(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオオーディオ信号を入力信号として、各チャンネルのオーディオ信号をブロックに分割し、そのブロック長に基づいてジョイントステレオ符号化により高能率に符号化するステレオオーディオ信号高能率符号化装置であって、前記各チャンネルのオーディオ信号を所定の時間幅毎のセグメントに分割し、そのセグメントの信号レベルを算出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化から前記各チャンネル毎に独立にオーディオ信号の急激な上昇あるいは下降を検出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化量に基づいて、前記ジョイントステレオ符号化を適用しない場合に対応するブロックの時間長である単一チャンネルブロック長を、前記各チャンネルのオーディオ信号に対して独立に算出する手段と、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長が異なる場合には、各チャンネルのブロックの時間長を、共に前記単一チャンネルブロック長の短い方の時間長に決定し、そうでない場合には、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長を、そのまま各チャンネルのブロックの時間長に決定する手段とを備えたことを特徴とするステレオオーディオ信号高能率符号化装置。
【請求項２】
ステレオオーディオ信号を入力信号として、各チャンネルのオーディオ信号をブロックに分割し、そのブロック長に基づいてジョイントステレオ符号化により高能率に符号化するステレオオーディオ信号高能率符号化装置であって、前記各チャンネルのオーディオ信号を所定の時間幅毎のセグメントに分割し、そのセグメントの信号レベルを算出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化から前記各チャンネル毎に独立にオーディオ信号の急激な上昇あるいは下降を検出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化量に基づいて、前記ジョイントステレオ符号化を適用しない場合に対応するブロックの時間長である単一チャンネルブロック長を、前記各チャンネルのオーディオ信号に対して独立に算出する手段と、前記各チャンネル間で、前記セグメントの信号レベルの変化を比較して、前記信号レベルの変化の類似性を判定する手段と、各チャンネルの前記信号レベルの変化に類似性があり、かつ各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長が異なる場合には、各チャンネルのブロックの時間長を、共に前記単一チャンネルブロック長の短い方の時間長に決定し、そうでない場合には、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長を、そのまま各チャンネルのブロックの時間長に決定する手段とを備えたことを特徴とするステレオオーディオ信号高能率符号化装置。
【請求項３】
各チャンネル間で、それらのセグメントの信号レベルが最も急激に変化したときの信号レベルの変化量と時間の違いが、所定の範囲内にある場合に、各チャンネルの信号レベルの変化に類似性があると判定することを特徴とする請求項２記載のステレオオーディオ信号高能率符号化装置。
【請求項４】
ステレオオーディオ信号を入力信号として、各チャンネルのオーディオ信号をブロックに分割し、そのブロック長に基づいてジョイントステレオ符号化により高能率に符号化するステレオオーディオ信号高能率符号化装置であって、前記各チャンネルのオーディオ信号を所定の時間幅毎のセグメントに分割し、そのセグメントの信号レベルを算出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化から前記各チャンネル毎に独立にオーディオ信号の急激な上昇あるいは下降を検出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化量に基づいて、前記ジョイントステレオ符号化を適用しない場合に対応するブロックの時間長である単一チャンネルブロック長を、前記各チャンネルのオーディオ信号に対して独立に算出する手段と、前記各チャンネル間で、前記セグメントの信号レベルを比較して、前記信号レベルの類似性を判定する手段と、各チャンネルの前記信号レベルに類似性があり、かつ各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長が異なる場合には、各チャンネルのブロックの時間長を、共に前記単一チャンネルブロック長の短い方の時間長に決定し、そうでない場合には、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長を、そのまま各チャンネルのブロックの時間長に決定する手段とを備えたことを特徴とするステレオオーディオ信号高能率符号化装置。
【請求項５】
各チャンネル間の信号レベルの類似性を、各チャンネルで対応するセグメントの信号レベルの和と、前記信号レベルの差との比を用いて判定することを特徴とする請求項４記載のステレオオーディオ信号高能率符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステレオオーディオ信号をブロックに分割して高能率で符号化するステレオオーディオ信号高能率符号化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オーディオ信号に対する高能率符号化方式として、変換符号化を利用した方式が広く用いられており、この変換符号化を利用した方式としては、ＭＰＥＧ２のＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｕｄｉｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）やドルビーディジタルが挙げられる。また、他の高能率符号化方式として、サブバンドフィルタと変換符号化とを組み合わせたハイブリッド符号化もあり、このハイブリッド符号化を利用した方式としては、ＭＰＥＧ１およびＭＰＥＧ２のレーヤ３が挙げられる。
【０００３】
以上の方式のうち変換符号化を利用して、ステレオオーディオ信号に対し、高能率に符号化する従来のステレオオーディオ信号高能率符号化装置について、以下に説明する。
【０００４】
図６は変換符号化を利用したステレオオーディオ信号高能率符号化装置の全体構成を示すブロック図である。図６において、６００と６０１は周波数変換部、６１０と６１１はブロック長決定部、６２０はジョイントステレオ信号生成部、６３０は量子化及び符号化部である。
【０００５】
以上のように構成されたステレオオーディオ信号高能率符号化装置について、その動作を以下に述べる。
まず、入力された左チャンネル（Ｌｃｈ）の時間軸のオーディオ信号は、周波数変換部６００において、ブロック長決定部６１０で決定された長さのブロックに分割され、直交変換されて周波数軸のスペクトル係数に変換される。
【０００６】
これに対し、ハイブリッド符号化方式の場合には、入力されたオーディオ信号はフィルタバンクでサブバンド信号に分割され、各サブバンド信号はブロック長決定部６１０で決定された長さのブロックに分割され、その後は同様に直交変換されて周波数軸のスペクトル係数に変換される。
【０００７】
この場合の直交変換としては、主としてＭＤＣＴ（変形離散コサイン変換）やＦＦＴ（高速フーリエ変換）が用いられる。
同様に、入力された右チャンネル（Ｒｃｈ）の時間軸のオーディオ信号は、周波数変換部６０１において、ブロック長決定部６１１で決定された長さのブロックに分割され、直交変換されて周波数軸のスペクトル係数に変換される。
【０００８】
ブロック長決定部６１０、６１１では、それぞれのチャンネルの信号に基づき周波数変換時のブロックの時間長（ブロック長）を決定する。また、ブロック長決定部６１０、６１１では、それぞれのチャンネルの信号の変化に応じてブロック長すなわち直交変換長を変化させることにより、プリエコーと呼ばれる疑似信号による音質の劣化を防止する。
【０００９】
図７は従来のステレオオーディオ信号高能率符号化装置におけるブロック長とプリエコーの関係を示す説明図である。同図では、直交変換としてＭＤＣＴを用いたときの図であり、隣接ブロックは５０％オーバーラップしている。
【００１０】
なお、図７（ａ）は入力信号波形を、図７（ｂ）は図７（ａ）の入力信号を長いブロック長を使って符号化・復号化した信号波形と変換に用いた窓の波形を、図７（ｃ）は図７（ａ）の入力信号を短いブロック長を使って符号化・復号化した信号波形と変換に用いた窓の波形を示す。また、図７（ｂ）でＴＬは長いブロック長の時間を、図７（ｃ）でＴＳは短いブロック長の時間を示す。図７ではＴＳはＴＬの１／４の時間である。
【００１１】
図７（ａ）に示すような急激な立ち上がりを含む信号を、図７（ｂ）のような長いブロック長で変換符号化すると、振幅の大きな部分の引き起こす量子化ノイズが振幅の小さい部分に広がり、疑似信号を発生する。一方、図７（ｃ）に示すように短いブロック長で変換符号化すると、振幅の大きな部分の引き起こす量子化ノイズは短いブロックの中に閉じ込められる。
【００１２】
大きな振幅の信号による量子化ノイズは変換ブロック全体に発生するが、聴覚の前向性マスキング（フォワードマスキング）の方が後向性マスキング（バックワードマスキング）より作用を及ぼす時間が長いので、大きな信号の後のノイズは大きな信号の前に発生するノイズと比較して知覚されにくい。
【００１３】
大きな信号の前に発生するノイズは本来の信号が聞こえる前に聞こえるのでプリエコーと呼ばれ、品質を大きく劣化させる。また、大きな信号の後に発生するノイズはポストエコーと呼ばれる。
【００１４】
したがって、変換符号化方式やハイブリッド符号化方式では、急激な立ち上がり信号に対しては、短いブロック長を選択することによりプリエコーを抑圧する。また、急峻な立下り信号に対して短いブロック長を選択することによりポストエコーを抑圧する。ただし、前述のようにポストエコーはプリエコーより聞こえにくいので、ポストエコーを抑圧しないこともある。
【００１５】
従来のステレオオーディオ信号高能率符号化装置におけるブロック長決定部６１０、６１１としては、例えば特開平３−２６３９２６号公報に記載されたものが知られている。
【００１６】
図８は従来のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における左チャンネルブロック長決定部６１０と右チャンネルブロック長決定部６１１の構成を示すブロック図である。図８において、８００と８０１はセグメント信号レベル算出器、８１０と８１１はセグメント信号レベルメモリ、８２０と８２１は信号レベル変化検出器、８３０と８３１はブロック長判定器である。左チャンネルブロック長決定部６１０は、セグメント信号レベル算出器８００、セグメント信号レベルメモリ８１０、信号レベル変化検出器８２０、ブロック長判定器８３０から構成され、また、右チャンネルブロック長決定部６１１は、セグメント信号レベル算出器８０１、セグメント信号レベルメモリ８１１、信号レベル変化検出器８２１、ブロック長判定器８３１から構成される。
【００１７】
なお、左チャンネルブロック長決定部６１０と右チャンネルブロック長決定部６１１の構成と動作は同一であるので、以下、左チャンネルブロック長決定部６１０の動作について述べ、右チャンネルブロック長決定部６１１の動作については説明を省略する。
【００１８】
まず、入力された左チャンネルオーディオ信号は、セグメント信号レベル算出器８００で、最も短いブロックより小さい時間のセグメントに分割され、各セグメントの信号レベルをセグメント内の信号の２乗値の和、すなわちエネルギで算出する。
【００１９】
セグメント信号レベルメモリ８１０では、セグメント信号レベル算出器８００で算出された各セグメントの信号レベルを記憶する。信号レベル変化検出器８２０では、セグメント信号レベルメモリ８１０から読み出したセグメントの信号レベルを用いて、隣接するセグメントの信号レベルの比を求めて出力する。
【００２０】
ブロック長判定器８３０では、信号レベル変化検出器８２０からの信号レベルの比が閾値を越えるときには、短いブロック長を表す信号を出力し、そうでないときには長いブロック長を表す信号を出力する。
【００２１】
以上のようにして、信号の急激な上昇を検出したときには、短いブロック長を表す信号を出力することにより、プリエコーを抑圧することができる。
図６のジョイントステレオ信号生成部６２０では、ブロック長、スペクトル係数を入力として、ジョイントステレオ符号化に必要なジョイントステレオ信号を生成する。ここで、ジョイントステレオ信号とは、ミッド／サイドステレオ（和差信号）符号化に必要な左チャンネルと右チャンネルの周波数スペクトルの和信号と差信号、あるいはインテンシティステレオ符号化に必要な左チャンネルと右チャンネルの周波数スペクトルの和信号のことである。
【００２２】
図９は従来のステレオオーディオ信号高能率符号化装置におけるミッド／サイドステレオ符号化の説明図である。図９に示すように、ミッド／サイドステレオ符号化とは、左右のチャンネルの周波数スペクトルを直接符号化する代わりに、左右のチャンネルの周波数スペクトルの和の１／２の信号（ミッド信号、もしくは和信号）と、差の１／２の信号（サイド信号、もしくは差信号）を符号化するものである。
【００２３】
ミッド／サイドステレオでは、図９に示すように、左右両チャンネルの周波数スペクトルに類似性がある場合に、左／右周波数スペクトルを直接符号化するよりもミッド／サイド周波数スペクトルを符号化する方が、周波数スペクトルを符号化するのに必要なビット数は少なくて済む。以上のようにして、ミッド／サイドステレオ符号化を適用することにより、符号化効率を改善し、かつ音質を向上することができる。
【００２４】
また、インテンシティステレオとは、所定の周波数（通常３ｋＨｚから６ｋＨｚ）以上では、聴覚的には、スペクトルの微細構造よりもスペクトルのエンベロープの方が重要であることを利用して、上記の所定の周波数以上では、周波数スペクトルの情報としては左右のチャンネルの周波数スペクトルの和信号のみを符号化し、エンベロープ情報のみ左右のチャンネル別々に符号化することにより、符号化効率を改善するものである。
【００２５】
エンベロープ情報としては、和信号と各チャンネルの信号のエネルギーの比を送る。インテンシティステレオ符号化では、ミッド／サイドステレオ符号化よりも高い符号化効率を実現できるが、スペクトルの微細構造が再現できないことにより、音質劣化が生じることがある。
【００２６】
図６の量子化及び符号化部６３０では、左右ステレオ信号あるいはジョイントステレオ信号生成部６２０からのジョイントステレオ信号に対して、聴覚モデルに基づいて、スペクトル係数のマスキングレベル、すなわち許容量子化ノイズレベルを算出し、算出された許容量子化ノイズレベルに基づいてスペクトル係数の量子化を行い、ハフマン符号化等の符号化処理を行い、高能率符号化データを出力する。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来のステレオオーディオ信号高能率符号化装置では、図８に示すように、Ｌｃｈブロック長決定部６１０およびＲｃｈブロック長決定部６１１のそれぞれにおいて、入力信号に対するブロック長判定を各チャンネル毎に独立して行っているため、例えば左右のチャンネルで入力信号に対して判定したブロック長が異なっている時には、量子化及び符号化部６３０において、ミッド／サイドステレオ符号化やインテンシティステレオ符号化のような符号化効率の高いジョイントステレオ符号化が適用できなくなり、この場合には、ジョイントステレオ符号化を適用した場合と比較して、音質が劣化することがあるという問題点を有していた。
【００２８】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、ステレオオーディオ信号を、ジョイントステレオ符号化方式に対して、従来にくらべてより良好に適用させることができ、その適用によってステレオオーディオ信号に対する符号化効率を改善して、この符号化信号に基づいて得られるステレオオーディオ信号の音質を向上することができるステレオオーディオ信号高能率符号化装置を提供する。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のステレオオーディオ信号高能率符号化装置は、ステレオオーディオ信号を入力信号として、各チャンネルのオーディオ信号をブロックに分割し、そのブロック長に基づいてジョイントステレオ符号化により高能率に符号化するステレオオーディオ信号高能率符号化装置であって、前記各チャンネルのオーディオ信号を所定の時間幅毎のセグメントに分割し、そのセグメントの信号レベルを算出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化から前記各チャンネル毎に独立にオーディオ信号の急激な上昇あるいは下降を検出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化量に基づいて、前記ジョイントステレオ符号化を適用しない場合に対応するブロックの時間長である単一チャンネルブロック長を、前記各チャンネルのオーディオ信号に対して独立に算出する手段と、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長が異なる場合には、各チャンネルのブロックの時間長を、共に前記単一チャンネルブロック長の短い方の時間長に決定し、そうでない場合には、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長を、そのまま各チャンネルのブロックの時間長に決定する手段とを備えた構成としたことを特徴とする。
【００３０】
以上により、二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長に基づき、両者を統合して各チャンネルのブロックの時間長を決定することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載のステレオオーディオ信号高能率符号化装置は、ステレオオーディオ信号を入力信号として、各チャンネルのオーディオ信号をブロックに分割し、そのブロック長に基づいてジョイントステレオ符号化により高能率に符号化するステレオオーディオ信号高能率符号化装置であって、前記各チャンネルのオーディオ信号を所定の時間幅毎のセグメントに分割し、そのセグメントの信号レベルを算出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化から前記各チャンネル毎に独立にオーディオ信号の急激な上昇あるいは下降を検出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化量に基づいて、前記ジョイントステレオ符号化を適用しない場合に対応するブロックの時間長である単一チャンネルブロック長を、前記各チャンネルのオーディオ信号に対して独立に算出する手段と、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長が異なる場合には、各チャンネルのブロックの時間長を、共に前記単一チャンネルブロック長の短い方の時間長に決定し、そうでない場合には、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長を、そのまま各チャンネルのブロックの時間長に決定する手段とを備えた構成とする。
【００３３】
これらの構成によると、二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長に基づき、両者を統合して各チャンネルのブロックの時間長を決定する。
請求項２に記載のステレオオーディオ信号高能率符号化装置は、ステレオオーディオ信号を入力信号として、各チャンネルのオーディオ信号をブロックに分割し、そのブロック長に基づいてジョイントステレオ符号化により高能率に符号化するステレオオーディオ信号高能率符号化装置であって、前記各チャンネルのオーディオ信号を所定の時間幅毎のセグメントに分割し、そのセグメントの信号レベルを算出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化から前記各チャンネル毎に独立にオーディオ信号の急激な上昇あるいは下降を検出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化量に基づいて、前記ジョイントステレオ符号化を適用しない場合に対応するブロックの時間長である単一チャンネルブロック長を、前記各チャンネルのオーディオ信号に対して独立に算出する手段と、前記各チャンネル間で、前記セグメントの信号レベルの変化を比較して、前記信号レベルの変化の類似性を判定する手段と、各チャンネルの前記信号レベルの変化に類似性があり、かつ各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長が異なる場合には、各チャンネルのブロックの時間長を、共に前記単一チャンネルブロック長の短い方の時間長に決定し、そうでない場合には、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長を、そのまま各チャンネルのブロックの時間長に決定する手段とを備えた構成とする。
【００３４】
請求項３に記載のステレオオーディオ信号高能率符号化装置は、請求項２記載の各チャンネル間で、それらのセグメントの信号レベルが最も急激に変化したときの信号レベルの変化量と時間の違いが、所定の範囲内にある場合に、各チャンネルの信号レベルの変化に類似性があると判定する構成とする。
【００３６】
これらの構成によると、二つのチャンネルの信号レベルの変化の類似性を考慮して、この信号レベルの変化の類似性により、ジョイントステレオ符号化が効率的に動作することが期待できる場合においてのみ、二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長に基づいて各チャンネルのブロックの時間長を決定する。
【００３７】
請求項４に記載のステレオオーディオ信号高能率符号化装置は、ステレオオーディオ信号を入力信号として、各チャンネルのオーディオ信号をブロックに分割し、そのブロック長に基づいてジョイントステレオ符号化により高能率に符号化するステレオオーディオ信号高能率符号化装置であって、前記各チャンネルのオーディオ信号を所定の時間幅毎のセグメントに分割し、そのセグメントの信号レベルを算出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化から前記各チャンネル毎に独立にオーディオ信号の急激な上昇あるいは下降を検出する手段と、前記セグメントの信号レベルの変化量に基づいて、前記ジョイントステレオ符号化を適用しない場合に対応するブロックの時間長である単一チャンネルブロック長を、前記各チャンネルのオーディオ信号に対して独立に算出する手段と、前記各チャンネル間で、前記セグメントの信号レベルを比較して、前記信号レベルの類似性を判定する手段と、各チャンネルの前記信号レベルに類似性があり、かつ各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長が異なる場合には、各チャンネルのブロックの時間長を、共に前記単一チャンネルブロック長の短い方の時間長に決定し、そうでない場合には、各チャンネルの前記単一チャンネルブロック長を、そのまま各チャンネルのブロックの時間長に決定する手段とを備えた構成とする。
【００３８】
請求項５に記載のステレオオーディオ信号高能率符号化装置は、請求項４記載の各チャンネル間の信号レベルの類似性を、各チャンネルで対応するセグメントの信号レベルの和と、前記信号レベルの差との比を用いて判定する構成とする。
【００４０】
これらの構成によると、二つのチャンネルの信号レベルの類似性を考慮して、この信号レベルの類似性により、ジョイントステレオ符号化が効率的に動作することが期待できる場合においてのみ、二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長に基づいて各チャンネルのブロックの時間長を決定する。
【００４４】
以下、本発明の一実施の形態を示すステレオオーディオ信号高能率符号化装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本実施の形態のステレオオーディオ信号高能率符号化装置の全体構成を示すブロック図である。図１において、１００と１０１は周波数変換部、１１０は統合ブロック長決定部、１２０はジョイントステレオ信号生成部、１３０は量子化及び符号化部である。
【００４５】
以上のように構成されたステレオオーディオ信号高能率符号化装置について、その動作を以下に述べる。
入力された左チャンネル（Ｌｃｈ）の時間軸のオーディオ信号は、周波数変換部１００において、統合ブロック長決定部１１０で決定された長さのブロックに分割され、直交変換されて周波数軸のスペクトル係数に変換される。同様に、入力された右チャンネル（Ｒｃｈ）の時間軸のオーディオ信号は、周波数変換部１０１において、統合ブロック長決定部１１０で決定された長さのブロックに分割され、直交変換されて周波数軸のスペクトル係数に変換される。本実施の形態では、直交変換としてＭＤＣＴを用いる。
【００４６】
統合ブロック長決定部１１０では、左右両方のチャンネルの信号に基づいて、左チャンネルと右チャンネルの周波数変換時のブロックの時間長を決定する。また、統合ブロック長決定部１１０では、ジョイントステレオ符号化の適用を考慮してブロック長すなわち直交変換長を決定し、プリエコーあるいはポストエコーと呼ばれる疑似信号による音質の劣化を防止する。
【００４７】
なお、ハイブリッド符号化方式の場合には、入力されたオーディオ信号はフィルタバンク（図示せず）でサブバンド信号に分割され、各サブバンド信号は統合ブロック長決定部１１０で決定された長さのブロックに分割され、直交変換されてスペクトル係数に変換される。
【００４８】
ジョイントステレオ信号生成部１２０では、左右のチャンネルのブロック長およびスペクトル係数を入力として、量子化及び符号化部１３０におけるジョイントステレオ符号化に必要なジョイントステレオ信号を生成する。このジョイントステレオ符号化として、本実施の形態では、ミッド／サイドステレオ符号化とインテンシティステレオ符号化を用いる。
【００４９】
すなわち、ジョイントステレオ信号生成部１２０で、ミッド／サイドステレオ符号化を適用する場合には、左チャンネルと右チャンネルの周波数スペクトルの和信号と差信号を生成し、またインテンシティステレオ符号化を適用する場合には、左チャンネルと右チャンネルの周波数スペクトルの和信号のみを生成する。
【００５０】
量子化及び符号化部１３０では、左右ステレオ信号、あるいはジョイントステレオ信号生成部１２０からのジョイントステレオ信号に対して、聴覚モデルに基づいて、スペクトル係数のマスキングレベル、すなわち許容量子化ノイズレベルを算出し、算出された許容量子化ノイズレベルに基づいて、スペクトル係数の量子化を行い、ハフマン符号化等の符号化処理を行い、高能率符号化データを出力する。
【００５１】
以上のように、本発明の特徴である統合ブロック長決定部を用いた実施の形態のステレオオーディオ信号高能率符号化装置について、統合ブロック長決定部１１０の各種構成例を挙げて、以下に詳細に説明する。
（実施の形態１）
図２は本実施の形態１のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における統合ブロック長決定部の構成を示すブロック図である。図２において、２００と２０１はそれぞれ左と右の各チャンネルのセグメント信号レベル算出器、２１０と２１１はそれぞれ左と右の各チャンネルのセグメント信号レベルメモリ、２２０と２２１はそれぞれ左と右の各チャンネルの信号レベル変化検出器、２３０と２３１はそれぞれ左と右の各チャンネルのブロック長判定器、２４０はブロック長統合判定器である。
【００５２】
以上のように構成された本実施の形態１のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における統合ブロック長決定部について、その動作を以下に述べる。
左チャンネルに入力されたオーディオ信号は、セグメント信号レベル算出器２００で最も短いブロックの時間と同じかそれより小さい時間のセグメントに分割され、各セグメントの信号レベルがセグメント内の信号の２乗値の和で算出される。
【００５３】
図３に本実施の形態におけるブロックとセグメントとの関係を示す。同図で上から順に長いブロック、短いブロック、セグメントを表し、破線は相対時間関係を示す。本実施の形態では、直交変換としてＭＤＣＴを用いているため、各ブロックは５０％オーバーラップしている。
【００５４】
また、通常は、長いブロックは５１２サンプルから２０４８サンプルで、また短いブロックは６４から２５６サンプルで構成されるが、本実施の形態では、長いブロックは１０２４サンプル、短いブロックは２５６サンプル、セグメントは１２８サンプルで構成されている。すなわち、短いブロック長（ＴＳ）は長いブロック長（ＴＬ）の１／４の時間で、セグメント長（Ｔ）は短いブロック長（ＴＳ）の１／２の時間である。
【００５５】
なお、セグメント信号レベル算出器２００で算出されるセグメントの信号レベルとしては、ダイナミックレンジを小さくするため、あるいは処理量を減らすために、上記セグメント内の信号の２乗値の和の代わりに信号の絶対値の和、あるいは信号の絶対値の最大をもちいてもよい。また、ハイブリッド符号化方式の場合には、サブバンドフィルタ（帯域通過フィルタ）の出力であるサブバンド信号を、セグメント信号レベル算出器２００に入力する。
【００５６】
次に、セグメント信号レベルメモリ２１０では、セグメント信号レベル算出器２００で算出された各セグメントの信号レベルをメモリに記憶する。ここで、セグメントｉの信号レベルをＳ（ｉ）とする。
【００５７】
信号レベル変化検出器２２０では、信号の立ち上り検出するため、セグメント信号レベルメモリ２１０から読み出した信号レベルをもちいて、セグメントｉの信号レベルＳ（ｉ）に対する直前のセグメントの信号レベルＳ（ｉ−１）の比、すなわちＳ（ｉ）／Ｓ（ｉ−１）を求め、その値を出力する。
【００５８】
また、信号レベル検出器２２０では、信号の立下りを検出するため、セグメント信号レベルメモリ２１０から読み出した信号レベルをもちいて、４個のセグメントの信号レベルの和Ｔ（４×ｉ）を求め、隣接する４個のセグメント毎の信号レベルの和の比、すなわちＴ（４×ｉ）／Ｔ（４×ｉ＋４）の値を出力する。このように、信号の立下りの場合、４個のセグメントの信号レベルの和を用いるのは、前記したように聴覚の前向性マスキングの方が後向性マスキングより作用を及ぼす時間が長いことに基づく。
【００５９】
次にブロック長判定器２３０は、信号レベル変化検出器２２０からのＳ（ｉ）／Ｓ（ｉ−１）の値が閾値を越えるときには、短いブロック長を表す信号を出力し、そうでないときには長いブロック長を表す信号を出力する。
【００６０】
以上のようにして、信号の急激な上昇を検出したときには、短いブロック長を表す信号を出力することにより、プリエコーを抑圧することができる。さらに、ブロック長判定器２３０は、Ｔ（４×ｉ）／Ｔ（４×ｉ＋４）の値が閾値を越えるときにも、短いブロック長を表す信号を出力する。また、信号の急激な下降を検出したときには短いブロック長を表す信号を出力することにより、ポストエコーを抑圧することができる。
【００６１】
以上のようにブロック長判定器２３０は、左チャンネルに入力されたオーディオ信号に基づいて、ジョイントステレオ符号化を適用しないで符号化する場合に対応するブロックの時間長である単一チャンネルブロック長を、左チャンネルのオーディオ信号に対応させて算出し出力する。同様に、ブロック長判定器２３１は、右チャンネルに入力されたオーディオ信号に基づいて、ジョイントステレオ符号化を適用しないで符号化する場合に対応するブロックの時間長である単一チャンネルブロック長を、右チャンネルのオーディオ信号に対応させて算出し出力する。
【００６２】
ブロック長統合判定器２４０では、ブロック長判定器２３０からの左チャンネルの単一チャンネルブロック長と、ブロック長判定器２３１からの右チャンネルの単一チャンネルブロック長とに基づいて、右チャンネルと左チャンネルのそれぞれのブロック長を決定する。
【００６３】
この左右チャンネルの各ブロック長を決定する場合、ブロック長統合判定器２４０では、二つの単一チャンネルブロック長に基づき、二つの単一チャンネルブロック長が異なる場合には、両チャンネルのブロック長を共に、二つの単一チャンネルブロック長のうち短い方のブロック長に決定して出力する。また、二つの単一チャンネルブロック長が同一の場合には、各チャンネルの単一チャンネルブロック長を、そのまま各チャンネルのブロック長（各チャンネル間で同一）に決定して出力する。
【００６４】
以上のように、両方のチャンネルをそれらの短い側のブロック長とすることにより、プリエコーやポストエコーを抑圧し、符号化効率の高いジョイントステレオ符号化の適用により音質を向上することができる。
【００６５】
なお、信号レベルの変化の検出精度を高める目的で、セグメント信号レベル算出器２００とセグメント信号レベル算出器２０１の入力として、オーディオ信号を直接入力する代わりに、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）あるいは帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）を通過したオーディオ信号を用いてもよい。
【００６６】
以上のように本実施の形態では、ブロック長統合判定器２４０を設けることにより、二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長が異なるときには、両方のチャンネルのブロック長を短いブロック長で統一することにより、ジョイントステレオ符号化を適用し易くし、ジョイントステレオ符号化による符号化効率の改善および音質の向上を実現することができる。
（実施の形態２）
図４は本実施の形態２のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における統合ブロック長決定部の構成を示すブロック図である。図４において、４００と４０１はそれぞれ左と右の各チャンネルのセグメント信号レベル算出器、４１０と４１１はそれぞれ左と右の各チャンネルのセグメント信号レベルメモリ、４２０と４２１はそれぞれ左と右の各チャンネルの信号レベル変化検出器、４３０と４３１はそれぞれ左と右の各チャンネルのブロック長判定器、４４０はブロック長統合判定器、４５０は信号レベル変化類似性判定器である。
【００６７】
図２に示した実施の形態１と図４に示した実施の形態２の構成の違いは、実施の形態２では、信号レベル変化類似性判定器４５０が追加されている点である。以上のように構成された本実施の形態２のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における統合ブロック長決定部について、その動作を以下に述べる。なお、セグメント信号レベル算出器４００と４０１、セグメント信号レベルメモリ４１０と４１１、信号レベル変化検出器４２０と４２１、ブロック長判定器４３０と４３１の各動作は、実施の形態１の対応するブロックと同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００６８】
信号レベル変化検出器４２０と４２１は、それぞれ左と右の各チャンネルの信号レベルの上昇と下降の変化の度合いを示す値を出力するように構成されており、信号レベル変化類似性判定器４５０では、左チャンネルの信号レベル変化検出器４２０から出力される左チャンネルの信号レベルの上昇及び下降時の変化の度合いを示す値について、ブロック長決定時に考慮しなければならない時間の中での最大値とその最大値を与える時間を求めるとともに、右チャンネルについても、同様に、その信号レベル変化検出器４２１から出力される右チャンネルの信号レベルの上昇及び下降時の変化の度合いを示す値について、最大値とその最大値を与える時間を求める。
【００６９】
両方のチャンネルの上昇及び下降時の変化量の最大値とその最大値を与える時間が所定の範囲内にあるときには、両方のチャンネルの信号は類似性があると判定し、一方、そうでないときには、両方のチャンネルの信号は類似性がないと判定して、その結果を示す信号を出力する。
【００７０】
左チャンネルのブロック長判定器４３０は、ジョイントステレオ符号化を適用しないで符号化する場合に対応する左チャンネルの単一チャンネルブロック長を出力し、同様に、右チャンネルのブロック長判定器４３１は、ジョイントステレオ符号化を適用しないで符号化する場合に対応する右チャンネルの単一チャンネルブロック長を出力するように構成されており、ブロック長統合判定器４４０では、ブロック長判定器４３０からの左チャンネルの単一チャンネルブロック長とブロック長判定器４３１からの右チャンネルの単一チャンネルブロック長と信号レベル変化類似性判定器４５０からの類似性判定結果に基づいて、右チャンネルと左チャンネルのそれぞれにおいて、ブロックの時間長を決定し、その結果を示す各チャンネルのブロック長を示す信号を出力する。
【００７１】
ブロック長統合判定器４４０では、信号レベル変化類似性判定器４５０で類似性があると判定され、かつ二つの単一チャンネルブロック長が異なる場合には、両チャンネルのブロック長を共に、二つの単一チャンネルブロック長のうち短い方のブロックの時間長に決定して、その結果信号を出力する。上記以外の場合には、各チャンネルの単一チャンネルブロック長をそのまま各チャンネルのブロックの時間長に決定して結果を出力する。
【００７２】
以上のように二つのチャンネルの信号レベルの変化に類似性がある場合で、かつ二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長が異なる場合には、両方のチャンネルのブロックを短い方の時間長とすることにより、プリエコーやポストエコーを抑圧し、符号化効率の高いジョイントステレオ符号化の適用により音質を向上することができる。
【００７３】
また、前記の類似性がない場合には、ジョイントステレオ符号化による符号化効率改善が期待されないので、それぞれのチャンネル信号に適したブロックの時間長で符号化する。
【００７４】
以上のように本実施の形態では、ブロック長統合判定器４４０と信号レベル変化類似性判定器４５０とを設けることにより、二つのチャンネルの信号レベルの変化に類似性があり、かつそれらの単一チャンネルブロック長が異なるときには、両方のチャンネルのブロックを短い時間長に統一することにより、ジョイントステレオ符号化を適用し易くし、ジョイントステレオ符号化による符号化効率の改善により音質を向上することができる。
（実施の形態３）
図５は本実施の形態３のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における統合ブロック長決定部の構成を示すブロック図である。図５において、５００と５０１はそれぞれ左と右の各チャンネルのセグメント信号レベル算出器、５１０と５１１はそれぞれ左と右の各チャンネルのセグメント信号レベルメモリ、５２０と５２１はそれぞれ左と右の各チャンネルの信号レベル変化検出器、５３０と５３１はそれぞれ左と右の各チャンネルのブロック長判定器、５４０はブロック長統合判定器、５５０は信号レベル類似性判定器である。
【００７５】
図２に示した実施の形態１と図５に示した実施の形態３の構成の違いは、実施の形態３では、信号レベル類似性判定器５５０が追加されている点である。
以上のように構成された本実施の形態３のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における統合ブロック長決定部について、その動作を以下に述べる。なお、セグメント信号レベル算出器５００と５０１、セグメント信号レベルメモリ５１０と５１１、信号レベル変化検出器５２０と５２１、ブロック長判定器５３０と５３１の各動作は、実施の形態１の対応するブロックと同一であるので、ここでの説明は省略する。
【００７６】
信号レベル類似性判定器５５０では、左チャンネルのセグメント信号レベルメモリ５１０と、右チャンネルのセグメント信号レベルメモリ５１１とから、それぞれのチャンネルの信号レベルを読み出して両者を比較することにより、両方のチャンネルの信号レベルの類似性を判定して、その結果信号を出力する。
【００７７】
すなわち、信号レベル類似性判定器５５０では、二つののチャンネルの対応する時間が同一のセグメントの信号レベルの和に対する信号レベルの差の絶対値の比が所定の閾値以下となるときには、二つのチャンネルの信号レベルは類似性があると判定し、そうでないときには、二つのチャンネルの信号は類似性がないと判定し、その結果信号を出力する。
【００７８】
左チャンネルのブロック長判定器５３０は、ジョイントステレオ符号化を適用しないで符号化する場合に対応する左チャンネルの単一チャンネルブロック長を出力し、同様に、右チャンネルのブロック長判定器５３１は、ジョイントステレオ符号化を適用しないで符号化する場合に対応する右チャンネルの単一チャンネルブロック長を出力するように構成されており、ブロック長統合判定器５４０では、ブロック長判定器５３０からの左チャンネルの単一チャンネルブロック長とブロック長判定器５３１からの右チャンネルの単一チャンネルブロック長と信号レベル類似性判定器５５０からの類似性判定結果に基づいて、右チャンネルと左チャンネルのそれぞれにおいて、ブロックの時間長を決定し、結果を示す各ｃｈのブロック長を示す信号を出力する。
【００７９】
ブロック長統合判定器５４０では、信号レベル類似性判定器５５０で類似性があると判定され、かつ二つの単一チャンネルブロック長が異なる場合には、両チャンネルのブロック長を共に、二つの単一チャンネルブロック長のうち短い方のブロックの時間長に決定して、その結果信号を出力する。上記以外の場合には、各チャンネルの単一チャンネルブロック長をそのまま各チャンネルのブロックの時間長に決定して結果を出力する。
【００８０】
以上のように二つのチャンネルの信号レベルに類似性がある場合で、かつ二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長が異なる場合には、両方のチャンネルのブロック長を短い方の時間長とすることにより、プリエコーやポストエコーを抑圧し、符号化効率の高いジョイントステレオ符号化の適用により音質を向上することができる。
【００８１】
また、前記の類似性がない場合には、ジョイントステレオ符号化による符号化効率改善が期待されないので、それぞれのチャンネル信号に適したブロックの時間長で符号化する。
【００８２】
以上のように本実施の形態では、ブロック長統合判定器５４０と信号レベル類似性判定器５５０とを設けることにより、二つのチャンネルの信号レベルに類似性があり、かつそれらの単一チャンネルブロック長が異なるときには、両方のチャンネルのブロックを短い時間長で統一することにより、ジョイントステレオ符号化を適用し易くし、ジョイントステレオ符号化による符号化効率の改善により音質を向上することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長に基づき、両者を統合して各チャンネルのブロックの時間長を決定することができる。
【００８４】
また、二つのチャンネルの信号レベルの変化の類似性を考慮して、この信号レベルの変化の類似性により、ジョイントステレオ符号化が効率的に動作することが期待できる場合においてのみ、二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長に基づいて各チャンネルのブロックの時間長を決定することができる。
【００８５】
また、二つのチャンネルの信号レベルの類似性を考慮して、この信号レベルの類似性により、ジョイントステレオ符号化が効率的に動作することが期待できる場合においてのみ、二つのチャンネルの単一チャンネルブロック長に基づいて各チャンネルのブロックの時間長を決定することができる。
【００８６】
以上により、ステレオオーディオ信号を、ジョイントステレオ符号化方式に対して、従来にくらべてより良好に適用させることができ、その適用によってステレオオーディオ信号に対する符号化効率を改善して、この符号化信号に基づいて得られるステレオオーディオ信号の音質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のステレオオーディオ信号高能率符号化装置の全体構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における統合ブロック長決定部の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態におけるブロック長とセグメントとの関係説明図
【図４】本発明の実施の形態２のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における統合ブロック長決定部の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態３のステレオオーディオ信号高能率符号化装置における統合ブロック長決定部の構成を示すブロック図
【図６】従来のステレオオーディオ信号高能率符号化装置の全体構成を示すブロック図
【図７】同従来例における動作を説明するためのブロック長とプリエコーとの関係説明図
【図８】同従来例における左右チャンネルのブロック長決定部の構成を示すブロック図
【図９】同従来例における動作を説明するためのミッド／サイドステレオ符号化の方式説明図
【符号の説明】
１００，１０１    周波数変換部
１１０    統合ブロック長決定部
１２０    ジョイントステレオ信号生成部
１３０    量子化及び符号化部
２００，２０１，４００，４０１，５００，５０１    セグメント信号レベル算出器
２１０，２１１，４１０，４１１，５１０，５１１    セグメント信号レベルメモリ
２２０，２２１，４２０，４２１，５２０，５２１    信号レベル変化検出器
２３０，２３１，４３０，４３１，５３０，５３１    ブロック長判定器
２４０，４４０，５４０    ブロック長統合判定器
４５０    信号レベル変化類似性判定器
５５０    信号レベル類似性判定器
【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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