| 【発明の名称】 |
オーディオ符号化、復号装置及びその方法並びにその制御プログラム記録媒体 |
| 【発明者】 |
【氏名】高見沢 雄一郎
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| 【要約】 |
【課題】オーディオ符号化・復号装置において、写像変換及び逆写像変換の演算量を低減する。
【解決手段】複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って符号化／復号化するオーディオ符号化装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号を格納し、２つ以上のチャネルに対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部１０１と、写像信号圧縮部１０２から構成されている。並列写像変換部１０１には、２チャンネル（ステレオ）のオーディオ信号が入力され、この信号はＳＩＭＤ型演算器とＳＩＭＤ型変数を用いて並列に写像変換が施され、生成された写像信号は、写像信号圧縮部１０２へ出力される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化装置であって、１つのＳＩＭＤ（Single Instruction Stream-Multiple Data Stream）型変数に２つ以上のチャネルの入力信号を格納し、前記２つ以上のチャネルに対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部を有することを特徴とするオーディオ符号化装置。
【請求項２】 入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の入力信号を格納し、前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部を有することを特徴とするオーディオ符号化装置。
【請求項３】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号と２つ以上の時間区間の入力信号を格納し、前記２つ以上のチャネルの入力信号と前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部を有することを特徴とするオーディオ符号化装置。
【請求項４】 複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号を格納し、前記２つ以上のチャネルに対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列逆写像変換部を有することを特徴とするオーディオ復号装置。
【請求項５】 複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の写像信号を格納し、前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列逆写像変換部を有することを特徴とするオーディオ復号装置。
【請求項６】 複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号と２つ以上の時間区間の写像信号を格納し、前記２つ以上のチャネルと前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列逆写像変換部を有することを特徴とするオーディオ復号装置。
【請求項７】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルに対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とするオーディオ符号化方法。
【請求項８】 入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の入力信号を格納するステップと、前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とするオーディオ符号化方法。
【請求項９】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号と２つ以上の時間区間の入力信号を格納ステップステップと、前記２つ以上のチャネルの入力信号と前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とするオーディオ符号化方法。
【請求項１０】 複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルに対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とするオーディオ復号方法。
【請求項１１】 複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とするオーディオ復号方法。
【請求項１２】 複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号と２つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルと前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とするオーディオ復号方法。
【請求項１３】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルに対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う処理をコンピュータに実行させるステップとを有することを特徴とする記録媒体。
【請求項１４】 入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の入力信号を格納するステップと、前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする記録媒体。
【請求項１５】 複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号と２つ以上の時間区間の入力信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルの入力信号と前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする記録媒体。
【請求項１６】 複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルに対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする記録媒体。
【請求項１７】 複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする記録媒体。
【請求項１８】 複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号と２つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルと前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする記録媒体。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオーディオ符号化、復号装置及びその方法並びにその方法を制御する制御プログラムを記録した記録媒体に関し、特に写像変換及び逆写像変換の演算量を低減するオーディオ符号化、復号装置及びその方法並びにその方法を制御する制御プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】オーディオ符号化では、一般に、各チャネルの時間領域の入力オーディオ信号を予め定められたフレームと呼ばれる時間区間毎に区切り、各フレーム毎に修正離散コサイン変換（ＭＤＣＴ：Modified Discrete Cosine Transform）や高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）などの写像変換を施して周波数領域の写像信号へと変換した後で、量子化やハフマン符号化などによって写像信号を圧縮するようになっている。
【０００３】また、オーディオ復号装置では、一般に、符号化とは逆の手順（逆量子化やハフマン復号）によって写像信号を生成した後で、写像信号に対して逆修正離散コサイン変換（ＩＭＤＣＴ：Inverse MDCT）や高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse FFT ）などの逆写像変換を施して各チャネルの時間領域の復号オーディオ信号をフレーム毎に得るものである。
【０００４】このようなオーディオ符号化及び復号方式の例としては、ＭＰＥＧ−２（Moving Picture Experts Group Phase-2）ＡＡＣ（エーエーシー）方式や、Ｄｏｌｂｙ（ドルビー）ＡＣ−３（エーシースリー）方式が有名であり、これらの方式では、写像変換には修正離散コサイン変換を、逆写像変換には逆修正離散コサイン変換を、それぞれ用いている。
【０００５】図４に、従来のオーディオ符号化装置のブロック図を示す。このブロック図の構成は２チャネル（ステレオ）のオーディオ信号を符号化する装置であり、２つの写像変換部４０１ａ，４０１ｂと写像信号圧縮部４０２とから構成されている。
【０００６】この従来のオーディオ符号化装置において、２チャネルのオーディオ信号のうち、片方のチャネルのオーディオ信号は写像変換部４０１ａへ、もう一方のチャネルのオーディオ信号は写像変換部４０１ｂへ、それぞれ入力される。写像変換部４０１ａ及び４０１ｂでは、チャネル毎、フレーム毎に、入力されたオーディオ信号に写像変換を施して写像信号を得る。写像信号圧縮部４０２では、２チャネルの写像信号に対して、量子化やハフマン符号化などを行って圧縮し、ビットストリームを出力する。
【０００７】図５に従来のオーディオ復号装置のブロック図を示す。このブロック図の構成は２チャネル（ステレオ）のオーディオ信号を復号する装置であり、写像信号伸張部５０１と２つの逆写像変換部５０２ａ，５０２ｂとから構成されている。
【０００８】写像信号伸張部５０１には、ビットストリームが入力される。写像信号伸張部５０１では、符号化装置の写像信号符号化部（図４の４０２）と逆の手順により２チャネルの写像信号を生成し、片方のチャネルの写像信号を逆写像変換部５０２ａへ、もう一方のチャネルの写像信号を逆写像変換部５０２ｂへ、それぞれ出力する。逆写像変換部５０２ａ及び５０２ｂでは、チャネル毎、フレーム毎に、入力された写像信号に逆写像変換を施して復号オーディオ信号を得る。
【０００９】一般に、写像変換（図４の４０１ａ，４０１ｂ）及び逆写像変換（図５の５０２ａ，５０２ｂ）は、乗算や加減算を多く含むために演算量が大きく、オーディオ符号化・復号装置を低コストで実現するためには、これらの処理の低演算量化が必要となる。この低演算量化を実現するために、近年のマイクロプロセッサは複数の乗算や加減算を一度に計算できるＳＩＭＤ（Single Instruction Stream-Multiple Data Stream）型変数やＳＩＭＤ型命令を備えているものが多い。
【００１０】ＳＩＭＤ型変数とは、１つの変数に複数の値を保持できる変数である。例えば、６４ビットのＳＩＭＤ型変数では、上位ビットから順に１６ビットずつに４分割することにより、４つの１６ビット値を保持することができる。また、ＳＩＭＤ型演算器とは、ＳＩＭＤ型変数同士で乗算や加減算といった演算を行う演算器である。
【００１１】例えば、ＡというＳＩＭＤ型変数にＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４という値が保持され、ＢというＳＩＭＤ型変数にＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４という値が保持されているとする。ＳＩＭＤ型の加算器を用いてＡとＢとの加算を行うと、Ａ１＋Ｂ１，Ａ２＋Ｂ２，Ａ３＋Ｂ３，Ａ４＋Ｂ４が一命令で計算され、結果がＳＩＭＤ型変数に記録される。
【００１２】乗算や減算なども同様にして行われ、一命令で複数の値（ここでは４つの値）に対する演算を実行できるため、従来のように一つずつ演算を行う場合と比較して演算量を減らすことができる。
【００１３】このようなＳＩＭＤ型変数やＳＩＭＤ型演算器を用いて写像変換の低演算量化を行った従来例が既に発表されている。Ｉｎｔｅｌ社は、アプリケーション・ノートＡＰ−５３３、「ユージング・エムエムエックス・インストラクションズ・トゥ・インプリメント・ア・シンセシス・サブバンド・フィルター・フォー・エムペグ・オーディオ・デコーディング」（Using MMX Instructions to Implement a Synthesis Sub-Band Filter for MPEG Audio Decoding ）において、ＳＩＭＤ型変数及びＳＩＭＤ演算器を用いて、ＭＰＥＧ−１ Ａｕｄｉｏ方式での逆写像変換処理を高速化した例を示している。
【００１４】Ｉｎｔｅｌ社のアプリケーション・ノートに示された、ＳＩＭＤ型変数とＳＩＭＤ型演算器の利用方法について説明する。ＭＰＥＧ−１ Ａｕｄｉｏでは、逆写像変換としてサブバンド合成フィルタを用いており、その処理においては、まず入力バタフライと呼ばれる以下の演算が行われる。
【００１５】ｅｅ（０）＝ｉｎ（０）＋ｉｎ（３１）＋ｉｎ（１５）＋ｉｎ（１６）
ｅｅ（１）＝ｉｎ（１）＋ｉｎ（３０）＋ｉｎ（１４）＋ｉｎ（１７）
ｅｅ（２）＝ｉｎ（２）＋ｉｎ（２９）＋ｉｎ（１３）＋ｉｎ（１８）
ｅｅ（３）＝ｉｎ（３）＋ｉｎ（２８）＋ｉｎ（１２）＋ｉｎ（１９）
ここで、ｉｎ（０，…，３１）は演算の入力信号であり、ｅｅ（０，…，３）は演算の出力信号である。この演算は以下に示す手順により行われる。
【００１６】（１）ＳＩＭＤ型変数Ｒ０にｉｎ（０），ｉｎ（１），ｉｎ（２），ｉｎ（３）の４つの値を格納する；
（２）ＳＩＭＤ型変数Ｒ１にｉｎ（３１），ｉｎ（３０），ｉｎ（２９），ｉｎ（２８）の４つの値を格納する；
（３）ＳＩＭＤ型変数Ｒ２にｉｎ（１５），ｉｎ（１４），ｉｎ（１３），ｉｎ（１２）の４つの値を格納する；
（４）ＳＩＭＤ型変数Ｒ３にｉｎ（１６），ｉｎ（１７），ｉｎ（１８），ｉｎ（１９）の４つの値を格納する；
（５）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ０←Ｒ０＋Ｒ１を計算する；
（６）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ０←Ｒ０＋Ｒ２を計算する；
（７）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ０←Ｒ０＋Ｒ３を計算する。
【００１７】このようにして、ＳＩＭＤ型変数Ｒ０にｅｅ（０），ｅｅ（１），ｅｅ（２），ｅｅ（３）が格納される。以下、このように演算結果を再びＳＩＭＤ型演算器に格納し、ＳＩＭＤ型演算器を利用することを繰り返し、サブバンド合成処理を実現している。
【００１８】このように従来法では、１つのＳＩＭＤ変数に格納される４つの値は、いずれも、同一チャネルかつ同一区間の信号を表している。例えば、２チャネルのオーディオ信号を２フレーム符号化する場合の手順を図６及び以下に示す。
【００１９】（ステップ６０１）：チャネル１、フレーム１の信号をＳＩＭＤ型変数とＳＩＭＤ型演算器を用いて写像変換；
（ステップ６０２）：チャネル２、フレーム１の信号をＳＩＭＤ型変数とＳＩＭＤ型演算器を用いて写像変換；
（ステップ６０３）：フレーム１のチャネル１、２の写像信号を圧縮処理；
（ステップ６０４）：フレーム１のビットストリームを出力；
（ステップ６０５）：チャネル１、フレーム２の信号をＳＩＭＤ型変数とＳＩＭＤ型演算器を用いて写像変換；
（ステップ６０６）：チャネル２、フレーム２の信号をＳＩＭＤ型変数とＳＩＭＤ型演算器を用いて写像変換；
（ステップ６０７）：フレーム２のチャネル１、２の写像信号を圧縮処理；
（ステップ６０８）：フレーム２のビットストリームを出力。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来のシステムでは、ＳＩＭＤ型変数への４つの値の格納に複数の命令の実行が必要な場合があり演算量が大きいという問題点がある。その理由は、一般に、ＳＩＭＤ型変数に４つの値を格納する場合、それらが連続したメモリアドレスに昇順に格納された値であれば１命令でＳＩＭＤ型変数に格納できるが、写像変換や逆写像変換処理においては、４つの値が連続したメモリアドレスに昇順に格納されていない場合が多く、格納順序を入れ替えるための複数命令の実行を要するためである。Ｉｎｔｅｌ社のアプリケーション・ノートでは、この入れ替えに７命令を必要としており、演算量増加の要因となっている。
【００２１】本発明の目的は、オーディオ符号化における写像変換、オーディオ復号における逆写像変換を低演算量で実現できる手法を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明によるオーディオ符号化装置は、複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化装置であって、１つのＳＩＭＤ（Single Instruction Stream-Multiple Data Stream）型変数に２つ以上のチャネルの入力信号を格納し、前記２つ以上のチャネルに対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部を有することを特徴とする。
【００２３】また本発明によるオーディオ符号化装置は、入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の入力信号を格納し、前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部を有することを特徴とする。
【００２４】更に本発明によるオーディオ符号化装置は、複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号と２つ以上の時間区間の入力信号を格納し、前記２つ以上のチャネルの入力信号と前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列写像変換部を有することを特徴とする。
【００２５】本発明によるオーディオ復号装置は、複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号を格納し、前記２つ以上のチャネルに対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列逆写像変換部を有することを特徴とする。
【００２６】また、本発明によるオーディオ復号装置は、複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の写像信号を格納し、前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列逆写像変換部を有することを特徴とする。
【００２７】更に本発明によるオーディオ復号装置は、複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号装置であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号と２つ以上の時間区間の写像信号を格納し、前記２つ以上のチャネルと前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う並列逆写像変換部を有することを特徴とする。
【００２８】本発明によるオーディオ符号化方法は、複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルに対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００２９】また、本発明によるオーディオ符号化方法は、入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の入力信号を格納するステップと、前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００３０】更に本発明によるオーディオ符号化方法は、複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号と２つ以上の時間区間の入力信号を格納ステップステップと、前記２つ以上のチャネルの入力信号と前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００３１】本発明によるオーディオ復号方法は、複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルに対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００３２】また、本発明によるオーディオ復号方法は、複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００３３】更に本発明によるオーディオ復号方法は、複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号方法であって、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号と２つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルと前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００３４】本発明による記録媒体は、複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルに対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行う処理をコンピュータに実行させるステップとを有することを特徴とする。
【００３５】また、本発明による記録媒体は、入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の入力信号を格納するステップと、前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００３６】更に本発明による記録媒体は、複数チャネルの入力信号を複数の時間区間に渡って符号化するオーディオ符号化処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの入力信号と２つ以上の時間区間の入力信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルの入力信号と前記２つ以上の時間区間に対する写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００３７】更にはまた、本発明による記録媒体は、複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルに対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００３８】また、本発明による記録媒体は、複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００３９】更に本発明による記録媒体は、複数チャネルの信号を複数の時間区間に渡って復号するオーディオ復号処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、１つのＳＩＭＤ型変数に２つ以上のチャネルの写像信号と２つ以上の時間区間の写像信号を格納するステップと、前記２つ以上のチャネルと前記２つ以上の時間区間に対する逆写像変換をＳＩＭＤ型演算器を用いて一括して行うステップとを有することを特徴とする。
【００４０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の一実施の形態としてのオーディオ符号化装置が示されている。本発明のオーディオ符号化装置は並列写像変換部１０１と写像信号圧縮部１０２から構成される。
【００４１】並列写像変換部１０１には、２チャネル（ステレオ）のオーディオ信号が入力される。入力されたオーディオ信号はＳＩＭＤ型演算器とＳＩＭＤ型変数を用いて並列に写像変換が施される。生成された写像信号は写像信号圧縮部１０２へ出力される。
【００４２】写像信号圧縮部１０２では、入力された写像信号を従来の写像信号圧縮部（図４の４０２）と同様の手法で、量子化やハフマン符号化などの手段を用いて写像信号を圧縮してビットストリームが出力される。
【００４３】図２を参照すると、本発明の一実施の形態としてのオーディオ復号装置が示されている。本発明のオーディオ復号装置は写像信号伸張部２０１と並列逆写像変換部２０２から構成される。
【００４４】写像信号伸張部２０１では、入力されたビットストリームを従来の写像信号伸張部（図５の５０１）と同様の手法で、逆量子化やハフマン復号などの手段を用いて写像信号が生成され、並列逆写像変換部２０２へ出力される。
【００４５】並列逆写像変換部２０２はＳＩＭＤ型演算器とＳＩＭＤ型変数を用いて複数の写像信号に対して並列に逆写像変換を施し、生成された復号オーディオ信号を出力する。
【００４６】本発明と従来の技術と比較すると、複数の写像変換部（図４の４０１ａ，４０１ｂ）の代わりに並列写像変換部（図１の１０１）があり、複数の逆写像変換部（図５の５０２ａ，５０２ｂ）の代わりに並列逆写像変換部（図２の２０２）がある点で異なっている。他の部分については従来の技術と同じであり本発明とは直接関係せず、また、当業者にとってよく知られているため詳細な説明は省略する。
【００４７】以下では、本発明の新規点である並列写像変換部（図１の１０１）及び並列逆写像変換部（図２の２０２）の動作について詳細に説明する。従来、写像変換は、チャネル毎、フレーム毎に独立して処理が行われていた。例えば、モノラル信号であれば、フレーム毎に写像変換処理を繰り返し実行する。また、ステレオ信号であれば、モノラル信号の処理をチャネル数分繰り返し実行する。すなわち、異なるチャネル、または異なるフレームの信号に対する写像変換処理を同時に行うことはなかった。
【００４８】これに対して、本発明の並列写像変換部（図１の１０１）は、異なるチャネル、異なるフレームのいずれか、または両方の信号に対して同時に写像変換処理を行うことで低演算量化を図る。以下では、２つの異なるチャネルの２つの異なるフレームの信号（合計４つの信号）に対して同時に入力バタフライ演算を行う手法について説明する。
【００４９】従来技術の説明でも述べたとおり、入力バタフライ演算は以下の計算を行う演算である。
【００５０】ｅｅ（０）＝ｉｎ（０）＋ｉｎ（３１）＋ｉｎ（１５）＋ｉｎ（１６）
ｅｅ（１）＝ｉｎ（１）＋ｉｎ（３０）＋ｉｎ（１４）＋ｉｎ（１７）
ｅｅ（２）＝ｉｎ（２）＋ｉｎ（２９）＋ｉｎ（１３）＋ｉｎ（１８）
ｅｅ（３）＝ｉｎ（３）＋ｉｎ（２８）＋ｉｎ（１２）＋ｉｎ（１９）
ここで、ｉｎ（０，…，３１）は演算の入力信号であり、ｅｅ（０，…，３）は演算の出力信号である。これを２つの異なるチャネル（チャネル１、チャネル２）、２つの異なるフレーム（フレーム１、フレーム２）について同時に計算する手順を以下に示す。
【００５１】（１）ＳＩＭＤ型変数Ｒ０にチャネル１・フレーム１のｉｎ（０）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（０）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（０）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（０）の４つの値を格納する；
（２）ＳＩＭＤ型変数Ｒ１にチャネル１・フレーム１のｉｎ（３１）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（３１）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（３１）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（３１）の４つの値を格納する；
（３）ＳＩＭＤ型変数Ｒ２にチャネル１・フレーム１のｉｎ（１５）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（１５）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（１５）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（１５）の４つの値を格納する；
（４）ＳＩＭＤ型変数Ｒ３にチャネル１・フレーム１のｉｎ（１６）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（１６）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（１６）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（１６）の４つの値を格納する；
（５）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ４←Ｒ０＋Ｒ１を計算する；
（６）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ４←Ｒ４＋Ｒ２を計算する；
（７）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ４←Ｒ４＋Ｒ３を計算する。
【００５２】（８）ＳＩＭＤ型変数Ｒ０にチャネル１・フレーム１のｉｎ（１）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（１）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（１）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（１）の４つの値を格納する；
（９）ＳＩＭＤ型変数Ｒ１にチャネル１・フレーム１のｉｎ（３０）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（３０）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（３０）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（３０）の４つの値を格納する；
（１０）ＳＩＭＤ型変数Ｒ２にチャネル１・フレーム１のｉｎ（１４）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（１４）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（１４）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（１４）の４つの値を格納する；
（１１）ＳＩＭＤ型変数Ｒ３にチャネル１・フレーム１のｉｎ（１７）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（１７）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（１７）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（１７）の４つの値を格納する；
（１２）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ５←Ｒ０＋Ｒ１を計算する；
（１３）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ５←Ｒ５＋Ｒ２を計算する；
（１４）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ５←Ｒ５＋Ｒ３を計算する。
【００５３】（１５）ＳＩＭＤ型変数Ｒ０にチャネル１・フレーム１のｉｎ（２）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（２）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（２）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（２）の４つの値を格納する；
（１６）ＳＩＭＤ型変数Ｒ１にチャネル１・フレーム１のｉｎ（２９）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（２９）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（２９）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（２９）の４つの値を格納する；
（１７）ＳＩＭＤ型変数Ｒ２にチャネル１・フレーム１のｉｎ（１３）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（１３）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（１３）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（１３）の４つの値を格納する；
（１８）ＳＩＭＤ型変数Ｒ３にチャネル１・フレーム１のｉｎ（１８）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（１８）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（１８）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（１８）の４つの値を格納する；
（１９）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ６←Ｒ０＋Ｒ１を計算する；
（２０）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ６←Ｒ６＋Ｒ２を計算する；
（２１）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ６←Ｒ６＋Ｒ３を計算する。
【００５４】（２２）ＳＩＭＤ型変数Ｒ０にチャネル１・フレーム１のｉｎ（３）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（３）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（３）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（３）の４つの値を格納する；
（２３）ＳＩＭＤ型変数Ｒ１にチャネル１・フレーム１のｉｎ（２８）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（２８）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（２８）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（２８）の４つの値を格納する；
（２４）ＳＩＭＤ型変数Ｒ２にチャネル１・フレーム１のｉｎ（１２）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（１２）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（１２）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（１２）の４つの値を格納する；
（２５）ＳＩＭＤ型変数Ｒ３にチャネル１・フレーム１のｉｎ（１９）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（１９）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（１９）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（１９）の４つの値を格納する；
（２６）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ７←Ｒ０＋Ｒ１を計算する；
（２７）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ７←Ｒ７＋Ｒ２を計算する；
（２８）ＳＩＭＤ型加算器によりＲ７←Ｒ７＋Ｒ３を計算する。
【００５５】このようにして、チャネル１のフレーム１、チャネル２のフレーム１、チャネル１のフレーム２、チャネル２のフレーム２におけるｅｅ（０），ｅｅ（１），ｅｅ（２），ｅｅ（３）がＳＩＭＤ型変数Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７に格納される。ここで、入力信号であるｉｎ（ｎ），ｎ＝０…３１を、チャネル１・フレーム１のｉｎ（ｎ）、チャネル２・フレーム１のｉｎ（ｎ）、チャネル１・フレーム２のｉｎ（ｎ）、チャネル２・フレーム２のｉｎ（ｎ）をメモリ上に連続して格納しておけば、従来の技術で演算量増加の原因となった、格納順序の入れ替えが不要となるため、低演算量で写像変換を実現できる。
【００５６】ここで、ｎの値が異なるｉｎ（ｎ）については、メモリ上の配置に制限はない。したがって、従来は格納順序の入れ替えが必要であったｉｎ（１），ｉｎ（３），ｉｎ（５），ｉｎ（７）を同時に扱うような演算も、格納順序の入れ替えなしで実現できる。
【００５７】ここでは、入力バタフライ演算を並列に実行する方法について述べたが、これを修正離散コサイン変換や、逆修正離散コサイン変換など他の写像変換や逆写像変換でも利用できるよう、手法を一般化して説明する。
【００５８】変数Ａ、Ｂに対して演算を行うような場合、従来はメモリやレジスタにＡとＢの値を格納し、演算を行う命令を実行していた。本発明において、４つの信号についてＡとＢの演算を同時に行う場合、従来の処理実行プログラムを以下のように書き換えることで容易に並列化できる。
【００５９】（１）信号１のＡ、信号２のＡ、信号３のＡ、信号４のＡをメモリの連続したアドレス上に書き込むようにプログラムを変更する；
（２）信号１のＢ、信号２のＢ、信号３のＢ、信号４のＢをメモリの連続したアドレス上に書き込むようにプログラムを変更する；
（３）変数Ａを読む込む命令を、ＳＩＭＤ型変数Ａ’に信号１のＡ、信号２のＡ、信号３のＡ、信号４のＡを読み込む命令に変更する；
（４）変数Ｂを読む込む命令を、ＳＩＭＤ型変数Ｂ’に信号１のＢ、信号２のＢ、信号３のＢ、信号４のＢを読み込む命令に変更する；
（５）ＡとＢに演算を行う演算命令を、ＳＩＭＤ型変数Ａ’とＳＩＭＤ型変数Ｂ’に対するＳＩＭＤ型演算器を用いた演算命令に変更する。
【００６０】このように、従来別々に写像変換処理や逆写像変換処理していた複数の信号を、同一のＳＩＭＤ型変数に格納してＳＩＭＤ型演算器によって同時処理することが、本発明の特徴である。従来手法でのＳＩＭＤ利用方法に比べて、信号の格納順序の入れ替えが不要となるため、低演算量で処理を実行できる。
【００６１】例えば、２チャネルのオーディオ信号を２フレーム符号化する場合の手順を図３ａおよび以下に示す。３フレーム以上符号化する場合はこの手順を繰り返し実行する。
【００６２】（ステップ３０１ａ）：チャネル１・フレーム１、チャネル１・フレーム２、チャネル２・フレーム１、チャネル２・フレーム２の信号を同一のＳＩＭＤ型変数に格納し、ＳＩＭＤ型演算器を用いて写像変換；
（ステップ３０２ａ）：フレーム１のチャネル１、２の写像信号を圧縮処理（ステップ３０３ａ）フレーム１のビットストリームを出力；
（ステップ３０４ａ）フレーム２のチャネル１、２の写像信号を圧縮処理；
（ステップ３０５ａ）フレーム２のビットストリームを出力。
【００６３】また、２チャネルのオーディオ信号を２フレーム復号する場合の手順を図３ｂ及び以下に示す。３フレーム以上復号する場合はこの手順を繰り返し実行する。
【００６４】（ステップ３０１ｂ）：フレーム１のチャネル１、２の写像信号を伸張処理；
（ステップ３０２ｂ）：フレーム２のチャネル１、２の写像信号を伸張処理；
（ステップ３０３ｂ）：チャネル１・フレーム１、チャネル１・フレーム２、チャネル２・フレーム１、チャネル２・フレーム２の信号を同一のＳＩＭＤ型変数に格納し、ＳＩＭＤ型演算器を用いて逆写像変換；
（ステップ３０４ｂ）：フレーム１の復号オーディオ信号を出力；
（ステップ３０５ｂ）：フレーム２の復号オーディオ信号を出力。
【００６５】なお、本実施例では、ステレオ信号を符号化・復号する場合について述べたが、チャネル数に制限はない。また、本実施例では、４つの値を格納できるＳＩＭＤ型変数について述べたが、格納できる値の数についても制限はない。
【００６６】例えば、４チャネルのオーディオ信号や写像信号に対して写像変換や逆写像変換を行う場合、各チャネルの信号を１つのＳＩＭＤ型変数に格納すれば、４チャネル分同時に計算することができる。
【００６７】また、例えば、１チャネルのオーディオ信号や写像信号に対して写像変換や逆写像変換を行う場合、４つの異なるフレームの信号を１つのＳＩＭＤ型変数に格納すれば、４時間区間分同時に計算することができる。
【００６８】このように、１つのＳＩＭＤ型変数に格納する信号のチャネル数やフレーム数の組み合わせについては制限がない。また、写像変換および逆写像変換の手法についても制限がなく、ＭＤＣＴ，ＩＭＤＣＴ，ＦＦＴ，ＩＦＦＴなどが利用できる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては、写像変換や逆写像変換の演算量を低減できるという効果がある。これはＳＩＭＤ型変数への値の格納の命令数が低減されるためである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２３７
【氏名又は名称】日本電気株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１２月１３日（２０００．１２．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８８８１２
【弁理士】
【氏名又は名称】▲柳▼川 信
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| 【公開番号】 |
特開２００２−１８２６９３（Ｐ２００２−１８２６９３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年６月２６日（２００２．６．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３７８２３０（Ｐ２０００−３７８２３０） |
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