JP3406275B2 - Digital signal encoding method, digital signal decoding method, these devices and their respective program recording media - Google Patents

Digital signal encoding method, digital signal decoding method, these devices and their respective program recording media

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JP3406275B2
JP3406275B2 JP2000147022A JP2000147022A JP3406275B2 JP 3406275 B2 JP3406275 B2 JP 3406275B2 JP 2000147022 A JP2000147022 A JP 2000147022A JP 2000147022 A JP2000147022 A JP 2000147022A JP 3406275 B2 JP3406275 B2 JP 3406275B2
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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 an encoding 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 code, 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 of compressing information such as voice and image, there are lossy compression coding which allows distortion and lossless compression coding which does not allow distortion. For lossy compression, ITU
Various systems are known as standards for -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 to a slight extent. However, the distortion depends on the coding condition and the input signal, and depending on the application, the deterioration of the reproduced signal may be a problem. On the other hand, as a lossless compression method capable of completely reproducing the original signal, universal compression encoding which is often used for compression of computer files and texts is known. This is compression coding with reference to the statistics of the input sequence. It can compress any signal, and can compress text etc. to about 1/2, but directly to audio or image data. Even if it is applied, the compression effect remains 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, in the past, lossy coding and lossless coding were selectively 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 as a whole does not increase and the handling is inconvenient. An object of the present invention is to provide an encoding method for compressing a digital signal with high compression efficiency without 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, distortion-tolerant coding is used to quantize a digital input signal with a small number of bits. Then, an error signal between the quantized signal and the original digital input signal (a signal having a reduced amplitude)
Are compressed using distortion-free coding. As a result, the point that the compression rate can be increased without the distortion finally occurring is a characteristic which is not present in the conventional encoding that uses the lossless encoding and the lossy encoding 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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The following embodiments do not limit the claimed invention. Further, not all combinations of the features described in the embodiments are required to achieve the object. An embodiment of the present invention will be described below 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 the first embodiment of the present invention. In the encoding device shown in FIG. 1, a time series of digital input signals (hereinafter referred to as “digital input signal series”) is input from an input terminal 100. And the frame division unit 1
10 designates the digital input signal sequence as, for example, 102
It is sequentially divided into frame units made up of four digital input signals (ie, samples of 1024 points).

【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 improve the efficiency of lossless compression coding by the lossless coding unit 150, the reordering unit 160
Each digital input signal (ie bit string) in the frame
The bit of is replaced. Details of the processing performed 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 section 160 in the first embodiment. 2A
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 representation.

【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 2's complement to a bit string represented by a code absolute value (see B in FIG. 2). In the converted digital input signal, MS
B (Most Significant Bit) to 2nd LS
B indicates the absolute value of the amplitude, and LSB (Least Significant
Bit: The 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 assigns each bit generated by the decomposition to the bit position (ie, MSB, second MS) of each bit.
(B, ..., LSB), that is, in the horizontal direction of FIG. 2 (see C of FIG. 2). The reordering section 160 is
Not all of the bits generated by decomposition but some of the bits generated by decomposition may be combined. Further, the reordering unit 160 may combine the bits generated by the decomposition not at each bit position but at 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 the output of the rearrangement section 160 in the first embodiment (hereinafter referred to as "converted digital input signal"). 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 coding unit 150 performs lossless compression coding on the output of the reordering unit 160. Lossless encoding unit 1
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 horizontal bit strings from the MSB to the jMSB (for example, the 4th MSB) by the following methods. If all the 1024 bits forming the horizontal bit string are "0", the horizontal bit string is encoded into "0". If one bit is “1” among the 1024 bits forming the horizontal bit string, the horizontal bit string is
A bit string indicating the position of the bit that is "1" (10 bits as an example) is encoded into a bit string that is concatenated after "10". If two bits are “1” among the 1024 bits forming the horizontal bit string, the horizontal bit string is
A bit string indicating the position of the bit that is "1" (10 bits x 2 as an example) is encoded into a bit string that is 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 has the (j +) th
1) Each horizontal bit string from MSB to LSB is encoded. In this case, the lossless encoding unit 150 may encode the horizontal bit string by any one of the above methods,
Alternatively, each digital input signal may be recombined (that is, in the vertical direction of FIG. 3) and then encoded by the unit of the 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 unit 150 may perform lossless compression encoding using a case where there is a continuous sequence or a sequence which appears frequently, in addition to the above-mentioned encoding method. Entropy coding such as Huffman coding and 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 coding apparatus shown in FIG.
Output (e).

【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 first includes the lossless encoding unit 15.
The lossless compression code I (e) is decoded by performing a process (that is, decoding) that is the reverse of 0. Next, the reordering unit 220 performs a process reverse to that of the reordering unit 160 to sequentially output the digital input signal 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. Through 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 the second embodiment of the present invention. 4, parts corresponding to the respective parts in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the encoding device shown in FIG. 4, first, the frame division unit 110 divides the digital input signal sequence from the input terminal 100 into frame units made up of, for example, 1024 digital input signals (ie, 1024 sample points). Divide sequentially. Next, the lossy quantization unit 120 compression-codes 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 at the time of decoding. For example, if the digital input signal is voice, ITU-T voice coding or the like can be used, if it is music, MPEG or Twin VQ or the like can be used, and if it is video, MPEG or the like can be used.
The output of the lossy quantization unit 120 is referred to as “lossy 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, the inverse quantizer 130 having the same structure as the decoder corresponding to the irreversible quantizer 120 (that is, the inverse quantizer 230) outputs the locally reproduced signal from the irreversible compression code I (n). To generate. Then, the subtracting 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 significantly smaller than the amplitude of the original digital input signal. Therefore, lossless compression coding of the error signal is easier than lossless compression coding of 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-encoded error signal and the lossy compression-encoded original digital input signal. Therefore, by utilizing this fact (the error signal has a small amplitude and is easily reversibly compressed and encoded), the reversible encoding unit 150 reversibly compression-encodes 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 improve the efficiency of the lossless compression coding by the lossless coding unit 150, the reordering unit 160
Replaces the bits of the error signal (ie, bit string). Details of the processing performed by the reordering unit 160 will be described below. FIG. 5 shows the reordering portion 16 according to the second embodiment.
It is explanatory drawing which shows an example of the process of 0. In the digital input signal (see A in FIG. 5), positive and negative integers are expressed in 2's complement notation. FIG. 5B shows an error signal between the digital input signal shown in FIG. 5A and the 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 represented by 2's complement into the bit string represented by the sign absolute value (see C in FIG. 5). Next, the reordering unit 160 decomposes the converted error signal into individual bits. Finally, the reordering unit 160 replaces each bit generated by the decomposition with
Bit position of each bit (ie MSB, second MSB, ...
, LSB), that is, in the horizontal direction of FIG. 5 (see D of FIG. 5). FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the output (hereinafter, referred to as “conversion error signal”) of the reordering unit 160 in 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”. With the above arrangement, the value of each error signal remains unchanged. 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 a concrete example in FIG. As a result, the continuous loss of “0” improves the lossless compression coding efficiency of the error signal. It can be said that the above replacement is to bit-slice the error signal (that is, the vertical bit string) 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 coding unit 150 performs lossless compression coding on the output of the reordering unit 160. Lossless encoding unit 1
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 horizontal bit strings from the MSB to the jth MSB (for example, the 4th MSB) by the following methods (1) to (3). If all the 1024 bits forming the horizontal bit string are "0", the horizontal bit string is encoded into "0". If one bit is “1” among the 1024 bits forming the horizontal bit string, the horizontal bit string is
A bit string indicating the position of the bit that is "1" (10 bits as an example) is encoded into a bit string that is concatenated after "10". If two bits are “1” among the 1024 bits forming the horizontal bit string, the horizontal bit string is
A bit string indicating the position of the bit that is "1" (10 bits x 2 as an example) is encoded into a bit string that is 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 has the (j +) th
1) Each horizontal bit string from MSB to LSB is encoded. In this case, the lossless encoding unit 150 may encode the horizontal bit string by any one of the above methods,
Alternatively, each error signal may be re-combined (that is, in the vertical direction in FIG. 6) and then encoded by the error signal unit 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
Even if there are many digital input signals having "1", the amplitude of the error signal corresponding to the digital input signals is 20 [d
B] It can be expected from FIG. 6 that "when it becomes smaller, there is almost no" 1 "in the MSB to the third MSB of the error signal." In this case, by performing the reordering described above, 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 sequence which appears frequently, in addition to the above-mentioned encoding method. Entropy coding such as Huffman coding and 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 coding apparatus shown in FIG. 4 has the lossy compression code I (n) from the lossy quantization unit 120 and the lossless compression code I from the lossless coding unit 150.
(E) and are 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 unit 210 decodes the lossless compression code I (e). Then, the reordering unit 220 performs a process reverse to that of the reordering unit 160 to sequentially output the error signal in frame units. Also, the inverse quantization unit 230
Decodes the lossy compression code I (n). Next, the addition unit 240 replaces the output of the inverse quantization unit 230 with the replacement unit 2.
And the output of 30 are added. Finally, the frame synthesis unit 25
0 reproduces the original digital input signal sequence by sequentially concatenating the outputs of the adder 240. Through 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 lossy quantizer 120 in the coding apparatus shown in FIG. 4 can be constructed by, for example, a transform coding method. This transform coding method is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8
-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 outputs the past 2N for every N samples.
Extract the sample. This sequence consisting of 2N samples is a Lapted Orthogonal Transform (LOT).
Transform) Processing frame. Time window 15
However, a time window is applied to this 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 type of superposition orthogonal transform.
Transform: Modified Discrete Cosine Transform) section 16
A modified discrete cosine transform is applied to the 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-th order prediction coefficient α
0, ..., αP are obtained. The quantizing unit 18 converts the prediction coefficients α 0, ..., αP into, for example, an LSP parameter or a k parameter and then quantizes the predictive coefficient α 0, ...
To get Here, the "spectrum envelop (spectrum envel
ope) ”means the amplitude envelope 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 outline calculation unit 21 obtains the spectrum outline of the prediction coefficients α 0, ..., αP. The normalization unit 22 divides (ie, normalizes) the spectrum amplitude from the MDCT unit 16 for each corresponding sample in the above-mentioned spectrum outline, so that the current frame F is obtained.
The residual coefficient R (F) of Where "residual coefficient (resi
"dual coefficient)" means the MDCT coefficient flattened in the spectral shape. 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 to obtain the weighting coefficient. , WN (represented by the vector W) are obtained.
Here, the “envelope of residual coeff
icient) "means a rough analysis of the residual coefficient on the frequency axis. Then, the weight calculator 24
Supplies the weighting coefficient W to the quantizer 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 outline normalization unit 26 divides the residual coefficient R (F) of the current frame F from the normalization unit 22 by the residual coefficient outline from the residual coefficient outline calculation unit 23 ( That is, by normalizing), the fine structure coefficient is obtained. here,
“Fine structure coefficient” is
The MDCT coefficient obtained by further flattening the flattened MDCT coefficient by the residual coefficient outline. Power normalization unit 2
7 is a normalized gain g which is the square root of the average value of the amplitude or the average value of the power of the fine structure coefficient of the current frame.
It is divided (i.e., normalized) by (F), and the result is supplied to the quantization unit 25 as a normalized fine structure coefficient X (F) = (x1, ..., xN). The power normalization unit 27 gives the normalization gain g (F) to the denormalization unit 31. Also,
The power normalization 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 quantizing unit 25 calculates the normalized fine structure coefficient X.
After weighting (F) with the weighting coefficient W, vector quantization is performed to obtain a quantized small sequence C.
(M) is obtained. Here, the quantized subsequence C (m) is M vectors C (m1), C (m2), ..., C (mM).
) Is a series of elements. The denormalization unit 31 denormalizes the quantized subsequence C (m) by the normalization gain g (F) from the power normalization unit 27, and further, the residual coefficient from the residual outline calculation unit 23. The quantized residual coefficient Rq (F) is reproduced by multiplying by the rough shape. The residual outline calculation unit 23 obtains an outline 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 quantized value of the linear prediction coefficient, the index IG indicating the quantized value of the power normalization gain of the fine structure coefficient, and the index Im indicating the quantized value of the fine structure coefficient are irreversible. Compression code I
(N) is output from the lossy 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 denormalization unit 53
Obtains the fine structure coefficient by denormalizing the normalized fine structure coefficient by the normalized gain. The residual outline denormalization unit 54 uses the residual outline E from the residual outline calculation unit 55.
Multiply the fine structure coefficient by R 1 (ie, denormalize)
To reproduce the residual coefficient Rq (F). The residual outline calculating unit 55 calculates the outline of the reproduced residual coefficient Rq (F) by the same method as the residual outline calculating 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 unit 57 multiplies the spectrum outline from the spectrum outline calculation unit 21 by the residual coefficient Rq (F) from the residual outline inverse normalization unit 54 (that is,
Inverse normalization) to reproduce the frequency domain coefficients. The inverse MDCT unit 58 transforms the frequency domain coefficient into a 2N-sample time domain signal (hereinafter, referred to as "inverse LOT processing frame") by performing Nth-order inverse modified discrete cosine transform for each frame. The windowing unit 59 multiplies the time domain signal by a time window for each frame. The frame superposition unit 61 adds the first half N samples of the output of the windowing unit 59 (the current frame for inverse LOT processing of 2N samples) and the second half N samples of the immediately preceding frame to each other, and obtains N as a result. The sample is output to the subtraction unit 140 as the dequantized 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 quantizer 120,
A configuration for dividing in the frequency domain and hierarchically encoding will be briefly described with reference to FIG. This configuration is based on the Tokuhei Hei 8-263
No. 096 publication. The original sound input signal 21 from the frame division unit 110 has the highest frequency of f4,
The sampling frequency is 2f4. The first sample rate converter 221 which is the first band selection means receives the highest frequency f1 and the sampling frequency 2f1 from the original sound input signal 21.
(However, the first band signal 231 of f1 <f2 <f3 <f4) is taken out. The first encoder 241 encodes the first band signal 231 into the first code C1. The first decoder 251 sends the first code C1 to the highest frequency f1
And it is decoded into the decoded signal 121 1 having the sampling frequency 2f 1. The first sample rate converter 261 outputs the decoded signal 121 to the highest frequency f2 and the sampling frequency 2f2.
The first converted decoded signal of On the other hand, the sample rate converter 222, which is the second band selecting means, receives the highest frequency f2 and the sampling frequency 2f from the original sound input signal 21.
2 2nd band signal 232. Second difference circuit 2
82 2 subtracts the first transformed decoded signal from the second band signal 232 2 to obtain the second difference signal 292 1.
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。
The same processing is performed thereafter. Here, the process of obtaining the third code C3 is performed by i = 3 (i = 2, 3, ..., N,
In this example, up to 4) will be described as an example. I-th (=
2nd) Decoder 25i-1 (252)
The (= second) code Ci-1 (= C2) is converted into the highest frequency fi-1 (= f2) and the sampling frequency 2fi-1.
(= 2f2) i-th (= second) decoded signal. The adder 60i−1 (= 602) is the i−1th
By adding the (= second) decoded signal and the (i-2) th (= first) converted decoded signal, an (i-1) th (second) sum signal is obtained. I-1th (= second) sample rate converter 26i
−1 (= 262) is the i−1th (second) sum signal,
Highest frequency fi (= f3) and sampling frequency 2fi
(= 2f3) i-th (= second) converted decoded signal. On the other hand, the sample rate converter 22i (= 223), which is the i-th (= third) band selecting means, receives from the original sound input signal 21 the i-th signal having the highest frequency fi (= f3) and the sampling frequency 2fi (= 2f3). The (= third) band signal 23i (= 233) is taken out. The i-th (= third) difference circuit 28i (283) shifts from the i-th (= third) band signal 23i (= 233) to the i-1th (= second) signal.
By subtracting the converted decoded signal, the i-th (= third)
The difference signal 293 is obtained. I-th (= third) encoder 24i
(= 243) encodes the i-th (= third) difference signal 293 into the i-th (= third) code Ci (= C3). Note that the i−1th (= second) decoder 25i−1 (= 252)
) And the adder 60i-1 (= 602) and the i-th
(= Second) sample rate converter 26i-1 (= 26
2) is the i-1th (= second) decoding means 40i-1.
(= 402). However, the first decoding means 4
In 01, since the i−2 layer does not exist, the adder 60
0 is omitted. Also, since the band signal of the highest layer, i.e., the i + 1th (= fourth) band signal 234 in this example is the signal of the highest frequency f4, the sample rate converter 224, which is the i + 1th 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 quantizer 120 shown in FIG.
It can be applied when the input signal band is divided into n sections and encoded. First to nth (= fourth) codes C1 to Cn (=
C4) is multiplexed for each frame in the multiplexing circuit and then output as the lossy code P (n). In this case, the multiplexing circuit is configured to select and output any 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 rate decreases as i increases,
Wideband and high quality coding is possible. If this is satisfied, the encoding method of the encoder may be, for example, all transform encoding methods.

【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 the encoding method of the first to n-th encoders 241 to 244, the CELP encoding method or the transform encoding method can be used, and the first to n-th encoders 241 to 244 use the same encoding method. May be used, or different encoding methods may be used. The lossy quantization unit 1 shown in FIG.
An outline of the inverse quantization unit 130 when 20 is used will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows that when n = 4, that is,
This is the case where the code string C is composed of the 1st to 4th codes C1 to C4. The code separating means 56 converts the code string C into the 1st to 4th codes.
Separation 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
It 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 the first decoded output 631. The first sample rate converter 591 has a first decoded output 631.
Is the first converted decoded signal 611 of sampling frequency 2f2.
Convert to. On the other hand, the second decoder 572 decodes the second code C2 into the second decoded signal 582. The second adder 622 2 adds the first transformed decoded signal 611 and the second decoded signal 582 to obtain the second decoded output 632. The second sample rate converter 592
The second decoded output 632 is transformed into a second transformed decoded signal 612 with a sampling frequency 2f3. In the following, the case of i = 3 will be generalized and explained. The i-th (= third) decoder 57i (= 573) is 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−1th (= second) converted decoded signal 6
1i-1 (= 612) and i-th (= third) decoded signal 5
8i (= 583) and the i-th
The (= third) decoded output 63i (= 633) is obtained.
I-th (= third) sample rate converter 59i (= 59)
3) is the i-th (= third) decoded output 63i (= 63)
3) is converted into the i-th (= third) converted decoded signal 61i (= 613) of the sampling frequency 2fi + 1 (= 2f4). I + 1th (= fourth) decoder 57i + 1 (= 5)
74) is the i + 1th (= fourth) code Ci + 1 (= C
4) to the i + 1th (= fourth) decoded signal 58i + 1
(= 584). The i + 1th (= fourth) adder 62i + 1 (= 624) outputs the ith (= third) converted decoded signal 61i (= 613) and the i + 1th (= fourth)
By adding the decoded signal 58i + 1 (= 584), the i + 1th (= fourth) decoded output 63i + 1
(= 634) is obtained. The i + 1th (= 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 ISO / IEC MPEG-4 scalable profile was used. Irreversible quantizer 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 is 44.1 kHz.
To 1/44 of the original signal and to 1/32 for 16 kHz. The percentage (%) of the total file size is the file size of the error signal and the compression MP
It is the sum of the size of the EG bitstream. The total file size shown in FIGS. 10 and 11 indicates that the original signal size can be reduced to about 70-50%. It can be seen that, when the lossy quantizer 120 compresses the original signal file size to about 1/10, the total file size is minimized. Also, 44.1k
Hz stereo has a slightly better compression ratio than 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 the third embodiment of the present invention. Figure 1
In FIG. 2, parts corresponding to the parts in FIGS. 1 and 4 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The device shown in FIG. 12 has 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) due to the selection unit 270 and the switching unit 280. Can be switched to

【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
Is input from the frame dividing unit 110 in frame units, and the error signal corresponding to the digital input signal from the subtracting unit 140 in frame units. Then, the selecting section 270 selects and outputs either the digital input signal or the error signal in frame units. The selecting unit 270 also 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 the selection unit 2
Instead of being added to the output of 70, it may be separately sent to the switching unit 280 in synchronization with the output of the selecting unit 270. Hereinafter, the output of the selection unit 270 is subjected to the processing described in the first and second embodiments (that is, reordering → reversible coding → reversible decoding → reverse reordering). 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 rearrangement unit 220 is a digital input signal, the switching unit 2
The 80 sends the output as it is to the frame synthesis section 250. 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 lossy compression part (that is, the lossy quantization unit 120, the dequantization unit 130, and the dequantization unit 230) of the second and third embodiments, the known compression format and the decoder are used as they are. There are cases. However, in this case, if the encoding device and the decoding device are implemented on different platforms, the local reproduction signal (that is, the dequantization unit 130) used for generating the error signal is generated.
Output) and the actual dequantized signal (that is, the dequantization unit 23
0 output) does not exactly match. For example, taking the MPEG audio standard as an example, when 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 the difference is within "± 1" (that is, an error to the extent that the LSBs do not match), this is not always the case. In this way, when the output of the inverse quantizer 130 and the output of the inverse quantizer 230 do not match, the error signal generated based on the output of the inverse quantizer 130 is added to the inverse quantizer (in the adder 240). The addition 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 quantizer 1
The absolute value part of the amplitude of the digital input signal is arithmetically shifted to the upper side by the number of bits (probably t bits) based on the difference between the output of 30 and the output of the inverse quantizer 230, and the arithmetically shifted digital input. The signal is irreversibly quantized. Then, after the irreversibly quantized digital input signal is dequantized (in the dequantization unit 130 or the dequantization unit 230), the absolute value part of the amplitude of the dequantized signal is t in the lower direction. 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 encoding,
The output of the inverse quantizer 130 and the output of the inverse quantizer 230 are respectively ± 1 compared with the original digital input signal.
Including the error of. As a result, the difference between the output of the inverse quantization unit 130 and the output of the inverse quantization unit 230 is the maximum value “± 2” when one is “+1” and the other is “−1”. . Therefore, in the present embodiment, in order to remove the maximum value of this difference from the digital input signal, t = 3 bits is set, and the digital input signal is arithmetically shifted by 3 bits.
As a matter of course, the value of t is not limited to t = 3, and is determined based on the difference between the output of the inverse quantizer 130 and the output of the inverse quantizer 230 as described above. It

【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 the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 13, parts corresponding to those in FIGS. 1, 4 and 12 are assigned the same reference numerals and explanations thereof are 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 division unit 110
The digital input signal to the frame, the reproduction output signal from the frame synthesizing unit 250, and the signals processed by the irreversible quantizing unit 120, the dequantizing unit 130, and the dequantizing unit 230 are represented by two's complement representation. , Other signals are represented by sign absolute value representation. 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 are appropriately performed (although not shown in FIG. 13). .

【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 division unit 110 converts the digital input signal sequence into
The frame is sequentially divided. Bit shift unit 290
, The absolute value part of the amplitude of each digital input signal is arithmetically shifted in the upper direction by t bits, and the lower t bits of the absolute value part are set to "0". The lossy quantizer 120
The output of the bit shift unit 290 is lossy compression-encoded. 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 off the lower t bits of the absolute value part of the amplitude of the local reproduction signal, and then arithmetically shifts the lower t bits by t bits. 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. After that, 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. As a result, 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 encoding unit 310 losslessly compresses and encodes the upper t bits of the absolute value part 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 improve the compression efficiency by performing the same encoding process 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 coding apparatus shown in FIG. 13 has the lossy compression code from the lossy quantization unit 120, the lossless compression code (of the error signal) from the lossless coding unit 150, and the lossless The lossless compression code (higher 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 are included.
However, the same processing as the lossless decoding section 210 and the reordering section 220 of the second embodiment is performed on the lossless compression code (of the error signal) from the lossless encoding section 150. On the other hand, the inverse quantizer 230 inversely quantizes the output of the lossy quantizer 120 to generate a local reproduction signal. The bit shift unit 320 rounds off the lower t bits of the absolute value part of the amplitude of the local reproduction signal, and then arithmetically shifts the lower t bits by t bits. The addition 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 section 330 losslessly decodes the output of the lossless encoding section 310 to output the upper t bits of the absolute value part of the amplitude of the original digital input signal in frame units. The addition unit 340 connects the output of the lossless decoding unit 330 to the upper bit side of the output of the addition unit 240. Finally, the frame synthesis unit 250 reproduces the original digital input signal sequence by sequentially concatenating the outputs of the addition unit 340. Through 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 shown in each of the above-described embodiments can also be realized by causing a computer to read 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。
Although the devices shown in FIGS. 4, 12 and 13 have only one type of lossy quantization means (ie, the lossy quantization unit 120, the dequantization unit 130, the dequantization unit). However, the present invention is not limited to this, and includes a plurality of types of lossy quantization methods and a plurality of lossy quantization conditions. (For example, a method and conditions corresponding to inverse quantization that can be executed by the decoding device)
It may be selected for each frame). In that case,
In the third embodiment, the 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 frame is divided, the signal can be completely reproduced even in the middle of the compression code sequence by using a synchronization word or the like. In addition, it has been conventionally practiced to record both the original sound file of music and the compressed code file in a CD-ROM, provide the compressed code file free of charge, and provide the original sound file only to the person who paid the fee. It is being appreciated. According to the present invention, the compression code and the error signal are recorded, the compression code is provided free of charge, and the original sound can be reproduced by providing the compression code and the error signal to the person who paid the fee. can do. With 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, and therefore the data can be recorded on a storage medium having a small storage capacity. Although there is a large amount of processing in irreversible quantization and dequantization, hardware that executes these processings at high speed (for example, MPE
Since a variety of G encoding / decoding processors) and software are commercially available and can be obtained at low cost, 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
By combining with the sound compression encoding such as 3, MPEG-4, the highly efficient lossy encoding and the lossless lossless encoding can coexist without waste. for that reason,
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly effective in accumulating and transmitting musical tone signals, and can be applied to a wide range of applications including music network distribution and portable music listening equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 showing 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 processing 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 the 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 showing 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 showing an example of the output of the reordering unit 160 in 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 is a lossy quantization unit 120 using a transform coding method.
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration example of a dequantizer 130 and a dequantizer 130 thereof.

【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 is a lossy quantizer 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 showing a specific configuration example of an inverse quantization unit 130 corresponding to the lossy quantization unit 120 shown 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 an experimental result 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 showing 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 showing 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】 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[Explanation of symbols] 110: Frame division section 120 ... Irreversible quantizer 130, 230 ... Inverse quantizer 140 ... Subtraction unit 150, 310 ... Lossless coding unit 160, 220 …… Narakabe part 210, 330 ... Lossless decoding unit 240, 340 ... adder 250 ... Frame composition section 270 ... Selector 280 ... Switching unit 290, 300, 320 ... Bit shift unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 平9−252407(JP,A) 特開 平9−93440(JP,A) 特開 平8−139935(JP,A) 特開 平9−327018(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/30 G10L 19/00 H04N 7/30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Mori 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Kazuaki Chikira 2-chome, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 3 in Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP-A-9-252407 (JP, A) JP-A-9-93440 (JP, A) JP-A-8-139935 (JP, A) JP Flat 9-327018 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 7/30 G10L 19/00 H04N 7/30

Claims (30)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の符号絶対値表現されたサンプルか
らなるフレーム毎にディジタル入力信号を符号化するデ
ィジタル信号符号化方法であって、 前記 ディジタル入力信号をフレーム毎に非可逆符号化
ることにより非可逆圧縮符号を生成する過程と、前記非可逆符号化に対応する逆量子化により局部再生
号を生成する過程と、 前記ディジタル入力信号と前記局部再生信号との誤差信
号を生成する過程と、前記誤差信号をビット位置毎に可逆圧縮符号化 すること
により可逆圧縮符号を出力する過程とを有することを特
徴とするディジタル信号符号化方法
1. A sample represented by a plurality of code absolute values
Of the digital input signal for each frame
A Ijitaru signal encoding method, and generating a lossy compression code the <br/> Rukoto to lossy encoding said digital input signal for each frame, the inverse quantization corresponding to the lossy coding reversible and generating a local reproduction signal <br/> No., and generating an error signal between the digital input signal and the local reproduction signal by lossless compression-encoding the error signal for each bit position by digital signal encoding method characterized by having a step of outputting the compressed code.
【請求項2】 複数の符号絶対値表現されたサンプルか
らなるフレーム毎にディジタル入力信号を符号化するデ
ィジタル信号符号化方法であって、 前記 ディジタル入力信号をフレーム毎に非可逆符号化
ることにより非可逆圧縮符号を生成する過程と、前記非可逆符号化に対応する逆量子化により局部再生
号を生成する過程と、 前記ディジタル入力信号と前記局部再生信号との誤差信
号を生成する過程と、 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、 前記選択出力された信号をビット位置毎に可逆圧縮符号
化することにより可逆圧縮符号を出力する過程とを有す
ることを特徴とするディジタル信号符号化方法
2. A sample represented by a plurality of code absolute values
Of the digital input signal for each frame
A Ijitaru signal encoding method, and generating a lossy compression code the <br/> Rukoto to lossy encoding said digital input signal for each frame, the inverse quantization corresponding to the lossy coding local reproduction and generating a signal <br/> No., and generating an error signal between the digital input signal and the local reproduction signals, and selects and outputs one of said digital input signal and said error signal by And a lossless compression code for each bit position of the selected output signal.
And a step of outputting a lossless compression code by converting the digital signal into a digital signal coding method .
【請求項3】 複数の符号絶対値表現されたサンプルか
らなるフレーム毎にディジタル入力信号を符号化するデ
ィジタル信号符号化方法であって、 前記 ディジタル入力信号の上位t(tは自然数)ビット
可逆圧縮符号化することにより第1の可逆圧縮符号
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前記ディジタル入
力信号をフレーム毎に非可逆符号化することにより非可
逆圧縮符号を生成する過程と、前記非可逆符号化に対応する逆量子化により局部再生信
を生成する過程と、 前記局部再生信号の振幅の絶対値部分の下位tビットを
四捨五入する過程と、 四捨五入された局部再生信号を下位方向へtビット算術
シフトする過程と、 前記ディジタル入力信号と下位方向へtビット算術シフ
トされた前記局部再生信号との誤差信号を生成する過程
と、前記誤差信号を可逆圧縮符号化する ことにより第2の
逆圧縮符号を出力する過程とを有することを特徴とする
ディジタル信号符号化方法
3. Is the sample represented by a plurality of sign absolute values?
Of the digital input signal for each frame
A Ijitaru signal encoding method, upper t of the digital input signal (t is a natural number) and generating a first lossless compression codes by lossless compression encoding of bits, the remaining bits of the digital input signal To the upper direction t
The process of bit arithmetic shift and the non-reversible process by lossy-encoding the digital input signal, which is t-bit arithmetically shifted in the upper direction, for each frame
The process of generating the decompression code and the dequantization corresponding to the lossy coding decompress the local reproduction signal.
And generating an item, the steps of rounding the lower t bits of the absolute value portion of the amplitude of the local reproduction signals, comprising the steps of t bit arithmetic shift local reproduction signals that are rounded to the lower direction, said digital input signal and A step of generating an error signal with the local reproduction signal which is arithmetically shifted in the lower direction by t bits, and a step of outputting a second reversible compression code by lossless compression-encoding the error signal. Is characterized by having
Digital signal encoding method .
【請求項4】 前記非可逆圧縮符号を生成する過程は、
複数種類の非可逆圧縮方法の中から1つの方法を選択
し、選択された方法で非可逆圧縮を行う ことを特徴とする請求項から請求項のいずれかに記
載のディジタル信号符号化方法
4. The process of generating the lossy compression code comprises:
Select one method from among a plurality of types of lossy compression method, a digital signal encoding method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to perform lossy compression on the selected method .
【請求項5】 前記非可逆圧縮符号を生成する過程は、
前記ディジタル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非可逆圧縮符号を得る過程である
ことを特徴とする請求項から請求項のいずれかに記
載のディジタル信号符号化方法
5. The process of generating the lossy compression code comprises:
Digital signal encoding method as claimed in any one of claims 3, characterized in that by encoding by transform coding method the digital input signal is a process of obtaining the lossy compression coding.
【請求項6】 前記非可逆圧縮符号を生成する過程は、
前記ディジタル入力信号を周波数f,f,…,f
n−1(f<f<…<fn−1<f;f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f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f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f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
から請求項のいずれかに記載のディジタル信号符
号化方法
6. The process of generating the lossy compression code comprises:
The frequency of the digital input signal is f 1 , f 2 , ..., F
n-1 (f 1 <f 2 <... <f n-1 <f n ; f n is the highest frequency of the input signal) is divided into n sections (n is an integer of 2 or more) and encoded. A first band selecting step of selecting a first band signal having a frequency of f 1 or less from the input signal, and a first code by encoding the first band signal with a first encoding method. The ( i-1 ) th band decoding that obtains the i-1st decoded signal of frequency f i-1 or lower from the first encoding process to be generated and each code of 1-i or lower (i = 2, 3, ..., N) And an i-th band selection step of selecting an i-th band signal having a frequency of f i or less from the input signal, and an i-th difference signal by subtracting the i-1 th decoded signal from the i-th band signal. Obtaining the i-th difference process, and generating the i-th code by encoding the i-th difference signal using an i-th encoding method. An i-th encoding step, and a step of obtaining the quantized signal by obtaining an n-th decoded signal having a maximum frequency f n or less from each of the n-th or less codes (i = 2, 3, ..., N). digital signal marks according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a
Encoding method .
【請求項7】 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
求項記載のディジタル信号符号化方法
7. The i-th encoding method (i = 1, 2, ...,
7. The digital signal coding method according to claim 6 , wherein each of n) is a transform coding method .
【請求項8】 非可逆圧縮符号と可逆圧縮符号とが入力
されてディジタル信号を復号化するディジタル信号復号
化方法であって、 前記可逆圧縮符号をフレームごとに復号化することによ
ってビット位置毎に誤差信号を生成する過程と、 前記非可逆圧縮符号を復号化することにより局部再生信
号を生成する過程と、 前記誤差信号と前記局部再生信号を加算することによっ
て前記ディジタル信号を再生する過程とを有すること特
徴とするディジタル信号復号化方法
8. A digital signal decoding for decoding a digital signal by inputting a lossy compression code and a lossless compression code.
A method of generating an error signal for each bit position by decoding the lossless compression code for each frame, and a local reproduction signal by decoding the lossy compression code.
A method for decoding a digital signal , comprising: a step of generating a signal; and a step of reproducing the digital signal by adding the error signal and the local reproduction signal.
【請求項9】 非可逆圧縮符号、可逆圧縮符号及び信号
選択情報が入力されてディジタル信号を復号化するディ
ジタル信号復号化方法であって、 前記可逆圧縮符号をフレームごとに復号化することによ
ってビット位置毎に復号信号を生成する過程と、 前記非可逆圧縮符号を復号化することにより局部再生信
号を生成する過程と、前記信号選択情報に基づき 前記復号信号と前記局部再生
信号を加算することによって前記ディジタル信号を再生
する過程と、前記復号信号をそのまま出力することに
り前記ディジタル信号を再生する過程とのいずれかを選
択して実行する過程とを有すること特徴とするディジタ
ル信号復号化方法
9. A lossy compression code, a lossless compression code and a signal
Di for decoding digital signal selection information is input
A digital signal decoding method , which includes a step of generating a decoded signal for each bit position by decoding the lossless compression code for each frame, and a local reproduction signal by decoding the lossy compression code.
And generating an item, comprising the steps of reproducing <br/> said digital signal by adding the local reproduction <br/> signal and the decoded signal based on the signal selection information, directly outputs the decoded signal in particular
The digital signal is reproduced.
Digitally, characterized by having a step of run-option
Signal decoding method .
【請求項10】 非可逆圧縮符号と第1の可逆圧縮符号
と第2の可逆圧縮符号とが入力されてディジタル信号を
復号化するディジタル信号復号化方法であって、 前記第1の可逆圧縮符号をフレームごとに復号化するこ
とによって誤差信号を生成する過程と、 前記非可逆圧縮符号を復号化することにより第1の復号
信号を生成する過程と、 前記復号信号を下位方向へt(tは自然数)ビット算術
シフトすることにより局部再生信号を生成する過程と、 前記誤差信号と前記局部再生信号とを加算する過程と、 前記第2の可逆圧縮符号をフレームごとに復号化する過
程と、前記第2の可逆圧縮符号を復号した第2の復号信号 を、
前記誤差信号と前記局部再生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ことを特徴とするディ
ジタル信号復号化方法
10. A lossy compression coding the digital signal decoding method of the first lossless compression encoding <br/> second lossless compression coding to decode is inputted digital signal, the first and generating an error signal by decoding each frame lossless compression encoding of the first decoded by decoding said lossy compression code
A step of generating a signal, a step of generating a local reproduction signal by arithmetically shifting the decoded signal in the lower direction by t (t is a natural number) bits, a step of adding the error signal and the local reproduction signal , A step of decoding the second lossless compression code for each frame, and a second decoded signal obtained by decoding the second lossless compression code ,
Di, characterized in that it comprises a step of connecting the upper bit side of said error signal and said local reproduced signal and the addition result
Digital signal decoding method .
【請求項11】 前記非可逆圧縮符号を局部再生信号
復号する過程は、複数種類の非可逆圧縮復号化方法の中
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から請求項10のいずれかに記
載のディジタル信号復号化方法
11. The process of decoding the lossy compression code into a local reproduction signal is characterized by selecting one method from a plurality of types of lossy compression decoding methods and decoding by the selected method. The digital signal decoding method according to any one of claims 8 to 10 .
【請求項12】 前記非可逆圧縮符号を局部再生信号
復号する過程は、前記非可逆圧縮符号を変換復号化方法
により復号することによって前記局部再生信号を得る過
程であることを特徴とする請求項から請求項10のい
ずれかに記載のディジタル信号復号化方法
12. The process of decoding the lossy compression code into a local reproduction signal is a process of obtaining the local reproduction signal by decoding the lossy compression code by a conversion decoding method. The digital signal decoding method according to any one of claims 8 to 10 .
【請求項13】 前記非可逆圧縮符号を局部再生信号
復号する過程は、前記非可逆圧縮符号を第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f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
って前記局部再生信号を生成する過程とを有することを
特徴とする請求項から請求項10のいずれかに記載の
ディジタル信号復号化方法
13. The step of decoding the lossy compression code into a local reproduction signal includes the steps of separating the lossy compression code into first to m-th codes (m is a natural number of 2 or more), and the i-th code. By decoding (i = 1, 2, ..., M) by the i-th decoding method, the i- th frequency whose frequency is f i or less
And the i decoding process to generate a decoded signal, from claim 8, characterized in that it comprises a step of generating the local reproduction signal by adding the first decoded signal to the m decoding signals according to claim 10 Described in either
Digital signal decoding method .
【請求項14】 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13記載のディジタル信号復号化方法
14. The i-th decoding method (i = 1, 2,
..., m) is a digital signal decoding method of claim 13, wherein the both a transformation and decoding method.
【請求項15】 複数の符号絶対値表現されたサンプル
からなるフレーム毎にディジタル入力信号を符号化する
ディジタル信号符号化装置であって、 前記 ディジタル入力信号をフレーム毎に非可逆符号化
ることにより非可逆圧縮符号を生成する手段と、前記非可逆符号化に対応する逆量子化により局部再生
号を生成する手段と、 前記ディジタル入力信号と前記局部再生信号との誤差信
号を生成する手段と、前記誤差信号をビット位置毎に可逆圧縮符号化 すること
により可逆圧縮符号を出力する手段とを備えたことを特
徴とするディジタル信号符号化装置
15. A sample represented by a plurality of code absolute values
Encode the digital input signal for each frame of
A digital signal encoding apparatus, comprising: means for generating a lossy compression code the <br/> Rukoto to lossy encoding said digital input signal for each frame, the inverse quantization corresponding to the lossy coding reversible means for generating a local reproduction signal <br/> No., means for generating an error signal between the digital input signal and the local reproduction signal by lossless compression-encoding the error signal for each bit position by A digital signal encoding device, comprising: means for outputting a compression code .
【請求項16】 複数の符号絶対値表現されたサンプル
からなるフレーム毎にディジタル入力信号を符号化する
ディジタル信号符号化装置であって、 前記 ディジタル入力信号をフレーム毎に非可逆符号化
ることにより非可逆圧縮符号を生成する手段と、前記非可逆符号化に対応する逆量子化により局部再生
号を生成する手段と、 前記ディジタル入力信号と前記局部再生信号との誤差信
号を生成する手段と、 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、 前記選択出力された信号をビット位置毎に可逆圧縮符号
化することにより可逆圧縮符号を出力する手段とを備え
たことを特徴とするディジタル信号符号化装置
16. A sample represented by a plurality of sign absolute values
Encode the digital input signal for each frame of
A digital signal encoding apparatus, comprising: means for generating a lossy compression code the <br/> Rukoto to lossy encoding said digital input signal for each frame, the inverse quantization corresponding to the lossy coding local reproduction means for generating a signal <br/> No., means for generating an error signal between the digital input signal and the local reproduction signals, and selects and outputs one of said digital input signal and said error signal by And a lossless compression code for each bit position of the selectively output signal.
And a means for outputting a reversible compression code by converting the digital signal into a digital signal coding apparatus .
【請求項17】 複数の符号絶対値表現されたサンプル
からなるフレーム毎にディジタル入力信号を符号化する
ディジタル信号符号化装置であって、 前記 ディジタル入力信号の上位t(tは自然数)ビット
可逆圧縮符号化することにより第1の可逆圧縮符号
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前記ディジタル入
力信号をフレーム毎に非可逆符号化することにより非可
逆圧縮符号を生成する手段と、前記非可逆符号化に対応する逆量子化により局部再生信
を生成する手段と、 前記局部再生信号の振幅の絶対値部分の下位tビットを
四捨五入する手段と、 四捨五入された局部再生信号を下位方向へtビット算術
シフトする手段と、 前記ディジタル入力信号と下位方向へtビット算術シフ
トされた前記局部再生信号との誤差信号を生成する手段
と、前記誤差信号を可逆圧縮符号化する ことにより第2の
逆圧縮符号を出力する手段とを備えたことを特徴とする
ディジタル信号符号化装置
17. A sample represented by a plurality of sign absolute values
Encode the digital input signal for each frame of
A digital signal encoding apparatus, upper t of the digital input signal (t is a natural number) means for generating a first lossless compression codes by lossless compression encoding of bits, the remaining bits of the digital input signal To the upper direction t
Bit arithmetic shift means and irreversible encoding by irreversibly encoding the digital input signal that has been arithmetically shifted by t bits in the upper direction
A means for generating an inverse compression code and a local reproduction signal by means of inverse quantization corresponding to the lossy encoding.
Means for generating a No., and means for rounding a lower-order t bits of the absolute value portion of the amplitude of the local reproduction signals, and means for t-bit arithmetic shift local reproduction signals that are rounded to the lower direction, said digital input signal and Means for generating an error signal with the local reproduction signal that has been arithmetically shifted in the lower direction by t bits, and means for outputting a second reversible compression code by lossless compression-encoding the error signal. It is characterized by having
Digital signal encoder .
【請求項18】 前記非可逆圧縮符号を生成する手段
は、複数種類の非可逆圧縮方法の中から1つの方法を選
択し、選択された方法で非可逆圧縮を行うことを特徴と
する請求項15から請求項17のいずれかに記載のディ
ジタル信号符号化装置
18. The lossy compression code generation means selects one of a plurality of types of lossy compression methods and performs lossy compression by the selected method. di according to any one of claims 17 to 15
Digital signal encoder .
【請求項19】 前記非可逆圧縮符号を生成する手段
は、前記ディジタル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非可逆圧縮符号を得る手段で
あることを特徴とする請求項15から請求項17のいず
れかに記載のディジタル信号符号化装置
19. means for generating the lossy compressed code from claim 15, characterized in that the means for obtaining the lossy compression code by encoding the transform coding method the digital input signal The digital signal encoding device according to claim 17 .
【請求項20】 前記非可逆圧縮符号を生成する手段
は、前記ディジタル入力信号を周波数f,f,…,
n−1(f<f<…<fn−1<f;f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f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f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f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備えたことを特徴とする請求
15から請求項17のいずれかに記載のディジタル信
号符号化装置
20. The means for generating the irreversible compression code processes the digital input signal with frequencies f 1 , f 2 ,.
f n-1 (f 1 <f 2 <... <f n-1 <f n ; f n is the highest frequency of the input signal) is divided into n sections (n is an integer of 2 or more) and encoded. Means for selecting a first band signal having a frequency of f 1 or less from the input signal, and a first code by encoding the first band signal by a first encoding method. And an i-1th band for obtaining an i-1th decoded signal having a frequency of f i-1 or less from each of the 1-i and subsequent codes (i = 2, 3, ..., N). decoding means, and the i band selection means for frequency from said input signal is selected following the i band signal f i, the i-difference signal by subtracting the first i-1 decoded signal from the i-th band signal An i-th difference means for obtaining an i-th code by encoding the i-th difference signal by an i-th encoding method And the i encoding means for generating said first n following the code (i = 2,3, ..., n) means for obtaining said quantized signal by obtaining the following n-th decoded signal up to a frequency f n from The digital signal according to any one of claims 15 to 17 , further comprising:
No. encoder .
【請求項21】 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20記載のディジタル信号符号化装置
21. The i-th encoding method (i = 1, 2,
21. The digital signal coding device according to claim 20 , wherein each of the ..., N) is a transform coding method.
【請求項22】 非可逆圧縮符号と可逆圧縮符号とが入
力されてディジタル信号を復号化するディジタル信号復
号化装置であって、 前記可逆圧縮符号をフレームごとに復号化することによ
ってビット位置毎に誤差信号を生成する手段と、 前記非可逆圧縮符号を復号化することにより局部再生信
号を生成する手段と、前記誤差信号と前記局部再生信号
を加算することによって前記ディジタル信号を再生する
手段とを備えたこと特徴とするディジタル信号復号化装
22. the lossy compression coding and lossless compression codes are input digital signal recovery for decoding a digital signal
An encoding device for generating an error signal for each bit position by decoding the lossless compression code for each frame; and a local reproduction signal for decoding the lossy compression code.
Digital signal decoding apparatus , further comprising means for generating a signal and means for reproducing the digital signal by adding the error signal and the local reproduction signal.
Place
【請求項23】 非可逆圧縮符号、可逆圧縮符号及び信
号選択情報が入力されてディジタル信号を復号化する
ィジタル信号復号化装置であって、 前記可逆圧縮符号をフレームごとに復号化することによ
ってビット位置毎に復号信号を生成する手段と、 前記非可逆圧縮符号を復号化することにより局部再生信
号を生成する手段と、前記信号選択情報に基づき 前記復号信号と前記局部再生
信号を加算することによって前記ディジタル信号を再生
する手段と、前記復号信号をそのまま出力することに
り前記ディジタル信号を再生する手段とのいずれかを選
択して実行する手段とを備えたこと特徴とするディジタ
ル信号復号化装置
23. A lossy compression code, a lossless compression code and a signal.
De for decoding digital signal No. selection information is input
An apparatus for decoding a digital signal , comprising means for generating a decoded signal for each bit position by decoding the lossless compression code for each frame, and a local reproduction signal for decoding the lossy compression code.
Means for generating a No., and means for reproducing <br/> said digital signal by adding the local reproduction <br/> signal and the decoded signal based on the signal selection information, directly outputs the decoded signal in particular
Or a means for reproducing the digital signal.
Digitally, characterized by comprising a means for performing in-option
Signal decoding device .
【請求項24】 非可逆圧縮符号と第1の可逆圧縮符号
と第2の可逆圧縮符号とが入力されてディジタル信号を
復号化するディジタル信号復号化装置であって、 前記第1の可逆圧縮符号をフレームごとに復号化するこ
とによって誤差信号を生成する手段と、 前記非可逆圧縮符号を復号化することにより第1の復号
信号を生成する手段と、 前記復号信号を下位方向へt(tは自然数)ビット算術
シフトすることにより局部再生信号を生成する手段と、 前記誤差信号と前記局部再生信号とを加算する手段と、 前記第2の可逆圧縮符号をフレームごとに復号化する手
段と、前記第2の可逆圧縮符号を復号した第2の復号信号 を、
前記誤差信号と前記局部再生信号との加算結果の上位ビ
ット側に連結する手段とを備えたことを特徴とするディ
ジタル信号復号化装置
24. A lossy compression coding the digital signal decoding apparatus of the first lossless compression encoding <br/> second lossless compression coding to decode is inputted digital signal, the first means for generating an error signal by decoding each frame lossless compression encoding of the first decoded by decoding said lossy compression code
A means for generating a signal, a means for generating a local reproduction signal by arithmetically shifting the decoded signal in the lower direction by t (t is a natural number) bits, a means for adding the error signal and the local reproduction signal , Means for decoding the second lossless compression code for each frame, and a second decoded signal obtained by decoding the second lossless compression code ,
Di characterized in that a means for connecting to the upper bit side of said error signal and said local reproduced signal and the addition result
Digital signal decoding device .
【請求項25】 前記非可逆圧縮符号を局部再生信号
復号する手段は、複数種類の非可逆圧縮復号化方法の中
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22から請求項24のいずれかに
記載のディジタル信号復号化装置
25. The means for decoding the irreversible compression code into a locally reproduced signal selects one method from a plurality of kinds of irreversible compression decoding methods, and decodes by the selected method. The digital signal decoding device according to any one of claims 22 to 24 .
【請求項26】 前記非可逆圧縮符号を局部再生信号
復号する手段は、前記非可逆圧縮符号を変換復号化方法
により復号することによって前記局部再生信号を得る手
段であることを特徴とする請求項22から請求項24
いずれかに記載のディジタル信号復号化装置
26. means for decoding the local reproduction signals the lossy compression code, billing, which is a means for obtaining the local reproduction signal by decoding by the lossy compression coding the transform decoding method The digital signal decoding device according to any one of claims 22 to 24 .
【請求項27】 前記非可逆圧縮符号を局部再生信号
復号する手段は、前記非可逆圧縮符号を第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f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
って前記局部再生信号を生成する手段とを備えたことを
特徴とする請求項22から請求項24のいずれかに記載
ディジタル信号復号化装置
27. A means for decoding the lossy compression code into a local reproduction signal , a means for separating the lossy compression code into first to m-th codes (m is a natural number of 2 or more), and the i-th code. By decoding (i = 1, 2, ..., M) by the i-th decoding method, the i- th frequency whose frequency is f i or less
25. An i-th decoding means for generating a decoded signal, and a means for generating the local reproduction signal by adding the first to m-th decoded signals, 25 to 24. 5. The digital signal decoding device according to any one of 1.
【請求項28】 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27記載のディジタル信号復号化装置
28. The i-th decoding method (i = 1, 2,
28. The digital signal decoding apparatus according to claim 27 , wherein each of the ..., M) is a conversion decoding method.
【請求項29】 請求項1〜7の何れかに記載のディジ
タル信号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。
29. The daisy according to any one of claims 1 to 7
A recording medium recording a program for causing a computer to execute each step of the digital signal encoding method .
【請求項30】 請求項8〜14の何れかに記載のディ
ジタル信号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。
30. Di according to any one of claims 8 to 14
A recording medium recording a program for causing a computer to execute each step of the digital signal decoding method .
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