JPS6014539A - 多チヤンネル信号符号化方法 - Google Patents
多チヤンネル信号符号化方法Info
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- JPS6014539A JPS6014539A JP58121460A JP12146083A JPS6014539A JP S6014539 A JPS6014539 A JP S6014539A JP 58121460 A JP58121460 A JP 58121460A JP 12146083 A JP12146083 A JP 12146083A JP S6014539 A JPS6014539 A JP S6014539A
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- JP
- Japan
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- signal
- channels
- channel
- power
- correlation
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04H—BROADCAST COMMUNICATION
- H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
- H04H20/44—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for broadcast
- H04H20/46—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for broadcast specially adapted for broadcast systems covered by groups H04H20/53-H04H20/95
- H04H20/47—Arrangements characterised by circuits or components specially adapted for broadcast specially adapted for broadcast systems covered by groups H04H20/53-H04H20/95 specially adapted for stereophonic broadcast systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B14/00—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B14/02—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation
- H04B14/04—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of pulse modulation using pulse code modulation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Stereo-Broadcasting Methods (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ステレオ信号などのような多チャンネル信号
を、チャンネル間の相関性を利用してディジタル的に能
率良（符号化する多チヤンネル信号符号化方法に関する
。
を、チャンネル間の相関性を利用してディジタル的に能
率良（符号化する多チヤンネル信号符号化方法に関する
。
従来、音某等の音響信号をディジタル的に伝送あるいは
蓄積するための符号化法どしてＰ ＣＭ方式が用いられ
ている。、ＰＣＭ方式で充分な品質を確保するには、標
本当り約１６ビツトの量子化ビット数が必要となり、音
響信号の周波数帯域を０〜１５ ＫＨ，とすると、１チ
ャンネル当りの情報速度は毎秒５１２にビットとなる。
蓄積するための符号化法どしてＰ ＣＭ方式が用いられ
ている。、ＰＣＭ方式で充分な品質を確保するには、標
本当り約１６ビツトの量子化ビット数が必要となり、音
響信号の周波数帯域を０〜１５ ＫＨ，とすると、１チ
ャンネル当りの情報速度は毎秒５１２にビットとなる。
また、ステレオ信号に対しては、各チャンネルを別々に
符号化するものとすれば、さらに倍の情報速度、すなわ
ち、毎秒約１メガピツトを要する。一方、信号の冗長性
を利用する符号化法として、予測符号化や直交変換符号
化などの種々の符号化法が提案されており、これらの手
法は、これまで主として音声の符号化に適用されている
。これらの帯域圧縮技術を高帯域の音響信号圧適用する
ことにより、ＰＣＭＶｃ＜らべて１チャンネル当りの情
報速度を低減することができる。しかしながら、従来の
ＡＤＰＣＭ （、ｉｌｉ応予測符号化）やサブバンド符
号化などの比較的単純な帯域圧縮符号化法では、１チャ
ンネル当りＰＣＭの１／２程度にしか情報速度を低減す
ることができない。
符号化するものとすれば、さらに倍の情報速度、すなわ
ち、毎秒約１メガピツトを要する。一方、信号の冗長性
を利用する符号化法として、予測符号化や直交変換符号
化などの種々の符号化法が提案されており、これらの手
法は、これまで主として音声の符号化に適用されている
。これらの帯域圧縮技術を高帯域の音響信号圧適用する
ことにより、ＰＣＭＶｃ＜らべて１チャンネル当りの情
報速度を低減することができる。しかしながら、従来の
ＡＤＰＣＭ （、ｉｌｉ応予測符号化）やサブバンド符
号化などの比較的単純な帯域圧縮符号化法では、１チャ
ンネル当りＰＣＭの１／２程度にしか情報速度を低減す
ることができない。
この為、本出願人はステレオ信号などの多チャンネル信
号に関して、従来多く用いられてきたＰＣＭ方式にくら
べて情報速度を１／ｌＯ程度に低減せしめる符号化法を
提案した（特願昭５７−１４４５２号）。
号に関して、従来多く用いられてきたＰＣＭ方式にくら
べて情報速度を１／ｌＯ程度に低減せしめる符号化法を
提案した（特願昭５７−１４４５２号）。
それは多チヤンネル信号入力として、これをチャンネル
間の相四関係が無相関かつ電力の偏りが最大（幾何平均
でいえば最小）になるように線形変換し、該変換した多
チャンネル信号を各電力の大きさに応じて異なる量子化
ビット数で符号化するというものである。
間の相四関係が無相関かつ電力の偏りが最大（幾何平均
でいえば最小）になるように線形変換し、該変換した多
チャンネル信号を各電力の大きさに応じて異なる量子化
ビット数で符号化するというものである。
しかしながら、上記符号化法においては入力信号ｅｌｔ
対して直ちに線形変換を施していたため、チャンネル間
の相関をすべて除くことができない場合があることに気
付いた。即ち、チャンネル間相関係数Ｃヮ（τ）は、 で表わされるが、ステレオ信号などの多チャンネル信号
は、その収録において、複数のマイクロポンをある程度
の距ＰＪｔｌ （数曲〜数１０ｍ）をもって配置するの
が常であり、音源とマイクロホンとの行程差により、こ
のＣｉ、（τ）の最大値を与えるτは必ずしも０ではな
い。なお、（１）式において、ｘｌ（Ｑ ｌＸ２（ｔ）
Ｉ ”−−−−ｘ７（ｔ） ＋ ｘ）＜ｔ） ＋ ””
” ｘｔＬ（ｔ）は入力信号、Ｃ８゜σｘ ハｘ ｚ
； ｘツノ［準偏差、Ｎは１フレームの゛ν°ンノ プル数を示す。
対して直ちに線形変換を施していたため、チャンネル間
の相関をすべて除くことができない場合があることに気
付いた。即ち、チャンネル間相関係数Ｃヮ（τ）は、 で表わされるが、ステレオ信号などの多チャンネル信号
は、その収録において、複数のマイクロポンをある程度
の距ＰＪｔｌ （数曲〜数１０ｍ）をもって配置するの
が常であり、音源とマイクロホンとの行程差により、こ
のＣｉ、（τ）の最大値を与えるτは必ずしも０ではな
い。なお、（１）式において、ｘｌ（Ｑ ｌＸ２（ｔ）
Ｉ ”−−−−ｘ７（ｔ） ＋ ｘ）＜ｔ） ＋ ””
” ｘｔＬ（ｔ）は入力信号、Ｃ８゜σｘ ハｘ ｚ
； ｘツノ［準偏差、Ｎは１フレームの゛ν°ンノ プル数を示す。
本発明は上記符号化法の改良にかかわるもので、ステレ
オ信号などの多チャンネル信号に対し、そのディジタル
符号化の前処理としてナヤンネ４７間の相関除去の徹底
を目的としたものである。
オ信号などの多チャンネル信号に対し、そのディジタル
符号化の前処理としてナヤンネ４７間の相関除去の徹底
を目的としたものである。
本発明の特徴は、ステレオ信号などの多チャンネル信号
に関し℃、チャンネル間の相関関係にもとづいて、該多
チャンネル入力信号をチャンネル間の相関係数が最大と
なるように遅延時間を付加した後、チャンネル間で無相
関かっ電力の偏りが大きくなるように線形変換し、これ
ら変換された多チャンネル信号を各電力の大きさに応じ
て異なる量子化ビット数でね号化するものである。
に関し℃、チャンネル間の相関関係にもとづいて、該多
チャンネル入力信号をチャンネル間の相関係数が最大と
なるように遅延時間を付加した後、チャンネル間で無相
関かっ電力の偏りが大きくなるように線形変換し、これ
ら変換された多チャンネル信号を各電力の大きさに応じ
て異なる量子化ビット数でね号化するものである。
図は本発明の一実施例のブロック図を示す０図中、１は
多チャンネル信号の入力端子であり、図示し１よいＡ
Ｔ）変換器によってディジタル化されたルチャンネルの
信号Ｗ（を戸（ｘ、（ｔ）＋ ｘ２（＜） Ｉ ＋＋＋
＋＋＋ ｘｎ（ｔ））（Ｔはベタ１．ルの転位）が与え
られる。この多チャンネル信号は相関ＩＩ数算出部２及
び遅延付加部３に入力される。
多チャンネル信号の入力端子であり、図示し１よいＡ
Ｔ）変換器によってディジタル化されたルチャンネルの
信号Ｗ（を戸（ｘ、（ｔ）＋ ｘ２（＜） Ｉ ＋＋＋
＋＋＋ ｘｎ（ｔ））（Ｔはベタ１．ルの転位）が与え
られる。この多チャンネル信号は相関ＩＩ数算出部２及
び遅延付加部３に入力される。
相関関数算出部２は各チャンネルのＮサンプルを取り込
み、先の（１）式によってチャンネル間相関係截Ｃｉ（
りを算出する。ここで、Ｃ２，（τ）の最大値をノ 与えるτをτ と呼ぶ。τｔノ（＊＝１，２．・・・ル
、）°＝１゜す ２、・・・？Ｌ ）のうち、最大値をτｈｔとすると、
チャンネルｔが最も時間的に遅れたチャネルである。遅
延付加部３はルチャンネル分あり、入力信号Ｘ ｉ Ｃ
ｔ）に対し、相関関数算出部２でまったτ４の遅延時間
を加え、ｘ：（旬とする。即ち、ｘｌＬ（ｔ） −Ｘ、
（ｔ−τｉＬ）となり、チャンネル間の相関係数が最大
となる。
み、先の（１）式によってチャンネル間相関係截Ｃｉ（
りを算出する。ここで、Ｃ２，（τ）の最大値をノ 与えるτをτ と呼ぶ。τｔノ（＊＝１，２．・・・ル
、）°＝１゜す ２、・・・？Ｌ ）のうち、最大値をτｈｔとすると、
チャンネルｔが最も時間的に遅れたチャネルである。遅
延付加部３はルチャンネル分あり、入力信号Ｘ ｉ Ｃ
ｔ）に対し、相関関数算出部２でまったτ４の遅延時間
を加え、ｘ：（旬とする。即ち、ｘｌＬ（ｔ） −Ｘ、
（ｔ−τｉＬ）となり、チャンネル間の相関係数が最大
となる。
この時、前フレームの遅延時間と現フレームの遅延時間
が一致しない場合、フレーム接続点の連続性を保つため
、補間または荷重平均を行う。該遅延付加部３の出力ｘ
、′（ｔ）（ｔ−１，２，・・・ｎ）は直交変換部４に
与えられる。又、相関関数１１１３部２でまったτ、ｔ
（””１ ＋ ２ ＋・・・ｎ、 ）は、パラメータ情
報として伝送路符号化部７に与えられる。
が一致しない場合、フレーム接続点の連続性を保つため
、補間または荷重平均を行う。該遅延付加部３の出力ｘ
、′（ｔ）（ｔ−１，２，・・・ｎ）は直交変換部４に
与えられる。又、相関関数１１１３部２でまったτ、ｔ
（””１ ＋ ２ ＋・・・ｎ、 ）は、パラメータ情
報として伝送路符号化部７に与えられる。
直交変換部４は、遅延付加部３から与えられた多チャン
ネル信号に関し°Ｃ、チャンネル間で無相関かつ電力の
偏りが最大になるような信号に変換する部分である。即
ち、直交光］〃一部４への入力信号をＫ（ｔ）＝ （ｘ
’１（ｔ）、 ｘ′、（ｔ） 、 −ｘｌ１Ｌ（、月１
’、出力信号（変換信号）をＹ（す＝ （ｙ 、（ｔ］
、 ｙ 、、（ｔ） 、 −ｙｎ（ｔ） Ｊ Ｔとする
と、ＩＴｔ）は、 １’（ｔ）二人・Ｋ’（ｔ） ・・・（２）で表わされ
る。ここで、八はｎ×ｍの直ダ行列であ゛す、入力信号
の共分散行列をＷとした場合、その固有ベクトルを行ベ
クトルとする行列として与えられる。共分散行列Ｖの推
定値は、 ｗ−去ｘ ＊（ｔ）−ｗ′Ｔ＜ｔ）−（３１によって算
出される。この時、変換信号Ｙ（ｔ）はチヤンネル間で
無相関かつ成力の偏りが最大となる。
ネル信号に関し°Ｃ、チャンネル間で無相関かつ電力の
偏りが最大になるような信号に変換する部分である。即
ち、直交光］〃一部４への入力信号をＫ（ｔ）＝ （ｘ
’１（ｔ）、 ｘ′、（ｔ） 、 −ｘｌ１Ｌ（、月１
’、出力信号（変換信号）をＹ（す＝ （ｙ 、（ｔ］
、 ｙ 、、（ｔ） 、 −ｙｎ（ｔ） Ｊ Ｔとする
と、ＩＴｔ）は、 １’（ｔ）二人・Ｋ’（ｔ） ・・・（２）で表わされ
る。ここで、八はｎ×ｍの直ダ行列であ゛す、入力信号
の共分散行列をＷとした場合、その固有ベクトルを行ベ
クトルとする行列として与えられる。共分散行列Ｖの推
定値は、 ｗ−去ｘ ＊（ｔ）−ｗ′Ｔ＜ｔ）−（３１によって算
出される。この時、変換信号Ｙ（ｔ）はチヤンネル間で
無相関かつ成力の偏りが最大となる。
たとえば、２チャンネル’ＩＮ号に関して、両チャンネ
ルの電力が等しい場合、行列Ａは となり、変換信号は各チャンネルの和信号及び差信号と
して得られる。
ルの電力が等しい場合、行列Ａは となり、変換信号は各チャンネルの和信号及び差信号と
して得られる。
直交変換部４で得られた変換イば号Ｙ（ｔ）＆ま符号化
器５及びビット割当て部６に与えられる。ビット割当て
部６においては、変換信号Ｙ Ｃｔ）の電力が算出され
、これを用いて各チャンネルの符号化ビット数が決定さ
れる。符号化器５はルチャンネル分あり、各チャンネル
毎にビット割当て部６で決定された符号化ビット数によ
り、変換信号が異なるビット数で符号化される。なお、
ビット割当て部−６については特願昭５７１４４５２号
で詳しく述べているので、これ以上の説明は省略する。
器５及びビット割当て部６に与えられる。ビット割当て
部６においては、変換信号Ｙ Ｃｔ）の電力が算出され
、これを用いて各チャンネルの符号化ビット数が決定さ
れる。符号化器５はルチャンネル分あり、各チャンネル
毎にビット割当て部６で決定された符号化ビット数によ
り、変換信号が異なるビット数で符号化される。なお、
ビット割当て部−６については特願昭５７１４４５２号
で詳しく述べているので、これ以上の説明は省略する。
伝送路符号化部７では、符号化器５から与えやれる各チ
ャンネルの変換信号に対する符号（コード）、及びビッ
ト割当１部６から与えられる各チャンネル毎の変換信号
の電ブハ相関圏数ｎ、出部２から与えられる遅延時間、
更に直交変換係数等のパラメータ情報を統合し、伝送路
又は蓄積装置８へ送出する。
ャンネルの変換信号に対する符号（コード）、及びビッ
ト割当１部６から与えられる各チャンネル毎の変換信号
の電ブハ相関圏数ｎ、出部２から与えられる遅延時間、
更に直交変換係数等のパラメータ情報を統合し、伝送路
又は蓄積装置８へ送出する。
伝送路復号化部９においては符号化信号及びノくラメー
タ情報を分離し、符号化信号は復号化器１０、各チャン
ネル毎の変換信号の■、力はビット割当て部１１、直交
変換係数は直交変換部１２、遅延時間は遅延付加部１３
へそれぞれ送られる。ビット割当て部１１では各チャン
ネル毎の電力を表わすパラメータ情報により、各チャン
ネル毎の変換信号の符号化ビット数を算出し、これを受
けて、復号化器１０で各チャンネル毎に変換信号を１Ｍ
号化する。次に直交変換部１２において、復号化された
変換信号ｉ（りに対し、鷺′（す＝ ／Ａ−ｙ （ｔ）
として逆変換を行い、多チャンネル信号Ｗ Ｃｔ）を得
る。ついては、遅延イ」加部１３において、Ｘｌ（ｔ）
＝ ｘ’７ （ｔ −Ｎ十τ、ｔ）（ｔ＝１ 。
タ情報を分離し、符号化信号は復号化器１０、各チャン
ネル毎の変換信号の■、力はビット割当て部１１、直交
変換係数は直交変換部１２、遅延時間は遅延付加部１３
へそれぞれ送られる。ビット割当て部１１では各チャン
ネル毎の電力を表わすパラメータ情報により、各チャン
ネル毎の変換信号の符号化ビット数を算出し、これを受
けて、復号化器１０で各チャンネル毎に変換信号を１Ｍ
号化する。次に直交変換部１２において、復号化された
変換信号ｉ（りに対し、鷺′（す＝ ／Ａ−ｙ （ｔ）
として逆変換を行い、多チャンネル信号Ｗ Ｃｔ）を得
る。ついては、遅延イ」加部１３において、Ｘｌ（ｔ）
＝ ｘ’７ （ｔ −Ｎ十τ、ｔ）（ｔ＝１ 。
２、・・・Ｗ）として遅延付加を行い、出力端子１４に
元の信号Ｗ （ｔ）を得る。
元の信号Ｗ （ｔ）を得る。
以上説明したように、本発明の多チヤンネル信号符号化
方式においては、相関が最大となるよう遅延を加えた後
、相関除去の線形変換を行なっているため、変換信号の
電力の偏りが極めて大きくなる。これを、一点音源（動
いても良い）の多点受音信号に適用すれば、変換信号γ
＝（ｙｌ、ｙ、ユ・・・ｙｒＬ）Ｔの内、Ｙｙｌ ＋・
・・ｙｒＬはｙｌよりはるかに小電力となるため、Ｏと
みなすことができ、伝送情報量を太き（減少できる。簡
単な実例として、動きのある送話者による送話を２点受
音のステレオ信号として本方式の入力とすれば、変換信
号の電力比は、σ２ｙ２／σ′ｙ１≦１となり、ｙ２＝
０とすることにより、再生時に方向感を損なうことなく
、はぼ１チャンネル分の情報量で符号化が可能である。
方式においては、相関が最大となるよう遅延を加えた後
、相関除去の線形変換を行なっているため、変換信号の
電力の偏りが極めて大きくなる。これを、一点音源（動
いても良い）の多点受音信号に適用すれば、変換信号γ
＝（ｙｌ、ｙ、ユ・・・ｙｒＬ）Ｔの内、Ｙｙｌ ＋・
・・ｙｒＬはｙｌよりはるかに小電力となるため、Ｏと
みなすことができ、伝送情報量を太き（減少できる。簡
単な実例として、動きのある送話者による送話を２点受
音のステレオ信号として本方式の入力とすれば、変換信
号の電力比は、σ２ｙ２／σ′ｙ１≦１となり、ｙ２＝
０とすることにより、再生時に方向感を損なうことなく
、はぼ１チャンネル分の情報量で符号化が可能である。
図は本発明による多チヤンネル信号符号化方法の一実施
例を示すプ四ツク図である。 １・・・入力端子、２・・・相関関数算出部、 ３・・
・遅延付加部、 ４・・・直交変換部、 ５・・・符号
化器、６・・・ビット割当て部、７・・・伝送路符号。 、８．２．ヶａ Ｍ Ｘ ｔ−ｚ。ッ１１１．９）１．
、、ヶヶ＼ 路復号化部、 １０・・・復号化器、 １１・・・ビッ
ト割当て部、 １２・・・直交変換部、 １３・・・遅
延イボ加部、１４・・・出力端子。 代理人弁理士 鈴 木 誠
例を示すプ四ツク図である。 １・・・入力端子、２・・・相関関数算出部、 ３・・
・遅延付加部、 ４・・・直交変換部、 ５・・・符号
化器、６・・・ビット割当て部、７・・・伝送路符号。 、８．２．ヶａ Ｍ Ｘ ｔ−ｚ。ッ１１１．９）１．
、、ヶヶ＼ 路復号化部、 １０・・・復号化器、 １１・・・ビッ
ト割当て部、 １２・・・直交変換部、 １３・・・遅
延イボ加部、１４・・・出力端子。 代理人弁理士 鈴 木 誠
Claims (1)
- （１） 多チヤンネル入力信号に対し、チャンネル間の
相関関係にもとづいて、チャンネル間の相関係数が最大
となるように時間的に遅延を施こした後、チャンネル間
で無相関かつ電力の偏りが大きくなるように線形変換し
、該変換した多チャンネル信号を各電力の大きさに応じ
て異なる量子化ビット数で符号化することを特徴とする
多チヤンネル信号符号化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58121460A JPS6014539A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 多チヤンネル信号符号化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58121460A JPS6014539A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 多チヤンネル信号符号化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014539A true JPS6014539A (ja) | 1985-01-25 |
Family
ID=14811682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58121460A Pending JPS6014539A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 多チヤンネル信号符号化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014539A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06291669A (ja) * | 1992-03-30 | 1994-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ステレオ音声符号化方法 |
| EP0878798A2 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-18 | Sony Corporation | Audio signal encoding/decoding method and apparatus |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP58121460A patent/JPS6014539A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06291669A (ja) * | 1992-03-30 | 1994-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ステレオ音声符号化方法 |
| EP0878798A2 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-18 | Sony Corporation | Audio signal encoding/decoding method and apparatus |
| EP0878798A3 (en) * | 1997-05-13 | 2002-04-17 | Sony Corporation | Audio signal encoding/decoding method and apparatus |
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