[发明专利]具有噪声整形功能的重新量化装置、具有噪声整形功能的信号压缩装置及具有噪声整形功能的信号发送装置

说明书

设置：减法器，其检测作为重新量化装置的重新量化噪声；离散时间滤波器，其对检测出的重新量化噪声赋予频率权重；加法器，其将附加信号加至量化噪声；以及附加信号选择器，其选择使事先评价过的赋予了频率权重的大于或等于一个样本的量化噪声的大小最小化的附加信号串的当前时刻的值。

技术领域

本发明涉及一种将高分辨率的脉冲编码调制(PCM)信号转换为分辨率更低的PCM信号的重新量化装置，特别涉及一种在重新量化时进行量化噪声的整形的重新量化装置。

本申请主张基于2017年9月29日在日本申请的特愿2017-191237以及2018年5月14日在日本申请的特愿2018-093145的优先权，将它们引用于此。

背景技术

在将声音信号等数字化的情况下，使用PCM信号作为信号的表示方法。PCM信号是在每个采样周期在时间方向上对信号进行采样、在值方向上进行量化而得到的信号。是作为信号的记录、信号处理中的中间信号而被广泛使用的方法。

在信号处理中的中间信号的情况下，使用通过充分高的分辨率进行量化后的PCM信号，但在对信号进行存储、传送的情况下，需要降低分辨率。例如，在音乐用光盘(CD)上存储信号的情况下，需要使用被量化为字长16位的信号。但是，在音乐信号等中，希望记录的原来的信号大多具有比它高的分辨率，降低分辨率意味着量化噪声的增大，伴随着音质的降低。

针对该问题，提出并且正在实际使用对量化噪声进行整形的方法。在对声音信号进行处理的情况下，即使在可听频带内也存在人的耳朵的灵敏度高的频带和低的频带。因此，替代允许灵敏度低的频带的量化噪声的增大，通过抑制灵敏度高的频带的量化噪声，从而整体上成为听觉上品质更高的信号。这样的技术被称为噪声整形。

但是，如果进行噪声整形，则存在量化噪声的总量会增加的问题。根据情况，有时按rms值也会成为30倍左右的量化噪声。而且，在将该噪声整形后的PCM信号进行信号处理而转换成相同字长的PCM信号的情况下，在所有频率上大致均匀地附加量化噪声，因此，在之前的重新量化中进行了噪声整形的优点消失，增加的量化噪声保持原样地留下。这样的情况在个人计算机的音乐播放中发生。另外，在声音信号是PCM信号、通过扬声器等对其进行播放的情况下，需要通过数模转换器(DAC)等暂时转换为模拟信号，但即使在此时使用的DAC产生的附加噪声不充分小的情况下，也会引起同样的问题。由于所使用的DAC的性能大多是针对PCM信号的字长设定的，因此实际情况是针对噪声整形后的PCM信号，大多不具有充分的性能。

由于存在这样的情况，因此在一边进行噪声整形一边进行重新量化时，期望抑制量化噪声的增大。

专利文献1：日本特开2016-213683号公报

发明内容

要解决的课题是，提供一边在某种程度上抑制量化噪声的总量的增加，一边进行噪声整形的重新量化单元。

发明1是一种具有噪声整形功能的重新量化装置，其特征在于，输入作为脉冲编码调制信号的高分辨率信号，输出作为脉冲编码调制信号的低分辨率信号，该重新量化装置具有：减法器，其检测高分辨率信号与低分辨率信号之差即重新量化噪声；离散时间滤波器，其赋予频率权重；量化器；加法器，其将附加信号附加于量化器的输出信号；以及附加信号选择器，其生成附加信号，高分辨率信号被输入至量化器，将在量化器的输出信号上加上附加信号而得到的信号作为低分辨率信号，重新量化噪声被输入至离散时间滤波器，附加信号是基于离散时间滤波器的输出信号的从当前时刻至有限步未来为止的值而计算的，附加信号的可取值小于或等于31个值，上述处理通过批处理执行。