JP2001188599A

JP2001188599A - オーディオ信号復号装置

Info

Publication number: JP2001188599A
Application number: JP2000208141A
Authority: JP
Inventors: Junichi Tagawa; 潤一田川; Masayuki Misaki; 正之三▲さき▼; Akira Tagami; 亮田上; Satoru Ibaraki; 悟茨木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】周囲騒音によるマスキングの影響を低減し、
明瞭なオーディオ信号を再生するオーディオ信号復号装
置を実現すること。【解決手段】パラメータ抽出手段１１と信号レベル算
出手段１２を用いて、入力されたビットストリームより
オーディオ信号の各周波数帯域のレベルを直接算出す
る。スケールファクタ算出手段１４では、騒音レベル算
出手段１３により算出した騒音信号の各周波数帯域の信
号レベルと、オーディオ信号の各周波数帯域のレベルを
比較する。そしてオーディオ信号が騒音信号にマスキン
グされている場合には、オーディオ信号の当該サブバン
ドの信号を増幅するように各帯域の補正レベルを算出す
る。パラメータ更新手段１６によりスケールファクタを
更新することにより、復号化手段１７が明瞭なオーディ
オ信号に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記憶装置に蓄積さ
れたり、リアルタイムに伝送されたＭＰＥＧオーディオ
等の圧縮符号化方式で圧縮符号化されたビットストリー
ムを、オーディオ信号に復号する際、周囲騒音の音圧レ
ベル及び周波数特性に応じて、各帯域の音量を制御する
オーディオ信号復号装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体オーディオプレーヤやＤＡ
Ｂ（Digital Audio Broadcast ）レシーバ等、圧縮符号
化されたオーディオ信号を復号して再生するオーディオ
信号復号装置の開発が進んでいる。これらの装置はその
性質上、屋外で使用される場合が多いが、街頭騒音や車
室騒音等の騒音により再生音がマスキングされ、聞き取
りにくくなる場合がある。

【０００３】図１６に従来のオーディオ信号復号装置の
構成例を示す。このオーディオ信号復号装置は、復号化
手段１６１、増幅器１６２、スピーカ１６３を含んで構
成される。なお増幅器１６２の出力には、スピーカ１６
３の代わりにヘッドホンが接続される場合もある。復号
化手段１６１は圧縮符号化されたビットストリームを入
力してオーディオ信号に復号する。増幅器１６２は復号
化手段１６１で復号化されたオーディオ信号を任意の倍
率で増幅する。スピーカ１６３は増幅器１６２で増幅さ
れたオーディオ信号を拡声する。なお、圧縮符号化方式
及び復号化方式としては、例えばISO/IEC11172-3:1993
(E)に記載されているＭＰＥＧ(Moving Picture Experts
Group)１のオーディオ方式（以下、ＭＰＥＧ−１とい
う）などが用いられる。

【０００４】室内等、比較的静かな場所で再生音を聴取
する場合は、増幅器１６２の増幅率をある一定の値、即
ち一定の音量にして聴取するのが通常である。しかし、
携帯型の装置などで屋外で利用する場合は、周囲騒音に
よって再生音が聞き取りにくくなることがある。そのよ
うな場合は、装置の利用者が増幅器１６２の増幅率を変
化させ、再生音の音量を適切に調節する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周囲騒
音の音圧レベルは時々刻々と変動する場合がある。例え
ば日常経験するように、装置を携帯した状態で利用者が
街頭を移動すると、静かな場所と騒がしい場所で周囲騒
音の音圧レベルが大きく変動する。このような場合に再
生音を明瞭に聴取するためには、利用者が増幅器１６２
の増幅率、即ち装置のボリュームを随時調整しなければ
ならず、操作が煩雑となるという問題点がある。

【０００６】また、周囲騒音として音圧レベルだけでな
く、その周波数特性も時々刻々と変動する場合がある。
例えば走行する車内では、走行スピードや路面の状態等
により騒音の周波数特性が刻々と変化する。一般的に
は、低速走行時は低い周波成分が占める割合が高く、逆
に高速走行時は高い周波数成分の占める割合が高くな
る。このような場合、増幅器１６２の増幅率を低速走行
時に明瞭に聞こえるように調整すると、高い周波数成分
のオーディオ信号が増幅過多となり、耳障りになること
がある。逆に高速走行時に明瞭に聞こえるように調節す
ると、低い周波数成分が増幅過多となり、耳障りになる
ことがある。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、周囲騒音の音圧レベルや周波
数特性に応じてビットストリームの一部を更新し、復号
時にオーディオ信号の各サブバンドのレベルを補正する
ことにより、騒音下においても明瞭にビットストリーム
をオーディオ信号に復号して再生するオーディオ信号復
号装置を実現することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、圧縮符号化されたオーディオ信号のビットストリー
ムを入力し、復号化したオーディオ信号を出力するオー
ディオ信号復号装置であって、入力されたビットストリ
ームからフレーム毎にアロケーション情報とスケールフ
ァクタ情報とを抽出するパラメータ抽出手段と、前記パ
ラメータ抽出手段により抽出されたアロケーション情報
及びスケールファクタ情報と予め定めた定数とにより、
フレーム毎に各サブバンド域の信号レベルを算出する信
号レベル算出手段と、騒音信号を入力し、オーディオ信
号の各サブバンドに対応する各周波数帯域の騒音信号レ
ベルを算出する騒音レベル算出手段と、前記騒音レベル
算出手段により算出された各サブバンドの騒音信号レベ
ルから、前記信号レベル算出手段により算出された各サ
ブバンドのオーディオ信号レベルを減算した値を非明瞭
度指数とするとき、前記非明瞭度指数が増加したとき、
各サブバンドのオーディオ信号の補正レベルを増加させ
るよう、各サブバンドの補正ゲインをフレーム毎に算出
する補正レベル算出手段と、前記補正レベル算出手段に
より算出された各帯域の補正レベルより、スケールファ
クタ更新量をフレーム毎に算出するスケールファクタ算
出手段と、入力ビットストリームにおける当該フレーム
のスケールファクタを入力し、前記スケールファクタ算
出手段により算出されたスケールファクタ更新量に応じ
て、入力ビットストリームに含まれるスケールファクタ
情報を更新するパラメータ更新手段と、前記パラメータ
更新手段から出力されたビットストリームを、圧縮符号
化時の符号化方式と対応した復号化方式でフレーム毎に
オーディオ信号に復号する復号化手段と、を具備するこ
とを特徴とするものである。

【０００９】本願の請求項２の発明は、請求項１のオー
ディオ信号復号装置において、騒音信号と前記復号化手
段が出力するオーディオ信号とを入力し、前記騒音信号
から前記復号化手段が出力するオーディオ信号成分を除
去するエコーキャンセラを更に設けたことを特徴とする
ものである。

【００１０】本願の請求項３の発明は、請求項１のオー
ディオ信号復号装置において、前記復号化手段が出力す
るオーディオ信号を入力し、前記オーディオ信号のレベ
ルと予め定めた最小レベル閾値とを比較することによ
り、ソース信号の有無を検出するソース信号検出手段を
更に設け、前記騒音レベル算出手段は、前記ソース信号
検出手段でソース信号が無音の場合には騒音レベルを算
出し、有音の場合は前回算出した騒音レベルを現在の騒
音レベルとして出力することを特徴とするものである。

【００１１】本願の請求項４の発明は、請求項１のオー
ディオ信号復号装置において、予め定めた閾値と現在入
力されている騒音信号のレベルとを比較することにより
騒音信号の有無を検出し、騒音信号が検出されなかった
場合には、前記騒音レベル算出手段及び前記補正レベル
算出手段によるレベル算出動作を停止するよう制御する
騒音信号検出手段を更に設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１２】本願の請求項５の発明は、圧縮符号化され
たオーディオ信号のビットストリームを入力し、復号化
したオーディオ信号を出力するオーディオ信号復号装置
であって、入力されたビットストリームからフレーム毎
にアロケーション情報とスケールファクタ情報とを抽出
するパラメータ抽出手段と、前記パラメータ抽出手段に
より抽出されたアロケーション情報及びスケールファク
タ情報と予め定めた定数とにより、フレーム毎に各サブ
バンド域の信号レベルを算出する信号レベル算出手段
と、予め予想される騒音信号の長時間周波数特性を設定
する騒音特性設定手段と、前記騒音特性設定手段により
予め設定された騒音信号の周波数特性、及び前記信号レ
ベル算出手段により算出された各サブバンドのオーディ
オ信号レベルに基づいて、各サブバンドの補正ゲインを
フレーム毎に算出する補正レベル算出手段と、前記補正
レベル算出手段により算出された各帯域の補正レベルよ
り、スケールファクタ更新量をフレーム毎に算出するス
ケールファクタ算出手段と、入力ビットストリームの当
該フレームのスケールファクタを入力し、前記スケール
ファクタ算出手段により算出されたスケールファクタ更
新量に応じて、前記入力ビットストリームに含まれるス
ケールファクタ情報を更新するパラメータ更新手段と、
前記パラメータ更新手段から出力されたビットストリー
ムを、圧縮符号化時の符号化方式と対応した復号化方式
でフレーム毎にオーディオ信号に復号する復号化手段
と、を具備することを特徴とするものである。

【００１３】本願の請求項６の発明は、請求項５のオー
ディオ信号復号装置において、前記騒音特性設定手段が
予め騒音信号の特徴的な長時間周波数特性を複数設定し
たとき、設定された前記複数の長時間周波数特性を記憶
する騒音特性記憶手段と、利用者が利用時の騒音に合わ
せて前記騒音特性記憶手段に記憶された任意の長時間周
波数特性を選択する選択手段と、を更に設けたことを特
徴とするものである。

【００１４】本願の請求項７の発明は、請求項１のオー
ディオ信号復号装置において、前記騒音レベル算出手段
が出力する騒音レベルを予め複数組任意に記憶する騒音
レベル記憶手段と、利用者が利用時の騒音に合わせて、
前記騒音レベル記憶手段に記憶された任意の騒音レベル
の組を選択する制御信号を前記騒音特性記憶手段に出力
する選択手段と、を更に設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１５】本願の請求項８の発明は、請求項１のオー
ディオ信号復号装置において、騒音信号の定常性の有無
を検出し、騒音信号が定常な場合は前記騒音レベル算出
手段の算出更新頻度を低くするように設定する定常性検
出手段を、更に設けたことを特徴とするものである。

【００１６】本願の請求項９の発明は、請求項１のオー
ディオ信号復号装置において、前記信号レベル算出手段
により算出されたソース信号のレベル、及び前記騒音レ
ベル算出手段により算出された騒音信号のレベルを用
い、前記ソース信号のレベルを、利用者が聴取するソー
ス信号のレベルと等しくなるように校正する信号レベル
校正手段を更に設けたことを特徴とするものである。

【００１７】本願の請求項１０の発明は、請求項９のオ
ーディオ信号復号装置において、予め定めた閾値と現在
入力されている騒音信号のレベルとを比較することによ
り、騒音信号の有無を検出する騒音信号検出手段を更に
設け、前記信号レベル校正手段は、前記騒音信号検出手
段で騒音信号が検出されていないときにのみ信号レベル
の校正を行うことを特徴とするものである。

【００１８】本願の請求項１１の発明は、請求項１のオ
ーディオ信号復号装置において、予め定めた閾値と現在
入力されている騒音信号のレベルとを比較することによ
り、騒音信号の有無を検出する騒音信号検出手段と、前
記パラメータ抽出手段で抽出されたパラメータよりソー
ス信号の有無を検出するソース信号検出手段と、前記騒
音信号検出手段又は前記ソース信号検出手段において信
号が検出されなかった場合は、前記騒音レベル算出手
段、前記補正レベル算出手段、前記信号レベル算出手
段、前記スケールファクタ算出手段、及び前記パラメー
タ更新手段の動作を停止させる動作制御手段と、を更に
設けたことを特徴とするものである。

【００１９】本願の請求項１２の発明は、請求項１のオ
ーディオ信号復号装置において、ソース信号の音質設定
条件を出力する音質設定手段と、前記音質設定手段によ
り設定された音質設定条件により、前記補正レベル算出
手段の補正レベルを調節する音質調整手段と、を更に設
けたことを特徴とするものである。

【００２０】本願の請求項１３の発明は、請求項１〜１
２のいずれか１項のオーディオ信号復号装置において、
前記補正レベル算出手段は、前記信号レベル算出手段に
より算出された各サブバンドの信号レベルの大小を判別
し、予め定めたレベルより小さい場合には補正レベルを
０にすることを特徴とするものである。

【００２１】本願の請求項１４の発明は、請求項１〜１
２のいずれか１項のオーディオ信号復号装置において、
前記補正レベル算出手段は、前フレームの補正レベルの
値を保持し、現フレームの補正レベルと前フレームの補
正レベルとの差分が予め定めた値を越えた場合は、現フ
レームの補正レベルを一定範囲内の値に設定することを
特徴とするものである。

【００２２】本願の請求項１５の発明は、請求項１〜１
２のいずれか１項のオーディオ信号復号装置において、
前記補正レベル算出手段は、算出した現フレームの補正
レベルと予め定めた補正レベル上限閾値とを比較し、現
フレームの補正レベルが前記上限閾値以上の場合は、現
フレームの補正レベルを前記上限閾値に設定することを
特徴とするものである。

【００２３】本願の請求項１６の発明は、請求項１〜１
５のいずれか１項のオーディオ信号復号装置において、
ＭＰＥＧ−１のＬａｙｅｒ１、Ｌａｙｅｒ２、又はＬａ
ｙｅｒ３のいずれかの方式で圧縮符号化されたビットス
トリームが前記パラメータ抽出手段に入力されたとき、
前記復号化手段は前記ＭＰＥＧ−１の復号化ルールに基
づいて前記ビットストリームを復号化することを特徴と
するものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態にお
けるオーディオ信号復号装置について、図面を参照しな
がら説明する。

【００２５】（実施の形態１）図１は本実施の形態１に
おけるオーディオ信号復号装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。このオーディオ信号復号装置は、パラメー
タ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、騒音レベル
算出手段１３、補正レベル算出手段１４、スケールファ
クタ算出手段１５、パラメータ更新手段１６、復号化手
段１７を含んで構成される。

【００２６】パラメータ抽出手段１１は、記憶装置に蓄
積されたり、リアルタイムに伝送されたオーディオの入
力ビットストリームから、フレーム毎にアロケーション
情報とスケールファクタ情報を抽出するものである。信
号レベル算出手段１２は、パラメータ抽出手段１１によ
り抽出されたアロケーション情報及びスケールファクタ
情報と、予め定めた定数とにより、フレーム毎に各サブ
バンド域の信号レベルを算出するものである。騒音レベ
ル算出手段１３は、騒音を含む周囲の音を入力し、オー
ディオ信号の各サブバンドに対応する各周波数帯域の騒
音信号レベルを算出するものである。

【００２７】補正レベル算出手段１４は、騒音レベル算
出手段１３により算出された各サブバンドの騒音信号レ
ベルと、信号レベル算出手段１２により算出された各サ
ブバンドのオーディオ信号レベルとを入力し、騒音レベ
ルから信号レベルを減算して非明瞭度指数を演算し、非
明瞭度指数が増加したとき、各サブバンドの補正ゲイン
を増加させるようフレーム毎に補正ゲインを算出するも
のである。スケールファクタ算出手段１５は、補正レベ
ル算出手段１４より算出された各帯域の補正レベルよ
り、スケールファクタ更新量をフレーム毎に算出するも
のである。

【００２８】パラメータ更新手段１６は、パラメータ抽
出手段１１から入力ビットストリームにおける当該フレ
ームのスケールファクタを入力し、スケールファクタ算
出手段１５により算出されたスケールファクタ更新量に
応じて、入力ビットストリームに含まれるスケールファ
クタ情報を更新するものである。復号化手段１７は、パ
ラメータ更新手段１６から出力されたビットストリーム
を、圧縮符号化時の符号化方式と対応した復号化方式で
フレーム毎にオーディオ信号に復号するものである。

【００２９】信号レベル算出手段１２は図２に示すよう
に、変換テーブル２１と音圧レベル変換手段２２とを有
している。また騒音レベル算出手段１３は図３に示すよ
うに、フィルタバンク３１と最大振幅値算出手段３２と
を有している。

【００３０】以上のように構成されたオーディオ信号復
号装置の動作について、図１から図３を用いて説明す
る。なお、本実施の形態ではオーディオ信号復号装置が
復号するビットストリームの圧縮符号化方式は、ＭＰＥ
Ｇ−１のＬａｙｅｒ１であるとする。また以下の処理
は、圧縮符号化方式で規定されるフレーム毎に行うもの
とする。ＭＰＥＧ−１のＬａｙｅｒ１の場合は、３８４
サンプルの入力信号を符号化したものが１フレームに相
当する。

【００３１】騒音にマスキングされた信号を適切に増幅
するために、まずオーディオ信号の各サブバンドの音圧
レベルと、騒音信号の各サブバンドの音圧レベルとを算
出する。ここでサブバンドとは、符号化時の信号の全周
波数帯域を３２の等間隔で分割した各周波数帯域であ
る。例えば、符号化時の信号の帯域が１６ｋＨｚの場
合、１番目のサブバンドは０から５００Ｈｚ、２番目の
サブバンドは５００Ｈｚから１ｋＨｚ、以下３２番目の
サブバンドまで同様に表せる。

【００３２】まず、オーディオ信号の音圧レベルの算出
方法について説明する。図１のパラメータ抽出手段１１
は、入力されたオーディオ信号のビットストリームか
ら、アロケーション情報とスケールファクタ情報とを抽
出する。ここでアロケーション情報とは、当該フレーム
での各サブバンドの量子化ビット割り当て数を示す情報
である。またスケールファクタ情報とは、当該フレーム
でアロケーション情報が０でない、即ち量子化されたサ
ブバンドの信号の再生倍率を示す情報である(ISO/ICE 1
172-3:1993(E) 参照) 。

【００３３】図２に示す信号レベル算出手段１２内の変
換テーブル２１は、パラメータ抽出手段１１により抽出
されたアロケーション情報が０でないサブバンド、即ち
信号が量子化されたサブバンドに対して、パラメータ抽
出手段１１により抽出されたスケールファクタ情報と、
予め定めたスケールファクタテーブル値（ISO/ICE 1172
-3:1993(E)に準拠）とを比較することにより、スケール
ファクタ情報の示す値に相当する各サブバンドの再生倍
率（再生ゲイン）を算出する。この再生倍率は各サブバ
ンドの当該フレーム内での信号の振幅値であり、サブバ
ンドの信号レベルが大きい場合は再生倍率もそれに対応
して大きくなり、小さい場合は再生倍率もそれに対応し
て小さくなる。ここではこの再生倍率を、当該フレーム
におけるサブバンドの相対レベルを表す値として音圧レ
ベル変換手段２２に出力する。

【００３４】次に、音圧レベル変換手段２２は、変換テ
ーブル２１で算出した各サブバンドの相対レベルに、予
め定めた定数を乗ずることにより、各帯域の信号の音圧
レベルを算出する。この定数は、各サブバンドの相対レ
ベルを聴取位置での音圧レベルに変換するための定数で
ある。この定数は例えば各サブバンドの相対レベルが既
知である信号のビットストリームを、騒音のない環境下
で本オーディオ信号復号装置で復号して拡声し、聴取位
置における各サブバンドの実際の音圧レベルと、ビット
ストリームから変換テーブル２１を用いて求めた各帯域
の信号の相対レベルとの比より予め算出して得られた値
である。

【００３５】なお、アロケーション情報が０であるサブ
バンドについては、そのサブバンドの信号が可聴レベル
以下であることを示しているので、そのサブバンドの音
圧レベルは０、又は予め定めた最小値を表す定数に設定
する。

【００３６】以上の処理により、ビットストリームを復
号して一旦オーディオ信号にしてから各サブバンドのレ
ベルを算出することなく、直接ビットストリームから各
サブバンドの信号の音圧レベルを算出するようにしてい
る。

【００３７】次に、騒音レベル算出手段１３の動作につ
いて図３を用いて説明する。フィルタバンク３１は、フ
レーム毎に入力された騒音信号を、入力されたビットス
トリームの符号化時のサブバンド帯域に対応した３２帯
域のサブバンド信号に分割する。フィルタバンク３１の
構成は、一般的に広く用いられているどのような方法で
もよく、一例として、ＭＰＥＧ−１のオーディオの圧縮
符号化に用いられているポリフェーズフィルタバンクを
用いたものでも良い（ISO/IEC11172-3:1993(E)参照）。
次に最大振幅値算出手段３２は、分割された各サブバン
ドの騒音信号のフレーム内での最大値を求め、その値を
当該フレームにおける各サブバンドの音圧レベルとして
出力する。以上の処理により、騒音レベル算出手段１３
は騒音信号のサブバンド毎の音圧レベルを算出する。

【００３８】次に図１の補正レベル算出手段１４の動作
を説明する。補正レベル算出手段１４は、上記のように
して求まったサブバンド毎の信号の音圧レベルと騒音の
音圧レベルとを夫々入力し、サブバンド毎にその大小を
比較する。そして、信号レベルが騒音レベルより小さい
場合は、その帯域の信号を増幅するように補正レベルの
値を設定する。逆に信号レベルが騒音レベルより大きい
場合には、増幅しないように補正レベルの値を設定す
る。例えば、サブバンドｉの信号レベルをＳｉ（ｄＢ）
とし、騒音レベルをＮｉ（ｄＢ）とすると、補正レベル
Ｇｉ（ｄＢ）は次の（１）式で算出する。Ｇｉ＝Ｎｉ−Ｓｉ（Ｎｉ＞Ｓｉのとき）Ｇｉ＝０（Ｎｉ≦Ｓｉのとき）・・・（１）

【００３９】（１）式により補正レベルを算出し、騒音
レベルよりレベルの小さいサブバンドの信号について
は、上記補正レベル分だけ信号を増幅すると、騒音によ
るマスキングの影響が低減され、より明瞭に信号を復号
することができる。なお、上記補正レベルＧｉの算出式
は、（１）式以外にも定義が可能であり、例えば、次の
（２）式、即ち２次式についても適用が可能である。Ｇｉ＝α（Ｎｉ−Ｓｉ) ² ＋β（Ｎｉ−Ｓｉ) ＋γ （Ｎｉ−Ｓｉ＞ｋのとき) Ｇｉ＝０（Ｎｉ−Ｓｉ≦ｋのとき）・・・（２）ここで、α, β, γ，ｋは定数を表す。

【００４０】また、図４に（１）式及び（２）式による
（Ｎｉ−Ｓｉ) を入力とした場合の補正レベルの特性を
示す。（２）式はマスキング量を求める近似式として提
案されたものであるが（村瀬、中村、飯田：" 周囲騒音
によるマスキングを考慮した音質制御方法" 、日本音響
学会講演論文集、2-3-10(1997.3)）、図４に示されるよ
うに（１）式と同様に信号レベルＳｉと騒音レベルＮｉ
と大小に応じて、つまり騒音レベルＮｉが信号レベルＳ
ｉに対して大きいほど補正レベルＧｉも大きくなってい
る。（２）式により補正レベルを求め、そのレベル分各
サブバンドの信号を増幅することによっても、騒音によ
るマスキングの影響を低減でき、より明瞭に信号を復号
できる。

【００４１】なお、補正レベル算出の際、予め定めたレ
ベルを閾値として定め、各サブバンドの信号レベルが閾
値よりも小さい場合は補正レベルを０、即ち増幅しない
ようにすると、信号レベルが非常に小さいサブバンドの
信号を過度に増幅することによるオーディオ信号の歪み
を抑えることができる。

【００４２】また、補正レベル算出手段１４が前フレー
ムの各サブバンドの補正レベルの値を保持し、現フレー
ムの補正レベルと前フレームの補正レベルとの差分が、
予め定めた値を越えた場合は、現フレームの補正レベル
を一定範囲内の値にする。こうすると、補正レベルの変
化、即ち信号の増幅率の急激な変化を抑えることがで
き、信号の増幅率の急激な変化に起因するオーディオ信
号の歪みを抑えることもできる。

【００４３】また、補正レベル算出の際、算出した現フ
レームの補正レベルと予め定めた補正レベルの上限閾値
とを比較し、現フレームの補正レベルが上限閾値以上の
場合は、現フレームの補正レベルを上限閾値に設定する
ことにより、補正レベルが過度に大きくなることによる
オーディオ信号の過大増幅を抑えることができる。即ち
出力されるオーディオ信号の歪みを抑えることもでき
る。

【００４４】次に補正レベル算出手段１４で算出した補
正レベルに基づいて各サブバンドの信号を増幅して復号
する方法を説明する。図１のスケールファクタ算出手段
１５は、補正レベル算出手段１４で算出した補正レベル
から、スケールファクタ情報の更新量を算出する。スケ
ールファクタ情報は、上記のように復号時のサブバンド
の信号の再生倍率を示す値であり、＋６ｄＢから−１１
８ｄＢの範囲で約２ｄＢ間隔の６３段階の値で定義され
る(ISO/IEC11172-3:1993(E) 参照) 。

【００４５】このスケールファクタの値が増加すると、
再生倍率も増加し、例えば１段階増加すると約２ｄＢ増
加する。そこで、補正レベル算出手段１４で算出した各
サブバンドの補正レベルを２ｄＢで除算することによ
り、増幅分のスケールファクタの更新量を算出する。そ
して、パラメータ更新手段１６により、入力されたビッ
トストリームの当該サブバンドのスケールファクタに、
スケールファクタ算出手段１５により算出したスケール
ファクタの更新量を加算し、入力されたビットストリー
ムのスケールファクタを更新する。そして復号化手段１
７はオーディオ信号を圧縮符号化方式に対応した復号方
式、即ち本実施の形態ではＭＰＥＧ−１のＬａｙｅｒ１
による復号方式に基づき、ビットストリームをオーディ
オ信号に復号する。すると、スケールファクタの増加が
各サブバンドの再生倍率に反映され、周囲の騒音レベル
やその周波数成分に応じてオーディオ信号を増幅するこ
とができる。

【００４６】なお、ビットストリームがステレオ信号を
圧縮符号化したものである場合は、上記の処理を各左右
両チャンネルに対して夫々行うことにより、各チャンネ
ルの信号を騒音信号に応じて増幅することができる。

【００４７】また、本実施の形態は符号化方式としてＭ
ＰＥＧ−１のＬａｙｅｒ１を例に説明したが、ＭＰＥＧ
−１のＬａｙｅｒ２、ＭＰＥＧ−１のＬａｙｅｒ３につ
いても、類似したアロケーション情報及びスケールファ
クタ情報が含まれるため（ISO/IEC 11172-3:1993(E) 参
照）、同様の構成でサブバンド毎の信号レベルをスケー
ルファクタ情報より算出することが可能である。ＭＰＥ
Ｇ−１のＬａｙｅｒ２、ＭＰＥＧ−１のＬａｙｅｒ３の
ビットストリームについても同様の構成で騒音信号に応
じて復号時に各サブバンドの信号を増幅することができ
る。

【００４８】以上のように、本実施の形態によれば、入
力されたビットストリームより直接信号の各サブバンド
のレベルを算出し、騒音信号の各サブバンドのレベルと
比較することにより補正レベルを算出する。そして、そ
の補正レベルをスケールファクタの値に変換して元のビ
ットストリームを更新することにより、騒音にマスキン
グされた信号のサブバンドを、騒音のレベルや周波数特
性に応じて復号時に増幅することができる。

【００４９】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２におけるオーディオ信号復号装置の構成を示すブロ
ック図である。このオーディオ信号復号装置は、パラメ
ータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、騒音レベ
ル算出手段１３、補正レベル算出手段１４、スケールフ
ァクタ算出手段１５、パラメータ更新手段１６、復号化
手段１７に加えて、エコーキャンセラ５１を含んで構成
される。尚、これより以降の実施の形態では、実施の形
態１と同一の構成要素については同一の符号を付けて詳
細な説明を省略する。

【００５０】エコーキャンセラ５１は騒音レベル算出手
段１３の前段に設けられ、ソース信号として聴取位置に
拡声されるオーディオ出力信号と、聴取位置から収音し
た騒音信号とを入力とし、騒音信号に混入して収音され
たソース信号、即ちソース信号のエコー成分を除去す
る。エコーキャンセラの実現方法としては、例えばＬＭ
Ｓアルゴリズムを用いた適応フィルタによる方法などが
ある（Widrow, Stearns:"Adaptive Signal Processin
g", 193-458(1985)）。騒音信号を収音するマイクロホ
ンの配置や、聴取位置における拡声されたソース信号と
騒音信号とのレベル差によっては、騒音信号に混入して
収音されるソース信号のエコー成分が大きくなる。この
場合、騒音レベル算出手段１３において本来の騒音信号
のレベルを正しく算出することができなくなる場合があ
る。

【００５１】このような問題を回避するために、エコー
キャンセラ５１を備え、騒音レベル算出手段１３の前段
において不要なソース信号のエコー成分を除去すること
により、騒音レベルを常に正しく算出する。

【００５２】本実施の形態によれば、利用者の聴取位置
に拡声されたソース信号が騒音信号に混入することによ
り生じる騒音レベルの誤推定を、エコーキャンセラ５１
によって抑制することができる。即ち拡声されたソース
信号の回り込みによる補正特性の劣化を抑制できる。

【００５３】（実施の形態３）図６は本発明の実施の形
態３におけるオーディオ信号復号装置の構成を示すブロ
ック図である。このオーディオ信号復号装置は、パラメ
ータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、騒音レベ
ル算出手段１３、補正レベル算出手段１４、スケールフ
ァクタ算出手段１５、パラメータ更新手段１６、復号化
手段１７に加えて、ソース信号検出手段６１を含んで構
成される。

【００５４】ソース信号検出手段６１は復号化手段１７
と騒音レベル算出手段１３との間に設けられる。ソース
信号検出手段６１は復号化手段１７から出力されるソー
ス信号を用いてソース信号の有無を検出し、その検出結
果により騒音レベル算出手段１３の動作を制御する。ソ
ース信号の検出は、例えば復号化手段１７が出力するソ
ース信号レベルを算出し、予め定めた最小レベル閾値と
比較することで行われる。即ち、ソース信号のレベルが
最小レベル閾値より大きい場合はソース信号有りとし、
それ以外の場合にはソース信号無しとする。そして、ソ
ース信号検出手段６１がソース信号無しと判定した場合
にのみ、レベル算出更新動作を行うように騒音レベル算
出手段１３に指示する。例えば音声の切れ目等、ソース
信号が聴取位置に拡声されていないときにのみ、騒音レ
ベル算出を更新することにより、騒音レベル算出時にお
けるソース信号エコー成分の騒音信号への混入の影響を
防ぐことができる。

【００５５】本実施の形態によれば、ソース信号検出手
段６１によりソース信号が拡声されていない区間を検出
し、そのときのみ騒音レベル算出手段１３の更新動作を
行うことにより、エコーキャンセラを利用するときと比
較して、演算量の増加を抑えつつ、拡声されたソース信
号の影響なく、騒音信号のレベルを算出することができ
る。また、拡声されたソース信号の回り込みによる補正
特性の劣化を抑制できる。

【００５６】（実施の形態４）図７は本発明の実施の形
態４におけるオーディオ信号復号装置の構成を示すブロ
ック図である。このオーディオ信号復号装置は、パラメ
ータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、騒音レベ
ル算出手段１３、補正レベル算出手段１４、スケールフ
ァクタ算出手段１５、パラメータ更新手段１６、復号化
手段１７に加えて、騒音信号検出手段７１を含んで構成
される。

【００５７】騒音信号検出手段７１は、収音された騒音
信号を用いて騒音信号の有無を検出し、その検出結果に
より騒音レベル算出手段１３及び補正レベル算出手段１
４の動作を制御する。騒音信号の検出は、例えば騒音信
号の全帯域短時間レベルを算出し、予め定めた最小レベ
ル閾値と比較することにより行われる。即ち騒音信号の
全帯域短時間レベルが最小レベル閾値より大きい場合
は、騒音信号有りとし、それ以外の場合には騒音信号無
しとする。そして、騒音信号有りの場合のみ騒音レベル
算出手段１３においてレベル算出更新動作を行い、且つ
補正レベル算出手段１４においても補正レベルの算出更
新動作を行う。

【００５８】一方、騒音信号無しの場合、即ち聴取位置
で騒音が存在しなかった場合、騒音信号検出手段７１は
騒音レベル算出手段１３及び補正レベル算出手段１４の
算出更新動作を停止するように制御する。騒音レベル算
出手段１３は、例えば図３のようにフィルタバンクによ
り実現される場合があるが、フィルタバンク処理は一般
的に多くの演算量を必要とし、装置全体に占める演算量
も大きくなる。そこで、本実施の形態では、騒音信号が
検出されなかった場合に、騒音レベル算出手段１３と補
正レベル算出算出手段１４の動作を停止することによ
り、演算量の抑制、ひいてはコストダウン並びに消費電
力を抑制することができる。

【００５９】本実施の形態によれば、騒音信号検出手段
７１により騒音の有無を検出し、騒音が検出されなかっ
た区間については、騒音レベル算出手段１３及び補正レ
ベル算出手段１４の動作を停止することにより、騒音レ
ベル算出及び補正レベル算出にかかる演算量を抑えるこ
とができる。ひいては装置のコストダウン並びに消費電
力を抑制できる。

【００６０】（実施の形態５）図８は本発明の実施の形
態５におけるオーディオ信号復号装置の構成を示すブロ
ック図である。このオーディオ信号復号装置は、パラメ
ータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、補正レベ
ル算出手段１４、スケールファクタ算出手段１５、パラ
メータ更新手段１６、復号化手段１７に加えて、騒音特
性設定手段８１を含んで構成される。このオーディオ信
号復号装置は、実施の形態１〜４のように騒音信号を収
音しながら装置を制御するものではない。

【００６１】騒音特性設定手段８１は、聴取位置におい
て予想される騒音信号の長時間周波数特性を事前に設定
する手段である。具体的には、利用者等が予めスペクト
ラムアナライザ等の機器を用い、聴取位置における利用
時の騒音の周波数特性を測定する。その測定結果に基づ
いて、補正レベル算出手段１４の対応するサブバンド毎
に騒音レベルを設定する。即ち騒音の周波数特性が定常
的であり、且つ事前にその周波数特性が測定可能な場合
においては、上記のような騒音特性設定手段８１を設け
て事前に騒音の特性を設定しておくことにより、騒音レ
ベル算出にかかる演算量を削減することができる。ま
た、騒音信号の収音に必要なマイクロホン等を設置する
必要がなく、オーディオ信号復号装置の設置を簡便に行
うことができ、且つコストダウンを図ることができる。

【００６２】本実施の形態によれば、騒音信号が定常性
を有し、且つその周波数特性が予想可能な場合は、予め
騒音特性設定手段８１で騒音特性を設定することによ
り、騒音レベル算出にかかる演算量を削減することがで
き、ひいては装置のコストダウン並びに消費電力を抑制
できる。また、騒音の収音にかかる部材及び設置工数を
削減でき、装置のコストダウンを図ることができる。

【００６３】（実施の形態６）図９は本発明の実施の形
態６におけるオーディオ信号復号装置の構成を示すブロ
ック図である。このオーディオ信号復号装置は、パラメ
ータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、補正レベ
ル算出手段１４、スケールファクタ算出手段１５、パラ
メータ更新手段１６、復号化手段１７、騒音特性設定手
段８１に加えて、騒音特性記憶手段９１、選択手段９２
を含んで構成される。

【００６４】騒音特性記憶手段９１は、騒音特性設定手
段８１で設定された騒音の周波数特性を複数組記憶す
る。選択手段９２は、騒音特性記憶手段９１に記憶され
た複数の騒音の周波数特性の組から利用者が任意に選択
し、補正レベル算出手段１４に対して該当する騒音特性
を出力するように騒音特性記憶手段９１を制御する。

【００６５】聴取位置において、騒音特性は幾つかのパ
ターンに分類できる。例えば、聴取位置がデパートの室
内なら、繁忙期、閑散期、通常期等に分類でき、夫々代
表的な騒音特性を求めることができる。そこで、夫々の
騒音特性を予め測定しておき、騒音特性設定手段８１に
より夫々の特性を設定し、その特性を騒音特性記憶手段
９１に記憶しておく。そして利用時には、利用者が聴取
位置の騒音の状況に応じて予め騒音特性記憶手段９１に
記憶しておいた騒音特性の中から、現状に一番近い特性
を選択手段９２で選択する。このようにすると、聴取位
置の騒音特性が幾つかのパターンに分類される場合にお
いても、騒音信号収音用のマイクロホン等の設置を行う
ことなく、騒音特性に応じて補正処理を行うことができ
る。このため、騒音レベル算出にかかる演算量を抑える
ことができる。

【００６６】本実施の形態によれば、騒音特性が幾つか
のパターンをもつ場合は、そのパターン毎に予め騒音特
性を記憶しておき、利用者が利用時の騒音特性に応じ
て、記憶された騒音特性から現在の騒音特性に近い特性
を選択することができる。こうすると、騒音レベル算出
にかかる演算量を抑えることができ、且つ騒音特性が変
化する利用環境下においても、騒音特性に応じてソース
信号を明瞭に復号することができる。また、騒音の収音
にかかる部材やその設置工数を削減でき、装置のコスト
ダウンを図ることができる。

【００６７】（実施の形態７）図１０は本発明の実施の
形態７におけるオーディオ信号復号装置の構成を示すブ
ロック図である。このオーディオ信号復号装置は、パラ
メータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、補正レ
ベル算出手段１４、スケールファクタ算出手段１５、パ
ラメータ更新手段１６、復号化手段１７、騒音レベル算
出手段１３に加えて、騒音レベル記憶手段１０１、選択
手段１０２を含んで構成される。

【００６８】騒音レベル記憶手段１０１は、騒音レベル
算出手段１３で算出された騒音レベルを予め複数組任意
に記憶する。選択手段１０２は、利用者が騒音レベル記
憶手段１０１に記憶された任意の騒音レベルの組を選択
し、補正レベル算出手段１４に、選択された騒音レベル
の組みを出力するように騒音レベル記憶手段１０１を制
御する。利用者は、聴取位置において特徴的な騒音が観
測されたときに、騒音レベル記憶手段１０１を動作さ
せ、そのときの騒音レベルを記録させる。

【００６９】実施の形態６の例のように、聴取位置がデ
パートの室内だとすると、繁忙期、閑散期、通常期にお
いて、夫々を代表する騒音信号が観測されたときに、利
用者がその騒音レベルを騒音レベル記憶手段１０１に予
め記憶させておく。そして利用時には、利用者が聴取位
置の騒音の状況に応じて、予め騒音レベル記憶手段１０
１に記憶しておいた騒音レベルの中から、現状に一番近
いレベル特性を選択手段１０２で選択する。このように
すると、聴取位置の騒音特性が幾つかのパターンに分類
される場合は、予めそのパターンに応じた騒音レベルの
組が記憶されているため、騒音の事前測定や設定にかか
る利用者等の工数を減らすことができる。また、利用時
には騒音レベル算出にかかる演算量を削減することがで
きる。

【００７０】本実施の形態によれば、利用者が利用環境
に応じた騒音レベルを装置に予め記憶させ、利用時に利
用環境に対応する騒音レベルを騒音レベル記憶手段１０
１から選択することにより、騒音レベル算出にかかる演
算量を抑えることができる。且つ利用者の騒音特性設定
の手間を削減しつつ、騒音特性が変化する利用環境下に
おいても、騒音特性に応じてソース信号を明瞭に復号す
ることができる。

【００７１】（実施の形態８）図１１は本発明の実施の
形態８におけるオーディオ信号復号装置の構成を示すブ
ロック図である。このオーディオ信号復号装置は、パラ
メータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、補正レ
ベル算出手段１４、スケールファクタ算出手段１５、パ
ラメータ更新手段１６、復号化手段１７、騒音レベル算
出手段１３に加えて、定常性検出手段１１１を含んで構
成される。

【００７２】定常性検出手段１１１は、騒音信号を入力
し、騒音信号の定常性、即ち収音された騒音信号のレベ
ルやスペクトルの時間変化の割合を検出する。そして騒
音信号が定常、即ちレベルやスペクトルの時間変化が小
さい場合は、騒音レベル算出手段１３で算出されるサブ
バンド毎の騒音レベルの変化頻度も小さいと推定される
ので、定常性検出手段１１１は騒音レベル算出手段１３
の算出更新頻度を低くするように制御する。

【００７３】一方、騒音信号が非定常、即ちレベルやス
ペクトルの時間変化が大きい場合は、逆に騒音レベル算
出手段１３で算出されるサブバンド毎の騒音レベルの変
化頻度も大きいと推定されるので、定常性検出手段１１
１は騒音レベル算出手段１３の制御を行わない。この場
合、騒音レベル算出手段１３は通常の頻度で騒音レベル
の算出を行う。このようにすると、騒音信号の定常性に
応じた騒音レベル算出の更新処理を行うことができる。
そして、騒音レベル算出手段１３にかかる演算量を抑制
することができる。

【００７４】本実施の形態によれば、騒音が定常状態の
場合、騒音レベル算出手段１３の更新頻度を低くするこ
とにより、騒音レベル算出手段１３にかかる演算量を抑
えることができる。且つ事前に騒音特性の設定又は騒音
レベルの算出をする必要もなくなる。即ち、利用者の事
前設定の手間を削減しつつ、騒音特性が変化する利用環
境下においても、騒音特性に応じてソース信号を明瞭に
復号することができる。

【００７５】（実施の形態９）図１２は本発明の実施の
形態９におけるオーディオ信号復号装置の構成を示すブ
ロック図である。このオーディオ信号復号装置は、パラ
メータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、補正レ
ベル算出手段１４、スケールファクタ算出手段１５、パ
ラメータ更新手段１６、復号化手段１７、騒音レベル算
出手段１３に加えて、信号レベル校正手段１２１を含ん
で構成される。信号レベル校正手段１２１は、騒音レベ
ル算出手段１３の算出結果に基づいて信号レベルの校正
を行い、信号レベル算出手段１２にその結果を出力する
ものである。

【００７６】入力されたビットストリームより抽出した
スケールファクタからは、サブバンド毎の信号の相対レ
ベルしか算出できない。このため、騒音レベルと対応づ
けて補正レベルを正しく算出するためには、図２のよう
に予め定めた定数を乗ずることにより、相対レベルを聴
取位置におけるソース信号の音圧レベルに変換する必要
がある。

【００７７】しかし、上記した定数は利用状況により変
化する場合がある。例えば、復号化手段１７で出力され
たソース信号を拡声するために、その後段に拡声用の増
幅器を設けたとする。先ず増幅器の増幅率をある値に定
め、その状態で定数を算出し、ソースを拡声したとす
る。その後、増幅器の増幅率を変化させて同じソースを
拡声すると、図２の変換テーブル２１の値に変化がない
にも関わらず、増幅器の増幅率の変化のために、聴取位
置による音圧レベルは変化する。これは定数が変化した
ことと相等しい。このような増幅器の増幅率を変化させ
た場合は、再度定数を正しく設定しなおす必要がある。
この定数の再設定、即ち信号レベルの校正を行うのが信
号レベル校正手段１２１の働きである。

【００７８】信号レベル校正手段１２１は、信号レベル
算出手段１２が出力する信号レベル信号と、騒音レベル
算出手段１３が出力する騒音レベル信号とを入力とす
る。先ず利用時の環境、即ち拡声用増幅器の利得設定等
を行った後、各サブバンドの相対レベルが既知である信
号のビットストリームを、騒音のない環境下で本オーデ
ィオ信号復号装置で復号して拡声し、その拡声音を騒音
入力として入力する。そして騒音レベル算出手段１３で
収音した拡声音の各サブバンドの音圧レベルを算出す
る。一方、信号レベル算出手段１２でも同時にソース信
号の各サブバンドの音圧レベルを算出する。このとき、
騒音レベル算出手段１３で算出された音圧レベルと信号
レベル算出手段１４で算出された音圧レベルは等しくな
るはずなので、これらが等しくなるように図２の音圧レ
ベル変換手段２２にかかる定数を調節する。以上のレベ
ル校正手順を利用時の環境が変化する度に行う。

【００７９】本実施の形態によれば、装置内部でのソー
ス信号のレベル表現形式を、聴取位置で利用者が実際に
聴取するソース信号のレベル表現形式に合わせることが
できる。そして、このような事前の校正作業を、利用環
境の変化に応じて簡略且つ精度良く行うことができる。

【００８０】（実施の形態１０）図１３は本発明の実施
の形態１０におけるオーディオ信号復号装置の構成を示
すブロック図である。このオーディオ信号復号装置は、
パラメータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、補
正レベル算出手段１４、スケールファクタ算出手段１
５、パラメータ更新手段１６、復号化手段１７、騒音レ
ベル算出手段１３に加えて、信号レベル校正手段１２
１、騒音信号検出手段１３１を含んで構成される。

【００８１】騒音信号検出手段１３１は、予め定めた閾
値と現在入力されている騒音信号のレベルとを比較する
ことにより、騒音信号の有無を検出する。また、信号レ
ベル校正手段１２１は、騒音信号検出手段１３１で騒音
信号が検出されていない場合にのみ、信号レベルの校正
を行う。聴取位置において騒音信号が存在している場合
は、レベル校正用に拡声されるソース信号に騒音信号が
混入して騒音入力として収音される場合がある。このよ
うな場合は、信号レベル校正手段１２１において正しく
信号レベルの校正を行うことができない。そこで、騒音
信号検出手段１３１で騒音信号の有無を検出し、騒音信
号が存在しない場合にのみ、任意に信号レベル校正を行
うようにする。この動作により、装置の動作中において
も正確且つ簡便な校正作業が可能となる。

【００８２】本実施の形態によれば、装置内部でのソー
ス信号のレベル表現形式を、聴取位置で利用者が実際に
聴取するソース信号のレベル表現形式に合わせるための
校正作業を、装置の動作中に自動的に行うことができ
る。そして、このような校正作業を簡略且つ精度良く行
うことができる。

【００８３】（実施の形態１１）図１４は本発明の実施
の形態１１におけるオーディオ信号復号装置の構成を示
すブロック図である。このオーディオ信号復号装置は、
パラメータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、補
正レベル算出手段１４、スケールファクタ算出手段１
５、パラメータ更新手段１６、復号化手段１７、騒音レ
ベル算出手段１３に加えて、騒音信号検出手段１４１、
ソース信号検出手段１４２、動作制御手段１４３を含ん
で構成される。

【００８４】騒音信号検出手段１４１は、予め定めた閾
値と現在入力されている騒音信号のレベルとを比較する
ことにより、騒音信号の有無を検出する。ソース信号検
出手段１４２は、パラメータ抽出手段１１で抽出された
パラメータよりソース信号の有無を検出する。例えば、
複数のサブバンドのスケールファクタと予め定めた閾値
とを比較し、その閾値より小さな値をとるサブバンド数
の大小により、ソース信号の有無を検出することができ
る。また、動作制御手段１４３は、騒音信号検出手段１
４１又はソース信号検出手段１４２において、信号が検
出されなかった場合は、騒音レベル算出手段１３、補正
レベル算出手段１４、信号レベル算出手段１２、スケー
ルファクタ算出手段１５、及びパラメータ更新手段１６
の動作を停止する。

【００８５】騒音信号が検出されなかった場合は、聴取
位置におけるＳＮ比が高い、即ち十分明瞭にソース信号
が拡声されていると考えることができるので、本装置に
より補正処理を行う必要はない。同様に、拡声すべきソ
ース信号が検出されなかった場合も、ソース信号の補正
処理を行う必要がない。これらの場合には、補正処理に
かかる動作、即ち信号レベル算出手段１２、騒音レベル
算出手段１３、補正レベル算出手段１４、スケールファ
クタ算出手段１５、及びパラメータ更新手段１６の動作
を停止しても、本来の補正処理に影響を与えることはな
い。

【００８６】本実施の形態によれば、ソース信号の補正
処理を行う必要がない場合、即ちソース信号又は騒音信
号が検出されなかった場合は、補正処理に必要な各手段
の動作を停止することにより、装置全体の演算量を削減
できる。ひいては動作時の消費電力を抑えることができ
る。

【００８７】（実施の形態１２）図１５は本発明の実施
の形態１２におけるオーディオ信号復号装置の構成を示
すブロック図である。このオーディオ信号復号装置は、
パラメータ抽出手段１１、信号レベル算出手段１２、補
正レベル算出手段１４、スケールファクタ算出手段１
５、パラメータ更新手段１６、復号化手段１７、騒音レ
ベル算出手段１３に加えて、音質設定手段１５１、音質
調整手段１５２を含んで構成される。

【００８８】音質設定手段１５１は、利用者が設定した
ソース信号の音質設定条件を音質調整手段１５２に出力
する。音質設定として、例えば補正レベル算出手段１４
の各サブバンドの周波数帯域毎に、その増幅又は減衰率
を設定する方法がある。音質調整手段１５２は、音質設
定手段１５１により設定された音質設定条件により、補
正レベル算出手段１４の補正レベルを調節する。

【００８９】補正レベル算出手段１４は、ソース信号の
各サブバンド毎のゲインを騒音信号に応じて算出してい
るが、そこで算出されたゲインを修正、即ち各サブバン
ド毎に利用者が設定した音質特性に応じて増減すること
により、少ない演算量で拡声されるソース信号の音質を
利用者の好みに応じて調整することができる。

【００９０】本実施の形態によれば、補正処理と同時に
利用者の好みに応じた音質調整を、演算量の増加を抑え
ながら行うことができる。

【００９１】

【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、騒
音にマスキングされた周波数帯域の信号を復号時に増幅
し、騒音下においても明瞭にオーディオ信号を復号する
ことができる。

【００９２】本願の請求項２記載の発明によれば、利用
者の聴取位置に拡声されたソース信号が騒音信号の入力
に混入した場合、そのとき生じる騒音レベルの誤推定を
抑制することができる。即ち拡声されたソース信号の回
り込みによる補正特性の劣化を抑制することができる。

【００９３】本願の請求項３記載の発明によれば、エコ
ーキャンセラの利用時と比較して演算量の増加を抑えつ
つ、拡声されたソース信号の影響なく、騒音信号のレベ
ルを算出することができる。このため、拡声されたソー
ス信号の回り込みによるソース信号の補正特性の劣化を
抑制することができる。

【００９４】本願の請求項４記載の発明によれば、騒音
信号が検出されなかった場合には、騒音レベル算出手段
及び補正レベル算出手段による算出動作を停止すること
により、騒音レベル算出及び補正レベル算出にかかる演
算量を抑えることができ、ひいては装置のコストダウン
並びに消費電力の抑制を行うことができる。

【００９５】本願の請求項５記載の発明によれば、各サ
ブバンドの補正ゲインを算出することにより、騒音信号
が定常性をもち、かつその周波数特性が予想可能な場合
は、騒音レベル算出にかかる演算量を削減することがで
き、ひいては装置のコストダウン並びに消費電力の抑制
を行うことができる。

【００９６】本願の請求項６記載の発明によれば、騒音
特性記憶手段に記憶された騒音特性から現在の騒音特性
に近い特性を選択することにより、騒音特性が幾つかの
パターンをもつ場合は、騒音レベル算出にかかる演算量
を抑えることができ、かつ騒音特性が変化する利用環境
下においても騒音特性に応じてソース信号を明瞭に復号
することができる。

【００９７】本願の請求項７記載の発明によれば、利用
時に利用環境に応じて対応する騒音レベルを騒音レベル
記憶手段から選択することにより、騒音レベル算出にか
かる演算量を抑えることができ、かつ利用者の騒音特性
設定の手間を削減しつつ、騒音特性が変化する利用環境
下においても騒音特性に応じてソース信号を明瞭に復号
することができる。

【００９８】本願の請求項８記載の発明によれば、定常
性検出手段により騒音の定常性を検出し、騒音が定常状
態のときは騒音レベル算出手段の更新頻度を低くするこ
とにより、騒音レベル算出手段にかかる演算量を抑える
ことができ、かつ事前に騒音特性の設定もしくは騒音レ
ベルの算出をする必要がなくなる。即ち利用者等の事前
設定の手間を削減しつつ、騒音特性が変化する利用環境
下においても騒音特性に応じてソース信号を明瞭に復号
することができる。

【００９９】本願の請求項９記載の発明によれば、拡声
され利用者が聴取するソース信号のレベルと等しくなる
ように校正する信号レベル校正手段を設けることより、
装置内部でのソース信号のレベル表現形式を、聴取位置
で利用者が実際に聴取するソース信号のレベル表現形式
に変換することができる。即ち音圧レベルに合わせるた
めの事前校正作業を、利用環境の変化に応じて簡略かつ
精度良く行うことができる。

【０１００】本願の請求項９又は１０記載の発明によれ
ば、騒音信号検出手段で騒音信号が検出されていないと
きにのみ、信号レベル校正手段が信号レベルの校正を行
うことにより、装置内部でのソース信号のレベル表現形
式を、聴取位置で利用者が実際に聴取するソース信号の
レベル表現形式に変換することができる。即ち音圧レベ
ルに合わせるための校正作業を、装置の動作中に自動的
に行うことができ、校正作業を簡略かつ精度良く行うこ
とができる。

【０１０１】本願の請求項１１記載の発明によれば、ソ
ース信号又は騒音信号が検出されない場合は、動作制御
手段により補正処理に必要な手段の動作を停止すること
により、装置全体の演算量削減を図ることができ、ひい
ては動作時の消費電力を抑えることができる。

【０１０２】本願の請求項１２記載の発明によれば、補
正処理と同時に利用者の好みに応じた音質調整を演算量
の増加を抑えつつ行うことができる。

【０１０３】本願の請求項１３記載の発明によれば、補
正レベル算出手段が、信号レベル算出手段により算出さ
れた各サブバンドの信号レベルの大小を判別し、予め定
めたレベルより小さい場合には補正ゲインを０にするこ
とにより、信号レベルが非常に小さいサブバンドの信号
を過度に増幅することによる復号時のオーディオ信号の
歪みを抑えることができる。

【０１０４】本願の請求項１４記載の発明によれば、現
フレームの補正レベルと前フレームの補正レベルとの差
分が予め定めた値を越えた場合は、現フレームの補正レ
ベルを一定範囲内の値にすることにより、補正レベルの
変化、即ち信号の増幅率の急激な変化を抑えることがで
き、信号の増幅率の急激な変化に起因するオーディオ信
号の歪みを抑えることもできる。

【０１０５】本願の請求項１５記載の発明によれば、現
フレームの補正レベルが上限閾値以上の場合は、現フレ
ームの補正レベルを上限閾値に設定することにより、補
正レベルが過度に大きくなることによるオーディオ信号
の過大増幅を抑えることができる。即ち出力されるオー
ディオ信号の歪みを抑えることもできる。

【０１０６】本願の請求項１６記載の発明によれば、入
力されるビットストリーム及び及びオーディオ信号復号
装置の復号化手段は、夫々ＭＰＥＧ−１のＬａｙｅｒ
１、Ｌａｙｅｒ２、又はＬａｙｅｒ３のいずれかの方式
で圧縮符号化されたビットストリーム復号することがで
きる。いずれの符号化方式の場合も、同様の構成で騒音
信号のレベルや周波数特性の変化に応じて、マスキング
されたサブバンドの信号を復号時に増幅し、騒音下にお
いても明瞭にオーディオ信号を復号することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるオーディオ信号
復号装置の構成を示すブロック図である。

【図２】実施の形態１のオーディオ信号復号装置に用い
られる信号レベル算出手段の構成図である。

【図３】実施の形態１のオーディオ信号復号装置に用い
られる騒音レベル算出手段の構成図である。

【図４】実施の形態１のオーディオ信号復号装置におい
て、補正レベルの特性を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態２におけるオーディオ信号
復号装置の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の実施の形態３におけるオーディオ信号
復号装置の構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の実施の形態４におけるオーディオ信号
復号装置の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の実施の形態５におけるオーディオ信号
復号装置の構成を示すブロック図である。

【図９】本発明の実施の形態６におけるオーディオ信号
復号装置の構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の実施の形態７におけるオーディオ信
号復号装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の実施の形態８におけるオーディオ信
号復号装置の構成を示すブロック図である。

【図１２】本発明の実施の形態９におけるオーディオ信
号復号装置の構成を示すブロック図である。

【図１３】本発明の実施の形態１０におけるオーディオ
信号復号装置の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の実施の形態１１におけるオーディオ
信号復号装置の構成を示すブロック図である。

【図１５】本発明の実施の形態１２におけるオーディオ
信号復号装置の構成を示すブロック図である。

【図１６】従来例のオーディオ信号復号装置の構成図で
ある。

【符号の説明】

１１パラメータ抽出手段１２信号レベル算出手段１３騒音レベル算出手段１４補正レベル算出手段１５スケールファクタ算出手段１６パラメータ更新手段１７，１６１復号化手段２１変換テーブル２２音圧レベル変換手段３１フィルタバンク３２最大振幅値算出手段５１エコーキャンセラ６１ソース信号検出手段７１騒音信号検出手段８１騒音特性設定手段９１騒音特性記憶手段９２選択手段１０１騒音レベル記憶手段１０２選択手段１１１定常性検出手段１２１信号レベル校正手段１３１騒音信号検出手段１４１騒音信号検出手段１４２ソース信号検出手段１４３動作制御手段１５１音質設定手段１５２音質調整手段１６２増幅器１６３スピーカ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田上亮大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者茨木悟大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5D045 DA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮符号化されたオーディオ信号のビッ
トストリームを入力し、復号化したオーディオ信号を出
力するオーディオ信号復号装置であって、入力されたビットストリームからフレーム毎にアロケー
ション情報とスケールファクタ情報とを抽出するパラメ
ータ抽出手段と、前記パラメータ抽出手段により抽出されたアロケーショ
ン情報及びスケールファクタ情報と予め定めた定数とに
より、フレーム毎に各サブバンド域の信号レベルを算出
する信号レベル算出手段と、騒音信号を入力し、オーディオ信号の各サブバンドに対
応する各周波数帯域の騒音信号レベルを算出する騒音レ
ベル算出手段と、前記騒音レベル算出手段により算出された各サブバンド
の騒音信号レベルから、前記信号レベル算出手段により
算出された各サブバンドのオーディオ信号レベルを減算
した値を非明瞭度指数とするとき、前記非明瞭度指数が
増加したとき、各サブバンドのオーディオ信号の補正レ
ベルを増加させるよう、各サブバンドの補正ゲインをフ
レーム毎に算出する補正レベル算出手段と、前記補正レベル算出手段により算出された各帯域の補正
レベルより、スケールファクタ更新量をフレーム毎に算
出するスケールファクタ算出手段と、入力ビットストリームにおける当該フレームのスケール
ファクタを入力し、前記スケールファクタ算出手段によ
り算出されたスケールファクタ更新量に応じて、入力ビ
ットストリームに含まれるスケールファクタ情報を更新
するパラメータ更新手段と、前記パラメータ更新手段から出力されたビットストリー
ムを、圧縮符号化時の符号化方式と対応した復号化方式
でフレーム毎にオーディオ信号に復号する復号化手段
と、を具備することを特徴とするオーディオ信号復号装
置。
【請求項２】騒音信号と前記復号化手段が出力するオ
ーディオ信号とを入力し、前記騒音信号から前記復号化
手段が出力するオーディオ信号成分を除去するエコーキ
ャンセラを更に設けたことを特徴とする請求項１記載の
オーディオ信号復号装置。
【請求項３】前記復号化手段が出力するオーディオ信
号を入力し、前記オーディオ信号のレベルと予め定めた
最小レベル閾値とを比較することにより、ソース信号の
有無を検出するソース信号検出手段を更に設け、前記騒音レベル算出手段は、前記ソース信号検出手段で
ソース信号が無音の場合には騒音レベルを算出し、有音
の場合は前回算出した騒音レベルを現在の騒音レベルと
して出力することを特徴とする請求項１記載のオーディ
オ信号復号装置。
【請求項４】予め定めた閾値と現在入力されている騒
音信号のレベルとを比較することにより騒音信号の有無
を検出し、騒音信号が検出されなかった場合には、前記
騒音レベル算出手段及び前記補正レベル算出手段による
レベル算出動作を停止するよう制御する騒音信号検出手
段を更に設けたことを特徴とする請求項１記載のオーデ
ィオ信号復号装置。
【請求項５】圧縮符号化されたオーディオ信号のビッ
トストリームを入力し、復号化したオーディオ信号を出
力するオーディオ信号復号装置であって、入力されたビットストリームからフレーム毎にアロケー
ション情報とスケールファクタ情報とを抽出するパラメ
ータ抽出手段と、前記パラメータ抽出手段により抽出されたアロケーショ
ン情報及びスケールファクタ情報と予め定めた定数とに
より、フレーム毎に各サブバンド域の信号レベルを算出
する信号レベル算出手段と、予め予想される騒音信号の長時間周波数特性を設定する
騒音特性設定手段と、前記騒音特性設定手段により予め
設定された騒音信号の周波数特性、及び前記信号レベル
算出手段により算出された各サブバンドのオーディオ信
号レベルに基づいて、各サブバンドの補正ゲインをフレ
ーム毎に算出する補正レベル算出手段と、前記補正レベル算出手段により算出された各帯域の補正
レベルより、スケールファクタ更新量をフレーム毎に算
出するスケールファクタ算出手段と、入力ビットストリームの当該フレームのスケールファク
タを入力し、前記スケールファクタ算出手段により算出
されたスケールファクタ更新量に応じて、前記入力ビッ
トストリームに含まれるスケールファクタ情報を更新す
るパラメータ更新手段と、前記パラメータ更新手段から出力されたビットストリー
ムを、圧縮符号化時の符号化方式と対応した復号化方式
でフレーム毎にオーディオ信号に復号する復号化手段
と、を具備することを特徴とするオーディオ信号復号装
置。
【請求項６】前記騒音特性設定手段が予め騒音信号の
特徴的な長時間周波数特性を複数設定したとき、設定さ
れた前記複数の長時間周波数特性を記憶する騒音特性記
憶手段と、利用者が利用時の騒音に合わせて前記騒音特性記憶手段
に記憶された任意の長時間周波数特性を選択する選択手
段と、を更に設けたことを特徴とする請求項５記載のオ
ーディオ信号復号装置。
【請求項７】前記騒音レベル算出手段が出力する騒音
レベルを予め複数組任意に記憶する騒音レベル記憶手段
と、利用者が利用時の騒音に合わせて、前記騒音レベル記憶
手段に記憶された任意の騒音レベルの組を選択する制御
信号を前記騒音特性記憶手段に出力する選択手段と、を
更に設けたことを特徴とする請求項１記載のオーディオ
信号復号装置。
【請求項８】騒音信号の定常性の有無を検出し、騒音
信号が定常な場合は前記騒音レベル算出手段の算出更新
頻度を低くするように設定する定常性検出手段を、更に
設けたことを特徴とする請求項１記載のオーディオ信号
復号装置。
【請求項９】前記信号レベル算出手段により算出され
たソース信号のレベル、及び前記騒音レベル算出手段に
より算出された騒音信号のレベルを用い、前記ソース信
号のレベルを、利用者が聴取するソース信号のレベルと
等しくなるように校正する信号レベル校正手段を更に設
けたことを特徴とする請求項１記載のオーディオ信号復
号装置。
【請求項１０】予め定めた閾値と現在入力されている
騒音信号のレベルとを比較することにより、騒音信号の
有無を検出する騒音信号検出手段を更に設け、前記信号レベル校正手段は、前記騒音信号検出手段で騒
音信号が検出されていないときにのみ信号レベルの校正
を行うことを特徴とする請求項９記載のオーディオ信号
復号装置。
【請求項１１】予め定めた閾値と現在入力されている
騒音信号のレベルとを比較することにより、騒音信号の
有無を検出する騒音信号検出手段と、前記パラメータ抽出手段で抽出されたパラメータよりソ
ース信号の有無を検出するソース信号検出手段と、前記騒音信号検出手段又は前記ソース信号検出手段にお
いて信号が検出されなかった場合は、前記騒音レベル算
出手段、前記補正レベル算出手段、前記信号レベル算出
手段、前記スケールファクタ算出手段、及び前記パラメ
ータ更新手段の動作を停止させる動作制御手段と、を更
に設けたことを特徴とする請求項１記載のオーディオ信
号復号装置。
【請求項１２】ソース信号の音質設定条件を出力する
音質設定手段と、前記音質設定手段により設定された音質設定条件によ
り、前記補正レベル算出手段の補正レベルを調節する音
質調整手段と、を更に設けたことを特徴とする請求項１
記載のオーディオ信号復号装置。
【請求項１３】前記補正レベル算出手段は、前記信号
レベル算出手段により算出された各サブバンドの信号レ
ベルの大小を判別し、予め定めたレベルより小さい場合
には補正レベルを０にすることを特徴とする請求項１〜
１２のいずれか１項記載のオーディオ信号復号装置。
【請求項１４】前記補正レベル算出手段は、前フレームの補正レベルの値を保持し、現フレームの補
正レベルと前フレームの補正レベルとの差分が予め定め
た値を越えた場合は、現フレームの補正レベルを一定範
囲内の値に設定することを特徴とする請求項１〜１２の
いずれか１項記載のオーディオ信号復号装置。
【請求項１５】前記補正レベル算出手段は、算出した
現フレームの補正レベルと予め定めた補正レベル上限閾
値とを比較し、現フレームの補正レベルが前記上限閾値
以上の場合は、現フレームの補正レベルを前記上限閾値
に設定することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか
１項記載のオーディオ信号復号装置。
【請求項１６】ＭＰＥＧ−１のＬａｙｅｒ１、Ｌａｙ
ｅｒ２、又はＬａｙｅｒ３のいずれかの方式で圧縮符号
化されたビットストリームが前記パラメータ抽出手段に
入力されたとき、前記復号化手段は前記ＭＰＥＧ−１の
復号化ルールに基づいて前記ビットストリームを復号化
することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項記
載のオーディオ信号復号装置。