づいてプログラムコード化されたものである。
【００６０】
図６は、本オーディオ信号符号化処理プログラムおよび関連データを記録媒体に記録したときの内容構成図である。
【００６１】
本実施形態において、本オーディオ信号符号化処理プログラムおよび関連データは記録媒体に記録されている。図示したように記録媒体の先頭領域には、この記録媒体のディレクトリ情報が記録されており、その後にこの記録媒体のコンテンツである本オーディオ信号符号化処理プログラムと、オーディオ信号符号化処理関連データがファイルとして記録されている。
【００６２】
図７は本オーディオ信号符号化装置に、本オーディオ信号符号化処理プログラムを導入する模式図である。記録媒体に記録されたオーディオ信号符号化処理プログラムおよび関連データは、図７に示したようにメディアドライブ１０５を通じて本装置にロードすることができる。この記録媒体１１０をパーソナルコンピュータのメディアドライブ１０５にセットすると、ＯＳ及び基本Ｉ／Ｏプログラムの制御のもとに本オーディオ信号符号化処理プログラムおよび関連データが記録媒体から読み出され、外部記憶装置１０４に格納される。その後、再起動時にこれらの情報がメモリ１０１にロードされて動作可能となる。
【００６３】
図８は、本オーディオ信号符号化装置処理プログラムがメモリ１０１にロードされ実行可能となった状態のメモリマップを示す。メモリ１０１には、基本Ｉ／Ｏプログラム、ＯＳ、オーディオ信号符号化処理プログラム、関連データ及びワークエリアが格納される。このとき、メモリ１０１のワークエリアには、ＰＥ閾値と、図３で示したＰＥ閾値テーブルが格納されている。
【００６４】
以下、本実施形態においてＣＰＵ１００で実行されるオーディオ信号符号化処理をフローに従って説明する。
【００６５】
図２は、本実施形態におけるオーディオ信号符号化処理のフローチャートである。
【００６６】
まず、ステップＳ１は、符号化する入力オーディオ信号とそのジャンルをユーザが端末１０３を用いて指定する処理である。本実施形態において、符号化するオーディオ信号は、外部記憶装置１０４に格納されているオーディオＰＣＭファイルでも良いし、マイク１０６で捉えたリアルタイムの音声信号をアナログ・デジタル変換した信号でも良い。処理を終えると、ステップＳ２へ進む。
【００６７】
ステップＳ２は、ステップＳ１で指定された符号化するオーディオ入力信号のジャンルによって、メモリ１０１上のＰＥ閾値テーブルを検索し、メモリ１０１上のＰＥ閾値を変更する処理である。例えば、ステップＳ１で入力されたジャンルが「ロック」の場合、図３で図示したＰＥ閾値テーブルを検索した結果、ＰＥ閾値として２０００がメモリ１０１上の所定領域に格納される。処理を終えると、ステップＳ３へ進む。
【００６８】
ステップＳ３は、符号化する入力オーディオ信号が終了したかどうかを判定する処理である。入力信号が終了している場合は、ステップＳ１２へ処理が進む。未終了の場合は、ステップＳ４へ処理が進む。
【００６９】
ステップＳ４は、入力信号をチャンネルごとに処理単位であるフレームに分割する処理である。第１の実施形態での説明同様、例えば、ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、チャンネルごとに１０２４サンプルのフレームに分割する。処理を終えると、ステップＳ５へ処理が進む。
【００７０】
ステップＳ５は、符号化対象となっているフレームの聴覚心理演算を行う処理である。この演算の結果、処理対象フレームの聴覚エントロピー（ＰＥ）と、量子化単位である分割周波数帯域ごとのＳＭＲ値が算出される。処理を終えると、ステップＳ６へ処理が進む。
【００７１】
ステップＳ６は、ステップＳ５で算出された処理対象フレームのＰＥ値と、ステップＳ２によって格納されたＰＥ閾値とを比較し、変換ブロック長を判定する処理である。処理対象フレームのＰＥ値がＰＥ閾値よりも大きい場合は、ステップＳ７へ処理が進む。そうでない場合は、ステップＳ８へ処理が進む。
【００７２】
ステップＳ７では、ステップＳ６で行われた判定に基づき、処理対象フレームに対してショートブロック（短いブロック長）による直交変換を行う。ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、この結果、１２８の周波数成分に分割されたスペクトルの組が８組得られる。処理を終えると、ステップＳ９に処理が進む。
【００７３】
ステップＳ８では、ステップＳ６で行われた判定に基づき、処理対象フレームに対してロングブロック（長いブロック長）による直交変換を行う。ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、この結果、１０２４の周波数成分に分割されたスペクトルの組が一組だけ得られる。処理を終えると、ステップＳ９に処理が進む。
【００７４】
ステップＳ９は、ステップＳ５で算出される分割周波数帯域ごとのＳＭＲ値と、ステップＳ７やステップＳ８で得られる周波数スペクトルと、符号化ビットレートより、各分割周波数帯域に割り当てるビット量を決定する処理である。このような処理は本実施形態のような変換符号化方法において一般的であるので、詳細は説明しない。処理を終えると、ステップＳ１０へ処理が進む。
【００７５】
ステップＳ１０は、各分割周波数帯域ごとのスケールファクタを算出するとともに、ステップＳ９で割り当てられたビット量に従って、周波数スペクトルを量子化する処理である。処理を終えると、ステップＳ１１へ処理が進む。
【００７６】
ステップＳ１１は、ステップＳ１０で算出されたスケールファクタと量子化スペクトルを、符号化方式によって定められたフォーマットに従って整形し、ビットストリームとして出力する処理である。本実施形態において、この処理によって出力されるビットストリームは、外部記憶装置１０４に格納されても良いし、あるいは、通信インターフェース１０９を介して回線網１０８に繋がっている外部機器に出力されても良い。処理を終えると、ステップＳ３へ処理が進む。
【００７７】
ステップＳ１２は、聴覚心理演算や直交変換などで生じる遅延によってまだ出力されていない量子化スペクトルがメモリ上に残っているため、それらをビットストリームに整形して出力する処理である。処理を終えると、オーディオ信号符号化処理を終了する。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態におけるオーディオ信号符号化処理では、オーディオ入力信号のジャンルによって、ブロック長判定の際に参照するＰＥ閾値を適宜設定するため、プリエコーの発生を避けながら符号化効率の良い符号化処理が可能となり、特に低ビットレート時に音質の良い符号化処理を実現することができる。例えば、入力信号のジャンルがクラシックの場合、ＰＥ閾値が低めに設定されるため、短いブロック長を選択すべき部分で適切に短いブロック長が選択されるため、プリエコーの発生を低減することが可能となり、逆に、ジャンルがロックの場合、ＰＥ閾値を高めに設定することによって、短いブロック長が過多に適用されて符号化効率が落ち結果として音質が劣化することを防ぐことができる。
【００７９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態では、ユーザが入力したＩＤ３タグ中のジャンルによってＰＥ閾値が決定される場合を説明する。
【００８０】
図１３は、本発明の第３の実施形態におけるオーディオ信号符号化装置の一構成例である。
【００８１】
図示したように、本実施形態におけるオーディオ信号符号化装置は、図１に示した構成例に、８のＩＤ３タグ入力器を付加したものである。
【００８２】
１から７までの構成要素は第１の実施形態で示したものと同様であるので、説明を省略する。
【００８３】
８は、ＩＤ３タグ入力器であり、ユーザのＩＤ３タグ情報の入力を受け付け、その内容を保持する。
【００８４】
上記構成によるオーディオ信号符号化装置におけるオーディオ信号の処理動作を、前述の第１の実施形態の動作と異なる部分を中心に以下に説明する。
【００８５】
まず、処理に先立ち、各部の初期化を行う。
【００８６】
次に、ユーザによって符号化するオーディオ入力信号が指定されるとともに、入力信号に関するＩＤ３タグ情報の入力がＩＤ３タグ入力器８に対して行われる。このとき、ブロック長判定器４では、入力されたＩＤ３タグのジャンルに従って、ＰＥ閾値を変更する。ＰＥ閾値の変更は、ジャンルごとのＰＥ閾値を格納したテーブルを参照し、ＩＤ３タグのジャンルＮｏ（番号）によって選択することによって変更しても良いし、ジャンルごとのＰＥ補正値を格納したテーブルをＩＤ３タグのジャンルＮｏによって検索し、ＰＥ閾値の基準となる値にジャンルごとの補正値を加えても良い。図１５にこの場合のＰＥ閾値テーブルの模倣図、図１６にＰＥ補正値テーブルの模倣図を示す。なお、本実施形態において、図１６のＰＥ補正値テーブルを用いる場合のＰＥの基準値は１８００である。本実施形態において、これらのテーブルはブロック長判定器４に格納されている。
【００８７】
その後は、第１の実施形態で前述したように、入力されたオーディオ信号はフレーム分割器１によって分割後、聴覚心理演算器３で分析されてＰＥ値とＳＭＲが算出される。ブロック長判定器４においてＰＥ値とＰＥ閾値が比較され、その結果によってブロック長が決定される。フレーム分割されたオーディオ入力信号は、フィルタバンク２において、決定されたブロック長で周波数スペクトルに変換され、ビット割当て器５が聴覚心理演算器４から出力されたＳＭＲ値にしたがって、各周波数帯域にビットを割り当て、量子化器６は各周波数帯域ごとに正規化係数を算出し、各周波数帯域に割当てられたビットに従って周波数スペクトルを量子化し、ビット整形器７によって定められた書式に応じてビットストリームに整形され、出力される。
【００８８】
全ての入力信号の符号化が終了すると、ＩＤ３タグ入力器８に保持されているＩＤ３タグの各情報が、ビット整形器７によってビットストリームの末尾に付加される。
【００８９】
以下、同様な処理を汎用的なＰＣ上で実装する場合について説明する。
【００９０】
図５に示すオーディオ符号化装置の構成によって、この場合においても前述した第２の実施形態と同様に実施することが可能である。なお、図５に示す構成において、図１５で図示したＰＥ閾値テーブルがメモリ１０１上のワークエリアに予め格納されている。
【００９１】
以下、ＣＰＵ１００において行われる処理の詳細を、図１４に示すフローに従って説明する。
【００９２】
まず、ステップＳ１０１は、符号化する入力オーディオ信号をユーザが端末１０３を用いて指定する処理である。本実施形態において、符号化するオーディオ信号は、外部記憶装置１０４に格納されているオーディオＰＣＭファイルでも良いし、マイク１０６で捉えたリアルタイムの音声信号をアナログ・デジタル変換した信号でも良い。処理を終えると、ステップＳ１０２へ進む。
【００９３】
ステップＳ１０２は、ＩＤ３タグをユーザが端末１０３を用いて指定する処理である。この処理の結果、ＩＤ３タグの一部として、入力オーディオ信号のＩＤ３ジャンルＮｏが指定される。処理を終えると、ステップＳ１０３へ進む。
【００９４】
ステップＳ１０３は、ステップＳ１０２で指定された符号化するオーディオ入力信号のＩＤ３ジャンルＮｏによって、メモリ１０１上のＰＥ閾値テーブルを検索し、メモリ１０１上のＰＥ閾値を変更する処理である。例えば、ステップＳ１０２で指定されたＩＤ３ジャンルＮｏが「２」の場合、図１５で図示したＰＥ閾値テーブルを検索した結果、ＰＥ閾値として１６００がメモリ１０１上の所定領域に格納される。処理を終えると、ステップＳ１０４へ進む。
【００９５】
ステップＳ１０４は、符号化する入力オーディオ信号が終了したかどうかを判定する処理である。入力信号が終了している場合は、ステップＳ１１３へ処理が進む。未終了の場合は、ステップＳ１０５へ処理が進む。
【００９６】
ステップＳ１０５は、入力信号をチャンネルごとに処理単位であるフレームに分割する処理である。第１の実施形態での説明同様、例えば、ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、チャンネルごとに１０２４サンプルのフレームに分割する。処理を終えると、ステップＳ１０６へ処理が進む。
【００９７】
ステップＳ１０６は、符号化対象となっているフレームの聴覚心理演算を行う処理である。この演算の結果、処理対象フレームの聴覚エントロピー（ＰＥ）と、量子化単位である分割周波数帯ごとのＳＭＲ値が算出される。処理を終えると、ステップＳ１０７へ処理が進む。
【００９８】
ステップＳ１０７は、ステップＳ１０６で算出された処理対象フレームのＰＥ値と、ステップＳ１０３によって格納されたＰＥ閾値とを比較し、変換ブロック長を判定する処理である。処理対象フレームのＰＥ値がＰＥ閾値よりも大きい場合は、ステップＳ１０８へ処理が進む。そうでない場合は、ステップＳ１０９へ処理が進む。
【００９９】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で行われた判定に基づき、処理対象フレームに対してショートブロック（短いブロック長）による直交変換を行う。ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、この結果、１２８個の周波数成分に分割されたスペクトルの組が８組得られる。処理を終えると、ステップＳ１１０に処理が進む。
【０１００】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０７で行われた判定に基づき、処理対象フレームに対してロングブロック（長いブロック長）による直交変換を行う。ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、この結果、１０２４の周波数成分に分割されたスペクトルの組が一組だけ得られる。処理を終えると、ステップＳ１１０に処理が進む。
【０１０１】
ステップＳ１１０は、ステップＳ１０６で算出される分割周波数帯域ごとのＳＭＲ値と、ステップＳ１０８もしくはステップＳ１０９で得られる周波数スペクトルと、符号化ビットレートより、各分割周波数帯域に割り当てるビット量を決定する処理である。処理を終えると、ステップＳ１１１へ処理が進む。
【０１０２】
ステップＳ１１１は、各分割周波数帯域ごとのスケールファクタを算出するとともに、ステップＳ１１０で割り当てられたビット量に従って、周波数スペクトルを量子化する処理である。処理を終えると、ステップＳ１１２へ処理が進む。
【０１０３】
ステップＳ１１２は、ステップＳ１１１で算出されたスケールファクタと量子化スペクトルを、符号化方式によって定められたフォーマットに従って整形し、ビットストリームとして出力する処理である。本実施形態において、この処理によって出力されるビットストリームは、外部記憶装置に格納されても良いし、あるいは、通信インターフェースを介して回線網に繋がっている外部機器に出力されても良い。処理を終えると、ステップＳ１０４へ処理が進む。
【０１０４】
ステップＳ１１３は、聴覚心理演算や直交変換などで生じる遅延によってまだ出力されていない量子化スペクトルがメモリ上に残っているため、それらをビットストリームに整形して出力する処理である。処理を終えると、ステップＳ１１４へ処理が進む。
【０１０５】
ステップＳ１１４は、作成された符号化ビットストリームの末尾に、ステップＳ１０２で入力されたＩＤ３タグ情報を適宜コード化して付加する処理である。これによって、この符号化データを復号化する際に、このデータのＩＤ３タグ情報にアクセスすることが可能となり、様々な情報を復号処理側で利用することが可能となる。処理を終えると、オーディオ信号符号化処理を終了する。
【０１０６】
上記説明したように、本実施形態においては、オーディオ符号化データの標準的なメタデータであるＩＤ３タグを入力することによって、適宜ＰＥ閾値が変更されることにより、予め定められているジャンルからユーザはジャンルを選択すればよいため、符号化時のユーザの利便性が向上し、かつ音質の良い符号化データを得ることができる。
【０１０７】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態では、ＰＥ閾値をＰＥ履歴によって調整する場合の例を示す。
【０１０８】
図１７は、本発明の第４の実施形態におけるオーディオ信号符号化装置の一構成例である。
【０１０９】
図示したように、本実施形態におけるオーディオ信号符号化装置は、図１に示した構成例に、９のＰＥ履歴記憶部を付加したものである。
【０１１０】
１から７までの構成要素は第１の実施形態で示したものと同様であるので、説明を省略する。
【０１１１】
９はＰＥ履歴一時記憶器であり、聴覚心理演算器３によってオーディオ入力信号を解析した結果出力される各フレームのＰＥ値と、その結果ブロック長判定器４によって決定されたブロック長の組を、新しいものから予め決められた数だけ順次格納する。本実施形態においては、１００フレーム分のＰＥ履歴を格納することができる。ＰＥ履歴一時記憶器９に格納されるＰＥ履歴テーブルの模倣図を図１８に示す。
【０１１２】
上記構成によるオーディオ信号符号化装置におけるオーディオ信号の処理動作を、前述の第１の実施形態の動作と異なる部分を中心にして以下に説明する。
【０１１３】
なお、本実施形態では説明の便宜のために符号化方式としてＭＰＥＧ２−ＡＡＣを例にとって説明するが、ＭＰ３など、ＰＥによってブロック長切り替え判定を行うその他の符号化方式についても全く同様な方法で実現可能である。
【０１１４】
まず、処理に先立ち、各部の初期化を行う。このとき、ブロック長判定器４では、外部から入力されたオーディオ信号のジャンル情報によって、ブロック長判定器４内部のＰＥ閾値テーブルを参照し、初期のＰＥ閾値を設定する。
【０１１５】
オーディオＰＣＭ信号などの入力オーディオ信号はフレーム分割器１によってフレーム単位に分割され、フィルタバンク２と聴覚心理演算器３に送出される。
【０１１６】
入力オーディオ信号はフレーム毎に聴覚心理演算器３によって聴覚エントロピー（ＰＥ）と各周波数帯域ごとのマスキング計算が行われる。算出された聴覚エントロピー値はブロック長判定器４に送出される。
【０１１７】
ブロック長判定器４は、ＰＥ閾値の入力をトリガとして、ＰＥ閾値の補正を開始する。本実施形態におけるＰＥ閾値の補正処理は、図２０のフローを用いて後述する。この間、ブロック長判定器４は、処理に必要な履歴情報を逐次ＰＥ履歴一時記憶器９にアクセスして取り出すことが可能である。
【０１１８】
ＰＥ閾値の補正が終了すると、ブロック長判定器４は入力ＰＥ値と補正後のＰＥ閾値とを比較する。ＰＥ閾値よりも当該フレームのＰＥ値が大きい場合は、短いブロック長を使用することが判定され、そうでない場合は、長いブロック長を使用することが判定される。ブロック長が決定されると、ブロック長判定器４はＰＥ値と選択ブロック長をＰＥ履歴一時記憶器９に送出する。ＰＥ履歴一時記憶器９は、最新のＰＥと決定ブロック長をＰＥ履歴テーブルに保存する。このとき、履歴情報の数が予め定められた数を超えた場合は、最も古い履歴を削除する。例えば、図１８に図示したＰＥ履歴テーブルの場合、最新の履歴を追加する場合は、最も古い履歴である、Ｎｏ．１００の行がテーブルより削除され、図中の最も上の行に新規履歴となるＰＥ値とブロック種別が格納され、Ｎｏ．が振りなおされる。
【０１１９】
その後は、第１の実施形態で前述したように、オーディオ入力信号はフィルタバンク２において、決定されたブロック長で、周波数スペクトルに変換され、ビット割当て器５が聴覚心理演算器４から出力されたＳＭＲ値にしたがって、各周波数帯域にビットを割り当て、量子化器６は各周波数帯域ごとに正規化係数を算出し、各周波数帯域に割当てられたビットに従って周波数スペクトルを量子化し、ビット整形器７によって定められた書式に応じてビットストリームに整形され、出力される。
【０１２０】
以下、同様な処理を汎用的なＰＣ上で実装する場合について説明する。
【０１２１】
図５に示すオーディオ符号化装置の構成によって、この場合においても前述した第２の実施形態と同様に実施することが可能である。なお、図５に示す構成において、図１８に示すＰＥ閾値履歴テーブルは、メモリ１０１上のワークエリアに格納されている。
【０１２２】
以下、ＣＰＵ１００において行われる処理の詳細を、図１９に示すフローに従って説明する。
【０１２３】
ステップＳ２０１は、ユーザが符号化するオーディオ入力信号と、そのジャンルを指定する処理である。処理を終えると、ステップＳ２０２へ進む。
【０１２４】
ステップＳ２０２は、ステップＳ２０１で指定されたジャンルに従って、ＰＥ閾値テーブルを検索し、ＰＥ閾値を変更する処理である。処理を終えると、ステップＳ２０３へ進む。
【０１２５】
ステップＳ２０３は、オーディオ入力信号が終了したかどうかを判定する処理である。入力信号が終了している場合は、ステップＳ２１４へ進む。入力信号が未終了である場合は、ステップＳ２０４へ処理が進む。
【０１２６】
ステップＳ２０４は、符号化単位である１フレーム分のオーディオ入力信号をメモリ１０１上に読み出す処理である。処理を終えると、ステップＳ２０５へ進む。
【０１２７】
ステップＳ２０５は、符号化対象となっているフレームの聴覚心理演算を行う処理である。この演算の結果、処理対象フレームの聴覚エントロピー（ＰＥ）と、量子化単位である分割周波数帯ごとのＳＭＲ値が算出される。処理を終えると、ステップＳ２０６へ進む。
【０１２８】
ステップＳ２０６は、ステップＳ２０５で算出された処理対象フレームのＰＥ値と、ステップＳ２０２によって格納されたＰＥ閾値とを比較し、変換ブロック長を判定する処理である。処理対象フレームのＰＥ値がＰＥ閾値よりも大きい場合は、ステップＳ２０７へ処理が進む。そうでない場合は、ステップＳ２０８へ処理が進む。
【０１２９】
ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６で行われた判定に基づき、処理対象フレームに対してショートブロック（短いブロック長）による直交変換を行う。ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、この結果、１２８の周波数成分に分割されたスペクトルの組が８組得られる。処理を終えると、ステップＳ２０９に処理が進む。
【０１３０】
ステップＳ２０８では、ステップＳ２０６で行われた判定に基づき、処理対象フレームに対してロングブロック（長いブロック長）による直交変換を行う。ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、この結果、１０２４の周波数成分に分割されたスペクトルの組が一組だけ得られる。処理を終えると、ステップＳ２０９に処理が進む。
【０１３１】
ステップＳ２０９は、ステップＳ２０５で算出される分割周波数帯域ごとのＳＭＲ値と、ステップＳ２０７やステップＳ２０８で得られる周波数スペクトルと、符号化ビットレートより、各分割周波数帯域に割り当てるビット量を決定する処理である。処理を終えると、ステップＳ２１０へ処理が進む。
【０１３２】
ステップＳ２１０は、各分割周波数帯域ごとのスケールファクタを算出するとともに、ステップＳ２０９で割り当てられたビット量に従って、周波数スペクトルを量子化する処理である。処理を終えると、ステップＳ２１１へ処理が進む。
【０１３３】
ステップＳ２１１は、ステップＳ２１０で算出されたスケールファクタと量子化スペクトルを、符号化方式によって定められたフォーマットに従って整形し、ビットストリームとして出力する処理である。本実施形態において、この処理によって出力されるビットストリームは、外部記憶装置１０４に格納されても良いし、あるいは、通信インターフェース１０９を介して回線網１０８に繋がっている外部機器に出力されても良い。処理を終えると、ステップＳ２１２へ処理が進む。
【０１３４】
ステップＳ２１２は、処理中のフレームのＰＥ値と選択ブロックを、メモリ１０１中のＰＥ履歴テーブルに格納する処理である。なお、ＰＥ履歴テーブルが一杯になっている場合、最も古い履歴を削除して、このフレームの履歴を格納する。処理を終えると、ステップＳ２１３へ進む。
【０１３５】
ステップＳ２１３は、ＰＥ履歴テーブルに格納されている履歴によって、ＰＥ閾値を補正する処理である。この処理の詳細は、図２０を用いて後述する。処理を終えると、ステップＳ２０３へ進む。
【０１３６】
ステップＳ２１４は、聴覚心理演算や直交変換などで生じる遅延によってまだ出力されていない量子化スペクトルがメモリ１０１上に残っているため、それらをビットストリームに整形して出力する処理である。処理を終えると、オーディオ信号符号化処理を終了する。
【０１３７】
図２０は、本実施形態におけるステップＳ２１３の履歴によるＰＥ補正処理を詳細化したフローである。
【０１３８】
ステップＳ３０１は、ＰＥ履歴テーブルにショートブロックがあるかどうかを検索する処理である。ＰＥ履歴テーブルにショートブロックが一つでもある場合は、ステップＳ３０２へ処理が進む。そうでない場合は、ステップＳ３１１へ処理が進む。
【０１３９】
ステップＳ３０２は、ＰＥ履歴テーブルを参照して、履歴に残っているロングブロックの平均ＰＥ値（以下、Ｌｏｎｇ＿ＰＥ）を算出する処理である。処理を終えると、ステップＳ３０３へ処理が進む。
【０１４０】
ステップＳ３０３は、ＰＥ履歴テーブルを参照してショートブロックの平均ＰＥ値（以下、Ｓｈｏｒｔ＿ＰＥ）を算出する処理である。処理を終えると、ステップＳ３０４へ処理が進む。
【０１４１】
ステップＳ３０４は、平均ＰＥ値、すなわち、（Ｌｏｎｇ＿ＰＥ＋Ｓｈｏｒｔ＿ＰＥ）／２を算出する処理である。本実施形態において、平均ＰＥ値としてこのような演算を行うのは、一つのオーディオ入力信号（楽曲）においても、ＰＥ値が高い部分とＰＥ値が低い部分、すなわち、ショートブロックとして処理するフレームの出現する頻度が異なる場合があるためである。このような場合、ＰＥ平均値を全てのフレームの平均値とすると、同じオーディオ入力信号を符号化する処理の途中でＰＥ平均値が乱高下して、その後の補正処理で妥当な補正ができなくなり、結果として作成されたビットストリームの音質が安定しない恐れがある。よって、このような計算方法を取っている。処理を終えると、ステップＳ３０５へ処理が進む。
【０１４２】
ステップＳ３０５は、ステップＳ３０４で求めた平均ＰＥ値が現在のＰＥ閾値よりも大きいかどうかを判定する処理である。この判定の結果、平均ＰＥ値の方が大きい場合はステップＳ３０６に処理が進む。そうでない場合は、ステップＳ３０７へ処理が進む。
【０１４３】
ステップＳ３０６は、現在のＰＥ閾値に１０を加えてＰＥ閾値を補正する処理である。すなわち、ステップＳ３０４で算出した平均ＰＥ値が現在のＰＥ閾値よりも大きい場合は、ＰＥ閾値をプラス（＋）方向に補正する。このようにすることで、ＰＥ値が高めに推移している楽曲に対して適切にＰＥ閾値を補正することができる。処理を終えると、ステップＳ３０９へ処理が進む。
【０１４４】
ステップＳ３０７は、ステップＳ３０４で求めた平均ＰＥ値が現在のＰＥ閾値よりも小さいかどうかを判定する処理である。この判定の結果、平均ＰＥ値の方が小さい場合は、ステップＳ３０８に処理が進む。そうでない場合は、ステップＳ３０９へ進む。
【０１４５】
ステップＳ３０８は、現在のＰＥ閾値から１０を引いてＰＥ閾値を補正する処理である。すなわち、ステップＳ３０４で算出した平均ＰＥ値が現在のＰＥ閾値よりも小さい場合は、ＰＥ閾値をマイナス方向に補正する。このようにすることで、ＰＥ値が低めに推移している楽曲に対して適切にＰＥ閾値を補正することができる。処理を終えると、ステップＳ３０９へ処理が進む。
【０１４６】
ステップＳ３０９は、ＰＥ履歴テーブル中にショートブロックとなった履歴の数をカウントし、２０を超えているかどうかを判定する処理である。判定の結果、ショートブロックの履歴が２０以上ある場合はステップＳ３１０に処理が進む。そうでない場合は、履歴によるＰＥ補正処理を終了し、リターンする。
【０１４７】
ステップＳ３１０は、ＰＥ閾値に１０を加えてＰＥ閾値を補正する処理である。すなわち、１００フレームの履歴中に２０以上ものショートブロックが存在する場合は、明らかにショートブロックを多用しすぎて符号化効率が低下していると考えられるため、ＰＥ閾値をプラス方向に補正する。このようにすることで、ＰＥ閾値が低いことによる符号化効率の低下を抑制する制御が可能になる。処理を終えると、履歴によるＰＥ補正処理を終了し、リターンする。
【０１４８】
ステップＳ３１１は、現在のＰＥ閾値が閾値下限に達しているかどうかを判定する処理である。判定の結果、ＰＥ閾値が閾値下限に達している場合は履歴によるＰＥ補正処理を終了し、リターンする。そうでない場合は、ステップＳ３１２に処理が進む。
【０１４９】
ステップＳ３１２は、ＰＥ閾値から１０を引いてＰＥ閾値を補正する処理である。すなわち、履歴が全てロングブロックで構成されている場合は、入力信号に対してＰＥ閾値が高めに設定され、本来ショートブロックで符号化されるべきフレームを見落としている恐れがあるため、マイナス方向に補正する。ただし、予め設定した閾値下限を超えない程度に補正を行う。これは、ほぼ変化のないような静かな楽曲の場合、ＰＥ閾値が極端に下がってしまうと本来ロングブロックで符号化すべき箇所までショートブロックで符号化され、符号化効率が下がってしまう現象を防ぐためである。処理を終えると、補正処理を終了してリターンする。
【０１５０】
以上説明したように、本実施形態では、ＰＥ履歴を用いてＰＥ閾値の補正を処理中に適宜行うことによって、同じジャンルの楽曲でも入力信号に応じたＰＥ閾値を適宜補正することができるため、更に適切なブロック判定を行うことが可能になり、その結果、更に音質の良いビットストリームを作成することができる。
【０１５１】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態では、入力信号を解析してジャンルを自動判定する場合の例を示す。
【０１５２】
図２１は、本発明の第５の実施形態におけるオーディオ信号符号化装置の一構成例である。
【０１５３】
図示したように、本実施形態におけるオーディオ信号符号化装置は、図１に示した構成例に、１０のジャンル自動判定器を付加したものである。
【０１５４】
１から７までの構成要素は第１の実施形態で示したものと同様であるので、説明を省略する。
【０１５５】
１０は、ジャンル判定器であり、オーディオ入力信号を解析して、そのジャンルを判定する。
【０１５６】
上記構成によるオーディオ信号符号化装置におけるオーディオ信号の処理動作を、前述の第１の実施形態の動作と異なる部分を中心に以下に説明する。
【０１５７】
まず、処理に先立ち、各部の初期化を行う。
【０１５８】
次に、ユーザによって符号化するオーディオ入力信号が指定される。
【０１５９】
次に、ジャンル判定器１０は、指定された入力信号を解析して、自動的にジャンルを判定し、ブロック長判定器４に送出する。このジャンル判定方法の詳細については、図２３を用いて後述する。ブロック長判定器４は、受け取ったジャンルに従って、ＰＥ閾値を変更する。ＰＥ閾値の変更は、ジャンルごとのＰＥ閾値を格納したテーブルを参照することによって変更しても良いし、ジャンルごとのＰＥ補正値を格納したテーブルを検索し、ＰＥ閾値の基準となる値にジャンルごとの補正値を加えても良い。図３にこの場合のＰＥ閾値テーブルの構成例、図４にＰＥ補正値テーブルの構成例を示す。なお、本実施形態において、図４の補正値テーブルを用いる場合のＰＥの基準値は１８００である。本実施形態において、これらのテーブルはブロック長判定器４に格納されている。
【０１６０】
その後は、第１の実施形態で前述したように、入力されたオーディオ信号はフレーム分割器１によって分割後、聴覚心理演算器３で分析されてＰＥ値とＳＭＲが算出される。ブロック長判定器４においてＰＥ値とＰＥ閾値が比較され、その結果によってブロック長が決定される。フレーム分割されたオーディオ入力信号は、フィルタバンク２において、決定されたブロック長で周波数スペクトルに変換され、ビット割当て器５が聴覚心理演算器３から出力されたＳＭＲ値にしたがって、各周波数帯域にビットを割り当て、量子化器６は各周波数帯域ごとに正規化係数を算出し、各周波数帯域に割当てられたビットに従って周波数スペクトルを量子化し、ビット整形器７によって定められた書式に応じてビットストリームに整形され、出力される。
【０１６１】
以下、同様な処理を汎用的なＰＣ上で実装する場合について説明する。
【０１６２】
図５に示すオーディオ符号化装置の構成によって、この場合においても前述した第２の実施形態と同様に実施することが可能である。
【０１６３】
以下、ＣＰＵ１００において行われる処理の詳細を、図２２に示すフローに従って説明する。
【０１６４】
図２２は、本実施形態におけるオーディオ信号符号化処理のフローである。
【０１６５】
まず、ステップＳ４０１は、符号化する入力オーディオ信号をユーザが端末１０３を用いて指定する処理である。本実施形態において、符号化するオーディオ信号は、外部記憶装置１０４に格納されているオーディオＰＣＭファイルでも良いし、マイク１０６で捉えたリアルタイムの音声信号をアナログ・デジタル変換した信号でも良い。処理を終えると、ステップＳ４０２へ進む。
【０１６６】
ステップＳ４０２は、入力オーディオ信号のジャンルを自動判定する処理である。この処理の詳細は図２３を用いて後述する。処理を終えると、ステップＳ４０３へ進む。
【０１６７】
ステップＳ４０３は、ステップＳ４０２で判定された符号化するオーディオ入力信号のジャンルによって、メモリ１０１上のＰＥ閾値テーブルを検索し、メモリ１０１上のＰＥ閾値を変更する処理である。処理を終えると、ステップＳ４０４へ進む。
【０１６８】
ステップＳ４０４は、符号化する入力オーディオ信号が終了したかどうかを判定する処理である。入力信号が終了している場合は、ステップＳ４１３へ処理が進む。未終了の場合は、ステップＳ４０５へ処理が進む。
【０１６９】
ステップＳ４０５は、入力信号をチャンネルごとに処理単位であるフレームに分割する処理である。第１の実施形態での説明同様、例えば、ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、チャンネルごとに１０２４サンプルのフレームに分割する。処理を終えると、ステップＳ４０６へ処理が進む。
【０１７０】
ステップＳ４０６は、符号化対象となっているフレームの聴覚心理演算を行う処理である。この演算の結果、処理対象フレームの聴覚エントロピー（ＰＥ）と、量子化単位である分割周波数帯ごとのＳＭＲ値が算出される。処理を終えると、ステップＳ４０７へ処理が進む。
【０１７１】
ステップＳ４０７は、ステップＳ４０６で算出された処理対象フレームのＰＥ値と、ステップＳ４０３によって格納されたＰＥ閾値とを比較し、変換ブロック長を判定する処理である。処理対象フレームのＰＥ値がＰＥ閾値よりも大きい場合は、ステップＳ４０８へ処理が進む。そうでない場合は、ステップＳ４０９へ処理が進む。
【０１７２】
ステップＳ４０８では、ステップＳ１０７で行われた判定に基づき、処理対象フレームに対してショートブロック（短いブロック長）による直交変換を行う。ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、この結果、１２８個の周波数成分に分割されたスペクトルの組が８組得られる。処理を終えると、ステップＳ４１０に処理が進む。
【０１７３】
ステップＳ４０９では、ステップＳ４０７で行われた判定に基づき、処理対象フレームに対してロングブロック（長いブロック長）による直交変換を行う。ＭＰＥＧ２−ＡＡＣの場合、この結果、１０２４の周波数成分に分割されたスペクトルの組が一組だけ得られる。処理を終えると、ステップＳ４１０に処理が進む。
【０１７４】
ステップＳ４１０は、ステップＳ４０６で算出される分割周波数帯域ごとのＳＭＲ値と、ステップＳ４０８もしくはステップＳ４０９で得られる周波数スペクトルと、符号化ビットレートより、各分割周波数帯域に割り当てるビット量を決定する処理である。このような処理は本実施形態のような変換符号化方法において一般的であるので、詳細は説明しない。処理を終えると、ステップＳ４１１へ処理が進む。
【０１７５】
ステップＳ４１１は、各分割周波数帯域ごとのスケールファクタを算出するとともに、ステップＳ４１０で割り当てられたビット量に従って、周波数スペクトルを量子化する処理である。処理を終えると、ステップＳ４１２へ処理が進む。
【０１７６】
ステップＳ４１２は、ステップＳ４１１で算出されたスケールファクタと量子化スペクトルを、符号化方式によって定められたフォーマットに従って整形し、ビットストリームとして出力する処理である。本実施形態において、この処理によって出力されるビットストリームは、外部記憶装置１０４に格納されても良いし、あるいは、通信インターフェース１０９を介して回線網１０８に繋がっている外部機器に出力されても良い。処理を終えると、ステップＳ４０４へ処理が進む。
【０１７７】
ステップＳ４１３は、聴覚心理演算や直交変換などで生じる遅延によってまだ出力されていない量子化スペクトルがメモリ上に残っているため、それらをビットストリームに整形して出力する処理である。処理を終えると、オーディオ信号符号化処理を終了する。
【０１７８】
図２３は、本実施形態におけるステップＳ４０２のジャンル自動判定処理を詳細化したフローである。
【０１７９】
ステップＳ５０１は、オーディオ入力信号の振幅の強弱と繰り返しパターンを検知することにより、オーディオ入力信号のリズムを抽出する処理である。処理を終えると、ステップＳ５０２へ処理が進む。
【０１８０】
ステップＳ５０２は、ステップＳ５０１で抽出されたリズムと、入力オーディオ信号のサンプリングレートより、入力信号のテンポを算出する処理である。処理を終えると、ステップＳ５０３へ処理が進む。
【０１８１】
ステップＳ５０３は、ＦＦＴなどの直交変換を用いて、オーディオ入力信号を周波数スペクトルに変換し、純音成分の分析などを行う処理である。処理を終えると、ステップＳ５０４へ処理が進む。
【０１８２】
ステップＳ５０４は、ステップＳ５０３で行った周波数解析結果を基に、楽曲のメロディや和音構成、コード進行等を分析して曲調の抽出を行う処理である。処理を終えると、ステップＳ５０５へ処理が進む。
【０１８３】
ステップＳ５０５は、ここまでに抽出されたリズム、テンポ、曲調を綜合的に分析して、入力信号のジャンルを判定する処理である。この判定方法としては、例えばこれらの特徴とジャンルが格納されたデータベースを検索し、もっとも近似しているパターンを持つジャンルを選択することによってジャンルを判定する、あるいは、ジャンルごとの楽曲の特徴を学習したニューラルネットワーク回路によって判定するなどの手法があるが、これらは全て公知であるため、詳述しない。この判定の結果、ジャンルが判定不可能である場合はステップＳ５０６へ処理が進む。ジャンル判定ができた場合は、ステップＳ５０７へ処理が進む。
【０１８４】
ステップＳ５０６は、ジャンル情報としてデフォルトジャンルを選択する処理である。本実施形態において、デフォルトジャンルとは、ジャンル判定不可能な入力信号に与えられるジャンルであり、この情報がジャンルとして設定されると、図２２のステップＳ４０３において、ＰＥ閾値としてデフォルトの値が設定される。処理を終えると、ステップＳ５０７へ処理が進む。
【０１８５】
ステップＳ５０７は、ステップＳ５０５やステップＳ５０６で選択されたジャンル情報をメモリ１０１上のワークエリアに格納する処理である。処理を終えると、ジャンル自動判定処理を終了してリターンする。
【０１８６】
以上説明したように、本実施形態においては、ユーザはオーディオ入力信号を指定するだけで、自動的にジャンルが判定され、適宜ジャンルに応じたＰＥ閾値が設定されるため、ユーザに余計な手間をかけることなく音質の良いビットストリームを得ることが可能となる。
【０１８７】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【０１８８】
上述の第２の実施形態では、図３のＰＥ閾値テーブルを検索することによって、ジャンルによるＰＥ閾値変更を行っているが、これは、図４のＰＥ閾値補正テーブルを検索することでも実現可能である。図９は、この場合のメモリマップ構成図である。このメモリマップは、基本的には図８のメモリマップと同じであるが、ワークエリアにはＰＥ閾値、ＰＥ基準値及びＰＥ閾値補正テーブルが格納される。
【０１８９】
また、上述の第２の実施形態では、メモリマップ上にＰＥ閾値を格納しているが、その代わりに、ＰＥ閾値テーブル上の値を指すポインタを格納しても同様の処理が実現可能である。
【０１９０】
また、上述の実施形態では、特に記録媒体に関して言及していないが、これは、ＦＤ、ＨＤＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ、半導体メモリなど、どのような記録媒体を用いても適用可能である。
【０１９１】
また、上述の第４の実施形態では、ＰＥ履歴テーブルを通常の表形式のデータとして構成しているが、これは予め定められた数のリストを格納できるリングバッファを用いて構成しても適用可能である。
【０１９２】
また、上述の第４の実施形態では、１フレームの処理を行う度にＰＥ閾値の補正を行っているが、これは数フレーム、もしくは数十フレーム単位の頻度で行ってもよい。
【０１９３】
以上説明したように、上記実施形態によれば、オーディオ入力信号のジャンルによって、ブロック長判定の際に参照するＰＥ閾値を適宜設定するため、プリエコーの発生を避けながら符号化効率の良い符号化処理が可能となり、特に低ビットレート時に音質の良い符号化処理を実現することができる。例えば、入力信号のジャンルがクラシックの場合、ＰＥ閾値が低めに設定されるため、短いブロック長を選択すべき部分で適切に短いブロック長が選択されるため、プリエコーの発生を低減することが可能となり、逆に、ジャンルがロックの場合、短いブロック長が過多に適用されて符号化効率が落ち、結果として音質が劣化することを防ぐことができる。すなわち、入力信号の特性に応じた適切なブロック長選択が可能になり、符号化効率の低下を防止しつつ、プリエコーの発生を抑えて高音質なビットストリームを作成することができる。
【０１９４】
更に、上記実施形態によれば、符号化オーディオデータにおいて一般的に利用されているメタデータであるＩＤ３タグのジャンル情報によってＰＥ閾値を変更することによって、ユーザに意識させることなく適宜ＰＥ閾値を設定することが可能になり、ユーザに余計な手間をかけることなく音質の良いビットストリームを得ることができる。すなわち、ユーザに余計な手間をかけることなく入力信号のジャンルに応じた適切なブロック長の選択が可能になる。
【０１９５】
更に、上記実施形態によれば、過去のＰＥ値とブロック選択情報の履歴によって、ＰＥ閾値を適宜補正することによって、入力信号に応じたＰＥ閾値の補正が可能になり、ジャンル選択だけでは細かな調整が行えなかったブロック選択が適宜行われるようにすることが可能となり、更に音質の良いビットストリームが得られる。すなわち、入力信号に応じて適切にブロック長選択を制御することが可能になり、更に高品質なビットストリームを提供することができる。
【０１９６】
更に、上記実施形態によれば、入力信号のジャンルを自動的に判断し、それによってＰＥ閾値を変更することによって、ユーザに意識させることなく入力信号のジャンルに応じたＰＥ閾値の設定が可能となり、ユーザの利便性が向上する。
【０１９７】
本実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びコンピュータプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１９８】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【０１９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、オーディオ入力信号のジャンルに応じて、変換ブロック長決定の際に参照する聴覚エントロピー閾値を決定するため、プリエコーの発生を避けながら符号化効率の良い符号化処理が可能となり、特に低ビットレート時に音質の良い符号化処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるオーディオ信号符号化装置の一構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態におけるオーディオ信号符号化処理のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるＰＥ閾値テーブルの模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるＰＥ補正値テーブルの模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるオーディオ信号符号化装置の一構成例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるオーディオ信号符号化処理プログラムを格納した記憶媒体の内容構成例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるオーディオ信号符号化処理をパーソナルコンピュータに導入する模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるメモリマップ構成図である。
【図９】本発明の他の実施形態におけるメモリマップ構成図である。
【図１０】オーディオ信号の模倣図である。
【図１１】図１０で示されるオーディオ信号を２０４８サンプル単位で符号化、復号化した場合のオーディオ信号の模倣図である。
【図１２】図１０で示されるオーディオ信号を２５６サンプル単位で符号化、復号化した場合のオーディオ信号の模倣図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態におけるオーディオ信号符号化装置の一構成例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態におけるオーディオ信号符号化処理のフローチャートである。
【図１５】本発明の第３の実施形態におけるＰＥ閾値テーブルの模式図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態におけるＰＥ補正値テーブルの模式図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態におけるオーディオ信号符号化装置の一構成例を示す図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態におけるＰＥ履歴テーブルの模倣図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態におけるオーディオ信号符号化処理のフローチャートである。
【図２０】本発明の第４の実施形態におけるＰＥ閾値補正処理のフローチャートである。
【図２１】本発明の第５の実施形態におけるオーディオ信号符号化装置の一構成例を示す図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態におけるオーディオ信号符号化処理のフローチャートである。
【図２３】本発明の第５の実施形態におけるジャンル自動判定処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１  フレーム分割器
２  フィルタバンク
３  聴覚心理演算器
４  ブロック長判定器
５  ビット割当て器
６  量子化器
７  ビット整形器
８  ＩＤ３タグ入力器
９  ＰＥ履歴一時保存器
１０  ジャンル自動判定器
１００  ＣＰＵ
１０１  メモリ
１０２  バス
１０３  端末
１０４  外部記憶装置
１０５  メディアドライブ
１０６  マイク
１０７  スピーカー
１０８  通信回線
１０９  通信インターフェース
１１０  記憶媒体
【図１】
2005003912.tif 000003
【図２】
2005003912.tif 000004
【図３】
2005003912.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005003912.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005003912.tif 000009
【図８】
2005003912.tif 000010
【図９】
2005003912.tif 000011
【図１０】
2005003912.tif 000012
【図１１】
2005003912.tif 000013
【図１２】
2005003912.tif 000014
【図１３】
2005003912.tif 000015
【図１４】
2005003912.tif 000016
【図１５】
2005003912.tif 000017
【図１６】
2005003912.tif 000018
【図１７】
2005003912.tif 000019
【図１８】
2005003912.tif 000020
【図１９】
2005003912.tif 000021
【図２０】
2005003912.tif 000022
【図２１】
2005003912.tif 000023
【図２２】
2005003912.tif 000024
【図２３】
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