JP3879249B2 - エンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ信号の高能率符号化の従来の方法及び装置には種々あるが、以下に従来例のその二、三の例を説明する。時間領域のオーディオ信号を単位時間毎にブロック化してこのブロック毎の時間軸の信号を周波数軸上の信号に変換（直交変換）して複数の周波数帯域に分割し、各帯域毎に符号化するブロック化周波数帯域分割方式の一つである変換符号化方法がある。時間領域のオーディオ信号を単位時間毎にブロック化しないで、複数の周波数帯域に分割して符号化する非ブロック化周波数帯域分割方法の一つである帯域分割符号化｛サブバンドコーディング（ＳＢＣ：Subband Coding）｝方法がある。又、上述の帯域分割符号化と変換符号化とを組み合わせた高能率符号化方法もある。この場合には、例えば、上述の帯域分割符号化方式で帯域分割を行った後、その各帯域毎の信号を上述の変換符号化方式で周波数領域の信号に直交変換し、この直交変換された各帯域毎に符号化を施すことになる。
【０００３】
ここで、上述した帯域分割符号化方式に使用される帯域分割用フィルタとしては、例えばＱＭＦ(Quadrature Mirror filter:直角ミラーフィルタ )等のフィルタがある。このフィルタは1976 R.E.Crochiere Digital coding of speech in subbands Bell Syst.Tech. J. Vol.55, No.8 1976 に、述べられている。また、ICASSP 83, BOSTON Polyphase Quadrature filters-A new subband coding technique Joseph H. Rothweilerにはポリフェーズクワドラチャフィルタ (Polyphase Quadrature filter: 多相直角フィルタ) などの等バンド幅のフィルタ分割手法及び装置が述べられている。
【０００４】
また、上述した直交変換としては、例えば、入力オーディオ信号を所定単位時間（フレーム）でブロック化し、そのブロック毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）やディスクリートコサイン変換（ＤＣＴ）、モディファイドＤＣＴ変換（ＭＤＣＴ）など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がある。上述のＭＤＣＴについては、ICASSP 1987 Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation J.P.Princen A.B.Bradley Univ. of Surrey Royal Melbourne Inst.of Tech. に述べられている。
【０００５】
更に、周波数帯域分割された各周波数成分を量子化する場合の周波数分割幅として、人間の聴覚特性を考慮した帯域分割がある。すなわち、一般に臨界帯域
（クリティカルバンド）と呼ばれている高域程帯域幅が広くなるような帯域幅で、オーディオ信号を複数バンド（例えば２５バント）の帯域に分割することがある。また、この時の各帯域毎のデータを符号化する際には、各帯域毎に所定のビット配分或いは、各帯域毎に適応的なビット配分による符号化が行われる。例えば、上述のＭＤＣＴ処理されて得られたＭＤＣＴ係数データを上述のビット配分によって符号化する際には、上述の各ブロック毎のＭＤＣＴ処理により得られる各帯域毎のＭＤＣＴ係数データに対して、適応的な配分ビット数で符号化が行われることになる。
【０００６】
更に、各帯域毎の符号化に際しては、各帯域毎に正規化を行って量子化を行うことにより、より効率的な符号化を実現するいわゆるブロックフローティング処理が行われる。例えば、上述のＭＤＣＴ処理されて得られたＭＤＣＴ係数データを符号化する際には、各帯域毎に上述のＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値等に対応した正規化を行って量子化を行うことにより、より効率的な符号化が行われる事となる。正規化は、あらかじめ複数の大きさの情報に対応した番号付けを規定しておき、この番号を正規化情報として使用する。このあらかじめ用意された正規化の大きさの情報は一定の大きさの割合で番号付けがなされている。
【０００７】
上述のビット配分手法及びそのための装置としては、従来、次の２方法が知られている。
【０００８】
IEEE Transactions of Accoustics,Speech,and Signal Processing,vol.ASSP-25,No.4,August 1977 では、各帯域毎の信号の大きさをもとに、ビット配分を行っている。またICASSP 1980 The critical band coder--digital encoding of the perceptual requirements of the auditory system M.A. Kransner MITでは、聴覚マスキングを利用することで、各帯域毎に必要な信号対雑音比を得て固定的なビット配分を行う方法が述べられている。
【０００９】
上述のの方法で高能率符号化がなされた信号は、以下の様な方法で復号化が行なわれる。まず、高能率符号化ががなされた信号は、各帯域毎のビット配分情報、正規化情報等を用いてＭＤＣＴ係数データとして算出される事になる。このＭＤＣＴ係数データはいわゆる逆直交変換が行なわれ、時間領域のデータへと変換される。符号化の際に帯域分割用フィルタによる帯域分割が行なわれていた場合は、更に帯域合成フィルタを用いて合成を行なう。これらの操作により、もとの時間領域のデータが復号化されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号について、帯域毎のレベル調整であるいわゆるフィルタ処理を行おうとした場合、基本的には符号化を行なう前の時間領域の信号成分、あるいは時間領域へ復号化を行なった信号成分に、いわゆる畳み込み演算や、遅延回路と乗算等の組合せ等によってこれを実現する事になる。この場合、複数の乗算器、加算器、遅延回路等が必要となり、結果として処理工程が大きくなる。
【００１１】
また、直交変換後の周波数領域のＭＤＣＴ係数データによりレベルを調整する事でフィルタを実現する方法も考えられるが、この方法についてもＭＤＣＴ係数の本数分、乗算器あるいは加算器、あるいは減算器を用いた乗算、あるいは加算、あるいは減算を行なう必要が生じ、結果として処理工程が大きくなる。
【００１２】
また、ある記録媒体に上述した高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、いわゆるフィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合についても同様の問題が発生する。特に時間領域で調整を行ない、その結果を記録媒体に再記録しようとした場合は、逆直交変換、直交変換等を行う必要が生じ、演算誤差等による品質の劣化が生じる。
【００１３】
アナログ領域への変換による実現でも、同様の問題が発生する。
【００１４】
オーディオ信号に対し、バスブースト、バンドパス、ハイパス等のイフェクト処理を行おうとすると、従来は、特別の処理ＩＣが必要であった。
【００１５】
また、オーディオ信号の一部のフィルタ処理のために、高能率圧縮符号化されたオーディオ信号を伸長し、その伸長されたオーディオ信号の一部にフィルタ処理を加えた後、再び高能率圧縮符号化したとしても、実現不可能であった。
【００１６】
以上の点に鑑み、本発明の目的は、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができると共に、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にしたエンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置を提案しようとするものである。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるエンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置を提案しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるエンコード方法は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うものである。
【００１９】
かかる本発明によれば、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行う。
【００２０】
【発明の実施の形態】
第１の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うエンコード方法である。
【００２１】
第２の本発明は、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたエンコード方法である。
【００２２】
第３の本発明は、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたエンコード方法である。
【００２３】
第４の本発明は、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたエンコード方法である。
【００２４】
第５の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択し、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック毎の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて複号するようにしたデコード方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うデコード方法である。
【００２５】
第６の本発明は、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたデコード方法である。
【００２６】
第７の本発明は、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたデコード方法である。
【００２７】
第８の本発明は、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたデコード方法である。
【００２８】
第９の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有するエンコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するエンコード装置である。
【００２９】
第１０の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段と、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて復号する復号手段とを有するデコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するデコード装置である。
【００３０】
第１１の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録媒体に記録する、ディジタル信号記録方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うディジタル信号記録方法である。
【００３１】
第１２の本発明は、第１１の本発明のディジタル信号記録方法において、フィルタ処理の行われた正規化情報を記録媒体に再記録するディジタル信号記録方法である。
【００３２】
第１３の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を記録媒体に記録するようにしたディジタル信号記録装置において、
複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するディジタル信号記録装置である。
【００３３】
第１４の本発明は、第１３の本発明のディジタル信号記録装置において、演算手段によってフィルタ処理の行われた正規化情報を、記録媒体に再記録するディジタル信号記録装置である。
【００３４】
第１５の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録された記録媒体において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後の正規化情報が記録されてなる記録媒体である。
【００３５】
第１６の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に送信するディジタル信号送信方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信するディジタル信号送信方法である。
【００３６】
第１７の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を送信するディジタル信号送信装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段と、フィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信する送信手段とを有するディジタル信号送信装置である。
【００３７】
〔実施の形態の具体例〕
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態の具体例について説明する。
【００３８】
この実施の形態の具体例では、オーディオＰＣＭ信号等の入力デジタル信号を、帯域分割符号化（ＳＢＣ）、適応変換符号化（ＡＴＣ：Adaptive Transform Coding）及び適応ビツト割当ての各技術を用いて高能率符号化する。この技術について、図１以降を参照しながら説明する。
【００３９】
図１に示す具体的な高能率符号化装置では、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、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（クリテイカルバンド）毎に、中高域ではブロツクフローテイグ効率を考慮して臨界帯域幅を細分化した帯域毎に、適応的にビツト割当して符号化している。通常このブロックが量子化雑音発生ブロックとなる。さらに、本発明の実施の形態の具体例においては、直交変換の前に入力信号に応じて適応的にブロツクサイズ（ブロツク長）を変化させでいる。
【００４０】
即ち、図１において、入力端子１００には例えばサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの時、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フィルタ（直角ミラーフィルタ）等の帯域分割フィルタ１０１により０〜１１ｋＨｚ帯域と１１ｋＨｚ〜２２ｋＨｚ帯域とに分割され、０〜１１ｋＨｚ帯域の信号は同じくいわゆるＱＭＦフィルタ等の帯域分割フィルタ１０２により０〜５．５ｋＨｚ帯域と５．５ｋＨｚ〜１１ｋＨｚ帯域とに分割される。
【００４１】
上述の帯域分割フィルタ１０１からの１１ｋＨｚ〜２２ｋＨｚ帯域の信号は、直交変換回路の一例であるＭＤＣＴ(Modified Discrete Cosine Transform)回路１０３に送られ、上述の帯域分割フィルタ１０２からの５．５ｋＨｚ〜１１ｋＨｚ帯域の信号はＭＤＣＴ回路１０４に送られ、上述の帯域分割フィルタ１０２からの０〜５．５ｋＨｚ帯域信号はＭＤＣＴ回路１０５に送られることにより、それぞれＭＤＣＴ処理される。なお、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５では、各帯域毎に設けたブロック決定回路１０９、１１０、１１１により決定されたブロックサイズ（ブロック長）（帯域圧縮パラメータ）に基づいてＭＤＣＴ処理がなされる。
【００４２】
ここで、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５に供給する各帯域毎のブロックについての標準的な入力信号に対する具体例を図２に示す。この図２の具体例においては、３つのフィルタ出力信号は、各帯域ごとに独立におのおの複数の直交変換ブロックサイズを持ち、信号の時間特性、周波数分布等により時間分解能を切り換えられる様にしている。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、即ち、図２Ａのロングモードの如く、大きくし、信号が非定常的である場合には、直交変換ブロックサイズを更に２分割、４分割とする。図２Ｂのショートモードの如く、全てを４分割、２．９ｍＳとする場合や図２ＣのミドルモードＡ、図２ＤのミドルモードＢの如く、一部を２分割、５．８ｍＳ、１部を４分割、２．９ｍＳの時間分解能とすることで、実際の複雑な入力信号に適応するようになっている。この直交変換ブロックサイズの分割は処理装置の規模が許せば、さらに複雑な分割を行なうと、より効果的なことは明白である。このブロックサイズの決定は、図１におけるブロックサイズ決定回路１０９、１１０、１１１で決定され、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５、及びビット割当算出回路１１８に伝えられるとともに、該当ブロックのブロックサイズ情報として出力端子１１３、１１５、１１７より出力される。
【００４３】
再び図１において、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５にてＭＤＣＴ処理されて得られた周波数軸上のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数データ（時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分）は、低域はいわゆる臨界帯域（クリティカルバンド）毎にまとめられて、中高域はブロックフローティングの有効性を考慮して、臨界帯域幅を細分化して適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８、及びビット割り当て算出回路１１８に送られる。このクリテイカルバンドとは、人間の聴覚特性を考慮して分割された周波数帯域であり、ある純音の周波数近傍の同じ強さの狭帯域バンドノイズによって当該純音がマスクされるときのそのノイズの持つ帯域のことである。この臨界帯域（クリティカルバンド）は、高域ほど帯域幅が広くなっており、上述の０〜２２ｋＨｚの全周波数帯域は例えば２５のクリティカルバンドに分割されている。図１におけるビット割当算出回路１１８は、上述のブロックサイズ情報及び、スペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数データに基づき、いわゆるマスキング効果等を考慮して、上述の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、及び、同分割帯域毎のエネルギーあるいはピーク値等を算出し、その結果に基づき、各帯域毎に割当ビット数（ビット配分量）を求め、図１における適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８、へ伝送している。これらの適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８では、上述のブロックサイズ情報、及び、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割り当てられたビット数に応じて、各スペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数データを再量子化（正規化して量子化）するようにしている。このようにして符号化されたデータは、図１における出力端子１１２、１１４、１１６を介して取り出される。以下説明の便宜上、ビット割当の単位となる、上述の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を、単位ブロックと記している。
【００４４】
次に、上述の図１におけるビット割り当て算出回路１１８で行われるビット割当の具体的な手法について説明する。図３は上述の図１におけるビット割り当て算出回路１１８の一具体例の概略構成を示すブロック回路図である。この図３において、入力端子３０１には、上述の図１におけるＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５からの周波数軸上のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数、及び、上述の図１におけるブロック決定回路１０９、１１０、１１１からのブロックサイズ情報が供給されている。以後、図３で示された、上述の図１におけるビット割り当て算出回路１１８のシステムにおいて、上述のブロックサイズ情報に適応した、定数、重み付け関数等を用いて処理していく。図３において、入力端子３０１より入力した周波数軸上のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数は、エネルギー算出回路３０２に送られて、単位ブロック毎のエネルギーが、例えば当該単位ブロック内での各振幅値の総和を計算すること等により求められる。この各バンド毎のエネルギーの代わりに、振幅値のピーク値、平均値等が用いられることもある。このエネルギー算出回路３０２からの出力として、例えば各バンドの総和値のスペクトルを図４にＳＢとして示している。ただし、この図４では、図示を簡略化するため、単位ブロックによる分割数を１２ブロック（Ｂ1 〜Ｂ12）で表現している。また、エネルギー算出回路３０２においては、単位ブロックのブロックフローティングの状態を示す、正規化データ（帯域圧縮パラメータ）であるスケールファクター値についても決定するものとする。具体的には、例えばあらかじめスケールファクタ値の候補として幾つかの正の値を用意し、その中から単位ブロック内のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値以上の値をとる中で、最小のものを当該単位ブロックのスケールファクタ値として採用する。スケールファクタ値については、実際の値と対応した形で、数ビットを用いて番号付けを行ない、その番号をＲＯＭ等（図示せず）により記憶させておけばよい。番号に対応したスケールファクタ値については、番号順に例えば２ｄＢの間隔で値を持つように規定しておく。ここで、ある単位ブロックにおいて上述した方法で決定されたスケールファクタ値は、決定された値に対応する上述の番号を当該単位ブロックのスケールファクタを示すサブ情報として使用する。
【００４５】
次に、上述のエネルギー算出回路３０２で求められた上述のスペクトルＳＢのいわゆるマスキングにおける影響を考慮するために、そのスペクトルＳＢに所定の重み付け関数を掛けて加算するような畳込み（コンボリユーション）処理を施す。このため、上述の帯域毎のエネルギー算出回路３０２の出力すなわちそのスペクトルＳＢの各値は、畳込みフイルタ回路３０３に送られる。その畳込みフイルタ回路３０３は、例えば、入力データを順次遅延させる複数の遅延素子と、これら遅延素子からの出力にフイルタ係数（重み付け関数）を乗算する複数の乗算器と、各乗算器出力の総和をとる総和加算器とから構成されるものである。この畳込み処理により、図４中点線で示す部分の総和がられる。
【００４６】
次に、上述の畳込みフイルタ回路３０３の出力は引算器３０４に送られる。その引算器３０４は、上述の畳込んだ領域での後述する許容可能なノイズレベル（量子化係数）に対応するレベルαを求めるものである。なお、当該許容可能なノイズレベル（許容ノイズレベル）に対応するレベルαは、後述するように、逆コンボリユーション処理を行うことによって、クリテイカルバンドの各バンド毎の許容ノイズレベルとなるようなレベルである。ここで、上述の引算器３０４には、上述のレベルαを求めるための許容関数（マスキングレベルを表現する関数）が供給される。この許容関数を増減させることで上述のレベルαの制御を行っている。当該許容関数は、次に説明するような（ｎ−ａｉ）関数発生回路３０５から供給されているものである。
【００４７】
すなわち、許容ノイズレベルに対応するレベルαは、クリテイカルバンドのバンドの低域から順に与えられる番号をｉとすると、次の数１の式で求めることができる。
【００４８】
【数１】
α＝Ｓ−（ｎ−ａｉ）
【００４９】
この数１の式において、ｎ，ａは定数でａ＞０、Ｓは畳込み処理されたスペクトルの強度であり、数１の式中（ｎ−ａｉ）が許容関数となる。例としてｎ＝３８，ａ＝１を用いることが出来る。
【００５０】
このようにして、上述のレベルαが求められ、このデータは、割算回路３０６に伝送される。当該割算回路３０６では、上述の畳込みされた領域での上述のレベルαを逆コンボリユーションするためのものである。したがって、この逆コンボリユーション処理を行うことにより、上述のレベルαからマスキングスペクトルが得られるようになる。すなわち、このマスキングスペクトルが許容ノイズスペクトルとなる。なお、上述の逆コンボリユーション処理は、複雑な演算を必要とするが、この具体例では簡略化した割算回路３０６を用いて逆コンボリユーションを行っている。
【００５１】
次に、上述のマスキングスペクトルは、合成回路３０８を介して減算回路３０９に伝送される。ここで、当該減算回路３０９には、上述の帯域毎のエネルギー検出回路３０２からの出力、すなわち前述したスペクトルＳＢが、遅延回路３１０を介して供給されている。したがって、この減算回路３０９で上述のマスキングスペクトルとスペクトルＳＢとの減算演算が行われることで、図５に示すように、上述のスペクトルＳＢは、そのマスキングスペクトルＭＳのレベルで示すレベル以下がマスキングされることになる。
【００５２】
ところで、上述した合成回路３０８での合成の際には、最小可聴カーブ発生回路３０７から供給される図６に示すような人間の聴覚特性であるいわゆる最小可聴カーブＲＣを示すデータと、上述のマスキングスペクトルＭＳとを合成することができる。この最小可聴カーブにおいて、雑音絶対レベルがこの最小可聴カーブ以下ならばその雑音は聞こえないことになる。この最小可聴カーブは、コーデイングが同じであっても例えば再生時の再生ボリユームの違いで異なるものとなるが、現実的なデジタルシステムでは、例えば１６ビツトダイナミツクレンジへの音楽のはいり方にはさほど違いがないので、例えば４ｋＨｚ付近の最も耳に聞こえやすい周波数帯域の量子化雑音が聞こえないとすれば、他の周波数帯域ではこの最小可聴カーブのレベル以下の量子化雑音は聞こえないと考えられる。したがって、このように例えばシステムの持つワードレングスの４ｋＨｚ付近の雑音が聞こえない使い方をすると仮定し、この最小可聴カーブＲＣとマスキングスペクトルＭＳとを共に合成することで許容ノイズレベル（許容量子化係数）を得るようにすると、この場合の許容ノイズレベルは、図６中の斜線で示す部分までとすることができるようになる。なお、本実施例では、上述の最小可聴カーブの４ｋＨｚのレベルを、例えば２０ビツト相当の最低レベルに合わせている。また、この図６は、信号スペクトルＳＳも同時に示している。
【００５３】
この後、許容雑音補正回路３１１において、例えば等ラウドネスカーブの情報に基づいて、上述の減算回路３０９からの出力における許容雑音レベルを補正している。ここで、等ラウドネスカーブとは、人間の聴覚特性に関する特性曲線であり、例えば１ｋＨｚの純音と同じ大きさに聞こえる各周波数での音の音圧を求めて曲線で結んだもので、ラウドネスの等感度曲線とも呼ばれる。またこの等ラウドネス曲線は、図６に示した最小可聴カーブＲＣと略同じ曲線を描くものである。この等ラウドネス曲線においては、例えば４ｋＨｚ付近では１ｋＨｚのところより音圧が８〜１０ｄＢ下がっても１ｋＨｚと同じ大きさに聞こえ、逆に、５０Ｈｚ付近では１ｋＨｚでの音圧よりも約１５ｄＢ高くないと同じ大きさに聞こえない。このため、上述の最小可聴カーブのレベルを越えた雑音（許容ノイズレベル）（許容量子化係数）は、その等ラウドネス曲線に応じたカーブで与えられる周波数特性を持つようにするのが良いことがわかる。このようなことから、上述の等ラウドネス曲線を考慮して上述の許容ノイズレベルを補正することは、人間の聴覚特性に適合していることがわかる。ここまでの一連の処理により許容雑音補正回路３１１では、上述してきたマスキング、聴覚特性等、様々なパラメータに基づき各単位ブロックに対しての割り当てビットを算出する。
【００５４】
この許容雑音補正回路３１１より出力されたデータは出力端子３１２より図１におけるビット割当算出回路１１８の出力として出力される。
【００５５】
すなわち、図１におけるビット割当算出回路１１８では、上述の説明してきた図３に示したシステムにより、メイン情報として直交変換出力スペクトルをサブ情報により処理したデ−タと、サブ情報としてブロックフロ−ティングの状態を示すスケ−ルファクタ−及び語長を示すワ−ドレングスが得られ、これを基に、図１における、適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８において、実際に再量子化を行い、符号化フォーマットに則した形で符号化する。
【００５６】
ここで正規化情報調整回路１１９について説明する。上述の説明した通り、正規化データ（帯域圧縮パラメータ）であるスケールファクター値についてはあらかじめスケールファクタ値の候補として幾つかの正の値を用意し、その中から単位ブロック内のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値以上の値をとる中で、最小のものを当該単位ブロックのスケールファクタ値として採用し、スケールファクタ値については、実際の値と対応した形で、数ビットを用いて番号付けを行ない、その番号を当該単位ブロックのスケールファクタを示すサブ情報として使用している。番号に対応したスケールファクタ値については、番号順に例えば２ｄＢの間隔で値を持つように規定しておく。このため、たとえばこのスケールファクタを示すサブ情報の番号を操作することで当該単位ブロックの２ｄＢづつのレベル調整を行うことが出来る。正規化情報調整回路１１９はこのレベル調整を行う為の数値を２次元ブロック毎に指定して出力する回路である。また、１２０、１２１、１２２は、それぞれの帯域毎の、正規化情報調整回路１１９からの数値を単位ブロックのスケールファクタ値に加算する加算器である。正規化情報調整回路１１９から出力される数値が負の数の場合は、加算器１２０、１２１、１２２は減算器として作用するものとする。すなわちレベル調整を行いたいブロックに対して、正規化情報調整回路１１９から各２次元ブロック毎に数値を出力し、正規化情報に加算、減算する事のみによって、各２次元ブロック毎、独立に２ｄＢづつのレベル調整を可能にする。このとき加算、減算結果については、フォーマットで定められたスケールファクターの数値の範囲内に収まるような制限を行う。
【００５７】
このように２次元ブロック毎に独立にレベル調整を行うことによりいわゆるフィルタ効果を実現することが可能となる。
【００５８】
次に、実際に符号化が行なわれるデータの符号化フォーマットについて図７を用いて説明する。図７の左に示した数値はバイト数を表しており、本実施例においては２１２バイトを１フレームの単位としている。
【００５９】
図７において一番先頭に位置する０バイトの位置には、図１におけるブロック決定回路１０９、１１０、１１１において決定された、各帯域のブロックサイズ情報を記録する。
【００６０】
次の１バイト目の位置には記録する単位ブロックの個数の情報を記録する。これは例えば一連のビット割当算出回路により高域側になる程、ビット割当が０となり記録が不必要な場合が多いため、これに対応したかたちで、記録個数を設定することにより、聴感上の影響が大きい中低域に多くのビットを配分する様にしている。また、この１バイトの位置にはビット割当情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数、及びスケールファクタ情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数を記録する。２重書きとはエラー訂正用に、あるバイト位置に記録されたデータと同一のデータを他の場所に記録する方法である。この２重書き情報を多くすればするほど、エラーに対する強度が上がるが、この情報を少なくすれば、スペクトラムデータに使用できるビットが多くなる。上述したビット割当情報、およびスケールファクタ情報のそれぞれについて独立に、２重書きを行なっている単位ブロックの個数を設定し、エラーに対する強度と、スペクトラムデータへの使用可能ビット数の調整を行なうようにしている。尚、それぞれの情報について、規定されたビット内でのコードと単位ブロックの個数の対応は、あらかじめフォーマットとして定めている。具体的には図８に示した様に、この１バイトの位置の８ビットのうち３ビットを実際に記録される単位ブロックの個数の情報とし、残り５ビット中の２ビットをビット割当情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数、残り３ビットをスケールファクタ情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数を記録する。
【００６１】
図７の２バイト目からの位置には単位ブロックのビット割当情報を記録している。ビット割当情報の記録については一つの単位ブロックに対して例えば４ビット使用する事をフォーマットとして定めておく。これにより０番目の単位ブロックより順番に、上述した図７の実際に記録される単位ブロックの個数分のビット割当情報が記録されることになる。
【００６２】
上述の様な方法で記録されたビット割当情報のデータの後に、単位ブロックのスケールファクター情報を記録している。スケールファクタ情報の記録については一つの単位ブロックに対して例えば６ビット使用する事をフォーマットとして定めておく。これにより、ビット割当情報の記録と全く同様に、０番目の単位ブロックより順番に、実際に記録させる単位ブロックの個数分だけスケールファクター情報を記録する。
【００６３】
このように記録されたスケールファクター情報の後に、単位ブロックのスペクトラムデータを記録する。スペクトラムデータについても、０番目の単位ブロックより順番に、実際に記録させる単位ブロックの個数分だけ記録する様にする。各単位ブロック毎に何本のスペクトラムデータが存在するかは、あらかじめフォーマットで定められているので、上述したビット割当情報によりデータの対応をとることが可能となる。尚、ビット割当が０の単位ブロックについては、記録を行なわないようにしている。
【００６４】
このスペクトラム情報の後に上述のスケールファクター情報の２重書き、及びビット割当情報の２重書きを行なう。この記録方法については、個数の対応を図１２で示した２重書きの情報に対応させるだけで、その他については上述のスケールファクター情報、及びビット割当情報の記録と同様である。
【００６５】
尚、図７において、スケールファクター２重書き及び／又はビット割り当て２重書きをやめて、その分をスペクトラムデータ領域に割り当てても良い。
【００６６】
一番後ろの２バイト分については、図７に示した様に０バイト目と１バイト目の情報をそれぞれ２重書きしている。この２バイト分の２重書きはフォーマットとして定めておき、スケールファクター情報の２重書きや、ビット割当情報の２重書きの様に２重書き記録量の可変の設定は出来ない。
【００６７】
すなわち、図１におけるビット割当算出回路１１８では、上述の説明してきた図３に示したシステムにより、メイン情報として直交変換出力スペクトルをサブ情報により処理したデ−タと、サブ情報としてブロックフロ−ティングの状態を示すスケ−ルファクタ−及び語長を示すワ−ドレングスが得られ、これを基に、図１における、適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８において、実際に再量子化を行い、必要があれば正規化情報調整回路１１９からの出力により正規化情報を調整し、符号化フォーマットに則した形で符号化する。
【００６８】
図９は、上述した図１で示されたシステムにより高能率符号化された信号を再び復号化するための復号回路を示している。各帯域の量子化されたＭＤＣＴ係数、即ち、図１における出力端子１１２、１１４、１１６の出力信号と等価のデータは、図９おける復号回路入力端子９０８に与えられ、使用されたブロックサイズ情報（ブロック長）（情報圧縮パラメータ）、即ち、図１における出力端子１１３、１１５、１１７の出力信号と等価のデータは、図９における入力端子９１０に与えられる。図９における適応ビット割当復号化回路９０６では適応ビット割当情報を用いてビット割当を解除する。次に図９における逆直交変換（ＩＭＤＣＴ）回路９０３、９０４、９０５では周波数軸上の信号が時間軸上の信号に変換される。これらの部分帯域の時間軸上信号は、図９における帯域合成フィルタ（逆帯域分割フィルタ）（ＩＱＭＦ：逆直角ミラーフィルタ））回路９０２、９０１により、全帯域信号に復号化される。
【００６９】
ここで正規化情報調整回路９１１について説明する。基本的に図１における正規化情報調整回路１１９と同様の作用をする。すなわち正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に加算、減算する事でレベル調整を行う為の数値を出力する回路である。また、９０９は、正規化情報調整回路９１１からの数値を単位ブロックのスケールファクタ値に加算する、加算器である。正規化情報調整回路９１１から出力される数値が負の数の場合は、加算器９０９は減算器として作用するものとする。すなわち符号化の場合と同様にレベル調整を行いたいブロックに対して、正規化情報調整回路９１１から各２次元ブロック毎に数値を出力し、正規化情報に加算、減算する事のみによって、各２次元ブロック毎、独立に２ｄＢづつのレベル調整を可能にする。このとき加算、減算結果については、フォーマットで定められたスケールファクターの数値の範囲内に収まるような制限を行う。加算器９０９によってレベル調整が行われたスケールファクタ値については、適応ビット割当復号化回路９０６からの復号化の行程に使用されることにより、復号化信号のレベル調整を行うのみに利用することが可能であるとともに、たとえば符号化が行われた記録媒体よりスケールファクタ値を読み込み調整が行われたスケールファクタ値を９０７に出力させ記録媒体に記録されたスケールファクタ値を調整された値に変更することも可能である。記録媒体の情報の変更については、必要に応じて行えるものとする。これにより非常に簡単なシステムで、記録媒体のレベル情報を変更できる。このように２次元ブロック毎に独立にレベル調整を行うことによりいわゆるフィルタ効果を実現することが可能となる。
【００７０】
ここまでの説明では符号化回路、復号化回路の双方で正規化情報調整回路をもつ例を説明したが、復号化回路のみでも、フィルタ効果を充分に活用することが可能である。
【００７１】
以下、正規化情報調整回路を用いてフィルタ効果を施す具体例をいくつか挙げる。
【００７２】
例えば、正規化情報調整回路からの出力値を、高域のブロックに対してのみ設定して、高域のブロックの正規化情報を減少させる事で、ローパスフィルタを実現することが出来る。
【００７３】
例えば逆に、正規化情報調整回路からの出力値を、低域のブロックに対してのみ設定して、低域の正規化情報を減少させる事で、ハイパスフィルタを実現することが出来る。
【００７４】
同様にして、ブロックの取り得る範囲内で、バンドパスフィルタやコムフィルターといった効果を実現することができるのは明白である。
【００７５】
正規化情報調整回路からの出力値を、所定帯域以外の帯域のブロックに対してのみ設定して、所定帯域以外の帯域のブロックの正規化情報を減少させる事で、バンドパスフィルタを実現することが出来る。
【００７６】
また、正規化情報調整回路からの出力値により、正規化情報を増加させることで、ブロックの取り得る範囲内で、ブースト処理を実現することができる。
【００７７】
また、フィルタ効果を施す周波数つまりブロックを、時間をパラメータとして段階的に変化させることにより、楽器などに用いられるエフェクト処理の一種であるワウ効果等を実現することも出来る。
【００７８】
次に、図１０及び図１１を参照して、ローパスフィルタを例に採って、フィルタの説明を行う。図１０は各単位ブロック毎に正規化が行われた様子を示している。即ち、単位ブロック内で最大の周波数軸上のスペクトルデータ、又は、ＭＤＣＴ係数（時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分）に相当する正規化候補を選択し、その正規化候補番号が当該単位ブロックの正規化情報となる。図１０では、ブロック番号が０番の単位ブロックの正規化情報は５となり、ブロック番号が１番の単位ブロックの正規化情報は７となり、ブロック番号が２番の単位ブロックの正規化情報は９となり、ブロック番号が３番の単位ブロックの正規化情報は６となり、ブロック番号が４番の単位ブロックの正規化情報は４となっている。符号化されたデータはこれらの正規化情報を持つため、復号化の際には、一般にはこれらの正規化情報を基に復号化を行うことになる。
【００７９】
これに対し、図１１は、単位ブロック内で最大の周波数軸上のスペクトルデータ、又は、ＭＤＣＴ係数を基に決定された正規化情報を故意に操作した様子を示している。これは符号化時、復号化時、どちらでも行うことは可能であるが、ここでは、記録媒体に記録された符号化データを復号化する際に、故意に操作した例について説明する。実際に記録媒体に記録された符号化データは図１０に図示した通りであるが、この符合化データに対し、ブロック番号が３番と４番の単位ブロックについて、正規化情報を強制的に０にしている。これは、例えば、復号化を行う前に正規化情報に負の値を加算することで、実現される。この操作を行うことで、ブロック番号が３番及び４番の単位ブロックでは、正規化候補番号０で正規化されたものとして復号化されることになる。この結果、ブロック番号が３番及び４番の単位ブロックは、最もレベルの低い正規化候補番号０を基に復号化されるため、周波数軸上のスペクトルデータ、又は、ＭＤＣＴ係数についても低いレベルとして復号化される。単位ブロックの番号が大きいもの程高い周波数成分を含んだものとすれば、この操作は高い周波数成分のレベルをカットしたことに相当する。即ち、単位ブロックの番号が３番及び４番の正規化情報を故意に０にすることで、ローパスフィルタを実現している。
【００８０】
尚、図１０及び図１１の例では、単位ブロックの個数を０、１〜４の５個、正規化候補番号の個数を０、１〜９の１０個としているが、例えば、ミニディスクに用いられているフォーマットでは、単位ブロックの個数が０、１〜５１の５２個、正規化候補番号の個数が０、１〜６３の６４個となっており、より細かい制御が可能である。このとき、例えば、２０番以降の単位ブロックの正規化情報を０とすることで、カットオフ周波数が約５．５ｋＨｚのローパスフィルタを実現することができる。
【００８１】
次に、図１２〜図１５を参照して、本発明の上述の正規化情報調整回路を含むディジタル信号記録装置（方法）、ディジタル信号再生装置（方法）、ディジタル信号送信装置（方法）及びディジタル信号受信装置（方法）の実施の形態を説明する。図１２〜図１５において、ＥＮＣは図１のエンコーダを示し、Ｔinはその入力端子１００を示し、ＤＥＣは図９のデコーダを示し、Ｔout はその出力端子９００を示す。
【００８２】
図１２の記録装置では、入力端子Ｔinからの入力ディジタル信号をエンコーダＥＮＣに供給してエンコードし、そのエンコーダＥＮＣの出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６及び１１３、１１５、１１７よりの出力信号を、変調手段ＭＯＤに供給して、多重化した後所定の変調をするか、各出力信号をそれぞれ変調した後、多重化又は再変調する。変調手段ＭＯＤよりの被変調信号を記録手段（磁気ヘッド、光学ヘッド等）によって、記録媒体Ｍに記録する。
【００８３】
図１３の再生装置では、再生手段（磁気ヘッド、光学ヘッド等）Ｐによって、図１０の記録媒体Ｍの記録信号を再生し、その再生信号を復調手段ＤＥＭによって、変調手段ＭＯＤによる変調に応じた復調を行なう。復調手段ＤＥＭよりの復調出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６よりの出力に対応した信号を図９のデコーダの入力端子９０８に供給すると共に、図１のエンコーダの出力端子１１３、１１５、１１７よりの出力に対応した信号を図９の入力端子９１０に供給してデコードして、出力端子Toutに、入力ディジタル信号に対応した出力ディジタル信号が出力される。
【００８４】
図１４の送信装置では、入力端子Ｔinからの入力ディジタル信号をエンコーダＥＮＣに供給してエンコードし、そのエンコーダＥＮＣの出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６及び１１３、１１５、１１７よりの出力端子を、変調手段ＭＯＤに供給して、多重化した後所定の変調をするか、各出力信号をそれぞれ変調した後、多重化又は再変調する。変調手段ＭＯＤよりの被変調信号を送信手段ＴＸに供給して、周波数変換、増幅等を行なって送信信号を作り、その送信信号を送信手段ＴＸの一部である送信アンテナＡＮＴ−Ｔによって送信する。
【００８５】
図１５の受信装置では、受信手段ＲＸの一部である受信アンテナＡＮＴ−Ｒによって、図１１の送信アンテナＡＮＴ−Ｔからの送信信号を受信すると共に、その受信信号を受信手段ＲＸによって、増幅、逆周波数変換等を行なう。受信手段ＲＸよりの受信信号を復調手段ＤＥＭによって、変調手段ＭＯＤによる変調に応じた復調を行なう。復調手段ＤＥＭよりの復調出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６よりの出力に対応した信号を図９のデコーダの入力端子９０８に供給すると共に、図１のエンコーダの出力端子１１３、１１５、１１７よりの出力に対応した信号を図９の入力端子９１０に供給してデコードして、出力端子Ｔout に、入力ディジタル信号に対応した出力ディジタル信号が出力される。
【００８６】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。エンコーダ及びデコーダは別体でも一体でも良い。記録装置及び再生装置は別体でも一体でもよい。記録媒体は磁気テープ。磁気ディスク、光磁気vディスク等が可能である。又、記録媒体の代わりに、ＩＣメモリ、メモリカード等の記憶手段であっても良い。送信装置及び受信装置間の伝送路は、無線伝送路｛電波、光（赤外線等）等｝でも有線伝送路（導線、光ケーブル等）でも良い。例えば、入力ディジタル信号としては、ディジタルオーディオ信号（オーディオ信号は、人の話声、歌声、楽器の音等の各種の音の信号が可能である）、ディジタルビデオ信号等が可能である。本発明は、ディジタル信号記録再生方法（又は装置）、ディジタル信号送受信方法（又は装置）、ディジタル信号受信方法（又は装置）等に適用することができる。
【００８７】
【発明の効果】
第１の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるエンコード方法を得ることができる。
【００８８】
第２の本発明によれば、第１本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたので、第１の本発明の効果に加えて、ローパスフィルタ処理の可能なエンコード方法を得ることができる。
【００８９】
第３の本発明によれば、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたので、第１の本発明の効果に加えて、ハイパスフィルタ処理の可能なエンコード方法を得ることができる。
【００９０】
第４の本発明によれば、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたので、第１の本発明の効果に加えて、バンドパスフィルタ処理の可能なエンコード方法を得ることができる。
【００９１】
第５の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択し、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック毎の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて複号するようにしたデコード方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うようにしたので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるデコード方法を得ることができる。
【００９２】
第６の本発明によれば、第５本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたので、第５の本発明の効果に加えて、ローパスフィルタ処理の可能なデコード方法を得ることができる。
【００９３】
第７の本発明によれば、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたので、第５の本発明の効果に加えて、ハイパスフィルタ処理の可能なデコード方法を得ることができる。
【００９４】
第８の本発明によれば、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたので、第５の本発明の効果に加えて、バンドパス処理の可能なデコード方法を得ることができる。
【００９５】
第９の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有するエンコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるエンコード装置を得ることができる。
【００９６】
第１０の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段と、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて復号する復号手段とを有するデコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるデコード装置を得ることができる。
【００９７】
第１１の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録媒体に記録する、ディジタル信号記録方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録方法を得ることができる。
【００９８】
第１２の本発明によれば、第１１の本発明のディジタル信号記録方法において、フィルタ処理の行われた正規化情報を記録媒体に再記録するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ処理をより小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録方法を得ることができる。
【００９９】
第１３の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を記録媒体に記録するようにしたディジタル信号記録装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録装置を得ることができる。
【０１００】
第１４の本発明によれば、第１３の本発明のディジタル信号記録装置において、演算手段によってフィルタ処理の行われた正規化情報を、記録媒体に再記録するようにしたので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ処理をより小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録装置を得ることができる。
【０１０１】
第１５の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録された記録媒体において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後の正規化情報が記録されてなるので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできる記録媒体を得ることができる。
【０１０２】
第１６の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に送信するディジタル信号送信方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号送信方法を得ることができる。
【０１０３】
第１７の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を送信するディジタル信号送信装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段と、フィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信する送信手段とを有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号送信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のビツトレート圧縮符号化に使用可能な高能率圧縮符号化エンコ−ダの一具体例を示すブロツク回路図である。
【図２】ビット圧縮の際の直交変換ブロックの構造を表す図である。
【図３】ビット配分演算機能の例を示すブロック回路図である。
【図４】各臨界帯域及びブロックフロ−ティングを考慮して分割された帯域のスペクトルを示す図である。
【図５】マスキングスペクトルを示す図である。
【図６】最小可聴カーブ、マスキングスペクトルを合成した図である。
【図７】データの符号化の様子を示す図である。
【図８】図７における１バイト目のデータの詳細を示した図である。
【図９】上述の実施例のビツトレート圧縮符号化に使用可能な高能率圧縮符号化デコ−ダ−の一具体例を示すブロツク回路図である。
【図１０】ローパスフィルタの説明図１である。
【図１１】ローパスフィルタの説明図２である。
【図１２】本発明の実施の形態の記録装置を示すブロック線図である。
【図１３】本発明の実施の形態の再生装置を示すブロック線図である。
【図１４】本発明の実施の形態の送信装置を示すブロック線図である。
【図１５】本発明の実施の形態の受信装置を示すブロック線図である。
【符号の説明】
１０１、１０２ 帯域分割フィルタ、１０３、１０４、１０５ 直交変換回路（ＭＤＣＴ）、１０９、１１０、１１１ ブロック決定回路、１１８ ビット割り当て算出回路、１０６、１０７、１０８ 適応ビット割当符号化回路、１１９正規化情報調整回路、１２０、１２１、１２２ 加算器（減算器）、３０２ 帯域毎エネルギー算出器、３０３ 畳込みフィルタ、３０４ 引算器、３０５ 関数発生器、３０６ 割り算回路、３０７ 最小可聴カーブ発生回路、３０８ 合成回路、３０９ 減算回路、３１０ 遅延回路、３１１ 許容雑音補正回路、９０１、９０２ 帯域合成フィルタ（ＩＱＭＦ）、９０３、９０４、９０５ 逆直交変換回路（ＩＭＤＣＴ）、９０６ 適応ビット割当復号化回路、９０９ 加算回路、９１０ 入力端子、９１１ 正規化情報調整回路、ＥＮＣ エンコーダ、ＭＯＤ 変調手段、ＲＥＣ 記録手段、Ｐ 再生手段、ＤＥＭ 復調手段、ＤＥＣ デコーダ、ＴＸ 送信手段、ＲＸ 受信手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ信号の高能率符号化の従来の方法及び装置には種々あるが、以下に従来例のその二、三の例を説明する。時間領域のオーディオ信号を単位時間毎にブロック化してこのブロック毎の時間軸の信号を周波数軸上の信号に変換（直交変換）して複数の周波数帯域に分割し、各帯域毎に符号化するブロック化周波数帯域分割方式の一つである変換符号化方法がある。時間領域のオーディオ信号を単位時間毎にブロック化しないで、複数の周波数帯域に分割して符号化する非ブロック化周波数帯域分割方法の一つである帯域分割符号化｛サブバンドコーディング（ＳＢＣ：Subband Coding）｝方法がある。又、上述の帯域分割符号化と変換符号化とを組み合わせた高能率符号化方法もある。この場合には、例えば、上述の帯域分割符号化方式で帯域分割を行った後、その各帯域毎の信号を上述の変換符号化方式で周波数領域の信号に直交変換し、この直交変換された各帯域毎に符号化を施すことになる。
【０００３】
ここで、上述した帯域分割符号化方式に使用される帯域分割用フィルタとしては、例えばＱＭＦ(Quadrature Mirror filter:直角ミラーフィルタ )等のフィルタがある。このフィルタは1976 R.E.Crochiere Digital coding of speech in subbands Bell Syst.Tech. J. Vol.55, No.8 1976 に、述べられている。また、ICASSP 83, BOSTON Polyphase Quadrature filters-A new subband coding technique Joseph H. Rothweilerにはポリフェーズクワドラチャフィルタ (Polyphase Quadrature filter: 多相直角フィルタ) などの等バンド幅のフィルタ分割手法及び装置が述べられている。
【０００４】
また、上述した直交変換としては、例えば、入力オーディオ信号を所定単位時間（フレーム）でブロック化し、そのブロック毎に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）やディスクリートコサイン変換（ＤＣＴ）、モディファイドＤＣＴ変換（ＭＤＣＴ）など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がある。上述のＭＤＣＴについては、ICASSP 1987 Subband/Transform Coding Using Filter Bank Designs Based on Time Domain Aliasing Cancellation J.P.Princen A.B.Bradley Univ. of Surrey Royal Melbourne Inst.of Tech. に述べられている。
【０００５】
更に、周波数帯域分割された各周波数成分を量子化する場合の周波数分割幅として、人間の聴覚特性を考慮した帯域分割がある。すなわち、一般に臨界帯域
（クリティカルバンド）と呼ばれている高域程帯域幅が広くなるような帯域幅で、オーディオ信号を複数バンド（例えば２５バント）の帯域に分割することがある。また、この時の各帯域毎のデータを符号化する際には、各帯域毎に所定のビット配分或いは、各帯域毎に適応的なビット配分による符号化が行われる。例えば、上述のＭＤＣＴ処理されて得られたＭＤＣＴ係数データを上述のビット配分によって符号化する際には、上述の各ブロック毎のＭＤＣＴ処理により得られる各帯域毎のＭＤＣＴ係数データに対して、適応的な配分ビット数で符号化が行われることになる。
【０００６】
更に、各帯域毎の符号化に際しては、各帯域毎に正規化を行って量子化を行うことにより、より効率的な符号化を実現するいわゆるブロックフローティング処理が行われる。例えば、上述のＭＤＣＴ処理されて得られたＭＤＣＴ係数データを符号化する際には、各帯域毎に上述のＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値等に対応した正規化を行って量子化を行うことにより、より効率的な符号化が行われる事となる。正規化は、あらかじめ複数の大きさの情報に対応した番号付けを規定しておき、この番号を正規化情報として使用する。このあらかじめ用意された正規化の大きさの情報は一定の大きさの割合で番号付けがなされている。
【０００７】
上述のビット配分手法及びそのための装置としては、従来、次の２方法が知られている。
【０００８】
IEEE Transactions of Accoustics,Speech,and Signal Processing,vol.ASSP-25,No.4,August 1977 では、各帯域毎の信号の大きさをもとに、ビット配分を行っている。またICASSP 1980 The critical band coder--digital encoding of the perceptual requirements of the auditory system M.A. Kransner MITでは、聴覚マスキングを利用することで、各帯域毎に必要な信号対雑音比を得て固定的なビット配分を行う方法が述べられている。
【０００９】
上述のの方法で高能率符号化がなされた信号は、以下の様な方法で復号化が行なわれる。まず、高能率符号化ががなされた信号は、各帯域毎のビット配分情報、正規化情報等を用いてＭＤＣＴ係数データとして算出される事になる。このＭＤＣＴ係数データはいわゆる逆直交変換が行なわれ、時間領域のデータへと変換される。符号化の際に帯域分割用フィルタによる帯域分割が行なわれていた場合は、更に帯域合成フィルタを用いて合成を行なう。これらの操作により、もとの時間領域のデータが復号化されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号について、帯域毎のレベル調整であるいわゆるフィルタ処理を行おうとした場合、基本的には符号化を行なう前の時間領域の信号成分、あるいは時間領域へ復号化を行なった信号成分に、いわゆる畳み込み演算や、遅延回路と乗算等の組合せ等によってこれを実現する事になる。この場合、複数の乗算器、加算器、遅延回路等が必要となり、結果として処理工程が大きくなる。
【００１１】
また、直交変換後の周波数領域のＭＤＣＴ係数データによりレベルを調整する事でフィルタを実現する方法も考えられるが、この方法についてもＭＤＣＴ係数の本数分、乗算器あるいは加算器、あるいは減算器を用いた乗算、あるいは加算、あるいは減算を行なう必要が生じ、結果として処理工程が大きくなる。
【００１２】
また、ある記録媒体に上述した高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、いわゆるフィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合についても同様の問題が発生する。特に時間領域で調整を行ない、その結果を記録媒体に再記録しようとした場合は、逆直交変換、直交変換等を行う必要が生じ、演算誤差等による品質の劣化が生じる。
【００１３】
アナログ領域への変換による実現でも、同様の問題が発生する。
【００１４】
オーディオ信号に対し、バスブースト、バンドパス、ハイパス等のイフェクト処理を行おうとすると、従来は、特別の処理ＩＣが必要であった。
【００１５】
また、オーディオ信号の一部のフィルタ処理のために、高能率圧縮符号化されたオーディオ信号を伸長し、その伸長されたオーディオ信号の一部にフィルタ処理を加えた後、再び高能率圧縮符号化したとしても、実現不可能であった。
【００１６】
以上の点に鑑み、本発明の目的は、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができると共に、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にしたエンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置を提案しようとするものである。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるエンコード方法、デコード方法、エンコード装置、デコード装置、ディジタル信号記録方法、ディジタル信号記録装置、記録媒体、ディジタル信号送信方法及びディジタル信号送信装置を提案しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるエンコード方法は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うものである。
【００１９】
かかる本発明によれば、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行う。
【００２０】
【発明の実施の形態】
第１の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うエンコード方法である。
【００２１】
第２の本発明は、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたエンコード方法である。
【００２２】
第３の本発明は、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたエンコード方法である。
【００２３】
第４の本発明は、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたエンコード方法である。
【００２４】
第５の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択し、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック毎の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて複号するようにしたデコード方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うデコード方法である。
【００２５】
第６の本発明は、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたデコード方法である。
【００２６】
第７の本発明は、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたデコード方法である。
【００２７】
第８の本発明は、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたデコード方法である。
【００２８】
第９の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有するエンコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するエンコード装置である。
【００２９】
第１０の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段と、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて復号する復号手段とを有するデコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するデコード装置である。
【００３０】
第１１の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録媒体に記録する、ディジタル信号記録方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うディジタル信号記録方法である。
【００３１】
第１２の本発明は、第１１の本発明のディジタル信号記録方法において、フィルタ処理の行われた正規化情報を記録媒体に再記録するディジタル信号記録方法である。
【００３２】
第１３の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を記録媒体に記録するようにしたディジタル信号記録装置において、
複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するディジタル信号記録装置である。
【００３３】
第１４の本発明は、第１３の本発明のディジタル信号記録装置において、演算手段によってフィルタ処理の行われた正規化情報を、記録媒体に再記録するディジタル信号記録装置である。
【００３４】
第１５の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録された記録媒体において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後の正規化情報が記録されてなる記録媒体である。
【００３５】
第１６の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に送信するディジタル信号送信方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信するディジタル信号送信方法である。
【００３６】
第１７の本発明は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を送信するディジタル信号送信装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段と、フィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信する送信手段とを有するディジタル信号送信装置である。
【００３７】
〔実施の形態の具体例〕
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態の具体例について説明する。
【００３８】
この実施の形態の具体例では、オーディオＰＣＭ信号等の入力デジタル信号を、帯域分割符号化（ＳＢＣ）、適応変換符号化（ＡＴＣ：Adaptive Transform Coding）及び適応ビツト割当ての各技術を用いて高能率符号化する。この技術について、図１以降を参照しながら説明する。
【００３９】
図１に示す具体的な高能率符号化装置では、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、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（クリテイカルバンド）毎に、中高域ではブロツクフローテイグ効率を考慮して臨界帯域幅を細分化した帯域毎に、適応的にビツト割当して符号化している。通常このブロックが量子化雑音発生ブロックとなる。さらに、本発明の実施の形態の具体例においては、直交変換の前に入力信号に応じて適応的にブロツクサイズ（ブロツク長）を変化させでいる。
【００４０】
即ち、図１において、入力端子１００には例えばサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの時、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フィルタ（直角ミラーフィルタ）等の帯域分割フィルタ１０１により０〜１１ｋＨｚ帯域と１１ｋＨｚ〜２２ｋＨｚ帯域とに分割され、０〜１１ｋＨｚ帯域の信号は同じくいわゆるＱＭＦフィルタ等の帯域分割フィルタ１０２により０〜５．５ｋＨｚ帯域と５．５ｋＨｚ〜１１ｋＨｚ帯域とに分割される。
【００４１】
上述の帯域分割フィルタ１０１からの１１ｋＨｚ〜２２ｋＨｚ帯域の信号は、直交変換回路の一例であるＭＤＣＴ(Modified Discrete Cosine Transform)回路１０３に送られ、上述の帯域分割フィルタ１０２からの５．５ｋＨｚ〜１１ｋＨｚ帯域の信号はＭＤＣＴ回路１０４に送られ、上述の帯域分割フィルタ１０２からの０〜５．５ｋＨｚ帯域信号はＭＤＣＴ回路１０５に送られることにより、それぞれＭＤＣＴ処理される。なお、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５では、各帯域毎に設けたブロック決定回路１０９、１１０、１１１により決定されたブロックサイズ（ブロック長）（帯域圧縮パラメータ）に基づいてＭＤＣＴ処理がなされる。
【００４２】
ここで、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５に供給する各帯域毎のブロックについての標準的な入力信号に対する具体例を図２に示す。この図２の具体例においては、３つのフィルタ出力信号は、各帯域ごとに独立におのおの複数の直交変換ブロックサイズを持ち、信号の時間特性、周波数分布等により時間分解能を切り換えられる様にしている。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、即ち、図２Ａのロングモードの如く、大きくし、信号が非定常的である場合には、直交変換ブロックサイズを更に２分割、４分割とする。図２Ｂのショートモードの如く、全てを４分割、２．９ｍＳとする場合や図２ＣのミドルモードＡ、図２ＤのミドルモードＢの如く、一部を２分割、５．８ｍＳ、１部を４分割、２．９ｍＳの時間分解能とすることで、実際の複雑な入力信号に適応するようになっている。この直交変換ブロックサイズの分割は処理装置の規模が許せば、さらに複雑な分割を行なうと、より効果的なことは明白である。このブロックサイズの決定は、図１におけるブロックサイズ決定回路１０９、１１０、１１１で決定され、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５、及びビット割当算出回路１１８に伝えられるとともに、該当ブロックのブロックサイズ情報として出力端子１１３、１１５、１１７より出力される。
【００４３】
再び図１において、各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５にてＭＤＣＴ処理されて得られた周波数軸上のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数データ（時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分）は、低域はいわゆる臨界帯域（クリティカルバンド）毎にまとめられて、中高域はブロックフローティングの有効性を考慮して、臨界帯域幅を細分化して適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８、及びビット割り当て算出回路１１８に送られる。このクリテイカルバンドとは、人間の聴覚特性を考慮して分割された周波数帯域であり、ある純音の周波数近傍の同じ強さの狭帯域バンドノイズによって当該純音がマスクされるときのそのノイズの持つ帯域のことである。この臨界帯域（クリティカルバンド）は、高域ほど帯域幅が広くなっており、上述の０〜２２ｋＨｚの全周波数帯域は例えば２５のクリティカルバンドに分割されている。図１におけるビット割当算出回路１１８は、上述のブロックサイズ情報及び、スペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数データに基づき、いわゆるマスキング効果等を考慮して、上述の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、及び、同分割帯域毎のエネルギーあるいはピーク値等を算出し、その結果に基づき、各帯域毎に割当ビット数（ビット配分量）を求め、図１における適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８、へ伝送している。これらの適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８では、上述のブロックサイズ情報、及び、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割り当てられたビット数に応じて、各スペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数データを再量子化（正規化して量子化）するようにしている。このようにして符号化されたデータは、図１における出力端子１１２、１１４、１１６を介して取り出される。以下説明の便宜上、ビット割当の単位となる、上述の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を、単位ブロックと記している。
【００４４】
次に、上述の図１におけるビット割り当て算出回路１１８で行われるビット割当の具体的な手法について説明する。図３は上述の図１におけるビット割り当て算出回路１１８の一具体例の概略構成を示すブロック回路図である。この図３において、入力端子３０１には、上述の図１におけるＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５からの周波数軸上のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数、及び、上述の図１におけるブロック決定回路１０９、１１０、１１１からのブロックサイズ情報が供給されている。以後、図３で示された、上述の図１におけるビット割り当て算出回路１１８のシステムにおいて、上述のブロックサイズ情報に適応した、定数、重み付け関数等を用いて処理していく。図３において、入力端子３０１より入力した周波数軸上のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数は、エネルギー算出回路３０２に送られて、単位ブロック毎のエネルギーが、例えば当該単位ブロック内での各振幅値の総和を計算すること等により求められる。この各バンド毎のエネルギーの代わりに、振幅値のピーク値、平均値等が用いられることもある。このエネルギー算出回路３０２からの出力として、例えば各バンドの総和値のスペクトルを図４にＳＢとして示している。ただし、この図４では、図示を簡略化するため、単位ブロックによる分割数を１２ブロック（Ｂ1 〜Ｂ12）で表現している。また、エネルギー算出回路３０２においては、単位ブロックのブロックフローティングの状態を示す、正規化データ（帯域圧縮パラメータ）であるスケールファクター値についても決定するものとする。具体的には、例えばあらかじめスケールファクタ値の候補として幾つかの正の値を用意し、その中から単位ブロック内のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値以上の値をとる中で、最小のものを当該単位ブロックのスケールファクタ値として採用する。スケールファクタ値については、実際の値と対応した形で、数ビットを用いて番号付けを行ない、その番号をＲＯＭ等（図示せず）により記憶させておけばよい。番号に対応したスケールファクタ値については、番号順に例えば２ｄＢの間隔で値を持つように規定しておく。ここで、ある単位ブロックにおいて上述した方法で決定されたスケールファクタ値は、決定された値に対応する上述の番号を当該単位ブロックのスケールファクタを示すサブ情報として使用する。
【００４５】
次に、上述のエネルギー算出回路３０２で求められた上述のスペクトルＳＢのいわゆるマスキングにおける影響を考慮するために、そのスペクトルＳＢに所定の重み付け関数を掛けて加算するような畳込み（コンボリユーション）処理を施す。このため、上述の帯域毎のエネルギー算出回路３０２の出力すなわちそのスペクトルＳＢの各値は、畳込みフイルタ回路３０３に送られる。その畳込みフイルタ回路３０３は、例えば、入力データを順次遅延させる複数の遅延素子と、これら遅延素子からの出力にフイルタ係数（重み付け関数）を乗算する複数の乗算器と、各乗算器出力の総和をとる総和加算器とから構成されるものである。この畳込み処理により、図４中点線で示す部分の総和がられる。
【００４６】
次に、上述の畳込みフイルタ回路３０３の出力は引算器３０４に送られる。その引算器３０４は、上述の畳込んだ領域での後述する許容可能なノイズレベル（量子化係数）に対応するレベルαを求めるものである。なお、当該許容可能なノイズレベル（許容ノイズレベル）に対応するレベルαは、後述するように、逆コンボリユーション処理を行うことによって、クリテイカルバンドの各バンド毎の許容ノイズレベルとなるようなレベルである。ここで、上述の引算器３０４には、上述のレベルαを求めるための許容関数（マスキングレベルを表現する関数）が供給される。この許容関数を増減させることで上述のレベルαの制御を行っている。当該許容関数は、次に説明するような（ｎ−ａｉ）関数発生回路３０５から供給されているものである。
【００４７】
すなわち、許容ノイズレベルに対応するレベルαは、クリテイカルバンドのバンドの低域から順に与えられる番号をｉとすると、次の数１の式で求めることができる。
【００４８】
【数１】
α＝Ｓ−（ｎ−ａｉ）
【００４９】
この数１の式において、ｎ，ａは定数でａ＞０、Ｓは畳込み処理されたスペクトルの強度であり、数１の式中（ｎ−ａｉ）が許容関数となる。例としてｎ＝３８，ａ＝１を用いることが出来る。
【００５０】
このようにして、上述のレベルαが求められ、このデータは、割算回路３０６に伝送される。当該割算回路３０６では、上述の畳込みされた領域での上述のレベルαを逆コンボリユーションするためのものである。したがって、この逆コンボリユーション処理を行うことにより、上述のレベルαからマスキングスペクトルが得られるようになる。すなわち、このマスキングスペクトルが許容ノイズスペクトルとなる。なお、上述の逆コンボリユーション処理は、複雑な演算を必要とするが、この具体例では簡略化した割算回路３０６を用いて逆コンボリユーションを行っている。
【００５１】
次に、上述のマスキングスペクトルは、合成回路３０８を介して減算回路３０９に伝送される。ここで、当該減算回路３０９には、上述の帯域毎のエネルギー検出回路３０２からの出力、すなわち前述したスペクトルＳＢが、遅延回路３１０を介して供給されている。したがって、この減算回路３０９で上述のマスキングスペクトルとスペクトルＳＢとの減算演算が行われることで、図５に示すように、上述のスペクトルＳＢは、そのマスキングスペクトルＭＳのレベルで示すレベル以下がマスキングされることになる。
【００５２】
ところで、上述した合成回路３０８での合成の際には、最小可聴カーブ発生回路３０７から供給される図６に示すような人間の聴覚特性であるいわゆる最小可聴カーブＲＣを示すデータと、上述のマスキングスペクトルＭＳとを合成することができる。この最小可聴カーブにおいて、雑音絶対レベルがこの最小可聴カーブ以下ならばその雑音は聞こえないことになる。この最小可聴カーブは、コーデイングが同じであっても例えば再生時の再生ボリユームの違いで異なるものとなるが、現実的なデジタルシステムでは、例えば１６ビツトダイナミツクレンジへの音楽のはいり方にはさほど違いがないので、例えば４ｋＨｚ付近の最も耳に聞こえやすい周波数帯域の量子化雑音が聞こえないとすれば、他の周波数帯域ではこの最小可聴カーブのレベル以下の量子化雑音は聞こえないと考えられる。したがって、このように例えばシステムの持つワードレングスの４ｋＨｚ付近の雑音が聞こえない使い方をすると仮定し、この最小可聴カーブＲＣとマスキングスペクトルＭＳとを共に合成することで許容ノイズレベル（許容量子化係数）を得るようにすると、この場合の許容ノイズレベルは、図６中の斜線で示す部分までとすることができるようになる。なお、本実施例では、上述の最小可聴カーブの４ｋＨｚのレベルを、例えば２０ビツト相当の最低レベルに合わせている。また、この図６は、信号スペクトルＳＳも同時に示している。
【００５３】
この後、許容雑音補正回路３１１において、例えば等ラウドネスカーブの情報に基づいて、上述の減算回路３０９からの出力における許容雑音レベルを補正している。ここで、等ラウドネスカーブとは、人間の聴覚特性に関する特性曲線であり、例えば１ｋＨｚの純音と同じ大きさに聞こえる各周波数での音の音圧を求めて曲線で結んだもので、ラウドネスの等感度曲線とも呼ばれる。またこの等ラウドネス曲線は、図６に示した最小可聴カーブＲＣと略同じ曲線を描くものである。この等ラウドネス曲線においては、例えば４ｋＨｚ付近では１ｋＨｚのところより音圧が８〜１０ｄＢ下がっても１ｋＨｚと同じ大きさに聞こえ、逆に、５０Ｈｚ付近では１ｋＨｚでの音圧よりも約１５ｄＢ高くないと同じ大きさに聞こえない。このため、上述の最小可聴カーブのレベルを越えた雑音（許容ノイズレベル）（許容量子化係数）は、その等ラウドネス曲線に応じたカーブで与えられる周波数特性を持つようにするのが良いことがわかる。このようなことから、上述の等ラウドネス曲線を考慮して上述の許容ノイズレベルを補正することは、人間の聴覚特性に適合していることがわかる。ここまでの一連の処理により許容雑音補正回路３１１では、上述してきたマスキング、聴覚特性等、様々なパラメータに基づき各単位ブロックに対しての割り当てビットを算出する。
【００５４】
この許容雑音補正回路３１１より出力されたデータは出力端子３１２より図１におけるビット割当算出回路１１８の出力として出力される。
【００５５】
すなわち、図１におけるビット割当算出回路１１８では、上述の説明してきた図３に示したシステムにより、メイン情報として直交変換出力スペクトルをサブ情報により処理したデ−タと、サブ情報としてブロックフロ−ティングの状態を示すスケ−ルファクタ−及び語長を示すワ−ドレングスが得られ、これを基に、図１における、適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８において、実際に再量子化を行い、符号化フォーマットに則した形で符号化する。
【００５６】
ここで正規化情報調整回路１１９について説明する。上述の説明した通り、正規化データ（帯域圧縮パラメータ）であるスケールファクター値についてはあらかじめスケールファクタ値の候補として幾つかの正の値を用意し、その中から単位ブロック内のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値以上の値をとる中で、最小のものを当該単位ブロックのスケールファクタ値として採用し、スケールファクタ値については、実際の値と対応した形で、数ビットを用いて番号付けを行ない、その番号を当該単位ブロックのスケールファクタを示すサブ情報として使用している。番号に対応したスケールファクタ値については、番号順に例えば２ｄＢの間隔で値を持つように規定しておく。このため、たとえばこのスケールファクタを示すサブ情報の番号を操作することで当該単位ブロックの２ｄＢづつのレベル調整を行うことが出来る。正規化情報調整回路１１９はこのレベル調整を行う為の数値を２次元ブロック毎に指定して出力する回路である。また、１２０、１２１、１２２は、それぞれの帯域毎の、正規化情報調整回路１１９からの数値を単位ブロックのスケールファクタ値に加算する加算器である。正規化情報調整回路１１９から出力される数値が負の数の場合は、加算器１２０、１２１、１２２は減算器として作用するものとする。すなわちレベル調整を行いたいブロックに対して、正規化情報調整回路１１９から各２次元ブロック毎に数値を出力し、正規化情報に加算、減算する事のみによって、各２次元ブロック毎、独立に２ｄＢづつのレベル調整を可能にする。このとき加算、減算結果については、フォーマットで定められたスケールファクターの数値の範囲内に収まるような制限を行う。
【００５７】
このように２次元ブロック毎に独立にレベル調整を行うことによりいわゆるフィルタ効果を実現することが可能となる。
【００５８】
次に、実際に符号化が行なわれるデータの符号化フォーマットについて図７を用いて説明する。図７の左に示した数値はバイト数を表しており、本実施例においては２１２バイトを１フレームの単位としている。
【００５９】
図７において一番先頭に位置する０バイトの位置には、図１におけるブロック決定回路１０９、１１０、１１１において決定された、各帯域のブロックサイズ情報を記録する。
【００６０】
次の１バイト目の位置には記録する単位ブロックの個数の情報を記録する。これは例えば一連のビット割当算出回路により高域側になる程、ビット割当が０となり記録が不必要な場合が多いため、これに対応したかたちで、記録個数を設定することにより、聴感上の影響が大きい中低域に多くのビットを配分する様にしている。また、この１バイトの位置にはビット割当情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数、及びスケールファクタ情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数を記録する。２重書きとはエラー訂正用に、あるバイト位置に記録されたデータと同一のデータを他の場所に記録する方法である。この２重書き情報を多くすればするほど、エラーに対する強度が上がるが、この情報を少なくすれば、スペクトラムデータに使用できるビットが多くなる。上述したビット割当情報、およびスケールファクタ情報のそれぞれについて独立に、２重書きを行なっている単位ブロックの個数を設定し、エラーに対する強度と、スペクトラムデータへの使用可能ビット数の調整を行なうようにしている。尚、それぞれの情報について、規定されたビット内でのコードと単位ブロックの個数の対応は、あらかじめフォーマットとして定めている。具体的には図８に示した様に、この１バイトの位置の８ビットのうち３ビットを実際に記録される単位ブロックの個数の情報とし、残り５ビット中の２ビットをビット割当情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数、残り３ビットをスケールファクタ情報の２重書きを行なっている単位ブロックの個数を記録する。
【００６１】
図７の２バイト目からの位置には単位ブロックのビット割当情報を記録している。ビット割当情報の記録については一つの単位ブロックに対して例えば４ビット使用する事をフォーマットとして定めておく。これにより０番目の単位ブロックより順番に、上述した図７の実際に記録される単位ブロックの個数分のビット割当情報が記録されることになる。
【００６２】
上述の様な方法で記録されたビット割当情報のデータの後に、単位ブロックのスケールファクター情報を記録している。スケールファクタ情報の記録については一つの単位ブロックに対して例えば６ビット使用する事をフォーマットとして定めておく。これにより、ビット割当情報の記録と全く同様に、０番目の単位ブロックより順番に、実際に記録させる単位ブロックの個数分だけスケールファクター情報を記録する。
【００６３】
このように記録されたスケールファクター情報の後に、単位ブロックのスペクトラムデータを記録する。スペクトラムデータについても、０番目の単位ブロックより順番に、実際に記録させる単位ブロックの個数分だけ記録する様にする。各単位ブロック毎に何本のスペクトラムデータが存在するかは、あらかじめフォーマットで定められているので、上述したビット割当情報によりデータの対応をとることが可能となる。尚、ビット割当が０の単位ブロックについては、記録を行なわないようにしている。
【００６４】
このスペクトラム情報の後に上述のスケールファクター情報の２重書き、及びビット割当情報の２重書きを行なう。この記録方法については、個数の対応を図１２で示した２重書きの情報に対応させるだけで、その他については上述のスケールファクター情報、及びビット割当情報の記録と同様である。
【００６５】
尚、図７において、スケールファクター２重書き及び／又はビット割り当て２重書きをやめて、その分をスペクトラムデータ領域に割り当てても良い。
【００６６】
一番後ろの２バイト分については、図７に示した様に０バイト目と１バイト目の情報をそれぞれ２重書きしている。この２バイト分の２重書きはフォーマットとして定めておき、スケールファクター情報の２重書きや、ビット割当情報の２重書きの様に２重書き記録量の可変の設定は出来ない。
【００６７】
すなわち、図１におけるビット割当算出回路１１８では、上述の説明してきた図３に示したシステムにより、メイン情報として直交変換出力スペクトルをサブ情報により処理したデ−タと、サブ情報としてブロックフロ−ティングの状態を示すスケ−ルファクタ−及び語長を示すワ−ドレングスが得られ、これを基に、図１における、適応ビット割当符号化回路１０６、１０７、１０８において、実際に再量子化を行い、必要があれば正規化情報調整回路１１９からの出力により正規化情報を調整し、符号化フォーマットに則した形で符号化する。
【００６８】
図９は、上述した図１で示されたシステムにより高能率符号化された信号を再び復号化するための復号回路を示している。各帯域の量子化されたＭＤＣＴ係数、即ち、図１における出力端子１１２、１１４、１１６の出力信号と等価のデータは、図９おける復号回路入力端子９０８に与えられ、使用されたブロックサイズ情報（ブロック長）（情報圧縮パラメータ）、即ち、図１における出力端子１１３、１１５、１１７の出力信号と等価のデータは、図９における入力端子９１０に与えられる。図９における適応ビット割当復号化回路９０６では適応ビット割当情報を用いてビット割当を解除する。次に図９における逆直交変換（ＩＭＤＣＴ）回路９０３、９０４、９０５では周波数軸上の信号が時間軸上の信号に変換される。これらの部分帯域の時間軸上信号は、図９における帯域合成フィルタ（逆帯域分割フィルタ）（ＩＱＭＦ：逆直角ミラーフィルタ））回路９０２、９０１により、全帯域信号に復号化される。
【００６９】
ここで正規化情報調整回路９１１について説明する。基本的に図１における正規化情報調整回路１１９と同様の作用をする。すなわち正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に加算、減算する事でレベル調整を行う為の数値を出力する回路である。また、９０９は、正規化情報調整回路９１１からの数値を単位ブロックのスケールファクタ値に加算する、加算器である。正規化情報調整回路９１１から出力される数値が負の数の場合は、加算器９０９は減算器として作用するものとする。すなわち符号化の場合と同様にレベル調整を行いたいブロックに対して、正規化情報調整回路９１１から各２次元ブロック毎に数値を出力し、正規化情報に加算、減算する事のみによって、各２次元ブロック毎、独立に２ｄＢづつのレベル調整を可能にする。このとき加算、減算結果については、フォーマットで定められたスケールファクターの数値の範囲内に収まるような制限を行う。加算器９０９によってレベル調整が行われたスケールファクタ値については、適応ビット割当復号化回路９０６からの復号化の行程に使用されることにより、復号化信号のレベル調整を行うのみに利用することが可能であるとともに、たとえば符号化が行われた記録媒体よりスケールファクタ値を読み込み調整が行われたスケールファクタ値を９０７に出力させ記録媒体に記録されたスケールファクタ値を調整された値に変更することも可能である。記録媒体の情報の変更については、必要に応じて行えるものとする。これにより非常に簡単なシステムで、記録媒体のレベル情報を変更できる。このように２次元ブロック毎に独立にレベル調整を行うことによりいわゆるフィルタ効果を実現することが可能となる。
【００７０】
ここまでの説明では符号化回路、復号化回路の双方で正規化情報調整回路をもつ例を説明したが、復号化回路のみでも、フィルタ効果を充分に活用することが可能である。
【００７１】
以下、正規化情報調整回路を用いてフィルタ効果を施す具体例をいくつか挙げる。
【００７２】
例えば、正規化情報調整回路からの出力値を、高域のブロックに対してのみ設定して、高域のブロックの正規化情報を減少させる事で、ローパスフィルタを実現することが出来る。
【００７３】
例えば逆に、正規化情報調整回路からの出力値を、低域のブロックに対してのみ設定して、低域の正規化情報を減少させる事で、ハイパスフィルタを実現することが出来る。
【００７４】
同様にして、ブロックの取り得る範囲内で、バンドパスフィルタやコムフィルターといった効果を実現することができるのは明白である。
【００７５】
正規化情報調整回路からの出力値を、所定帯域以外の帯域のブロックに対してのみ設定して、所定帯域以外の帯域のブロックの正規化情報を減少させる事で、バンドパスフィルタを実現することが出来る。
【００７６】
また、正規化情報調整回路からの出力値により、正規化情報を増加させることで、ブロックの取り得る範囲内で、ブースト処理を実現することができる。
【００７７】
また、フィルタ効果を施す周波数つまりブロックを、時間をパラメータとして段階的に変化させることにより、楽器などに用いられるエフェクト処理の一種であるワウ効果等を実現することも出来る。
【００７８】
次に、図１０及び図１１を参照して、ローパスフィルタを例に採って、フィルタの説明を行う。図１０は各単位ブロック毎に正規化が行われた様子を示している。即ち、単位ブロック内で最大の周波数軸上のスペクトルデータ、又は、ＭＤＣＴ係数（時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分）に相当する正規化候補を選択し、その正規化候補番号が当該単位ブロックの正規化情報となる。図１０では、ブロック番号が０番の単位ブロックの正規化情報は５となり、ブロック番号が１番の単位ブロックの正規化情報は７となり、ブロック番号が２番の単位ブロックの正規化情報は９となり、ブロック番号が３番の単位ブロックの正規化情報は６となり、ブロック番号が４番の単位ブロックの正規化情報は４となっている。符号化されたデータはこれらの正規化情報を持つため、復号化の際には、一般にはこれらの正規化情報を基に復号化を行うことになる。
【００７９】
これに対し、図１１は、単位ブロック内で最大の周波数軸上のスペクトルデータ、又は、ＭＤＣＴ係数を基に決定された正規化情報を故意に操作した様子を示している。これは符号化時、復号化時、どちらでも行うことは可能であるが、ここでは、記録媒体に記録された符号化データを復号化する際に、故意に操作した例について説明する。実際に記録媒体に記録された符号化データは図１０に図示した通りであるが、この符合化データに対し、ブロック番号が３番と４番の単位ブロックについて、正規化情報を強制的に０にしている。これは、例えば、復号化を行う前に正規化情報に負の値を加算することで、実現される。この操作を行うことで、ブロック番号が３番及び４番の単位ブロックでは、正規化候補番号０で正規化されたものとして復号化されることになる。この結果、ブロック番号が３番及び４番の単位ブロックは、最もレベルの低い正規化候補番号０を基に復号化されるため、周波数軸上のスペクトルデータ、又は、ＭＤＣＴ係数についても低いレベルとして復号化される。単位ブロックの番号が大きいもの程高い周波数成分を含んだものとすれば、この操作は高い周波数成分のレベルをカットしたことに相当する。即ち、単位ブロックの番号が３番及び４番の正規化情報を故意に０にすることで、ローパスフィルタを実現している。
【００８０】
尚、図１０及び図１１の例では、単位ブロックの個数を０、１〜４の５個、正規化候補番号の個数を０、１〜９の１０個としているが、例えば、ミニディスクに用いられているフォーマットでは、単位ブロックの個数が０、１〜５１の５２個、正規化候補番号の個数が０、１〜６３の６４個となっており、より細かい制御が可能である。このとき、例えば、２０番以降の単位ブロックの正規化情報を０とすることで、カットオフ周波数が約５．５ｋＨｚのローパスフィルタを実現することができる。
【００８１】
次に、図１２〜図１５を参照して、本発明の上述の正規化情報調整回路を含むディジタル信号記録装置（方法）、ディジタル信号再生装置（方法）、ディジタル信号送信装置（方法）及びディジタル信号受信装置（方法）の実施の形態を説明する。図１２〜図１５において、ＥＮＣは図１のエンコーダを示し、Ｔinはその入力端子１００を示し、ＤＥＣは図９のデコーダを示し、Ｔout はその出力端子９００を示す。
【００８２】
図１２の記録装置では、入力端子Ｔinからの入力ディジタル信号をエンコーダＥＮＣに供給してエンコードし、そのエンコーダＥＮＣの出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６及び１１３、１１５、１１７よりの出力信号を、変調手段ＭＯＤに供給して、多重化した後所定の変調をするか、各出力信号をそれぞれ変調した後、多重化又は再変調する。変調手段ＭＯＤよりの被変調信号を記録手段（磁気ヘッド、光学ヘッド等）によって、記録媒体Ｍに記録する。
【００８３】
図１３の再生装置では、再生手段（磁気ヘッド、光学ヘッド等）Ｐによって、図１０の記録媒体Ｍの記録信号を再生し、その再生信号を復調手段ＤＥＭによって、変調手段ＭＯＤによる変調に応じた復調を行なう。復調手段ＤＥＭよりの復調出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６よりの出力に対応した信号を図９のデコーダの入力端子９０８に供給すると共に、図１のエンコーダの出力端子１１３、１１５、１１７よりの出力に対応した信号を図９の入力端子９１０に供給してデコードして、出力端子Toutに、入力ディジタル信号に対応した出力ディジタル信号が出力される。
【００８４】
図１４の送信装置では、入力端子Ｔinからの入力ディジタル信号をエンコーダＥＮＣに供給してエンコードし、そのエンコーダＥＮＣの出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６及び１１３、１１５、１１７よりの出力端子を、変調手段ＭＯＤに供給して、多重化した後所定の変調をするか、各出力信号をそれぞれ変調した後、多重化又は再変調する。変調手段ＭＯＤよりの被変調信号を送信手段ＴＸに供給して、周波数変換、増幅等を行なって送信信号を作り、その送信信号を送信手段ＴＸの一部である送信アンテナＡＮＴ−Ｔによって送信する。
【００８５】
図１５の受信装置では、受信手段ＲＸの一部である受信アンテナＡＮＴ−Ｒによって、図１１の送信アンテナＡＮＴ−Ｔからの送信信号を受信すると共に、その受信信号を受信手段ＲＸによって、増幅、逆周波数変換等を行なう。受信手段ＲＸよりの受信信号を復調手段ＤＥＭによって、変調手段ＭＯＤによる変調に応じた復調を行なう。復調手段ＤＥＭよりの復調出力、即ち、図１のエンコーダの出力端子１１２、１１４、１１６よりの出力に対応した信号を図９のデコーダの入力端子９０８に供給すると共に、図１のエンコーダの出力端子１１３、１１５、１１７よりの出力に対応した信号を図９の入力端子９１０に供給してデコードして、出力端子Ｔout に、入力ディジタル信号に対応した出力ディジタル信号が出力される。
【００８６】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。エンコーダ及びデコーダは別体でも一体でも良い。記録装置及び再生装置は別体でも一体でもよい。記録媒体は磁気テープ。磁気ディスク、光磁気vディスク等が可能である。又、記録媒体の代わりに、ＩＣメモリ、メモリカード等の記憶手段であっても良い。送信装置及び受信装置間の伝送路は、無線伝送路｛電波、光（赤外線等）等｝でも有線伝送路（導線、光ケーブル等）でも良い。例えば、入力ディジタル信号としては、ディジタルオーディオ信号（オーディオ信号は、人の話声、歌声、楽器の音等の各種の音の信号が可能である）、ディジタルビデオ信号等が可能である。本発明は、ディジタル信号記録再生方法（又は装置）、ディジタル信号送受信方法（又は装置）、ディジタル信号受信方法（又は装置）等に適用することができる。
【００８７】
【発明の効果】
第１の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるエンコード方法を得ることができる。
【００８８】
第２の本発明によれば、第１本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたので、第１の本発明の効果に加えて、ローパスフィルタ処理の可能なエンコード方法を得ることができる。
【００８９】
第３の本発明によれば、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたので、第１の本発明の効果に加えて、ハイパスフィルタ処理の可能なエンコード方法を得ることができる。
【００９０】
第４の本発明によれば、第１の本発明のエンコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたので、第１の本発明の効果に加えて、バンドパスフィルタ処理の可能なエンコード方法を得ることができる。
【００９１】
第５の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択し、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック毎の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて複号するようにしたデコード方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うようにしたので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるデコード方法を得ることができる。
【００９２】
第６の本発明によれば、第５本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたので、第５の本発明の効果に加えて、ローパスフィルタ処理の可能なデコード方法を得ることができる。
【００９３】
第７の本発明によれば、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたので、第５の本発明の効果に加えて、ハイパスフィルタ処理の可能なデコード方法を得ることができる。
【００９４】
第８の本発明によれば、第５の本発明のデコード方法において、複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたので、第５の本発明の効果に加えて、バンドパス処理の可能なデコード方法を得ることができる。
【００９５】
第９の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有するエンコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるエンコード装置を得ることができる。
【００９６】
第１０の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段と、情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分を、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて復号する復号手段とを有するデコード装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるデコード装置を得ることができる。
【００９７】
第１１の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録媒体に記録する、ディジタル信号記録方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録方法を得ることができる。
【００９８】
第１２の本発明によれば、第１１の本発明のディジタル信号記録方法において、フィルタ処理の行われた正規化情報を記録媒体に再記録するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ処理をより小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録方法を得ることができる。
【００９９】
第１３の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を記録媒体に記録するようにしたディジタル信号記録装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録装置を得ることができる。
【０１００】
第１４の本発明によれば、第１３の本発明のディジタル信号記録装置において、演算手段によってフィルタ処理の行われた正規化情報を、記録媒体に再記録するようにしたので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ処理をより小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号記録装置を得ることができる。
【０１０１】
第１５の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録された記録媒体において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後の正規化情報が記録されてなるので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできる記録媒体を得ることができる。
【０１０２】
第１６の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報とし、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、その量子化係数を基にビット配分量を決定し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に送信するディジタル信号送信方法において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号送信方法を得ることができる。
【０１０３】
第１７の本発明によれば、入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、その当する数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、その量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎に正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、圧縮符号化手段及び情報圧縮パラメータ決定手段及び有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を送信するディジタル信号送信装置において、複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段と、フィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信する送信手段とを有するので、高能率符号化がなされた信号を復号化した時間領域の信号についてのフィルタ処理を、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理を可能にし、ある記録媒体に高能率符号化がなされた信号を記録して、その記録された信号を復号化した時間領域の信号について、フィルタ効果を施した形に情報を変更して再記録したい場合に、より小さな処理工程及び簡単な構成で実現することができ、その時間領域の信号についての任意の部分のフィルタ処理が可能であると共に、逆直交変換、直交変換等の演算に伴う品質劣化の防止を実現することのできるディジタル信号送信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のビツトレート圧縮符号化に使用可能な高能率圧縮符号化エンコ−ダの一具体例を示すブロツク回路図である。
【図２】ビット圧縮の際の直交変換ブロックの構造を表す図である。
【図３】ビット配分演算機能の例を示すブロック回路図である。
【図４】各臨界帯域及びブロックフロ−ティングを考慮して分割された帯域のスペクトルを示す図である。
【図５】マスキングスペクトルを示す図である。
【図６】最小可聴カーブ、マスキングスペクトルを合成した図である。
【図７】データの符号化の様子を示す図である。
【図８】図７における１バイト目のデータの詳細を示した図である。
【図９】上述の実施例のビツトレート圧縮符号化に使用可能な高能率圧縮符号化デコ−ダ−の一具体例を示すブロツク回路図である。
【図１０】ローパスフィルタの説明図１である。
【図１１】ローパスフィルタの説明図２である。
【図１２】本発明の実施の形態の記録装置を示すブロック線図である。
【図１３】本発明の実施の形態の再生装置を示すブロック線図である。
【図１４】本発明の実施の形態の送信装置を示すブロック線図である。
【図１５】本発明の実施の形態の受信装置を示すブロック線図である。
【符号の説明】
１０１、１０２ 帯域分割フィルタ、１０３、１０４、１０５ 直交変換回路（ＭＤＣＴ）、１０９、１１０、１１１ ブロック決定回路、１１８ ビット割り当て算出回路、１０６、１０７、１０８ 適応ビット割当符号化回路、１１９正規化情報調整回路、１２０、１２１、１２２ 加算器（減算器）、３０２ 帯域毎エネルギー算出器、３０３ 畳込みフィルタ、３０４ 引算器、３０５ 関数発生器、３０６ 割り算回路、３０７ 最小可聴カーブ発生回路、３０８ 合成回路、３０９ 減算回路、３１０ 遅延回路、３１１ 許容雑音補正回路、９０１、９０２ 帯域合成フィルタ（ＩＱＭＦ）、９０３、９０４、９０５ 逆直交変換回路（ＩＭＤＣＴ）、９０６ 適応ビット割当復号化回路、９０９ 加算回路、９１０ 入力端子、９１１ 正規化情報調整回路、ＥＮＣ エンコーダ、ＭＯＤ 変調手段、ＲＥＣ 記録手段、Ｐ 再生手段、ＤＥＭ 復調手段、ＤＥＣ デコーダ、ＴＸ 送信手段、ＲＸ 受信手段。
Claims (17)
- 入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、該当する上記数ビットを用いた番号を正規化情報とし、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、該量子化係数を基にビット配分量を決定し、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に上記正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択するエンコード方法において、
上記複数の２次元ブロックのうち少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うことを特徴とするエンコード方法。 - 請求項１に記載のエンコード方法において、
上記複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたことを特徴とするエンコード方法。 - 請求項１に記載のエンコード方法において、
上記複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたことを特徴とするエンコード方法。 - 請求項１に記載のエンコード方法において、
上記複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、上記所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたことを特徴とするエンコード方法。 - 入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、該当する上記数ビットを用いた番号を正規化情報とし、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、該量子化係数を基にビット配分量を決定し、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に上記正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮すると共に、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得て、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択し、上記情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック毎の信号成分を、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて複号するようにしたデコード方法において、
上記複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うことを特徴とするデコード方法。 - 請求項５に記載のデコード方法において、
上記複数の周波数帯域成分のうち、高域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ローパスフィルタを実現するようにしたことを特徴とするデコード方法。 - 請求項５に記載のデコード方法において、
上記複数の周波数帯域成分のうち、低域成分に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、ハイパスフィルタを実現するようにしたことを特徴とするデコード方法。 - 請求項５に記載のデコード方法において、
上記複数の周波数帯域成分のうち、所定帯域以外の帯域に対応する２次元ブロックの正規化情報を演算することで、上記所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタを実現するようにしたことを特徴とするデコード方法。 - 入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、該当する上記数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、該量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に上記正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有するエンコード装置において、
上記複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有することを特徴とするエンコード装置。 - 入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、該当する上記数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、該量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に上記正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段と、上記情報圧縮された時間と周波数に関する２次元ブロック内の信号成分を、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメータを用いて復号する復号手段とを有するデコード装置において、
上記複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有することを特徴とするデコード装置。 - 入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、該当する上記数ビットを用いた番号を正規化情報とし、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、該量子化係数を基にビット配分量を決定し、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に上記正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録媒体に記録する、ディジタル信号記録方法において、
上記複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行うことを特徴とするディジタル信号記録方法。 - 請求項１１に記載のディジタル信号記録方法において、
上記フィルタ処理の行われた正規化情報を上記記録媒体に再記録することを特徴とするディジタル信号記録方法。 - 入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、該当する上記数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、該量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に上記正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、上記圧縮符号化手段及び上記情報圧縮パラメータ決定手段及び上記有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を記録媒体に記録するようにしたディジタル信号記録装置において、
上記複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段を有することを特徴とするディジタル信号記録装置。 - 請求項１３に記載のディジタル信号記録装置において、
上記演算手段によってフィルタ処理の行われた正規化情報を、上記記録媒体に再記録することを特徴とするディジタル信号記録装置。 - 入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、該当する上記数ビットを用いた番号を正規化情報とし、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、該量子化係数を基にビット配分量を決定し、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に上記正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に記録された記録媒体において、
上記複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、該フィルタ処理を行った後の正規化情報が記録されてなることを特徴とする記録媒体。 - 入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分解して、時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の信号成分を得、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、該当する上記数ビットを用いた番号を正規化情報とし、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求め、該量子化係数を基にビット配分量を決定し、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に上記正規化データとビット配分量によりブロック内信号成分を量子化して情報圧縮し、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーター、及び有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択したものと共に送信するディジタル信号送信方法において、
上記複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算することにより、ディジタル信号のフィルタ処理を行い、該フィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信することを特徴とするディジタル信号送信方法。 - 入力ディジタル信号を複数の周波数帯域成分に分割する帯域分割手段と、信号を直交変換して時間と周波数に関する複数の２次元ブロック内の符号化、及び又は分析のための信号成分を得る直交変換手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分を基に、あらかじめ数ビットを用いた番号付けがなされた幾つかの正の値のうちの一つを正規化情報として選択することで正規化を行い、該当する上記数ビットを用いた番号を正規化情報として得る正規化データ算出手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に２次元ブロック内の信号成分の特徴を表す量子化係数を求める量子化係数算出手段と、該量子化係数を基にビット配分量を決定するビット配分算出手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に上記正規化データとビット配分量によりブロック内の信号成分を量子化して情報圧縮する圧縮符号化手段と、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎の情報圧縮パラメーターを得る情報圧縮パラメータ決定手段と、有効とする２次元ブロックの個数情報を数ビットであらかじめ規定した値より選択する有効２次元ブロック個数情報決定手段とを有し、上記圧縮符号化手段及び上記情報圧縮パラメータ決定手段及び上記有効２次元ブロック個数情報決定手段の各出力を送信するディジタル信号送信装置において、
上記複数の２次元ブロックのうちの少なくとも１つの２次元ブロックの正規化情報に対して、各２次元ブロック毎に所望の値を加算、あるいは減算してフィルタ処理を行う演算手段と、
上記フィルタ処理を行った後のディジタル信号を送信する送信手段とを有することを特徴とするディジタル信号送信装置。
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