JP3186413B2 - データ圧縮符号化方法、データ圧縮符号化装置及びデータ記録媒体 - Google Patents
データ圧縮符号化方法、データ圧縮符号化装置及びデータ記録媒体Info
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- JP3186413B2 JP3186413B2 JP06485694A JP6485694A JP3186413B2 JP 3186413 B2 JP3186413 B2 JP 3186413B2 JP 06485694 A JP06485694 A JP 06485694A JP 6485694 A JP6485694 A JP 6485694A JP 3186413 B2 JP3186413 B2 JP 3186413B2
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/66—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission
- H04B1/667—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for reducing bandwidth of signals; for improving efficiency of transmission using a division in frequency subbands
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/00007—Time or data compression or expansion
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音声、オーディオ信号
や、画像信号等をディジタル変換して得られるディジタ
ル信号データを圧縮符号化するデータ圧縮符号化方法、
データ圧縮符号化装置、及び圧縮符号化されたデータが
記録されたデータ記録媒体に関する。
や、画像信号等をディジタル変換して得られるディジタ
ル信号データを圧縮符号化するデータ圧縮符号化方法、
データ圧縮符号化装置、及び圧縮符号化されたデータが
記録されたデータ記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】予め定められたビットレート（単位時間
当りのビット数）でデータを圧縮して記録もしくは伝送
する場合、実際に符号化を行なう前に符号化に要するビ
ット数が幾つであるかを算出しておく必要がある。ビッ
ト数の算出は各ワードに要するビット数の総和を算出す
ることで得ることができる。
当りのビット数）でデータを圧縮して記録もしくは伝送
する場合、実際に符号化を行なう前に符号化に要するビ
ット数が幾つであるかを算出しておく必要がある。ビッ
ト数の算出は各ワードに要するビット数の総和を算出す
ることで得ることができる。
【０００３】一般的なオーディオ信号圧縮手法では、入
力信号の各信号成分を何ビットあるいは何ステップで量
子化するかを決定し、決定されたビット数である量子化
ビット数、あるいはステップ数である量子化ステップ数
で量子化処理を行ない、量子化されたワードを符号化す
る。
力信号の各信号成分を何ビットあるいは何ステップで量
子化するかを決定し、決定されたビット数である量子化
ビット数、あるいはステップ数である量子化ステップ数
で量子化処理を行ない、量子化されたワードを符号化す
る。
【０００４】固定長符号化の場合は、量子化ビット数あ
るいは量子化ステップ数だけで、実際に符号化に要する
ビット数が決められるので、量子化処理を行なわなくと
も、符号化に要するビット数を算出することが可能であ
る。
るいは量子化ステップ数だけで、実際に符号化に要する
ビット数が決められるので、量子化処理を行なわなくと
も、符号化に要するビット数を算出することが可能であ
る。
【０００５】これに対して可変長符号化の場合は、同じ
量子化ビット数あるいは量子化ステップ数で量子化され
たワードであっても、量子化後の各ワードの値によって
符号化に要するビット数が変化するので、実際に量子化
処理を行なってみないと、符号化に要するビット数が幾
つであるかを知ることができない。
量子化ビット数あるいは量子化ステップ数で量子化され
たワードであっても、量子化後の各ワードの値によって
符号化に要するビット数が変化するので、実際に量子化
処理を行なってみないと、符号化に要するビット数が幾
つであるかを知ることができない。
【０００６】ここで図１０は、可変長符号化における使
用ビット数の総和を算出する過程を示すフローチャート
である。
用ビット数の総和を算出する過程を示すフローチャート
である。
【０００７】この図１０では、 Ndata個からなる Data
[i]の入力データ列を符号化するのに要するビット数All
bits を算出している。ただし、量子化ビット数あるい
は量子化ステップ数は予め決められているものとする。
[i]の入力データ列を符号化するのに要するビット数All
bits を算出している。ただし、量子化ビット数あるい
は量子化ステップ数は予め決められているものとする。
【０００８】まずステップＳ１０では、この一連の処理
に用いるループ制御変数ｉ及び総ビット数を示す変数Al
lbits の初期化を行なっており、いずれも０にしてい
る。
に用いるループ制御変数ｉ及び総ビット数を示す変数Al
lbits の初期化を行なっており、いずれも０にしてい
る。
【０００９】次のステップＳ１１では、ｉ番目のデータ
Data[i] を正規化係数を用いて正規化し、正規化された
値Ｄを算出している。関数Normalize() は、予め設定さ
れた正規化係数に従って正規化処理を行なう。
Data[i] を正規化係数を用いて正規化し、正規化された
値Ｄを算出している。関数Normalize() は、予め設定さ
れた正規化係数に従って正規化処理を行なう。
【００１０】次のステップＳ１２では、正規化された値
Ｄを実際に量子化する。ここで用いる関数Quantize()
は、予め定められた量子化ビット数あるいは量子化ステ
ップ数に従って量子化処理を行ない、量子化後の値（整
数値）を返す。
Ｄを実際に量子化する。ここで用いる関数Quantize()
は、予め定められた量子化ビット数あるいは量子化ステ
ップ数に従って量子化処理を行ない、量子化後の値（整
数値）を返す。
【００１１】次のステップＳ１３では、量子化された値
Ｑを符号化するのに必要なビット数Length[i] を求めて
いる。関数LenOfVal()は、量子化後の値に対して、符号
化に要するビット数を返す。
Ｑを符号化するのに必要なビット数Length[i] を求めて
いる。関数LenOfVal()は、量子化後の値に対して、符号
化に要するビット数を返す。
【００１２】次のステップＳ１４では、量子化値Ｑの符
号化ビット数Length[i]を、上記総ビット数を示す変数A
llbitsに累積的に加えることにより、符号化に要するビ
ット数の総和を算出している。
号化ビット数Length[i]を、上記総ビット数を示す変数A
llbitsに累積的に加えることにより、符号化に要するビ
ット数の総和を算出している。
【００１３】次のステップＳ１５では、次のデータを参
照するためにｉをインクリメントしている。
照するためにｉをインクリメントしている。
【００１４】そして次のステップＳ１６で、全てのData
[i] に対して処理を行なったかを判定し、全てのData
[i] の処理が終了した場合は終了し、そうでない場合は
上記ステップＳ１１に戻って次のデータに対して処理を
行なう。
[i] に対して処理を行なったかを判定し、全てのData
[i] の処理が終了した場合は終了し、そうでない場合は
上記ステップＳ１１に戻って次のデータに対して処理を
行なう。
【００１５】このように、可変長符号化の場合は符号化
に要するビットの総数を算出するために各入力データ毎
に量子化処理を施さなければならないため、演算量が膨
大となる。
に要するビットの総数を算出するために各入力データ毎
に量子化処理を施さなければならないため、演算量が膨
大となる。
【００１６】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、符号化に要するビットの総数を少ない演
算量で算出でき、高速化や、処理の簡略化による部品の
低価格化に貢献し得るようなデータ圧縮符号化方法及び
装置、並びにデータ記録媒体の提供を目的とする。
たものであり、符号化に要するビットの総数を少ない演
算量で算出でき、高速化や、処理の簡略化による部品の
低価格化に貢献し得るようなデータ圧縮符号化方法及び
装置、並びにデータ記録媒体の提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るデータ圧縮
符号化方法は、上述した課題を解決するために、入力デ
ータを所定の圧縮処理によりデータ圧縮し、上記圧縮デ
ータを量子化して可変長符号化するデータ圧縮符号化方
法において、上記可変長符号化に使用する総ビット数を
算出する際に、同じ符号長が割り当てられる連続する量
子化値のためのデータ値上の境界値と上記量子化値に対
応した符号長のみを用いて、各圧縮データのビット数を
算出することを特徴としている。
符号化方法は、上述した課題を解決するために、入力デ
ータを所定の圧縮処理によりデータ圧縮し、上記圧縮デ
ータを量子化して可変長符号化するデータ圧縮符号化方
法において、上記可変長符号化に使用する総ビット数を
算出する際に、同じ符号長が割り当てられる連続する量
子化値のためのデータ値上の境界値と上記量子化値に対
応した符号長のみを用いて、各圧縮データのビット数を
算出することを特徴としている。
【００１８】これは、データ圧縮符号化装置の場合も同
様である。
様である。
【００１９】ここで、上記算出された符号化に要する総
ビット数を用いて、上記可変長符号化されたデータの総
ビット数が一定のビット数以内となるように上記圧縮処
理を制御することが挙げられる。
ビット数を用いて、上記可変長符号化されたデータの総
ビット数が一定のビット数以内となるように上記圧縮処
理を制御することが挙げられる。
【００２０】また、上記符号化後の符号長が変化するデ
ータ列上の境界を少なくすることが好ましい。これは具
体的には、正負対称の符号長で可変長符号化して正負の
値をまとめて符号化に要する総ビット数を算出したり、
可変長符号化の符号長の種類を少なくしたりすることが
挙げられる。
ータ列上の境界を少なくすることが好ましい。これは具
体的には、正負対称の符号長で可変長符号化して正負の
値をまとめて符号化に要する総ビット数を算出したり、
可変長符号化の符号長の種類を少なくしたりすることが
挙げられる。
【００２１】さらに、上記圧縮処理の終段にて正負対称
の量子化手段により量子化し、この量子化された値につ
いて正負対称の符号長で可変長符号化すると共に、上記
符号化に要する総ビット数を算出する際に、量子化デー
タの正負の値をまとめて符号化に要する総ビット数を算
出することが挙げられる。
の量子化手段により量子化し、この量子化された値につ
いて正負対称の符号長で可変長符号化すると共に、上記
符号化に要する総ビット数を算出する際に、量子化デー
タの正負の値をまとめて符号化に要する総ビット数を算
出することが挙げられる。
【００２２】また、上記圧縮処理として、適応変換符号
化と、適応ビット割当とを行い、この適応ビット割当の
割当ビット数を、上記算出された符号化に要する総ビッ
ト数に応じて可変制御することが好ましい。また、記圧
縮処理として、上記入力データをブロック化してスペク
トルデータに変換し、このスペクトルデータを複数個の
ユニットに分割して正規化して再量子化する技術を用
い、この再量子化の際の割当ビット数を、上記算出され
た符号化に要する総ビット数に応じて可変制御すること
が挙げられる。
化と、適応ビット割当とを行い、この適応ビット割当の
割当ビット数を、上記算出された符号化に要する総ビッ
ト数に応じて可変制御することが好ましい。また、記圧
縮処理として、上記入力データをブロック化してスペク
トルデータに変換し、このスペクトルデータを複数個の
ユニットに分割して正規化して再量子化する技術を用
い、この再量子化の際の割当ビット数を、上記算出され
た符号化に要する総ビット数に応じて可変制御すること
が挙げられる。
【００２３】さらに、本発明に係るデータ記録媒体は、
入力データを所定の圧縮処理によりデータ圧縮し、上記
圧縮データを量子化して可変長符号化されたデータが記
録された記録媒体において、上記可変長符号化に使用す
る総ビット数を算出する際に、同じ符号長が割り当てら
れる連続する量子化値のためのデータ値上の境界値と上
記量子化値に対応した符号長のみを用いて、各圧縮デー
タのビット数が算出されると共に、上記圧縮処理の終段
で再量子化された再量子化データに対して、上記境界値
の数が少なくなる可変長符号化が施されたデータが記録
されて成ることを特徴としている。
入力データを所定の圧縮処理によりデータ圧縮し、上記
圧縮データを量子化して可変長符号化されたデータが記
録された記録媒体において、上記可変長符号化に使用す
る総ビット数を算出する際に、同じ符号長が割り当てら
れる連続する量子化値のためのデータ値上の境界値と上
記量子化値に対応した符号長のみを用いて、各圧縮デー
タのビット数が算出されると共に、上記圧縮処理の終段
で再量子化された再量子化データに対して、上記境界値
の数が少なくなる可変長符号化が施されたデータが記録
されて成ることを特徴としている。
【００２４】
【作用】このような構成によれば、可変長符号化におけ
る使用ビット数の算出過程において、各ワード毎の量子
化処理を行なわずにビットの総数を算出することが可能
であり、符号化後の符号長が変化する量子化データ列上
の境界値を用いて符号化に要する総ビット数を算出する
ことにより、演算量を低減することができる。これは特
に、適応ビット割当の際の割当ビット調整に用いて好適
である。
る使用ビット数の算出過程において、各ワード毎の量子
化処理を行なわずにビットの総数を算出することが可能
であり、符号化後の符号長が変化する量子化データ列上
の境界値を用いて符号化に要する総ビット数を算出する
ことにより、演算量を低減することができる。これは特
に、適応ビット割当の際の割当ビット調整に用いて好適
である。
【００２５】また、符号化後の符号長が変化する量子化
データ列上の境界を少なくすることにより、符号化に要
する総ビット数算出の演算量を少なくすることができ
る。
データ列上の境界を少なくすることにより、符号化に要
する総ビット数算出の演算量を少なくすることができ
る。
【００２６】また、量子化データの正負の値をまとめて
符号化に要する総ビット数を算出することによっても演
算量を低減でき、この演算に符号化後の符号長が変化す
る量子化データ列上の境界値による領域区分を用いるこ
とにより、演算量をさらに低減できる。
符号化に要する総ビット数を算出することによっても演
算量を低減でき、この演算に符号化後の符号長が変化す
る量子化データ列上の境界値による領域区分を用いるこ
とにより、演算量をさらに低減できる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら詳細に説明する。具体的には、オーディオＰ
ＣＭ信号等の入力デジタル信号を、帯域分割符号化（Ｓ
ＢＣ）、適応変換符号化（ＡＴＣ）及び適応ビット割当
ての各技術を用いて高能率圧縮符号化する技術につい
て、図１以降を参照しながら説明する。
照しながら詳細に説明する。具体的には、オーディオＰ
ＣＭ信号等の入力デジタル信号を、帯域分割符号化（Ｓ
ＢＣ）、適応変換符号化（ＡＴＣ）及び適応ビット割当
ての各技術を用いて高能率圧縮符号化する技術につい
て、図１以降を参照しながら説明する。
【００２８】図１に示す具体的な高能率圧縮符号化装置
では、まず、入力デジタル信号を複数の周波数帯域に分
割すると共に、最低域の隣接した二帯域の帯域幅は同じ
で、より高い周波数帯域では高い周波数帯域ほど帯域幅
を広く選定し、各周波数帯域毎に直交変換を行って、得
られた周波数軸のスペクトルデータを、低域では、後述
する人間の聴覚特性を考慮したいわゆる臨界帯域幅（Cr
itical Band ）毎に、中高域ではブロックフローティン
グ効率を考慮して臨界帯域幅を細分化した帯域毎に、適
応的にビット割当して符号化している。通常この細分化
した帯域が量子化雑音発生ユニットとなる。さらに、本
発明実施例においては、直交変換の前に入力信号に応じ
て適応的に直交変換ブロックサイズ（ブロック長）を変
化させている。
では、まず、入力デジタル信号を複数の周波数帯域に分
割すると共に、最低域の隣接した二帯域の帯域幅は同じ
で、より高い周波数帯域では高い周波数帯域ほど帯域幅
を広く選定し、各周波数帯域毎に直交変換を行って、得
られた周波数軸のスペクトルデータを、低域では、後述
する人間の聴覚特性を考慮したいわゆる臨界帯域幅（Cr
itical Band ）毎に、中高域ではブロックフローティン
グ効率を考慮して臨界帯域幅を細分化した帯域毎に、適
応的にビット割当して符号化している。通常この細分化
した帯域が量子化雑音発生ユニットとなる。さらに、本
発明実施例においては、直交変換の前に入力信号に応じ
て適応的に直交変換ブロックサイズ（ブロック長）を変
化させている。
【００２９】すなわち図１において、例えばサンプリン
グ周波数が４４．１ｋHzのとき、入力端子１００には０
〜２２ｋHzのオーディオＰＣＭ信号が供給されている。
この入力信号は、例えばいわゆるＱＭＦフイルタ等の帯
域分割フイルタ１０１により０〜１１ｋHz帯域と１１ｋ
〜２２ｋHz帯域（高域）とに分割され、０〜１１ｋHz帯
域の信号は、同じくいわゆるＱＭＦフイルタ等の帯域分
割フイルタ１０２により０〜５．５ｋHz帯域（低域）と
５．５ｋ〜１１ｋHz帯域（中域）とに分割される。上述
した入力デジタル信号を複数の周波数帯域に分割するＱ
ＭＦフィルタについては、例えば、文献「ディジタル・
コーディング・オブ・スピーチ・イン・サブバンズ」
（Digital coding of speech in subbands, R.E.Crochi
ere, BellSyst.Tech. J., Vol.55, No.8 1976）に述べ
られている。また、例えば、文献「ポリフェイズ・クァ
ドラチュア・フィルターズ −新しい帯域分割符号化技
術」（Polyphase Quadrature filters-A new subband c
oding technique, Joseph H.Rothweiler,ICASSP 83 BOS
TON）には、等帯域幅のフィルタ分割手法が述べられて
いる。
グ周波数が４４．１ｋHzのとき、入力端子１００には０
〜２２ｋHzのオーディオＰＣＭ信号が供給されている。
この入力信号は、例えばいわゆるＱＭＦフイルタ等の帯
域分割フイルタ１０１により０〜１１ｋHz帯域と１１ｋ
〜２２ｋHz帯域（高域）とに分割され、０〜１１ｋHz帯
域の信号は、同じくいわゆるＱＭＦフイルタ等の帯域分
割フイルタ１０２により０〜５．５ｋHz帯域（低域）と
５．５ｋ〜１１ｋHz帯域（中域）とに分割される。上述
した入力デジタル信号を複数の周波数帯域に分割するＱ
ＭＦフィルタについては、例えば、文献「ディジタル・
コーディング・オブ・スピーチ・イン・サブバンズ」
（Digital coding of speech in subbands, R.E.Crochi
ere, BellSyst.Tech. J., Vol.55, No.8 1976）に述べ
られている。また、例えば、文献「ポリフェイズ・クァ
ドラチュア・フィルターズ −新しい帯域分割符号化技
術」（Polyphase Quadrature filters-A new subband c
oding technique, Joseph H.Rothweiler,ICASSP 83 BOS
TON）には、等帯域幅のフィルタ分割手法が述べられて
いる。
【００３０】帯域分割フイルタ１０１、１０２からの各
帯域の信号は、それぞれ各直交変換回路１０３、１０
４、１０５に供給される。また帯域分割フィルタ１０１
及び１０２からの各帯域の出力は、直交変換ブロックサ
イズ決定回路１０６に送られ、各帯域毎にブロックサイ
ズが決定される。この直交変換ブロックサイズ決定回路
１０６において決定された直交変換ブロックサイズ情報
は、各直交変換回路１０３、１０４、１０５に供給さ
れ、このブロックサイズに応じて上記各帯域のフィルタ
出力がブロック化され、直交変換処理される。
帯域の信号は、それぞれ各直交変換回路１０３、１０
４、１０５に供給される。また帯域分割フィルタ１０１
及び１０２からの各帯域の出力は、直交変換ブロックサ
イズ決定回路１０６に送られ、各帯域毎にブロックサイ
ズが決定される。この直交変換ブロックサイズ決定回路
１０６において決定された直交変換ブロックサイズ情報
は、各直交変換回路１０３、１０４、１０５に供給さ
れ、このブロックサイズに応じて上記各帯域のフィルタ
出力がブロック化され、直交変換処理される。
【００３１】ここで直交変換ブロックサイズ決定回路１
０６において、ブロックサイズの長さは例えば１１．６
ｍｓの長さを基本とし、これが最大ブロックサイズとな
る。この最大ブロックサイズを変換フレーム又は単にフ
レームと呼ぶことにする。信号が時間的に準定常的であ
る場合には直交変換ブロックサイズを１１．６ｍｓと最
大に選択することにより周波数分解能を高め、信号が時
間的に非定常的である場合には、１１ｋHz以下の帯域で
は直交変換ブロックサイズを４分割とし、１１ｋHz以上
の帯域では直交変換ブロックサイズを８分割とすること
により、時間分解能を高める。
０６において、ブロックサイズの長さは例えば１１．６
ｍｓの長さを基本とし、これが最大ブロックサイズとな
る。この最大ブロックサイズを変換フレーム又は単にフ
レームと呼ぶことにする。信号が時間的に準定常的であ
る場合には直交変換ブロックサイズを１１．６ｍｓと最
大に選択することにより周波数分解能を高め、信号が時
間的に非定常的である場合には、１１ｋHz以下の帯域で
は直交変換ブロックサイズを４分割とし、１１ｋHz以上
の帯域では直交変換ブロックサイズを８分割とすること
により、時間分解能を高める。
【００３２】図２は一変換フレームの直交変換ブロック
サイズを示したものであり、低域及び中域では１１．６
ｍｓ（ロングモード）か２．９ｍｓ（ショートモード）
のどちらかを選択し、高域では１１．６ｍｓ（ロングモ
ード）か１．４５ｍｓ（ショートモード）のどちらかを
選択する。図２中の斜線部は、いずれもショートモード
のブロックサイズを示している。
サイズを示したものであり、低域及び中域では１１．６
ｍｓ（ロングモード）か２．９ｍｓ（ショートモード）
のどちらかを選択し、高域では１１．６ｍｓ（ロングモ
ード）か１．４５ｍｓ（ショートモード）のどちらかを
選択する。図２中の斜線部は、いずれもショートモード
のブロックサイズを示している。
【００３３】再び図１に戻って、各直交変換回路１０
３、１０４、１０５にて、上記帯域分割フィルタ出力
は、変換フレーム毎に直交変換ブロックサイズ決定回路
１０６からのブロックサイズに応じてブロック化されて
直交変換処理され、適応ビット割当符号化回路１０８に
送られる。また、上記直交変換ブロックサイズ情報も適
応ビット割当符号化回路１０８に供給される。この適応
ビット割当符号化回路１０８にて符号化されたデータ
は、出力端子１１０を介して取り出される。
３、１０４、１０５にて、上記帯域分割フィルタ出力
は、変換フレーム毎に直交変換ブロックサイズ決定回路
１０６からのブロックサイズに応じてブロック化されて
直交変換処理され、適応ビット割当符号化回路１０８に
送られる。また、上記直交変換ブロックサイズ情報も適
応ビット割当符号化回路１０８に供給される。この適応
ビット割当符号化回路１０８にて符号化されたデータ
は、出力端子１１０を介して取り出される。
【００３４】ここで、上記各直交変換回路１０３、１０
４、１０５での直交変換としては、例えば、入力オーデ
ィオ信号を所定単位時間でブロック化し、当該ブロック
毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散コサイン変換
（ＤＣＴ）、変更離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）等を行
うことで時間軸を周波数軸に変換するような直交変換を
用いることができる。例えば、ＭＤＣＴについては、文
献「時間領域エリアシング・キャンセルを基礎とするフ
ィルタ・バンク設計を用いたサブバンド／変換符号化」
（Subband/Transform Coding Using Filter Bank Desig
ns Based on TimeDomain Aliasing Cancellation, J.P.
Princen, A.B.Bradley, Univ.of Surrey,Royal Melbour
ne Inst.of Tech. ICASSP 1987）に述べられている。
４、１０５での直交変換としては、例えば、入力オーデ
ィオ信号を所定単位時間でブロック化し、当該ブロック
毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散コサイン変換
（ＤＣＴ）、変更離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）等を行
うことで時間軸を周波数軸に変換するような直交変換を
用いることができる。例えば、ＭＤＣＴについては、文
献「時間領域エリアシング・キャンセルを基礎とするフ
ィルタ・バンク設計を用いたサブバンド／変換符号化」
（Subband/Transform Coding Using Filter Bank Desig
ns Based on TimeDomain Aliasing Cancellation, J.P.
Princen, A.B.Bradley, Univ.of Surrey,Royal Melbour
ne Inst.of Tech. ICASSP 1987）に述べられている。
【００３５】次に図３は、図１中の適応ビット割当符号
化回路１０８の一具体例の概略構成を示すブロック回路
図である。
化回路１０８の一具体例の概略構成を示すブロック回路
図である。
【００３６】この図３において、端子４０１には上記各
直交変換回路１０３、１０４、１０５からの周波数軸上
のスペクトルデータ、あるいは上記ＭＤＣＴ係数データ
が供給されており、端子４０２には上記直交変換ブロッ
クサイズ決定回路１０６からのブロックサイズ情報が供
給されている。
直交変換回路１０３、１０４、１０５からの周波数軸上
のスペクトルデータ、あるいは上記ＭＤＣＴ係数データ
が供給されており、端子４０２には上記直交変換ブロッ
クサイズ決定回路１０６からのブロックサイズ情報が供
給されている。
【００３７】端子４０１からの例えばスペクトルデータ
は、ブロックフローティング回路４０３、スケールファ
クタ設定回路４０５及びビット配分算出回路４０６にそ
れぞれ送られる。
は、ブロックフローティング回路４０３、スケールファ
クタ設定回路４０５及びビット配分算出回路４０６にそ
れぞれ送られる。
【００３８】まず、スケールファクタ設定回路４０５に
おいて、上記臨界帯域及びブロックフローティングを考
慮して分割されたスペクトルデータに基づき、ブロック
フローティングのためのフローティング情報が設定され
る。通常、フローティング情報としては、臨界帯域及び
ブロックフローティングを考慮した各分割帯域毎に該分
割帯域内にあるスペクトルデータのピーク値に近い値が
用いられる。ここで設定されたフローティング情報が臨
界帯域及びブロックフローティングを考慮した各分割帯
域毎のスケールファクタとして用いられる。
おいて、上記臨界帯域及びブロックフローティングを考
慮して分割されたスペクトルデータに基づき、ブロック
フローティングのためのフローティング情報が設定され
る。通常、フローティング情報としては、臨界帯域及び
ブロックフローティングを考慮した各分割帯域毎に該分
割帯域内にあるスペクトルデータのピーク値に近い値が
用いられる。ここで設定されたフローティング情報が臨
界帯域及びブロックフローティングを考慮した各分割帯
域毎のスケールファクタとして用いられる。
【００３９】ビット配分算出回路４０６では、上記臨界
帯域及びブロックフローティングを考慮して分割された
スペクトルデータに基づき、いわゆるマスキング効果等
を考慮して臨界帯域及びブロックフローティングを考慮
した各分割帯域毎のマスキング量が求められ、このマス
キング量と臨界帯域及びブロックフローティングを考慮
した各分割帯域毎のエネルギあるいはピーク値等に基づ
いて、各帯域毎に割当ビット数が求められる。
帯域及びブロックフローティングを考慮して分割された
スペクトルデータに基づき、いわゆるマスキング効果等
を考慮して臨界帯域及びブロックフローティングを考慮
した各分割帯域毎のマスキング量が求められ、このマス
キング量と臨界帯域及びブロックフローティングを考慮
した各分割帯域毎のエネルギあるいはピーク値等に基づ
いて、各帯域毎に割当ビット数が求められる。
【００４０】割当ビット数を求める時、使用可能なビッ
ト数には限りがあるため、符号化に要するビット数が使
用可能なビット数を越えないために、符号化に要するビ
ット数の総数を算出しながら、割当ビット数を調整する
必要がある。符号化に要するビット数の算出のために、
テーブルメモリ４０９が参照される。このビット配分回
路４０６での処理については、後述する。
ト数には限りがあるため、符号化に要するビット数が使
用可能なビット数を越えないために、符号化に要するビ
ット数の総数を算出しながら、割当ビット数を調整する
必要がある。符号化に要するビット数の算出のために、
テーブルメモリ４０９が参照される。このビット配分回
路４０６での処理については、後述する。
【００４１】ブロックフローティング回路４０３では、
スペクトルデータは、スケールファクタ設定回路４０３
で設定されたスケールファクタ（フローティング情報）
に基づいて、臨界帯域及びブロックフローティングを考
慮した分割帯域毎にフローティング処理が施される。
スペクトルデータは、スケールファクタ設定回路４０３
で設定されたスケールファクタ（フローティング情報）
に基づいて、臨界帯域及びブロックフローティングを考
慮した分割帯域毎にフローティング処理が施される。
【００４２】量子化回路４０４では、上記スケールファ
クタ設定回路４０５で設定されたスケールファクタ及び
上記ビット配分算出回路４０６で各帯域毎に割り当てら
れたビット数に応じて、各スペクトルデータが再量子化
される。
クタ設定回路４０５で設定されたスケールファクタ及び
上記ビット配分算出回路４０６で各帯域毎に割り当てら
れたビット数に応じて、各スペクトルデータが再量子化
される。
【００４３】量子化回路４０４の出力である量子化され
たスペクトルデータ、スケールファクタ設定回路４０５
の出力であるスケールファクタ、ビット配分算出回路４
０６の出力である割当ビット数情報及び端子４０２から
供給される直交変換ブロックサイズ情報は共に符号化回
路４０７に送られて可変長符号化方式により符号化さ
れ、端子４０８を介して取り出される。
たスペクトルデータ、スケールファクタ設定回路４０５
の出力であるスケールファクタ、ビット配分算出回路４
０６の出力である割当ビット数情報及び端子４０２から
供給される直交変換ブロックサイズ情報は共に符号化回
路４０７に送られて可変長符号化方式により符号化さ
れ、端子４０８を介して取り出される。
【００４４】次に、上記ビット配分回路４０６における
処理について説明する。
処理について説明する。
【００４５】図４はビット配分回路４０６での処理過程
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【００４６】この図４において、まずステップＳ１で
は、各バンドに割り当てられるビット数が算出され、次
のステップＳ２にて、割り当てられたビット数に従って
量子化し、符号化する場合に必要となるビット数が算出
される。
は、各バンドに割り当てられるビット数が算出され、次
のステップＳ２にて、割り当てられたビット数に従って
量子化し、符号化する場合に必要となるビット数が算出
される。
【００４７】次のステップＳ３では、得られた符号化総
ビット数と予め定められている使用可能なビット数とが
比較され、符号化総ビットの方が小さい場合は処理が終
了するが、符号化総ビットの方が大きい場合は符号が溢
れてしまうので、ステップＳ４で割当ビット数を減少さ
せてから、上記ステップＳ２に戻って、再度符号化総ビ
ット数を算出し、総ビット数が使用可能ビット数以下に
なるまで上記処理が繰り返される。
ビット数と予め定められている使用可能なビット数とが
比較され、符号化総ビットの方が小さい場合は処理が終
了するが、符号化総ビットの方が大きい場合は符号が溢
れてしまうので、ステップＳ４で割当ビット数を減少さ
せてから、上記ステップＳ２に戻って、再度符号化総ビ
ット数を算出し、総ビット数が使用可能ビット数以下に
なるまで上記処理が繰り返される。
【００４８】ここで図５は、図４のステップＳ２での処
理内容の具体例として、可変長符号化方式でデータを符
号化する場合に要する総ビット数を算出するフローチャ
ートを示している。
理内容の具体例として、可変長符号化方式でデータを符
号化する場合に要する総ビット数を算出するフローチャ
ートを示している。
【００４９】この図５では、Ndata 個からなる入力デー
タ列Data[i] を符号化するのに要するビット数（Allbit
s ）を算出している。ここでは、スペクトルデータある
いは上記ＭＤＣＴ係数データが入力データ列Data[i] と
なる。
タ列Data[i] を符号化するのに要するビット数（Allbit
s ）を算出している。ここでは、スペクトルデータある
いは上記ＭＤＣＴ係数データが入力データ列Data[i] と
なる。
【００５０】先ず、ステップＳ２０、Ｓ２１において、
演算のための変数の初期化が行なわれている。すなわ
ち、ステップＳ２０では、ループ制御変数ｉ及び総ビッ
ト数を示す変数Allbits をいずれも０とし、ステップＳ
２１では、変数ｊを０としている。
演算のための変数の初期化が行なわれている。すなわ
ち、ステップＳ２０では、ループ制御変数ｉ及び総ビッ
ト数を示す変数Allbits をいずれも０とし、ステップＳ
２１では、変数ｊを０としている。
【００５１】次のステップＳ２２では、予め定められて
いる正規化係数に従って正規化処理がData[i] に対して
行なわれ、正規化されたデータであるＤが算出される。
ここでは正規化係数としてスケールファクタを用いる。
いる正規化係数に従って正規化処理がData[i] に対して
行なわれ、正規化されたデータであるＤが算出される。
ここでは正規化係数としてスケールファクタを用いる。
【００５２】次のステップＳ２３では、上記Ｄと後述す
るB[j]との比較が行われ、Ｄの方が小さい場合はステッ
プＳ２６に進んで、 Length[i] = L[j] 、すなわち後述
するL[j]を上記Data[i] を符号化するのに要するビット
数Length[i] として用いる。これらのB[j]、L[j]につい
ては、後で説明する。
るB[j]との比較が行われ、Ｄの方が小さい場合はステッ
プＳ２６に進んで、 Length[i] = L[j] 、すなわち後述
するL[j]を上記Data[i] を符号化するのに要するビット
数Length[i] として用いる。これらのB[j]、L[j]につい
ては、後で説明する。
【００５３】上記ステップＳ２３でＮＯ、すなわち上記
B[j]よりも上記Ｄの方が大きい又は等しいと判別された
場合は、ステップＳ２４に進んでｊをインクリメント
し、次のステップＳ２５でｊがNboundより小さいかを判
別し、Nboundに達するまで上記ステップＳ２３の判定を
行い、Ｄ＜B[j]を満たすまで続ける。
B[j]よりも上記Ｄの方が大きい又は等しいと判別された
場合は、ステップＳ２４に進んでｊをインクリメント
し、次のステップＳ２５でｊがNboundより小さいかを判
別し、Nboundに達するまで上記ステップＳ２３の判定を
行い、Ｄ＜B[j]を満たすまで続ける。
【００５４】次のステップＳ２７では、Length[i] をAl
lbits に加えることにより、符号化に要するビット数の
総和を算出している。
lbits に加えることにより、符号化に要するビット数の
総和を算出している。
【００５５】次のステップＳ２８ではｉをインクリメン
トし、ステップＳ２９でｉがNdataよりも小さいかを判
別し、ＹＥＳのとき上記ステップＳ２１に戻ることによ
り、上述した処理をデータの個数分（Ndata ）だけ繰り
返す。
トし、ステップＳ２９でｉがNdataよりも小さいかを判
別し、ＹＥＳのとき上記ステップＳ２１に戻ることによ
り、上述した処理をデータの個数分（Ndata ）だけ繰り
返す。
【００５６】次に、上記B[j]とL[j]とについて説明す
る。B[j]は、可変長符号で符号が変化するＤ上の境界値
を表しており、ＤがB[j-1]からB[j]の範囲にあるとき
は、符号長が変化しないことを示している。すなわちそ
の範囲では同じ符号長を持つことを示している。この時
の符号長をL[j]で表しており、Ｄが B[j-1]〜B[j] の範
囲内にあるときは長さL[j]の符号で符号化されることに
なる。
る。B[j]は、可変長符号で符号が変化するＤ上の境界値
を表しており、ＤがB[j-1]からB[j]の範囲にあるとき
は、符号長が変化しないことを示している。すなわちそ
の範囲では同じ符号長を持つことを示している。この時
の符号長をL[j]で表しており、Ｄが B[j-1]〜B[j] の範
囲内にあるときは長さL[j]の符号で符号化されることに
なる。
【００５７】ここで、上記B[j]の決定法の一例を説明す
るために、上記図２の符号化回路４０７における実際の
可変長符号化に用いる符号化テーブルの具体例を次の表
１に示し、またビット配分算出回路４０６における符号
化に要するビット数計算に用いるテーブルメモリ４０９
の内容の具体例を次の表２にそれぞれ示す。
るために、上記図２の符号化回路４０７における実際の
可変長符号化に用いる符号化テーブルの具体例を次の表
１に示し、またビット配分算出回路４０６における符号
化に要するビット数計算に用いるテーブルメモリ４０９
の内容の具体例を次の表２にそれぞれ示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
【表２】
【００６０】表１では、入力データを量子化する際の量
子化ステップ数Nstep が１１の場合の可変長符号化の一
例を挙げている。
子化ステップ数Nstep が１１の場合の可変長符号化の一
例を挙げている。
【００６１】この表１において、QBound[k] は量子化の
境界値を表しており、正規化された入力データ値が QBo
und[k-1]〜QBound[k] の範囲内にあるときは Qunat[k]
に量子化されることを示しており、量子化器に依存する
値である。Code[k] は、量子化値 Quant[k] を可変長符
号化して得られる符号であり、CodeLen[k]はCode[k]の
符号長を表している。実際にはCode[k] が CodeLen[k]
の長さだけ記録若しくは伝送される。
境界値を表しており、正規化された入力データ値が QBo
und[k-1]〜QBound[k] の範囲内にあるときは Qunat[k]
に量子化されることを示しており、量子化器に依存する
値である。Code[k] は、量子化値 Quant[k] を可変長符
号化して得られる符号であり、CodeLen[k]はCode[k]の
符号長を表している。実際にはCode[k] が CodeLen[k]
の長さだけ記録若しくは伝送される。
【００６２】この表１に基づいて、CodeLen[k]が変化す
るところ、すなわち、CodeLen[k]の値と次のCodeLen[k+
1]の値とが違うところを探し出し、表２に示す境界値B
[j]と符号長L[j]とを決定する。この具体例の場合に
は、５つの領域に区分でき、この領域数が上記Nboundで
ある。
るところ、すなわち、CodeLen[k]の値と次のCodeLen[k+
1]の値とが違うところを探し出し、表２に示す境界値B
[j]と符号長L[j]とを決定する。この具体例の場合に
は、５つの領域に区分でき、この領域数が上記Nboundで
ある。
【００６３】この表２が、例えば図３のテーブルメモリ
４０９に書き込まれており、ビット配分算出回路４０６
での符号化ビット数の算出に用いられるわけである。従
って、表１に基づく各データ毎の量子化、符号化処理を
実際に行わなくとも、表２を用いて、図５のステップＳ
２３〜Ｓ２６の処理を行うことにより、簡単に符号化に
必要とされるビット数を算出することができる。
４０９に書き込まれており、ビット配分算出回路４０６
での符号化ビット数の算出に用いられるわけである。従
って、表１に基づく各データ毎の量子化、符号化処理を
実際に行わなくとも、表２を用いて、図５のステップＳ
２３〜Ｓ２６の処理を行うことにより、簡単に符号化に
必要とされるビット数を算出することができる。
【００６４】ここで比較のために、表１を用いる場合の
従来の符号化ビット数の算出処理について、図６を参照
しながら説明する。
従来の符号化ビット数の算出処理について、図６を参照
しながら説明する。
【００６５】この図６は、前述した従来例における図１
０のステップＳ１２、Ｓ１３の具体例となる処理を示し
ており、図１０のステップＳ１１の次に図６のステップ
Ｓ１２ａに進み、図６のステップＳ１３ａの次に図１０
のステップＳ１４に進むものである。
０のステップＳ１２、Ｓ１３の具体例となる処理を示し
ており、図１０のステップＳ１１の次に図６のステップ
Ｓ１２ａに進み、図６のステップＳ１３ａの次に図１０
のステップＳ１４に進むものである。
【００６６】すなわち、図６のステップＳ１２ａで変数
ｋを０に初期化し、次のステップＳ１２で、入力データ
Ｄが上記量子化の境界値QBound[k] よりも小さいか否か
の判別を行う。ＹＥＳのときはｋが量子化値に対応する
値となり、ステップＳ１３ａに進んで、 Length[i] = C
odeLen[k] とする。すなわち、表１のCodeLen[k]を、上
記Data[i] を符号化するのに要するビット数Length[i]
として用いる。
ｋを０に初期化し、次のステップＳ１２で、入力データ
Ｄが上記量子化の境界値QBound[k] よりも小さいか否か
の判別を行う。ＹＥＳのときはｋが量子化値に対応する
値となり、ステップＳ１３ａに進んで、 Length[i] = C
odeLen[k] とする。すなわち、表１のCodeLen[k]を、上
記Data[i] を符号化するのに要するビット数Length[i]
として用いる。
【００６７】ステップＳ１２ｂでＮＯのときは、ステッ
プＳ１２ｃに進んで変数ｋをインクリメントし、次のス
テップＳ１２ｄでｋが上記量子化ステップ数Nstep より
小さいか否かを判別し、Nstep に達するまで上記ステッ
プＳ１２ｂの判定を繰り返すことで、Ｄ＜QBound[k] を
満足するまで続ける。
プＳ１２ｃに進んで変数ｋをインクリメントし、次のス
テップＳ１２ｄでｋが上記量子化ステップ数Nstep より
小さいか否かを判別し、Nstep に達するまで上記ステッ
プＳ１２ｂの判定を繰り返すことで、Ｄ＜QBound[k] を
満足するまで続ける。
【００６８】このような従来の方法によれば、１個の入
力データに対して、符号化ビット数を求めるために最大
Nstep 回の繰り返しが生ずることになり、この量子化ス
テップ数Nstep が例えば６３あるいはそれ以上の値をと
る場合には、繰り返し回数の最大値が非常に大きくな
る。しかも、データの個数Ndata は、例えば５１２等の
ような値であり、さらに、上記図４に示すように、総ビ
ット数が使用可能ビット数より大きい場合には、割当ビ
ット数を減少して再度符号化に要するビット数の算出を
行わなければならず、これが何回繰り返されるかわから
ない点を考慮すると、演算量が膨大なものとなる。
力データに対して、符号化ビット数を求めるために最大
Nstep 回の繰り返しが生ずることになり、この量子化ス
テップ数Nstep が例えば６３あるいはそれ以上の値をと
る場合には、繰り返し回数の最大値が非常に大きくな
る。しかも、データの個数Ndata は、例えば５１２等の
ような値であり、さらに、上記図４に示すように、総ビ
ット数が使用可能ビット数より大きい場合には、割当ビ
ット数を減少して再度符号化に要するビット数の算出を
行わなければならず、これが何回繰り返されるかわから
ない点を考慮すると、演算量が膨大なものとなる。
【００６９】これに対して、本実施例によれば、上記表
２に示すように、符号化長が変化する境界値で領域を区
分し、これらの領域単位で符号化ビット数を算出してい
るため、繰り返し回数が最大でもこの領域数である上記
Nboundに低減され、演算量が低減される。これは、図３
のビット配分算出回路４０６での処理が高速化される利
点のみならず、例えば安価な定速の演算ＩＣ等を用いて
もリアルタイム処理が可能になるという利点にもつなが
るものである。
２に示すように、符号化長が変化する境界値で領域を区
分し、これらの領域単位で符号化ビット数を算出してい
るため、繰り返し回数が最大でもこの領域数である上記
Nboundに低減され、演算量が低減される。これは、図３
のビット配分算出回路４０６での処理が高速化される利
点のみならず、例えば安価な定速の演算ＩＣ等を用いて
もリアルタイム処理が可能になるという利点にもつなが
るものである。
【００７０】次に、上記図１乃至図３と共に説明した高
能率符号化装置により符号化されたデータを復号化する
ための復号化装置の一例について、図７及び図８を参照
しながら説明する。
能率符号化装置により符号化されたデータを復号化する
ための復号化装置の一例について、図７及び図８を参照
しながら説明する。
【００７１】図７は、復号化装置の概略構成を示してお
り、この図７において、入力端子２１０には、図１の出
力端子１１０から得られる可変長符号化方式で符号化さ
れた符号化データが供給されている。この符号化データ
は、まず適応ビット割当復号化回路２０８に送られて復
号化処理され、周波数軸上のスペクトルデータに復元さ
れる。また復号化処理によって直交変換ブロックサイズ
情報が取り出され、周波数軸上のスペクトルデータと共
に各帯域毎の逆直交変換回路２０３、２０４、２０５に
送られる。
り、この図７において、入力端子２１０には、図１の出
力端子１１０から得られる可変長符号化方式で符号化さ
れた符号化データが供給されている。この符号化データ
は、まず適応ビット割当復号化回路２０８に送られて復
号化処理され、周波数軸上のスペクトルデータに復元さ
れる。また復号化処理によって直交変換ブロックサイズ
情報が取り出され、周波数軸上のスペクトルデータと共
に各帯域毎の逆直交変換回路２０３、２０４、２０５に
送られる。
【００７２】図８は、図７の適応ビット割当復号化回路
２０８の一具体例の概略構成を示すブロック図である。
この図８の端子６０１には、上記符号化データが供給さ
れており、この符号化データは、復号化回路６０２にお
いて可変長復号化方式による復号化処理がなされ、周波
数軸上のスペクトルデータ情報、スケールファクタ情
報、割当ビット数情報及び直交変換ブロックサイズ情報
に復元され、直交変換ブロックサイズ情報は端子６０７
を介して取り出される。スペクトルデータ情報及び割当
ビット数情報は逆量子化回路６０３に送られ、スペクト
ルデータ情報は割当ビット数情報に基づいて逆量子化処
理される。逆フローティング回路６０４には、逆量子化
回路６０３からの逆量子化されたスペクトルデータ情報
と、復号化回路６０２からの上記スケールファクタ情報
が供給されており、スペクトルデータ情報はスケールフ
ァクタに基づいて逆フローティング処理され、スペクト
ルデータに復元されて、端子６０６を介して取り出され
る。
２０８の一具体例の概略構成を示すブロック図である。
この図８の端子６０１には、上記符号化データが供給さ
れており、この符号化データは、復号化回路６０２にお
いて可変長復号化方式による復号化処理がなされ、周波
数軸上のスペクトルデータ情報、スケールファクタ情
報、割当ビット数情報及び直交変換ブロックサイズ情報
に復元され、直交変換ブロックサイズ情報は端子６０７
を介して取り出される。スペクトルデータ情報及び割当
ビット数情報は逆量子化回路６０３に送られ、スペクト
ルデータ情報は割当ビット数情報に基づいて逆量子化処
理される。逆フローティング回路６０４には、逆量子化
回路６０３からの逆量子化されたスペクトルデータ情報
と、復号化回路６０２からの上記スケールファクタ情報
が供給されており、スペクトルデータ情報はスケールフ
ァクタに基づいて逆フローティング処理され、スペクト
ルデータに復元されて、端子６０６を介して取り出され
る。
【００７３】再び図７において、適応ビット割当復号化
回路２０８から得られるスペクトルデータの内、０〜
５．５ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路２０３に、
５．５〜１１ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路２０
４に、１１〜２２ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路
２０５にそれぞれ送られ、上記直交変換ブロックサイズ
情報に応じて、各帯域毎に逆直交変換処理される。
回路２０８から得られるスペクトルデータの内、０〜
５．５ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路２０３に、
５．５〜１１ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路２０
４に、１１〜２２ｋＨｚ帯域のデータは逆直交変換回路
２０５にそれぞれ送られ、上記直交変換ブロックサイズ
情報に応じて、各帯域毎に逆直交変換処理される。
【００７４】さらに、上記逆直交変換回路２０４、２０
５の出力は帯域合成フィルタ２０２で合成され、上記逆
直交変換回路２０３と帯域合成フィルタ２０２の出力は
帯域合成フィルタ２０１で合成されて再生信号となり、
出力端子２００より取り出される。
５の出力は帯域合成フィルタ２０２で合成され、上記逆
直交変換回路２０３と帯域合成フィルタ２０２の出力は
帯域合成フィルタ２０１で合成されて再生信号となり、
出力端子２００より取り出される。
【００７５】ところで、上記実施例においては、最も一
般的な量子化器を用いているが、入力データ列に対し
て、正負対称の量子化器を用いる場合においては、それ
ぞれの量子化された値に対する符号長も正負対称（量子
化された値の絶対値が等しいときは同じ符号長）とする
ことで、演算量を上記従来例よりも低減することができ
る。このような正負対称の量子化値に対して正負対称の
可変長符号化を行う際のコードテーブルの具体例を表３
に示す。
般的な量子化器を用いているが、入力データ列に対し
て、正負対称の量子化器を用いる場合においては、それ
ぞれの量子化された値に対する符号長も正負対称（量子
化された値の絶対値が等しいときは同じ符号長）とする
ことで、演算量を上記従来例よりも低減することができ
る。このような正負対称の量子化値に対して正負対称の
可変長符号化を行う際のコードテーブルの具体例を表３
に示す。
【００７６】
【表３】
【００７７】この表３に示すように、上記QBound[k] 及
びQuant[k]を絶対値で表現したもの、すなわち｜QBound
[k]｜ 及び｜Quant[k]｜を用いて、正負の値をまとめて
考えることにより、量子化ステップ数Nstep を、上記表
１の１１から表３の６にまで減らすことができ、その分
演算量を減らすことができる。
びQuant[k]を絶対値で表現したもの、すなわち｜QBound
[k]｜ 及び｜Quant[k]｜を用いて、正負の値をまとめて
考えることにより、量子化ステップ数Nstep を、上記表
１の１１から表３の６にまで減らすことができ、その分
演算量を減らすことができる。
【００７８】さらに、この表３においても、符号長code
Len[k]が変化する境界、すなわち表３中の破線で示す位
置で区分することにより、次の表４に示すような符号化
ビット数計算用のテーブルを得ることができる。
Len[k]が変化する境界、すなわち表３中の破線で示す位
置で区分することにより、次の表４に示すような符号化
ビット数計算用のテーブルを得ることができる。
【００７９】
【表４】
【００８０】この表４においては、上記表３の符号長が
変化する境界値であるB[j]は３つとなり、３つの領域に
区分されることになって、領域数Nboundは３となる。こ
のように、正負対称の符号長、すなわち量子化された値
の絶対値が等しいときは同じ符号長となるように可変長
符号化することにより、表４に示すように、符号長が変
化する境界の数を減らすことができ、境界の数が少なく
なるほど総ビット数の演算が楽になり、予め保持してお
かなければならない値（B[j]、L[j]）の数も少なくな
る。
変化する境界値であるB[j]は３つとなり、３つの領域に
区分されることになって、領域数Nboundは３となる。こ
のように、正負対称の符号長、すなわち量子化された値
の絶対値が等しいときは同じ符号長となるように可変長
符号化することにより、表４に示すように、符号長が変
化する境界の数を減らすことができ、境界の数が少なく
なるほど総ビット数の演算が楽になり、予め保持してお
かなければならない値（B[j]、L[j]）の数も少なくな
る。
【００８１】この表４のテーブルを用いて符号化に必要
な総ビット数を算出する場合の処理手順の一例を、図９
のフローチャートに示す。
な総ビット数を算出する場合の処理手順の一例を、図９
のフローチャートに示す。
【００８２】この図９において、上記図５のフローチャ
ートの各ステップと同様な処理を行うステップには同じ
指示符号を付して説明を省略する。
ートの各ステップと同様な処理を行うステップには同じ
指示符号を付して説明を省略する。
【００８３】この図９の例では、ステップＳ２３ａにお
いて、正規化処理されたデータＤの絶対値｜Ｄ｜を、表
４の境界値B[j]と比較している点が、上記図５のステッ
プＳ２３と異なっており、他は図５と同様な処理が行わ
れる。ただし、図９のステップＳ２５での領域数Nbound
は、３となっており、図５の場合のNbound＝５と比べ
て、演算量をさらに低減できる点に留意すべきである。
いて、正規化処理されたデータＤの絶対値｜Ｄ｜を、表
４の境界値B[j]と比較している点が、上記図５のステッ
プＳ２３と異なっており、他は図５と同様な処理が行わ
れる。ただし、図９のステップＳ２５での領域数Nbound
は、３となっており、図５の場合のNbound＝５と比べ
て、演算量をさらに低減できる点に留意すべきである。
【００８４】次に、可変長符号化の際の符号長の種類を
さらに少なくすることで、符号長が変化する境界の数を
より少なくした可変長符号化の例を表５に示す。
さらに少なくすることで、符号長が変化する境界の数を
より少なくした可変長符号化の例を表５に示す。
【００８５】
【表５】
【００８６】この表５においては、可変長符号化された
符号の長さCodeLen[k]が、２と４との２種類のみであ
り、中心の０の符号長２以外は全て同一の符号長４とな
っている。この表５を用いても、上記表３を用いる場合
と同程度の演算量削減が期待できる。
符号の長さCodeLen[k]が、２と４との２種類のみであ
り、中心の０の符号長２以外は全て同一の符号長４とな
っている。この表５を用いても、上記表３を用いる場合
と同程度の演算量削減が期待できる。
【００８７】また、この表５に対しても、符号長が変化
する境界値で領域区分して、符号化ビット数算出用のテ
ーブルを作成することができ、これを次の表６に示す。
する境界値で領域区分して、符号化ビット数算出用のテ
ーブルを作成することができ、これを次の表６に示す。
【００８８】
【表６】
【００８９】この表６は、最も境界の数を少なくした可
変長符号化のビット数算出用テーブルの例であり、中心
の０近傍の領域と、それ以外の領域との２つ領域、すな
わち領域数Nbound＝２となっている。従って、符号化に
必要とされる総ビット数の算出の際の演算量を、さらに
低減することができる。
変長符号化のビット数算出用テーブルの例であり、中心
の０近傍の領域と、それ以外の領域との２つ領域、すな
わち領域数Nbound＝２となっている。従って、符号化に
必要とされる総ビット数の算出の際の演算量を、さらに
低減することができる。
【００９０】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば、オーディオＰＣＭ信号のみな
らず、デジタル音声（スピーチ）信号やデジタルビデオ
信号等の信号処理装置にも適用可能である。また、ビッ
ト配分手法は多種多様であり、最も簡単には固定のビッ
ト配分もしくは信号の各帯域エネルギーによる簡単なビ
ット配分もしくは固定分と可変分を組み合わせたビット
配分などを使うことができる。さらに、上記直交変換ブ
ロックサイズは図示の例に限定されず、例えば、時間軸
方向に２３．２ｍｓとしたり、周波数軸方向での帯域分
割数を４としたり、周波数軸方向に２２．０５ｋHz、あ
るいは２０ｋHzとする等、任意に設定できるものであ
る。
るものではなく、例えば、オーディオＰＣＭ信号のみな
らず、デジタル音声（スピーチ）信号やデジタルビデオ
信号等の信号処理装置にも適用可能である。また、ビッ
ト配分手法は多種多様であり、最も簡単には固定のビッ
ト配分もしくは信号の各帯域エネルギーによる簡単なビ
ット配分もしくは固定分と可変分を組み合わせたビット
配分などを使うことができる。さらに、上記直交変換ブ
ロックサイズは図示の例に限定されず、例えば、時間軸
方向に２３．２ｍｓとしたり、周波数軸方向での帯域分
割数を４としたり、周波数軸方向に２２．０５ｋHz、あ
るいは２０ｋHzとする等、任意に設定できるものであ
る。
【００９１】
【発明の効果】本発明に係るデータ圧縮符号化方法又は
装置によれば、入力データに対して圧縮処理を施したデ
ータを可変長符号化して出力するデータ圧縮符号化方法
において、上記可変長符号化後の符号長が変化するデー
タの境界値と、境界値間の領域の符号長とを用いて、符
号化に要する総ビット数を算出しているため、各ワード
毎の量子化処理を行なわずにビットの総数を算出するこ
とが可能であり、符号長が変化する境界値を用いて符号
化ビット数を算出することにより、演算量を低減するこ
とができる。これは特に、上記可変長符号化されたデー
タの総ビット数が一定のビット数以内となるように上記
圧縮処理を制御するような適応ビット割当の際の割当ビ
ット調整に用いて好適である。
装置によれば、入力データに対して圧縮処理を施したデ
ータを可変長符号化して出力するデータ圧縮符号化方法
において、上記可変長符号化後の符号長が変化するデー
タの境界値と、境界値間の領域の符号長とを用いて、符
号化に要する総ビット数を算出しているため、各ワード
毎の量子化処理を行なわずにビットの総数を算出するこ
とが可能であり、符号長が変化する境界値を用いて符号
化ビット数を算出することにより、演算量を低減するこ
とができる。これは特に、上記可変長符号化されたデー
タの総ビット数が一定のビット数以内となるように上記
圧縮処理を制御するような適応ビット割当の際の割当ビ
ット調整に用いて好適である。
【００９２】また、符号化後の符号長が変化する量子化
データ列上の境界を少なくすることにより、符号化に要
する総ビット数算出の演算量を少なくすることができ
る。
データ列上の境界を少なくすることにより、符号化に要
する総ビット数算出の演算量を少なくすることができ
る。
【００９３】また、圧縮処理の終段にて正負対称の量子
化手段により量子化し、この量子化された値について正
負対称の符号長で可変長符号化すると共に、量子化デー
タの正負の値をまとめて符号化に要する総ビット数を算
出することによっても演算量を低減でき、この演算に符
号化後の符号長が変化する量子化データ列上の境界値に
よる領域区分を用いることにより、演算量をさらに低減
できる。
化手段により量子化し、この量子化された値について正
負対称の符号長で可変長符号化すると共に、量子化デー
タの正負の値をまとめて符号化に要する総ビット数を算
出することによっても演算量を低減でき、この演算に符
号化後の符号長が変化する量子化データ列上の境界値に
よる領域区分を用いることにより、演算量をさらに低減
できる。
【００９４】このように、符号化に要する総ビット数を
算出する際の演算量が低減されることは、演算処理時間
が短縮されて高速処理が図れるという利点のみならず、
例えば安価な定速の演算ＩＣ等を用いてもリアルタイム
処理が可能になるため低価格化に貢献できるという利点
もある。
算出する際の演算量が低減されることは、演算処理時間
が短縮されて高速処理が図れるという利点のみならず、
例えば安価な定速の演算ＩＣ等を用いてもリアルタイム
処理が可能になるため低価格化に貢献できるという利点
もある。
【図１】本発明の一実施例となるオーディオ高能率圧縮
符号化装置の一具体例を示すブロック回路図である。
符号化装置の一具体例を示すブロック回路図である。
【図２】上記実施例の直交変換ブロックサイズを説明す
るための図である。
るための図である。
【図３】上記実施例に用いられる適応ビット割当符号化
回路の一具体例を示すブロック回路図である。
回路の一具体例を示すブロック回路図である。
【図４】本実施例の図３中のビット配分回路での処理を
説明するためのフローチャートである。
説明するためのフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ２の符号化に要する総ビット
数の算出処理の具体例を示すフローチャートである。
数の算出処理の具体例を示すフローチャートである。
【図６】従来方式による可変長符号の符号化総ビット数
を算出する過程の一部を説明するためのフローチャート
である。
を算出する過程の一部を説明するためのフローチャート
である。
【図７】上記実施例の圧縮符号化装置により符号化され
たデータを復号化する復号化装置の一具体例を示すブロ
ック回路図である。
たデータを復号化する復号化装置の一具体例を示すブロ
ック回路図である。
【図８】図７中の復号化装置の適応ビット割当復号化回
路の一具体例を示すブロック回路図である。
路の一具体例を示すブロック回路図である。
【図９】本発明の他の実施例による可変長符号の符号化
総ビット数を算出する過程を説明するためのフローチャ
ートである。
総ビット数を算出する過程を説明するためのフローチャ
ートである。
【図１０】従来方式による可変長符号の符号化総ビット
数を算出する過程を説明するためのフローチャートであ
る。
数を算出する過程を説明するためのフローチャートであ
る。
１０１、１０２ 帯域分割フィルタ １０３、１０４、１０５ 直交変換回路 １０６ 直交変換ブロックサイズ決定回路 １０８ 適応ビット割当符号化回路 ２０１、２０２ 帯域合成フィルタ ２０３、２０４、２０５ 逆直交変換回路 ２０８ 適応ビット割当復号化回路 ４０３ ブロックフローティング回路 ４０４ 量子化回路 ４０５ スケールファクタ設定回路 ４０６ ビット配分算出回路 ４０７ 可変長符号化回路 ４０９ テーブルメモリ ６０２ 復号化回路 ６０３ 逆量子化回路 ６０４ 逆フローティング回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 1/66 Ｇ１０Ｌ 9/18 Ｃ (56)参考文献 特表 平４−504192（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03M 7/40 H03M 7/30
Claims (10)
- 【請求項１】 入力データを所定の圧縮処理によりデー
タ圧縮し、上記圧縮データを量子化して可変長符号化す
るデータ圧縮符号化方法において、 上記可変長符号化に使用する総ビット数を算出する際
に、 同じ符号長が割り当てられる連続する量子化値のための
データ値上の境界値と上記量子化値に対応した符号長の
みを用いて、各圧縮データの ビット数を算出することを
特徴とするデータ圧縮符号化方法。 - 【請求項２】 上記算出された符号化に要する総ビット
数を用いて、上記可変長符号化されたデータの総ビット
数が一定のビット数以内となるように上記圧縮処理を制
御することを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮符号
化方法。 - 【請求項３】 上記境界値の数を少なくすることを特徴
とする請求項１記載のデータ圧縮符号化方法。 - 【請求項４】 上記圧縮処理の終段にて正負対称の量子
化手段により量子化し、この量子化された値について正
負対称の符号長で可変長符号化すると共に、絶対値の等
しいデータに対しては同じ値を上記境界値として用いて
上記符号化に要する総ビット数を算出することを特徴と
する請求項１記載のデータ圧縮符号化方法。 - 【請求項５】 上記圧縮処理として、適応変換符号化
と、適応ビット割当とを行い、この適応ビット割当の割
当ビット数を、上記算出された符号化に要する総ビット
数に応じて可変制御することを特徴とする請求項１記載
のデータ圧縮符号化方法。 - 【請求項６】 上記圧縮処理として、上記入力データを
ブロック化してスペクトルデータに変換し、このスペク
トルデータを複数個のユニットに分割して正規化して再
量子化する技術を用い、この再量子化の際の割当ビット
数を、上記算出された符号化に要する総ビット数に応じ
て可変制御することを特徴とする請求項１記載のデータ
圧縮符号化方法。 - 【請求項７】 入力データを所定の圧縮処理によりデー
タ圧縮し、上記圧縮データを量子化して可変長符号化す
るデータ圧縮符号化装置において、 上記可変長符号化に使用する総ビット数を算出する総ビ
ット数算出手段を有し、 同じ符号長が割り当てられる連続する量子化値のための
データ値上の境界値及び上記量子化値に対応した符号長
を保持するビット数算出用テーブルと、 上記ビット数算出用テーブルに保持された上記境界値及
び上記符号長のみを用いて各圧縮データのビット数を算
出する手段と を有する ことを特徴とするデータ圧縮符号
化装置。 - 【請求項８】 上記境界値の数を少なくすることを特徴
とする請求項７記載のデータ圧縮符号化装置。 - 【請求項９】 上記圧縮処理の終段の再量子化に正負対
称の量子化手段を用い、この量子化された値の可変長符
号化に正負対称の符号長で符号化する可変長符号化手段
を用いると共に、上記ビット数算出用テーブルは、絶対
値の等しいデータ値に対しては同じ値を上記境界値とし
て持つことを特徴とする請求項７記載のデータ圧縮符号
化装置。 - 【請求項１０】 入力データを所定の圧縮処理によりデ
ータ圧縮し、上記圧縮データを量子化して可変長符号化
されたデータが記録された記録媒体において、上記可変長符号化に使用する総ビット数を算出する際
に、 同じ符号長が割り当てられる連続する量子化値のための
データ値上の境界値と上記量子化値に対応した符号長の
みを用いて、各圧縮データのビット数が算出されると共
に、 上記圧縮処理の終段で再量子化された再量子化データに
対して、上記 境界値の数が少なくなる可変長符号化が施
されたデータが記録されて成ることを特徴とするデータ
記録媒体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06485694A JP3186413B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | データ圧縮符号化方法、データ圧縮符号化装置及びデータ記録媒体 |
| US08/413,395 US5623557A (en) | 1994-04-01 | 1995-03-30 | Method and apparatus for data encoding and data recording medium |
| EP95104854A EP0675492B1 (en) | 1994-04-01 | 1995-03-31 | Method and apparatus for data encoding and data recording medium |
| DE69527223T DE69527223T2 (de) | 1994-04-01 | 1995-03-31 | Verfahren und Vorrichtung zur Kodierung von Daten sowie Datenaufzeichnungsmedium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06485694A JP3186413B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | データ圧縮符号化方法、データ圧縮符号化装置及びデータ記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273665A JPH07273665A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3186413B2 true JP3186413B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=13270254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06485694A Expired - Fee Related JP3186413B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | データ圧縮符号化方法、データ圧縮符号化装置及びデータ記録媒体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5623557A (ja) |
| EP (1) | EP0675492B1 (ja) |
| JP (1) | JP3186413B2 (ja) |
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| AUPM616994A0 (en) * | 1994-06-09 | 1994-07-07 | Reilly, Chris | Security system for eft using magnetic strip cards |
| US6167093A (en) * | 1994-08-16 | 2000-12-26 | Sony Corporation | Method and apparatus for encoding the information, method and apparatus for decoding the information and method for information transmission |
| JP3082585B2 (ja) * | 1994-09-09 | 2000-08-28 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像情報符号化処理装置、画像情報復号化処理装置及び画像情報符号化復号化処理装置 |
| JP2842275B2 (ja) * | 1995-02-22 | 1998-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 信号蓄積方法および信号再生方法 |
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| FI114071B (fi) * | 2003-01-13 | 2004-07-30 | Nokia Corp | Kuvien käsitteleminen rajoitetulla bittimäärällä |
| DE10328777A1 (de) * | 2003-06-25 | 2005-01-27 | Coding Technologies Ab | Vorrichtung und Verfahren zum Codieren eines Audiosignals und Vorrichtung und Verfahren zum Decodieren eines codierten Audiosignals |
| US20110292044A1 (en) * | 2009-02-13 | 2011-12-01 | Kim Woo-Shik | Depth map coding using video information |
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- 1994-04-01 JP JP06485694A patent/JP3186413B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-03-30 US US08/413,395 patent/US5623557A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-31 EP EP95104854A patent/EP0675492B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-31 DE DE69527223T patent/DE69527223T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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