JP2001044847A - Reversible coding method, reversible decoding method, system adopting the methods and each program recording medium - Google Patents

Reversible coding method, reversible decoding method, system adopting the methods and each program recording medium

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JP2001044847A JP2000147022A JP2000147022A JP2001044847A JP 2001044847 A JP2001044847 A JP 2001044847A JP 2000147022 A JP2000147022 A JP 2000147022A JP 2000147022 A JP2000147022 A JP 2000147022A JP 2001044847 A JP2001044847 A JP 2001044847A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To compress a digital input signal at a high compression rate and to completely reproduce the signal. SOLUTION: This reversible coding method includes a process, where a digital input signal is converted into a bit stream in a code absolute value expression for each frame, a process where the bit stream is separated into each bit (110), a process where the bits are connected by each bit position in time sequence (160), and a process where reversible coding is applied to each bit stream obtained by the connection (150). The reversible decoding method includes a process, where reversible decoding is applied to each frame of reversible coding series (210), a process where each bit obtained by the reversible decoding is separated into respective bits, a process where each bit is connected by each same time in the order of bit location (220), and a process where frames obtained by the connection are connected sequentially (250).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、各種ディジタル
信号(一例として、音声,音楽などの音響信号や画像信
号)を表現するビット数を削滅する符号化方法、その符
号を再生する復号化方法、これらの装置及びプログラム
記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coding method for eliminating the number of bits representing various digital signals (for example, audio signals such as voice and music and image signals), a decoding method for reproducing the codes, The present invention relates to these devices and program recording media.

【0002】[0002]

【従来の技術】音声,画像などの情報を圧縮する方法と
して、歪を許す非可逆な圧縮符号化と歪を許さない可逆
な圧縮符号化とがある。非可逆な圧縮としては、ITU
−TやISO/IEC MPEGの標準として、種々の
方式が知られている。これらの方式を使うと、わずかの
歪に押さえつつ、元のディジタル信号を1/10以下ま
でに圧縮することが可能である。しかし、その歪は符号
化条件や入力信号に依存し、用途によっては再生信号の
劣化が間題となる場合がある。一方、元の信号を完全に
再現できる可逆な圧縮方法として、コンピュータのファ
イルやテキストの圧縮によく使われているユニバーサル
な圧縮符号化が知られている。これは入力系列の統計を
参照しながら圧縮符号化を行うもので、どのような信号
に対しても圧縮が可能で、テキストなどを1/2程度ま
で圧縮できるが、音声や画像のデータに直接適用しても
圧縮効果は2割程度にとどまる。
2. Description of the Related Art As a method for compressing information such as voice and image, there are irreversible compression coding allowing distortion and reversible compression coding allowing no distortion. As irreversible compression, ITU
Various systems are known as standards of -T and ISO / IEC MPEG. By using these methods, it is possible to compress the original digital signal to 1/10 or less while suppressing the distortion. However, the distortion depends on the encoding conditions and the input signal, and the degradation of the reproduced signal may be a problem depending on the application. On the other hand, as a reversible compression method capable of completely reproducing an original signal, universal compression encoding which is widely used for compression of computer files and texts is known. In this method, compression encoding is performed while referring to the statistics of the input sequence. Any signal can be compressed, and text can be compressed to about 1/2, but it can be directly applied to audio and image data. Even if applied, the compression effect is only about 20%.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は、非可逆符号化と可逆符号化とが、圧縮される情報の
種類や用途によって使い分けられていた。この場合、1
つの情報に対して2種類の圧縮ファイルを用意する必要
があるので、全体として圧縮効率が上がらず、また、取
り扱いが不便であった。この発明はディジタル信号を高
い圧縮効率で歪なく圧縮する符号化方法、該方法で圧縮
された信号を元の信号に復元する復号化方法を提供する
ことを目的とする。
As described above, lossy coding and lossless coding have conventionally been used depending on the type and use of information to be compressed. In this case, 1
Since it is necessary to prepare two types of compressed files for one piece of information, the compression efficiency is not improved as a whole, and handling is inconvenient. An object of the present invention is to provide an encoding method for compressing a digital signal with high compression efficiency and no distortion, and a decoding method for restoring a signal compressed by the method to an original signal.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明では、歪を許す
符号化を使用して、ディジタル入力信号を少ないビット
数で量子化する。そして、その量子化信号と元のディジ
タル入力信号との誤差信号(振幅の小さくなった信号)
を、歪のない符号化を使用して、圧縮する。これによっ
て、最終的に歪が生じないまま圧縮率を高めることが可
能である点が、可逆符号化と非可逆符号化とを単独で使
用する従来の符号化には無い特徴である。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, a digital input signal is quantized with a small number of bits by using encoding that allows distortion. Then, an error signal (a signal having a reduced amplitude) between the quantized signal and the original digital input signal.
Is compressed using undistorted coding. As a result, it is possible to increase the compression ratio without finally generating distortion, which is a feature not found in the conventional coding using lossless coding and irreversible coding independently.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下の実施形態はクレームにかか
る発明を限定するものではない。また、目的の達成のた
めに、実施形態中で説明されている特徴のすべての組み
合わせが必ずしも必要となるものではない。以下、図面
を参照して、この発明の実施形態について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following embodiments do not limit the claimed invention. In addition, not all combinations of the features described in the embodiments are necessarily required to achieve the purpose. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0006】§1.第1実施形態 図1は、この発明の第1実施形態による符号化装置およ
び復号化装置の構成例を示すブロック図である。図1に
示される符号化装置では、ディジタル入力信号の時系列
(以下「ディジタル入力信号系列」と称する)が、入力
端子100から入力される。そして、フレーム分割部1
10が、上記ディジタル入力信号系列を、例えば102
4個のディジタル入力信号(即ち、1024点のサンプ
ル)からなるフレーム単位に、順次分割する。
§1. First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an encoding device and a decoding device according to a first embodiment of the present invention. In the encoding device shown in FIG. 1, a time series of a digital input signal (hereinafter, referred to as a “digital input signal series”) is input from an input terminal 100. Then, the frame dividing unit 1
10 converts the digital input signal sequence into, for example, 102
It is sequentially divided into frame units each composed of four digital input signals (that is, 1024 samples).

【0007】次に、可逆符号化部150による可逆圧縮
符号化の効率を上げるために、ならびかえ部160が、
フレーム内の各ディジタル入力信号(即ち、ビット列)
のビットをならびかえる。ならびかえ部160による処
理の詳細を以下に説明する。
Next, in order to increase the efficiency of lossless compression encoding by the lossless encoding unit 150, the reordering unit 160
Each digital input signal (ie, bit sequence) in the frame
The bits of Details of the processing by the reordering unit 160 will be described below.

【0008】図2は、第1実施形態におけるならびかえ
部160の処理の一例を示す説明図である。図2のA
は、ならびかえ部160への入力(即ち、1フレーム分
のディジタル入力信号)を示す。各ディジタル入力信号
では、該ディジタル入力信号の振幅(ここでは、正また
は負の整数とする)が、2の補数表現で表現される。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the processing of the reordering unit 160 in the first embodiment. A in FIG.
Indicates an input to the reordering unit 160 (that is, a digital input signal for one frame). In each digital input signal, the amplitude (here, a positive or negative integer) of the digital input signal is represented by a two's complement expression.

【0009】まず、ならびかえ部160は、フレーム内
の各ディジタル入力信号を、2の補数表現によるビット
列から、符号絶対値表現によるビット列へ変換する(図
2のB参照)。変換後のディジタル入力信号では、MS
B(Most Significant Bit:最上位ビット)〜第2LS
Bが振幅の絶対値を示し、LSB(Least Significant
Bit :最下位ビット)が振幅の符号を示す。
First, the reordering unit 160 converts each digital input signal in a frame from a bit string represented by a two's complement representation to a bit string represented by a sign absolute value (see FIG. 2B). In the converted digital input signal, MS
B (Most Significant Bit: most significant bit)-2nd LS
B indicates the absolute value of the amplitude, and LSB (Least Significant)
Bit: least significant bit) indicates the sign of the amplitude.

【0010】次に、ならびかえ部160は、変換後のデ
ィジタル入力信号を個々のビットに分解する。最後に、
ならびかえ部160は、分解によって生じた各ビット
を、各ビットのビット位置(即ち、MSB,第2MS
B,……,LSB)毎に、即ち、図2の水平方向に結合
する(図2のC参照)。なお、ならびかえ部160は、
分解によって生じたビットの全てではなく、分解によっ
て生じたビットの一部を結合してもよい。また、ならび
かえ部160は、分解によって生じたビットを、各ビッ
ト位置毎ではなく、複数のビット位置毎に結合してもよ
い。
Next, the reordering unit 160 decomposes the converted digital input signal into individual bits. Finally,
The reordering unit 160 converts each bit generated by the decomposition into a bit position of each bit (ie, MSB, second MS).
B,..., LSB), that is, in the horizontal direction in FIG. 2 (see C in FIG. 2). In addition, the reordering unit 160
Some of the bits generated by the decomposition may be combined instead of all of the bits generated by the decomposition. The reordering unit 160 may combine the bits generated by the disassembly for each of a plurality of bit positions instead of for each bit position.

【0011】図3は、第1実施形態におけるならびかえ
部160の出力(以下、「変換ディジタル入力信号」と
称する)の一例を示す説明図である。図3において、水
平方向のビット列(即ち、同じビット位置の1024個
のビットからなるビット列)をそれぞれ「水平ビット
列」と称する。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an output (hereinafter, referred to as a "converted digital input signal") of the reordering unit 160 in the first embodiment. In FIG. 3, each bit string in the horizontal direction (that is, a bit string composed of 1024 bits at the same bit position) is referred to as a “horizontal bit string”.

【0012】次に、可逆符号化部150が、ならびかえ
部160の出力を可逆圧縮符号化する。可逆符号化部1
50による処理の詳細を以下に説明する。
Next, the lossless encoding unit 150 performs lossless compression encoding on the output of the reordering unit 160. Lossless encoding unit 1
The details of the processing by 50 will be described below.

【0013】まず、可逆符号化部150は、MSBから
第jMSB(例えば、第4MSB)までの水平ビット列
を、それぞれ、以下の〜の方法で符号化する。 水平ビット列を構成する1024個のビットが全て
“0”ならば、該水平ビット列を“0”に符号化する。 水平ビット列を構成する1024個のビットのう
ち、1つのビットが“1”ならば、該水平ビット列を、
該“1”であるビットの位置を示すビット列(一例とし
て10ビットとする)を“10”の後に連結したビット
列に符号化する。 水平ビット列を構成する1024個のビットのう
ち、2つのビットが“1”ならば、該水平ビット列を、
該“1”であるビットの位置を示すビット列(一例とし
て10ビット×2とする)を“110”の後に連結した
ビット列に符号化する。 水平ビット列を構成する1024個のビットのう
ち、3つ以上のビットが“1”ならば、該水平ビット列
を“111”の後に連結する。
First, the lossless encoding unit 150 encodes the horizontal bit strings from the MSB to the j-th MSB (for example, the fourth MSB) by the following methods. If the 1024 bits forming the horizontal bit string are all “0”, the horizontal bit string is encoded to “0”. If one of the 1024 bits forming the horizontal bit string is “1”, the horizontal bit string is expressed as:
The bit string indicating the position of the bit “1” (10 bits as an example) is encoded into a bit string concatenated after “10”. If two of the 1024 bits forming the horizontal bit string are “1”, the horizontal bit string is expressed as:
The bit string indicating the position of the bit being “1” (for example, 10 bits × 2) is encoded into a bit string concatenated after “110”. If three or more of the 1024 bits forming the horizontal bit string are “1”, the horizontal bit string is connected after “111”.

【0014】また、可逆符号化部150は、第(j+
1)MSBからLSBまでの水平ビット列を、それぞれ
符号化する。この場合、可逆符号化部150は、該水平
ビット列を、上記〜の方法で符号化してもよいし、
または、各ディジタル入力信号毎に(即ち、図3の垂直
方向に)結合し直した後、一般的によく知られた符号化
方法を用いて、該ディジタル入力信号単位で符号化して
もよい。
Further, the lossless encoding unit 150 generates the (j +
1) Encode horizontal bit strings from the MSB to the LSB. In this case, the lossless encoding unit 150 may encode the horizontal bit string by the above-described methods,
Alternatively, after recombining each digital input signal (that is, in the vertical direction in FIG. 3), encoding may be performed for each digital input signal using a generally well-known encoding method.

【0015】なお、可逆符号化部150は、上記の符号
化方法以外にも、連続する系列がある場合や頻繁に出現
する系列がある場合を利用した可逆圧縮符号化を行って
もよい。ハフマン符号化や算術符号化などのエントロピ
ィ符号化がその例である。また、ならびかえ部160の
出力に、テキスト等を可逆に圧縮するユニバーサル符号
化を適用することでも圧縮効率が改善される。
The lossless encoding section 150 may perform lossless compression encoding using a case where there is a continuous sequence or a case where there is a frequently appearing sequence, in addition to the above-described encoding method. Entropy coding such as Huffman coding or arithmetic coding is an example. The compression efficiency is also improved by applying universal encoding for reversibly compressing text or the like to the output of the reordering unit 160.

【0016】以上の処理によって、図1に示される符号
化装置は、可逆符号化部150から可逆圧縮符号I
(e)を出力する。
By the above processing, the encoding apparatus shown in FIG.
(E) is output.

【0017】これに対して、図1に示される復号化装置
では、まず、可逆復号化部210が、可逆符号化部15
0と逆の処理(即ち、復号化)を行うことによって、可
逆圧縮符号I(e)を復号化する。次に、ならびかえ部
220が、ならびかえ部160と逆の処理を行うことに
よって、ディジタル入力信号をフレーム単位で順次出力
する。最後に、フレーム合成部250が、ならびかえ部
220の出力を順次連結することによって、元のディジ
タル入力信号系列を再生する。以上の処理によって、該
ディジタル入力信号系列が、出力端子260から出力さ
れる。
On the other hand, in the decoding device shown in FIG. 1, first, the lossless decoding unit 210
The lossless compression code I (e) is decoded by performing processing opposite to 0 (that is, decoding). Next, the reordering unit 220 performs a process reverse to that of the reordering unit 160 to sequentially output digital input signals in frame units. Finally, the frame synthesizing unit 250 reproduces the original digital input signal sequence by sequentially connecting the outputs of the reordering unit 220. By the above processing, the digital input signal sequence is output from the output terminal 260.

【0018】§2.第2実施形態 図4は、この発明の第2実施形態による符号化装置およ
び復号化装置の構成例を示すブロック図である。図4に
おいて、図1の各部に対応する部分には同一の符号を付
け、その説明を省略する。図4に示される符号化装置で
は、まず、フレーム分割部110が、入力端子100か
らのディジタル入力信号系列を、例えば1024個のデ
ィジタル入力信号(即ち、1024点のサンプル)から
なるフレーム単位に、順次分割する。次に、非可逆量子
化部120が、フレーム分割部110の出力を、圧縮符
号化する。この符号化は、復号化時に元のディジタル入
力信号をある程度再現できる方式であれば、入力信号に
適した如何なる方式でもよい。例えば、上記ディジタル
入力信号が音声であればITU−Tの音声符号化などが
利用でき、音楽であればMPEGまたはTwin VQなど
が利用でき、映像であればMPEGなどが利用できる。
なお、非可逆量子化部120の出力を「非可逆圧縮符号
I(n)」と称する。
§2. Second Embodiment FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of an encoding device and a decoding device according to a second embodiment of the present invention. 4, parts corresponding to the respective parts in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the encoding apparatus shown in FIG. 4, first, frame dividing section 110 converts a digital input signal sequence from input terminal 100 into a frame unit composed of, for example, 1024 digital input signals (that is, 1024 samples). Divide sequentially. Next, the lossy quantization unit 120 compression-encodes the output of the frame division unit 110. This encoding may be any method suitable for the input signal as long as the original digital input signal can be reproduced to some extent during decoding. For example, if the digital input signal is audio, ITU-T audio coding can be used, if it is music, MPEG or Twin VQ can be used, and if it is video, MPEG can be used.
Note that the output of the irreversible quantization unit 120 is referred to as “irreversible compression code I (n)”.

【0019】次に、非可逆量子化部120に対応する復
号器(即ち、逆量子化部230)と同様構成の逆量子化
部130が、非可逆圧縮符号I(n)から局部再生信号
を生成する。そして、減算部140が、局部再生信号と
元のディジタル入力信号との誤差信号を求める。通常、
この誤差信号の振幅は、元のディジタル入力信号の振幅
よりもかなり小さい。故に、ディジタル入力信号を可逆
圧縮符号化するよりも、誤差信号を可逆圧縮符号化する
方が容易である。そして、誤差信号を歪み無く再生でき
るならば、可逆圧縮符号化された誤差信号と非可逆圧縮
符号化された元のディジタル入力信号とを組み合わせる
ことによって、元のディジタル入力信号を歪み無く再生
できる。そこで、このこと(誤差信号は振幅が小さく可
逆圧縮符号化が容易であること)を利用して、可逆符号
化部150が、誤差信号を可逆圧縮符号化する。
Next, an inverse quantization unit 130 having the same configuration as the decoder corresponding to the irreversible quantization unit 120 (that is, the inverse quantization unit 230) converts the local reproduced signal from the irreversible compression code I (n). Generate. Then, subtraction section 140 obtains an error signal between the local reproduction signal and the original digital input signal. Normal,
The amplitude of this error signal is much smaller than the amplitude of the original digital input signal. Therefore, it is easier to losslessly compress the error signal than to losslessly compress the digital input signal. If the error signal can be reproduced without distortion, the original digital input signal can be reproduced without distortion by combining the lossless compression-coded error signal and the irreversible compression-coded original digital input signal. Therefore, utilizing this fact (the error signal has a small amplitude and the lossless compression encoding is easy), the lossless encoding unit 150 performs the lossless compression encoding of the error signal.

【0020】この際、可逆符号化部150による可逆圧
縮符号化の効率を上げるために、ならびかえ部160
が、誤差信号(即ち、ビット列)のビットをならびかえ
る。ならびかえ部160による処理の詳細を以下に説明
する。図5は、第2実施形態におけるならびかえ部16
0の処理の一例を示す説明図である。ディジタル入力信
号(図5のA参照)では、2の補数表現で、正負の整数
が表現される。図5のBは、図5のAに示されるディジ
タル入力信号と該ディジタル入力信号に対応する局部再
生信号との誤差信号を示す。ならびかえ部160は、こ
の誤差信号(即ち、ビット列)を、2の補数表現による
ビット列から、符号絶対値表現によるビット列へ変換す
る(図5のC参照)。次に、ならびかえ部160は、変
換後の誤差信号を個々のビットに分解する。最後に、な
らびかえ部160は、分解によって生じた各ビットを、
各ビットのビット位置(即ち、MSB,第2MSB,…
…,LSB)毎に、即ち、図5の水平方向に結合する
(図5のD参照)。図6は、第2実施形態におけるなら
びかえ部160の出力(以下、「変換誤差信号」と称す
る)の一例を示す説明図である。図6において、水平方
向のビット列(即ち、同じビット位置の1024個のビ
ットからなるビット列)をそれぞれ「水平ビット列」と
称する。以上のならびかえでは、各誤差信号の値はまっ
たく変らない。ところが、誤差信号は振幅が小さいの
で、ならびかえ部160の出力では、具体例が図6に示
されるように、上位のビットは全て“0”となることが
多い。その結果、“0”が連続することによって、誤差
信号の可逆圧縮符号化効率が上がる。なお、上記ならび
かえは、誤差信号(即ち、垂直方向のビット列)を水平
方向にビットスライスすることであると云える。
At this time, in order to increase the efficiency of lossless compression encoding by the lossless encoding unit 150, the reordering unit 160
Reorders the bits of the error signal (ie, bit sequence). Details of the processing by the reordering unit 160 will be described below. FIG. 5 shows the rearranging unit 16 according to the second embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a process 0. In the digital input signal (see A in FIG. 5), positive and negative integers are represented in two's complement representation. FIG. 5B shows an error signal between the digital input signal shown in FIG. 5A and a local reproduction signal corresponding to the digital input signal. The reordering unit 160 converts the error signal (that is, the bit string) from the bit string in the two's complement representation to the bit string in the sign absolute value representation (see C in FIG. 5). Next, the reordering unit 160 decomposes the converted error signal into individual bits. Finally, the reordering unit 160 converts each bit generated by the decomposition into
The bit position of each bit (ie, MSB, second MSB,...)
.., LSB), that is, in the horizontal direction in FIG. 5 (see D in FIG. 5). FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of an output of the reordering unit 160 (hereinafter, referred to as a “conversion error signal”) according to the second embodiment. In FIG. 6, each bit string in the horizontal direction (that is, a bit string composed of 1024 bits at the same bit position) is referred to as a “horizontal bit string”. In the above replacement, the value of each error signal does not change at all. However, since the error signal has a small amplitude, in the output of the reordering unit 160, all the upper bits are often "0" as shown in FIG. As a result, the lossless compression encoding efficiency of the error signal increases due to the continuous “0”. It can be said that the reordering is to bit slice the error signal (that is, the bit string in the vertical direction) in the horizontal direction.

【0021】次に、可逆符号化部150が、ならびかえ
部160の出力を可逆圧縮符号化する。可逆符号化部1
50による処理の詳細を以下に説明する。
Next, the lossless encoding unit 150 performs lossless compression encoding on the output of the reordering unit 160. Lossless encoding unit 1
The details of the processing by 50 will be described below.

【0022】まず、可逆符号化部150は、MSBから
第jMSB(例えば、第4MSB)までの水平ビット列
を、それぞれ、以下の〜の方法で符号化する。 水平ビット列を構成する1024個のビットが全て
“0”ならば、該水平ビット列を“0”に符号化する。 水平ビット列を構成する1024個のビットのう
ち、1つのビットが“1”ならば、該水平ビット列を、
該“1”であるビットの位置を示すビット列(一例とし
て10ビットとする)を“10”の後に連結したビット
列に符号化する。 水平ビット列を構成する1024個のビットのう
ち、2つのビットが“1”ならば、該水平ビット列を、
該“1”であるビットの位置を示すビット列(一例とし
て10ビット×2とする)を“110”の後に連結した
ビット列に符号化する。 水平ビット列を構成する1024個のビットのう
ち、3つ以上のビットが“1”ならば、該水平ビット列
を“111”の後に連結する。
First, the lossless encoding unit 150 encodes the horizontal bit strings from the MSB to the j-th MSB (for example, the fourth MSB) by the following methods (1) to (4). If the 1024 bits forming the horizontal bit string are all “0”, the horizontal bit string is encoded to “0”. If one of the 1024 bits forming the horizontal bit string is “1”, the horizontal bit string is expressed as:
The bit string indicating the position of the bit “1” (10 bits as an example) is encoded into a bit string concatenated after “10”. If two of the 1024 bits forming the horizontal bit string are “1”, the horizontal bit string is expressed as:
The bit string indicating the position of the bit being “1” (for example, 10 bits × 2) is encoded into a bit string concatenated after “110”. If three or more of the 1024 bits forming the horizontal bit string are “1”, the horizontal bit string is connected after “111”.

【0023】また、可逆符号化部150は、第(j+
1)MSBからLSBまでの水平ビット列を、それぞれ
符号化する。この場合、可逆符号化部150は、該水平
ビット列を、上記〜の方法で符号化してもよいし、
または、各誤差信号毎に(即ち、図6の垂直方向に)結
合し直した後、一般的によく知られた符号化方法を用い
て、該誤差信号単位で符号化してもよい。
Further, the lossless encoding unit 150 outputs the (j +
1) Encode horizontal bit strings from the MSB to the LSB. In this case, the lossless encoding unit 150 may encode the horizontal bit string by the above-described methods,
Alternatively, after each error signal is recombined for each error signal (that is, in the vertical direction in FIG. 6), encoding may be performed for each error signal using a generally well-known encoding method.

【0024】「以上の可逆圧縮符号化によると、MSB
が“1”であるディジタル入力信号が多くても、該ディ
ジタル入力信号に対応する誤差信号の振幅が20〔d
B〕小さくなると、誤差信号のMSB〜第3MSBには
“1”が殆どない」ということが、図6からも期待でき
る。この場合、上記ならびかえを行うことによって、該
ならびかえを行わない場合と比較して、誤差信号のビッ
ト数の約3/16を削減できることになる。
According to the above lossless compression encoding, the MSB
Is "1", the amplitude of the error signal corresponding to the digital input signal is 20 [d
B] It can be expected from FIG. 6 that when the value becomes smaller, "1" hardly exists in the MSB to the third MSB of the error signal. " In this case, by performing the reordering, it is possible to reduce approximately 3/16 of the number of bits of the error signal as compared with the case where the reordering is not performed.

【0025】なお、可逆符号化部150は、上記の符号
化方法以外にも、連続する系列がある場合や頻繁に出現
する系列がある場合を利用した可逆圧縮符号化を行って
もよい。ハフマン符号化や算術符号化などのエントロピ
ィ符号化がその例である。また、ならびかえ部160の
出力に、テキスト等を可逆に圧縮するユニバーサル符号
化を適用することでも圧縮効率が改善される。
The lossless encoding unit 150 may perform lossless compression encoding using a case where there is a continuous sequence or a case where there is a frequently appearing sequence, in addition to the above-described encoding method. Entropy coding such as Huffman coding or arithmetic coding is an example. The compression efficiency is also improved by applying universal encoding for reversibly compressing text or the like to the output of the reordering unit 160.

【0026】以上の処理によって、図4に示される符号
化装置は、非可逆量子化部120からの非可逆圧縮符号
I(n)と可逆符号化部150からの可逆圧縮符号I
(e)とを出力する。
By the above processing, the encoding apparatus shown in FIG. 4 performs the irreversible compression code I (n) from the irreversible quantization section 120 and the lossless compression code I (n) from the lossless encoding section 150.
(E) is output.

【0027】これに対して、図4に示される復号化装置
では、可逆復号化部210が、可逆圧縮符号I(e)を
復号化する。そして、ならびかえ部220が、ならびか
え部160と逆の処理を行うことによって、誤差信号を
フレーム単位で順次出力する。また、逆量子化部230
が、非可逆圧縮符号I(n)を復号化する。次に、加算
部240が、逆量子化部230の出力とならびかえ部2
30の出力とを加算する。最後に、フレーム合成部25
0が、加算部240の出力を順次連結することによっ
て、元のディジタル入力信号系列を再生する。以上の処
理によって、該ディジタル入力信号系列が、出力端子2
60から出力される。
On the other hand, in the decoding device shown in FIG. 4, the lossless decoding section 210 decodes the lossless compression code I (e). Then, the reordering unit 220 performs an opposite process to the reordering unit 160, thereby sequentially outputting the error signals in frame units. Also, the inverse quantization unit 230
Decodes the lossy compression code I (n). Next, the addition unit 240 outputs the output of the inverse quantization unit 230 and the reordering unit 2
And 30 outputs. Finally, the frame synthesizing unit 25
0 reproduces the original digital input signal sequence by sequentially connecting the outputs of the adder 240. By the above processing, the digital input signal sequence is output to the output terminal 2
It is output from 60.

【0028】図4に示される符号化装置における非可逆
量子化部120は、例えば、変換符号化法にて構成する
ことができる。この変換符号化法は、例えば、特開平8
−44399号公報に示されている。この例を図7を参
照して簡単に述べる。フレーム分割部14が、フレーム
分割部110の出力から、Nサンプル毎に、過去の2N
サンプルを抽出する。この2Nサンプルからなる系列
は、重ね合わせ直交変換(LOT:Lapped Orthogonal
Transform )処理用フレームである。時間窓掛部15
が、このLOT処理用フレームに時間窓を掛ける。時間
窓掛部15の出力は、一方では、重ね合わせ直交変換の
一種であるN次のMDCT(Modified Discrete Cosine
Transform:変形離散コサイン変換)部16によって、
周波数領域係数に変形離散コサイン変換される。時間窓
掛部15の出力は、他方では、線形予測分析部17によ
って線形予測分析される。その結果、P次の予測係数α
0 ,…,αP が求められる。量子化部18が、この
予測係数α0 ,…,αP を、例えばLSPパラメー
タあるいはkパラメータに変換してから量子化すること
によって、スペクトラム概形を示すインデックスIP
を得る。ここで、「スペクトラム概形(spectrum envel
ope) 」は、MDCT係数の振幅の包絡を意味する。
The irreversible quantization unit 120 in the encoding device shown in FIG. 4 can be constituted by, for example, a transform encoding method. This transform coding method is described in, for example,
No. 44399. This example will be briefly described with reference to FIG. From the output of the frame dividing unit 110, the frame dividing unit 14 calculates the past 2N
Extract a sample. The sequence composed of 2N samples is formed by an LOT (Lapped Orthogonal Transform).
Transform) This is a processing frame. Time window section 15
Apply a time window to the LOT processing frame. On the other hand, the output of the time windowing unit 15 is an Nth-order MDCT (Modified Discrete Cosine) which is a kind of superposition orthogonal transform.
Transform: Modified discrete cosine transform) unit 16
Modified discrete cosine transform is performed on frequency domain coefficients. On the other hand, the output of the time windowing unit 15 is subjected to linear prediction analysis by the linear prediction analysis unit 17. As a result, the P-order prediction coefficient α
0,..., ΑP are obtained. The quantization unit 18 converts the prediction coefficients α0,..., ΑP into, for example, an LSP parameter or a k parameter and then quantizes the prediction coefficients α0,.
Get. Here, "spectrum envelope"
ope) "means the envelope of the amplitude of the MDCT coefficients.

【0029】スペクトラム概形計算部21が、予測係数
α0 ,…,αP のスペクトラム概形を求める。正規
化部22が、MDCT部16からのスペクトラム振幅
を、上記スペクトラム概形で各対応サンプルごとに除算
する(即ち、正規化する)ことによって、現フレームF
の残差係数R(F)を得る。ここで、「残差係数(resi
dual coefficient)」は、スペクトル概形で平坦化され
たMDCT係数を意味する。重み計算部24が、スペク
トラム概形計算部21からのスペクトラム概形と残差概
形計算部23からの残差係数概形ER (F)とを各対
応サンプルごとに掛け合わせることによって、重み付け
係数W1 ,…,WN (ベクトルWで表す)を得る。
ここで、「残差係数概形(envelope of residual coeff
icient)」は、残差係数を周波数軸においてさらに細か
く分析した概形を意味する。そして、重み計算部24
は、該重み付け係数Wを量子化部25へ供給する。
The spectrum shape calculator 21 calculates the spectrum shape of the prediction coefficients α0,..., ΑP. The normalizing unit 22 divides (i.e., normalizes) the spectrum amplitude from the MDCT unit 16 for each corresponding sample using the spectrum outline, thereby obtaining the current frame F.
To obtain the residual coefficient R (F). Here, "residual coefficient (resi
"dual coefficient)" means an MDCT coefficient that has been flattened in a spectral outline. The weight calculation unit 24 multiplies the spectrum outline from the spectrum outline calculation unit 21 and the residual coefficient outline ER (F) from the residual outline calculation unit 23 for each corresponding sample, thereby obtaining a weighting coefficient. , WN (represented by the vector W).
Here, "envelope of residual coeff
“icient)” means an outline obtained by further analyzing the residual coefficient in the frequency axis. And the weight calculator 24
Supplies the weighting coefficient W to the quantization unit 25.

【0030】残差概形正規化部26が、正規化部22か
らの現フレームFの残差係数R(F)を残差係数概形計
算部23からの残差係数概形で除算する(即ち、正規化
する)ことによって、微細構造係数を得る。ここで、
「微細構造係数(fine structure coefficient)」は、
平坦化されたMDCT係数を残差係数概形によって更に
平坦化したMDCT係数を意味する。パワー正規化部2
7が、現フレームの微細構造係数を、その振幅の平均値
またはパワーの平均値の平方根である正規化ゲインg
(F)で割算(即ち、正規化)し、その結果を正規化微
細構造係数X(F)=(x1 ,…,xN )として量
子化部25へ供給する。パワー正規化部27は、上記正
規化ゲインg(F)を逆正規化部31に与える。また、
パワー正規化部27は、上記正規化ゲインg(F)を量
子化し、その結果をインデックスIGとして出力する。
The residual approximate normalizing section 26 divides the residual coefficient R (F) of the current frame F from the normalizing section 22 by the residual coefficient approximate form from the residual coefficient approximate calculating section 23 ( That is, by normalizing), a fine structure coefficient is obtained. here,
"Fine structure coefficient"
This means an MDCT coefficient obtained by further flattening the flattened MDCT coefficient by a residual coefficient outline. Power normalization unit 2
7 is the normalized gain g which is the average value of the amplitude or the square root of the average value of the power.
The result is divided by (F) (that is, normalized), and the result is supplied to the quantization unit 25 as a normalized fine structure coefficient X (F) = (x1,..., XN). The power normalizing section 27 gives the above-mentioned normalized gain g (F) to the inverse normalizing section 31. Also,
The power normalizing unit 27 quantizes the normalized gain g (F), and outputs the result as an index IG.

【0031】量子化部25が、正規化微細構造係数X
(F)に対し重み付け係数Wによって重み付けを行った
後、ベクトル量子化することによって、量子化小系列C
(m)を得る。ここで、量子化小系列C(m)は、M個
のベクトルC(m1 ),C(m2 ),…,C(mM
)を構成する要素系列である。逆正規化部31が、量
子化小系列C(m)を、パワー正規化部27からの正規
化ゲインg(F)によって逆正規化し、更に、残差概形
計算部23からの残差係数概形を乗算することによっ
て、量子化残差係数Rq(F)を再生する。残差概形計
算部23が、量子化残差係数Rq(F)の概形を求め
る。
The quantization unit 25 calculates the normalized fine structure coefficient X
(F) is weighted by a weighting coefficient W, and then vector-quantized to obtain a quantized small series C
(M) is obtained. Here, the quantized small series C (m) is composed of M vectors C (m1), C (m2),.
). The inverse normalization unit 31 inversely normalizes the quantized small series C (m) using the normalization gain g (F) from the power normalization unit 27, and furthermore, the residual coefficient from the residual approximate shape calculation unit 23. Regenerate the quantized residual coefficient Rq (F) by multiplying the approximate shape. The residual approximate shape calculation unit 23 calculates an approximate shape of the quantized residual coefficient Rq (F).

【0032】線形予測係数の量子化値を示すインデック
スIP と、微細構造係数のパワー正規化利得の量子化
値を示すインデックスIG と、微細構造係数の量子化
値を示すインデックスIm とが、非可逆圧縮符号I
(n)として、非可逆量子化部120から出力される。
The index IP indicating the quantization value of the linear prediction coefficient, the index IG indicating the quantization value of the power normalization gain of the fine structure coefficient, and the index Im indicating the quantization value of the fine structure coefficient are irreversible. Compression code I
(N) is output from the irreversible quantization unit 120.

【0033】逆量子化部130においては、インデック
スIm に対応した正規化微細構造係数とインデックス
IG と対応した正規化ゲインとが、それぞれ、パワー
逆正規化部53に入力される。パワー逆正規化部53
は、正規化微細構造係数を正規化ゲインによって逆正規
化することによって、微細構造係数を得る。残差概形逆
正規化部54が、残差概形計算部55からの残差概形E
R を徴細構造係数に乗算する(即ち、逆正規化する)
ことによって、残差係数Rq(F) を再生する。残差概
形計算部55が、この再生された残差係数Rq(F) の
概形を、非可逆量子化部120の残差概形計算部23と
同じ方法で計算する。
In the inverse quantization unit 130, the normalized fine structure coefficient corresponding to the index Im and the normalized gain corresponding to the index IG are input to the power inverse normalization unit 53, respectively. Power inverse normalization unit 53
Obtains a fine structure coefficient by denormalizing the normalized fine structure coefficient with a normalization gain. The residual approximate inverse normalizer 54 calculates the residual approximate E from the residual approximate calculator 55.
Multiply (ie, denormalize) the fine structure coefficient by R 1
Thus, the residual coefficient Rq (F) is reproduced. The residual approximate shape calculation unit 55 calculates the approximate shape of the reproduced residual coefficient Rq (F) in the same manner as the residual approximate shape calculation unit 23 of the irreversible quantization unit 120.

【0034】一方、逆正規化部57が、スペクトラム概
形計算部21からのスペクトラム概形を残差概形逆正規
化部54からの残差係数Rq(F) に乗算する(即ち、
逆正規化する)ことによって、周波数領域係数を再生す
る。逆MDCT部58が、上記周波数領域係数を、フレ
ーム毎にN次の逆変形離散コサイン変換することによっ
て、2Nサンプルの時間領域信号(以下「逆LOT処理
用フレーム」と称する)に変換する。窓掛部59が、こ
の時間領域信号に、フレームごとに時間窓を掛ける。フ
レーム重ね合わせ部61が、窓掛部59の出力(2Nサ
ンプルの逆LOT処理用現フレーム)の前半Nサンプル
と1つ前のフレームの後半Nサンプルとを互いに加算
し、その結果得られたNサンプルを、現フレームの逆量
子化信号として、滅算部140に出力する。
On the other hand, the inverse normalization section 57 multiplies the spectrum outline from the spectrum outline calculation section 21 by the residual coefficient Rq (F) from the residual outline inverse normalization section 54 (ie,
Inverse normalization) reproduces the frequency domain coefficients. The inverse MDCT unit 58 converts the frequency domain coefficient into a time domain signal of 2N samples (hereinafter, referred to as “frame for inverse LOT processing”) by performing an Nth-order inverse modified discrete cosine transform for each frame. The windowing unit 59 applies a time window to the time domain signal for each frame. The frame superposition unit 61 adds the former N samples of the output of the windowing unit 59 (current frame for inverse LOT processing of 2N samples) and the latter N samples of the immediately preceding frame to each other, and obtains the resulting N The sample is output to the subtraction unit 140 as an inverse quantization signal of the current frame.

【0035】また、非可逆量子化部120の例として、
周波数領域で分割し階層的に符号化する構成を、図8を
参照して簡単に述べる。この構成は、特闘平8−263
096号公報に示されている。フレーム分割部110か
らの原音入力信号21は、最高周波数がf4 であり、
標本化周波数が2f4 である。第1帯域選択手段であ
る第1サンプルレート変換器221 が、原音入力信号
21から、最高周波数f1 かつ標本化周波数2f1
(但しf1 <f2 <f3 <f4 )の第1帯域信
号231 を取り出す。第1符号器241 が、第1帯
域信号231を、第1符号C1 に符号化する。第1復
号器251 が、第1符号C1 を、最高周波数f1
かつ標本化周波数2f1 の復号信号121 に復号化
する。第1サンプルレート変換器261 が、復号信号
121 を、最高周波数f2かつ標本化周波数2f2
の第1変換復号信号に変換する。一方、第2帯域選択手
段であるサンプルレート変換器222 が、原音入力信
号21から、最高周波数f2 かつ標本化周波数が2f
2 の第2帯域信号232 を取り出す。第2差回路2
82 が、第2帯域信号232 から第1変換復号信号
を減算することによって、第2差信号292 を得る。
第2符号器242 が、第2差信号292 を、第2符
号C2 に符号化する。
As an example of the irreversible quantization unit 120,
A configuration for dividing in the frequency domain and performing hierarchical coding will be briefly described with reference to FIG. This configuration is based on the 8-80
No. 096. The highest frequency of the original sound input signal 21 from the frame dividing unit 110 is f4,
The sampling frequency is 2f4. A first sample rate converter 221 serving as a first band selecting means converts a maximum frequency f1 and a sampling frequency 2f1 from the original sound input signal 21.
The first band signal 231 of (where f1 <f2 <f3 <f4) is extracted. The first encoder 241 encodes the first band signal 231 into a first code C1. The first decoder 251 converts the first code C1 into the highest frequency f1.
And it decodes into the decoded signal 121 of sampling frequency 2f1. The first sample rate converter 261 converts the decoded signal 121 into the highest frequency f2 and the sampling frequency 2f2.
To the first converted decoded signal. On the other hand, the sample rate converter 222 which is the second band selecting means outputs the maximum frequency f2 and the sampling frequency 2f from the original sound input signal 21.
2 of the second band signal 232. Second difference circuit 2
82 obtains a second difference signal 292 by subtracting the first transformed decoded signal from the second band signal 232.
The second encoder 242 encodes the second difference signal 292 into a second code C2.

【0036】以下同様の処理を行う。ここでは、第3符
号C3 を得る処理を、i=3(i=2,3,…,n、
この例では4まで)を例として説明する。第i−1(=
第2)復号器25i−1 (252 )が、第i−1
(=第2)符号Ci−1 (=C2 )を、最高周波数
fi−1 (=f2 )かつ標本化周波数2fi−1
(=2f2 )の第i−1(=第2)復号信号に復号化
する。加算器60i−1(=602 )が、第i−1
(=第2)復号信号と第i−2(=第1)変換復号信号
とを加算することによって、第i−1(第2)和信号を
得る。第i−1(=第2)サンプルレート変換器26i
−1 (=262 )が、第i−1(第2)和信号を、
最高周波数fi (=f3 )かつ標本化周波数2fi
(=2f3 )の第i−1(=第2)変換復号信号に
変換する。一方、第i(=第3)帯域選択手段であるサ
ンプルレート変換器22i (=223 )が、原音入
力信号21から、最高周波数fi (=f3 )かつ標
本化周波数2fi (=2f3 )の第i(=第3)帯
域信号23i (=233 )を取り出す。第i(=第
3)差回路28i (283 )が、第i(=第3)帯
域信号23i (=233 )から第i−1(=第2)
変換復号信号を滅算することによって、第i(=第3)
差信号293 を得る。第i(=第3)符号器24i
(=243 )が、第i(=第3)差信号293 を第
i(=第3)符号Ci (=C3 )に符号化する。な
お、第i−1(=第2)復号器25i−1 (=252
)と加算器60i−1 (=602 )と第i−1
(=第2)サンプルレート変換器26i−1 (=26
2 )とは、第i−1(=第2)復号化手段40i−1
(=402 )を構成する。但し、第1復号化手段4
01 では、第i−2層が存在しないので、加算器60
0 は省略される。また、最上位層の帯域信号、この例
では第i+1(=第4)帯域信号234 は最高周波数
f4 の信号であるので、第i+1帯域選択手段である
サンプルレート変換器224 は省略される。
Hereinafter, the same processing is performed. Here, the process of obtaining the third code C3 is described as i = 3 (i = 2, 3,..., N,
In this example, up to 4) will be described as an example. The i-1 (=
2) The decoder 25i-1 (252) outputs the i-1
The (= second) code Ci-1 (= C2) is converted to the highest frequency fi-1 (= f2) and the sampling frequency 2fi-1.
(= 2f2) decoded into the (i-1) th (= second) decoded signal. The adder 60i-1 (= 602) outputs the i-1
By adding the (= second) decoded signal and the (i-2) th (= first) converted decoded signal, an (i-1) th (second) sum signal is obtained. The (i-1) th (= second) sample rate converter 26i
−1 (= 262) is the i−1 (second) sum signal,
Maximum frequency fi (= f3) and sampling frequency 2fi
(= 2f3) into an (i-1) th (= second) transformed decoded signal. On the other hand, the sample rate converter 22i (= 223), which is the i-th (= third) band selecting means, converts the original sound input signal 21 into the i-th signal having the highest frequency fi (= f3) and the sampling frequency 2fi (= 2f3). The (= third) band signal 23i (= 233) is extracted. The i-th (= third) difference circuit 28i (283) converts the i-th (= third) band signal 23i (= 233) to the i-th (= second) signal.
By subtracting the transformed decoded signal, the ith (= third)
The difference signal 293 is obtained. I-th (= third) encoder 24i
(= 243) encodes the ith (= third) difference signal 293 into the ith (= third) code Ci (= C3). Note that the (i−1) th (= second) decoder 25i−1 (= 252)
), Adder 60i-1 (= 602) and i-1.
(= Second) sample rate converter 26i-1 (= 26
2) means the (i-1) th (= second) decoding means 40i-1
(= 402). However, the first decryption means 4
01, since the (i-2) th layer does not exist, the adder 60
0 is omitted. Further, since the band signal of the uppermost layer, in this example, the (i + 1) th (= fourth) band signal 234 is the signal of the highest frequency f4, the sample rate converter 224 as the (i + 1) th band selecting means is omitted.

【0037】図8に示される非可逆量子化部120は、
入力信号帯域をn区間に分割して符号化する場合に適用
できる。第1〜第n(=第4)符号C1 〜Cn (=
C4)は、多重化回路において、フレームごとに多重化
された後、非可逆符号P(n)として出力される。この
場合、多重化回路は、第1〜第i符号のいずれかを選択
して出力するように構成される。第i符号器24i
(i=1〜n:但し、図8ではn=4)は、iが大きく
なるにつれて圧縮率が小さくなるように設定されると、
広帯域、高品質の符号化が可能となる。これを満たすな
らば、上記符号器の符号化方法は、例えば、全て変換符
号化法であってもよい。
The irreversible quantization unit 120 shown in FIG.
This can be applied to a case where an input signal band is divided into n sections and encoded. The first to n-th (= fourth) codes C1 to Cn (=
C4) is multiplexed for each frame by the multiplexing circuit, and then output as a lossy code P (n). In this case, the multiplexing circuit is configured to select and output any one of the first to i-th codes. I-th encoder 24i
(I = 1 to n: where n = 4 in FIG. 8) is set so that the compression ratio decreases as i increases.
Broadband, high-quality encoding becomes possible. If this is satisfied, the encoding method of the encoder may be, for example, a transform encoding method.

【0038】第1〜第n符号器241 〜244 の符
号化法としてはCELP符号化法や変換符号化法などが
使用でき、第1〜第n符号器241 〜244 は、同
一の符号化法を使用してもよいし、互いに異なる符号化
法を使用してもよい。図8に示される非可逆量子化部1
20を用いた場合における逆量子化部130の概略を図
9を参照して述べる。図9は、n=4の場合、つまり、
符号列Cが第l〜第4符号C1 〜C4 からなる場合
である。符号分離手段56が、符号列Cを、第l〜第4
符号Cl 〜C4 に分離する。そして、第1符号C1
が第1復号器571 へ供給され、第2符号C2 が
第2復号器572 へ供給され、第3符号C3 が第3
復号器573 へ供給され、第4符号C4 が第4復号
器574へ供給される。第1復号器571 は、第1符
号C1 を、第1復号信号581 に復号化する。第1
復号信号581 は、第1復号化出力631 として第
1サンプルレート変換器591 に入力される。第1サ
ンプルレート変換器591 は、第1復号化出力631
を、標本化周波数2f2 の第1変換復号信号611
に変換する。一方、第2復号器572 は、第2符号
C2 を、第2復号信号582 に復号化する。第2加
算器622 が、第1変換復号信号611と第2復号信
号582 とを加算することによって、第2復号化出力
632を得る。第2サンプルレート変換器592 が、
第2復号化出力632 を、標本化周波数2f3 の第
2変換復号信号612 に変換する。以下、i=3の場
合について一般化して説明すると、第i(=第3)復号
器57i (=573)が、第i(=第3)符号Ci
(=C3 )を、第i(=第3)復号信号58i (=
583 )に復号化する。第i(=第3)加算器62i
(=623)が、第i−1(=第2)変換復号信号6
1i−1 (=612 )と第i(=第3)復号信号5
8i (=583 )とを加算することによって、第i
(=第3)復号化出力63i (=633 )を得る。
第i(=第3)サンプルレート変換器59i (=59
3 )が、第i(=第3)復号化出力63i (=63
3 )を、標本化周波数2fi+1 (=2f4 )の
第i(=第3)変換復号信号61i (=613 )に
変換する。第i+1(=第4)復号器57i+1(=5
74 )が、第i+1(=第4)符号Ci+1 (=C
4 )を、第i+1(=第4)復号信号58i+1
(=584 )に復号化する。第i+1(=第4)加算
器62i+1 (=624 )が、第i(=第3)変換
復号信号61i (=613 )と第i+1(=第4)
復号信号58i+1 (=584)とを加算することに
よって、第i+1(=第4)復号化出力63i+1
(=634 )を得る。第i+1(=第4)復号化出力
63i+1 (=634 )は、量子化信号として、減
算部140へ供給される。
As a coding method of the first to n-th encoders 241 to 244, a CELP coding method, a transform coding method, or the like can be used, and the first to n-th encoders 241 to 244 use the same coding method. May be used, or different coding methods may be used. The irreversible quantization unit 1 shown in FIG.
An outline of the inverse quantization unit 130 when using No. 20 will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows the case where n = 4, that is,
This is a case where the code string C is composed of the first to fourth codes C1 to C4. The code separating means 56 converts the code string C into the 1st to 4th
It is separated into symbols Cl to C4. Then, the first code C1
Is supplied to the first decoder 571, the second code C2 is supplied to the second decoder 572, and the third code C3 is supplied to the third decoder 571.
The fourth code C4 is supplied to the decoder 573, and the fourth code C4 is supplied to the fourth decoder 574. The first decoder 571 decodes the first code C1 into a first decoded signal 581. First
The decoded signal 581 is input to the first sample rate converter 591 as a first decoded output 631. The first sample rate converter 591 outputs a first decoded output 631
Is converted to the first transformed decoded signal 611 of the sampling frequency 2f2.
Convert to On the other hand, the second decoder 572 decodes the second code C2 into a second decoded signal 582. The second adder 622 adds the first transformed decoded signal 611 and the second decoded signal 582 to obtain a second decoded output 632. The second sample rate converter 592 is
The second decoded output 632 is converted to a second converted decoded signal 612 having a sampling frequency of 2f3. Hereinafter, the case of i = 3 will be generalized and described. The i-th (= third) decoder 57i (= 573) outputs the i-th (= third) code Ci.
(= C3) to the i-th (= third) decoded signal 58i (=
583). I-th (= third) adder 62i
(= 623) is the i−1 (= second) transformed decoded signal 6
1i-1 (= 612) and the ith (= third) decoded signal 5
8i (= 583) and the i-th
The (= third) decoded output 63i (= 633) is obtained.
The ith (= third) sample rate converter 59i (= 59)
3) is the ith (= third) decoded output 63i (= 63)
3) is converted to an ith (= third) transformed decoded signal 61i (= 613) having a sampling frequency of 2fi + 1 (= 2f4). The (i + 1) th (= fourth) decoder 57i + 1 (= 5)
74) is the (i + 1) th (= fourth) code Ci + 1 (= C
4) is converted to the (i + 1) th (= fourth) decoded signal 58i + 1
(= 584). The (i + 1) th (= fourth) adder 62i + 1 (= 624) converts the (i) th (= third) transformed decoded signal 61i (= 613) and the (i + 1) th (= fourth)
By adding the decoded signal 58i + 1 (= 584), the (i + 1) th (= fourth) decoded output 63i + 1 is obtained.
(= 634). The (i + 1) th (= fourth) decoded output 63i + 1 (= 634) is supplied to the subtraction unit 140 as a quantized signal.

【0039】次に、第2実施形態の実験結果を図10及
び図11に示す。44.1kHzでサンプリングした3
つの異なるステレオオーディオ信号と、16kHzでサ
ンプリングした3つの異なるモノラルオーディオ信号と
について実験を行った。非可逆量子化部120として、
ISO/IEC MPEG−4スケーラブルプロファイ
ルにおけるTwin VQを使用した。非可逆量子化部12
0の圧縮単位ビットレートは、44.1kHzに対して
は16kbit/s/chであり、16kHzに対して
は8kbit/sである。この量子化器を繰り返し使用
することによって、MPEG圧縮信号のデータレートと
誤差信号のデータレートとの和が小さくなるようにし
た。その結果、量子化ビットレートは、44.1kHz
に対しては原信号の1/44に減少し、16kHzに対
しては1/32に減少した。トータルファイルサイズの
百分率(%)は、誤差信号のファイルサイズと圧縮MP
EGビットストリームのサイズとの和である。図10及
び図11に示されるトータルファイルサイズは、原信号
サイズが約70〜50%に滅少され得ることを示してい
る。非可逆量子化部120において、原信号ファイルサ
イズを約1/10に圧縮した時、トータルファイルサイ
ズが最小になっていることがわかる。また、44.1k
Hzステレオの方が、16kHzモノラルよりも、圧縮
率が若干よい。
Next, the experimental results of the second embodiment are shown in FIGS. 3 sampled at 44.1 kHz
Experiments were performed on three different stereo audio signals and three different monaural audio signals sampled at 16 kHz. As the irreversible quantization unit 120,
Twin VQ in the ISO / IEC MPEG-4 scalable profile was used. Irreversible quantization unit 12
The compression unit bit rate of 0 is 16 kbit / s / ch for 44.1 kHz and 8 kbit / s for 16 kHz. By repeatedly using this quantizer, the sum of the data rate of the MPEG compressed signal and the data rate of the error signal is reduced. As a result, the quantization bit rate becomes 44.1 kHz.
For 1 kHz, it was reduced to 1/44 of the original signal, and for 16 kHz, it was reduced to 1/32. The percentage (%) of the total file size is determined by the file size of the error signal and the compression MP
This is the sum with the size of the EG bit stream. The total file size shown in FIGS. 10 and 11 indicates that the original signal size can be reduced to about 70-50%. When the irreversible quantization unit 120 compresses the original signal file size to about 1/10, it can be seen that the total file size is minimized. Also, 44.1k
The Hz stereo has a slightly better compression ratio than the 16 kHz monaural.

【0040】§3.第3実施形態 図12は、この発明の第3実施形態による符号化装置お
よび復号化装置の構成例を示すブロック図である。図1
2において、図1および図4の各部に対応する部分には
同一の符号を付け、その説明を省略する。図12に示さ
れる装置は、選択部270および切換部280によっ
て、第1実施形態による装置(図1参照)に等価な構成
または第2実施形態による装置(図4参照)に等価な構
成のいずれかに切り換えられる。
§3. Third Embodiment FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of an encoding device and a decoding device according to a third embodiment of the present invention. FIG.
In FIG. 2, portions corresponding to the respective portions in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The device shown in FIG. 12 is configured by the selection unit 270 and the switching unit 280 to have either a configuration equivalent to the device according to the first embodiment (see FIG. 1) or a configuration equivalent to the device according to the second embodiment (see FIG. 4). Can be switched.

【0041】即ち、符号化装置において、選択部270
は、ディジタル入力信号をフレーム分割部110からフ
レーム単位で入力され、かつ、該ディジタル入力信号に
対応する誤差信号を減算部140からフレーム単位で入
力される。そして、選択部270は、該ディジタル入力
信号と該誤差信号とのいずれかを、フレーム単位で選択
し出力する。また、選択部270は、各出力毎に(即
ち、各フレーム毎に)、該出力がディジタル入力信号ま
たは誤差信号のいずれであるのかを示す選択情報を生成
し、該出力に付加する。なお、選択情報は、該選択部2
70の出力に付加されるのではなく、該選択部270の
出力に同期して、別途、切換部280へ送られてもよ
い。以下、選択部270の出力は、第1実施形態および
第2実施形態で説明された処理(即ち、ならびかえ→可
逆符号化→可逆復号化→逆ならびかえ)を施される。そ
の結果、選択部270の出力とまったく同じ信号が、フ
レーム単位で、ならびかえ部220から出力される。
That is, in the encoding device, the selection unit 270
Receives a digital input signal from the frame division unit 110 on a frame basis, and an error signal corresponding to the digital input signal from the subtraction unit 140 on a frame basis. Then, the selection unit 270 selects and outputs one of the digital input signal and the error signal in a frame unit. In addition, the selection unit 270 generates, for each output (that is, for each frame), selection information indicating whether the output is a digital input signal or an error signal, and adds the selection information to the output. The selection information is stored in the selection unit 2
Instead of being added to the output of the selector 70, it may be separately sent to the switching unit 280 in synchronization with the output of the selector 270. Hereinafter, the output of the selection unit 270 is subjected to the processing described in the first embodiment and the second embodiment (that is, reordering → lossless encoding → lossless decoding → reverse ordering). As a result, the same signal as the output of the selection unit 270 is output from the reordering unit 220 in frame units.

【0042】一方、復号化装置において、切換部280
は、ならびかえ部220の出力から選択情報を抽出す
る。なお、選択情報は、ならびかえ部220の出力に同
期して、選択部270から受け取られてもよい。そし
て、「ならびかえ部220の出力がディジタル入力信号
である」ということを選択情報が示すならば、切換部2
80は、該出力をフレーム合成部250へそのまま送
る。以下、切換部280の出力は、第1実施形態で説明
された処理(フレーム合成→再生信号出力)を施され
る。一方、「ならびかえ部220の出力が誤差信号であ
る」ということを選択情報が示すならば、切換部280
は、該出力をフレーム加算部240へ送る。以下、切換
部280の出力は、第2実施形態で説明された処理(逆
量子化部230の出力との加算→フレーム合成→再生信
号出力)を施される。
On the other hand, in the decoding device, the switching unit 280
Extracts selection information from the output of the reordering unit 220. The selection information may be received from the selection unit 270 in synchronization with the output of the reordering unit 220. If the selection information indicates that “the output of the reordering unit 220 is a digital input signal”, the switching unit 2
80 sends the output to the frame synthesizing unit 250 as it is. Hereinafter, the output of the switching unit 280 is subjected to the processing (frame synthesis → reproduction signal output) described in the first embodiment. On the other hand, if the selection information indicates that “the output of the reordering unit 220 is an error signal”, the switching unit 280
Sends the output to the frame adder 240. Hereinafter, the output of the switching unit 280 is subjected to the processing described in the second embodiment (addition with the output of the inverse quantization unit 230 → frame synthesis → reproduction signal output).

【0043】§4.第4実施形態 第4実施形態を説明する前に、該実施形態が解決すべき
課題について説明する。第2実施形態や第3実施形態の
非可逆圧縮部分(即ち、非可逆量子化部120,逆量子
化部130,逆量子化部230)では、既知の圧縮フォ
ーマットや復号器がそのまま使用される場合がある。但
し、この場合、符号化装置と復号化装置とが異なるプラ
ットフォーム上で実現されていると、誤差信号生成のた
めに使用される局部再生信号(即ち、逆量子化部130
の出力)と実際の逆量子化信号(即ち、逆量子化部23
0の出力)とが完全には一致しないことが生じる。例え
ば、MPEGオーディオの標準規格を例にとると、ディ
ジタル入力信号が16ビットの場合、符号器と復号器と
の相互接続試験用の参照標準出力信号と復号器の実際の
出力信号との差異は“±1”(即ち、LSBが一致しな
い程度の誤差)に収まることが保障されているが、それ
でも、完全に一致するとは限らない。このように逆量子
化部130の出力と逆量子化部230の出力とが一致し
ない場合、逆量子化部130の出力に基づいて生成され
た誤差信号を(加算器240で)逆量子化部230の出
力に加算しても、元のディジタル入力信号が歪み無く再
生されるとは限らない。
§4. Fourth Embodiment Before describing the fourth embodiment, problems to be solved by the embodiment will be described. In the irreversible compression part (that is, the irreversible quantization unit 120, the inverse quantization unit 130, and the inverse quantization unit 230) of the second and third embodiments, a known compression format and a decoder are used as they are. There are cases. However, in this case, if the encoding device and the decoding device are realized on different platforms, the local reproduction signal used for generating the error signal (ie, the inverse quantization unit 130)
) And the actual inverse quantized signal (ie, the inverse quantizer 23)
0 output) does not completely match. For example, taking the MPEG audio standard as an example, if the digital input signal is 16 bits, the difference between the reference standard output signal for the interconnection test between the encoder and the decoder and the actual output signal of the decoder is Although it is guaranteed that it falls within “± 1” (that is, an error to the extent that the LSBs do not match), it does not always mean that they completely match. As described above, when the output of the inverse quantization unit 130 and the output of the inverse quantization unit 230 do not match, the error signal generated based on the output of the inverse quantization unit 130 is converted (by the adder 240) into the inverse quantization unit. Adding to the output of 230 does not guarantee that the original digital input signal will be reproduced without distortion.

【0044】そこで、第4実施形態では、逆量子化部1
30の出力と逆量子化部230の出力との差異に基づく
ビット数(仮に、tビットとする)だけディジタル入力
信号の振幅の絶対値部分を上位へ算術シフトし、この算
術シフトされたディジタル入力信号を非可逆量子化す
る。そして、非可逆量子化されたディジタル入力信号を
(逆量子化部130または逆量子化部230で)逆量子
化した後に、該逆量子化された信号の振幅の絶対値部分
を下位方向へtビット算術シフトする(即ち、2t で
除算する)。これによって、逆量子化部130の出力と
逆量子化部230の出力とが一致することになる。
Therefore, in the fourth embodiment, the inverse quantization unit 1
30. The absolute value portion of the amplitude of the digital input signal is arithmetically shifted upward by the number of bits (tentatively, t bits) based on the difference between the output of the digital input signal 30 and the output of the inverse quantization section 230. Irreversible quantization of the signal. Then, after the irreversibly quantized digital input signal is inversely quantized (by the inverse quantization unit 130 or the inverse quantization unit 230), the absolute value portion of the amplitude of the inversely quantized signal is reduced to t by Bit arithmetic shift (ie, divide by 2t). As a result, the output of the inverse quantization unit 130 and the output of the inverse quantization unit 230 match.

【0045】なお、MPEGオーディオ符号化の場合、
逆量子化部130の出力および逆量子化部230の出力
は、元のディジタル入力信号と比較して、それぞれ±1
の誤差を含む。その結果、逆量子化部130の出力と逆
量子化部230の出力との差異は、一方が“+1”であ
り、他方が“−1”である場合に、最大値“±2”とな
る。そこで、本実施形態では、この差異の最大値をディ
ジタル入力信号から除去するために、t=3ビットと設
定し、ディジタル入力信号を3ビット算術シフトする。
なお、当然のことながら、上記tの値は、t=3には限
定されず、上述したように、逆量子化部130の出力と
逆量子化部230の出力との差異に基づいて決定され
る。
In the case of MPEG audio coding,
The output of the inverse quantization unit 130 and the output of the inverse quantization unit 230 are each ± 1 compared with the original digital input signal.
Error. As a result, the difference between the output of the inverse quantization unit 130 and the output of the inverse quantization unit 230 becomes the maximum value “± 2” when one is “+1” and the other is “−1”. . Therefore, in this embodiment, in order to remove the maximum value of the difference from the digital input signal, t = 3 bits is set, and the digital input signal is arithmetically shifted by 3 bits.
It should be noted that the value of t is not limited to t = 3, but is determined based on the difference between the output of the inverse quantization unit 130 and the output of the inverse quantization unit 230 as described above. You.

【0046】図13は、この発明の第4実施形態による
符号化装置および復号化装置の構成例を示すブロック図
である。図13において、図1,4,12の各部に対応
する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of an encoding device and a decoding device according to a fourth embodiment of the present invention. 13, parts corresponding to the respective parts in FIGS. 1, 4, and 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0047】なお、図13では、フレーム分割部110
へのディジタル入力信号と、フレーム合成部250から
の再生出力信号と、非可逆量子化部120,逆量子化部
130,逆量子化部230で処理される信号とは2の補
数表現で表され、それ以外の信号は符号絶対値表現で表
される。故に、2の補数表現から符号絶対値表現への変
換、および、符号絶対値表現から2の補数表現への変換
が、(図13には記載されていないが)適宜行われてい
るものとする。
In FIG. 13, the frame dividing unit 110
, The reproduced output signal from the frame synthesizing unit 250, and the signals processed by the irreversible quantization unit 120, the inverse quantization unit 130, and the inverse quantization unit 230 are expressed in two's complement. , And the other signals are represented by a sign absolute value expression. Therefore, it is assumed that the conversion from the two's complement representation to the sign absolute value representation and the conversion from the sign absolute value representation to the two's complement representation (not shown in FIG. 13) are appropriately performed. .

【0048】図13に示される符号化装置では、まず、
フレーム分割部110が、ディジタル入力信号系列を、
フレーム単位に順次分割する。ビットシフト部290
が、各ディジタル入力信号の振幅の絶対値部分を、上位
方向へtビット算術シフトし、かつ、該絶対値部分の下
位tビットを“0”とする。非可逆量子化部120が、
ビットシフト部290の出力を、非可逆圧縮符号化す
る。逆量子化部130が、非可逆量子化部120の出力
を逆量子化することによって、局部再生信号を生成す
る。ビットシフト部300が、該局部再生信号の振幅の
絶対値部分の下位tビットを四捨五入した後、下位方向
へtビット算術シフトする。減算部140が、フレーム
分割部110の出力とビットシフト部300の出力との
誤差信号を求める。以下、ならびかえ部160および可
逆符号化部150が、上記誤差信号に対して、第2実施
形態のならびかえ部160および可逆符号化部150と
同じ処理を施す。これによって、可逆符号化部150
は、誤差信号の可逆圧縮符号を出力する。
In the encoding device shown in FIG. 13, first,
The frame dividing unit 110 converts the digital input signal sequence into
Divide sequentially in frame units. Bit shift unit 290
However, the absolute value part of the amplitude of each digital input signal is arithmetically shifted by t bits upward, and the lower t bits of the absolute value part are set to “0”. The irreversible quantization unit 120
The output of the bit shift unit 290 is subjected to lossy compression encoding. The inverse quantization unit 130 inversely quantizes the output of the irreversible quantization unit 120 to generate a local reproduction signal. The bit shift unit 300 rounds the lower t bits of the absolute value part of the amplitude of the local reproduction signal, and then performs an arithmetic shift by t bits in the lower direction. The subtraction unit 140 obtains an error signal between the output of the frame division unit 110 and the output of the bit shift unit 300. Hereinafter, the reordering unit 160 and the lossless encoding unit 150 perform the same processing on the error signal as the reordering unit 160 and the lossless encoding unit 150 of the second embodiment. Thereby, the lossless encoding unit 150
Outputs a lossless compression code of the error signal.

【0049】一方、可逆符号化部310が、各ディジタ
ル入力信号の振幅の絶対値部分の上位tビットを、可逆
圧縮符号化する。各ディジタル入力信号は符号絶対値表
現で表されているので、この上位tビットは“0”であ
る場合が多い。故に、可逆符号化部310は、可逆符号
化部150と同じ符号化処理を行うことによって、圧縮
効率を上げることができる。
On the other hand, the lossless encoder 310 losslessly compresses and encodes the upper t bits of the absolute value portion of the amplitude of each digital input signal. Since each digital input signal is represented by a sign absolute value expression, the upper t bits are often “0”. Therefore, the lossless encoding unit 310 can increase the compression efficiency by performing the same encoding processing as the lossless encoding unit 150.

【0050】以上の処理によって、図13に示される符
号化装置は、非可逆量子化部120からの非可逆圧縮符
号と、可逆符号化部150からの(誤差信号の)可逆圧
縮符号と、可逆符号化部310からの(ディジタル入力
信号の上位tビットの)可逆圧縮符号とが出力される。
By the above processing, the encoding apparatus shown in FIG. 13 performs the lossy compression code from the lossy quantization section 120, the lossless compression code (of the error signal) from the lossless encoding section 150, and the lossless compression code. The lossless compression code (of the upper t bits of the digital input signal) from the encoding unit 310 is output.

【0051】これに対して、図13に示される復号化装
置では、可逆復号化部210およびならびかえ部220
が、可逆符号化部150からの(誤差信号の)可逆圧縮
符号に対して、第2実施形態の可逆復号化部210およ
びならびかえ部220と同じ処理を施す。一方、逆量子
化部230が、非可逆量子化部120の出力を逆量子化
することによって、局部再生信号を生成する。ビットシ
フト部320が、該局部再生信号の振幅の絶対値部分の
下位tビットを四捨五入した後、下位方向へtビット算
術シフトする。加算部240が、ならびかえ部220の
出力とビットシフト部320の出力とを加算する。
On the other hand, in the decoding device shown in FIG. 13, the lossless decoding unit 210 and the reordering unit 220
Performs the same processing as the lossless decoding unit 210 and the reordering unit 220 of the second embodiment on the lossless compression code (of the error signal) from the lossless encoding unit 150. On the other hand, the inverse quantization section 230 inversely quantizes the output of the irreversible quantization section 120 to generate a local reproduction signal. The bit shift section 320 rounds off the lower t bits of the absolute value portion of the amplitude of the local reproduction signal, and then performs an arithmetic shift by t bits in the lower direction. The adding unit 240 adds the output of the reordering unit 220 and the output of the bit shift unit 320.

【0052】一方、可逆復号化部330が、可逆符号化
部310の出力を可逆復号化することによって、元のデ
ィジタル入力信号の振幅の絶対値部分の上位tビット
を、フレーム単位で出力する。加算部340が、加算部
240の出力の上位ビット側に、可逆復号化部330の
出力を連結する。最後に、フレーム合成部250が、加
算部340の出力を順次連結することによって、元のデ
ィジタル入力信号系列を再生する。以上の処理によっ
て、該ディジタル入力信号系列が、出力端子260から
出力される。
On the other hand, the lossless decoding unit 330 losslessly decodes the output of the lossless encoding unit 310, thereby outputting the upper t bits of the absolute value portion of the amplitude of the original digital input signal in frame units. The adding unit 340 connects the output of the lossless decoding unit 330 to the upper bit side of the output of the adding unit 240. Finally, the frame synthesizing unit 250 reproduces the original digital input signal sequence by sequentially connecting the outputs of the adding unit 340. By the above processing, the digital input signal sequence is output from the output terminal 260.

【0053】§5.補足 上記各実施形態で示された各部の機能は、コンピュータ
にプログラムを解読実行させることによっても実現可能
である。
§5. Supplement The functions of each unit described in each of the above embodiments can be realized by causing a computer to decode and execute a program.

【0054】なお、図4,12,13に示される装置は
非可逆量子化手段を1種類しか具備していないが(即
ち、非可逆量子化部120,逆量子化部130,逆量子
化部230をそれぞれ1つしか具備していないが)、本
発明はこれには限定されず、複数種類の非可逆量子化方
法および複数の非可逆量子化条件を備え、その中から最
適な方法および条件(例えば、復号化装置が実行可能な
逆量子化に対応する方法および条件)を適宜(例えば、
フレーム毎に)選択するようにしてもよい。その場合、
第3実施形態では、選択された方法および条件を示す情
報は、選択情報に付加して復号化装置へ送ることも考え
られる。
The apparatus shown in FIGS. 4, 12, and 13 has only one type of irreversible quantization means (ie, irreversible quantization section 120, inverse quantization section 130, inverse quantization section). However, the present invention is not limited to this, but includes a plurality of types of irreversible quantization methods and a plurality of irreversible quantization conditions. (E.g., a method and conditions corresponding to the inverse quantization executable by the decoding device) are appropriately set (e.g.
(For each frame). In that case,
In the third embodiment, information indicating the selected method and condition may be added to the selection information and sent to the decoding device.

【0055】[0055]

【発明の効果】この発明によれば、元のディジタル信号
を完全に復元でき、同時に、高い圧縮率を得ることがで
きる。また、フレーム単位で区切るので、同期ワードな
どを併用すれば、圧縮符号系列の途中からでも信号を完
全に再現することができる。また、音楽の原音ファイル
と圧縮符号ファイルとの両方をCD一ROMに記録して
おき、圧縮符号ファイルは無償で提供し、原音ファイル
は料金を払った人にのみ提供することが、従来から行わ
れている。本発明によれば、圧縮符号と誤差信号とを記
録しておき、圧縮符号は無償で提供し、料金を払った人
には圧縮符号と誤差信号とを提供することによって原音
を再生できるようにすることができる。このようにすれ
ば、圧縮符号と誤差信号との和のデータ量は、原音と圧
縮符号との和のデータ量より著しく少ないので、記憶容
量の小さい記憶媒体にも記録可能である。なお、非可逆
量子化および逆量子化における処理量が多いが、これら
の処理を高速に実行するハードウエア(例えば、MPE
G符号化/復号化プロセッサ)やソフトウェアが各種市
販されており安価に入手できるので、処理量の多さは問
題にはならない。
According to the present invention, the original digital signal can be completely restored, and at the same time, a high compression rate can be obtained. Further, since the image data is divided on a frame basis, a signal can be completely reproduced even in the middle of a compressed code sequence by using a synchronization word or the like. Conventionally, both the original sound file of music and the compression code file are recorded on a CD-ROM, the compression code file is provided free of charge, and the original sound file is provided only to the person who paid. Have been done. According to the present invention, the compression code and the error signal are recorded, the compression code is provided free of charge, and the paying person can reproduce the original sound by providing the compression code and the error signal. can do. According to this configuration, the data amount of the sum of the compression code and the error signal is significantly smaller than the data amount of the sum of the original sound and the compression code, so that the data can be recorded on a storage medium having a small storage capacity. Although the amount of processing in irreversible quantization and inverse quantization is large, hardware (for example, MPE
G encoding / decoding processor) and various softwares are commercially available and can be obtained at a low price, so that a large amount of processing does not matter.

【0056】このように、本発明は、Twin VQ,MP
3,MPEG−4等の楽音圧縮符号化と組み合わせるこ
とによって、高効率の非可逆符号化と歪みのない可逆符
号化とを無駄なく共存させることができる。そのため、
本発明は、特に、楽音信号を蓄積したり伝送する際に有
効であり、音楽のネットワーク配信や携帯型音楽鑑賞機
器などを含む広い用途へ適用可能である。
As described above, according to the present invention, Twin VQ, MP
3, by combining with tone compression encoding such as MPEG-4, highly efficient lossy encoding and distortion-free lossless encoding can coexist without waste. for that reason,
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly effective when storing and transmitting musical tone signals, and is applicable to a wide range of applications including network distribution of music and portable music appreciation devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の第1実施形態による符号化装置お
よび復号化装置の構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an encoding device and a decoding device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 第1実施形態におけるならびかえ部160の
処理の一例を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a process of a reordering unit 160 according to the first embodiment.

【図3】 第1実施形態におけるならびかえ部160の
出力の一例を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of an output of a reordering unit 160 according to the first embodiment.

【図4】 この発明の第2実施形態による符号化装置お
よび復号化装置の構成例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of an encoding device and a decoding device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 第2実施形態におけるならびかえ部160の
処理の一例を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of processing of a reordering unit 160 according to the second embodiment.

【図6】 第2実施形態におけるならびかえ部160の
出力の一例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of an output of a reordering unit 160 according to the second embodiment.

【図7】 変換符号化法を用いた非可逆量子化部120
とその逆量子化部130との具体的構成例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7 shows an irreversible quantization unit 120 using a transform coding method.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a specific configuration example of the inverse quantization unit 130 and an inverse quantization unit 130;

【図8】 階層符号化法を用いた非可逆量子化部120
の具体的構成例を示すブロック図である。
FIG. 8 shows an irreversible quantization unit 120 using a hierarchical coding method.
3 is a block diagram showing a specific configuration example of FIG.

【図9】 図8に示される非可逆量子化部120に対応
する逆量子化部130の具体的構成例を示すブロック図
である。
9 is a block diagram illustrating a specific configuration example of an inverse quantization unit 130 corresponding to the irreversible quantization unit 120 illustrated in FIG.

【図10】 第2実施形態の実験結果を示す説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing experimental results of the second embodiment.

【図11】 第2実施形態の実験結果を示す説明図であ
る。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing experimental results of the second embodiment.

【図12】 この発明の第3実施形態による符号化装置
および復号化装置の構成例を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of an encoding device and a decoding device according to a third embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の第4実施形態による符号化装置
および復号化装置の構成例を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of an encoding device and a decoding device according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110……フレーム分割部 120……非可逆量子化部 130,230……逆量子化部 140……減算部 150,310……可逆符号化部 160,220……ならびかえ部 210,330……可逆復号化部 240,340……加算部 250……フレーム合成部 270……選択部 280……切換部 290,300,320……ビットシフト部 110: frame division unit 120: irreversible quantization unit 130, 230 ... inverse quantization unit 140: subtraction unit 150, 310 ... lossless encoding unit 160, 220 ... rendition unit 210, 330 ... Lossless decoding units 240, 340 addition unit 250 frame synthesis unit 270 selection unit 280 switching unit 290, 300, 320 bit shift unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神 明夫 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 森 岳至 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 千喜良 和明 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akio Kami 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Takeshi Mori 2-chome Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1 Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Kazuaki Chikira 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディジタル入力信号をフレーム毎に符号
絶対値表現のビット列に変換する過程と、 前記ビット列を個々のビットに分解する過程と、 分解によって生じたビットを、少なくとも1つのビット
位置毎に、時刻順に連結する過程と、 連結によって得られた各ビット列を可逆符号化する過程
とを有することを特徴とする可逆符号化方法。
A step of converting a digital input signal into a bit string of a sign absolute value representation for each frame; a step of decomposing the bit string into individual bits; and a step of converting the bits generated by the decomposition into at least one bit position. , A step of connecting in time order and a step of losslessly coding each bit string obtained by the connection.
【請求項2】 可逆符号化系列をフレーム毎に可逆復号
化する過程と、 可逆復号化によって得られた各ビット列を個々のビット
に分解する過程と、 各ビットを同一時刻毎にビット位置順に連結する過程
と、 連結によって得られたフレームを順次連結する過程とを
有することを特徴とする可逆復号化方法。
2. A process of losslessly decoding a lossless encoded sequence for each frame, a process of decomposing each bit string obtained by the lossless decoding into individual bits, and concatenating each bit in the order of bit position at the same time And a step of sequentially connecting the frames obtained by the connection.
【請求項3】 ディジタル入力信号をフレーム毎に非可
逆量子化することによって符号系列を生成する過程と、 前記符号系列をフレーム毎に量子化することによって量
子化信号を生成する過程と、 前記入力信号と前記量子化信号との誤差信号を算出する
過程と、 前記誤差信号の振幅値を2進表示してビットごとに分解
する過程と、 前記2進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
なげることによって時系列を生成する過程と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
を生成する過程とを有することを特徴とする可逆符号化
方法。
3. A step of generating a code sequence by irreversibly quantizing a digital input signal for each frame; a step of generating a quantized signal by quantizing the code sequence for each frame; Calculating an error signal between the signal and the quantized signal; displaying the amplitude value of the error signal in binary and decomposing the bit by bit; connecting adjacent samples of the decomposed binary display signal in chronological order. A lossless encoding method characterized by comprising a step of generating a time series by performing a time series, and a step of generating a losslessly compressed series by performing a lossless compression on the time series.
【請求項4】 ディジタル入力信号をフレーム毎に非可
逆量子化することによって符号系列を生成する過程と、 前記符号系列をフレーム毎に量子化することによって量
子化信号を生成する過程と、 前記入力信号と前記量子化信号との誤差信号を算出する
過程と、 前記ディジタル入力信号と前記誤差信号とのいずれかを
選択出力する過程と、 選択出力された信号の振幅値を2進表示してビットごと
に分解する過程と、 前記2進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
なげることによって時系列を生成する過程と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
を生成する過程とを有することを特徴とする可逆符号化
方法。
4. A step of generating a code sequence by irreversibly quantizing a digital input signal for each frame; a step of generating a quantized signal by quantizing the code sequence for each frame; Calculating an error signal between the signal and the quantized signal; selecting and outputting one of the digital input signal and the error signal; A step of generating a time series by connecting adjacent samples of the binary display decomposition signal in chronological order, and a step of generating a lossless compressed sequence by losslessly compressing the time series. A lossless encoding method, comprising:
【請求項5】 ディジタル入力信号の上位tビットを可
逆圧縮することによって可逆圧縮化系列を生成する過程
と、 前記ディジタル入力信号の残りのビットを上位方向へt
ビット算術シフトする過程と、 上位方向へtビット算術シフトされたディジタル入力信
号をフレーム毎に非可逆量子化することによって符号系
列を生成する過程と、 前記符号系列をフレーム毎に逆量子化することによって
逆量子化信号を生成する過程と、 前記逆量子化信号の振幅の絶対値部分の下位tビットを
四捨五入する過程と、 四捨五入された逆量子化信号を下位方向へtビット算術
シフトする過程と、 前記入力信号と下位方向へtビット算術シフトされた前
記逆量子化信号との誤差信号を算出する過程と、 前記誤差信号の振幅値を2進表示してビットごとに分解
する過程と、 前記2進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
なげることによって時系列を生成する過程と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
を生成する過程とを有することを特徴とする可逆符号化
方法。
5. A step of generating a lossless-compressed sequence by reversibly compressing upper t bits of the digital input signal, and converting the remaining bits of the digital input signal to upper bits by t.
Performing a bit arithmetic shift, generating a code sequence by irreversibly quantizing the digital input signal that has been t-bit arithmetically shifted upward in each frame, and dequantizing the code sequence in each frame. Generating an inverse quantized signal by the following method; rounding off the lower t bits of the absolute value portion of the amplitude of the inverse quantized signal; and arithmetically shifting the rounded inverse quantized signal by t bits in the lower direction. A step of calculating an error signal between the input signal and the inversely quantized signal that has been shifted t bits downward in a lower direction; a step of displaying the amplitude value of the error signal in binary and decomposing it for each bit; Generating a time series by connecting adjacent samples of the binary display decomposition signal in chronological order; and losslessly compressing the time series by losslessly compressing the time series. Lossless encoding method characterized by having a process of generating a column.
【請求項6】 前記符号系列を生成する過程は、複数種
類の非可逆量子化方法の中から1つの方法を選択し、選
択された方法で非可逆量子化を行うことを特徴とする請
求項3から請求項5のいずれかに記載の可逆符号化方
法。
6. The method of generating a code sequence according to claim 1, wherein one of a plurality of types of irreversible quantization methods is selected and irreversible quantization is performed by the selected method. The lossless encoding method according to any one of claims 3 to 5.
【請求項7】 前記符号系列を生成する過程は、前記入
力信号を変換符号化方法により符号化することによって
前記符号系列を得る過程であることを特徴とする請求項
3から請求項5のいずれかに記載の可逆符号化方法。
7. The method according to claim 3, wherein the step of generating the code sequence is a step of obtaining the code sequence by encoding the input signal by a transform encoding method. Or the lossless encoding method described in
【請求項8】 前記符号系列を生成する過程は、前記入
力信号を周波数f1,f2 ,…,fn−1 (f1
<f2 <…<fn−1 <fn ;fnは前記入力信
号の最高周波数)のn個の区分(nは2以上の整数)に
分割して符号化する過程であって、 前記入力信号から周波数がf1 以下の第1帯域信号を
選出する第1帯域選択過程と、 前記第1帯域信号を第1符号化方法で符号化することに
よって第1符号を生成する第1符号化過程と、 第1−i以下の各符号(i=2,3,…,n)から周波
数fi−1 以下の第i−1復号信号を得る第i−1帯
域復号化過程と、 前記入力信号から周波数がfi 以下の第i帯域信号を
選出する第i帯域選択過程と、 前記第i帯域信号から前記第i−1復号信号を差し引く
ことによって第i差信号を得る第i差過程と、 前記第i差信号を第i符号化方法で符号化することによ
って第i符号を生成する第i符号化過程と、 前記第n以下の各符号(i=2,3,…,n)から最高
周波数fn 以下の第n復号信号を得ることによって前
記量子化信号を得る過程とを有することを特徴とする請
求項3から請求項5のいずれかに記載の可逆符号化方
法。
8. The step of generating the code sequence includes converting the input signal to frequencies f1, f2,..., Fn-1 (f1
<F2 <... <fn-1 <fn; fn is the highest frequency of the input signal) and is a process of encoding by dividing into n sections (n is an integer of 2 or more), A first band selecting step of selecting a first band signal of f1 or less; a first encoding step of generating a first code by encoding the first band signal by a first encoding method; An (i-1) -th band decoding process of obtaining an (i-1) -th decoded signal having a frequency of fi-1 or less from each code (i = 2, 3,..., N) of -i or less; An i-th band selection step of selecting an i-th band signal of the following; an i-th difference step of obtaining an i-th difference signal by subtracting the (i−1) -th decoded signal from the i-th band signal; I-th encoding for generating an i-th code by encoding with an i-th encoding method And obtaining the quantized signal by obtaining an n-th decoded signal having a maximum frequency fn or less from each of the n-th or less codes (i = 2, 3,..., N). The lossless encoding method according to claim 3.
【請求項9】 前記第i符号化方法(i=1,2,…,
n)は何れも変換符号化方法であることを特徴とする請
求項8記載の可逆符号化方法。
9. The i-th encoding method (i = 1, 2,...,
9. The lossless encoding method according to claim 8, wherein each of n) is a transform encoding method.
【請求項10】 符号系列と可逆圧縮系列とが入力され
てディジタル信号を復号化する方法であって、 前記可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号することに
よって変換時系列を生成する過程と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
列として生成する過程と、 前記符号系列を量子化信号に復号する過程と、 前記時系列と前記量子化信号を加算することによって前
記ディジタル信号を生成する過程と、 を有する可逆復号化方法。
10. A method for decoding a digital signal by receiving a code sequence and a lossless compressed sequence, comprising: generating a transform time series by losslessly decoding the lossless compressed sequence for each frame; Arranging the conversion time series in parallel by aligning the first bit for each frame length, and generating a sample sequence as a time series that constitutes each sample by the same bits arranged in parallel, and quantizing the code sequence. A lossless decoding method, comprising: decoding into a signal; and generating the digital signal by adding the time series and the quantized signal.
【請求項11】 符号系列と可逆圧縮系列とが入力され
てディジタル信号を復号化する方法であって、 前記可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号することに
よって変換時系列を生成する過程と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
列として生成する過程と、 前記符号系列を量子化信号に復号する過程と、 前記時系列と前記量子化信号を加算することによって前
記ディジタル信号を生成する過程と、 前記ディジタル信号を生成する過程を実行する代わり
に、前記時系列をそのままデジタル信号とすることを実
行する過程とを有する可逆復号化方法。
11. A method for decoding a digital signal by inputting a code sequence and a lossless compressed sequence, comprising: generating a transformed time series by lossless decoding the lossless compressed sequence for each frame; Arranging the conversion time series in parallel by aligning the first bit for each frame length, and generating a sample sequence as a time series that constitutes each sample by the same bits arranged in parallel, and quantizing the code sequence. Decoding the signal, generating the digital signal by adding the time series and the quantized signal, and performing the step of generating the digital signal instead of performing the digital signal with the time series as it is. Performing the reversible decoding.
【請求項12】 符号系列と第1の可逆圧縮系列と第2
の可逆圧縮系列とが入力されてディジタル信号を復号化
する方法であって、 前記第1の可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号する
ことによって変換時系列を生成する過程と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
列として生成する過程と、 前記符号系列を下位方向へtビット算術シフトする過程
と、 下位方向へtビット算術シフトされた前記符号系列を量
子化信号に復号する過程と、 前記時系列と前記量子化信号とを加算する過程と、 前記第2の可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号する
過程と、 可逆復号された前記第2の可逆圧縮系列を、前記時系列
と前記量子化信号との加算結果の上位ビット側に連結す
る過程とを有する可逆復号化方法。
12. A code sequence, a first lossless compression sequence, and a second
A lossless compressed sequence is input and a digital signal is decoded, wherein a lossless decoding of the first lossless compression sequence for each frame to generate a conversion time series; and Arranging the first bits for each frame length and arranging them in parallel, and generating a sample sequence as a time series that constitutes each sample by the same bits laid out in parallel; and performing t-bit arithmetic operation on the code sequence in the lower direction. Shifting the code sequence, which has been t-bit arithmetically shifted in the lower direction, into a quantized signal; adding the time series and the quantized signal; Lossless decoding for each frame; and linking the losslessly decoded second lossless compressed sequence to the upper bit side of the result of adding the time series and the quantized signal. Combining the lossless decoding method.
【請求項13】 前記符号系列を量子化信号に復号する
過程は、複数種類の逆量子化方法の中から1つの方法を
選択し、選択された方法で復号することを特徴とする請
求項10から請求項12のいずれかに記載の可逆復号化
方法。
13. The method of decoding a code sequence into a quantized signal, wherein one of a plurality of types of inverse quantization methods is selected and decoded by the selected method. 13. The lossless decoding method according to claim 1.
【請求項14】 前記量子化信号を復号する過程は、前
記入力符号系列を変換復号化方法により復号することに
よって前記量子化信号を得る過程であることを特徴とす
る請求項10から請求項12のいずれかに記載の可逆復
号化方法。
14. The method according to claim 10, wherein the step of decoding the quantized signal is a step of obtaining the quantized signal by decoding the input code sequence by a transform decoding method. The lossless decoding method according to any one of the above.
【請求項15】 前記量子化信号を復号する過程は、前
記入力符号系列を第1乃至第m符号(mは2以上の自然
数)に分離する過程と、 前記第i符号(i=1,2,…,m)を第i復号化方法
により復号することによって、周波数がfi 以下の第
i復号信号を生成する第i復号過程と、 前記第1復号信号乃至第m復号信号を加算することによ
って前記量子化信号を生成する過程とを有することを特
徴とする請求項10から請求項12のいずれかに記載の
可逆復号化方法。
15. The step of decoding the quantized signal includes the steps of separating the input code sequence into first to m-th codes (m is a natural number of 2 or more), and the i-th code (i = 1, 2). ,..., M) by an i-th decoding method to generate an i-th decoded signal having a frequency of fi or less, and adding the first to m-th decoded signals. 13. The lossless decoding method according to claim 10, further comprising the step of generating the quantized signal.
【請求項16】 前記第i復号化方法(i=1,2,
…,m)は何れも変換復号化方法であることを特徴とす
る請求項15記載の可逆復号化方法。
16. The i-th decoding method (i = 1, 2, 2, 3)
.., M) are conversion decoding methods.
【請求項17】 ディジタル入力信号をフレーム毎に符
号絶対値表現のビット列に変換する手段と、 前記ビット列を個々のビットに分解する手段と、 分解によって生じたビットを、少なくとも1つのビット
位置毎に、時刻順に連結する手段と、 連結によって得られた各ビット列を可逆符号化する手段
とを有することを特徴とする可逆符号化装置。
17. A means for converting a digital input signal into a bit sequence of a sign absolute value representation for each frame, a means for decomposing the bit sequence into individual bits, and converting the bits generated by the decomposition into at least one bit position. , A means for linking in order of time, and a means for losslessly coding each bit string obtained by the linking.
【請求項18】 可逆符号化系列をフレーム毎に可逆復
号化する手段と、 可逆復号化によって得られた各ビット列を個々のビット
に分解する手段と、 各ビットを同一時刻毎にビット位置順に連結する手段
と、 連結によって得られたフレームを順次連結する手段とを
有することを特徴とする可逆復号化装置。
18. A means for losslessly decoding a lossless encoded sequence for each frame, a means for decomposing each bit string obtained by lossless decoding into individual bits, and concatenating each bit in the order of bit position at the same time And a means for sequentially connecting the frames obtained by the connection.
【請求項19】 ディジタル入力信号をフレーム毎に非
可逆量子化することによって符号系列を生成する手段
と、 前記符号系列をフレーム毎に量子化することによって量
子化信号を生成する手段と、 前記入力信号と前記量子化信号との誤差信号を算出する
手段と、 前記誤差信号の振幅値を2進表示してビットごとに分解
する手段と、 前記2進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
なげることによって時系列を生成する手段と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
を生成する手段とを有することを特徴とする可逆符号化
装置。
19. A means for generating a code sequence by irreversibly quantizing a digital input signal for each frame; means for generating a quantized signal by quantizing the code sequence for each frame; Means for calculating an error signal between the signal and the quantized signal; means for displaying the amplitude value of the error signal in binary and decomposing the bit by bit; connecting adjacent samples of the binary display decomposed signal in time order A lossless encoding apparatus comprising: means for generating a time series by means of the above method; and means for generating a losslessly compressed series by performing a lossless compression on the time series.
【請求項20】 ディジタル入力信号をフレーム毎に非
可逆量子化することによって符号系列を生成する手段
と、 前記符号系列をフレーム毎に量子化することによって量
子化信号を生成する手段と、 前記入力信号と前記量子化信号との誤差信号を算出する
手段と、 前記ディジタル入力信号と前記誤差信号とのいずれかを
選択出力する手段と、 選択出力された信号の振幅値を2進表示してビットごと
に分解する手段と、 前記2進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
なげることによって時系列を生成する手段と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
を生成する手段とを有することを特徴とする可逆符号化
装置。
20. A means for generating a code sequence by irreversibly quantizing a digital input signal for each frame; means for generating a quantized signal by quantizing the code sequence for each frame; Means for calculating an error signal between the signal and the quantized signal; means for selecting and outputting any one of the digital input signal and the error signal; Means for generating a time series by connecting adjacent samples of the binary display decomposition signal in chronological order, and means for generating a lossless compressed sequence by losslessly compressing the time series. A lossless encoding device comprising:
【請求項21】 ディジタル入力信号の上位tビットを
可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列を生成する手
段と、 前記ディジタル入力信号の残りのビットを上位方向へt
ビット算術シフトする手段と、 上位方向へtビット算術シフトされたディジタル入力信
号をフレーム毎に非可逆量子化することによって符号系
列を生成する手段と、 前記符号系列をフレーム毎に逆量子化することによって
逆量子化信号を生成する手段と、 前記逆量子化信号の振幅の絶対値部分の下位tビットを
四捨五入する手段と、 四捨五入された逆量子化信号を下位方向へtビット算術
シフトする手段と、 前記入力信号と下位方向へtビット算術シフトされた前
記逆量子化信号との誤差信号を算出する手段と、 前記誤差信号の振幅値を2進表示してビットごとに分解
する手段と、 前記2進表示分解信号の隣接するサンプルを時刻順につ
なげることによって時系列を生成する手段と、 前記時系列を可逆圧縮することによって可逆圧縮化系列
を生成する手段とを有することを特徴とする可逆符号化
装置。
21. A means for generating a lossless-compressed sequence by reversibly compressing upper t bits of a digital input signal;
Means for performing a bit arithmetic shift, means for generating a code sequence by irreversibly quantizing the digital input signal which has been t-bit arithmetically shifted in the upper direction for each frame, and dequantizing the code sequence for each frame. Means for generating a dequantized signal by means of: a means for rounding off the lower t bits of the absolute value part of the amplitude of the dequantized signal; means for arithmetically shifting the rounded dequantized signal by t bits in the lower direction. Means for calculating an error signal between the input signal and the inversely quantized signal which has been t-bit arithmetically shifted in a lower direction; means for displaying the amplitude value of the error signal in binary and decomposing it for each bit; Means for generating a time series by connecting adjacent samples of the binary display decomposition signal in chronological order; lossless compression by losslessly compressing the time series Lossless encoding apparatus characterized by having a means for generating a column.
【請求項22】 前記符号系列を生成する手段は、複数
種類の非可逆量子化方法の中から1つの方法を選択し、
選択された方法で非可逆量子化を行うことを特徴とする
請求項19から請求項21のいずれかに記載の可逆符号
化装置。
22. The means for generating a code sequence selects one of a plurality of types of irreversible quantization methods,
22. The lossless encoding device according to claim 19, wherein irreversible quantization is performed by a selected method.
【請求項23】 前記符号系列を生成する手段は、前記
入力信号を変換符号化方法により符号化することによっ
て前記符号系列を得る手段であることを特徴とする請求
項19から請求項21のいずれかに記載の可逆符号化装
置。
23. The method according to claim 19, wherein the means for generating the code sequence is means for obtaining the code sequence by coding the input signal by a transform coding method. A reversible encoding device according to any one of the above.
【請求項24】 前記符号系列を生成する手段は、前記
入力信号を周波数f1 ,f2 ,…,fn−1 (f
1 <f2 <…<fn−1 <fn ;fn は前記
入力信号の最高周波数)のn個の区分(nは2以上の整
数)に分割して符号化する手段であって、 前記入力信号から周波数がf1 以下の第1帯域信号を
選出する第1帯域選択手段と、 前記第1帯域信号を第1符号化方法で符号化することに
よって第1符号を生成する第1符号化手段と、 第1−i以下の各符号(i=2,3,…,n)から周波
数fi−1 以下の第i−1復号信号を得る第i−1帯
域復号化手段と、 前記入力信号から周波数がfi 以下の第i帯域信号を
選出する第i帯域選択手段と、 前記第i帯域信号から前記第i−1復号信号を差し引く
ことによって第i差信号を得る第i差手段と、 前記第i差信号を第i符号化方法で符号化することによ
って第i符号を生成する第i符号化手段と、 前記第n以下の各符号(i=2,3,…,n)から最高
周波数fn 以下の第n復号信号を得ることによって前
記量子化信号を得る手段とを有することを特徴とする請
求項19から請求項21のいずれかに記載の可逆符号化
装置。
24. The means for generating the code sequence converts the input signal into frequencies f1, f2,..., Fn-1 (fn-1).
1 <f2 <... <fn-1 <fn; fn is a means for dividing and encoding into n sections (n is an integer of 2 or more) of the highest frequency of the input signal; First band selecting means for selecting a first band signal having a frequency equal to or less than f1, first encoding means for generating a first code by encoding the first band signal by a first encoding method, An (i-1) -th band decoding means for obtaining an (i-1) -th decoded signal having a frequency of fi-1 or less from each code (i = 2, 3,..., N) of 1-i or less; I-th band selecting means for selecting the following i-th band signal; i-th difference means for obtaining the i-th difference signal by subtracting the i-1 th decoded signal from the i-th band signal; To generate an i-th code by encoding And a means for obtaining the quantized signal by obtaining an n-th decoded signal having a maximum frequency fn or less from each of the n-th or less codes (i = 2, 3,..., N). The lossless encoding device according to any one of claims 19 to 21.
【請求項25】 前記第i符号化方法(i=1,2,
…,n)は何れも変換符号化方法であることを特徴とす
る請求項24記載の可逆符号化装置。
25. The i-th encoding method (i = 1, 2, 2)
.., N) are all transform coding methods.
【請求項26】 符号系列と可逆圧縮系列とが入力され
てディジタル信号を復号化する装置であって、 前記可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号することに
よって変換時系列を生成する手段と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
列として生成する手段と、 前記符号系列を量子化信号に復号する手段と、 前記時系列と前記量子化信号を加算することによって前
記ディジタル信号を生成する手段と、 を有する可逆復号化装置。
26. An apparatus for decoding a digital signal by inputting a code sequence and a lossless compressed sequence, comprising: means for generating a conversion time series by losslessly decoding the lossless compressed sequence for each frame; Means for arranging the conversion time series in parallel by aligning the first bit for each frame length, and generating a sample series constituting a sample as a time series with the same bits arranged in parallel, and quantizing the code series. A lossless decoding device comprising: means for decoding into a signal; and means for generating the digital signal by adding the time series and the quantized signal.
【請求項27】 符号系列と可逆圧縮系列とが入力され
てディジタル信号を復号化する装置であって、 前記可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号することに
よって変換時系列を生成する手段と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
列として生成する手段と、 前記符号系列を量子化信号に復号する手段と、 前記時系列と前記量子化信号を加算することによって前
記ディジタル信号を生成する手段と、 前記ディジタル信号を生成する手段を実行する代わり
に、前記時系列をそのままデジタル信号とすることを実
行する手段とを有する可逆復号化装置。
27. An apparatus for decoding a digital signal by receiving a code sequence and a lossless compressed sequence as input, comprising: means for generating a conversion time series by losslessly decoding the lossless compressed sequence for each frame; Means for arranging the conversion time series in parallel by aligning the first bit for each frame length, and generating a sample series constituting a sample as a time series with the same bits arranged in parallel, and quantizing the code series. Means for decoding into a signal, means for generating the digital signal by adding the time series and the quantized signal, instead of executing the means for generating the digital signal, And a means for performing the following.
【請求項28】 符号系列と第1の可逆圧縮系列と第2
の可逆圧縮系列とが入力されてディジタル信号を復号化
する装置であって、 前記第1の可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号する
ことによって変換時系列を生成する手段と、 前記変換時系列をフレーム長ごとに先頭ビットを揃えて
並列にならべて、その並列にならべた同一番目のビット
によりそれぞれサンプルを構成するサンプル系列を時系
列として生成する手段と、 前記符号系列を下位方向へtビット算術シフトする手段
と、 下位方向へtビット算術シフトされた前記符号系列を量
子化信号に復号する手段と、 前記時系列と前記量子化信号とを加算する手段と、 前記第2の可逆圧縮系列をフレームごとに可逆復号する
手段と、 可逆復号された前記第2の可逆圧縮系列を、前記時系列
と前記量子化信号との加算結果の上位ビット側に連結す
る手段とを有する可逆復号化装置。
28. A code sequence, a first lossless compression sequence, and a second
A lossless-compressed sequence for decoding a digital signal, wherein the means for losslessly decoding the first lossless-compressed sequence for each frame to generate a conversion time series; and Means for arranging the first bit for each frame length and arranging them in parallel, and generating, as a time series, a sample sequence constituting each sample by the same bits arranged in parallel; Means for shifting, the means for decoding the code sequence, which has been t-bit arithmetically shifted downward, into a quantized signal, means for adding the time series and the quantized signal, Means for performing lossless decoding for each frame, and linking the second losslessly compressed sequence that has been losslessly decoded to the upper bit side of the addition result of the time series and the quantization signal A lossless decoding device comprising:
【請求項29】 前記符号系列を量子化信号に復号する
手段は、複数種類の逆量子化方法の中から1つの方法を
選択し、選択された方法で復号することを特徴とする請
求項26から請求項28のいずれかに記載の可逆復号化
装置。
29. The method according to claim 26, wherein the means for decoding the code sequence into a quantized signal selects one of a plurality of types of inverse quantization methods and decodes the selected sequence. 29. The lossless decoding device according to claim 28.
【請求項30】 前記量子化信号を復号する手段は、前
記入力符号系列を変換復号化方法により復号することに
よって前記量子化信号を得る手段であることを特徴とす
る請求項26から請求項28のいずれかに記載の可逆復
号化装置。
30. The apparatus according to claim 26, wherein said means for decoding said quantized signal is means for obtaining said quantized signal by decoding said input code sequence by a transform decoding method. The lossless decoding device according to any one of the above.
【請求項31】 前記量子化信号を復号する手段は、前
記入力符号系列を第1乃至第m符号(mは2以上の自然
数)に分離する手段と、 前記第i符号(i=1,2,…,m)を第i復号化方法
により復号することによって、周波数がfi 以下の第
i復号信号を生成する第i復号手段と、 前記第1復号信号乃至第m復号信号を加算することによ
って前記量子化信号を生成する手段とを有することを特
徴とする請求項26から請求項28のいずれかに記載の
可逆復号化装置。
31. A means for decoding the quantized signal, means for separating the input code sequence into first to m-th codes (m is a natural number of 2 or more), and the i-th code (i = 1, 2). ,..., M) by an i-th decoding method, thereby adding an i-th decoding means for generating an i-th decoded signal having a frequency of fi or less, and adding the first to m-th decoded signals. 29. The lossless decoding apparatus according to claim 26, further comprising: means for generating the quantized signal.
【請求項32】 前記第i復号化方法(i=1,2,
…,m)は何れも変換復号化方法であることを特徴とす
る請求項31記載の可逆復号化装置。
32. The i-th decoding method (i = 1, 2, 2, 3)
32. The lossless decoding apparatus according to claim 31, wherein each of..., M) is a transform decoding method.
【請求項33】 請求項1,3〜9の何れかに記載の可
逆符号化方法の各過程をコンピュータに実行させるプロ
グラムを記録した記録媒体。
33. A recording medium on which a program for causing a computer to execute each step of the lossless encoding method according to claim 1 is recorded.
【請求項34】 請求項2,10〜16の何れかに記載
の可逆復号化方法の各過程をコンピュータに実行させる
プログラムを記録した記録媒体。
34. A recording medium on which a program for causing a computer to execute each step of the lossless decoding method according to claim 2 is recorded.
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