JPH0895598A - 帯域分割符号化装置 - Google Patents
帯域分割符号化装置Info
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- JPH0895598A JPH0895598A JP6229889A JP22988994A JPH0895598A JP H0895598 A JPH0895598 A JP H0895598A JP 6229889 A JP6229889 A JP 6229889A JP 22988994 A JP22988994 A JP 22988994A JP H0895598 A JPH0895598 A JP H0895598A
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 2
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 111
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 229910017435 S2 In Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/66—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission
- H04B1/665—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission using psychoacoustic properties of the ear, e.g. masking effect
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビット割当器の比較演算処理量を減少できる
帯域分割符号化装置 【構成】 帯域分割フィルタ１は、デジタル音声信号７
を複数の部分周波数帯域に分割出力し、ＳＭＲ算出器４
は、信号レベルとマスクレベルとの比であるＳＭＲを各
部分周波数帯域ごとに算出する。ビット割当器は、全周
波数帯域のＳＭＲから最大ＳＭＲをとる帯域に割り当て
るビット数（以下、基準ビット数）より求まるＳＮ比を
減じた値（以下、基準ＮＭＲ）を求め、この基準ＮＭＲ
を増減することにより各周波数帯域へのビット割当を行
う。
帯域分割符号化装置 【構成】 帯域分割フィルタ１は、デジタル音声信号７
を複数の部分周波数帯域に分割出力し、ＳＭＲ算出器４
は、信号レベルとマスクレベルとの比であるＳＭＲを各
部分周波数帯域ごとに算出する。ビット割当器は、全周
波数帯域のＳＭＲから最大ＳＭＲをとる帯域に割り当て
るビット数（以下、基準ビット数）より求まるＳＮ比を
減じた値（以下、基準ＮＭＲ）を求め、この基準ＮＭＲ
を増減することにより各周波数帯域へのビット割当を行
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は周波数帯域分割符号化装
置に関し、特に、全周波数帯域の最大ＳＭＲから基準Ｎ
ＭＲを求め、この基準ＮＭＲを増減することによりビッ
ト割当を行う周波数帯域分割符号化装置に関する。
置に関し、特に、全周波数帯域の最大ＳＭＲから基準Ｎ
ＭＲを求め、この基準ＮＭＲを増減することによりビッ
ト割当を行う周波数帯域分割符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の周波数帯域分割符号化装置の例と
して、ＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２−３規格（以下、Ｍ
ＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ方式）のレイヤ１で示されている帯
域分割符号化装置について説明する（なお、ＭＰＥＧ／
Ａｕｄｉｏ方式については前記規格に詳しく規定されて
いる）。
して、ＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２−３規格（以下、Ｍ
ＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ方式）のレイヤ１で示されている帯
域分割符号化装置について説明する（なお、ＭＰＥＧ／
Ａｕｄｉｏ方式については前記規格に詳しく規定されて
いる）。
【０００３】図５は従来の帯域分割符号化装置を示すブ
ロック図である。周波数帯域分割フィルタ１は、ＰＣＭ
信号７を３２の周波数帯域に分割した値を出力する。こ
こで出力信号のサンプリング周波数はＰＣＭ信号７のサ
ンプリング周波数の１／３２になる。スケールファクタ
決定器２は各周波数帯域の出力値から、１２サンプルご
とに正規化を行うための係数（以下、スケールファクタ
と表す）を決定し出力する。ＳＭＲ算出器４はＰＣＭ信
号７から心理聴覚モデルに基づき各周波数帯域ごとのマ
スクレベルを算出し、各周波数帯域のサンプルとスケー
ルファクタより信号レベルを求め、この２つのレベルの
比である信号レベルとマスクレベルの比（以下、ＳＭＲ
と表す）を各周波数帯域ごとに計算し出力する。ビット
割当器１５は各周波数帯域ごとのＳＭＲより各周波数帯
域ごとのビット割当量を決定する。量子化器３は各周波
数帯域ごとのビット割当量とスケールファクタにより、
各周波数帯域のサンプルを量子化し出力する。多重化器
６はビット割当情報とスケールファクタと量子化値を多
重化しビット列８として出力する。
ロック図である。周波数帯域分割フィルタ１は、ＰＣＭ
信号７を３２の周波数帯域に分割した値を出力する。こ
こで出力信号のサンプリング周波数はＰＣＭ信号７のサ
ンプリング周波数の１／３２になる。スケールファクタ
決定器２は各周波数帯域の出力値から、１２サンプルご
とに正規化を行うための係数（以下、スケールファクタ
と表す）を決定し出力する。ＳＭＲ算出器４はＰＣＭ信
号７から心理聴覚モデルに基づき各周波数帯域ごとのマ
スクレベルを算出し、各周波数帯域のサンプルとスケー
ルファクタより信号レベルを求め、この２つのレベルの
比である信号レベルとマスクレベルの比（以下、ＳＭＲ
と表す）を各周波数帯域ごとに計算し出力する。ビット
割当器１５は各周波数帯域ごとのＳＭＲより各周波数帯
域ごとのビット割当量を決定する。量子化器３は各周波
数帯域ごとのビット割当量とスケールファクタにより、
各周波数帯域のサンプルを量子化し出力する。多重化器
６はビット割当情報とスケールファクタと量子化値を多
重化しビット列８として出力する。
【０００４】ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ１方式
の１フレームに含まれるビット数はビットレート、サン
プリング周波数の数値から決まる。一例として、ビット
レートが１９２ｋｂｐｓ，サンプリング周波数が４８ｋ
Ｈｚの場合、上述の規格により１フレームのビット数は
１５３６ビットになる。
の１フレームに含まれるビット数はビットレート、サン
プリング周波数の数値から決まる。一例として、ビット
レートが１９２ｋｂｐｓ，サンプリング周波数が４８ｋ
Ｈｚの場合、上述の規格により１フレームのビット数は
１５３６ビットになる。
【０００５】ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ １方
式の１フレーム構造は、例えば図６に示す様にヘッダ
（ｈｅａｄｅｒ）、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎ
ｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ）、ビットアロケーション（ｂｉ
ｔ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）、スケールファクタ（ｓｃ
ａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）、サンプル（ｓａｍｐｌｅ）、
アンシラリビット（ａｎｃｉｌｌａｒｙ ｂｉｔ）から
構成される。
式の１フレーム構造は、例えば図６に示す様にヘッダ
（ｈｅａｄｅｒ）、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎ
ｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ）、ビットアロケーション（ｂｉ
ｔ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）、スケールファクタ（ｓｃ
ａｌｅ ｆａｃｔｏｒ）、サンプル（ｓａｍｐｌｅ）、
アンシラリビット（ａｎｃｉｌｌａｒｙ ｂｉｔ）から
構成される。
【０００６】ヘッダは常に３２ビット、ビットアロケー
ションは周波数帯域ごとに４ビット必要であり１２８ビ
ット／ｃｈ（４×３２）となる。これ以外の要素は条件
により変化することとなる。ヘッダにはＣＲＣの有無を
示すビットがありＣＲＣ有りの場合１６ビットが必要に
なる。スケールファクタは各周波数帯域のビット割り当
てが０でない場合、周波数帯域ごとに６ビット必要にな
る。サンプルは各周波数帯域のビット割り当てが０でな
い場合、ビット割り当て１ビット当たり１２ビット必要
になる。１フレームの総ビット数から上記のビット数を
減じた残りがアンシラリビットになる。
ションは周波数帯域ごとに４ビット必要であり１２８ビ
ット／ｃｈ（４×３２）となる。これ以外の要素は条件
により変化することとなる。ヘッダにはＣＲＣの有無を
示すビットがありＣＲＣ有りの場合１６ビットが必要に
なる。スケールファクタは各周波数帯域のビット割り当
てが０でない場合、周波数帯域ごとに６ビット必要にな
る。サンプルは各周波数帯域のビット割り当てが０でな
い場合、ビット割り当て１ビット当たり１２ビット必要
になる。１フレームの総ビット数から上記のビット数を
減じた残りがアンシラリビットになる。
【０００７】ビット割り当て処理で割り当てる最大ビッ
ト数は、ＣＲＣなしで、アンシラリビットを故意に割り
当てない場合に最大になり、前出のビットレートが１９
２ｋｂｐｓ，サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合の
１フレームの割り当て可能ビット数であるスケールファ
クタとサンプルの合計ビット数は１３７６ビット（１５
３６−（３２＋１２８））になる。
ト数は、ＣＲＣなしで、アンシラリビットを故意に割り
当てない場合に最大になり、前出のビットレートが１９
２ｋｂｐｓ，サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合の
１フレームの割り当て可能ビット数であるスケールファ
クタとサンプルの合計ビット数は１３７６ビット（１５
３６−（３２＋１２８））になる。
【０００８】ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ１方式
での周波数帯域ごとの割当ビット数と割当ビット数によ
り決まるＳ／Ｎ比の関係を図７に示す。各周波数帯域に
割り当てるビット数は１ビットを除く（図７に示されて
いない）０から１５ビットまでとなっている。
での周波数帯域ごとの割当ビット数と割当ビット数によ
り決まるＳ／Ｎ比の関係を図７に示す。各周波数帯域に
割り当てるビット数は１ビットを除く（図７に示されて
いない）０から１５ビットまでとなっている。
【０００９】図８は図５の従来例のビット割り当て処理
を示すフローチャートである。ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ方
式では２チャンネルまでの符号化が行えるが、ここでは
１チャンネルの場合について説明する。処理Ｐ１では３
２周波数帯域のＳＭＲの中でＳＭＲが最大となる周波数
帯域を求め、この周波数帯域の割り当てビット数を１段
階（図７）増やし、増やしたビット数に応じて新しいＳ
ＭＲを求める。当該周波数帯域に最初のビット割り当て
（図５においては０ビットであったところに２ビットを
割り当てる）た場合には、スケールファクタに６ビット
と、サンプルに２４ビット（１フレームにおいて時間軸
に関し１２に区分されているため、２×１２＝２４）と
の合計３０ビットを割り当てる。この結果、割り当てた
ビット数が限界値である１５ビット（図７における最大
ビット）になったら以後は割り当て処理が起こらないよ
うにＳＭＲの比較処理から外すようにする。既にビット
（２ビット以上）が割り当てられている周波数帯域にビ
ットを割り当てる場合はサンプルに１２ビット（１×１
２）のみが割り当てられる。割り当てたビット数を割り
当て可能ビット数から減じる。
を示すフローチャートである。ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ方
式では２チャンネルまでの符号化が行えるが、ここでは
１チャンネルの場合について説明する。処理Ｐ１では３
２周波数帯域のＳＭＲの中でＳＭＲが最大となる周波数
帯域を求め、この周波数帯域の割り当てビット数を１段
階（図７）増やし、増やしたビット数に応じて新しいＳ
ＭＲを求める。当該周波数帯域に最初のビット割り当て
（図５においては０ビットであったところに２ビットを
割り当てる）た場合には、スケールファクタに６ビット
と、サンプルに２４ビット（１フレームにおいて時間軸
に関し１２に区分されているため、２×１２＝２４）と
の合計３０ビットを割り当てる。この結果、割り当てた
ビット数が限界値である１５ビット（図７における最大
ビット）になったら以後は割り当て処理が起こらないよ
うにＳＭＲの比較処理から外すようにする。既にビット
（２ビット以上）が割り当てられている周波数帯域にビ
ットを割り当てる場合はサンプルに１２ビット（１×１
２）のみが割り当てられる。割り当てたビット数を割り
当て可能ビット数から減じる。
【００１０】処理Ｐ２では割り当て可能ビット数が３０
ビット以上あるならば処理Ｐ１に戻り、３０ビット未満
であれば処理Ｐ３に移る。処理Ｐ３では割り当て可能ビ
ット数が１２ビット未満ならば処理を終了するが、１２
ビット以上であれば、処理Ｐ４に移る。処理Ｐ４ではビ
ット未割り当ての周波数帯域は以後は割り当て処理が行
われないようにＳＭＲの比較処理から外す。
ビット以上あるならば処理Ｐ１に戻り、３０ビット未満
であれば処理Ｐ３に移る。処理Ｐ３では割り当て可能ビ
ット数が１２ビット未満ならば処理を終了するが、１２
ビット以上であれば、処理Ｐ４に移る。処理Ｐ４ではビ
ット未割り当ての周波数帯域は以後は割り当て処理が行
われないようにＳＭＲの比較処理から外す。
【００１１】処理Ｐ５では３２の周波数帯域のＳＭＲの
中で最大となる周波数帯域を求め、この周波数帯域の割
り当てビット数を１段階増やす。この結果、割り当てた
ビット数が限界値である１５ビットになったら以後は割
り当て処理が起こらないようにＳＭＲの比較処理から外
す。また、割り当てたビット数を割り当て可能ビット数
から減じる。処理Ｐ６では割り当て可能ビット数が１２
ビット以上あるならば処理Ｐ５に戻り、１２ビット未満
であれば終了する。
中で最大となる周波数帯域を求め、この周波数帯域の割
り当てビット数を１段階増やす。この結果、割り当てた
ビット数が限界値である１５ビットになったら以後は割
り当て処理が起こらないようにＳＭＲの比較処理から外
す。また、割り当てたビット数を割り当て可能ビット数
から減じる。処理Ｐ６では割り当て可能ビット数が１２
ビット以上あるならば処理Ｐ５に戻り、１２ビット未満
であれば終了する。
【００１２】処理Ｐ１、処理Ｐ４、処理Ｐ５の中には一
定回数の処理を繰り返すための比較処理があり、このよ
うな処理は、同じ処理を必要な回数だけ直列的に記述す
ることにより削減することも可能である。よって、一定
回数の繰り返し処理を除いた各処理での比較処理の回数
を示せば図９のようになる。
定回数の処理を繰り返すための比較処理があり、このよ
うな処理は、同じ処理を必要な回数だけ直列的に記述す
ることにより削減することも可能である。よって、一定
回数の繰り返し処理を除いた各処理での比較処理の回数
を示せば図９のようになる。
【００１３】上記のビット割り当て処理量が最大となる
条件は処理Ｐ１からＰ２までの繰り返し回数が最大とな
る場合である。これはビット割り当てがある周波数帯域
に偏ることによりスケールファクタのビット数が少なく
なり、サンプルのビット数が増加することによってＰ１
からＰ２までの処理回数が最大となる。前出のビットレ
ートが１９２ｋｂｐｓ，サンプリング周波数が４８ｋＨ
ｚの場合では、周波数周波数帯域０から５に１４ビッ
ト、周波数帯域６から７に１３ビット、その他の周波数
帯域は０ビットにした場合、繰り返し回数は最大にな
る。
条件は処理Ｐ１からＰ２までの繰り返し回数が最大とな
る場合である。これはビット割り当てがある周波数帯域
に偏ることによりスケールファクタのビット数が少なく
なり、サンプルのビット数が増加することによってＰ１
からＰ２までの処理回数が最大となる。前出のビットレ
ートが１９２ｋｂｐｓ，サンプリング周波数が４８ｋＨ
ｚの場合では、周波数周波数帯域０から５に１４ビッ
ト、周波数帯域６から７に１３ビット、その他の周波数
帯域は０ビットにした場合、繰り返し回数は最大にな
る。
【００１４】このようなビット割り当てとなる一例とし
て図１０のようなＳＭＲの場合、処理Ｐ１からＰ２まで
１０１回繰り返し、処理Ｐ５からＰ６まで１回実行す
る。よって、比較処理は合計３５０１回発生する。図５
の従来の帯域分割符号化装置において、以上の様なビッ
ト割り当て処理を行うビット割当器１５は例えばマイク
ロプロセッサにより実現される。
て図１０のようなＳＭＲの場合、処理Ｐ１からＰ２まで
１０１回繰り返し、処理Ｐ５からＰ６まで１回実行す
る。よって、比較処理は合計３５０１回発生する。図５
の従来の帯域分割符号化装置において、以上の様なビッ
ト割り当て処理を行うビット割当器１５は例えばマイク
ロプロセッサにより実現される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の帯域分
割符号化装置においては、ビット割当器の処理が多くの
比較処理を含んでおり、音声信号を定められた実時間で
符号化するためには処理能力の高いマイクロプロセッサ
や、ハードウェアが必要となり、装置の価格が非常に高
価なものになる欠点がある。
割符号化装置においては、ビット割当器の処理が多くの
比較処理を含んでおり、音声信号を定められた実時間で
符号化するためには処理能力の高いマイクロプロセッサ
や、ハードウェアが必要となり、装置の価格が非常に高
価なものになる欠点がある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の帯域分割符号化
装置は、ディジタル音声信号を複数の部分周波数帯域に
分割する帯域分割フィルタと、ディジタル音声信号から
心理聴覚モデルに基づき各部分帯域ごとのマスクレベル
を算出し、各周波数帯域のサンプルより各周波数帯域の
信号レベルを求め、前記信号レベルと前記マスクレベル
の比である信号対マスクレベル比すなわちＳＭＲを各周
波数帯域ごとに出力するＳＭＲ算出器と、各周波数帯域
ごとのＳＭＲよりビット割当量を決定するビット割当器
と、各帯域ごとのビット割当量より求まる量子化ステッ
プ数で各帯域のサンプルを量子化する量子化器とを有す
る帯域分割符号化装置であって、前記ビット割当器は、
全周波数帯域のＳＭＲから最大ＳＭＲをとる帯域に割り
当てるビット数（以下、基準ビット数）より求まるＳＮ
比を減じた値（以下、基準ＮＭＲ）を求め、この基準Ｎ
ＭＲを増減することによりビット割当を行う。
装置は、ディジタル音声信号を複数の部分周波数帯域に
分割する帯域分割フィルタと、ディジタル音声信号から
心理聴覚モデルに基づき各部分帯域ごとのマスクレベル
を算出し、各周波数帯域のサンプルより各周波数帯域の
信号レベルを求め、前記信号レベルと前記マスクレベル
の比である信号対マスクレベル比すなわちＳＭＲを各周
波数帯域ごとに出力するＳＭＲ算出器と、各周波数帯域
ごとのＳＭＲよりビット割当量を決定するビット割当器
と、各帯域ごとのビット割当量より求まる量子化ステッ
プ数で各帯域のサンプルを量子化する量子化器とを有す
る帯域分割符号化装置であって、前記ビット割当器は、
全周波数帯域のＳＭＲから最大ＳＭＲをとる帯域に割り
当てるビット数（以下、基準ビット数）より求まるＳＮ
比を減じた値（以下、基準ＮＭＲ）を求め、この基準Ｎ
ＭＲを増減することによりビット割当を行う。
【００１７】
【作用】帯域分割符号化装置のビット割当器は、基準と
なるＮＭＲを求め、この基準ＮＭＲより大きなＳＭＲを
持つ周波数帯域には、基準ＮＭＲとの差分に相当するビ
ット数を仮に割り当て、基準ＮＭＲを調整することによ
り、仮ビット割当後の残りビット数が最少になるまで繰
り返す処理を行う。
なるＮＭＲを求め、この基準ＮＭＲより大きなＳＭＲを
持つ周波数帯域には、基準ＮＭＲとの差分に相当するビ
ット数を仮に割り当て、基準ＮＭＲを調整することによ
り、仮ビット割当後の残りビット数が最少になるまで繰
り返す処理を行う。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の帯域分割符号化装置の一実
施例を示すブロック図、図２（ａ），（ｂ）は、図１の
実施例のビット割当器の処理手順を示すフローチャー
ト、図３は図２（ａ）における仮ビット割当処理を示す
フローチャートである。なお、図１の実施例の帯域分割
符号化装置においては、ビット割当器５を除けば、従来
例と同様な構成要素を用いることとするので、ビット割
当器５以外の個々の部材の説明は省略する。
て説明する。図１は本発明の帯域分割符号化装置の一実
施例を示すブロック図、図２（ａ），（ｂ）は、図１の
実施例のビット割当器の処理手順を示すフローチャー
ト、図３は図２（ａ）における仮ビット割当処理を示す
フローチャートである。なお、図１の実施例の帯域分割
符号化装置においては、ビット割当器５を除けば、従来
例と同様な構成要素を用いることとするので、ビット割
当器５以外の個々の部材の説明は省略する。
【００１９】以下、図２（ａ），（ｂ）、図３を参照し
てビット割り当て処理手順を説明する。処理Ｓ１では３
２の周波数帯域の中で信号対マスクレベルの比ＳＭＲが
最大の周波数帯域を求める。この最大ＳＭＲを持つ周波
数帯域に割り当てるビット数（以後、基準ビット数と表
す）に相当するＳＮＲを最大ＳＭＲから減じた値を基準
ＮＭＲとする。処理Ｓ２では基準ＮＭＲよりＳＭＲが大
きな周波数帯域について、差分に相当するビット数を仮
割当する。
てビット割り当て処理手順を説明する。処理Ｓ１では３
２の周波数帯域の中で信号対マスクレベルの比ＳＭＲが
最大の周波数帯域を求める。この最大ＳＭＲを持つ周波
数帯域に割り当てるビット数（以後、基準ビット数と表
す）に相当するＳＮＲを最大ＳＭＲから減じた値を基準
ＮＭＲとする。処理Ｓ２では基準ＮＭＲよりＳＭＲが大
きな周波数帯域について、差分に相当するビット数を仮
割当する。
【００２０】図３に示される仮割当において、処理Ｓ２
０１では変数ＳＢに０を代入し、処理Ｓ２０２では基準
ＮＭＲとＳＭＲの差から仮割当ビット数を決定する。こ
の割当ビット数の決定では図７のＳＮＲとビット数の関
係から１６種類のビット割り当てレベルから１つを選択
する。よって、木検索手法を用いることにより５回の比
較処理で割り当てビット数が決定できる。処理Ｓ２０３
では決定したビット数により求められる使用ビット数を
割り当て可能ビット数から減じ、この周波数帯域のＳＭ
Ｒから割り当てたビット数から求められるＳＮＲを減じ
る。処理Ｓ２０４では変数ＳＢに１を加算し、処理Ｓ２
０５では変数ＳＢが３２でないならば処理Ｓ２０２にも
どり、３２ならば処理を終了する。
０１では変数ＳＢに０を代入し、処理Ｓ２０２では基準
ＮＭＲとＳＭＲの差から仮割当ビット数を決定する。こ
の割当ビット数の決定では図７のＳＮＲとビット数の関
係から１６種類のビット割り当てレベルから１つを選択
する。よって、木検索手法を用いることにより５回の比
較処理で割り当てビット数が決定できる。処理Ｓ２０３
では決定したビット数により求められる使用ビット数を
割り当て可能ビット数から減じ、この周波数帯域のＳＭ
Ｒから割り当てたビット数から求められるＳＮＲを減じ
る。処理Ｓ２０４では変数ＳＢに１を加算し、処理Ｓ２
０５では変数ＳＢが３２でないならば処理Ｓ２０２にも
どり、３２ならば処理を終了する。
【００２１】処理Ｓ３では変数ＮＥＷに残りビット数を
代入する。処理Ｓ４では割り当てた結果、割り当て可能
ビット数が０以上の場合処理Ｓ５に分岐し、０未満であ
った場合には処理Ｓ９に分岐する。処理Ｓ５では、基準
ビット数が割り当て可能な最大ビット数の１段階手前で
ある１４ビットならば処理Ｓ１５に分岐し、仮割当処理
を終了する。１４ビットでないならば、処理Ｓ６に移り
基準ビット数を１段階増やし、基準ＮＭＲを再計算し、
仮ビット割当を行う。処理Ｓ７では変数ＯＬＤに変数Ｎ
ＥＷを代入し、変数ＮＥＷに割り当て可能ビット数を代
入する。処理Ｓ８では割り当て可能ビット数が０より多
いならば処理Ｓ５にもどり、０以下ならば処理Ｓ１３に
移る。
代入する。処理Ｓ４では割り当てた結果、割り当て可能
ビット数が０以上の場合処理Ｓ５に分岐し、０未満であ
った場合には処理Ｓ９に分岐する。処理Ｓ５では、基準
ビット数が割り当て可能な最大ビット数の１段階手前で
ある１４ビットならば処理Ｓ１５に分岐し、仮割当処理
を終了する。１４ビットでないならば、処理Ｓ６に移り
基準ビット数を１段階増やし、基準ＮＭＲを再計算し、
仮ビット割当を行う。処理Ｓ７では変数ＯＬＤに変数Ｎ
ＥＷを代入し、変数ＮＥＷに割り当て可能ビット数を代
入する。処理Ｓ８では割り当て可能ビット数が０より多
いならば処理Ｓ５にもどり、０以下ならば処理Ｓ１３に
移る。
【００２２】処理Ｓ９では、基準ビット数が未割当状態
の１段階手前である２ビットならば処理Ｓ１５に分岐
し、仮割当処理を終了する。処理Ｓ１０では基準ビット
数を１段階下げ、基準ＮＭＲを再計算し、ビット解放を
行い、処理Ｓ１１に移り解放したビット数を割り当て可
能ビット数に加算する。処理Ｓ１２では割り当て可能ビ
ット数が０未満ならば処理Ｓ９にもどり、０以上ならば
処理Ｓ１３に進む。処理Ｓ１３では変数ＯＬＤと変数Ｎ
ＥＷの絶対値を比較し、変数ＮＥＷの絶対値が大きいな
らば残りビット数に変数ＯＬＤを代入し、ビット割当情
報もＯＬＤの値に戻す。
の１段階手前である２ビットならば処理Ｓ１５に分岐
し、仮割当処理を終了する。処理Ｓ１０では基準ビット
数を１段階下げ、基準ＮＭＲを再計算し、ビット解放を
行い、処理Ｓ１１に移り解放したビット数を割り当て可
能ビット数に加算する。処理Ｓ１２では割り当て可能ビ
ット数が０未満ならば処理Ｓ９にもどり、０以上ならば
処理Ｓ１３に進む。処理Ｓ１３では変数ＯＬＤと変数Ｎ
ＥＷの絶対値を比較し、変数ＮＥＷの絶対値が大きいな
らば残りビット数に変数ＯＬＤを代入し、ビット割当情
報もＯＬＤの値に戻す。
【００２３】処理Ｓ１５では残りビット数が０未満なら
ば処理Ｓ１６に分岐し、０以上ならば処理Ｓ１９に分岐
する。処理Ｓ１６では、ビット未割当周波数帯域をＳＭ
Ｒの比較処理から外し、処理Ｓ１７では、ＳＭＲが最小
である周波数帯域を求め、この周波数帯域の割当ビット
数を１段階下げる。処理Ｓ１８では割り当て可能ビット
数が０未満ならば処理Ｓ１７に戻り、０以上ならば処理
Ｓ２１に移る。処理Ｓ１９では、割り当て可能ビット数
が３０未満ならば処理Ｓ２１に分岐し、３０以上ならば
処理Ｓ２０に移る。処理Ｓ２０ではＳＭＲが最大である
周波数帯域を求め、この周波数帯域の割当ビット数を１
段階上げ、処理Ｓ１９に戻る。
ば処理Ｓ１６に分岐し、０以上ならば処理Ｓ１９に分岐
する。処理Ｓ１６では、ビット未割当周波数帯域をＳＭ
Ｒの比較処理から外し、処理Ｓ１７では、ＳＭＲが最小
である周波数帯域を求め、この周波数帯域の割当ビット
数を１段階下げる。処理Ｓ１８では割り当て可能ビット
数が０未満ならば処理Ｓ１７に戻り、０以上ならば処理
Ｓ２１に移る。処理Ｓ１９では、割り当て可能ビット数
が３０未満ならば処理Ｓ２１に分岐し、３０以上ならば
処理Ｓ２０に移る。処理Ｓ２０ではＳＭＲが最大である
周波数帯域を求め、この周波数帯域の割当ビット数を１
段階上げ、処理Ｓ１９に戻る。
【００２４】処理Ｓ２１では割り当て可能ビット数が１
２未満ならば処理を終了する。１２以上ならば、処理Ｓ
２２に移る。処理Ｓ２２ではビット未割当周波数帯域を
ＳＭＲの比較処理から外す。処理Ｓ２３ではＳＭＲが最
大である周波数帯域を求め、この周波数帯域の割当ビッ
ト数を１段階上げる。処理Ｓ２４では残りビット数が１
２未満ならば処理を終了し、１２以上ならば処理Ｓ２３
に戻る。
２未満ならば処理を終了する。１２以上ならば、処理Ｓ
２２に移る。処理Ｓ２２ではビット未割当周波数帯域を
ＳＭＲの比較処理から外す。処理Ｓ２３ではＳＭＲが最
大である周波数帯域を求め、この周波数帯域の割当ビッ
ト数を１段階上げる。処理Ｓ２４では残りビット数が１
２未満ならば処理を終了し、１２以上ならば処理Ｓ２３
に戻る。
【００２５】図４は本実施例における各処理における比
較処理量である比較演算回数を示す図である。従来例に
おける比較演算量が最大となる条件で本実施例での比較
演算量を求める。ここでは、基準ビット数を９ビットと
する。処理Ｓ４では処理Ｓ５に進み、処理Ｓ５からＳ８
までを５回繰り返す。処理Ｓ１５では処理Ｓ１９に分岐
し、処理Ｓ１９では処理Ｓ２０に進み、３回目の処理Ｓ
１９でＳ２１に分岐し、処理Ｓ２１では終了に移る。よ
って、比較演算回数は２７２回になる。また、ビット割
り当て処理結果は従来例と同じ結果になる。
較処理量である比較演算回数を示す図である。従来例に
おける比較演算量が最大となる条件で本実施例での比較
演算量を求める。ここでは、基準ビット数を９ビットと
する。処理Ｓ４では処理Ｓ５に進み、処理Ｓ５からＳ８
までを５回繰り返す。処理Ｓ１５では処理Ｓ１９に分岐
し、処理Ｓ１９では処理Ｓ２０に進み、３回目の処理Ｓ
１９でＳ２１に分岐し、処理Ｓ２１では終了に移る。よ
って、比較演算回数は２７２回になる。また、ビット割
り当て処理結果は従来例と同じ結果になる。
【００２６】
【発明の効果】以上、説明したように本発明では、最大
ＳＭＲと基準ビット数から基準ＮＭＲを求め、この基準
ＮＭＲを元にして仮ビット割当を行い、基準ＮＭＲを増
減することにより割り当て可能ビット数が最少になるま
で仮割当を行った後、残りビット数の割り当て、または
不足ビット数の解放処理を行うことで、ビット割当処理
における比較処理演算回数を従来例で最大となる場合に
比べ減少させることができる。好ましい実施態様によれ
ば比較処理演算回数を従来の３５０１回から本発明によ
る２７２回に減少できる。
ＳＭＲと基準ビット数から基準ＮＭＲを求め、この基準
ＮＭＲを元にして仮ビット割当を行い、基準ＮＭＲを増
減することにより割り当て可能ビット数が最少になるま
で仮割当を行った後、残りビット数の割り当て、または
不足ビット数の解放処理を行うことで、ビット割当処理
における比較処理演算回数を従来例で最大となる場合に
比べ減少させることができる。好ましい実施態様によれ
ば比較処理演算回数を従来の３５０１回から本発明によ
る２７２回に減少できる。
【図１】本発明の帯域分割符号化装置の一実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は図１の実施例におけるビット
割り当て処理を示すフローチャートである。
割り当て処理を示すフローチャートである。
【図３】図１の実施例における仮り割り当て処理を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】図１の実施例におけるビット割り当て処理にお
ける各処理での比較演算量を表す図である。
ける各処理での比較演算量を表す図である。
【図５】帯域分割符号化装置の従来例を示すブロック図
である。
である。
【図６】ＭＰＥＧ／Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ１の方式に
おけるフレーム構造を示す図である。
おけるフレーム構造を示す図である。
【図７】割り当てビット数とＳ／Ｎ比の関係を表す図で
ある。
ある。
【図８】従来のビット割り当て処理を示すフローチャー
トである。
トである。
【図９】従来のビット割り当て処理における各処理での
比較演算量を表す図である。
比較演算量を表す図である。
【図１０】従来例において比較演算処理量が最大となる
周波数帯域ごとのＳＭＲの例を示す図である。
周波数帯域ごとのＳＭＲの例を示す図である。
１ 周波数帯域分割フィルタ ２ スケールファクタ決定器 ３ 量子化器 ４ ＳＭＲ算出器 ５ ビット割当器 ６ 多重化器 ７ ＰＣＭ信号 ８ ビット列
Claims (4)
- 【請求項１】 ディジタル音声信号を複数の部分周波数
帯域に分割する帯域分割フィルタと、ディジタル音声信
号から心理聴覚モデルに基づき各部分帯域ごとのマスク
レベルを算出し、各周波数帯域のサンプルより各周波数
帯域の信号レベルを求め、前記信号レベルと前記マスク
レベルの比である信号対マスクレベル比すなわちＳＭＲ
を各周波数帯域ごとに出力するＳＭＲ算出器と、各周波
数帯域ごとのＳＭＲよりビット割当量を決定するビット
割当器と、各帯域ごとのビット割当量より求まる量子化
ステップ数で各帯域のサンプルを量子化する量子化器と
を有する帯域分割符号化装置において、 前記ビット割当器は、全周波数帯域のＳＭＲから最大Ｓ
ＭＲをとる帯域に割り当てるビット数（以下、基準ビッ
ト数）より求まるＳＮ比を減じた値（以下、基準ＮＭ
Ｒ）を求め、この基準ＮＭＲを増減することによりビッ
ト割当を行うことを特徴とする帯域分割符号化装置。 - 【請求項２】 前記ビット割当器は、基準となるＮＭＲ
を求め、この基準ＮＭＲより大きなＳＭＲを持つ周波数
帯域には、基準ＮＭＲとの差分に相当するビット数を仮
に割り当て、基準ＮＭＲを調整することにより、仮ビッ
ト割当後の残りビット数が最少になるまで繰り返してビ
ット割り当てを行う請求項１記載の帯域分割符号化装
置。 - 【請求項３】 前記ディジタル音声信号の１フレームへ
の割り当て可能なビット数の限度および各周波数帯域へ
の割り当て可能な最大ビット数の限度が予め定められて
いる請求項１または２記載の帯域分割符号化装置。 - 【請求項４】 前記ディジタル音声信号のビットレート
が１９２ｋｂｐｓ、サンプリング周波数が４８ｋＨｚで
あって、前記１フレームへの割り当て可能なビット数の
限度が１５３６ビット、各周波数帯域への割り当て可能
な最大ビット数の限度が１５ビットである請求項３記載
の帯域分割符号化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229889A JP2778482B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 帯域分割符号化装置 |
| DE69510147T DE69510147T2 (de) | 1994-09-26 | 1995-09-25 | Perzeptueller Teilbandkodierer |
| EP95306733A EP0703677B1 (en) | 1994-09-26 | 1995-09-25 | Perceptual subband encoder |
| US08/533,100 US5588024A (en) | 1994-09-26 | 1995-09-25 | Frequency subband encoding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6229889A JP2778482B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 帯域分割符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0895598A true JPH0895598A (ja) | 1996-04-12 |
| JP2778482B2 JP2778482B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=16899310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6229889A Expired - Fee Related JP2778482B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 帯域分割符号化装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5588024A (ja) |
| EP (1) | EP0703677B1 (ja) |
| JP (1) | JP2778482B2 (ja) |
| DE (1) | DE69510147T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006235253A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Toa Corp | 符号化装置、符号化方法、復号化装置及び復号化方法 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970011727B1 (en) * | 1994-11-09 | 1997-07-14 | Daewoo Electronics Co Ltd | Apparatus for encoding of the audio signal |
| AU5663296A (en) | 1995-04-10 | 1996-10-30 | Corporate Computer Systems, Inc. | System for compression and decompression of audio signals fo r digital transmission |
| US6700958B2 (en) * | 1995-04-10 | 2004-03-02 | Starguide Digital Networks, Inc. | Method and apparatus for transmitting coded audio signals through a transmission channel with limited bandwidth |
| JP2776300B2 (ja) * | 1995-05-31 | 1998-07-16 | 日本電気株式会社 | 音声信号処理回路 |
| WO1997007606A1 (en) * | 1995-08-16 | 1997-02-27 | Starguide Digital Networks, Inc. | Dynamic allocation of bandwidth for transmission of audio signals and a video signal |
| JP2000514929A (ja) * | 1995-09-01 | 2000-11-07 | スターガイド デジタル ネットワークス，インコーポレイティド | オーディオファイル配信および生成システム |
| JPH09101799A (ja) * | 1995-10-04 | 1997-04-15 | Sony Corp | 信号符号化方法及び装置 |
| US5956674A (en) * | 1995-12-01 | 1999-09-21 | Digital Theater Systems, Inc. | Multi-channel predictive subband audio coder using psychoacoustic adaptive bit allocation in frequency, time and over the multiple channels |
| US7194757B1 (en) | 1998-03-06 | 2007-03-20 | Starguide Digital Network, Inc. | Method and apparatus for push and pull distribution of multimedia |
| US6160797A (en) | 1998-04-03 | 2000-12-12 | Starguide Digital Networks, Inc. | Satellite receiver/router, system, and method of use |
| US8284774B2 (en) | 1998-04-03 | 2012-10-09 | Megawave Audio Llc | Ethernet digital storage (EDS) card and satellite transmission system |
| DE69932861T2 (de) * | 1999-10-30 | 2007-03-15 | Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd. | Verfahren zur kodierung eines audiosignals mit einem qualitätswert für bit-zuordnung |
| US7075506B2 (en) * | 2000-02-25 | 2006-07-11 | Texas Instruments Incorporated | Spatial-temporal multiplexing |
| US6745162B1 (en) * | 2000-06-22 | 2004-06-01 | Sony Corporation | System and method for bit allocation in an audio encoder |
| WO2002069073A2 (en) * | 2000-11-13 | 2002-09-06 | Starguide Digital Networks, Inc. | Ethernet digital storage (eds) card and satellite transmission system including faxing capability |
| JP2002196792A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音声符号化方式、音声符号化方法およびそれを用いる音声符号化装置、記録媒体、ならびに音楽配信システム |
| WO2004107318A1 (en) * | 2003-05-27 | 2004-12-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Audio coding |
| US8774308B2 (en) * | 2011-11-01 | 2014-07-08 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for improving transmission of data on a bandwidth mismatched channel |
| US8781023B2 (en) * | 2011-11-01 | 2014-07-15 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Method and apparatus for improving transmission of data on a bandwidth expanded channel |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5367608A (en) * | 1990-05-14 | 1994-11-22 | U.S. Philips Corporation | Transmitter, encoding system and method employing use of a bit allocation unit for subband coding a digital signal |
| JP2906646B2 (ja) * | 1990-11-09 | 1999-06-21 | 松下電器産業株式会社 | 音声帯域分割符号化装置 |
| US5365553A (en) * | 1990-11-30 | 1994-11-15 | U.S. Philips Corporation | Transmitter, encoding system and method employing use of a bit need determiner for subband coding a digital signal |
| TW235392B (ja) * | 1992-06-02 | 1994-12-01 | Philips Electronics Nv | |
| JP2976701B2 (ja) * | 1992-06-24 | 1999-11-10 | 日本電気株式会社 | 量子化ビット数割当方法 |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP6229889A patent/JP2778482B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-09-25 EP EP95306733A patent/EP0703677B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-25 US US08/533,100 patent/US5588024A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-25 DE DE69510147T patent/DE69510147T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006235253A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Toa Corp | 符号化装置、符号化方法、復号化装置及び復号化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5588024A (en) | 1996-12-24 |
| EP0703677A2 (en) | 1996-03-27 |
| JP2778482B2 (ja) | 1998-07-23 |
| DE69510147T2 (de) | 2000-03-02 |
| EP0703677B1 (en) | 1999-06-09 |
| DE69510147D1 (de) | 1999-07-15 |
| EP0703677A3 (en) | 1997-06-18 |
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|---|---|---|---|
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