JPH04324718A - デイジタル・ステレオ音声圧縮方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステレオ音声信号をデ
イジタル記録、再生する際などに用いて好適なデータ圧
縮方式に係わり、特に、音楽などのステレオ音声信号に
効果的なデイジタル・ステレオ音声圧縮方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステレオ音声信号の記録、再生に
際し、たとえば特開昭６３−７２２２０号公報に示され
るように、時間軸圧縮方式を用いるものが知られている
。これは、デイジタル化されたステレオ音声信号を、デ
イジタル変調した後、時間軸圧縮して記録し、再生され
たデイジタル変調信号を、時間軸伸張した後、デイジタ
ル復調するものであつて、デイジタル変調器やデイジタ
ル復調器としてデータ転送速度が低速のものを使用でき
るようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、デイジタル化されたステレオ信号そのものを処理
するものであるから、データ量も多く、データ転送速度
の低減化にも限りがある。そこで、データを圧縮してデ
ータ量を低減することも考えられ、また、種々のデータ
圧縮方式が従来提案されているが、音質を劣化させるこ
となく高能率のデータ圧縮を図ることは困難であつた。

【０００４】本発明の目的は、かかる問題を解消し、音
質の劣化を抑圧して高能率のデータ圧縮を可能としたデ
イジタル・ステレオ音声圧縮方式を提供することにある
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ステレオ音声信号のデイジタル化された
左、右チヤンネル信号の一方を、その信号に対して最適
化された第１のベクトル量子化器で量子化し、また、該
左、右チヤンネル信号の差分信号を、該差分信号に対し
て最適化され、かつ該第１のベクトル量子化器よりも代
表ベクトルが少ない第２のベクトル量子化器で量子化す
る。

【０００６】

【作用】デイジタル化された左、右チヤンネル信号のい
ずれか一方は、第１のベクトル量子化器で量子化される
ことにより、データ量の少ないデータとなつてデータ圧
縮される。また、左、右チヤンネル信号の差信号も第２
のベクトル量子化器で量子化されてデータ圧縮される。 ここで、ステレオ信号は音楽信号のように左、右チヤン
ネル信号に高い相関があり、差信号の振幅は小さい。こ
のために、第２のベクトル量子化器は第１のベクトル量
子化器よりもデータ圧縮率を高めることができる。この
ために、左、右チヤンネル信号を夫々ベクトル量子化し
たよりもデータ圧縮率が高まることはもちろんのこと、
第１，第２のベクトル量子化器を同じ圧縮率としたとき
よりもデータ圧縮率が高い。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面によつて説明す
る。図１は本発明によるデイジタル・ステレオ音声圧縮
方式の一実施例を示すブロツク図であつて、同図（ａ）
は圧縮部、同図（ｂ）は再生部であり、１，２は入力端
子、３は差分回路、４，５はベクトル量子化器、６は符
号化回路、７は出力端子、８は入力端子、９は信号分離
回路、１０，１１はベクトル逆量子化回路、１２は加算
回路、１３，１４は出力端子である。

【０００８】図１の（ａ）において、入力端子１からは
ステレオ音声信号のデイジタル化された左チヤンネル信
号Ｌが入力され、差分回路３とベクトル量子化器４とに
供給される。また、入力端子２からは同じく右チヤンネ
ル信号Ｒが入力され、差分回路３に供給される。差分回
路３から出力されるこれら左チヤンネル信号Ｌと右チヤ
ンネル信号Ｒとの差分信号Ｄはベクトル量子化供給５に
供給される。

【０００９】ベクトル量子化器そのものは従来から明ら
かなものであるが、ここで、ベクトル量子化器について
簡単に説明する。

【００１０】ベクトル量子化器は、デイジタル信号をｎ
サンプルデータ毎にブロツク化して各ブロツク毎にｎサ
ンプルデータによるｎ次元ベクトルを入力とし、この入
力ベクトルを予め設定されたｎ次元の代表ベクトルと対
応させることにより、入力ベクトルをこれに対応した代
表ベクトルを表わすデータ量の少ないデイジタルデータ
に変換するものである。代表ベクトルの集合をコードブ
ツクという。いずれの入力ベクトルに対しても、代表ベ
クトルとの距離がある値以下となる代表ベクトルが必ず
存在するように、コードブツクが設定されているが、こ
のコードブツクは入力デイジタル信号の性質、すなわち
ｎ次元の入力ベクトルが占めるベクトル空間に応じて異
なるものであり、これを考慮して代表ベクトルが設定さ
れたベクトル量子化器が最適化されたベクトル量子化器
である。このような最適化されたベクトル量子化器では
、入力ベクトルに対して最も距離が小さい代表ベクトル
が選択される。このようなベクトル量子化器の最適化の
方法としてはＬＢＧ法（Ｌｉｎｄｅ−Ｂｕｚｏ−Ｇｒａ
ｙの方法）が知られており、たとえば安田靖彦監修「画
像伝送における高能率符号化技術」　　（株）トリケツ
プス発行　　ｐ．２２７に記載されている。

【００１１】各代表ベクトルは、夫々入力ベクトルが作
るベクトル空間を構成する部分空間を代表するものであ
り、この部分空間の個数は入力ベクトルの種類よりも少
ないから、設定される代表ベクトルの個数は入力ベクト
ルの種類よりも少ない。代表ベクトルは入力ベクトルと
同様ｎ次元のベクトルであるが、いま、代表ベクトルの
個数をｍとし、ｍ≦（２のＮ乗）を満足するｍに最も近
い（２のＮ乗）の値を想定すると、これらｍ個の代表ベ
クトルはＮビツトのデータで表示できることになる。つ
まり、入力デイジタル信号のｎサンプルデータからなる
１ブロツクがＮビツトのデータに変換されることになる
。たとえば、サンプルデータが８ビツトデータで１ブロ
ツク当り２サンプルデータとすると、１ブロツクは８×
２＝１６ビツトとなるが、１０個の代表ベクトルが設定
されたとすると、１０以上の１０に最も近い（２のＮ乗
）はＮ＝４であるから、１ブロツクが４ビツトのデータ
にベクトル量子化される。

【００１２】以上のようにして、ベクトル量子化によつ
てデータ量が大幅に圧縮されることになる。

【００１３】入力ベクトルに対して選ばれた代表ベクト
ルがこの入力ベクトルに近い程、ベクトル量子化による
信号の歪みは小さい。このために、いかなる入力ベクト
ルに対しても、入力ベクトルまでの距離が一定の小さな
値以内に代表ベクトルが存在するように、代表ベクトル
が設定される。

【００１４】このようにして、左チヤンネル信号Ｌはこ
れに対して最適化されたベクトル量子化器４でベクトル
量子化され、符号化回路６に供給される。差分回路３か
ら出力される差分信号Ｄもこれに対して最適化されたベ
クトル量子化器５でベクトル量子化されるが、ここでの
ステレオ音声信号は音楽信号などの左チヤンネル信号Ｌ
と右チヤンネル信号Ｒとの相関が高い音声信号であり、
差分信号Ｄは左チヤンネル信号Ｌや右チヤンネル信号Ｒ
に比べて振幅値が充分小さい。そこで、ベクトル量子化
器５はこの差分信号Ｄに対して最適化されているが、差
分信号Ｄの振幅値が小さいため、そのベクトルのベクト
ル空間内での分布は、左チヤンネル信号Ｌのベクトルの
分布ほど均一とはならず、グループ化してくる。このた
めに、ベクトル量子化器５で設定される代表ベクトルの
個数はベクトル量子化器４での代表ベクトルの個数より
も少なくてよく、したがつて、ベクトル量子化器５でベ
クトル量子化された差分信号Ｄ’は、ベクトル量子化器
４でベクトル量子化された左チヤンネル信号Ｌ’よりも
ビツト数が少ない信号となる。すなわち、ベクトル量子
化器５の出力信号はベクトル量子化器４の出力信号より
もデータ圧縮されていることになる。

【００１５】ベクトル量子化器４，５の出力信号Ｌ’，
Ｄ’は符号化回路６で符号化されて１チヤンネルの信号
に合成され、出力端子７から出力されて記録あるいは伝
送に供給される。

【００１６】次に、図１の（ｂ）に示す再生部について
説明する。図１の（ａ）の圧縮部でデータ圧縮された信
号は入力端子８から入力され、信号分離回路９でベクト
ル量子化された左チヤンネル信号Ｌ’とベクトル量子化
された差分信号Ｄ’とに分離されて、前者はベクトル逆
量子化器１０に、後者はベクトル逆量子化器１１に夫々
供給される。

【００１７】ベクトル逆量子化器１０にはベクトル量子
化器４に対応した代表ベクトルが設定されており、ベク
トル量子化された左チヤンネル信号Ｌ’の各データ（こ
れはベクトル量子化器４で入力ベクトル毎に出力された
代表ベクトルを表わすデータである）毎に代表ベクトル
が選択されて出力される。この代表ベクトルはｎサンプ
ルデータからなり、これがベクトル逆量子化された左チ
ヤンネル信号Ｌ”の１ブロツク分のデータとなる。この
ベクトル逆量子化器１０から出力される左チヤンネル信
号Ｌ”は、出力端子１３から出力されるとともに、加算
回路１２に供給される。

【００１８】また、ベクトル逆量子化器１１にはベクト
ル量子化器５に対応した代表ベクトルが設定されており
、上記と同様にして、差分信号Ｄ”が得られて加算回路
１２に供給される。加算回路１２では、左チヤンネル信
号Ｌ”と差分信号Ｄ”とが加算されて右チヤンネル信号
Ｒ”が復元され、出力端子１４から出力される。

【００１９】以上のように、この実施例では、ステレオ
音声信号が大幅にデータ圧縮され、しかも、復元された
ステレオ音声信号の歪みを抑えて音質の劣化を防止でき
る。

【００２０】なお、上記実施例では、左チヤンネル信号
を直接ベクトル量子化したが、右チヤンネル信号を直接
ベクトル量子化するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ベクトル量子化と左、右チヤンネル信号の高い相関とを
有効に利用しており、これにより、ステレオ音声信号を
音質の劣化を防いで高能率のデータ圧縮が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるデイジタル・ステレオ音声圧縮方
式の一実施例を示すブロツク図である。

【符号の説明】

３　　差分回路 ４，５　　ベクトル量子化器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　デイジタル化された左チヤンネル信号
   と右チヤンネル信号とからなるステレオ音声信号の圧縮
   方式において、該左、右チヤンネル信号のいずれか一方
   を、予め該信号に対して最適化された第１のベクトル量
   子化器で量子化してデータ圧縮し、該左、右チヤンネル
   信号の差分信号を、予め該差分信号に対して最適化され
   かつ該第１のベクトル量子化器よりも代表ベクトルが少
   ない高データ圧縮率の第２のベクトル量子化器で量子化
   してデータ圧縮することを特徴とするデイジタル・ステ
   レオ音声圧縮方式。