(57)【要約】【課題】符号化時に失われたエネルギを補間して、エネルギ不足に伴う物足りなさを解消することが可能な信号処理方法を提供する。【解決手段】信号処理装置は、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する。係数判断部３０は、逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、周波数帯域毎に判断する。そして、周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合、周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加部３１により付加する。【選択図】図２３
2007310165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する信号処理方法において、
逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断ステップと、
該係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加ステップと
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【請求項２】
所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する信号処理装置において、
逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断部と、
該係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加部と
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
前記白色雑音源は、前記フレームに対応する時間の白色雑音を複数の帯域に分割し、帯域毎に直交変換した直交変換係数により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記付加部は、
前記係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源から読み出した所定の帯域に係る直交変換係数を付加するよう構成してあることを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化してコンピュータで処理するためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、
逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断ステップと、
該係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加ステップと
を実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する信号処理方法、信号処理装置、該信号処理装置をコンピュータとして機能させるためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音響信号を符号化する技術としてＭＰ３（MPEG 1 Audio Player 3）、ＡＴＲＡＣ（Adaptive TRansform Acoustic Coding）、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）、ＷＭＡ（Windows（登録商標） Media Audio）またはＡＣ−３（Audio Code Number 3）等が知られている。また映像信号を符号化する技術として例えばＭＰＥＧ２等が知られている。例えばＭＰ３方式においては、高能率で圧縮するために、音響信号は複数の周波数帯域に分割され、可変長の時間単位でブロック化される。そして、ブロック化されたデジタルデータは、ＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosine Transform）処理によってスペクトル信号に変換され、さらに聴覚心理特性を利用して割り当てられたビット数で各スペクトル信号がそれぞれ符号化される（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【０００３】
このようにして符号化された音響信号は、復号装置にて復号される。図２６は従来の復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図において１００は従来の復号装置であり、アンパッキング部１０１、逆量子化部１０２、周波数時間変換部１０３、周波数帯域合成部１０４及び音響信号出力部１０５を含んで構成される。符号化音響信号は、アンパッキング部１０１へ入力され、音響信号のフレーム情報から量子化係数、スケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン、サブブロックゲインがそれぞれアンパッキングされる。そして、逆量子化部１０２において、この量子化係数、スケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン、サブブロックゲインを用いてＩＭＤＣＴ係数に逆量子化される。
【０００４】
逆量子化部１０２で逆量子化されたＩＭＤＣＴ係数（Inverse Modified Discrete Cosine Transform）は、周波数帯域毎に周波数時間変換部１０３でＩＭＤＣＴ処理が施され、時間軸のデータに変換される。更に、逆変換された周波数帯域は、周波数帯域合成部１０４において、帯域合成フィルタであるＩＰＦＢ（Inverse Polyphase Filter Bank）によって帯域合成された後、音響信号出力部１０５へ出力される（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
また、圧縮に伴うパワー感の欠如を補うために、復号時におけるスペクトルにパワー調整用スペクトルを補う技術が開示されている（例えば、特許文献４参照）。特許文献４に記載された技術では、符号化時に入力オーディオ信号の特性に基づき、補うべきパワー調整情報を、符号化装置内のパワー調整情報決定部において生成する。次に、このパワー調整情報を符号化したオーディオ信号と共に符号化する。そして、復号装置におけるパワー調整情報復号部において符号化されたパワー調整情報を復号し、さらにパワー補正用スペクトル生成合成部においてパワー調整情報を生成して復号されたオーディオ信号に補う。
【特許文献１】特開２００２−３５１５００号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５９８３号公報
【特許文献３】特開２００５−２６９４０号公報
【特許文献４】特開２００３−３２３１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、符号化の際、音響信号または映像信号は量子化されるため、量子化による丸めまたは切り捨てにより音響信号または映像信号のエネルギが失われてしまうという問題があった。そのため復号時においてもエネルギ損失に伴う音響信号または映像信号の物足りなさが生じていた。特許文献１乃至３にはかかる課題を解決する手段は提示されていない。また、特許文献４に記載の技術はパワーを補うものであるが、符号化時に符号化装置において入力オーディオ信号を分析し、パワー調整情報を生成して符号化する必要がある。しかも復号装置側においても、パワー調整情報復号部を設けて符号化されたパワー調整情報を復号する必要があり、このようなパワー調整情報が記憶されていない音響信号については全くエネルギの補間を行うことができないという問題があった。特に、近年では多様な規格に伴う符号化方式が乱立しており、特許文献４に記載の技術では、様々な方式の符号化音響信号または符号化映像信号を適切に補間できないという問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを判断し、存在すると判断した場合に、周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加することにより、符号化時に失われたエネルギを補間して、エネルギ不足に伴う物足りなさを解消することが可能な信号処理方法、信号処理装置及び該信号処理装置をコンピュータとして機能させるためのコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る信号処理方法は、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する信号処理方法において、逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断ステップと、該係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加ステップとを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る信号処理装置は、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する信号処理装置において、逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断部と、該係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る信号処理装置は、前記白色雑音源は、前記フレームに対応する時間の白色雑音を複数の帯域に分割し、帯域毎に直交変換した直交変換係数により構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る信号処理装置は、前記付加部は、前記係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源から読み出した所定の帯域に係る直交変換係数を付加するよう構成してあることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るコンピュータプログラムは、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化してコンピュータで処理するためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断ステップと、該係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加ステップとを実行させることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、信号処理装置は、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する。係数判断部は、逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、周波数帯域毎に判断する。そして、周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合、周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加部により付加するので、量子化誤差により直交変換係数が失われた部分について適切にエネルギを補間することが可能となる。
【００１４】
また本発明にあっては、係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、周波数帯域に、フレームに対応する時間の白色雑音を複数の帯域に分割し、帯域毎に直交変換した直交変換係数により構成される白色雑音源から読み出した所定の帯域に係る直交変換係数を付加する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にあっては、係数判断部により、零の直交変換係数が存在するか否かを周波数帯域毎に判断し、直交変換係数が存在すると判断した場合、周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加するので、量子化誤差により直交変換係数が失われた部分について適切にエネルギを補間することが可能となる。その結果、量子化時に失われたエネルギが、帯域毎に補間され、エネルギ感の物足りなさを防ぐことが可能となりより原音に近い音響信号を再生することが可能となる。
【００１６】
本発明にあっては、係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、周波数帯域に白色雑音源から読み出した所定の帯域に係る直交変換係数を付加する。これにより、量子化により失われたエネルギが白色雑音により適切に補うことが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は信号処理装置たる復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図において２０は、符号化された音響信号を復号する復号装置であり、音響信号入力部２１、アンパッキング部２２、逆量子化部２３、補間処理部１、周波数時間変換部２４、周波数帯域合成部２５及び音響信号出力部２６を含んで構成される。なお、本実施の形態においては圧縮符号化方式としてＭＰ３を適用した例について説明するが、他の方式についても同様に適用しても良い。
【００１８】
記録媒体から読み出された符号化音響信号またはデジタルチューナにより受信した符号化音響信号等は、音響信号入力部２１へ入力され、入力された符号化音響信号はアンパッキング部（デマルチプレクサ）２２へ出力される。アンパッキング部２２は、音響信号のフレーム情報から量子化係数、スケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン、サブブロックゲインをそれぞれアンパッキングする。アンパッキングされた量子化係数、量子化ビット数、及びスケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン、サブブロックゲインを用いて逆量子化部２３においてＩＭＤＣＴ係数に逆量子化される。逆量子化部２３からはブロック長（ロングブロックまたはショートブロック）に応じて次の式（１）で示されるＩＭＤＣＴ係数が周波数帯域毎に出力される。
【００１９】
【数１】
2007310165.tif 000003
【００２０】
式（１）中の変数ｍはＩＭＤＣＴ係数のインデックス、ＭＫ（ｍ）は量子化係数(ハフマン復号化値)、sgn(ＭＫ（ｍ）)は量子化係数の符号、scalefac_multiplierは1または0.5、grはグラニュールのインデックス、wndはウィンドウの形状のインデックス、sfbはスケールファクタバンドのインデックス、preflag[gr]はプリエンファシスの有無フラグで０または１、pretab[sfb] は所定のプリエンファシステーブルによって得られる値を表している。なお、ＡＴＲＡＣにおけるスケールファクタ（例えば各６ビットで表され、約２ｄＢ単位で指定することができる）は、ＭＰ３におけるスケールファクタに関する値と同様であり、ＭＰ３におけるスケールファクタに関する値は、式（１）で示す如く、スケールファクタ、スケールファクタマルチプレクサ、グローバルゲイン及びサブブロックゲイン（式（１）の２の乗数以降の箇所）、プリエンファシスの有無フラグ、プリエンファシステーブルによって得られる値を用いて算出される。以下ではＡＴＲＡＣにおけるスケールファクタ及びＭＰ３におけるスケールファクタに関する値をまとめてスケールファクタとして説明する。
【００２１】
本実施の形態においては図に示すように３２の周波数帯域毎ｂｌｏｃｋ（０）〜ｂｌｏｃｋ（３１）にＩＭＤＣＴ係数Ｉ（０）、Ｉ（１）、…、Ｉ（ｍ）、…、Ｉ（５７５）が出力される。サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合、ｂｌｏｃｋ（０）の周波数は０Ｈｚ〜６８９．０６２５Ｈｚ、ｂｌｏｃｋ（１）は６８９．０６２５Ｈｚ〜１３７８．１２５Ｈｚ、またｂｌｏｃｋ（３１）は２１３６０．９３７５Ｈｚ〜２２０５０Ｈｚである。なお、以下では任意の周波数帯域のブロックをｂｌｏｃｋ（ｋ）とする。ここでｋは整数であり、０≦ｋ≦３１を満たすものとする。各周波数帯域のＩＭＤＣＴ係数Ｉ（０）〜Ｉ（５７５）は補間処理部１へ入力される。
【００２２】
各周波数帯域のＩＭＤＣＴ係数はブロック長に応じて複数の係数（スペクトル）から構成される。ロングブロックでは１８の係数からなり、ショートブロックでは６の係数からなる。なお、本実施の形態においては、ブロック長はロングブロックであるものとして説明する。また、ＩＭＤＣＴ係数の５７６サンプルが１グラニュールを構成し、グラニュール０とグラニュール１との合計１１５２の係数サンプルを１フレームとして処理するが、以後、１グラニュールの事を１フレームと称して説明する。
【００２３】
図２は周波数に対するＩＭＤＣＴ係数の変化を示すグラフである。横軸は周波数であり、縦軸は係数を示す。ＩＭＤＣＴ係数（以下、係数Ｉ（ｍ）で代表する）はロングブロックの場合、一周波数帯域内に１８の係数Ｉ（１８×ｋ）乃至Ｉ（１８×ｋ＋１７）を有する。図２のグラフにおいては周波数１８×ｋ、１８×ｋ＋１、…、１８×ｋ＋１７に対応させて、係数Ｉ（１８×ｋ）、Ｉ（１８×ｋ＋１）、…、Ｉ（１８×ｋ＋１７）の変化が示されている。この係数は正、負または零の値を取る。
【００２４】
図１において係数Ｉ（ｍ）は補間処理部１へ入力され、白色雑音に関する補正値が付加された補正後の係数Ｉ（ｍ）が補間処理部１から出力される。周波数時間変換部２４ではＩＭＤＣＴ処理が施され、時間軸の音響信号に変換される。更に、逆変換された音響信号は周波数帯域合成部２５において、帯域合成フィルタであるＩＰＦＢ（Inverse Polyphase Filter Bank）によって帯域合成された後、音響信号出力部２６へ出力される。
【００２５】
図３は補間処理部１のハードウェア構成を示すブロック図である。補間処理部１はレベル検出部としての最小値検出部１２、補正係数算出部１８、補正値算出部１３、白色雑音格納部１６、出力部１４、最大スペクトル検出部１５及び補正周波数係数算出部１７を含んで構成される。逆量子化部２３から出力される各周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）は最小値検出部１２へ入力される。最小値検出部１２は一フレームの係数Ｉ（０）〜係数Ｉ（５７５）から、零を除く係数（スペクトル）の絶対値の最小値を検出する。図２の例においては、零であるＩ（１８×ｋ＋２）ではなく、Ｉ（１８×ｋ＋１）が検出される。検出された絶対値が最小の係数Ｉ（ｍ）が最小値として補正係数算出部１８へ出力される。なお、本実施の形態においてはレベル検出部として最小値検出部１２を用いて、係数Ｉ（ｍ）の零を除く係数の絶対値の最小値をレベルとして検出することとしたが、これに限るものではない。例えば、係数Ｉ（ｍ）のレベルとしてはこの他に、係数Ｉ（ｍ）の２番目に絶対値の小さい値、絶対値の小さいもの３つの平均値または分散値等であっても良い。
【００２６】
白色雑音格納部１６は、複数の白色雑音（白色雑音の周波数成分源）をブロック単位で格納している。図４は白色雑音格納部１６のレコードレイアウトを示す説明図である。白色雑音格納部１６は、一フレームに対応する時間の白色雑音を複数の帯域（ブロック）に分割し、帯域毎に直交変換した直交変換係数（スペクトル）により構成されている。白色雑音格納部１６はブロックフィールド、番号ｍフィールド及びスペクトルＩｗｎ（ｍ）フィールドを含んで構成される。ブロックフィールドにはロングブロックに対応する白色雑音を構成するブロック数が記憶されており、ブロック０〜ブロック３１までの全３２ブロックが用意されている。番号ｍフィールドにはブロック毎に白色雑音のスペクトルを識別するための番号が記憶されている。
【００２７】
また、スペクトルＩｗｎ（ｍ）フィールドには、番号ｍに対応させて白色雑音のスペクトルがそれぞれ記憶されている。本実施の形態においては１ブロックあたり１８個のスペクトルが、全３２ブロック、計５７６のスペクトルが記憶される。例えばブロック「０」の番号「１」には白色雑音のスペクトル「０．００３１２５」が格納されている。この白色雑音のスペクトルは全スペクトルを平均した場合に所定値となるよう、例えば約−２０ｄＢとなるよう、設定すれば良い。なお、このＩｗｎ（ｍ）は、Ｉ（ｍ）の最小値の約1/2のレベルの白色雑音を作成するためのテーブルであって、約−２０ｄＢという数値には限定する必要はない。白色雑音格納部１６には、予め時間信号の白色雑音源を圧縮時に時間周波数変換した変換係数（スペクトル）データが、ブロック長に応じてメモリ等に記憶されて用意されている。つまり一フレームあたりの白色雑音を複数の帯域に分割し、帯域毎に直交変換した直交変換係数により構成されている。ロングブロックの場合は、圧縮時に周波数分割により１８個の時間データに分割され、１８個の周波数成分データに変換された変換係数がメモリ等に記録され、ショートブロックの場合は、圧縮時に周波数分割により６個の時間データに分割され、６個の周波数成分データに変換された変換係数がメモリ等に記録されている。なお、本実施の形態においては、説明を容易にするために予め用意しておいた白色雑音を用いる形態について説明するが、装置内で図示しない乱数発生器等により、全体の平均スペクトルが所定値以下となる白色雑音を逐次発生させて、白色雑音格納部１６に一時的に記憶してから出力するようにしても良い。
【００２８】
白色雑音格納部１６に接続される出力部１４は白色雑音格納部１６の複数のブロックを無作為にまたは規則的に選択し、当該選択したブロックの白色雑音に係るスペクトルを最大スペクトル検出部１５及び補正値算出部１３へ出力する。最大スペクトル検出部１５は出力部１４から出力されたブロック内のスペクトルの絶対値に係る最大値を検出する。なお、本実施の形態においては、最大スペクトル検出部１５はスペクトルの最大値を検出するが、最大スペクトル検出部１５に代えて平均スペクトル検出部（図示せず）を設け、ブロック内のスペクトルの平均値を検出するようにしても良い。最大スペクトル検出部１５で検出された絶対値が最大値に係る白色雑音のスペクトル（またはスペクトル平均値）は補正係数算出部１８へ出力される。なお、本実施の形態においては最大スペクトル検出部１５または平均スペクトル検出部を設け白色雑音の最大値または平均値を出力するようにしているが、白色雑音のレベルを検出するものであれば、この形態に限るものではない。例えば、選択されたブロックの白色雑音の値の大きい複数のスペクトルの平均値、または分散値等を検出するものであっても良い。
【００２９】
補正係数算出部１８は最小値検出部１２から出力された係数Ｉ（ｍ）の最小値を、白色雑音のスペクトルの最大値（または平均値）の２倍で除すことにより、補正係数を算出する。補正係数算出部１８は算出した補正係数を補正値算出部１３へ出力する。なお、本実施の形態においては、係数Ｉ（ｍ）の最小値を、白色雑音のスペクトルの最大値（または平均値）の２倍で除すようにしているが、あくまで一例であり、３倍等で除しても良い。補正値算出部１３は、補正すべき白色雑音に関する値として、出力部１４から出力される一ブロックの白色雑音に係るスペクトルと補正係数算出部１８から出力される補正係数とを乗じ、係数Ｉ（ｍ）へ補正すべき補正値を算出する。例えば、ブロック「０」の白色雑音のスペクトルＩｗｍ（１）〜Ｉｗｍ（１８）が出力された場合、各スペクトルに補正係数が乗じられ、「１８」の白色雑音に関する値としての補正値が算出される。補正周波数係数算出部１７は、補正値算出部１３から出力される補正値と係数Ｉ（ｍ）とを加算し補正後の係数Ｉ（ｍ）を算出する。補正後の係数Ｉ（ｍ）は周波数時間変換部２４へ出力される。上記例では、係数Ｉ（１８×ｋ）〜Ｉ（１８×ｋ＋１７）に１８個の補正値がそれぞれ加算され補正後の係数Ｉ（１８×ｋ）〜Ｉ（１８×ｋ＋１７）が算出される。ここで、補正係数算出部１８で算出した補正係数は周波数帯域間０≦ｋ≦３１で、同じ値が使用される。また、出力部１４から無作為または規則的に選択され、補正値算出部１３へ出力されるブロックに係る白色雑音は周波数帯域間０≦ｋ≦３１で、同じブロックに係る白色雑音のスペクトルを使用しても良く、また周波数帯域間０≦ｋ≦３１で再び無作為または規則的に選択される異なるブロックに係る白色雑音のスペクトルを使用するようにしても良い。なお、量子化値が非零に係る周波数帯域には補正値を加算しなくても良い。
【００３０】
以上の各ハードウェアの処理を、フローチャートを用いて説明する。図５は補正後の係数の算出手順を示すフローチャートである。まず最小値検出部１２は係数Ｉ（ｍ）の零を除く係数の絶対値の最小値を一フレーム内の係数の中から検出する（ステップＳ５１）。白色雑音格納部１６に接続される出力部１４は白色雑音格納部１６の一のブロックを無作為にまたは規則的に選択し、当該選択されたブロックの白色雑音（スペクトル）を最大スペクトル検出部１５及び補正値算出部１３へ出力する（ステップＳ５２）。最大スペクトル検出部１５は出力部１４から出力されたブロック内のスペクトルの絶対値に係る最大値を検出する（ステップＳ５３）。最大スペクトル検出部１５で検出された、絶対値が最大値に係る白色雑音のスペクトル（またはスペクトル平均値）は補正係数算出部１８へ出力される。
【００３１】
補正係数算出部１８は最小値検出部１２から出力された係数Ｉ（ｍ）の最小値を、白色雑音のスペクトルの最大値（または平均値）の２倍で除すことにより、補正係数を算出する（ステップＳ５４）。補正係数算出部１８は算出した補正係数を補正値算出部１３へ出力する。補正値算出部１３は補正係数算出部１８から出力される補正係数を、出力部１４から無作為または規則的に出力されるブロックの白色雑音に係る各スペクトルに乗じ、係数Ｉ（ｍ）へ補正すべき補正値を算出する（ステップＳ５５）。補正周波数係数算出部１７は、補正値算出部１３から出力される各補正値を係数Ｉ（ｍ）に加算して、補正後の係数Ｉ（ｍ）を算出する（ステップＳ５６）。例えば、ステップＳ５４で算出した補正係数をＪとした場合、図４に示すブロック０内のスペクトルＩｗｎ（１）〜Ｉｗｎ（１８）にＪを乗算して補正値Ｉｗｎ’（１）〜Ｉｗｎ’（１８）を算出する。そして、ｂｌｏｃｋ（０）内の係数Ｉ（０）〜係数Ｉ（１７）に補正値Ｉｗｎ’（１）〜Ｉｗｎ’（１８）を加算して、補正後の係数Ｉ’（０）〜係数Ｉ’（１７）を得ることができる。これは次のｂｌｏｃｋ（１）の係数Ｉ（１８）〜係数Ｉ（３５）についても同様である。すなわち、無作為または規則的に選択された図４に示すブロック１内のスペクトルＩｗｎ（１９）〜Ｉｗｎ（３６）にＪを乗算して補正値Ｉｗｎ’（１９）〜Ｉｗｎ’（３６）を算出する。そして、ｂｌｏｃｋ（１）内の係数Ｉ（１８）〜係数Ｉ（３５）に補正値Ｉｗｎ’（１９）〜Ｉｗｎ’（３６）を加算して、補正後の係数Ｉ’（１８）〜係数Ｉ’（３５）を得ることができる。そして係る処理を異なるブロックに繰り返し適用する。以上の如く、ＩＭＤＣＴ係数の最小値及び白色雑音に基づき算出される補正値をＩＭＤＣＴ係数に加算するので、音圧に合致した最適量の白色雑音を加算でき、量子化により失われたエネルギを適切に補うことが可能となる。
【００３２】
実施の形態２
実施の形態２は最小値検出部１２で検出した最小値を補正する形態に関する。図６は実施の形態２に係る補間処理部１のハードウェア構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る補間処理部１は実施の形態１の構成に加え、エネルギ算出部１２１、前フレームエネルギ保存部１２２、エネルギ変化率算出部１２３、判断部１２４、最小値補正部１２６、最小値変化率算出部１２５、補正最小値設定部１２７、最小値設定部１２８及び前フレーム最小値保存部１２９を含んで構成される。なお、以下では、符号化（復号化）処理単位の時間間隔を意味するフレームが、現在処理されているフレームより、１フレーム過去の時間に処理されたフレームを前フレームという。
【００３３】
周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）はエネルギ算出部１２１、最小値検出部１２及び補正周波数係数算出部１７へ入力される。エネルギ算出部１２１は係数Ｉ（ｍ）を２乗した値、即ちパワースペクトルの総和によりエネルギを算出する。このエネルギは、式（２）で示す如く、フレームの周波数帯域Ｉ（０）〜Ｉ（５７５）の係数の２乗総和をとることより算出される。ここではエネルギを用いたが、式（３）で示す如く、スペクトルの数、例えば５７６で除すことにより算出された平均パワースペクトルを用いてもよい。以下では、エネルギ算出部１２１はエネルギを算出するものとして説明する。
【００３４】
【数２】
2007310165.tif 000004
【００３５】
【数３】
2007310165.tif 000005
【００３６】
ここでＥは１フレームのエネルギを示し、またｍは自然数であり最大値はＭである。図２の例では、Ｉ（０）〜Ｉ（５７５）の２乗総和をとることによりエネルギが算出される。前フレームエネルギ保存部１２２は、エネルギ算出部１２１で算出した前フレームのエネルギを保存する。エネルギ変化率算出部１２３へは、前フレームエネルギ保存部１２２で保存された前フレームのエネルギ及びエネルギ算出部１２１で算出したエネルギがそれぞれ入力される。エネルギ変化率算出部１２３は、式（４）で示す如く、エネルギ算出部１２１で算出したエネルギを、前フレームエネルギ保存部１２２から出力される前フレームのエネルギで除し、平方根をとることによりエネルギ変化率を算出する。すなわち、エネルギ算出部１２１で算出された所定時刻における復号化処理単位（フレーム）のエネルギと、前フレームエネルギ保存部１２２にて保存された前記所定時刻より過去の復号化処理単位（フレーム）のエネルギとの変化率を算出する。
【００３７】
【数４】
2007310165.tif 000006
【００３８】
ここで、Ｅｐは前フレームのエネルギを示し、ＥＲはエネルギ変化率を示す。なお、本実施の形態２においてはエネルギ変化率としてエネルギを前エネルギで除して平方根をとることにより、算出したが、要はフレーム間のエネルギ変動を算出できるものであればこれに限るものではなく、例えば算出したエネルギから前エネルギを減算し、これを２乗することにより変化率とする他、逆に前エネルギをエネルギ算出部１２１で算出したエネルギで除し平方根をとっても良い。
【００３９】
算出されたエネルギ変化率は判断部１２４へ出力される。最小値検出部１２へ入力された係数Ｉ（ｍ）は実施の形態１と同じく周波数帯域内の零を除く絶対値の最小値に係る係数Ｉ（ｍ）が検出される。前フレーム最小値保存部１２９は、最小値検出部１２で検出された前フレームの最小値が保存される。最小値変化率算出部１２５へは、前フレーム最小値保存部１２９で保存された前フレームの最小値及び最小値検出部１２で検出した最小値がそれぞれ入力される。最小値変化率算出部１２５は、最小値検出部１２で検出した最小値を、前フレーム最小値保存部１２９から出力される前フレームの最小値で除すことにより最小値変化率を算出する。すなわち、最小値検出部１２で検出した所定時刻における復号化処理単位（フレーム）の最小値と、前フレーム最小値保存部１２９に保存された前記所定時刻より過去の復号化処理単位（フレーム）の最小値との変化率を算出する。なお、最小値の変化率も、前フレームの最小値との変動を算出できるのであれば、例えば検出した最小値から前フレームの最小値を減じて２乗したものを変化率として算出する他、逆に前フレームの最小値を検出した最小値で除しても良い。
【００４０】
判断部１２４はエネルギ変化率算出部１２３から出力されるエネルギ変化率と、最小値変化率算出部１２５から出力される最小値変化率とを比較し、エネルギ変化率が最小値変化率よりも大きいか否かを判断する。これは、最小値の変動がフレーム間で大きい場合に、実施の形態１で述べた最小値を補正するものであり、その判断の閾値としてフレーム間のエネルギ変化率を比較対象としたものである。判断部１２４は、エネルギ変化率が最小値変化率より大きいと判断した場合、特に補正する必要はないので、最小値検出部１２にて検出した最小値を補正係数算出部１８及び最小値設定部１２８へ出力する。最小値設定部１２８は、当該最小値を前フレームの最小値として前フレーム最小値保存部１２９にて保存すべく、当該最小値を前フレーム最小値保存部１２９へ出力する。すなわち、最小値設定部１２８から出力される最小値は、次のフレームにおける最小値変化率を算出する場合に、前フレーム最小値保存部１２９から出力される前フレームの最小値として用いられる。
【００４１】
一方、判断部１２４はエネルギ変化率が最小値変化率よりも小さいと判断した場合、エネルギ変化率及び前フレームの最小値を最小値補正部１２６へ出力する。最小値補正部１２６は最小値変化率とエネルギ変化率とが等しくなるよう最小値を補正する。具体的には式（５）で示す条件式を満たすよう最小値を補正する。
【００４２】
【数５】
2007310165.tif 000007
【００４３】
ここで、ＭＳＲは係数Ｉ（ｍ）の最小値を前フレームの最小値で除した最小値変化率を示す。このように式（５）の右辺の最小値変化率は、式（６）に示す如く、｜I（ｍ）｜の零を除く最小値を前フレームの｜I（ｍ）｜の零を除く最小値で除したものとして変形できる。そして求めるべき補正後の最小値はエネルギ変化率ＥＲに前フレームの最小値を乗じた値となる。最小値補正部１２６はこのようにして補正した最小値を補正最小値設定部１２７及び補正係数算出部１８へ出力する。補正最小値設定部１２７は、最小値設定部１２８と同じく、補正後の最小値を前フレームの最小値として保存するよう、当該補正後の最小値を前フレーム最小値保存部１２９へ出力する。
【００４４】
【数６】
2007310165.tif 000008
【００４５】
前フレーム最小値保存部１２９は、補正最小値設定部１２７または最小値設定部１２８から出力された最小値を保存する。前フレーム最小値保存部１２９は補正最小値設定部１２７または最小値設定部１２８から出力された最小値を最小値変化率算出部１２５へ出力する。なお、本実施の形態２においては、最小値変化率がエネルギ変化率と等しくなるよう最小値を補正したが、必ずしも厳密に最小値変化率がエネルギ変化率と等しくなるまで最小値を補正する必要はなく、略等しくなるまで補正すれば良く、多少の誤差を持たせても良い。また最小値補正部１２６から出力される補正後の最小値は補正係数算出部１８へ出力される。
【００４６】
以上のハードウェア構成において、補正後の最小値の算出処理手順を、フローチャートを用いて説明する。図７は補正後の最小値の算出処理手順を示すフローチャートである。まず、前フレームエネルギ保存部１２２及び前フレーム最小値保存部１２９の保存内容を初期化する（ステップＳ７１）。具体的には前フレームのエネルギ及び前フレームの最小値を１とする。かかる処理は第１番目のフレームに対する補正後の係数を算出する場合に、エネルギ変化率算出部１２３及び最小値変化率算出部１２５において、分母に０が代入されて無限大の解が発生することを防止するための処理であり、次フレーム以降の処理は、算出された前フレームのエネルギ及び最小値が保存されて利用される。なお、楽曲の途中に無音のフレームがある場合には、スタートより開始される。
【００４７】
周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）はエネルギ算出部１２１、最小値検出部１２及び補正周波数係数算出部１７へ出力される（ステップＳ７２）。エネルギ算出部１２１は係数Ｉ（ｍ）のエネルギを算出する（ステップＳ７３）。エネルギ変化率算出部１２３へは、前フレームエネルギ保存部１２２で保存された前フレームのエネルギ及びエネルギ算出部１２１で算出したエネルギがそれぞれ入力される。エネルギ変化率算出部１２３は、エネルギ算出部１２１で算出したエネルギを、前フレームエネルギ保存部１２２から出力される前フレームのエネルギで除し、平方根をとることによりエネルギ変化率を算出する（ステップＳ７４）。前フレームエネルギ保存部１２２は、保存した前フレームのエネルギをエネルギ変化率算出部１２３へ出力した後、エネルギ算出部１２１から出力されるエネルギを、次フレームの演算で用いる前フレームのエネルギとして保存する。
【００４８】
算出されたエネルギ変化率は判断部１２４へ出力される。最小値検出部１２は入力された係数Ｉ（ｍ）に基づき、絶対値の最小値に係る係数Ｉ（ｍ）を検出する（ステップＳ７５）。最小値変化率算出部１２５へは、前フレーム最小値保存部１２９で保存された前フレームの最小値及び最小値検出部１２で検出した最小値がそれぞれ入力される。最小値変化率算出部１２５は、最小値検出部１２で検出した最小値を、前フレーム最小値保存部１２９から出力される前フレームの最小値で除すことにより最小値変化率を算出する（ステップＳ７６）。
【００４９】
判断部１２４はエネルギ変化率算出部１２３から出力されるエネルギ変化率と、最小値変化率算出部１２５から出力される最小値変化率とを比較し、エネルギ変化率が最小値変化率よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ７７）。判断部１２４は、エネルギ変化率が最小値変化率より大きいと判断した場合（ステップＳ７７でＹＥＳ）、最小値検出部１２にて検出した最小値を補正係数算出部１８へ出力する（ステップＳ７８）。また最小値は、最小値設定部１２８へ出力される。最小値設定部１２８は、当該最小値を前フレームの最小値として保存すべく、前フレーム最小値保存部１２９へ最小値を出力し、前フレーム最小値保存部１２９は、最小値設定部１２８から出力された最小値を保存する（ステップＳ７９）。
【００５０】
一方、判断部１２４はエネルギ変化率が最小値変化率よりも小さいと判断した場合（ステップＳ７７でＮＯ）、エネルギ変化率及び前フレームの最小値を最小値補正部１２６へ出力し、最小値補正部１２６は最小値変化率とエネルギ変化率とが等しくなるよう最小値を補正する（ステップＳ７１０）。具体的には上述したように前フレームの最小値をエネルギ変化率に乗ずることにより最小値補正部１２６は補正後の最小値を算出する。最小値補正部１２６は算出した補正後の最小値を補正最小値設定部１２７及び補正係数算出部１８へ出力する（ステップＳ７１１）。補正最小値設定部１２７は、最小値設定部１２８と同じく、補正後の最小値を前フレームの最小値として保存するよう、当該補正後の最小値を前フレーム最小値保存部１２９へ出力する。
【００５１】
前フレーム最小値保存部１２９は、補正最小値設定部１２７から出力された最小値を保存する（ステップＳ７１２）。ステップＳ７９及びステップＳ７１２の処理以降、エネルギ算出部１２１は、ステップＳ７３で算出したエネルギを前フレームエネルギ保存部１２２に保存する（ステップＳ７１３）。ステップＳ７８で出力された最小値またはステップＳ７１１で出力された最小値は、補正係数算出部１８へ出力される。以降の処理は図５のステップＳ５２乃至ステップＳ５６と同様であるので詳細な説明は省略する。このように、フレーム間のエネルギ変化率及び最小値変化率に着目し、最小値変化率が顕著な場合、これを低減させることにより、最小値を補正し、ひいては係数Ｉ（ｍ）に加算する白色雑音に係る補正値の変動を低減させることができ、その結果フレーム間での不自然な補間処理が防止される。
【００５２】
図８は判断部１２４を用いない場合と、用いた場合との補正係数の比較を示すグラフである。図８（ａ）は、判断部１２４における処理、すなわちエネルギ変化率と最小値変化率との比較処理を行わない場合の補正係数の変化を示すグラフである。図８（ａ）のグラフの横軸はフレームを示し、縦軸は補正係数算出部１８にて算出される補正係数（係数Ｉ（ｍ）の最小値を白色雑音のスペクトルの最大値を除したもの）である。なお、補正係数「１」を−２０ｄＢとしている。図８（ａ）のグラフは、フレーム毎の補正係数の変化を示しており、数カ所で補正係数が突出している箇所が散見される。
【００５３】
図８（ｂ）は判断部１２４における処理、すなわちエネルギ変化率と最小値変化率との比較処理を行う場合の補正係数の変化を示すグラフである。図８（ａ）のグラフと比較すると、突出していた補正係数が減少していることが理解できる。図８に示す如く、フレーム間で、エネルギ変化率及び最小値変化率に鑑み、最小値を適宜補正することにより、係数Ｉ（ｍ）へも、変動の少ない補正値が加算され、より自然な原音の再現が可能となる。
【００５４】
図９は従来技術との比較結果を示すグラフである。図９において横軸はエンコードビットレートであり、単位はｋｂｐｓ（bits per second）である。また縦軸はＯＤＧ（Objective Difference Grade）である。また、実線は本技術を適用したＭＰ３デコーダの各エンコードビットレートに対するＯＤＧの変化を示し、点線は従来のＭＰ３デコーダの各エンコードビットレートに対するＯＤＧの変化を示す。評価試験はＪＥＩＴＡ（Japan Electronics and Information Technology Industries Association）のＣＰＸ−２６０１が規定する測定方法を用い、またＬＡＭＥ社コアのエンコーダを使用した。
【００５５】
評価規格は「ＩＴＵ−Ｒ  Ｒｅｃ．ＢＳ．１３８７−１（２００１）  Ｂａｓｉｃ  Ｖｅｒｓｉｏｎ」であり、テストソースはCat No.42204-2(1988) EBU/Sound Quality Assessment Material recordings for subjective tests(SQAM)のTrack No.27（カスタネット）、32（トライアングル）、35（鉄琴）、40（ハープシコード）、65（オーケストラ）、66（木琴アンサンブル）、69（ホップス/ABBA）、及び70（ホップス/E.RABBITT）の以上８曲の加算平均を用いた。
【００５６】
ＯＤＧは測定の最終結果として得られる客観評価値であり、０〜−４までの負の値をとり、値が大きくなるほど原音からの劣化が小さい。「０．０」は「原音との差が分からない」、「−１．０」は「原音との差が分かるが気にならない」、「−２．０」は「気になるが邪魔にはならない」、「−３．０」は「邪魔になる」及び「−４．０」は「非常に邪魔になる」とそれぞれ定義されている。図９の実線のグラフ及び点線のグラフを比較すると、全域にわたってＯＤＧが向上しており、特に６４ｋｂｂｓ〜１６０ｋｂｐｓにかけては良好な結果が得られることが理解できる。
【００５７】
本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５８】
実施の形態３
図１０は実施の形態３に係る信号処理装置２０の構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る信号処理装置２０の各処理はパーソナルコンピュータで実行されるソフトウェアにより実現しても良い。以下では信号処理装置２０をパーソナルコンピュータ２０であるものとして説明する。パーソナルコンピュータ２０は公知のものであり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)６１にバス６７を介してＲＡＭ(Random Access Memory)６２、ハードディスク等の記憶部６５、入力部６３、スピーカ等の出力部６４、インターネット等の通信網に接続可能な通信部６６を備える。
【００５９】
パーソナルコンピュータ２０を動作させるためのコンピュータプログラムは、本実施の形態３のように、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、またはＤＶＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体１Ａで提供することも可能である。さらに、コンピュータプログラムを、通信部６６を介して図示しないサーバコンピュータからダウンロードすることも可能である。以下に、その内容を説明する。
【００６０】
図１０に示すパーソナルコンピュータ２０の図示しないリーダ／ライタに、最小値を検出させ、補正係数を算出させ、補正値を算出させ、補正後の係数を算出させるコンピュータプログラムが記録された可搬型記録媒体１Ａ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等）を、挿入して記憶部６５の制御プログラム内にこのプログラムをインストールする。または、かかるプログラムを、通信部６６を介して外部の図示しないサーバコンピュータからダウンロードし、記憶部６５にインストールするようにしても良い。かかるプログラムはＲＡＭ６２にロードして実行される。これにより、上述のような本発明の信号処理装置２０として機能する。
【００６１】
本実施の形態３は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１及び２と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６２】
実施の形態４
実施の形態４は複数の白色雑音格納部１６を設ける形態に関する。図１１は実施の形態４に係る補間処理部１のハードウェア構成を示すブロック図である。実施の形態４に係る補間処理部１は、実施の形態１または実施の形態２の構成に加えて、ブロック長判別部１６１、選択部１６２、第１白色雑音格納部１６Ｌ及び第２白色雑音格納部１６Ｓを含んで構成される。ブロック長判別部１６１は入力される音響信号のブロック長がロングブロックであるか、ショートブロックであるかを判断する。ブロック長判別部１６１はビットストリーム中のフレームサイド情報領域内のblocksplit＿flag[ch][gr]フラグを参照し、フレーム毎にロングブロックか、ショートブロックかを判別する。なお、１フレームはロングブロックの場合、１８サンプル×３２ブロックで５７６サンプル、ショートブロックの場合、６サンプル×３２ブロックで１９２サンプルのサブブロックが３つで構成される。
【００６３】
ブロック長判別部１６１は判別したブロック長を選択部１６２及びエネルギ算出部１２１へ出力する。エネルギ算出部１２１は、エネルギとして平均パワースペクトルを算出する場合、係数Ｉ（ｍ）の総和の２乗をサンプル数で除すことにより、係数Ｉ（ｍ）のエネルギを算出する。このサンプル数を提供すべく、ブロック長判別部１６１はブロック長をエネルギ算出部１２１へ出力する。エネルギ算出部１２１は、ブロック長に応じて、除算用のサンプル数を適宜設定する。
【００６４】
選択部１６２はブロック長判別部１６１で判別されたブロック長に基づき、判別ブロック長に応じて第１白色雑音格納部１６Ｌまたは第２白色雑音格納部１６Ｓのいずれかを選択すると共に、その選択した情報を出力部１４へ出力する。実施の形態４においては、２種類の白色雑音格納部が設けられる。第１白色雑音格納部１６Ｌは、実施の形態１（図４参照）で示したものと同様であり、選択部１６２が、ブロック長はロングブロックであると判断した場合に選択される。一方、第２白色雑音格納部１６Ｓは、選択部１６２が、ブロック長はショートブロックであると判断した場合に選択される。なお、本実施の形態４にあっては、説明を容易にするためにロングブロック及びショートブロックに対応する２つの第１白色雑音格納部１６Ｌ及び第２白色雑音格納部１６Ｓを設けたが、３種以上の異なるブロック長が存在する場合は、ブロック長に応じて３種以上の白色雑音格納部を用意しても良い。
【００６５】
図１２は第２白色雑音格納部１６Ｓのレコードレイアウトを示す説明図である。第２白色雑音格納部１６Ｓはブロックフィールド、番号ｍフィールド及びスペクトルＩｗｎ（ｍ）フィールドを含んで構成される。ブロックフィールドにはショートブロックに対応する白色雑音を構成するブロック数が記憶されており、ブロック０〜ブロック３１までの全３２ブロックが用意されている。番号ｍフィールドにはブロック毎に白色雑音のスペクトルを識別するための番号が記憶されている。
【００６６】
また、スペクトルＩｗｎ（ｍ）フィールドには、番号ｍに対応させて白色雑音のスペクトルがそれぞれ記憶されている。本実施の形態４においては１ブロックあたり６個のスペクトルが、全３２ブロック、計１９２のスペクトルが記憶される。例えばブロック「０」の番号「１」には白色雑音のスペクトル「０．００７２４８」が格納されている。この白色雑音のスペクトルはロングブロックと同様に、全スペクトルを平均した場合に、約−２０ｄＢとなるよう設定すれば良い。なお、このＩｗｎ（ｍ）は、Ｉ（ｍ）の最小値の約１/２のレベルの白色雑音を作成するためのテーブルであって、約−２０ｄＢという数値には限定する必要はない。
【００６７】
出力部１４は、選択部１６２が第１白色雑音格納部１６Ｌを選択した場合、すなわちブロック長がロングブロックである場合、Ｉ（ｍ）が零のスペクトルが存在するブロックに対応して、図４に示す第１白色雑音格納部１６Ｌから、無作為に、または、規則的に選択された複数のブロックのスペクトルを最大スペクトル検出部１５及び補正値算出部１３へ出力する。一方、選択部１６２が第２白色雑音格納部１６Ｓを選択した場合、すなわちブロック長がショートブロックである場合、図１２に示す第２白色雑音格納部１６Ｓから、無作為に、または、規則的に選択された複数のブロックのスペクトルを最大スペクトル検出部１５及び補正値算出部１３へ出力する。
【００６８】
このようにして選択された複数のブロックの白色雑音はその複数のブロックに属するスペクトルの最大値が最大スペクトル検出部１５で検出され、補正係数算出部１８にて係数Ｉ（ｍ）の最小値を白色雑音のスペクトルの最大値で除して補正係数を算出し、この補正係数を、ブロックの各スペクトルへ補正値算出部１３にて乗ずることにより、補正周波数係数算出部１７へ出力される補正値が算出される。
【００６９】
出力部１４での複数のブロックの出力は、例えば図示しない乱数発生器により無作為に任意のブロックを出力部１４が第１白色雑音格納部１６Ｌまたは第２白色雑音格納部１６Ｓから選択する。または全てのブロックが均等に選択されるよう周期的にブロックを選択するようにしても良い。例えば、第１白色雑音格納部１６Ｌまたは第２白色雑音格納部１６Ｓの全ブロック「０」〜「３１」がそれぞれ１回ずつ選択されるよう、出力するようにしても良い。このように、白色雑音のブロックを無作為または規則的に選択することにより、係数Ｉ（ｍ）へ加算される補正値が、特定の白色雑音に偏ることなく平坦化され、より自然な補間処理を実現することが可能となる。
【００７０】
図１３は第１白色雑音格納部１６Ｌまたは第２白色雑音格納部１６Ｓの選択処理の手順を示すフローチャートである。ブロック長判別部１６１は入力されるビットストリームのフレームサイド情報を参照して、ブロック長がロングブロックであるか、ショートブロックであるかの判断を行う（ステップＳ１４１）。ブロック長判別部１６１は判別したブロック長をエネルギ算出部１２１及び選択部１６２へ出力する（ステップＳ１４２）。選択部１６２はブロック長判別部１６１で判別されたブロック長がロングブロックか否かを判断する（ステップＳ１４３）。選択部１６２はロングブロックであると判断した場合（ステップＳ１４３でＹＥＳ）、第１白色雑音格納部１６Ｌを選択し（ステップＳ１４４）、ロングブロックであることを示す信号を出力部１４へ出力する。
【００７１】
一方、選択部１６２はロングブロックでないと判断した場合（ステップＳ１４３でＮＯ）、第２白色雑音格納部１６Ｓを選択し（ステップＳ１４５）、ショートブロックであることを示す信号を出力部１４へ出力する。出力部１４は、選択部１６２が第１白色雑音格納部１６Ｌを選択した場合、すなわちブロック長がロングブロックである場合、図４に示す第１白色雑音格納部１６Ｌから、無作為に、または、規則的に選択された複数のブロックを選択する（ステップＳ１４６）。同様に、出力部１４は、選択部１６２が第２白色雑音格納部１６Ｓを選択した場合、すなわちブロック長がショートブロックである場合、図１２に示す第２白色雑音格納部１６Ｓから、無作為に、または、規則的に選択された複数のブロックを選択する（ステップＳ１４６）。なお、このブロックの選択処理手順については後述する。
【００７２】
出力部１４は無作為または規則的に選択した複数のブロックの白色雑音を読み出す（ステップＳ１４７）。そして出力部１４はこの読み出した白色雑音（スペクトル）を最大スペクトル検出部１５へ出力する（ステップＳ１４８）。最大スペクトル検出部１５はこの出力された白色雑音のスペクトルの絶対値の最大値を検出する。また、出力部１４は、無作為または規則的に選択したブロックの白色雑音を補正値算出部１３へ出力する（ステップＳ１４９）。以降の補正係数の算出及び補正値の算出は実施の形態１及び２で詳述したので説明は省略する。
【００７３】
図１４はブロックの選択処理の手順を示すフローチャートである。出力部１４が第１白色雑音格納部１６Ｌまたは第２白色雑音格納部１６Ｓから一のブロックを選択する手順について説明する。なお、以下ではブロック長はロングブロックであるものとし、第１白色雑音格納部１６Ｌから一のブロックに係る白色雑音を出力する形態について説明する。まず出力部１４は図４に示す第１白色雑音格納部１６Ｌのブロック０を選択する（ステップＳ１５１）。そして出力部１４は第１白色雑音格納部１６Ｌのブロック０に属する１８個の白色雑音を最大スペクトル検出部１５及び補正値算出部１３へ出力する。
【００７４】
続いて出力部１４は次のブロックを選択する（ステップＳ１５２）。例えば、ブロック０の選択後はブロック１が選択される。
【００７５】
出力部１４は次のブロック内の白色雑音を第１白色雑音格納部１６Ｌから読み出し、最大スペクトル検出部１５及び補正値算出部１３へ出力する。出力部１４はステップＳ１５２で選択したブロックが最終ブロック（図４の例ではブロック３１）であるか否かを判断する（ステップＳ１５３）。出力部１４は、選択したブロックが最終ブロックでないと判断した場合（ステップＳ１５３でＮＯ）、ステップＳ１５２へ移行し、さらに次のブロックを選択する。
【００７６】
一方、出力部１４は、ステップＳ１５２にて選択したブロックが最終ブロックであると判断した場合（ステップＳ１５３でＹＥＳ）、上述の例ではブロック３１を選択したと判断した場合、ステップＳ１５１へ移行し、次に選択するブロックをブロック０とする。このように規則的に白色雑音のブロックを選択し、また１フレーム、５７６サンプルすべての白色雑音を均等に選択して出力するので、特定の白色雑音に偏ることなく平坦化され、より自然な補間処理を実現することが可能となる。なお、無作為にブロックを選択する場合、図示しない乱数発生器により発生した数値に対応するブロックを選択するようにすればよい。
【００７７】
本実施の形態４は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１乃至３と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７８】
実施の形態５
実施の形態４に係る処理を図１０で示したパーソナルコンピュータを用いてソフトウェア処理として実現するようにしても良い。図１５は実施の形態５に係る信号処理装置２０の構成を示すブロック図である。信号処理装置たるパーソナルコンピュータ２０を動作させるためのコンピュータプログラムは、本実施の形態５のように、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、またはＤＶＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体１Ａで提供することも可能である。さらに、コンピュータプログラムを、通信部６６を介して図示しないサーバコンピュータからダウンロードすることも可能である。以下に、その内容を説明する。
【００７９】
図１５に示すパーソナルコンピュータ２０の図示しないリーダ／ライタに、ブロック長を判別させ、白色雑音格納部を選択させ、白色雑音を出力させ、補正後の係数を算出させるコンピュータプログラムが記録された可搬型記録媒体１Ａ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等）を、挿入して記憶部６５の制御プログラム内にこのプログラムをインストールする。または、かかるプログラムを、通信部６６を介して外部の図示しないサーバコンピュータからダウンロードし、記憶部６５にインストールするようにしても良い。かかるプログラムはＲＡＭ６２にロードして実行される。これにより、上述のような本発明の信号処理装置２０として機能する。
【００８０】
本実施の形態５は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１乃至４と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８１】
実施の形態６
実施の形態６は音響信号の純音性に応じて係数を補正するか否かを判断する形態に関する。図１６は実施の形態６に係る復号装置２０のハードウェア構成を示すブロック図である。図１６に示すように指標値算出部２７及び純音性判定部２８が新たに設けられている。アンパッキング部２２はビットストリームのフレームサイド情報から各周波数帯域のスケールファクタを抽出する。
【００８２】
指標値算出部２７は、各周波数帯域のスケールファクタの最大値から平均値を減じて純音性の度合いを示す純音性指標値を算出する。算出した純音性指標値は純音性判定部２８へ出力される。純音性判定部２８の内部の図示しないメモリには基準値が記憶されており、純音性判定部２８は入力された純音性指標値と基準値とを比較し、純音か否かを判断する。なお、この基準値は、例えばスケールファクタの最大値が１２０ｄＢの場合、７０ｄＢとすれば良い。
【００８３】
純音性判定部２８は、純音性指標値が基準値より小さい場合、純音性が低いと判断し、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を補間処理部１へ出力し、上述した補間処理が行われる。一方、純音性判定部２８は、純音性指標値が基準値より大きい場合、純音性が高いと判断し、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を補間処理部１へ出力することなく直接周波数時間変換部２４へ出力する。このように音響信号の特性に応じて補間処理を実行または実行しないことにより、適切な補間処理が可能となると共に、処理の高速化及び消費電力の低減化を図ることが可能となる。
【００８４】
図１７は純音性判定処理の手順を示すフローチャートである。まず、アンパッキン部２２にてビットストリームのフレームサイド情報から、各周波数帯域のスケールファクタを抽出する（ステップＳ１７１）。抽出されたスケールファクタは指標値算出部２７へ出力される。指標値算出部２７は、各周波数帯域のスケールファクタから最大値を抽出する（ステップＳ１７２）。また指標値算出部２７は、スケールファクタの平均値を算出する（ステップＳ１７３）。指標値算出部２７はスケールファクタの最大値から平均値を減じて純音性指標値を算出する（ステップＳ１７４）。指標値算出部２７は、算出した純音性指標値を純音性判定部２８へ出力する（ステップＳ１７５）。
【００８５】
純音性判定部２８は内部の図示しないメモリから基準値を読み出す（ステップＳ１７６）。そして、純音性判定部２８は入力された純音性指標値と基準値とを比較し、純音性指標値が読み出した基準値より小さいか否かを判断する（ステップＳ１７７）。純音性判定部２８は、純音性指標値が基準値より小さいと判断した場合（ステップＳ１７７でＹＥＳ）、純音性が低いと判断し、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を補間処理部１へ出力する（ステップＳ１７８）。
【００８６】
一方、純音性判定部２８は、純音性指標値が基準値より大きいと判断した場合（ステップＳ１７７でＮＯ）、純音性が高いと判断し、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を補間処理部１へ出力することなく直接周波数時間変換部２４へ出力する（ステップＳ１７９）。なお、本実施の形態６においては純音か否かの判断をスケールファクタに基づいて判断したが、各周波数帯域のパワーに基づいて純音か否かを判断しても良い。この場合、指標値算出部２７は各周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）のパワーの最大値から平均値を減じ、これを純音性指標値として純音性判定部２８へ出力する。純音性判定部２８には基準値として例えば４０ｄＢが記憶されている。純音性判定部２８は、純音性指標値がこの基準値よりも小さい場合、純音性が低いと判断し、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を補間処理部１へ出力する。一方、純音性指標値が基準値よりも大きい場合、純音性が高いと判断し、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を、補間処理部１を経由することなく周波数時間変換部２４へ出力する。なお、これら純音性の判断については特開２００２−３５１５００号公報または特開２００５−１９５９８３号公報に開示の技術を適用すればよい。
【００８７】
本実施の形態６は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１乃至５と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８８】
実施の形態７
実施の形態６に係る処理を図１０で示したパーソナルコンピュータを用いてソフトウェア処理として実現するようにしても良い。図１８は実施の形態７に係る信号処理装置２０の構成を示すブロック図である。信号処理装置たるパーソナルコンピュータ２０を動作させるためのコンピュータプログラムは、本実施の形態７のように、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、またはＤＶＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体１Ａで提供することも可能である。さらに、コンピュータプログラムを、通信部６６を介して図示しないサーバコンピュータからダウンロードすることも可能である。以下に、その内容を説明する。
【００８９】
図１８に示すパーソナルコンピュータ２０の図示しないリーダ／ライタに、純音性指標値を算出させ、純音性か否かを判定させ、白色雑音を出力させ、純音性か否かに応じて補正後の係数を算出させるコンピュータプログラムが記録された可搬型記録媒体１Ａ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等）を、挿入して記憶部６５の制御プログラム内にこのプログラムをインストールする。または、かかるプログラムを、通信部６６を介して外部の図示しないサーバコンピュータからダウンロードし、記憶部６５にインストールするようにしても良い。かかるプログラムはＲＡＭ６２にロードして実行される。これにより、上述のような本発明の信号処理装置２０として機能する。
【００９０】
本実施の形態７は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１乃至６と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９１】
実施の形態８
実施の形態８はビットレートに応じて補間処理を実行するか否かを判断する形態に関する。図１９は実施の形態８に係る復号装置２０のハードウェア構成を示すブロック図である。図１９に示すようにビットレート取得部２１０、サンプリング周波数取得部２１１、ビットレート比較部２１２、及びテーブル２１３が新たに設けられている。ビットレート取得部２１０は音響信号に付随するヘッダに記述されたビットレートインデックスから、音響信号のビットレートを取得する。取得したビットレートはサンプリング周波数取得部２１１を経てビットレート比較部２１２へ出力される。
【００９２】
サンプリング周波数取得部２１１は音響信号に付随するヘッダに記述されたサンプリング周波数を取得する。サンプリング周波数はＭＰ３方式においては、３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ及び４８ｋＨｚのいずれかが取得される。サンプリング周波数取得部２１１は取得したサンプリング周波数をビットレート比較部２１２へ出力する。
【００９３】
図２０はテーブル２１３のレコードレイアウトを示す説明図である。テーブル２１３はサンプリング周波数毎に基準となる基準ビットレートが記憶されている。テーブル２１３には、各サンプリング周波数３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ及び４８ｋＨｚに対応付けて、ビットレートが記憶されている。３２ｋＨｚの場合、基準ビットレートは１６０ｋｂｐｓと記憶されており、図２０のハッチングで囲む１６０ｋｂｐｓよりも小さいビットレートの場合、上述した純音性の判断及び補間処理が行われる。
【００９４】
また４４．１ｋＨｚの場合、基準ビットレートは１９２ｋｂｐｓと記憶されており、図２０のハッチングで囲む１９２ｋｂｐｓよりも小さいビットレートの場合、上述した純音性の判断及び補間処理が行われる。さらに、４８ｋＨｚの場合、基準ビットレートは２２４ｋｂｐｓと記憶されており、図２０のハッチングで囲む２２４ｋｂｐｓよりも小さいビットレートの場合、上述した純音性の判断及び補間処理が行われる。なお、ＡＴＲＡＣ３規格のミニディスクの場合、サンプリング周波数は４４．１ｋＨｚの一つだけであり、この場合基準ビットレートは２９２ｋｂｐｓであり、これよりも小さい、１３２ｋｂｐｓ、１０５ｋｂｐｓ及び６６ｋｂｐｓの場合、上述した純音性の判断及び補間処理が行われる。
【００９５】
ビットレート比較部２１２はサンプリング周波数取得部２１１から出力されたサンプリング周波数を基に、テーブル２１３から基準ビットレートを読み出す。そしてビットレート比較部２１２は、ビットレート取得部２１０から出力されたビットレートが基準ビットレートよりも小さいか否かを判断する。ビットレート比較部２１２は、ビットレート取得部２１０から出力されたビットレートが基準ビットレートよりも小さいと判断した場合、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を補間処理部１へ出力する。例えば、取得したサンプリング周波数が３２ｋＨｚ、取得したビットレートが、３２，６４，９６または１２８ｋｂｐｓの場合、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）は補間処理の対象となる。
【００９６】
一方、ビットレート取得部２１０から出力されたビットレートが基準ビットレートよりも小さくないと判断した場合、各周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を、補間処理部１を経ることなく、周波数時間変換部２４へ直接出力する。例えば、取得したサンプリング周波数が３２ｋＨｚ、取得したビットレートが、１６０，１９２，２２４，２５６，２８８，３２０，３５２，３８４，４１６または４４８ｋｂｐｓの場合、各周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）は補間処理の対象とならない。このように、サンプリング周波数及びビットレートに応じて、補間処理を実行または実行しないよう構成したので、音響信号の状態に適合した最適な補間処理が可能となると共に、処理の高速化または消費電力の低減化を図ることが可能となる。
【００９７】
図２１は比較処理の手順を示すフローチャートである。ビットレート取得部２１０は音響信号に付随するヘッダに記述されたビットレートインデックスから、音響信号のビットレートを取得する（ステップＳ２１１）。ビットレート取得部２１０は取得したビットレートを、サンプリング周波数取得部２１１を経てビットレート比較部２１２へ出力する（ステップＳ２１２）。サンプリング周波数取得部２１１は音響信号に付随するヘッダに記述されたサンプリング周波数を取得する（ステップＳ２１３）。サンプリング周波数取得部２１１は取得したサンプリング周波数をビットレート比較部２１２へ出力する（ステップＳ２１４）。
【００９８】
ビットレート比較部２１２はサンプリング周波数取得部２１１から出力されたサンプリング周波数に対応する、基準ビットレートをテーブル２１３から読み出す（ステップＳ２１５）。そしてビットレート比較部２１２は、ビットレート取得部２１０において取得したビットレートが、読み出した基準ビットレートよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２１６）。ビットレート取得部２１０は、取得したビットレートが基準ビットレートよりも小さいと判断した場合（ステップＳ２１６でＹＥＳ）、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を補間処理部１へ出力する（ステップＳ２１７）。
【００９９】
一方、取得したビットレートが基準ビットレートよりも小さくないと判断した場合（ステップＳ２１６でＮＯ）、全周波数帯域の係数Ｉ（ｍ）を、補間処理部１を経ることなく、周波数時間変換部２４へ直接出力する（ステップＳ２１８）。
【０１００】
本実施の形態８は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１乃至７と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０１】
実施の形態９
実施の形態８に係る処理を図１０で示したパーソナルコンピュータを用いてソフトウェア処理として実現するようにしても良い。図２２は実施の形態９に係る信号処理装置２０の構成を示すブロック図である。信号処理装置たるパーソナルコンピュータ２０を動作させるためのコンピュータプログラムは、本実施の形態９のように、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、またはＤＶＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体１Ａで提供することも可能である。さらに、コンピュータプログラムを、通信部６６を介して図示しないサーバコンピュータからダウンロードすることも可能である。以下に、その内容を説明する。
【０１０２】
図２２に示すパーソナルコンピュータ２０の図示しないリーダ／ライタに、ビットレートを比較させ、白色雑音を出力させ、ビットレートに応じて補正後の係数を算出させるコンピュータプログラムが記録された可搬型記録媒体１Ａ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等）を、挿入して記憶部６５の制御プログラム内にこのプログラムをインストールする。または、かかるプログラムを、通信部６６を介して外部の図示しないサーバコンピュータからダウンロードし、記憶部６５にインストールするようにしても良い。かかるプログラムはＲＡＭ６２にロードして実行される。これにより、上述のような本発明の信号処理装置２０として機能する。
【０１０３】
本実施の形態９は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１乃至８と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１０４】
実施の形態１０
実施の形態１０は、符号化音響信号または符号化映像信号の周波数帯域内に零の直交変換係数が存在するか否かを判断し、存在する場合に当該周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する形態に関する。図２３は実施の形態１０に係る補間処理部１のハードウェア構成を示すブロック図である。図における補間処理部１を備える復号装置２０は、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する。本実施の形態においては符号化音響信号を処理する形態について説明し、また直交変換の方式としてＭＤＣＴを用いた例について説明するが、これに限るものではなく符号化映像信号を用い、また直交変換の方式としてＤＣＴまたはＦＦＴ(Fast Fourier Transform)等を用いても良い。
【０１０５】
実施の形態１０に係る補間処理部１は、係数判断部３０、付加部３１、補正係数算出部１８、補正値算出部１３、出力部１４及び白色雑音格納部１６を含んで構成される。なお、補正係数算出部１８、補正値算出部１３、出力部１４及び白色雑音格納部１６は実施の形態１乃至９で述べたものと同じであるので詳細な説明は省略する。逆量子化された係数Ｉ（ｍ）は係数判断部３０に入力される。係数判断部３０は、周波数帯域毎にスペクトル（直交変換係数）が零の係数Ｉ（ｍ）が存在するか否かを判断する。
【０１０６】
係数判断部３０は、周波数帯域内にスペクトル零の係数Ｉ（ｍ）が存在すると判断した場合、当該周波数帯域にフラグを設定した上で係数Ｉ（ｍ）を付加部３１へ出力する。一方、係数判断部３０は、周波数帯域内にスペクトル零の係数Ｉ（ｍ）が存在しないと判断した場合、当該周波数帯域内にフラグを設定することなく、係数Ｉ（ｍ）を付加部３１へ出力する。白色雑音源である白色雑音格納部１６には、上述したフレームに対応する時間の白色雑音を複数の帯域（ブロック）に分割し、帯域毎に直交変換した直交変換係数（白色雑音のスペクトル）により構成されている。なお、本実施の形態においては図４に示すロングブロックに係る白色雑音を適用した例について説明する。
【０１０７】
出力部１４は白色雑音格納部１６から実施の形態４で述べた如く所定の帯域、すなわち無作為または規則的に選択されたブロックに係る白色雑音のスペクトル（直交変換係数）を読み出し、この読み出した白色雑音のスペクトルを補正値算出部１３へ出力する。一方、実施の形態１及び２で述べた補正係数算出部１８からは、算出された補正係数が補正値算出部１３へ出力される。補正値算出部１３は出力された補正係数を出力部１４から出力されたブロックに係る白色雑音のスペクトルに乗じ、補正値を算出する。補正値算出部１３は算出した補正値を付加部３１へ出力する。付加部３１は、係数判断部３０から出力された周波数帯域に係る係数Ｉ（ｍ）のうち、フラグが設定された周波数帯域に係る係数Ｉ（ｍ）に、補正値算出部１３から出力された補正値、すなわち白色雑音源から読み出した所定の帯域に係る直交変換係数に関する値を付加する。なお、白色雑音のスペクトルの付加は、スペクトルが０の係数Ｉ（ｍ）に対してのみ行っても良い。また、本実施の形態においては、白色雑音格納部１６に格納された所定帯域の白色雑音のスペクトルに補正係数算出部１８で算出した補正値を補正値算出部１３で乗じる演算を行うよう構成したが、この乗算処理を行うことなく、そのまま所定帯域の白色雑音のスペクトルを付加部３１へ出力するようにしても良い。
【０１０８】
図２４は白色雑音の付加処理の手順を示すフローチャートである。係数判断部３０は周波数帯域内にスペクトル０の係数が存在するか否かを判断する（ステップＳ２５１）。係数判断部３０は少なくとも一つスペクトル０の係数が存在すると判断した場合（ステップＳ２５１でＹＥＳ）、当該周波数帯域にフラグを設定する（ステップＳ２５２）。なお、ステップＳ２５１においては少なくとも一つスペクトル０の係数が存在した場合にフラグを設定するよう構成したが、スペクトルが０の係数が所定数存在する場合に、フラグを設定するようにしても良い。一方、係数判断部３０は周波数帯域内にスペクトル０の係数が存在しないと判断した場合（ステップＳ２５１でＮＯ）、ステップＳ２５２の処理をスキップする。そして、係数判断部３０は全ての周波数帯域に対してステップＳ２５１の処理を行ったか否かを判断する（ステップＳ２５３）。
【０１０９】
係数判断部３０は全ての周波数帯域に対する処理を行っていないと判断した場合（ステップＳ２５３でＮＯ）、ステップＳ２５１へ移行し、以上の処理を繰り返す。一方、係数判断部３０は全ての周波数帯域に対して処理を終了したと判断した場合（ステップＳ２５３でＹＥＳ）、各周波数帯域の係数及びフラグ設定の有無を示す情報を付加部３１へ出力する。出力部１４は白色雑音格納部１６から実施の形態４で述べた如く無作為または規則的に選択されたブロックに係る白色雑音のスペクトルを読み出し、この読み出した白色雑音のスペクトルを補正値算出部１３へ出力する。補正係数算出部１８からは、算出された補正係数が補正値算出部１３へ出力される。補正値算出部１３は出力された補正係数を出力部１４から出力されたブロックに係る白色雑音のスペクトルに乗じ、補正値を算出する。補正値算出部１３は算出した補正値を付加部３１へ出力する。付加部３１は、フラグが設定された周波数帯域に白色雑音格納部１６から読み出された補正値を付加する（ステップＳ２５４）。付加部３１は、フラグが設定された他の周波数帯域の係数に対しても同様に、無作為または規則的に選択されたブロックに係る白色雑音のスペクトルに基づく補正値を付加する。付加部３１は付加した後の周波数帯域の係数を周波数時間変換部２４へ出力する一方で、フラグが設定されていない周波数帯域に係る係数を、白色雑音のスペクトルに基づく補正値を付加することなく周波数時間変換部２４へ出力する。
【０１１０】
本実施の形態１０は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１乃至９と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１１１】
実施の形態１１
実施の形態１０に係る処理を図１０で示したパーソナルコンピュータを用いてソフトウェア処理として実現するようにしても良い。図２５は実施の形態１１に係る信号処理装置２０の構成を示すブロック図である。信号処理装置たるパーソナルコンピュータ２０を動作させるためのコンピュータプログラムは、本実施の形態１１のように、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、またはＤＶＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体１Ａで提供することも可能である。さらに、コンピュータプログラムを、通信部６６を介して図示しないサーバコンピュータからダウンロードすることも可能である。以下に、その内容を説明する。
【０１１２】
図２５に示すパーソナルコンピュータ２０の図示しないリーダ／ライタに、係数の存否を判断させ、係数を付加させるコンピュータプログラムが記録された可搬型記録媒体１Ａ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等）を、挿入して記憶部６５の制御プログラム内にこのプログラムをインストールする。または、かかるプログラムを、通信部６６を介して外部の図示しないサーバコンピュータからダウンロードし、記憶部６５にインストールするようにしても良い。かかるプログラムはＲＡＭ６２にロードして実行される。これにより、上述のような本発明の信号処理装置２０として機能する。
【０１１３】
本実施の形態１１は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１乃至１０と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【０１１４】
（付記１）
符号化音響信号を逆量子化した音響信号を処理する信号処理方法において、
複数の白色雑音をブロック単位で格納した白色雑音格納部から、無作為または規則的に選択された一のブロックに対応する白色雑音を出力する出力ステップと、
逆量子化した音響信号の各周波数帯域の係数に前記出力ステップにより出力した一のブロックの白色雑音に関する値を加算して補正後の係数を算出する補正周波数係数算出ステップと
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【０１１５】
（付記２）
符号化音響信号を逆量子化した音響信号を処理する信号処理装置において、
複数の白色雑音をブロック単位で格納した白色雑音格納部から、無作為または規則的に選択された一のブロックに対応する白色雑音を出力する出力部と、
逆量子化した音響信号の各周波数帯域の係数に前記出力部から出力した一のブロックの白色雑音に関する値を加算して補正後の係数を算出する補正周波数係数算出部と
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【０１１６】
（付記３）
音響信号のブロック長を判別するブロック長判別部と、
音響信号のブロック長に応じて設けられる複数の白色雑音格納部と、
前記ブロック長判別部により判別したブロック長に対応する一の白色雑音格納部を選択する選択部とをさらに備え、
前記出力部は、前記選択部により選択された白色雑音格納部から無作為にまたは規則的に選択された一のブロックに対応する白色雑音を出力するよう構成してあることを特徴とする付記２に記載の信号処理装置。
【０１１７】
（付記４）
逆量子化した音響信号の係数のレベルを検出するレベル検出部と、
前記白色雑音格納部から出力される白色雑音及び前記レベルに基づき補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記補正係数を前記白色雑音格納部に格納された白色雑音に乗じて補正値を算出する補正値算出部とをさらに備え、
前記補正周波数係数算出部は、前記補正値を白色雑音に関する値として逆量子化した音響信号の係数に加算して補正後の係数を算出するよう構成してあることを特徴とする付記２または３に記載の信号処理装置。
【０１１８】
（付記５）
前記レベル検出部は、前記逆量子化した音響信号の係数の零を除く最小値を検出するよう構成してあることを特徴とする付記４に記載の信号処理装置。
（付記６）
前記補正係数算出部は、前記レベル検出部で検出したレベルを前記白色雑音格納部に格納された白色雑音のレベルで除すことにより補正係数を算出するよう構成してあることを特徴とする付記４に記載の信号処理装置。
（付記７）
前記白色雑音のレベルは、前記白色雑音格納部に格納された白色雑音の最大値または平均値であることを特徴とする付記６に記載の信号処理装置。
【０１１９】
（付記８）
符号化音響信号を逆量子化した音響信号をコンピュータで処理するためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、
複数の白色雑音をブロック単位で格納した白色雑音格納部から、無作為または規則的に選択された一のブロックに対応する白色雑音を出力する出力ステップと、
逆量子化した音響信号の各周波数帯域の係数に前記出力ステップにより出力した一のブロックの白色雑音に関する値を加算して補正後の係数を算出する補正周波数係数算出ステップと
を実行させるためのコンピュータプログラム。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】信号処理装置たる復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】周波数に対するＩＭＤＣＴ係数の変化を示すグラフである。
【図３】補間処理部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】白色雑音格納部のレコードレイアウトを示す説明図である。
【図５】補正後の係数の算出手順を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係る補間処理部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】補正後の最小値の算出処理手順を示すフローチャートである。
【図８】判断部を用いない場合と、用いた場合との補正係数の比較を示すグラフである。
【図９】従来技術との比較結果を示すグラフである。
【図１０】実施の形態３に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態４に係る補間処理部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１２】第２白色雑音格納部のレコードレイアウトを示す説明図である。
【図１３】第１白色雑音格納部または第２白色雑音格納部の選択処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】ブロックの選択処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態５に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態６に係る復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１７】純音性判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】実施の形態７に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態８に係る復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２０】テーブルのレコードレイアウトを示す説明図である。
【図２１】比較処理の手順を示すフローチャートである。
【図２２】実施の形態９に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】実施の形態１０に係る補間処理部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２４】白色雑音の付加処理の手順を示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態１１に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】従来の復号装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１      補間処理部
１２    最小値検出部
１３    補正値算出部
１４    出力部
１５    最大スペクトル検出部
１６    白色雑音格納部
１７    補正周波数係数算出部
１８    補正係数算出部
２０    復号装置（信号処理装置、パーソナルコンピュータ）
２１    音響信号入力部
２２    アンパッキング部
２３    逆量子化部
２４    周波数時間変換部
２５    周波数帯域合成部
２６    音響信号出力部
２７    指標値算出部
２８    純音性判定部
３０    係数判断部
３１    付加部
１２１  エネルギ算出部
１２２  前フレームエネルギ保存部
１２３  エネルギ変化率算出部
１２４  判断部
１２５  最小値変化率算出部
１２６  最小値補正部
１２７  補正最小値設定部
１２８  最小値設定部
１２９  前フレーム最小値保存部
１６１  ブロック長判別部
１６２  選択部
２１０  ビットレート取得部
２１１  サンプリング周波数取得部
２１２  ビットレート比較部
２１３  テーブル
１Ａ    可搬型記録媒体
１６Ｌ  第１白色雑音格納部
１６Ｓ  第２白色雑音格納部
【図１】
2007310165.tif 000009
【図２】
2007310165.tif 000010
【図３】
2007310165.tif 000011
【図４】
2007310165.tif 000012
【図５】
2007310165.tif 000013
【図６】
2007310165.tif 000014
【図７】
2007310165.tif 000015
【図８】
2007310165.tif 000016
【図９】
2007310165.tif 000017
【図１０】
2007310165.tif 000018
【図１１】
2007310165.tif 000019
【図１２】
2007310165.tif 000020
【図１３】
2007310165.tif 000021
【図１４】
2007310165.tif 000022
【図１５】
2007310165.tif 000023
【図１６】
2007310165.tif 000024
【図１７】
2007310165.tif 000025
【図１８】
2007310165.tif 000026
【図１９】
2007310165.tif 000027
【図２０】
2007310165.tif 000028
【図２１】
2007310165.tif 000029
【図２２】
2007310165.tif 000030
【図２３】
2007310165.tif 000031
【図２４】
2007310165.tif 000032
【図２５】
2007310165.tif 000033
【図２６】
2007310165.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月20日(2007.6.20)
【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】
所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する信号処理方法において、
逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断ステップと、
該係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加ステップと、
逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数のレベルを検出するレベル検出ステップと、
前記白色雑音源を記憶した白色雑音格納部から出力される白色雑音及び前記レベルに基づき補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数を前記白色雑音格納部に格納された白色雑音に乗じて補正値を算出する補正値算出ステップとをさらに備え、
前記レベル検出ステップは、前記逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数の零を除く最小値を検出し、
前記付加ステップは、前記係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に前記補正値を付加する
ことを特徴とする信号処理方法。
【請求項２】
所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する信号処理装置において、
逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断部と、
該係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加部と、
逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数のレベルを検出するレベル検出部と、
前記白色雑音源を記憶した白色雑音格納部から出力される白色雑音及び前記レベルに基づき補正係数を算出する補正係数算出部と、
前記補正係数を前記白色雑音格納部に格納された白色雑音に乗じて補正値を算出する補正値算出部とをさらに備え、
前記レベル検出部は、前記逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数の零を除く最小値を検出するよう構成してあり、
前記付加部は、前記係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に前記補正値を付加するよう構成してある
ことを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
前記白色雑音源は、前記フレームに対応する時間の白色雑音を複数の帯域に分割し、帯域毎に直交変換した直交変換係数により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記付加部は、
前記係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源から読み出した所定の帯域に係る直交変換係数を付加するよう構成してあることを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化してコンピュータで処理するためのコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、
逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断ステップと、
該係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加ステップと、
逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数のレベルを検出するレベル検出ステップと、
前記白色雑音源を記憶した白色雑音格納部から出力される白色雑音及び前記レベルに基づき補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
前記補正係数を前記白色雑音格納部に格納された白色雑音に乗じて補正値を算出する補正値算出ステップとを実行させ、
前記レベル検出ステップは、前記逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数の零を除く最小値を検出し、
前記付加ステップは、前記係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に前記補正値を付加する
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る信号処理方法は、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する信号処理方法において、逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断ステップと、該係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加ステップと、逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数のレベルを検出するレベル検出ステップと、前記白色雑音源を記憶した白色雑音格納部から出力される白色雑音及び前記レベルに基づき補正係数を算出する補正係数算出ステップと、前記補正係数を前記白色雑音格納部に格納された白色雑音に乗じて補正値を算出する補正値算出ステップとをさらに備え、前記レベル検出ステップは、前記逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数の零を除く最小値を検出し、前記付加ステップは、前記係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に前記補正値を付加することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る信号処理装置は、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化して処理する信号処理装置において、逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断部と、該係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加部と、逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数のレベルを検出するレベル検出部と、前記白色雑音源を記憶した白色雑音格納部から出力される白色雑音及び前記レベルに基づき補正係数を算出する補正係数算出部と、前記補正係数を前記白色雑音格納部に格納された白色雑音に乗じて補正値を算出する補正値算出部とをさらに備え、前記レベル検出部は、前記逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数の零を除く最小値を検出するよう構成してあり、前記付加部は、前記係数判断部にて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に前記補正値を付加するよう構成してあることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明に係るコンピュータプログラムは、所定時間のフレーム単位毎に直交変換された音響信号または映像信号を符号化した符号化音響信号または符号化映像信号を逆量子化してコンピュータで処理するためのコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、逆量子化された符号化音響信号または符号化映像信号に零の直交変換係数が存在するか否かを、前記直交変換係数に係る周波数帯域毎に判断する係数判断ステップと、該係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に白色雑音源に係る直交変換係数を付加する付加ステップと、逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数のレベルを検出するレベル検出ステップと、前記白色雑音源を記憶した白色雑音格納部から出力される白色雑音及び前記レベルに基づき補正係数を算出する補正係数算出ステップと、前記補正係数を前記白色雑音格納部に格納された白色雑音に乗じて補正値を算出する補正値算出ステップとを実行させ、前記レベル検出ステップは、前記逆量子化した符号化音響信号または符号化映像信号の係数の零を除く最小値を検出し、前記付加ステップは、前記係数判断ステップにて周波数帯域に零の直交変換係数が存在すると判断した場合に、前記周波数帯域に前記補正値を付加することを特徴とする。