JPH09102742A - 符号化方法および装置、復号化方法および装置、並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチチャネルの信号を高効率符号化するこ
とができるようにする。 【解決手段】 入力端子１０１ａ乃至１０１ｅより入力
されたオーディオデータから、混合器１０２において混
合処理データが作成され、処理データ抽出器１０３ａ乃
至１０３ｅおよび符号器１０５ｆ，１０５ｇに供給され
る。処理データ抽出器１０３ａ乃至１０３ｅにおいて
は、混合処理データによって再現しないデータが符号器
１０５ａ乃至１０５ｅに供給され、混合処理データによ
って再現する残りのデータの再現用パラメータがマルチ
プレクサ１０６に供給される。再現用パラメータと、符
号器１０５ａ乃至１０５ｇにおいて符号化されたデータ
は、マルチプレクサ１０６において１つのビットストリ
ームにされた後、出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化方法および
装置、復号化方法および装置、並びに記録媒体に関し、
例えば、ビデオテープレコーダ、ビデオディスクプレー
ヤ等のステレオや、いわゆるマルチサウンド音響システ
ムにおいて、マルチチャネルのディジタル信号を圧縮符
号化する場合に用いて好適な符号化方法および装置、復
号化方法および装置、並びに記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、オーディオあるいは音声等の
信号の高能率符号化の手法および装置には種々あるが、
例えば、時間領域のオーディオ信号等を単位時間毎にブ
ロック化し、このブロック毎の時間軸の信号を周波数軸
上の信号に変換（直交変換）して複数の周波数帯域に分
割し、各帯域毎に符号化するブロック化周波数帯域分割
方式、いわゆる変換符号化（トランスフォームコーディ
ング）や、時間領域のオーディオ信号等を単位時間毎に
ブロック化しないで、複数の周波数帯域に分割して符号
化する非ブロック化周波数帯域分割方式である帯域分割
符号化（サブバンドコーディング：ＳＢＣ）等を挙げる
ことができる。

【０００３】また、上述の帯域分割符号化と変換符号化
とを組み合わせた高能率符号化の手法および装置も考え
られており、この場合には、例えば、帯域分割符号化で
帯域分割を行った後、分割された各帯域毎の信号を周波
数領域の信号に直交変換し、直交変換された信号が各領
域毎に符号化される。

【０００４】ここで、上述した帯域分割符号化において
用いられる帯域分割用フィルタとしては、例えばＱＭＦ
（直交ミラーフィルタ：Quadrature Mirror Filter）な
どのフィルタがあり、このＱＭＦフィルタは、文献「デ
ィジタル・コーディング・オブ・スピーチ・イン・サブ
バンズ」("Digital coding of speech in subbands"R.
E.Crochiere, BellSyst.Tech. J., Vol.55,No.8 1976)
に述べられている。このＱＭＦフィルタは、帯域を等バ
ンド幅に２分割するものであり、このフィルタにおいて
は、分割した帯域を後に合成する際にいわゆるエリアシ
ングが発生しないことが特徴となっている。

【０００５】また、文献「ポリフェイズ・クァドラチュ
ア・フィルターズ−新しい帯域分割符号化技術」("Poly
phase Quadrature filters -A newsubband coding tech
nique", oseph H. Rothweiler ICASSP 83, BOSTON) に
は、等帯域幅のフィルタ分割方法が述べられている。こ
のポリフェイズ・クァドラチュア・フィルタにおいて
は、信号を等バンド幅の複数の帯域に分割する際に一度
に分割できることが特徴となっている。

【０００６】さらに、上述した直交変換のスペクトル変
換としては、例えば、入力オーディオ信号を所定単位時
間（フレーム）でブロック化し、ブロック毎に離散フー
リエ変換（ＤＦＴ）、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、ま
たはモディファイド離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）等を
行うことで時間軸を周波数軸に変換するものがある。な
お、上記ＭＤＣＴについては、文献「時間領域エリアシ
ング・キャンセルを基礎とするフィルタ・バンク設計を
用いたサブバンド／変換符号化」("Subband/Transform
Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Dom
ain Aliasing Cancellation", J.P.Princen A.B.Bradla
y, Univ.of Surrey Royal Melbourne Inst.of Tech. IC
ASSP 1987) に述べられている。

【０００７】このようにフィルタやスペクトル変換によ
って帯域毎に分割された信号を量子化することにより、
量子化雑音が発生する帯域を制御することができ、いわ
ゆるマスキング効果などの性質を利用して聴覚的により
高能率な符号化を行うことができる。また、ここで量子
化を行う前に、各帯域毎に例えばその帯域における信号
成分の絶対値の最大値で正規化を行うようにすれば、さ
らに高能率な符号化を行うことができる。

【０００８】ここで、周波数帯域分割された各周波数成
分を量子化する場合の周波数分割幅としては、例えば人
間の聴覚特性を考慮した帯域幅を用いることが多い。す
なわち、一般に高域ほど帯域幅が広くなるような臨界帯
域（クリティカルバンド）と呼ばれている帯域幅で、オ
ーディオ信号を複数（例えば２５バンド）の帯域に分割
することがある。また、この時の各帯域毎のデータを符
号化する際には、各帯域毎に所定のビット配分、あるい
は、各帯域毎に適応的なビット割当て（ビットアロケー
ション）による符号化が行われる。例えば、上記ＭＤＣ
Ｔ処理されて得られた係数データを上記ビット配分によ
って符号化する際には、上記各ブロック毎のＭＤＣＴ処
理により得られる各帯域毎のＭＤＣＴ係数データに対し
て、適応的な配分ビット数（適応的な配分ビット数）で
符号化が行われることになる。

【０００９】上記ビット割当手法（ビット配分手法）と
しては、次の２つの手法が知られている。

【００１０】例えば、文献「音声信号の適応変換符号
化」("Adaptive Transform Coding ofSpeech Signals",
IEEE Transactions of Acoustics, Speech, and Signa
l Processing, vol.ASSP-25, No.4, August 1977) で
は、各帯域毎の信号の大きさに基づいて、ビット割当を
行っている。

【００１１】また、例えば文献「臨界帯域符号化器 −
ディジタル・エンコーディング・オブ・パーセプチュア
ル・リクワイアメンツ・オブ・ジ・オーディトリィ・シ
ステム」("The critical band coder --digital encodi
ng of the perceptual requirements of the auditory
system", M.A. Kransner MIT, ICASSP 1980) では、聴
覚マスキングを利用することで、各帯域毎に必要な信号
対雑音比を得て固定的なビット割当を行う手法が述べら
れている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば上述
したようなサブバンドコーディング等を用いたオーディ
オ信号の高能率圧縮符号化方式においては、人間の聴覚
上の特性を利用し、オーディオデータを約１／５に圧縮
するような方式が既に実用化されている。なお、このオ
ーディオデータを約１／５に圧縮する高能率符号化方式
としては、例えばＭＤ（SONY社商標、Mini Disc）規格
に使用されている、ＡＴＲＡＣ（SONY社商標、Adaptive
TRansform Acoustic Coding）と呼ばれる方式がある。

【００１３】また、通常のオーディオ機器の場合のみな
らず、例えば映画フィルム映写システム、高品位テレビ
ジョン、ビデオテープレコーダ、ビデオディスクプレー
ヤ等のステレオ若しくはマルチサウンド音響システムに
おいては、例えば４乃至８チャネル等の複数チャネルの
オーディオ信号あるいは音声信号を扱うようになりつつ
あり、この場合においても、ビットレートを削減する高
能率符号化を行うことが望まれている。

【００１４】そして、それに加えて、複数チャネルのオ
ーディオ信号あるいは音声信号とは別に、既存のステレ
オ若しくは音響システムにおいても再生を可能とするた
めに、例えば４乃至８チャネル等の複数チャネルのオー
ディオ信号あるいは音声信号を、予めダウンミキシング
などの手法により、例えば２チャネルのデータに変換
し、変換されたこの２チャネルのデータを先の複数チャ
ネルのオーディオ信号とは別に記録する手法が取られる
こともある。

【００１５】図１０は、各チャネルの信号を圧縮符号化
するとともに、各チャネルの信号に対してミキシングな
どの処理を施して得られた信号も同時に符号化するマル
チチャネルの符号化装置の構成例を示している。

【００１６】図１０に示した符号化装置は、入力端子１
０１ａ乃至１０１ｅより入力された各チャネルの信号を
混合し、２チャネルの信号に変換する混合器１０２、各
チャネルの信号をそれぞれ符号化する符号器１０５ａ乃
至１０５ｅ、混合器１０２より供給される混合された信
号を符号化する符号器１０５ｆ，１０５ｇ、符号器１０
５ａ乃至１０５ｇからの符号化された信号をビットスト
リームに変換するマルチプレクサ１０６、およびマルチ
プレクサ１０６からのビットストリームを出力する出力
端子１０７より構成されている。

【００１７】入力端子１０１ａ乃至１０１ｅを介して供
給された、例えば、センタ（Ｃ）チャネル、レフト
（Ｌ）チャネル、ライト（Ｒ）チャネル、レフトサラウ
ンド（ＳＬ）チャネル、およびライトサラウンド（Ｓ
Ｒ）チャネルの各オーディオデータは、シングルチャネ
ル用符号器１０５ａ乃至１０５ｅにそれぞれ供給され
る。これら符号器１０５ａ乃至１０５ｅでは、入力信号
に対して符号化が行われ、符号化されたデータがマルチ
プレクサ１０６に供給される。マルチプレクサ１０６で
は各チャネルの符号化されたデータが１つのビットスト
リームにされ、このビットストリームが出力端子１０７
から出力される。

【００１８】一方、入力端子１０１ａ乃至１０１ｅより
入力されたオーディオデータは、混合器１０２にも供給
され、例えば、次のような割合で混合処理が施され、２
チャネルのデータとして再構成される。

【００１９】すなわち、一方のチャネル（Ｌ_mixチャネ
ル）は、Ｌチャネル、Ｒチャネル、Ｃチャネル、ＳＬチ
ャネル、およびＳＲチャネルが、１．００００，０．０
０００，０．７０７１，０．７０７１，および０．００
００の割合で混合される。他方のチャネル（Ｒ_mixチャ
ネル）は、Ｌチャネル、Ｒチャネル、Ｃチャネル、ＳＬ
チャネル、およびＳＲチャネルが、０．００００，１．
００００，０．７０７１，０．００００，および０．７
０７１の割合で混合される。

【００２０】これら混合処理によって再構成された２チ
ャネルのデータは、符号器１０５ｆ，１０５ｇにそれぞ
れ供給され、符号化される。符号器１０５ｆ，１０５ｇ
において符号化されたデータはマルチプレクサ１０６に
供給され、上記２チャネルの符号化されたデータが１つ
のビットストリームにされた後、出力端子１０７より出
力される。

【００２１】図１１は、各チャネル毎に復号化を行うマ
ルチチャネルの復号化装置の構成例を示している。ま
た、図１２は、複数チャネルのディジタル信号の一部ま
たは全部が混合処理された信号の復号化を行う２チャネ
ルの復号化装置の構成例を示している。

【００２２】図１１に示した復号化装置は、入力端子１
３１より入力されたビットストリームを各チャネルの符
号化データに分割するデマルチプレクサ１３２、デマル
チプレクサ１３２からの各チャネルに対応する符号化デ
ータをそれぞれ復号する復号器１３３ａ乃至１３３ｅ、
および復号器１３３ａ乃至１３３ｅにおいて復号化され
た信号を出力する出力端子１３６ａ乃至１３６ｅより構
成されている。

【００２３】入力端子１３１を介して供給される符号化
されたビットストリームデータは、デマルチプレクサ１
３２において各チャネルに対応する符号化データに分割
され、復号器１３３ａ乃至１３３ｅにそれぞれ供給され
る。復号器１３３ａ乃至１３３ｅに供給された符号化デ
ータは、復号器１３３ａ乃至１３３ｅにおいてそれぞれ
復号化され、復号化されたオーディオデータは、出力端
子１３６ａ乃至１３６ｅからそれぞれ出力される。

【００２４】また、図１２に示した復号化装置は、入力
端子１３１より入力された符号化されたビットストリー
ムデータを混合処理された２チャネルの符号化データに
分割するデマルチプレクサ１３２、混合処理された２チ
ャネルの符号化データをそれぞれ復号化する復号器１３
３ｆ，１３３ｇより構成される。

【００２５】入力端子１３１を介して供給された符号化
されたビットストリームデータは、デマルチプレクサ１
３２において混合処理された２チャネルの符号化データ
に分割される。分割された２チャネルの符号化データ
は、復号器１３３ｆ，１３３ｇにそれぞれ供給される。
復号器１３３ｆ，１３３ｇに供給された符号化データは
それぞれ復号化され、復号化されたオーディオデータ
は、出力端子１３６ｆ，１３６ｇよりそれぞれ出力され
る。

【００２６】このように、複数チャネルのオーディオ信
号あるいは音声信号とは別に、それらの信号が混合処理
された例えば２チャネルの信号を記録するような場合に
おいては、さらにビットレートを削減する高能率符号化
を行うことが望まれている。

【００２７】しかしながら、図１０，図１１、および図
１２に示したような構成の符号化装置および復号化装置
においては、上記ディジタルオーディオデータを約１／
５に圧縮する高能率符号化方式は、シングルチャネル用
の符号化方式であり、これを用いてマルチチャネルオー
ディオデータを符号化する場合には、チャネル間のデー
タの依存関係や、各チャネルのデータ特性、フォーマッ
ト特性といった要素を用いた効果的なデータ符号化処理
をすることができない。すなわち、ＣチャネルとＬチャ
ネルのオーディオデータが似ているとか、あるいは、フ
ォーマット的に左右のサラウンドチャネルのオーディオ
データが似ているといった要素を利用することができな
い。

【００２８】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、マルチチャネルの信号の圧縮符号化にお
いて、マルチチャネル間のディジタルデータの相関関係
の程度に適した高圧縮を、既存の符号器および復号器を
利用して実現可能にするものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の符号化
方法は、ディジタル信号の特性および再生環境に対応し
て、少なくとも１つのチャネルのディジタル信号の一部
または全部の周波数帯域を少なくとも１つの混合チャネ
ルに混合し、ディジタル信号から、混合チャネルの混合
ディジタル信号によって再現する信号を除いた、個別に
符号化する個別符号化ディジタル信号を抽出し、混合デ
ィジタル信号および個別符号化ディジタル信号を符号化
することを特徴とする。

【００３０】請求項２に記載の符号化装置は、ディジタ
ル信号の特性および再生環境に対応して、少なくとも１
つのチャネルのディジタル信号の一部または全部の周波
数帯域を少なくとも１つの混合チャネルに混合する混合
手段と、ディジタル信号から、混合チャネルの混合ディ
ジタル信号によって再現する信号を除いた、個別に符号
化する個別符号化ディジタル信号を抽出する抽出手段
と、混合ディジタル信号および個別符号化ディジタル信
号を符号化する符号化手段とを備えることを特徴とす
る。

【００３１】請求項１１に記載の復号化方法は、符号化
情報に基づいて、混合ディジタル信号を復号化し、復号
化された混合ディジタル信号の一部または全部を用い
て、ディジタル信号を復元するための復元用データを作
成し、個別符号化ディジタル信号と復元用データを合成
し、ディジタル信号を復元することを特徴とする。

【００３２】請求項１２に記載の復号化装置は、符号化
情報に基づいて、混合ディジタル信号を復号化する復号
化手段と、復号化手段により復号化された混合ディジタ
ル信号の一部または全部を用いて、ディジタル信号を復
元するための復元用データを作成する復元用データ作成
手段と、復元用データ作成手段により作成された復元用
データと、個別符号化ディジタル信号を合成し、ディジ
タル信号を復元する復元手段とを備えることを特徴とす
る。

【００３３】請求項１８に記載の記録媒体は、複数チャ
ネルの少なくとも１つのチャネルのディジタル信号の一
部または全部の周波数帯域が、少なくとも１つの混合チ
ャネルに混合され、ディジタル信号の周波数特性および
再生環境に対応して、ディジタル信号から、混合チャネ
ルの混合ディジタル信号によって再現する信号を除い
た、個別に符号化する個別符号化ディジタル信号が抽出
され、所定の符号化情報に基づいて符号化された混合デ
ィジタル信号および個別符号化ディジタル信号が記録さ
れることを特徴とする。

【００３４】請求項１に記載の符号化方法においては、
ディジタル信号の特性および再生環境に対応して、少な
くとも１つのチャネルのディジタル信号の一部または全
部の周波数帯域が少なくとも１つの混合チャネルに混合
され、ディジタル信号から、混合チャネルの混合ディジ
タル信号によって再現する信号が除かれた、個別に符号
化する個別符号化ディジタル信号が抽出され、混合ディ
ジタル信号および個別符号化ディジタル信号が符号化さ
れる。従って、混合ディジタル信号に基づいて元のディ
ジタル信号を再現することができ、ディジタル信号の圧
縮率を高めることができる。

【００３５】請求項２に記載の符号化装置においては、
ディジタル信号の特性および再生環境に対応して、混合
手段により、少なくとも１つのチャネルのディジタル信
号の一部または全部の周波数帯域が少なくとも１つの混
合チャネルに混合され、抽出手段により、ディジタル信
号から、混合チャネルの混合ディジタル信号によって再
現する信号が除かれた、個別に符号化する個別符号化デ
ィジタル信号が抽出され、符号化手段により、混合ディ
ジタル信号および個別符号化ディジタル信号が符号化さ
れる。従って、混合ディジタル信号に基づいて元のディ
ジタル信号を再現することができ、ディジタル信号の圧
縮率を高めることができる。

【００３６】請求項１１に記載の復号化方法において
は、符号化情報に基づいて、混合ディジタル信号が復号
化され、復号化された混合ディジタル信号の一部または
全部を用いて、ディジタル信号を復元するための復元用
データが作成され、個別符号化ディジタル信号と復元用
データが合成され、ディジタル信号が復元される。従っ
て、混合ディジタル信号に基づいて元のディジタル信号
を復元することができる。

【００３７】請求項１２に記載の復号化装置において
は、復号化手段により、符号化情報に基づいて、混合デ
ィジタル信号が復号化され、復元用データ作成手段によ
り、混合ディジタル信号の一部または全部を用いて、デ
ィジタル信号を復元するための復元用データが作成さ
れ、復元手段により、復元用データと個別符号化ディジ
タル信号が合成され、ディジタル信号が復元される。従
って、混合ディジタル信号に基づいて、元のディジタル
信号を復元することができる。

【００３８】請求項１８に記載の記録媒体においては、
所定の符号化情報に基づいて符号化された混合ディジタ
ル信号および個別符号化ディジタル信号が記録される。
従って、高能率符号化されたディジタル信号を記録し、
それを再生することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら説明する。

【００４０】図１は、本発明の符号化方法が適用される
符号化装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
同図に示したように、本発明の符号化装置は、シングル
チャネル用の圧縮符号化器（例えば上述したいわゆるＡ
ＴＲＡＣ方式の符号化器）を複数用いて、マルチチャネ
ルの圧縮符号化を実現するものである。

【００４１】すなわち、図１に示した符号化装置は、複
数チャネルのディジタルオーディオ信号を符号化し、符
号化されたディジタルオーディオ信号と共に符号化のパ
ラメータ情報を出力する装置であり、混合器１０２（混
合手段）は、複数チャネルのディジタル信号の一部また
は全部を混合する。処理データ抽出器１０３ａ乃至１０
３ｅ（抽出手段）は、混合器１０２より供給された混合
されたディジタル信号（混合処理データ）と、入力端子
１０１ａ乃至１０１ｅより供給されたオーディオデータ
を比較し、このオーディオデータから、混合処理データ
とは別に、個別に符号化する方が適切であると判断した
オーディオデータ（個別符号化データ）を抽出し、符号
化器１０５ａ乃至１０５ｅ（符号化手段）に供給する。
また、混合器１０２より供給された混合処理データによ
って元のオーディオデータを再現する方が有効であると
判断された残りのオーディオデータについては、それを
再現するための再現用のパラメータを生成し、マルチプ
レクサ１０６に供給するようになされている。

【００４２】符号器１０５ａ乃至１０５ｅは、処理デー
タ抽出器１０３ａ乃至１０３ｅより供給された個別符号
化データを符号化し、出力する。符号器１０５ｆおよび
１０５ｇは、混合器１０２より供給された混合処理デー
タを符号化し、出力するようになされている。

【００４３】マルチプレクサ１０６は、符号器１０５ａ
乃至１０５ｇより供給された符号化された符号化データ
および再現用のパラメータを１つのビットストリームに
した後、出力端子１０７より出力するようになされてい
る。

【００４４】ここでは、センタ（Ｃ）チャネル、レフト
（Ｌ）チャネル、ライト（Ｒ）チャネル、レフトサラウ
ンド（ＳＬ）チャネル、およびライトサラウンド（Ｓ
Ｒ）チャネルの５チャネルオーディオデータが、入力端
子１０１ａ乃至１０１ｅよりそれぞれ入力されるものと
して説明する。また、混合器１０２は、これら５チャネ
ルオーディオデータに混合処理を施して、２チャネルオ
ーディオデータを作成し、出力するものとする。

【００４５】図１に示した実施例においては、入力端子
１０１ａ乃至１０１ｅを介して供給されたセンタ
（Ｃ）、レフト（Ｌ）、ライト（Ｒ）、レフトサラウン
ド（ＳＬ）、およびライトサラウンド（ＳＲ）の各チャ
ネルのオーディオデータは、まず混合器１０２に入力さ
れる。混合器１０２は、基本的には図１０に示した混合
器１０２と同様のものであるのでその詳細な説明は省略
するが、図１０を参照して上述したように、入力端子１
０１ａ乃至１０１ｅより入力された各チャネルのオーデ
ィオデータが混合され、２チャネルのデータとして再構
成される。混合器１０２の出力は、符号器１０５ｆ乃至
１０５ｇに供給されるとともに、処理データ抽出器１０
３ａ乃至１０３ｅにも供給される。

【００４６】処理データ抽出器１０３ａ乃至１０３ｅに
おいては、各チャネル毎に混合器１０２からの出力と入
力端子１０１ａ乃至１０１ｅより供給されたオーディオ
データとが比較され、個別に符号化するのが適切と判断
されたオーディオデータが抽出され、符号器１０５ａ乃
至１０５ｅに出力される。一方、混合器１０２からの出
力によって元のオーディオデータを再現する方が有効と
判断された残りのオーディオデータについては、再現用
のパラメータが生成され、マルチプレクサ１０６に供給
される。処理データ抽出器１０３ａ乃至１０３ｅの詳細
な構成および動作については後述する。

【００４７】符号器１０５ａ乃至１０５ｅにおいては、
処理データ抽出器１０３ａ乃至１０３ｅより供給された
個別に符号化すべきオーディオデータ（個別符号化デー
タ）がそれぞれ符号化され、マルチプレクサ１０６に供
給される。符号器１０５ｆ乃至１０５ｇにおいては、混
合器１０２からの出力データ（混合処理データ）がそれ
ぞれ符号化され、マルチプレクサ１０６に供給される。
符号器１０５ａ乃至１０５ｇは、図１０に示した符号器
１０２ａ乃至１０２ｇと基本的に同様のものである。そ
の詳細な構成および動作については後述する。

【００４８】マルチプレクサ１０６においては、各符号
器１０５ａ乃至１０５ｇより供給された符号化された符
号化データと、処理データ抽出器１０３ａ乃至１０３ｅ
より供給された再現用のパラメータが１つのビットスト
リームにされ、出力端子１０７より出力される。

【００４９】図２は、図１の実施例における処理データ
抽出器１０３ａの内部構成例を示している。処理データ
抽出器１０３ｂ乃至１０３ｅの構成および動作は、処理
データ抽出器１０３ａの場合と基本的に同様であるの
で、その説明は省略する。

【００５０】処理データ抽出器１０３ａを構成する帯域
分割フィルタ２０２ａ乃至２０２ｂは、入力端子２０１
ａより入力されたセンタチャネルのオーディオデータ
を、それを分析する周波数帯域毎に分割する。処理デー
タ分析器２０４ａ乃至２０４ｂは、混合処理が施された
混合処理データを、元のオーディオデータを再現するた
めの再現用信号として利用する各周波数帯域毎にあり、
当該チャネルのオーディオデータと混合処理データを比
較して、混合処理データから復元する周波数帯域につい
て、当該チャネルのオーディオデータを復元するのに有
効なパラメータ（例えばスケールファクタ）を分析し、
分析結果を処理データ作成器２０５に出力するようにな
されている。

【００５１】パラメータ記録メモリ２０３ａは、処理デ
ータ分析器２０４ａより供給された分析結果としてのパ
ラメータを記憶する。同様に、パラメータ記録メモリ２
０３ｂは、処理データ分析器２０４ｂより供給された分
析結果としてのパラメータを記憶するようになされてい
る。

【００５２】処理データ作成器２０５は、処理データ分
析器２０４ａ乃至２０４ｂからの出力に基づいて、入力
端子２０１ａより入力された当該チャネルのオーディオ
データから、符号化に必要な周波数帯域成分のみを抜き
出し、出力端子２０６ａより出力する。また、処理デー
タ分析器２０４ａ乃至２０４ｂより供給された、当該チ
ャネルのオーディオデータを復元するためのパラメータ
を１つにまとめ、出力端子２０６ｂより出力するように
なされている。

【００５３】入力端子２０１ａに、図１における入力端
子１０１ａからのセンタチャネルのオーディオデータが
入力され、入力端子２０１ｂ，２０１ｃに、混合器１０
２からの混合処理データが入力されると、入力端子２０
１ａ，２０１ｂ、および２０１ｃを介して入力されたデ
ータは、帯域分割フィルタ２０２ａ乃至２０２ｂにそれ
ぞれ供給され、このオーディオデータを分析する周波数
帯域（例えばクリティカルバンド）毎に分割され、処理
データ分析器２０４ａ乃至２０４ｂに供給される。

【００５４】処理データ分析器２０４ａ乃至２０４ｂ
は、混合処理が施された混合処理データを、元のオーデ
ィオデータを再現するための再現用信号として利用する
各周波数帯域毎にあり、当該チャネルのオーディオデー
タと混合処理データを比較して、混合処理データから当
該チャネルのオーディオデータを復元するのに有効なパ
ラメータ（例えばスケールファクタ）が分析され、分析
結果が処理データ作成器２０５に出力される。

【００５５】このパラメータの分析には、それ以前のフ
レームにおける分析結果が用いられるため、分析結果は
これを保存するためのパラメータ記録メモリ２０３ａ乃
至２０３ｂにも供給され、記録される。処理データ分析
器２０４ａ乃至２０４ｂにおいては、パラメータ記録メ
モリ２０３ａ乃至２０３ｂに記録された分析結果が必要
に応じて適宜用いられ、パラメータが分析される。

【００５６】処理データ作成器２０５においては、処理
データ分析器２０４ａ乃至２０４ｂからの出力に基づい
て、入力端子２０１ａより入力された当該チャネルのオ
ーディオデータから、符号化に必要な周波数帯域成分の
みが抜き出され、出力端子２０６ａより出力される。ま
た、処理データ分析器２０４ａ乃至２０４ｂより供給さ
れた、当該チャネルのオーディオデータを復元するため
のパラメータが１つにまとめられ、出力端子２０６ｂよ
り出力される。

【００５７】従って、以前のフレームのパラメータを参
照しながら、再現用信号として使用する混合処理したチ
ャネル、またはその使用割合を、フレーム単位で変更し
たり、当該チャネルのデータを符号化する周波数帯域を
変更したり、各周波数帯域毎に適切なパラメータの値を
変更することができ、復元したときの違和感を軽減する
ことが可能となる。

【００５８】図３は、本発明の復号化方法が適用される
復号化装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
図３に示した復号化装置は、シングルチャネル用の圧縮
符号復号化器（例えば上記のいわゆるＡＴＲＡＣ方式に
対応する復号化器）を複数用いて、マルチチャネルの復
号化を実現するものである。

【００５９】デマルチプレクサ１３２は、入力端子１３
１より入力されたビットストリームに含まれる符号化さ
れた各チャネルのオーディオデータと、混合処理された
混合処理データから元のオーディオデータを再現するた
めの再現用のパラメータを、対応するチャネル毎に分割
し、符号化されたオーディオデータを、対応するチャネ
ルの復号器１３３ａ乃至１３３ｅ（復号手段）にそれぞ
れ供給し、再現用のパラメータを対応するチャネルの合
成データ作成器１３４ａ乃至１３４ｅ（復元用データ作
成手段）にそれぞれ供給する。また、符号化された混合
処理データを復号器１３３ｆ，１３３ｇに供給するよう
になされている。

【００６０】復号器１３３ａ乃至１３３ｅは、デマルチ
プレクサ１３２より供給された符号化されたオーディオ
データを復号し、合成器１３５ａ乃至１３５ｅ（復元手
段）に供給する。復号器１３３ｆ，１３３ｇは、デマル
チプレクサ１３２より供給された混合処理データを復号
し、対応する合成データ作成器１３４ａ乃至１３４ｅに
それぞれ供給するようになされている。

【００６１】合成データ作成器１３４ａ乃至１３４ｅ
は、復号器１３３ｆ，１３３ｇより供給された混合処理
データから、デマルチプレクサ１３２より供給された再
現用のパラメータに基づいて、当該チャネルのオーディ
オデータを再現するための再現用データを作成し、合成
器１３５ａ乃至１３５ｅにそれぞれ供給するようになさ
れている。

【００６２】合成器１３５ａ乃至１３５ｅは、合成デー
タ作成器１３４ａ乃至１３４ｅより供給された再現用デ
ータと、デマルチプレクサ１３２より供給された復号化
されたオーディオデータを合成し、各チャネルの元のオ
ーディオデータを復元し、出力端子１３６ａ乃至１３６
ｅより出力するようになされている。

【００６３】入力端子１３１よりデマルチプレクサ１３
２にビットストリームが入力されると、ビットストリー
ム内には、各チャネルのオーディオデータと共に、混合
処理した混合処理データから元のデータを再現するため
のパラメータも含まれているので、デマルチプレクサ１
３２においては、符号化されたオーディオデータ、混合
処理された混合処理データ、および再現用パラメータが
チャネル毎にそれぞれ分割され、符号化されたオーディ
オデータと混合処理された混合処理データが復号器１３
３ａ乃至１３３ｇにそれぞれ供給され、再現用パラメー
タは合成器１３５ａ乃至１３５ｅにそれぞれ供給され
る。

【００６４】混合処理したチャネルに対応する復号器１
３３ｆ，１３３ｇにおいては、符号化された混合処理デ
ータが復号され、合成データ作成器１３４ａ乃至１３４
ｅにそれぞれ供給される。合成データ作成器１３４ａ乃
至１３４ｅにおいては、復号器１３３ｆ，１３３ｇより
供給された復号化された混合処理データと、デマルチプ
レクサ１３２より供給された、混合処理されたデータか
ら元のデータを再現するためのパラメータを用いて、当
該チャネル再現用のデータが作成され、合成器１３５ａ
乃至１３５ｅに供給される。合成データ作成器１３４ａ
乃至１３４ｅの詳細な構成、および動作については後述
する。

【００６５】合成器１３５ａ乃至１３５ｅにおいては、
復号器１３３ａ乃至１３３ｅにて復号化された各チャネ
ルのオーディオデータと、合成データ作成器１３４ａ乃
至１３４ｅにて作成された各チャネル再現用データがそ
れぞれ合成され、各チャネルの復号化されたオーディオ
データがそれぞれ復元され、出力端子１３６ａ乃至１３
６ｅより出力される。

【００６６】図４は、図３の合成データ作成器１３４ａ
の内部構成例を示している。合成データ作成器１３４ｂ
乃至１３４ｅの構成および動作は、合成データ作成器１
３４ａの場合と基本的に同様であるので、その説明は省
略する。

【００６７】合成データ作成器１３４ａを構成する帯域
分割フィルタ２１２ａ乃至２１２ｂは、入力端子２１１
ａ，２１１ｂより入力された２チャネルの混合処理デー
タを再現データを作成する周波数帯域毎に分割し、出力
する。パラメータ解析器２１３は、入力端子２１１ｃよ
り入力された再現用パラメータを解析し、周波数帯域毎
に分割し、出力するようになされている。

【００６８】再現データ作成器２１４ａ乃至２１４ｂ
は、再現用パラメータを元に、各周波数帯域毎に、復号
化された混合処理データを変換し、出力する。再現デー
タ合成器２１５は、各周波数帯域毎の再現データ作成器
２１４ａ乃至２１４ｅからの出力を合成し、出力端子２
１６より出力するようになされている。

【００６９】入力端子２１１ａ，２１１ｂには、図３に
示した復号器１３３ｆ，１３３ｇからの復号化された混
合処理データが入力され、入力端子２１１ｃには図３に
示したデマルチプレクサ１３２からの当該チャネルの再
現用パラメータが入力される。入力端子２１１ａ，２１
１ｂを介して供給された復号化された各混合処理データ
は、帯域分割フィルタ２１２ａ乃至２１２ｂにそれぞれ
供給され、再現データを作成する周波数帯域（例えばク
リティカルバンド）毎に分割された後、再現データ作成
器２１４ａ乃至２１４ｂにそれぞれ供給される。

【００７０】一方、入力端子２１１ｃより入力された当
該チャネルの再現用パラメータは、パラメータ解析器２
１３に供給され、パラメータを解析して分析する周波数
帯域毎に分割され、該当帯域の再現データ作成器２１４
ａ乃至２１４ｂにそれぞれ供給される。

【００７１】再現データ作成器２１４ａ乃至２１４ｂに
おいては、パラメータ解析器２１３より供給された再現
用パラメータを元に、各周波数帯域毎に、復号化された
混合処理データが変換され、再現データ合成器２１５に
供給される。

【００７２】再現データ合成器２１５においては、各周
波数帯域毎の再現データ作成器２１４ａ乃至２１４ｂか
らの出力が合成され、該当チャネルの再現用データが作
成された後、出力端子２１６より出力される。

【００７３】このように、上記実施例においては、合成
データ作成器１３４ａ乃至１３４ｅにより、符号化装置
で決定された最適な再現方法に合わせて、混合処理デー
タが再現用データに変換され、合成器１３５により当該
チャネルのデータと合成され、元のオーディオデータが
復元される。従って、混合処理によって得られた混合処
理データを用いることにより、当該チャネルのビットレ
ートを削減することが可能となる。

【００７４】次に、本発明の他の実施例について述べ
る。上述した実施例では混合処理したチャネルは２チャ
ネルの場合で述べているが、混合処理したチャネルは少
なくとも１チャネルあれば本発明を使用することが可能
である。

【００７５】また、上述した実施例のチャネル選択は、
センタ（Ｃ）、レフト（Ｌ）、ライト（Ｒ）、レフトサ
ラウンド（ＳＬ）、およびライトサラウンド（ＳＲ）の
５チャネルの場合について述べているが、これにレフト
センタ（ＬＣ）チャネル、ライトセンタ（ＲＣ）チャネ
ルを加えた７チャネルの場合や、逆にセンタ（Ｃ）チャ
ネルを抜いた４チャネルの場合、さらにサブウーファー
（ＳＷ）チャネルが付加された場合など、複数チャネル
のディジタル信号を符号化し、かつ、これとは別に、こ
れらを混合処理したチャネルを持つマルチチャネルのデ
ィジタル信号を符号化する場合に使用可能である。

【００７６】次に、上述した符号器１０５ａ乃至１０５
ｅの具体的構成および動作について、図５乃至図８を用
いて説明する。なお、図５には、１つのチャネルの符号
器１０５ａの構成例を示している。なお、符号器１０５
ｂ乃至１０５ｅの構成および動作は、符号器１０５ａの
場合と基本的に同様であるので、ここではその説明は省
略する。

【００７７】信号帯域分割フィルタ４０１は、入力端子
４２４を介して入力された信号を３つの周波数帯域に分
割するようになされている。低域ＭＤＣＴ（Modified D
iscrete Cosine Transform：改良型離散余弦変換）回路
４０２Ｌは、帯域分割フィルタ４０１より供給された０
ｋＨｚ乃至５．５ｋＨｚの低域の信号に対してＭＤＣＴ
演算を行う。中域ＭＤＣＴ回路４０２Ｍは、帯域分割フ
ィルタ４０１より供給された５．５ｋＨｚ乃至１１ｋＨ
ｚの中域の信号に対してＭＤＣＴ演算を行う。高域ＭＤ
ＣＴ回路４０２Ｈは、帯域分割フィルタ４０１より供給
された１１ｋＨｚ以上（１１ｋＨｚ乃至２２ｋＨｚ）の
高域の信号に対してＭＤＣＴ演算を行うようになされて
いる。

【００７８】ブロックサイズ評価器４０３は、後述する
時間ブロック長を決定する。正規化回路４０４Ｌ乃至４
０４Ｈは、低域、中域、および高域からなるオーディオ
信号を低域、中域、および高域の合計５２個のブロック
フローティングユニットに分けるとともに、ユニット毎
に規格化（正規化）するようになされている。

【００７９】ビット配分器４０５は、後述する配分ビッ
ト数情報を求め、再量子化器４０６に供給する。再量子
化器４０６は、ビット配分器４０５より供給された配分
ビット数情報に基づいて、再量子化を行うようになされ
ている。フォーマッタ４０７は、再量子化器４０６から
の出力信号をビットストリームに変換するようになされ
ている。

【００８０】図５において、入力端子４２４には、オー
ディオデータ（標本化および量子化されたオーディオデ
ータ）が供給される。入力端子４２４に供給されたデー
タは、先ず帯域分割フィルタ４０１によって０乃至５．
５ｋＨｚの低域と、５．５ｋＨｚ乃至１１ｋＨｚの中域
と、１１ｋＨｚ以上（１１ｋＨｚ乃至２２ｋＨｚ）の３
つの周波数帯域に分割される。

【００８１】これら３つの周波数帯域の信号のうち、帯
域分割フィルタ４０１からの低域の信号はＭＤＣＴ演算
を行うＭＤＣＴ回路４０２Ｌに、中域の信号は同じくＭ
ＤＣＴ演算を行うＭＤＣＴ回路４０２Ｍに、また、高域
の信号はＭＤＣＴ回路４０２Ｈに供給され、これらＭＤ
ＣＴ回路４０２Ｌ乃至４０２Ｈにおいて、周波数成分に
それぞれ分解される。このとき、ＭＤＣＴ処理を施すと
きの時間ブロック長は、各周波数帯域毎に可変であり、
信号が急激に変化する部分では、時間ブロック長を短く
して、時間分解能を高め、信号が定常的な部分では時間
ブロック長を長くして、信号成分の有効伝送と量子化雑
音を制御するようにしている。

【００８２】この時間ブロック長は、ブロックサイズ評
価器４０３にて決定される。すなわち、帯域分割フィル
タ４０１からの３つの周波数帯域の信号は、ブロックサ
イズ評価器４０３にも供給され、ブロックサイズ評価器
４０３がＭＤＣＴ処理の時間ブロック長を決定し、決定
された時間ブロック長を示す情報がＭＤＣＴ回路４０２
Ｌ乃至４０２Ｈに供給されるようにしている。

【００８３】なお、ＭＤＣＴ処理での２種類の時間ブロ
ック長のうち、長い時間ブロック長はロングモードと呼
ばれ、例えば１１．６ｍｓの時間に相当する。また、短
い時間ブロック長はショートモードと呼ばれ、例えば高
域（１１ｋＨｚ以上）では１．４５ｍｓまで、低域
（５．５ｋＨｚ以下）および中域（５．５ｋＨｚから１
１ｋＨｚ）では２．９ｍｓまで時間分解能を上げるよう
にしている。

【００８４】このようにして、時間と周波数の２次元領
域（これをブロックフローティングユニット：Block Fl
oating Unit と呼ぶ）上の信号成分に分解されたオーデ
ィオ信号は、正規化回路４０４Ｌ乃至４０４Ｈによって
低域、中域、および高域において合計５２個のブロック
フローティングユニットに分けられると共に、ユニット
毎に規格化（正規化）される（スケールファクタの決定
がなされる）。

【００８５】また、ビット配分器４０５では、人間の聴
覚の特性を利用して、そのオーディオ信号がどのような
成分から構成されているかが分析される。この分析結果
は、正規化回路４０４Ｌ乃至４０４Ｈからの各ユニット
毎の信号が供給される再量子化器４０６に供給される。

【００８６】再量子化器４０６においては、上記分析結
果に基づいて、各ユニットをどの程度の精度で符号化す
るかが求められ、パラメータ化される（ワードレングス
の決定が行われる）と共に、再量子化が行われる。

【００８７】最後に、フォーマッタ４０７においては、
各ユニット毎の各パラメータ情報と再量子化されたスペ
クトラム信号が、所定のフォーマットに従って、図１に
示したマルチプレクサ１０６に供給される１つのチャネ
ルにおけるビットストリームに組み立てられる。このフ
ォーマッタ４０７の出力が出力端子４２５から出力され
る。

【００８８】ここで、上述したような符号化の動作はサ
ウンドフレームという単位毎に行われる。

【００８９】また、上記ビット配分器４０５は具体的に
は図６に示すような構成を有するものである。すなわ
ち、エネルギ算出回路５２２は、入力端子５２１より入
力された信号のクリティカルバンド毎のエネルギを算出
するようになされている。畳み込みフィルタ回路５２３
は、エネルギ算出回路５２２からの出力信号に所定の重
み付け関数を掛けて加算する畳み込み処理を施すように
なされている。

【００９０】（ｎ−ａｉ）関数発生回路５２５は、許容
関数（ｎ−ａｉ）を発生し、出力する。引き算器５２４
は、畳み込みフィルタ回路５２３の出力から、（ｎ−ａ
ｉ）関数発生回路５２５からの出力を引き算し、その結
果を割算器５２６に供給するようになされている。割算
器５２６は、入力信号に対して、逆コンボリューション
処理を行い、マスキングスレショールドを得るようにな
されている。

【００９１】最小可聴カーブ発生回路５３２は、最小可
聴カーブを示すデータを合成回路５２７に供給する。合
成回路５２７は、最小可聴カーブ発生回路５３２より出
力された最小可聴カーブを示すデータと、割算器５２６
より出力されたマスキングスレショールドを合成し、出
力する。減算器５２８は、合成回路５２７からの出力信
号と、遅延回路５２９を介して供給されたエネルギ算出
回路５２２からの出力に対して減算処理を施し、出力す
るようになされている。

【００９２】補正情報出力回路５３３は、所定の等ラウ
ドネスカーブに対応するデータを出力する。許容雑音補
正回路５３０は、補正情報出力回路５３３からの出力信
号に基づいて、減算器５２８からの出力信号の許容雑音
レベルの補正を行い、出力端子５３１を介して出力する
ようになされている。

【００９３】図６において、入力端子５２１には、ＭＤ
ＣＴ回路４０２Ｌ，４０２Ｍ、および４０２Ｈからの周
波数領域のスペクトルデータが供給されている。

【００９４】この周波数領域のデータは、帯域毎のエネ
ルギ算出回路５２２に供給されて、クリティカルバンド
（臨界帯域）毎のエネルギが、例えば当該バンド内での
各振幅値２乗（例えば振幅値のピーク値の２乗）の総和
を計算すること等により求められる。この各バンド毎の
エネルギの代わりに、振幅値のピーク値、平均値等が用
いられることもある。このエネルギ算出回路５２２から
の出力としての例えば各バンドの総和値のスペクトル
は、一般にバークスペクトル（ＳＢ）と称されている。
図７はこのような各クリティカルバンド毎のバークスペ
クトルを示している。ただし、図７では、図示を簡略化
するため、上記クリティカルバンドのバンド数を１２バ
ンド（バンドＢ1乃至バンドＢ12）で表現している。

【００９５】ここで、上記バークスペクトルのいわゆる
マスキングに於ける影響を考慮するために、このバーク
スペクトルに所定の重み付け関数を掛けて加算するよう
な畳込み（コンボリューション）処理を施す。このた
め、上記帯域毎のエネルギ算出回路５２２の出力、すな
わちバークスペクトルの各値は、畳込みフィルタ回路５
２３に供給される。畳込みフィルタ回路５２３は、例え
ば、入力データを順次遅延させる複数の遅延素子と、こ
れら遅延素子からの出力にフィルタ係数（重み付け関
数）を乗算する複数の乗算器（例えば各バンドに対応す
る２５個の乗算器）と、各乗算器出力の総和をとる総和
加算器とから構成されるものである。

【００９６】なお、上記マスキングとは、人間の聴覚上
の特性により、ある信号によって他の信号がマスクされ
て聞こえなくなる現象をいうものであり、このマスキン
グ効果には、時間領域のオーディオ信号による時間軸マ
スキング効果と、周波数領域の信号による同時刻マスキ
ング効果とがある。これらのマスキング効果により、マ
スキングされる部分にノイズがあったとしても、このノ
イズは聞こえないことになる。このため、実際のオーデ
ィオ信号では、このマスキングされる範囲内のノイズは
許容可能なノイズとされる。

【００９７】ここで、上記畳込みフィルタ回路５２３の
各乗算器の乗算係数（フィルタ係数）の一具体例を示す
と、任意のバンドに対応する乗算器Ｍの係数を１とする
とき、乗算器Ｍ−１で係数０．１５を、乗算器Ｍ−２で
係数０．００１９を、乗算器Ｍ−３で係数０．００００
０８６を、乗算器Ｍ＋１で係数０．４を、乗算器Ｍ＋２
で係数０．０６を、乗算器Ｍ＋３で係数０．００７を各
遅延素子の出力に乗算することにより、上記バークスペ
クトルの畳込み処理が行われる。ただし、Ｍは１乃至２
５の任意の整数である。

【００９８】次に、上記畳込みフィルタ回路５２３の出
力は引算器５２４に供給される。引算器５２４は、上記
畳込んだ領域での後述する許容可能なノイズレベル（許
容ノイズレベル）に対応するレベルαを求めるものであ
る。なお、この許容可能なノイズレベルに対応するレベ
ルαは、後述するように、逆コンボリューション処理を
行うことによって、クリティカルバンドの各バンド毎の
許容ノイズレベルとなるようなレベルである。ここで、
引算器５２４には、レベルαを求めるための許容関数
（マスキングレベルを表現する関数）が供給される。こ
の許容関数を増減させることでレベルαの制御を行って
いる。許容関数は、次に説明するような（ｎ−ａｉ）関
数発生回路５２５から供給されているものである。

【００９９】すなわち、許容ノイズレベルに対応するレ
ベルαは、クリティカルバンドのバンドの低域から順に
与えられる番号をｉとすると、次の式で求めることがで
きる。

【０１００】α＝Ｓ−（ｎ−ａｉ）

【０１０１】この式において、ｎ，ａは定数であり、ａ
＞０、Ｓは畳込み処理されたバークスペクトルの強度で
あり、式中（ｎ−ａｉ）が許容関数となる。例としてｎ
＝３８、ａ＝−０．５を用いることができる。

【０１０２】このようにして、上記レベルαが求めら
れ、このデータは、割算器５２６に供給される。割算器
５２６は、畳込みされた領域でのレベルαを逆コンボリ
ューションするためのものである。したがって、この逆
コンボリューション処理を行うことにより、レベルαか
らマスキングスレッショールドが得られるようになる。
すなわち、このマスキングスレッショールドが許容ノイ
ズスペクトルとなる。なお、逆コンボリューション処理
は、複雑な演算を必要とするが、本実施例では簡略化し
た割算器５２６を用いて逆コンボリューションを行って
いる。

【０１０３】次に、上記マスキングスレッショールド
は、合成回路５２７を介して減算器５２８に供給され
る。ここで、減算器５２８には、上記帯域毎のエネルギ
検出回路５２２からの出力、すなわち前述したバークス
ペクトル（ＳＢ）が、遅延回路５２９を介して供給され
ている。したがって、この減算器５２８で上記マスキン
グスレッショールドとバークスペクトルとの減算演算が
行われることで、図７に示すように、上記バークスペク
トルは、マスキングスレッショールド（ＭＳ）のレベル
で示すレベル以下がマスキングされることになる。な
お、遅延回路５２９は合成回路５２７以前の各回路での
遅延量を考慮して、エネルギ算出回路５２２からのバー
クスペクトルを遅延させるために設けられている。

【０１０４】減算器５２８からの出力は、許容雑音補正
回路５３０を介し、さらに出力端子５３１を介して取り
出され、例えば配分ビット数情報が予め記憶されたＲＯ
Ｍ等（図示せず）に供給される。このＲＯＭ等は、上記
減算回路５２８から許容雑音補正回路５３０を介して得
られた出力（上記各バンドのエネルギと上記合成回路５
２７の出力との差分のレベル）に応じ、各バンド毎の配
分ビット数情報を出力する。

【０１０５】このようにして求められた配分ビット数情
報が図５に示した再量子化器４０６に供給されること
で、再量子化器４０６において、ＭＤＣＴ回路４０４
Ｌ，４０４Ｍ、および４０４Ｈからの周波数領域の各ス
ペクトルデータが、それぞれのバンド毎に割り当てられ
たビット数で再量子化されるわけである。

【０１０６】すなわち、要約すれば、再量子化器４０６
では、上記クリティカルバンドの各バンド帯域（クリテ
ィカルバンド）毎もしくは高域においては、クリティカ
ルバンドを更に複数帯域に分割した帯域のエネルギもし
くはピーク値と、合成回路５２７の出力との差分のレベ
ルに応じて配分されたビット数で、上記各バンド毎のス
ペクトルデータを量子化することになる。

【０１０７】ところで、上述した合成回路５２７での合
成の際には、最小可聴カーブ発生回路５３２から供給さ
れる図８に示すような人間の聴覚特性であるいわゆる最
小可聴カーブ（ＲＣ）を示すデータと、上記マスキング
スレッショールド（ＭＳ）とを合成することができる。
この最小可聴カーブにおいて、雑音絶対レベルが最小可
聴カーブ以下ならば雑音は聞こえないことになる。

【０１０８】最小可聴カーブは、コーディング（符号化
方法）が同じであっても例えば再生時の再生ボリューム
の違いで異なるものとなるが、現実的なディジタルシス
テムでは、例えば１６ビットダイナミックレンジへの音
楽のはいり方にはさほど違いがないので、例えば４ｋＨ
ｚ付近の最も耳に聞こえやすい周波数帯域の量子化雑音
が聞こえないとすれば、他の周波数帯域ではこの最小可
聴カーブのレベル以下の量子化雑音は聞こえないと考え
られる。

【０１０９】したがって、このように例えばシステムの
持つダイナミックレンジの４ｋＨｚ付近の雑音が聞こえ
ない使い方をすると仮定し、この最小可聴カーブ（Ｒ
Ｃ）とマスキングスレッショールド（ＭＳ）とを共に合
成することで許容ノイズレベルを得るようにすると、こ
の場合の許容ノイズレベルは、図８中の斜線で示す部分
までとすることができるようになる。なお、本実施例で
は、上記最小可聴カーブの４ｋＨｚのレベルを、例えば
２０ビット相当の最低レベルに合わせている。また、図
８には、信号スペクトル（ＳＳ）も同時に示されてい
る。

【０１１０】また、上記許容雑音補正回路５３０では、
補正情報出力回路５３３から供給される例えば等ラウド
ネスカーブの情報に基づいて、上記減算器５２８からの
出力における許容雑音レベルを補正している。ここで、
等ラウドネスカーブとは、人間の聴覚特性に関する特性
曲線であり、例えば１ｋＨｚの純音と同じ大きさに聞こ
える各周波数での音の音圧を求めて曲線で結んだもの
で、ラウドネスの等感度曲線（等ラウドネス曲線）とも
呼ばれる。またこの等ラウドネス曲線は、図８に示した
最小可聴カーブ（ＲＣ）と略同じ曲線を描くものであ
る。

【０１１１】この等ラウドネス曲線においては、例えば
４ｋＨｚ付近では１ｋＨｚのところより音圧が８乃至１
０ｄＢ下がっても１ｋＨｚと同じ大きさに聞こえ、逆
に、５０Ｈｚ付近では１ｋＨｚでの音圧よりも約１５ｄ
Ｂ高くないと同じ大きさに聞こえない。このため、最小
可聴カーブのレベルを越えた雑音（許容ノイズレベル）
は、等ラウドネス曲線に応じたカーブで与えられる周波
数特性を持つようにするのが良いことがわかる。このよ
うなことから、上記等ラウドネス曲線を考慮して上記許
容ノイズレベルを補正することは、人間の聴覚特性に適
合していることがわかる。

【０１１２】次に、図９に、図１の符号器１０５ａに対
応する図３の復号器１３３ａの具体的な構成例を示す。
なお、復号器１３３ｂ乃至１３３ｅの構成および動作
は、復号器１３３ａの場合と基本的に同様であるので、
ここではその説明は省略する。

【０１１３】すなわち、図９に示した復号器は、例え
ば、映画フィルムから、磁気ヘッドや光学ヘッドなどに
よって読み取った各チャネルのうちの１チャネル分の符
号化された信号を復号化するものである。

【０１１４】図９において、入力端子６０１には図３に
示したデマルチプレクサ１３２からの符号化されている
データが供給され、これがデフォーマッタ６０２に供給
される。デフォーマッタ６０２では、図５に示したフォ
ーマッタ４０７において実行される処理とは逆の処理が
行われ、各ユニット毎の各パラメータ情報と再量子化さ
れたスペクトラム信号（すなわち量子化されたＭＤＣＴ
係数）が得られる。

【０１１５】上記デフォーマッタ６０２からの各ユニッ
ト毎の量子化されたＭＤＣＴ係数は、低域用の復号化回
路６０３Ｌ、中域用の復号化回路６０３Ｍ、および高域
用の復号化回路６０３Ｈにそれぞれ供給される。また、
これら復号化回路６０３Ｌ，６０３Ｍ、および６０３Ｈ
には、デフォーマッタ６０２からパラメータ情報も与え
られる。各復号化回路６０３Ｌ，６０３Ｍ、および６０
３Ｈは、このパラメータ情報を用いてビット配分を解除
すると共に復号化を行う。

【０１１６】これら復号化回路６０３Ｌ乃至６０３Ｈの
出力は、それぞれ対応するＩＭＤＣＴ（逆ＭＤＣＴ）回
路６０４Ｌ乃至６０４Ｈに供給される。また、各ＩＭＤ
ＣＴ回路６０４Ｌ乃至６０４Ｈにも上記パラメータ情報
が供給され、ここでは周波数領域の信号が時間領域の信
号に変換される。これらの部分帯域の時間領域信号は、
帯域合成回路６０５により、全帯域信号に復号化され、
出力端子６０６より出力される。

【０１１７】図１に示したような符号化装置によって符
号化されたデータは、ＤＶＤ（ディジタルビデオディス
ク：Digital Video Disc）やＣＤ−ＲＯＭ（コンパクト
ディスク：Compact Disc Read Only Memory）、あるい
はＭＤ（ミニディスク：MiniDisc）などの記録媒体に記
録することが可能である。従って、符号化装置により高
能率符号化されたデータを、ＤＶＤ等の記録媒体に記録
し、それをビデオディスクプレーヤなどの復号化装置に
よって再生することが可能となる。

【０１１８】以上のように、複数チャネルのディジタル
信号の一部または全部を混合処理した１つまたは複数チ
ャネルの混合処理データを、再現用データとして使用す
ることにより、圧縮率を高めることができる。また、オ
ーディオ信号の特性や再生環境に対応して、再現用デー
タとして使用する混合処理データの属するチャネルや、
その使用割合をフレーム単位で変更することにより、元
のオーディオ信号を再現した場合における音場の変化を
抑制することができる。

【０１１９】また、フレームの前または前後両方のフレ
ームのディジタル信号の特性に対応して、再現用データ
として使用する混合処理データの属するチャネルやその
使用割合を変更したり、元のディジタル信号を記録しな
い周波数帯域を変更することにより、処理方法の急激な
変化によって不安定な再生音場となることを回避するこ
とができる。

【０１２０】さらにまた、複数チャネルのディジタル信
号の一部または全部を混合処理した１つまたは複数チャ
ネルの混合処理データの一部または全部を使用して、元
のディジタル信号の再現方法のフレーム単位での変更に
対応することにより、再現時の音場の変化を抑制するこ
とができる。

【０１２１】なお、上述した本発明の符号化方法および
復号化方法は、実施例に用いたいわゆるＡＴＲＡＣ方式
だけでなく、その他の符号化方式においても適用可能で
ある。特に直交変換により周波数情報に変換する符号化
方式において効果が高い。

【０１２２】また、上記各実施例においては、複数チャ
ネルのオーディオデータを符号化または復号化する場合
について説明したが、オーディオデータに限定されるも
のではない。

【０１２３】また、上記各実施例においては、混合処理
したチャネル数を２チャネルとしたが、これに限定され
るものではなく、任意のチャネル数とすることが可能で
ある。その場合、上記各実施例の構成は、混合処理した
チャネル数に対応して変更されることになる。

【０１２４】

【発明の効果】請求項１に記載の符号化方法、および請
求項２に記載の符号化装置によれば、ディジタル信号の
特性および再生環境に対応して、少なくとも１つのチャ
ネルのディジタル信号の一部または全部の周波数帯域が
少なくとも１つの混合チャネルに混合され、ディジタル
信号から、混合チャネルの混合ディジタル信号によって
再現する信号が除かれた、個別に符号化する個別符号化
ディジタル信号が抽出され、混合ディジタル信号および
個別符号化ディジタル信号が符号化されるようにしたの
で、混合ディジタル信号に基づいて元のディジタル信号
を再現することができ、ディジタル信号の圧縮率を高め
ることができる。また、混合ディジタル信号によって復
元する元のディジタル信号の周波数帯域をフレーム毎に
変更することにより、再現時の音場の変化を抑制するこ
とが可能となる。

【０１２５】請求項１１に記載の復号化方法、および請
求項１２に記載の復号化装置によれば、符号化情報に基
づいて、混合ディジタル信号が復号化され、復号化され
た混合ディジタル信号の一部または全部を用いて、ディ
ジタル信号を復元するための復元用データが作成され、
個別符号化ディジタル信号と復元用データが合成され、
ディジタル信号が復元されるようにしたので、混合ディ
ジタル信号に基づいて元のディジタル信号を復元するこ
とができる。また、混合ディジタル信号を用いた元のデ
ィジタル信号の復元方法をフレーム毎に変更することに
より、復元による音場の変化を抑制することが可能とな
る。

【０１２６】請求項１８に記載の記録媒体によれば、所
定の符号化情報に基づいて符号化された混合ディジタル
信号および個別符号化ディジタル信号が記録されるよう
にしたので、高能率符号化されたディジタル信号を記録
し、それを再生することができる。また、より安定な再
生音場を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の符号化装置の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の処理データ抽出器の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明の復号化装置の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。

【図４】図３の合成データ作成器の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図５】図１の符号器の構成例を示すブロック図であ
る。

【図６】図５の符号器を構成するビット配分器の構成例
を示すブロック図である。

【図７】バークスペクトル（ＳＢ）とマスキングスレッ
ショールドレベル（ＭＳ）について説明するための図で
ある。

【図８】信号レベル（ＳＳ）、最小可聴カーブ（Ｒ
Ｃ）、およびマスキングスレッショールド（ＭＳ）を示
した図である。

【図９】図３の復号器の構成例を示すブロック図であ
る。

【図１０】本発明を用いない場合のマルチチャネルオー
ディオ符号化装置の構成例を示すブロック図である。

【図１１】本発明を用いない場合のマルチチャネルオー
ディオの復号化装置の構成例を示すブロック図である。

【図１２】本発明を用いない場合の２チャネルオーディ
オの復号化装置の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１ 入力端子 １０２ 混合器 １０３ 処理データ抽出器 １０５ 符号器 １０６ マルチプレクサ １０７ 出力端子 １３１ 入力端子 １３２ デマルチプレクサ １３３ 復号器 １３４ 合成データ作成器 １３５ 合成器 １３６ 出力端子 ２０１ 入力端子 ２０２ 帯域分割フィルタ ２０３ パラメータ記録メモリ ２０４ 処理データ分析器 ２０５ 処理データ作成器 ２０６ 出力端子 ２１１ 入力端子 ２１２ 帯域分割フィルタ ２１３ パラメータ解析器 ２１４ 再現データ作成器 ２１５ 再現データ合成器 ２１６ 出力端子 ４０１ 帯域分割フィルタ ４０２Ｌ 低域ＭＤＣＴ回路 ４０２Ｍ 中域ＭＤＣＴ回路 ４０２Ｈ 高域ＭＤＣＴ回路 ４０３ ブロックサイズ評価器 ４０４Ｌ，４０４Ｍ，４０４Ｈ 正規化回路 ４０５ ビット配分器 ４０６ 再量子化器 ４０７ フォーマッタ ４２４ 入力端子 ４２５ 出力端子 ５２１ 入力端子 ５２２ 帯域毎のエネルギ算出回路 ５２３ 畳込みフィルタ回路 ５２４ 引算器 ５２５ （ｎ−ａｉ）関数発生回路 ５２６ 割算器 ５２７ 合成回路 ５２８ 減算器 ５２９ 遅延回路 ５３０ 許容雑音補正回路 ５３１ 出力端子 ５３２ 最小可聴カーブ発生回路 ５３３ 補正情報出力回路 ６０１ 入力端子 ６０２ デフォーマッタ ６０３Ｌ，６０３Ｍ，６０３Ｈ 復号化回路 ６０４Ｌ，６０４Ｍ，６０４Ｈ ＩＭＤＣＴ回路 ６０５ 帯域合成回路 ６０６ 出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 7/24 Ｈ０４Ｎ 7/13 Ｚ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数チャネルの複数のフレームのディジ
   タル信号を符号化する符号化方法において、 前記ディジタル信号の特性および再生環境に対応して、
   少なくとも１つの前記チャネルの前記ディジタル信号の
   一部または全部の周波数帯域を少なくとも１つの混合チ
   ャネルに混合し、 前記ディジタル信号から、前記混合チャネルの混合ディ
   ジタル信号によって再現する信号を除いた、個別に符号
   化する個別符号化ディジタル信号を抽出し、 前記混合ディジタル信号および前記個別符号化ディジタ
   ル信号を符号化することを特徴とする符号化方法。
2. 【請求項２】 複数チャネルの複数のフレームのディジ
   タル信号を符号化する符号化装置において、 前記ディジタル信号の特性および再生環境に対応して、
   少なくとも１つの前記チャネルの前記ディジタル信号の
   一部または全部の周波数帯域を少なくとも１つの混合チ
   ャネルに混合する混合手段と、 前記ディジタル信号から、前記混合チャネルの混合ディ
   ジタル信号によって再現する信号を除いた、個別に符号
   化する個別符号化ディジタル信号を抽出する抽出手段
   と、 前記混合ディジタル信号および前記個別符号化ディジタ
   ル信号を符号化する符号化手段とを備えることを特徴と
   する符号化装置。
3. 【請求項３】 前記抽出手段は、前記ディジタル信号を
   再現するために使用する前記混合チャネルを前記フレー
   ム単位で設定し、設定された前記混合チャネルの前記混
   合ディジタル信号を除いた前記個別符号化ディジタル信
   号を抽出することを特徴とする請求項２に記載の符号化
   装置。
4. 【請求項４】 前記抽出手段は、前記ディジタル信号を
   再現するために使用する前記混合ディジタル信号の属す
   る前記混合チャネルの割合を、前記フレーム単位で変更
   することを特徴とする請求項２に記載の符号化装置。
5. 【請求項５】 前記抽出手段は、前記ディジタル信号を
   再現するために使用する前記混合ディジタル信号に対応
   して、元の前記ディジタル信号を符号化しない周波数帯
   域を前記フレーム単位で変更することを特徴とする請求
   項２に記載の符号化装置。
6. 【請求項６】 前記ディジタル信号の特性は、周波数特
   性であることを特徴とする請求項２に記載の符号化装
   置。
7. 【請求項７】 前記ディジタル信号の特性は、振幅特性
   であることを特徴とする請求項２に記載の符号化装置。
8. 【請求項８】 前記ディジタル信号の特性は、符号化の
   対象としている前記フレームの所定のものの前若しくは
   後ろ、または前後両方の他の前記フレームのディジタル
   信号の前記特性を含むことを特徴とする請求項２に記載
   の符号化装置。
9. 【請求項９】 前記ディジタル信号は、ディジタルオー
   ディオ信号であることを特徴とする請求項２に記載の符
   号化装置。
10. 【請求項１０】 前記ディジタル信号は、時間軸を周波
    数軸に変換した周波数成分であることを特徴とする請求
    項２に記載の符号化装置。
11. 【請求項１１】 複数チャネルの少なくとも１つのチャ
    ネルのディジタル信号の一部または全部の周波数帯域
    が、少なくとも１つの混合チャネルに混合され、前記デ
    ィジタル信号の周波数特性および再生環境に対応して、
    前記ディジタル信号から、前記混合チャネルの混合ディ
    ジタル信号によって再現する信号を除いた、個別に符号
    化する個別符号化ディジタル信号が抽出され、所定の符
    号化情報に基づいて符号化された前記混合ディジタル信
    号および前記個別符号化ディジタル信号を復号化する復
    号化方法であって、 前記符号化情報に基づいて、前記混合ディジタル信号を
    復号化し、 復号化された前記混合ディジタル信号の一部または全部
    を用いて、前記ディジタル信号を復元するための復元用
    データを作成し、 前記個別符号化ディジタル信号と前記復元用データを合
    成し、前記ディジタル信号を復元することを特徴とする
    復号化方法。
12. 【請求項１２】 複数チャネルの少なくとも１つのチャ
    ネルのディジタル信号の一部または全部の周波数帯域
    が、少なくとも１つの混合チャネルに混合され、前記デ
    ィジタル信号の周波数特性および再生環境に対応して、
    前記ディジタル信号から、前記混合チャネルの混合ディ
    ジタル信号によって再現する信号を除いた、個別に符号
    化する個別符号化ディジタル信号が抽出され、所定の符
    号化情報に基づいて符号化された前記混合ディジタル信
    号および前記個別符号化ディジタル信号を復号化する復
    号化装置であって、 前記符号化情報に基づいて、前記混合ディジタル信号を
    復号化する復号化手段と、 前記復号化手段により復号化された前記混合ディジタル
    信号の一部または全部を用いて、前記ディジタル信号を
    復元するための復元用データを作成する復元用データ作
    成手段と、 前記復元用データ作成手段により作成された前記復元用
    データと、前記個別符号化ディジタル信号を合成し、前
    記ディジタル信号を復元する復元手段とを備えることを
    特徴とする復号化装置。
13. 【請求項１３】 前記復元用データ作成手段は、前記復
    元用データを作成するときに用いる前記混合ディジタル
    信号の属する前記混合チャネルを前記フレーム単位で変
    更することを特徴とする請求項１２に記載の復号化装
    置。
14. 【請求項１４】 前記復元用データ作成手段は、前記復
    元用データを作成するときに用いる前記混合ディジタル
    信号の属する前記混合チャネルの割合を前記フレーム単
    位で変更することを特徴とする請求項１２に記載の復号
    化装置。
15. 【請求項１５】 前記復元用データによって復元される
    前記ディジタル信号の周波数帯域は、前記フレーム単位
    で変更されることを特徴とする請求項１２に記載の復号
    化装置。
16. 【請求項１６】 前記ディジタル信号は、ディジタルオ
    ーディオ信号であることを特徴とする請求項１２に記載
    の符号化装置。
17. 【請求項１７】 前記ディジタル信号は、時間軸を周波
    数軸に変換した周波数成分であることを特徴とする請求
    項１２に記載の符号化装置。
18. 【請求項１８】 複数チャネルの少なくとも１つのチャ
    ネルのディジタル信号の一部または全部の周波数帯域
    が、少なくとも１つの混合チャネルに混合され、 前記ディジタル信号の周波数特性および再生環境に対応
    して、前記ディジタル信号から、前記混合チャネルの混
    合ディジタル信号によって再現する信号を除いた、個別
    に符号化する個別符号化ディジタル信号が抽出され、 所定の符号化情報に基づいて符号化された前記混合ディ
    ジタル信号および前記個別符号化ディジタル信号が記録
    されることを特徴とする記録媒体。