JP2003233397A - オーディオ符号化装置、オーディオ符号化プログラム及びオーディオ符号化データ伝送装置 - Google Patents
オーディオ符号化装置、オーディオ符号化プログラム及びオーディオ符号化データ伝送装置Info
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- JP2003233397A JP2003233397A JP2002033978A JP2002033978A JP2003233397A JP 2003233397 A JP2003233397 A JP 2003233397A JP 2002033978 A JP2002033978 A JP 2002033978A JP 2002033978 A JP2002033978 A JP 2002033978A JP 2003233397 A JP2003233397 A JP 2003233397A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 最小の符号量を導き出すハフマンコードブッ
クを選定する処理時間を短縮する。 【解決手段】 オーディオ信号の周波数スペクトルを各
スケールファクタバンド毎に量子化した量子化値を可変
長符号化するための複数のハフマンコードブックに対し
て、量子化値の統計情報に応じて複数のハフマンコード
ブックの1つを選択するためのハフマンコードブック選
択テーブル12を設け、コードブック選択器11がスケ
ールファクタバンド毎に量子化値の統計情報を算出して
コードブック選択テーブルを参照して1つのハフマンコ
ードブックを選択する。
クを選定する処理時間を短縮する。 【解決手段】 オーディオ信号の周波数スペクトルを各
スケールファクタバンド毎に量子化した量子化値を可変
長符号化するための複数のハフマンコードブックに対し
て、量子化値の統計情報に応じて複数のハフマンコード
ブックの1つを選択するためのハフマンコードブック選
択テーブル12を設け、コードブック選択器11がスケ
ールファクタバンド毎に量子化値の統計情報を算出して
コードブック選択テーブルを参照して1つのハフマンコ
ードブックを選択する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MPEG2 AA
C(Advanced Audio Coding)方式のオーディオ符号化
装置、オーディオ符号化プログラム及びオーディオ符号
化データ伝送装置に関する。
C(Advanced Audio Coding)方式のオーディオ符号化
装置、オーディオ符号化プログラム及びオーディオ符号
化データ伝送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7を参照して音声・オーディオ符号化
装置の従来例について説明する。図7中の一点鎖線で囲
んだブロック内はスケールファクタバンドsfb単位に
処理を行う箇所であること示している。MPEG2 A
ACオーディオ符号化方式では、まず、入力時間信号を
聴覚心理分析器1でFFT(高速フーリエ変換)を施し
て周波数スペクトルを求め、それを基にマスキングを計
算し、あらかじめ設定された周波数帯域毎の許容量子化
雑音電力を算出する。一方、MDCT(ModifiedDiscre
te Cosine Transform)器2では、入力時間信号をMD
CTによりスペクトルデータ(MDCT係数)に変換す
る。変換は演算ブロック長を50%ずつオーバーラップ
して実行する。ロング窓の場合は2048サンプルを1
024本のMDCT係数に変換し、ショート窓の場合は
255サンプルを128本のMDCT係数に変換する。
装置の従来例について説明する。図7中の一点鎖線で囲
んだブロック内はスケールファクタバンドsfb単位に
処理を行う箇所であること示している。MPEG2 A
ACオーディオ符号化方式では、まず、入力時間信号を
聴覚心理分析器1でFFT(高速フーリエ変換)を施し
て周波数スペクトルを求め、それを基にマスキングを計
算し、あらかじめ設定された周波数帯域毎の許容量子化
雑音電力を算出する。一方、MDCT(ModifiedDiscre
te Cosine Transform)器2では、入力時間信号をMD
CTによりスペクトルデータ(MDCT係数)に変換す
る。変換は演算ブロック長を50%ずつオーバーラップ
して実行する。ロング窓の場合は2048サンプルを1
024本のMDCT係数に変換し、ショート窓の場合は
255サンプルを128本のMDCT係数に変換する。
【0003】スケールファクタ算出器3では、人間の聴
覚特性を基にした周波数帯域毎に1024本のMDCT
係数を単位にして複数のスケールファクタバンドsfb
に分け、各スケールファクタバンドsfbで計算された
量子化雑音が聴覚心理分析器1で算出された許容量子化
雑音電力よりも大きくならないように各スケールファク
タバンドsfbの量子化ステップ数(スケールファク
タ)を算出する。
覚特性を基にした周波数帯域毎に1024本のMDCT
係数を単位にして複数のスケールファクタバンドsfb
に分け、各スケールファクタバンドsfbで計算された
量子化雑音が聴覚心理分析器1で算出された許容量子化
雑音電力よりも大きくならないように各スケールファク
タバンドsfbの量子化ステップ数(スケールファク
タ)を算出する。
【0004】量子化器4では、スケールファクタバンド
sfb単位にMDCT係数の量子化を行う。このとき、
スケールファクタ算出器3で算出されたスケールファク
タと全体の量子化ステップ数からスケールファクタバン
ドsfb内のMDCT係数を量子化する。また、量子化
に必要なビット数が使用可能なビット数以内に収まるよ
うに全体の量子化ステップ数を制御して、量子化を実行
する。
sfb単位にMDCT係数の量子化を行う。このとき、
スケールファクタ算出器3で算出されたスケールファク
タと全体の量子化ステップ数からスケールファクタバン
ドsfb内のMDCT係数を量子化する。また、量子化
に必要なビット数が使用可能なビット数以内に収まるよ
うに全体の量子化ステップ数を制御して、量子化を実行
する。
【0005】コードブック選択器5は量子化器4の量子
化値を符号化するための複数のハフマンコードブックを
有し、量子化器4の量子化値の最大絶対値MAVに基づ
いて、使用可能なハフマンコードブックを選択する。以
下にMPEG−2 AACにおける選択可能なコードブ
ック番号HCB(=0,1〜11)を示す。 条件 選択可能なコードブック番号HCB MAV=0 0(*) MAV≦1 1,2〜11 MAV≦2 3,4〜11 MAV≦4 5,6〜11 MAV≦7 7,8〜11 MAV≦12 9,10,11 MAV≧13 11 例えば量子化値の最大絶対値MAVが5であれば、ハフ
マンコードブックはHCB=7以上が使用可能となる。
なお、(*)MAV=0の場合、すなわちsfb内部の
スペクトルが全て0の場合、HCB=1以上のコードブ
ックも選択可能であるが、通常はHCB=0のコードブ
ックを選択する。
化値を符号化するための複数のハフマンコードブックを
有し、量子化器4の量子化値の最大絶対値MAVに基づ
いて、使用可能なハフマンコードブックを選択する。以
下にMPEG−2 AACにおける選択可能なコードブ
ック番号HCB(=0,1〜11)を示す。 条件 選択可能なコードブック番号HCB MAV=0 0(*) MAV≦1 1,2〜11 MAV≦2 3,4〜11 MAV≦4 5,6〜11 MAV≦7 7,8〜11 MAV≦12 9,10,11 MAV≧13 11 例えば量子化値の最大絶対値MAVが5であれば、ハフ
マンコードブックはHCB=7以上が使用可能となる。
なお、(*)MAV=0の場合、すなわちsfb内部の
スペクトルが全て0の場合、HCB=1以上のコードブ
ックも選択可能であるが、通常はHCB=0のコードブ
ックを選択する。
【0006】選択されたハフマンコードブックは可変長
符号化器6に送られ、可変長符号化器6は量子化器4の
量子化値をそのハフマンコードブックで可変長符号化す
るとともに、その使用したハフマンコードブックを表す
識別情報としてコードブック番号とそのコードブックを
連続して使用したスケールファクタバンドsfbの数を
可変長符号化する。ここで、通常、最大絶対値MAVが
小さい場合には、番号HCBが小さいコードブックを選
択した方が発生符号量が少なく、例えばMAV=1の場
合、発生符号量はHCB=1、2の場合がHCB=9、
10の場合より少なくなるが、各sfb毎に異なるコー
ドブックを選択すると、全体の符号化効率が低下する。
符号化器6に送られ、可変長符号化器6は量子化器4の
量子化値をそのハフマンコードブックで可変長符号化す
るとともに、その使用したハフマンコードブックを表す
識別情報としてコードブック番号とそのコードブックを
連続して使用したスケールファクタバンドsfbの数を
可変長符号化する。ここで、通常、最大絶対値MAVが
小さい場合には、番号HCBが小さいコードブックを選
択した方が発生符号量が少なく、例えばMAV=1の場
合、発生符号量はHCB=1、2の場合がHCB=9、
10の場合より少なくなるが、各sfb毎に異なるコー
ドブックを選択すると、全体の符号化効率が低下する。
【0007】そこで、MPEG−2 AACでは、セク
ショニングと呼ばれる符号化効率を改善する手法が提案
されている。セクショニングは図8に示すように、連続
する幾つかのスケールファクタバンドを1つのセクショ
ンとし、そのセクションに対して1つの同じハフマンコ
ードブックで符号化を行うことで、使用したハフマンコ
ードブックを表す符号量を軽減させ、特に低符号化レー
トの場合に符号化効率を向上させる。
ショニングと呼ばれる符号化効率を改善する手法が提案
されている。セクショニングは図8に示すように、連続
する幾つかのスケールファクタバンドを1つのセクショ
ンとし、そのセクションに対して1つの同じハフマンコ
ードブックで符号化を行うことで、使用したハフマンコ
ードブックを表す符号量を軽減させ、特に低符号化レー
トの場合に符号化効率を向上させる。
【0008】使用したハフマンコードブックを表す符号
は、ハフマンコードブック番号HCB(=0,1〜1
1)を表す4ビットと、そのハフマンコードブックを使
用する連続するスケールファクタバンドsfbの数を表
すビット数(ロング窓で5ビット、ショート窓で3ビッ
ト)から構成され、1つのハフマンコードブックを表す
符号を伝送するのに、ロング窓で9ビット、ショート窓
で7ビットを必要とする。例えば、サンプリング周波数
=48kHzのステレオ信号を符号化レート=64kbp
sで符号化する場合、1チャンネルの1フレーム当たり
の平均割当てビット数は682ビットとなり、各スケー
ルファクタバンドsfbで異なるハフマンコードブック
を使用して符号化を行うと、そのハフマンコードブック
を表すのに必要なビット数は441ビットとなってしま
うため、量子化値の符号量の割当てが少なくなり、音質
劣化につながる。そこで、セクショニングにより、ハフ
マンコードブックの符号量を削減し、量子化値に対して
符号量の割当てを多くして、音質を改善する。
は、ハフマンコードブック番号HCB(=0,1〜1
1)を表す4ビットと、そのハフマンコードブックを使
用する連続するスケールファクタバンドsfbの数を表
すビット数(ロング窓で5ビット、ショート窓で3ビッ
ト)から構成され、1つのハフマンコードブックを表す
符号を伝送するのに、ロング窓で9ビット、ショート窓
で7ビットを必要とする。例えば、サンプリング周波数
=48kHzのステレオ信号を符号化レート=64kbp
sで符号化する場合、1チャンネルの1フレーム当たり
の平均割当てビット数は682ビットとなり、各スケー
ルファクタバンドsfbで異なるハフマンコードブック
を使用して符号化を行うと、そのハフマンコードブック
を表すのに必要なビット数は441ビットとなってしま
うため、量子化値の符号量の割当てが少なくなり、音質
劣化につながる。そこで、セクショニングにより、ハフ
マンコードブックの符号量を削減し、量子化値に対して
符号量の割当てを多くして、音質を改善する。
【0009】可変長符号化器6では量子化値を選択され
たハフマンコードブックに従って符号化を行う際、複数
のハフマンコードブックが選択された場合には、それぞ
れのハフマンコードブックを使って符号化を行い、符号
化結果を最小符号量検出器7に送る。更にスケールファ
クタも可変長符号化を施し、冗長度を削減し、符号化結
果を符号量判定器9に送る。
たハフマンコードブックに従って符号化を行う際、複数
のハフマンコードブックが選択された場合には、それぞ
れのハフマンコードブックを使って符号化を行い、符号
化結果を最小符号量検出器7に送る。更にスケールファ
クタも可変長符号化を施し、冗長度を削減し、符号化結
果を符号量判定器9に送る。
【0010】最小符号量検出器7では、各ハフマンコー
ドブックで符号化した結果、発生した符号量が最小とな
るハフマンコードブックを選択する。まず、1つ前のス
ケールファクタバンドsfbを符号化するのに使ったハ
フマンコードブック番号HCBprevをレジスタ8から読
み取る。次にこの1つ前のHCBprevと今回符号化に使
用したハフマンコードブック番号との比較を行い、1つ
前のHCBprevが今回のハフマンコードブック番号HC
Bよりも小さい場合には、符号化した結果の中で最も少
ない符号量を発生したハフマンコードブック番号HCB
を選択し、符号化結果を符号量判定器9に送り、そのハ
フマンコードブック番号HCBをレジスタ8に格納す
る。1つ前のHCBprevが今回のハフマンコードブック
番号HCBと同等あるいは大きい場合には、まず符号化
した結果の中で最も少ない符号量を発生したハフマンコ
ードブック番号HCBminを選択し、その時の符号量を
Bitminとする。次に1つ前のHCBprevで符号化し
た場合の符号量Bitprevを取り出す。
ドブックで符号化した結果、発生した符号量が最小とな
るハフマンコードブックを選択する。まず、1つ前のス
ケールファクタバンドsfbを符号化するのに使ったハ
フマンコードブック番号HCBprevをレジスタ8から読
み取る。次にこの1つ前のHCBprevと今回符号化に使
用したハフマンコードブック番号との比較を行い、1つ
前のHCBprevが今回のハフマンコードブック番号HC
Bよりも小さい場合には、符号化した結果の中で最も少
ない符号量を発生したハフマンコードブック番号HCB
を選択し、符号化結果を符号量判定器9に送り、そのハ
フマンコードブック番号HCBをレジスタ8に格納す
る。1つ前のHCBprevが今回のハフマンコードブック
番号HCBと同等あるいは大きい場合には、まず符号化
した結果の中で最も少ない符号量を発生したハフマンコ
ードブック番号HCBminを選択し、その時の符号量を
Bitminとする。次に1つ前のHCBprevで符号化し
た場合の符号量Bitprevを取り出す。
【0011】1つ前のスケールファクタバンドと同じハ
フマンコードブックを使用して符号化すれば、ハフマン
コードブックのインクリメントが行われないが、異なる
ハフマンコードブックを使用する場合、ハフマンコード
ブックを変えるためインクリメントを必要とし、そのた
め符号量が増加する。ロング窓の場合、スケールファク
タバンド単位に出力されるハフマンコードブックのイン
クリメントは9ビットで、ショート窓の場合7ビットを
必要とする。それゆえ、インクリメント分の符号量を△
とすると、BitprevとBitmin+△とを比較する。 Bitprev≦Bitmin+△ であれば、1つ前のハフマンコードブック番号HCBpr
evを選択し、 Bitprev>Bitmin+△ であれば、ハフマンコードブック番号HCBminを選択
する。比較した結果、符号量の少ないハフマンコードブ
ックで符号化した結果を符号量判定器9に送り、そのハ
フマンコードブック番号HCBをレジスタ8に格納す
る。
フマンコードブックを使用して符号化すれば、ハフマン
コードブックのインクリメントが行われないが、異なる
ハフマンコードブックを使用する場合、ハフマンコード
ブックを変えるためインクリメントを必要とし、そのた
め符号量が増加する。ロング窓の場合、スケールファク
タバンド単位に出力されるハフマンコードブックのイン
クリメントは9ビットで、ショート窓の場合7ビットを
必要とする。それゆえ、インクリメント分の符号量を△
とすると、BitprevとBitmin+△とを比較する。 Bitprev≦Bitmin+△ であれば、1つ前のハフマンコードブック番号HCBpr
evを選択し、 Bitprev>Bitmin+△ であれば、ハフマンコードブック番号HCBminを選択
する。比較した結果、符号量の少ないハフマンコードブ
ックで符号化した結果を符号量判定器9に送り、そのハ
フマンコードブック番号HCBをレジスタ8に格納す
る。
【0012】符号量判定器9では、符号化で発生した符
号量が使用可能な符号量以内に収まっているかを判定
し、使用可能な符号量を越えている場合は再度量子化を
行い、生成される符号量が使用可能な符号量を下回るま
で繰り返される。使用可能ビット数を満足して出力され
た符号化データは、ビットストリーム生成器10におい
て、サンプリング周波数、符号化レートなどの符号化パ
ラメータとともに多重化され、ビットストリームとして
伝送される。
号量が使用可能な符号量以内に収まっているかを判定
し、使用可能な符号量を越えている場合は再度量子化を
行い、生成される符号量が使用可能な符号量を下回るま
で繰り返される。使用可能ビット数を満足して出力され
た符号化データは、ビットストリーム生成器10におい
て、サンプリング周波数、符号化レートなどの符号化パ
ラメータとともに多重化され、ビットストリームとして
伝送される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、複数のハフマンコードブックを選択してそれ
ぞれで可変長符号化した符号量を算出し、最小の符号量
の可変長符号化データを選択するので、最小の符号量を
導き出すハフマンコードブックを選定するのに処理時間
がかかる問題が生じる。
来例では、複数のハフマンコードブックを選択してそれ
ぞれで可変長符号化した符号量を算出し、最小の符号量
の可変長符号化データを選択するので、最小の符号量を
導き出すハフマンコードブックを選定するのに処理時間
がかかる問題が生じる。
【0014】本発明は上記従来例の問題点に鑑み、最小
の符号量を導き出すハフマンコードブックを選定する処
理時間を短縮することができるオーディオ符号化装置、
オーディオ符号化プログラム及びオーディオ符号化伝送
装置を提供することを目的とする。
の符号量を導き出すハフマンコードブックを選定する処
理時間を短縮することができるオーディオ符号化装置、
オーディオ符号化プログラム及びオーディオ符号化伝送
装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、複数のハフマンコードブックが量子化値の
発生頻度に応じて構成されている点に鑑み、量子化値の
統計情報に応じて複数のハフマンコードブックの1つを
選択するためのハフマンコードブック選択テーブルを設
けたものである。
するために、複数のハフマンコードブックが量子化値の
発生頻度に応じて構成されている点に鑑み、量子化値の
統計情報に応じて複数のハフマンコードブックの1つを
選択するためのハフマンコードブック選択テーブルを設
けたものである。
【0016】すなわち本発明によれば、オーディオ信号
の周波数スペクトルを各スケールファクタバンド毎に量
子化した量子化値を可変長符号化するための複数のハフ
マンコードブックと、前記量子化値の統計情報に応じて
前記複数のハフマンコードブックの1つを選択するため
のハフマンコードブック選択テーブルとを参照して、入
力オーディオ信号を符号化するオーディオ符号化装置に
おいて、前記入力オーディオ信号の周波数スペクトルを
各スケールファクタバンド毎に量子化する量子化手段
と、前記スケールファクタバンド毎に前記量子化手段の
量子化値の統計情報を算出し、この算出した統計情報に
基づいて前記ハフマンコードブック選択テーブルを参照
し、前記スケールファクタバンド毎に前記複数のハフマ
ンコードブックの1つを選択する手段と、前記選択手段
により現在のスケールファクタバンドに対して選択され
た第1のハフマンコードブックと、1つ前のスケールフ
ァクタバンドに対して選択された第2のハフマンコード
ブックを比較することにより、前記第2のハフマンコー
ドブックが現在のスケールファクタバンドを符号化する
のに使用可能か否かを判断する判断手段と、前記スケー
ルファクタバンド毎に前記量子化手段の量子化値を、前
記第1のハフマンコードブックで可変長符号化するとと
もに前記第1のハフマンコードブックを表す情報を可変
長符号化し、さらに前記判断手段により使用可能と判断
された第2のハフマンコードブックで当該量子化値を可
変長符号化するとともに前記第2のハフマンコードブッ
クを表す情報を可変長符号化する可変長符号化手段と、
前記可変長符号化手段により前記第2のハフマンコード
ブックで可変長符号化された場合に、前記第1、第2ハ
フマンコードブックで可変長符号化された符号量を比較
し、符号量が少ない可変長符号化データを選択する手段
とを、設けたオーディオ符号化装置が提供される。
の周波数スペクトルを各スケールファクタバンド毎に量
子化した量子化値を可変長符号化するための複数のハフ
マンコードブックと、前記量子化値の統計情報に応じて
前記複数のハフマンコードブックの1つを選択するため
のハフマンコードブック選択テーブルとを参照して、入
力オーディオ信号を符号化するオーディオ符号化装置に
おいて、前記入力オーディオ信号の周波数スペクトルを
各スケールファクタバンド毎に量子化する量子化手段
と、前記スケールファクタバンド毎に前記量子化手段の
量子化値の統計情報を算出し、この算出した統計情報に
基づいて前記ハフマンコードブック選択テーブルを参照
し、前記スケールファクタバンド毎に前記複数のハフマ
ンコードブックの1つを選択する手段と、前記選択手段
により現在のスケールファクタバンドに対して選択され
た第1のハフマンコードブックと、1つ前のスケールフ
ァクタバンドに対して選択された第2のハフマンコード
ブックを比較することにより、前記第2のハフマンコー
ドブックが現在のスケールファクタバンドを符号化する
のに使用可能か否かを判断する判断手段と、前記スケー
ルファクタバンド毎に前記量子化手段の量子化値を、前
記第1のハフマンコードブックで可変長符号化するとと
もに前記第1のハフマンコードブックを表す情報を可変
長符号化し、さらに前記判断手段により使用可能と判断
された第2のハフマンコードブックで当該量子化値を可
変長符号化するとともに前記第2のハフマンコードブッ
クを表す情報を可変長符号化する可変長符号化手段と、
前記可変長符号化手段により前記第2のハフマンコード
ブックで可変長符号化された場合に、前記第1、第2ハ
フマンコードブックで可変長符号化された符号量を比較
し、符号量が少ない可変長符号化データを選択する手段
とを、設けたオーディオ符号化装置が提供される。
【0017】また本発明によれば、オーディオ信号の周
波数スペクトルを各スケールファクタバンド毎に量子化
した量子化値を可変長符号化するための複数のハフマン
コードブックと、前記量子化値の統計情報に応じて前記
複数のハフマンコードブックの1つを選択するためのハ
フマンコードブック選択テーブルとを参照して、入力オ
ーディオ信号の符号化をコンピュータに実現させるため
のオーディオ符号化プログラムであって、前記入力オー
ディオ信号の周波数スペクトルを各スケールファクタバ
ンド毎に量子化する量子化ステップと、前記スケールフ
ァクタバンド毎に前記量子化ステップの量子化値の統計
情報を算出し、この算出した統計情報に基づいて前記ハ
フマンコードブック選択テーブルを参照し、前記スケー
ルファクタバンド毎に前記複数のハフマンコードブック
の1つを選択するステップと、前記選択ステップにより
現在のスケールファクタバンドに対して選択された第1
のハフマンコードブックと、1つ前のスケールファクタ
バンドに対して選択された第2のハフマンコードブック
を比較することにより、前記第2のハフマンコードブッ
クが現在のスケールファクタバンドを符号化するのに使
用可能か否かを判断する判断ステップと、前記スケール
ファクタバンド毎に前記量子化ステップの量子化値を、
前記第1のハフマンコードブックで可変長符号化すると
ともに前記第1のハフマンコードブックを表す情報を可
変長符号化し、さらに前記判断ステップにより使用可能
と判断された第2のハフマンコードブックで当該量子化
値を可変長符号化するとともに前記第2のハフマンコー
ドブックを表す情報を可変長符号化する可変長符号化ス
テップと、前記可変長符号化ステップにより前記第2の
ハフマンコードブックで可変長符号化された場合に、前
記第1、第2ハフマンコードブックで可変長符号化され
た符号量を比較し、符号量が少ない可変長符号化データ
を選択するステップとを、コンピュータに実行させるた
めのオーディオ符号化プログラムが提供される。
波数スペクトルを各スケールファクタバンド毎に量子化
した量子化値を可変長符号化するための複数のハフマン
コードブックと、前記量子化値の統計情報に応じて前記
複数のハフマンコードブックの1つを選択するためのハ
フマンコードブック選択テーブルとを参照して、入力オ
ーディオ信号の符号化をコンピュータに実現させるため
のオーディオ符号化プログラムであって、前記入力オー
ディオ信号の周波数スペクトルを各スケールファクタバ
ンド毎に量子化する量子化ステップと、前記スケールフ
ァクタバンド毎に前記量子化ステップの量子化値の統計
情報を算出し、この算出した統計情報に基づいて前記ハ
フマンコードブック選択テーブルを参照し、前記スケー
ルファクタバンド毎に前記複数のハフマンコードブック
の1つを選択するステップと、前記選択ステップにより
現在のスケールファクタバンドに対して選択された第1
のハフマンコードブックと、1つ前のスケールファクタ
バンドに対して選択された第2のハフマンコードブック
を比較することにより、前記第2のハフマンコードブッ
クが現在のスケールファクタバンドを符号化するのに使
用可能か否かを判断する判断ステップと、前記スケール
ファクタバンド毎に前記量子化ステップの量子化値を、
前記第1のハフマンコードブックで可変長符号化すると
ともに前記第1のハフマンコードブックを表す情報を可
変長符号化し、さらに前記判断ステップにより使用可能
と判断された第2のハフマンコードブックで当該量子化
値を可変長符号化するとともに前記第2のハフマンコー
ドブックを表す情報を可変長符号化する可変長符号化ス
テップと、前記可変長符号化ステップにより前記第2の
ハフマンコードブックで可変長符号化された場合に、前
記第1、第2ハフマンコードブックで可変長符号化され
た符号量を比較し、符号量が少ない可変長符号化データ
を選択するステップとを、コンピュータに実行させるた
めのオーディオ符号化プログラムが提供される。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明に係るハフマ
ンコードブック選択テーブルの一例を示す説明図、図2
は本発明に係るオーディオ符号化装置の一実施形態を示
すブロック図、図3、4は本発明に係るオーディオ符号
化プログラムの一実施形態を説明するためのフローチャ
ート、図5、図6はそれぞれ、本発明に係るオーディオ
符号化データ伝送装置の送信処理、受信処理を説明する
ためのフローチャートである。
施の形態について説明する。図1は本発明に係るハフマ
ンコードブック選択テーブルの一例を示す説明図、図2
は本発明に係るオーディオ符号化装置の一実施形態を示
すブロック図、図3、4は本発明に係るオーディオ符号
化プログラムの一実施形態を説明するためのフローチャ
ート、図5、図6はそれぞれ、本発明に係るオーディオ
符号化データ伝送装置の送信処理、受信処理を説明する
ためのフローチャートである。
【0019】本発明は、ハフマンコードブックが量子化
値の発生頻度を基に作成されている特徴を利用して、量
子化値の絶対値総和を利用した方法を一例として説明す
る。符号化を行う単位はハフマンコードブックにより量
子化値2本あるいは4本と異なるが、ここではスケール
ファクタバンド内の4本の量子化値1組を単位とする。
値の発生頻度を基に作成されている特徴を利用して、量
子化値の絶対値総和を利用した方法を一例として説明す
る。符号化を行う単位はハフマンコードブックにより量
子化値2本あるいは4本と異なるが、ここではスケール
ファクタバンド内の4本の量子化値1組を単位とする。
【0020】まず4本組の量子化値の値の出現パターン
と絶対値総和との関係を最大量子化値が2の場合を例に
説明する。この場合に出現するパターンとしては以下の
ようになる。
と絶対値総和との関係を最大量子化値が2の場合を例に
説明する。この場合に出現するパターンとしては以下の
ようになる。
【0021】
【表1】
絶対値総和パターン
0 (0,0,0,0)
1 (1,0,0,0),(0,1,0,0),(0,0,1,0),(0,0,0,1)
2 (1,1,0,0),(1,0,1,0),(1,0,0,1),(0,1,1,0),(0,1,0,1),
(0,0,1,1),(2,0,0,0),(0,2,0,0),(0,0,2,0),(0,0,0,2)
3 (1,1,1,0),(1,1,0,1),(1,0,1,1),(0,1,1,1),(2,1,0,0),
(2,0,1,0),(2,0,0,1),(1,2,0,0),(0,2,1,0),(0,2,0,1),
(1,0,2,0),(0,1,2,0),(0,0,2,1),(1,0,0,2),(0,1,0,2),
(0,0,1,2)
4 (1,1,1,1),(2,1,1,0),(2,1,0,1),(2,0,1,1),(1,2,1,0),
(0,2,1,1),(1,1,2,0),(1,0,2,1),(0,1,2,1),(1,1,0,2),
(1,0,1,2),(0,1,1,2),(2,2,0,0),(2,0,2,0),(2,0,0,2),
(0,2,2,0),(0,2,0,2),(0,0,2,2)
5 (2,1,1,1),(1,2,1,1),(1,1,2,1),(1,1,1,2),(2,2,1,0),
(2,2,0,1),(2,1,2,0),(2,0,2,1),(2,1,0,2),(2,0,1,2),
(1,2,2,0),(0,2,2,1),(1,2,0,2),(0,2,1,2),(1,0,2,2),
(0,1,2,2)
6 (2,2,2,0),(2,2,0,2),(2,0,2,2),(0,2,2,2),(2,2,1,1),
(2,1,2,1),(2,1,1,2),(1,2,2,1),(1,2,1,2),(1,1,2,2)
7 (2,2,2,1),(2,2,1,2),(2,1,2,2),(1,2,2,2)
8 (2,2,2,2)
【0022】各パターンを各ハフマンコードブックを使
って符号化した発生符号量の平均値を算出し、その中で
最小の符号量を発生させるハフマンコードブックを選択
すると、図1に示されるハフマンコードブック選択テー
ブルとなる。例えば、最大量子化値が2で絶対値総和の
平均値が4であれば、第6番目のハフマンコードブック
を選択して符号化を行うことにより、従来11種類のハ
フマンコードブックを使って符号化し、その中から最小
の符号量を発生するハフマンコードブックを選択してい
た処理を格段に削減できる。
って符号化した発生符号量の平均値を算出し、その中で
最小の符号量を発生させるハフマンコードブックを選択
すると、図1に示されるハフマンコードブック選択テー
ブルとなる。例えば、最大量子化値が2で絶対値総和の
平均値が4であれば、第6番目のハフマンコードブック
を選択して符号化を行うことにより、従来11種類のハ
フマンコードブックを使って符号化し、その中から最小
の符号量を発生するハフマンコードブックを選択してい
た処理を格段に削減できる。
【0023】以下、図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。以下、図1のテーブルを使用した処理を
図2〜4を用いて説明する。図2は、本発明に係るオー
ディオ符号化装置の一実施例を示すブロック図である。
図2に示す符号化装置において、図7に示した従来の符
号化装置と比較すると分かるように、コードブック選択
テーブル12と比較器13が新たに設けられており、そ
のためコードブック選択器11は従来例にあるコードブ
ック選択器5とは機能が異なる。なお、図2中の一点鎖
線で囲んだブロック内はスケールファクタバンド単位に
処理を行う箇所であること示している。
いて説明する。以下、図1のテーブルを使用した処理を
図2〜4を用いて説明する。図2は、本発明に係るオー
ディオ符号化装置の一実施例を示すブロック図である。
図2に示す符号化装置において、図7に示した従来の符
号化装置と比較すると分かるように、コードブック選択
テーブル12と比較器13が新たに設けられており、そ
のためコードブック選択器11は従来例にあるコードブ
ック選択器5とは機能が異なる。なお、図2中の一点鎖
線で囲んだブロック内はスケールファクタバンド単位に
処理を行う箇所であること示している。
【0024】スケールファクタバンドsfb毎に周波数
スペクトルを量子化器4にて量子化し、出力される量子
化値はコードブック選択器11と可変長符号化器6に送
られる。コードブック選択器11では、スケールファク
タバンドsfb単位に最大量子化値LAVと、次式
(1)により絶対値総和の平均値ABSが計算される。
スペクトルを量子化器4にて量子化し、出力される量子
化値はコードブック選択器11と可変長符号化器6に送
られる。コードブック選択器11では、スケールファク
タバンドsfb単位に最大量子化値LAVと、次式
(1)により絶対値総和の平均値ABSが計算される。
【0025】
【数1】
【0026】ここで、Njはj番目のスケールファクタ
バンドの量子化値の数、qiはj番目のスケールファク
タバンド内のi番目の量子化値を表す。コードブック選
択器11は、スケールファクタバンド内の量子化値の最
大絶対値LAVと絶対値総和の平均値ABSの2つの因
子に基づいてコードブック選択テーブル12を参照して
最小の符号量を発生させるハフマンコードブック番号H
CBminを検出し、内部の複数のハフマンコードブック
からその番号のハフマンコードブックを選択し、そのハ
フマンコードブック及び番号HCBminを可変長符号化
器6に、また、その番号HCBminを比較器13に送
る。
バンドの量子化値の数、qiはj番目のスケールファク
タバンド内のi番目の量子化値を表す。コードブック選
択器11は、スケールファクタバンド内の量子化値の最
大絶対値LAVと絶対値総和の平均値ABSの2つの因
子に基づいてコードブック選択テーブル12を参照して
最小の符号量を発生させるハフマンコードブック番号H
CBminを検出し、内部の複数のハフマンコードブック
からその番号のハフマンコードブックを選択し、そのハ
フマンコードブック及び番号HCBminを可変長符号化
器6に、また、その番号HCBminを比較器13に送
る。
【0027】一方、比較器13では、レジスタ8から1
つ前のスケールファクタバンドを符号化するのに使った
ハフマンコードブック番号HCBprevと、コードブック
選択器11により選択されたハフマンコードブック番号
HCBminを比較する。そして、HCBprevが最小のハ
フマンコードブックよりも小さい場合には比較器13は
HCBprevを出力せず、同等か大きい場合にはHCBpr
evを可変長符号化器6に出力する。なぜならば、HCB
prev<HCBminの場合には、前記の量子化値の最大絶
対値MAVに基づいて使用可能なハフマンコードブック
でないからである。例えば1つ前のsfbを符号化する
際に使用したHCBが6であって、現在のsfbでHC
B=9のコードブックが選択された場合、現在のsfb
の最大絶対値MAVが7を超えているので、1つ前のs
fbを符号化する際に使用したコードブックでは現在の
sfbを符号化することができない。
つ前のスケールファクタバンドを符号化するのに使った
ハフマンコードブック番号HCBprevと、コードブック
選択器11により選択されたハフマンコードブック番号
HCBminを比較する。そして、HCBprevが最小のハ
フマンコードブックよりも小さい場合には比較器13は
HCBprevを出力せず、同等か大きい場合にはHCBpr
evを可変長符号化器6に出力する。なぜならば、HCB
prev<HCBminの場合には、前記の量子化値の最大絶
対値MAVに基づいて使用可能なハフマンコードブック
でないからである。例えば1つ前のsfbを符号化する
際に使用したHCBが6であって、現在のsfbでHC
B=9のコードブックが選択された場合、現在のsfb
の最大絶対値MAVが7を超えているので、1つ前のs
fbを符号化する際に使用したコードブックでは現在の
sfbを符号化することができない。
【0028】可変長符号化器6では、比較器13から1
つ前の番号HCBprevが送られてきた場合には、量子化
値を番号HCBmin、HCBprevの2つのコードブック
で符号化を行い、符号化結果を最小符号量検出器7に送
る。このとき、可変長符号化器6はコードブック(HC
Bmin、HCBprev)を表す情報も可変長符号化する。
つ前の番号HCBprevが送られてきた場合には、量子化
値を番号HCBmin、HCBprevの2つのコードブック
で符号化を行い、符号化結果を最小符号量検出器7に送
る。このとき、可変長符号化器6はコードブック(HC
Bmin、HCBprev)を表す情報も可変長符号化する。
【0029】最小符号量検出器7では、2つのハフマン
コードブック(HCBmin、HCBprev)で符号化が行
われた場合に限り、最小の符号量を発生するハフマンコ
ードブックを選択する。ハフマンコードブック(HCB
min)で符号化した場合の発生符号量Bitminと、ハフ
マンコードブック(HCBprev)で符号化した場合の符
号量Bitprevとの比較において、1つ前のスケールフ
ァクタバンドと同じハフマンコードブックを使用して符
号化すれば、ハフマンコードブックのインクリメントが
行われないが、異なるハフマンコードブックを使用する
場合、異なるハフマンコードブックを使用したことを表
すためにインクリメントを必要とし、そのため符号量が
増加することを考慮する。
コードブック(HCBmin、HCBprev)で符号化が行
われた場合に限り、最小の符号量を発生するハフマンコ
ードブックを選択する。ハフマンコードブック(HCB
min)で符号化した場合の発生符号量Bitminと、ハフ
マンコードブック(HCBprev)で符号化した場合の符
号量Bitprevとの比較において、1つ前のスケールフ
ァクタバンドと同じハフマンコードブックを使用して符
号化すれば、ハフマンコードブックのインクリメントが
行われないが、異なるハフマンコードブックを使用する
場合、異なるハフマンコードブックを使用したことを表
すためにインクリメントを必要とし、そのため符号量が
増加することを考慮する。
【0030】インクリメント分の符号量を△(ロング窓
の場合9ビットで、ショート窓の場合7ビット)とする
と、BitprevとBitmin+△とを比較する。 Bitprev≦Bitmin+△ であれば、1つ前のハフマンコードブック(HCBpre
v)を選択し、 Bitprev>Bitmin+△ であれば、ハフマンコードブック(HCBmin)を選択
する。比較した結果、符号量の少ないハフマンコードブ
ックで符号化した結果を符号量判定器9に送り、そのハ
フマンコードブック番号をレジスタ8に格納する。
の場合9ビットで、ショート窓の場合7ビット)とする
と、BitprevとBitmin+△とを比較する。 Bitprev≦Bitmin+△ であれば、1つ前のハフマンコードブック(HCBpre
v)を選択し、 Bitprev>Bitmin+△ であれば、ハフマンコードブック(HCBmin)を選択
する。比較した結果、符号量の少ないハフマンコードブ
ックで符号化した結果を符号量判定器9に送り、そのハ
フマンコードブック番号をレジスタ8に格納する。
【0031】最小符号量検出器7に1つの符号化結果の
み伝送された場合には、その符号化結果をそのまま符号
量判定器9に送り、そのハフマンコードブック番号をレ
ジスタ8に格納する。以上、この処理をスケールファク
タバンド毎に行い、全てのスケールファクタバンドに対
し処理が終了したら、符号量判定器9で符号化で発生し
た符号量が使用可能な符号量以内に収まっているかを判
定し、使用可能な符号量を超えている場合は再度量子化
を行い、生成される符号量が使用可能な符号量を下回る
まで繰り返される。
み伝送された場合には、その符号化結果をそのまま符号
量判定器9に送り、そのハフマンコードブック番号をレ
ジスタ8に格納する。以上、この処理をスケールファク
タバンド毎に行い、全てのスケールファクタバンドに対
し処理が終了したら、符号量判定器9で符号化で発生し
た符号量が使用可能な符号量以内に収まっているかを判
定し、使用可能な符号量を超えている場合は再度量子化
を行い、生成される符号量が使用可能な符号量を下回る
まで繰り返される。
【0032】使用可能な符号量を満足して出力された符
号化データは、ビットストリーム生成器10において、
サンプリング周波数、符号化レートなどの符号化パラメ
ータとともに多重化され、ビットストリームとして伝送
される。
号化データは、ビットストリーム生成器10において、
サンプリング周波数、符号化レートなどの符号化パラメ
ータとともに多重化され、ビットストリームとして伝送
される。
【0033】また、本発明はハードウェアだけでなく、
ソフトウェアにも適用することができ、その実施例を図
3、図4のフローチャートに示す。図4は図3中のコー
ドブック選択ステップS04の処理を詳しく示すフロー
チャートである。すなわち本発明は、上記したオーディ
オ符号化装置の機能をコンピュータに実現させるための
プログラムを含むものである。このプログラムは、記録
媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよ
いし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュー
タに取り込まれてもよい。さらに、図5及び図6のフロ
ーチャートはそれぞれ、本発明における符号化データ伝
送装置の送信処理、受信処理を表す。
ソフトウェアにも適用することができ、その実施例を図
3、図4のフローチャートに示す。図4は図3中のコー
ドブック選択ステップS04の処理を詳しく示すフロー
チャートである。すなわち本発明は、上記したオーディ
オ符号化装置の機能をコンピュータに実現させるための
プログラムを含むものである。このプログラムは、記録
媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよ
いし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュー
タに取り込まれてもよい。さらに、図5及び図6のフロ
ーチャートはそれぞれ、本発明における符号化データ伝
送装置の送信処理、受信処理を表す。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数のハフマンコードブックが量子化値の発生頻度に応じ
て構成されている点に鑑み、量子化値の統計情報に応じ
て複数のハフマンコードブックの1つを選択するための
ハフマンコードブック選択テーブルを設けたので、最小
の符号量を導き出すハフマンコードブックを選定する処
理時間を短縮することができる。また、選択されたハフ
マンコードブックを使用して符号化した発生符号量の比
較判定を行うことで容易にセクショニングが実現でき、
ハフマンコードブックの符号量を削減することで音声信
号に符号量を多く割り当てることが可能となり、音質改
善が期待出来る。
数のハフマンコードブックが量子化値の発生頻度に応じ
て構成されている点に鑑み、量子化値の統計情報に応じ
て複数のハフマンコードブックの1つを選択するための
ハフマンコードブック選択テーブルを設けたので、最小
の符号量を導き出すハフマンコードブックを選定する処
理時間を短縮することができる。また、選択されたハフ
マンコードブックを使用して符号化した発生符号量の比
較判定を行うことで容易にセクショニングが実現でき、
ハフマンコードブックの符号量を削減することで音声信
号に符号量を多く割り当てることが可能となり、音質改
善が期待出来る。
【図1】本発明に係るハフマンコードブック選択テーブ
ルの一例を示す説明図である。
ルの一例を示す説明図である。
【図2】本発明に係るオーディオ符号化装置の一実施形
態を示すブロック図である。
態を示すブロック図である。
【図3】本発明に係るオーディオ符号化プログラムを説
明するためのフローチャートである。
明するためのフローチャートである。
【図4】図3のコードブック選定ステップを詳しく説明
するためのフローチャートである。
するためのフローチャートである。
【図5】本発明に係るオーディオ符号化データ伝送装置
の送信処理を説明するためのフローチャートである。
の送信処理を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明に係るオーディオ符号化データ伝送装置
の受信処理を説明するためのフローチャートである。
の受信処理を説明するためのフローチャートである。
【図7】従来のオーディオ符号化装置を示すブロック図
である。
である。
【図8】セクショニングの一実施例を示す説明図であ
る。
る。
1 聴覚心理分析器
2 MDCT器
3 スケールファクタ算出器
4 量子化器
6 可変長符号化器
7 最小符号量検出器
8 レジスタ
11 コードブック選択器
12 コードブック選択テーブル
13 比較器
Claims (3)
- 【請求項1】 オーディオ信号の周波数スペクトルを各
スケールファクタバンド毎に量子化した量子化値を可変
長符号化するための複数のハフマンコードブックと、前
記量子化値の統計情報に応じて前記複数のハフマンコー
ドブックの1つを選択するためのハフマンコードブック
選択テーブルとを参照して、入力オーディオ信号を符号
化するオーディオ符号化装置において、 前記入力オーディオ信号の周波数スペクトルを各スケー
ルファクタバンド毎に量子化する量子化手段と、 前記スケールファクタバンド毎に前記量子化手段の量子
化値の統計情報を算出し、この算出した統計情報に基づ
いて前記ハフマンコードブック選択テーブルを参照し、
前記スケールファクタバンド毎に前記複数のハフマンコ
ードブックの1つを選択する手段と、 前記選択手段により現在のスケールファクタバンドに対
して選択された第1のハフマンコードブックと、1つ前
のスケールファクタバンドに対して選択された第2のハ
フマンコードブックを比較することにより、前記第2の
ハフマンコードブックが現在のスケールファクタバンド
を符号化するのに使用可能か否かを判断する判断手段
と、 前記スケールファクタバンド毎に前記量子化手段の量子
化値を、前記第1のハフマンコードブックで可変長符号
化するとともに前記第1のハフマンコードブックを表す
情報を可変長符号化し、さらに前記判断手段により使用
可能と判断された第2のハフマンコードブックで当該量
子化値を可変長符号化するとともに前記第2のハフマン
コードブックを表す情報を可変長符号化する可変長符号
化手段と、 前記可変長符号化手段により前記第2のハフマンコード
ブックで可変長符号化された場合に、前記第1、第2ハ
フマンコードブックで可変長符号化された符号量を比較
し、符号量が少ない可変長符号化データを選択する手段
とを、 設けたオーディオ符号化装置。 - 【請求項2】 オーディオ信号の周波数スペクトルを各
スケールファクタバンド毎に量子化した量子化値を可変
長符号化するための複数のハフマンコードブックと、前
記量子化値の統計情報に応じて前記複数のハフマンコー
ドブックの1つを選択するためのハフマンコードブック
選択テーブルとを参照して、入力オーディオ信号の符号
化をコンピュータに実現させるためのオーディオ符号化
プログラムであって、 前記入力オーディオ信号の周波数スペクトルを各スケー
ルファクタバンド毎に量子化する量子化ステップと、 前記スケールファクタバンド毎に前記量子化ステップの
量子化値の統計情報を算出し、この算出した統計情報に
基づいて前記ハフマンコードブック選択テーブルを参照
し、前記スケールファクタバンド毎に前記複数のハフマ
ンコードブックの1つを選択するステップと、 前記選択ステップにより現在のスケールファクタバンド
に対して選択された第1のハフマンコードブックと、1
つ前のスケールファクタバンドに対して選択された第2
のハフマンコードブックを比較することにより、前記第
2のハフマンコードブックが現在のスケールファクタバ
ンドを符号化するのに使用可能か否かを判断する判断ス
テップと、 前記スケールファクタバンド毎に前記量子化ステップの
量子化値を、前記第1のハフマンコードブックで可変長
符号化するとともに前記第1のハフマンコードブックを
表す情報を可変長符号化し、さらに前記判断ステップに
より使用可能と判断された第2のハフマンコードブック
で当該量子化値を可変長符号化するとともに前記第2の
ハフマンコードブックを表す情報を可変長符号化する可
変長符号化ステップと、 前記可変長符号化ステップにより前記第2のハフマンコ
ードブックで可変長符号化された場合に、前記第1、第
2ハフマンコードブックで可変長符号化された符号量を
比較し、符号量が少ない可変長符号化データを選択する
ステップとを、 コンピュータに実行させるためのオーディオ符号化プロ
グラム。 - 【請求項3】 請求項1に記載のオーディオ符号化装置
により生成された可変長符号化データ又はコンピュータ
が請求項2に記載のオーディオ符号化プログラムを実行
することにより生成された可変長符号化データをビット
ストリーム化して伝送するオーディオ符号化データ伝送
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002033978A JP2003233397A (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | オーディオ符号化装置、オーディオ符号化プログラム及びオーディオ符号化データ伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002033978A JP2003233397A (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | オーディオ符号化装置、オーディオ符号化プログラム及びオーディオ符号化データ伝送装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003233397A true JP2003233397A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27776619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002033978A Withdrawn JP2003233397A (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | オーディオ符号化装置、オーディオ符号化プログラム及びオーディオ符号化データ伝送装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003233397A (ja) |
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-
2002
- 2002-02-12 JP JP2002033978A patent/JP2003233397A/ja not_active Withdrawn
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JP5937064B2 (ja) * | 2011-04-20 | 2016-06-22 | パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America | オーディオ/音声符号化装置、オーディオ/音声復号装置、オーディオ/音声符号化方法およびオーディオ/音声復号方法 |
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