JP2000151414A - ディジタルオーディオ符号化装置、同符号化方法、及び同符号化プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 当該装置の構成を簡略化することができ、デ
ィジタルオーディオ信号の符号化処理を高速に行うこ
と。 【解決手段】 アップサンプリング情報Ｎ（Ｎは２の階
乗）に基づいて、所定のサンプリング周波数でサンプリ
ングされた入力ディジタルオーディオデータをアップサ
ンプリングして、Ｎ倍のサンプリング周波数でサンプリ
ングされたオーディオデータを生成するアップサンプリ
ング部、及びアップサンプリング部からのオーディオデ
ータを所定のサブバンドに分割する帯域分割処理を施
し、さらにアップサンプリング後のＮ倍のサンプリング
周波数の１／（２ｘＮ）以上の周波数領域に属するサブ
バンドの全てのオーディオデータをゼロの値に設定する
サブバンド分割部を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パソコンや放送な
どのマルチメディア技術分野で用いられているオーディ
オ信号を圧縮符号化して、ディジタルオーディオ符号化
信号を生成するディジタルオーディオ符号化装置、同符
号化方法、及び同符号化プログラムを記録した記録媒体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル技術の進歩に伴って、
パーソナルコンピュータ（以下、”パソコン”と略称す
る）の性能が著しく向上している。このため、パソコン
においては、従来では困難であったＭＰＥＧ規格（ISO/
IEC 11172-3,13818-3）に基づいたビットストリームの
再生が可能となり、更にＭＰＥＧ規格に基づく符号化も
実施できるようになってきた。上記ＭＰＥＧ規格に代表
される高能率圧縮技術では、オーディオ信号の原信号を
帯域分割した後に、各帯域信号を符号化したサブバンド
符号化方式のディジタルオーディオ信号が用いられてい
る。さらに、ＭＰＥＧオーディオ規格では、ディジタル
オーディオ信号のサンプリング周波数として、３２ＫＨ
ｚ，４４.１ＫＨｚ，４８ＫＨｚを規定している。一
方、パソコンや放送などのマルチメディア技術分野で
は、２２.０５ＫＨｚや１１.０２５ＫＨｚのサンプリン
グ周波数でサンプリングされたＰＣＭデータをディジタ
ルオーディオ信号として一般的に使用してきた。それゆ
え、パソコンにおいて、上述のＭＰＥＧオーディオ規格
に基づくデータ処理を実行するためには、ディジタルオ
ーディオ符号化装置を用いて上記ＰＣＭデータを４４.
１ＫＨｚにアップサンプリングしたデータに変換してか
ら符号化する必要がある。

【０００３】以下、従来のディジタルオーディオ符号化
装置について、図３を用いて具体的に説明する。尚、以
下の説明では、２２.０５ＫＨｚでサンプリングされた
１チャンネル（モノラル）のＰＣＭデータを４４.１Ｋ
Ｈｚにアップサンプリングして、ＭＰＥＧ１オーディオ
規格に基づいたディジタルオーディオ信号を生成する場
合について説明する。図３は、従来のディジタルオーデ
ィオ符号化装置の主要部の構成を示すブロック図であ
る。図３において、この従来のディジタルオーディオ符
号化装置は、ＭＰＥＧ１オーディオ規格を用いたＭＰＥ
Ｇオーディオ符号化部３０と、その前段に設けられ、オ
ーディオ信号の原信号から入力ＰＣＭデータを生成する
入力データ生成部（図示せず）に分けられる。さらに、
従来のディジタルオーディオ符号化装置には、入力デー
タ生成部からの入力ＰＣＭデータをアップサンプリング
するアップサンプリング部３１、及び前記アップサンプ
リング部３１からのＰＣＭデータにフィルタ処理を施す
フィルタ処理部３２が設けられている。この従来のディ
ジタルオーディオ符号化装置では、入力データ生成部が
元のＰＣＭデータのサンプリング周波数に対して何倍に
アップサンプリングするかを設定して、アップサンプリ
ング情報Ｎ（Ｎは２の階乗）としてアップサンプリング
部３１とフィルタ処理部３２に出力する。この説明で
は、２２.０５ＫＨｚから４４.１ＫＨｚにアップサンプ
リングするので、アップサンプリング情報Ｎは２とな
る。

【０００４】アップサンプリング部３１は、入力データ
生成部から与えられるアップサンプリング情報Ｎ（＝
２）を用いて、所定のサンプリング周波数（２２.０５
ＫＨｚ）でサンプリングされた入力ＰＣＭデータからそ
のＮ倍のサンプリング周波数（４４.１ＫＨｚ）でサン
プリングされたＰＣＭデータを生成する。具体的には、
アップサンプリング部３１は、隣り合う入力ＰＣＭデー
タの平均値により補間して、アップサンプリング後のＰ
ＣＭデータをフィルタ処理部３２に出力する。フィルタ
処理部３２は、アップサンプリング部３１でアップサン
プリングされたＰＣＭデータに対して折り返しノイズを
除去するためにフィルタ処理を行い、ＭＰＥＧオーディ
オ符号化部３０に出力する。

【０００５】ここで、図４を参照して、従来のディジタ
ルオーディオ符号化装置におけるアップサンプリング部
３１での補間処理について、詳細に説明する。図４は、
図３に示したアップサンプリング部での補間処理を示す
説明図である。まずＭＰＥＧ１規格に基づいてオーディ
オ信号を符号化するためには、１チャンネル（モノラ
ル）のオーディオ信号では１１５２個のＰＣＭデータが
必要であり、２チャンネル（ステレオ）のオーディオ信
号ではその２倍の２３０４個のＰＣＭデータが必要であ
り、それぞれ１フレーム分のＰＣＭデータと呼ぶことに
する。この説明では１チャンネルの場合を説明している
ので、アップサンプリング部３１は１１５２個のＰＣＭ
データ毎にアップサンプリング後のＰＣＭデータをフィ
ルタ処理部３２を経てＭＰＥＧオーディオ符号化部３０
に出力する。従って、アップサンプリング部３１では、
図４に示すように、元の入力ＰＣＭデータにおいて隣り
合う２つの入力ＰＣＭデータの平均値で補間したアップ
サンプリング後のＰＣＭデータを生成する。ここでは、
アップサンプリング部３１は２倍のアップサンプリング
を行うので、同図に示すように、１フレーム分のＰＣＭ
データと次のフレームの先頭のＰＣＭデータの合計５７
７個のＰＣＭデータから１１５２個のＰＣＭデータを生
成している。このように、アップサンプリング部３１に
よって符号化に必要なＰＣＭデータを生成されるが、そ
のＰＣＭデータには、後段のＭＰＥＧオーディオ符号化
部３０で周波数分割する際に生じる折り返しノイズを含
んでいる。このため、上述のフィルタ処理部３２（図
３）は、帯域制限を行って折り返しノイズを除去する。
ＭＰＥＧオーディオ符号化部３０（図３）は、上記帯域
制限された１１５２個のＰＣＭデータを４４.１ＫＨｚ
でサンプリングしたデータとして符号化する。

【０００６】図３に戻って、ＭＰＥＧオーディオ符号化
部３０を含んだ従来のディジタルオーディオ符号化装置
には、例えば特開平９−１３４２００号公報に記載され
たものが知られている。まずＭＰＥＧオーディオ符号化
部３０内で利用されている人間の聴覚心理モデルについ
て説明する。つまり、ＭＰＥＧ規格によるオーディオ信
号の圧縮符号化においては、オーディオ信号を受け取る
人間の感覚の性質を利用して、感度の低い細部の情報を
省略し符号（データ）量を低減（圧縮）する知覚符号化
方式を採用している。詳細には、聴覚特性のうちマスキ
ング現象と臨界帯域とを利用して聞き取れないオーディ
オ信号は取り除き、必要なオーディオ信号のみを符号化
してビットを割当てることにより、元のオーディオ信号
より少量のビットで符号化しても、その原音と殆ど同じ
水準の音質を得ることができる。ここで、マスキング現
象とは、オーディオ信号間の干渉により一つのオーディ
オ信号が他のオーディオ信号によりマスキングされて、
全く聞き取れない現象である。また、臨界帯域とは、人
間が音の周波数を区分する一種の単位であって、一般に
２４個の帯域に分けられる。これらの帯域のうち高周波
数信号であるほど、その帯域の幅はログ・スケール（対
数単位）で大きくなる。したがって、臨界帯域では、低
周波数信号よりは高周波数信号を区分しにくいものであ
る。ＭＰＥＧオーディオ符号化部３０では上述の聴覚特
性を用いてビットを割り当てを行うため、信号対雑音比
（ＳＮＲ）と信号対マスク・レベル比（ＳＭＲ）を求
め、これらの値から更にマスク・レベル対雑音比（ＭＮ
Ｒ）を計算する。ここで、マスク・レベルとは、聞き取
れない最小の信号レベルである。したがって、このマス
ク・レベル以下の信号にはビットを割り当てを行う必要
はない。

【０００７】ＭＰＥＧオーディオ符号化部３０は、フィ
ルタ処理部３２からの帯域制限されたＰＣＭデータに上
記知覚符号化を施すために、図３に示すサブバンド分割
部３３、ビット割り当て情報生成部３４、ビット割り当
て部３５、及び多重化部３６により構成されている。サ
ブバンド分割部３３は、フィルタ処理部３２からの時間
領域のＰＣＭデータを３２個の均等なサブバンドに分け
た周波数領域のサブバンドデータに変換する。サブバン
ドデータには、各サブバンドにおいて、１２個（レイヤ
Ｉの場合）、又は３６個（レイヤＩＩの場合）のサンプ
ルを含んでいる。さらに、サブバンド分割部３３は、再
生時での音圧レベルを示すスケール・ファクタを入力し
たＰＣＭデータから取得して符号化する。このスケール
・ファクタの個数は全部で６４個なので、この情報の符
号化に必要なビット数は６ビットである。さらに、この
情報の符号化方法は各レイヤによって異なり、レイヤＩ
では、各帯域（サブバンド）に存在する１２個のサンプ
ルのうち最大値を求めて、求めた最大値と一致するか、
やや大きい値をその帯域のスケール・ファクタとする。
一方、レイヤＩＩでは、各帯域に三つのスケール・ファ
クタが存在するため、各スケール・ファクタの類似性を
検討して三つのスケール・ファクタのうち、何個を符号
化するかを決める。すなわち、符号化するスケール・フ
ァクタの数は隣接するスケール・ファクタとの差値の範
囲に応じて異なる。したがって、レイヤＩＩでは、レイ
ヤＩとは異なり、スケール・ファクタを選択するための
付加情報を必要とするが、スケール・ファクタは２ビッ
トで符号化される。

【０００８】ビット割り当て情報生成部３４は、人間の
聴覚特性を利用して、フィルタ処理部３２から入力した
ＰＣＭデータから上述の信号対マスク・レベル比（ＳＭ
Ｒ）を生成する。ビット割り当て情報生成部３４の最終
出力値は、各帯域毎にビット割り当ての基準であるビッ
ト割り当て情報（ＳＭＲ値）としてビット割り当て部３
５に出力される。詳細にいえば、このＳＭＲ値は、下記
の一連の九つの段階によって計算される。第１段階では
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により時間領域のオーディ
オ信号（ＰＣＭデータ）を周波数領域に変換し、第２段
階では各帯域の音圧レベルを計算する。第３段階では絶
対マスキング・スレショルド（しきい）値を計算し、第
４段階ではオーディオ信号の有声音と無声音成分を決定
する。第５段階では有声音のうちマスクする音であるマ
スカー（Masker）を決定し、第６段階では各帯域のマス
キング・スレショルド値を計算する。第７段階では全て
の帯域のマスキング・スレショルド値を計算し、第８段
階では各帯域の最小マスキング・スレショルド値を計算
する。そして、第９段階では各帯域のＳＭＲ値を計算す
る。

【０００９】ビット割り当て部３５は、サブバンド分割
部３３からの各帯域のサブバンドデータにビット割り当
て処理と量子化処理を施して多重化部３６に出力する。
ビット割り当て処理では、ビット割り当て情報生成部３
４からのＳＭＲ値に基づいて、下記の一連の四つの段階
を繰り返して行い、各帯域の割り当てビット数を求め
る。第１段階では初期の割り当てビットを０とし、第２
段階では各帯域について上記マスク・レベル対雑音比で
あるＭＮＲ値を求める。この際、ＭＮＲ値は、各帯域毎
に信号対雑音比であるＳＮＲ値からＳＭＲ値を減算する
ことにより算出される。第３段階では各帯域に求められ
たＭＮＲ値のうち最小のＭＮＲ値をもつ帯域を探し出し
て、その帯域の割り当てビット数を例えば１つ増加し、
第４段階では増加した割り当てビット数が求められる割
り当てビット数を超えないとき、残り他の帯域について
第２及び第３段階を繰り返して行う。また、量子化処理
は、上記ビット割り当て処理に続いて、下記の一連の四
つの段階を繰り返して行われる。第１段階では、各帯域
内のサンプルをスケール・ファクタで割ってＸとする。
第２段階では、”Ａ×Ｘ＋Ｂ”（Ａ，Ｂは所定のテーブ
ル値）を計算する。第３段階では第２段階で計算された
値のうちビット割り当て処理から得られた割り当てビッ
ト数を求め、第４段階では求めた割り当てビット数の最
上位ビット（ＭＳＢ）を反転させて量子化データとして
出力する。このようにして得られた量子化データに対し
て多重化部３６は、ＭＰＥＧ規格に規定されたヘッダ部
等を付加して、ＭＰＥＧオーディオビットストリームと
して形成して出力する。

【００１０】以上のように、従来のディジタルオーディ
オ符号化装置では、アップサンプリングした後のＰＣＭ
データをフィルタ処理部３２で帯域制限して、ＭＰＥＧ
オーディオ符号化部３０を用いてＭＰＥＧオーディオビ
ットストリームを形成していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のデ
ィジタルオーディオ符号化装置では、折り返しノイズを
除去するために、ＭＰＥＧオーディオ符号化部の前段に
フィルタ処理部を接続して、アップサンプリング後のＰ
ＣＭデータの帯域制限（フィルタ処理）を行う必要があ
った。このため、従来のディジタルオーディオ符号化装
置では、当該装置の構成を簡略化することができないと
いう問題点を生じた。さらに、この従来のディジタルオ
ーディオ符号化装置では、ＭＰＥＧオーディオ符号化部
は周波数成分を含んでいないサブバンドデータについて
も、ビット割り当て処理や量子化処理を行っていた。そ
の結果、従来のディジタルオーディオ符号化装置では、
オーディオ信号の符号化処理の処理効率を向上すること
が困難であり、その符号化処理に多大な時間を要した。

【００１２】さらに、従来のディジタルオーディオ符号
化装置では、アップサンプリング部でのアップサンプリ
ングの処理が複雑で、時間を要するという問題点があっ
た。詳細にいえば、従来のディジタルオーディオ符号化
装置では、アップサンプリング部は、１フレーム分のＰ
ＣＭデータを生成するとき、１フレーム分の入力ＰＣＭ
データだけでなく、次のフレームの先頭の入力ＰＣＭデ
ータを用いていた。具体的には、図４に示したように、
１１５２番目の最後のＰＣＭデータは、５７６番目の入
力ＰＣＭデータと次のフレームの１番目の入力ＰＣＭデ
ータとの平均値により生成していた。このため、このア
ップサンプリング部では、処理対象のフレームだけでな
く、次のフレームの先頭の入力ＰＣＭデータを先読み処
理を行って取得する必要があった。さらに、このアップ
サンプリング部では、上述の先読み処理だけでなく、ア
ップサンプリングの処理終了後に先読みした先頭の入力
ＰＣＭデータを元のフレームに移動する処理や読み出し
位置情報を先読み処理した分だけ戻すなどの処理を別に
行う必要があった。

【００１３】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、当該装置の構成を簡略化
することができ、ディジタルオーディオ信号の符号化処
理を軽減し高速に行うディジタルオーディオ符号化装
置、同符号化方法、及び同符号化プログラムを記録した
記録媒体を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のディジタルオー
ディオ符号化装置は、アップサンプリング情報Ｎ（Ｎは
２の階乗）に基づいて、所定のサンプリング周波数でサ
ンプリングされた入力ディジタルオーディオデータをア
ップサンプリングして、Ｎ倍のサンプリング周波数でサ
ンプリングされたオーディオデータを生成するアップサ
ンプリング部、及び前記アップサンプリング部からのオ
ーディオデータを所定のサブバンドに分割する帯域分割
処理を施し、さらにアップサンプリング後のＮ倍のサン
プリング周波数の１／（２×Ｎ）以上の周波数領域に属
するサブバンドの全てのオーディオデータをゼロの値に
設定するサブバンド分割部を備えている。このように構
成することにより、当該装置の構成を簡略化することが
でき、ディジタルオーディオ信号の符号化処理を高速に
行うことができる。

【００１５】別の観点による発明のディジタルオーディ
オ符号化装置は、前記入力ディジタルオーディオデータ
の１フレーム分のデータ数をＭ個（Ｍは自然数）とした
とき、前記アップサンプリング部が、１番目からＭ番目
の前記入力ディジタルオーディオデータを用いて、１番
目から（Ｍ×Ｎ−Ｎ）番目までの前記オーディオデータ
を生成し、Ｍ番目の前記入力ディジタルオーディオデー
タを（Ｍ×Ｎ−Ｎ＋１）番目から（Ｍ×Ｎ）番目の前記
オーディオデータとするよう構成している。このように
構成することにより、アップサンプリング部での処理を
軽減することができ、ディジタルオーディオ信号の符号
化処理を高速に行うことができる。

【００１６】本発明のディジタルオーディオ符号化装置
の符号化方法は、アップサンプリング情報Ｎ（Ｎは２の
階乗）に基づいて、所定のサンプリング周波数でサンプ
リングされた入力ディジタルオーディオデータをアップ
サンプリングして、Ｎ倍のサンプリング周波数でサンプ
リングされたオーディオデータを生成するアップサンプ
リングステップ、及び前記アップサンプリングステップ
で生成したオーディオデータを所定のサブバンドに分割
する帯域分割処理を施し、さらにアップサンプリング後
のＮ倍のサンプリング周波数の１／（２×Ｎ）以上の周
波数領域に属するサブバンドの全てのオーディオデータ
をゼロの値に設定するサブバンド分割ステップを備えて
いる。このように構成することにより、当該装置の構成
を簡略化することができ、ディジタルオーディオ信号の
符号化処理を高速に行うことができる。

【００１７】別の観点による発明のディジタルオーディ
オ符号化装置の符号化方法は、前記入力ディジタルオー
ディオデータの１フレーム分のデータ数をＭ個（Ｍは自
然数）としたとき、前記アップサンプリングステップに
おいて、１番目からＭ番目の前記入力ディジタルオーデ
ィオデータを用いて、１番目から（Ｍ×Ｎ−Ｎ）番目ま
での前記オーディオデータを生成し、Ｍ番目の前記入力
ディジタルオーディオデータを（Ｍ×Ｎ−Ｎ＋１）番目
から（Ｍ×Ｎ）番目の前記オーディオデータとしてい
る。このように構成することにより、アップサンプリン
グ部での処理を軽減することができ、ディジタルオーデ
ィオ信号の符号化処理を高速に行うことができる。

【００１８】本発明の符号化プログラムを記録した記録
媒体は、アップサンプリング情報Ｎ（Ｎは２の階乗）に
基づいて、所定のサンプリング周波数でサンプリングさ
れた入力ディジタルオーディオデータをアップサンプリ
ングして、Ｎ倍のサンプリング周波数でサンプリングさ
れたオーディオデータを生成するアップサンプリングス
テップ、及び前記アップサンプリングステップで生成し
たオーディオデータを所定のサブバンドに分割する帯域
分割処理を施し、さらにアップサンプリング後のＮ倍の
サンプリング周波数の１／（２×Ｎ）以上の周波数領域
に属するサブバンドの全てのオーディオデータをゼロの
値に設定するサブバンド分割ステップを備えている。こ
のように構成することにより、当該装置の構成を簡略化
することができ、ディジタルオーディオ信号の符号化処
理を高速に行うことができる。

【００１９】別の観点による発明の符号化プログラムを
記録した記録媒体は、前記入力ディジタルオーディオデ
ータの１フレーム分のデータ数をＭ個（Ｍは自然数）と
したとき、前記アップサンプリングステップにおいて、
１番目からＭ番目の前記入力ディジタルオーディオデー
タを用いて、１番目から（Ｍ×Ｎ−Ｎ）番目までの前記
オーディオデータを生成し、Ｍ番目の前記入力ディジタ
ルオーディオデータを（Ｍ×Ｎ−Ｎ＋１）番目から（Ｍ
×Ｎ）番目の前記オーディオデータとしている。このよ
うに構成することにより、アップサンプリング部での処
理を軽減することができ、ディジタルオーディオ信号の
符号化処理を高速に行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のディジタルオーデ
ィオ符号化装置、及びその符号化方法を示す好ましい実
施例について、図面を参照しながら説明する。尚、以下
の説明では、従来例との比較を容易なものとするため
に、２２.０５ＫＨｚでサンプリングされた１チャンネ
ル（モノラル）のＰＣＭデータを４４.１ＫＨｚにアッ
プサンプリングして、ＭＰＥＧ１オーディオ規格（ISO/
IEC 11172-3）に基づき符号化するディジタルオーディ
オ符号化装置について例示して説明する。

【００２１】《実施例》図１は、本発明の実施例である
ディジタルオーディオ符号化装置の主要部の構成を示す
ブロック図である。図１において、本実施例のディジタ
ルオーディオ符号化装置は、ＭＰＥＧ１オーディオ規格
を用いたＭＰＥＧオーディオ符号化部１０と、その前段
に設けられ、入力ＰＣＭデータをアップサンプリングす
るアップサンプリング部１１を備えている。入力ＰＣＭ
データは、図示しない入力データ生成部により、オーデ
ィオ信号の原信号をパルス符号変調して生成されたデー
タである。ＭＰＥＧオーディオ符号化部１０とアップサ
ンプリング部１１には、アップサンプリング情報Ｎ（Ｎ
は２の階乗）が入力される。このアップサンプリング情
報Ｎは、例えば入力データ生成部によって設定、通知さ
れるものであり、アップサンプリング部１１における、
元のＰＣＭデータのサンプリング周波数に対して何倍に
アップサンプリングするかを指定する情報である。この
アップサンプリング情報ＮをＭＰＥＧオーディオ符号化
部１０にも通知することにより、図３に示した従来例で
のフィルタ処理部を省略して、当該装置の構成を簡略化
することができ、さらに符号化処理を高速に行うことが
できる（詳細は後述）。尚、以下の説明では、アップサ
ンプリング部１１がサンプリング周波数を２２.０５Ｋ
Ｈｚから４４.１ＫＨｚにアップサンプリングするの
で、アップサンプリング情報Ｎは２となる。

【００２２】アップサンプリング部１１は、外部から与
えられるアップサンプリング情報Ｎ（＝２）に基づい
て、所定のサンプリング周波数（２２.０５ＫＨｚ）で
サンプリングされた入力ＰＣＭデータからそのＮ倍のサ
ンプリング周波数（４４.１ＫＨｚ）でサンプリングさ
れたＰＣＭデータを生成する。このアップサンプリング
部１１は、後に詳述するように、フレーム単位に隣り合
う２つの入力ＰＣＭデータの平均値により補間しアップ
サンプリング後のＰＣＭデータを生成して、ＭＰＥＧオ
ーディオ符号化部１０に出力する。これにより、本実施
例のディジタルオーディオ符号化装置では、アップサン
プリング部１１の構成を簡略化することができ、その処
理負荷を軽減することができる。

【００２３】ＭＰＥＧオーディオ符号化部１０は、アッ
プサンプリング部１１に接続されたサブバンド分割部１
２及びビット割り当て情報生成部１３と、それらのサブ
バンド分割部１２及びビット割り当て情報生成部１３に
接続されたビット割り当て部１４と、前記ビット割り当
て部１４に接続された多重化部１５を備えている。サブ
バンド分割部１２は、アップサンプリング部１１から入
力したＰＣＭデータに帯域分割を施しサブバンドデータ
を生成する。詳細には、サブバンド分割部１２は、帯域
分割フィルタを用いて時間領域のＰＣＭデータを３２個
の均等なサブバンドに分ける帯域分割を施して、周波数
領域のサブバンドデータｓｂ０〜ｓｂ３１を生成する。
これらのサブバンドデータｓｂ０〜ｓｂ３１は入力ＰＣ
Ｍデータのサンプリング周波数（２２.５ＫＨｚ）を低
周波数帯域から順次帯域分割したものであり、各サブバ
ンドデータｓｂ０〜ｓｂ３１には１２個（レイヤＩの場
合）、又は３６個（レイヤＩＩの場合）のサンプルを含
んでいる。

【００２４】さらに、サブバンド分割部１２は、上記ア
ップサンプリング情報Ｎ（＝２）を用いて、入力したＰ
ＣＭデータに含まれていない帯域の全てのサンプルをゼ
ロに設定する。言い換えれば、サブバンド分割部１２
は、アップサンプリング後のサンプリング周波数（４
４.１ＫＨｚ）の１／（２×Ｎ）以上の周波数領域、す
なわち１１.０２５ＫＨｚ以上の周波数領域に属する帯
域の全てのサンプルをゼロに設定する。これにより、サ
ブバンドデータｓｂ１６〜ｓｂ３１に属する全てのサン
プルがゼロに設定されて、ビット割り当て部１４に出力
される。さらに、入力ＰＣＭデータのサンプリング周波
数（２２.５ＫＨｚ）の１／２よりも高い周波数成分を
カットせずにデータ処理した場合に生じる折り返しノイ
ズの発生を防止することができ、従来例に示したフィル
タ処理部（図３）を省略することができる。

【００２５】ビット割り当て情報生成部１３は、アップ
サンプリング部１１からのＰＣＭデータに基づいて、ビ
ット割り当て情報（ＳＭＲ値）を生成する。詳細には、
ビット割り当て情報生成部１３は、人間の聴覚特性を利
用して、上記ＰＣＭデータからビット割り当て情報を生
成しビット割り当て部１４に出力する。ビット割り当て
部１４は、ビット割り当て情報生成部１３からのビット
割り当て情報に基づいて、サブバンド分割部１２からの
サブバンドデータｓｂ０〜ｓｂ３１にビットを割り当て
るビット割り当て処理を施し、さらにサブバンド（帯
域）毎に量子化処理を行って量子化した量子化データを
多重化部１５に出力する。尚、サブバンドデータｓｂ１
６〜ｓｂ３１はゼロに設定されているので、ビット割り
当て部１４はビット割り当て処理及び量子化処理を省略
することが可能となり、処理負荷を軽減することができ
る。多重化部１５は、ビット割り当て部１４からの量子
化データをＭＰＥＧオーディオビットストリームとして
形成して出力する。

【００２６】尚、上述のビット割り当て情報生成部１
３、ビット割り当て部１４、及び多重化部１５は、図３
に示した従来例のビット割り当て情報生成部、ビット割
り当て部、及び多重化部とそれぞれ同等な機能をもつよ
うにＭＰＥＧ１オーディオ規格に基づいて構成されたも
のである。また、上述の説明では、サブバンド分割部１
２は全てのサブバンドデータｓｂ０〜ｓｂ３１をビット
割り当て部１４に出力する構成について説明したが、ゼ
ロを設定したサブバンドデータｓｂ１６〜ｓｂ３１を除
いて、サブバンドデータｓｂ０〜ｓｂ１５だけをビット
割り当て部１４に出力するよう構成してもよい。

【００２７】以下、本実施例のディジタルオーディオ符
号化装置の動作について、図１及び図２を用いて説明す
る。図２は、図１に示したアップサンプリング部での補
間処理を示す説明図である。まずＭＰＥＧ１規格に基づ
いてオーディオ信号を符号化するためには、１チャンネ
ル（モノラル）のオーディオ信号では１１５２個のＰＣ
Ｍデータが必要であり、２チャンネル（ステレオ）のオ
ーディオ信号ではその２倍の２３０４個のＰＣＭデータ
が必要であり、それぞれ１フレーム分のＰＣＭデータと
呼ぶことにする。この説明では１チャンネルの場合を説
明しているので、アップサンプリング部１１は１１５２
個のＰＣＭデータ毎にアップサンプリング後のＰＣＭデ
ータをＭＰＥＧオーディオ符号化部１０に出力する。さ
らに、アップサンプリング部１１は、上述したように、
フレーム単位に隣り合う２つの入力ＰＣＭデータの平均
値により補間しアップサンプリング後のＰＣＭデータを
生成している。

【００２８】詳細にいえば、元の入力ＰＣＭデータの１
フレーム分の個数をＭ（Ｍは自然数）としたとき、アッ
プサンプリング部１１はアップサンプリング情報Ｎを用
いて、１番目からＭ番目の元の入力ＰＣＭデータによ
り、１番目から（Ｍ×Ｎ−Ｎ）番目までのＰＣＭデータ
を生成している。さらに、アップサンプリング部１１
は、Ｍ番目の最後の入力ＰＣＭデータを（Ｍ×Ｎ−Ｎ＋
１）番目から（Ｍ×Ｎ）番目のＰＣＭデータとして繰り
返し用いている。具体的には、図２に示すように、アッ
プサンプリング部１１は、１番目から５７６番目の元の
入力ＰＣＭデータと、隣り合う２つの入力ＰＣＭデータ
の各平均値を求めて、求めた各平均値を元の隣り合う２
つの入力ＰＣＭデータの間に補間して、１番目から１１
５０番目までのアップサンプリング後のＰＣＭデータと
して生成している。例えばアップサンプリング部１１
は、１番目、及び２番目の元の入力ＰＣＭデータを１番
目、及び３番目のＰＣＭデータとし、それらの平均値を
２番目のＰＣＭデータとしている。さらに、アップサン
プリング部１１は、同図に示すように、１１５１番目、
及び１１５２番目のＰＣＭデータには、５７６番目の最
後の入力ＰＣＭデータを用いている。

【００２９】以上のように、本実施例のアップサンプリ
ング部１１は、１フレーム分の入力ＰＣＭデータだけを
用いて、そのフレーム分のＰＣＭデータを生成してい
る。このため、本実施例のアップサンプリング部１１で
は、従来例のものと異なって次のフレームの先頭の入力
ＰＣＭデータが不要となり、そのアップサンプリングの
処理を高速に行うことができる。また、アップサンプリ
ング部１１では、最後の入力ＰＣＭデータだけを用い
て、（Ｍ×Ｎ−Ｎ＋１）番目から（Ｍ×Ｎ）番目のＰＣ
Ｍデータを生成しているので、音質の低下を抑制でき
る。

【００３０】続いて、サブバンド分割部１２は、アップ
サンプリング部１１からのＰＣＭデータを３２個の均等
なサブバンドに分ける帯域分割を施して、サブバンドデ
ータｓｂ０〜ｓｂ３１を生成しビット割り当て部１４に
出力する。このとき、サブバンド分割部１２は、上記ア
ップサンプリング情報Ｎ（＝２）を用いて、入力したＰ
ＣＭデータに含まれていない帯域の全てのサンプルをゼ
ロに設定する。次に、ビット割り当て部１４は、ビット
割り当て情報生成部１３からのビット割り当て情報に基
づいて、サブバンド分割部１２から入力したサブバンド
データｓｂ０〜ｓｂ３１にビット割り当て処理、及び量
子化処理を施し、量子化データを生成する。その後、多
重化部１５が、ビット割り当て部１４からの量子化デー
タをＭＰＥＧオーディオビットストリームに形成して出
力する。尚、ビット割り当て情報生成部１３でのビット
割り当て情報を作成する詳細な段階、及びビット割り当
て部１４での人間の聴覚特性を利用したビット割り当て
処理と量子化処理の詳細な段階は、従来例のものとそれ
ぞれ同様であるのでそれらの重複した説明は省略する。

【００３１】以上のように、本実施例のディジタルオー
ディオ符号化装置では、サブバンド分割部１２がアップ
サンプリング情報Ｎを用いて、入力したＰＣＭデータに
含まれていない帯域（サブバンド）の全てのサンプルを
ゼロに設定している。これにより、本実施例のディジタ
ルオーディオ符号化装置では、図３に示した従来例での
フィルタ処理部を省略して、当該装置の構成を簡略化す
ることができる。さらに、本実施例のディジタルオーデ
ィオ符号化装置では、折り返しノイズを生じることな
く、符号化処理を高速に行うことができる。

【００３２】尚、上述の説明では、１チャンネルのＰＣ
ＭデータをＭＰＥＧオーディオ符号化部によって符号化
しＭＰＥＧオーディオビットストリームに形成する構成
について説明したが、実施例は１チャンネルのＰＣＭデ
ータに限定されるものではなく、例えばＭＰＥＧ２オー
ディオ規格（ISO/IEC 13818-3）に規定されたＭＰＥＧ
マルチチャンネルオーディオ信号を複数チャンネルのオ
ーディオ信号から生成することも可能である。さらに、
本発明は、ＭＰＥＧオーディオ規格に限定されるもので
はなく、サブバンド符号化方式のディジタルオーディオ
信号であれば、それ以外の高能率圧縮手法に規定された
符号化処理を高速に、かつ簡単な構成で実現することが
可能である。また、上述の実施例におけるディジタルオ
ーディオ符号化装置の符号化方法は、いずれもコンピュ
ータ・プログラム化することができるので、コンピュー
タにより実行可能な記録媒体にて本願の符号化方法を提
供することも可能である。ここでいうところの記録媒体
とは、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光
磁気ディスク、リムーバブル・ハードディスク、及びフ
ラッシュメモリを含むデータ記録装置である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明のディジタルオー
ディオ符号化装置、及びその符号化方法では、サブバン
ド分割部がアップサンプリング情報を用いて、入力した
入力ディジタルオーディオデータに含まれていない帯域
（サブバンド）の全てのデータをゼロに設定している。
これにより、本発明のディジタルオーディオ符号化装
置、及びその符号化方法では、フィルタ処理部を設ける
ことなく、当該装置の構成を簡略化することができる。
さらに、本発明のディジタルオーディオ符号化装置、及
びその符号化方法では、折り返しノイズを生じることな
く、符号化処理を高速に行うことができる。

【００３４】別の観点による発明のディジタルオーディ
オ符号化装置、及びその符号化方法では、入力ディジタ
ルオーディオデータの１フレーム分のデータ数をＭ個
（Ｍは自然数）としたとき、アップサンプリング部が、
１番目からＭ番目の前記入力ディジタルオーディオデー
タを用いて、１番目から（Ｍ×Ｎ−Ｎ）番目までの前記
オーディオデータを生成し、Ｍ番目の前記入力ディジタ
ルオーディオデータを（Ｍ×Ｎ−Ｎ＋１）番目から（Ｍ
×Ｎ）番目の前記オーディオデータとしている。これに
より、この発明のディジタルオーディオ符号化装置、及
びその符号化方法では、アップサンプリング部での処理
を軽減することができ、ディジタルオーディオ信号の符
号化処理を高速に行うことができる。また、本発明の符
号化方法はコンピュータ・プログラム化することができ
るので、本発明の符号化方法をコンピュータにより実行
可能な記録媒体に記録して実施することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるディジタルオーディオ符
号化装置の主要部の構成を示すブロック図

【図２】図１に示したアップサンプリング部での補間処
理を示す説明図

【図３】従来のディジタルオーディオ符号化装置の主要
部の構成を示すブロック図

【図４】図３に示したアップサンプリング部での補間処
理を示す説明図

【符号の説明】

１１ アップサンプリング部 １２ サブバンド分割部 １３ ビット割り当て情報生成部 １４ ビット割り当て部 １５ 多重化部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アップサンプリング情報Ｎ（Ｎは２の階
   乗）に基づいて、所定のサンプリング周波数でサンプリ
   ングされた入力ディジタルオーディオデータをアップサ
   ンプリングして、Ｎ倍のサンプリング周波数でサンプリ
   ングされたオーディオデータを生成するアップサンプリ
   ング部、及び前記アップサンプリング部からのオーディ
   オデータを所定のサブバンドに分割する帯域分割処理を
   施し、さらにアップサンプリング後のＮ倍のサンプリン
   グ周波数の１／（２×Ｎ）以上の周波数領域に属するサ
   ブバンドの全てのオーディオデータをゼロの値に設定す
   るサブバンド分割部、 を備えたことを特徴とするディジタルオーディオ符号化
   装置。
2. 【請求項２】 前記入力ディジタルオーディオデータの
   １フレーム分のデータ数をＭ個（Ｍは自然数）としたと
   き、前記アップサンプリング部が、１番目からＭ番目の
   前記入力ディジタルオーディオデータを用いて、１番目
   から（Ｍ×Ｎ−Ｎ）番目までの前記オーディオデータを
   生成し、Ｍ番目の前記入力ディジタルオーディオデータ
   を（Ｍ×Ｎ−Ｎ＋１）番目から（Ｍ×Ｎ）番目の前記オ
   ーディオデータとするよう構成したことを特徴とする請
   求項１に記載のディジタルオーディオ符号化装置。
3. 【請求項３】 前記サブバンド分割部が、ＭＰＥＧ規格
   に基づいて、入力したオーディオデータを帯域分割する
   よう構成されたことを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載のディジタルオーディオ符号化装置。
4. 【請求項４】 アップサンプリング情報Ｎ（Ｎは２の階
   乗）に基づいて、所定のサンプリング周波数でサンプリ
   ングされた入力ディジタルオーディオデータをアップサ
   ンプリングして、Ｎ倍のサンプリング周波数でサンプリ
   ングされたオーディオデータを生成するアップサンプリ
   ングステップ、及び前記アップサンプリングステップで
   生成したオーディオデータを所定のサブバンドに分割す
   る帯域分割処理を施し、さらにアップサンプリング後の
   Ｎ倍のサンプリング周波数の１／（２×Ｎ）以上の周波
   数領域に属するサブバンドの全てのオーディオデータを
   ゼロの値に設定するサブバンド分割ステップ、 を備えたことを特徴とするディジタルオーディオ符号化
   装置の符号化方法。
5. 【請求項５】 前記入力ディジタルオーディオデータの
   １フレーム分のデータ数をＭ個（Ｍは自然数）としたと
   き、前記アップサンプリングステップにおいて、１番目
   からＭ番目の前記入力ディジタルオーディオデータを用
   いて、１番目から（Ｍ×Ｎ−Ｎ）番目までの前記オーデ
   ィオデータを生成し、Ｍ番目の前記入力ディジタルオー
   ディオデータを（Ｍ×Ｎ−Ｎ＋１）番目から（Ｍ×Ｎ）
   番目の前記オーディオデータとすることを特徴とする請
   求項４に記載のディジタルオーディオ符号化装置の符号
   化方法。
6. 【請求項６】 前記サブバンド分割ステップにおいて、
   ＭＰＥＧ規格に基づいて、入力したオーディオデータを
   帯域分割することを特徴とする請求項４または請求項５
   に記載のディジタルオーディオ符号化装置の符号化方
   法。
7. 【請求項７】 アップサンプリング情報Ｎ（Ｎは２の階
   乗）に基づいて、所定のサンプリング周波数でサンプリ
   ングされた入力ディジタルオーディオデータをアップサ
   ンプリングして、Ｎ倍のサンプリング周波数でサンプリ
   ングされたオーディオデータを生成するアップサンプリ
   ングステップ、及び前記アップサンプリングステップで
   生成したオーディオデータを所定のサブバンドに分割す
   る帯域分割処理を施し、さらにアップサンプリング後の
   Ｎ倍のサンプリング周波数の１／（２×Ｎ）以上の周波
   数領域に属するサブバンドの全てのオーディオデータを
   ゼロの値に設定するサブバンド分割ステップ、 を備えた符号化プログラムを記録した記録媒体。
8. 【請求項８】 前記入力ディジタルオーディオデータの
   １フレーム分のデータ数をＭ個（Ｍは自然数）としたと
   き、前記アップサンプリングステップにおいて、１番目
   からＭ番目の前記入力ディジタルオーディオデータを用
   いて、１番目から（Ｍ×Ｎ−Ｎ）番目までの前記オーデ
   ィオデータを生成し、Ｍ番目の前記入力ディジタルオー
   ディオデータを（Ｍ×Ｎ−Ｎ＋１）番目から（Ｍ×Ｎ）
   番目の前記オーディオデータとすることを特徴とする請
   求項７に記載の符号化プログラムを記録した記録媒体。
9. 【請求項９】 前記サブバンド分割ステップにおいて、
   ＭＰＥＧ規格に基づいて、入力したオーディオデータを
   帯域分割することを特徴とする請求項７または請求項８
   に記載の符号化プログラムを記録した記録媒体。