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JP5407832B2 - Speech coding apparatus, speech coding method, speech coding program, speech decoding apparatus, speech decoding method, and speech decoding program - Google Patents
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JP5407832B2 - Speech coding apparatus, speech coding method, speech coding program, speech decoding apparatus, speech decoding method, and speech decoding program - Google Patents

Speech coding apparatus, speech coding method, speech coding program, speech decoding apparatus, speech decoding method, and speech decoding program Download PDF

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Description

本発明は、音声信号を符号化する音声符号化装置、音声符号化方法及び音声符号化プログラムに関する。また、本発明は、上記音声符号化装置、音声符号化方法及び音声符号化プログラムにより符号化された音声信号を復号する音声復号装置、音声復号方法及び音声復号プログラムに関する。   The present invention relates to a speech encoding apparatus, a speech encoding method, and a speech encoding program that encode a speech signal. The present invention also relates to a speech decoding apparatus, a speech decoding method, and a speech decoding program for decoding a speech signal encoded by the speech encoding apparatus, speech encoding method, and speech encoding program.

従来より、MDCT等の周波数変換を用いて音声信号を符号化することで、人間の聴覚の特性に基づいた音声圧縮を行う技術はよく知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for performing voice compression based on human auditory characteristics by encoding a voice signal using frequency conversion such as MDCT is well known (for example, see Patent Document 1).

特開2005−128404号公報JP-A-2005-128404

従来、音声信号を周波数変換して得られる周波数変換係数は、聴覚上において音声信号内の不要な部分を特定するために利用されるものの、冗長性の削減という面では、効果的に利用されていないのが実状である。   Conventionally, a frequency conversion coefficient obtained by frequency-converting an audio signal is used to identify an unnecessary part in the audio signal on hearing, but is effectively used in terms of reducing redundancy. There is no actual situation.

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、周波数変換係数を予測することで、符号化効率を向上させることが可能な音声符号化装置、音声符号化方法及び音声符号化プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a speech encoding device, a speech encoding method, and a speech encoding program capable of improving encoding efficiency by predicting a frequency conversion coefficient. The purpose is to do.

また、本発明は、上記のようにして符号化されたデータから音声信号を復元することが可能な音声復号装置、音声復号方法及び音声復号プログラムを提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a speech decoding apparatus, speech decoding method, and speech decoding program that can restore a speech signal from the data encoded as described above.

本発明に係る音声符号化装置は、
デジタル音声信号を周波数変換し、周波数変換係数群を算出する周波数変換手段と、
算出された前記周波数変換係数群の低域側から順に処理対象の周波数変換係数を取得すると共に、前記処理対象の周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得手段と、
前記処理対象の周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得手段と、
前記処理対象の周波数変換係数を導出するための予測値を、前記予測元周波数変換係数に基づいて算出する予測値算出手段と、
該予測値算出手段が算出した前記予測値を少なくとも含む係数データを符号化し、符号化係数データを生成する符号化手段と、
前記周波数変換係数群の全ての周波数変換係数について、前記符号化係数データが生成された際、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する符号化データ生成手段と、を備え、
前記周波数変換係数群の各周波数変換係数は、前記予測値算出手段による処理が終了すると、前記予測元データに順次追加される、ことを特徴とする。
The speech encoding apparatus according to the present invention is
Frequency conversion means for frequency-converting a digital audio signal and calculating a frequency conversion coefficient group;
The frequency conversion coefficients to be processed are acquired in order from the low frequency side of the calculated frequency conversion coefficient group, and a group of frequency conversion coefficients adjacent to the processing target frequency conversion coefficient on the low frequency side is acquired as an adjacent frequency set. Adjacent frequency set acquisition means
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficient to be processed are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set, A prediction source frequency conversion coefficient acquisition means for acquiring a frequency conversion coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency conversion coefficient;
Predicted value calculation means for calculating a predicted value for deriving the frequency conversion coefficient to be processed based on the prediction source frequency conversion coefficient;
Encoding means for encoding coefficient data including at least the prediction value calculated by the prediction value calculation means, and generating encoded coefficient data;
With respect to all the frequency transform coefficients of the frequency transform coefficient group, when the coding coefficient data is generated, the encoded data generating means for generating encoded data that aggregates all the encoded coefficient data,
Each frequency conversion coefficient of the frequency conversion coefficient group is sequentially added to the prediction source data when the process by the predicted value calculation unit is completed.

また、本発明の他の観点に係る音声符号化装置は、
デジタル音声信号を周波数変換し、周波数変換係数群を算出する周波数変換手段と、
算出された前記周波数変換係数群に対して対数変換を行い、対数変換係数群を算出する対数変換手段と、
算出された前記対数変換係数群の低域側から順に処理対象の対数変換係数を取得すると共に、前記処理対象の対数変換係数と低域側で隣接する対数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得手段と、
前記処理対象の対数変換係数よりも過去の対数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い対数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する対数変換係数を予測元対数変換係数として取得する予測元対数変換係数取得手段と、
前記処理対象の対数変換係数を導出するための予測値を、前記予測元対数変換係数に基づいて算出する予測値算出手段と、
該予測値算出手段が算出した前記予測値と、前記処理対象の対数変換係数に対応する前記周波数変換係数の符号と、を含む係数データを符号化し、符号化係数データを生成する符号化手段と、
前記対数変換係数群の全ての対数変換係数について、前記符号化係数データが生成された際、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する符号化データ生成手段と、を備え、
前記対数変換係数群の各対数変換係数は、前記予測値算出手段による処理が終了すると、前記予測元データに順次追加される、ことを特徴とする。
In addition, a speech encoding apparatus according to another aspect of the present invention includes:
Frequency conversion means for frequency-converting a digital audio signal and calculating a frequency conversion coefficient group;
Logarithmic conversion means for performing logarithmic conversion on the calculated frequency conversion coefficient group and calculating a logarithmic conversion coefficient group;
Obtain logarithmic transformation coefficients to be processed in order from the low-frequency side of the calculated logarithmic transformation coefficient group, and obtain a group of logarithmic transformation coefficients adjacent to the logarithmic transformation coefficient to be processed as a neighboring frequency set. Adjacent frequency set acquisition means
Search for prediction source data in which logarithmic transformation coefficients in the past than the log transformation coefficient to be processed are stored, and obtain a group of logarithmic transformation coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set, A prediction source log transformation coefficient acquisition means for acquiring a log transformation coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source log transformation coefficient;
Predicted value calculation means for calculating a prediction value for deriving the logarithmic conversion coefficient to be processed based on the prediction source logarithmic conversion coefficient;
Encoding means for encoding coefficient data including the prediction value calculated by the prediction value calculation means and a sign of the frequency conversion coefficient corresponding to the logarithmic conversion coefficient to be processed to generate encoded coefficient data; ,
With respect to all logarithmic transform coefficients of the logarithmic transform coefficient group, when the coding coefficient data is generated, the encoded data generation means for generating encoded data that aggregates all the encoded coefficient data, and
Each logarithmic conversion coefficient of the logarithmic conversion coefficient group is sequentially added to the prediction source data when the process by the predicted value calculation unit is completed.

本発明に係る音声符号化方法は、
デジタル音声信号を周波数変換し、周波数変換係数群を算出する周波数変換ステップと、
算出された前記周波数変換係数群の低域側から順に処理対象の周波数変換係数を取得すると共に、前記処理対象の周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得ステップと、
前記処理対象の周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得ステップと、
前記処理対象の周波数変換係数を導出するための予測値を、前記予測元周波数変換係数に基づいて算出する予測値算出ステップと、
該予測値算出ステップでの処理が終了した前記周波数変換係数を前記予測元データに追加する追加ステップと、
算出された前記予測値を少なくとも含む係数データを符号化し、符号化係数データを生成する符号化ステップと、
前記周波数変換係数群の全ての周波数変換係数について、前記符号化係数データが生成された際、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する符号化データ生成ステップと、を有する、ことを特徴とする。
A speech encoding method according to the present invention includes:
A frequency conversion step of frequency-converting the digital audio signal and calculating a frequency conversion coefficient group;
The frequency conversion coefficients to be processed are acquired in order from the low frequency side of the calculated frequency conversion coefficient group, and a group of frequency conversion coefficients adjacent to the processing target frequency conversion coefficient on the low frequency side is acquired as an adjacent frequency set. An adjacent frequency set acquisition step,
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficient to be processed are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set, A prediction source frequency conversion coefficient acquisition step for acquiring a frequency conversion coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency conversion coefficient;
A predicted value calculation step of calculating a predicted value for deriving the frequency conversion coefficient to be processed based on the prediction source frequency conversion coefficient;
An adding step of adding the frequency conversion coefficient for which the processing in the predicted value calculating step has been completed to the prediction source data;
An encoding step of encoding coefficient data including at least the calculated predicted value and generating encoded coefficient data;
An encoded data generation step for generating encoded data that aggregates all the encoded coefficient data when the encoded coefficient data is generated for all frequency converted coefficients of the frequency converted coefficient group; It is characterized by.

本発明に係る音声符号化プログラムは、
コンピュータに、
デジタル音声信号を周波数変換し、周波数変換係数群を算出する周波数変換ステップと、
算出された前記周波数変換係数群の低域側から順に処理対象の周波数変換係数を取得すると共に、前記処理対象の周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得ステップと、
前記処理対象の周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得ステップと、
前記処理対象の周波数変換係数を導出するための予測値を、前記予測元周波数変換係数に基づいて算出する予測値算出ステップと、
該予測値算出ステップでの処理が終了した前記周波数変換係数を前記予測元データに追加する追加ステップと、
算出された前記予測値を少なくとも含む係数データを符号化し、符号化係数データを生成する符号化ステップと、
前記周波数変換係数群の全ての周波数変換係数について、前記符号化係数データが生成された際、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する符号化データ生成ステップと、を実行させる、ことを特徴とする。
The speech encoding program according to the present invention is:
On the computer,
A frequency conversion step of frequency-converting the digital audio signal and calculating a frequency conversion coefficient group;
The frequency conversion coefficients to be processed are acquired in order from the low frequency side of the calculated frequency conversion coefficient group, and a group of frequency conversion coefficients adjacent to the processing target frequency conversion coefficient on the low frequency side is acquired as an adjacent frequency set. An adjacent frequency set acquisition step,
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficient to be processed are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set, A prediction source frequency conversion coefficient acquisition step for acquiring a frequency conversion coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency conversion coefficient;
A predicted value calculation step of calculating a predicted value for deriving the frequency conversion coefficient to be processed based on the prediction source frequency conversion coefficient;
An adding step of adding the frequency conversion coefficient for which the processing in the predicted value calculating step has been completed to the prediction source data;
An encoding step of encoding coefficient data including at least the calculated predicted value and generating encoded coefficient data;
For all frequency transform coefficients of the frequency transform coefficient group, when the coding coefficient data is generated, an encoded data generation step of generating encoded data that aggregates all the encoded coefficient data is executed. It is characterized by that.

本発明に係る音声復号装置は、
デジタル音声信号に対応する周波数変換係数群の各周波数変換係数について、当該周波数変換係数を過去の周波数変換係数から導出するための予測値を少なくとも含む係数データを符号化した符号化係数データが格納された符号化データからデジタル音声信号を復元する音声復号装置であって、
前記符号化データを記憶装置から読み出して復号し、前記各係数データを復元する復号手段と、
処理対象の係数データに係る周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得手段と、
前記係数データに係る周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得手段と、
前記予測元周波数変換係数と、当該係数データの予測値とに基づいて、当該係数データに係る周波数変換係数を復元する係数復元手段と、
全ての係数データに係る周波数変換係数の復元によって得られた前記周波数変換係数群に対して周波数逆変換を行うことで、デジタル音声信号を復元する周波数逆変換手段と、を備え、
前記復元された周波数変換係数は前記予測元データに順次追加される、ことを特徴とする。
The speech decoding apparatus according to the present invention includes:
For each frequency conversion coefficient of the frequency conversion coefficient group corresponding to the digital audio signal, encoded coefficient data obtained by encoding coefficient data including at least a prediction value for deriving the frequency conversion coefficient from the past frequency conversion coefficient is stored. An audio decoding device for restoring a digital audio signal from encoded data,
Decoding means for reading out and decoding the encoded data from a storage device and restoring the coefficient data;
Adjacent frequency set acquisition means for acquiring a frequency conversion coefficient related to the coefficient data to be processed and a group of frequency conversion coefficients adjacent on the low frequency side as an adjacent frequency set;
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficients related to the coefficient data are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set. A prediction source frequency transform coefficient acquisition means for acquiring a frequency conversion coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency conversion coefficient;
Coefficient restoring means for restoring the frequency transform coefficient related to the coefficient data based on the prediction source frequency transform coefficient and the predicted value of the coefficient data;
Frequency inverse transform means for restoring a digital audio signal by performing frequency inverse transform on the frequency transform coefficient group obtained by restoring the frequency transform coefficients related to all coefficient data, and
The restored frequency transform coefficients are sequentially added to the prediction source data.

本発明に係る音声復号方法は、
デジタル音声信号に対応する周波数変換係数群の各周波数変換係数について、当該周波数変換係数を過去の周波数変換係数から導出するための予測値を少なくとも含む係数データを符号化した符号化係数データが格納された符号化データからデジタル音声信号を復元する音声復号方法であって、
前記符号化データを記憶装置から読み出して復号し、前記各係数データを復元する復号ステップと、
処理対象の係数データに係る周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得ステップと、
前記係数データに係る周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得ステップと、
前記予測元周波数変換係数と、当該係数データの予測値とに基づいて、当該係数データに係る周波数変換係数を復元する係数復元ステップと、
前記復元された周波数変換係数を前記予測元データに追加する追加ステップと、
全ての係数データに係る周波数変換係数の復元によって得られた前記周波数変換係数群に対して周波数逆変換を行うことで、デジタル音声信号を復元する周波数逆変換ステップと、を有する、ことを特徴とする。
The speech decoding method according to the present invention includes:
For each frequency conversion coefficient of the frequency conversion coefficient group corresponding to the digital audio signal, encoded coefficient data obtained by encoding coefficient data including at least a prediction value for deriving the frequency conversion coefficient from the past frequency conversion coefficient is stored. An audio decoding method for restoring a digital audio signal from encoded data,
A decoding step of reading out and decoding the encoded data from a storage device, and restoring each coefficient data;
An adjacent frequency set acquisition step for acquiring a group of frequency conversion coefficients related to the coefficient data to be processed and a frequency conversion coefficient adjacent on the low frequency side as an adjacent frequency set;
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficients related to the coefficient data are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set. A prediction source frequency transform coefficient obtaining step for obtaining a frequency transform coefficient adjacent to the obtained prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency transform coefficient;
A coefficient restoration step of restoring the frequency transformation coefficient related to the coefficient data based on the prediction source frequency transformation coefficient and the predicted value of the coefficient data;
An adding step of adding the restored frequency transform coefficient to the prediction source data;
A frequency inverse transform step for restoring a digital audio signal by performing frequency inverse transform on the frequency transform coefficient group obtained by restoring the frequency transform coefficients related to all coefficient data, To do.

本発明に係る音声復号プログラムは、
コンピュータに、
デジタル音声信号に対応する周波数変換係数群の各周波数変換係数について、当該周波数変換係数を過去の周波数変換係数から導出するための予測値を少なくとも含む係数データを符号化した符号化係数データが格納された符号化データからデジタル音声信号を復元させる音声復号プログラムであって、
前記符号化データを記憶装置から読み出して復号し、前記各係数データを復元する復号ステップと、
処理対象の係数データに係る周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得ステップと、
前記係数データに係る周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得ステップと、
前記予測元周波数変換係数と、当該係数データの予測値とに基づいて、当該係数データに係る周波数変換係数を復元する係数復元ステップと、
前記復元された周波数変換係数を前記予測元データに追加する追加ステップと、
全ての係数データに係る周波数変換係数の復元によって得られた前記周波数変換係数群に対して周波数逆変換を行うことで、デジタル音声信号を復元する周波数逆変換ステップと、を実行させる、ことを特徴とする。
A speech decoding program according to the present invention includes:
On the computer,
For each frequency conversion coefficient of the frequency conversion coefficient group corresponding to the digital audio signal, encoded coefficient data obtained by encoding coefficient data including at least a prediction value for deriving the frequency conversion coefficient from the past frequency conversion coefficient is stored. An audio decoding program for restoring a digital audio signal from encoded data,
A decoding step of reading out and decoding the encoded data from a storage device, and restoring each coefficient data;
An adjacent frequency set acquisition step for acquiring a group of frequency conversion coefficients related to the coefficient data to be processed and a frequency conversion coefficient adjacent on the low frequency side as an adjacent frequency set;
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficients related to the coefficient data are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set. A prediction source frequency transform coefficient obtaining step for obtaining a frequency transform coefficient adjacent to the obtained prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency transform coefficient;
A coefficient restoration step of restoring the frequency transformation coefficient related to the coefficient data based on the prediction source frequency transformation coefficient and the predicted value of the coefficient data;
An adding step of adding the restored frequency transform coefficient to the prediction source data;
A frequency inverse transform step for restoring a digital audio signal is performed by performing frequency inverse transform on the frequency transform coefficient group obtained by restoring frequency transform coefficients related to all coefficient data. And

本発明によれば、音声圧縮において、符号化効率を向上させることができる。   According to the present invention, encoding efficiency can be improved in audio compression.

本発明の実施形態1に係る音声処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the audio processing apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示す符号化部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the encoding part shown in FIG. 予測元周波数変換係数の検索について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the search of a prediction source frequency conversion coefficient. 実施形態1の符号化処理の手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a procedure of encoding processing according to the first embodiment. 図1に示す復号部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the decoding part shown in FIG. 実施形態1の復号処理の手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a procedure of decoding processing according to the first embodiment. 本発明の実施形態2に係る符号化部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the encoding part which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施形態2の符号化処理の手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a procedure of encoding processing according to the second embodiment. 本発明の実施形態2に係る復号部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the decoding part which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施形態2の復号処理の手順を示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a procedure of decoding processing according to the second embodiment.

以下、本発明の実施形態に係る音声符号化装置及び音声復号装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態では、音声符号化装置及び音声復号装置を音声処理装置に適用した場合について説明する。   A speech encoding apparatus and speech decoding apparatus according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each of the following embodiments, a case where a speech encoding device and a speech decoding device are applied to a speech processing device will be described.

(実施形態1)
本実施形態に係る音声処理装置1は、図1に示すように、音声入出力装置11と、記憶装置12と、ROM13と、RAM14と、CPU15と、を備える。これらの各部は、システムバス18により相互に接続されている。システムバス18は、命令やデータを転送するための伝送経路である。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the voice processing device 1 according to the present embodiment includes a voice input / output device 11, a storage device 12, a ROM 13, a RAM 14, and a CPU 15. These units are connected to each other by a system bus 18. The system bus 18 is a transmission path for transferring commands and data.

音声入出力装置11は、入力された音声をデジタル信号に変換する。音声入出力装置11は、例えば、入力された音声をサンプリング周波数16kHzでサンプリングし、16ビットで量子化することにより、デジタル音声信号を生成する。また、音声入出力装置11は、デジタル音声信号が供給されると、このデジタル音声信号に対応する音声を出力する。   The voice input / output device 11 converts the input voice into a digital signal. The audio input / output device 11 generates a digital audio signal by, for example, sampling the input audio at a sampling frequency of 16 kHz and quantizing the input audio by 16 bits. Further, when a digital audio signal is supplied, the audio input / output device 11 outputs audio corresponding to the digital audio signal.

記憶装置12は、例えば、読み書き可能な不揮発性の半導体メモリやハードディスクドライブ等から構成される。記憶装置12は、音声入出力装置11が生成したデジタル音声信号や符号化されたデータ(符号化データ)等を記憶すると共に、音声処理に必要な各種のデータ等を記憶する。   The storage device 12 includes, for example, a readable / writable nonvolatile semiconductor memory, a hard disk drive, and the like. The storage device 12 stores a digital audio signal generated by the audio input / output device 11, encoded data (encoded data), and the like, as well as various data necessary for audio processing.

ROM(Read Only Memory)13は、音声処理に必要なプログラムやデータ等を記憶する。RAM(Random Access Memory)14は、CPU15が音声処理を実行する際に作業領域として一時的に使用される。例えば、RAM14には、音声処理の際、予測元データ(詳細は後述する)が保存される。   A ROM (Read Only Memory) 13 stores programs and data necessary for audio processing. A RAM (Random Access Memory) 14 is temporarily used as a work area when the CPU 15 executes sound processing. For example, the RAM 14 stores prediction source data (details will be described later) during audio processing.

CPU15は、音声処理装置1の各部を制御するとともに、ROM13に記憶されている所定のプログラムに基づいて後述する各処理を実行する。CPU15は、機能的には、符号化部16と、復号部17と、を備える。これらは、CPU15がプログラムを実行することで実現する機能である。   The CPU 15 controls each part of the sound processing apparatus 1 and executes each process described later based on a predetermined program stored in the ROM 13. Functionally, the CPU 15 includes an encoding unit 16 and a decoding unit 17. These are functions realized by the CPU 15 executing a program.

符号化部16は、音声入出力装置11によって変換されたデジタル音声信号の符号化を行う。符号化部16は、図2に示すように、DC除去部161と、周波数変換部162と、係数予測部163と、エントロピ符号化部164と、符号化データ生成部165と、を備える。   The encoding unit 16 encodes the digital audio signal converted by the audio input / output device 11. As illustrated in FIG. 2, the encoding unit 16 includes a DC removal unit 161, a frequency conversion unit 162, a coefficient prediction unit 163, an entropy encoding unit 164, and an encoded data generation unit 165.

DC除去部161は、音声入出力装置11が生成したデジタル音声信号から直流成分を除去する。直流成分を除去するのは、直流成分が音質とは無関係であるためである。DC除去部161は、例えば、高域通過フィルタによって実現することができる。以下の式(1)は、高域通過フィルタの伝達関数H(z)の一例である。   The DC removal unit 161 removes a direct current component from the digital audio signal generated by the audio input / output device 11. The reason why the direct current component is removed is that the direct current component is independent of the sound quality. The DC removal unit 161 can be realized by a high-pass filter, for example. The following equation (1) is an example of the transfer function H (z) of the high-pass filter.

Figure 0005407832
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DC除去部161は、この高域通過フィルタを介して直流成分を除去したデジタル音声信号を周波数変換部162に供給する。周波数変換部162は、供給されたデジタル音声信号を所定の周波数変換手法により、周波数変換し、周波数変換係数群を算出する。本実施形態では、周波数変換部162は、MDCT(Modified Descrete Cosine Transform:修正離散コサイン変換)を用いて周波数変換を行う。周波数変換部162は、算出した周波数変換係数群(ここでは、MDCT係数群)を係数予測部163に供給する。   The DC removal unit 161 supplies the digital audio signal from which the direct current component has been removed through the high-pass filter to the frequency conversion unit 162. The frequency conversion unit 162 converts the frequency of the supplied digital audio signal by a predetermined frequency conversion method, and calculates a frequency conversion coefficient group. In the present embodiment, the frequency conversion unit 162 performs frequency conversion by using MDCT (Modified Discrete Cosine Transform). The frequency conversion unit 162 supplies the calculated frequency conversion coefficient group (here, the MDCT coefficient group) to the coefficient prediction unit 163.

係数予測部163は、算出された周波数変換係数群の低域側から順番に処理対象の周波数変換係数を取り出し、取り出した周波数変換係数の予測元となる周波数変換係数(予測元周波数変換係数)を予測元データ141から探し出す。そして、探し出した予測元周波数変換係数に基づいて、処理対象の周波数変換係数を導出するための予測値を求める。係数予測部163は、隣接周波数セット取得手段、予測元周波数変換係数取得手段及び予測値算出手段として機能する。予測元データ141は、係数予測部163で処理が終了した過去の周波数変換係数で構成されるデータであり、本実施形態では、RAM14に展開される。   The coefficient prediction unit 163 extracts the frequency conversion coefficients to be processed in order from the low frequency side of the calculated frequency conversion coefficient group, and obtains the frequency conversion coefficient (prediction source frequency conversion coefficient) that is the prediction source of the extracted frequency conversion coefficient. Search from the prediction source data 141. Then, based on the found prediction source frequency conversion coefficient, a prediction value for deriving the frequency conversion coefficient to be processed is obtained. The coefficient prediction unit 163 functions as an adjacent frequency set acquisition unit, a prediction source frequency conversion coefficient acquisition unit, and a prediction value calculation unit. The prediction source data 141 is data composed of past frequency conversion coefficients that have been processed by the coefficient prediction unit 163, and is expanded in the RAM 14 in the present embodiment.

予測元周波数変換係数の検索手法について、具体的に説明する。係数予測部163は、処理対象の周波数変換係数と低域側で隣接する、予め決められた個数の処理済み周波数変換係数の集団(隣接周波数セット)を取得する。その際、処理対象の周波数変換係数の低域側に隣接周波数セットに相当する分の周波数変換係数が存在しない場合、処理対象の周波数変換係数と同じ帯域の過去の周波数変換係数(予測元データ141に格納されている)を予測元周波数変換係数とする。   A method for searching for the prediction source frequency conversion coefficient will be specifically described. The coefficient predicting unit 163 obtains a group (adjacent frequency set) of a predetermined number of processed frequency transform coefficients adjacent to the frequency transform coefficient to be processed on the low frequency side. At this time, if there are no frequency conversion coefficients corresponding to the adjacent frequency set on the low frequency side of the frequency conversion coefficient to be processed, the past frequency conversion coefficients (prediction source data 141) in the same band as the frequency conversion coefficient to be processed Is stored as a prediction source frequency conversion coefficient.

係数予測部163は、予測元データ141を検索して、当該隣接周波数セットと最も相関の高い(言い換えると、最も似ている)周波数変換係数の集団(予測元周波数セット)を探し出す。係数予測部163は、この探し出した予測元周波数セットに高域側で隣接する(即ち、1つ高域の)周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する(図3参照)。   The coefficient prediction unit 163 searches the prediction source data 141 to find a group (prediction source frequency set) of frequency transform coefficients having the highest correlation (in other words, the most similar) with the adjacent frequency set. The coefficient prediction unit 163 acquires a frequency transform coefficient adjacent to the found prediction source frequency set on the high frequency side (that is, one higher frequency) as a prediction source frequency conversion coefficient (see FIG. 3).

より詳細には、周波数変換係数の集団の個数をn、処理対象の隣接周波数セット及び予測元データ141の周波数変換係数の集団をそれぞれ、F={f1i|i=0...n−1}及びF={f2i|i=0...n−1}とした場合、係数予測部163は、F,Fの距離(d(F,F))を以下の式(2)により求める。なお、処理対象の周波数変換係数は、周波数変換係数群の低域側から順次取り出す。 More specifically, the number of frequency transform coefficient groups is n, and the adjacent frequency set to be processed and the frequency transform coefficient groups of the prediction source data 141 are F 1 = {f 1i | i = 0. 1} and F 2 = {f 2i | i = 0 ... case of the n-1}, the coefficient prediction unit 163, F 1, the F 2 distance (d (F 1, F 2 )) following the It calculates | requires by Formula (2). Note that the frequency conversion coefficients to be processed are sequentially extracted from the low frequency side of the frequency conversion coefficient group.

Figure 0005407832
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係数予測部163は、d(F,F)が最小となるFを予測元周波数セットとして、予測元データ141から取得する。係数予測部163は、取得した予測元周波数セットの1つ高域の周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する。係数予測部163は、取得した予測元周波数変換係数に基づいて、処理対象の周波数変換係数を導出するための予測値を求める。具体的には、処理対象の周波数変換係数をc、取得した予測元周波数変換係数をcとした場合の予測値pを以下の式(3)により算出する。 The coefficient predicting unit 163 acquires F 2 having the minimum d (F 1 , F 2 ) from the prediction source data 141 as a prediction source frequency set. The coefficient prediction unit 163 acquires a frequency conversion coefficient of one higher frequency of the acquired prediction source frequency set as a prediction source frequency conversion coefficient. The coefficient prediction unit 163 obtains a prediction value for deriving the frequency conversion coefficient to be processed based on the acquired prediction source frequency conversion coefficient. Specifically, the predicted value p when the frequency conversion coefficient to be processed is c c and the obtained prediction source frequency conversion coefficient is c p is calculated by the following equation (3).

Figure 0005407832
Figure 0005407832

上記の式(3)において、絶対値が小さい方を分母にしている。これは、音声内容が切り替わる時点でのノイズ発生を防止するためである。   In the above formula (3), the smaller absolute value is used as the denominator. This is to prevent noise generation at the time when the audio content is switched.

係数予測部163は、以上のようにして求めた予測値と、処理対象の周波数変換係数の絶対値と予測元周波数変換係数の絶対値の何れが大きいかを示すフラグ(大小フラグ)と、をエントロピ符号化部164に供給する。   The coefficient prediction unit 163 includes a prediction value obtained as described above, and a flag (large / small flag) indicating which of the absolute value of the frequency conversion coefficient to be processed and the absolute value of the prediction source frequency conversion coefficient is large. This is supplied to the entropy encoding unit 164.

エントロピ符号化部164は、係数予測部163から供給された上記の予測値及び大小フラグを含む係数データをエントロピ符号化し、符号化係数データを生成する。ここで、予測値は、0付近に偏ることが見込まれるため、符号化効率の向上が期待できる。   The entropy encoding unit 164 entropy-encodes the coefficient data including the prediction value and the magnitude flag supplied from the coefficient prediction unit 163 to generate encoded coefficient data. Here, since the predicted value is expected to be biased near 0, an improvement in coding efficiency can be expected.

また、係数予測部163は、処理が終了した周波数変換係数を、RAM14に保存されている予測元データ141に追加する。一般に、音声内容が切り替わる時点前後のデジタル音声信号は、相関が低い。そのような場合は、むしろ、現処理対象のデジタル音声信号に係る周波数変換係数同士の方が相関が高いといえる。したがって、処理を終了した周波数変換係数を予測元データ141に順次追加していくことで、予測値の精度(換言すると、より近い予測元周波数セットの検索精度)向上が図れる。   In addition, the coefficient prediction unit 163 adds the processed frequency conversion coefficient to the prediction source data 141 stored in the RAM 14. In general, digital audio signals before and after the time when the audio content is switched have a low correlation. In such a case, it can be said that the frequency conversion coefficients related to the digital audio signal to be processed are more highly correlated. Therefore, the accuracy of the prediction value (in other words, the search accuracy of the closer prediction source frequency set) can be improved by sequentially adding the frequency conversion coefficients that have been processed to the prediction source data 141.

符号化データ生成部165は、周波数変換係数群の全ての周波数変換係数について、符号化係数データが生成されると、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する。符号化データ生成部165は、生成した符号化データを音声圧縮データの一部として、記憶装置12に格納する。   When the encoded coefficient data is generated for all frequency conversion coefficients of the frequency conversion coefficient group, the encoded data generation unit 165 generates encoded data in which all the encoded coefficient data are aggregated. The encoded data generation unit 165 stores the generated encoded data in the storage device 12 as part of the audio compression data.

図4は、以上説明した符号化部16が実行する符号化処理の手順を示すフローチャートである。この符号化処理は、図示しない操作入力部を介して、音声圧縮処理を開始させる旨の操作がユーザにより行われた場合に開始される。操作入力部は、キーボード、キーパッド、タッチパッドやマウス等の入力デバイスから構成され、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた信号をCPU15に送出する。   FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the encoding process executed by the encoding unit 16 described above. This encoding process is started when an operation for starting the audio compression process is performed by the user via an operation input unit (not shown). The operation input unit includes input devices such as a keyboard, a keypad, a touch pad, and a mouse, receives an operation input from the user, and sends the received signal to the CPU 15.

DC除去部161は、音声入出力装置11が生成したデジタル音声信号を記憶装置12から取得する(ステップS101)。DC除去部161は、取得したデジタル音声信号から直流成分を除去し(ステップS102)、周波数変換部162に供給する。周波数変換部162は、直流成分が除去されたデジタル音声信号を周波数変換(ここでは、MDCT変換)して(ステップS103)、周波数変換係数群を算出する。   The DC removal unit 161 acquires the digital audio signal generated by the audio input / output device 11 from the storage device 12 (step S101). The DC removal unit 161 removes a direct current component from the acquired digital audio signal (step S <b> 102) and supplies it to the frequency conversion unit 162. The frequency conversion unit 162 performs frequency conversion (here, MDCT conversion) on the digital audio signal from which the DC component has been removed (step S103), and calculates a frequency conversion coefficient group.

係数予測部163は、算出された周波数変換係数群の低域側から順番に処理対象の周波数変換係数を取り出し、さらに、処理対象の周波数変換係数と低域側で隣接する隣接周波数セットを取得する(ステップS104)。そして、係数予測部163は、隣接周波数セットと最も似ている予測元周波数セットを予測元データ141から検索し、探し出した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する(ステップS105)。   The coefficient prediction unit 163 extracts the frequency conversion coefficients to be processed in order from the low frequency side of the calculated frequency conversion coefficient group, and further acquires the adjacent frequency set adjacent to the frequency conversion coefficient to be processed on the low frequency side. (Step S104). Then, the coefficient predicting unit 163 searches the prediction source data 141 for a prediction source frequency set that is most similar to the adjacent frequency set, and converts the frequency conversion coefficient adjacent to the found prediction source frequency set on the high frequency side to the prediction source frequency conversion. Obtained as a coefficient (step S105).

係数予測部163は、取得した予測元周波数変換係数に基づいて、処理対象の周波数変換係数の予測値を算出し(ステップS106)、算出した予測値と、大小フラグと、をエントロピ符号化部164に供給する。また、係数予測部163は、処理が終了した周波数変換係数を予測元データ141に追加する(ステップS107)。   The coefficient prediction unit 163 calculates a prediction value of the frequency conversion coefficient to be processed based on the acquired prediction source frequency conversion coefficient (step S106), and the entropy encoding unit 164 calculates the calculated prediction value and the magnitude flag. To supply. Also, the coefficient prediction unit 163 adds the frequency conversion coefficient for which processing has been completed to the prediction source data 141 (step S107).

エントロピ符号化部164は、係数予測部163から供給された予測値及び大小フラグを含む係数データをエントロピ符号化し(ステップS108)、符号化係数データを生成する。このようにして、周波数変換係数群を構成する一の周波数変換係数についての処理が終了する。係数予測部163は、全ての周波数変換係数について処理が終了していない場合(ステップS109でNO)、次の処理対象となる周波数変換係数について、ステップS104〜S108の処理を行う。   The entropy encoding unit 164 entropy encodes the coefficient data including the prediction value and the magnitude flag supplied from the coefficient prediction unit 163 (step S108), and generates encoded coefficient data. In this way, the processing for one frequency conversion coefficient constituting the frequency conversion coefficient group is completed. When the processing has not been completed for all the frequency conversion coefficients (NO in step S109), the coefficient prediction unit 163 performs the processes of steps S104 to S108 for the frequency conversion coefficient to be processed next.

一方、全ての周波数変換係数について処理が終了した場合(ステップS109でYES)、符号化データ生成部165は、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成し(ステップS110)、生成した符号化データを当該音声圧縮処理に係る音声圧縮データの一部として、記憶装置12に格納する。   On the other hand, when the processing is completed for all the frequency transform coefficients (YES in step S109), the encoded data generation unit 165 generates encoded data in which all the encoded coefficient data is aggregated (step S110) The encoded data is stored in the storage device 12 as a part of the audio compression data related to the audio compression processing.

CPU15は、ユーザにより、当該音声圧縮処理を終了させる旨の操作(終了操作)が行われたか否かを判定する(ステップS111)。終了操作が行われていない場合(ステップS111でNO)、DC除去部161は、音声入出力装置11が生成した次のデジタル音声信号を記憶装置12から取得する(ステップS101)。以降の処理は、上述した通りである。一方、終了操作が行われた場合(ステップS111でYES)、本処理(符号化処理)及び当該音声圧縮処理は終了する。その際、RAM14に格納されている予測元データ141は消去される。   The CPU 15 determines whether or not an operation (end operation) for ending the audio compression process has been performed by the user (step S111). When the end operation has not been performed (NO in step S111), the DC removal unit 161 acquires the next digital audio signal generated by the audio input / output device 11 from the storage device 12 (step S101). Subsequent processing is as described above. On the other hand, if an end operation has been performed (YES in step S111), the process (encoding process) and the audio compression process are ended. At that time, the prediction source data 141 stored in the RAM 14 is deleted.

次に、復号部17について説明する。復号部17は、符号化部16が生成した符号化データからデジタル音声信号を復元する。図5に示すように、復号部17は、エントロピ復号部171と、係数復元部172と、周波数逆変換部173と、を備える。   Next, the decoding unit 17 will be described. The decoding unit 17 restores the digital audio signal from the encoded data generated by the encoding unit 16. As illustrated in FIG. 5, the decoding unit 17 includes an entropy decoding unit 171, a coefficient restoration unit 172, and a frequency inverse transform unit 173.

エントロピ復号部171は、記憶装置12に保存されている音声圧縮データから符号化データを読み出してエントロピ復号を行い、各係数データ(予測値及び大小フラグが含まれる。)を復元する。   The entropy decoding unit 171 reads the encoded data from the audio compression data stored in the storage device 12, performs entropy decoding, and restores each coefficient data (including the predicted value and the magnitude flag).

係数復元部172は、復元された各係数データ毎に、予測元データ142から予測元となっている周波数変換係数(予測元周波数変換係数)を検索し、探し出した予測元周波数変換係数と、当該係数データの予測値及び大小フラグと、に基づいて、周波数変換係数を復元する。係数復元部172は、隣接周波数セット取得手段、予測元周波数変換係数取得手段及び係数復元手段として機能する。予測元データ142は、係数復元部172にて既に復元が終了した周波数変換係数で構成されるデータであり、本実施形態では、RAM14に展開される。   For each restored coefficient data, the coefficient restoration unit 172 searches the prediction source data 142 for a frequency conversion coefficient that is a prediction source (prediction source frequency conversion coefficient), finds the found prediction source frequency conversion coefficient, Based on the predicted value of the coefficient data and the magnitude flag, the frequency conversion coefficient is restored. The coefficient restoration unit 172 functions as an adjacent frequency set obtaining unit, a prediction source frequency transform coefficient obtaining unit, and a coefficient restoration unit. The prediction source data 142 is data composed of frequency conversion coefficients that have already been restored by the coefficient restoration unit 172, and is expanded in the RAM 14 in the present embodiment.

係数復元部172は、処理対象の係数データに対応する周波数変換係数(即ち、復元対象の周波数変換係数)と低域側で隣接する、予め決められた個数の処理済み周波数変換係数の集団(隣接周波数セット)を取得する。その際、低域側に隣接周波数セットに相当する分の周波数変換係数が存在しない場合、予測元データ142に格納されている、当該復元対象の周波数変換係数と同じ帯域の過去の周波数変換係数を予測元周波数変換係数とする。   The coefficient restoration unit 172 has a predetermined number of processed frequency transform coefficients (adjacent) adjacent to the frequency transform coefficient corresponding to the coefficient data to be processed (that is, the frequency transform coefficient to be restored) on the low frequency side. Frequency set). At that time, if there are no frequency conversion coefficients corresponding to the adjacent frequency set on the low frequency side, the past frequency conversion coefficients in the same band as the frequency conversion coefficient to be restored, stored in the prediction source data 142, are stored. Predictor frequency conversion coefficient.

係数復元部172は、上述した符号化部16の係数予測部163と同様の手法により、予測元データ142から当該隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団(予測元周波数セット)を探し出す。そして、この探し出した予測元周波数セットに高域側で隣接する(即ち、1つ高域の)周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する。   The coefficient restoration unit 172 searches for a group of frequency transform coefficients (prediction source frequency set) having the highest correlation with the adjacent frequency set from the prediction source data 142 using the same method as the coefficient prediction unit 163 of the encoding unit 16 described above. . Then, the frequency transformation coefficient adjacent to the found prediction source frequency set on the high frequency side (that is, one higher frequency region) is acquired as the prediction source frequency transformation coefficient.

係数復元部172は、予測値及び大小フラグと、予測元データ142から取得した予測元周波数変換係数と、に基づいて、当該係数データに対応する周波数変換係数を復元する。係数復元部172は、復元した周波数変換係数を周波数逆変換部173に供給すると共に、RAM14に保存されている予測元データ142に追加する。   The coefficient restoration unit 172 restores the frequency conversion coefficient corresponding to the coefficient data based on the prediction value, the magnitude flag, and the prediction source frequency conversion coefficient acquired from the prediction source data 142. The coefficient restoration unit 172 supplies the restored frequency transform coefficient to the frequency inverse transform unit 173 and adds it to the prediction source data 142 stored in the RAM 14.

周波数逆変換部173は、当該符号化データに対応する全ての周波数変換係数の復元が終了すると、得られた周波数変換係数群に対して、周波数逆変換(ここでは、IMDCT(Inverse Modified Descrete Cosine Transform:逆修正離散コサイン変換))を行って、デジタル音声信号を復元する。周波数逆変換部173は、復元したデジタル音声信号を記憶装置12に格納する。   When the restoration of all the frequency transform coefficients corresponding to the encoded data is completed, the frequency inverse transform unit 173 performs frequency inverse transform (here, IMDCT (Inverse Modified Describe Cosine Transform). : Inversely modified discrete cosine transform))) to restore the digital audio signal. The frequency inverse transform unit 173 stores the restored digital audio signal in the storage device 12.

図6は、以上説明した復号部17が実行する復号処理の手順を示すフローチャートである。この復号処理は、図示しない操作入力部を介して、記憶装置12に保存されている音声圧縮データを伸張する処理(音声伸張処理)を開始させる旨の操作がユーザにより行われた場合に開始される。エントロピ復号部171は、記憶装置12に保存されている音声圧縮データから符号化データを取得し(ステップS201)、エントロピ復号を行う(ステップS202)。   FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the decoding process executed by the decoding unit 17 described above. This decoding process is started when the user performs an operation to start the process of expanding the audio compression data stored in the storage device 12 (audio expansion process) via an operation input unit (not shown). The The entropy decoding unit 171 acquires encoded data from the compressed audio data stored in the storage device 12 (step S201), and performs entropy decoding (step S202).

係数復元部172は、復元された各係数データ(予測値及び大小フラグ)毎に、対応する周波数変換係数を復元する処理を行う。先ず、係数復元部172は、上述した手法で、予測元データ142から対応する予測元周波数変換係数を検索する(ステップS203)。そして、係数復元部172は、復元された予測値及び大小フラグと、検索の結果得られた予測元周波数変換係数と、に基づいて、当該係数データに対応する周波数変換係数を復元する(ステップS204)。係数復元部172は、復元した周波数変換係数を周波数逆変換部173に供給すると共に予測元データ142に追加する(ステップS205)。   The coefficient restoration unit 172 performs a process of restoring a corresponding frequency conversion coefficient for each restored coefficient data (predicted value and magnitude flag). First, the coefficient restoration unit 172 searches for a corresponding prediction source frequency conversion coefficient from the prediction source data 142 by the above-described method (step S203). Then, the coefficient restoration unit 172 restores the frequency transform coefficient corresponding to the coefficient data based on the restored predicted value and magnitude flag and the prediction source frequency transform coefficient obtained as a result of the search (step S204). ). The coefficient restoration unit 172 supplies the restored frequency transform coefficient to the frequency inverse transform unit 173 and adds it to the prediction source data 142 (step S205).

このようにして、一の係数データについての処理が終了すると、係数復元部172は、復元した全ての係数データについての処理が終了したか(即ち、当該符号化データに対応する全ての周波数変換係数の復元が終了したか)否かを判定する(ステップS206)。全ての周波数変換係数の復元が終了していない場合(ステップS206でNO)、係数復元部172は、次の係数データについて、上記同様、対応する周波数変換係数を復元する処理を行う(ステップS203〜S205)。   In this way, when the process for one coefficient data is completed, the coefficient restoration unit 172 completes the process for all restored coefficient data (that is, all the frequency transform coefficients corresponding to the encoded data). It is determined whether or not the restoration has been completed (step S206). When the restoration of all the frequency conversion coefficients has not been completed (NO in step S206), the coefficient restoration unit 172 performs a process of restoring the corresponding frequency conversion coefficient for the next coefficient data as described above (steps S203 to S203). S205).

一方、全ての周波数変換係数の復元が終了した場合(ステップS206でYES)、周波数逆変換部173は、得られた周波数変換係数群に対して、周波数逆変換(ここでは、IMDCT)を行って(ステップS207)、デジタル音声信号を復元する。周波数逆変換部173は、復元したデジタル音声信号を記憶装置12に格納する。   On the other hand, when the restoration of all the frequency transform coefficients is completed (YES in step S206), the frequency inverse transform unit 173 performs frequency inverse transform (here, IMDCT) on the obtained frequency transform coefficient group. (Step S207), the digital audio signal is restored. The frequency inverse transform unit 173 stores the restored digital audio signal in the storage device 12.

CPU15は、ユーザにより、当該音声伸張処理を終了させる旨の操作(終了操作)が行われたか否かを判定する(ステップS208)。終了操作が行われていない場合(ステップS208でNO)、エントロピ復号部171は、記憶装置12に保存されている音声圧縮データから次の符号化データを取得する(ステップS201)。以降の処理は、上述した通りである。一方、終了操作が行われた場合(ステップS208でYES)、本処理(復号処理)及び当該音声伸張処理は終了する。その際、RAM14に格納されている予測元データ142は消去される。   The CPU 15 determines whether or not the user has performed an operation (end operation) for ending the audio decompression process (step S208). When the end operation has not been performed (NO in step S208), the entropy decoding unit 171 acquires the next encoded data from the audio compression data stored in the storage device 12 (step S201). Subsequent processing is as described above. On the other hand, if an end operation has been performed (YES in step S208), the present process (decoding process) and the audio decompression process are ended. At that time, the prediction source data 142 stored in the RAM 14 is deleted.

以上説明したように、本発明の本実施形態に係る音声処理装置1によれば、周波数変換係数の予測に基づいて、デジタル音声信号を符号化し、また、符号化されたデータからデジタル音声信号の復元を行う。したがって、従来に比べ、符号化の効率を向上させることができ、より低ビットレートでの音声圧縮が実現できる。また、符号化するデータに、予測元の位置情報を含める必要がないため、符号化効率をより一層向上させることができる。   As described above, according to the audio processing device 1 according to the present embodiment of the present invention, a digital audio signal is encoded based on the prediction of the frequency conversion coefficient, and the digital audio signal is encoded from the encoded data. Perform restoration. Therefore, it is possible to improve the encoding efficiency as compared with the conventional case, and to realize audio compression at a lower bit rate. Moreover, since it is not necessary to include the position information of the prediction source in the data to be encoded, the encoding efficiency can be further improved.

(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2について説明する。本実施形態では、符号化部16及び復号部17の構成が、上記実施形態1に係る符号化部16及び復号部17の構成と異なっている。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described. In the present embodiment, the configurations of the encoding unit 16 and the decoding unit 17 are different from the configurations of the encoding unit 16 and the decoding unit 17 according to the first embodiment.

図7に示すように、本実施形態の符号化部16は、DC除去部1601と、周波数変換部1602と、対数変換部1603と、係数予測部1604と、量子化部1605と、エントロピ符号化部1606と、係数復元部1607と、符号化データ生成部1608と、を備える。   As illustrated in FIG. 7, the encoding unit 16 according to the present embodiment includes a DC removal unit 1601, a frequency conversion unit 1602, a logarithmic conversion unit 1603, a coefficient prediction unit 1604, a quantization unit 1605, and entropy encoding. Unit 1606, coefficient restoration unit 1607, and encoded data generation unit 1608.

DC除去部1601は、実施形態1のDC除去部161と同様、上記の式(1)に従った演算を行うことにより、音声入出力装置11が生成したデジタル音声信号から直流成分を除去する。周波数変換部1602は、実施形態1の周波数変換部162と同様、直流成分が除去されたデジタル音声信号をMDCTを用いて周波数変換し、周波数変換係数群(ここでは、MDCT係数群)を算出する。   The DC removal unit 1601 removes a direct current component from the digital audio signal generated by the audio input / output device 11 by performing the calculation according to the above equation (1), as with the DC removal unit 161 of the first embodiment. Similar to the frequency conversion unit 162 of the first embodiment, the frequency conversion unit 1602 performs frequency conversion on the digital audio signal from which the DC component has been removed using MDCT, and calculates a frequency conversion coefficient group (here, MDCT coefficient group). .

対数変換部1603は、算出された周波数変換係数群に対して対数変換を行い、対数変換係数群を算出する。具体的には、対数変換部1603は、周波数変換係数群C={c|i=0...M−1})から以下の式(4)に基づいて、対数変換係数群(C={c |i=0...M−1})を求める。 The logarithmic conversion unit 1603 performs logarithmic conversion on the calculated frequency conversion coefficient group to calculate a logarithmic conversion coefficient group. Specifically, the logarithmic transformation unit 1603 calculates the logarithmic transformation coefficient group (C L ) from the frequency transformation coefficient group C = {c i | i = 0... M−1}) based on the following equation (4). = {C L i | i = 0... M−1}).

Figure 0005407832
但し、i=0...M−1
Figure 0005407832
However, i = 0 ... M-1

また、対数変換部1603は、Cの符号(S={s|i=0...M−1})を取得する(式(5)参照)。 In addition, the logarithmic conversion unit 1603 acquires the code of C (S = {s i | i = 0... M−1}) (see Expression (5)).

Figure 0005407832
但し、i=0...M−1
Figure 0005407832
However, i = 0 ... M-1

係数予測部1604は、算出された対数変換係数群の低域側から順番に処理対象の対数変換係数を取り出し、取り出した対数変換係数の予測元となる対数変換係数(予測元対数変換係数)を予測元データ143から探し出す。そして、探し出した予測元対数変換係数に基づいて、処理対象の対数変換係数を導出するための予測値を求める。係数予測部1604は、隣接周波数セット取得手段、予測元対数変換係数取得手段及び予測値算出手段として機能する。予測元データ143は、処理済みの過去の対数変換係数で構成されるデータであり、本実施形態では、RAM14に展開される。   The coefficient prediction unit 1604 extracts logarithmic conversion coefficients to be processed in order from the low frequency side of the calculated logarithmic conversion coefficient group, and calculates logarithmic conversion coefficients (prediction source logarithmic conversion coefficients) that are prediction sources of the extracted logarithmic conversion coefficients. Search from the prediction source data 143. Then, based on the found prediction source log transformation coefficient, a prediction value for deriving the log transformation coefficient to be processed is obtained. The coefficient prediction unit 1604 functions as an adjacent frequency set acquisition unit, a prediction source log transformation coefficient acquisition unit, and a prediction value calculation unit. The prediction source data 143 is data composed of processed logarithmic conversion coefficients, and is expanded in the RAM 14 in this embodiment.

予測元対数変換係数の検索手法について、具体的に説明する。係数予測部1604は、処理対象の対数変換係数と低域側で隣接する、予め決められた個数の処理済み対数変換係数の集団(隣接周波数セット)を取得する。その際、処理対象の対数変換係数の低域側に隣接周波数セットに相当する分の対数変換係数が存在しない場合、予測元データ143に格納されている、処理対象の対数変換係数と同じ帯域の過去の対数変換係数を予測元対数変換係数とする。   The search method of the prediction source logarithmic conversion coefficient will be specifically described. The coefficient predicting unit 1604 acquires a predetermined number of processed logarithmic transform coefficient groups (adjacent frequency sets) that are adjacent to the logarithmic transform coefficients to be processed on the low frequency side. At that time, when there are no logarithmic conversion coefficients corresponding to the adjacent frequency set on the low frequency side of the logarithmic conversion coefficient to be processed, the logarithmic conversion coefficient stored in the prediction source data 143 has the same band as the logarithmic conversion coefficient to be processed. The logarithmic conversion coefficient in the past is set as the logarithmic conversion coefficient of the prediction source.

係数予測部1604は、予測元データ143を検索して、当該隣接周波数セットと最も相関の高い対数変換係数の集団(予測元周波数セット)を探し出す。係数予測部1604は、この探し出した予測元周波数セットに高域側で隣接する(即ち、1つ高域の)対数変換係数を予測元対数変換係数として取得する。   The coefficient prediction unit 1604 searches the prediction source data 143 to find a group of logarithmic transformation coefficients (prediction source frequency set) having the highest correlation with the adjacent frequency set. The coefficient predicting unit 1604 obtains a logarithmic transformation coefficient adjacent to the found prediction source frequency set on the high frequency side (that is, one higher frequency) as a prediction source log transformation coefficient.

より詳細には、対数変換係数の集団の個数をn、処理対象の隣接周波数セット及び予測元データ143の対数変換係数の集団をそれぞれ、F ={f 1i|i=0...n−1}及びF ={f 2i|i=0...n−1}とした場合、係数予測部1604は、F ,F の距離(d(F ,F ))を以下の式(6)により求める。なお、処理対象の対数変換係数は、対数変換係数群の低域側から順次取り出す。 More specifically, the number of logarithmic transform coefficient groups is n, and the adjacent frequency set to be processed and the logarithmic transform coefficient groups of the prediction source data 143 are F L 1 = {f L 1i | i = 0. n-1} and F L 2 = {f L 2i | case of the i = 0 ... n-1} , the coefficient prediction unit 1604, F L 1, the distance F L 2 (d (F L 1, F L 2 )) is obtained by the following equation (6). The logarithmic conversion coefficients to be processed are sequentially extracted from the low frequency side of the logarithmic conversion coefficient group.

Figure 0005407832
Figure 0005407832

係数予測部1604は、d(F ,F )が最小となるF を予測元周波数セットとして、予測元データ143から取得する。係数予測部1604は、取得した予測元周波数セットの1つ高域の対数変換係数を予測元対数変換係数として取得する。係数予測部1604は、取得した予測元対数変換係数に基づいて、処理対象の対数変換係数を導出するための予測値を求める。具体的には、処理対象の対数変換係数をC 、取得した予測元対数変換係数をC とした場合の予測値pを以下の式(7)により算出する。 Coefficient prediction unit 1604, the F L 2 where d (F L 1, F L 2) is minimized as the prediction based on the frequency set is acquired from the prediction-basis data 143. The coefficient prediction unit 1604 acquires the log transformation coefficient of one higher frequency of the obtained prediction source frequency set as the prediction source log conversion coefficient. The coefficient prediction unit 1604 obtains a prediction value for deriving the logarithmic conversion coefficient to be processed based on the acquired prediction source logarithmic conversion coefficient. Specifically, the predicted value p when the log transformation coefficient to be processed is C L c and the obtained prediction source log transformation coefficient is C L p is calculated by the following equation (7).

Figure 0005407832
Figure 0005407832

量子化部1605は、係数予測部1604が算出した予測値を量子化する。エントロピ符号化部1606は、量子化された予測値と、処理対象の対数変換係数に対応する周波数変換係数の符号と、をエントロピ符号化し、符号化係数データを生成する。   The quantization unit 1605 quantizes the prediction value calculated by the coefficient prediction unit 1604. The entropy encoding unit 1606 entropy-encodes the quantized predicted value and the code of the frequency conversion coefficient corresponding to the logarithmic conversion coefficient to be processed to generate encoded coefficient data.

係数復元部1607は、量子化された予測値を逆量子化して、予測値に戻し、さらに、予測元データ143から取得した対応する予測元対数変換係数を用いて、対数変換係数を復元する。係数復元部1607は、復元した対数変換係数をRAM14に保存されている予測元データ143に追加する。このように処理を終了した対数変換係数を予測元データ143に順次追加して行くことで、実施形態1の符号化部16と同様、予測値の精度向上が図れる。   The coefficient restoration unit 1607 dequantizes the quantized predicted value to return it to the predicted value, and further restores the logarithmic transformation coefficient using the corresponding prediction source logarithmic transformation coefficient acquired from the prediction source data 143. The coefficient restoration unit 1607 adds the restored logarithmic transformation coefficient to the prediction source data 143 stored in the RAM 14. By sequentially adding the logarithmic transform coefficients that have been processed in this way to the prediction source data 143, the accuracy of the prediction value can be improved as in the encoding unit 16 of the first embodiment.

符号化データ生成部1608は、対数変換係数群の全ての対数変換係数について、符号化係数データが生成されると、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する。符号化データ生成部1608は、生成した符号化データを音声圧縮データの一部として、記憶装置12に格納する。   When encoded coefficient data is generated for all logarithmic transform coefficients in the logarithmic transform coefficient group, the encoded data generation unit 1608 generates encoded data that aggregates all the encoded coefficient data. The encoded data generation unit 1608 stores the generated encoded data in the storage device 12 as part of the audio compression data.

図8は、以上説明した本実施形態の符号化部16が実行する符号化処理の手順を示すフローチャートである。この符号化処理は、図示しない操作入力部を介して、音声圧縮処理を開始させる旨の操作がユーザにより行われた場合に開始される。操作入力部は、キーボード、キーパッド、タッチパッドやマウス等の入力デバイスから構成され、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた信号をCPU15に送出する。   FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the encoding process executed by the encoder 16 of the present embodiment described above. This encoding process is started when an operation for starting the audio compression process is performed by the user via an operation input unit (not shown). The operation input unit includes input devices such as a keyboard, a keypad, a touch pad, and a mouse, receives an operation input from the user, and sends the received signal to the CPU 15.

DC除去部1601は、音声入出力装置11が生成したデジタル音声信号を記憶装置12から取得する(ステップS301)。DC除去部1601は、取得したデジタル音声信号から直流成分を除去し(ステップS302)、周波数変換部1602に供給する。周波数変換部1602は、直流成分が除去されたデジタル音声信号を周波数変換(ここでは、MDCT変換)して(ステップS303)、周波数変換係数群を算出する。   The DC removal unit 1601 acquires the digital audio signal generated by the audio input / output device 11 from the storage device 12 (step S301). The DC removal unit 1601 removes a direct current component from the acquired digital audio signal (step S302), and supplies it to the frequency conversion unit 1602. The frequency conversion unit 1602 performs frequency conversion (here, MDCT conversion) on the digital audio signal from which the DC component has been removed (step S303), and calculates a frequency conversion coefficient group.

対数変換部1603は、算出された周波数変換係数群に対して、対数変換を行い(ステップS304)、対数変換係数群を算出する。また、対数変換部1603は、各周波数変換係数の符号を取得する。   The logarithmic conversion unit 1603 performs logarithmic conversion on the calculated frequency conversion coefficient group (step S304), and calculates the logarithmic conversion coefficient group. In addition, the logarithmic conversion unit 1603 acquires the sign of each frequency conversion coefficient.

係数予測部1604は、算出された対数変換係数群の低域側から順番に処理対象の対数変換係数を取り出し、さらに、処理対象の対数変換係数と低域側で隣接する隣接周波数セットを取得する(ステップS305)。そして、係数予測部1604は、隣接周波数セットと最も似ている予測元周波数セットを予測元データ143から検索し、探し出した予測元周波数セットに高域側で隣接する対数変換係数を予測元対数変換係数として取得する(ステップS306)。係数予測部1604は、取得した予測対数変換係数に基づいて、処理対象の対数変換係数の予測値を算出する(ステップS307)。   The coefficient predicting unit 1604 extracts logarithmic conversion coefficients to be processed in order from the low frequency side of the calculated logarithmic conversion coefficient group, and further acquires an adjacent frequency set adjacent to the logarithmic conversion coefficient to be processed on the low frequency side. (Step S305). Then, the coefficient predicting unit 1604 searches the prediction source data 143 for a prediction source frequency set that is most similar to the adjacent frequency set, and predicts a logarithmic transformation coefficient that is adjacent to the found prediction source frequency set on the high frequency side. Obtained as a coefficient (step S306). The coefficient prediction unit 1604 calculates a predicted value of the logarithmic conversion coefficient to be processed based on the acquired predicted logarithmic conversion coefficient (step S307).

量子化部1605は、係数予測部1604が算出した予測値を量子化する(ステップS308)。エントロピ符号化部1606は、量子化された予測値及び対応する周波数変換係数の符号をエントロピ符号化し(ステップS309)、符号化係数データを生成する。係数復元部1607は、量子化された予測値を逆量子化して(ステップS310)、予測値に戻し、さらに、予測元データ143から取得した対応する予測元対数変換係数を用いて、当該予測値から対数変換係数を復元する。そして、復元した対数変換係数を予測元データ143に追加する(ステップS311)。   The quantization unit 1605 quantizes the prediction value calculated by the coefficient prediction unit 1604 (step S308). The entropy encoding unit 1606 entropy encodes the quantized predicted value and the code of the corresponding frequency transform coefficient (step S309), and generates encoded coefficient data. The coefficient restoration unit 1607 performs inverse quantization on the quantized prediction value (step S310), returns the prediction value, and further uses the corresponding prediction source logarithmic transformation coefficient acquired from the prediction source data 143 to generate the prediction value. Restore logarithmic transformation coefficients from. Then, the restored logarithmic transformation coefficient is added to the prediction source data 143 (step S311).

このようにして、対数変換係数群を構成する一の対数変換係数についての処理が終了する。係数予測部1604は、全ての対数変換係数について処理が終了していない場合(ステップS312でNO)、次の処理対象となる対数変換係数について、ステップS305〜S311の処理を行う。   In this way, the process for one logarithmic transformation coefficient constituting the logarithmic transformation coefficient group is completed. When the process has not been completed for all logarithmic conversion coefficients (NO in step S312), the coefficient prediction unit 1604 performs the processes of steps S305 to S311 for the logarithmic conversion coefficient to be processed next.

一方、全ての対数変換係数について処理が終了した場合(ステップS312でYES)、符号化データ生成部1608は、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成し(ステップS313)、生成した符号化データを当該音声圧縮処理に係る音声圧縮データの一部として、記憶装置12に格納する。   On the other hand, when the processing has been completed for all logarithmic transform coefficients (YES in step S312), the encoded data generation unit 1608 generates encoded data in which all the encoded coefficient data are aggregated (step S313). The encoded data is stored in the storage device 12 as a part of the audio compression data related to the audio compression processing.

CPU15は、ユーザにより、当該音声圧縮処理を終了させる旨の操作(終了操作)が行われたか否かを判定する(ステップS314)。終了操作が行われていない場合(ステップS314でNO)、DC除去部1601は、音声入出力装置11が生成した次のデジタル音声信号を記憶装置12から取得する(ステップS301)。以降の処理は、上述した通りである。一方、終了操作が行われた場合(ステップS314でYES)、本処理(符号化処理)及び当該音声圧縮処理は終了する。その際、RAM14に格納されている予測元データ143は消去される。   The CPU 15 determines whether or not an operation (end operation) for ending the audio compression process has been performed by the user (step S314). If the end operation has not been performed (NO in step S314), the DC removal unit 1601 acquires the next digital audio signal generated by the audio input / output device 11 from the storage device 12 (step S301). Subsequent processing is as described above. On the other hand, if an end operation has been performed (YES in step S314), the process (encoding process) and the audio compression process are ended. At this time, the prediction source data 143 stored in the RAM 14 is deleted.

次に、本実施形態の復号部17について説明する。図9に示すように、復号部17は、エントロピ復号部1701と、逆量子化部1702と、係数復元部1703と、リニア変換部1704と、周波数逆変換部1705と、を備える。   Next, the decoding unit 17 of this embodiment will be described. As illustrated in FIG. 9, the decoding unit 17 includes an entropy decoding unit 1701, an inverse quantization unit 1702, a coefficient restoration unit 1703, a linear conversion unit 1704, and a frequency inverse conversion unit 1705.

エントロピ復号部1701は、記憶装置12に保存されている音声圧縮データから符号化データを読み出してエントロピ復号を行い、各係数データ(量子化された予測値及び対応する周波数変換係数の符号が含まれる。)を復元する。逆量子化部1702は、復元された各係数データ毎に、量子化された予測値を逆量子化して、予測値を復元する。   The entropy decoding unit 1701 reads the encoded data from the compressed audio data stored in the storage device 12, performs entropy decoding, and includes each coefficient data (quantized prediction value and code of the corresponding frequency transform coefficient). .) To restore. The inverse quantization unit 1702 restores the predicted value by inversely quantizing the quantized predicted value for each restored coefficient data.

係数復元部1703は、復元された各係数データ毎に、予測元データ144から予測元となっている対数変換係数(予測元対数変換係数)を検索し、探し出した予測元対数変換係数と、当該係数データの予測値と、に基づいて、対数変換係数を復元する。予測元データ144は、係数復元部1703にて既に復元が終了した対数変換係数で構成されるデータであり、本実施形態では、RAM14に展開される。   For each restored coefficient data, the coefficient restoration unit 1703 searches the prediction source data 144 for a logarithmic conversion coefficient (prediction source logarithmic conversion coefficient) that is a prediction source, finds the found prediction source logarithmic conversion coefficient, The logarithmic conversion coefficient is restored based on the predicted value of the coefficient data. The prediction source data 144 is data composed of logarithmic transformation coefficients that have already been restored by the coefficient restoration unit 1703, and is expanded in the RAM 14 in this embodiment.

係数復元部1703は、処理対象の係数データに対応する対数変換係数(即ち、復元対象の対数変換係数)と低域側で隣接する、予め決められた個数の処理済み対数変換係数の集団(隣接周波数セット)を取得する。その際、低域側に隣接周波数セットに相当する分の対数変換係数が存在しない場合、予測元データ144に格納されている、当該復元対象の対数変換係数と同じ帯域の過去の対数変換係数を予測元対数変換係数とする。   The coefficient restoration unit 1703 has a predetermined number of processed logarithmic transformation coefficients (adjacent to the logarithmic transformation coefficients corresponding to the coefficient data to be processed (that is, logarithmic transformation coefficients to be restored) adjacent on the low frequency side. Frequency set). At this time, if there are no logarithmic conversion coefficients corresponding to the adjacent frequency set on the low frequency side, the past logarithmic conversion coefficients stored in the prediction source data 144 and in the same band as the logarithmic conversion coefficient to be restored are stored. Predictor logarithmic conversion coefficient.

係数復元部1703は、上述した符号化部16の係数予測部1604と同様の手法により、予測元データ144から当該隣接周波数セットと最も相関の高い対数変換係数の集団(予測元周波数セット)を探し出す。そして、この探し出した予測元周波数セットに高域側で隣接する(即ち、1つ高域の)対数変換係数を予測元対数変換係数として取得する。   The coefficient restoration unit 1703 searches the prediction source data 144 for a group of logarithmic transform coefficients (prediction source frequency set) having the highest correlation with the adjacent frequency set using the same method as the coefficient prediction unit 1604 of the encoding unit 16 described above. . Then, a logarithmic transformation coefficient adjacent to the found prediction source frequency set on the high frequency side (that is, one high frequency region) is acquired as a prediction source log transformation coefficient.

係数復元部1703は、予測値と、予測元データ144から取得した予測元対数変換係数と、に基づいて、当該係数データに対応する対数変換係数を復元する。係数復元部1703は、復元した対数変換係数及び対応する周波数変換係数の符号をリニア変換部1704に供給すると共に、復元した対数変換係数をRAM14に保存されている予測元データ144に追加する。   The coefficient restoration unit 1703 restores a logarithmic transformation coefficient corresponding to the coefficient data based on the prediction value and the prediction source log transformation coefficient acquired from the prediction source data 144. The coefficient restoration unit 1703 supplies the restored logarithmic transformation coefficient and the code of the corresponding frequency transformation coefficient to the linear transformation unit 1704 and adds the restored logarithmic transformation coefficient to the prediction source data 144 stored in the RAM 14.

リニア変換部1704は、係数復元部1703から供給された対数変換係数に対して、対数軸からリニア軸への変換を行うことで、周波数変換係数を復元する。   The linear transformation unit 1704 restores the frequency transformation coefficient by performing transformation from the logarithmic axis to the linear axis with respect to the logarithmic transformation coefficient supplied from the coefficient restoration unit 1703.

周波数逆変換部1705は、当該符号化データに対応する全ての周波数変換係数の復元が終了すると、得られた周波数変換係数群に対して、周波数逆変換(ここでは、IMDCT)を行って、デジタル音声信号を復元する。周波数逆変換部1705は、復元したデジタル音声信号を記憶装置12に格納する。   When the restoration of all the frequency transform coefficients corresponding to the encoded data is completed, the frequency inverse transform unit 1705 performs frequency inverse transform (here, IMDCT) on the obtained frequency transform coefficient group, and performs digital conversion. Restore the audio signal. The frequency inverse transform unit 1705 stores the restored digital audio signal in the storage device 12.

図10は、以上説明した本実施形態の復号部17が実行する復号処理の手順を示すフローチャートである。この復号処理は、図示しない操作入力部を介して、記憶装置12に保存されている音声圧縮データを伸張する処理(音声伸張処理)を開始させる旨の操作がユーザにより行われた場合に開始される。エントロピ復号部1701は、記憶装置12に保存されている音声圧縮データから符号化データを取得し(ステップS401)、エントロピ復号を行う(ステップS402)。   FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the decoding process executed by the decoding unit 17 of this embodiment described above. This decoding process is started when the user performs an operation to start the process of expanding the audio compression data stored in the storage device 12 (audio expansion process) via an operation input unit (not shown). The The entropy decoding unit 1701 acquires encoded data from the audio compression data stored in the storage device 12 (step S401), and performs entropy decoding (step S402).

エントロピ復号部1701によって、各係数データ(量子化された予測値及び対応する周波数変換係数の符号が含まれる。)が復元されると、逆量子化部1702、係数復元部1703及びリニア変換部1704は、復元された各係数データ毎に以下の処理を行う。   When each coefficient data (including the quantized prediction value and the code of the corresponding frequency transform coefficient) is restored by the entropy decoding unit 1701, the inverse quantization unit 1702, the coefficient restoration unit 1703, and the linear transformation unit 1704 are restored. Performs the following processing for each restored coefficient data.

先ず、逆量子化部1702は、量子化された予測値を逆量子化して(ステップS403)、予測値を復元する。係数復元部1703は、上述した手法で、予測元データ144から対応する予測元対数変換係数を検索する(ステップS404)。そして、係数復元部1703は、予測値と、予測元データ144から取り出した予測元対数変換係数と、に基づいて、当該係数データに対応する対数変換係数を復元する(ステップS405)。係数復元部1703は、復元した対数変換係数及び対応する周波数変換係数の符号をリニア変換部1704に供給すると共に、復元した対数変換係数を予測元データ144に追加する(ステップS406)。   First, the inverse quantization unit 1702 performs inverse quantization on the quantized predicted value (step S403) to restore the predicted value. The coefficient restoration unit 1703 searches for the corresponding prediction source logarithmic conversion coefficient from the prediction source data 144 by the method described above (step S404). Then, the coefficient restoration unit 1703 restores a logarithmic transformation coefficient corresponding to the coefficient data based on the predicted value and the prediction source log transformation coefficient extracted from the prediction source data 144 (step S405). The coefficient restoration unit 1703 supplies the restored logarithmic transformation coefficient and the code of the corresponding frequency transformation coefficient to the linear transformation unit 1704, and adds the restored logarithmic transformation coefficient to the prediction source data 144 (step S406).

リニア変換部1704は、係数復元部1703から供給された対数変換係数に対して、対数軸からリニア軸への変換を行うことで、周波数変換係数を復元する(ステップS407)。   The linear transformation unit 1704 restores the frequency transformation coefficient by performing transformation from the logarithmic axis to the linear axis with respect to the logarithmic transformation coefficient supplied from the coefficient restoration unit 1703 (step S407).

このようにして一の係数データについての処理が終了すると、逆量子化部1702は、復元した全ての係数データについての処理が終了したか(即ち、当該符号化データに対応する全ての周波数変換係数の復元が終了したか)否かを判定する(ステップS408)。全ての周波数変換係数の復元が終了していない場合(ステップS408でNO)、逆量子化部1702、係数復元部1703及びリニア変換部1704は、次の係数データについて、上記同様の処理を行う(ステップS403〜S407)。   When the process for one coefficient data is completed in this way, the inverse quantization unit 1702 has completed the process for all the restored coefficient data (that is, all the frequency transform coefficients corresponding to the encoded data). It is determined whether or not the restoration has been completed (step S408). When the restoration of all the frequency transform coefficients has not been completed (NO in step S408), the inverse quantization unit 1702, the coefficient restoration unit 1703, and the linear transformation unit 1704 perform the same process as described above for the next coefficient data ( Steps S403 to S407).

一方、全ての周波数変換係数の復元が終了した場合(ステップS408でYES)、周波数逆変換部1705は、得られた周波数変換係数群に対して、周波数逆変換(ここでは、IMDCT)を行って(ステップS409)、デジタル音声信号を復元する。周波数逆変換部1705は、復元したデジタル音声信号を記憶装置12に格納する。   On the other hand, when the restoration of all the frequency transform coefficients is completed (YES in step S408), the frequency inverse transform unit 1705 performs frequency inverse transform (here, IMDCT) on the obtained frequency transform coefficient group. (Step S409), the digital audio signal is restored. The frequency inverse transform unit 1705 stores the restored digital audio signal in the storage device 12.

CPU15は、ユーザにより、当該音声伸張処理を終了させる旨の操作(終了操作)が行われたか否かを判定する(ステップS410)。終了操作が行われていない場合(ステップS410でNO)、エントロピ復号部1701は、記憶装置12に保存されている音声圧縮データから次の符号化データを取得する(ステップS401)。以降の処理は、上述した通りである。一方、終了操作が行われた場合(ステップS410でYES)、本処理(復号処理)及び当該音声伸張処理は終了する。その際、RAM14に格納されている予測元データ144は消去される。   The CPU 15 determines whether or not the user has performed an operation (end operation) for ending the audio decompression process (step S410). If the end operation has not been performed (NO in step S410), the entropy decoding unit 1701 acquires the next encoded data from the audio compression data stored in the storage device 12 (step S401). Subsequent processing is as described above. On the other hand, if an end operation has been performed (YES in step S410), the present process (decoding process) and the audio decompression process are ended. At that time, the prediction source data 144 stored in the RAM 14 is deleted.

以上説明したように、本発明の本実施形態に係る音声処理装置1によれば、周波数変換係数の予測に基づいて、デジタル音声信号を符号化し、また、符号化されたデータからデジタル音声信号の復元を行う。したがって、従来に比べ、符号化の効率を向上させることができ、より低ビットレートでの音声圧縮が実現できる。また、符号化するデータに、予測元の位置情報を含める必要がないため、符号化効率をより一層向上させることができる。   As described above, according to the audio processing device 1 according to the present embodiment of the present invention, a digital audio signal is encoded based on the prediction of the frequency conversion coefficient, and the digital audio signal is encoded from the encoded data. Perform restoration. Therefore, it is possible to improve the encoding efficiency as compared with the conventional case, and to realize audio compression at a lower bit rate. Moreover, since it is not necessary to include the position information of the prediction source in the data to be encoded, the encoding efficiency can be further improved.

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記各実施形態では、周波数変換としてMDCTを用いたが、周波数変換は、MDCTに限られるものではなく、DCT(Descrete Cosine Transform:離散コサイン変換)やDFT(Discrete Fourier Transform:離散フーリエ変換)であってもよい。   For example, in each of the above embodiments, MDCT is used as the frequency conversion. However, the frequency conversion is not limited to MDCT, and DCT (Descrete Cosine Transform) or DFT (Discrete Fourier Transform). It may be.

また、上記各実施形態では、CPU15がプログラムを実行することによる論理的処理で、上述した符号化部16及び復号部17の各機能が実現されるものとしていたが、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアによって、上述した機能が実現されるようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the functions of the encoding unit 16 and the decoding unit 17 described above are realized by logical processing by the CPU 15 executing a program. For example, ASIC (Application Specific Integrated) The above-described functions may be realized by hardware such as Circuit).

さらに、既存のパーソナルコンピュータ(PC)等を本発明に係る音声符号化装置あるいは音声復号装置として機能させることも可能である。即ち、上述したCPU15が実行したようなプログラムを、既存のPC等に適用し、そのPC等のCPU等がそのプログラムを実行することで、当該PC等を本発明に係る音声符号化装置あるいは音声復号装置として機能させることが可能となる。   Furthermore, an existing personal computer (PC) or the like can be caused to function as a speech encoding device or speech decoding device according to the present invention. That is, the program as executed by the CPU 15 described above is applied to an existing PC or the like, and the CPU or the like of the PC or the like executes the program so that the PC or the like can be used as the speech encoding apparatus or the speech according to the present invention. It becomes possible to function as a decoding device.

このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、CD−ROM(Compact Disk Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、MO(Magneto Optical Disk)、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。   Such a program distribution method is arbitrary, for example, a computer-readable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), an MO (Magneto Optical Disk), or a memory card. It may be stored and distributed in a network, or distributed via a communication network such as the Internet.

この場合、上述した本発明に係る機能を、OS(オペレーティングシステム)とアプリケーションプログラムの分担、またはOSとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などでは、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体等に格納してもよい。   In this case, when the functions according to the present invention described above are realized by sharing an OS (operating system) and an application program, or by cooperation between the OS and the application program, only the application program portion is stored in a recording medium or the like. May be.

1…音声処理装置、11…音声入出力装置、12…記憶装置、13…ROM、14…RAM、15…CPU、16…符号化部、17…復号部、18…システムバス、141〜144…予測元データ、161,1601…DC除去部、162,1602…周波数変換部、163,1604…係数予測部、164,1606…エントロピ符号化部、165,1608…符号化データ生成部、171,1701…エントロピ復号部、172,1607,1703…係数復元部、173,1705…周波数逆変換部、1603…対数変換部、1605…量子化部、1702…逆量子化部、1704…リニア変換部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Voice processing apparatus, 11 ... Voice input / output device, 12 ... Memory | storage device, 13 ... ROM, 14 ... RAM, 15 ... CPU, 16 ... Encoding part, 17 ... Decoding part, 18 ... System bus, 141-144 ... Prediction source data, 161, 1601 ... DC removal unit, 162, 1602 ... frequency conversion unit, 163,1604 ... coefficient prediction unit, 164,1606 ... entropy encoding unit, 165,1608 ... encoded data generation unit, ... entropy decoding unit, 172, 1607, 1703 ... coefficient restoration unit, 173, 1705 ... frequency inverse transformation unit, 1603 ... logarithmic transformation unit, 1605 ... quantization unit, 1702 ... inverse quantization unit, 1704 ... linear transformation unit

Claims (9)

デジタル音声信号を周波数変換し、周波数変換係数群を算出する周波数変換手段と、
算出された前記周波数変換係数群の低域側から順に処理対象の周波数変換係数を取得すると共に、前記処理対象の周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得手段と、
前記処理対象の周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得手段と、
前記処理対象の周波数変換係数を導出するための予測値を、前記予測元周波数変換係数に基づいて算出する予測値算出手段と、
該予測値算出手段が算出した前記予測値を少なくとも含む係数データを符号化し、符号化係数データを生成する符号化手段と、
前記周波数変換係数群の全ての周波数変換係数について、前記符号化係数データが生成された際、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する符号化データ生成手段と、を備え、
前記周波数変換係数群の各周波数変換係数は、前記予測値算出手段による処理が終了すると、前記予測元データに順次追加される、
ことを特徴とする音声符号化装置。
Frequency conversion means for frequency-converting a digital audio signal and calculating a frequency conversion coefficient group;
The frequency conversion coefficients to be processed are acquired in order from the low frequency side of the calculated frequency conversion coefficient group, and a group of frequency conversion coefficients adjacent to the processing target frequency conversion coefficient on the low frequency side is acquired as an adjacent frequency set. Adjacent frequency set acquisition means
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficient to be processed are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set, A prediction source frequency conversion coefficient acquisition means for acquiring a frequency conversion coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency conversion coefficient;
Predicted value calculation means for calculating a predicted value for deriving the frequency conversion coefficient to be processed based on the prediction source frequency conversion coefficient;
Encoding means for encoding coefficient data including at least the prediction value calculated by the prediction value calculation means, and generating encoded coefficient data;
With respect to all the frequency transform coefficients of the frequency transform coefficient group, when the coding coefficient data is generated, the encoded data generating means for generating encoded data that aggregates all the encoded coefficient data,
Each frequency conversion coefficient of the frequency conversion coefficient group is sequentially added to the prediction source data when the process by the predicted value calculation unit is completed.
A speech encoding apparatus characterized by that.
前記予測値算出手段は、前記処理対象の周波数変換係数と前記予測元周波数変換係数の何れか一方を分母とし、他方を分子とする除算によって前記予測値を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の音声符号化装置。
The predicted value calculation means calculates the predicted value by division using either the frequency conversion coefficient to be processed or the prediction source frequency conversion coefficient as a denominator and the other as a numerator,
The speech coding apparatus according to claim 1.
前記符号化手段が符号化する前記係数データには、前記処理対象の周波数変換係数の絶対値と前記予測元周波数変換係数の絶対値の何れが大きいかを示すフラグと、がさらに含まれ、
前記予測値算出手段は、前記除算の際、前記処理対象の周波数変換係数の絶対値と前記予測元周波数変換係数の絶対値の何れか小さい方を分母とする、
ことを特徴とする請求項2に記載の音声符号化装置。
The coefficient data encoded by the encoding means further includes a flag indicating which of the absolute value of the frequency conversion coefficient to be processed and the absolute value of the prediction source frequency conversion coefficient is larger,
The predicted value calculation means uses the smaller one of the absolute value of the frequency conversion coefficient to be processed and the absolute value of the prediction source frequency conversion coefficient as the denominator during the division.
The speech encoding apparatus according to claim 2.
デジタル音声信号を周波数変換し、周波数変換係数群を算出する周波数変換手段と、
算出された前記周波数変換係数群に対して対数変換を行い、対数変換係数群を算出する対数変換手段と、
算出された前記対数変換係数群の低域側から順に処理対象の対数変換係数を取得すると共に、前記処理対象の対数変換係数と低域側で隣接する対数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得手段と、
前記処理対象の対数変換係数よりも過去の対数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い対数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する対数変換係数を予測元対数変換係数として取得する予測元対数変換係数取得手段と、
前記処理対象の対数変換係数を導出するための予測値を、前記予測元対数変換係数に基づいて算出する予測値算出手段と、
該予測値算出手段が算出した前記予測値と、前記処理対象の対数変換係数に対応する前記周波数変換係数の符号と、を含む係数データを符号化し、符号化係数データを生成する符号化手段と、
前記対数変換係数群の全ての対数変換係数について、前記符号化係数データが生成された際、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する符号化データ生成手段と、を備え、
前記対数変換係数群の各対数変換係数は、前記予測値算出手段による処理が終了すると、前記予測元データに順次追加される、
ことを特徴とする音声符号化装置。
Frequency conversion means for frequency-converting a digital audio signal and calculating a frequency conversion coefficient group;
Logarithmic conversion means for performing logarithmic conversion on the calculated frequency conversion coefficient group and calculating a logarithmic conversion coefficient group;
Obtain logarithmic transformation coefficients to be processed in order from the low-frequency side of the calculated logarithmic transformation coefficient group, and obtain a group of logarithmic transformation coefficients adjacent to the logarithmic transformation coefficient to be processed as a neighboring frequency set. Adjacent frequency set acquisition means
Search for prediction source data in which logarithmic transformation coefficients in the past than the log transformation coefficient to be processed are stored, and obtain a group of logarithmic transformation coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set, A prediction source log transformation coefficient acquisition means for acquiring a log transformation coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source log transformation coefficient;
Predicted value calculation means for calculating a prediction value for deriving the logarithmic conversion coefficient to be processed based on the prediction source logarithmic conversion coefficient;
Encoding means for encoding coefficient data including the prediction value calculated by the prediction value calculation means and a sign of the frequency conversion coefficient corresponding to the logarithmic conversion coefficient to be processed to generate encoded coefficient data; ,
With respect to all logarithmic transform coefficients of the logarithmic transform coefficient group, when the coding coefficient data is generated, the encoded data generation means for generating encoded data that aggregates all the encoded coefficient data, and
Each logarithmic conversion coefficient of the logarithmic conversion coefficient group is sequentially added to the prediction source data when the process by the predicted value calculation unit is completed.
A speech encoding apparatus characterized by that.
デジタル音声信号を周波数変換し、周波数変換係数群を算出する周波数変換ステップと、
算出された前記周波数変換係数群の低域側から順に処理対象の周波数変換係数を取得すると共に、前記処理対象の周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得ステップと、
前記処理対象の周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得ステップと、
前記処理対象の周波数変換係数を導出するための予測値を、前記予測元周波数変換係数に基づいて算出する予測値算出ステップと、
該予測値算出ステップでの処理が終了した前記周波数変換係数を前記予測元データに追加する追加ステップと、
算出された前記予測値を少なくとも含む係数データを符号化し、符号化係数データを生成する符号化ステップと、
前記周波数変換係数群の全ての周波数変換係数について、前記符号化係数データが生成された際、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する符号化データ生成ステップと、を有する、
ことを特徴とする音声符号化方法。
A frequency conversion step of frequency-converting the digital audio signal and calculating a frequency conversion coefficient group;
The frequency conversion coefficients to be processed are acquired in order from the low frequency side of the calculated frequency conversion coefficient group, and a group of frequency conversion coefficients adjacent to the processing target frequency conversion coefficient on the low frequency side is acquired as an adjacent frequency set. An adjacent frequency set acquisition step,
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficient to be processed are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set, A prediction source frequency conversion coefficient acquisition step for acquiring a frequency conversion coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency conversion coefficient;
A predicted value calculation step of calculating a predicted value for deriving the frequency conversion coefficient to be processed based on the prediction source frequency conversion coefficient;
An adding step of adding the frequency conversion coefficient for which the processing in the predicted value calculating step has been completed to the prediction source data;
An encoding step of encoding coefficient data including at least the calculated predicted value and generating encoded coefficient data;
For all frequency transform coefficients of the frequency transform coefficient group, when the coding coefficient data is generated, an encoded data generation step of generating encoded data that aggregates all the encoded coefficient data, and
A speech encoding method characterized by the above.
コンピュータに、
デジタル音声信号を周波数変換し、周波数変換係数群を算出する周波数変換ステップと、
算出された前記周波数変換係数群の低域側から順に処理対象の周波数変換係数を取得すると共に、前記処理対象の周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得ステップと、
前記処理対象の周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得ステップと、
前記処理対象の周波数変換係数を導出するための予測値を、前記予測元周波数変換係数に基づいて算出する予測値算出ステップと、
該予測値算出ステップでの処理が終了した前記周波数変換係数を前記予測元データに追加する追加ステップと、
算出された前記予測値を少なくとも含む係数データを符号化し、符号化係数データを生成する符号化ステップと、
前記周波数変換係数群の全ての周波数変換係数について、前記符号化係数データが生成された際、全ての符号化係数データを集約した符号化データを生成する符号化データ生成ステップと、を実行させる、
ことを特徴とする音声符号化プログラム。
On the computer,
A frequency conversion step of frequency-converting the digital audio signal and calculating a frequency conversion coefficient group;
The frequency conversion coefficients to be processed are acquired in order from the low frequency side of the calculated frequency conversion coefficient group, and a group of frequency conversion coefficients adjacent to the processing target frequency conversion coefficient on the low frequency side is acquired as an adjacent frequency set. An adjacent frequency set acquisition step,
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficient to be processed are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set, A prediction source frequency conversion coefficient acquisition step for acquiring a frequency conversion coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency conversion coefficient;
A predicted value calculation step of calculating a predicted value for deriving the frequency conversion coefficient to be processed based on the prediction source frequency conversion coefficient;
An adding step of adding the frequency conversion coefficient for which the processing in the predicted value calculating step has been completed to the prediction source data;
An encoding step of encoding coefficient data including at least the calculated predicted value and generating encoded coefficient data;
For all frequency transform coefficients of the frequency transform coefficient group, when the coding coefficient data is generated, an encoded data generation step of generating encoded data that aggregates all the encoded coefficient data is executed.
A speech encoding program characterized by the above.
デジタル音声信号に対応する周波数変換係数群の各周波数変換係数について、当該周波数変換係数を過去の周波数変換係数から導出するための予測値を少なくとも含む係数データを符号化した符号化係数データが格納された符号化データからデジタル音声信号を復元する音声復号装置であって、
前記符号化データを記憶装置から読み出して復号し、前記各係数データを復元する復号手段と、
処理対象の係数データに係る周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得手段と、
前記係数データに係る周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得手段と、
前記予測元周波数変換係数と、当該係数データの予測値とに基づいて、当該係数データに係る周波数変換係数を復元する係数復元手段と、
全ての係数データに係る周波数変換係数の復元によって得られた前記周波数変換係数群に対して周波数逆変換を行うことで、デジタル音声信号を復元する周波数逆変換手段と、を備え、
前記復元された周波数変換係数は前記予測元データに順次追加される、
ことを特徴とする音声復号装置。
For each frequency conversion coefficient of the frequency conversion coefficient group corresponding to the digital audio signal, encoded coefficient data obtained by encoding coefficient data including at least a prediction value for deriving the frequency conversion coefficient from the past frequency conversion coefficient is stored. An audio decoding device for restoring a digital audio signal from encoded data,
Decoding means for reading out and decoding the encoded data from a storage device and restoring the coefficient data;
Adjacent frequency set acquisition means for acquiring a frequency conversion coefficient related to the coefficient data to be processed and a group of frequency conversion coefficients adjacent on the low frequency side as an adjacent frequency set;
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficients related to the coefficient data are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set. A prediction source frequency transform coefficient acquisition means for acquiring a frequency conversion coefficient adjacent to the acquired prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency conversion coefficient;
Coefficient restoring means for restoring the frequency transform coefficient related to the coefficient data based on the prediction source frequency transform coefficient and the predicted value of the coefficient data;
Frequency inverse transform means for restoring a digital audio signal by performing frequency inverse transform on the frequency transform coefficient group obtained by restoring the frequency transform coefficients related to all coefficient data, and
The restored frequency transform coefficient is sequentially added to the prediction source data.
A speech decoding apparatus characterized by that.
デジタル音声信号に対応する周波数変換係数群の各周波数変換係数について、当該周波数変換係数を過去の周波数変換係数から導出するための予測値を少なくとも含む係数データを符号化した符号化係数データが格納された符号化データからデジタル音声信号を復元する音声復号方法であって、
前記符号化データを記憶装置から読み出して復号し、前記各係数データを復元する復号ステップと、
処理対象の係数データに係る周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得ステップと、
前記係数データに係る周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得ステップと、
前記予測元周波数変換係数と、当該係数データの予測値とに基づいて、当該係数データに係る周波数変換係数を復元する係数復元ステップと、
前記復元された周波数変換係数を前記予測元データに追加する追加ステップと、
全ての係数データに係る周波数変換係数の復元によって得られた前記周波数変換係数群に対して周波数逆変換を行うことで、デジタル音声信号を復元する周波数逆変換ステップと、を有する、
ことを特徴とする音声復号方法。
For each frequency conversion coefficient of the frequency conversion coefficient group corresponding to the digital audio signal, encoded coefficient data obtained by encoding coefficient data including at least a prediction value for deriving the frequency conversion coefficient from the past frequency conversion coefficient is stored. An audio decoding method for restoring a digital audio signal from encoded data,
A decoding step of reading out and decoding the encoded data from a storage device, and restoring each coefficient data;
An adjacent frequency set acquisition step for acquiring a group of frequency conversion coefficients related to the coefficient data to be processed and a frequency conversion coefficient adjacent on the low frequency side as an adjacent frequency set;
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficients related to the coefficient data are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set. A prediction source frequency transform coefficient obtaining step for obtaining a frequency transform coefficient adjacent to the obtained prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency transform coefficient;
A coefficient restoration step of restoring the frequency transformation coefficient related to the coefficient data based on the prediction source frequency transformation coefficient and the predicted value of the coefficient data;
An adding step of adding the restored frequency transform coefficient to the prediction source data;
A frequency inverse transform step for restoring the digital audio signal by performing frequency inverse transform on the frequency transform coefficient group obtained by restoring the frequency transform coefficients related to all coefficient data,
A speech decoding method characterized by the above.
コンピュータに、
デジタル音声信号に対応する周波数変換係数群の各周波数変換係数について、当該周波数変換係数を過去の周波数変換係数から導出するための予測値を少なくとも含む係数データを符号化した符号化係数データが格納された符号化データからデジタル音声信号を復元させる音声復号プログラムであって、
前記符号化データを記憶装置から読み出して復号し、前記各係数データを復元する復号ステップと、
処理対象の係数データに係る周波数変換係数と低域側で隣接する周波数変換係数の集団を隣接周波数セットとして取得する隣接周波数セット取得ステップと、
前記係数データに係る周波数変換係数よりも過去の周波数変換係数が格納されている予測元データを検索して、前記隣接周波数セットと最も相関の高い周波数変換係数の集団を予測元周波数セットとして取得し、該取得した予測元周波数セットに高域側で隣接する周波数変換係数を予測元周波数変換係数として取得する予測元周波数変換係数取得ステップと、
前記予測元周波数変換係数と、当該係数データの予測値とに基づいて、当該係数データに係る周波数変換係数を復元する係数復元ステップと、
前記復元された周波数変換係数を前記予測元データに追加する追加ステップと、
全ての係数データに係る周波数変換係数の復元によって得られた前記周波数変換係数群に対して周波数逆変換を行うことで、デジタル音声信号を復元する周波数逆変換ステップと、を実行させる、
ことを特徴とする音声復号プログラム。
On the computer,
For each frequency conversion coefficient of the frequency conversion coefficient group corresponding to the digital audio signal, encoded coefficient data obtained by encoding coefficient data including at least a prediction value for deriving the frequency conversion coefficient from the past frequency conversion coefficient is stored. An audio decoding program for restoring a digital audio signal from encoded data,
A decoding step of reading out and decoding the encoded data from a storage device, and restoring each coefficient data;
An adjacent frequency set acquisition step for acquiring a group of frequency conversion coefficients related to the coefficient data to be processed and a frequency conversion coefficient adjacent on the low frequency side as an adjacent frequency set;
Search for prediction source data in which frequency conversion coefficients in the past than the frequency conversion coefficients related to the coefficient data are stored, and obtain a group of frequency conversion coefficients having the highest correlation with the adjacent frequency set as a prediction source frequency set. A prediction source frequency transform coefficient obtaining step for obtaining a frequency transform coefficient adjacent to the obtained prediction source frequency set on the high frequency side as a prediction source frequency transform coefficient;
A coefficient restoration step of restoring the frequency transformation coefficient related to the coefficient data based on the prediction source frequency transformation coefficient and the predicted value of the coefficient data;
An adding step of adding the restored frequency transform coefficient to the prediction source data;
Performing a frequency inverse transform step for restoring a digital audio signal by performing frequency inverse transform on the frequency transform coefficient group obtained by restoring the frequency transform coefficients related to all coefficient data,
A speech decoding program characterized by the above.
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