JP2001044847A - 可逆符号化方法、可逆復号化方法、これらの装置及びその各プログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディジタル入力信号を高い圧縮効率で圧縮
し、かつ完全に再現すること。 【解決手段】 本発明の可逆符号化方法は、ディジタル
入力信号をフレーム毎に符号絶対値表現のビット列に変
換する過程と、前記ビット列を個々のビットに分解する
過程と、各ビットをビット位置毎に時刻順に連結する過
程と、連結によって得られた各ビット列を可逆符号化す
る過程とを有することを特徴とする。一方、本発明の可
逆復号化方法は、可逆符号化系列をフレーム毎に可逆復
号化する過程と、可逆復号化によって得られた各ビット
列を個々のビットに分解する過程と、各ビットを同一時
刻毎にビット位置順に連結する過程と、連結によって得
られたフレームを順次連結する過程とを有することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種ディジタル
信号（一例として、音声，音楽などの音響信号や画像信
号）を表現するビット数を削滅する符号化方法、その符
号を再生する復号化方法、これらの装置及びプログラム
記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声，画像などの情報を圧縮する方法と
して、歪を許す非可逆な圧縮符号化と歪を許さない可逆
な圧縮符号化とがある。非可逆な圧縮としては、ＩＴＵ
−ＴやＩＳＯ／ＩＥＣ ＭＰＥＧの標準として、種々の
方式が知られている。これらの方式を使うと、わずかの
歪に押さえつつ、元のディジタル信号を１／１０以下ま
でに圧縮することが可能である。しかし、その歪は符号
化条件や入力信号に依存し、用途によっては再生信号の
劣化が間題となる場合がある。一方、元の信号を完全に
再現できる可逆な圧縮方法として、コンピュータのファ
イルやテキストの圧縮によく使われているユニバーサル
な圧縮符号化が知られている。これは入力系列の統計を
参照しながら圧縮符号化を行うもので、どのような信号
に対しても圧縮が可能で、テキストなどを１／２程度ま
で圧縮できるが、音声や画像のデータに直接適用しても
圧縮効果は２割程度にとどまる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は、非可逆符号化と可逆符号化とが、圧縮される情報の
種類や用途によって使い分けられていた。この場合、１
つの情報に対して２種類の圧縮ファイルを用意する必要
があるので、全体として圧縮効率が上がらず、また、取
り扱いが不便であった。この発明はディジタル信号を高
い圧縮効率で歪なく圧縮する符号化方法、該方法で圧縮
された信号を元の信号に復元する復号化方法を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明では、歪を許す
符号化を使用して、ディジタル入力信号を少ないビット
数で量子化する。そして、その量子化信号と元のディジ
タル入力信号との誤差信号（振幅の小さくなった信号）
を、歪のない符号化を使用して、圧縮する。これによっ
て、最終的に歪が生じないまま圧縮率を高めることが可
能である点が、可逆符号化と非可逆符号化とを単独で使
用する従来の符号化には無い特徴である。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下の実施形態はクレームにかか
る発明を限定するものではない。また、目的の達成のた
めに、実施形態中で説明されている特徴のすべての組み
合わせが必ずしも必要となるものではない。以下、図面
を参照して、この発明の実施形態について説明する。

【０００６】§１．第１実施形態 図１は、この発明の第１実施形態による符号化装置およ
び復号化装置の構成例を示すブロック図である。図１に
示される符号化装置では、ディジタル入力信号の時系列
（以下「ディジタル入力信号系列」と称する）が、入力
端子１００から入力される。そして、フレーム分割部１
１０が、上記ディジタル入力信号系列を、例えば１０２
４個のディジタル入力信号（即ち、１０２４点のサンプ
ル）からなるフレーム単位に、順次分割する。

【０００７】次に、可逆符号化部１５０による可逆圧縮
符号化の効率を上げるために、ならびかえ部１６０が、
フレーム内の各ディジタル入力信号（即ち、ビット列）
のビットをならびかえる。ならびかえ部１６０による処
理の詳細を以下に説明する。

【０００８】図２は、第１実施形態におけるならびかえ
部１６０の処理の一例を示す説明図である。図２のＡ
は、ならびかえ部１６０への入力（即ち、１フレーム分
のディジタル入力信号）を示す。各ディジタル入力信号
では、該ディジタル入力信号の振幅（ここでは、正また
は負の整数とする）が、２の補数表現で表現される。

【０００９】まず、ならびかえ部１６０は、フレーム内
の各ディジタル入力信号を、２の補数表現によるビット
列から、符号絶対値表現によるビット列へ変換する（図
２のＢ参照）。変換後のディジタル入力信号では、ＭＳ
Ｂ（Most Significant Bit：最上位ビット）〜第２ＬＳ
Ｂが振幅の絶対値を示し、ＬＳＢ（Least Significant
Bit ：最下位ビット）が振幅の符号を示す。

【００１０】次に、ならびかえ部１６０は、変換後のデ
ィジタル入力信号を個々のビットに分解する。最後に、
ならびかえ部１６０は、分解によって生じた各ビット
を、各ビットのビット位置（即ち、ＭＳＢ，第２ＭＳ
Ｂ，……，ＬＳＢ）毎に、即ち、図２の水平方向に結合
する（図２のＣ参照）。なお、ならびかえ部１６０は、
分解によって生じたビットの全てではなく、分解によっ
て生じたビットの一部を結合してもよい。また、ならび
かえ部１６０は、分解によって生じたビットを、各ビッ
ト位置毎ではなく、複数のビット位置毎に結合してもよ
い。

【００１１】図３は、第１実施形態におけるならびかえ
部１６０の出力（以下、「変換ディジタル入力信号」と
称する）の一例を示す説明図である。図３において、水
平方向のビット列（即ち、同じビット位置の１０２４個
のビットからなるビット列）をそれぞれ「水平ビット
列」と称する。

【００１２】次に、可逆符号化部１５０が、ならびかえ
部１６０の出力を可逆圧縮符号化する。可逆符号化部１
５０による処理の詳細を以下に説明する。

【００１３】まず、可逆符号化部１５０は、ＭＳＢから
第ｊＭＳＢ（例えば、第４ＭＳＢ）までの水平ビット列
を、それぞれ、以下の〜の方法で符号化する。 水平ビット列を構成する１０２４個のビットが全て
“０”ならば、該水平ビット列を“０”に符号化する。 水平ビット列を構成する１０２４個のビットのう
ち、１つのビットが“１”ならば、該水平ビット列を、
該“１”であるビットの位置を示すビット列（一例とし
て１０ビットとする）を“１０”の後に連結したビット
列に符号化する。 水平ビット列を構成する１０２４個のビットのう
ち、２つのビットが“１”ならば、該水平ビット列を、
該“１”であるビットの位置を示すビット列（一例とし
て１０ビット×２とする）を“１１０”の後に連結した
ビット列に符号化する。 水平ビット列を構成する１０２４個のビットのう
ち、３つ以上のビットが“１”ならば、該水平ビット列
を“１１１”の後に連結する。

【００１４】また、可逆符号化部１５０は、第（ｊ＋
１）ＭＳＢからＬＳＢまでの水平ビット列を、それぞれ
符号化する。この場合、可逆符号化部１５０は、該水平
ビット列を、上記〜の方法で符号化してもよいし、
または、各ディジタル入力信号毎に（即ち、図３の垂直
方向に）結合し直した後、一般的によく知られた符号化
方法を用いて、該ディジタル入力信号単位で符号化して
もよい。

【００１５】なお、可逆符号化部１５０は、上記の符号
化方法以外にも、連続する系列がある場合や頻繁に出現
する系列がある場合を利用した可逆圧縮符号化を行って
もよい。ハフマン符号化や算術符号化などのエントロピ
ィ符号化がその例である。また、ならびかえ部１６０の
出力に、テキスト等を可逆に圧縮するユニバーサル符号
化を適用することでも圧縮効率が改善される。

【００１６】以上の処理によって、図１に示される符号
化装置は、可逆符号化部１５０から可逆圧縮符号Ｉ
（ｅ）を出力する。

【００１７】これに対して、図１に示される復号化装置
では、まず、可逆復号化部２１０が、可逆符号化部１５
０と逆の処理（即ち、復号化）を行うことによって、可
逆圧縮符号Ｉ（ｅ）を復号化する。次に、ならびかえ部
２２０が、ならびかえ部１６０と逆の処理を行うことに
よって、ディジタル入力信号をフレーム単位で順次出力
する。最後に、フレーム合成部２５０が、ならびかえ部
２２０の出力を順次連結することによって、元のディジ
タル入力信号系列を再生する。以上の処理によって、該
ディジタル入力信号系列が、出力端子２６０から出力さ
れる。

【００１８】§２．第２実施形態 図４は、この発明の第２実施形態による符号化装置およ
び復号化装置の構成例を示すブロック図である。図４に
おいて、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付
け、その説明を省略する。図４に示される符号化装置で
は、まず、フレーム分割部１１０が、入力端子１００か
らのディジタル入力信号系列を、例えば１０２４個のデ
ィジタル入力信号（即ち、１０２４点のサンプル）から
なるフレーム単位に、順次分割する。次に、非可逆量子
化部１２０が、フレーム分割部１１０の出力を、圧縮符
号化する。この符号化は、復号化時に元のディジタル入
力信号をある程度再現できる方式であれば、入力信号に
適した如何なる方式でもよい。例えば、上記ディジタル
入力信号が音声であればＩＴＵ−Ｔの音声符号化などが
利用でき、音楽であればＭＰＥＧまたはＴwin ＶＱなど
が利用でき、映像であればＭＰＥＧなどが利用できる。
なお、非可逆量子化部１２０の出力を「非可逆圧縮符号
Ｉ（ｎ）」と称する。

【００１９】次に、非可逆量子化部１２０に対応する復
号器（即ち、逆量子化部２３０）と同様構成の逆量子化
部１３０が、非可逆圧縮符号Ｉ（ｎ）から局部再生信号
を生成する。そして、減算部１４０が、局部再生信号と
元のディジタル入力信号との誤差信号を求める。通常、
この誤差信号の振幅は、元のディジタル入力信号の振幅
よりもかなり小さい。故に、ディジタル入力信号を可逆
圧縮符号化するよりも、誤差信号を可逆圧縮符号化する
方が容易である。そして、誤差信号を歪み無く再生でき
るならば、可逆圧縮符号化された誤差信号と非可逆圧縮
符号化された元のディジタル入力信号とを組み合わせる
ことによって、元のディジタル入力信号を歪み無く再生
できる。そこで、このこと（誤差信号は振幅が小さく可
逆圧縮符号化が容易であること）を利用して、可逆符号
化部１５０が、誤差信号を可逆圧縮符号化する。

【００２０】この際、可逆符号化部１５０による可逆圧
縮符号化の効率を上げるために、ならびかえ部１６０
が、誤差信号（即ち、ビット列）のビットをならびかえ
る。ならびかえ部１６０による処理の詳細を以下に説明
する。図５は、第２実施形態におけるならびかえ部１６
０の処理の一例を示す説明図である。ディジタル入力信
号（図５のＡ参照）では、２の補数表現で、正負の整数
が表現される。図５のＢは、図５のＡに示されるディジ
タル入力信号と該ディジタル入力信号に対応する局部再
生信号との誤差信号を示す。ならびかえ部１６０は、こ
の誤差信号（即ち、ビット列）を、２の補数表現による
ビット列から、符号絶対値表現によるビット列へ変換す
る（図５のＣ参照）。次に、ならびかえ部１６０は、変
換後の誤差信号を個々のビットに分解する。最後に、な
らびかえ部１６０は、分解によって生じた各ビットを、
各ビットのビット位置（即ち、ＭＳＢ，第２ＭＳＢ，…
…，ＬＳＢ）毎に、即ち、図５の水平方向に結合する
（図５のＤ参照）。図６は、第２実施形態におけるなら
びかえ部１６０の出力（以下、「変換誤差信号」と称す
る）の一例を示す説明図である。図６において、水平方
向のビット列（即ち、同じビット位置の１０２４個のビ
ットからなるビット列）をそれぞれ「水平ビット列」と
称する。以上のならびかえでは、各誤差信号の値はまっ
たく変らない。ところが、誤差信号は振幅が小さいの
で、ならびかえ部１６０の出力では、具体例が図６に示
されるように、上位のビットは全て“０”となることが
多い。その結果、“０”が連続することによって、誤差
信号の可逆圧縮符号化効率が上がる。なお、上記ならび
かえは、誤差信号（即ち、垂直方向のビット列）を水平
方向にビットスライスすることであると云える。

【００２１】次に、可逆符号化部１５０が、ならびかえ
部１６０の出力を可逆圧縮符号化する。可逆符号化部１
５０による処理の詳細を以下に説明する。

【００２２】まず、可逆符号化部１５０は、ＭＳＢから
第ｊＭＳＢ（例えば、第４ＭＳＢ）までの水平ビット列
を、それぞれ、以下の〜の方法で符号化する。 水平ビット列を構成する１０２４個のビットが全て
“０”ならば、該水平ビット列を“０”に符号化する。 水平ビット列を構成する１０２４個のビットのう
ち、１つのビットが“１”ならば、該水平ビット列を、
該“１”であるビットの位置を示すビット列（一例とし
て１０ビットとする）を“１０”の後に連結したビット
列に符号化する。 水平ビット列を構成する１０２４個のビットのう
ち、２つのビットが“１”ならば、該水平ビット列を、
該“１”であるビットの位置を示すビット列（一例とし
て１０ビット×２とする）を“１１０”の後に連結した
ビット列に符号化する。 水平ビット列を構成する１０２４個のビットのう
ち、３つ以上のビットが“１”ならば、該水平ビット列
を“１１１”の後に連結する。

【００２３】また、可逆符号化部１５０は、第（ｊ＋
１）ＭＳＢからＬＳＢまでの水平ビット列を、それぞれ
符号化する。この場合、可逆符号化部１５０は、該水平
ビット列を、上記〜の方法で符号化してもよいし、
または、各誤差信号毎に（即ち、図６の垂直方向に）結
合し直した後、一般的によく知られた符号化方法を用い
て、該誤差信号単位で符号化してもよい。

【００２４】「以上の可逆圧縮符号化によると、ＭＳＢ
が“１”であるディジタル入力信号が多くても、該ディ
ジタル入力信号に対応する誤差信号の振幅が２０〔ｄ
Ｂ〕小さくなると、誤差信号のＭＳＢ〜第３ＭＳＢには
“１”が殆どない」ということが、図６からも期待でき
る。この場合、上記ならびかえを行うことによって、該
ならびかえを行わない場合と比較して、誤差信号のビッ
ト数の約３／１６を削減できることになる。

【００２５】なお、可逆符号化部１５０は、上記の符号
化方法以外にも、連続する系列がある場合や頻繁に出現
する系列がある場合を利用した可逆圧縮符号化を行って
もよい。ハフマン符号化や算術符号化などのエントロピ
ィ符号化がその例である。また、ならびかえ部１６０の
出力に、テキスト等を可逆に圧縮するユニバーサル符号
化を適用することでも圧縮効率が改善される。

【００２６】以上の処理によって、図４に示される符号
化装置は、非可逆量子化部１２０からの非可逆圧縮符号
Ｉ（ｎ）と可逆符号化部１５０からの可逆圧縮符号Ｉ
（ｅ）とを出力する。

【００２７】これに対して、図４に示される復号化装置
では、可逆復号化部２１０が、可逆圧縮符号Ｉ（ｅ）を
復号化する。そして、ならびかえ部２２０が、ならびか
え部１６０と逆の処理を行うことによって、誤差信号を
フレーム単位で順次出力する。また、逆量子化部２３０
が、非可逆圧縮符号Ｉ（ｎ）を復号化する。次に、加算
部２４０が、逆量子化部２３０の出力とならびかえ部２
３０の出力とを加算する。最後に、フレーム合成部２５
０が、加算部２４０の出力を順次連結することによっ
て、元のディジタル入力信号系列を再生する。以上の処
理によって、該ディジタル入力信号系列が、出力端子２
６０から出力される。

【００２８】図４に示される符号化装置における非可逆
量子化部１２０は、例えば、変換符号化法にて構成する
ことができる。この変換符号化法は、例えば、特開平８
−４４３９９号公報に示されている。この例を図７を参
照して簡単に述べる。フレーム分割部１４が、フレーム
分割部１１０の出力から、Ｎサンプル毎に、過去の２Ｎ
サンプルを抽出する。この２Ｎサンプルからなる系列
は、重ね合わせ直交変換（ＬＯＴ：Lapped Orthogonal
Transform ）処理用フレームである。時間窓掛部１５
が、このＬＯＴ処理用フレームに時間窓を掛ける。時間
窓掛部１５の出力は、一方では、重ね合わせ直交変換の
一種であるＮ次のＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosine
Transform：変形離散コサイン変換）部１６によって、
周波数領域係数に変形離散コサイン変換される。時間窓
掛部１５の出力は、他方では、線形予測分析部１７によ
って線形予測分析される。その結果、Ｐ次の予測係数α
０ ，…，αＰ が求められる。量子化部１８が、この
予測係数α０ ，…，αＰ を、例えばＬＳＰパラメー
タあるいはｋパラメータに変換してから量子化すること
によって、スペクトラム概形を示すインデックスＩＰ
を得る。ここで、「スペクトラム概形（spectrum envel
ope） 」は、ＭＤＣＴ係数の振幅の包絡を意味する。

【００２９】スペクトラム概形計算部２１が、予測係数
α０ ，…，αＰ のスペクトラム概形を求める。正規
化部２２が、ＭＤＣＴ部１６からのスペクトラム振幅
を、上記スペクトラム概形で各対応サンプルごとに除算
する（即ち、正規化する）ことによって、現フレームＦ
の残差係数Ｒ（Ｆ）を得る。ここで、「残差係数（resi
dual coefficient）」は、スペクトル概形で平坦化され
たＭＤＣＴ係数を意味する。重み計算部２４が、スペク
トラム概形計算部２１からのスペクトラム概形と残差概
形計算部２３からの残差係数概形ＥＲ （Ｆ）とを各対
応サンプルごとに掛け合わせることによって、重み付け
係数Ｗ１ ，…，ＷＮ （ベクトルＷで表す）を得る。
ここで、「残差係数概形（envelope of residual coeff
icient）」は、残差係数を周波数軸においてさらに細か
く分析した概形を意味する。そして、重み計算部２４
は、該重み付け係数Ｗを量子化部２５へ供給する。

【００３０】残差概形正規化部２６が、正規化部２２か
らの現フレームＦの残差係数Ｒ（Ｆ）を残差係数概形計
算部２３からの残差係数概形で除算する（即ち、正規化
する）ことによって、微細構造係数を得る。ここで、
「微細構造係数（fine structure coefficient）」は、
平坦化されたＭＤＣＴ係数を残差係数概形によって更に
平坦化したＭＤＣＴ係数を意味する。パワー正規化部２
７が、現フレームの微細構造係数を、その振幅の平均値
またはパワーの平均値の平方根である正規化ゲインｇ
（Ｆ）で割算（即ち、正規化）し、その結果を正規化微
細構造係数Ｘ（Ｆ）＝（ｘ１ ，…，ｘＮ ）として量
子化部２５へ供給する。パワー正規化部２７は、上記正
規化ゲインｇ（Ｆ）を逆正規化部３１に与える。また、
パワー正規化部２７は、上記正規化ゲインｇ（Ｆ）を量
子化し、その結果をインデックスＩＧとして出力する。

【００３１】量子化部２５が、正規化微細構造係数Ｘ
（Ｆ）に対し重み付け係数Ｗによって重み付けを行った
後、ベクトル量子化することによって、量子化小系列Ｃ
（ｍ）を得る。ここで、量子化小系列Ｃ（ｍ）は、Ｍ個
のベクトルＣ（ｍ１ ），Ｃ（ｍ２ ），…，Ｃ（ｍＭ
）を構成する要素系列である。逆正規化部３１が、量
子化小系列Ｃ（ｍ）を、パワー正規化部２７からの正規
化ゲインｇ（Ｆ）によって逆正規化し、更に、残差概形
計算部２３からの残差係数概形を乗算することによっ
て、量子化残差係数Ｒｑ（Ｆ）を再生する。残差概形計
算部２３が、量子化残差係数Ｒｑ（Ｆ）の概形を求め
る。

【００３２】線形予測係数の量子化値を示すインデック
スＩＰ と、微細構造係数のパワー正規化利得の量子化
値を示すインデックスＩＧ と、微細構造係数の量子化
値を示すインデックスＩｍ とが、非可逆圧縮符号Ｉ
（ｎ）として、非可逆量子化部１２０から出力される。

【００３３】逆量子化部１３０においては、インデック
スＩｍ に対応した正規化微細構造係数とインデックス
ＩＧ と対応した正規化ゲインとが、それぞれ、パワー
逆正規化部５３に入力される。パワー逆正規化部５３
は、正規化微細構造係数を正規化ゲインによって逆正規
化することによって、微細構造係数を得る。残差概形逆
正規化部５４が、残差概形計算部５５からの残差概形Ｅ
Ｒ を徴細構造係数に乗算する（即ち、逆正規化する）
ことによって、残差係数Ｒq（Ｆ） を再生する。残差概
形計算部５５が、この再生された残差係数Ｒq（Ｆ） の
概形を、非可逆量子化部１２０の残差概形計算部２３と
同じ方法で計算する。

【００３４】一方、逆正規化部５７が、スペクトラム概
形計算部２１からのスペクトラム概形を残差概形逆正規
化部５４からの残差係数Ｒq（Ｆ） に乗算する（即ち、
逆正規化する）ことによって、周波数領域係数を再生す
る。逆ＭＤＣＴ部５８が、上記周波数領域係数を、フレ
ーム毎にＮ次の逆変形離散コサイン変換することによっ
て、２Ｎサンプルの時間領域信号（以下「逆ＬＯＴ処理
用フレーム」と称する）に変換する。窓掛部５９が、こ
の時間領域信号に、フレームごとに時間窓を掛ける。フ
レーム重ね合わせ部６１が、窓掛部５９の出力（２Ｎサ
ンプルの逆ＬＯＴ処理用現フレーム）の前半Ｎサンプル
と１つ前のフレームの後半Ｎサンプルとを互いに加算
し、その結果得られたＮサンプルを、現フレームの逆量
子化信号として、滅算部１４０に出力する。

【００３５】また、非可逆量子化部１２０の例として、
周波数領域で分割し階層的に符号化する構成を、図８を
参照して簡単に述べる。この構成は、特闘平８−２６３
０９６号公報に示されている。フレーム分割部１１０か
らの原音入力信号２１は、最高周波数がｆ４ であり、
標本化周波数が２ｆ４ である。第１帯域選択手段であ
る第１サンプルレート変換器２２１ が、原音入力信号
２１から、最高周波数ｆ１ かつ標本化周波数２ｆ１
（但しｆ１ ＜ｆ２ ＜ｆ３ ＜ｆ４ ）の第１帯域信
号２３１ を取り出す。第１符号器２４１ が、第１帯
域信号２３１を、第１符号Ｃ１ に符号化する。第１復
号器２５１ が、第１符号Ｃ１ を、最高周波数ｆ１
かつ標本化周波数２ｆ１ の復号信号１２１ に復号化
する。第１サンプルレート変換器２６１ が、復号信号
１２１ を、最高周波数ｆ２かつ標本化周波数２ｆ２
の第１変換復号信号に変換する。一方、第２帯域選択手
段であるサンプルレート変換器２２２ が、原音入力信
号２１から、最高周波数ｆ２ かつ標本化周波数が２ｆ
２ の第２帯域信号２３２ を取り出す。第２差回路２
８２ が、第２帯域信号２３２ から第１変換復号信号
を減算することによって、第２差信号２９２ を得る。
第２符号器２４２ が、第２差信号２９２ を、第２符
号Ｃ２ に符号化する。

【００３６】以下同様の処理を行う。ここでは、第３符
号Ｃ３ を得る処理を、ｉ＝３（ｉ＝２，３，…，ｎ、
この例では４まで）を例として説明する。第ｉ−１（＝
第２）復号器２５ｉ−１ （２５２ ）が、第ｉ−１
（＝第２）符号Ｃｉ−１ （＝Ｃ２ ）を、最高周波数
ｆｉ−１ （＝ｆ２ ）かつ標本化周波数２ｆｉ−１
（＝２ｆ２ ）の第ｉ−１（＝第２）復号信号に復号化
する。加算器６０ｉ−１（＝６０２ ）が、第ｉ−１
（＝第２）復号信号と第ｉ−２（＝第１）変換復号信号
とを加算することによって、第ｉ−１（第２）和信号を
得る。第ｉ−１（＝第２）サンプルレート変換器２６ｉ
−１ （＝２６２ ）が、第ｉ−１（第２）和信号を、
最高周波数ｆｉ （＝ｆ３ ）かつ標本化周波数２ｆｉ
（＝２ｆ３ ）の第ｉ−１（＝第２）変換復号信号に
変換する。一方、第ｉ（＝第３）帯域選択手段であるサ
ンプルレート変換器２２ｉ （＝２２３ ）が、原音入
力信号２１から、最高周波数ｆｉ （＝ｆ３ ）かつ標
本化周波数２ｆｉ （＝２ｆ３ ）の第ｉ（＝第３）帯
域信号２３ｉ （＝２３３ ）を取り出す。第ｉ（＝第
３）差回路２８ｉ （２８３ ）が、第ｉ（＝第３）帯
域信号２３ｉ （＝２３３ ）から第ｉ−１（＝第２）
変換復号信号を滅算することによって、第ｉ（＝第３）
差信号２９３ を得る。第ｉ（＝第３）符号器２４ｉ
（＝２４３ ）が、第ｉ（＝第３）差信号２９３ を第
ｉ（＝第３）符号Ｃｉ （＝Ｃ３ ）に符号化する。な
お、第ｉ−１（＝第２）復号器２５ｉ−１ （＝２５２
）と加算器６０ｉ−１ （＝６０２ ）と第ｉ−１
（＝第２）サンプルレート変換器２６ｉ−１ （＝２６
２ ）とは、第ｉ−１（＝第２）復号化手段４０ｉ−１
（＝４０２ ）を構成する。但し、第１復号化手段４
０１ では、第ｉ−２層が存在しないので、加算器６０
０ は省略される。また、最上位層の帯域信号、この例
では第ｉ＋１（＝第４）帯域信号２３４ は最高周波数
ｆ４ の信号であるので、第ｉ＋１帯域選択手段である
サンプルレート変換器２２４ は省略される。

【００３７】図８に示される非可逆量子化部１２０は、
入力信号帯域をｎ区間に分割して符号化する場合に適用
できる。第１〜第ｎ（＝第４）符号Ｃ１ 〜Ｃｎ （＝
Ｃ４）は、多重化回路において、フレームごとに多重化
された後、非可逆符号Ｐ（ｎ）として出力される。この
場合、多重化回路は、第１〜第ｉ符号のいずれかを選択
して出力するように構成される。第ｉ符号器２４ｉ
（ｉ＝１〜ｎ：但し、図８ではｎ＝４）は、ｉが大きく
なるにつれて圧縮率が小さくなるように設定されると、
広帯域、高品質の符号化が可能となる。これを満たすな
らば、上記符号器の符号化方法は、例えば、全て変換符
号化法であってもよい。

【００３８】第１〜第ｎ符号器２４１ 〜２４４ の符
号化法としてはＣＥＬＰ符号化法や変換符号化法などが
使用でき、第１〜第ｎ符号器２４１ 〜２４４ は、同
一の符号化法を使用してもよいし、互いに異なる符号化
法を使用してもよい。図８に示される非可逆量子化部１
２０を用いた場合における逆量子化部１３０の概略を図
９を参照して述べる。図９は、ｎ＝４の場合、つまり、
符号列Ｃが第ｌ〜第４符号Ｃ１ 〜Ｃ４ からなる場合
である。符号分離手段５６が、符号列Ｃを、第ｌ〜第４
符号Ｃｌ 〜Ｃ４ に分離する。そして、第１符号Ｃ１
が第１復号器５７１ へ供給され、第２符号Ｃ２ が
第２復号器５７２ へ供給され、第３符号Ｃ３ が第３
復号器５７３ へ供給され、第４符号Ｃ４ が第４復号
器５７４へ供給される。第１復号器５７１ は、第１符
号Ｃ１ を、第１復号信号５８１ に復号化する。第１
復号信号５８１ は、第１復号化出力６３１ として第
１サンプルレート変換器５９１ に入力される。第１サ
ンプルレート変換器５９１ は、第１復号化出力６３１
を、標本化周波数２ｆ２ の第１変換復号信号６１１
に変換する。一方、第２復号器５７２ は、第２符号
Ｃ２ を、第２復号信号５８２ に復号化する。第２加
算器６２２ が、第１変換復号信号６１１と第２復号信
号５８２ とを加算することによって、第２復号化出力
６３２を得る。第２サンプルレート変換器５９２ が、
第２復号化出力６３２ を、標本化周波数２ｆ３ の第
２変換復号信号６１２ に変換する。以下、ｉ＝３の場
合について一般化して説明すると、第ｉ（＝第３）復号
器５７ｉ （＝５７３）が、第ｉ（＝第３）符号Ｃｉ
（＝Ｃ３ ）を、第ｉ（＝第３）復号信号５８ｉ （＝
５８３ ）に復号化する。第ｉ（＝第３）加算器６２ｉ
（＝６２３）が、第ｉ−１（＝第２）変換復号信号６
１ｉ−１ （＝６１２ ）と第ｉ（＝第３）復号信号５
８ｉ （＝５８３ ）とを加算することによって、第ｉ
（＝第３）復号化出力６３ｉ （＝６３３ ）を得る。
第ｉ（＝第３）サンプルレート変換器５９ｉ （＝５９
３ ）が、第ｉ（＝第３）復号化出力６３ｉ （＝６３
３ ）を、標本化周波数２ｆｉ＋１ （＝２ｆ４ ）の
第ｉ（＝第３）変換復号信号６１ｉ （＝６１３ ）に
変換する。第ｉ＋１（＝第４）復号器５７ｉ＋１（＝５
７４ ）が、第ｉ＋１（＝第４）符号Ｃｉ＋１ （＝Ｃ
４ ）を、第ｉ＋１（＝第４）復号信号５８ｉ＋１
（＝５８４ ）に復号化する。第ｉ＋１（＝第４）加算
器６２ｉ＋１ （＝６２４ ）が、第ｉ（＝第３）変換
復号信号６１ｉ （＝６１３ ）と第ｉ＋１（＝第４）
復号信号５８ｉ＋１ （＝５８４）とを加算することに
よって、第ｉ＋１（＝第４）復号化出力６３ｉ＋１
（＝６３４ ）を得る。第ｉ＋１（＝第４）復号化出力
６３ｉ＋１ （＝６３４ ）は、量子化信号として、減
算部１４０へ供給される。

【００３９】次に、第２実施形態の実験結果を図１０及
び図１１に示す。４４．１ｋＨｚでサンプリングした３
つの異なるステレオオーディオ信号と、１６ｋＨｚでサ
ンプリングした３つの異なるモノラルオーディオ信号と
について実験を行った。非可逆量子化部１２０として、
ＩＳＯ／ＩＥＣ ＭＰＥＧ−４スケーラブルプロファイ
ルにおけるＴwin ＶＱを使用した。非可逆量子化部１２
０の圧縮単位ビットレートは、４４．１ｋＨｚに対して
は１６ｋｂｉｔ／ｓ／ｃｈであり、１６ｋＨｚに対して
は８ｋｂｉｔ／ｓである。この量子化器を繰り返し使用
することによって、ＭＰＥＧ圧縮信号のデータレートと
誤差信号のデータレートとの和が小さくなるようにし
た。その結果、量子化ビットレートは、４４．１ｋＨｚ
に対しては原信号の１／４４に減少し、１６ｋＨｚに対
しては１／３２に減少した。トータルファイルサイズの
百分率（％）は、誤差信号のファイルサイズと圧縮ＭＰ
ＥＧビットストリームのサイズとの和である。図１０及
び図１１に示されるトータルファイルサイズは、原信号
サイズが約７０〜５０％に滅少され得ることを示してい
る。非可逆量子化部１２０において、原信号ファイルサ
イズを約１／１０に圧縮した時、トータルファイルサイ
ズが最小になっていることがわかる。また、４４．１ｋ
Ｈｚステレオの方が、１６ｋＨｚモノラルよりも、圧縮
率が若干よい。

【００４０】§３．第３実施形態 図１２は、この発明の第３実施形態による符号化装置お
よび復号化装置の構成例を示すブロック図である。図１
２において、図１および図４の各部に対応する部分には
同一の符号を付け、その説明を省略する。図１２に示さ
れる装置は、選択部２７０および切換部２８０によっ
て、第１実施形態による装置（図１参照）に等価な構成
または第２実施形態による装置（図４参照）に等価な構
成のいずれかに切り換えられる。

【００４１】即ち、符号化装置において、選択部２７０
は、ディジタル入力信号をフレーム分割部１１０からフ
レーム単位で入力され、かつ、該ディジタル入力信号に
対応する誤差信号を減算部１４０からフレーム単位で入
力される。そして、選択部２７０は、該ディジタル入力
信号と該誤差信号とのいずれかを、フレーム単位で選択
し出力する。また、選択部２７０は、各出力毎に（即
ち、各フレーム毎に）、該出力がディジタル入力信号ま
たは誤差信号のいずれであるのかを示す選択情報を生成
し、該出力に付加する。なお、選択情報は、該選択部２
７０の出力に付加されるのではなく、該選択部２７０の
出力に同期して、別途、切換部２８０へ送られてもよ
い。以下、選択部２７０の出力は、第１実施形態および
第２実施形態で説明された処理（即ち、ならびかえ→可
逆符号化→可逆復号化→逆ならびかえ）を施される。そ
の結果、選択部２７０の出力とまったく同じ信号が、フ
レーム単位で、ならびかえ部２２０から出力される。

【００４２】一方、復号化装置において、切換部２８０
は、ならびかえ部２２０の出力から選択情報を抽出す
る。なお、選択情報は、ならびかえ部２２０の出力に同
期して、選択部２７０から受け取られてもよい。そし
て、「ならびかえ部２２０の出力がディジタル入力信号
である」ということを選択情報が示すならば、切換部２
８０は、該出力をフレーム合成部２５０へそのまま送
る。以下、切換部２８０の出力は、第１実施形態で説明
された処理（フレーム合成→再生信号出力）を施され
る。一方、「ならびかえ部２２０の出力が誤差信号であ
る」ということを選択情報が示すならば、切換部２８０
は、該出力をフレーム加算部２４０へ送る。以下、切換
部２８０の出力は、第２実施形態で説明された処理（逆
量子化部２３０の出力との加算→フレーム合成→再生信
号出力）を施される。

【００４３】§４．第４実施形態 第４実施形態を説明する前に、該実施形態が解決すべき
課題について説明する。第２実施形態や第３実施形態の
非可逆圧縮部分（即ち、非可逆量子化部１２０，逆量子
化部１３０，逆量子化部２３０）では、既知の圧縮フォ
ーマットや復号器がそのまま使用される場合がある。但
し、この場合、符号化装置と復号化装置とが異なるプラ
ットフォーム上で実現されていると、誤差信号生成のた
めに使用される局部再生信号（即ち、逆量子化部１３０
の出力）と実際の逆量子化信号（即ち、逆量子化部２３
０の出力）とが完全には一致しないことが生じる。例え
ば、ＭＰＥＧオーディオの標準規格を例にとると、ディ
ジタル入力信号が１６ビットの場合、符号器と復号器と
の相互接続試験用の参照標準出力信号と復号器の実際の
出力信号との差異は“±１”（即ち、ＬＳＢが一致しな
い程度の誤差）に収まることが保障されているが、それ
でも、完全に一致するとは限らない。このように逆量子
化部１３０の出力と逆量子化部２３０の出力とが一致し
ない場合、逆量子化部１３０の出力に基づいて生成され
た誤差信号を（加算器２４０で）逆量子化部２３０の出
力に加算しても、元のディジタル入力信号が歪み無く再
生されるとは限らない。

【００４４】そこで、第４実施形態では、逆量子化部１
３０の出力と逆量子化部２３０の出力との差異に基づく
ビット数（仮に、ｔビットとする）だけディジタル入力
信号の振幅の絶対値部分を上位へ算術シフトし、この算
術シフトされたディジタル入力信号を非可逆量子化す
る。そして、非可逆量子化されたディジタル入力信号を
（逆量子化部１３０または逆量子化部２３０で）逆量子
化した後に、該逆量子化された信号の振幅の絶対値部分
を下位方向へｔビット算術シフトする（即ち、２ｔ で
除算する）。これによって、逆量子化部１３０の出力と
逆量子化部２３０の出力とが一致することになる。

【００４５】なお、ＭＰＥＧオーディオ符号化の場合、
逆量子化部１３０の出力および逆量子化部２３０の出力
は、元のディジタル入力信号と比較して、それぞれ±１
の誤差を含む。その結果、逆量子化部１３０の出力と逆
量子化部２３０の出力との差異は、一方が“＋１”であ
り、他方が“−１”である場合に、最大値“±２”とな
る。そこで、本実施形態では、この差異の最大値をディ
ジタル入力信号から除去するために、ｔ＝３ビットと設
定し、ディジタル入力信号を３ビット算術シフトする。
なお、当然のことながら、上記ｔの値は、ｔ＝３には限
定されず、上述したように、逆量子化部１３０の出力と
逆量子化部２３０の出力との差異に基づいて決定され
る。

【００４６】図１３は、この発明の第４実施形態による
符号化装置および復号化装置の構成例を示すブロック図
である。図１３において、図１，４，１２の各部に対応
する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。

【００４７】なお、図１３では、フレーム分割部１１０
へのディジタル入力信号と、フレーム合成部２５０から
の再生出力信号と、非可逆量子化部１２０，逆量子化部
１３０，逆量子化部２３０で処理される信号とは２の補
数表現で表され、それ以外の信号は符号絶対値表現で表
される。故に、２の補数表現から符号絶対値表現への変
換、および、符号絶対値表現から２の補数表現への変換
が、（図１３には記載されていないが）適宜行われてい
るものとする。

【００４８】図１３に示される符号化装置では、まず、
フレーム分割部１１０が、ディジタル入力信号系列を、
フレーム単位に順次分割する。ビットシフト部２９０
が、各ディジタル入力信号の振幅の絶対値部分を、上位
方向へｔビット算術シフトし、かつ、該絶対値部分の下
位ｔビットを“０”とする。非可逆量子化部１２０が、
ビットシフト部２９０の出力を、非可逆圧縮符号化す
る。逆量子化部１３０が、非可逆量子化部１２０の出力
を逆量子化することによって、局部再生信号を生成す
る。ビットシフト部３００が、該局部再生信号の振幅の
絶対値部分の下位ｔビットを四捨五入した後、下位方向
へｔビット算術シフトする。減算部１４０が、フレーム
分割部１１０の出力とビットシフト部３００の出力との
誤差信号を求める。以下、ならびかえ部１６０および可
逆符号化部１５０が、上記誤差信号に対して、第２実施
形態のならびかえ部１６０および可逆符号化部１５０と
同じ処理を施す。これによって、可逆符号化部１５０
は、誤差信号の可逆圧縮符号を出力する。

【００４９】一方、可逆符号化部３１０が、各ディジタ
ル入力信号の振幅の絶対値部分の上位ｔビットを、可逆
圧縮符号化する。各ディジタル入力信号は符号絶対値表
現で表されているので、この上位ｔビットは“０”であ
る場合が多い。故に、可逆符号化部３１０は、可逆符号
化部１５０と同じ符号化処理を行うことによって、圧縮
効率を上げることができる。

【００５０】以上の処理によって、図１３に示される符
号化装置は、非可逆量子化部１２０からの非可逆圧縮符
号と、可逆符号化部１５０からの（誤差信号の）可逆圧
縮符号と、可逆符号化部３１０からの（ディジタル入力
信号の上位ｔビットの）可逆圧縮符号とが出力される。

【００５１】これに対して、図１３に示される復号化装
置では、可逆復号化部２１０およびならびかえ部２２０
が、可逆符号化部１５０からの（誤差信号の）可逆圧縮
符号に対して、第２実施形態の可逆復号化部２１０およ
びならびかえ部２２０と同じ処理を施す。一方、逆量子
化部２３０が、非可逆量子化部１２０の出力を逆量子化
することによって、局部再生信号を生成する。ビットシ
フト部３２０が、該局部再生信号の振幅の絶対値部分の
下位ｔビットを四捨五入した後、下位方向へｔビット算
術シフトする。加算部２４０が、ならびかえ部２２０の
出力とビットシフト部３２０の出力とを加算する。

【００５２】一方、可逆復号化部３３０が、可逆符号化
部３１０の出力を可逆復号化することによって、元のデ
ィジタル入力信号の振幅の絶対値部分の上位ｔビット
を、フレーム単位で出力する。加算部３４０が、加算部
２４０の出力の上位ビット側に、可逆復号化部３３０の
出力を連結する。最後に、フレーム合成部２５０が、加
算部３４０の出力を順次連結することによって、元のデ
ィジタル入力信号系列を再生する。以上の処理によっ
て、該ディジタル入力信号系列が、出力端子２６０から
出力される。

【００５３】§５．補足 上記各実施形態で示された各部の機能は、コンピュータ
にプログラムを解読実行させることによっても実現可能
である。

【００５４】なお、図４，１２，１３に示される装置は
非可逆量子化手段を１種類しか具備していないが（即
ち、非可逆量子化部１２０，逆量子化部１３０，逆量子
化部２３０をそれぞれ１つしか具備していないが）、本
発明はこれには限定されず、複数種類の非可逆量子化方
法および複数の非可逆量子化条件を備え、その中から最
適な方法および条件（例えば、復号化装置が実行可能な
逆量子化に対応する方法および条件）を適宜（例えば、
フレーム毎に）選択するようにしてもよい。その場合、
第３実施形態では、選択された方法および条件を示す情
報は、選択情報に付加して復号化装置へ送ることも考え
られる。

【００５５】

【発明の効果】この発明によれば、元のディジタル信号
を完全に復元でき、同時に、高い圧縮率を得ることがで
きる。また、フレーム単位で区切るので、同期ワードな
どを併用すれば、圧縮符号系列の途中からでも信号を完
全に再現することができる。また、音楽の原音ファイル
と圧縮符号ファイルとの両方をＣＤ一ＲＯＭに記録して
おき、圧縮符号ファイルは無償で提供し、原音ファイル
は料金を払った人にのみ提供することが、従来から行わ
れている。本発明によれば、圧縮符号と誤差信号とを記
録しておき、圧縮符号は無償で提供し、料金を払った人
には圧縮符号と誤差信号とを提供することによって原音
を再生できるようにすることができる。このようにすれ
ば、圧縮符号と誤差信号との和のデータ量は、原音と圧
縮符号との和のデータ量より著しく少ないので、記憶容
量の小さい記憶媒体にも記録可能である。なお、非可逆
量子化および逆量子化における処理量が多いが、これら
の処理を高速に実行するハードウエア（例えば、ＭＰＥ
Ｇ符号化／復号化プロセッサ）やソフトウェアが各種市
販されており安価に入手できるので、処理量の多さは問
題にはならない。

【００５６】このように、本発明は、Ｔwin ＶＱ，ＭＰ
３，ＭＰＥＧ−４等の楽音圧縮符号化と組み合わせるこ
とによって、高効率の非可逆符号化と歪みのない可逆符
号化とを無駄なく共存させることができる。そのため、
本発明は、特に、楽音信号を蓄積したり伝送する際に有
効であり、音楽のネットワーク配信や携帯型音楽鑑賞機
器などを含む広い用途へ適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施形態による符号化装置お
よび復号化装置の構成例を示すブロック図である。

【図２】 第１実施形態におけるならびかえ部１６０の
処理の一例を示す説明図である。

【図３】 第１実施形態におけるならびかえ部１６０の
出力の一例を示す説明図である。

【図４】 この発明の第２実施形態による符号化装置お
よび復号化装置の構成例を示すブロック図である。

【図５】 第２実施形態におけるならびかえ部１６０の
処理の一例を示す説明図である。

【図６】 第２実施形態におけるならびかえ部１６０の
出力の一例を示す説明図である。

【図７】 変換符号化法を用いた非可逆量子化部１２０
とその逆量子化部１３０との具体的構成例を示すブロッ
ク図である。

【図８】 階層符号化法を用いた非可逆量子化部１２０
の具体的構成例を示すブロック図である。

【図９】 図８に示される非可逆量子化部１２０に対応
する逆量子化部１３０の具体的構成例を示すブロック図
である。

【図１０】 第２実施形態の実験結果を示す説明図であ
る。

【図１１】 第２実施形態の実験結果を示す説明図であ
る。

【図１２】 この発明の第３実施形態による符号化装置
および復号化装置の構成例を示すブロック図である。

【図１３】 この発明の第４実施形態による符号化装置
および復号化装置の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１０……フレーム分割部 １２０……非可逆量子化部 １３０，２３０……逆量子化部 １４０……減算部 １５０，３１０……可逆符号化部 １６０，２２０……ならびかえ部 ２１０，３３０……可逆復号化部 ２４０，３４０……加算部 ２５０……フレーム合成部 ２７０……選択部 ２８０……切換部 ２９０，３００，３２０……ビットシフト部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神 明夫 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 森 岳至 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 千喜良 和明 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル入力信号をフレーム毎に符号
   絶対値表現のビット列に変換する過程と、 前記ビット列を個々のビットに分解する過程と、 分解によって生じたビットを、少なくとも１つのビット
   位置毎に、時刻順に連結する過程と、 連結によって得られた各ビット列を可逆符号化する過程
   とを有することを特徴とする可逆符号化方法。
2. 【請求項２】 可逆符号化系列をフレーム毎に可逆復号
   化する過程と、 可逆復号化によって得られた各ビット列を個々のビット
   に分解する過程と、 各ビットを同一時刻毎にビット位置順に連結する過程
   と、 連結によって得られたフレームを順次連結する過程とを
   有することを特徴とする可逆復号化方法。
3. 【請求項３】 ディジタル入力信号をフレーム毎に非可
   逆量子化することによって符号系列を生成する過程と、 前記符号系列をフレーム毎に量子化することによって量
   子化信号を生成する過程と、 前記入力信号と前記量子化信号との誤差信号を算出する
   過程と、 前記誤差信号の振幅値を２進表示してビットごとに分解
   する過程と、 前記２進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
   なげることによって時系列を生成する過程と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
   を生成する過程とを有することを特徴とする可逆符号化
   方法。
4. 【請求項４】 ディジタル入力信号をフレーム毎に非可
   逆量子化することによって符号系列を生成する過程と、 前記符号系列をフレーム毎に量子化することによって量
   子化信号を生成する過程と、 前記入力信号と前記量子化信号との誤差信号を算出する
   過程と、 前記ディジタル入力信号と前記誤差信号とのいずれかを
   選択出力する過程と、 選択出力された信号の振幅値を２進表示してビットごと
   に分解する過程と、 前記２進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
   なげることによって時系列を生成する過程と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
   を生成する過程とを有することを特徴とする可逆符号化
   方法。
5. 【請求項５】 ディジタル入力信号の上位ｔビットを可
   逆圧縮することによって可逆圧縮化系列を生成する過程
   と、 前記ディジタル入力信号の残りのビットを上位方向へｔ
   ビット算術シフトする過程と、 上位方向へｔビット算術シフトされたディジタル入力信
   号をフレーム毎に非可逆量子化することによって符号系
   列を生成する過程と、 前記符号系列をフレーム毎に逆量子化することによって
   逆量子化信号を生成する過程と、 前記逆量子化信号の振幅の絶対値部分の下位ｔビットを
   四捨五入する過程と、 四捨五入された逆量子化信号を下位方向へｔビット算術
   シフトする過程と、 前記入力信号と下位方向へｔビット算術シフトされた前
   記逆量子化信号との誤差信号を算出する過程と、 前記誤差信号の振幅値を２進表示してビットごとに分解
   する過程と、 前記２進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
   なげることによって時系列を生成する過程と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
   を生成する過程とを有することを特徴とする可逆符号化
   方法。
6. 【請求項６】 前記符号系列を生成する過程は、複数種
   類の非可逆量子化方法の中から１つの方法を選択し、選
   択された方法で非可逆量子化を行うことを特徴とする請
   求項３から請求項５のいずれかに記載の可逆符号化方
   法。
7. 【請求項７】 前記符号系列を生成する過程は、前記入
   力信号を変換符号化方法により符号化することによって
   前記符号系列を得る過程であることを特徴とする請求項
   ３から請求項５のいずれかに記載の可逆符号化方法。
8. 【請求項８】 前記符号系列を生成する過程は、前記入
   力信号を周波数ｆ１，ｆ２ ，…，ｆｎ−１ （ｆ１
   ＜ｆ２ ＜…＜ｆｎ−１ ＜ｆｎ ；ｆｎは前記入力信
   号の最高周波数）のｎ個の区分（ｎは２以上の整数）に
   分割して符号化する過程であって、 前記入力信号から周波数がｆ１ 以下の第１帯域信号を
   選出する第１帯域選択過程と、 前記第１帯域信号を第１符号化方法で符号化することに
   よって第１符号を生成する第１符号化過程と、 第１−ｉ以下の各符号（ｉ＝２，３，…，ｎ）から周波
   数ｆｉ−１ 以下の第ｉ−１復号信号を得る第ｉ−１帯
   域復号化過程と、 前記入力信号から周波数がｆｉ 以下の第ｉ帯域信号を
   選出する第ｉ帯域選択過程と、 前記第ｉ帯域信号から前記第ｉ−１復号信号を差し引く
   ことによって第ｉ差信号を得る第ｉ差過程と、 前記第ｉ差信号を第ｉ符号化方法で符号化することによ
   って第ｉ符号を生成する第ｉ符号化過程と、 前記第ｎ以下の各符号（ｉ＝２，３，…，ｎ）から最高
   周波数ｆｎ 以下の第ｎ復号信号を得ることによって前
   記量子化信号を得る過程とを有することを特徴とする請
   求項３から請求項５のいずれかに記載の可逆符号化方
   法。
9. 【請求項９】 前記第ｉ符号化方法（ｉ＝１，２，…，
   ｎ）は何れも変換符号化方法であることを特徴とする請
   求項８記載の可逆符号化方法。
10. 【請求項１０】 符号系列と可逆圧縮系列とが入力され
    てディジタル信号を復号化する方法であって、 前記可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号することに
    よって変換時系列を生成する過程と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
    並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
    によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
    列として生成する過程と、 前記符号系列を量子化信号に復号する過程と、 前記時系列と前記量子化信号を加算することによって前
    記ディジタル信号を生成する過程と、 を有する可逆復号化方法。
11. 【請求項１１】 符号系列と可逆圧縮系列とが入力され
    てディジタル信号を復号化する方法であって、 前記可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号することに
    よって変換時系列を生成する過程と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
    並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
    によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
    列として生成する過程と、 前記符号系列を量子化信号に復号する過程と、 前記時系列と前記量子化信号を加算することによって前
    記ディジタル信号を生成する過程と、 前記ディジタル信号を生成する過程を実行する代わり
    に、前記時系列をそのままデジタル信号とすることを実
    行する過程とを有する可逆復号化方法。
12. 【請求項１２】 符号系列と第１の可逆圧縮系列と第２
    の可逆圧縮系列とが入力されてディジタル信号を復号化
    する方法であって、 前記第１の可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号する
    ことによって変換時系列を生成する過程と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
    並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
    によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
    列として生成する過程と、 前記符号系列を下位方向へｔビット算術シフトする過程
    と、 下位方向へｔビット算術シフトされた前記符号系列を量
    子化信号に復号する過程と、 前記時系列と前記量子化信号とを加算する過程と、 前記第２の可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号する
    過程と、 可逆復号された前記第２の可逆圧縮系列を、前記時系列
    と前記量子化信号との加算結果の上位ビット側に連結す
    る過程とを有する可逆復号化方法。
13. 【請求項１３】 前記符号系列を量子化信号に復号する
    過程は、複数種類の逆量子化方法の中から１つの方法を
    選択し、選択された方法で復号することを特徴とする請
    求項１０から請求項１２のいずれかに記載の可逆復号化
    方法。
14. 【請求項１４】 前記量子化信号を復号する過程は、前
    記入力符号系列を変換復号化方法により復号することに
    よって前記量子化信号を得る過程であることを特徴とす
    る請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の可逆復
    号化方法。
15. 【請求項１５】 前記量子化信号を復号する過程は、前
    記入力符号系列を第１乃至第ｍ符号（ｍは２以上の自然
    数）に分離する過程と、 前記第ｉ符号（ｉ＝１，２，…，ｍ）を第ｉ復号化方法
    により復号することによって、周波数がｆｉ 以下の第
    ｉ復号信号を生成する第ｉ復号過程と、 前記第１復号信号乃至第ｍ復号信号を加算することによ
    って前記量子化信号を生成する過程とを有することを特
    徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の
    可逆復号化方法。
16. 【請求項１６】 前記第ｉ復号化方法（ｉ＝１，２，
    …，ｍ）は何れも変換復号化方法であることを特徴とす
    る請求項１５記載の可逆復号化方法。
17. 【請求項１７】 ディジタル入力信号をフレーム毎に符
    号絶対値表現のビット列に変換する手段と、 前記ビット列を個々のビットに分解する手段と、 分解によって生じたビットを、少なくとも１つのビット
    位置毎に、時刻順に連結する手段と、 連結によって得られた各ビット列を可逆符号化する手段
    とを有することを特徴とする可逆符号化装置。
18. 【請求項１８】 可逆符号化系列をフレーム毎に可逆復
    号化する手段と、 可逆復号化によって得られた各ビット列を個々のビット
    に分解する手段と、 各ビットを同一時刻毎にビット位置順に連結する手段
    と、 連結によって得られたフレームを順次連結する手段とを
    有することを特徴とする可逆復号化装置。
19. 【請求項１９】 ディジタル入力信号をフレーム毎に非
    可逆量子化することによって符号系列を生成する手段
    と、 前記符号系列をフレーム毎に量子化することによって量
    子化信号を生成する手段と、 前記入力信号と前記量子化信号との誤差信号を算出する
    手段と、 前記誤差信号の振幅値を２進表示してビットごとに分解
    する手段と、 前記２進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
    なげることによって時系列を生成する手段と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
    を生成する手段とを有することを特徴とする可逆符号化
    装置。
20. 【請求項２０】 ディジタル入力信号をフレーム毎に非
    可逆量子化することによって符号系列を生成する手段
    と、 前記符号系列をフレーム毎に量子化することによって量
    子化信号を生成する手段と、 前記入力信号と前記量子化信号との誤差信号を算出する
    手段と、 前記ディジタル入力信号と前記誤差信号とのいずれかを
    選択出力する手段と、 選択出力された信号の振幅値を２進表示してビットごと
    に分解する手段と、 前記２進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
    なげることによって時系列を生成する手段と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
    を生成する手段とを有することを特徴とする可逆符号化
    装置。
21. 【請求項２１】 ディジタル入力信号の上位ｔビットを
    可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列を生成する手
    段と、 前記ディジタル入力信号の残りのビットを上位方向へｔ
    ビット算術シフトする手段と、 上位方向へｔビット算術シフトされたディジタル入力信
    号をフレーム毎に非可逆量子化することによって符号系
    列を生成する手段と、 前記符号系列をフレーム毎に逆量子化することによって
    逆量子化信号を生成する手段と、 前記逆量子化信号の振幅の絶対値部分の下位ｔビットを
    四捨五入する手段と、 四捨五入された逆量子化信号を下位方向へｔビット算術
    シフトする手段と、 前記入力信号と下位方向へｔビット算術シフトされた前
    記逆量子化信号との誤差信号を算出する手段と、 前記誤差信号の振幅値を２進表示してビットごとに分解
    する手段と、 前記２進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
    なげることによって時系列を生成する手段と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
    を生成する手段とを有することを特徴とする可逆符号化
    装置。
22. 【請求項２２】 前記符号系列を生成する手段は、複数
    種類の非可逆量子化方法の中から１つの方法を選択し、
    選択された方法で非可逆量子化を行うことを特徴とする
    請求項１９から請求項２１のいずれかに記載の可逆符号
    化装置。
23. 【請求項２３】 前記符号系列を生成する手段は、前記
    入力信号を変換符号化方法により符号化することによっ
    て前記符号系列を得る手段であることを特徴とする請求
    項１９から請求項２１のいずれかに記載の可逆符号化装
    置。
24. 【請求項２４】 前記符号系列を生成する手段は、前記
    入力信号を周波数ｆ１ ，ｆ２ ，…，ｆｎ−１ （ｆ
    １ ＜ｆ２ ＜…＜ｆｎ−１ ＜ｆｎ ；ｆｎ は前記
    入力信号の最高周波数）のｎ個の区分（ｎは２以上の整
    数）に分割して符号化する手段であって、 前記入力信号から周波数がｆ１ 以下の第１帯域信号を
    選出する第１帯域選択手段と、 前記第１帯域信号を第１符号化方法で符号化することに
    よって第１符号を生成する第１符号化手段と、 第１−ｉ以下の各符号（ｉ＝２，３，…，ｎ）から周波
    数ｆｉ−１ 以下の第ｉ−１復号信号を得る第ｉ−１帯
    域復号化手段と、 前記入力信号から周波数がｆｉ 以下の第ｉ帯域信号を
    選出する第ｉ帯域選択手段と、 前記第ｉ帯域信号から前記第ｉ−１復号信号を差し引く
    ことによって第ｉ差信号を得る第ｉ差手段と、 前記第ｉ差信号を第ｉ符号化方法で符号化することによ
    って第ｉ符号を生成する第ｉ符号化手段と、 前記第ｎ以下の各符号（ｉ＝２，３，…，ｎ）から最高
    周波数ｆｎ 以下の第ｎ復号信号を得ることによって前
    記量子化信号を得る手段とを有することを特徴とする請
    求項１９から請求項２１のいずれかに記載の可逆符号化
    装置。
25. 【請求項２５】 前記第ｉ符号化方法（ｉ＝１，２，
    …，ｎ）は何れも変換符号化方法であることを特徴とす
    る請求項２４記載の可逆符号化装置。
26. 【請求項２６】 符号系列と可逆圧縮系列とが入力され
    てディジタル信号を復号化する装置であって、 前記可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号することに
    よって変換時系列を生成する手段と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
    並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
    によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
    列として生成する手段と、 前記符号系列を量子化信号に復号する手段と、 前記時系列と前記量子化信号を加算することによって前
    記ディジタル信号を生成する手段と、 を有する可逆復号化装置。
27. 【請求項２７】 符号系列と可逆圧縮系列とが入力され
    てディジタル信号を復号化する装置であって、 前記可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号することに
    よって変換時系列を生成する手段と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
    並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
    によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
    列として生成する手段と、 前記符号系列を量子化信号に復号する手段と、 前記時系列と前記量子化信号を加算することによって前
    記ディジタル信号を生成する手段と、 前記ディジタル信号を生成する手段を実行する代わり
    に、前記時系列をそのままデジタル信号とすることを実
    行する手段とを有する可逆復号化装置。
28. 【請求項２８】 符号系列と第１の可逆圧縮系列と第２
    の可逆圧縮系列とが入力されてディジタル信号を復号化
    する装置であって、 前記第１の可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号する
    ことによって変換時系列を生成する手段と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
    並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
    によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
    列として生成する手段と、 前記符号系列を下位方向へｔビット算術シフトする手段
    と、 下位方向へｔビット算術シフトされた前記符号系列を量
    子化信号に復号する手段と、 前記時系列と前記量子化信号とを加算する手段と、 前記第２の可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号する
    手段と、 可逆復号された前記第２の可逆圧縮系列を、前記時系列
    と前記量子化信号との加算結果の上位ビット側に連結す
    る手段とを有する可逆復号化装置。
29. 【請求項２９】 前記符号系列を量子化信号に復号する
    手段は、複数種類の逆量子化方法の中から１つの方法を
    選択し、選択された方法で復号することを特徴とする請
    求項２６から請求項２８のいずれかに記載の可逆復号化
    装置。
30. 【請求項３０】 前記量子化信号を復号する手段は、前
    記入力符号系列を変換復号化方法により復号することに
    よって前記量子化信号を得る手段であることを特徴とす
    る請求項２６から請求項２８のいずれかに記載の可逆復
    号化装置。
31. 【請求項３１】 前記量子化信号を復号する手段は、前
    記入力符号系列を第１乃至第ｍ符号（ｍは２以上の自然
    数）に分離する手段と、 前記第ｉ符号（ｉ＝１，２，…，ｍ）を第ｉ復号化方法
    により復号することによって、周波数がｆｉ 以下の第
    ｉ復号信号を生成する第ｉ復号手段と、 前記第１復号信号乃至第ｍ復号信号を加算することによ
    って前記量子化信号を生成する手段とを有することを特
    徴とする請求項２６から請求項２８のいずれかに記載の
    可逆復号化装置。
32. 【請求項３２】 前記第ｉ復号化方法（ｉ＝１，２，
    …，ｍ）は何れも変換復号化方法であることを特徴とす
    る請求項３１記載の可逆復号化装置。
33. 【請求項３３】 請求項１，３〜９の何れかに記載の可
    逆符号化方法の各過程をコンピュータに実行させるプロ
    グラムを記録した記録媒体。
34. 【請求項３４】 請求項２，１０〜１６の何れかに記載
    の可逆復号化方法の各過程をコンピュータに実行させる
    プログラムを記録した記録媒体。