(57)【要約】伝送情報量を低減し、かつ復号装置における処理量を低減する。  符号化装置（１０）は、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、入力されるオーディオ信号を周波数パラメータに変換するＭＤＣＴ部（１０４）と、当該周波数パラメータを符号化するＭＤＣＴ係数符号化部（１０５）とを有する装置であって、オーディオ信号のピッチ周期を検出するピッチ検出部（１０２）と、検出されたピッチ周期に基づいて、入力オーディオ信号をフレーミングするフレーミング部（１０１）と、ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を、時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形し、波形変形したオーディオ信号をＭＤＣＴ部（１０４）に出力する波形変形部（１０３）と、ＭＤＣＴ係数符号化部（１０５）により符号化された周波数パラメータと、ピッチ周期とを多重化し、ビットストリームとして出力するビットストリーム多重化部（１０６）とを備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、入力されるオーディオ信号を周波数パラメータに変換する時間周波数変換手段と、当該周波数パラメータを符号化する符号化手段とを有する符号化装置であって、
前記オーディオ信号のピッチ周期を検出するピッチ周期検出手段と、
検出されたピッチ周期に基づいて、入力オーディオ信号をフレーミングするフレーミング手段と、
前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を、前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形し、波形変形したオーディオ信号を前記時間周波数変換手段に出力する第１波形変形手段と、
前記符号化手段により符号化された周波数パラメータと、前記ピッチ周期とを多重化し、ビットストリームとして出力する多重化手段と
を備えることを特徴とするオーディオ符号化装置。
【請求項２】
前記第１波形変形手段は、
前記フレーミングされたオーディオ信号を、前記ピッチ周期に合わせて切断する切断手段と、
隣接符号化フレームの信号波形の一部を、現在の符号化フレームに複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長の波形信号を生成する複製手段と
を有することを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項３】
前記第１波形変形手段は、さらに
前記複製手段により生成された前記時間周波数変換フレーム長の波形信号に不連続点が生じないように、窓処理を行う窓処理手段
を有することを特徴とする請求項２記載のオーディオ符号化装置。
【請求項４】
前記時間周波数変換手段で変換される波形信号には、偶数個のピッチ波形信号が含まれる
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項５】
前記時間周波数変換手段で変換される波形信号には、奇数個のピッチ波形信号が含まれる
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項６】
前記時間周波数変換手段は、ＭＤＣＴ手段であり、
前記周波数パラメータは、ＭＤＣＴ係数である
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項７】
前記オーディオ符号化装置は、さらに
前記ピッチ周期と、前記時間周波数変換フレーム長の波形信号に含まれるピッチ波形信号の個数に基づいて、符号化フレームのスキップ処理が可能か否かを判定し、判定結果に従ってフレーム識別子を生成するフレーム識別子生成手段を備え、
前記多重化手段は、生成されたフレーム識別子を前記ビットストリームに多重化する
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項８】
入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを有する復号化装置であって、
前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、
前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形されたものであり、
前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、
前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、
変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段と
を備えることを特徴とするオーディオ復号化装置。
【請求項９】
前記オーディオ復号化装置は、さらに、
前記周波数パラメータを復号する復号化処理をスキップさせ、オーディオ信号の再生速度を変換させる第１再生速度変換手段
を備えることを特徴とする請求項８記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１０】
前記周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオンオフするスイッチ手段と、
再生速度変換の指示と、入力ビットストリームに含まれるフレーム識別子に基づいて、前記スイッチ手段を制御する第２再生速度変換手段とを備え、
前記第２再生速度変換手段は、前記周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオフすることによって、再生速度を変換させる
ことを特徴とする請求項８記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１１】
周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオンオフするスイッチ手段と、
再生速度変換の指示と、入力ビットストリームに含まれるピッチ周期およびフレーム識別子とに基づいて、前記スイッチ手段を制御する第３再生速度変換手段とを備え、
前記第３再生速度変換手段は、前記周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオフすることによって、再生速度を変換させる
ことを特徴とする請求項８記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１２】
前記逆時間周波数変換手段は、逆ＭＤＣＴ手段であり、
前記周波数パラメータは、ＭＤＣＴ係数である
ことを特徴とする請求項８記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１３】
符号化されたオーディオ信号のビットストリームを送出するための送出装置と、符号化されたオーディオ信号のビットストリームを受信し、入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを含む受信装置とを有するオーディオ符号化情報伝送装置であって、
前記送出装置は、
符号化されたオーディオ信号のビットストリームを保持する情報記憶手段と、
前記ビットストリームの送出をオンオフするスイッチ手段と、
再生速度変換の指示と、前記ビットストリームに含まれるフレーム識別子に基づいて、前記スイッチを制御する第４再生速度変換手段とを備え、
前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、
前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形されたものであり、
前記受信装置は、
前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、
前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、
変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段とを備える
ことを特徴とするオーディオ符号化情報伝送装置。
【請求項１４】
前記第４再生速度変換手段は、前記フレーム識別子に加えて、前記ピッチ周期情報を参照して前記スイッチを制御する
ことを特徴とする請求項１３記載のオーディオ符号化情報伝送装置。
【請求項１５】
予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、入力されるオーディオ信号を周波数パラメータに変換する変換ステップと、当該周波数パラメータを符号化する符号化ステップとを有する符号化方法であって、
前記オーディオ信号のピッチ周期を検出するピッチ周期検出ステップと、
検出されたピッチ周期に基づいて、入力オーディオ信号をフレーミングするフレーミングステップと、
前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を、前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形する第１波形変形ステップと、
前記符号化ステップで符号化された周波数パラメータと、前記ピッチ周期とを多重化し、ビットストリームとして出力する多重化ステップと
を含むことを特徴とするオーディオ符号化方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の符号化方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１７】
入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化ステップと、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換ステップとを有する復号化方法であって、
前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、
前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形されたものであり、
前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離ステップと、
前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形ステップと、
変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続ステップと
を含むことを特徴とするオーディオ復号化方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の復号化方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、オーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置に関し、特に、視聴時の再生速度の可変に対応しつつ、オーディオ信号を少ない情報量で効率的に符号化し、また、符号化された情報を復号化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  オーディオ符号化の目的は、デジタル化されたオーディオ信号をできるだけ効率的に圧縮符号化し、伝送し、デコーダにおける復号化処理によって、できるだけ高い品質のオーディオ信号を再生することにある。【０００３】  オーディオの符号化方式としては、対象となる信号の種類や、ビットレート、要求される音質等の条件により、様々な方式が提案されている。例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣの標準規格であるＭＰＥＧ−４  Ａｕｄｉｏ（非特許文献１）では、ＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）、ＣＥＬＰ（Ｃｏｄｅ  Ｅｘｃｉｔｅｄ  Ｌｉｎｉｅｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）、ＨＶＸＣ（Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｖｅｃｔｏｒ  ｅＸｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇ）等の符号化方式が公開されている。特に、ＡＡＣ方式は、音楽を含む一般のオーディオ信号を、高い品質（例えば、コンパクトディスクオーディオと同等）で符号化できる、優れた方式であり、ＭＤＣＴ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれる時間周波数変換を用いることを特徴とする。これらの符号化方式は、通信、放送および蓄積型のオーディオ機器において、幅広く用いられている。【０００４】  一方、放送および蓄積されたオーディオもしくは、オーディオ・ビデオ複合情報の視聴においては、視聴時の再生速度を可変にすることに対する需要が高まっている。情報蓄積手段の大容量化と情報入手方法の多様化に伴って、個人が視聴可能な情報の量は、飛躍的に増加している。従って、限られた時間内に、より多くの情報を視聴するための高速再生機能が重要となる。【０００５】  オーディオ信号を可変速再生する方法としては、時間オーディオ信号のピッチ周期に基づいて、ピッチ波形の削除や、挿入を行う第１の方法（特許文献１）や、オーディオ信号をパラメータ化した後、そのパラメータの更新周期を変化させる第２の方法（特許文献２）があるが、高品質な入力信号に対する処理方法としては、前者の、ピッチ周期に基づく時間信号処理を用いるのが一般的である。この理由は、第２の方法は低品質のスピーチに用いられるだけであり、高品質な入力信号に対する処理方法に向かないためである。【０００６】  ＭＤＣＴによるオーディオ符号化方式を用いて符号化されたオーディオ信号に対して、可変速再生を実現するための、オーディオ復号化装置の構成の一例を、図１に示す。【０００７】  復号化装置９０００は、図１に示されるように、ビットストリーム分離部９９０１と、ＭＤＣＴ係数復号化部９９０２と、逆ＭＤＣＴ部９９０３と、ピッチ分析部９９０４と、再生速度制御部９９０５と、波形変形部９９０６と、波形接続部９９０７とを備える。【０００８】  入力ビットストリーム９９０８は、ビットストリーム分離部９９０１において、各符号要素に分離される。ＭＤＣＴ係数の復号に必要な符号要素である、ＭＤＣＴ符号９９０９が、ＭＤＣＴ係数復号化部９９０２に入力され、ＭＤＣＴ係数９９１０が復号される。逆ＭＤＣＴ部９９０３は、ＭＤＣＴ係数９９１０に対して逆変換処理を行い、時間オーディオ信号９９１１を生成する。ピッチ分析部９９０４は、時間オーディオ信号９９１１のピッチ周期を分析する。再生速度制御部９９０５���、再生速度変換の指示９９１３を受けて、分析されたピッチ周期９９１２に基づいて再生速度変換処理の開始位置９９１４を決定する。波形変形部９９０６は、処理の開始位置９９１４において、ピッチ周期９９１２に基づく波形の変形（ピッチ波形の削除や、挿入）を行い、波形接続部９９０７は、変形された波形９９１５を接続して、出力オーディオ信号９９１６を生成する。【０００９】  また、（特許文献３）に示されるように、ピッチ分析部９９０４によって分析されるピッチ周期９９１２の代わりに、入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を用いるようにする構成も可能である。
【特許文献１】特許第３１４７５６２号公報
【特許文献２】特開平９−６３９７号公報
【特許文献３】国際公開第９８／２１７１０号パンフレット
【非特許文献１】ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−３：２００１
【非特許文献２】ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．ＡＳＳＰ−３４  Ｎｏ．５  Ｏｃｔ．１９８６，Ｊｏｈｎ  Ｐ．Ｐｒｉｎｃｅｎ  ａｎｄ  Ａｌａｎ  Ｂｅｒｎａｒｄ  Ｂｒａｄｌｅｙ，”Ａｎａｌｙｓｉｓ／Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｂａｎｋ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ａｌｉａｓｉｎｇ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  しかしながら、オーディオ符号化方式によって圧縮されたオーディオ信号を、可変速再生する処理において、従来では、復号されたオーディオ信号に対して、時間領域での、ピッチ周期に基づく波形挿入処理や削除処理を行う構成を採用している。【００１１】  このため、このような従来の構成には、大きく分けて以下の二つの課題がある。【００１２】  この課題を明らかにするために、従来技術の前提を説明する。【００１３】  図２は、従来の復号装置が用いられるシステムの全体構成を示す図である。【００１４】  このシステムは、入力される音声信号（ＰＣＭ）を圧縮符号化するエンコーダ９１００と、圧縮符号化された音声信号を記録する記録媒体９２００と、圧縮符号化された音声信号を復号化するデコーダ９３００と、可変速再生するための速度変換器９４００とを備えている。【００１５】  デコーダ９３００は、図１に示される復号化装置９０００のビットストリーム分離部９９０１、ＭＤＣＴ係数復号化部９９０２および逆ＭＤＣＴ部９９０３を有している。また、速度変換器９４００は、復号化装置９０００のピッチ分析部９９０４、再生速度制御部９９０５、波形変形部９９０６および波形接続部９９０７を有している。【００１６】  例えば２倍速で可変速再生する場合、記録媒体９２００からデコーダ９３００に直接あるいはアンテナ９５００，９６００を介して符号化された音声信号が伝送されるが、その伝送速度が通常再生の２倍必要となる。また、デコーダ９３００および速度変換器９４００における処理量も通常再生の２倍必要となる。【００１７】  したがって、従来の技術では下記（１）の処理量と、（２）の伝送情報量についての課題が必然的に伴うことになる。【００１８】  （１）処理量
時間領域における、ピッチ波形の挿入および削除処理を行うためには、処理の対象となる区間の時間信号波形が必要である。これは、対象となるオーディオ信号が、符号化されている場合、その区間の信号をすべて復号することが必要であることを示している。【００１９】  例えば、２倍速の再生を実現する場合、実際の再生時間の２倍の長さの時間波形をデコードした後、時間波形を半分にする。【００２０】  従って、デコードに必要な処理量は、通常再生時の２倍となる。【００２１】  さらに、ピッチ波形の抽出と、波形挿入および削除処理を加えると、さらに処理量が増加する。【００２２】  （２）伝送情報量
対象となるオーディオ信号が符号化されている場合、対象区間の時間信号波形を得るためには、その区間に対応するビットストリームを受信する必要がある。【００２３】  例えば、２倍速の再生を実現する場合、実際の再生時間の２倍の長さの時間波形をデコードするため、２倍のビットストリームを受信しなければならない。【００２４】  このとき、再生時間は実時間で固定であるので、ビットストリームは２倍の速さで受信する必要がある。【００２５】  このことは、通信路としてより広い帯域を必要とすることを意味し、また、通信路が固定ビットレートの場合には、（バッファリングによる部分的な可変速再生を除いて、）可変速再生が不可能であることを示している。【００２６】  そこで、本発明は上述の技術的課題を解決し、伝送情報量を低減し、かつ復号装置における処理量を低減することが可能なオーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】  上記目的を達成するために、本発明に係る符号化装置においては、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、入力されるオーディオ信号を周波数パラメータに変換する時間周波数変換手段と、当該周波数パラメータを符号化する符号化手段とを有する符号化装置であって、前記オーディオ信号のピッチ周期を検出するピッチ周期検出手段と、検出されたピッチ周期に基づいて、入力オーディオ信号をフレーミングするフレーミング手段と、前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を、前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形し、波形変形したオーディオ信号を前記時間周波数変換手段に出力する第１波形変形手段と、前記符号化手段により符号化された周波数パラメータと、前記ピッチ周期とを多重化し、ビットストリームとして出力する多重化手段とを備えることを特徴とする。【００２８】  これにより、可変速再生時の復号化装置への情報伝送量を、等速再生時と同程度まで低減し、かつ復号化装置での処理量を等速再生時の復号化処理と同程度まで低減することが可能となる。【００２９】  また、本発明に係るオーディオ復号化装置においては、入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを有する復号化装置であって、前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形されたものであり、前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段とを備えることを特徴とする。【００３０】  これにより、復号化装置が受信する情報伝送量を通常のビットレートと同程度まで低減し、かつ復号化の処理量を通常の復号化処理と同程度まで低減することが可能となる。【００３１】  具体的には、本発明に係るオーディオ復号化装置においては、前記オーディオ復号化装置は、さらに、前記周波数パラメータを復号する復号化処理をスキップさせ、オーディオ信号の再生速度を変換させる第１再生速度変換手段を備えることを特徴とすることができる。【００３２】  これにより、ビットストリームの操作によって可変速再生が可能となるため、復号化に必要な処理量が削減される。また、復号化処理に必要とされるビットストリーム量が減少するため、可変速再生時の必要伝送帯域が削減される。【００３３】  また、本発明に係るオーディオ符号化情報伝送装置においては、符号化されたオーディオ信号のビットストリームを送出するための送出装置と、符号化されたオーディオ信号のビットストリームを受信し、入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメ���タを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを含む受信装置とを有するオーディオ符号化情報伝送装置であって、前記送出装置は、符号化されたオーディオ信号のビットストリームを保持する情報記憶手段と、前記ビットストリームの送出をオンオフするスイッチ手段と、再生速度変換の指示と、前記ビットストリームに含まれるフレーム識別子に基づいて、前記スイッチを制御する第４再生速度変換手段とを備え、前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形されたものであり、前記受信装置は、前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段とを備えることを特徴とする。【００３４】  これにより、受信装置が受信する情報伝送量を通常のビットレートと同程度まで低減し、かつ受信装置における復号化の処理量を通常の復号化処理と同程度まで低減することが可能となる。【００３５】  なお、本発明は、このようなオーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置として実現することができるだけでなく、このようなオーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置が備える特徴的な手段をステップとするオーディオ符号化方法、オーディオ復号化方法等として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００３６】  以上の説明から明らかなように、本発明に係るオーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置によれば、情報伝送量を通常のビットレートと同程度まで低減し、かつ復号化の処理量を通常の復号化処理と同程度まで低減することが可能となるという効果が奏される。【００３７】  よって、本発明により、既存の装置との親和性が高くなり、情報蓄積手段の大容量化と情報入手方法の多様化に伴って、個人が視聴可能な情報の量は、飛躍的に増加し、オーディオの高速再生が要望されている今日における本願発明の実用的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、従来のオーディオ復号化装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、従来の復号装置が用いられるシステムの全体構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明のオーディオ符号化装置の構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明のオーディオ復号化装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、ＭＤＣＴの原理を示す図である。
【図６】図６は、ピッチ周期を利用した再生速度変換を示す図である。
【図７】図７は、ＭＤＣＴ窓を利用した再生速度変換を示す図である。
【図８】図８は、符号化処理における波形変形処理を示す図である。
【図９】図９は、復号化処理における波形変形処理を示す図である。
【図１０】図１０は、フレーム加算処理における、符号化フレーム間の関係を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明のオーディオ符号化装置の構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明のオーディオ符号化装置の構成を示す図である。
【図１３】図１３は、符号化処理における波形変形処理を示す図である。
【図１４】図１４は、フレーム加算処理における、符号化フレーム間の関係を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明のオーディオ符号化装置の構成を示す図である。
【図１６】図１６は、ビットストリームの構成を示す図である。
【図１７】図１７は、ビットストリームの構成を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明のオーディオ復号化装置の構成を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明のオーディオ復号化装置の構成を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明のオーディオ符号化情報伝送装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】  １０，１１，１２，１３  符号化装置
２０，２１，２２  復号化装置
３０  オーディオ符号化情報伝送装置
１０１  フレーミング部
１０２  ピッチ検出部
１０３，６０４，１００１，１３０１  波形変形部
１０４  ＭＤＣＴ部
１０５  ＭＤＣＴ係数符号化部
１０６  ビットストリーム多重化部
６０１，１６０２  ビットストリーム分離部
６０２  ＭＤＣＴ係数復号化部
６０３  逆ＭＤＣＴ部
６０５  波形接続部
９０１  ピッチ修正部
１３０２  フレーム識別子生成部
１６０１，１８０１  情報記憶部
１６０３  再生速度制御部
１６０４，１８０３  スイッチ
１７０１  バッファリング部
１８０２  再生速度制御部
１８０４  送出装置
１８０５  受信装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】  以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。【００４１】  （実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、以下の説明においては、時間周波数変換としてＭＤＣＴを用いる例を示す。ただし、ＭＤＣＴは、ＴＤＡＣ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ａｌｉａｓｉｎｇ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）非特許文献２技術に基づく変換アルゴリズムの一例であり、ＭＤＣＴに代えて、ＴＤＡＣ技術に基づく、いかなる時間周波数変換を用いることも可能である。そして、この符号化装置１０は、図２のシステムにおいては、エンコーダ９１００に代えて用いられる。【００４２】  符号化装置１０は、ＰＣＭ等のデジタル化されたオーディオ信号を、可変速再生に対応できるように変形させつつ、圧縮符号化する装置であり、図１に示されるように、フレーミング部１０１と、ピッチ検出部１０２と、波形変形部１０３と、ＭＤＣＴ部１０４と、ＭＤＣＴ係数符号化部１０５と、ビットストリーム多重化部１０６とを備える。【００４３】  なお、波形変形部１０３は、フレーミングされたオーディオ信号を、オーディオ信号のピッチ周期に合わせて切断する切断部１０３ａと、隣接符号化フレームの信号波形の一部を、現在の符号化フレームに複製することによって、時間周波数変換フレーム長の波形信号を生成するコピー部１０３ｂと、コピー部１０３ｂにより生成された時間周波数変換フレーム長の波形信号に不連続点が生じないように、窓処理を行う窓部１０３ｃとを有する。【００４４】  入力オーディオ信号１０７は、フレーミング部１０１およびピッチ検出部１０２に入力される。【００４５】  ピッチ検出部１０２は、入力オーディオ信号１０７を分析し、ピッチ周期１０８を出力する。【００４６】  フレーミング部１０１は、ピッチ周期１０８を参照して、入力オーディオ信号１０７を、ピッチ周期長の符号化フレーム信号１０９に分割する。【００４７】  波形変形部１０３は、符号化フレーム信号１０９を、ＭＤＣＴ変換が可能な形に変形する。なお、波形変形部１０３の動作については、その詳細を後述する。【００４８】  変形されたＭＤＣＴフレーム信号１１０は、ＭＤＣＴ部１０４においてＭＤＣＴ係数１１１に変換される。【００４９】  ＭＤＣＴ係数符号化部１０５は、ＭＤＣＴ係数１１１を符号化し、ＭＤＣＴ符号化情報１１２を出力する。【００５０】  ビットストリーム多重化部１０６は、ＭＤＣＴ符号化情報１１２と、ピッチ周期１０８を多重化し、出力ビットストリーム１１３を構成する。【００５１】  ここで、ＭＤＣＴ係数符号化部１０５としては、ベクトル量子化や、エントロピー符号化など、公知のいかなる符号化手段でも用いることが可能であるが、本発明の要旨ではないので、詳細な説明は省略する。【００５２】  ＭＤＣＴ符号化情報１１２は、用いるＭＤＣＴ係数符号化部１０５の構成によって、その内容が異なり、ＭＤＣＴ係数を直接表す符号の他に、ＭＤＣＴ係数を効率的に符号化するための補助情報を含んでも良い。例えば、ＭＤＣＴ係数符号化部１０５として、ＭＰＥＧ  ＡＡＣ方式を用いる場合、補助情報として、スケールファクタ情報、ジョイントステレオ情報、予測係数情報等が含まれる。【００５３】  図４は、本発明の復号化装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、この復���化装置２０は、図２のシステムにおいては、デコーダ９３００および速度変換器９４００に代えて用いられる。【００５４】  復号化装置２０は、図４に示されるように、ビットストリーム分離部６０１と、ＭＤＣＴ係数復号化部６０２と、逆ＭＤＣＴ部６０３と、波形変形部６０４と、波形接続部６０５とを備える。【００５５】  なお、波形変形部６０４は、波形変形部１０３と逆の動作を行うための切断部６０４ａと、窓部６０４ｂと、接続部６０４ｃとを有する。【００５６】  ビットストリーム分離部６０１は、入力ビットストリーム６０６を、ＭＤＣＴ係数６０７と、ピッチ周期６１０とに分離する。【００５７】  ＭＤＣＴ係数復号化部６０２は、ＭＤＣＴ係数６０７を復号し、ＭＤＣＴ係数６０８を得る。ここで、ＭＤＣＴ係数復号化部６０２としては、公知のいかなる手段でも用いることが可能であり、本発明の要旨ではないので、詳細な説明は省略する。ＭＤＣＴ係数復号化部６０２に入力されるＭＤＣＴ係数６０７は、用いるＭＤＣＴ係数復号化部６０２の構成によって、その内容が異なり、ＭＤＣＴ係数を直接表す符号の他に、ＭＤＣＴ係数を効率的に符号化するための補助情報を含んでも良い。例えば、ＭＤＣＴ係数復号化部６０２として、ＭＰＥＧ  ＡＡＣ方式を用いる場合、補助情報として、スケールファクタ情報、ジョイントステレオ情報、予測係数情報等が含まれる。【００５８】  逆ＭＤＣＴ部６０３は、ＭＤＣＴ係数６１８を逆変換し、フレーム復号信号６０９を得る。【００５９】  波形変形部６０４は、ピッチ周期６１０を参照しながらフレーム復号信号６０９を変形し、変形されたフレーム復号信号６１１を出力する。波形変形部６０４の動作の詳細については、後述する。【００６０】  波形接続部６０５は、変形されたフレーム復号信号６１１を接続し、出力オーディオ信号６１２を生成する。【００６１】  次いで、符号化装置１０の波形変形部１０３の動作について、詳しく説明するが、その前にまず、処理の前提となるＭＤＣＴ変換（逆ＭＤＣＴ変換）とその特性について説明する。【００６２】  図５は、ＭＤＣＴの復号原理を示す図である。【００６３】  ＭＤＣＴは、ＴＤＡＣと呼ばれる技術に基づいており、隣接する符号化フレーム間の時間信号において、オーバラップ処理を行うことにより、時間信号上でエイリアシングキャンセルを行う。【００６４】  図５において、２０１は第ｎ−１フレームにおける、２０２は第ｎフレームにおけるＭＤＣＴフレームの波形信号をそれぞれ示している。【００６５】  符号化フレーム長をＮサンプルとすると、ＭＤＣＴフレーム長は、２Ｎサンプルとなる。また、隣接ＭＤＣＴフレーム間では、ＭＤＣＴフレーム長の半分に当たるＮサンプルのオーバラップ２０３があり、このオーバラップ部分が、復号されたフレーム波形信号となる。波形信号２０１のオーバラップ部分に相当する区間（ＭＤＣＴフレーム後半）は、実信号成分２０４と、エイリアシング成分２０５から成っている。同様に、波形信号２０２のオーバラップ部分に相当する区間（ＭＤＣＴフレーム前半）は、実信号成分２０６と、エイリアシング成分２０７から成っている。ここで、実信号成分２０４および２０６は、互いに同位相の信号であるのに対して、��イリアシング成分２０５と２０７は、互いに逆位相の信号となっている。実信号成分２０４およびエイリアシング成分２０５に対して第１の窓関数２０８を、また、実信号成分２０６およびエイリアシング成分２０７に対して第２の窓関数２０９を掛けた後、すべての信号を加算する。【００６６】  ここで、第１の窓関数２０８と第２の窓関数２０９は、第１の窓関数をｆ（ｔ）、第２の窓関数をｇ（ｔ）とすると、式（１）を満たさなければならない。【００６７】
【数１】
2006137425.tif 000002
【００６８】  加算処理により、エイリアシング成分２０５と２０７は、互いに逆位相の信号であるため、打ち消しあって０となり、実信号成分２０４と２０６の加算部分が、復号されたフレーム波形信号２１１となる。【００６９】  この説明から明らかなように、逆ＭＤＣＴ変換では、第ｎ番目のＭＤＣＴフレーム波形信号の２Ｎサンプルの入力に対し、入力ＭＤＣＴフレームの前半部分に当たるＮサンプルが出力となる。【００７０】  次に、ピッチ周期を利用した再生速度変換の原理と、ＭＤＣＴ変換との共通性を示す。【００７１】  図６は、ピッチ周期を利用した再生速度変換の原理を示す図である。【００７２】  図６において、３０１は第ｎ−１フレームの波形信号、３０２は第ｎフレームの波形信号、３０３は第ｎ＋１フレームの波形信号である。また、各フレームの長さは、ピッチ周期であるＬサンプルである。【００７３】  波形信号３０２に対して、第３の窓関数３０４を、また、波形信号３０３に対して第４の窓関数３０５を掛け、それぞれを加算することによって、加算されたフレーム波形信号３０６を得る。【００７４】  ここで、第３の窓関数３０４と第４の窓関数３０５の関係は、第３の窓関数をｐ（ｔ）、第４の窓関数をｑ（ｔ）とすると、式（２）で表される。【００７５】
【数２】
2006137425.tif 000003
2006137425.tif 000004
【００７６】  式（１）と比較して、各窓関数の２乗項が無いのは、ＭＤＣＴでは、窓が変換時と逆変換時それぞれ、計２回掛けられるのに対して、本例では、速度変換処理時に１回しか掛けられないからである。【００７７】  波形信号３０１を、出力側の第ｋ−１フレームの波形信号３０７とし、加算されたフレーム波形信号３０６を、第ｋフレームの波形信号３０８とすれば、再生速度変換処理が完了する。【００７８】  このように、ＭＤＣＴと、ピッチ波形に基づく再生速度変換処理は、共に窓関数を用いたオーバラップ加算処理を用いていることがわかる。【００７９】  このことは、ＭＤＣＴ窓を利用して、再生速度変換処理が可能であることを示している。【００８０】  図７は、ＭＤＣＴ窓を用いた再生速度変換の原理を示す図である。【００８１】  通常のＭＤＣＴ逆変換では、第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレーム４０１の後半と、第ｎ番目のＭＤＣＴフレーム４０２の前半をオーバラップ加算するが、ここでは、第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレーム４０１の後半と、第ｎ＋１番目のＭＤＣＴフレーム４０３の前半を、オーバラップ加算する。先に説明した通常のＭＤＣＴの例と同様に、エイリアシング成分４０５とエイリアシング成分４０７は加算によりキャンセルされ、実信号成分４０４と実信号成分４０６の加算により、フレーム波形信号４１０が復号される。第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレームに対する復号フレーム波形信号を、出力側の第ｋ−１フレームの波形信号４１１とし、フレーム波形信号４１０を、出力側の第ｋフレームの波形信号４１２とすれば、再生速度変換処理が完了する。【００８２】  この処理においては、第ｎ番目のＭＤＣＴフレームの波形信号４０２は全く使用されないため、第ｎ番目のＭＤＣＴフレームの波形信号４０２の伝送およびデコード処理は不要であり、再生速度変換を行った場合の処理量は、再生速度変換を行わない場合と等しくなる。すなわち、処理量を増加させずに、再生速度の変換が可能となる。【００８３】  ここで、図６を用いて説明したように、ピッチ周期を利用して再生速度変換を行うためには、符号化フレーム長Ｎが、ピッチ周期Ｌに等しくなければならない。【００８４】  ところが、ピッチ周期Ｌは、入力オーディオ信号の状態によって異なるので、符号化フレーム長Ｎは、ピッチ周期Ｌに同期して可変長としなければならない。【００８５】  しかしながら、通常、符号化フレーム長Ｎは、２のべき乗（例えば５１２、１０２４など）で固定ある。これは、２のべき乗サンプルのＭＤＣＴは、ＦＦＴを用いた高速変換により、容易に実現できるためである。また、２のべき乗以外のフレーム長についても、高速変換は実現できるが、フレーム長毎に変換アルゴリズムを変更する必要があり、ピッチ周期に同期して可変長とするのは、現実的ではない。【００８６】  従って、ピッチ周期Ｌサンプル分の波形信号を、あらかじめ定められた長さ、好ましくは２のべき乗で表されるサンプル数Ｎの波形信号に変換する必要がある。【００８７】  波形変形部１０３は、ピッチ周期Ｌサンプルの波形信号を、符号化フレーム長Ｎサンプルの波形信号に変換する機能を持つ。【００８８】  図８は、波形変形部１０３の動作の一例を示す図である。【００８９】  ��ｎ−１番目、第ｎ番目、第ｎ＋１番目のピッチ周期フレームにそれぞれ対応する波形信号５０１、５０２、５０３は、ピッチ周期Ｌに等しい長さを持つ。
この例においては、Ｌ＜＝Ｎの関係を仮定する。【００９０】  ピッチ周期長Ｌサンプルに区切られた波形信号は、符号化フレームＮサンプル長をベースとするフレームに再配置される。図８において、波形信号５０１は、符号化フレーム５０６の領域に、波形信号５０２は符号化フレーム５０７の領域に配置される。【００９１】  このとき、Ｌ＜Ｎならば、符号化フレーム５０６内に、波形信号の存在しない区間５０８が生じるため、この部分に対しては、次フレームの先頭部分から、区間５０８と同じサンプル数の波形信号５０９をコピーする。【００９２】  この時、フレーム境界５１０には、不連続点が発生するため、コピーされた区間５０８に対して、フレーム境界５１０で０となる、減少窓５１１を掛ける。同時に、区間５０９に対しても、フレーム境界５１０で０となる、増加窓５１２を掛ける。【００９３】  減少窓５１１をｒ（ｔ）、増加窓５１２をｓ（ｔ）とし、いずれの窓についても、その開始位置をｔ＝０とすると、減少窓５１１と増加窓５１２は、式（３）の関係を満たす。【００９４】
【数３】
2006137425.tif 000005
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【００９５】  ピッチ周期Ｌサンプルの波形信号の切断、上記波形信号の複製と、窓掛けを、すべての符号化フレーム境界において行うことにより、変形された波形信号５１３を得る。【００９６】  このようにして得られた波形信号５１３は、符号化フレーム長Ｎをピッチ周期とする時間波形となり、先に説明した、ＭＤＣＴ窓を用いた再生速度変換を実現するための条件、ピッチ周期＝符号化フレーム長の条件を満たす。【００９７】  変形された波形信号５１３は、図３における変形されたＭＤＣＴフレーム信号１１０として出力され、ＭＤＣＴ部１０４において、通常のＭＤＣＴ変換と同様に、２Ｎサンプル長のＭＤＣＴ窓５０５を用いて変換される。【００９８】  続いて、復号化装置２０の波形変形部６０４の動作を説明する。【００９９】  図９は、波形変形部６０４の動作を説明する図である。【０１００】  図９において、７０１は第ｎフレームのフレーム復号信号であり、７０２は第ｎ＋１フレームのフレーム復号信号であり、７０３は第ｎ−１フレームの最後からＮ−Ｌサンプルのフレーム復号信号である。ここで、Ｎは符号化フレームのサンプル数であり、Ｌはピッチ周期６１０が表すピッチ周期のサンプル数である。【０１０１】  第ｎフレームのフレーム復号信号７０２が入力されると、その先頭からＮ−Ｌサンプルに対して、増加窓７０５が乗算される。前フレームの復号信号７０３に対しては、減少窓７０４が乗算される。【０１０２】  減少窓７０４をｒ（ｔ）、増加窓７０５をｓ（ｔ）とすると、減少窓７０４と増加窓７０５は、式（４）の関係を満たす。【０１０３】
【数４】
2006137425.tif 000007
【０１０４】  また、減少窓７０４と増加窓７０５は、それぞれ、符号化処理において用いられた、減少窓５１１と増加窓５１２に等しい。窓掛けされたそれぞれの信号は足し合わされ、区間７０６の波形信号が生成される。【０１０５】  区間７０７の波形信号については、入力された第ｎフレームのフレーム復号信号７０２がそのまま用いられる。【０１０６】  区間７０８の波形信号は、第ｎ＋１フレームの復号処理において使用するために、保持される。【０１０７】  区間７０６と区間７０７の波形信号を接続した信号７０９が、波形変形部６０４の出力である変形されたフレーム復号信号６１１となる。【０１０８】  この処理によって、Ｎサンプルのフレーム復号信号は、ピッチ周期のサンプル数と等しいＬサンプルの復号信号に変形される。変形されたＬサンプルの復号信号は、符号化処理において分割された、Ｌサンプルのピッチ波形信号と等しくなる。【０１０９】  以上の構成においては、復号化装置における等速再生時と可変速再生時の処理は、全く同一である。【０１１０】  また、符号化装置１０から復号化装置２０への情報伝送量を、等速再生時と同程度まで低減し、かつ復号化装置２０での処理量を等速再生時の復号化処理と同程度まで低減することが可能となる。【０１１１】  なお、可変速再生する場合、例えば２倍速で再生する場合には、周波数パラメータを復号する復号化処理をスキップさせ、オーディオ信号の再生速度を変換させるようにすればよい。【０１１２】  これにより、ビットストリームの操作によって可変速再生が可能となるため、復号化に必要な処理量が削減される。また、復号化処理に必要とされるビットストリーム量が減少するため、可変速再生時の必要伝送帯域が削減される。【０１１３】  ところで、以上の説明において、ピッチ周期Ｌは、一定の固定値であると仮定して説明したが、実際には、入力オーディオ信号の状態によって、ピッチ周期は異なる。【０１１４】  従って、可変のピッチ周期Ｌに対して、符号化および復号化処理を正しく行うための条件を、次に説明する。【０１１５】  図１０は、ＭＤＣＴ変換における、フレーム加算処理を示す図である。【０１１６】  図１０において、８０１は第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレームの前半区間の信号波形であり、８０２は第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレームの後半区間の波形信号であり、８０３は第ｎ番目のＭＤＣＴフレームの前半区間の信号波形であり、８０４は第ｎ番目のＭＤＣＴフレームの後半区間の波形信号であり、８０５は第ｎ＋１番目のＭＤＣＴフレームの前半区間の信号波形であり、８０６は第ｎ＋１番目のＭＤＣＴフレームの後半区間の波形信号である。【０１１７】  再生速度変換を行わない場合、区間８０２と区間８０３、及び区間８０４と８０５が加算される。これに対して、再生速度変換を行い、第ｎ番目のＭＤＣＴフレームをスキップした場合、区間８０２と区間８０５が加算されることになる。【０１１８】  復号化の処理において、加算される２つの区間のピッチ周期は、同一でなければならないので、区間８０２と、区間８０５に設定されたピッチ周期は同一である必要がある。これは同時に、第ｎ番目のフレームにおける、区間８０３と区間８０４に設定されたピッチ周期が等しくなければならないことを示している。【０１１９】  逆に、区間８０３と区間８０４のピッチ周期が異なれば、必然的に区間８０２と区間８０５のピッチ周期も異なり、両者の間での加算処理はできなくなる。区間８０３と区間８０４に対し、等しいピッチ周期を設定することにより、第ｎ番目の符号化フレームと第ｎ＋１番目の符号化フレームのそれぞれに対応するビットストリームに対して、等しいピッチ周期を表す情報が多重化されることになる。【０１２０】  なお、フレームスキップを許可しないＭＤＣＴフレームについては、前半区間と後半区間のピッチ周期は異なっていても良い。例えば、区間８０１と区間８０２（＝区間８０３）のピッチ周期は異なっていても良く、その場合、第ｎ−１番目の符号化フレームと第ｎ番目の符号化フレームのそれぞれに対応するビットストリームには、それぞれ異なったピッチ周期を表す情報が多重化されることになる。【０１２１】  ＭＤＣＴフレームのスキップにより、任意の再生速度変換を実現するためには、要求条件によって定められた頻度で、スキップ可能なＭＤＣＴフレームが存在する必要がある。先に説明したように、スキップ可能なＭＤＣＴフレームを生成するには、その前半区間と後半区間において、等しいピッチ周期を設定すれば良いが、入力オーディオ信号から検出されるピッチ周期は、区間ごとに異なることが多い。【０１２２】  この問題を解決するためには、入力オーディオ信号から検出されるピッチ周期を修正し、１つのＭＤＣＴフレームの前半区間と後半区間が同じピッチ周期であるとして取り扱えば良い。【０１２３】  図１１は、符号化装置１１の構成を示す機能ブロック図である。【０１２４】  この符号化装置１１は、図３に示される本発明の符号化装置１０に対して、ピッチ修正部９０１を追加し、ピッチ周期１０８の代わりに、修正されたピッチ周期９０２をフレーミング部１０１および、ビットストリーム多重化部１０６に入力するように構成されている。【０１２５】  ピッチ修正部９０１は、入力されるピッチ周期１０８を参照しながら、あらかじめ定められた頻度で、隣接する２つの符号化フレームに対して、等しいピッチ周期を設定し、修正されたピッチ周期９０２として出力する。【０１２６】  ピッチ周期を修正する方法としては、隣接する２つの符号化フレームのそれぞれのピッチ周期の平均値を取り、求めた平均ピッチ周期を、前記隣接する２つの符号化フレームの共通ピッチ周期とする方法などがある。【０１２７】  修正されたピッチ周期９０２が、フレーミング部１０１に入力された以降の処理は、図３を用いて説明した処理と同じである。このような構成をとることにより、あらかじめ定められた、任意の頻度で、スキップ処理が可能なＭＤＣＴフレームを設定することができ、結果、任意の再生速度の変換を実現することが可能になる。【０１２８】  なお、以上の説明においては、１つの符号化フレーム内に、１周期のピッチ波形信号が配置される例を用いたが、２周期もしくはそれ以上の周期分のピッチ波形信号を、新たな１周期のピッチ波形信号とみなして用いることができるのは、自明である。【０１２９】  この構成においては、１つの２ＮサンプルのＭＤＣＴフレーム内に、偶数個のピッチ波��信号が含まれることになる。【０１３０】  （実施の形態２）
本発明の符号化および復号化装置において、符号化フレーム長Ｎとピッチ周期Ｌの関係は重要である。【０１３１】  例えば、Ｌ＞Ｎの関係が成り立つ場合には、実施の形態１の技術では適用することが不可能であり、また、Ｌが、Ｎに対して非常に小さくなると、相対的にオーバラップ区間が増加し、符号化効率の低下を招く。【０１３２】  この課題を解決するため、実施の形態２においては、Ｌ＞Ｎもしくは、２ＮサンプルのＭＤＣＴフレーム内に、奇数個のピッチ波形信号が存在する場合にも適用可能な構成を示す。【０１３３】  図１２は、実施の形態２に関わる符号化装置１２の構成を示す機能ブロック図である。【０１３４】  符号化装置１２は、図３に示す符号化装置１０の構成に対して、波形変形部１０３に代えて、第２の波形変形部１００１を備え、ピッチ周期１０８を第２の波形変形部１００１にも入力し、波形変形部１００１において新たに生成された第２のピッチ周期１００２をビットストリーム多重化部１０６に入力する構成である。【０１３５】  図１３は、実施の形態２における波形変形部１００１の動作を示す図である。【０１３６】  ピッチ波形信号１１０１は、それぞれＬ１＜＝Ｎ、Ｌ２＜＝Ｎとなる２つの波形信号１１０２および１１０３に分割される。Ｌ１とＬ２のサンプル数は任意であり、等しくても、異なっていても良い。【０１３７】  Ｎ−Ｌ１サンプルの区間１１０４に対しては、区間１１０５の波形信号が複製される。同様に、Ｎ−Ｌ２サンプルの区間１１０６に対しては、区間１１０７の波形信号が複製される。このとき、符号化フレーム境界１１０８および１１０９は不連続点となる。【０１３８】  これらの不連続点を解消するため、例えば、複製された区間１１０４に対して、フレーム境界において０となるような減少窓１１１０を掛ける。また、複製元となった区間１１０５に対してもフレーム境界において０となるような増加窓１１１１を掛ける。不連続点１１０９の前後区間１１０６および１１０７についても同様の処理を行う。【０１３９】  以上の変形処理により、Ｌサンプルのピッチ波形信号１１０１は、２ＮサンプルのＭＤＣＴフレームに対応する波形信号１１１２に変形される。波形信号１１１２は、変形されたＭＤＣＴフレーム信号１１０として出力され、ＭＤＣＴ変換された後、符号化される。また、Ｌ１、Ｌ２は、第２のピッチ周期１００２として、それぞれの符号化フレームに対応するピッチ周期として出力される。符号化されたＭＤＣＴ係数と、第２のピッチ周期情報は、ビットストリーム多重化部１０６において多重化される。【０１４０】  以上のように変形された後、符号化された波形信号１１１２は、再生速度変換を行わない限りにおいては、実施の形態１において説明した復号化装置と同一の処理によって、復号することができる。つまり、実施の形態１および実施の形態２の符号化装置に対して、同一の復号化装置を用いることができる。また、再生速度変換を行う場合についても、ＭＤＣＴフレームのスキップ方法が異なるだけであり、復号化装置ついては、同一でよい。【０１４１】  図１４は、実施の形態２の符号化装置によって符号化されたビットストリームにおいて、ＭＤＣＴフレームのスキップによる、再生速度変換を��明する図である。【０１４２】  実施の形態１においては、ＭＤＣＴフレーム内の波形信号は、符号化フレーム長Ｎサンプルを周期とする信号であった。これに対して、実施の形態２においては、ＭＤＣＴフレーム内の波形信号は、ＭＤＣＴフレーム長２Ｎサンプルを周期とする信号である。この場合、符号化フレーム単位で波形信号を見た場合、同一パターンは１フレームおきに現れる。つまり、図１４において、通常変換時の区間１２０２に対する加算区間は区間１２０３であるが、区間１２０３と同一パターンは、第ｎ＋２番目のＭＤＣＴフレームにおける、区間１２０７に現れる。従って、ＭＤＣＴフレームのスキップによる再生速度変換を実現するためには、区間１２０３と区間１２０７を加算すべく、第ｎ番目と第ｎ＋１番目の２つのＭＤＣＴフレームをスキップすればよい。【０１４３】  なお、この構成においては、Ｌ＞２Ｎとなるピッチ周期には対応できないが、Ｎをある程度大きな値に設定すれば、実用上問題は起きない。例えば、Ｎ＝１０２４サンプルとすれば、対応できない最小ピッチ周期は２０４９サンプルとなる。これは、４８ｋＨｚサンプリングの信号において、約２３．４Ｈｚに相当するが、一般の音楽やスピーチ信号が、このような長いピッチ周期を持つことはまれである。【０１４４】  なお、本実施の形態２の例においても、実施の形態１の例と同様に、ピッチ修正部９０１を設け、修正されたピッチ周期を用いて、フレーミングおよび波形変形処理を行うように構成することができる。【０１４５】  このような構成とすることにより、あらかじめ定められた、任意の頻度で、スキップ処理が可能なＭＤＣＴフレームを設定することができ、結果、任意の再生速度の変換を実現することが可能になる。【０１４６】  なお、実施の形態１の符号化装置と、実施の形態２の符号化装置は、共通化することが可能である。つまり、波形変形部１０３と、第２の波形変形部１００１の両方の機能を有する第３の波形変形手段を設け、ＭＤＣＴフレーム内存在するピッチ波形信号の個数に従って、その数が偶数である場合と、奇数である場合とで、波形変形部１０３と、第２の波形変形部１００１の機能を切り替えるようにすれば良い。【０１４７】  ここで、波形変形部１０３が用いるピッチ周期と、第２の波形変形部１００１が用いる第２のピッチ周期１００２は、共に０からＮサンプルの長さを表す情報であり、符号化情報としては、全く同一の情報として取り扱うことができる。従って、波形変形部１０３の機能が選択された場合には、入力されたピッチ周期１０８もしくは、修正されたピッチ周期９０２を、そのまま第２のピッチ周期１００２として出力すればよい。この構成によれば、入力オーディオ信号が、どのようなピッチ周期を有していたとしても、適切な符号化処理を行うことができ、符号化効率を高めることができる。【０１４８】  なお、上記のすべての波形変形部の説明において、分割されたピッチ波形信号は、ＭＤＣＴフレームにおける、各符号化フレーム境界の先頭に合わせるように配置されているが、この分割されたピッチ波形信号の配置は任意である。すなわち、各符号化フレーム内の任意の位置に配置されたピッチ波形信号に対し、その前後に生じる無信号区間に対して、それぞれ前後フレームに配置されたピッチ波形信号から、本来連続していた区間の波形信号を複製することによって、符号化フレーム長の信号を生成する様にすれば良い。符号化フレーム境界における、窓掛け処理に使用する減少窓および増加窓の長さは、ピッチ波形信号の配置に関わらず、符号化フレームの長さをＮ、ピッチ周期をＬとして、Ｎ−Ｌである。このような、符号化装置における、分割されたピッチ波形信号の配置の違いは、符号化されたオーディオ信号の位相の差異として現れるのみであり、復号化装置の構成および処理には、なんらの影響も与えない。【０１４９】  （実施の形態３）
図１５は、実施の形態３における、本発明の符号化装置の構成を示す図である。【０１５０】  この符号化装置１３は、図１５に示されるように、図１１の符号化装置１１の構成に対して、波形変形部１０３に代えて、第３の波形変形部１３０１を設け、修正されたピッチ周期９０２を、第３の波形変形部１３０１に入力することと、新たにフレーム識別子生成部１３０２を設け、第３の波形変形部１３０１から出力されるフレームスキップ情報１３０４を基に、フレーム識別子１３０５を生成することと、第３の波形変形部１３０１から出力される、第２のピッチ周期１３０３と、フレーム識別子１３０５とを、ビットストリーム多重化部１０６に入力する様に構成した点が異なる。【０１５１】  以下、本構成における追加機能である、フレームスキップ情報１３０４と、フレーム識別子１３０５および、第３の波形変形部１３０１と、フレーム識別子生成部１３０２の動作について説明する。【０１５２】  第３の波形変形部１３０１は、入力されたピッチ情報を基に、１つのＭＤＣＴフレーム内に含まれるピッチ波形信号の数と、２つもしくはそれ以上の隣接フレーム間におけるピッチ周期の同一性を基準に、スキップ可能な符号化フレームを検出する。【０１５３】  先に説明したように、１つのＭＤＣＴフレーム内に含まれるピッチ波形信号の数が偶数の場合には、１つの符号化フレームを単独でスキップすることが可能であり、また、１つのＭＤＣＴフレーム内に含まれるピッチ波形信号の数が奇数の場合には、連続する２つの符号化フレームをセットとしてスキップする必要がある。【０１５４】  よって、フレームスキップ情報１３０４には、
（Ａ）現在の符号化フレームがスキップ可能なフレームであるか否か、及び、
（Ｂ）ＭＤＣＴフレームに含まれるピッチ波形信号の数は、偶数であるか、奇数であるか、
を示す２つの情報が含まれる。【０１５５】  フレーム識別子生成部１３０２は、フレームスキップ情報１３０４に基づいて、現在の符号化フレームに付加するフレーム識別子１３０５を生成する。【０１５６】  生成するフレーム識別子としては、
（１）スキップ不可な符号化フレーム。
（２）スキップ可能かつ、ＭＤＣＴフレームに含まれるピッチ波形信号の数が偶数。
（３）スキップ可能かつ、ＭＤＣＴフレームに含まれるピッチ波形信号の数が奇数。
の３通りを区別できるものであれば、どのようなものであっても良いが、一例として、（１）の条件に対して「０」、（２）の条件に対して「１」、（３）の条件に対して「２」を、値として設定することにより、フレーム識別子とすることができる。【０１５７】  図１６は、フレーム識別子１３０５を多重化したビットストリームの一例であり、フレーム識別子として、「０」と「１」が与えられている。【０１５８】  第ｎ符号化フレームのビットストリームには、フレーム識別子フィールド１４０１と、符号化情報フィールド１４０２が配置されている。フレーム識別子フィールド１４０１には、フレーム識別子１３０５が、符号化情報フィールドには、ＭＤＣＴ符号化情報１１２およびピッチ周期１３０３が書き込まれる。フレーム識別子「１」は、符号化フレーム単独でスキップ可能であることを示すので、図１６に示すように、フレーム識別子「０」と「１」は交互に存在できる。【０１５９】  また、図１７は、フレーム識別子１３０５を多重化したビットストリームの一例であり、フレーム識別子として、「０」と「２」が与えられている。【０１６０】  フレーム識別子「２」は、連続する２つの符号化フレームをセットとしてスキップ可能であることを示すので、フレーム識別子「２」が連続する２つの符号化フレームの、フレーム識別子フィールド１５０３と１５０４に書き込まれる。【０１６１】  なお、（３）の条件に対応する識別子を、さらに細分化することも可能である。つまり、連続する２つの符号化フレームのうち、先の符号化フレームに対して、フレーム識別子「２」を、後の符号化フレームに対してフレーム識別子「３」を割り振っても良い。このようなフレーム識別子を付けることによって、ビットストリームの途中から再生した場合等にも、フレームスキップ可能かどうかを、瞬時に判定できる利点が生じる。【０１６２】  また、使用するフレーム識別子の種類を制限することも可能である。例えば、（３）の条件を満たす場合において、フレームスキップを不許可とすれば、必要な識別子は、（１）と（２）の条件に対応するものだけとなり、フレーム識別子の記述に必要な情報量を削減できる。【０１６３】  なお、図１６および図１７において、フレーム識別子フィールドは、符号化フレームごとに、ビットストリームの先頭に配置されているが、その位置は任意である。【０１６４】  （実施の形態４）
図１８は、本発明の実施の形態４に関わる復号化装置２１の構成を示す機能ブロック図である。【０１６５】  復号化装置２１の情報記憶部１６０１には、例えば、本発明の実施の形態３による符号化装置によって符号化されたビットストリームが記憶されている。情報記憶部１６０１としては、光学ディスク、磁気ディスク、半導体メモリ等を用いることができる。情報記憶部１６０１より読み出されたビットストリーム１６０５は、ビットストリーム分離部１６０２において、ＭＤＣＴ符号６０７、ピッチ周期６１０、フレーム識別子１６０７に分離される。【０１６６】  再生速度制御部１６０３は、外部から与えられる再生速度変換の指示１６０６に従って、指示された再生速度を実現するために必要な、フレームスキップ処理の頻度を算出する。例えば、ｋ倍速の再生速度を得るために必要なフレームスキップ処理の頻度ｆは、式（５）で表される。【０１６７】
【数５】
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【０１６８】  例えば、２倍速を実現するためには、ｋ＝２．０を代入して、ｆ＝０．５が得られるので、全体のフレーム数の５０％をスキップすることになる。【０１６９】  再生速度制御部１６０３は、フレーム識別子１６０７を参照し、算出したフレームスキップ処理の頻度ｆに基づいて、フレームスキップ可能な符号化フレームをスキップする。具体的には、フレームスキップ処理を行うと判定した符号化フレームにおいては、スイッチ１６０４を制御し、ＭＤＣＴ符号６０７およびピッチ周期６１０の送出を遮断する。【０１７０】  ＭＤＣＴ係数復号化部６０２から波形接続部６０５に至る処理は、先に図４を用いて説明した本発明の復号化装置の処理と同一である。波形接続部６０５からは、再生速度が変換された出力オーディオ信号６１２が出力される。【０１７１】  なお、上記の説明において、再生速度制御部１６０３に、ピッチ周期６１０を参照して、フレームスキップ処理の頻度ｆを調整する機能を持たせることもできる。本発明の復号化装置において、波形変形部６０４から出力される、符号化フレーム単位のフレーム復号信号６１１の時間長は、その符号化フレームに設定されたピッチ周期６１０に依存する。通常、ピッチ周期は滑らかに変化するので、隣接符号化フレーム間のピッチ周期の変化は小さく、その条件においては、数５の関係が成り立つ。しかしながら、ピッチ周期の変化が大きい区間においては、数５から算出されるフレームスキップ処理の頻度ｆと、実際のフレームスキップ処理の頻度ｆとの間にずれが生じる。このずれを補正するためには、再生速度制御部１６０３において、ピッチ周期６１０を参照して、各符号化フレームにおける正確な復号信号の時間長を求め、その結果に基づいて、フレームスキップ処理の頻度ｆを調整すればよい。【０１７２】  なお、図１９に示すように、波形接続部６０５の出力を、バッファリング部１７０１において一度保持した後、固定フレーム長の復号オーディオ信号として出力するように構成することもできる。【０１７３】  先に説明したように、本発明の復号化装置において、波形変形部６０４から出力される、符号化フレーム単位のフレーム復号信号６１１の時間長は、その符号化フレームに設定されたピッチ周期６１０に依存する。従って、出力オーディオ信号６１２の時間サンプル数も変動することになる。そこで、出力復号オーディオ信号を、バッファリング部１７０１に一度蓄えておき、あらかじめ定められた一定の間隔において、固定サンプル長のオーディオ信号として取り出せば、固定フレーム長の出力オーディオ信号１７０２を得ることができる。出力オーディオ信号を固定フレーム長とすることにより、出力オーディオ信号の取扱いが容易になるという利点が生じる。【０１７４】  （実施の形態５）
図２０は、本発明の実施の形態５に関わる符号化情報伝送装置の構成を示す図である。【０１７５】  本構成においては、情報記憶部１８０１、再生速度制御部１８０２、スイッチ１８０３から構成される送出装置１８０４と、ビットストリーム分離部６０１、ＭＤＣＴ係数復号化部６０２、逆ＭＤＣＴ部６０３、波形変形部６０４および、波形接続部６０５から構成される受信装置１８０５が、伝送路１８０７を介して接続されている。【０１７６】  受信装置１８０５の構成および動作は、図４を用いて示した本発明の復号化装置と同一である。【０１７７】  情報記憶部１８０１には、例えば、本発明の実施の形態３による符号化装置によって符号化されたビットストリームが記憶されている。【０１７８】  再生速度変換の指示１８０８は伝送路１８０７を介して、送出装置１８０４に送られる。【０１７９】  再生速度制御部１８０２は、再生速度変換の指示１８０８に従って、情報記憶部１８０１から読み出されるビットストリーム１８０６に含まれるフレーム識別子情報もしくは、フレーム識別子情報とピッチ周期情報を参照しながら、スイッチ１８０３を制御する。再生速度制御部１８０２の動作の詳細は、本発明の実施の形態４において説明した、再生速度制御部１６０３の動作と同一である。【０１８０】  スイッチ１８０３は、符号化フレーム単位で、ビットストリーム１８０６の送出をオン／オフする。スイッチ１８０３を通過したビットストリームは、伝送路１８０７を介して、入力ビットストリーム１８０９として、受信装置１８０５に入力される。【０１８１】  本構成の復号化装置では、送出装置１８０４において、すべての再生速度変換に関わる処理が完結する。これにより、受信装置においては、再生速度変換に関わる一切の処理が不要であり、再生速度変換を行うことによる、受信装置の処理量の増加は無い。【０１８２】  また、スイッチ１８０３によって、再生速度変換された出力オーディオ信号に相当する符号化フレームのビットストリームのみが送出されるため、伝送路１８０７を介して伝送されるビットストリームの時間当たりの情報量は、再生速度変換を行わない場合とほぼ等しくなる。すなわち、時間当たりの伝送情報量を増加させることなく、再生速度の変換を行うことができる。【０１８３】  なお、伝送路１８０７としては、再生速度変換の指示１８０８および、ビットストリーム１８０９の伝送が可能ならば、有線、無線の関わり無く、また、どのような伝送プロトコルを用いても良い。【０１８４】  （その他変形例）
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。【０１８５】  （１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。【０１８６】  （２）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。【０１８７】  （３）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。【０１８８】  （４）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。【０１８９】  また、本発明は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしてもよい。【０１９０】  また、本発明は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。【０１９１】  また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶してお���、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。【０１９２】  また、前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、または前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。【０１９３】  （５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９４】  圧縮符号化された音声もしくは、オーディオ信号を、記憶媒体から、直接もしくは伝送路を介して取り出し、元の音声もしくは、オーディオ信号を、再生速度を変換しながら復号する装置、例えば携帯電話機や、音楽プレーヤ等の機器一般に適用することが可能である。具体的には、光学ディスク・磁気ディスク・半導体メモリ等を記憶媒体とする音声・音楽プレーヤ、音声・音楽・ビデオ等のオンデマンド配信等するのに適している。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2006137425.tif 000026
【図１９】
2006137425.tif 000027
【図２０】
2006137425.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月17日(2006.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、入力されるオーディオ信号を周波数パラメータに変換する時間周波数変換手段と、当該周波数パラメータを符号化する符号化手段とを有する符号化装置であって、
前記オーディオ信号のピッチ周期を検出するピッチ周期検出手段と、
検出されたピッチ周期に基づいて、入力オーディオ信号をフレーミングするフレーミング手段と、
前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を、前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形し、波形変形したオーディオ信号を前記時間周波数変換手段に出力する第１波形変形手段と、
前記符号化手段により符号化された周波数パラメータと、前記ピッチ周期とを多重化し、ビットストリームとして出力する多重化手段とを備え、
前記第１波形変形手段は、
前記フレーミングされたオーディオ信号を、前記ピッチ周期に合わせて切断する第１切断手段と、
隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長の波形変形したオーディオ信号を生成する第１複製手段とを有する
ことを特徴とするオーディオ符号化装置。
【請求項２】前記第１波形変形手段は、さらに
前記第１複製手段により生成された前記時間周波数変換フレーム長の波形信号に不連続点が生じないように、窓処理を行う第１窓処理手段を有し、
前記第１窓処理手段は、不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、符号化フレーム長をＮサンプル、符号化フレームに配置されるピッチ波形信号の長さをＬサンプルとして、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項３】前記時間周波数変換手段で変換される波形信号には、偶数個のピッチ波形信号が含まれる
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項４】前記時間周波数変換手段で変換される波形信号には、奇数個のピッチ波形信号が含まれる
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項５】前記時間周波数変換手段は、ＭＤＣＴ手段であり、
前記周波数パラメータは、ＭＤＣＴ係数である
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項６】前記オーディオ符号化装置は、さらに
前記ピッチ周期と、前記時間周波数変換フレーム長の波形信号に含まれるピッチ波形信号の個数に基づいて、符号化フレームのスキップ処理が可能か否かを判定し、判定結果に従ってフレーム識別子を生成するフレーム識別子生成手段を備え、
前記多重化手段は、生成されたフレーム識別子を前記ビットストリームに多重化する
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項７】入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを有する復号化装置であって、
前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、
前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形され、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長に波形変形されたものであり、
前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、
前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、
変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段とを備え、
前記第２波形変形手段は、
前記現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製された、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、削除する削除手段を有し、
前記波形接続手段は、前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部が削除された残りの隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号とを接続する
ことを特徴とするオーディオ復号化装置。
【請求項８】前記時間周波数変換フレーム長の波形信号には、不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、符号化フレーム長をＮサンプル、符号化フレームに配置されるピッチ波形信号の長さをＬサンプルとして、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける窓処理が施されており
前記第２波形変形手段は、さらに前記不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、前記削除手段による前記削除が行われる前に、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける第２窓処理手段を有する
ことを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項９】前記オーディオ復号化装置は、さらに、
前記周波数パラメータを復号する復号化処理をスキップさせ、オーディオ信号の再生速度を変換させる第１再生速度変換手段
を備えることを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１０】前記周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオンオフするスイッチ手段と、
再生速度変換の指示と、入力ビットストリームに含まれるフレーム識別子に基づいて、前記スイッチ手段を制御する第２再生速度変換手段とを備え、
前記第２再生速度変換手段は、前記周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオフすることによって、再生速度を変換させる
ことを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１１】周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオンオフするスイッチ手段と、
再生速度変換の指示と、入力ビットストリームに含まれるピッチ周期およびフレーム識別子とに基づいて、前記スイッチ手段を制御する第３再生速度変換手段とを備え、
前記第３再生速度変換手段は、前記周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオフすることによって、再生速度を変換させる
ことを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１２】前記逆時間周波数変換手段は、逆ＭＤＣＴ手段であり、
前記周波数パラメータは、ＭＤＣＴ係数である
ことを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１３】符号化されたオーディオ信号のビットストリームを送出するための送出装置と、符号化されたオーディオ信号のビットストリームを受信し、入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを含む受信装置とを有するオーディオ符号化情報伝送装置であって、
前記送出装置は、
符号化されたオーディオ信号のビットストリームを保持する情報記憶手段と、
前記ビットストリームの送出をオンオフするスイッチ手段と、
再生速度変換の指示と、前記ビットストリームに含まれるフレーム識別子に基づいて、前記スイッチを制御する第４再生速度変換手段とを備え、
前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、
前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形され、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長に波形変形されたものであり、
前記受信装置は、
前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、
前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、
変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段とを備え、
前記第２波形変形手段は、前記現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製された、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、削除する削除手段を有し、
前記波形接続手段は、前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部が削除された残りの隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号とを接続する
ことを特徴とするオーディオ符号化情報伝送装置。
【請求項１４】前記時間周波数変換フレーム長の波形信号には、不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、符号化フレーム長をＮサンプル、符号化フレームに配置されるピッチ波形信号の長さをＬサンプルとして、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける窓処理が施されており
前記第２波形変形手段は、さらに前記不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、前記削除手段による前記削除が行われる前に、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける第２窓処理手段を有する
ことを特徴とする請求項１３記載のオーディオ符号化情報伝送装置。
【請求項１５】前記第４再生速度変換手段は、前記フレーム識別子に加えて、前記ピッチ周期情報を参照して前記スイッチを制御する
ことを特徴とする請求項１３記載のオーディオ符号化情報伝送装置。
【請求項１６】予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、入力されるオーディオ信号を周波数パラメータに変換する変換ステップと、当該周波数パラメータを符号化する符号化ステップとを有する符号化方法であって、
前記オーディオ信号のピッチ周期を検出するピッチ周期検出ステップと、
検出されたピッチ周期に基づいて、入力オーディオ信号をフレーミングするフレーミングステップと、
前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を、前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形する第１波形変形ステップと、
前記符号化ステップで符号化された周波数パラメータと、前記ピッチ周期とを多重化し、ビットストリームとして出力する多重化ステップとを含み、
前記第１波形変形ステップは、
前記フレーミングされたオーディオ信号を、前記ピッチ周期に合わせて切断する第１切断ステップと、
隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長の波形変形したオーディオ信号を生成する第１複製ステップとを有する
ことを特徴とするオーディオ符号化方法。
【請求項１７】請求項１６に記載の符号化方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１８】入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化ステップと、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換ステップとを有する復号化方法であって、
前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、
前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形され、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長に波形変形されたものであり、
前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離ステップと、
前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形ステップと、
変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続ステップとを含み、
前記第２波形変形ステップは、
前記現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製された、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、削除する削除ステップを有し、
前記波形接続ステップでは、前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部が削除された残りの隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号とを接続する
ことを特徴とするオーディオ復号化方法。
【請求項１９】請求項１８に記載の復号化方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月29日(2007.3.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、入力されるオーディオ信号を周波数パラメータに変換する時間周波数変換手段と、当該周波数パラメータを符号化する符号化手段とを有する符号化装置であって、
前記オーディオ信号のピッチ周期を検出するピッチ周期検出手段と、
検出されたピッチ周期に基づいて、入力オーディオ信号をフレーミングするフレーミング手段と、
前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を、前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形し、波形変形したオーディオ信号を前記時間周波数変換手段に出力する第１波形変形手段と、
前記符号化手段により符号化された周波数パラメータと、前記ピッチ周期とを多重化し、ビットストリームとして出力する多重化手段とを備え、
前記第１波形変形手段は、
前記フレーミングされたオーディオ信号を、前記ピッチ周期に合わせて切断する第１切断手段と、
隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長の波形変形したオーディオ信号を生成する第１複製手段とを有する
ことを特徴とするオーディオ符号化装置。
【請求項２】
前記第１波形変形手段は、さらに
前記第１複製手段により生成された前記時間周波数変換フレーム長の波形信号に不連続点が生じないように、窓処理を行う第１窓処理手段を有し、
前記第１窓処理手段は、不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、符号化フレーム長をＮサンプル、符号化フレームに配置されるピッチ波形信号の長さをＬサンプルとして、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項３】
前記時間周波数変換手段で変換される波形信号には、偶数個のピッチ波形信号が含まれる
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項４】
前記時間周波数変換手段で変換される波形信号には、奇数個のピッチ波形信号が含まれる
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項５】
前記時間周波数変換手段は、ＭＤＣＴ手段であり、
前記周波数パラメータは、ＭＤＣＴ係数である
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項６】
前記オーディオ符号化装置は、さらに
前記ピッチ周期と、前記時間周波数変換フレーム長の波形信号に含まれるピッチ波形信号の個数に基づいて、符号化フレームのスキップ処理が可能か否かを判定し、判定結果に従ってフレーム識別子を生成するフレーム識別子生成手段を備え、
前記多重化手段は、生成されたフレーム識別子を前記ビットストリームに多重化する
ことを特徴とする請求項１記載のオーディオ符号化装置。
【請求項７】
入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを有する復号化装置であって、
前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、
前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形され、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長に波形変形されたものであり、
前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、
前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、
変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段とを備え、
前記第２波形変形手段は、
前記現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製された、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、削除する削除手段を有し、
前記波形接続手段は、前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部が削除された残りの隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号とを接続する
ことを特徴とするオーディオ復号化装置。
【請求項８】
前記時間周波数変換フレーム長の波形信号には、不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、符号化フレーム長をＮサンプル、符号化フレームに配置されるピッチ波形信号の長さをＬサンプルとして、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける窓処理が施されており
前記第２波形変形手段は、さらに前記不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、前記削除手段による前記削除が行われる前に、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける第２窓処理手段を有する
ことを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項９】
前記オーディオ復号化装置は、さらに、
前記周波数パラメータを復号する復号化処理をスキップさせ、オーディオ信号の再生速度を変換させる第１再生速度変換手段
を備えることを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１０】
前記周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオンオフするスイッチ手段と、
再生速度変換の指示と、入力ビットストリームに含まれるフレーム識別子に基づいて、前記スイッチ手段を制御する第２再生速度変換手段とを備え、
前記第２再生速度変換手段は、前記周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオフすることによって、再生速度を変換させる
ことを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１１】
周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオンオフするスイッチ手段と、
再生速度変換の指示と、入力ビットストリームに含まれるピッチ周期およびフレーム識別子とに基づいて、前記スイッチ手段を制御する第３再生速度変換手段とを備え、
前記第３再生速度変換手段は、前記周波数パラメータおよびピッチ周期の伝送をオフすることによって、再生速度を変換させる
ことを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１２】
前記逆時間周波数変換手段は、逆ＭＤＣＴ手段であり、
前記周波数パラメータは、ＭＤＣＴ係数である
ことを特徴とする請求項７記載のオーディオ復号化装置。
【請求項１３】
符号化されたオーディオ信号のビットストリームを送出するための送出装置と、符号化されたオーディオ信号のビットストリームを受信し、入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを含む受信装置とを有するオーディオ符号化情報伝送装置であって、
前記送出装置は、
符号化されたオーディオ信号のビットストリームを保持する情報記憶手段と、
前記ビットストリームの送出をオンオフするスイッチ手段と、
再生速度変換の指示と、前記ビットストリームに含まれるフレーム識別子に基づいて、前記スイッチを制御する第４再生速度変換手段とを備え、
前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、
前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形され、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長に波形変形されたものであり、
前記受信装置は、
前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、
前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、
変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段とを備え、
前記第２波形変形手段は、前記現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製された、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、削除する削除手段を有し、
前記波形接続手段は、前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部が削除された残りの隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号とを接続する
ことを特徴とするオーディオ符号化情報伝送装置。
【請求項１４】
前記時間周波数変換フレーム長の波形信号には、不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、符号化フレーム長をＮサンプル、符号化フレームに配置されるピッチ波形信号の長さをＬサンプルとして、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける窓処理が施されており、
前記第２波形変形手段は、さらに前記不連続点となる符号化フレーム境界の前後において、（Ｎ−Ｌ）サンプル長の減少窓と増加窓を生成し、前記削除手段による前記削除が行われる前に、時間的に先行する符号化フレームの後端部分に前記減少窓を掛け、続く符号化フレームの先頭部分に増加窓を掛ける第２窓処理手段を有する
ことを特徴とする請求項１３記載のオーディオ符号化情報伝送装置。
【請求項１５】
前記第４再生速度変換手段は、前記フレーム識別子に加えて、前記ピッチ周期情報を参照して前記スイッチを制御する
ことを特徴とする請求項１３記載のオーディオ符号化情報伝送装置。
【請求項１６】
予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、入力されるオーディオ信号を周波数パラメータに変換する変換ステップと、当該周波数パラメータを符号化する符号化ステップとを有する符号化方法であって、
前記オーディオ信号のピッチ周期を検出するピッチ周期検出ステップと、
検出されたピッチ周期に基づいて、入力オーディオ信号をフレーミングするフレーミングステップと、
前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を、前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形する第１波形変形ステップと、
前記符号化ステップで符号化された周波数パラメータと、前記ピッチ周期とを多重化し、ビットストリームとして出力する多重化ステップとを含み、
前記第１波形変形ステップは、
前記フレーミングされたオーディオ信号を、前記ピッチ周期に合わせて切断する第１切断ステップと、
隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長の波形変形したオーディオ信号を生成する第１複製ステップとを有する
ことを特徴とするオーディオ符号化方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の符号化方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１８】
入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化ステップと、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換ステップとを有する復号化方法であって、
前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、
前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形され、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製することによって、前記時間周波数変換フレーム長に波形変形されたものであり、
前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離ステップと、
前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形ステップと、
変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続ステップとを含み、
前記第２波形変形ステップは、
前記現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号との間に複製された、隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部を、削除する削除ステップを有し、
前記波形接続ステップでは、前記隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号の一部が削除された残りの隣接符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号と、現在の符号化フレームにおけるピッチ周期の波形信号とを接続する
ことを特徴とするオーディオ復号化方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の復号化方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置に関し、特に、視聴時の再生速度の可変に対応しつつ、オーディオ信号を少ない情報量で効率的に符号化し、また、符号化された情報を復号化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ符号化の目的は、デジタル化されたオーディオ信号をできるだけ効率的に圧縮符号化し、伝送し、デコーダにおける復号化処理によって、できるだけ高い品質のオーディオ信号を再生することにある。
【０００３】
オーディオの符号化方式としては、対象となる信号の種類や、ビットレート、要求される音質等の条件により、様々な方式が提案されている。例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣの標準規格であるＭＰＥＧ−４  Ａｕｄｉｏ（非特許文献１）では、ＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）、ＣＥＬＰ（Ｃｏｄｅ  Ｅｘｃｉｔｅｄ  Ｌｉｎｉｅｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）、ＨＶＸＣ（Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｖｅｃｔｏｒ  ｅＸｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇ）等の符号化方式が公開されている。特に、ＡＡＣ方式は、音楽を含む一般のオーディオ信号を、高い品質（例えば、コンパクトディスクオーディオと同等）で符号化できる、優れた方式であり、ＭＤＣＴ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれる時間周波数変換を用いることを特徴とする。これらの符号化方式は、通信、放送および蓄積型のオーディオ機器において、幅広く用いられている。
【０００４】
一方、放送および蓄積されたオーディオもしくは、オーディオ・ビデオ複合情報の視聴においては、視聴時の再生速度を可変にすることに対する需要が高まっている。情報蓄積手段の大容量化と情報入手方法の多様化に伴って、個人が視聴可能な情報の量は、飛躍的に増加している。従って、限られた時間内に、より多くの情報を視聴するための高速再生機能が重要となる。
【０００５】
オーディオ信号を可変速再生する方法としては、時間オーディオ信号のピッチ周期に基づいて、ピッチ波形の削除や、挿入を行う第１の方法（特許文献１）や、オーディオ信号をパラメータ化した後、そのパラメータの更新周期を変化させる第２の方法（特許文献２）があるが、高品質な入力信号に対する処理方法としては、前者の、ピッチ周期に基づく時間信号処理を用いるのが一般的である。この理由は、第２の方法は低品質のスピーチに用いられるだけであり、高品質な入力信号に対する処理方法に向かないためである。
【０００６】
ＭＤＣＴによるオーディオ符号化方式を用いて符号化されたオーディオ信号に対して、可変速再生を実現するための、オーディオ復号化装置の構成の一例を、図１に示す。
【０００７】
復号化装置９０００は、図１に示されるように、ビットストリーム分離部９９０１と、ＭＤＣＴ係数復号化部９９０２と、逆ＭＤＣＴ部９９０３と、ピッチ分析部９９０４と、再生速度制御部９９０５と、波形変形部９９０６と、波形接続部９９０７とを備える。
【０００８】
入力ビットストリーム９９０８は、ビットストリーム分離部９９０１において、各符号要素に分離される。ＭＤＣＴ係数の復号に必要な符号要素である、ＭＤＣＴ符号９９０９が、ＭＤＣＴ係数復号化部９９０２に入力され、ＭＤＣＴ係数９９１０が復号される。逆ＭＤＣＴ部９９０３は、ＭＤＣＴ係数９９１０に対して逆変換処理を行い、時間オーディオ信号９９１１を生成する。ピッチ分析部９９０４は、時間オーディオ信号９９１１のピッチ周期を分析する。再生速度制御部９９０５は、再生速度変換の指示９９１３を受けて、分析されたピッチ周期９９１２に基づいて再生速度変換処理の開始位置９９１４を決定する。波形変形部９９０６は、処理の開始位置９９１４において、ピッチ周期９９１２に基づく波形の変形（ピッチ波形の削除や、挿入）を行い、波形接続部９９０７は、変形された波形９９１５を接続して、出力オーディオ信号９９１６を生成する。
【０００９】
また、特許文献３に示されるように、ピッチ分析部９９０４によって分析されるピッチ周期９９１２の代わりに、入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を用いるようにする構成も可能である。
【特許文献１】特許第３１４７５６２号公報
【特許文献２】特開平９−６３９７号公報
【特許文献３】国際公開第９８／２１７１０号パンフレット
【非特許文献１】ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−３：２００１
【非特許文献２】ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  ＡＳＳＰ−３４  Ｎｏ．５  Ｏｃｔ．  １９８６，Ｊｏｈｎ  Ｐ．  Ｐｒｉｎｃｅｎ  ａｎｄ  Ａｌａｎ  Ｂｅｒｎａｒｄ  Ｂｒａｄｌｅｙ，  “Ａｎａｌｙｓｉｓ／Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｂａｎｋ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ａｌｉａｓｉｎｇ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、オーディオ符号化方式によって圧縮されたオーディオ信号を、可変速再生する処理において、従来では、復号されたオーディオ信号に対して、時間領域での、ピッチ周期に基づく波形挿入処理や削除処理を行う構成を採用している。
【００１１】
このため、このような従来の構成には、大きく分けて以下の二つの課題がある。
【００１２】
この課題を明らかにするために、従来技術の前提を説明する。
【００１３】
図２は、従来の復号装置が用いられるシステムの全体構成を示す図である。
【００１４】
このシステムは、入力される音声信号（ＰＣＭ）を圧縮符号化するエンコーダ９１００と、圧縮符号化された音声信号を記録する記録媒体９２００と、圧縮符号化された音声信号を復号化するデコーダ９３００と、可変速再生するための速度変換器９４００とを備えている。
【００１５】
デコーダ９３００は、図１に示される復号化装置９０００のビットストリーム分離部９９０１、ＭＤＣＴ係数復号化部９９０２および逆ＭＤＣＴ部９９０３を有している。また、速度変換器９４００は、復号化装置９０００のピッチ分析部９９０４、再生速度制御部９９０５、波形変形部９９０６および波形接続部９９０７を有している。
【００１６】
例えば２倍速で可変速再生する場合、記録媒体９２００からデコーダ９３００に直接あるいはアンテナ９５００，９６００を介して符号化された音声信号が伝送されるが、その伝送速度が通常再生の２倍必要となる。また、デコーダ９３００および速度変換器９４００における処理量も通常再生の２倍必要となる。
【００１７】
したがって、従来の技術では下記（１）の処理量と、（２）の伝送情報量についての課題が必然的に伴うことになる。
【００１８】
（１）処理量
時間領域における、ピッチ波形の挿入および削除処理を行うためには、処理の対象となる区間の時間信号波形が必要である。これは、対象となるオーディオ信号が、符号化されている場合、その区間の信号をすべて復号することが必要であることを示している。
【００１９】
例えば、２倍速の再生を実現する場合、実際の再生時間の２倍の長さの時間波形をデコードした後、時間波形を半分にする。
【００２０】
従って、デコードに必要な処理量は、通常再生時の２倍となる。
【００２１】
さらに、ピッチ波形の抽出と、波形挿入および削除処理を加えると、さらに処理量が増加する。
【００２２】
（２）伝送情報量
対象となるオーディオ信号が符号化されている場合、対象区間の時間信号波形を得るためには、その区間に対応するビットストリームを受信する必要がある。
【００２３】
例えば、２倍速の再生を実現する場合、実際の再生時間の２倍の長さの時間波形をデコードするため、２倍のビットストリームを受信しなければならない。
【００２４】
このとき、再生時間は実時間で固定であるので、ビットストリームは２倍の速さで受信する必要がある。
【００２５】
このことは、通信路としてより広い帯域を必要とすることを意味し、また、通信路が固定ビットレートの場合には、（バッファリングによる部分的な可変速再生を除いて、）可変速再生が不可能であることを示している。
【００２６】
そこで、本発明は上述の技術的課題を解決し、伝送情報量を低減し、かつ復号装置における処理量を低減することが可能なオーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成するために、本発明に係る符号化装置においては、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、入力されるオーディオ信号を周波数パラメータに変換する時間周波数変換手段と、当該周波数パラメータを符号化する符号化手段とを有する符号化装置であって、前記オーディオ信号のピッチ周期を検出するピッチ周期検出手段と、検出されたピッチ周期に基づいて、入力オーディオ信号をフレーミングするフレーミング手段と、前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を、前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形し、波形変形したオーディオ信号を前記時間周波数変換手段に出力する第１波形変形手段と、前記符号化手段により符号化された周波数パラメータと、前記ピッチ周期とを多重化し、ビットストリームとして出力する多重化手段とを備えることを特徴とする。
【００２８】
これにより、可変速再生時の復号化装置への情報伝送量を、等速再生時と同程度まで低減し、かつ復号化装置での処理量を等速再生時の復号化処理と同程度まで低減することが可能となる。
【００２９】
また、本発明に係るオーディオ復号化装置においては、入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを有する復号化装置であって、前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形されたものであり、前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段とを備えることを特徴とする。
【００３０】
これにより、復号化装置が受信する情報伝送量を通常のビットレートと同程度まで低減し、かつ復号化の処理量を通常の復号化処理と同程度まで低減することが可能となる。
【００３１】
具体的には、本発明に係るオーディオ復号化装置においては、前記オーディオ復号化装置は、さらに、前記周波数パラメータを復号する復号化処理をスキップさせ、オーディオ信号の再生速度を変換させる第１再生速度変換手段を備えることを特徴とすることができる。
【００３２】
これにより、ビットストリームの操作によって可変速再生が可能となるため、復号化に必要な処理量が削減される。また、復号化処理に必要とされるビットストリーム量が減少するため、可変速再生時の必要伝送帯域が削減される。
【００３３】
また、本発明に係るオーディオ符号化情報伝送装置においては、符号化されたオーディオ信号のビットストリームを送出するための送出装置と、符号化されたオーディオ信号のビットストリームを受信し、入力されたビットストリームに含まれる符号化フレームの周波数パラメータを復号化する復号化手段と、予め定められた時間周波数変換フレーム長ごとに、前記周波数パラメータをオーディオ信号に逆時間周波数変換する逆時間周波数変換手段とを含む受信装置とを有するオーディオ符号化情報伝送装置であって、前記送出装置は、符号化されたオーディオ信号のビットストリームを保持する情報記憶手段と、前記ビットストリームの送出をオンオフするスイッチ手段と、再生速度変換の指示と、前記ビットストリームに含まれるフレーム識別子に基づいて、前記スイッチを制御する第４再生速度変換手段とを備え、前記ビットストリームには、オーディオ信号のピッチ周期を表すピッチ周期情報が含まれており、前記逆時間周波数変換されたオーディオ信号は、予め前記ピッチ周期に基づいて、フレーミングされたオーディオ信号を前記時間周波数変換フレーム長に合わせて波形変形されたものであり、前記受信装置は、前記入力ビットストリームに含まれるピッチ周期情報を分離するビットストリーム分離手段と、前記ピッチ周期情報に基づいて、前記時間周波数変換フレーム長のオーディオ信号を前記ピッチ周期長のオーディオ信号に変形する第２波形変形手段と、変形されたピッチ周期長のオーディオ信号を接続する波形接続手段とを備えることを特徴とする。
【００３４】
これにより、受信装置が受信する情報伝送量を通常のビットレートと同程度まで低減し、かつ受信装置における復号化の処理量を通常の復号化処理と同程度まで低減することが可能となる。
【００３５】
なお、本発明は、このようなオーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置として実現することができるだけでなく、このようなオーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置が備える特徴的な手段をステップとするオーディオ符号化方法、オーディオ復号化方法等として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００３６】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るオーディオ符号化装置、オーディオ復号化装置およびオーディオ符号化情報伝送装置によれば、情報伝送量を通常のビットレートと同程度まで低減し、かつ復号化の処理量を通常の復号化処理と同程度まで低減することが可能となるという効果が奏される。
【００３７】
よって、本発明により、既存の装置との親和性が高くなり、情報蓄積手段の大容量化と情報入手方法の多様化に伴って、個人が視聴可能な情報の量は、飛躍的に増加し、オーディオの高速再生が要望されている今日における本願発明の実用的価値は極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、以下の説明においては、時間周波数変換としてＭＤＣＴを用いる例を示す。ただし、ＭＤＣＴは、ＴＤＡＣ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ａｌｉａｓｉｎｇ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）（非特許文献２）技術に基づく変換アルゴリズムの一例であり、ＭＤＣＴに代えて、ＴＤＡＣ技術に基づく、いかなる時間周波数変換を用いることも可能である。そして、この符号化装置１０は、図２のシステムにおいては、エンコーダ９１００に代えて用いられる。
【００４０】
符号化装置１０は、ＰＣＭ等のデジタル化されたオーディオ信号を、可変速再生に対応できるように変形させつつ、圧縮符号化する装置であり、図１に示されるように、フレーミング部１０１と、ピッチ検出部１０２と、波形変形部１０３と、ＭＤＣＴ部１０４と、ＭＤＣＴ係数符号化部１０５と、ビットストリーム多重化部１０６とを備える。
【００４１】
なお、波形変形部１０３は、フレーミングされたオーディオ信号を、オーディオ信号のピッチ周期に合わせて切断する切断部１０３ａと、隣接符号化フレームの信号波形の一部を、現在の符号化フレームに複製することによって、時間周波数変換フレーム長の波形信号を生成するコピー部１０３ｂと、コピー部１０３ｂにより生成された時間周波数変換フレーム長の波形信号に不連続点が生じないように、窓処理を行う窓部１０３ｃとを有する。
【００４２】
入力オーディオ信号１０７は、フレーミング部１０１およびピッチ検出部１０２に入力される。
【００４３】
ピッチ検出部１０２は、入力オーディオ信号１０７を分析し、ピッチ周期１０８を出力する。
【００４４】
フレーミング部１０１は、ピッチ周期１０８を参照して、入力オーディオ信号１０７を、ピッチ周期長の符号化フレーム信号１０９に分割する。
【００４５】
波形変形部１０３は、符号化フレーム信号１０９を、ＭＤＣＴ変換が可能な形に変形する。なお、波形変形部１０３の動作については、その詳細を後述する。
【００４６】
変形されたＭＤＣＴフレーム信号１１０は、ＭＤＣＴ部１０４においてＭＤＣＴ係数１１１に変換される。
【００４７】
ＭＤＣＴ係数符号化部１０５は、ＭＤＣＴ係数１１１を符号化し、ＭＤＣＴ符号化情報１１２を出力する。
【００４８】
ビットストリーム多重化部１０６は、ＭＤＣＴ符号化情報１１２と、ピッチ周期１０８を多重化し、出力ビットストリーム１１３を構成する。
【００４９】
ここで、ＭＤＣＴ係数符号化部１０５としては、ベクトル量子化や、エントロピー符号化など、公知のいかなる符号化手段でも用いることが可能であるが、本発明の要旨ではないので、詳細な説明は省略する。
【００５０】
ＭＤＣＴ符号化情報１１２は、用いるＭＤＣＴ係数符号化部１０５の構成によって、その内容が異なり、ＭＤＣＴ係数を直接表す符号の他に、ＭＤＣＴ係数を効率的に符号化するための補助情報を含んでも良い。例えば、ＭＤＣＴ係数符号化部１０５として、ＭＰＥＧ  ＡＡＣ方式を用いる場合、補助情報として、スケールファクタ情報、ジョイントステレオ情報、予測係数情報等が含まれる。
【００５１】
図４は、本発明の復号化装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、この復号化装置２０は、図２のシステムにおいては、デコーダ９３００および速度変換器９４００に代えて用いられる。
【００５２】
復号化装置２０は、図４に示されるように、ビットストリーム分離部６０１と、ＭＤＣＴ係数復号化部６０２と、逆ＭＤＣＴ部６０３と、波形変形部６０４と、波形接続部６０５とを備える。
【００５３】
なお、波形変形部６０４は、波形変形部１０３と逆の動作を行うための切断部６０４ａと、窓部６０４ｂと、接続部６０４ｃとを有する。
【００５４】
ビットストリーム分離部６０１は、入力ビットストリーム６０６を、ＭＤＣＴ係数６０７と、ピッチ周期６１０とに分離する。
【００５５】
ＭＤＣＴ係数復号化部６０２は、ＭＤＣＴ係数６０７を復号し、ＭＤＣＴ係数６０８を得る。ここで、ＭＤＣＴ係数復号化部６０２としては、公知のいかなる手段でも用いることが可能であり、本発明の要旨ではないので、詳細な説明は省略する。ＭＤＣＴ係数復号化部６０２に入力されるＭＤＣＴ係数６０７は、用いるＭＤＣＴ係数復号化部６０２の構成によって、その内容が異なり、ＭＤＣＴ係数を直接表す符号の他に、ＭＤＣＴ係数を効率的に符号化するための補助情報を含んでも良い。例えば、ＭＤＣＴ係数復号化部６０２として、ＭＰＥＧ  ＡＡＣ方式を用いる場合、補助情報として、スケールファクタ情報、ジョイントステレオ情報、予測係数情報等が含まれる。
【００５６】
逆ＭＤＣＴ部６０３は、ＭＤＣＴ係数６１８を逆変換し、フレーム復号信号６０９を得る。
【００５７】
波形変形部６０４は、ピッチ周期６１０を参照しながらフレーム復号信号６０９を変形し、変形されたフレーム復号信号６１１を出力する。波形変形部６０４の動作の詳細については、後述する。
【００５８】
波形接続部６０５は、変形されたフレーム復号信号６１１を接続し、出力オーディオ信号６１２を生成する。
【００５９】
次いで、符号化装置１０の波形変形部１０３の動作について、詳しく説明するが、その前にまず、処理の前提となるＭＤＣＴ変換（逆ＭＤＣＴ変換）とその特性について説明する。
【００６０】
図５は、ＭＤＣＴの復号原理を示す図である。
【００６１】
ＭＤＣＴは、ＴＤＡＣと呼ばれる技術に基づいており、隣接する符号化フレーム間の時間信号において、オーバラップ処理を行うことにより、時間信号上でエイリアシングキャンセルを行う。
【００６２】
図５において、２０１は第ｎ−１フレームにおける、２０２は第ｎフレームにおけるＭＤＣＴフレームの波形信号をそれぞれ示している。
【００６３】
符号化フレーム長をＮサンプルとすると、ＭＤＣＴフレーム長は、２Ｎサンプルとなる。また、隣接ＭＤＣＴフレーム間では、ＭＤＣＴフレーム長の半分に当たるＮサンプルのオーバラップ２０３があり、このオーバラップ部分が、復号されたフレーム波形信号となる。波形信号２０１のオーバラップ部分に相当する区間（ＭＤＣＴフレーム後半）は、実信号成分２０４と、エイリアシング成分２０５から成っている。同様に、波形信号２０２のオーバラップ部分に相当する区間（ＭＤＣＴフレーム前半）は、実信号成分２０６と、エイリアシング成分２０７から成っている。ここで、実信号成分２０４および２０６は、互いに同位相の信号であるのに対して、エイリアシング成分２０５と２０７は、互いに逆位相の信号となっている。実信号成分２０４およびエイリアシング成分２０５に対して第１の窓関数２０８を、また、実信号成分２０６およびエイリアシング成分２０７に対して第２の窓関数２０９を掛けた後、すべての信号を加算する。
【００６４】
ここで、第１の窓関数２０８と第２の窓関数２０９は、第１の窓関数をｆ（ｔ）、第２の窓関数をｇ（ｔ）とすると、式（１）を満たさなければならない。
【００６５】
【数１】
2006137425.tif 000029
…（１）
【００６６】
加算処理により、エイリアシング成分２０５と２０７は、互いに逆位相の信号であるため、打ち消しあって０となり、実信号成分２０４と２０６の加算部分が、復号されたフレーム波形信号２１１となる。
【００６７】
この説明から明らかなように、逆ＭＤＣＴ変換では、第ｎ番目のＭＤＣＴフレーム波形信号の２Ｎサンプルの入力に対し、入力ＭＤＣＴフレームの前半部分に当たるＮサンプルが出力となる。
【００６８】
次に、ピッチ周期を利用した再生速度変換の原理と、ＭＤＣＴ変換との共通性を示す。
【００６９】
図６は、ピッチ周期を利用した再生速度変換の原理を示す図である。
【００７０】
図６において、３０１は第ｎ−１フレームの波形信号、３０２は第ｎフレームの波形信号、３０３は第ｎ＋１フレームの波形信号である。また、各フレームの長さは、ピッチ周期であるＬサンプルである。
【００７１】
波形信号３０２に対して、第３の窓関数３０４を、また、波形信号３０３に対して第４の窓関数３０５を掛け、それぞれを加算することによって、加算されたフレーム波形信号３０６を得る。
【００７２】
ここで、第３の窓関数３０４と第４の窓関数３０５の関係は、第３の窓関数をｐ（ｔ）、第４の窓関数をｑ（ｔ）とすると、式（２）で表される。
【００７３】
【数２】
2006137425.tif 000030
…（２）
【００７４】
式（１）と比較して、各窓関数の２乗項が無いのは、ＭＤＣＴでは、窓が変換時と逆変換時それぞれ、計２回掛けられるのに対して、本例では、速度変換処理時に１回しか掛けられないからである。
【００７５】
波形信号３０１を、出力側の第ｋ−１フレームの波形信号３０７とし、加算されたフレーム波形信号３０６を、第ｋフレームの波形信号３０８とすれば、再生速度変換処理が完了する。
【００７６】
このように、ＭＤＣＴと、ピッチ波形に基づく再生速度変換処理は、共に窓関数を用いたオーバラップ加算処理を用いていることがわかる。
【００７７】
このことは、ＭＤＣＴ窓を利用して、再生速度変換処理が可能であることを示している。
【００７８】
図７は、ＭＤＣＴ窓を用いた再生速度変換の原理を示す図である。
【００７９】
通常のＭＤＣＴ逆変換では、第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレーム４０１の後半と、第ｎ番目のＭＤＣＴフレーム４０２の前半をオーバラップ加算するが、ここでは、第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレーム４０１の後半と、第ｎ＋１番目のＭＤＣＴフレーム４０３の前半を、オーバラップ加算する。先に説明した通常のＭＤＣＴの例と同様に、エイリアシング成分４０５とエイリアシング成分４０７は加算によりキャンセルされ、実信号成分４０４と実信号成分４０６の加算により、フレーム波形信号４１０が復号される。第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレームに対する復号フレーム波形信号を、出力側の第ｋ−１フレームの波形信号４１１とし、フレーム波形信号４１０を、出力側の第ｋフレームの波形信号４１２とすれば、再生速度変換処理が完了する。
【００８０】
この処理においては、第ｎ番目のＭＤＣＴフレームの波形信号４０２は全く使用されないため、第ｎ番目のＭＤＣＴフレームの波形信号４０２の伝送およびデコード処理は不要であり、再生速度変換を行った場合の処理量は、再生速度変換を行わない場合と等しくなる。すなわち、処理量を増加させずに、再生速度の変換が可能となる。
【００８１】
ここで、図６を用いて説明したように、ピッチ周期を利用して再生速度変換を行うためには、符号化フレーム長Ｎが、ピッチ周期Ｌに等しくなければならない。
【００８２】
ところが、ピッチ周期Ｌは、入力オーディオ信号の状態によって異なるので、符号化フレーム長Ｎは、ピッチ周期Ｌに同期して可変長としなければならない。
【００８３】
しかしながら、通常、符号化フレーム長Ｎは、２のべき乗（例えば５１２、１０２４など）で固定ある。これは、２のべき乗サンプルのＭＤＣＴは、ＦＦＴを用いた高速変換により、容易に実現できるためである。また、２のべき乗以外のフレーム長についても、高速変換は実現できるが、フレーム長毎に変換アルゴリズムを変更する必要があり、ピッチ周期に同期して可変長とするのは、現実的ではない。
【００８４】
従って、ピッチ周期Ｌサンプル分の波形信号を、あらかじめ定められた長さ、好ましくは２のべき乗で表されるサンプル数Ｎの波形信号に変換する必要がある。
【００８５】
波形変形部１０３は、ピッチ周期Ｌサンプルの波形信号を、符号化フレーム長Ｎサンプルの波形信号に変換する機能を持つ。
【００８６】
図８は、波形変形部１０３の動作の一例を示す図である。
【００８７】
第ｎ−１番目、第ｎ番目、第ｎ＋１番目のピッチ周期フレームにそれぞれ対応する波形信号５０１、５０２、５０３は、ピッチ周期Ｌに等しい長さを持つ。
この例においては、Ｌ＜＝Ｎの関係を仮定する。
【００８８】
ピッチ周期長Ｌサンプルに区切られた波形信号は、符号化フレームＮサンプル長をベースとするフレームに再配置される。図８において、波形信号５０１は、符号化フレーム５０６の領域に、波形信号５０２は符号化フレーム５０７の領域に配置される。
【００８９】
このとき、Ｌ＜Ｎならば、符号化フレーム５０６内に、波形信号の存在しない区間５０８が生じるため、この部分に対しては、次フレームの先頭部分から、区間５０８と同じサンプル数の波形信号５０９をコピーする。
【００９０】
この時、フレーム境界５１０には、不連続点が発生するため、コピーされた区間５０８に対して、フレーム境界５１０で０となる、減少窓５１１を掛ける。同時に、区間５０９に対しても、フレーム境界５１０で０となる、増加窓５１２を掛ける。
【００９１】
減少窓５１１をｒ（ｔ）、増加窓５１２をｓ（ｔ）とし、いずれの窓についても、その開始位置をｔ＝０とすると、減少窓５１１と増加窓５１２は、式（３）の関係を満たす。
【００９２】
【数３】
2006137425.tif 000031
…（３）
【００９３】
ピッチ周期Ｌサンプルの波形信号の切断、上記波形信号の複製と、窓掛けを、すべての符号化フレーム境界において行うことにより、変形された波形信号５１３を得る。
【００９４】
このようにして得られた波形信号５１３は、符号化フレーム長Ｎをピッチ周期とする時間波形となり、先に説明した、ＭＤＣＴ窓を用いた再生速度変換を実現するための条件、ピッチ周期＝符号化フレーム長の条件を満たす。
【００９５】
変形された波形信号５１３は、図３における変形されたＭＤＣＴフレーム信号１１０として出力され、ＭＤＣＴ部１０４において、通常のＭＤＣＴ変換と同様に、２Ｎサンプル長のＭＤＣＴ窓５０５を用いて変換される。
【００９６】
続いて、復号化装置２０の波形変形部６０４の動作を説明する。
【００９７】
図９は、波形変形部６０４の動作を説明する図である。
【００９８】
図９において、７０１は第ｎフレームのフレーム復号信号であり、７０２は第ｎ＋１フレームのフレーム復号信号であり、７０３は第ｎ−１フレームの最後からＮ−Ｌサンプルのフレーム復号信号である。ここで、Ｎは符号化フレームのサンプル数であり、Ｌはピッチ周期６１０が表すピッチ周期のサンプル数である。
【００９９】
第ｎフレームのフレーム復号信号７０２が入力されると、その先頭からＮ−Ｌサンプルに対して、増加窓７０５が乗算される。前フレームの復号信号７０３に対しては、減少窓７０４が乗算される。
【０１００】
減少窓７０４をｒ（ｔ）、増加窓７０５をｓ（ｔ）とすると、減少窓７０４と増加窓７０５は、式（４）の関係を満たす。
【０１０１】
【数４】
2006137425.tif 000032
…（４）
【０１０２】
また、減少窓７０４と増加窓７０５は、それぞれ、符号化処理において用いられた、減少窓５１１と増加窓５１２に等しい。窓掛けされたそれぞれの信号は足し合わされ、区間７０６の波形信号が生成される。
【０１０３】
区間７０７の波形信号については、入力された第ｎフレームのフレーム復号信号７０２がそのまま用いられる。
【０１０４】
区間７０８の波形信号は、第ｎ＋１フレームの復号処理において使用するために、保持される。
【０１０５】
区間７０６と区間７０７の波形信号を接続した信号７０９が、波形変形部６０４の出力である変形されたフレーム復号信号６１１となる。
【０１０６】
この処理によって、Ｎサンプルのフレーム復号信号は、ピッチ周期のサンプル数と等しいＬサンプルの復号信号に変形される。変形されたＬサンプルの復号信号は、符号化処理において分割された、Ｌサンプルのピッチ波形信号と等しくなる。
【０１０７】
以上の構成においては、復号化装置における等速再生時と可変速再生時の処理は、全く同一である。
【０１０８】
また、符号化装置１０から復号化装置２０への情報伝送量を、等速再生時と同程度まで低減し、かつ復号化装置２０での処理量を等速再生時の復号化処理と同程度まで低減することが可能となる。
【０１０９】
なお、可変速再生する場合、例えば２倍速で再生する場合には、周波数パラメータを復号する復号化処理をスキップさせ、オーディオ信号の再生速度を変換させるようにすればよい。
【０１１０】
これにより、ビットストリームの操作によって可変速再生が可能となるため、復号化に必要な処理量が削減される。また、復号化処理に必要とされるビットストリーム量が減少するため、可変速再生時の必要伝送帯域が削減される。
【０１１１】
ところで、以上の説明において、ピッチ周期Ｌは、一定の固定値であると仮定して説明したが、実際には、入力オーディオ信号の状態によって、ピッチ周期は異なる。
【０１１２】
従って、可変のピッチ周期Ｌに対して、符号化および復号化処理を正しく行うための条件を、次に説明する。
【０１１３】
図１０は、ＭＤＣＴ変換における、フレーム加算処理を示す図である。
【０１１４】
図１０において、８０１は第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレームの前半区間の信号波形であり、８０２は第ｎ−１番目のＭＤＣＴフレームの後半区間の波形信号であり、８０３は第ｎ番目のＭＤＣＴフレームの前半区間の信号波形であり、８０４は第ｎ番目のＭＤＣＴフレームの後半区間の波形信号であり、８０５は第ｎ＋１番目のＭＤＣＴフレームの前半区間の信号波形であり、８０６は第ｎ＋１番目のＭＤＣＴフレームの後半区間の波形信号である。
【０１１５】
再生速度変換を行わない場合、区間８０２と区間８０３、及び区間８０４と８０５が加算される。これに対して、再生速度変換を行い、第ｎ番目のＭＤＣＴフレームをスキップした場合、区間８０２と区間８０５が加算されることになる。
【０１１６】
復号化の処理において、加算される２つの区間のピッチ周期は、同一でなければならないので、区間８０２と、区間８０５に設定されたピッチ周期は同一である必要がある。これは同時に、第ｎ番目のフレームにおける、区間８０３と区間８０４に設定されたピッチ周期が等しくなければならないことを示している。
【０１１７】
逆に、区間８０３と区間８０４のピッチ周期が異なれば、必然的に区間８０２と区間８０５のピッチ周期も異なり、両者の間での加算処理はできなくなる。区間８０３と区間８０４に対し、等しいピッチ周期を設定することにより、第ｎ番目の符号化フレームと第ｎ＋１番目の符号化フレームのそれぞれに対応するビットストリームに対して、等しいピッチ周期を表す情報が多重化されることになる。
【０１１８】
なお、フレームスキップを許可しないＭＤＣＴフレームについては、前半区間と後半区間のピッチ周期は異なっていても良い。例えば、区間８０１と区間８０２（＝区間８０３）のピッチ周期は異なっていても良く、その場合、第ｎ−１番目の符号化フレームと第ｎ番目の符号化フレームのそれぞれに対応するビットストリームには、それぞれ異なったピッチ周期を表す情報が多重化されることになる。
【０１１９】
ＭＤＣＴフレームのスキップにより、任意の再生速度変換を実現するためには、要求条件によって定められた頻度で、スキップ可能なＭＤＣＴフレームが存在する必要がある。先に説明したように、スキップ可能なＭＤＣＴフレームを生成するには、その前半区間と後半区間において、等しいピッチ周期を設定すれば良いが、入力オーディオ信号から検出されるピッチ周期は、区間ごとに異なることが多い。
【０１２０】
この問題を解決するためには、入力オーディオ信号から検出されるピッチ周期を修正し、１つのＭＤＣＴフレームの前半区間と後半区間が同じピッチ周期であるとして取り扱えば良い。
【０１２１】
図１１は、符号化装置１１の構成を示す機能ブロック図である。
【０１２２】
この符号化装置１１は、図３に示される本発明の符号化装置１０に対して、ピッチ修正部９０１を追加し、ピッチ周期１０８の代わりに、修正されたピッチ周期９０２をフレーミング部１０１および、ビットストリーム多重化部１０６に入力するように構成されている。
【０１２３】
ピッチ修正部９０１は、入力されるピッチ周期１０８を参照しながら、あらかじめ定められた頻度で、隣接する２つの符号化フレームに対して、等しいピッチ周期を設定し、修正されたピッチ周期９０２として出力する。
【０１２４】
ピッチ周期を修正する方法としては、隣接する２つの符号化フレームのそれぞれのピッチ周期の平均値を取り、求めた平均ピッチ周期を、前記隣接する２つの符号化フレームの共通ピッチ周期とする方法などがある。
【０１２５】
修正されたピッチ周期９０２が、フレーミング部１０１に入力された以降の処理は、図３を用いて説明した処理と同じである。このような構成をとることにより、あらかじめ定められた、任意の頻度で、スキップ処理が可能なＭＤＣＴフレームを設定することができ、結果、任意の再生速度の変換を実現することが可能になる。
【０１２６】
なお、以上の説明においては、１つの符号化フレーム内に、１周期のピッチ波形信号が配置される例を用いたが、２周期もしくはそれ以上の周期分のピッチ波形信号を、新たな１周期のピッチ波形信号とみなして用いることができるのは、自明である。
【０１２７】
この構成においては、１つの２ＮサンプルのＭＤＣＴフレーム内に、偶数個のピッチ波形信号が含まれることになる。
【０１２８】
（実施の形態２）
本発明の符号化および復号化装置において、符号化フレーム長Ｎとピッチ周期Ｌの関係は重要である。
【０１２９】
例えば、Ｌ＞Ｎの関係が成り立つ場合には、実施の形態１の技術では適用することが不可能であり、また、Ｌが、Ｎに対して非常に小さくなると、相対的にオーバラップ区間が増加し、符号化効率の低下を招く。
【０１３０】
この課題を解決するため、実施の形態２においては、Ｌ＞Ｎもしくは、２ＮサンプルのＭＤＣＴフレーム内に、奇数個のピッチ波形信号が存在する場合にも適用可能な構成を示す。
【０１３１】
図１２は、実施の形態２に関わる符号化装置１２の構成を示す機能ブロック図である。
【０１３２】
符号化装置１２は、図３に示す符号化装置１０の構成に対して、波形変形部１０３に代えて、第２の波形変形部１００１を備え、ピッチ周期１０８を第２の波形変形部１００１にも入力し、波形変形部１００１において新たに生成された第２のピッチ周期１００２をビットストリーム多重化部１０６に入力する構成である。
【０１３３】
図１３は、実施の形態２における波形変形部１００１の動作を示す図である。
【０１３４】
ピッチ波形信号１１０１は、それぞれＬ１＜＝Ｎ、Ｌ２＜＝Ｎとなる２つの波形信号１１０２および１１０３に分割される。Ｌ１とＬ２のサンプル数は任意であり、等しくても、異なっていても良い。
【０１３５】
Ｎ−Ｌ１サンプルの区間１１０４に対しては、区間１１０５の波形信号が複製される。同様に、Ｎ−Ｌ２サンプルの区間１１０６に対しては、区間１１０７の波形信号が複製される。このとき、符号化フレーム境界１１０８および１１０９は不連続点となる。
【０１３６】
これらの不連続点を解消するため、例えば、複製された区間１１０４に対して、フレーム境界において０となるような減少窓１１１０を掛ける。また、複製元となった区間１１０５に対してもフレーム境界において０となるような増加窓１１１１を掛ける。不連続点１１０９の前後区間１１０６および１１０７についても同様の処理を行う。
【０１３７】
以上の変形処理により、Ｌサンプルのピッチ波形信号１１０１は、２ＮサンプルのＭＤＣＴフレームに対応する波形信号１１１２に変形される。波形信号１１１２は、変形されたＭＤＣＴフレーム信号１１０として出力され、ＭＤＣＴ変換された後、符号化される。また、Ｌ１、Ｌ２は、第２のピッチ周期１００２として、それぞれの符号化フレームに対応するピッチ周期として出力される。符号化されたＭＤＣＴ係数と、第２のピッチ周期情報は、ビットストリーム多重化部１０６において多重化される。
【０１３８】
以上のように変形された後、符号化された波形信号１１１２は、再生速度変換を行わない限りにおいては、実施の形態１において説明した復号化装置と同一の処理によって、復号することができる。つまり、実施の形態１および実施の形態２の符号化装置に対して、同一の復号化装置を用いることができる。また、再生速度変換を行う場合についても、ＭＤＣＴフレームのスキップ方法が異なるだけであり、復号化装置ついては、同一でよい。
【０１３９】
図１４は、実施の形態２の符号化装置によって符号化されたビットストリームにおいて、ＭＤＣＴフレームのスキップによる、再生速度変換を説明する図である。
【０１４０】
実施の形態１においては、ＭＤＣＴフレーム内の波形信号は、符号化フレーム長Ｎサンプルを周期とする信号であった。これに対して、実施の形態２においては、ＭＤＣＴフレーム内の波形信号は、ＭＤＣＴフレーム長２Ｎサンプルを周期とする信号である。この場合、符号化フレーム単位で波形信号を見た場合、同一パターンは１フレームおきに現れる。つまり、図１４において、通常変換時の区間１２０２に対する加算区間は区間１２０３であるが、区間１２０３と同一パターンは、第ｎ＋２番目のＭＤＣＴフレームにおける、区間１２０７に現れる。従って、ＭＤＣＴフレームのスキップによる再生速度変換を実現するためには、区間１２０３と区間１２０７を加算すべく、第ｎ番目と第ｎ＋１番目の２つのＭＤＣＴフレームをスキップすればよい。
【０１４１】
なお、この構成においては、Ｌ＞２Ｎとなるピッチ周期には対応できないが、Ｎをある程度大きな値に設定すれば、実用上問題は起きない。例えば、Ｎ＝１０２４サンプルとすれば、対応できない最小ピッチ周期は２０４９サンプルとなる。これは、４８ｋＨｚサンプリングの信号において、約２３．４Ｈｚに相当するが、一般の音楽やスピーチ信号が、このような長いピッチ周期を持つことはまれである。
【０１４２】
なお、本実施の形態２の例においても、実施の形態１の例と同様に、ピッチ修正部９０１を設け、修正されたピッチ周期を用いて、フレーミングおよび波形変形処理を行うように構成することができる。
【０１４３】
このような構成とすることにより、あらかじめ定められた、任意の頻度で、スキップ処理が可能なＭＤＣＴフレームを設定することができ、結果、任意の再生速度の変換を実現することが可能になる。
【０１４４】
なお、実施の形態１の符号化装置と、実施の形態２の符号化装置は、共通化することが可能である。つまり、波形変形部１０３と、第２の波形変形部１００１の両方の機能を有する第３の波形変形手段を設け、ＭＤＣＴフレーム内存在するピッチ波形信号の個数に従って、その数が偶数である場合と、奇数である場合とで、波形変形部１０３と、第２の波形変形部１００１の機能を切り替えるようにすれば良い。
【０１４５】
ここで、波形変形部１０３が用いるピッチ周期と、第２の波形変形部１００１が用いる第２のピッチ周期１００２は、共に０からＮサンプルの長さを表す情報であり、符号化情報としては、全く同一の情報として取り扱うことができる。従って、波形変形部１０３の機能が選択された場合には、入力されたピッチ周期１０８もしくは、修正されたピッチ周期９０２を、そのまま第２のピッチ周期１００２として出力すればよい。この構成によれば、入力オーディオ信号が、どのようなピッチ周期を有していたとしても、適切な符号化処理を行うことができ、符号化効率を高めることができる。
【０１４６】
なお、上記のすべての波形変形部の説明において、分割されたピッチ波形信号は、ＭＤＣＴフレームにおける、各符号化フレーム境界の先頭に合わせるように配置されているが、この分割されたピッチ波形信号の配置は任意である。すなわち、各符号化フレーム内の任意の位置に配置されたピッチ波形信号に対し、その前後に生じる無信号区間に対して、それぞれ前後フレームに配置されたピッチ波形信号から、本来連続していた区間の波形信号を複製することによって、符号化フレーム長の信号を生成する様にすれば良い。符号化フレーム境界における、窓掛け処理に使用する減少窓および増加窓の長さは、ピッチ波形信号の配置に関わらず、符号化フレームの長さをＮ、ピッチ周期をＬとして、Ｎ−Ｌである。このような、符号化装置における、分割されたピッチ波形信号の配置の違いは、符号化されたオーディオ信号の位相の差異として現れるのみであり、復号化装置の構成および処理には、なんらの影響も与えない。
【０１４７】
（実施の形態３）
図１５は、実施の形態３における、本発明の符号化装置の構成を示す図である。
【０１４８】
この符号化装置１３は、図１５に示されるように、図１１の符号化装置１１の構成に対して、波形変形部１０３に代えて、第３の波形変形部１３０１を設け、修正されたピッチ周期９０２を、第３の波形変形部１３０１に入力することと、新たにフレーム識別子生成部１３０２を設け、第３の波形変形部１３０１から出力されるフレームスキップ情報１３０４を基に、フレーム識別子１３０５を生成することと、第３の波形変形部１３０１から出力される、第２のピッチ周期１３０３と、フレーム識別子１３０５とを、ビットストリーム多重化部１０６に入力する様に構成した点が異なる。
【０１４９】
以下、本構成における追加機能である、フレームスキップ情報１３０４と、フレーム識別子１３０５および、第３の波形変形部１３０１と、フレーム識別子生成部１３０２の動作について説明する。
【０１５０】
第３の波形変形部１３０１は、入力されたピッチ情報を基に、１つのＭＤＣＴフレーム内に含まれるピッチ波形信号の数と、２つもしくはそれ以上の隣接フレーム間におけるピッチ周期の同一性を基準に、スキップ可能な符号化フレームを検出する。
【０１５１】
先に説明したように、１つのＭＤＣＴフレーム内に含まれるピッチ波形信号の数が偶数の場合には、１つの符号化フレームを単独でスキップすることが可能であり、また、１つのＭＤＣＴフレーム内に含まれるピッチ波形信号の数が奇数の場合には、連続する２つの符号化フレームをセットとしてスキップする必要がある。
【０１５２】
よって、フレームスキップ情報１３０４には、
（Ａ）現在の符号化フレームがスキップ可能なフレームであるか否か、及び、
（Ｂ）ＭＤＣＴフレームに含まれるピッチ波形信号の数は、偶数であるか、奇数であるか、
を示す２つの情報が含まれる。
【０１５３】
フレーム識別子生成部１３０２は、フレームスキップ情報１３０４に基づいて、現在の符号化フレームに付加するフレーム識別子１３０５を生成する。
【０１５４】
生成するフレーム識別子としては、
（１）スキップ不可な符号化フレーム。
（２）スキップ可能かつ、ＭＤＣＴフレームに含まれるピッチ波形信号の数が偶数。
（３）スキップ可能かつ、ＭＤＣＴフレームに含まれるピッチ波形信号の数が奇数。
の３通りを区別できるものであれば、どのようなものであっても良いが、一例として、（１）の条件に対して「０」、（２）の条件に対して「１」、（３）の条件に対して「２」を、値として設定することにより、フレーム識別子とすることができる。
【０１５５】
図１６は、フレーム識別子１３０５を多重化したビットストリームの一例であり、フレーム識別子として、「０」と「１」が与えられている。
【０１５６】
第ｎ符号化フレームのビットストリームには、フレーム識別子フィールド１４０１と、符号化情報フィールド１４０２が配置されている。フレーム識別子フィールド１４０１には、フレーム識別子１３０５が、符号化情報フィールドには、ＭＤＣＴ符号化情報１１２およびピッチ周期１３０３が書き込まれる。フレーム識別子「１」は、符号化フレーム単独でスキップ可能であることを示すので、図１６に示すように、フレーム識別子「０」と「１」は交互に存在できる。
【０１５７】
また、図１７は、フレーム識別子１３０５を多重化したビットストリームの一例であり、フレーム識別子として、「０」と「２」が与えられている。
【０１５８】
フレーム識別子「２」は、連続する２つの符号化フレームをセットとしてスキップ可能であることを示すので、フレーム識別子「２」が連続する２つの符号化フレームの、フレーム識別子フィールド１５０３と１５０４に書き込まれる。
【０１５９】
なお、（３）の条件に対応する識別子を、さらに細分化することも可能である。つまり、連続する２つの符号化フレームのうち、先の符号化フレームに対して、フレーム識別子「２」を、後の符号化フレームに対してフレーム識別子「３」を割り振っても良い。このようなフレーム識別子を付けることによって、ビットストリームの途中から再生した場合等にも、フレームスキップ可能かどうかを、瞬時に判定できる利点が生じる。
【０１６０】
また、使用するフレーム識別子の種類を制限することも可能である。例えば、（３）の条件を満たす場合において、フレームスキップを不許可とすれば、必要な識別子は、（１）と（２）の条件に対応するものだけとなり、フレーム識別子の記述に必要な情報量を削減できる。
【０１６１】
なお、図１６および図１７において、フレーム識別子フィールドは、符号化フレームごとに、ビットストリームの先頭に配置されているが、その位置は任意である。
【０１６２】
（実施の形態４）
図１８は、本発明の実施の形態４に関わる復号化装置２１の構成を示す機能ブロック図である。
【０１６３】
復号化装置２１の情報記憶部１６０１には、例えば、本発明の実施の形態３による符号化装置によって符号化されたビットストリームが記憶されている。情報記憶部１６０１としては、光学ディスク、磁気ディスク、半導体メモリ等を用いることができる。情報記憶部１６０１より読み出されたビットストリーム１６０５は、ビットストリーム分離部１６０２において、ＭＤＣＴ符号６０７、ピッチ周期６１０、フレーム識別子１６０７に分離される。
【０１６４】
再生速度制御部１６０３は、外部から与えられる再生速度変換の指示１６０６に従って、指示された再生速度を実現するために必要な、フレームスキップ処理の頻度を算出する。例えば、ｋ倍速の再生速度を得るために必要なフレームスキップ処理の頻度ｆは、式（５）で表される。
【０１６５】
【数５】
2006137425.tif 000033
…（５）
【０１６６】
例えば、２倍速を実現するためには、ｋ＝２．０を代入して、ｆ＝０．５が得られるので、全体のフレーム数の５０％をスキップすることになる。
【０１６７】
再生速度制御部１６０３は、フレーム識別子１６０７を参照し、算出したフレームスキップ処理の頻度ｆに基づいて、フレームスキップ可能な符号化フレームをスキップする。具体的には、フレームスキップ処理を行うと判定した符号化フレームにおいては、スイッチ１６０４を制御し、ＭＤＣＴ符号６０７およびピッチ周期６１０の送出を遮断する。
【０１６８】
ＭＤＣＴ係数復号化部６０２から波形接続部６０５に至る処理は、先に図４を用いて説明した本発明の復号化装置の処理と同一である。波形接続部６０５からは、再生速度が変換された出力オーディオ信号６１２が出力される。
【０１６９】
なお、上記の説明において、再生速度制御部１６０３に、ピッチ周期６１０を参照して、フレームスキップ処理の頻度ｆを調整する機能を持たせることもできる。本発明の復号化装置において、波形変形部６０４から出力される、符号化フレーム単位のフレーム復号信号６１１の時間長は、その符号化フレームに設定されたピッチ周期６１０に依存する。通常、ピッチ周期は滑らかに変化するので、隣接符号化フレーム間のピッチ周期の変化は小さく、その条件においては、数５の関係が成り立つ。しかしながら、ピッチ周期の変化が大きい区間においては、数５から算出されるフレームスキップ処理の頻度ｆと、実際のフレームスキップ処理の頻度ｆとの間にずれが生じる。このずれを補正するためには、再生速度制御部１６０３において、ピッチ周期６１０を参照して、各符号化フレームにおける正確な復号信号の時間長を求め、その結果に基づいて、フレームスキップ処理の頻度ｆを調整すればよい。
【０１７０】
なお、図１９に示すように、波形接続部６０５の出力を、バッファリング部１７０１において一度保持した後、固定フレーム長の復号オーディオ信号として出力するように構成することもできる。
【０１７１】
先に説明したように、本発明の復号化装置において、波形変形部６０４から出力される、符号化フレーム単位のフレーム復号信号６１１の時間長は、その符号化フレームに設定されたピッチ周期６１０に依存する。従って、出力オーディオ信号６１２の時間サンプル数も変動することになる。そこで、出力復号オーディオ信号を、バッファリング部１７０１に一度蓄えておき、あらかじめ定められた一定の間隔において、固定サンプル長のオーディオ信号として取り出せば、固定フレーム長の出力オーディオ信号１７０２を得ることができる。出力オーディオ信号を固定フレーム長とすることにより、出力オーディオ信号の取扱いが容易になるという利点が生じる。
【０１７２】
（実施の形態５）
図２０は、本発明の実施の形態５に関わる符号化情報伝送装置の構成を示す図である。
【０１７３】
本構成においては、情報記憶部１８０１、再生速度制御部１８０２、スイッチ１８０３から構成される送出装置１８０４と、ビットストリーム分離部６０１、ＭＤＣＴ係数復号化部６０２、逆ＭＤＣＴ部６０３、波形変形部６０４および、波形接続部６０５から構成される受信装置１８０５が、伝送路１８０７を介して接続されている。
【０１７４】
受信装置１８０５の構成および動作は、図４を用いて示した本発明の復号化装置と同一である。
【０１７５】
情報記憶部１８０１には、例えば、本発明の実施の形態３による符号化装置によって符号化されたビットストリームが記憶されている。
【０１７６】
再生速度変換の指示１８０８は伝送路１８０７を介して、送出装置１８０４に送られる。
【０１７７】
再生速度制御部１８０２は、再生速度変換の指示１８０８に従って、情報記憶部１８０１から読み出されるビットストリーム１８０６に含まれるフレーム識別子情報もしくは、フレーム識別子情報とピッチ周期情報を参照しながら、スイッチ１８０３を制御する。再生速度制御部１８０２の動作の詳細は、本発明の実施の形態４において説明した、再生速度制御部１６０３の動作と同一である。
【０１７８】
スイッチ１８０３は、符号化フレーム単位で、ビットストリーム１８０６の送出をオン／オフする。スイッチ１８０３を通過したビットストリームは、伝送路１８０７を介して、入力ビットストリーム１８０９として、受信装置１８０５に入力される。
【０１７９】
本構成の復号化装置では、送出装置１８０４において、すべての再生速度変換に関わる処理が完結する。これにより、受信装置においては、再生速度変換に関わる一切の処理が不要であり、再生速度変換を行うことによる、受信装置の処理量の増加は無い。
【０１８０】
また、スイッチ１８０３によって、再生速度変換された出力オーディオ信号に相当する符号化フレームのビットストリームのみが送出されるため、伝送路１８０７を介して伝送されるビットストリームの時間当たりの情報量は、再生速度変換を行わない場合とほぼ等しくなる。すなわち、時間当たりの伝送情報量を増加させることなく、再生速度の変換を行うことができる。
【０１８１】
なお、伝送路１８０７としては、再生速度変換の指示１８０８および、ビットストリーム１８０９の伝送が可能ならば、有線、無線の関わり無く、また、どのような伝送プロトコルを用いても良い。
【０１８２】
（その他変形例）
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
【０１８３】
（１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
【０１８４】
（２）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１８５】
（３）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ＩＣカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
【０１８６】
（４）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
【０１８７】
また、本発明は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしてもよい。
【０１８８】
また、本発明は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０１８９】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。
【０１９０】
また、前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、または前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１９１】
（５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
圧縮符号化された音声もしくは、オーディオ信号を、記憶媒体から、直接もしくは伝送路を介して取り出し、元の音声もしくは、オーディオ信号を、再生速度を変換しながら復号する装置、例えば携帯電話機や、音楽プレーヤ等の機器一般に適用することが可能である。具体的には、光学ディスク・磁気ディスク・半導体メモリ等を記憶媒体とする音声・音楽プレーヤ、音声・音楽・ビデオ等をオンデマンド配信等するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１９３】
【図１】図１は、従来のオーディオ復号化装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、従来の復号装置が用いられるシステムの全体構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明のオーディオ符号化装置の構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明のオーディオ復号化装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、ＭＤＣＴの原理を示す図である。
【図６】図６は、ピッチ周期を利用した再生速度変換を示す図である。
【図７】図７は、ＭＤＣＴ窓を利用した再生速度変換を示す図である。
【図８】図８は、符号化処理における波形変形処理を示す図である。
【図９】図９は、復号化処理における波形変形処理を示す図である。
【図１０】図１０は、フレーム加算処理における、符号化フレーム間の関係を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明のオーディオ符号化装置の構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明のオーディオ符号化装置の構成を示す図である。
【図１３】図１３は、符号化処理における波形変形処理を示す図である。
【図１４】図１４は、フレーム加算処理における、符号化フレーム間の関係を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明のオーディオ符号化装置の構成を示す図である。
【図１６】図１６は、ビットストリームの構成を示す図である。
【図１７】図１７は、ビットストリームの構成を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明のオーディオ復号化装置の構成を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明のオーディオ復号化装置の構成を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明のオーディオ符号化情報伝送装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１９４】
１０，１１，１２，１３  符号化装置
２０，２１，２２  復号化装置
３０  オーディオ符号化情報伝送装置
１０１  フレーミング部
１０２  ピッチ検出部
１０３，６０４，１００１，１３０１  波形変形部
１０４  ＭＤＣＴ部
１０５  ＭＤＣＴ係数符号化部
１０６  ビットストリーム多重化部
６０１，１６０２  ビットストリーム分離部
６０２  ＭＤＣＴ係数復号化部
６０３  逆ＭＤＣＴ部
６０５  波形接続部
９０１  ピッチ修正部
１３０２  フレーム識別子生成部
１６０１，１８０１  情報記憶部
１６０３  再生速度制御部
１６０４，１８０３  スイッチ
１７０１  バッファリング部
１８０２  再生速度制御部
１８０４  送出装置
１８０５  受信装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006137425.tif 000034
【図２】
2006137425.tif 000035
【図３】
2006137425.tif 000036
【図４】
2006137425.tif 000037
【図５】
2006137425.tif 000038
【図６】
2006137425.tif 000039
【図７】
2006137425.tif 000040
【図８】
2006137425.tif 000041
【図９】
2006137425.tif 000042
【図１０】
2006137425.tif 000043
【図１１】
2006137425.tif 000044
【図１２】
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【図１３】
2006137425.tif 000046
【図１４】
2006137425.tif 000047
【図１５】
2006137425.tif 000048
【図１６】
2006137425.tif 000049
【図１７】
2006137425.tif 000050
【図１８】
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【図１９】
2006137425.tif 000052
【図２０】
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【国際調査報告】
2006137425.tif 000054
2006137425.tif 000055