JPH09214346A - ロスレス符号装置とロスレス記録媒体とロスレス復号装置とロスレス符号復号装置 - Google Patents
ロスレス符号装置とロスレス記録媒体とロスレス復号装置とロスレス符号復号装置Info
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- JPH09214346A JPH09214346A JP8022291A JP2229196A JPH09214346A JP H09214346 A JPH09214346 A JP H09214346A JP 8022291 A JP8022291 A JP 8022291A JP 2229196 A JP2229196 A JP 2229196A JP H09214346 A JPH09214346 A JP H09214346A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来に比べ低ビットレートでも広帯域、低歪
率、高ダイナミックレンジの全てに優れるロスレス符号
装置とロスレス記録媒体とロスレス復号装置とロスレス
符号復号装置とを提供する。 【解決手段】 帯域情報でサブバンド分割を変えノイズ
フロア情報でビット数を低減するサブバンド分割フィル
タとサブバンドサンプリング部を備え、冗長ランレング
スを圧縮する構成とした。広帯域高出力データの入力時
には120kHz帯域・24ビットを割り当て、一方で
効率的にロスレス符号化する。技術進展に合わせて収音
パラメータをロスレス記録媒体に書き込むことで復号動
作を連動させるようにでき、当面の間の経済性と将来の
仕様拡張にスケーラブルに対応できる。
率、高ダイナミックレンジの全てに優れるロスレス符号
装置とロスレス記録媒体とロスレス復号装置とロスレス
符号復号装置とを提供する。 【解決手段】 帯域情報でサブバンド分割を変えノイズ
フロア情報でビット数を低減するサブバンド分割フィル
タとサブバンドサンプリング部を備え、冗長ランレング
スを圧縮する構成とした。広帯域高出力データの入力時
には120kHz帯域・24ビットを割り当て、一方で
効率的にロスレス符号化する。技術進展に合わせて収音
パラメータをロスレス記録媒体に書き込むことで復号動
作を連動させるようにでき、当面の間の経済性と将来の
仕様拡張にスケーラブルに対応できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデジタル信号を高品
質で劣化無く伝送するためのロスレス符号装置とロスレ
ス記録媒体とロスレス復号装置とロスレス符号復号装置
に関するものである。
質で劣化無く伝送するためのロスレス符号装置とロスレ
ス記録媒体とロスレス復号装置とロスレス符号復号装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンパクトディスクやDAT等デジタル
信号による音楽の記録再生が広く行なわれている。例え
ばコンパクトディスクはサンプリング周波数44.1kH
z、16ビットの直線符号方式で記録している。この方
式では22.05kHzを超える音の再生も、98dBを超
えるダイナミックレンジを得ることも原理的に不可能で
ある。生演奏の楽器から発生する音響信号には22.0
5kHzを超える成分を含んでいるにも関わらず可聴帯域
外であることを理由にこの成分を再生する必要がないと
されていた。ところが近年、超高音が人間の脳波である
α波を活性化する可能性についての研究がなされてお
り、超高音が脳波に何らかの作用があると考えられ始め
てきた。人間に聴こえるかどうかは個体差もあって一概
には言えないが何らかの身体的生理的な影響や効果があ
ること、および将来の文化遺産としてより高音質なもの
を残すために再生信号における超高域成分が重要である
ことが指摘されている。また、実際の音のダイナミック
レンジは100dBを超え130dBに到るものが存在
することに対して、これを直線符号の16ビットで表現
した場合のクリップ歪が生じやすいこと、および特に信
号の小さい領域で量子化誤差による歪みが音の濁りとな
ることなどからダイナミックレンジが不足していること
が指摘されている。
信号による音楽の記録再生が広く行なわれている。例え
ばコンパクトディスクはサンプリング周波数44.1kH
z、16ビットの直線符号方式で記録している。この方
式では22.05kHzを超える音の再生も、98dBを超
えるダイナミックレンジを得ることも原理的に不可能で
ある。生演奏の楽器から発生する音響信号には22.0
5kHzを超える成分を含んでいるにも関わらず可聴帯域
外であることを理由にこの成分を再生する必要がないと
されていた。ところが近年、超高音が人間の脳波である
α波を活性化する可能性についての研究がなされてお
り、超高音が脳波に何らかの作用があると考えられ始め
てきた。人間に聴こえるかどうかは個体差もあって一概
には言えないが何らかの身体的生理的な影響や効果があ
ること、および将来の文化遺産としてより高音質なもの
を残すために再生信号における超高域成分が重要である
ことが指摘されている。また、実際の音のダイナミック
レンジは100dBを超え130dBに到るものが存在
することに対して、これを直線符号の16ビットで表現
した場合のクリップ歪が生じやすいこと、および特に信
号の小さい領域で量子化誤差による歪みが音の濁りとな
ることなどからダイナミックレンジが不足していること
が指摘されている。
【0003】そこで、誠文堂新光社発行、無線と実験誌
1995年2月号第100〜101頁に示されるよう
に、16ビットデータのLSBを用い、このビットに2
2.05kHz以上の音楽信号情報をADPCMを用いて記
録するという方法(方式1とする)や、アイエー出版社
発行、ラジオ技術誌1991年4月号第147〜150
頁に示されるように、ノイズシェーピングを用いて量子
化ノイズを15kHz〜22.05kHzに追いやり、聴感上
のダイナミックレンジを改善する方法(方式2とする)
が提案されている。
1995年2月号第100〜101頁に示されるよう
に、16ビットデータのLSBを用い、このビットに2
2.05kHz以上の音楽信号情報をADPCMを用いて記
録するという方法(方式1とする)や、アイエー出版社
発行、ラジオ技術誌1991年4月号第147〜150
頁に示されるように、ノイズシェーピングを用いて量子
化ノイズを15kHz〜22.05kHzに追いやり、聴感上
のダイナミックレンジを改善する方法(方式2とする)
が提案されている。
【0004】また、次世代のフォーマットとして、近年
高密度記録ディスクの実用化の開発が進み、DVD(デ
ジタル・ビデオ・ディスクまたはデジタル・バーサタイ
ル・ディスク)のベースとして検討されたSD(スーパ
ーデンシティ・ディスク)フォーマットがある。SDフ
ォーマットのオーディオ部については、AES(エー・
イー・エス)発行、99th Convention 1995 October 6-9
New York 予稿番号4121(D-9)「The Application of
a New High-Density Optical Disc for Audio」に概要
が発表され、その中で、サンプリング周波数48kHz・
16ビットリニアPCMからサンプリング周波数96k
Hz・24ビットリニアPCMと従来のCDの仕様を大き
く超えるSDフォーマット案の仕様が開示された。この
フォーマット案で再生周波数帯域約45kHz、ダイナ
ミックレンジ140dBが達成可能となる見通しが得ら
れている。
高密度記録ディスクの実用化の開発が進み、DVD(デ
ジタル・ビデオ・ディスクまたはデジタル・バーサタイ
ル・ディスク)のベースとして検討されたSD(スーパ
ーデンシティ・ディスク)フォーマットがある。SDフ
ォーマットのオーディオ部については、AES(エー・
イー・エス)発行、99th Convention 1995 October 6-9
New York 予稿番号4121(D-9)「The Application of
a New High-Density Optical Disc for Audio」に概要
が発表され、その中で、サンプリング周波数48kHz・
16ビットリニアPCMからサンプリング周波数96k
Hz・24ビットリニアPCMと従来のCDの仕様を大き
く超えるSDフォーマット案の仕様が開示された。この
フォーマット案で再生周波数帯域約45kHz、ダイナ
ミックレンジ140dBが達成可能となる見通しが得ら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
研究 「大橋 力 他:LPとCDとの音質のちがいに
ついて−生理学的・感性科学的検討− 信学技報HC9
4−06(1994−06)電子情報通信学会」に見ら
れるように、LPには50kHzをうわまわり100k
Hzに達する信号が再生可能な状態で記録されているこ
とが確認され、民族楽器ガムランのフォルテシモのパー
トでは50kHzをうわまわり100kHzに達するス
ペクトルが観測された。この研究結果からは、SDフォ
ーマット案の約45kHzの帯域でも、これらの音楽を
忠実に再現するにはなお帯域不足であると言わざるを得
ない。SDフォーマット案においてサンプリング周波数
をさらに高く例えば仮に240kHzに拡張するとすれ
ば再生帯域が100kHz以上に伸びるが、そのために
必要な情報量はチャンネルあたり5.76(Mbps)、2c
hステレオでは11.52(Mbps)と膨大になる。そうす
るとDVDの容量4.7ギガバイトをもってしても約5
0分しか記録できず、さらにビットレートの暫定割り当
て上限の6.75(Mbps)を超え実用的でない。
研究 「大橋 力 他:LPとCDとの音質のちがいに
ついて−生理学的・感性科学的検討− 信学技報HC9
4−06(1994−06)電子情報通信学会」に見ら
れるように、LPには50kHzをうわまわり100k
Hzに達する信号が再生可能な状態で記録されているこ
とが確認され、民族楽器ガムランのフォルテシモのパー
トでは50kHzをうわまわり100kHzに達するス
ペクトルが観測された。この研究結果からは、SDフォ
ーマット案の約45kHzの帯域でも、これらの音楽を
忠実に再現するにはなお帯域不足であると言わざるを得
ない。SDフォーマット案においてサンプリング周波数
をさらに高く例えば仮に240kHzに拡張するとすれ
ば再生帯域が100kHz以上に伸びるが、そのために
必要な情報量はチャンネルあたり5.76(Mbps)、2c
hステレオでは11.52(Mbps)と膨大になる。そうす
るとDVDの容量4.7ギガバイトをもってしても約5
0分しか記録できず、さらにビットレートの暫定割り当
て上限の6.75(Mbps)を超え実用的でない。
【0006】本発明は上記の問題を解決するもので、広
帯域でしかも高ダイナミックレンジを有するロスレス符
号装置とロスレス記録媒体とロスレス復号装置とロスレ
ス符号復号装置とを提供することを目的とする。
帯域でしかも高ダイナミックレンジを有するロスレス符
号装置とロスレス記録媒体とロスレス復号装置とロスレ
ス符号復号装置とを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明によるロスレス符号装置は、ノイズフロア情報
と信号帯域を表す情報を入力し、帯域情報に合わせて広
帯域オーディオデータを基底バンドと高域の復数のサブ
バンドに分割するサブバンド分割フィルタで各サブバン
ドに分割し、各サブバンド毎にノイズフロアが高い時は
所定のノイズマージンを確保してビット数を低減するよ
うにした。また、前記各サブバンドの全部またはその中
のいくつかのサブバンドにおいて所定時間の信号ピーク
レベルを検出してスケールファクタを決定し上位の冗長
ランレングスを除外した信号データを出力する複数の冗
長ランレングス圧縮部と、前記複数のスケールファクタ
と前記複数の冗長ランレングス圧縮部の出力データをそ
れぞれ多重化するマルチプレクサから符号化データを取
り出すようにした。
に本発明によるロスレス符号装置は、ノイズフロア情報
と信号帯域を表す情報を入力し、帯域情報に合わせて広
帯域オーディオデータを基底バンドと高域の復数のサブ
バンドに分割するサブバンド分割フィルタで各サブバン
ドに分割し、各サブバンド毎にノイズフロアが高い時は
所定のノイズマージンを確保してビット数を低減するよ
うにした。また、前記各サブバンドの全部またはその中
のいくつかのサブバンドにおいて所定時間の信号ピーク
レベルを検出してスケールファクタを決定し上位の冗長
ランレングスを除外した信号データを出力する複数の冗
長ランレングス圧縮部と、前記複数のスケールファクタ
と前記複数の冗長ランレングス圧縮部の出力データをそ
れぞれ多重化するマルチプレクサから符号化データを取
り出すようにした。
【0008】また、この目的を達成するために本発明に
よるロスレス復号装置は、入力符号化データから複数の
サブバンドデータとスケールファクタ、タイムコードな
どの付加情報を再生するデマルチプレクサと、それぞれ
のサブバンド毎に所定の時間区間のスケールファクタを
基に冗長ランレングスを復元する冗長ランレングス復元
部と、信号帯域情報に応じてオーバサンプリング周波数
を決定しオーバサンプリングするオーバサンプリング部
と、複数のサブバンドデータを合成して広帯域信号デー
タを出力するサブバンド合成フィルタとを備え広帯域オ
ーディオデータを出力するようにした。
よるロスレス復号装置は、入力符号化データから複数の
サブバンドデータとスケールファクタ、タイムコードな
どの付加情報を再生するデマルチプレクサと、それぞれ
のサブバンド毎に所定の時間区間のスケールファクタを
基に冗長ランレングスを復元する冗長ランレングス復元
部と、信号帯域情報に応じてオーバサンプリング周波数
を決定しオーバサンプリングするオーバサンプリング部
と、複数のサブバンドデータを合成して広帯域信号デー
タを出力するサブバンド合成フィルタとを備え広帯域オ
ーディオデータを出力するようにした。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のロスレス符号装置(以
下、単に符号装置と称す場合がある)は、万一最大の帯
域に及ぶ広帯域で高出力のデータが入力された時にはサ
ブバンドを信号帯域120kHzまで広げかつ24ビッ
ト(144dB以上)まで割り当てる作用があり、超高
域ハイファイ信号として符号化できる能力を持つ。通常
は各サブバンド毎にノイズフロアが高い時は所定のノイ
ズマージンを確保してビット数を低減する作用があるの
でノイズ成分ばかりのデータに無駄な情報を割り当てな
いようにでき、収音時のシステムで決定されるノイズフ
ロアに応じた必要最少限のビットレートが割り当てられ
る。また、各サブバンドの全部またはその中のいくつか
のサブバンドにおいて所定時間の信号ピークレベルを検
出してスケールファクタを決定し上位の冗長ランレング
スを除外して無駄なヘッドルームを無くして、入力した
広帯域オーディオデータをロスを全く発生させずに必要
最少限のビットレートに圧縮した符号が得られる。
下、単に符号装置と称す場合がある)は、万一最大の帯
域に及ぶ広帯域で高出力のデータが入力された時にはサ
ブバンドを信号帯域120kHzまで広げかつ24ビッ
ト(144dB以上)まで割り当てる作用があり、超高
域ハイファイ信号として符号化できる能力を持つ。通常
は各サブバンド毎にノイズフロアが高い時は所定のノイ
ズマージンを確保してビット数を低減する作用があるの
でノイズ成分ばかりのデータに無駄な情報を割り当てな
いようにでき、収音時のシステムで決定されるノイズフ
ロアに応じた必要最少限のビットレートが割り当てられ
る。また、各サブバンドの全部またはその中のいくつか
のサブバンドにおいて所定時間の信号ピークレベルを検
出してスケールファクタを決定し上位の冗長ランレング
スを除外して無駄なヘッドルームを無くして、入力した
広帯域オーディオデータをロスを全く発生させずに必要
最少限のビットレートに圧縮した符号が得られる。
【0010】また、本発明のロスレス記録媒体は、上記
した符号を信号として記録できる。また、本発明のロス
レス復号装置(以下、単に復号装置と称する場合があ
る)は、上記した符号を信号として受信して、入力符号
化データから複数のサブバンドデータとスケールファク
タ、タイムコードなどの付加情報を再生し、サブバンド
毎に所定の時間区間のスケールファクタを基に冗長ラン
レングスを復元し、信号帯域情報に応じてオーバサンプ
リング周波数を決定しオーバサンプリングし、複数のサ
ブバンドデータを合成して広帯域信号データを出力する
ので、伝送信号の品質によって万一最大の帯域に及ぶ広
帯域で高出力のデータが入力された時にはサブバンドを
信号帯域120kHzまで広げかつ24ビット(144
dB以上)まで割り当てて超高域ハイファイ信号として
符号化できる能力を持ち、通常は各サブバンド毎にノイ
ズフロアが高い時は所定のノイズマージンを確保してビ
ット数を低減する作用でノイズ成分ばかりのデータに無
駄な情報を割り当てないようにでき、サブバンドのスケ
ールファクタを決定し上位の冗長ランレングスを除外し
た高効率な広帯域オーディオデータを出力できるもので
ある。
した符号を信号として記録できる。また、本発明のロス
レス復号装置(以下、単に復号装置と称する場合があ
る)は、上記した符号を信号として受信して、入力符号
化データから複数のサブバンドデータとスケールファク
タ、タイムコードなどの付加情報を再生し、サブバンド
毎に所定の時間区間のスケールファクタを基に冗長ラン
レングスを復元し、信号帯域情報に応じてオーバサンプ
リング周波数を決定しオーバサンプリングし、複数のサ
ブバンドデータを合成して広帯域信号データを出力する
ので、伝送信号の品質によって万一最大の帯域に及ぶ広
帯域で高出力のデータが入力された時にはサブバンドを
信号帯域120kHzまで広げかつ24ビット(144
dB以上)まで割り当てて超高域ハイファイ信号として
符号化できる能力を持ち、通常は各サブバンド毎にノイ
ズフロアが高い時は所定のノイズマージンを確保してビ
ット数を低減する作用でノイズ成分ばかりのデータに無
駄な情報を割り当てないようにでき、サブバンドのスケ
ールファクタを決定し上位の冗長ランレングスを除外し
た高効率な広帯域オーディオデータを出力できるもので
ある。
【0011】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明を行う。図1は、本発明の実施の形
態におけるロスレス符号装置を表すブロック図である。
図中、10は入力した広帯域オーディオデータをn(n
は2以上の整数)のサブバンドに分割するサブバンド分
割フィルタ、20ないし24はサブサンプリング部、1
1は線形予測符号器、30は基底バンド符号処理部、3
1ないし34は冗長ランレングス圧縮部、12はマルチ
プレクサ、13は符号ディザ発生器、14は符号システ
ム制御部である。入力するオーディオデータの性質を表
す情報として、ノイズフロア情報をノイズフロア情報入
力端42から、入力信号帯域情報を入力信号帯域情報入
力端43から入力し、符号のモード情報をモード情報入
力端44から入力する。広帯域オーディオデータを広帯
域オーディオデータ入力端41から入力し、符号化デー
タを符号化データ出力端45から取り出す。
を参照しながら説明を行う。図1は、本発明の実施の形
態におけるロスレス符号装置を表すブロック図である。
図中、10は入力した広帯域オーディオデータをn(n
は2以上の整数)のサブバンドに分割するサブバンド分
割フィルタ、20ないし24はサブサンプリング部、1
1は線形予測符号器、30は基底バンド符号処理部、3
1ないし34は冗長ランレングス圧縮部、12はマルチ
プレクサ、13は符号ディザ発生器、14は符号システ
ム制御部である。入力するオーディオデータの性質を表
す情報として、ノイズフロア情報をノイズフロア情報入
力端42から、入力信号帯域情報を入力信号帯域情報入
力端43から入力し、符号のモード情報をモード情報入
力端44から入力する。広帯域オーディオデータを広帯
域オーディオデータ入力端41から入力し、符号化デー
タを符号化データ出力端45から取り出す。
【0012】符号化データは伝送装置(図示しないが、
ここでは高密度光ディスクの書き込み装置とする)へ出
力し、記録フォーマットを形成して高密度光ディスクの
媒体(図1におけるロスレス記録媒体15)に記録す
る。ロスレス記録媒体15を再生手段(図示せず)で再
生し符号化データを復号して取り出す。
ここでは高密度光ディスクの書き込み装置とする)へ出
力し、記録フォーマットを形成して高密度光ディスクの
媒体(図1におけるロスレス記録媒体15)に記録す
る。ロスレス記録媒体15を再生手段(図示せず)で再
生し符号化データを復号して取り出す。
【0013】図2は本発明の実施の形態におけるロスレ
ス復号装置を表すブロック図である。図中、50は入力
した符号化データから複数のサブバンドおよび付加情報
を再生し分離データを取り出すデマルチプレクサ、60
は基底バンド復号処理部、61ないし64は冗長ランレ
ングス復元部、51は線形予測復号器、70ないし74
はオーバーサンプリング部、52はサブバンド合成フィ
ルタ、54は復号システム制御部である。ロスレス復号
装置全体の動作を指令するモード情報をモード情報入力
端94から復号システム制御部54に入力する。符号化
データ入力端91から入力するデータに多重されるノイ
ズフロア情報と入力信号帯域情報をデマルチプレクサ5
0で分離識別し復号システム制御部54に入力する。こ
れらの情報で復号システム制御部54は全体の動作を制
御する。
ス復号装置を表すブロック図である。図中、50は入力
した符号化データから複数のサブバンドおよび付加情報
を再生し分離データを取り出すデマルチプレクサ、60
は基底バンド復号処理部、61ないし64は冗長ランレ
ングス復元部、51は線形予測復号器、70ないし74
はオーバーサンプリング部、52はサブバンド合成フィ
ルタ、54は復号システム制御部である。ロスレス復号
装置全体の動作を指令するモード情報をモード情報入力
端94から復号システム制御部54に入力する。符号化
データ入力端91から入力するデータに多重されるノイ
ズフロア情報と入力信号帯域情報をデマルチプレクサ5
0で分離識別し復号システム制御部54に入力する。こ
れらの情報で復号システム制御部54は全体の動作を制
御する。
【0014】以上のように全体を構成した実施の形態に
おいて、各種のモードの場合について図面を参照して詳
細に説明する。まず、本実施の形態における第1のモー
ドのロスレス符号装置について符号動作を説明する。図
1において、モード情報入力端44にモード情報を入力
して符号システム制御部14により全体動作のモードを
設定する。広帯域オーディオデータ入力端41より入力
信号(ここではサンプリング周波数を240kHz、語長
を24ビットとしている)を入力する。これとは別に、
信号周波数帯域24kHz毎のサブバンドのノイズフロア
情報と入力信号帯域情報がそれぞれノイズフロア情報入
力端42と入力信号帯域情報入力端43から入力され
る。また、モード情報入力端44には第1のモードすな
わち広帯域オーディオモードの符号化要求を指令する情
報が入力される。これらの指令に基づいて符号システム
制御部14はサブバンド分割フィルタ10の設定を行
う。サブバンド分割フィルタ10は5バンドすなわち基
底バンドB0とサブバンドB1ないしサブバンドB4に
広帯域オーディオデータを帯域分割する。
おいて、各種のモードの場合について図面を参照して詳
細に説明する。まず、本実施の形態における第1のモー
ドのロスレス符号装置について符号動作を説明する。図
1において、モード情報入力端44にモード情報を入力
して符号システム制御部14により全体動作のモードを
設定する。広帯域オーディオデータ入力端41より入力
信号(ここではサンプリング周波数を240kHz、語長
を24ビットとしている)を入力する。これとは別に、
信号周波数帯域24kHz毎のサブバンドのノイズフロア
情報と入力信号帯域情報がそれぞれノイズフロア情報入
力端42と入力信号帯域情報入力端43から入力され
る。また、モード情報入力端44には第1のモードすな
わち広帯域オーディオモードの符号化要求を指令する情
報が入力される。これらの指令に基づいて符号システム
制御部14はサブバンド分割フィルタ10の設定を行
う。サブバンド分割フィルタ10は5バンドすなわち基
底バンドB0とサブバンドB1ないしサブバンドB4に
広帯域オーディオデータを帯域分割する。
【0015】図3は第1のモードにおけるサブバンドの
分割およびサブサンプリング方法を示すスペクトル図で
ある。サブバンド分割フィルタ10は基底バンドB0を
信号周波数24kHzまで、サブバンドB1を信号周波数
24kHzないし48kHzの帯域、以降サブバンドB2か
らサブバンドB4までを順次120kHzまでの帯域に分
割する。好ましくは8倍以上のオーバーサンプリング処
理によるポリフェーズ・クォドラチャ・ミラー・フィル
タ(以下QMFという)で構成する。QMFとするの
は、バンドのクロスオーバ付近で起こるエリアシング歪
みをキャンセルできるようするためである。
分割およびサブサンプリング方法を示すスペクトル図で
ある。サブバンド分割フィルタ10は基底バンドB0を
信号周波数24kHzまで、サブバンドB1を信号周波数
24kHzないし48kHzの帯域、以降サブバンドB2か
らサブバンドB4までを順次120kHzまでの帯域に分
割する。好ましくは8倍以上のオーバーサンプリング処
理によるポリフェーズ・クォドラチャ・ミラー・フィル
タ(以下QMFという)で構成する。QMFとするの
は、バンドのクロスオーバ付近で起こるエリアシング歪
みをキャンセルできるようするためである。
【0016】以下、図1と図3を用いて説明する。サブ
バンド分割フィルタ10の基底バンドB0の出力100
の信号スペクトルは図3(b)のB0となる。図3のfo
vsはQMFのオーバーサンプリング周波数で384kHz
とした。サブバンド分割フィルタ10の基底バンドB0
の出力100はサブサンプリング部20でサブサンプリ
ング周波数(fsub)48kHzでサブサンプリングする。サ
ブサンプリングした信号スペクトルは図3(c)の低域
データSB0に変換する。同様にサブバンドB1、B
2,B3およびB4の信号スペクトル図3(d)のB
1、同(f)のB2、同(h)のB3および同(j)の
B4を、低域へサブサンプリングして、それぞれ図3
(e)のSB1、同(g)のSB2、同(i)のSB3
および同(k)のSB4とする。各サブバンドのビット
レートは共にサブサンプリング周波数48kHzかつビッ
ト数24ビットであるので1.152(Mbps)であり、基
底バンドからサブバンドB4まで総合した最大ビットレ
ートは5.76(Mbps)である。
バンド分割フィルタ10の基底バンドB0の出力100
の信号スペクトルは図3(b)のB0となる。図3のfo
vsはQMFのオーバーサンプリング周波数で384kHz
とした。サブバンド分割フィルタ10の基底バンドB0
の出力100はサブサンプリング部20でサブサンプリ
ング周波数(fsub)48kHzでサブサンプリングする。サ
ブサンプリングした信号スペクトルは図3(c)の低域
データSB0に変換する。同様にサブバンドB1、B
2,B3およびB4の信号スペクトル図3(d)のB
1、同(f)のB2、同(h)のB3および同(j)の
B4を、低域へサブサンプリングして、それぞれ図3
(e)のSB1、同(g)のSB2、同(i)のSB3
および同(k)のSB4とする。各サブバンドのビット
レートは共にサブサンプリング周波数48kHzかつビッ
ト数24ビットであるので1.152(Mbps)であり、基
底バンドからサブバンドB4まで総合した最大ビットレ
ートは5.76(Mbps)である。
【0017】図5は第1のモードにおけるサブバンドの
分割方法を表す図であり、図5において水平軸は信号周
波数、左の垂直軸は信号レベル、右の垂直軸は符号ビッ
ト数を表す。上記のようにしたため、万一最大の帯域に
及ぶ広帯域で高出力のデータが入力された時にはサブバ
ンドを信号帯域120kHzまで広げかつ24ビット
(144dB以上)まで割り当てる作用があり、超高音
域に及ぶハイファイ信号を符号化できる能力を持つ。こ
の最大能力を保った上で、各サブバンド帯域の信号成分
に着目して、以下の2つの方法手順によりロスレス符号
化を行う。
分割方法を表す図であり、図5において水平軸は信号周
波数、左の垂直軸は信号レベル、右の垂直軸は符号ビッ
ト数を表す。上記のようにしたため、万一最大の帯域に
及ぶ広帯域で高出力のデータが入力された時にはサブバ
ンドを信号帯域120kHzまで広げかつ24ビット
(144dB以上)まで割り当てる作用があり、超高音
域に及ぶハイファイ信号を符号化できる能力を持つ。こ
の最大能力を保った上で、各サブバンド帯域の信号成分
に着目して、以下の2つの方法手順によりロスレス符号
化を行う。
【0018】まず1つの方法は、入力信号のノイズフロ
アを予め知って無駄な情報割り当てをしないようにする
ことである。近年の優れたスタジオ環境でも暗騒音とマ
イクアンプ熱雑音のため、収音の総合ダイナミックレン
ジは聴感補正なしでは高々120dB程度である。ま
た、20kHzないし100kHzの周波数帯域ではADコ
ンバータの特性も厳しくなってダイナミックレンジがさ
らに狭くなり80dB程度の確保がせいぜいである。今
後の画期的な発明が期待されるが、当面は緩やかなペー
スで改善が成されると予測する。
アを予め知って無駄な情報割り当てをしないようにする
ことである。近年の優れたスタジオ環境でも暗騒音とマ
イクアンプ熱雑音のため、収音の総合ダイナミックレン
ジは聴感補正なしでは高々120dB程度である。ま
た、20kHzないし100kHzの周波数帯域ではADコ
ンバータの特性も厳しくなってダイナミックレンジがさ
らに狭くなり80dB程度の確保がせいぜいである。今
後の画期的な発明が期待されるが、当面は緩やかなペー
スで改善が成されると予測する。
【0019】図6は前記した当面の収音環境における広
帯域オーディオデータの収音ノイズフロアを示すととも
に、ノイズフロア情報入力端42から読み込んだ情報を
もとに符号量子化ノイズを設定した例についてこれらの
関係を示す図である。図6において軸は図5と同じとし
た。符号システム制御部14はノイズフロア情報入力端
42から入力した情報から各サブバンドに所要の量子化
ステップサイズを定めてサブサンプリング部20ないし
24を制御する。基底バンドB0はSDフォーマット案
の中から選択したフォーマットに合わせ量子化ステップ
サイズ24ビットとする。他に20ビットおよび16ビ
ットが選択可能である。サブバンドB1はこれに相当す
る帯域の収音ノイズフロアが−105ないし−115d
Bであるため符号化量子化ノイズ−132dB以下が得
られる量子化ステップサイズ22ビットとする。このよ
うに収音ノイズフロアに約20dBのマージンをとって
量子化ステップサイズのビット数を設定する。これは収
音ノイズフロアの下に埋もれた信号までをも忠実に符号
化するためである。同様にして、サブバンドB2ないし
サブバンドB4の量子化ステップサイズを決定し、それ
ぞれ量子化ビット数を20、18、16ビットとする。
帯域オーディオデータの収音ノイズフロアを示すととも
に、ノイズフロア情報入力端42から読み込んだ情報を
もとに符号量子化ノイズを設定した例についてこれらの
関係を示す図である。図6において軸は図5と同じとし
た。符号システム制御部14はノイズフロア情報入力端
42から入力した情報から各サブバンドに所要の量子化
ステップサイズを定めてサブサンプリング部20ないし
24を制御する。基底バンドB0はSDフォーマット案
の中から選択したフォーマットに合わせ量子化ステップ
サイズ24ビットとする。他に20ビットおよび16ビ
ットが選択可能である。サブバンドB1はこれに相当す
る帯域の収音ノイズフロアが−105ないし−115d
Bであるため符号化量子化ノイズ−132dB以下が得
られる量子化ステップサイズ22ビットとする。このよ
うに収音ノイズフロアに約20dBのマージンをとって
量子化ステップサイズのビット数を設定する。これは収
音ノイズフロアの下に埋もれた信号までをも忠実に符号
化するためである。同様にして、サブバンドB2ないし
サブバンドB4の量子化ステップサイズを決定し、それ
ぞれ量子化ビット数を20、18、16ビットとする。
【0020】量子化ステップサイズは収音システム固有
のものであるので、収音単位すなわちプログラムでは固
定にすることが好ましい。これらの量子化ステップサイ
ズ情報またはビット数情報を表す識別IDを信号データ
とともに多重する。サブサンプリング部20ないし24
は信号データをサブサンプリング周波数(fsub)48kHz
でサブサンプリングして低域変換を行うとともに、前記
所定の量子化ステップサイズで出力する。このようにマ
ージンを確保しつつノイズ成分ばかりのデータに無駄な
情報量を割り当てないようにすることで、収音システム
固有のノイズフロアに応じた必要最少限のビットレート
を割り当てる。図6における例で各サブバンドデータの
最大ビットレートは基底バンドB0が1.152(Mbp
s)、サブバンドB1は1.056(Mbps)、サブバンドB
2は0.960(Mbps)、サブバンドB3は0.864(M
bps)、サブバンドB4は0.768(Mbps)となる。総合
ビットレートは4.800(Mbps)であり、図5に示す元
のビットレート5.76(Mbps)の約83%に削減でき
る。
のものであるので、収音単位すなわちプログラムでは固
定にすることが好ましい。これらの量子化ステップサイ
ズ情報またはビット数情報を表す識別IDを信号データ
とともに多重する。サブサンプリング部20ないし24
は信号データをサブサンプリング周波数(fsub)48kHz
でサブサンプリングして低域変換を行うとともに、前記
所定の量子化ステップサイズで出力する。このようにマ
ージンを確保しつつノイズ成分ばかりのデータに無駄な
情報量を割り当てないようにすることで、収音システム
固有のノイズフロアに応じた必要最少限のビットレート
を割り当てる。図6における例で各サブバンドデータの
最大ビットレートは基底バンドB0が1.152(Mbp
s)、サブバンドB1は1.056(Mbps)、サブバンドB
2は0.960(Mbps)、サブバンドB3は0.864(M
bps)、サブバンドB4は0.768(Mbps)となる。総合
ビットレートは4.800(Mbps)であり、図5に示す元
のビットレート5.76(Mbps)の約83%に削減でき
る。
【0021】直線量子化の収音の場合には微小レベルで
固有スペクトルを有する可能性があるため、符号ディザ
発生器13からのディザを加算することにより、前記固
有のノイズスペクトルを散らすことができ、効果を高め
る上でさらに好ましいものとなし得る。このために符号
ディザ発生器13の出力を広帯域オーディオデータ入力
端41のデータに加えるようにしてもよい。サブサンプ
リング部20ないし24の出力は、冗長ランレングス圧
縮部31ないし34の圧縮効果を高めるための前処理と
して線形予測符号器11を介してもよい。線形予測符号
器11は基本作用を得るには無くともよいが、線形予測
符号器11を挿入して予測残差を符号化すると、低域ス
ペクトルのピークを抑える作用があり、信号スペクトル
分布が低域集中かつ高域減衰型の場合にスペクトルを平
坦にすることができる。
固有スペクトルを有する可能性があるため、符号ディザ
発生器13からのディザを加算することにより、前記固
有のノイズスペクトルを散らすことができ、効果を高め
る上でさらに好ましいものとなし得る。このために符号
ディザ発生器13の出力を広帯域オーディオデータ入力
端41のデータに加えるようにしてもよい。サブサンプ
リング部20ないし24の出力は、冗長ランレングス圧
縮部31ないし34の圧縮効果を高めるための前処理と
して線形予測符号器11を介してもよい。線形予測符号
器11は基本作用を得るには無くともよいが、線形予測
符号器11を挿入して予測残差を符号化すると、低域ス
ペクトルのピークを抑える作用があり、信号スペクトル
分布が低域集中かつ高域減衰型の場合にスペクトルを平
坦にすることができる。
【0022】サブサンプリング部20ないし24または
線形予測符号器11の出力は基底バンド符号処理部30
および冗長ランレングス圧縮部31ないし34に供給す
る。基底バンド符号処理部30は入力データと同じ固定
のスケールファクタとする。次に2つ目の方法について
説明する。冗長ランレングス圧縮部31ないし34はサ
ブバンドの信号レベルのピークをプログラム単位である
いは所定時間毎に検出してスケールファクタを設定し、
上位ビットの冗長ランレングス部を削除し、上位ビット
に代えてスケールファクタを伝送する。このようにして
冗長ランレングスを圧縮する。
線形予測符号器11の出力は基底バンド符号処理部30
および冗長ランレングス圧縮部31ないし34に供給す
る。基底バンド符号処理部30は入力データと同じ固定
のスケールファクタとする。次に2つ目の方法について
説明する。冗長ランレングス圧縮部31ないし34はサ
ブバンドの信号レベルのピークをプログラム単位である
いは所定時間毎に検出してスケールファクタを設定し、
上位ビットの冗長ランレングス部を削除し、上位ビット
に代えてスケールファクタを伝送する。このようにして
冗長ランレングスを圧縮する。
【0023】次に実際の音楽を符号化する例について説
明する。図7は民族楽器ガムランのフォルテシモのパー
トで50kHzをうわまわり100kHzに達するスペクト
ルが観測されている例を示すものである。図7の太破線
はプログラム中でピークとなるレベルをプロットしたも
のである。このように自然界では100kHzまでの成分
が観測されるものの高域になるに従い音のエネルギが減
少する傾向にある。冗長ランレングス圧縮部31ないし
34はそれぞれのサブバンドにおけるピークレベルを基
にスケールファクタを求め上位冗長ランレングスを削除
圧縮する。
明する。図7は民族楽器ガムランのフォルテシモのパー
トで50kHzをうわまわり100kHzに達するスペクト
ルが観測されている例を示すものである。図7の太破線
はプログラム中でピークとなるレベルをプロットしたも
のである。このように自然界では100kHzまでの成分
が観測されるものの高域になるに従い音のエネルギが減
少する傾向にある。冗長ランレングス圧縮部31ないし
34はそれぞれのサブバンドにおけるピークレベルを基
にスケールファクタを求め上位冗長ランレングスを削除
圧縮する。
【0024】図7のようにサブバンドB1はスケールフ
ァクタ:4、以下順に8、12、13と設定する。この
結果、サブバンドB1は22ビット中の4ビット削除し
て18ビットで全情報を余すことなく表現できる。同様
に、サブバンドB2は12ビットで、サブバンドB3は
7ビットで、サブバンドB4は4ビットで全情報を全く
劣化なしに表現できる。劣化なしの符号化をロスレス符
号化という。このようにスケールファクタ付きでロスレ
ス符号化したデータは、伝送後の復号化によって全く劣
化なしに全情報の復元が可能である。
ァクタ:4、以下順に8、12、13と設定する。この
結果、サブバンドB1は22ビット中の4ビット削除し
て18ビットで全情報を余すことなく表現できる。同様
に、サブバンドB2は12ビットで、サブバンドB3は
7ビットで、サブバンドB4は4ビットで全情報を全く
劣化なしに表現できる。劣化なしの符号化をロスレス符
号化という。このようにスケールファクタ付きでロスレ
ス符号化したデータは、伝送後の復号化によって全く劣
化なしに全情報の復元が可能である。
【0025】ここで、図7における各サブバンドデータ
の伝送ビットレートは基底バンドB0が1.152(Mbp
s)、サブバンドB1は0.864(Mbps)、サブバンドB
2は0.576(Mbps)、サブバンドB3は0.336(M
bps)、サブバンドB4は0.192(Mbps)となるので、
総合ビットレートは3.120(Mbps)である。これは図
5に示すノイズフロアおよびランレングス圧縮をしない
場合のビットレート5.76(Mbps)の約54%に削減で
きる。この結果、2チャンネルでも6.24(Mbps)とな
って、SDフォーマットの暫定割り当て上限である6.
75(Mbps)を超えない。
の伝送ビットレートは基底バンドB0が1.152(Mbp
s)、サブバンドB1は0.864(Mbps)、サブバンドB
2は0.576(Mbps)、サブバンドB3は0.336(M
bps)、サブバンドB4は0.192(Mbps)となるので、
総合ビットレートは3.120(Mbps)である。これは図
5に示すノイズフロアおよびランレングス圧縮をしない
場合のビットレート5.76(Mbps)の約54%に削減で
きる。この結果、2チャンネルでも6.24(Mbps)とな
って、SDフォーマットの暫定割り当て上限である6.
75(Mbps)を超えない。
【0026】また、図8はクラシック音楽について符号
化する場合についてフォルテシモのパートのスペクトル
とビットレートの関係を示す図である。収音システム環
境は図7と同様としたのでノイズフロアおよび符号量子
化ステップサイズは同じにできるが、ガムラン音楽に比
較して高域のピークスペクトルが低いので冗長ランレン
グスの圧縮効果が一層大きい。図8において所要ビット
数とビットレートはそれぞれ、サブバンドB1は15ビ
ット/0.72(Mbps)、サブバンドB2は8ビット/
0.384(Mbps)、サブバンドB3は5ビット/0.2
4(Mbps)、サブバンドB4は4ビット/0.192(Mbp
s)となり、総合ビットレートは2.688(Mbps)とな
る。これは図5に示すノイズフロアおよびランレングス
圧縮をしない場合のビットレート5.76(Mbps)の約4
7%に削減できる。この結果、2チャンネルでも5.3
76(Mbps)となって、DVDの割り当て上限である約
6.75(Mbps)を超えないし、DVDに入れる場合には
記録時間が約2時間となり実用的にも優れる。
化する場合についてフォルテシモのパートのスペクトル
とビットレートの関係を示す図である。収音システム環
境は図7と同様としたのでノイズフロアおよび符号量子
化ステップサイズは同じにできるが、ガムラン音楽に比
較して高域のピークスペクトルが低いので冗長ランレン
グスの圧縮効果が一層大きい。図8において所要ビット
数とビットレートはそれぞれ、サブバンドB1は15ビ
ット/0.72(Mbps)、サブバンドB2は8ビット/
0.384(Mbps)、サブバンドB3は5ビット/0.2
4(Mbps)、サブバンドB4は4ビット/0.192(Mbp
s)となり、総合ビットレートは2.688(Mbps)とな
る。これは図5に示すノイズフロアおよびランレングス
圧縮をしない場合のビットレート5.76(Mbps)の約4
7%に削減できる。この結果、2チャンネルでも5.3
76(Mbps)となって、DVDの割り当て上限である約
6.75(Mbps)を超えないし、DVDに入れる場合には
記録時間が約2時間となり実用的にも優れる。
【0027】これまでの説明で基底バンドB0について
は圧縮せず1.152(Mbps)のままとしたのはSDのオ
ーディオ信号フォーマットと共通とするためである。S
Dフォーマットではサンプリング周波数とビット数とチ
ャンネル数の組合せが次の通りある。 サンプリング周波数: 48kHz、96kHz ビット数 : 16ビット、20ビット,24ビット チャンネル数 : 2〜8チャンネル そこで互換性確保の点から、基底バンドB0をこの中か
ら選択するようにするのが好ましい。これによってSD
の基本フォーマットと基底バンドにおいて互換性を確保
することができる。すなわち、SDの基本フォーマット
だけに対応するプレーヤでも超ハイファイディスクのデ
ータから共通部のデータを取り出して再生できる互換性
を実現する可能性が生まれる。また、超ハイファイディ
スクプレーヤにおいてはSDの基本フォーマットの音が
記録されたディスクの再生部と基底バンド処理部の共通
化の可能性が生まれコストダウンの面でも有利となる。
は圧縮せず1.152(Mbps)のままとしたのはSDのオ
ーディオ信号フォーマットと共通とするためである。S
Dフォーマットではサンプリング周波数とビット数とチ
ャンネル数の組合せが次の通りある。 サンプリング周波数: 48kHz、96kHz ビット数 : 16ビット、20ビット,24ビット チャンネル数 : 2〜8チャンネル そこで互換性確保の点から、基底バンドB0をこの中か
ら選択するようにするのが好ましい。これによってSD
の基本フォーマットと基底バンドにおいて互換性を確保
することができる。すなわち、SDの基本フォーマット
だけに対応するプレーヤでも超ハイファイディスクのデ
ータから共通部のデータを取り出して再生できる互換性
を実現する可能性が生まれる。また、超ハイファイディ
スクプレーヤにおいてはSDの基本フォーマットの音が
記録されたディスクの再生部と基底バンド処理部の共通
化の可能性が生まれコストダウンの面でも有利となる。
【0028】図4(a)は第2のモードにおけるサブバ
ンドの分割方法を図示したものである。基底バンドB0
を信号周波数48kHzまで、サブバンドB1を信号周波
数48kHzないし72kHzの帯域、以降サブバンドB2
からサブバンドB3までを順次120kHzまでの帯域に
分割する。QMFのオーバーサンプリング周波数(fovs)
を384kHzとする。サブバンド分割フィルタ10の基
底バンドB0の出力100の信号スペクトルは図4
(b)になる。これをサブサンプリング周波数(fsub0)
96kHzでサブサンプリングした信号スペクトルは図4
(c)になる。このように低域データに変換する。同様
にサブバンドB1、B2およびB3の信号スペクトルは
図4の(d)、(f)および(h)のようになり、サブ
サンプリング周波数fsub1ないしfsub3で低域へサブサン
プリングしたスペクトルはそれぞれ図4の(e)、
(g)および(i)のようになる。
ンドの分割方法を図示したものである。基底バンドB0
を信号周波数48kHzまで、サブバンドB1を信号周波
数48kHzないし72kHzの帯域、以降サブバンドB2
からサブバンドB3までを順次120kHzまでの帯域に
分割する。QMFのオーバーサンプリング周波数(fovs)
を384kHzとする。サブバンド分割フィルタ10の基
底バンドB0の出力100の信号スペクトルは図4
(b)になる。これをサブサンプリング周波数(fsub0)
96kHzでサブサンプリングした信号スペクトルは図4
(c)になる。このように低域データに変換する。同様
にサブバンドB1、B2およびB3の信号スペクトルは
図4の(d)、(f)および(h)のようになり、サブ
サンプリング周波数fsub1ないしfsub3で低域へサブサン
プリングしたスペクトルはそれぞれ図4の(e)、
(g)および(i)のようになる。
【0029】図9は高音域のスペクトルが極めて大きい
ガムラン音楽のフォルテシモパートの信号を入力する場
合の第2のモードのロスレス符号装置における符号化特
性例を表す図である。図9の破線で示す広帯域オーディ
オデータを入力した場合、総合ビットレートは3.36
(Mbps)となる。この値も前記したSDフォーマットの暫
定割り当て上限である2チャンネルで6.75(Mbps)を
超えない。
ガムラン音楽のフォルテシモパートの信号を入力する場
合の第2のモードのロスレス符号装置における符号化特
性例を表す図である。図9の破線で示す広帯域オーディ
オデータを入力した場合、総合ビットレートは3.36
(Mbps)となる。この値も前記したSDフォーマットの暫
定割り当て上限である2チャンネルで6.75(Mbps)を
超えない。
【0030】また、図10は広帯域オーディオデータの
ビット数が20ビットである場合の符号化特性例を示す
図である。ノイズフロア情報入力端42からこの情報を
入力し、符号システム制御部14でサブバンドをそれぞ
れ設定する。この場合は基底バンドB0も含めて最大2
0ビットとする。この場合の総合ビットレート2.83
2(Mbps)となる。
ビット数が20ビットである場合の符号化特性例を示す
図である。ノイズフロア情報入力端42からこの情報を
入力し、符号システム制御部14でサブバンドをそれぞ
れ設定する。この場合は基底バンドB0も含めて最大2
0ビットとする。この場合の総合ビットレート2.83
2(Mbps)となる。
【0031】同様に図11は広帯域オーディオデータの
ビット数が16ビットである場合の符号化特性例を示す
図である。この場合は基底バンドB0も含めて最大16
ビットとする。この場合の総合ビットレートは2.20
8(Mbps)となる。次に、図12は広帯域オーディオデー
タの元のサンプリング周波数が96kHzであって信号周
波数帯域が48kHzである場合の符号化特性例を示す図
である。この場合は入力信号帯域情報入力端43からこ
の情報を入力して符号システム制御部14で所要サブバ
ンドを求め、サブバンド分割フィルタ10およびサブサ
ンプリング部20ないし24の動作を制御する。基底バ
ンドB0とサブバンドB1だけにビットを割り当てサブ
バンドB2ないしサブバンドB4にはビットを割り当て
ないようにする。この場合の総合ビットレートは2.0
16(Mbps)である。
ビット数が16ビットである場合の符号化特性例を示す
図である。この場合は基底バンドB0も含めて最大16
ビットとする。この場合の総合ビットレートは2.20
8(Mbps)となる。次に、図12は広帯域オーディオデー
タの元のサンプリング周波数が96kHzであって信号周
波数帯域が48kHzである場合の符号化特性例を示す図
である。この場合は入力信号帯域情報入力端43からこ
の情報を入力して符号システム制御部14で所要サブバ
ンドを求め、サブバンド分割フィルタ10およびサブサ
ンプリング部20ないし24の動作を制御する。基底バ
ンドB0とサブバンドB1だけにビットを割り当てサブ
バンドB2ないしサブバンドB4にはビットを割り当て
ないようにする。この場合の総合ビットレートは2.0
16(Mbps)である。
【0032】図13は第3のモードのロスレス符号装置
における周波数分割方法を説明する図である。基底バン
ドB0の信号周波数帯域を48kHz、サブバンドB1の
帯域を48kHzないし120kHzの2つにして簡略化し
た実施の形態である。また、図14は第4のモードのロ
スレス符号装置における周波数分割方法を説明する図で
ある。基底バンドB0の信号周波数帯域を24kHz、サ
ブバンドB1の帯域を24kHzないし120kHzの2つ
にして簡略化した実施の形態である。詳細な説明は略
す。
における周波数分割方法を説明する図である。基底バン
ドB0の信号周波数帯域を48kHz、サブバンドB1の
帯域を48kHzないし120kHzの2つにして簡略化し
た実施の形態である。また、図14は第4のモードのロ
スレス符号装置における周波数分割方法を説明する図で
ある。基底バンドB0の信号周波数帯域を24kHz、サ
ブバンドB1の帯域を24kHzないし120kHzの2つ
にして簡略化した実施の形態である。詳細な説明は略
す。
【0033】以上説明した各種モードの広帯域オーディ
オデータ出力は伝送装置、ここでは高密度光ディスクの
書き込み装置(図示せず)へ出力し、記録フォーマット
を形成して高密度光ディスクの媒体(ロスレス記録媒体
15)に記録する。この媒体を再生手段(図示せず)で
再生し復号信号を取り出す。次にロスレス復号装置の動
作について詳しく説明する。
オデータ出力は伝送装置、ここでは高密度光ディスクの
書き込み装置(図示せず)へ出力し、記録フォーマット
を形成して高密度光ディスクの媒体(ロスレス記録媒体
15)に記録する。この媒体を再生手段(図示せず)で
再生し復号信号を取り出す。次にロスレス復号装置の動
作について詳しく説明する。
【0034】図2において、ロスレス復号装置全体の動
作を指令するモード情報をモード情報入力端94から復
号システム制御部54に入力する。また、符号化データ
入力端91から入力するデータに多重されるノイズフロ
ア情報と入力信号帯域情報をデマルチプレクサ50で分
離識別し復号システム制御部54に入力する。これらの
情報で復号システム制御部54は全体の動作を制御す
る。デマルチプレクサ50は入力した符号化データから
複数のサブバンドおよびノイズフロア情報92や入力信
号帯域情報93などの各種IDを再生し分離データを取
り出し復号システム制御部54へ供給する。基底バンド
復号処理部60は基底バンド専用の処理を行い、冗長ラ
ンレングス復元部61ないし64は冗長ランレングスを
復元する。線形予測復号器51は線形予測処理の有無を
表すIDにより動作をオンオフし、オーバーサンプリン
グ部70ないし74はサブバンドのデータをオーバーサ
ンプリングして、サブバンド合成フィルタ52で広帯域
オーディオデータに合成し、広帯域オーディオデータ出
力端95から広帯域オーディオデータを出力する。この
後は広帯域高ビットのDA変換器(図示せず)で広帯域
オーディオのアナログ信号を再生する。
作を指令するモード情報をモード情報入力端94から復
号システム制御部54に入力する。また、符号化データ
入力端91から入力するデータに多重されるノイズフロ
ア情報と入力信号帯域情報をデマルチプレクサ50で分
離識別し復号システム制御部54に入力する。これらの
情報で復号システム制御部54は全体の動作を制御す
る。デマルチプレクサ50は入力した符号化データから
複数のサブバンドおよびノイズフロア情報92や入力信
号帯域情報93などの各種IDを再生し分離データを取
り出し復号システム制御部54へ供給する。基底バンド
復号処理部60は基底バンド専用の処理を行い、冗長ラ
ンレングス復元部61ないし64は冗長ランレングスを
復元する。線形予測復号器51は線形予測処理の有無を
表すIDにより動作をオンオフし、オーバーサンプリン
グ部70ないし74はサブバンドのデータをオーバーサ
ンプリングして、サブバンド合成フィルタ52で広帯域
オーディオデータに合成し、広帯域オーディオデータ出
力端95から広帯域オーディオデータを出力する。この
後は広帯域高ビットのDA変換器(図示せず)で広帯域
オーディオのアナログ信号を再生する。
【0035】図7に示す民族楽器ガムラン音楽を記録し
たロスレス記録媒体を再生してロスレス復号する場合に
ついて説明する。図7のようにサブバンドB1はスケー
ルファクタ:4、以下順に8、12、13である。サブ
バンドB1は22ビット中の4ビット削除して18ビッ
トで全情報を表現しているので、LSB側にノイズフロ
アの2ビットを付加しMSB側に冗長ヘッドールームの
4ビットをそれぞれ付加して24ビットデータに復元す
る。同様に、サブバンドB2は12ビット、サブバンド
B3は7ビット、サブバンドB4は4ビットで全情報を
表現しているのでそれぞれLSB側とMSB側にビット
を付加して24ビットデータに復元する。このようにス
ケールファクタ付きでロスレス符号化したデータは伝送
および復号装置によって全情報の復元を行うので、劣化
を全く生じることがない。このようにして、各サブバン
ドデータの伝送ビットレートは基底バンドB0が1.1
52(Mbps)、サブバンドB1は0.864(Mbps)、サブ
バンドB2は0.576(Mbps)、サブバンドB3は0.
336(Mbps)、サブバンドB4は0.192(Mbps)で総
合ビットレートは3.120(Mbps)であるが、これを図
5に示すようなビットレート5.76(Mbps)のフル帯域
フルビットのデータに復元する。この広帯域オーディオ
データをサンプリング周波数240kHz ・24ビット
の高性能DA変換器(図示せず)で広帯域オーディオア
ナログ信号に変換する。
たロスレス記録媒体を再生してロスレス復号する場合に
ついて説明する。図7のようにサブバンドB1はスケー
ルファクタ:4、以下順に8、12、13である。サブ
バンドB1は22ビット中の4ビット削除して18ビッ
トで全情報を表現しているので、LSB側にノイズフロ
アの2ビットを付加しMSB側に冗長ヘッドールームの
4ビットをそれぞれ付加して24ビットデータに復元す
る。同様に、サブバンドB2は12ビット、サブバンド
B3は7ビット、サブバンドB4は4ビットで全情報を
表現しているのでそれぞれLSB側とMSB側にビット
を付加して24ビットデータに復元する。このようにス
ケールファクタ付きでロスレス符号化したデータは伝送
および復号装置によって全情報の復元を行うので、劣化
を全く生じることがない。このようにして、各サブバン
ドデータの伝送ビットレートは基底バンドB0が1.1
52(Mbps)、サブバンドB1は0.864(Mbps)、サブ
バンドB2は0.576(Mbps)、サブバンドB3は0.
336(Mbps)、サブバンドB4は0.192(Mbps)で総
合ビットレートは3.120(Mbps)であるが、これを図
5に示すようなビットレート5.76(Mbps)のフル帯域
フルビットのデータに復元する。この広帯域オーディオ
データをサンプリング周波数240kHz ・24ビット
の高性能DA変換器(図示せず)で広帯域オーディオア
ナログ信号に変換する。
【0036】オーディオ再生装置の中でもポータブル型
や車載型の用途も多い。このような用途には小型・軽量
化とともに特に省電力が重要である。再生環境のノイズ
フロアが高いので収音時の高ダイナミックレンジを再現
しても無意味であることを考え用途に合わせて必要最小
限のダイナミックレンジと周波数特性となるように復号
信号処理およびDA変換器を所要性能のもので代用して
省電力化できる。
や車載型の用途も多い。このような用途には小型・軽量
化とともに特に省電力が重要である。再生環境のノイズ
フロアが高いので収音時の高ダイナミックレンジを再現
しても無意味であることを考え用途に合わせて必要最小
限のダイナミックレンジと周波数特性となるように復号
信号処理およびDA変換器を所要性能のもので代用して
省電力化できる。
【0037】図7に示す民族楽器ガムラン音楽を記録し
たロスレス記録媒体を再生してロスレス復号する場合に
ついて説明する。サブバンドB3およびサブバンドB4
の処理を割愛する。すなわち120kHzまでのサブバン
ドの例えば72kHzまでを再生するようにする。これに
より冗長ランレングス復元部61ないし64とオーバー
サンプリング部70ないし74とサブバンド合成フィル
タ52の内、サブバンドB3とサブバンドB4の部分が
削減できる。またビット数については最大ビット数を例
えば18ビットとすることで基底バンド復号処理部6
0、冗長ランレングス復元部,オーバーサンプリング部
およびサブバンド合成フィルタ52の演算語長をそれぞ
れ18ビット用に削減できる。これらの処理レートと回
路削減によってロスレス復号装置の消費電力が抑えられ
る。
たロスレス記録媒体を再生してロスレス復号する場合に
ついて説明する。サブバンドB3およびサブバンドB4
の処理を割愛する。すなわち120kHzまでのサブバン
ドの例えば72kHzまでを再生するようにする。これに
より冗長ランレングス復元部61ないし64とオーバー
サンプリング部70ないし74とサブバンド合成フィル
タ52の内、サブバンドB3とサブバンドB4の部分が
削減できる。またビット数については最大ビット数を例
えば18ビットとすることで基底バンド復号処理部6
0、冗長ランレングス復元部,オーバーサンプリング部
およびサブバンド合成フィルタ52の演算語長をそれぞ
れ18ビット用に削減できる。これらの処理レートと回
路削減によってロスレス復号装置の消費電力が抑えられ
る。
【0038】次に、SDフォーマットの仕様のみ対応す
る再生装置すなわちサンプリング周波数とビット数の組
合せが次の通りに限定した機器で本発明のロスレス記録
媒体を再生する場合について説明する。 サンプリング周波数: 48kHz、96kHz ビット数 : 16ビット、20ビット,24ビット チャンネル数 : 2〜8チャンネル 実施の形態の第1のモードの基底バンドB0をSDフォ
ーマットの48kHz・24ビット・2チャンネルと同様
とし、サブバンドB1ないしサブバンドB4をフレーム
化して残りの6チャンネルまでの領域に記録したロスレ
ス記録媒体とすることで、再生装置においてメインの2
チャンネルだけを再生することで基底バンドB0の再生
がSDフォーマットの仕様のみ対応する再生装置でもで
きるようになる。SDの基本フォーマットだけに対応す
るプレーヤでも超ハイファイディスクのデータから共通
部のデータを取り出して再生できる互換性を実現する可
能性が生まれる。
る再生装置すなわちサンプリング周波数とビット数の組
合せが次の通りに限定した機器で本発明のロスレス記録
媒体を再生する場合について説明する。 サンプリング周波数: 48kHz、96kHz ビット数 : 16ビット、20ビット,24ビット チャンネル数 : 2〜8チャンネル 実施の形態の第1のモードの基底バンドB0をSDフォ
ーマットの48kHz・24ビット・2チャンネルと同様
とし、サブバンドB1ないしサブバンドB4をフレーム
化して残りの6チャンネルまでの領域に記録したロスレ
ス記録媒体とすることで、再生装置においてメインの2
チャンネルだけを再生することで基底バンドB0の再生
がSDフォーマットの仕様のみ対応する再生装置でもで
きるようになる。SDの基本フォーマットだけに対応す
るプレーヤでも超ハイファイディスクのデータから共通
部のデータを取り出して再生できる互換性を実現する可
能性が生まれる。
【0039】さらに、本発明の実施の形態における復号
装置を搭載した再生機器において、SDの基本フォーマ
ットの音が記録されたディスクを再生する場合、第1の
モードまたは第2のモードの基底バンドB0の処理部を
共用することができるようになる。基底バンド復号処理
部60,オーバーサンプリング部70を共用化してオー
ディオデータを出力することができる。
装置を搭載した再生機器において、SDの基本フォーマ
ットの音が記録されたディスクを再生する場合、第1の
モードまたは第2のモードの基底バンドB0の処理部を
共用することができるようになる。基底バンド復号処理
部60,オーバーサンプリング部70を共用化してオー
ディオデータを出力することができる。
【0040】本発明の実施の形態は、考えうる最高の性
能を実現するようその枠組みのフォーマットと装置を構
成したものである。この最大枠と当面実現しうる環境の
整備やデバイスおよび回路技術の到達仕様との間には大
きな距離がある。従って、当面は現実的な仕様に基づく
パラメータを設定して本発明のロスレス復号装置,ロス
レス記録媒体,ロスレス復号装置を生産販売し、将来さ
らに良い環境で収音でき、さらに性能改善したデバイス
や回路が開発された時点で、基本フォーマットはそのま
まにパラメータの変更をするだけで将来の仕様改善がで
きる。従ってロスレス符号装置、ロスレス記録媒体およ
びロスレス復号装置で独立してそれぞれの仕様特性改善
をすることができ、足並みを揃えて同時に変更する必要
がない。将来の仕様拡張性を織り込んだスケーラブルな
フォーマットである。
能を実現するようその枠組みのフォーマットと装置を構
成したものである。この最大枠と当面実現しうる環境の
整備やデバイスおよび回路技術の到達仕様との間には大
きな距離がある。従って、当面は現実的な仕様に基づく
パラメータを設定して本発明のロスレス復号装置,ロス
レス記録媒体,ロスレス復号装置を生産販売し、将来さ
らに良い環境で収音でき、さらに性能改善したデバイス
や回路が開発された時点で、基本フォーマットはそのま
まにパラメータの変更をするだけで将来の仕様改善がで
きる。従ってロスレス符号装置、ロスレス記録媒体およ
びロスレス復号装置で独立してそれぞれの仕様特性改善
をすることができ、足並みを揃えて同時に変更する必要
がない。将来の仕様拡張性を織り込んだスケーラブルな
フォーマットである。
【0041】なお、冗長ランレングス圧縮部31ないし
34および冗長ランレングス復元部61ないし64は所
定時間のピークレベルからスケーリングして伝送する方
法としたが他の圧縮方法でも良いことは言うまでもな
く、更に高度なもの、例えばテーブル参照型ベクトル量
子化を用いても良い。オーバーサンプリング周波数38
4kHzもこれに限定したものではなく、サブバンド分割
フィルタ10,サブバンド合成フィルタ52の動作およ
び特性が得られれば他の周波数であっても同様に効果の
得られるものである。同様にサブサンプリング周波数,
符号装置の入力、出力ビット数なども限定するものでは
ない。また,サブバンドのバンド幅も一様でなくともよ
いが、回路構成の簡単さのためには一様とするのが好ま
しい。
34および冗長ランレングス復元部61ないし64は所
定時間のピークレベルからスケーリングして伝送する方
法としたが他の圧縮方法でも良いことは言うまでもな
く、更に高度なもの、例えばテーブル参照型ベクトル量
子化を用いても良い。オーバーサンプリング周波数38
4kHzもこれに限定したものではなく、サブバンド分割
フィルタ10,サブバンド合成フィルタ52の動作およ
び特性が得られれば他の周波数であっても同様に効果の
得られるものである。同様にサブサンプリング周波数,
符号装置の入力、出力ビット数なども限定するものでは
ない。また,サブバンドのバンド幅も一様でなくともよ
いが、回路構成の簡単さのためには一様とするのが好ま
しい。
【0042】また、本発明の実施の形態ではロスレス符
号装置とロスレス復号装置をそれぞれ分離したが、符号
時は、ディジタル信号プロセサとメモリでサブバンド分
割フィルタ10,サブサンプリング部20ないし24,
基底バンド符号処理部30,冗長ランレングス圧縮部3
1ないし34およびマルチプレクサ12を構成動作させ
て符号出力を得るとともに、復号時は、システム制御部
の切り替により動作モードを変更して、前記ディジタル
信号プロセサとメモリでデマルチプレクサ50,基底バ
ンド復号処理部60,冗長ランレングス復元部61ない
し64,オーバーサンプリング部70ないし74および
サブバンド合成フィルタ52を構成動作させて復号出力
を取り出すことで符号復号装置を構成できる。こうする
と、例えば記録再生装置に適用する場合にほとんどの回
路を記録と再生で共用でき、回路が簡素化できる効果を
奏する。
号装置とロスレス復号装置をそれぞれ分離したが、符号
時は、ディジタル信号プロセサとメモリでサブバンド分
割フィルタ10,サブサンプリング部20ないし24,
基底バンド符号処理部30,冗長ランレングス圧縮部3
1ないし34およびマルチプレクサ12を構成動作させ
て符号出力を得るとともに、復号時は、システム制御部
の切り替により動作モードを変更して、前記ディジタル
信号プロセサとメモリでデマルチプレクサ50,基底バ
ンド復号処理部60,冗長ランレングス復元部61ない
し64,オーバーサンプリング部70ないし74および
サブバンド合成フィルタ52を構成動作させて復号出力
を取り出すことで符号復号装置を構成できる。こうする
と、例えば記録再生装置に適用する場合にほとんどの回
路を記録と再生で共用でき、回路が簡素化できる効果を
奏する。
【0043】
【発明の効果】以上のべたように本発明は、ノイズフロ
ア情報と信号帯域情報の入力をもとに復数のサブバンド
分割とリニアPCMでのノイズフロアによるビット数低
減と、スケールファクタの決定による冗長ランレングス
の圧縮作用を働かせるようにしたので、万一最大の帯域
に及ぶ広帯域で高出力のデータが入力された時には自動
的に帯域を120kHzまで広げかつ24ビットまで割
り当てて超高域ハイファイ信号として符号化できる能力
を保有しつつ、一方で自然界の音を効率的にロスレス符
号化する作用効果が得られる。また、この符号を媒体に
記録できる。また、復号装置はこの符号が記録された媒
体を再生して、ノイズフロアと冗長ランレングス情報を
基にもとの広帯域オーディオデータを得るようにしたた
め、技術進展に合わせて符号化パラメータをロスレス記
録媒体に書き込むことで復号装置を連動させるようにで
き、または再生機の所要帯域とビット数に応じて再生仕
様を限定変更することにより、より省電力で経済性にす
ぐれた復号装置を提供できる効果を奏する。以上の効果
の他に、以下のような具体的な作用効果がある。
ア情報と信号帯域情報の入力をもとに復数のサブバンド
分割とリニアPCMでのノイズフロアによるビット数低
減と、スケールファクタの決定による冗長ランレングス
の圧縮作用を働かせるようにしたので、万一最大の帯域
に及ぶ広帯域で高出力のデータが入力された時には自動
的に帯域を120kHzまで広げかつ24ビットまで割
り当てて超高域ハイファイ信号として符号化できる能力
を保有しつつ、一方で自然界の音を効率的にロスレス符
号化する作用効果が得られる。また、この符号を媒体に
記録できる。また、復号装置はこの符号が記録された媒
体を再生して、ノイズフロアと冗長ランレングス情報を
基にもとの広帯域オーディオデータを得るようにしたた
め、技術進展に合わせて符号化パラメータをロスレス記
録媒体に書き込むことで復号装置を連動させるようにで
き、または再生機の所要帯域とビット数に応じて再生仕
様を限定変更することにより、より省電力で経済性にす
ぐれた復号装置を提供できる効果を奏する。以上の効果
の他に、以下のような具体的な作用効果がある。
【0044】(イ)チャンネルあたり3.12(Mbps)の
低ビットレートで、140dB以上の高ダイナミックレ
ンジとナイキスト周波数120kHzの広帯域の両特性を
同時に実現できる。微小レベルでの歪み率悪化を原因と
する音の濁りが無くなり、20kHzから120kHzま
での超高域信号の原音再生ができるようになり、44.
1kHz16ビットの限られた空間から脱却し、限りな
く透明で高域まで再生する自然な記録再生とこの信号を
記録する媒体および再生音場を実現できる。
低ビットレートで、140dB以上の高ダイナミックレ
ンジとナイキスト周波数120kHzの広帯域の両特性を
同時に実現できる。微小レベルでの歪み率悪化を原因と
する音の濁りが無くなり、20kHzから120kHzま
での超高域信号の原音再生ができるようになり、44.
1kHz16ビットの限られた空間から脱却し、限りな
く透明で高域まで再生する自然な記録再生とこの信号を
記録する媒体および再生音場を実現できる。
【0045】(ロ)音楽信号の中の超音波帯域のエネル
ギーは小さいので、信号が超高域のみまたは超高域成分
が主の場合には24ビット精度でロスレス符号化でき
る。このことにより、平均ビットレートの上昇を抑えら
れる。 (ハ)再生帯域とダイナミックレンジの積により所要ビ
ットレートが決まるスケーラブル符号のため、当面実現
できる最高性能のデバイス・回路は低ビットレートで符
号化でき、将来性能が改善されたら進展に応じて自在に
ビットレートを調節して対応できる。
ギーは小さいので、信号が超高域のみまたは超高域成分
が主の場合には24ビット精度でロスレス符号化でき
る。このことにより、平均ビットレートの上昇を抑えら
れる。 (ハ)再生帯域とダイナミックレンジの積により所要ビ
ットレートが決まるスケーラブル符号のため、当面実現
できる最高性能のデバイス・回路は低ビットレートで符
号化でき、将来性能が改善されたら進展に応じて自在に
ビットレートを調節して対応できる。
【0046】(ニ)共通の媒体で、ポータブル型の省電
力を狙った簡略仕様の復号装置でも再生できる。 (ホ)基底バンドを従来のフォーマットと同様にできる
ので基底バンドの周波数帯域において従来フォーマット
との互換性が得られる。
力を狙った簡略仕様の復号装置でも再生できる。 (ホ)基底バンドを従来のフォーマットと同様にできる
ので基底バンドの周波数帯域において従来フォーマット
との互換性が得られる。
【図1】本発明の実施の形態におけるロスレス符号装置
を表すブロック図
を表すブロック図
【図2】同実施の形態におけるロスレス復号装置を表す
ブロック図
ブロック図
【図3】第1のモードにおけるサブバンドの分割および
サブサンプリング方法を示すスペクトル図
サブサンプリング方法を示すスペクトル図
【図4】第2のモードにおけるサブバンドの分割および
サブサンプリング方法を示すスペクトル図
サブサンプリング方法を示すスペクトル図
【図5】第1のモードにおけるサブバンドの分割方法と
最大割り当てビット数を表す図
最大割り当てビット数を表す図
【図6】同第1のモードにおいて収音ノイズフロアおよ
び符号量子化ノイズの関係を示す図
び符号量子化ノイズの関係を示す図
【図7】同第1のモードにおいて民族楽器ガムランのフ
ォルテシモのパートで100kHzに達するスペクトル
が観測される例とこれを符号化する場合のビットレート
の関係を示す図
ォルテシモのパートで100kHzに達するスペクトル
が観測される例とこれを符号化する場合のビットレート
の関係を示す図
【図8】同第1のモードにおいてクラシック音楽につい
て符号化する場合のビットレートを示す図
て符号化する場合のビットレートを示す図
【図9】第2のモードにおいて基底バンドB0を96k
Hz・24ビットとした場合サブバンドの分割方法と最大
割り当てビット数を表す図
Hz・24ビットとした場合サブバンドの分割方法と最大
割り当てビット数を表す図
【図10】広帯域オーディオデータのビット数が20ビ
ットである場合の符号化特性例を示す図
ットである場合の符号化特性例を示す図
【図11】同、広帯域オーディオデータのビット数が1
6ビットである場合の符号化特性例を示す図
6ビットである場合の符号化特性例を示す図
【図12】広帯域オーディオデータの元のサンプリング
周波数が96kHzであって信号周波数帯域が48kHzで
ある場合の符号化特性例を示す図
周波数が96kHzであって信号周波数帯域が48kHzで
ある場合の符号化特性例を示す図
【図13】第3のモードのサブバンドの分割方法と最大
割り当てビット数を表す図
割り当てビット数を表す図
【図14】第4のモードのサブバンドの分割方法と最大
割り当てビット数を表す図
割り当てビット数を表す図
10 サブバンド分割フィルタ 11 線形予測符号器 12 マルチプレクサ 13 符号ディザ発生器 14 符号システム制御部 20〜24 サブサンプリング部 30 基底バンド符号処理部 31〜34 冗長ランレングス圧縮部 50 デマルチプレクサ 51 線形予測復号器 52 サブバンド合成フィルタ 54 復号システム制御部 60 基底バンド復号処理部 61〜64 冗長ランレングス復元部 70〜74 オーバーサンプリング部
Claims (29)
- 【請求項1】 広帯域オーディオデータを入力するとと
もに、前記広帯域オーディオデータのノイズフロア情報
を入力し、前記広帯域オーディオデータを所定数のサブ
バンドに分割するサブバンド分割フィルタと、前記サブ
バンド分割フィルタの複数の出力をそれぞれサブサンプ
リングするサブサンプリング部と、前記ノイズフロア情
報を基にして各サブサンプリング部におけるそれぞれの
量子化ステップサイズを決定し前記決定したそれぞれの
量子化ステップサイズによってそれぞれのサブバンドの
量子化ステップサイズを設定する符号システム制御部
と、各サブバンドの出力データをそれぞれ多重化して符
号化データを出力するマルチプレクサとを備えたロスレ
ス符号装置。 - 【請求項2】 広帯域オーディオデータを入力するとと
もに、前記広帯域オーディオデータの信号帯域を表す情
報を入力し、前記信号帯域情報をもとに帯域分割の幅と
分割数を決め全体動作を制御する符号システム制御部
と、前記符号システム制御部の指令により入力信号を所
定数のサブバンドに分割するサブバンド分割フィルタ
と、前記サブバンド分割フィルタの複数の出力をそれぞ
れサブサンプリングするサブサンプリング部と、前記各
サブバンドの全部またはその中のいくつかのサブバンド
において所定時間の信号ピークレベルを検出してスケー
ルファクタを決定し上位の冗長ランレングスを除外した
信号データを出力する複数の冗長ランレングス圧縮部
と、前記複数のスケールファクタと前記複数の冗長ラン
レングス圧縮部の出力データをそれぞれ多重化して符号
化データを出力するマルチプレクサとを備えたロスレス
符号装置。 - 【請求項3】 広帯域オーディオデータを入力するとと
もに、前記広帯域オーディオデータのノイズフロア情報
と前記広帯域オーディオデータの信号帯域を表す情報を
入力し、前記信号帯域情報をもとに帯域分割幅および分
割数を決めかつ前記ノイズフロア情報を基にして各サブ
サンプリング部におけるそれぞれの量子化ステップサイ
ズを決定して全体動作を制御する符号システム制御部
と、前記広帯域オーディオデータを前記分割幅および分
割数のサブバンドに分割するサブバンド分割フィルタ
と、前記サブバンド分割フィルタの複数の出力をそれぞ
れサブサンプリングし前記量子化ステップサイズにする
サブサンプリング部と、各サブバンドの出力データおよ
び制御情報をそれぞれ多重化して符号化データを出力す
るマルチプレクサとを備えたロスレス符号装置。 - 【請求項4】 複数のサブバンドの最下位のバンドであ
る基底バンドの帯域幅を10kHzないし48kHzと
した請求項1ないし3に記載のロスレス符号装置。 - 【請求項5】 複数のサブバンドの最下位のバンドであ
る基底バンドのサブサンプリング周波数を略32kH
z,44.1kHz,48kHz,88.2kHzまた
は96kHzとした請求項1ないし3に記載のロスレス
符号装置。 - 【請求項6】 サブバンドのサブサンプリング周波数を
略32kHz,44.1kHz,48kHz,88.2
kHzまたは96kHzとした請求項1ないし3に記載
のロスレス符号装置。 - 【請求項7】 複数のサブバンドの最下位のバンドであ
る基底バンドのサブサンプリング周波数と他のサブバン
ドのサブサンプリング周波数を同一とした請求項1ない
し3に記載のロスレス符号装置。 - 【請求項8】 サブバンドのスケールファクタは、所定
の時間区間の内外に関わらず少なくとも収音プログラム
単位では固定のものとする請求項2に記載のロスレス符
号装置。 - 【請求項9】 複数のサブバンドの最下位のバンドであ
る基底バンドは、スケールファクタによる上位冗長ラン
レングスの除外処理を行わず16ビットないし24ビッ
トのリニアPCMとする請求項2に記載のロスレス符号
装置。 - 【請求項10】 ノイズフロア情報は、録音スタジオの
暗騒音と収音マイクおよびマイクアンプのノイズ特性に
関する情報を含み、またはデジタルオーディオ出力を直
接接続する場合は前記デジタルオーディオ出力のサンプ
リング周波数および語長に関する情報を含み、またはミ
キシングコンソールや各種のエフェクタを使用する場合
にそれらのノイズ特性に関する情報を含み、結果として
符号システム制御部が入力データの総合のノイズ特性を
導き得るものであることを特徴とする請求項1または3
に記載のロスレス符号装置。 - 【請求項11】 符号システム制御部は各サブバンドに
おいて、入力した情報から求めたノイズフロアより所定
のdB値だけ低い符号量子化ノイズとなるようそのサブ
バンドの量子化ステップサイズを決定する請求項10に
記載のロスレス符号装置。 - 【請求項12】 収音の量子化ノイズと符号化の量子化
ノイズが干渉するおそれのある場合、この干渉を散らし
て軽減する符号ディザを発生する符号ディザ発生器を備
える請求項1ないし11のいずれかに記載のロスレス符
号装置。 - 【請求項13】 基底バンドとサブバンドをそれぞれ従
来のマルチチャンネルのそれぞれのチャンネルに関連づ
けて割り当てるようにした請求項1ないし12のいずれ
かに記載のロスレス符号装置。 - 【請求項14】 全帯域または部分帯域のサブバンドの
出力を入力して線形予測符号化を行い、低域のピークス
ペクトルを低減する線形予測符号器を備えた請求項1な
いし13のいずれかに記載のロスレス符号装置。 - 【請求項15】 全帯域または部分帯域のサブバンドに
おいて線形予測符号器を介して信号を入力したことを示
すIDを付加した請求項14に記載のロスレス符号装
置。 - 【請求項16】 広帯域オーディオデータを所定数のサ
ブバンドデータに分割し、前記広帯域オーディオデータ
のノイズフロア情報を基にしてそれぞれのサブサンプリ
ングデータの量子化ステップサイズを決定し、前記サブ
バンドデータをそれぞれサブサンプリングして再量子化
した各サブバンドの出力データを多重化した符号データ
を記録したロスレス記録媒体。 - 【請求項17】 広帯域オーディオデータの信号帯域を
表す情報をもとに帯域分割の幅と分割数を決め、入力信
号を所定数のサブバンドに分割しサブサンプリングする
とともに、前記各サブバンドの全部またはその中のいく
つかのサブバンドにおいて所定時間の信号ピークレベル
を検出してスケールファクタを決定し上位の冗長ランレ
ングスを除外した信号データに変換し、前記複数のスケ
ールファクタと前記複数の冗長ランレングス圧縮部の出
力データをそれぞれ多重化した符号データを記録したロ
スレス記録媒体。 - 【請求項18】 広帯域オーディオデータの信号帯域情
報をもとに帯域分割幅および分割数を決め、ノイズフロ
ア情報を基にして各サブサンプリング部におけるそれぞ
れの量子化ステップサイズを決定し、前記広帯域オーデ
ィオデータを前記分割幅および分割数のサブバンドに分
割するとともに、前記量子化ステップサイズにサブサン
プリングして得られた各サブバンドの出力データおよび
制御情報をそれぞれ多重化した符号データを記録したロ
スレス記録媒体。 - 【請求項19】 入力符号化データから複数のサブバン
ドデータとノイズフロア情報を再生するデマルチプレク
サと、それぞれのサブバンド毎に前記ノイズフロア情報
に基づいてデータを復元する冗長ランレングス復元部
と、前記サブバンドデータをオーバーサンプリング処理
するオーバーサンプリング部と、複数のサブバンドデー
タを合成して広帯域信号データを出力するサブバンド合
成フィルタとを備えたロスレス復号装置。 - 【請求項20】 入力符号化データから複数のサブバン
ドデータと信号帯域を示す情報とスケールファクタなど
の付加情報を再生するデマルチプレクサと、それぞれの
サブバンド毎に所定の時間区間のスケールファクタを基
に冗長ランレングスを復元する冗長ランレングス復元部
と、信号帯域情報に応じてオーバサンプリング周波数を
決定しオーバサンプリングするオーバサンプリング部
と、複数のサブバンドデータを合成して広帯域信号デー
タを出力するサブバンド合成フィルタとを備えたロスレ
ス復号装置。 - 【請求項21】 入力符号化データから複数のサブバン
ドデータとスケールファクタ、タイムコードなどの付加
情報を再生するデマルチプレクサと、それぞれのサブバ
ンド毎に所定の時間区間のスケールファクタを基に冗長
ランレングスを復元する冗長ランレングス復元部と、信
号帯域情報に応じてオーバサンプリング周波数を決定し
オーバサンプリングするオーバサンプリング部と、複数
のサブバンドデータを合成して広帯域信号データを出力
するサブバンド合成フィルタとを備えたロスレス復号装
置。 - 【請求項22】 複数のサブバンドの内最下位のバンド
である基底バンドの帯域幅を従来のデジタルオーディオ
方式と同じ10kHzないし48kHzとした請求項1
9ないし21に記載のロスレス復号装置。 - 【請求項23】 基底バンドのサブサンプリング周波数
を32kHz,44.1kHz,48kHz,88.2
kHzまたは96kHzとした請求項19ないし21に
記記載のロスレス復号装置。 - 【請求項24】 基底バンドだけはスケールファクタに
よる上位冗長ランレングスの復元を行わずに16ビット
ないし24ビットのリニアPCMとする請求項19ない
し21に記載のロスレス復号装置。 - 【請求項25】 出力端の後に接続する再生システムの
最高信号帯域またはサンプリング周波数の情報を入力し
この再生信号帯域情報を基に必要でないサブバンドの冗
長ランレングス復元部及びオーバサンプリング部の動作
を休止するなどして不要のサブバンドの復元をしないよ
う制御する復号システム制御部を備える請求項19ない
し21に記載のロスレス復号装置。 - 【請求項26】 再生システムのノイズフロアの仕様情
報を入力しこのノイズフロア仕様情報を基に冗長ランレ
ングス復元部及びまたはオーバサンプリング部における
量子化ステップサイズを決定し入力データの語長が大き
くて下位ビットの余剰がある場合は丸め処理を行なうよ
う全体を制御する復号システム制御部を備える請求項1
9ないし21に記載のロスレス復号装置。 - 【請求項27】 復号システム制御部は付加データの中
の線形予測符号化IDを認識して、線形予測復号器を介
し信号を出力する後処理を行うようにした請求項19な
いし26に記載のロスレス復号装置。 - 【請求項28】 全帯域または部分帯域のサブバンドに
おいて線形予測符号器を介して信号を入力したことを示
すIDを付加した請求項27に記載のロスレス復号装
置。 - 【請求項29】 符号時は、切り替え器により広帯域オ
ーディオデータのサンプリング周波数など信号帯域を示
す情報を入力し、前記信号帯域情報をもとに入力信号を
複数のサブバンドに分割するサブバンド分割フィルタ
と、前記サブバンド分割フィルタの複数の出力のそれぞ
れをサブサンプリングするサブサンプリング部と、前記
各サブバンドにおいて所定時間の信号ピークレベルを検
出してスケールファクタを決定しこれを出力するととも
に前記スケールファクタによって上位の冗長ランレング
スを除外した信号データを出力する冗長ランレングス圧
縮部と、前記各サブバンドの番号とスケールファクタと
前記冗長ランレングス圧縮部の出力データを多重化する
マルチプレクサからロスレス符号化データ出力を得ると
ともに、復号時は、前記切り替え器により接続を変更し
て、入力符号化データから複数のサブバンドデータとス
ケールファクタ、タイムコードなどの付加情報を再生す
るデマルチプレクサと、それぞれのサブバンド毎に所定
の時間区間のスケールファクタを基に冗長ランレングス
を復元する冗長ランレングス復元部と、信号帯域情報に
応じてオーバサンプリング周波数を決定しオーバサンプ
リングするオーバサンプリング部と、複数のサブバンド
データを合成して広帯域信号データを出力するサブバン
ド合成フィルタとを備え、前記サブバンド合成フィルタ
から出力信号を復号出力として取り出すよう構成したロ
スレス符号復号装置。
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