JPH09261068A - Data compression/decoding/transmission/reception/ recording/reproduction method and device - Google Patents

Data compression/decoding/transmission/reception/ recording/reproduction method and device

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JPH09261068A
JPH09261068A JP8072189A JP7218996A JPH09261068A JP H09261068 A JPH09261068 A JP H09261068A JP 8072189 A JP8072189 A JP 8072189A JP 7218996 A JP7218996 A JP 7218996A JP H09261068 A JPH09261068 A JP H09261068A
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JP
Japan
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block
sub
signal
compressed
data
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JP8072189A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Nakamura
伸一 中村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the data compression method/decoding method without any loss and to obtain the transmission and recording method for a broad band digital signal and the transmission and recording device while keeping compatibility with a format processing a digital signal with a narrow band. SOLUTION: A sub-band analysis filter 11 is used to separate an inputted digital signal into a low frequency signal and a high frequency signal, the low frequency signal is inputted to a formatter 13, from which the resulting signal is transmitted and the high frequency signal is compressed by a loss-less coder 12, inputted to the formatter, from which the resulting signal is transmitted. A decoder side receives the transmission signal, reproduces the low frequency signal as it is and the high frequency signal is compression-decoded by a loss- less decoder 22, and the decoded signal and the low frequency signal are synthesized by a sub-band synthesis filter 23, from which a substantial broad-band reproduction signal is obtained.

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、デジタル信号の
圧縮、復号方法及び装置に関する。またこの発明はこの
デジタル信号の圧縮、復号方法を利用して、帯域の狭い
デジタル信号を扱うフォーマットとの互換性を維持しつ
つ高帯域のデジタル信号を伝送あるいは記録しまた受信
あるいは再生するのに有効な、デジタル信号の伝送方法
及び装置、デジタル信号の受信方法び装置、デジタル信
号の記録方法及び装置、デジタル信号の再生方法及び装
置、デジタル信号の無損失圧縮方法、上記デジタル信号
が記録されている記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital signal compression and decoding method and apparatus. Further, the present invention utilizes this digital signal compression / decoding method to transmit or record and receive or reproduce a high band digital signal while maintaining compatibility with a format handling a narrow band digital signal. Effective digital signal transmitting method and device, digital signal receiving method and device, digital signal recording method and device, digital signal reproducing method and device, digital signal lossless compression method, and the digital signal being recorded Recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】CDの登場以来デジタルオーディオ信号
が広く受け入れられ、CD=ハイファイというイメージ
が定着してきたが、発売以来10数年を過ぎ、音響機器
の進歩により、CDの音質がハイファイとして不十分で
あるとの認識が広がってきている。
2. Description of the Related Art Since the advent of CD, digital audio signals have been widely accepted, and the image of CD = high fidelity has been established, but it has been over ten years since its release, and due to the progress of audio equipment, the sound quality of CD is insufficient as high fidelity. The recognition that it is is spreading.

【0003】ところで、最近CDより高密度のディスク
が開発され、デジタル映像およびデジタルオーディオを
記録できるデジタル・ビデオ・ディスク等が開発、規格
化が行われている。デジタル・ビデオ・ディスクでは、
ビデオとともにオーディオ信号の長時間分を記録するた
めに、ディスクが高密度ではあってもどちらの信号も圧
縮が行われて記録される。一方、音質を重視するため
に、CDよりも改善された音質で記録を行うことも考慮
されている。具体的には圧縮オーディオ以外にも非圧縮
のデジタルオーディオも扱うことを可能としており、こ
の非圧縮デジタルオーディオはCDなみのサンプリング
周波数48kHz、1サンプルのビット幅16ビットか
ら、サンプリング周波数96kHz、1サンプルのビッ
ト幅最大24ビットまでを扱うことができる。これはC
Dと比べると再生帯域は20kHzが48kHzへと2
倍以上、ダイナミックレンジが98dBから136dB
へと飛躍的に改善できる。
By the way, recently, a disc having a higher density than that of a CD has been developed, and a digital video disc capable of recording digital video and digital audio has been developed and standardized. For digital video discs,
In order to record a long time of the audio signal together with the video, both signals are compressed and recorded even if the disc has a high density. On the other hand, in order to emphasize the sound quality, it is also considered to perform recording with a sound quality improved from that of the CD. More specifically, it is possible to handle uncompressed digital audio in addition to compressed audio. This uncompressed digital audio has a sampling frequency of 48 kHz, a sampling frequency of 16 bits, and a sampling frequency of 96 kHz and 1 sample. It can handle up to 24 bits. This is C
Compared with D, the reproduction band is 20kHz to 48kHz 2
More than double, dynamic range from 98dB to 136dB
It can be dramatically improved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら一方で
は、デジタル・ビデオ・ディスクで扱うオーディオはビ
デオ信号に付随したオーディオとして扱われるため、こ
の高密度のディスクを使いオーディオを主体的に扱い、
さらに極限まで音質を高めた超ハイファイのオーディオ
専用ディスクが欲しいとの要求が高まっている。高音質
化の具体的要求は、種々楽器のもつ帯域と、録音機器の
扱える帯域から考えてオーディオ帯域は100kHz程
度まで広げたいとの希望である。
On the other hand, on the other hand, since the audio handled by the digital video disc is treated as the audio accompanying the video signal, this high-density disc is used to treat the audio mainly.
Furthermore, there is a growing demand for ultra-high-fidelity audio discs with extremely high quality sound. A specific demand for high sound quality is to expand the audio band up to about 100 kHz in consideration of the bands of various musical instruments and the bands that can be handled by recording equipment.

【0005】ところで、音楽専用ディスクを作る場合、
先行して規格化されているデジタル・ビデオ・ディスク
との互換性が問題となる。新しく規格化された音楽専用
ディスク用のプレーヤが先行するデジタル・ビデオ・デ
ィスクのオーディオを再生できる前方互換性(フォワー
ドコンパチビリティ)はもちろんのこと、新しい音楽専
用ディスクを先行したデジタル・ビデオ・ディスク・プ
レーヤでも機能や音質面では先行した規格の性能範囲内
で再生できる後方互換性(バックワードコンパチビリテ
ィ)を有することが好ましい。
By the way, when making a disc dedicated to music,
Compatibility with the previously standardized digital video discs becomes a problem. The newly standardized player for music-only discs can play back the audio of the preceding digital video discs (forward compatibility), as well as the digital music discs that preceded the new music-only discs. It is preferable that the player also has backward compatibility (backward compatibility) in terms of function and sound quality so that it can be reproduced within the performance range of the preceding standard.

【0006】具体的には新しいディスクに100kHz
帯域のデジタルオーディオ信号が記録されていた場合で
も、デジタル・ビデオ・ディスク・プレーヤでは48k
Hz帯域までの成分については再生できるということで
ある。前方互換性はディスクフォーマットに共通性があ
ればより好ましいが、基本的にはプレーヤが両フォーマ
ットを再生できるように設計することは可能である。一
方、後方互換は先行した規格のプレーヤは新しい規格の
フォーマットを認識しないことから、新しいディスクの
フォーマットは注意深く作らなければならない。
Specifically, a new disc has a frequency of 100 kHz.
48k with a digital video disc player, even if a band digital audio signal was recorded
This means that components up to the Hz band can be reproduced. Forward compatibility is more preferable if there is a commonality in the disc formats, but basically it is possible to design so that the player can play both formats. On the other hand, backward compatibility requires that the format of the new disc be carefully created because players of the previous standard will not recognize the format of the new standard.

【0007】更に、広帯域かつビット幅の大きい信号を
記録すると、必要とするビット容量が増大し、いくら高
密度ディスクといえども長時間の記録ができなくなり、
また、扱うビットレートも増大し好ましくない。具体的
にいうと、サンプリング周波数192kHz、24ビッ
トのサンプルビット幅のビットレートはCDなみのサン
プリング周波数48kHz、16ビットのビットレート
の6倍が必要である。それ故、ビット数を節約するため
に、何らかの圧縮が必要である。しかしながら、超ハイ
ファイを目指すという立場から、音質劣化が伴う圧縮で
なく、圧縮符号過程で全くの情報の劣化のない完全に圧
縮前のデータを再現できるロスレス符号化(無損失符号
化)が必要とされる。
Further, if a signal having a wide band and a large bit width is recorded, the required bit capacity is increased, and even a high density disc cannot be recorded for a long time.
Moreover, the bit rate to be handled increases, which is not preferable. Specifically, the bit rate of the sampling frequency of 192 kHz and the sample bit width of 24 bits needs to be 6 times the bit rate of the sampling frequency of 48 kHz and 16 bits like CD. Therefore, some compression is needed to save the number of bits. However, from the standpoint of aiming for ultra-high-fidelity, it is necessary to use lossless coding (lossless coding) that can completely reproduce uncompressed data without any deterioration of information in the compression coding process, rather than compression accompanied by sound quality deterioration. To be done.

【0008】そこでこの発明の目的は、無損失なデータ
圧縮方法及び装置とその復号方法及び装置を提供するこ
とにあるる。またこの発明の目的は、上記無損失圧縮及
び復号方法を用いて、帯域の狭いデジタル信号を扱うフ
ォーマットとの互換性を維持しつつ、広帯域デジタル信
号の伝送及び記録方法及び伝送及び記録装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a lossless data compression method and apparatus and a decoding method and apparatus thereof. Another object of the present invention is to provide a wideband digital signal transmission / recording method and transmission / recording apparatus using the lossless compression / decoding method while maintaining compatibility with a format handling a narrow band digital signal. To do.

【0009】また上記のように伝送された信号、あるい
は記録された信号を受信及び再生する再生方法及び再生
装置を提供することにある。また上記のようにフォーマ
ット化された信号を記録した記録媒体とその記録媒体を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a reproducing method and a reproducing apparatus for receiving and reproducing the signal transmitted as described above or the recorded signal. Another object of the present invention is to provide a recording medium on which the signal formatted as described above is recorded and the recording medium.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明のデータ圧縮方
法と装置では、デジタル信号の複数のデータサンプルで
ブロックを構成し、前記ブロック内のデータサンプルの
共通化できる信号レベルに応じ、前記ブロック内のすべ
てのデータサンプルは、その符号ビット側より一定のビ
ット数を削減して圧縮ブロックとし、その削減ビット数
の情報は、前記圧縮ブロックに付加するようにしてい
る。
In the data compression method and apparatus of the present invention, a block is composed of a plurality of data samples of a digital signal, and the block within the block is formed according to a signal level that can be shared by the data samples within the block. All the data samples of (1) are compressed blocks by reducing a certain number of bits from the code bit side, and the information of the reduced number of bits is added to the compressed block.

【0011】またこの発明のデータ圧縮方法と装置で
は、圧縮ブロックをさらに小さなサブブロックに分け、
サブブロック毎にサブブロック内のデータサンプルの共
通化できる信号レベルに応じ、サブブロック内のすべて
のデータサンプルは、さらに符号ビット側より一定のビ
ット数を削減して圧縮サブブロックとし、削減ビット数
の情報は、前記圧縮ブロック又は圧縮サブブロックのい
ずれか又は双方に付加するようにしている。
Further, in the data compression method and apparatus of the present invention, the compressed block is divided into smaller sub-blocks,
Depending on the signal level that the data samples in the sub-block can be shared for each sub-block, all the data samples in the sub-block are further reduced by a certain number of bits from the sign bit side to make a compressed sub-block. Information is added to either or both of the compressed block and the compressed sub-block.

【0012】またこの発明のデータ圧縮方法と装置で
は、前記サブブロックのサイズは、変更できるようにし
ている。また、前記サブブロックのサイズは、信号の内
容に応じて適応的に変更できるようにしている。
In the data compression method and apparatus of the present invention, the size of the sub-block can be changed. Further, the size of the sub-block can be adaptively changed according to the content of the signal.

【0013】またこの発明のデータ圧縮方法と装置で
は、前記サブブロックの削減ビット数の情報の表現ビッ
ト数は、ブロック毎に変更できるようにしている。また
前記サブブロックの削減ビット数の情報の表現ビット数
は、信号の内容に応じて適応的に変更できるようにして
いる。
Further, in the data compression method and apparatus of the present invention, the representation bit number of the reduced bit number information of the sub-block can be changed for each block. Further, the number of expressed bits of the information of the reduced number of bits of the sub-block can be adaptively changed according to the content of the signal.

【0014】またこの発明のデータ圧縮方法と装置で
は、前記データサンプルの前後の差分が取られその差分
データが処理対象とされることを特徴とする。またこの
発明の圧縮データ復号方法と装置では、デジタル信号の
複数のデータサンプルでブロックを構成し、前記ブロッ
ク内のデータサンプルの共通化できる信号レベルに応
じ、前記ブロック内のすべてのデータサンプルは、その
符号ビット側より一定のビット数を削減して圧縮ブロッ
クとされ、その削減ビット数の情報は、前記圧縮ブロッ
クに付加されてなる符号化データを取り込むもので、前
記削減ビット数の情報を用いて、前記削減ビットを復号
し、前記圧縮ブロックの各データサンプルに加えるよう
にしている。
Further, the data compression method and apparatus of the present invention are characterized in that the difference between before and after the data sample is taken and the difference data is processed. Further, in the compressed data decoding method and apparatus of the present invention, a block is composed of a plurality of data samples of a digital signal, and all the data samples in the block are classified according to the signal level that can be shared by the data samples in the block. A compressed block is formed by reducing a certain number of bits from the code bit side, and the information on the reduced bit number captures the encoded data added to the compressed block, and the information on the reduced bit number is used. The reduced bits are then decoded and added to each data sample of the compressed block.

【0015】またこの発明のデジタル信号の伝送/受信
/記録/再生方法及び装置は、伝送又は記録側にあって
は、入力デジタル信号を低域信号と高域信号に分割する
サブバンド分析フィルターを通し、低域信号はそのまま
伝送あるいは記録し、高域信号は上述したようないずれ
かの方法でデータ圧縮して伝送あるいは記録するように
し、受信又は再生側にあっては、当該伝送あるいは記録
された信号を受け、前記低域信号はそのまま再生し、前
記高域信号は圧縮復号し、当該復号信号と、再生低域信
号とを合成サブバンドフィルターにより合成し、本来の
帯域を有する再生信号を生成し、圧縮前のデジタル信号
を再現するようにしている。
Further, in the digital signal transmission / reception / recording / reproducing method and apparatus of the present invention, on the transmission or recording side, a sub-band analysis filter for dividing the input digital signal into a low frequency signal and a high frequency signal is provided. The low-frequency signal is transmitted or recorded as it is, the high-frequency signal is compressed or data is transmitted or recorded by any of the methods described above, and the transmission or recording is performed on the receiving or reproducing side. Received signal, the low-frequency signal is reproduced as it is, the high-frequency signal is compressed and decoded, and the decoded signal and the reproduced low-frequency signal are combined by a combining subband filter to obtain a reproduced signal having an original band. The digital signal is generated and reproduced before compression.

【0016】さらにこの発明の伝送/記録/受信/再生
の方法と装置では、入力デジタル信号を低域信号と高域
信号に分割するサブバンド分析フィルターを通し、低域
信号はそのまま伝送あるいは記録し、高域信号は隣接前
データサンプルとの差分をとり、当該データをデータ圧
縮し伝送あるいは記録し、当該伝送あるいは記録された
信号を受け、一方では低域信号はそのまま再生でき、他
方では高域信号を圧縮復号し、当該復号信号と、低域信
号とで合成サブバンドフィルターにより、本来の帯域を
有する再生信号を生成する無損失圧縮再生方式であるこ
とを特徴とする。
Further, according to the transmission / recording / reception / reproduction method and apparatus of the present invention, the low-frequency signal is transmitted or recorded as it is through a sub-band analysis filter for dividing the input digital signal into a low-frequency signal and a high-frequency signal. , The high-frequency signal takes the difference from the previous adjacent data sample, the data is compressed and transmitted or recorded, and the transmitted or recorded signal is received, while the low-frequency signal can be reproduced as it is, while the high-frequency signal can be reproduced. It is characterized by a lossless compression reproduction method in which a signal is compression-decoded and a reproduction signal having an original band is generated by a combined subband filter of the decoded signal and a low-frequency signal.

【0017】またこの発明の伝送/記録/受信/再生の
方法と装置では、上記の差分をとる前に高域信号のデー
タサンプル1つおきに符号反転を行うことを特徴とす
る。
Further, the transmission / recording / reception / reproduction method and apparatus of the present invention is characterized in that the sign inversion is performed every other data sample of the high frequency signal before the above difference is obtained.

【0018】またこの発明の伝送/記録/受信/再生の
方法と装置では、前記高域信号は複数のデータサンプル
を含むブロックを構成し、ブロック内にデータサンプル
の信号レベルに応じ、ブロック内のすべてのデータサン
プルを符号ビット側より一定のビット数を削減し、削減
ビット数をブロックに付加するブロック圧縮方式である
ことを特徴とする。
Further, in the transmission / recording / reception / reproduction method and apparatus of the present invention, the high-frequency signal constitutes a block including a plurality of data samples, and the blocks within the block are formed in accordance with the signal level of the data samples. It is characterized by a block compression method in which all data samples are reduced by a fixed number of bits from the code bit side, and the reduced number of bits is added to a block.

【0019】またこの発明の伝送/記録/受信/再生の
方法と装置では、前記ブロック圧縮された信号をさらに
小さなサブブロックに分け、サブブロック毎にサブブロ
ック内の信号レベルに応じ、サブブロック内のすべての
データサンプルをさらに符号ビット側より一定のビット
数を削減し、削減ビット数を付加するブロックサブブロ
ック圧縮方式であることを特徴とする。
Further, in the transmission / recording / reception / reproduction method and apparatus of the present invention, the block-compressed signal is divided into smaller sub-blocks, and each sub-block is divided into sub-blocks according to the signal level in the sub-blocks. Is a block sub-block compression method in which a fixed number of bits is further reduced from the sign bit side of all the data samples and the reduced number of bits is added.

【0020】またこの発明の伝送/記録/受信/再生の
方法と装置では、前記ブロック圧縮された信号を、デー
タサンプル毎にその信号レベルに応じ、符号ビット側よ
り一定のビット数を削減し、削減ビット数を付加する圧
縮方式であることを特徴とする。
In the transmission / recording / reception / reproduction method and apparatus of the present invention, the block-compressed signal is reduced in number from the code bit side by a certain number of bits according to the signal level of each data sample. It is characterized by a compression method in which a reduced number of bits is added.

【0021】またこの発明の伝送/記録/受信/再生の
方法と装置では、前記削減ビット数を付加する圧縮方式
において、前記削減ビット数の情報は前サンプルの削減
ビット数との差分で表示することを特徴とする。
Further, in the transmission / recording / reception / reproduction method and apparatus of the present invention, in the compression method for adding the reduced bit number, the information of the reduced bit number is displayed as a difference from the reduced bit number of the previous sample. It is characterized by

【0022】またこの発明の伝送/記録/受信/再生の
方法と装置では、前記サブブロックのサイズを信号の内
容に応じ適応的に変更することを特徴とする。
The transmission / recording / reception / reproduction method and apparatus of the present invention is characterized in that the size of the sub-block is adaptively changed according to the content of the signal.

【0023】またこの発明の伝送/記録/受信/再生の
方法と装置では、前記サブブロックの削減ビット数の表
現ビット数をブロック毎に変更できるようにしたことを
特徴とする。
Further, the transmission / recording / reception / reproduction method and apparatus of the present invention are characterized in that the representation bit number of the reduced bit number of the sub-block can be changed for each block.

【0024】またこの発明の伝送/記録/受信/再生の
方法と装置では、前記サブブロックの削減ビット数の表
現ビット数を信号の内容に応じ適応的に変更することを
特徴とする。
Further, the transmission / recording / reception / reproduction method and apparatus of the present invention are characterized in that the number of expressed bits of the reduced number of bits of the sub-block is adaptively changed according to the content of the signal.

【0025】またこの発明の記録媒体では、入力デジタ
ル信号を低域信号と高域信号に分割するサブバンド分析
フィルターを通し、低域信号はそのまま伝送あるいは記
録し、高域信号は隣接前データサンプルとの差分をと
り、当該データをデータ圧縮し記録し、さらに前記高域
信号は複数のデータサンプルを含むブロックを構成し、
ブロック内にデータサンプルの信号レベルに応じ、ブロ
ック内のすべてのデータサンプルを符号ビット側より一
定のビット数を削減し、削減ビット数をブロックに付加
するブロック圧縮方式で圧縮され、さらにまたこのブロ
ック圧縮された信号をさらに小さなサブブロックに分
け、サブブロック毎にサブブロック内の信号レベルに応
じ、サブブロック内のすべてのデータサンプルをさらに
符号ビット側より一定のビット数を削減し、削減ビット
数を付加するブロックサブブロック圧縮方式で圧縮され
て記録されていることを特徴とする。
Further, in the recording medium of the present invention, the low-frequency signal is transmitted or recorded as it is, and the high-frequency signal is passed through the sub-band analysis filter which divides the input digital signal into the low-frequency signal and the high-frequency signal, and the high-frequency signal is sampled before the adjacent data And the data is compressed and recorded, and the high-frequency signal constitutes a block including a plurality of data samples,
Depending on the signal level of the data samples in the block, all the data samples in the block are compressed by the block compression method that reduces a certain number of bits from the sign bit side and adds the reduced number of bits to the block. The compressed signal is divided into smaller sub-blocks, and all the data samples in the sub-blocks are further reduced by a certain number of bits from the sign bit side according to the signal level in each sub-block. Is recorded by being compressed by a block sub-block compression method in which

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の基本的ブロック
図を示す。広帯域のデジタルオーディオ入力信号はサブ
バンド分析フィルター11に入力される。ここではサン
プリング周波数を192kHzとする。またここではオ
ーディオデータを例として上げているがこれに限らずデ
ータの種類としては各種の信号が可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a basic block diagram of the present invention. The wideband digital audio input signal is input to the subband analysis filter 11. Here, the sampling frequency is 192 kHz. Although audio data is taken as an example here, various kinds of signals are possible as data types.

【0027】サブバンド分析フィルター11は入力信号
の帯域を低域、高域に2帯域に分割するとともに、それ
ぞれの出力サンプルは間引かれ、サンプリング周波数9
6kHzの低域信号、高域信号となる。更に、高域信号
は無損失符号化器(ロスレス符号化器)12によりデー
タ圧縮され、高域信号ストリームとなり、低域信号はそ
のまま低域信号ストリームとなる。低域信号ストリーム
と高域圧縮信号ストリームはフォーマッタ13により伝
送或いは記録フォーマットに合うように変換され、出力
ストリームとなる。
The sub-band analysis filter 11 divides the band of the input signal into two bands, a low band and a high band, and thins each output sample to obtain a sampling frequency 9
It becomes a low-frequency signal and high-frequency signal of 6 kHz. Further, the high-frequency signal is data-compressed by the lossless encoder (lossless encoder) 12 to become a high-frequency signal stream, and the low-frequency signal becomes a low-frequency signal stream as it is. The low-frequency signal stream and the high-frequency compressed signal stream are converted by the formatter 13 so as to match the transmission or recording format and become the output stream.

【0028】再生側では伝送或いは記録された信号を受
信或いは再生し、デフォーマッタ21により、低域信号
ストリームと高域信号ストリームを取り出す。高域信号
ストリームは無損失復号器22により元の非圧縮高域信
号にもどされ、この非圧縮高域信号と、低域信号とは、
サブバンド合成フィルター23に入力され、もとの広帯
域を有するサンプリング周波数192kHzの出力信号
となる。
The reproducing side receives or reproduces the transmitted or recorded signal, and the deformatter 21 takes out the low-frequency signal stream and the high-frequency signal stream. The high frequency signal stream is returned to the original uncompressed high frequency signal by the lossless decoder 22, and the uncompressed high frequency signal and the low frequency signal are
The signal is input to the sub-band synthesis filter 23 and becomes an output signal having the original wide band and a sampling frequency of 192 kHz.

【0029】サブバンド分析フィルターフィルター11
により帯域分割し、これら分割された信号をサブバンド
合成フィルター23を通して再現された信号は、元の信
号と完全に一致する必要がある。このような完全に一致
するための条件、完全再合成の条件がサブバンド分析フ
ィルターフィルター11およびサブバンド合成フィルタ
ー23の特性に課せられるが、そのようなフィルターと
して直交・ミラーフィルター(QMF:Quadrature Mir
ror Filter)が知られている。ただし、現実にはフィル
ターの演算精度、或いは、帯域分割された信号のサンプ
ルあたりのビット幅は一般には制限されるために誤差が
あるため、完全再合成とならず、一定の誤差は含まれる
が、この誤差は1LSB(lest significant bit)程度
にすることができ、音質的には十分な精度であるといえ
る。
Subband analysis filter Filter 11
The signal that is band-divided by and the signal reproduced through the sub-band synthesis filter 23 must completely match the original signal. Such conditions for perfect matching and conditions for complete recomposition are imposed on the characteristics of the subband analysis filter 11 and the subband synthesis filter 23. As such a filter, a quadrature mirror filter (QMF: Quadrature Mir filter) is used.
ror Filter) is known. However, in reality, since there is an error because the calculation accuracy of the filter or the bit width per sample of the band-divided signal is generally limited, perfect re-synthesis is not performed and a certain error is included. This error can be set to about 1 LSB (lest significant bit), and it can be said that the accuracy is sufficient for sound quality.

【0030】図2は、サブバンドフィルターの特性を示
すためにスペクトルを示す。図2(a)は入力信号のス
ペクトルを示している。ここでは入力信号のサンプリン
グ周波数を192kHzとしている。またこのスペクト
ルはオーディオ信号の一般的な性質、高域にいくほど信
号エネルギーが小さくなっていくことも示している。サ
ブバンド分割された低域信号を図2(b)、高域信号を
図2(c)に示す。ここで低域信号、高域信号ともサン
プリング周波数が192KHzの半分の96kHzにな
り、ナイキストの原理によりサンプリング周波数96k
Hzの半分48kHz以上の成分は0から48kHz間
の折り返しコピーした信号となっている。
FIG. 2 shows a spectrum to show the characteristics of the subband filter. FIG. 2A shows the spectrum of the input signal. Here, the sampling frequency of the input signal is set to 192 kHz. This spectrum also shows the general property of audio signals, that the signal energy becomes smaller as the frequency gets higher. FIG. 2 (b) shows the low band signal obtained by sub-band division, and FIG. 2 (c) shows the high band signal. Here, the sampling frequency of both the low-frequency signal and the high-frequency signal is 96 kHz, which is half of 192 KHz, and the sampling frequency is 96 kHz according to the Nyquist principle.
The component of half of 48 kHz or more of Hz is a signal which is folded and copied between 0 and 48 kHz.

【0031】特に高域信号は、本来の48kHzから9
6kHzまでの信号成分(図2(a))が0Hzから4
8kHzまでの帯域に折り返っており、たとえばこの信
号をそのままPCM信号として再生して聞いてもオーデ
ィオ信号としては聞くことができない。一方、低域信号
は本来の入力信号の帯域の半分に制限されたPCM信号
としてそのまま再生して聞くことができる。
Especially, the high frequency signal is changed from the original 48 kHz to 9 kHz.
Signal components up to 6 kHz (Fig. 2 (a)) are from 0 Hz to 4
It folds back to the band up to 8 kHz and, for example, even if this signal is reproduced as it is as a PCM signal and heard, it cannot be heard as an audio signal. On the other hand, the low frequency signal can be reproduced and heard as it is as a PCM signal limited to half the band of the original input signal.

【0032】これから広帯域信号フォーマットと狭帯域
信号フォーマットとのあいだの互換性を持たせることが
可能となる。より具体的にいえば、デジタル・ビデオ・
ディスクと新しいオーディオ専用ディスクとの間の互換
性を持たせることが可能となる。即ち、デジタル・ビデ
オ・ディスクでは音響心理モデルを用いた高能率圧縮以
外に非圧縮のPCM信号を扱うフォーマットとして、サ
ンプリング周波数48kHzと96kHzがあり、また
ビット幅として16、20、24ビットがある。そこ
で、上記のサンプリング周波数192kHzの広帯域信
号をサブバンド分析フィルター11で分割した低域信号
を、デジタル・ビデオ・ディスクのフォーマットでディ
スクに記録すれば、デジタル・ビデオ・ディスク・プレ
ーヤはサンプル周波数96kHzのオーディオとしてな
んら問題なく再生することができる。
From this, it becomes possible to provide compatibility between the wide band signal format and the narrow band signal format. More specifically, digital video
It is possible to have compatibility between the disc and the new audio-only disc. That is, in the digital video disc, sampling frequencies of 48 kHz and 96 kHz are available as formats for handling non-compressed PCM signals other than high-efficiency compression using the psychoacoustic model, and bit widths are 16, 20, and 24 bits. Therefore, if a low-frequency signal obtained by dividing the above wideband signal having a sampling frequency of 192 kHz by the subband analysis filter 11 is recorded on a disc in a digital video disc format, the digital video disc player will have a sampling frequency of 96 kHz. It can be played back as audio without any problems.

【0033】一方、高域信号はデジタル・ビデオ・ディ
スクでなんら処理することができないため、デジタル・
ビデオ・ディスクではこの高域信号を無視するようにフ
ォーマットされなければならない。デジタル・ビデオ・
ディスクで無視するようにするためには具体的に、デジ
タル・ビデオ・ディスクのフォーマット上のフラグやI
D(定義データ:Idetificaation Data )等で新しく設
定すればよいが、それには多くの方法がある。簡単な例
としては圧縮オーディオや、非圧縮PCM信号などのス
トリームの種類を指定するIDに新しい値を高域信号ス
トリームに割り当てればよい。
On the other hand, since the high frequency signal cannot be processed by the digital video disk at all,
Video discs must be formatted to ignore this high frequency signal. Digital video
In order to be ignored by the disc, specifically, there are flags and I in the format of the digital video disc.
It may be newly set by D (definition data: Identification Data) or the like, but there are many methods. As a simple example, a new value may be assigned to the high frequency signal stream as an ID that specifies the type of stream such as compressed audio or uncompressed PCM signal.

【0034】一方、新しいオーディオ専用ディスクプレ
ーヤは、非圧縮PCM信号ストリームのIDと、新しい
高域信号に割り当てられたIDの両方を認識し、低域信
号ストリームと高域信号ストリームとを取り出し、高域
信号を圧縮復号し、サブバンド合成フィルター23によ
りもとの広帯域信号を再生すれば、デジタル・ビデオ・
ディスクよりも高音質の超ハイファイオーディオを楽し
むことができる。
On the other hand, the new audio-only disc player recognizes both the ID of the uncompressed PCM signal stream and the ID assigned to the new high-frequency signal, extracts the low-frequency signal stream and the high-frequency signal stream, and outputs the high-frequency signal stream. If the original wideband signal is reproduced by the sub-band synthesizing filter 23 by compressing and decoding the range signal, the digital video
You can enjoy super high-fidelity audio with higher sound quality than discs.

【0035】さらに以下、本発明を説明する。無損失符
号/復号化(無損失圧縮再生)は、圧縮し復号した場合
に完全に元のデータがビット単位で再現できるものであ
り、超ハイファイを目指すには必須の要請である。
The present invention will be further described below. Lossless encoding / decoding (lossless compression reproduction) can completely reproduce the original data bit by bit when compressed and decoded, and is an essential requirement for achieving super high fidelity.

【0036】図3には本発明の無損失圧縮再生の方法に
ついて具体例を示す。図3(a)には、入力サンプル列
を複数のサンプルで構成されたブロックに分割したとき
の、その1ブロックのサンプル列を示す。サンプルは上
から下へ並べてあり、各サンプルは24ビットであり左
側をMSB(符号ビット)として“M”或いは“*”で
右へ示している。“M”はMSBを示しておりMSBと
同一のビット値が続く場合は2SB以下へもMで表記
し、ビット値が変わった後はLSBまで“*”で示す。
この“*”の連続は信号レベルを直接表したものと考え
ることができる。すなわち、大きな信号ではMSBは2
SBから変わり“*”は2SBまで延びるであろうし、
小さいレベルほどLSBに近いところまでしか延びない
であろう。換言すれば、レベルの小さい信号ほど“M”
が延びる。この“M”の連続はMSBと同じビット値が
連続したものであり、それ故、連続する数がわかれば削
除することが可能となる。
FIG. 3 shows a specific example of the lossless compression reproduction method of the present invention. FIG. 3A shows a sample sequence of one block when the input sample sequence is divided into blocks composed of a plurality of samples. The samples are arranged from top to bottom, and each sample has 24 bits, and the left side is shown as MSB (sign bit) by "M" or "*" to the right. "M" indicates the MSB, and when the same bit value as the MSB continues, the value 2SB or less is also indicated by M, and after the bit value is changed, the LSB is indicated by "*".
This series of "*" can be considered to directly represent the signal level. That is, for large signals the MSB is 2
Change from SB, "*" will extend to 2SB,
Smaller levels will only extend closer to the LSB. In other words, the lower the level of the signal, the “M”
Extends. This "M" sequence is a sequence of the same bit values as the MSB, and therefore can be deleted if the continuous number is known.

【0037】図3(a)に示したブロックの例では縦線
より左側のビットを削減することができる。その結果が
図3(b)に示すサンプル列である。ここで削減された
ビット数の情報は復号時に必要であり、ブロックスケー
ルファクターとして、ブロックごとにサンプル列に付加
される。復号時は、ブロックスケールファクターから削
除されたビット数を得、各サンプルのMSB側に削減さ
れたビット数だけコピーすれば元のサンプル列が完全に
復元される。なおブロックスケールファクターの伝送方
法や記録方法は各種の実施の形態が可能であり、各ブロ
ック毎に情報部として付加してもよいし、複数ブロック
分をまとめて制御情報ブロックとして伝送あるいは記録
するようにしてもよい。
In the example of the block shown in FIG. 3A, the bits on the left side of the vertical line can be reduced. The result is the sample sequence shown in FIG. The information on the number of bits reduced here is necessary at the time of decoding, and is added to the sample sequence for each block as a block scale factor. At the time of decoding, if the number of bits removed from the block scale factor is obtained and the reduced number of bits is copied to the MSB side of each sample, the original sample sequence is completely restored. Various methods of transmitting and recording the block scale factor are possible, and each block may be added as an information section, or a plurality of blocks may be collectively transmitted or recorded as a control information block. You may

【0038】図2でも説明したとおり、一般に高域信号
レベルの信号エネルギーは次第に小さくなる。特に、5
0kHzを越える帯域となるとかなりレベルは小さくな
ると思われる。そうすると、高域信号サンプルはここで
示したように、“*”の短い、換言すれば“M”の連続
が多くなるサンプルである。それ故、図3の方法により
大幅なデータ量の削減が可能となる。図3の例は、圧縮
ブロックのブロックサイド情報としてのスケールファク
ターは5、つまり削減ビット数は5である例を示してい
る。
As described with reference to FIG. 2, generally, the signal energy at the high frequency signal level gradually decreases. In particular, 5
It seems that the level becomes considerably smaller in the band exceeding 0 kHz. Then, the high-frequency signal sample is a sample in which “*” is short, in other words, “M” is continuous, as shown here. Therefore, the method shown in FIG. 3 can significantly reduce the amount of data. The example of FIG. 3 shows an example in which the scale factor as the block side information of the compressed block is 5, that is, the reduction bit number is 5.

【0039】図4には、上記圧縮ブロックを生成するた
めの実際の処理フロー図を示す。処理ブロックのサンプ
ルを読み込む。次に、各サンプルのMSBの連続数を調
べ最小数を求める。削減ビット数を決める。削減ビット
数に応じて各サンプルの圧縮を行う。ブロックサイド情
報(スケールファクター)の付加を行い、圧縮ブロック
を出力する。
FIG. 4 shows an actual processing flow chart for generating the compressed block. Read a sample processing block. Next, the number of consecutive MSBs of each sample is checked to find the minimum number. Determine the number of reduction bits. Each sample is compressed according to the reduced number of bits. Block side information (scale factor) is added and a compressed block is output.

【0040】この発明は上記の実施の形態に限るもので
はない。図5(a)には他の実施の形態を示している。
ここでは、図3で圧縮した圧縮ブロック(ブロックサイ
ド情報としてのスケールファクターは5を更にサブブロ
ックに分割し、サブブロックごとに更にMSBを削減す
るものである。ブロック毎のサイド情報は、ブロックス
ケールファクターの他にサブブロックサイズが付加情報
としてブロックに付加される。つまりこのとき圧縮ブロ
ックのサイド情報としてブロックスケールファクター
5、サブブロックサイズ4が付加される。そしてサブブ
ロックサイズ4は4サンプルからなることを意味する。
さらにサブブロックごとにサブブロックスケールファク
ターが付加情報として追加される。このようにした場
合、各サンプルはブロックスケールファクタの示す削減
ビット数と、サブブロックスケールファクタの示す削減
ビット数の和のビット数が削減されることになる。
The present invention is not limited to the above embodiment. FIG. 5A shows another embodiment.
Here, the compressed block compressed in FIG. 3 (scale factor as block side information is 5 is further divided into sub blocks, and the MSB is further reduced for each sub block. The side information for each block is the block scale. In addition to the factor, the sub-block size is added to the block as additional information, that is, the block scale factor 5 and the sub-block size 4 are added as side information of the compressed block, and the sub-block size 4 is composed of 4 samples. Means that.
Further, a sub-block scale factor is added as additional information for each sub-block. In this case, in each sample, the sum of the reduced bit number indicated by the block scale factor and the reduced bit number indicated by the sub block scale factor is reduced.

【0041】復号のときは、各付加情報を読みとり、削
減ビット数を計算し、その結果に応じ各サンプルの削減
ビット数だけMSBを拡張すれば復号できる。この方法
はより削減効率を上げるために用いられる。すなわち、
ブロックサイズを大きくした場合、そのブロック内に1
サンプルでもレベルの大きいサンプルがあると削減ビッ
ト数はそれで決まり、削減効率は上がらない。逆に、ブ
ロックサイズを小さくすると、局部的には大きく削減で
きるが、削減ビット数を指示するブロックスケールファ
クターの数が増大し、しかもビット長を大きくしなけれ
ばならず、それ故、サイド情報も含めたデータ圧縮の効
率は上がらない。
At the time of decoding, each additional information is read, the number of reduced bits is calculated, and the MSB is extended by the number of reduced bits of each sample according to the result, so that the decoding can be performed. This method is used to increase the efficiency of reduction. That is,
If you increase the block size, 1
Even if there is a sample with a large level, the number of reduction bits is determined by it, and the reduction efficiency does not increase. On the contrary, if the block size is made small, it can be locally reduced significantly, but the number of block scale factors that indicate the number of reduction bits is increased, and the bit length must be increased. The efficiency of data compression including it does not increase.

【0042】そこでこの発明のように、まず大きなサイ
ズのブロックで削減し、さらにサブブロックにより、局
所的な信号の変化に対応した圧縮を行うことにより、よ
り効率的な圧縮が可能となる。
Therefore, as in the present invention, first, the block is reduced in a large size, and the sub-block is used to perform the compression corresponding to the local signal change, whereby the more efficient compression becomes possible.

【0043】図5(b)には実際の処理フローの例を示
す。処理ブロックのサンプルをブロック単位で読み込
む。次に、各サンプルのMSBの連続を調べ最小数をも
とめ、削減ビット数を決める。次にサブブロックに分割
し、各サブブロックの削減ビット数を決める。次にブロ
ック及びサブブロック削減ビット数におうじて各サンプ
ルの圧縮を行う。次にサブブロックのサイド情報、ブロ
ックのサイド情報の付加を行い、圧縮ブロックを出力す
る。
FIG. 5B shows an example of an actual processing flow. Read the processing block sample block by block. Next, the MSB continuity of each sample is examined to find the minimum number, and the number of reduced bits is determined. Next, it is divided into sub-blocks and the number of reduction bits of each sub-block is determined. Next, each sample is compressed according to the block and sub-block reduction bit numbers. Next, the side information of the sub-block and the side information of the block are added, and the compressed block is output.

【0044】図6(a)には、サブブロックのサイズを
決定する場合の他の実施の形態のフローチャートの例を
示している。サブブロックのサイズは、必ずしも一律に
決定する必要もない。
FIG. 6A shows an example of a flowchart of another embodiment for determining the size of a sub block. It is not always necessary to uniformly determine the size of the sub-block.

【0045】信号のレベルはゆっくり変化する場合も、
激しく変化する場合もあり、サブブロックのサイズを信
号の性質に合わせて、適応的に可変できるようにするこ
とにより、より効率的に、あらゆる種類の信号に対し効
率よい圧縮が可能となる。
Even if the signal level changes slowly,
In some cases, the size of the sub-block may change drastically, so that the size of the sub-block can be adaptively varied according to the characteristics of the signal, thereby enabling more efficient and efficient compression of all types of signals.

【0046】即ち、図6(a)に示すように、ブロック
圧縮を行った後、サブブロックの任意のサイズを設定す
る。次にサブサブブロック毎のスケールファクタを決定
したあと、各サブブロックサイズでサイド情報も含めた
圧縮後、総ビット数をカウントする。次にブロックサイ
ズを変更して各サブブロックに対して同様な圧縮処理を
行う。そして、もっとも少ない総ビット数が得られるブ
ロックサイズを選択し、そのブロックサイズで改めて、
サブブロックスケールファクタを決め、サンプルの圧縮
を行い、サイド情報を付加する。
That is, as shown in FIG. 6A, after performing block compression, an arbitrary size of the sub-block is set. Next, after determining the scale factor for each sub-sub-block, the total number of bits is counted after compression including side information at each sub-block size. Next, the block size is changed and the same compression process is performed on each sub-block. Then, select the block size that gives the smallest total number of bits, and restart with that block size.
The sub-block scale factor is determined, the sample is compressed, and side information is added.

【0047】さらに、ここでは示していないが、サブブ
ロックスケールファクターを表現するビット数もブロッ
ク毎に決定すれば、より効率的圧縮が行える。図6
(b)には、サブブロックサイズを1(1サンプル)と
した特別の場合、サブブロックスケールファクターの代
わりに、サンプルスケールファクターを使う例を示して
いる。
Further, although not shown here, more efficient compression can be performed by determining the number of bits expressing the sub-block scale factor for each block. FIG.
In the special case where the sub-block size is 1 (1 sample), (b) shows an example of using the sample scale factor instead of the sub-block scale factor.

【0048】図7は他の実施の形態を示す。図6(b)
の場合と同様、ブロック圧縮のあと、各サンプル毎に圧
縮するものであるが、各サンプルのスケールファクタは
前サンプルの削減ビット数の差分を示す。
FIG. 7 shows another embodiment. FIG. 6 (b)
Similar to the case of, the block compression is performed for each sample, and the scale factor of each sample indicates the difference in the number of reduced bits of the previous sample.

【0049】図7の例では各サンプル1ビットが与えら
れ、“1”の時、前サンプルの削減ビット数+1ビット
の削減を行うことを示し、“0”のとき、前サンプルの
削減ビット数−1ビットの削減を行うことを示す。当
然、削減ビット数が負或いはブロックスケールファクタ
で示す削減ビット数を下まわったり、或いは一定値を越
える場合は制限することも必要になる。また、ブロック
のはじめは、ブロックスケールファクターの示す削減数
(例えば先の例では5)から始めることのルールも必要
である。また、図7(a)に示すように、削減ビット数
が削減可能なビット数を越える場合がある。こような場
合、処理サンプルを遡って、修正し破綻をしないように
スケールファクターを決定する必要がある。このように
すれば、さらにより少ないビットのサイド情報で効率よ
く圧縮することが可能である。
In the example of FIG. 7, 1 bit is given to each sample, and when "1", the reduction bit number of the previous sample + 1 bit is shown, and when "0", the reduction bit number of the previous sample is shown. It indicates that the reduction of -1 bit is performed. Naturally, it is also necessary to limit the reduction bit number if it is negative or is less than the reduction bit number indicated by the block scale factor, or if it exceeds a certain value. In addition, the rule that the beginning of a block starts from the number of reductions indicated by the block scale factor (for example, 5 in the above example) is also necessary. Further, as shown in FIG. 7A, the number of reduced bits may exceed the number of reducible bits. In such a case, it is necessary to go back through the processed sample and modify it to determine the scale factor so as not to cause a failure. By doing so, it is possible to efficiently perform compression with side information having a smaller number of bits.

【0050】図8は図7と同様に、各サンプルのスケー
ルファクターは2ビットで差分を示す場合である。この
場合、スケールファクターSがそれぞれ1、0、2、3
のときは、前サンプルの削減ビット数に対し+1、+−
0、−1、−2であることを示す。この場合も破綻に対
しては、先の例と同様に処理を遡って修正する必要があ
る。1ビットの場合に比して、サイド情報のビット数は
増加するが、削減ビット数の増大で補い、やはり効率的
な削減が可能である。
Similar to FIG. 7, FIG. 8 shows the case where the scale factor of each sample indicates a difference with 2 bits. In this case, the scale factors S are 1, 0, 2, 3 respectively.
In case of, +1, +-with respect to the number of reduced bits of the previous sample
Indicates 0, -1, and -2. In this case as well, for the failure, it is necessary to go back and correct the process as in the previous example. Although the number of bits of the side information increases as compared to the case of 1 bit, it can be compensated for by the increase of the number of reduced bits, which also enables efficient reduction.

【0051】図9ではスケールファクターは差分を2ビ
ットで表すがスケールファクターSがそれぞれ1、0、
2、3のときは、前サンプルの削減ビット数に対して+
1、+−0、−1、およびリセットを表す。このリセッ
トは破綻を来した場合、削減ビット数をブロックスケー
ルファクターの示す削減ビット数(この例では5)にリ
セットすることを示す。このようにすれば、破綻を来す
ことはなくなり、処理を遡る必要はなくなり、符号化の
処理が簡単化され処理時間も短くなる。
In FIG. 9, the scale factor represents the difference by 2 bits, but the scale factor S is 1, 0, respectively.
When it is 2 or 3, + the reduction bit number of the previous sample
Represents 1, + -0, -1, and reset. This reset indicates resetting the reduced bit number to the reduced bit number (5 in this example) indicated by the block scale factor when a failure occurs. In this way, the failure does not occur, the process does not have to be traced back, the encoding process is simplified, and the processing time is shortened.

【0052】図10は、図8、図9の処理を実現するた
めの実際の処理フロー図を示す。即ち、ブロックスケー
ルファクターが求められると、サブブロックの処理に移
る。まず差分サンプル値を求めるために初期値サンプ
ル、初期サンプルビット数を設定する。この場合は、ブ
ロックの先頭のサンプルと、ブロックスケールファクタ
ーが対象となる。最初は、ブロックスケールファクター
との差分を求めることになる。この差分により削減ビッ
ト数が決まる。削減ビット数に破綻があったかどうかの
判断を行う。破綻があった場合は、破綻が生じないよう
に前サンプルの削減ビット数を修正する。そして破綻が
解消するまで戻り修正を行う。
FIG. 10 shows an actual processing flow chart for realizing the processing of FIGS. 8 and 9. That is, when the block scale factor is obtained, the process of sub-blocks starts. First, an initial value sample and an initial sample bit number are set in order to obtain a difference sample value. In this case, the sample at the beginning of the block and the block scale factor are the targets. Initially, the difference from the block scale factor will be obtained. The number of reduction bits is determined by this difference. It is judged whether or not there is a failure in the number of reduced bits. When there is a failure, the reduced bit number of the previous sample is corrected so that the failure does not occur. Then, go back and make corrections until the failure is resolved.

【0053】破綻がなければ、削減ビット数に応じ対象
サンプルを圧縮し、差分スケールファクターを付加す
る。この処理は、ブロック内の全てのサンプルに対して
行われる。ブロック内の全てのサンプルの処理が終われ
ば、ブロックサイド情報を付加し、全ブロック情報を出
力する。
If there is no failure, the target sample is compressed according to the reduced number of bits, and the differential scale factor is added. This process is performed for all samples in the block. When all the samples in the block are processed, block side information is added and all block information is output.

【0054】図11は他の実施の形態を示す。図1の実
施の形態と同一部分には同一符号を付している。この実
施の形態では、伝送又は記録側のエンコーダにロスレス
符号化器12の前に差分符号化器14を設け、また受信
又は再生側のデコーダのロスレス復号器22の次段に差
分復号器24を示している。
FIG. 11 shows another embodiment. The same parts as those in the embodiment of FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the encoder on the transmission or recording side is provided with the differential encoder 14 in front of the lossless encoder 12, and the differential decoder 24 is provided at the next stage of the lossless decoder 22 of the decoder on the receiving or reproducing side. Shows.

【0055】高域信号を無損失符号化をより効率よく行
うために、無損失符号化する前に、差分符号化器14に
より差分符号化を行うようにしている。差分符号化はサ
ンプル値を伝送・記録する代わりに、前サンプル値との
差分を伝送・記録するもので、サンプル値がゆっくり変
化するほど、その差分値の振幅は小さくなる。それ故、
無損失符号化において非常に効率よく圧縮できる。
In order to perform the lossless encoding of the high frequency signal more efficiently, the differential encoder 14 performs the differential encoding before the lossless encoding. The difference encoding transmits / records the difference from the previous sample value instead of transmitting / recording the sample value. The slower the sample value changes, the smaller the amplitude of the difference value. Therefore,
It can be compressed very efficiently in lossless coding.

【0056】ところで、図2(c)で示したように、高
域信号は低域に変換されている。このとき、一般的なサ
ブバンドフィルターでは、周波数の高低が反転してい
る。そのため、図2(a)で示したように、高域ほど信
号エネルギーが減少しているにもかかわらず、信号エネ
ルギーは周波数が高い領域ほど信号エネルギーが増加す
ることになる。差分符号化では信号がゆっくり変化する
ほど、すなわち周波数が低いほど差分値は減少するが、
図2(c)で示す高域信号では差分値の振幅が小さくな
ることが期待できない。そこで、周波数成分の高低を反
転、或いは離散的サンプル値の性質から、サンプリング
周波数の半分だけシフトし、図2(d)に示すようなス
ペクトルにする必要がある。その方法として高域信号の
サンプルに交互に+1、−1を掛ければよい。これは周
波数fs/2(サンプリング周波数:fs=96kH
z)のキャリアを掛けたことに相当し、48kHzの周
波数シフトを行なったことになる。
By the way, as shown in FIG. 2C, the high band signal is converted to the low band signal. At this time, in a general subband filter, the high and low frequencies are inverted. Therefore, as shown in FIG. 2A, although the signal energy decreases as the frequency increases, the signal energy increases as the frequency increases. In differential encoding, the slower the signal changes, that is, the lower the frequency, the more the differential value decreases.
In the high frequency signal shown in FIG. 2C, the amplitude of the difference value cannot be expected to be small. Therefore, it is necessary to invert the height of the frequency component or to shift it by half the sampling frequency to obtain a spectrum as shown in FIG. 2D due to the nature of discrete sample values. As a method, the samples of the high frequency signal may be alternately multiplied by +1 and -1. This is frequency fs / 2 (sampling frequency: fs = 96 kHz
This is equivalent to the multiplication of the carrier of z), and the frequency shift of 48 kHz is performed.

【0057】もちろん、この周波数反転或いはシフトを
サブバンドフィルターに持たせれば、ここでの周波数反
転或いはシフトは不要となる。図12(a)、図12
(b)には具体的な差分符号化器と差分復号器24のブ
ロックを示している。
Of course, if the subband filter is provided with this frequency inversion or shift, the frequency inversion or shift here becomes unnecessary. 12A and FIG.
(B) shows specific blocks of the differential encoder and differential decoder 24.

【0058】差分符号化器14は、符号反転器141と
スイッチ142と、遅延レジスタ143と、減算器14
4で構成される。また差分復号器24は、加算器24
1、遅延レジスタ242と、符号反転器243と、スイ
ッチ244で構成される。
The differential encoder 14 includes a sign inverter 141, a switch 142, a delay register 143, and a subtractor 14
4 Further, the differential decoder 24 is the adder 24
1, a delay register 242, a sign inverter 243, and a switch 244.

【0059】符号化器14においては、まず入力高域信
号のサンプルと、その符号反転された信号を交互にとり
こみ信号S´(n)とし、S´(n)は1サンプル遅延
レジスタ143に入れられる。スイッチ142からのS
´(n)と遅延レジスタ143の出力との差をとり、差
分信号として出力する。
In the encoder 14, first, the sample of the input high frequency signal and the signal whose sign is inverted are alternately taken in as the signal S '(n), and S' (n) is stored in the 1-sample delay register 143. To be S from switch 142
′ (N) and the output of the delay register 143 are taken and output as a difference signal.

【0060】差分信号は、差分復号された信号の前サン
プルのレジスタ242の出力との和をとることにより復
号される。復号された信号は次サンプルの復号のために
遅延レジスタ242に格納される。差分復号された信号
は、符号化時48kHzの周波数シフトがなされた場合
には、更に、符号化時と同様に、そのままのサンプル
と、符号反転したサンプルとを交互にとり、符号信号と
して出力される。
The differential signal is decoded by summing the differentially decoded signal with the output of register 242 of the previous sample. The decoded signal is stored in delay register 242 for decoding the next sample. When a frequency shift of 48 kHz is performed at the time of encoding, the differentially decoded signal is further output as a code signal by alternately taking a sample as it is and a sample whose sign is inverted as in the case of encoding. .

【0061】ところで、差分符号化した場合、前サンプ
ルに対し差分値を加算するため、差分復号の開始時点で
初期値を与えなければならない。それ故、初期値が得ら
れる時点からしか復号を開始できないこと、また復号途
中でサンプル値に誤りが発生した場合、それ以降の復号
サンプルはすべて誤りになる(誤りの伝搬)、などの欠
点がある。
By the way, in the case of differential encoding, since the differential value is added to the previous sample, an initial value must be given at the start of differential decoding. Therefore, there are drawbacks such that the decoding can be started only when the initial value is obtained, and if an error occurs in the sample value during the decoding, all the decoded samples after that become errors (propagation of error). is there.

【0062】それ故、差分サンプルを複数個集めてブロ
ックとしそのブロックの最初のサンプルは差分サンプル
ではなく、サンプル値そのものとし、これを初期サンプ
ルとして、以降を差分サンプル値とすればよい。このよ
うにすれば、復号は各ブロックの最初を復号開始点とし
て任意に選択することができ、また、差分サンプルに誤
りが発生しても、誤りの伝搬はそのブロック内に留める
ことができる。このように差分符号化した信号に対し、
前述した無損失圧縮の各方法が適用できる。
Therefore, a plurality of difference samples are collected to form a block, and the first sample of the block is not the difference sample but the sample value itself, which is used as the initial sample, and the subsequent samples may be used as the difference sample value. In this way, the decoding can arbitrarily select the beginning of each block as the decoding starting point, and even if an error occurs in the difference sample, the error propagation can be stopped within the block. For signals differentially encoded in this way,
Each of the lossless compression methods described above can be applied.

【0063】図13には差分符号化した信号にブロック
スケーリングを行った場合を示す。ブロックの先頭には
ブロック初期サンプルとして差分でないサンプルが配置
される。2番目のサンプル以降は差分サンプルが配置さ
れ、差分サンプルに対しブロックスケールを求め、スケ
ーリングが行われる。
FIG. 13 shows a case where block scaling is performed on a differentially encoded signal. A sample that is not a difference is placed at the beginning of the block as a block initial sample. A difference sample is arranged after the second sample, a block scale is obtained for the difference sample, and scaling is performed.

【0064】更に、ブロックスケーリングにサブブロッ
クスケーリング、サンプルスケーリング、差分スケーリ
ング適用することができ、より効率のよい圧縮ができる
ことは自明である。
Furthermore, it is obvious that sub-block scaling, sample scaling, and differential scaling can be applied to block scaling to achieve more efficient compression.

【0065】これまでの実施の形態ではサブバンドによ
り低域、高域への分割は1:1の帯域幅で説明したが、
例えば、1:3のような分割であってもなんら変わりが
ないことは明白である。また、1:1に分割したあと、
さらに低域を1:1に分割し、最低域を非圧縮のそのま
まにし残りの2帯域をそれぞれ無損失圧縮しても本発明
の効果は発揮されるのは明らかである。
In the above embodiments, the division into the low band and the high band by the sub-band is explained with the bandwidth of 1: 1.
For example, it is obvious that even a division such as 1: 3 has no change. Also, after dividing into 1: 1
It is obvious that the effect of the present invention can be exerted even if the low frequency band is further divided into 1: 1 and the lowest frequency band is left uncompressed and the remaining two bands are losslessly compressed.

【0066】図14は、さらにまたこの発明の他の実施
の形態である。この実施の形態の場合、サブバンド分析
フィルタ11とフォーマッター13の低域信号系統に、
さらに、サブバンド分析フィルタ15とロスレス符号化
器16を追加している。サブバンド分析フィルタ15
は、0〜24KHzの低域信号と、24〜48KHzの
高域信号とを分割する。この符号化器に対応して、復号
器においては、デフォーマッタ21の出力側に、ロスレ
ス復号器25とサブバンド合成フィルタ26を追加した
構成となっている。
FIG. 14 shows still another embodiment of the present invention. In the case of this embodiment, in the low-frequency signal system of the subband analysis filter 11 and the formatter 13,
Further, a subband analysis filter 15 and a lossless encoder 16 are added. Subband analysis filter 15
Divides a low frequency signal of 0 to 24 KHz and a high frequency signal of 24 to 48 KHz. Corresponding to this encoder, the decoder has a configuration in which a lossless decoder 25 and a subband synthesis filter 26 are added to the output side of the deformatter 21.

【0067】以上説明したようにこの発明によれば、広
帯域の信号伝送・記録システムとより狭帯域の信号伝送
・記録システムとの相互・互換を行うことができるとと
もに、信号内容の品質を落とすことなく、データ容量の
圧縮を行うことができる。本発明によれば、同一の伝送
メディア・記録メディアを使いながら、必要とする品質
とコストに応じた再生復号器を作ることができ、利用者
は選択できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform mutual compatibility between a wideband signal transmission / recording system and a narrower band signal transmission / recording system, and to reduce the quality of signal contents. Without, the data capacity can be compressed. According to the present invention, it is possible to make a reproducing decoder according to the required quality and cost while using the same transmission medium and recording medium, and the user can select.

【0068】次に、この発明が適用された光ディスクシ
ステムについて簡単に説明する。図15には光ディスク
再生装置を示し、図16には、上記したオーディオスト
リームが記録されいている光ディスク100をドライブ
するディスクドライブ部30の基本構成を示し、図17
には光ディスク100の構成例を説明するための図を示
している。
Next, an optical disc system to which the present invention is applied will be briefly described. FIG. 15 shows an optical disk reproducing apparatus, FIG. 16 shows a basic configuration of a disk drive unit 30 for driving the optical disk 100 on which the above audio stream is recorded, and FIG.
A diagram for explaining a configuration example of the optical disc 100 is shown in FIG.

【0069】図15の光ディスク再生装置を説明する。
光ディスク再生装置は、キー操作/表示部500を有す
る。光ディスク再生装置には、モニタ、スピーカが接続
される。光ディスク100から読み取られたピックアッ
プデータは、ディスクドライブ部501を介して、シス
テム処理部504に送られる。光ディスク100から読
み取られたピックアップデータは、例えば映像データ、
副映像データ及び音声データを含み、これらのデータ
は、システム処理部504で分離される。分離された映
像データは、ビデオバッファ506を介してビデオデコ
ーダ508へ供給され、副映像データは副映像バッファ
507を介して副映像デコーダ509へ供給され、音声
データはオーディオバッファ512を介してオーディオ
デコーダ513へ供給される。ビデオデコーダ508で
デコーダされた映像信号と、副映像デコーダ509でデ
コードされた副映像信号とは合成部510で合成されて
D/A変換器511でアナログ映像信号として出力され
モニタに供給される。オーディオデコーダ513でデコ
ードされたオーディオ信号は、D/A変換器514でア
ナログオーディオ信号となりスピーカに供給される。
The optical disk reproducing apparatus of FIG. 15 will be described.
The optical disk reproducing device has a key operation / display unit 500. A monitor and a speaker are connected to the optical disk reproducing device. The pickup data read from the optical disc 100 is sent to the system processing unit 504 via the disc drive unit 501. The pickup data read from the optical disc 100 is, for example, video data,
It includes sub-picture data and audio data, and these data are separated by the system processing unit 504. The separated video data is supplied to the video decoder 508 via the video buffer 506, the sub video data is supplied to the sub video decoder 509 via the sub video buffer 507, and the audio data is audio decoder via the audio buffer 512. 513 is supplied. The video signal decoded by the video decoder 508 and the sub video signal decoded by the sub video decoder 509 are combined by the combining unit 510 and output as an analog video signal by the D / A converter 511 and supplied to the monitor. The audio signal decoded by the audio decoder 513 becomes an analog audio signal by the D / A converter 514 and is supplied to the speaker.

【0070】502はシステムCPUであり、再生装置
全体はこのシステムCPU502により管理されてい
る。したがって、システムCPU502は、ディスクド
ライブ部501、システム処理部504、キー操作/表
示部500と制御信号やタイミング信号等のやり取りを
行うことができる。システムCPU502には、システ
ムROM/RAM503が接続されており、このシステ
ムROM/RAM503には、システムCPU502が
データ処理を行うための固定プログラムが格納されると
ともに、光ディスク100から再生された管理データ等
を格納することもできる。
Reference numeral 502 denotes a system CPU, and the entire reproducing apparatus is managed by this system CPU 502. Therefore, the system CPU 502 can exchange control signals, timing signals, and the like with the disk drive unit 501, the system processing unit 504, and the key operation / display unit 500. A system ROM / RAM 503 is connected to the system CPU 502. The system ROM / RAM 503 stores a fixed program for the system CPU 502 to perform data processing, and stores management data reproduced from the optical disc 100. It can also be stored.

【0071】データRAM505は、システム処理部5
04に接続され、上述したデータの分離やエラー訂正等
を行うときのバッファとして用いられる。図16のディ
スクドライブ部501を説明する。
The data RAM 505 is used by the system processor 5
04, and is used as a buffer when performing the above-described data separation, error correction, and the like. The disk drive unit 501 of FIG. 16 will be described.

【0072】ディスクモータ駆動回路531は、スピン
ドルモータ532を回転駆動する。スピンドルモータ5
32が回転すると光ディスク10が回転し、光学ヘッド
部533により光ディスクに記録されている記録データ
をピックアップすることが可能である。光学ヘッド部5
33により読み取られた信号は、ヘッドアンプ534に
供給され、このヘッドアンプ534の出力が先のシステ
ム処理部504に入力される。
The disk motor drive circuit 531 rotationally drives the spindle motor 532. Spindle motor 5
When 32 rotates, the optical disk 10 rotates, and the optical head unit 533 can pick up recorded data recorded on the optical disk. Optical head part 5
The signal read by 33 is supplied to the head amplifier 534, and the output of the head amplifier 534 is input to the system processing unit 504.

【0073】フィードモータ535は、フィードモータ
駆動回路536により駆動される。フィードモータ53
5は、光ヘッド部533を光ディスク10の半径方向へ
駆動する。光ヘッド部533には、フォーカス機構及び
トラッキング機構が設けられており、これらの機構には
それぞれフォーカス回路537、トラッキング回路53
8からの駆動信号が与えらえる。
The feed motor 535 is driven by the feed motor drive circuit 536. Feed motor 53
5 drives the optical head unit 533 in the radial direction of the optical disk 10. The optical head unit 533 is provided with a focus mechanism and a tracking mechanism, and these mechanisms include a focus circuit 537 and a tracking circuit 53, respectively.
8 is provided.

【0074】ディスクモータ駆動回路531、フィード
モータ駆動回路536、フォーカス回路537、トラッ
キング回路538に対しては、サーボ処理部539から
制御信号が入力されている。これにより、ディスクモー
タ532は、ピックアップ信号の周波数が所定の周波数
であるように光ディスク100を回転制御し、フォーカ
ス回路537は、光ヘッド部533の光学ビームの焦点
が光ディスク100に最良の焦点を結ぶように、光学系
のフォーカス機構を制御し、またトラッキング回路53
8は、光学ビームが所望の記録トラックの中央に照射さ
れるようにトラッキング機構を制御する。
Control signals are input from the servo processing unit 539 to the disk motor drive circuit 531, the feed motor drive circuit 536, the focus circuit 537, and the tracking circuit 538. Accordingly, the disc motor 532 controls the rotation of the optical disc 100 so that the frequency of the pickup signal is a predetermined frequency, and the focus circuit 537 causes the optical beam of the optical head unit 533 to have the best focus on the optical disc 100. To control the focus mechanism of the optical system, and to control the tracking circuit 53
Reference numeral 8 controls the tracking mechanism so that the optical beam is applied to the center of a desired recording track.

【0075】図17に示す光ディスク100の構造につ
いて説明する。光ディスク100は、その両面のクラン
プ領域101の周囲に情報記録領域102を有する。情
報記録領域102は、外周に情報が記録されてないリー
ドアウト領域103を有し、また、クランプ領域101
との境目に情報が記録されていないリードイン領域10
4を有する。このリードアウト領域103とリードイン
領域104の間がデータ記録領域105である。
The structure of the optical disc 100 shown in FIG. 17 will be described. The optical disc 100 has information recording areas 102 around the clamp areas 101 on both sides thereof. The information recording area 102 has a lead-out area 103 in which information is not recorded on the outer periphery, and the clamp area 101
Lead-in area 10 in which no information is recorded at the boundary
4 A data recording area 105 is between the lead-out area 103 and the lead-in area 104.

【0076】データ記録領域105にはトラックがスパ
イラル状に連続して形成される。このトラックは、複数
の物理的なセクタに分割され、そのセクタには連続番号
が付されている。トラックの信号形跡は、ピットとして
形成されている。読み出し専用の光ディスクでは、透明
基板にピット列がスタンパーで形成され、このピット列
形成面に反射膜が形成されて記録層とされている。2枚
貼り合わせタイプの光ディスクは、このような記録層が
対向するように2枚のディスクが接着層を介して合体さ
れ、複合ディスクとされている。
Tracks are continuously formed in a spiral shape in the data recording area 105. This track is divided into a plurality of physical sectors, and the sectors are numbered consecutively. The signal trace of the track is formed as a pit. In a read-only optical disc, a pit row is formed by a stamper on a transparent substrate, and a reflective film is formed on the pit row forming surface to form a recording layer. The two-disk bonded type optical disk is a composite disk in which two disks are combined with an adhesive layer so that the recording layers face each other.

【0077】次に、上記した光ディスク100の論理フ
ォーマットについて説明する。図18には、情報記録領
域105の情報区分である論理フォーマットを示してい
る。この論理フォーマットは、特定の規格、例えばマイ
クロUDF及びISO9660に準拠して定められてい
る。以下の説明では、論理アドレスが、マイクロUDF
及びISO9660で定められる論理セクタ番号(LS
N)を意味し、論理セクタは、先の物理セクタのサイズ
と同じ1論理セクタが2048バイトであり、また論理
セクタ番号(LSN)は、物理セクタ番号の昇順ととも
に連続番号が付されているものとする。
Next, the logical format of the above optical disc 100 will be described. FIG. 18 shows a logical format which is an information division of the information recording area 105. This logical format is defined in accordance with a specific standard such as Micro UDF and ISO9660. In the following description, the logical address is the micro UDF.
And the logical sector number (LS defined by ISO 9660)
N) means that one logical sector, which is the same size as the preceding physical sector, has 2048 bytes, and the logical sector number (LSN) is given in ascending order of physical sector numbers and consecutive numbers. And

【0078】論理フォーマットは、階層構造であり、ボ
リューム及びファイル構造領域、ビデオマネージャー、
少なくとも1つ以上のビデオタイトルセット、及び他の
記録領域を有する。これらの領域は、論理セクタの境界
上で区分されている。1論理セクタは2048バイトで
ある。1論理ブロックも2048バイトであり、1論理
セクタは1論理ブロックと定義されている。
The logical format has a hierarchical structure and includes a volume and file structure area, a video manager,
It has at least one or more video title sets and other recording areas. These areas are partitioned on logical sector boundaries. One logical sector is 2048 bytes. One logical block is also 2048 bytes, and one logical sector is defined as one logical block.

【0079】ファイル構造領域は、マイクロUDF及び
ISO9660で定められる管理領域に相当し、この領
域の記述を介して、ビデオマネージャーのデータがシス
テムROM/RAM部52に格納される。ビデオマネー
ジャーは、ビデオタイトルセットを管理するための情報
が記述され、ファイル#0から始まる複数のファイルで
構成されている。ビデオタイトルセットには、圧縮され
たビデオデータ、副映像データ、オーディオデータ及び
これらを再生するための再生制御情報が記録されてい
る。
The file structure area corresponds to the management area defined by the micro UDF and ISO9660, and the data of the video manager is stored in the system ROM / RAM section 52 through the description of this area. The video manager describes information for managing a video title set, and is composed of a plurality of files starting from file # 0. In the video title set, compressed video data, sub-picture data, audio data, and reproduction control information for reproducing these are recorded.

【0080】他の記録領域には、上記ビデオタイトルセ
ットの情報を利用する場合に用いられる情報、あるいは
独自に利用される情報が記録されている。図19におい
てビデオマネージャーについて説明する。
In the other recording area, information used when using the information of the video title set or information used independently is recorded. The video manager will be described with reference to FIG.

【0081】ビデオマネージャーは、ビデオマネージャ
ー情報(VMGI)、ビデオマネージャー情報メニュー
のためのビデオオブジェクトセット(VMGM VOB
S)76及びビデオマネージャー情報のバックアップ
(VMGI BUP)で構成される。
The video manager is a video manager information (VMGI), a video object set for the video manager information menu (VMGM). VOB
S) 76 and backup of video manager information (VMGI BUP).

【0082】VMGM VOBSには、ビデオマネージ
ャーが管理する当該光ディスクのボリウムに関するメニ
ューのためのビデオデータ、オーディオデータ、及び副
映像データが格納されている。即ちボリウム内の各タイ
トルに関する音声及び副映像による説明情報や、タイト
ルの選択表示を得ることができる。例えば、光ディスク
が語学学習用の英会話を格納したものである場合、英会
話のタイトル名、レッスン例が再生表示されるととも
に、テーマソングが音声で再生され、副映像ではどのレ
ベルの教材であるか等が表示される。また選択項目とし
ては、レッスンの番号(レベル)の選択が表示され、視
聴者の操作入力を待つ。このような利用のためにVMG
VOBSが用いられる。
VMGM The VOBS stores video data, audio data, and sub-picture data for a menu relating to the volume of the optical disc managed by the video manager. That is, it is possible to obtain the description information by the audio and the sub-picture for each title in the volume and the selective display of the title. For example, if the optical disc contains English conversation for language learning, the title of the English conversation and the lesson example will be played back and displayed, the theme song will be played back as audio, and the level of the teaching material in the sub-video will be displayed. Is displayed. As a selection item, selection of a lesson number (level) is displayed, and the operation of the viewer is awaited. VMG for such use
M VOBS is used.

【0083】図20は、ビデオオブジェクトセット(V
OBS)の例を示している。ビデオオブジェクトセット
(VOBS)としては、メニュー用として2つのタイ
プ、ビデオ用のタイトル用として1つのタイプがあるが
いずれも同様な構造である。
FIG. 20 shows a video object set (V
OBS) is shown. As the video object set (VOBS), there are two types for the menu and one type for the title for the video, but both have the same structure.

【0084】ビデオオブジェクトセット(VOBS)
は、1個以上のビデオオブジェクト(VOB)の集合と
して定義され、VOBは同一の用途に用いられる。通
常、メニュー用のビデオオブジェクトセット(VOB
S)は、複数のメニュー画面を表示するためのビデオオ
ブジェクト(VOB)として構成され、ビデオタイトル
セット用のビデオオブジェクトセット(VOBS)は、
通常の動画等を表示するためのビデオオブジェクト(V
OB)として構成される。
Video Object Set (VOBS)
Is defined as a set of one or more video objects (VOBs), and VOBs are used for the same purpose. Usually a video object set (VOB) for a menu
S) is configured as a video object (VOB) for displaying a plurality of menu screens, and a video object set (VOBS) for a video title set is
Video object (V
OB).

【0085】ビデオオブジェクト(VOB)には、識別
番号(VOB IDN#j)が付されており、この識別
番号(VOB IDN#j)を利用してビデオオブジェ
クト(VOB)を特定することができる。1つのビデオ
オブジェクト(VOB)は、1つ又は複数のセルで構成
されている。同様にセルにも、識別番号(C IDN#
j)が付されており、この識別番号(C IDN#j)
を利用してセルを特定することができる。メニュー用の
ビデオオブジェクトは、1つのセルで構成されることも
ある。
The video object (VOB) has an identification number (VOB). IDN # j), and the identification number (VOB A video object (VOB) can be specified using IDN # j). One video object (VOB) is composed of one or more cells. Similarly, the identification number (C IDN #
j) is attached, and this identification number (C IDN # j)
Can be used to specify the cell. A video object for a menu may be composed of one cell.

【0086】さらに1つのセルは、1つ又は複数のビデ
オオブジェクトユニット(VOBU)から構成される。
そして1つのビデオオブジェクトユニット(VOBU)
は、1つのナビゲーションパック(NVパック)を先頭
に有するパック列として定義される。1つのビデオオブ
ジェクトユニット(VOBU)は、NVパックから次の
NVパックの直前まで記録される全パックの集まりとし
て定義されている。
Further, one cell is composed of one or a plurality of video object units (VOBU).
And one video object unit (VOBU)
Is defined as a pack sequence having one navigation pack (NV pack) at the top. One video object unit (VOBU) is defined as a set of all packs recorded from the NV pack to immediately before the next NV pack.

【0087】ビデオオブジェクトユニット(VOBU)
の再生時間は、このVOBU内に含まれる単数または複
数個のGOP(グループオブピクチャー)から構成され
るビデオデータの再生時間に相当し、その再生時間は約
0.4秒以上で1秒以内に定められている。MPEGの
規格では、1GOPは、約0.5秒の再生時間に相当す
る画像データが圧縮されるとされている。したがって、
MPEGの規格に合わせると、オーディオも映像も約
0.5秒分の情報が配置されることになる。
Video Object Unit (VOBU)
Playback time corresponds to the playback time of video data composed of a single or multiple GOPs (groups of pictures) contained in this VOBU. The playback time is approximately 0.4 seconds or more and within 1 second. It is set. According to the MPEG standard, one GOP compresses image data corresponding to a reproduction time of about 0.5 seconds. Therefore,
According to the MPEG standard, information for about 0.5 seconds is arranged for both audio and video.

【0088】1つのビデオオブジェクトユニット(VO
BU)内には、上述したNVパックを先頭にして、ビデ
オパック(Vパック)、副映像パック(SPパック)、
オーディオパック(Aパック)が配列されている。よっ
て、1VOBU内の複数のVパックは、再生時間が1秒
以内となる圧縮画像データが1GOPあるいは複数GO
Pの形で構成されており、またこの再生時間に相当する
オーディオ信号が圧縮処理されてAパックとして配列さ
れている。またこの再生時間内に用いる副映像データが
圧縮されてSPパックとして配列されている。但し、オ
ーディオ信号は、例えば8ストリーム、副映像としては
例えば32ストリーム分のデータをパック化して記録さ
れている。オーディオ信号の1ストリームは1種類の符
号化形式で符号化されたデータであり、例えばリニアP
CM、20ビット量子化データの8チャンネル分で構成
されている。
One video object unit (VO
BU), the video pack (V pack), the sub-picture pack (SP pack),
Audio packs (A packs) are arranged. Therefore, a plurality of V packs in one VOBU have one GOP or a plurality of GO packs of compressed image data whose playback time is within one second.
The audio signal corresponding to the reproduction time is compressed and arranged as an A pack. Also, the sub-picture data used during this playback time is compressed and arranged as an SP pack. However, the audio signal is recorded by packing data of, for example, eight streams and sub-pictures of, for example, 32 streams. One stream of an audio signal is data encoded in one type of encoding format, for example, linear P
It is composed of 8 channels of CM and 20-bit quantized data.

【0089】図19に戻って説明する。ボリウムマネー
ジャー情報(VMGI)としては、ビデオタイトルをサ
ーチするための情報が記述されており、少なくとも3つ
のテーブルが含まれている。
Returning to FIG. 19, description will be made. As the volume manager information (VMGI), information for searching a video title is described, and at least three tables are included.

【0090】ボリウム管理情報管理テーブル(VMGI
MAT)は、ビデオマネージャー(VMG)のサイ
ズ、ビデオマネージャー内の各情報のスタートアドレ
ス、ビデオマネージャーメニュー用のビデオオブジェク
トセット(VMGM VOBS)に関する属性情報等が
記述されてる。
Volume management information management table (VMGI
MAT is the size of the video manager (VMG), the start address of each information in the video manager, and the video object set (VMGM) for the video manager menu. VOBS) is described.

【0091】タイトルサーチポインターテーブル(TT
SRPT)は、装置のキー操作及び表示部500から
のタイトル番号の入力に応じて選定可能な当該光ディス
クのボリウムに含まれるビデオタイトルのエントリープ
ログラムチェーン(EPGC)が記述されている。
Title search pointer table (TT
SRPT) describes an entry program chain (EPGC) of a video title included in the volume of the optical disc, which can be selected according to the key operation of the apparatus and the input of the title number from the display unit 500.

【0092】図21においてプログラムチェーンを説明
する。プログラムチェーンとは、あるタイトルのストー
リーを再現するためにプログラムの集合であって、プロ
グラムが連続して再生されることによりある1つのタイ
トルのストーリ章あるいはストーリーが完結される。ま
た1つのプログラムは、複数のセルから構成されてい
る。セル識別番号は、VOBS内のセルを特定すること
ができる。
The program chain will be described with reference to FIG. A program chain is a set of programs for reproducing a story of a certain title, and a story chapter or story of a certain title is completed by continuously reproducing the program. Further, one program is composed of a plurality of cells. The cell identification number can identify the cell in the VOBS.

【0093】ビデオタイトルセット属性テーブル(VT
ART)は、当該光ディスクのボリウム中のビデオ
タイトルセット(VTS)に定められた属性情報が記載
されている。属性情報としては、VTSの数、番号、ビ
デオの圧縮方式、オーディオの符号化モード、副映像の
表示タイプ等がこのテーブルに記述されてる。
Video title set attribute table (VT
S ART) describes the attribute information defined in the video title set (VTS) in the volume of the optical disc. As the attribute information, the number of VTSs, the number, the video compression method, the audio coding mode, the sub-picture display type, etc. are described in this table.

【0094】上記のように再生処理を行う装置におい
て、オーディオに関しては、図1乃至図14で説明した
ような対策が図られており、オーディオ処理系統に関し
ては、Aパック(図20に示す)の所望のデータを再生
することになる。ここで、新しい再生装置においては、
そのIDを識別して低域も高域も再生するが、高域信号
の処理ができないものは、Aパックを認識しないで、低
域の信号のみを再生することになる。低域の信号のみの
再生でも、0〜48KHzの帯域があり通常のオーディ
オ再生としては高品位が得られる。
In the apparatus for performing the reproduction process as described above, the measures as described in FIGS. 1 to 14 are taken for the audio, and the audio processing system is the A pack (shown in FIG. 20). The desired data will be reproduced. Here, in the new playback device,
The ID is identified and both the low frequency band and the high frequency band are reproduced. However, if the high frequency signal cannot be processed, the A pack is not recognized and only the low frequency signal is reproduced. Even if only a low frequency signal is reproduced, there is a band of 0 to 48 KHz, and high quality can be obtained as a normal audio reproduction.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、無損失
なデータ圧縮方法及び装置とその復号方法及び装置を提
供する。またこの発明は、上記無損失圧縮及び復号方法
を用いて、帯域の狭いデジタル信号を扱うフォーマット
との互換性を維持しつつ、広帯域デジタル信号の伝送及
び記録方法及び伝送及び記録装置を提供する。さらにこ
の発明は上記のように伝送された信号、あるいは記録さ
れた信号を受信及び再生する再生方法及び再生装置を提
供する。さらにまた上記のようにフォーマット化された
信号を記録した記録媒体とその記録媒体を提供する。
As described above, the present invention provides a lossless data compression method and apparatus and a decoding method and apparatus thereof. Further, the present invention provides a method and apparatus for transmitting and recording a wideband digital signal while maintaining compatibility with a format for handling a digital signal having a narrow band by using the lossless compression and decoding method. Further, the present invention provides a reproducing method and a reproducing apparatus for receiving and reproducing the signal transmitted as described above or the recorded signal. Furthermore, the present invention provides a recording medium on which a signal formatted as described above is recorded and the recording medium.

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

【図1】本発明の基本構成を説明するためのブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram for explaining the basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の動作を説明するための信号の周波数ス
ペクトル図。
FIG. 2 is a frequency spectrum diagram of a signal for explaining the operation of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態の動作を説明するため
の図。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態の動作を説明するため
のフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施形態の動作を説明するための
図及び符号化の動作を説明するためのフローチャート。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of another embodiment of the present invention and a flowchart for explaining the encoding operation.

【図6】本発明の他の実施形態の動作を説明するための
図。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of another embodiment of the present invention.

【図7】本発明のまた他の実施形態の動作を説明するた
めの図。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of another embodiment of the present invention.

【図8】本発明のさらに他の実施形態の動作を説明する
ための図。
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of still another embodiment of the present invention.

【図9】本発明のまた他の実施形態の動作を説明するた
めの図。
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of another embodiment of the present invention.

【図10】図8、図9の実施形態の動作を説明するため
のフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment of FIGS. 8 and 9.

【図11】本発明の他の実施形態の基本構成を説明する
ためのブロック図。
FIG. 11 is a block diagram for explaining the basic configuration of another embodiment of the present invention.

【図12】図11の差分符号化器及び差分復号器を示す
図。
12 is a diagram showing the differential encoder and differential decoder of FIG. 11. FIG.

【図13】本発明のさらにまた他の実施形態の動作を説
明するための図。
FIG. 13 is a view for explaining the operation of still another embodiment of the present invention.

【図14】本発明のまた他の実施形態の基本構成を説明
するためのブロック図。
FIG. 14 is a block diagram for explaining the basic configuration of still another embodiment of the present invention.

【図15】ディスク再生装置のブロック構成図。FIG. 15 is a block configuration diagram of a disc reproducing device.

【図16】ディスクドライブ部の説明図。FIG. 16 is an explanatory diagram of a disc drive unit.

【図17】光ディスクの説明図。FIG. 17 is an explanatory diagram of an optical disc.

【図18】光ディスクの論理フォーマットを示す説明
図。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a logical format of an optical disc.

【図19】図17のビデオマネージャーの説明図。19 is an explanatory diagram of the video manager of FIG.

【図20】図19のビデオオブジェクトの説明図。20 is an explanatory diagram of the video object shown in FIG.

【図21】プログラムチェーンの説明図。FIG. 21 is an explanatory diagram of a program chain.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…サブバンド分析フィルタ 12…ロスレス符号化器 13…フォーマッター 21…デフォーマッター 22…ロスレス復号器 23…サブバンド合成フィルタ。 11 ... Subband analysis filter 12 ... Lossless encoder 13 ... Formatter 21 ... Deformatter 22 ... Lossless decoder 23 ... Subband synthesis filter.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】デジタル信号の複数のデータサンプルでブ
ロックを構成し、前記ブロック内のデータサンプルの共
通化できる信号レベルに応じ、前記ブロック内のすべて
のデータサンプルは、その符号ビット側より一定のビッ
ト数を削減して圧縮ブロックとし、その削減ビット数の
情報は、前記圧縮ブロックに付加することを特徴とする
データ圧縮方法。
1. A block is constituted by a plurality of data samples of a digital signal, and all the data samples in the block have a constant value from the sign bit side thereof in accordance with a common signal level of the data samples in the block. A data compression method, wherein the number of bits is reduced to form a compressed block, and information on the reduced number of bits is added to the compressed block.
【請求項2】前記圧縮ブロックをさらに小さなサブブロ
ックに分け、サブブロック毎にサブブロック内のデータ
サンプルの共通化できる信号レベルに応じ、サブブロッ
ク内のすべてのデータサンプルは、さらに符号ビット側
より一定のビット数を削減して圧縮サブブロックとし、
削減ビット数の情報は、前記圧縮ブロック又は圧縮サブ
ブロックのいずれか又は双方に付加するようにしたこと
を特徴とする請求項1記載のデータ圧縮方法。
2. The compressed block is divided into smaller sub-blocks, and all the data samples in the sub-block are further divided from the code bit side in accordance with the signal level of the data samples in the sub-block that can be shared for each sub-block. Reduce a certain number of bits to make a compressed sub-block,
The data compression method according to claim 1, wherein the information on the number of reduced bits is added to either or both of the compressed block and the compressed sub-block.
【請求項3】デジタル信号の複数のデータサンプルでブ
ロックを構成し、前記ブロック内のデータサンプルの共
通化できる信号レベルに応じ、前記ブロック内のすべて
のデータサンプルは、その符号ビット側より一定のビッ
ト数を削減して圧縮ブロックとされ、その削減ビット数
の情報は、前記圧縮ブロックに付加されてなる符号化デ
ータを取り込むもので、 前記削減ビット数の情報を用いて、前記削減ビットを復
号し、前記圧縮ブロックの各データサンプルに加えるよ
うにしたことを特徴とするデータ復号方法。
3. A block is composed of a plurality of data samples of a digital signal, and all the data samples in the block are constant from the sign bit side thereof in accordance with the signal level that can be shared by the data samples in the block. The number of bits is reduced to form a compressed block, and the information on the reduced number of bits captures the encoded data added to the compressed block, and the information on the reduced number of bits is used to decode the reduced bits. Then, the data decoding method is characterized in that it is added to each data sample of the compressed block.
【請求項4】前記圧縮ブロックはさらに小さなサブブロ
ックに分けられ、サブブロック毎にサブブロック内のデ
ータサンプルの共通化できる信号レベルに応じ、サブブ
ロック内のすべてのデータサンプルは、さらに符号ビッ
ト側より一定のビット数を削減して圧縮サブブロックと
され、削減ビット数の情報は、前記圧縮ブロック又は圧
縮サブブロックのいずれか又は双方に付加されており、 前記削減ビット数の情報を用いて、前記削減ビットを復
号し、前記圧縮サブブロックの各データサンプルに加え
るようにしたことを特徴とする請求項1記載のデータ復
号方法。
4. The compressed block is divided into smaller sub-blocks, and all the data samples in the sub-blocks are further divided into code bit sides according to the signal level of the data samples in the sub-blocks that can be shared for each sub-block. It is a compressed sub-block by reducing a more constant number of bits, the information of the reduced bit number is added to either or both of the compressed block or the compressed sub-block, using the information of the reduced bit number, 2. The data decoding method according to claim 1, wherein the reduced bits are decoded and added to each data sample of the compressed sub-block.
【請求項5】入力デジタル信号を低域信号と高域信号に
分割するサブバンド分析フィルターを通し、低域信号は
そのまま伝送あるいは記録し、高域信号は隣接前データ
サンプルとの差分をとり、当該データをデータ圧縮し伝
送し、当該伝送された信号を受け、一方では低域信号は
そのまま再生でき、他方では高域信号を圧縮復号し、当
該復号信号と、低域信号とでサブバンド合成フィルター
により合成して本来の帯域を有する再生信号を生成する
無損失圧縮再生方式手段を有したことを特徴とするデー
タ伝送/受信装置
5. A subband analysis filter for dividing an input digital signal into a low-frequency signal and a high-frequency signal, the low-frequency signal is transmitted or recorded as it is, and the high-frequency signal is taken as a difference from an adjacent data sample. The data is compressed and transmitted, the transmitted signal is received, the low-frequency signal can be reproduced as it is on the one hand, and the high-frequency signal is compressed and decoded on the other hand, and the decoded signal and the low-frequency signal are sub-band combined. A data transmission / reception apparatus having lossless compression reproduction system means for synthesizing by a filter to generate a reproduction signal having an original band.
【請求項6】上記の差分をとる前に高域信号のデータサ
ンプル1つおきに符号反転を行う手段を有することを特
徴とする請求項4記載のデータ伝送/受信装置。
6. The data transmission / reception apparatus according to claim 4, further comprising means for inverting the sign of every other data sample of the high frequency signal before taking the difference.
【請求項7】前記高域信号は複数のデータサンプルを含
むブロックを構成し、ブロック内にデータサンプルの信
号レベルに応じ、ブロック内のすべてのデータサンプル
を符号ビット側より一定のビット数を削減し、削減ビッ
ト数をブロックに付加するブロック圧縮方式で圧縮する
手段と、 さらにこのブロック圧縮された信号をさらに小さなサブ
ブロックに分け、サブブロック毎にサブブロック内の信
号レベルに応じ、サブブロック内のすべてのデータサン
プルをさらに符号ビット側より一定のビット数を削減
し、削減ビット数を付加するブロックサブブロック圧縮
方式で圧縮する手段とを有したことを特徴とする請求項
4記載ののデータ伝送/受信装置。
7. The high-frequency signal constitutes a block including a plurality of data samples, and all the data samples in the block are reduced by a certain number of bits from the sign bit side according to the signal level of the data samples in the block. Then, the block compression method for adding the reduced number of bits to the block is used, and the block-compressed signal is further divided into smaller sub-blocks, and each sub-block is divided into sub-blocks according to the signal level in the sub-blocks. 5. The data according to claim 4, further comprising means for further compressing all the data samples of 4) by a fixed number of bits from the code bit side and compressing them by a block sub-block compression method for adding the reduced number of bits. Transmission / reception device.
【請求項8】入力デジタル信号を低域信号と高域信号に
分割するサブバンド分析フィルターを通し、低域信号は
そのまま伝送あるいは記録し、高域信号は隣接前データ
サンプルとの差分をとり、当該データをデータ圧縮し記
録し、さらに前記高域信号は複数のデータサンプルを含
むブロックを構成し、ブロック内にデータサンプルの信
号レベルに応じ、ブロック内のすべてのデータサンプル
を符号ビット側より一定のビット数を削減し、削減ビッ
ト数をブロックに付加するブロック圧縮方式で圧縮さ
れ、さらにまたこのブロック圧縮された信号をさらに小
さなサブブロックに分け、サブブロック毎にサブブロッ
ク内の信号レベルに応じ、サブブロック内のすべてのデ
ータサンプルをさらに符号ビット側より一定のビット数
を削減し、削減ビット数を付加するブロックサブブロッ
ク圧縮方式で圧縮されて記録されていることを特徴とす
る記録媒体。
8. A subband analysis filter that divides an input digital signal into a low-frequency signal and a high-frequency signal, the low-frequency signal is transmitted or recorded as it is, and the high-frequency signal is taken as a difference from a pre-adjacent data sample, The data is compressed and recorded, and the high frequency signal constitutes a block including a plurality of data samples, and all the data samples in the block are constant from the sign bit side according to the signal level of the data samples in the block. The number of bits is reduced and the reduced number of bits is added to the block for compression by a block compression method. Furthermore, this block-compressed signal is divided into smaller sub-blocks, and each sub-block is divided according to the signal level in the sub-block. , All data samples in the sub-block are further reduced by a certain number of bits from the sign bit side, Recording medium, characterized in that it is compressed in the block sub-block compression scheme adds a few are recorded.
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