オーディオ信号符号化装置およびオーディオ信号復号化装置
【課題】 効率的な符号化処理を行うことができるオーディオ信号符号化装置、および、このような符号化信号を復号化することができるオーディオ信号復号化装置を提供する。
【解決手段】 複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測するＦＭ合成部１２と、この信号と元の信号との差分である残差信号を求める残差信号算出部１３と、前記パラメータと前記残差信号とを符号化する量子化／符号化部１４とを設けることにより、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができる。
【解決手段】 複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測するＦＭ合成部１２と、この信号と元の信号との差分である残差信号を求める残差信号算出部１３と、前記パラメータと前記残差信号とを符号化する量子化／符号化部１４とを設けることにより、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号を符号化するオーディオ信号符号化装置、並びに、符号化されたビットストリームを復号化するオーディオ信号復号化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オーディオ信号を符号化する方法として、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）Ａｕｄｉｏ規格がある。ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏ規格には複数の方式があるが、ＭＰＥＧ２ ＡＡＣ、ＭＰＥＧ４ ＡＡＣ規格では、圧縮効率を上げるためのツールとしてＴＮＳ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｎｏｉｓｅ Ｓｈａｐｉｎｇ）技術を使用できる。
【０００３】
図１０は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−７で標準化されているＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ）準拠の符号化装置のブロック図、図１１は、ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣのリファレンスソフトウェアにおけるＴＮＳ処理部のブロック図である。
【０００４】
図１０において、聴覚心理モデル部１１０は、入力オーディオ信号を人間の聴覚特性に従って分析し、信号対マスク比（ＳＭＲ）値を算出する。ゲイン制御部１１１は、ＳＳＲプロファイルのみに使用され、入力信号を４つの等間隔の帯域に分割し、最低域以外の帯域について利得の制御を行う。ＭＤＣＴ部１１２は、時間領域の入力オーディオ信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する。ＴＮＳ処理部１１３は、量子化雑音の時間的な形状を制御する。インテンシティ／カップリング部１１４、Ｍ／Ｓステレオ部１１６は、ステレオ信号を効率よく処理するモジュールの一つであり、ステレオ相関符号化処理を行う。予測部１１５は、予測符号化を行う。正規化係数部１１７は、正規化係数を算出し、量子化部１１８では、正規化係数を基に音響信号を非線形量子化する。量子化された各出力は、ノイズレス符号化部１１９により符号化処理が行われ、マルチプレクサ部１２０でビットストリームを形成する。また、スペクトル処理を行うＭＤＣＴ部１１２からＭ／Ｓステレオ部１１６の処理部をまとめてスペクトル処理部１２１、量子化／符号化を行う正規化係数部１１７からノイズレス符号化部１１９の処理部をまとめて量子化／符号化部１２２とする。
【０００５】
次に、ＴＮＳ処理部１１３の動作について、図１１を用いて説明する。図１１において、ＭＤＣＴ部１３１は、時間領域の入力オーディオ信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する。線形予測部１３２は、周波数領域のスペクトルデータ上で線形予測を行う。ここで、線形予測によってスペクトルデータを予測できた場合は、残差信号算出部１３３では、線形予測部１３２で予測されたスペクトルとＭＤＣＴ部１３１で変換されたスペクトルデータとの残差信号を算出する。さらに、この残差信号および線形予測係数は、量子化／符号化部１３４によって出力ビットストリームに変換される。
【０００６】
このようにして、ＴＮＳ処理によりＭＤＣＴ係数の分散が小さくなり、スペクトルは平坦化される。通常、量子化ノイズは時間軸上全体に平均的に分布しているが、ＴＮＳ処理により量子化ノイズは時間軸上で波形の大きいところに多く分布されるようになる。このことにより、プリエコーと呼ばれる音質劣化を減少させることができる。
【０００７】
デコード処理を行う際には、復号化された残差信号と線形予測係数からスペクトルが算出され、そのスペクトルを逆ＭＤＣＴすることでオーディオ信号は復元される。
【０００８】
また、このような線形予測と残差信号を用いて伝達情報量の増加を軽減するとともにピッチ予測精度を上げ、音声を圧縮する音声符号化復号化装置も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−０８１１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のオーディオ信号符号化復号化装置におけるＴＮＳ処理では、単純な波形の場合は予測が有効であるが、複雑な波形の場合には線形予測ができず、ＴＮＳ処理による効果を十分に発揮できないという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、効率的な符号化処理を行うことができるオーディオ信号符号化装置、および、このような符号化信号を復号化することができるオーディオ信号復号化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のオーディオ信号符号化装置は、時間領域のオーディオ信号を周波数領域へ変換する時間周波数変換手段と、前記時間周波数変換手段によって周波数領域へ変換された信号を近似するＦＭ合成手段と、前記時間周波数変換手段によって周波数領域へ変換された信号と前記ＦＭ合成手段によって近似された周波数領域の信号との差分を算出する残差信号算出手段と、前記残差信号算出手段に算出された周波数領域の残差信号と、前記ＦＭ合成手段で使用したパラメータとを符号化する符号化手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１２】
この構成により、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測し、また、この信号との差分である残差信号を求め、前記パラメータと前記残差信号とを符号化するので、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができる。
【００１３】
また、本発明のオーディオ信号符号化装置は、前記残差信号算出手段において残差信号を求める周波数の適用範囲を算出する適用周波数算出手段を備え、前記残差信号算出手段は、前記適用周波数算出手段に算出された適用周波数帯域の前記残差信号を算出し、前記符号化手段は、前記適用周波数算出手段が算出した適用周波数帯域をパラメータとして符号化することを特徴とした構成を有している。
【００１４】
この構成により、残差信号を算出する周波数帯域を指定し、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測し、ＦＭ合成による信号との差分が実質的に影響を及ぼす範囲でのみ残差信号を符号化するので、必要外の残差信号を符号化せず、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うとともに、再生時の品質を落とさずに、さらなる符号化効率を高めることができる。
【００１５】
さらに、本発明のオーディオ信号復号化装置は、符号化された周波数領域の残差信号およびＦＭ合成に使用するパラメータを復号化する復号化手段と、前記復号化手段によって復号化されたパラメータを用いてＦＭ合成を行うＦＭ合成手段と、前記復号化手段によって復号化された周波数領域の残差信号と前記ＦＭ合成手段によって出力された周波数領域の信号とを加算する加算信号算出手段と、前記加算信号算出手段によって生成された周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１６】
この構成により、ＦＭ合成信号のパラメータと、オーディオ信号と前記ＦＭ合成信号との残差信号とを復号化して、オーディオ信号を再生することができるので、線形予測による符号化信号より圧縮率の高い符号化信号から、オーディオ信号を復号化することができる。
【００１７】
さらに、本発明のオーディオ信号復号化装置は、符号化された周波数領域の残差信号、ＦＭ合成に使用するパラメータおよび前記残差信号を算出した周波数帯域のパラメータを復号化する復号化手段と、前記復号化手段によって復号化されたＦＭ合成のパラメータを用いてＦＭ合成を行うＦＭ合成手段と、前記周波数帯域のパラメータで設定された適用周波数帯域において、前記復号化手段によって復号化された周波数領域の残差信号と前記ＦＭ合成手段によって出力された周波数領域の信号とを加算する加算信号算出手段と、前記加算信号算出手段によって生成された周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１８】
この構成により、ＦＭ合成信号のパラメータと、オーディオ信号と前記ＦＭ合成信号との残差信号と、この残差信号が適用された周波数を示す適用周波数情報とを復号化して、オーディオ信号を再生することができるので、ＦＭ合成による信号との差分が実質的に影響を及ぼす範囲でのみ残差信号が符号化された、線形予測による符号化信号より特に圧縮率の高い符号化信号から、オーディオ信号を復号化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測するＦＭ合成手段と、この信号と元の信号との差分である残差信号を求める残差信号算出手段と、前記パラメータと前記残差信号とを符号化する符号化手段とを設けることにより、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができるという効果を有するオーディオ信号符号化復号化装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置およびオーディオ信号復号化装置について、図面を用いて説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置のブロック図を、図１に示し説明する。
【００２２】
図１に示すように、オーディオ信号符号化装置１０は、時間領域の入力オーディオ信号を周波数領域のスペクトル信号へ変換する時間周波数変換部１１と、少ないパラメータで高音質な音声を合成することができるＦＭ合成部１２と、上記周波数領域のスペクトル信号とＦＭ合成部１２によって算出された周波数領域のスペクトル信号との差を算出する残差信号算出部１３と、残差信号算出部１３によって算出された残差信号とＦＭ合成部１２において使用されたパラメータ等を量子化／符号化する量子化／符号化部１４とを備えた構成である。
【００２３】
以上のように構成されたオーディオ信号符号化装置１０について、その動作を説明する。
【００２４】
まず、時間領域の入力オーディオ信号は、時間周波数変換部１１によって周波数領域のスペクトル信号へと変換される。時間周波数変換部１１は、ＦＦＴやＭＤＣＴなどを使用することができる。次に、ＦＭ合成部１２は、時間周波数変換部１１によって変換された周波数領域のスペクトル信号をＦＭ合成方式を用いて近似する。ＦＭ合成方式は、楽器のシンセサイザーや携帯電話の音源として幅広く使われている音声合成方式で、少ないパラメータで複雑な波形を出力することが可能である。ＦＭ合成方式では、ＦＭ（周波数変調）によって波形を変形させることでさまざまな音を作りだす。
【００２５】
ここで、ＦＭ合成部１２は、複数の発信器から構成されており、この発信器の出力で別の発信器を変調することで音声を作成する。この発信器の個数は、回路規模や演算能力によって変更することが可能である。携帯電話の音源としては、２〜４個、楽器などでは、４〜８個を使用している。ＦＭ合成部のもっとも簡単な構成図を、図２に示す。
【００２６】
図２に示すように、ＦＭ合成部は、２つの発信器２１、発信器２２を備えた構成であり、発信器２１は、発信器２２に接続されている。発信器２２は、発信器２１から出力された波形を変調して出力する。発信器の接続の仕方はアルゴリズムと呼ばれ、複数のアルゴリズムを有することが可能である。例えば、図２のような直列に２つの発信器を接続したものや、図３に示すように、２つの発信器３１、発信器３２を並列に接続したものなどがある。
【００２７】
次に図４を用いて、ＦＭ合成部１２の構成方法について説明する。ＦＭ合成部１２では、周波数領域のスペクトル信号を解析部４６によって基本周波数などを解析し、その解析結果に基づきＦＭ合成のアルゴリズムやパラメータを設定し、ＦＭ合成部４５によって時間領域の合成波形を出力する。合成波形は、時間周波数変換部４９によって周波数領域のスペクトル信号へと変換される。
【００２８】
また、演算量が十分に取れる回路であれば、図５のような構成をとることも可能である。ここでは、時間周波数変換部５１によって周波数領域のスペクトル信号へと変換された信号と、ＦＭ合成部５５によって生成されたＦＭ合成波形を時間周波数変換部５９によって周波数領域へと変換した信号とを比較部５７によって比較し、２つのスペクトルの差が最小になるパラメータを計算する。誤差が最小となるＦＭ合成波形を、周波数領域のスペクトル信号へと変換した信号をＦＭ合成部１２は出力する。
【００２９】
次に、残差信号算出部１３は、ＦＭ合成部１２によって出力された周波数領域のスペクトル信号と、時間周波数変換部１１によって変換された周波数領域のスペクトル信号との残差信号を算出する。次に、量子化／符号化部１４では、上記残差信号とＦＭ合成に用いたアルゴリズムや周波数などのパラメータ等を量子化／符号化し、ビットストリームを出力する。
【００３０】
また、ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣにおいて圧縮効率をあげるためのツールである、Ｍ／Ｓステレオ部や聴覚心理モデル部を本符号化に適用することも可能である。
【００３１】
このような本発明の第１の実施の形態のオーディオ信号符号化装置によれば、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測することにより、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置のブロック図を、図６に示し説明する。
【００３３】
図６に示すように、オーディオ信号符号化装置６０は、時間領域の入力オーディオ信号を周波数領域のスペクトル信号へ変換する時間周波数変換部６１と、少ないパラメータで高音質な音声を合成することができるＦＭ合成部６２と、上記周波数領域のスペクトル信号とＦＭ合成部６２によって算出された周波数領域のスペクトル信号との差をどの周波数帯域で算出するかを決定する適用周波数算出部６８と、上記周波数領域のスペクトル信号とＦＭ合成部６２によって算出された周波数領域のスペクトル信号との差を算出する残差信号算出部６３と、残差信号算出部６３によって算出された残差信号とＦＭ合成部６２において使用されたパラメータ等を量子化／符号化する量子化／符号化部６４とを備えた構成である。
【００３４】
以上のように構成されたオーディオ信号符号化装置６０について、その動作を説明する。
【００３５】
まず、時間領域の入力オーディオ信号は、時間周波数変換部６１によって周波数領域のスペクトル信号へと変換される。時間周波数変換部６１は、ＦＦＴやＭＤＣＴなどを使用することができる。次に、ＦＭ合成部６２は、時間周波数変換部６１によって変換された周波数領域のスペクトル信号をＦＭ合成方式を用いて上記第１の実施の形態で記載した手法を用いて近似する。
【００３６】
次に、適用周波数算出部６８は、時間周波数変換部６１によって変換された周波数領域のスペクトル信号と、ＦＭ合成部６２によって算出された信号とについて、差分をどの周波数帯域で行うかを決定する。例えば、図７に示すように、ある周波数以上は差分を求め、ある周波数以下は差分を求めずに量子化／符号化部６４に入力する。また、ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣで設定されたスケールファクタバンドと呼ばれる帯域分割された帯域毎に差分を求めてもよい。
【００３７】
次に、残差信号算出部６３は、ＦＭ合成部６２によって出力された周波数領域のスペクトル信号と、時間周波数変換部６１によって変換された周波数領域のスペクトル信号との残差信号を、適用周波数算出部６８で算出された周波数帯域において算出する。次に、量子化／符号化部６４では、上記残差信号と残差信号を求めた周波数帯域の情報とＦＭ合成に用いたアルゴリズムや周波数などのパラメータ等を量子化／符号化し、ビットストリームを出力する。
【００３８】
また、ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣにおいて圧縮効率をあげるためのツールである、Ｍ／Ｓステレオ部や聴覚心理モデル部を本符号化に適用することも可能である。
【００３９】
このように、本発明の第２の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置によれば、残差信号を算出する周波数帯域を指定し、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測し、ＦＭ合成による信号との差分が問題になる範囲でのみ残差信号を符号化することにより、必要外の残差信号を符号化せず、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うとともに、再生時の品質を落とさずに、さらなる符号化効率を高めることができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置のブロック図を、図８に示し説明する。
【００４１】
図８に示すように、オーディオ信号復号化装置８０は、圧縮されたビットストリームを復号化する復号化部８１と、符号化時にＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータを用いてＦＭ合成し、ＦＭ合成された信号を周波数領域の信号として出力するＦＭ合成部８２と、ＦＭ合成された周波数領域の信号と残差信号とを加算する加算信号算出部８３と、周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換部８４とを備えた構成である。
【００４２】
以上のように構成されたオーディオ信号復号化装置８０について、その動作を説明する。
【００４３】
まず、圧縮された入力ビットストリームは、復号化部８１によって、符号化時にＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータと、残差信号とに復号化される。次に、ＦＭ合成部８２では、復号化部８１によって復号化されたＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータを用いてＦＭ合成をし、その合成波形を時間周波数変換を用いて周波数領域の信号へと変換する。
【００４４】
次に、加算信号算出部８３は、復号化部８１によって復号化された残差信号と、ＦＭ合成部８２によって出力された信号とを加算する。この加算された周波数領域の信号を周波数時間変換部８４によって時間領域のオーディオ信号へと変換する。
【００４５】
このように、本発明の第３の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置によれば、ＦＭ合成信号のパラメータと、オーディオ信号と前記ＦＭ合成信号との残差信号とを復号化して、オーディオ信号を再生することができるので、線形予測による符号化信号より圧縮率の高い符号化信号から、オーディオ信号を復号化することができる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置のブロック図を、図９に示し説明する。
【００４７】
図９に示すように、オーディオ信号復号化装置９０は、圧縮されたビットストリームを復号化する復号化部９１と、符号化時にＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータを用いてＦＭ合成し、ＦＭ合成された信号を周波数領域の信号として出力するＦＭ合成部９２と、ＦＭ合成された周波数領域の信号と残差信号とを適用周波数情報で決定される周波数帯域で加算する加算信号算出部９３と、周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換部９４とを備えた構成である。
【００４８】
以上のように構成されたオーディオ信号復号化装置９０について、その動作を説明する。
【００４９】
まず、圧縮された入力ビットストリームは、復号化部９１によって、符号化時にＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータと、残差信号と、この残差信号が適用された周波数を示す適用周波数情報とに復号化される。次に、ＦＭ合成部９２では、復号化部９１によって復号化されたＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータを用いてＦＭ合成をし、その合成波形を時間周波数変換を用いて周波数領域の信号へと変換する。
【００５０】
次に、加算信号算出部９３は、復号化部９１によって復号化された残差信号と、ＦＭ合成部９２によって出力された信号とを、復号化部９１によって復号化され適用周波数情報で示された周波数帯域で加算する。この加算された周波数領域の信号を周波数時間変換部９４によって時間領域のオーディオ信号へと変換する。
【００５１】
このように、本発明の第４の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置によれば、ＦＭ合成信号のパラメータと、オーディオ信号と前記ＦＭ合成信号との残差信号と、この残差信号が適用された周波数を示す適用周波数情報とを復号化して、オーディオ信号を再生することができるので、ＦＭ合成による信号との差分が実質的に影響を及ぼす範囲でのみ残差信号が符号化された、線形予測による符号化信号より特に圧縮率の高い符号化信号から、オーディオ信号を復号化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかるオーディオ信号符号化復号化装置は、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測し、また、この信号との差分である残差信号を求め、前記パラメータと前記残差信号とを符号化するので、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができるという効果を有し、オーディオ信号を符号化するオーディオ信号符号化復号化装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＦＭ合成部のブロック図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＦＭ合成部のブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＦＭ合成パラメータの算出方法を示す図
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＦＭ合成パラメータの算出方法を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置のブロック図
【図７】本発明の第２の実施の形態における適用周波数算出部の適用周波数領域の一例を示す図
【図８】本発明の第３の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置のブロック図
【図９】本発明の第４の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置のブロック図
【図１０】従来のオーディオ信号符号化装置のブロック図
【図１１】従来のオーディオ信号符号化装置におけるＴＮＳ処理部のブロック図
【符号の説明】
【００５４】
１０、６０ オーディオ信号符号化装置
１１、４１、４９、５１、５９、６１ 時間周波数変換部
１２、６２、８２、９２ ＦＭ合成部
１３、６３ 残差信号算出部
１４、６４ 量子化／符号化部
２１、２２、３１、３２ 発信器
４５、５５ ＦＭ合成部
４６ 解析部
５７ 比較部
６８ 適用周波数算出部
８０、９０ オーディオ信号復号化装置
８１、９１ 復号化部
８３、９３ 加算信号算出部
８４、９４ 周波数時間変換部
１１０ 聴覚心理モデル部
１１１ ゲイン制御部
１１２ ＭＤＣＴ部
１１３ ＴＮＳ処理部
１１４ インテンシティ／カップリング部
１１５ 予測部
１１６ Ｍ／Ｓステレオ部
１１７ 正規化係数部
１１８ 量子化部
１１９ ノイズレス符号化部
１２０ マルチプレクサ部
１２１ スペクトル処理部
１２２ 量子化／符号化部
１３１ ＭＤＣＴ部
１３２ 線形予測部
１３３ 残差信号算出部
１３４ 量子化／符号化部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号を符号化するオーディオ信号符号化装置、並びに、符号化されたビットストリームを復号化するオーディオ信号復号化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オーディオ信号を符号化する方法として、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）Ａｕｄｉｏ規格がある。ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏ規格には複数の方式があるが、ＭＰＥＧ２ ＡＡＣ、ＭＰＥＧ４ ＡＡＣ規格では、圧縮効率を上げるためのツールとしてＴＮＳ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｎｏｉｓｅ Ｓｈａｐｉｎｇ）技術を使用できる。
【０００３】
図１０は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−７で標準化されているＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ａｕｄｉｏ Ｃｏｄｉｎｇ）準拠の符号化装置のブロック図、図１１は、ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣのリファレンスソフトウェアにおけるＴＮＳ処理部のブロック図である。
【０００４】
図１０において、聴覚心理モデル部１１０は、入力オーディオ信号を人間の聴覚特性に従って分析し、信号対マスク比（ＳＭＲ）値を算出する。ゲイン制御部１１１は、ＳＳＲプロファイルのみに使用され、入力信号を４つの等間隔の帯域に分割し、最低域以外の帯域について利得の制御を行う。ＭＤＣＴ部１１２は、時間領域の入力オーディオ信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する。ＴＮＳ処理部１１３は、量子化雑音の時間的な形状を制御する。インテンシティ／カップリング部１１４、Ｍ／Ｓステレオ部１１６は、ステレオ信号を効率よく処理するモジュールの一つであり、ステレオ相関符号化処理を行う。予測部１１５は、予測符号化を行う。正規化係数部１１７は、正規化係数を算出し、量子化部１１８では、正規化係数を基に音響信号を非線形量子化する。量子化された各出力は、ノイズレス符号化部１１９により符号化処理が行われ、マルチプレクサ部１２０でビットストリームを形成する。また、スペクトル処理を行うＭＤＣＴ部１１２からＭ／Ｓステレオ部１１６の処理部をまとめてスペクトル処理部１２１、量子化／符号化を行う正規化係数部１１７からノイズレス符号化部１１９の処理部をまとめて量子化／符号化部１２２とする。
【０００５】
次に、ＴＮＳ処理部１１３の動作について、図１１を用いて説明する。図１１において、ＭＤＣＴ部１３１は、時間領域の入力オーディオ信号を周波数領域のスペクトルデータに変換する。線形予測部１３２は、周波数領域のスペクトルデータ上で線形予測を行う。ここで、線形予測によってスペクトルデータを予測できた場合は、残差信号算出部１３３では、線形予測部１３２で予測されたスペクトルとＭＤＣＴ部１３１で変換されたスペクトルデータとの残差信号を算出する。さらに、この残差信号および線形予測係数は、量子化／符号化部１３４によって出力ビットストリームに変換される。
【０００６】
このようにして、ＴＮＳ処理によりＭＤＣＴ係数の分散が小さくなり、スペクトルは平坦化される。通常、量子化ノイズは時間軸上全体に平均的に分布しているが、ＴＮＳ処理により量子化ノイズは時間軸上で波形の大きいところに多く分布されるようになる。このことにより、プリエコーと呼ばれる音質劣化を減少させることができる。
【０００７】
デコード処理を行う際には、復号化された残差信号と線形予測係数からスペクトルが算出され、そのスペクトルを逆ＭＤＣＴすることでオーディオ信号は復元される。
【０００８】
また、このような線形予測と残差信号を用いて伝達情報量の増加を軽減するとともにピッチ予測精度を上げ、音声を圧縮する音声符号化復号化装置も提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−０８１１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のオーディオ信号符号化復号化装置におけるＴＮＳ処理では、単純な波形の場合は予測が有効であるが、複雑な波形の場合には線形予測ができず、ＴＮＳ処理による効果を十分に発揮できないという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、効率的な符号化処理を行うことができるオーディオ信号符号化装置、および、このような符号化信号を復号化することができるオーディオ信号復号化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のオーディオ信号符号化装置は、時間領域のオーディオ信号を周波数領域へ変換する時間周波数変換手段と、前記時間周波数変換手段によって周波数領域へ変換された信号を近似するＦＭ合成手段と、前記時間周波数変換手段によって周波数領域へ変換された信号と前記ＦＭ合成手段によって近似された周波数領域の信号との差分を算出する残差信号算出手段と、前記残差信号算出手段に算出された周波数領域の残差信号と、前記ＦＭ合成手段で使用したパラメータとを符号化する符号化手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１２】
この構成により、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測し、また、この信号との差分である残差信号を求め、前記パラメータと前記残差信号とを符号化するので、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができる。
【００１３】
また、本発明のオーディオ信号符号化装置は、前記残差信号算出手段において残差信号を求める周波数の適用範囲を算出する適用周波数算出手段を備え、前記残差信号算出手段は、前記適用周波数算出手段に算出された適用周波数帯域の前記残差信号を算出し、前記符号化手段は、前記適用周波数算出手段が算出した適用周波数帯域をパラメータとして符号化することを特徴とした構成を有している。
【００１４】
この構成により、残差信号を算出する周波数帯域を指定し、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測し、ＦＭ合成による信号との差分が実質的に影響を及ぼす範囲でのみ残差信号を符号化するので、必要外の残差信号を符号化せず、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うとともに、再生時の品質を落とさずに、さらなる符号化効率を高めることができる。
【００１５】
さらに、本発明のオーディオ信号復号化装置は、符号化された周波数領域の残差信号およびＦＭ合成に使用するパラメータを復号化する復号化手段と、前記復号化手段によって復号化されたパラメータを用いてＦＭ合成を行うＦＭ合成手段と、前記復号化手段によって復号化された周波数領域の残差信号と前記ＦＭ合成手段によって出力された周波数領域の信号とを加算する加算信号算出手段と、前記加算信号算出手段によって生成された周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１６】
この構成により、ＦＭ合成信号のパラメータと、オーディオ信号と前記ＦＭ合成信号との残差信号とを復号化して、オーディオ信号を再生することができるので、線形予測による符号化信号より圧縮率の高い符号化信号から、オーディオ信号を復号化することができる。
【００１７】
さらに、本発明のオーディオ信号復号化装置は、符号化された周波数領域の残差信号、ＦＭ合成に使用するパラメータおよび前記残差信号を算出した周波数帯域のパラメータを復号化する復号化手段と、前記復号化手段によって復号化されたＦＭ合成のパラメータを用いてＦＭ合成を行うＦＭ合成手段と、前記周波数帯域のパラメータで設定された適用周波数帯域において、前記復号化手段によって復号化された周波数領域の残差信号と前記ＦＭ合成手段によって出力された周波数領域の信号とを加算する加算信号算出手段と、前記加算信号算出手段によって生成された周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とした構成を有している。
【００１８】
この構成により、ＦＭ合成信号のパラメータと、オーディオ信号と前記ＦＭ合成信号との残差信号と、この残差信号が適用された周波数を示す適用周波数情報とを復号化して、オーディオ信号を再生することができるので、ＦＭ合成による信号との差分が実質的に影響を及ぼす範囲でのみ残差信号が符号化された、線形予測による符号化信号より特に圧縮率の高い符号化信号から、オーディオ信号を復号化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測するＦＭ合成手段と、この信号と元の信号との差分である残差信号を求める残差信号算出手段と、前記パラメータと前記残差信号とを符号化する符号化手段とを設けることにより、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができるという効果を有するオーディオ信号符号化復号化装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置およびオーディオ信号復号化装置について、図面を用いて説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置のブロック図を、図１に示し説明する。
【００２２】
図１に示すように、オーディオ信号符号化装置１０は、時間領域の入力オーディオ信号を周波数領域のスペクトル信号へ変換する時間周波数変換部１１と、少ないパラメータで高音質な音声を合成することができるＦＭ合成部１２と、上記周波数領域のスペクトル信号とＦＭ合成部１２によって算出された周波数領域のスペクトル信号との差を算出する残差信号算出部１３と、残差信号算出部１３によって算出された残差信号とＦＭ合成部１２において使用されたパラメータ等を量子化／符号化する量子化／符号化部１４とを備えた構成である。
【００２３】
以上のように構成されたオーディオ信号符号化装置１０について、その動作を説明する。
【００２４】
まず、時間領域の入力オーディオ信号は、時間周波数変換部１１によって周波数領域のスペクトル信号へと変換される。時間周波数変換部１１は、ＦＦＴやＭＤＣＴなどを使用することができる。次に、ＦＭ合成部１２は、時間周波数変換部１１によって変換された周波数領域のスペクトル信号をＦＭ合成方式を用いて近似する。ＦＭ合成方式は、楽器のシンセサイザーや携帯電話の音源として幅広く使われている音声合成方式で、少ないパラメータで複雑な波形を出力することが可能である。ＦＭ合成方式では、ＦＭ（周波数変調）によって波形を変形させることでさまざまな音を作りだす。
【００２５】
ここで、ＦＭ合成部１２は、複数の発信器から構成されており、この発信器の出力で別の発信器を変調することで音声を作成する。この発信器の個数は、回路規模や演算能力によって変更することが可能である。携帯電話の音源としては、２〜４個、楽器などでは、４〜８個を使用している。ＦＭ合成部のもっとも簡単な構成図を、図２に示す。
【００２６】
図２に示すように、ＦＭ合成部は、２つの発信器２１、発信器２２を備えた構成であり、発信器２１は、発信器２２に接続されている。発信器２２は、発信器２１から出力された波形を変調して出力する。発信器の接続の仕方はアルゴリズムと呼ばれ、複数のアルゴリズムを有することが可能である。例えば、図２のような直列に２つの発信器を接続したものや、図３に示すように、２つの発信器３１、発信器３２を並列に接続したものなどがある。
【００２７】
次に図４を用いて、ＦＭ合成部１２の構成方法について説明する。ＦＭ合成部１２では、周波数領域のスペクトル信号を解析部４６によって基本周波数などを解析し、その解析結果に基づきＦＭ合成のアルゴリズムやパラメータを設定し、ＦＭ合成部４５によって時間領域の合成波形を出力する。合成波形は、時間周波数変換部４９によって周波数領域のスペクトル信号へと変換される。
【００２８】
また、演算量が十分に取れる回路であれば、図５のような構成をとることも可能である。ここでは、時間周波数変換部５１によって周波数領域のスペクトル信号へと変換された信号と、ＦＭ合成部５５によって生成されたＦＭ合成波形を時間周波数変換部５９によって周波数領域へと変換した信号とを比較部５７によって比較し、２つのスペクトルの差が最小になるパラメータを計算する。誤差が最小となるＦＭ合成波形を、周波数領域のスペクトル信号へと変換した信号をＦＭ合成部１２は出力する。
【００２９】
次に、残差信号算出部１３は、ＦＭ合成部１２によって出力された周波数領域のスペクトル信号と、時間周波数変換部１１によって変換された周波数領域のスペクトル信号との残差信号を算出する。次に、量子化／符号化部１４では、上記残差信号とＦＭ合成に用いたアルゴリズムや周波数などのパラメータ等を量子化／符号化し、ビットストリームを出力する。
【００３０】
また、ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣにおいて圧縮効率をあげるためのツールである、Ｍ／Ｓステレオ部や聴覚心理モデル部を本符号化に適用することも可能である。
【００３１】
このような本発明の第１の実施の形態のオーディオ信号符号化装置によれば、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測することにより、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置のブロック図を、図６に示し説明する。
【００３３】
図６に示すように、オーディオ信号符号化装置６０は、時間領域の入力オーディオ信号を周波数領域のスペクトル信号へ変換する時間周波数変換部６１と、少ないパラメータで高音質な音声を合成することができるＦＭ合成部６２と、上記周波数領域のスペクトル信号とＦＭ合成部６２によって算出された周波数領域のスペクトル信号との差をどの周波数帯域で算出するかを決定する適用周波数算出部６８と、上記周波数領域のスペクトル信号とＦＭ合成部６２によって算出された周波数領域のスペクトル信号との差を算出する残差信号算出部６３と、残差信号算出部６３によって算出された残差信号とＦＭ合成部６２において使用されたパラメータ等を量子化／符号化する量子化／符号化部６４とを備えた構成である。
【００３４】
以上のように構成されたオーディオ信号符号化装置６０について、その動作を説明する。
【００３５】
まず、時間領域の入力オーディオ信号は、時間周波数変換部６１によって周波数領域のスペクトル信号へと変換される。時間周波数変換部６１は、ＦＦＴやＭＤＣＴなどを使用することができる。次に、ＦＭ合成部６２は、時間周波数変換部６１によって変換された周波数領域のスペクトル信号をＦＭ合成方式を用いて上記第１の実施の形態で記載した手法を用いて近似する。
【００３６】
次に、適用周波数算出部６８は、時間周波数変換部６１によって変換された周波数領域のスペクトル信号と、ＦＭ合成部６２によって算出された信号とについて、差分をどの周波数帯域で行うかを決定する。例えば、図７に示すように、ある周波数以上は差分を求め、ある周波数以下は差分を求めずに量子化／符号化部６４に入力する。また、ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣで設定されたスケールファクタバンドと呼ばれる帯域分割された帯域毎に差分を求めてもよい。
【００３７】
次に、残差信号算出部６３は、ＦＭ合成部６２によって出力された周波数領域のスペクトル信号と、時間周波数変換部６１によって変換された周波数領域のスペクトル信号との残差信号を、適用周波数算出部６８で算出された周波数帯域において算出する。次に、量子化／符号化部６４では、上記残差信号と残差信号を求めた周波数帯域の情報とＦＭ合成に用いたアルゴリズムや周波数などのパラメータ等を量子化／符号化し、ビットストリームを出力する。
【００３８】
また、ＭＰＥＧ２オーディオ規格ＡＡＣにおいて圧縮効率をあげるためのツールである、Ｍ／Ｓステレオ部や聴覚心理モデル部を本符号化に適用することも可能である。
【００３９】
このように、本発明の第２の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置によれば、残差信号を算出する周波数帯域を指定し、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測し、ＦＭ合成による信号との差分が問題になる範囲でのみ残差信号を符号化することにより、必要外の残差信号を符号化せず、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うとともに、再生時の品質を落とさずに、さらなる符号化効率を高めることができる。
【００４０】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置のブロック図を、図８に示し説明する。
【００４１】
図８に示すように、オーディオ信号復号化装置８０は、圧縮されたビットストリームを復号化する復号化部８１と、符号化時にＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータを用いてＦＭ合成し、ＦＭ合成された信号を周波数領域の信号として出力するＦＭ合成部８２と、ＦＭ合成された周波数領域の信号と残差信号とを加算する加算信号算出部８３と、周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換部８４とを備えた構成である。
【００４２】
以上のように構成されたオーディオ信号復号化装置８０について、その動作を説明する。
【００４３】
まず、圧縮された入力ビットストリームは、復号化部８１によって、符号化時にＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータと、残差信号とに復号化される。次に、ＦＭ合成部８２では、復号化部８１によって復号化されたＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータを用いてＦＭ合成をし、その合成波形を時間周波数変換を用いて周波数領域の信号へと変換する。
【００４４】
次に、加算信号算出部８３は、復号化部８１によって復号化された残差信号と、ＦＭ合成部８２によって出力された信号とを加算する。この加算された周波数領域の信号を周波数時間変換部８４によって時間領域のオーディオ信号へと変換する。
【００４５】
このように、本発明の第３の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置によれば、ＦＭ合成信号のパラメータと、オーディオ信号と前記ＦＭ合成信号との残差信号とを復号化して、オーディオ信号を再生することができるので、線形予測による符号化信号より圧縮率の高い符号化信号から、オーディオ信号を復号化することができる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置のブロック図を、図９に示し説明する。
【００４７】
図９に示すように、オーディオ信号復号化装置９０は、圧縮されたビットストリームを復号化する復号化部９１と、符号化時にＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータを用いてＦＭ合成し、ＦＭ合成された信号を周波数領域の信号として出力するＦＭ合成部９２と、ＦＭ合成された周波数領域の信号と残差信号とを適用周波数情報で決定される周波数帯域で加算する加算信号算出部９３と、周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換部９４とを備えた構成である。
【００４８】
以上のように構成されたオーディオ信号復号化装置９０について、その動作を説明する。
【００４９】
まず、圧縮された入力ビットストリームは、復号化部９１によって、符号化時にＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータと、残差信号と、この残差信号が適用された周波数を示す適用周波数情報とに復号化される。次に、ＦＭ合成部９２では、復号化部９１によって復号化されたＦＭ合成で使用したアルゴリズムや周波数などのパラメータを用いてＦＭ合成をし、その合成波形を時間周波数変換を用いて周波数領域の信号へと変換する。
【００５０】
次に、加算信号算出部９３は、復号化部９１によって復号化された残差信号と、ＦＭ合成部９２によって出力された信号とを、復号化部９１によって復号化され適用周波数情報で示された周波数帯域で加算する。この加算された周波数領域の信号を周波数時間変換部９４によって時間領域のオーディオ信号へと変換する。
【００５１】
このように、本発明の第４の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置によれば、ＦＭ合成信号のパラメータと、オーディオ信号と前記ＦＭ合成信号との残差信号と、この残差信号が適用された周波数を示す適用周波数情報とを復号化して、オーディオ信号を再生することができるので、ＦＭ合成による信号との差分が実質的に影響を及ぼす範囲でのみ残差信号が符号化された、線形予測による符号化信号より特に圧縮率の高い符号化信号から、オーディオ信号を復号化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかるオーディオ信号符号化復号化装置は、複雑な波形を線形予測よりも少ないパラメータで表現可能なＦＭ合成方式を用いて、周波数領域のスペクトルデータを予測し、また、この信号との差分である残差信号を求め、前記パラメータと前記残差信号とを符号化するので、線形予測を使用した処理よりもより効率的な符号化処理を行うことができるという効果を有し、オーディオ信号を符号化するオーディオ信号符号化復号化装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＦＭ合成部のブロック図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＦＭ合成部のブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＦＭ合成パラメータの算出方法を示す図
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＦＭ合成パラメータの算出方法を示す図
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるオーディオ信号符号化装置のブロック図
【図７】本発明の第２の実施の形態における適用周波数算出部の適用周波数領域の一例を示す図
【図８】本発明の第３の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置のブロック図
【図９】本発明の第４の実施の形態におけるオーディオ信号復号化装置のブロック図
【図１０】従来のオーディオ信号符号化装置のブロック図
【図１１】従来のオーディオ信号符号化装置におけるＴＮＳ処理部のブロック図
【符号の説明】
【００５４】
１０、６０ オーディオ信号符号化装置
１１、４１、４９、５１、５９、６１ 時間周波数変換部
１２、６２、８２、９２ ＦＭ合成部
１３、６３ 残差信号算出部
１４、６４ 量子化／符号化部
２１、２２、３１、３２ 発信器
４５、５５ ＦＭ合成部
４６ 解析部
５７ 比較部
６８ 適用周波数算出部
８０、９０ オーディオ信号復号化装置
８１、９１ 復号化部
８３、９３ 加算信号算出部
８４、９４ 周波数時間変換部
１１０ 聴覚心理モデル部
１１１ ゲイン制御部
１１２ ＭＤＣＴ部
１１３ ＴＮＳ処理部
１１４ インテンシティ／カップリング部
１１５ 予測部
１１６ Ｍ／Ｓステレオ部
１１７ 正規化係数部
１１８ 量子化部
１１９ ノイズレス符号化部
１２０ マルチプレクサ部
１２１ スペクトル処理部
１２２ 量子化／符号化部
１３１ ＭＤＣＴ部
１３２ 線形予測部
１３３ 残差信号算出部
１３４ 量子化／符号化部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間領域のオーディオ信号を周波数領域へ変換する時間周波数変換手段と、
前記時間周波数変換手段によって周波数領域へ変換された信号を近似するＦＭ合成手段と、
前記時間周波数変換手段によって周波数領域へ変換された信号と前記ＦＭ合成手段によって近似された周波数領域の信号との差分を算出する残差信号算出手段と、
前記残差信号算出手段に算出された周波数領域の残差信号と、前記ＦＭ合成手段で使用したパラメータとを符号化する符号化手段とを備えたことを特徴とするオーディオ信号符号化装置。
【請求項２】
前記残差信号算出手段において残差信号を求める周波数の適用範囲を算出する適用周波数算出手段を備え、
前記残差信号算出手段は、前記適用周波数算出手段に算出された適用周波数帯域の前記残差信号を算出し、
前記符号化手段は、前記適用周波数算出手段が算出した適用周波数帯域をパラメータとして符号化することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項３】
符号化された周波数領域の残差信号およびＦＭ合成に使用するパラメータを復号化する復号化手段と、
前記復号化手段によって復号化されたパラメータを用いてＦＭ合成を行うＦＭ合成手段と、
前記復号化手段によって復号化された周波数領域の残差信号と、前記ＦＭ合成手段によって出力された周波数領域の信号とを加算する加算信号算出手段と、
前記加算信号算出手段によって生成された周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とするオーディオ信号復号化装置。
【請求項４】
符号化された周波数領域の残差信号、ＦＭ合成に使用するパラメータおよび前記残差信号を算出した周波数帯域のパラメータを復号化する復号化手段と、
前記復号化手段によって復号化されたＦＭ合成のパラメータを用いてＦＭ合成を行うＦＭ合成手段と、
前記周波数帯域のパラメータで設定された適用周波数帯域において、前記復号化手段によって復号化された周波数領域の残差信号と、前記ＦＭ合成手段によって出力された周波数領域の信号とを加算する加算信号算出手段と、
前記加算信号算出手段によって生成された周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とするオーディオ信号復号化装置。
【請求項１】
時間領域のオーディオ信号を周波数領域へ変換する時間周波数変換手段と、
前記時間周波数変換手段によって周波数領域へ変換された信号を近似するＦＭ合成手段と、
前記時間周波数変換手段によって周波数領域へ変換された信号と前記ＦＭ合成手段によって近似された周波数領域の信号との差分を算出する残差信号算出手段と、
前記残差信号算出手段に算出された周波数領域の残差信号と、前記ＦＭ合成手段で使用したパラメータとを符号化する符号化手段とを備えたことを特徴とするオーディオ信号符号化装置。
【請求項２】
前記残差信号算出手段において残差信号を求める周波数の適用範囲を算出する適用周波数算出手段を備え、
前記残差信号算出手段は、前記適用周波数算出手段に算出された適用周波数帯域の前記残差信号を算出し、
前記符号化手段は、前記適用周波数算出手段が算出した適用周波数帯域をパラメータとして符号化することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号符号化装置。
【請求項３】
符号化された周波数領域の残差信号およびＦＭ合成に使用するパラメータを復号化する復号化手段と、
前記復号化手段によって復号化されたパラメータを用いてＦＭ合成を行うＦＭ合成手段と、
前記復号化手段によって復号化された周波数領域の残差信号と、前記ＦＭ合成手段によって出力された周波数領域の信号とを加算する加算信号算出手段と、
前記加算信号算出手段によって生成された周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とするオーディオ信号復号化装置。
【請求項４】
符号化された周波数領域の残差信号、ＦＭ合成に使用するパラメータおよび前記残差信号を算出した周波数帯域のパラメータを復号化する復号化手段と、
前記復号化手段によって復号化されたＦＭ合成のパラメータを用いてＦＭ合成を行うＦＭ合成手段と、
前記周波数帯域のパラメータで設定された適用周波数帯域において、前記復号化手段によって復号化された周波数領域の残差信号と、前記ＦＭ合成手段によって出力された周波数領域の信号とを加算する加算信号算出手段と、
前記加算信号算出手段によって生成された周波数領域の信号を時間領域のオーディオ信号に変換する周波数時間変換手段とを備えたことを特徴とするオーディオ信号復号化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−４７５６１（Ｐ２００６−４７５６１Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２６８１３（Ｐ２００４−２２６８１３）
【出願日】平成１６年８月３日（２００４．８．３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月３日（２００４．８．３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]