JPH1032494A

JPH1032494A - ディジタル信号処理方法及び処理装置、ディジタル信号記録方法及び記録装置、記録媒体並びにディジタル信号送信方法及び送信装置

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Publication number: JPH1032494A
Application number: JP18493596A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Koyata; 智弘小谷田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1998-02-03
Anticipated expiration: 2016-07-15
Also published as: JP3318824B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】従来の高能率符号化方法において、量子化を
行う各帯域毎のビット配分量算出にあたり、帯域毎の信
号成分と正規化の条件によっては、ある程度以上のビッ
ト配分を行わないと信号成分が全て０に量子化される可
能性があり、これを考慮せずにビット配分を行うと効率
的符号化が行えない場合が生じる。【解決手段】入力端子１００に供給される、周波数帯域
０〜２２ＫＨｚのディジタル・オーディオ信号を帯域分
割フィルタ１０１，１０２で複数の周波数帯域に分割
し、周波数帯域画毎に直交変換回路１０３〜１０５で直
交変換する。このときの直交変換ブロックサイズは、ブ
ロック決定回路１０９〜１１１で決定され、決定結果は
ビット割り当て算出回路１１８にも供給される。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、適
応ビット割当符号化回路１０６〜１０８で適応的にビッ
ト割当して符号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号処
理方法及び処理装置、ディジタル信号記録方法及び記録
装置、記録媒体並びにディジタル信号送信方法及び送信
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、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
帯域分割方法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 Codin
g）｝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法で帯域分割
を行った後、その各帯域毎の信号を上述の変換符号化方
法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法に使
用される帯域分割用フィルタとしては、例えば、クワド
ラチャ・ミラー・フィルタ（ＱＭＦ：Quadrature Mirro
rFilter) 等のフィルタがあり、これは1976 R.E.Crochi
ere Digital coding ofspeech in subbands Bell Sys
t.Tech. J. Vol.55, No.8 1976 に、述べられている。
又、ICASSP 83, BOSTON Polyphase Quadrature filter
s-A new subbandcoding technique Joseph H. Rothweil
er には、ポリフェーズ・クワドラチャ・フィルタ（Ｐ
ＱＦ： Polyphase Quadrature filter) などの等バンド
幅のフィルタ分割方法及び装置が述べられている。

【０００４】又、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（ＦＦ
Ｔ）や離散コサイン変換（ＤＣＴ）、モディファイドＤ
ＣＴ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方法がある。上述のＭＤＣＴについ
ては、ICASSP 1987 Subband/Transform Coding Using F
ilter Bank DesignsBased on Time Domain Aliasing Ca
ncellation J.P.Princen A.B. BradleyUniv. of Surre
y 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。
又、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Ｍ
ＤＣＴ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（Block Floating: ブロック・フローティング) 処理
が行われる。即ち、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。これにより、より効率的な符号
化が行われる。

【０００７】上述のビット配分方法としては、従来、次
の２方法が知られている。IEEE Transactions of Accou
stics,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。又、ICASSP 1980 The cr
itical band coder − digital encoding ofthe percep
tual requirements of the auditory system M.A. Kran
sner 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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の高能率符号化方法において、量子化を行う各帯域毎
のビット配分量を算出する際に、各帯域毎の信号成分と
正規化の条件によっては、ある程度以上のビット配分を
行わなければ、信号成分が全て０に量子化されてしまう
可能性があり、これを考慮せずにビット配分を行った場
合、効率的な符号化が行えない場合が生じる。

【０００９】かかる点に鑑み、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
述の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正規化を行って正規化データ
を得、上述の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、この量子化係数を基にビット配分量を決定し、上
述の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と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る
ようにしたディジタル信号処理方法、ディジタル信号処
理装置、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、又は、ディ
ジタル信号送信装置において、余分なビットを使用する
ことを防止し、より効率の良い符号化を実現し得、静特
性や信号品質の向上を図ることができ、記録媒体におけ
る記録容量や伝送路における伝送容量の有効利用を行う
ことのできるものを提案しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるディジタル
信号処理方法は、入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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正規
化を行って正規化データを得、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と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
るようにしたディジタル信号処理方法において、時間と
周波数に関する２次元ブロック毎に、正規化データとブ
ロック内信号成分により、ブロック内信号成分の少なく
とも一つを０以外の値に量子化するための最低ビット割
り当てを算出し、その算出結果をも考慮してビット配分
量の決定を行うものである。

【００１１】かかる本発明ディジタル信号処理方法によ
れば、余分なビットを使用することを防止し、より効率
の良い符号化を実現し、静特性や信号品質の向上を図る
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照し、本発明の
実施の形態について説明する。この実施の形態では、オ
ーディオＰＣＭ信号等の入力ディジタル信号を、帯域分
割符号化（ＳＢＣ）、適応変換符号化｛アダプティブ・
トランスフォーム・コーディング（ＡＴＣ：Ａdaptiv T
ransform 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。

【００１３】図１に示す具体的な高能率符号化エンコー
ダでは、入力ディ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ィ
ング効率を考慮して臨界帯域幅を細分化した帯域毎に、
適応的にビ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。更に、本発明の
実施の形態においては、直交変換の前に入力ディジタル
信号に応じて適応的にブロツクサイズ（ブロツク長）を
変化させている。

【００１４】即ち、図１において、例えば、０〜２２ｋ
Ｈｚの周波数帯域のオーディオ信号が、サンプリング周
波数４４．１ｋＨｚを以てサンプリングされた後、ＰＣ
Ｍ化されて得られたオーディオＰＣＭ信号が、入力端子
１００に供給される。この入力オーディオＰＣＭ信号
は、例えば、ＱＭＦ（クワドラチャ・ミラー・フィル
タ）等の帯域分割フィルタ（帯域分割手段）１０１によ
り、０〜１１ｋＨｚの帯域と、１１ｋＨｚ〜２２ｋＨｚ
の帯域とに分割される。更に、０〜１１ｋＨｚの帯域の
信号は、同じくＱＭＦ等の帯域分割フィルタ（帯域分割
手段）１０２により０〜５. ５ｋＨｚの帯域と５. ５ｋ
Ｈｚ〜１１ｋＨｚの帯域とに分割される。

【００１５】上述の帯域分割フィルタ１０１からの１１
ｋＨｚ〜２２ｋＨｚの帯域の信号は、直交変換回路の一
例であるＭＤＣＴ回路（モディファイド・離散コサイン
変換回路）（直交変換手段）１０３に供給される。帯域
分割フィルタ１０２からの５. ５ｋＨｚ〜１１ｋＨｚの
帯域の信号は、ＭＤＣＴ回路（モディファイド・離散コ
サイン変換手段）（直交変換手段）１０４に供給され
る。帯域分割フィルタ１０２からの０〜５. ５ｋＨｚの
帯域の信号は、ＭＤＣＴ回路（モディファイド・離散コ
サイン変換手段）（直交変換手段）１０５に供給される
ことにより、それぞれＭＤＣＴ処理される。なお、各Ｍ
ＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５では、各帯域毎に設
けたブロック決定回路（ブロック決定手段）１０９、１
１０、１１１により決定されたブロックサイズ（処理ブ
ロックの長さ）（情報圧縮パラメータ）に基づいてＭＤ
ＣＴ処理がなされる。

【００１６】上述したように、入力ディジタル信号を複
数の周波数帯域に分割する手段としては、例えば、ＱＭ
Ｆフィルタがあるが、これについては、1976 R.E.Croch
iereDigital Coding of Speech In Subbands Bell Sys
t.Tech. J. Vol.55,No.8 1976 に述べられている。又、
ICASSP 83,Boston Polyphase Quadrature Filters-ANew
Subband Coding Technique Joseph H. Rothweiler に
は、等バンド幅のフィルタ分割方法が述べられている。
ここで、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）、離
散コサイン変換（ＤＣＴ）、モディファイドＤＣＴ変換
（ＭＤＣＴ）等を行うことで、時間軸を周波数軸に変換
するようにした直交変換がある。ＭＤＣＴについてはIC
ASSP 1987 Subband/TransformCoding Using Filter Ban
k Designs Based On Time Domain AliasingCancellatio
n J.P.Princen A.B.Bradley Univ.of Surrey Royal Mel
bourneInst. Of Tech.に述べられている。

【００１７】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
な入力ディジタル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各々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ようにしている。信号が時間的
に準定常的である場合には、図２Ａのロングモードのよ
うに、直交変換ブロックサイズを１１．６ｍＳと大きく
する。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。即ち、図２Ｂの
ショートモードのように、すべてを４分割、即ち、２．
９ｍＳの時間分解能とする場合や、図２Ｃのミドルモー
ドＡや図２ＤのミドルモードＢのように、一部を２分
割、即ち、５．８ｍＳ、他の１部を４分割、即ち、２．
９ｍＳの時間分解能とすることで、実際の複雑な入力デ
ィジタル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、更
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。

【００１８】この直交変換ブロックサイズの決定は、直
交変換ブロックサイズの決定回路（直交変換ブロックサ
イズの決定手段）１０９、１１０、１１１で行われ、そ
の決定結果は各ＭＤＣＴ回路１０３、１０４、１０５及
びビット割当算出回路１１８に供給されると共に、ブロ
ックのブロックサイズ情報（処理ブロックの長さの情
報）（情報圧縮パラメータ）として出力端子１１３、１
１５、１１７より出力される。

【００１９】次に、直交変換ブロックサイズの決定回路
１０９、１１０、１１１の詳細を説明するが、ここで
は、直交変換ブロックサイズの決定回路１０９を例に採
って、図３を参照して説明する。図１におけるＱＭＦ１
０１の出力のうち、１１ｋＨｚ〜２２ｋＨｚの帯域の出
力を、図３における入力端子３０１を介してパワー算出
回路（パワー算出手段）３０４に供給する。更に、図１
におけるＱＭＦ１０２の出力のうち、５．５ｋＨｚ〜１
１ｋＨｚの帯域の出力を図３における入力端子３０２を
介してパワー算出回路（パワー算出手段）３０５に供給
し、０〜５．５ｋＨｚの帯域の出力を図３における入力
端子３０３を介してパワー算出回路（パワー算出手段）
３０６に供給する。尚、図１におけるブロックサイズ決
定回路１１０、１１１は、図３における入力端子３０
１、３０２、３０３へ入力される信号がブロックサイズ
決定回路１０９の場合と異なるだけで、動作は同一であ
るので重複説明は省略する。

【００２０】図１における各ブロックサイズ決定回路１
０９、１１０、１１１それぞれの入力端子３０１、３０
２、３０３はマトリクス構成となっており、即ち、ブロ
ックサイズ決定回路１１０の入力端子３０１には図１に
おけるＱＭＦ１０２よりの５．５ｋＨｚ〜１１ｋＨｚの
帯域の出力が供給されており、同様に、入力端子３０２
にはＱＭＦ１０２よりの０〜５．５ｋＨｚの帯域の出力
が供給される。

【００２１】図３において、各パワー算出回路３０４、
３０５、３０６は入力された時間波形を一定時間、積分
することによって、各周波数帯域のパワーを算出してい
る。この際、積分する時間幅は上述の直交変換ブロック
サイズのうち、最小時間ブロック以下である必要があ
る。又、上述の算出法以外には、例えば直交変換ブロッ
クサイズの最小時間幅内の最大振幅の絶対値あるいは振
幅の平均値を代表パワーとして用いることもある。

【００２２】パワー算出回路３０４の出力は変化分抽出
回路（変化分抽出手段）３０８及びパワー比較回路（パ
ワー比較手段）３０９に、パワー算出回路（パワー算出
手段）３０５、３０６の出力はパワー比較回路３０９に
それぞれ供給される。変化分抽出回路３０８ではパワー
算出回路３０４より供給されたパワーの微係数を求めて
パワーの変化情報として、ブロックサイズ１次決定回路
（ブロックサイズ１次決定手段）３１０及びメモリ（記
憶手段）３０７へ供給する。メモリ３０７では、変化分
抽出回路（変化分抽出手段）３０８より供給されたパワ
ーの変化情報を上述の直交変換ブロックサイズの最大時
間以上、蓄積する。これは時間的に隣接する直交変換ブ
ロックが直交変換の際のウィンドウ処理により、互いに
影響を与え合うため、時間的に隣接する１つ前のブロッ
クのパワー変化情報をブロックサイズ１次決定回路３１
０において必要とするためである。

【００２３】ブロックサイズ１次決定回路３１０では変
化分抽出回路３０８より供給されたブロックのパワー変
化情報とメモリ３０７より供給された時間的に隣接する
ブロックの１つ前のブロックのパワー変化情報を基にす
る周波数帯域内のパワーの時間的変位から、周波数帯域
の直交変換ブロックサイズを決定する。この際、一定以
上の変位が認められた場合、より時間的に短い直交変換
ブロックイサイズを選択するわけであるが、その変位点
は固定でも効果は得られる。更に周波数に比例した値、
即ち、周波数が高い場合は大きな変位によって時間的に
短いブロックサイズとなり、周波数が低い場合は、高い
場合のそれに比べ小さな変位で時間的に短いブロックサ
イズに決定されると、より効果的である。この値はなめ
らかに変化することが望ましいが、複数段階の階段状の
変化であっても、構わない。以上のように決定されたブ
ロックサイズはブロックサイズ修正回路（ブロックサイ
ズ修正手段）３１１へ供給される。

【００２４】一方、パワー比較回路（パワー比較手段）
３０９において、各パワー算出回路３０４、３０５、３
０６より供給された各周波数帯域のパワー情報を、同時
刻及び時間軸上でマスキング効果の発生する時間幅で比
較を行ない、パワー算出回路３０４の出力周波数帯域に
及ぼす他の周波数帯域の影響を求め、ブロックサイズ修
正回路３１１へ供給する。ブロックサイズ修正回路３１
１では、パワー比較回路３０９より供給されたマスキン
グ情報及び順次縦続接続された遅延回路（遅延手段）
（遅延記憶手段）３１２、３１３、３１４の各タップか
ら供給された過去のブロックサイズ情報を基に、ブロッ
クサイズ１次決定回路（ブロックサイズ１次決定手段）
３１０より供給されたブロックサイズにより時間的に長
いブロックサイズを選択するように修正をかけ、遅延回
路３１２及びウィンドウ形状決定回路（ウィンドウ形状
決定手段）３１５へ供給している。

【００２５】ブロックサイズ修正回路３１１における作
用は、ある特定の周波数帯域においてプリエコーが問題
となる場合でも、他の周波数帯域、特に特定の周波数帯
域より低い帯域において、大きな振幅を持つ信号が存在
した場合、そのマスキング効果により、プリエコーが聴
感上問題とならない、あるいは問題が軽減される場合が
あるという特性を利用している。なお、上述のマスキン
グとは、人間の聴覚上の特性により、ある信号によって
他の信号がマスクされて聞こえなくなる現象をいうもの
であり、このマスキング効果には、時間軸上のオーデイ
オ信号による時間軸マスキング効果と、周波数軸上の信
号による同時刻マスキング効果とがある。これらのマス
キング効果により、マスキングされる部分にノイズがあ
ったとしても、このノイズは聞こえないことになる。こ
のため、実際のオーデイオ信号では、このマスキングさ
れる範囲内のノイズは許容可能なノイズとされる。

【００２６】次に、順次縦続接続された遅延回路３１
２、３１３、３１４に、過去の直交変換ブロックサイズ
を順に記憶しておき、各タップ、即ち、遅延回路３１
２、３１３、３１４の出力側から、その直交交換ブロッ
クサイズをブロックサイズ修正回路３１１へ供給するよ
うにしている。同時に、遅延回路３１２の出力側は出力
端子３１７に、遅延回路３１２、３１３の出力側はウィ
ンドウ形状決定回路３１５に接続している。この遅延回
路３１２、３１３、３１４からの出力は、ブロックサイ
ズ修正回路３１１において、より長い時間幅でのブロッ
クサイズの変化をブロックのブロックサイズの決定に役
立てる働き、例えば、過去頻繁に、より時間的に短いブ
ロックサイズが選択されている場合は、時間的に短いブ
ロックサイズの選択を増やし、過去において時間的に短
いブロックサイズの選択がなされてない場合において
は、時間的に長いブロックサイズの選択を増やす等の判
断を可能としている。

【００２７】なお、この遅延回路はウィンドウ決定回路
３１５及び出力端子３１７に必要な遅延回路３１２、３
１３を除けば、そのタップ数は装置の実際的な構成、規
模により増減させて用いられる場合もある。ウィンドウ
形状決定回路３１５では、ブロックサイズ修正回路３１
１の出力、即ち、ブロックの時間的に隣接する１つ後の
ブロックサイズと遅延回路３１２の出力、即ち、ブロッ
クのブロックサイズと遅延回路３１３の出力、即ち、ブ
ロックの時間的に隣接する１つ前のブロックサイズとか
ら、上述の図１における各ＭＤＣＴ回路１０３、１０
４、１０５において使用されるウィンドウの形状を決定
し、出力端子３１７へ出力する。図３における出力端子
３１６の出力、即ち、ブロックサイズ情報と、出力端子
３１７の出力、即ち、ウィンドウ形状情報とが、図１に
おけるブロックサイズ決定回路１０９、１１０、１１１
の出力として各部へ供給される。

【００２８】ここでウィンドウ形状決定回路３１５にお
いて決定されるウィンドウの形状について、隣接するブ
ロックとウィンドウの形状の様子を示す図４を参照して
説明する。図４Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ横軸を時間、縦
軸をレベルとしたときの、ウィンドウを示し、実線の曲
線は現在のウィンドウ、破線の曲線（左側）は過去のウ
ィンドウ、破線の曲線（右側）は未来のウィンドウをそ
れぞれ示す。

【００２９】図４より判るように、直交変換に使用され
るウィンドウは時間的に隣接するブロックとの間で重複
する部分があり、この実施の形態では、隣接するブロッ
クの中心まで重複する形状を採用しているため、隣接す
るブロックの直交変換サイズによりウィンドウの形状が
変化する。

【００３０】以上の説明から明らかな様に、直交変換に
使用するウィンドウの形状は時間的に連続する３ブロッ
ク分の直交変換サイズが確定した後、決定される。従っ
て、入力端子３０１、３０２、３０３から入力される信
号のブロックと、出力端子３１６、３１７から出力され
る信号のブロックとは、この実施の形態において１ブロ
ック分の差異を生じている。

【００３１】又、図３におけるパワー算出回路３０５、
３０６及びパワー比較回路３０９を省略しても図１にお
けるブロックサイズ決定回路１０９、１１０、１１１を
構成することは可能である。更に、ウィンドウの形状を
直交変換ブロックの取り得る時間的に最小のブロックサ
イズに固定することによってその種類を１種類とし、図
３における遅延回路３１２、３１３、３１４及びブロッ
クサイズ修正回路３１１ならびにウィンドウ形状決定回
路３１５を省略して構成することも可能である。特に、
処理時間の遅延を好まない応用例においては上述の省略
により遅延の少ない構成となり、有効に作用する。

【００３２】再び図１に戻って説明する。各ＭＤＣＴ回
路１０３、１０４、１０５によって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、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（適応ビット割当符号化手段）１０
６、１０７、１０８及びビット割り当て算出回路（ビッ
ト割り当て算出手段）１１８に供給される。

【００３３】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
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。

【００３４】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を求め、適応ビット
割当符号化回路１０６、１０７、１０８へ供給してい
る。これらの適応ビット割当符号化回路１０６、１０
７、１０８では、上述のブロックサイズ情報、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、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、単位ブロックと称することにする。

【００３５】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段に
ついて、図５を参照して説明する。図５は上述の図１に
おけるビット割り当て算出回路１１８の一具体例である
ビット配分演算手段（ビット配分算出手段）の概略構成
を示すブロック回路図である。この図５において、入力
端子６０１には、上述の図１におけるＭＤＣＴ回路１０
３、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５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。

【００３６】図５において、入力端子６０１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、
帯域毎エネルギー算出回路（帯域毎エネルギー算出手
段）６０２に供給されて、単位ブロック毎のエネルギー
が、例えば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６０２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６
にＳＢとして示している。但し、この図６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。尚、図６の破線
は、各バンドの総和値のスペクトルＳＢが他の部分に及
ぼす影響を示し、コンボリューションの重み付けに対応
する。

【００３７】又、エネルギー算出回路６０２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、スケールファクター（正規化データ）（情報圧縮パ
ラメータ）の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。又、ある単位ブロックに
おいて上述の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ビットを用いて付けられ
た番号を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。

【００３８】次に、上述のエネルギー算出回路６０２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６０２の出力、即ち、そのスペ
クトルＳＢの各値は、畳込みフィルタ回路（畳込みフィ
ルタ手段）６０３に供給される。その畳込みフィルタ回
路６０３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ィルタ係
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６中点線で示す部分の
総和が得られる。

【００３９】次に、上述の畳込みフィルタ回路６０３の
出力は引算器（合成器）（合成手段）（引算手段）６０
４に供給される。この引算器６０４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に対応するレ
ベルαを求めるものである。なお、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
（量子化係数）となるようなレベルである。ここで、上
述の引算器６０４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。許容関数は、次に説明するような
（ｎ−ａｉ）関数発生回路｛（ｎ−ａｉ）関数発生手
段｝６０５から供給されているものである。

【００４０】即ち、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。

【００４１】

【数１】α＝Ｓ−（ｎ−ａｉ）

【００４２】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バークスペクトル(Bark
Spectrum) の強度であり、数１の式中（ｎ−ａｉ）が許
容関数となる。一例としてｎ＝３８，ａ＝１を用いるこ
とができる。尚、バークは、一般にクリティカルバンド
の単位を意味する。バークスペクトルは、１つのクリテ
ィカルバンドに対し、１つのスペクトルを代表させるこ
とを意味する。

【００４３】このようにして、上述のレベルαが求めら
れ、このデータは割算器（割算手段）６０６に供給され
る。割算器６０６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。従って、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。即ち、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
実施の形態では簡略化した割算器６０６を用いて逆コン
ボリユーションを行っている。

【００４４】次に、上述のマスキングスペクトルは、合
成回路（合成手段）６０７を介して減算器（減算手段）
６０８に供給される。ここで、減算器６０８には、上述
の帯域毎のエネルギー算出回路６０２からの出力、即
ち、前述したスペクトルＳＢが、遅延回路（遅延手段）
６０９を介して供給されている。従って、この減算器６
０８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７に示すように、上述
のスペクトルＳＢは、こ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。

【００４５】ところで、上述した合成回路６０７での合
成の際には、最小可聴カーブ発生回路（最小可聴カーブ
発生手段）６１２から供給される図８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、現実的なディジタルシステム
では、例えば１６ビツトダイナミツクレンジへの音楽の
入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。従って、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を得
るようにすると、この場合の許容ノイズレベルは、図８
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、この実施の形態では、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。又、この図８は、信号スペクトル
ＳＳも同時に示している。

【００４６】この後、許容雑音補正回路（許容雑音補正
手段）６１０では、補正情報出力回路６１３から供給さ
れる例えば等ラウドネスカーブの情報に基づいて、上述
の減算器６０８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。又、この等ラウドネス曲線は、図８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１
ｋＨｚ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）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
いることが分かる。

【００４７】ここで、補正情報出力回路６１３として、
上述の図１における適応ビット割当符号化回路１０６、
１０７、１０８での量子化の際の出力情報量（データ
量）の検出出力と、最終符号化データのビツトレート目
標値との間の誤差の情報に基づいて、上述の許容ノイズ
レベルを補正するようにしてもよい。これは、全てのビ
ツト割当単位ブロツクに対して予め一時的な適応ビツト
割当を行って得られた総ビツト数が、最終的な符号化出
力データのビツトレートによって定まる一定のビツト数
（目標値）に対して誤差を持つことがあり、その誤差分
を０とするように再度ビツト割当をするものである。即
ち、目標値よりも総割当ビツト数が少ないときには、差
のビツト数を各単位ブロツクに割り振って付加するよう
にし、目標値よりも総割当ビツト数が多いときには、差
のビツト数を各単位ブロツクに割り振って削るようにす
るわけである。

【００４８】このようなことを行うため、上述の総割当
ビツト数の上述の目標値からの誤差を検出し、この誤差
データに応じて補正情報出力回路６１３が各割当ビツト
数を補正するための補正データを出力する。ここで、上
述の誤差データがビツト数不足を示す場合は、上述の単
位ブロック当たり多くのビツト数が使われることで上述
のデータ量が上述の目標値よりも多くなっている場合を
考えることができる。又、上述の誤差データが、ビツト
数余りを示すデータとなる場合は、上述の単位ブロツク
当たり少ないビツト数で済み、上述のデータ量が上述の
目標値よりも少なくなっている場合を考えることができ
る。

【００４９】従って、上述の補正情報出力回路６１３か
らは、この誤差データに応じて、上述の減算器６０８か
らの出力における許容ノイズレベル（量子化係数）を、
例えば上述の等ラウドネス曲線の情報データに基づいて
補正させるための上述の補正値のデータが出力されるよ
うになる。上述のような補正値が、上述の許容雑音補正
回路６１０に供給されることで、上述の減算器６０８か
らの許容ノイズレベルが補正されるようになる。以上説
明を行った上述の許容雑音補正回路６１０までの処理を
行うことによって、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る。

【００５０】ここで、上述の許容雑音補正回路６１０ま
での処理を行うことによって、メイン情報として得られ
る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、サブ情報として得られるブロックフロ−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−
ドレングスによる符号化の具体例を図９を用いて説明す
る。図９は、ビット割当が３ビットとなった場合の単位
ブロックの様子を示した例である。縦軸は中心を０とし
たスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数の大きさを示し、
横軸は周波数を示している。この例では単位ブロック内
にはａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈで示された、８本
のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数が存在しており、
それぞれ０から正方向又は負方向に大きさを持ってい
る。上述した通りブロックフロ−ティングの状態を示す
スケ−ルファクタ−はあらかじめ幾つかの大きさで正の
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取る
中で最小のものを採用し、単位ブロックのスケールファ
クターとする。

【００５１】図９では、絶対値の最大値を示すスペクト
ルａにより、スケールファクター値が選択される。この
スケールファクターとビット割り当ての大きさにより、
単位ブロック内の量子化幅が決定される。図９の例では
ビット割当が３ビットの場合を示しているが、本来３ビ
ットで符号化（量子化）する場合８値を表現することが
可能だが、ここでは０を中心に正方向と負方向に等分割
の量子化幅を３値づつとり、０とあわせて７値の量子化
値をとり、３ビットで表現可能なもう一つの符号は未使
用としている。ここで、単位ブロック内のスケールファ
クター値とビット割当値より、量子化値が決定され、単
位ブロック内のスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数は、
最も近い量子化値に量子化される。図９における黒丸の
部分は単位ブロック内のそれぞれのスペクトルデータ又
はＭＤＣＴ係数が量子化された値を示したものである。
即ち、図９は、再量子化（正規化して量子化）の一例を
示したものである。

【００５２】一般に、図９で示したような方法で、０を
中心として正方向と負方向に等分割の量子化幅を持つよ
うな形で量子化を行う場合の量子化幅をＱＶとすると、
ある単位ブロックの量子化幅ＱＶは、同単位ブロックの
スケールファクターの値をＳＦ、ビット割当数をＮｂと
したときに、以下の数２の式によって求めることが出来
る。

【００５３】

【数２】ＱＶ＝ＳＦ／（２^(Nb-1)−１）但し、Ｎｂ≧２

【００５４】ところで、上述の様な手順を踏んで再量子
化を行う場合、ある単位ブロック内のスペクトル又はＭ
ＤＣＴ係数の絶対値の最大値が、あらかじめ用意された
スケールファクターの中で最小のものより小さい場合
は、単位ブロックのスケールファクター値はあらかじめ
用意されたスケールファクターの中で最小のものが採用
されることとなる。このようにあらかじめ用意されたス
ケールファクターの中で最小のものを採用した単位ブロ
ックについては、単位ブロック内のスペクトル又はＭＤ
ＣＴ係数により、単位ブロック内のスペクトル又はＭＤ
ＣＴ係数のうち少なくとも一つが０以外の値に量子化さ
れるために最低限必要なビット数が存在する。

【００５５】言い換えれば、あらかじめ用意されたスケ
ールファクターの中で最小のものを採用した単位ブロッ
クについては、２ビット以上のビット割当がされていて
も、そのビット割り当て数が上述の最低限必要なビット
数より少ないビット割り当ての場合、ビット割当がされ
ているにも関わらず、単位ブロック内のスペクトル又は
ＭＤＣＴ係数がすべて０に量子化されてしまう。このよ
うな場合、ビット割り当てを０にすることが可能とな
り、それによりスペクトルデータ又はＭＤＣＴ係数の符
号化に使用していたビットを省略し、より効率的な配分
を行うことが可能となる。図５における符号化補正回路
６１４では、このような場合に、より効率的な形で符号
化するための補正を行うものである。

【００５６】以下に、図５における符号化補正回路６１
４における符号化の補正について、図１０を用いて説明
する。図１０は図９と同様にある単位ブロックの再量子
化の様子を示しており、縦方向はスペクトル又はＭＤＣ
Ｔ係数の大きさを示し、横方向は周波数を示すものと
し、単位ブロック内には８本のスペクトル又はＭＤＣＴ
係数が存在している。この例では、単位ブロック内のス
ペクトル又はＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値が、あらか
じめ用意されたスケールファクターの中で最小のものよ
り小さく、この単位ブロックのスケールファクター値は
あらかじめ用意されたスケールファクターの中で最小の
ものが採用されており、ビット割り当ては２ビットで、
図１０に示した通り、０と、正方向と負方向に１値づ
つ、計３値の量子化値を持つものとする。しかし２ビッ
ト割り当ての場合図１０のように単位ブロック内のスペ
クトル又はＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値が、同図１０
にの点線で示した、量子化幅の半分の値より小さい場合
は、単位ブロック内の全てのスペクトル又はＭＤＣＴ係
数は、０に量子化される。つまり、ａ〜ｈの８本のスペ
クトルが全て「００」で符号化され、少なくともスペク
トルの記録に１６ビットを必要とするが、量子化値がす
べて０となる。

【００５７】この場合サブ情報等により、単位ブロック
については記録せず、即ち、ビット割当を０ビットと変
更することにより、単位ブロック内のスペクトル又はＭ
ＤＣＴ係数の値は全て０とみなす事が可能となるので、
上述の２ビット割り当ての場合にスペクトル又はＭＤＣ
Ｔ係数の量子化値「００」に使用していた１６ビット分
を使わずにまったく同様の符号化を行うことが可能とな
る。即ち、ある単位ブロック内で２ビット以上のビット
割当があるにも関わらずスペクトル又はＭＤＣＴ係数の
量子化値がすべて０となる様な場合、単位ブロックのビ
ット割当を０とすることにより、スペクトル又はＭＤＣ
Ｔ係数の符号化に使用していたビットを省略し、まった
く同様の符号化を行うことが可能である。

【００５８】図１０に示した様な、２ビット割り当てで
ない場合にも、一般にあらかじめ用意されたスケールフ
ァクターの中で最小のものがスケールファクター値とし
て採用された単位ブロックについて、単位ブロック内の
スペクトル又はＭＤＣＴ係数の絶対値の最大値をＳＰｍ
ａｘとして、上述の数２の式により求められる単位ブロ
ックの量子化幅ＱＶをもちいて、次に示す数３の式の条
件を満たす単位ブロック内のスペクトル又はＭＤＣＴ係
数の量子化値はすべて０となる。又、逆に数３の式を満
たさないようなＱＶを上述の数２の式のＮｂより求めら
れるので、これにより、単位ブロック内のスペクトル又
はＭＤＣＴ係数のうち少なくとも一つが０以外の値に量
子化されるために最低限必要なビット数を求めることが
できる。

【００５９】

【数３】ＳＰｍａｘ＜ＱＶ／２

【００６０】この実施の形態においては、図５における
符号化補正回路６１４では、全ての単位ブロックの中か
ら上述の数３の式を満たすような単位ブロックを検出
し、単位ブロックのサブ情報で、ビット割当値を０と変
更し、少なくとも単位ブロック内のスペクトル又はＭＤ
ＣＴ係数の符号化に使用していたビットの省略を行って
いる。又、符号化のフォーマットにもよるが、例えば実
質的なビット割当量（情報圧縮パラメータ）を示すサブ
情報でビット割当を０とする方法以外に、単位ブロック
の有効性、つまり単位ブロックを記録するかしないかを
示すサブ情報がある場合、その単位ブロックの有効性を
示すサブ情報により単位ブッロクの符号化を行わない事
を示せば、処理ブロックのサブ情報であるスケールファ
クタ及びビット割当に使用しいていたサブ情報のビット
の省略も可能となるので、このような場合についても、
符号化補正回路６１４により、適応した形にサブ情報を
変更し、ビットの省略を行う。

【００６１】上述したような方法により、単位ブロック
内のスペクトル又はＭＤＣＴ係数の符号化に使用してい
たビットや、スケールファクタ、ビット割当等のサブ情
報に使用していたビットの省略が行えた場合は、それら
の省略したビット量に応じて、省略を行った単位ブロッ
ク以外の単位ブロックのスペクトル又はＭＤＣＴ係数の
符号化に使用する事が可能となる。この場合、上述の方
法で省略が行えたビットを、スペクトル又はＭＤＣＴ係
数の符号化のために新たに使用した単位ブロックについ
ては、ビット割当が増加することになるので、量子化の
精度が向上することになる。

【００６２】又、上述のビットの省略が行えた単位ブロ
ックが複数存在した場合には、ある省略可能な単位ブロ
ックのビットは省略を行い、その省略されたビットを他
の省略可能な単位ブロックのスペクトル又はＭＤＣＴ係
数の符号化に使用することによって、０以外の値に量子
化されるスペクトル又はＭＤＣＴ係数が存在する、有効
な単位ブロックとすることも可能である。このような形
で、図５における符号化補正回路６１４では、上述のビ
ット省略を行った場合、省略を行えたビット量により、
すべての単位ブロックの状態を検索した上で、最も効果
的と思われる単位ブロックについて配分を行うように
し、省略したビットが再配分出来ない量になるまで、こ
の操作を繰り返す。このとき、符号化補正回路６１４で
は、あらかじめ用意されたスケールファクターの中で最
小のものをスケールファクター値として採用した単位ブ
ロックについては、数２、３の式の条件を使用すること
により、単位ブロック内のスペクトル又はＭＤＣＴ係数
のうち少なくとも一つが０以外の値に量子化される有効
な符号化を行うためには、最低何ビット必要であるかを
算出し、無駄な配分を避ける様にする。

【００６３】このようにして、符号化補正回路６１４に
よる補正を行うことにより、より効率の良い符号化を行
い、量子化ノイズを低減させることにより、音楽データ
の音質向上や静特性の向上を計ることが可能となる、
又、ここでは、図５のビット配分演算手段の最終段階で
符号化補正回路６１４による補正を行う例を示したが、
数２、３の式の条件を使用することにより、あらかじめ
用意されたスケールファクターの中で最小のものをスケ
ールファクター値として採用した単位ブロックについて
は、フォーマット上とりうる全てのビット割当に対応し
た、単位ブロック内のスペクトル又はＭＤＣＴ係数のう
ち少なくとも一つが０以外の値に量子化される有効な符
号化を行うための、スペクトル又はＭＤＣＴ係数の条件
を、あらかじめ算出しておくことが可能となる。このた
め、この算出量をＲＯＭ等に記憶しておき、図５におけ
るビット配分演算手段で符号化補正回路６１４より以前
の段階で、上述の算出量を参照して無駄の無いビット配
分を行っていくことも可能である。

【００６４】一般に、このような符号化における正規化
及び量子化の方法は様々なフォーマットがあるが、それ
ぞれのフォーマットに基づいて、信号成分の少なくとも
一つが０以外の値に量子化されるためには、最低限何ビ
ット必要であるかを算出し、これを考慮することによ
り、上述した説明と同様に、より効率の良い符号化が行
う事が可能となるのは明白である。

【００６５】以上説明したように、図１におけるビット
割当算出回路１１８では、図５に示したビット配分演算
手段により、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、１０
７、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。

【００６６】図１１を参照して、上述した図１で示され
たエンコーダにより高能率符号化された信号のデコーダ
について説明する。各帯域の量子化されたＭＤＣＴ係数
（時間と周波数に関する２次元ブロック）、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１１おける入力端子７０７に供給さ
れ、使用されたブロックサイズ情報（処理ブロックの長
さ）（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１１における入力端子７０８に供給される。適応
ビット割当復号化回路（適応ビット割当復号化手段）７
０６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。次に逆直交変換（ＩＭＤＣＴ）回路（逆直交変換
手段）７０３、７０４、７０５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１１における帯域合成フィルタ（ＩＱＭ
Ｆ）回路（帯域合成手段）７０２、７０１により、全帯
域信号に復号化される。

【００６７】次に、図１２〜図１５を参照して、本発明
の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１３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１１のデコーダを示し、Ｔout はその出力端子７００
を示す。

【００６８】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１
１３、１１５、１１７よりの出力信号を、変調手段ＭＯ
Ｄ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。

【００６９】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１２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
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２のデコーダの入力端子７０７に供給
すると共に、図１のエンコーダの出力端子１１３、１１
５、１１７よりの出力に対応した信号を図２の入力７０
８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。

【００７０】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１
１３、１１５、１１７よりの出力信号を、変調手段ＭＯ
Ｄ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Ａ
ＮＴ−Ｔによって送信する。

【００７１】図１５の再生装置では、受信手段ＲＸの一
部である受信アンテナＡＮＴ−Ｒによって、図１５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２のデコーダの入力端子７
０７に供給すると共に、図１のエンコーダの出力端子１
１３、１１５、１１７よりの出力に対応した信号を図２
の入力７０８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。

【００７２】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良い。記録媒体は磁気テ
ープ、磁気ディスク、光磁気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。

【００７３】

【発明の効果】上述せる本発明によれば、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正規化を行って正規化データを得、
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、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と
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
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るようにしたディジタル信号処理
方法、ディジタル信号処理装置、ディスク信号記録方
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、又は、ディジタル信号送信装置において、
時間と周波数に関する２次元ブロック毎に、正規化デー
タとブロック内信号成分により、ブロック内信号成分の
少なくとも一つを０以外の値に量子化するための最低ビ
ット割り当てを算出し、その算出結果をも考慮してビッ
ト配分量の決定を行うようにしたので、余分なビットを
使用することを防止し、より効率の良い符号化を実現し
得、静特性や信号品質の向上を図ることができ、記録媒
体における記録容量や伝送路における伝送容量の有効利
用を行うことのできるものを得ることができる。

【００７４】又、上述せる本発明によれば、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正規化を行って正規化データを
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、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
量と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るようにしたディジタル信号
処理方法、ディジタル信号処理装置、ディスク信号記録
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、又は、ディジタル信号送信装置におい
て、正規化データとビット割り当て量に対応した、ブロ
ック内の信号成分の少なくとも一つが０以外の値に量子
化されるための信号成分の条件を、メモリに記憶してお
き、そのメモリに記憶されている上記信号成分の条件を
も考慮して上記ビット配分量の決定を行うようにしたの
で、余分なビットを使用することを防止し、より効率の
良い符号化を実現し得、静特性や信号品質の向上を図る
ことができ、記録媒体における記録容量や伝送路におけ
る伝送容量の有効利用を行うことのできるものを得るこ
とができる。

【００７５】更に、上述せる本発明によれば、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正規化を行って正規化データ
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、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
分量と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るようにしたディジタル信
号処理方法、ディジタル信号処理装置、ディスク信号記
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、又は、ディジタル信号送信装置におい
て、既にビット配分が行われた２次元ブロックについ
て、ビット割当が０以外でありながらすべての信号成分
の量子化値が０となる２次元ブロックを検出し、該２次
元ブロックのビット割当又は情報圧縮パラメーターを変
更し、ビットの再配分を行うようにしたので、余分なビ
ットを使用することを防止し、より効率の良い符号化を
実現し得、静特性や信号品質の向上を図ることができ、
記録媒体における記録容量や伝送路における伝送容量の
有効利用を行うことのできるものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態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】直交変換ブロックサイズを決定する回路の構成
例を示すブロック線図である。

【図４】時間的に隣接する直交変換ブロックの時間的長
さの変化と直交変換時に用いるウィンドウ形状の関係を
示す図である。

【図５】ビット配分演算機能の例を示すブロック線図で
ある。

【図６】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７】マスキングスペクトルを示す図である。

【図８】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９】ビット割り当て単位ブロックにおける信号成分
の量子化の例を示す図である。

【図１０】ビット割り当て単位ブロックにおいて、信号
成分が全て０に量子化される例を示す図である。

【図１１】上述の実施例のビツトレート圧縮符号化信号
のデコ−ダの一具体例を示すブロック線図である。

【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、３０４、３０５、３０６パワー算出回路、３
０７メモリ、３０８変化分抽出回路、３０９パワ
ー比較回路、３１０ブロックサイズ１次決定回路、３
１１ブロックサイズ修正回路、３１２、３１３、３１
４遅延回路、３１５ウィンドウ形状決定回路、６０
２帯域毎エネルギー算出器、６０３畳込みフィル
タ、６０４加算器、６０５関数発生器、６０６割
り算器、６０７合成器、６０８減算器、６０９遅
延回路、６１０許容雑音補正器、６１２最小可聴カ
ーブ発生器、６１３・・・・・・・・・・補正情報出力
器、６１４符号化補正器、７０１、７０２帯域合成
フィルタ（ＩＱＭＦ）、７０３、７０４、７０５逆直
交変換回路（ＩＭＤＣＴ）、７０６適応ビット割当復
号化回路、ＥＮＣエンコーダ、ＭＯＤ変調手段、Ｒ
ＥＣ記録手段、Ｐ再生手段、ＤＥＭ復調手段、ＤＥ
Ｃデコーダ、ＴＸ送信手段、ＲＸ受信手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力ディジタル信号を複数の周波数帯域
成分に分割して、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正
規化を行って正規化データを得、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とによりブ
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
ラメーターを得るようにしたディジタル信号処理方法に
おいて、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に、正規化
データとブロック内信号成分により、ブロック内信号成
分の少なくとも一つを０以外の値に量子化するための最
低ビット割り当てを算出し、該算出結果をも考慮して上
記ビット配分量の決定を行うことを特徴とするディジタ
ル信号処理方法。
【請求項２】入力ディジタル信号を複数の周波数帯域
成分に分割して、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正
規化を行って正規化データを得、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とによりブ
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
ラメーターを得るようにしたディジタル信号処理方法に
おいて、正規化データとビット割り当て量に対応した、ブロック
内の信号成分の少なくとも一つが０以外の値に量子化さ
れるための信号成分の条件を、メモリに記憶しておき、
該メモリに記憶されている上記信号成分の条件をも考慮
して上記ビット配分量の決定を行うことを特徴とするデ
ィジタル信号処理方法。
【請求項３】入力ディジタル信号を複数の周波数帯域
成分に分割して、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正
規化を行って正規化データを得、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とによりブ
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
パラメーターを得るようにしたディジタル信号処理方法
において、既にビット配分が行われた２次元ブロックについて、ビ
ット割当が０以外でありながらすべての信号成分の量子
化値が０となる２次元ブロックを検出し、該２次元ブロ
ックのビット割当又は情報圧縮パラメーターを変更し、
ビットの再配分を行うことを特徴とするディジタル信号
処理方法。
【請求項４】入力ディジタル信号を複数の周波数帯域
成分に分割して、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正
規化を行って正規化データを得、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とによりブ
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、上記情報圧縮された時間と周波数に
関する複数の２次元ブロック内の信号成分を、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
ターを用いて復号するようにしたディジタル信号処理方
法において、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に、正規化
データとブロック内信号成分により、ブロック内信号成
分の少なくとも一つを０以外の値に量子化するための最
低ビット割り当てを算出し、該算出結果をも考慮して上
記ビット配分量の決定を行うことを特徴とするディジタ
ル信号処理方法。
【請求項５】入力ディジタル信号を複数の周波数帯域
成分に分割して、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正
規化を行って正規化データを得、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とによりブ
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、上記情報圧縮された時間と周波数に
関する複数の２次元ブロック内の信号成分を、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
ターを用いて復号するようにしたディジタル信号処理方
法において、正規化データとビット割り当て量に対応した、ブロック
内の信号成分の少なくとも一つが０以外の値に量子化さ
れるための信号成分の条件を、メモリに記憶しておき、
該メモリに記憶されている上記信号成分の条件をも考慮
して上記ビット配分量の決定を行うことを特徴とするデ
ィジタル信号処理方法。
【請求項６】入力ディジタル信号を複数の周波数帯域
成分に分割して、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正
規化を行って正規化データを得、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とによりブ
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、上記情報圧縮された時間と周波数に
関する複数の２次元ブロック内の信号成分を、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
ターを用いて復号するようにしたディジタル信号処理方
法において、既にビット配分が行われた２次元ブロックについて、ビ
ット割当が０以外でありながらすべての信号成分の量子
化値が０となる２次元ブロックを検出し、当該２次元ブ
ロックのビット割当又は情報圧縮パラメーターを変更
し、ビットの再配分を行うことを特徴とするディジタル
信号処理方法。
【請求項７】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段とを有するディジタル信号処理装置において、上記ビット配分算出手段は、上記時間と周波数に関する
２次元ブロック毎に、正規化データとブロック内信号成
分により、ブロック内信号成分の少なくとも一つを０以
外の値に量子化するための最低ビット割り当てを算出す
る機能を備え、該算出結果をも考慮して上記ビット配分量の決定を行う
ことを特徴とするディジタル信号処理装置。
【請求項８】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段とを有するディジタル信号処理装置において、上記ビット配分算出手段は、正規化データとビット割り
当て量に対応した、ブロック内の信号成分の少なくとも
一つが０以外の値に量子化されるための信号成分の条件
を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶されている上記信号成分の条件をも考慮
して、上記ビット配分量の決定を行うことを特徴とする
ディジタル信号処理装置。
【請求項９】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段とを有するディジタル信号処理装置において、上記ビット配分算出手段は、既にビット配分が行われた
２次元ブロックについて、ビット割当が０以外でありな
がらすべての信号成分の量子化値が０となる２次元ブロ
ックを検出する検出手段と、該ビット割当が０以外でありながらすべての信号成分の
量子化値が０となる２次元ブロックが検出されたとき、
該２次元ブロックのビット割当又は情報圧縮パラメータ
ーを変更する変更手段とを備え、該２次元ブロックのビット割当又は情報圧縮パラメータ
ーの変更に応じて、ビットの再配分を行うことを特徴と
するディジタル信号処理装置。
【請求項１０】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段と、上記情報圧縮された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、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用い
て復号する復号手段とを有するディジタル信号処理装置
において、上記ビット配分算出手段は、上記時間と周波数に関する
２次元ブロック毎に、正規化データとブロック内信号成
分により、ブロック内信号成分の少なくとも一つを０以
外の値に量子化するための最低ビット割り当てを算出す
る機能を備え、該算出結果をも考慮して上記ビット配分量の決定を行う
ことを特徴とするディジタル信号処理装置。
【請求項１１】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段と、上記情報圧縮された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、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用い
て復号する復号手段とを有するディジタル信号処理装置
において、上記ビット配分算出手段は、正規化データとビット割り
当て量に対応した、ブロック内の信号成分の少なくとも
一つが０以外の値に量子化されるための信号成分の条件
を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶されている上記信号成分の条件をも考慮
して、上記ビット配分量の決定を行うことを特徴とする
ディジタル信号処理装置。
【請求項１２】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段と、上記情報圧縮された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、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用い
て復号する復号手段とを有するディジタル信号処理装置
において、上記ビット配分算出手段は、既にビット配分が行われた
２次元ブロックについて、ビット割当が０以外でありな
がらすべての信号成分の量子化値が０となる２次元ブロ
ックを検出する検出手段と、該ビット割当が０以外でありながらすべての信号成分の
量子化値が０となる２次元ブロックが検出されたとき、
該２次元ブロックのビット割当又は情報圧縮パラメータ
ーを変更する変更手段とを備え、該２次元ブロックのビット割当又は情報圧縮パラメータ
ーの変更に応じて、ビットの再配分を行うことを特徴と
するディジタル信号処理装置。
【請求項１３】入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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
正規化を行って正規化データを得、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
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とにより
ブロック内の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
データとブロック内信号成分により、ブロック内信号成
分の少なくとも一つを０以外の値に量子化するための最
低ビット割り当てを算出し、該算出結果をも考慮して上
記ビット配分量の決定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１４】入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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
正規化を行って正規化データを得、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
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とにより
ブロック内の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、正規化データとビット割り当て量に対応した、ブロック
内の信号成分の少なくとも一つが０以外の値に量子化さ
れるための信号成分の条件を、メモリに記憶しておき、
該メモリに記憶されている上記信号成分の条件をも考慮
して上記ビット配分量の決定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１５】入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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
正規化を行って正規化データを得、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
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とにより
ブロック内の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、既にビット配分が行われた２次元ブロックについて、ビ
ット割当が０以外でありながらすべての信号成分の量子
化値が０となる２次元ブロックを検出し、該２次元ブロ
ックのビット割当又は情報圧縮パラメーターを変更し、
ビットの再配分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１６】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次元ブロック内の符号化、又
は、分析のための信号成分を基に正規化を行って正規化
データを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とによりブ
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ー決
定手段とを有し、上記圧縮符号化手段及び上記情報圧縮
パラメーター決定手段の両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、上記ビット配分算出手段は、上記時間と周波数に関する
２次元ブロック毎に、正規化データとブロック内信号成
分により、ブロック内信号成分の少なくとも一つを０以
外の値に量子化するための最低ビット割り当てを算出す
る機能を備え、該算出結果をも考慮して上記ビット配分量の決定を行う
ことを特徴とするディジタル信号記録装置。
【請求項１７】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段とを有し、上記圧縮符号化手段及び上記情報圧縮パ
ラメーター決定手段の両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、上記ビット配分算出手段は、正規化データとビット割り
当て量に対応した、ブロック内の信号成分の少なくとも
一つが０以外の値に量子化されるための信号成分の条件
を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶されている上記信号成分の条件をも考慮
して、上記ビット配分量の決定を行うことを特徴とする
ディジタル信号記録装置。
【請求項１８】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
に正規化を行って正規化データを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を
ビット配分量により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ー決定
手段とを有し、上記圧縮符号化手段及び上記情報圧縮パ
ラメーター決定手段の両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、上記ビット配分算出手段は、既にビット配分が行われた
２次元ブロックについて、ビット割当が０以外でありな
がらすべての信号成分の量子化値が０となる２次元ブロ
ックを検出する検出手段と、該ビット割当が０以外でありながらすべての信号成分の
量子化値が０となる２次元ブロックが検出されたとき、
該２次元ブロックのビット割当又は情報圧縮パラメータ
ーを変更する変更手段とを備え、該２次元ブロックのビット割当又は情報圧縮パラメータ
ーの変更に応じて、ビットの再配分を行うことを特徴と
するディジタル信号記録装置。
【請求項１９】入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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
正規化を行って正規化データを得、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
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とにより
ブロック内の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
ーターと共に記録された記録媒体において、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に、正規化
データとブロック内信号成分により、ブロック内信号成
分の少なくとも一つを０以外の値に量子化するための最
低ビット割り当てを算出し、該算出結果をも考慮して上
記ビット配分量の決定を行うことを特徴とする記録媒
体。
【請求項２０】入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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
正規化を行って正規化データを得、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
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とにより
ブロック内の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
ーターと共に記録された記録媒体において、正規化データとビット割り当て量に対応した、ブロック
内の信号成分の少なくとも一つが０以外の値に量子化さ
れるための信号成分の条件を、メモリに記憶しておき、
該メモリに記憶されている上記信号成分の条件をも考慮
して上記ビット配分量の決定を行うことを特徴とする記
録媒体。
【請求項２１】入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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
正規化を行って正規化データを得、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
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とにより
ブロック内の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
ーターと共に記録された記録媒体において、既にビット配分が行われた２次元ブロックについて、ビ
ット割当が０以外でありながらすべての信号成分の量子
化値が０となる２次元ブロックを検出し、該２次元ブロ
ックのビット割当又は情報圧縮パラメーターを変更し、
ビットの再配分を行うことを特徴とする記録媒体。
【請求項２２】入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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
正規化を行って正規化データを得、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
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とにより
ブロック内の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
ーターと共に送信するディジタル信号送信方法におい
て、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に、正規化
データとブロック内信号成分により、ブロック内信号成
分の少なくとも一つを０以外の値に量子化するための最
低ビット割り当てを算出し、該算出結果をも考慮して上
記ビット配分量の決定を行うことを特徴とするディジタ
ル信号送信方法。
【請求項２３】入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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
正規化を行って正規化データを得、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
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とにより
ブロック内の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
ーターと共に送信するディジタル信号送信方法におい
て、正規化データとビット割り当て量に対応した、ブロック
内の信号成分の少なくとも一つが０以外の値に量子化さ
れるための信号成分の条件を、メモリに記憶しておき、
該メモリに記憶されている上記信号成分の条件をも考慮
して上記ビット配分量の決定を行うことを特徴とするデ
ィジタル信号送信方法。
【請求項２４】入力ディジタル信号を複数の周波数帯
域成分に分割して、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
正規化を行って正規化データを得、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
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とにより
ブロック内の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
ーターと共に送信するディジタル信号送信方法におい
て、既にビット配分が行われた２次元ブロックについて、ビ
ット割当が０以外でありながらすべての信号成分の量子
化値が０となる２次元ブロックを検出し、該２次元ブロ
ックのビット割当又は情報圧縮パラメーターを変更し、
ビットの再配分を行うことを特徴とするディジタル信号
送信方法。
【請求項２５】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段と、上記圧縮符号化手段及び上記情報圧縮パラメー
ター決定手段の両出力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において上記ビット配分算出手段
は、上記時間と周波数に関する２次元ブロック毎に、正
規化データとブロック内信号成分により、ブロック内信
号成分の少なくとも一つを０以外の値に量子化するため
の最低ビット割り当てを算出する機能を備え、該算出結
果をも考慮して上記ビット配分量の決定を行うことを特
徴とするディジタル信号送信装置。
【請求項２６】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段と、上記圧縮符号化手段及び上記情報圧縮パラメー
ター決定手段の両出力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において、上記ビット配分算出手段は、正規化データとビット割り
当て量に対応した、ブロック内の信号成分の少なくとも
一つが０以外の値に量子化されるための信号成分の条件
を記憶するメモリを備え、該メモリに記憶されている上記信号成分の条件をも考慮
して、上記ビット配分量の決定を行うことを特徴とする
ディジタル信号送信装置。
【請求項２７】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、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正規化を行って正規化デ
ータを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とによりブロ
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ー決定
手段と、上記圧縮符号化手段及び上記情報圧縮パラメー
ター決定手段の両出力を送信する送信装置において、上記ビット配分算出手段は、既にビット配分が行われた
２次元ブロックについて、ビット割当が０以外でありな
がらすべての信号成分の量子化値が０となる２次元ブロ
ックを検出する検出手段と、該ビット割当が０以外でありながらすべての信号成分の
量子化値が０となる２次元ブロックが検出されたとき、
該２次元ブロックのビット割当又は情報圧縮パラメータ
ーを変更する変更手段とを備え、該２次元ブロックのビット割当又は情報圧縮パラメータ
ーの変更に応じて、ビットの再配分を行うことを特徴と
するディジタル信号送信装置。