(57)【要約】【課題】被帯域制限信号からコア符号化信号を生成するとともに、廃棄帯域信号の包絡線情報を生成して前記コア符号化信号に多重化するオーディオ信号符号化装置において、コア符号化処理にかかる処理量を軽減して、消費電力を低減する。【解決手段】包絡線情報算出手段４００は、分析フィルタ３００により生成されたサブバンド信号から、廃棄される予定の周波数帯域の包絡線情報を算出する。一方、コア符号化手段２００のブロック長判定手段２６０は、包絡線情報算出手段４００により算出される被帯域制限信号エネルギーを用いて、時間／周波数変換手段２４０で被帯域制限信号をスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定する。【選択図】図１
2007333785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力オーディオ信号から特定の周波数帯域を廃棄した信号を被帯域制限信号とし、前記特定の周波数帯域の信号を廃棄帯域信号とするとき、前記被帯域制限信号からコア符号化信号を生成するとともに、前記廃棄帯域信号の包絡線情報を生成して前記コア符号化信号に多重化するオーディオ信号符号化装置であって、
前記入力オーディオ信号から周波数領域のサブバンド信号を生成する分析フィルタと、
前記分析フィルタで生成されたサブバンド信号のうち、前記被帯域制限信号の周波数領域のサブバンド信号から被帯域制限信号エネルギーを生成し、前記廃棄帯域信号の周波数領域のサブバンド信号から廃棄帯域信号エネルギーを生成し、更に前記被帯域制限信号エネルギーおよび前記廃棄帯域信号エネルギーから前記廃棄帯域信号の包絡線情報を算出する包絡線情報算出手段と、
前記包絡線情報算出手段で生成された被帯域制限信号エネルギーに基づいて、前記被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定するブロック長判定手段と、
前記ブロック長判定手段で決定されたサンプルブロック長に従って前記被帯域制限信号をスペクトルデータに変換する時間／周波数変換手段と、
前記時間／周波数変換手段で変換されたスペクトルデータを適応的に量子化および符号化してコア符号化信号を生成する量子化及び符号化手段と、
前記量子化及び符号化手段で生成されたコア符号化信号と、前記包絡線情報算出手段で算出された包絡線情報とを多重化して符号化信号を出力する多重化手段と
を具備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】
前記ブロック長判定手段は、前記被帯域制限信号エネルギーを所定の時間間隔に累計したセグメントエネルギーを算出し、前記セグメントエネルギーに基づいて前記サンプルブロック長を決定することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項３】
前記包絡線情報算出手段は、前記廃棄帯域信号エネルギーに基づいて、前記廃棄帯域信号の時分割境界情報を算出し、前廃棄帯域信号エネルギー、前記被帯域制限信号エネルギーおよび前記時分割境界情報に基づいて前記廃棄帯域信号の周波数領域の包絡線データを算出し、前記包絡線データを量子化および符号化して前記包絡線情報を生成することを特徴とする請求項１または２に記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項４】
前記ブロック長判定手段は、前記被帯域制限信号と前記廃棄帯域信号との相関が強い場合には、前記被帯域制限信号エネルギーに代え、前記廃棄帯域信号の時分割境界情報に基づいて、前記被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定することを特徴とする請求項３に記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項５】
前記ブロック長判定手段は、前記包絡線情報算出手段で算出された、前記廃棄帯域信号の周波数領域の包絡線データに基づいて、前記被帯域制限信号と前記廃棄帯域信号との相関の強さを判定することを特徴とする請求項４に記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項６】
入力オーディオ信号から特定の周波数帯域を廃棄した信号を被帯域制限信号とし、前記特定の周波数帯域の信号を廃棄帯域信号とするとき、前記被帯域制限信号からコア符号化信号を生成するとともに、前記廃棄帯域信号の包絡線情報を生成して前記コア符号化信号に多重化するオーディオ信号符号化方法であって、
前記入力オーディオ信号から周波数領域のサブバンド信号を生成する第１のステップと、
前記被帯域制限信号の周波数領域の前記サブバンド信号から被帯域制限信号エネルギーを生成し、前記廃棄帯域信号の周波数領域の前記サブバンド信号から廃棄帯域信号エネルギーを生成する第２のステップと、
前記被帯域制限信号エネルギーおよび前記廃棄帯域信号エネルギーに基づいて前記廃棄帯域信号の包絡線情報を算出する第３のステップと、
前記被帯域制限信号エネルギーから、前記被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定する第４のステップと、
前記サンプルブロック長に従って前記被帯域制限信号をスペクトルデータに変換する第５のステップと、
前記スペクトルデータを適応的に量子化および符号化してコア符号化信号を生成する第６のステップと、
前記コア符号化信号と前記包絡線情報とを多重化して符号化信号を生成する第７のステップと
を含むことを特徴とするオーディオ信号符号化方法。
【請求項７】
前記第４のステップにおいて、前記被帯域制限信号エネルギーを所定の時間間隔に累計したセグメントエネルギーを算出し、前記セグメントエネルギーに基づいて前記サンプルブロック長を決定することを特徴とする請求項６に記載のオーディオ信号符号化方法。
【請求項８】
前記第３のステップにおいて、前記廃棄帯域信号エネルギーに基づいて、前記廃棄帯域信号の時分割境界情報を算出し、前記廃棄帯域信号エネルギー、前記被帯域制限信号エネルギーおよび前記時分割境界情報に基づいて前記廃棄帯域信号の周波数領域の包絡線データを算出し、前記包絡線データを量子化および符号化して前記包絡線情報を生成することを特徴とする請求項６または７に記載のオーディオ信号符号化方法。
【請求項９】
前記第４のステップにおいて、前記被帯域制限信号と前記廃棄帯域信号との相関が強い場合には、前記被帯域制限信号エネルギーに代え、前記廃棄帯域信号の時分割境界情報に基づいて、前記被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定することを特徴とする請求項８に記載のオーディオ信号符号化方法。
【請求項１０】
前記第３のステップで算出された前記廃棄帯域信号の周波数領域の包絡線データに基づいて、前記被帯域制限信号と前記廃棄帯域信号との相関の強さを判定することを特徴とする請求項９に記載のオーディオ信号符号化方法。
【請求項１１】
入力オーディオ信号から特定の周波数帯域を廃棄した信号を被帯域制限信号とし、前記特定の周波数帯域の信号を廃棄帯域信号とするとき、前記被帯域制限信号からコア符号化信号を生成するとともに、前記廃棄帯域信号の包絡線情報を生成して前記コア符号化信号に多重化するオーディオ信号符号化方法において、
前記入力オーディオ信号から周波数領域のサブバンド信号を生成する第１のステップと、
前記被帯域制限信号の周波数領域の前記サブバンド信号から被帯域制限信号エネルギーを生成し、前記廃棄帯域信号の周波数領域の前記サブバンド信号から廃棄帯域信号エネルギーを生成する第２のステップと、
前記被帯域制限信号エネルギーおよび前記廃棄帯域信号エネルギーに基づいて前記廃棄帯域信号の包絡線情報を算出する第３のステップと、
前記被帯域制限信号エネルギーから、前記被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定する第４のステップと、
前記サンプルブロック長に従って前記被帯域制限信号をスペクトルデータに変換する第５のステップと、
前記スペクトルデータを適応的に量子化および符号化してコア符号化信号を生成する第６のステップと、
前記コア符号化信号と前記包絡線情報とを多重化して符号化信号を生成する第７のステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
前記第４のステップにおいて、前記被帯域制限信号と前記廃棄帯域信号との相関が強い場合には、前記被帯域制限信号エネルギーに代え、前記廃棄帯域信号の時分割境界情報に基づいて、前記被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定することをコンピュータに実行させるための請求項１１に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号の特定の周波数帯域を廃棄し、廃棄された周波数帯域の包絡線情報を符号化信号に多重化して伝送または記憶するオーディオ信号符号化装置およびオーディオ信号符号化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルオーディオの分野では、人間の可聴帯域、例えば２０ｋＨｚ以下の周波数帯域をカバーするように周波数帯域を制限してコンパクトディスク（ＣＤ）などの記録媒体に記録したり、或いは衛星デジタル放送などの伝送経路を通じて伝送したりしている。その一方で、ＣＤに比べて１０分の１以下の低いビットレートで、高品位の音質で伝送または記憶を可能にするオーディオ信号符号化技術が開発され、実際に使用されている。
【０００３】
これらのオーディオ信号の符号化技術には、例えばミニディスク（ＭＤ）に採用されているＡＴＲＡＣ（Adaptive Transform Acoustic coding）方式や、衛星デジタル放送で採用され、ＩＳＯのＭＰＥＧで規格化されているＭＰＥＧ２−ＡＡＣなどの各種方式がある。
【０００４】
これらのオーディオ信号の符号化技術では、時系列の入力オーディオ信号を複数のサンプルでまとめたものを符号化フレームとする。そしてこの符号化フレームを単位として、周波数領域のサブバンド信号やスペクトルデータに変換する。周波数領域のサブバンド信号への変換には、ＱＭＦ（Quadrature Mirror Filter）などの帯域分割フィルタといったフィルタバンクを利用する。或いは、周波数領域のスペクトルデータへの変換には、ＭＤＣＴ（Modified Discrete Transform）などの周波数変換処理を利用する。以下に説明するオーディオ信号の符号化処理では、ＭＤＣＴなどの周波数変換を利用して、時系列上の入力オーディオ信号を周波数領域のスペクトルデータに変換するものとする。
【０００５】
上記の周波数変換により生成されるスペクトルデータは、複数のスペクトルデータをまとめた正規化帯域毎に正規化され、量子化が施される。スペクトルデータは、正規化帯域毎のスペクトルデータの振幅を表すスケールファクタで正規化される。更に、正規化されたスペクトルデータは、所望のビットレートになるように、正規化帯域毎に割り当てられる量子化ビット数で量子化される。量子化ビット数は、最小可聴しきい値や、マスキングなどの人間の聴覚心理特性に基づいて、聴感上知覚されない、もしくは知覚され難い量子化雑音レベルを許容して割り当てられる。
【０００６】
量子化されたスペクトルデータは、符号化された後に、スケールファクタや量子化ビット数などの符号化情報と多重化され、符号化信号として伝送または記憶される。このようにして人間の聴覚特性を利用すると、ビットレートの大幅な低減が可能となる。
【０００７】
上記のようなオーディオ信号の符号化処理によって伝送または記憶された符号化信号は、復号化処理において符号化処理の逆の手順が施され、再生オーディオ信号に復元されて出力される。
【０００８】
また、上記の周波数変換を用いたオーディオ信号の符号化処理では、入力オーディオ信号の特性に応じて、２つの異なるサンプルブロック長を切替えてスペクトルデータに変換する。以下に、２つの異なるサンプルブロック長で周波数変換を行う理由を説明する。
【０００９】
伝送または記憶される符号化信号に対して復号化処理を施して再生オーディオ信号を復元する際に、符号化時の量子化処理に起因する量子化雑音は、周波数変換を施すサンプルブロック長の時間間隔に分散して出現する。すなわち、符号化フレーム中に小さな信号振幅のオーディオ信号と、大きな信号振幅のオーディオ信号とが連続する場合に、大きな信号振幅のオーディオ信号によってもたらされる量子化雑音が、小さな信号振幅に重畳され再生されることにより、知覚品質の劣化を引き起こす。
【００１０】
このような知覚品質の劣化を防ぐために、符号化フレーム中に信号振幅の大きな変化がある場合には、時間間隔の短いサンプルブロック長を選択して周波数変換を行う。これにより、大きな信号振幅のオーディオ信号によってもたらされる量子化雑音が出現する時間間隔は短くなり、量子化雑音は大きな信号振幅のオーディオ信号の近傍のみ重畳される。
【００１１】
人間の聴覚特性の一つとして、時系列に近接して連続する信号間の知覚レベルが低下するという時間マスキング効果がある。この時間マスキング効果により、量子化雑音が知覚されにくくなる。このような特性を利用して知覚品質を向上させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
ここで、オーディオ信号の特性に応じ、２つの異なるサンプルブロック長を切替える方法について説明する。例えば、予め入力オーディオ信号を固定長の分析窓で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などの周波数分析を行ってスペクトルデータに変換し、スペクトルデータの時系列の変化量を監視する。そしてこの監視によって、符号化フレーム中の信号振幅の変化量を調べ、２つの異なるサンプルブロック長を切替える。すなわち、符号化フレーム中の信号振幅において、変化量が大きい部分を検出した場合には短いサンプルブロック長を選択し、検出されない場合は長いサンプルブロック長を選択する。
【００１３】
以下の説明では、上記した一連の処理によって時系列のオーディオ信号を周波数領域のスペクトルデータに変換し、量子化および符号化して符号化信号を生成するオーディオ信号の符号化処理をコア符号化処理と呼び、コア符号化処理を施す処理ブロックをコア符号化手段と呼ぶ。更に、コア符号化処理の逆の手順を施して、符号化信号から再生オーディオ信号を復元し出力する復号化処理をコア復号化処理と呼び、コア復号化処理を施す処理ブロックをコア復号化手段と呼ぶ。
【００１４】
上記のコア符号化処理を更なる低ビットレートで施した場合には、伝送または記憶された符号化信号に対してコア復号化処理を行うと、復元され出力される再生オーディオ信号の音質劣化が知覚される。このことは、低ビットレートという要求に対して行われるコア符号化処理によって、削減される情報量が聴感上知覚され易い部分に及ぶためである。特に、周波数帯域が制限されて、高音域の成分が削除されることが多い。これは、低音域の成分の削除よりも、高音域データ成分の削除の方が聴感上知覚され難いことによる。
【００１５】
そこで、低ビットレートでコア符号化処理を施すことにより削除される高音域の成分を、復号化時にコア復号化処理とは別に擬似的に再現することによって、出力する再生オーディオ信号の周波数帯域を拡張して知覚品質を改善する方法が提案されている。以下にその方法を説明する。
【００１６】
符号化時において、コア符号化処理とは別に、入力オーディオ信号の周波数領域のサブバンド信号を分析し、コア符号化処理により廃棄（削除ともいう）される周波数帯域の信号、即ち廃棄帯域におけるサブバンド信号の包絡線や分布、振幅などを求める。そしてこれらの付加情報をコア符号化処理により生成されるコア符号化信号に多重化して伝送または記憶する。復号化時には、廃棄された周波数帯域のサブバンド信号を持つ信号を生成すると共に、コア符号化信号に多重化されるサブバンド信号の包絡線や分布、振幅などの付加情報を抽出して再現する。これらの付加情報に基づいてサブバンド信号の包絡線や分布、振幅などを調整する。この技術は、例えば特許文献２、または非特許文献１に開示されている。
【００１７】
以下は説明を簡単にするため、廃棄される周波数帯域のサブバンド信号を擬似的に再現するために、符号化信号に多重化して伝送または記憶される情報を単に包絡線情報と呼ぶ。ここで言う包絡線情報には、廃棄される周波数帯域のサブバンド信号の包絡線や分布、振幅などのいずれか一つ以上が含まれるものとする。
【００１８】
上記のようにして、伝送または記憶されるコア符号化信号にコア復号化処理を施すと共に、復元され出力されるオーディオ信号に含まれない周波数帯域のサブバンド信号を持つ付加信号を生成し、復号オーディオ信号と付加信号とを合成する。これにより低ビットレートで再生オーディオ信号の周波数帯域を拡張し、知覚品質を大幅に改善することができる。
【００１９】
上記の方法により入力オーディオ信号の特定の周波数帯域を廃棄した信号（以下、被帯域制限信号という）にコア符号化処理を施してコア符号化信号を生成する。そして、入力オーディオ信号を分析することにより、廃棄される周波数帯域のサブバンド信号の包絡線情報を求め、符号化信号に多重化して伝送または記憶する。
【００２０】
以下、このようなオーディオ信号符号化装置について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１３は上記した従来のオーディオ信号符号化装置の構成を示すブロック図である。図１３において、ダウンサンプルフィルタ１００は、入力オーディオ信号Ｘ１の高域の周波数帯域を廃棄し、被帯域制限信号Ｘ２を出力する。コア符号化手段２００は、被帯域制限信号Ｘ２にコア符号化処理を施し、コア符号化信号Ｓ２を生成する。分析フィルタ３００は、入力オーディオ信号Ｘ１に分析フィルタ処理を施し、サブバンド信号Ｓｂを生成する。包絡線情報算出手段４００は、サブバンド信号Ｓｂを用いて、廃棄される周波数帯域のサブバンド信号の符号化された包絡線情報Ｅｖ１を生成する。マルチプレクサ５００は、コア符号化信号Ｓ２に廃棄帯域信号の包絡線情報Ｅｖ１を多重化し、これを符号化信号Ｓ１として出力する。
【００２２】
コア符号化手段２００は、周波数分析手段２１０、エネルギー算出手段２２０、ブロック長判定手段２３０、時間／周波数変換手段２４０および、量子化及び符号化手段２５０を備えている。周波数分析手段２１０は、被帯域制限信号Ｘ２から周波数領域のスペクトルデータＳｐ１を算出する。エネルギー算出手段２２０は、スペクトルデータＳｐ１から被帯域制限信号の周波数帯域におけるエネルギーＥを算出する。ブロック長判定手段２３０は、被帯域制限信号のエネルギーＥの時系列的に変化する量を調べ、変化量に従って、被帯域制限信号Ｘ２を周波数領域のスペクトルデータＳｐ２に変換する際に用いるサンプルブロック長を選択する。時間／周波数変換手段２４０は、ブロック長判定手段２３０で選択されたサンプルブロック長に従って、被帯域制限信号Ｘ２からスペクトルデータＳｐ２を生成する。量子化及び符号化手段２５０は、スペクトルデータＳｐ２を正規化帯域毎に正規化および量子化した後に、符号化を施してコア符号化信号Ｓ２を生成する。
【００２３】
図１４は、分析フィルタ３００によって、入力オーディオ信号Ｘ１から生成されるサブバンド信号Ｓｂ（ｔ，ｆ）の時間方向と周波数方向の配置を表した図である。ここでｔは時間方向のインデックスであり，ｆは周波数方向のインデックスである。
【００２４】
図１４では、説明を簡単にするために、符号化フレームの時間間隔Ｔで、分析フィルタ３００によるサブバンド信号Ｓｂの生成を８回行うものとする。時間方向のインデックスｔは、ｔ＝０，１，２・・・７となる。また、分析フィルタ３００によるサブバンド信号Ｓｂの生成の１回当たり、周波数帯域を８個に分割するものとする。周波数方向のインデックスｆは、ｆ＝０，１，２・・・７となる。すなわち、入力オーディオ信号に対して符号化フレームの時間間隔Ｔで、分析フィルタ３００によって６４個のサブバンド信号Ｓｂ（ｔ，ｆ）（ｔ＝０〜７，ｆ＝０〜７）が生成される。
【００２５】
また、周波数方向のインデックスｆが大きいほど高音域の周波数帯域を表す。Ｓｂ（ｔ，０）は、入力オーディオ信号の周波数帯域のうち、直流成分を含む低音域の周波数帯域のサブバンド信号を表す。また、Ｓｂ（ｔ，７）は入力オーディオ信号の周波数帯域のうち、ｆｓ／２（ｆｓは、サンプリング周波数）の成分を含む高音域の周波数帯域のサブバンド信号を表す。ダウンサンプルフィルタ１００によって廃棄される周波数帯域ｗ１を（ｆ＝４〜７）とし、コア符号化処理が施される被帯域制限信号Ｘ２の周波数帯域ｗ０を（ｆ＝０〜３）とする。
【特許文献１】特表平５−５０６３４５号公報
【特許文献２】特表２００１−５２１６４８号公報
【非特許文献１】マーチン、他共著「スペクトルバンド複製によるオーディオ符号化における新たなアプローチ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｂａｎｄ  Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａ  ｎｏｖｅｌ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｉｎ  ａｕｄｉｏ  ｃｏｄｉｎｇ）」ＡＥＳ、２００２年、ドイツ、ミュンヘン会議、論文第５５５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
前述した従来のオーディオ信号符号化装置では、廃棄される周波数帯域のサブバンド信号の包絡線情報を算出するために行う分析フィルタとは別に、コア符号化処理において被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する必要がある。すなわち、サンプルブロック長を決定する前処理として、周波数分析手段２１０を用いて周波数分析処理を行っている。このため、従来の符号化装置ではコア符号化処理にかかる処理量が大きいという課題を有していた。
【００２７】
本発明は、コア符号化手段と包絡線情報算出手段の機能の一部を共有化することにより、コア符号化処理にかかる処理量を軽減したオーディオ信号符号化装置および符号化方法を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明のオーディオ信号符号化装置は、
入力オーディオ信号から特定の周波数帯域を廃棄した信号を被帯域制限信号とし、前記特定の周波数帯域の信号を廃棄帯域信号とするとき、前記被帯域制限信号からコア符号化信号を生成するとともに、前記廃棄帯域信号の包絡線情報を生成して前記コア符号化信号に多重化するオーディオ信号符号化装置であって、
前記入力オーディオ信号から周波数領域のサブバンド信号を生成する分析フィルタと、
前記分析フィルタで生成されたサブバンド信号のうち、前記被帯域制限信号の周波数領域のサブバンド信号から被帯域制限信号エネルギーを生成し、前記廃棄帯域信号の周波数領域のサブバンド信号から廃棄帯域信号エネルギーを生成し、更に前記被帯域制限信号エネルギーおよび前記廃棄帯域信号エネルギーから前記廃棄帯域信号の包絡線情報を算出する包絡線情報算出手段と、
前記包絡線情報算出手段で生成された被帯域制限信号エネルギーに基づいて、前記被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定するブロック長判定手段と、
前記ブロック長判定手段で決定されたサンプルブロック長に従って前記被帯域制限信号をスペクトルデータに変換する時間／周波数変換手段と、
前記時間／周波数変換手段で変換されたスペクトルデータを適応的に量子化および符号化してコア符号化信号を生成する量子化及び符号化手段と、
前記量子化及び符号化手段で生成されたコア符号化信号と、前記包絡線情報算出手段で算出された包絡線情報とを多重化して符号化信号を出力する多重化手段と
を具備することを特徴とする。
【００２９】
本発明のオーディオ信号符号化装置において、前記ブロック長判定手段は、前記被帯域制限信号エネルギーを所定の時間間隔に累計したセグメントエネルギーを算出し、前記セグメントエネルギーに基づいて前記サンプルブロック長を決定することが好ましい。
【００３０】
同様に、前記包絡線情報算出手段は、前記廃棄帯域信号エネルギーに基づいて、前記廃棄帯域信号の時分割境界情報を算出し、前廃棄帯域信号エネルギー、前記被帯域制限信号エネルギーおよび前記時分割境界情報に基づいて前記廃棄帯域信号の周波数領域の包絡線データを算出し、前記包絡線データを量子化および符号化して前記包絡線情報を生成することが好ましい。
【００３１】
また本発明のオーディオ信号符号化装置において、前記ブロック長判定手段は、前記被帯域制限信号と前記廃棄帯域信号との相関が強い場合には、前記被帯域制限信号エネルギーに代え、前記廃棄帯域信号の時分割境界情報に基づいて、前記被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定してもよい。
【００３２】
この場合、前記包絡線情報算出手段で算出された、前記廃棄帯域信号の周波数領域の包絡線データに基づいて、前記被帯域制限信号と前記廃棄帯域信号との相関の強さを判定することが好ましい。
【００３３】
次に、上記課題を解決する本発明のオーディオ信号符号化方法は、
入力オーディオ信号から特定の周波数帯域を廃棄した信号を被帯域制限信号とし、前記特定の周波数帯域の信号を廃棄帯域信号とするとき、前記被帯域制限信号からコア符号化信号を生成するとともに、前記廃棄帯域信号の包絡線情報を生成して前記コア符号化信号に多重化するオーディオ信号符号化方法であって、
前記入力オーディオ信号から周波数領域のサブバンド信号を生成する第１のステップと、
前記被帯域制限信号の周波数領域の前記サブバンド信号から被帯域制限信号エネルギーを生成し、前記廃棄帯域信号の周波数領域の前記サブバンド信号から廃棄帯域信号エネルギーを生成する第２のステップと、
前記被帯域制限信号エネルギーおよび前記廃棄帯域信号エネルギーに基づいて前記廃棄帯域信号の包絡線情報を算出する第３のステップと、
前記被帯域制限信号エネルギーから、前記被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定する第４のステップと、
前記サンプルブロック長に従って前記被帯域制限信号をスペクトルデータに変換する第５のステップと、
前記スペクトルデータを適応的に量子化および符号化してコア符号化信号を生成する第６のステップと、
前記コア符号化信号と前記包絡線情報とを多重化して符号化信号を生成する第７のステップと
を含むことを特徴とする。
【００３４】
更に本発明は、上記オーディオ信号符号化方法の各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を含む。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のオーディオ信号符号化装置および符号化方法は、包絡線情報算出手段で生成される被帯域制限信号エネルギーを用いて、被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定しており、コア符号化処理における周波数分析にかかる処理を軽減することができる。
【００３６】
もしくは、本発明のオーディオ信号符号化装置および符号化方法は、包絡線情報算出手段で生成される廃棄帯域信号の時分割境界情報を用いて、被帯域制限信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する際のサンプルブロック長を決定しており、コア符号化処理における周波数分析にかかる処理を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるオーディオ信号符号化装置の全体構成を示すブロック図である。
【００３９】
本実施の形態のオーディオ信号符号化装置は、ダウンサンプルフィルタ１００、コア符号化手段２００、分析フィルタ３００、包絡線情報算出手段４００およびマルチプレクサ５００で構成されている。一方、コア符号化手段２００は、従来装置と異なり、ブロック長判定手段２６０、時間／周波数変換手段２４０および、量子化及び符号化手段２５０により構成されている。なお図中、図１３の従来装置と同一機能を有するブロックには同一の符号を付している。
【００４０】
以下、まず図１の各ブロックの機能について説明する。ダウンサンプルフィルタ１００は、入力オーディオ信号Ｘ１の特定の周波数帯域を廃棄し、被帯域制限信号Ｘ２を生成する。コア符号化手段２００は、被帯域制限信号Ｘ２にコア符号化処理を施してコア符号化信号Ｓ２を生成する。分析フィルタ３００は、入力オーディオ信号Ｘ１から周波数領域のサブバンド信号Ｓｂを生成する。包絡線情報算出手段４００は、サブバンド信号Ｓｂから、廃棄される周波数帯域のサブバンド信号Ｓｂの包絡線情報Ｅｖ１を生成する。マルチプレクサ５００は多重化手段であり、コア符号化信号Ｓ２に、符号化された包絡線情報Ｅｖ１を多重化した符号化信号Ｓ１を生成して出力する。
【００４１】
次に、コア符号化手段２００の構成について説明する。ブロック長判定手段２６０は、包絡線情報算出手段４００で生成された被帯域制限信号エネルギーＥＬを用いて、被帯域制限信号Ｘ２を周波数領域のスペクトルデータＳｐ２に変換するためのサンプルブロック長を判定する。時間／周波数変換手段２４０は、ブロック長判定手段２６０で選択されたサンプルブロック長を用いて、被帯域制限信号Ｘ２から周波数領域のスペクトルデータＳｐ２を生成する。また量子化及び符号化手段２５０は、スペクトルデータＳｐ２を正規化帯域毎に正規化および量子化した後に、符号化を施してコア符号化信号Ｓ２を生成する。
【００４２】
図２は、包絡線情報算出手段４００とブロック長判定手段２６０の構成を更に詳しく示したブロック図である。
【００４３】
包絡線情報算出手段４００は、エネルギー算出手段４１０、包絡線データ境界検出手段４２０、包絡線データ算出手段４３０および、包絡線データ量子化及び符号化手段４４０を備えている。一方、ブロック長判定手段２６０は、エネルギー変化量算出手段２６１とブロック長選択手段２６２を備えている。
【００４４】
以下、包絡線情報算出手段４００およびブロック長判定手段２６０の機能と動作について、それぞれ具体的に説明する。
【００４５】
エネルギー算出手段４１０は、サブバンド信号Ｓｂから被帯域制限信号の周波数帯域におけるサブバンド信号の自乗値を周波数方向で累計し、その累計値を被帯域制限信号エネルギーＥＬとして算出する。同様に、廃棄帯域信号の周波数帯域におけるサブバンド信号の自乗値を周波数方向で累計し、その累計値を廃棄帯域信号エネルギーＥＨとして算出する。
【００４６】
図３は、エネルギー算出手段４１０によって、サブバンド信号Ｓｂから生成される被帯域制限信号エネルギーＥＬ（ｔ）と廃棄帯域信号エネルギーＥＨ（ｔ）の時間方向と周波数方向の配置を表す図である。ここでｔは時間方向のインデックスである。
【００４７】
説明を簡単にするため、前述した図１４に示すように、符号化フレームの時間間隔Ｔで、分析フィルタ３００によるサブバンド信号Ｓｂの生成を８回行うものとする。この場合、時間方向のインデックスｔは、０〜７の何れかの整数値となる。また、分析フィルタ３００によるサブバンド信号Ｓｂの生成の１回当たり、周波数帯域を８個に分割するものとする。周波数方向のインデックスｆは、０〜７の何れかの整数値となる。
【００４８】
すなわち、入力オーディオ信号に対して符号化フレームの時間間隔Ｔで、分析フィルタ３００により６４個のサブバンド信号Ｓｂ（ｔ，ｆ）が生成される。また、周波数方向のインデックスｆが大きいほど高音域の周波数帯域を表す。Ｓｂ（ｔ，０）は入力オーディオ信号の周波数帯域のうち、直流成分を含む低音域の周波数帯域のサブバンド信号を表す。また、Ｓｂ（ｔ，７）は入力オーディオ信号の周波数帯域のうち、ｆｓ／２（ｆｓは、サンプリング周波数）の成分を含む高音域の周波数帯域のサブバンド信号を表す。
【００４９】
更に、ダウンサンプルフィルタ１００によって廃棄される周波数帯域ｗ１をｆ＝４〜７とし、コア符号化処理が施される被帯域制限信号Ｘ２の周波数帯域ｗ０をｆ＝０〜３とする。図３では、被帯域制限信号エネルギーＥＬ（０）は、サブバンド信号Ｓｂ（０，ｆ）（ｆ＝０〜３）の自乗値の累計として算出される。一方、廃棄帯域信号エネルギーＥＨ（０）は、サブバンド信号Ｓｂ（０，ｆ）（ｆ＝４〜７）の自乗値の累計として算出される。すなわち、廃棄帯域信号エネルギーＥＨ（ｔ）と被帯域制限信号エネルギーＥＬ（ｔ）は図３に示す周波数方向および時間方向の順序となる。
【００５０】
図４は、エネルギー算出手段４１０によって算出される被帯域制限信号エネルギーＥＬ（ｔ）と廃棄帯域信号エネルギーＥＨ（ｔ）を表す図である。図４の横軸は時間を表し、縦軸は被帯域制限信号エネルギーＥＬ（ｔ）と廃棄帯域信号エネルギーＥＨ（ｔ）の大きさを表している。
【００５１】
図４において、被帯域制限信号エネルギーＥＬ（ｔ）は、サブバンド信号Ｓｂ（ｔ，ｆ）のうち、コア符号化処理が施される被帯域制限信号Ｘ２の周波数帯域ｗ０に含まれるサブバンド信号Ｓｂ（ｔ，ｆ）（ｆ＝０〜３）の自乗値を周波数方向で累計して算出している。また、廃棄帯域信号エネルギーＥＨ（ｔ）は、サブバンド信号Ｓｂ（ｔ，ｆ）のうち、周波数帯域ｗ１に含まれるサブバンド信号Ｓｂ（ｔ，ｆ）（ｆ＝４〜７）の自乗値を周波数方向で累計して算出している。
【００５２】
次に、包絡線データ境界検出手段４２０は、時系列上で隣接する２つの廃棄帯域信号エネルギーＥＨにおける差の絶対値を演算し、その演算結果を廃棄帯域信号のエネルギー変化量として変化量の大きさに応じて、時分割境界情報ＴＥを求める。更に包絡線データ算出手段４３０は、包絡線データ境界検出手段４２０で求められる時分割境界情報ＴＥに基づいて、それぞれの時間間隔に含まれる被帯域制限信号エネルギーＥＬと廃棄帯域信号エネルギーＥＨとから、復号化時に被帯域制限信号から擬似的に生成される廃棄帯域信号のゲインを調整するための包絡線データＥｖ２を算出する。包絡線データ量子化及び符号化手段４４０は、包絡線データ算出手段４３０で算出される包絡線データＥｖ２に量子化および符号化を施すとともに、包絡線データの時分割境界情報ＴＥをまとめた包絡線情報Ｅｖ１を生成する。
【００５３】
図５の上段には、包絡線データ境界検出手段４２０において、時系列上で隣接する２つの廃棄帯域信号エネルギーＥＨにおける差の絶対値を演算し、その演算結果を廃棄帯域信号のエネルギー変化量として変化量の大きさに応じて求められる、包絡線データを算出する時分割境界を示す。また、図５の下段には、包絡線データ境界検出手段４２０で求められる時分割境界情報ＴＥに基づいて、包絡線データ算出手段４３０で算出される包絡線データの配置を示す。
【００５４】
図５において、廃棄帯域信号エネルギーＥＨの時間方向の変化量の大きいｔ＝１とｔ＝２の境界、ｔ＝４とｔ＝５の境界を時分割境界（破線）とし、ｔ＝０〜１とｔ＝２〜４とｔ＝５〜７で括られる時間間隔を時分割境界情報ＴＥとしていることを表す。同様に、時分割境界情報ＴＥに基づく境界に挟まれる時間間隔に含まれる被帯域制限信号エネルギーＥＬ（ｔ，ｆ）と、廃棄帯域信号エネルギーＥＨ（ｔ，ｆ）から算出される包絡線データＥｖ２（ｋ，ｆ）の配置を表す。
【００５５】
すなわち、包絡線データＥｖ２（０，４）は、被帯域制限信号エネルギーＥＬ（ｔ，０）（ｔ＝０〜１）と、廃棄帯域信号エネルギーＥＨ（ｔ，４）（ｔ＝０〜１）に基づいて算出される。同様にして求められる包絡線データＥｖ２（ｔ、ｆ）は、図５に示す時間軸および周波数軸上の順序となる。但し、上記の説明では復号化時に廃棄帯域信号の周波数帯域のサブバンド信号Ｓｂ（０，４）は被帯域制限信号の周波数帯域のサブバンド信号Ｓｂ（０，０）に基づいて擬似的に生成される方法で行うとしたが、別の方法を用いても良い。
【００５６】
このようにして算出された包絡線データＥｖ２は、包絡線データ量子化及び符号化手段４４０で量子化および符号化を施して包絡線情報Ｅｖ１を生成し、マルチプレクサ５００に出力する。
【００５７】
一方、ブロック長判別手段２６０のエネルギー変化量算出手段２６１は、時系列上で隣接する２つの被帯域制限信号エネルギーＥＬにおける差の絶対値を演算し、その演算結果をエネルギー変化量Ｄとして出力する。更にブロック長選択手段２６２は、符号化フレーム中で、所定の閾値Ｔｈよりも大きいエネルギー変化量Ｄが検出される場合には、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を短い時間間隔のサンプルブロック長とし、閾値Ｔｈと等しいか、それよりも小さいエネルギー変化量Ｄが検出される場合には、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を長い時間間隔のサンプルブロック長とするようにサンプルブロック長を選択する。
【００５８】
図６は、エネルギー変化量算出手段２６１によって、図４の被帯域制限信号エネルギーＥＬ（ｔ）から算出されるエネルギー変化量Ｄ（ｔ）を表す。図６の横軸は時間を表し、縦軸はエネルギー変化量Ｄ（ｔ）の大きさを表す。
【００５９】
図６において、エネルギー変化量Ｄ（ｔ）は、時系列で隣接する被帯域制限信号エネルギーＥＬ（ｔ−１）とＥＬ（ｔ）との差の絶対値で算出される。ここで、Ｄ（０）は、現在の符号化フレームに対して時系列に先行する前の符号化フレーム中における最後の被帯域制限信号エネルギーＥＬ’（７）と、現在の符号化フレーム中の被帯域制限信号エネルギーＥＬ（０）との差の絶対値で算出される。横軸に点線で表されるＴｈは、エネルギー変化量Ｄ（ｔ）に応じ、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を切替えるブロック長判定閾値である。
【００６０】
すなわち、符号化フレームの時間間隔Ｔでブロック長判定閾値Ｔｈより大きいエネルギー変化量Ｄ（ｔ）が検出される場合には、短い時間間隔のサンプルブロック長を選択し、検出されない場合は、長い時間間隔のサンプルブロック長を選択するように、ブロック長選択出手段２６２がエネルギー変化量Ｄ（ｔ）を監視する。
【００６１】
以上説明した本実施の形態の構成によれば、ブロック長判定手段２６０は、包絡線情報算出手段４００のエネルギー算出手段４１０により生成される被帯域制限信号エネルギーＥＬを用いて、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するためのサンプルブロック長を決定しており、コア符号化手段２００において、サンプルブロック長を決定するための被帯域制限信号Ｘ２の周波数分析にかかる処理が不要となるため、処理量を軽減することができる。これにより、電力消費を低減したオーディオ信号符号化装置を実現することができる。
【００６２】
なお、被帯域制限信号エネルギーＥＬおよびエネルギー変化量Ｄの算出、並びにサンプルブロック長の決定については、本実施の形態で説明した方法以外の方法を用いても良い。
【００６３】
また本実施の形態において、ブロック長判定手段２６０は、分析フィルタ３００のサブバンド信号Ｓｂを生成する時間間隔を単位に、被帯域制限信号エネルギーＥＬから算出されるエネルギー変化量Ｄとブロック長判定閾値Ｔｈとを比較するようにした。しかし、ブロック長判定手段２６０は、分析フィルタ３００のサブバンド信号Ｓｂを生成する時間間隔とは異なる時間間隔のサンプルブロック長の時間間隔を単位に統合して、被帯域制限信号エネルギーＥＬを統合したセグメントエネルギーを算出し、セグメントエネルギーから算出されるエネルギー変化量Ｄとブロック長判定閾値Ｔｈとを比較するようにしても良い。
【００６４】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２におけるオーディオ信号符号化装置の全体構成を示すブロック図である。本実施の形態の符号化装置は、包絡線情報算出手段４００から包絡線データの時分割境界情報ＴＥと包絡線データＥｖ２が、コア符号化手段２００のブロック長判定手段２７０に入力される点で、実施の形態１の符号化装置と異なっている。
【００６５】
図８は、本実施の形態における包絡線情報算出手段４００とブロック長判定手段２７０の構成を更に詳しく示したブロック図である。包絡線情報算出手段４００の構成は実施の形態１の符号化装置と同一である。ブロック長判定手段２７０は、エネルギー変化量算出手段２７１とブロック長選択手段２７２を備えている。
【００６６】
以下、実施の形態１と相違する点を中心に、ブロック長判定手段２７０の機能と動作を説明する。
【００６７】
エネルギー変化量算出手段２７１は、被帯域制限信号エネルギーＥＬと包絡線データＥｖ２とから廃棄帯域信号と被帯域制限信号との相関を求め、相関が弱い場合には、時系列上で隣接する２つの被帯域制限信号エネルギーＥＬにおける差の絶対値を演算し、その演算結果をエネルギー変化量Ｄとして出力する。
【００６８】
ブロック長選択手段２７２は、廃棄帯域信号と被帯域制限信号との相関が弱い場合には、エネルギー変化量算出手段２７１によって算出されるエネルギー変化量Ｄに基づいて、サンプルブロック長を選択する。具体的には、実施の形態１のエネルギー変化量算出手段２６１と同様に、符号化フレーム中で、所定の閾値Ｔｈよりも大きいエネルギー変化量Ｄが検出される場合には、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を短い時間間隔のサンプルブロック長とし、閾値Ｔｈと等しいか、それよりも小さいエネルギー変化量Ｄが検出される場合には、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を長い時間間隔のサンプルブロック長とするようにサンプルブロック長を選択する。
【００６９】
他方、廃棄帯域信号と被帯域制限信号と相関が強い場合には、ブロック長選択手段２７２は、廃棄帯域信号エネルギーＥＨの時間方向の変化量に基づいて求められる時分割境界情報ＴＥに基づいて、サンプルブロック長を選択する。具体的には、廃棄帯域信号エネルギーＥＨが時間方向で大きく変化する時分割境界が検出されて分割数が２以上となる場合には、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を短い時間間隔のサンプルブロック長とし、分割数が１の場合には、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を長い時間間隔のサンプルブロック長とするようにサンプルブロック長を選択する。
【００７０】
図９は、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が強い場合のサブバンド信号Ｓｂの信号レベルを表す。図９の縦軸はサブバンド信号Ｓｂの信号レベルを表し、横軸は周波数を表す。一方、図１０（Ａ）、（Ｂ）は、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が弱い場合のサブバンド信号Ｓｂの信号レベルを表す。図１０（Ａ）は低域に偏りのある場合であり、図１０（Ｂ）は高域に偏りのある場合である。図９と同様、図１０の縦軸はサブバンド信号Ｓｂの信号レベルを表し、横軸は周波数を表す。
【００７１】
図９に示すように被帯域制限信号と廃棄帯域信号との相関が強い場合には、包絡線データ境界検出手段４２０で求められる包絡線データＥｖ２の時分割境界情報ＴＥが、被帯域制限信号の信号振幅の変化を検出する場合と同様の結果が得られるので、時分割境界情報ＴＥに基づいて、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を決定することができる。
【００７２】
逆に、図１０に示すように被帯域制限信号と廃棄帯域信号との相関が弱い場合には、被帯域制限信号の信号振幅の変化を検出する場合と同様の結果は得られない。このような場合には、エネルギー変化量算出手段２７１によって被帯域制限信号エネルギーＥＬからエネルギー変化量Ｄを算出し、エネルギー変化量Ｄに基づいて被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を決定する。
【００７３】
本実施の形態のブロック長判定手段２７０においては、被帯域制限信号と廃棄帯域信号との相関の強さを検出する方法として、包絡線データＥｖ２を用いている。すなわち、包絡線データＥｖ２が大きい場合には被帯域制限信号と廃棄帯域信号との相関が強いものと判定し、逆に包絡線データＥｖ２が小さい場合には被帯域制限信号と廃棄帯域信号との相関が弱いものと判定する。このことは、包絡線データＥｖ２が、復号化時に被帯域制限信号の周波数領域のサブバンド信号Ｓｂから擬似的に生成される廃棄帯域信号のサブバンド信号のゲイン調整を行うために、包絡線データ算出手段４３０において被帯域制限信号エネルギーと廃棄帯域信号エネルギーから算出されることに基づくものである。
【００７４】
ここで、図１０に示される、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が弱い場合に、包絡線データＥｖ２が小さい値となる理由を説明する。被帯域制限信号のサブバンド信号Ｓｂの信号レベルが大きく、かつ廃棄帯域信号のサブバンド信号Ｓｂの信号レベルが小さい場合には、復号化時に被帯域制限信号の周波数帯域のサブバンド信号Ｓｂから擬似的に生成される廃棄帯域信号の周波数帯域のサブバンド信号のゲインを調整するために包絡線データＥｖ２は小さい値となる。或いは、被帯域制限信号のサブバンド信号Ｓｂの信号レベルが小さく、かつ廃棄帯域信号のサブバンド信号Ｓｂの信号レベルが大きい場合には、復号化時に被帯域制限信号の周波数帯域のサブバンド信号Ｓｂから擬似的に生成される廃棄帯域信号の周波数帯域のサブバンド信号のゲインを調整するために包絡線データＥｖ２は小さい値とし、代わりに擬似的なノイズ信号や正弦波信号を付加して廃棄帯域信号の周波数帯域のサブバンド信号を生成する。上記の説明のような復号化時における廃棄帯域信号の周波数帯域のサブバンド信号の生成により、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が弱い場合には、包絡線データＥｖ２は小さい値となる。
【００７５】
図１１は、相関の強弱を表す包絡線データＥｖ２と時間分割境界情報ＴＥから、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を決定する処理フローを示す図である。図１１の処理フローに従い、サンプルブロック長を決定する手順を説明する。
【００７６】
まず、ステップＳ１１１において被帯域制限信号のエネルギー変化量Ｄを算出する。ステップＳ１１２では、算出したエネルギー変化量Ｄに基づいて被帯域制限信号の信号振幅の変化量を検出し、信号振幅の変化量が小さい場合にはステップＳ１１３に移る。一方、信号振幅の変化量が大きい場合にはステップＳ１１６に移る。
【００７７】
ステップＳ１１３では、包絡線データＥｖ２に基づいて被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関の強さを検出する。被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が強い場合にはステップＳ１１４に移り、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が弱い場合にはステップＳ１１５に移る。
【００７８】
ステップＳ１１４では、時分割境界情報ＴＥに基づいて廃棄帯域信号の時分割数を判定し、例えば時分割数が１の場合はステップＳ１１５に移る。一方、廃棄帯域信号の時分割数が１より大きい場合にはステップＳ１１６に移る。ステップＳ１１５およびＳ１１６で、それぞれ被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータに変換するサンプルブロック長を決定する。
【００７９】
図１１の処理フローにより、被帯域制限信号の信号振幅の変化量が小さく、かつ被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が強い場合には、廃棄帯域信号の時分割境界情報ＴＥに基づいて、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するブロック長を決定する。これにより、被帯域制限信号の信号振幅の変化を検出する閾値の精度不足による検出の誤りを補正して精度を向上することができ、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長の誤った設定による音質の劣化を防止することができる。
【００８０】
図１２は、相関の強弱を表す包絡線データＥｖ２と時間分割境界情報ＴＥからサンプルブロック長を決定する他の処理フローを示す図である。図１２の処理フローに従い、サンプルブロック長を決定する手順を説明する。
【００８１】
まず、ステップＳ１２１において被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関の強弱を判定する。被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が強い場合にはステップＳ１２２に移り、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が弱い場合にはステップＳ１２３に移る。
【００８２】
ステップＳ１２２では、時分割境界情報ＴＥに基づいて廃棄帯域信号の時分割数を判定し、例えば時分割数が１の場合はステップＳ１２５に移る。一方、廃棄帯域信号の時分割数が１より大きい場合にはステップＳ１２６に移る。
【００８３】
ステップＳ１２１で、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が弱いと判定された場合には、ステップＳ１２３で被帯域制限信号のエネルギー変化量Ｄを算出し、ステップＳ１２４に移る。ステップＳ１２４では、エネルギー変化量Ｄに基づいて被帯域制限信号の信号振幅の変化量を検出し、信号振幅の変化量が小さい場合にはステップＳ１２５に移り、信号振幅の変化量が大きい場合にはステップＳ１２６に移る。ステップＳ１２５およびＳ１２６で、それぞれ被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータに変換するサンプルブロック長を決定する。
【００８４】
図１２の処理フローに示すように、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が強い場合には、廃棄帯域信号の時分割境界情報ＴＥに基づいて、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換する際のサンプルブロック長を決定することで、被帯域制限信号の信号振幅の変化量を検出するステップを省略し、処理量を更に削減するようにしてもよい。
【００８５】
以上説明したように本実施の形態の構成によれば、コア符号化手段２００のブロック長判定手段２７０は、包絡線情報算出手段４００により生成される被帯域制限信号エネルギーＥＬ、包絡線データＥｖ２および時分割境界情報ＴＥから、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が強い場合には、時分割境界情報ＴＥに基づいて、被帯域制限信号Ｘ２をスペクトルデータＳｐ２に変換するサンプルブロック長を決定する。こうすることにより、サンプルブロック長を決定するための周波数分析にかかる処理が不要となるため、処理量を軽減することができ、これにより電力消費を低減したオーディオ信号の符号化装置を実現することができる。
【００８６】
なお、エネルギー変化量Ｄの算出、被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関の強さの検出、並びにサンプルブロック長の決定については、本実施の形態で説明した方法以外の方法を用いても良い。
【００８７】
また本実施の形態において、ブロック長判定手段２７０は、分析フィルタ３００のサブバンド信号Ｓｂを生成する時間間隔を単位として、被帯域制限信号エネルギーＥＬから算出されるエネルギー変化量Ｄと、ブロック長判定閾値Ｔｈとを比較するようにした。しかし、分析フィルタ３００のサブバンド信号Ｓｂを生成する時間間隔とは異なる時間間隔のサンプルブロック長を単位に被帯域制限信号エネルギーを統合してセグメントエネルギーを算出し、セグメントエネルギーから算出されるエネルギー変化量と、ブロック長判定閾値とを比較するようにしても良い。この方法は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００８８】
また、上記各実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置の各ブロックの一部もしくは全部の機能をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムを、コンピュータまたはデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を用いて実行して本発明を実現することができること、あるいは、各処理フローで示した処理手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータまたはＤＳＰに実行させることができることは云うまでもない。
【００８９】
そして、コンピュータでその処理機能を実現するためのプログラム、あるいは、コンピュータにその処理手順を実行させるためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクや、ＭＯ、ＲＯＭ，メモリカード、ＣＤ，ＤＶＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、低給したりすることができると共に、インターネットなどのネットワークを通してそのプログラムを配布したりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明によれば、サンプルブロック長を決定するための周波数分析にかかる処理量を軽減し、電力消費を低減したオーディオ信号符号化装置を提供することが可能となる。このような技術は、バッテリなどで駆動するオーディオ信号符号化装置に使用して好適である。また本発明は、映像信号とオーディオ信号を含むコンテンツを、制限されたビットレートでサービスする放送分野やコンテンツプロバイダ等にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるオーディオ信号符号化装置の全体構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１における包絡線情報算出手段とブロック長判定手段の構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１における被帯域制限信号エネルギーと廃棄帯域信号エネルギーの配置を示す説明図
【図４】実施の形態１における被帯域制限信号エネルギーと廃棄帯域信号エネルギーの説明図
【図５】実施の形態１における包絡線データの時分割境界情報と包絡線データの配置を示す説明図
【図６】実施の形態１における被帯域制限信号エネルギーの変化量の説明図
【図７】本発明の実施の形態２におけるオーディオ信号符号化装置の全体構成を示すブロック図
【図８】実施の形態２における包絡線情報算出手段とブロック長判定手段の構成を示すブロック図
【図９】実施の形態２における被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が強い場合の、サブバンド信号の信号レベルの説明図
【図１０】実施の形態２における被帯域制限信号と廃棄帯域信号の相関が弱い場合の、サブバンド信号の信号レベルの説明図
【図１１】実施の形態２におけるサンプルブロック長を決定する処理フローの一例を示す図
【図１２】実施の形態２におけるサンプルブロック長を決定する処理フローの他の示す図
【図１３】従来のオーディオ信号符号化装置の全体構成を示すブロック図
【図１４】サブバンド信号の配置を示す説明図
【符号の説明】
【００９２】
１００  ダウンサンプルフィルタ
２００  コア符号化手段
２４０  時間／周波数変換手段
２５０  量子化及び符号化手段
２６０、２７０  ブロック長判定手段
２６１、２７１  エネルギー変化量算出手段
２６２、２７２  ブロック長選択手段
３００  分析フィルタ
４００  包絡線情報算出手段
４１０  エネルギー算出手段
４２０  包絡線データ境界検出手段
４３０  包絡線データ算出手段
４４０  包絡線データ量子化及び符号化手段
５００  マルチプレクサ
【図１】
2007333785.tif 000003
【図２】
2007333785.tif 000004
【図３】
2007333785.tif 000005
【図４】
2007333785.tif 000006
【図５】
2007333785.tif 000007
【図６】
2007333785.tif 000008
【図７】
2007333785.tif 000009
【図８】
2007333785.tif 000010
【図９】
2007333785.tif 000011
【図１０】
2007333785.tif 000012
【図１１】
2007333785.tif 000013
【図１２】
2007333785.tif 000014
【図１３】
2007333785.tif 000015
【図１４】
2007333785.tif 000016