JP2000155596A

JP2000155596A - オーディオデータの圧縮・伸長方法および復元装置

Info

Publication number: JP2000155596A
Application number: JP10332700A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Sakamoto; 良樹坂本; Tadashi Saito; 規斉藤; Satoshi Takase; 聡高瀬; Yutaka Okunoki; 豊奥ノ木
Original assignee: Hitachi Ltd; Sega Enterprises Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Sega Corp
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2000-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のMPEG1規格に従ってオーディオデータの
圧縮・伸長を行うシステムにおいては、エンコードされ
たデータは、エンコード前のデータと比較してそのデー
タ量が大きく削減されるが、エンコードおよびデコード
に伴う演算処理量が多いためシステムの負担が大きいと
ともに、圧縮率を高くするほど、エンコード前の原音デ
ータと比較して音質の劣化が著しくなっていた。【解決手段】オーディオデータをMPEG1規格に従って
エンコードする前に、例えばダウンサンプリングフィル
タ関数を用いた演算を行うサブサンプル処理手段により
データ数（サンプル数）そのものを削減しておく一方、
デコードを行った後にアップサンプル処理によりデータ
数（サンプル数）を復元させ、エンコード後に、サブサ
ンプル処理を行ったことを示すフラグをオーディオデー
タ中に付加し、デコーダではこのフラグを検出した場合
に自動的にアップサンプル処理を行った後に復元オーデ
ィオデータとして出力するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル・オー
ディオデータの圧縮・伸長技術に関し、特にMPEG1オー
ディオ規格に従ってオーディオデータを圧縮・伸長する
オーディオデータ処理システムに利用して有効な技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】MPEG1オーディオ規格は、国際標準化機
関ISOで規格化された国際規格であり、オーディオデー
タの圧縮・伸長に関する技術である。MPEG1オーディオ
規格に従って圧縮・伸長されたデータは、音質の劣化が
少なくてそのデータ量が大きく削減されるため、ビデオ
ＣＤやディジタル衛星放送システムなどに幅広く用いら
れている。

【０００３】図８を用いて、MPEG1オーディオ規格に従
ってオーディオデータを圧縮・伸長するオーディオデー
タ処理システムにおける処理の流れを説明する。図８
は、例としてビットストリームの伝達媒体にビデオＣＤ
を使用した処理システムの説明図であり、８０１はディ
ジタル化された入力オーディオデータ、８０２はMPEG1
オーディオエンコーダ、８０３はビデオＣＤ、８０４は
MPEG1オーディオデコーダ、８０５は出力されるオーデ
ィオデータを示す。

【０００４】入力されたオーディオデータ８０１はMPEG
1オーディオエンコーダ８０２によりMPGE1オーディオ規
格に従い圧縮され、ビットストリームとして出力され
る。出力されたビットストリームは、図示しない書込み
装置によってビデオＣＤ８０３上に記録される。ビデオ
ＣＤ８０３から読み取られたビットストリームを受けた
MPEG1デコーダ８０４は、MPEG1オーディオ規格に従って
ビットストリームのデコードを行い、ディジタル・オー
ディオデータ８０５として出力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に示した
MPEG1オーディオ規格に従ってエンコードされたデータ
は、エンコード前のデータと比較してそのデータ量が大
きく削減されるが、エンコードおよびデコードに伴う演
算処理量が多いためシステムの負担は大きなものとな
る。また、圧縮率を高くするほど、即ち、データ量を削
減すればするほど、エンコード前の原音データを用いて
再生した場合と比較して音質の劣化が著しくなるという
不具合がある。

【０００６】この発明の目的は、MPEG1オーディオ規格
に従ってオーディオデータを圧縮・伸長するオーディオ
データ処理システムのエンコーダおよびデコーダにおけ
る演算処理量を削減し、システムの負担を軽減するとと
もに、ビットレートの低減と音質の向上が可能なオーデ
ィオデータの圧縮、伸長技術を提供することにある。こ
の発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴につ
いては、本明細書の記述および添付図面から明らかにな
るであろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によるオーディオデータ処理システムでは、
オーディオデータをMPEG1エンコーダでエンコード（圧
縮）する前に、例えばダウンサンプリングフィルタ関数
を用いた演算処理を行うサブサンプル処理手段によりデ
ータ数（サンプル数）そのものを削減しておく一方、デ
コード（伸長）を行った後にアップサンプル処理により
データ数（サンプル数）を増加させる。また、エンコー
ド後に、サブサンプル処理を行ったことを示すフラグを
オーディオデータ中に付加し、デコーダではこのフラグ
を検出した場合に自動的にアップサンプル処理を行った
後にオーディオデータとして出力するようにした。

【０００８】上記した手段によれば、エンコード前にサ
ブサンプル処理によって例えばデータ量を１／２に削減
した場合には、エンコーダおよびデコーダにおける演算
処理量も１／２近くまで削減される。ここで、エンコー
ダにおけるデータ量の削減に伴う演算処理の削減量はサ
ブサンプル処理の追加に伴う演算処理増加量よりも大き
いため、データ圧縮側全体としての演算処理量が削減で
きる。同様の理由によりデータ伸長側でも全体としての
演算処理量が削減できる。

【０００９】また、MPEG1オーディオ規格のみによる圧
縮を行う場合と比較して、本発明に示すサブサンプル処
理とMPEG1オーディオ規格とを組み合わせた圧縮を行う
ことでビットレートを低減してシステムの負担を軽減す
るとともに、音質の向上も可能である。例えば従来技術
によるエンコードを使用してビットレートが192kbps/ch
(kilo-bit-per-second-per-channel）であったオーディ
オデータは、サブサンプル処理を行った後にエンコード
を行うことで96kbps/chとなり、これを同一時間内で伸
長すれば良いのでビットレートは１／２に低減される。
また、従来技術によるエンコードを使用してビットレー
トが96kbps/chであるデータと、サブサンプル処理を行
った後にエンコードを行って96kbps/chとしたデータを
デコード後で比較すると、後者の方が、音質が良くな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面を
用いて説明する。（実施例１）図１は、MPEG1オーディオ規格に従ってオ
ーディオデータを圧縮、伸長し音声を復元するオーディ
オデータ処理システムのブロック図であって、１０１は
ディジタル化されたオーディオデータが入力される入力
端子、１０２はサブサンプル処理手段、１０３はMPEG1
オーディオエンコーダ、１０４はサブサンプルフラグ付
加手段、１０５はＣＤ書込み手段、ＣＤはコンパクトデ
ィスクのような記憶媒体、１０６はＣＤ読取り装置、１
０７はMPEG1オーディオデコーダ、１０８はアップサン
プル処理手段、１０９はＤＡコンバータ、１１０はスピ
ーカを示す。

【００１１】このシステムにおいては、入力されたオー
ディオデータはサブサンプル処理手段１０２によって後
述するサブサンプル処理が施され、サンプル数が１／２
倍に削減される。サブサンプル処理手段１０２によって
サンプル数の削減されたデータは、MPEG1オーディオエ
ンコーダ１０３によりMPEG1規格に従い圧縮され、所定
のフォーマットのビットストリームにされる。このビッ
トストリームは、サブサンプルフラグ付加手段１０４に
入力され、サブサンプル処理を行ったことを示す所定の
コードからなるフラグが付加される。フラグが付加され
たビットストリームは、ＣＤ書込み装置１０５によって
記憶媒体ＣＤに記録される。

【００１２】音声再生時には、読取り装置１０６によっ
てＣＤから読み取られたビットストリームは、MPEG1オ
ーディオデコーダ１０７に入力され、MPEG1規格に従い
デコード（伸長）される。このとき、MPEG1オーディオ
デコーダ１０７では、サブサンプル処理を行ったことを
示すフラグの検出を自動的に同時に行う。フラグが検出
されると、デコードしたデータはアップサンプル処理手
段１０８に送られる。アップサンプル処理手段１０８
は、データに対して後述するアップサンプル処理を施
し、復元オーディオデータとして出力する。この処理に
よってサンプル数が２倍になり、入力オーディオデータ
と同じサンプル数に戻る。

【００１３】上記ＣＤ読取り装置１０６は、レーザー素
子および光センサを有する光ピックアップ１６１、ピッ
クアップ１６１の出力信号を増幅するアンプ１６２、ノ
イズの除去、波形整形などの信号処理を行う信号処理回
路１６３などから構成される。また、特に制限されない
が、この実施例では、上記サブサンプル処理手段１０２
とMPEG1オーディオエンコーダ１０３とサブサンプルフ
ラグ付加手段１０４はマイクロコンピュータのソフトウ
ェアによって実現され、同様に、MPEG１オーディオデコ
ーダ１０７とアップサンプル処理手段１０８もマイクロ
コンピュータのソフトウェアによって実現されている。

【００１４】以下、図１に示されている実施例のシステ
ムの動作について詳しく説明する。図２は、オーディオ
データをサブサンプル処理する方法を表した説明図であ
って、２０１〜２０６は入力されるオーディオデータ、
２０７〜２０９はサブサンプルされたオーディオデータ
であり、入力オーディオデータ２０１〜２０６は、それ
ぞれオーディオデータの中のある１チャンネル分のデー
タ中における各サンプルを表わす。この各サンプルは、
例えばダウンサンプリングフィルタ関数を用いた以下に
示すような演算式１を用いてサブサンプル処理されて、
オーディオデータ２０７〜２０９に変換される。

【００１５】 B_n={(-29)*A₂ _n-3+88*A_2n-1+138*A_2n+88*A_2n+1+(-29)*A_2n+3}/256‥‥‥（１）ここで、nは正の整数であり、＊は乗算を意味する。

【００１６】上記演算式１に示されているように、サブ
サンプル処理された後のデータ列Ｂのn番目に当たるデ
ータB_nは、入力オーディオデータ列Ａの2n番目のデータ
A_2nを中心とした７個のサンプル（このうち２個は係数
が「０」であるため見かけ上はA_2n-3,A_2n-1,A_2n,A_2n+1,
A_2n+3の５個のサンプル）から演算される。演算式１を
用いた場合、演算の中心データはA_2nつまり入力データ
列の中で１つおきになっているため、サブサンプル処理
されたデータ列Ｂのサンプル数は、入力オーディオデー
タ列Ａのサンプル数の１／２になることが分かる。

【００１７】なお、演算式１はサブサンプル処理を行う
演算式の一例であり、異なる演算式を用いることも可能
であり、その場合においても本質に変わりはない。ま
た、ステレオ等の複数のチャンネルを持つものに対して
は、各チャンネル毎のデータに対してそれぞれ上記サブ
サンプル処理を行えばよい。

【００１８】図３は、MPEG1規格に従って圧縮されたオ
ーディオデータにサブサンプルフラグを付加したビット
ストリームのフォーマット（以下、オーディオビットス
トリームと呼ぶ）の概略を示した説明図である。MPEG1
オーディオレイヤー１の場合には、384個のサンプルデ
ータ毎にオーディオフレームと呼ばれるブロックに分割
処理される。１オーディオフレームのデータは、図３に
示されているような各要素３０１〜３０７から構成され
る。このうち３０１はヘッダ情報データ、３０２はエラ
ーチェックコード、３０３はビット割り当て情報デー
タ、３０４はスケールファクタ情報データ、３０５はサ
ブバンドサンプルデータ、３０６はアンシラリデータ、
３０７はサブサンプルフラグ情報データである。

【００１９】ヘッダ情報データ３０１には、同期信号等
のオーディオビットストリームに関する情報が格納され
ており、エラーチェックコード３０２には伝送経路のデ
ータエラーをチェックするCRCコードが格納されてい
る。ビット割り当て情報データ３０３には３２個のサブ
バンドのサンプルデータのそれぞれに割り当てられてい
るビット数つまり各サブバンドのサンプルデータが何ビ
ットで表現されているか示す情報が格納されており、ス
ケールファクタ情報データ３０４にはデータのレベル
（小数点の位置）を示す情報が格納されている。サブバ
ンドサンプルデータ３０５はエンコーダにより原信号を
例えば３２の周波数成分に分割し圧縮した３８４個のサ
ンプルからなる情報、アンシラリデータ３０６は１フレ
ームの長さすなわちビット数を一定にするために必要に
応じて挿入されるデータである。

【００２０】サブサンプルフラグ情報データ３０７は、
このオーディオビットストリームに対して行われたサブ
サンプル処理に関するフラグ情報（例えば００１００１
００）である。なお、サブサンプルフラグ付加処理を行
う前のオーディオビットストリームは、図３のフォーマ
ットからサブサンプルフラグを除いたものである。ま
た、サブサンプルフラグ付加処理が行われなかったオー
ディオビットストリームのサブバンドサンプルデータ
は、サブサンプル処理をしない入力データをエンコード
したデータである。

【００２１】図３に示したフォーマットは、MPEG1オー
ディオレイヤー１に基づくものであるがレイヤー２、レ
イヤー３においても本質的に変わりはない。また、オー
ディオビットストリーム中におけるサブサンプルフラグ
は、MPEG1オーディオデコーダ１０７が確実に認識でき
る場所およびデータ形式であれば、図３と異なっていて
もよい。実施例１では、通常ヘッダ情報は１２個の
“１”が連続するビット列で表されるので、その前に、
例えば“００１００１００”があれば、サブサンプルフ
ラグが付加されていると判定することができる。

【００２２】図４は、MPEG1オーディオデコーダ１０７
およびアップサンプル処理手段１０８を共に備えるシス
テムにおけるデコード処理の流れを示すフローチャート
である。デコーダ１０７は、オーディオビットストリー
ムが入力されるとサブサンプルフラグの検出処理（Ｓ
１）とデコード処理（Ｓ２）を行う。デコードの終了
後、サブサンプルフラグの有無を判定し出力されるオー
ディオデータに対する処理の分岐を行う（Ｓ３）。サブ
サンプルフラグが検出されている場合には、アップサン
プル処理手段１０８においてアップサンプル処理（Ｓ
４）を実施した後にオーディオデータを出力し、サブサ
ンプルフラグが検出されていない場合はアップサンプル
処理（Ｓ４）を行わずに出力する。

【００２３】これにより、MPEG1オーディオデコーダ１
０７およびアップサンプル処理手段１０８を共に備える
システムでは、本発明を適用したMPEG1オーディオビッ
トストリームと本発明を適用しない従来型のMPEG1オー
ディオビットストリームの両方を自動的に判別してデコ
ードし、出力することが可能となる。

【００２４】図５は、オーディオデータにアップサンプ
ル処理をする方法を表した説明図であって、５０１〜５
０３はオーディオビットストリームをデコードして得ら
れたオーディオデータ、５０４〜５０９はアップサンプ
ルされたオーディオデータを示す。オーディオデータ５
０１〜５０３は、オーディオデータ内の１チャンネル分
のデータ中における各サンプルを表わす。この各サンプ
ルは、前記演算式１による変換と逆変換に相当する以下
に示す演算式２を用いてアップサンプルされ、データ５
０４〜５０９に変換される。

【００２５】 A'_2n-1=[(-12)*B'_n-2+140*B'_n-1+140*B'_n+(-12)*B'_n+1]/256 ただしn≧1 A'_2n=B'_n ただしn≧0 ‥‥‥（２）このとき、演算式２が示すように、アップサンプルされ
た後のデータ列Ａ’の2n-1番目のデータA'_2n-1はアップ
サンプル前のオーディオデータ列Ｂ’のn-2、n-1、n、n
+1番目のデータB'_n-2、B'_n-1、B'_n、B'_n+1から演算さ
れ、アップサンプルされた後のデータ列Ａ’の2n番目の
データA'_2nはアップサンプル前のオーディオデータ列Ｂ
のn番目B'_nから得られる。演算式２より、この式を用い
た場合、アップサンプルされた後のデータ列Ａ’のサン
プル数は、アップサンプル前のデータ列Ｂ’のサンプル
数の２倍となることが分かる。

【００２６】このため、演算式１を用いて図２で示した
サブサンプル処理が１回行われたデータに対して、演算
式２を用いて図４で示すアップサンプル処理を１回行う
ことで図１の入力オーディオデータ１０１と出力オーデ
ィオデータ１１０のサンプル数とが一致し、再生時間を
原音と同一にすることができる。なお、前記エンコード
とデコードおよび演算式１と演算式２とは、それぞれ互
いに可逆的な関係にあるものではなく、近似的に逆変換
の関係にある。そのため、上記演算式２ではデータＡ，
Ｂにダッシュをつけて変換前のデータと区別している。

【００２７】サブサンプル処理およびアップサンプル処
理に用いられる演算式がすでに示した演算式１および２
と異なる場合においても、サブサンプルによるサンプル
数の増減倍率とアップサンプルによるサンプル数の増減
倍率との積が「１」となるものであれば、図１の入力オ
ーディオデータと出力オーディオデータのサンプル数が
一致し、再生時間を原音と同一にすることができる。な
お、ステレオ等の複数のチャンネルを持つものに対して
は、各チャンネルのデータに対してそれぞれ上記アップ
サンプル処理を行えばよい。

【００２８】以上に述べたMPEG1規格に従ってオーディ
オデータを圧縮、伸長するオーディオデータ処理システ
ムでは、従来技術と比較して以下のような効果がある。

【００２９】一つ目の効果として、エンコーダおよびデ
コーダにおける演算処理量の削減が可能であり、システ
ムの負担が軽減される。デコード処理を考えた場合、例
えば従来技術ではサンプリング周波数が44.1kHzであっ
たものを本発明の適用により22.05kHzに削減することが
できるためデコード処理に関する演算量が１／２に削減
される。これに対し、アップサンプル処理の追加による
演算量の増加は少なく、デコード処理における演算量が
削減される。

【００３０】なお、実施例１では、特に制限されない
が、図１に示したサブサンプル処理手段１０２、MPEG1
エンコーダ１０３、サブサンプルフラグ付加手段１０
４、MPEG１デコーダ１０７およびアップサンプル処理手
段１０８をそれぞれソフトウェアで実現している。ソフ
トウェアにより実現されるデコーダでは、演算処理量の
削減が実現されることで性能の低いＣＰＵ（中央演算処
理装置）を使用することができシステムのコトスダウン
が可能、またはＣＰＵは空いた時間でデコード以外の処
理へ対応が可能となりシステムのスループットの向上が
可能となる。また、これらの各要素をハードウェアを用
いて実現することも可能であり、その場合においても本
質に変わりはなく、演算量の削減が実現できる。

【００３１】実施例１の二つ目の効果として、ビットレ
ートの低減と音質の向上が可能である。例えば従来方式
に従ってサブサンプル処理を行わずにエンコード処理を
したビットストリームのビットレートが192kbps/chであ
ったデータは、サブサンプル処理を行ってサンプル数を
１／２に削減した後にエンコードを行うことで実効的な
ビットレートは96kbps/chとすることができ、ビットレ
ートが１／２に低減される。また、従来方式に従ってサ
ブサンプル処理を行わずにエンコード処理をしてビット
レートを96kbps/chとしたデータと、本発明のサブサン
プル処理を行った後にエンコード処理を行って96kbps/c
hとしたデータをデコード後で比較すると、後者の方が
音質が良い。その理由は、本実施例の方が、１フレーム
中に含まれるオーディオデータの量が従来よりも多くな
る。つまりビットストリーム中に含まれるオーディオデ
ータ以外のヘッダ情報等の余分なデータの割合が減るた
めである。（実施例２）図６は、MPEG1規格に従ってオーディオデ
ータを圧縮、伸長するオーディオデータ処理システムの
第２の実施例を表した説明図であって、図１と同一の符
号が付されたものは同一の機能を有する手段もしくは要
素を示す。

【００３２】これらの手段もしくは要素からなるシステ
ム構成は、実施例１のものと同じであるが、実施例２に
おいては実施例１とサブサンプル処理手段１０２および
アップサンプル処理手段１０８における処理回数が異な
り、それに伴なってサブサンプルフラグ自体およびMPEG
1オーディオデコーダ１０７における処理フローが異な
る。

【００３３】実施例２は、実施例１においてサブサンプ
ル処理およびアップサンプル処理を２回ずつ行った場合
を示している。入力されるオーディオデータは、サブサ
ンプル処理手段１０２によって２回サブサンプル処理が
施され、サンプル数が１／４に削減される。サブサンプ
ル処理手段１０２によってサンプル数の削減されたデー
タは、MPEG1オーディオエンコーダ１０３によりMPEG1規
格に従い圧縮され、所定のフォーマットにされる。圧縮
されたデータは、サブサンプルフラグ付加手段１０４に
入力され、後述する２回サブサンプル処理を行ったこと
を示すフラグ（実施例１とは異なるフラグ）が付加され
る。フラグが付加されたデータは、MPEG1オーディオデ
コーダ１０７に入力され、MPEG1規格に従いデコードさ
れる。このとき、MPEG1オーディオデコーダ１０７はサ
ブサンプルフラグの検出をデコード処理と同時に自動的
に行う。

【００３４】サブサンプルフラグが検出されると、デコ
ードしたデータをアップサンプル処理手段１０８に送
る。アップサンプル処理手段１０８は、入力されたデー
タに対して後述するアップサンプル処理を２回施し、オ
ーディオデータとして出力する。この処理によってサン
プル数が４倍になり、入力されたオーディオデータと同
じサンプル数になる。

【００３５】以下、図６に示した実施例のシステムにつ
いて詳しく説明する。

【００３６】本実施例のシステムではサブサンプル処理
を２回行うが、１回目および２回目のサブサンプル処理
の内容はそれぞれ実施例１で説明したダウンサンプリン
グフィルタ関数を用いたものと同一である。まず、処理
対象となるデータをサブサンプル処理手段１０２に入力
し、１回目のサブサンプル処理を行う。この時点でデー
タ数（サンプル数）は、入力オーディオデータの１／２
に減少する。この１回目の処理されたデータを再びサブ
サンプル処理手段１０２に入力し、同様の処理を行うこ
とで２回目のサブサンプル処理を行う。この時点でデー
タ数（サンプル数）は、入力オーディオデータの１／４
に減少する。なお、ステレオ等の複数のチャンネルを持
つものに対しては、各チャンネル毎のデータに対してそ
れぞれ上記サブサンプル処理を２回行う。

【００３７】エンコード終了後、MPEG1オーディオビッ
トストリームへサブサンプルフラグを付加する。サブサ
ンプルフラグの付加方法は実施例１と同一であるが、サ
ブサンプルフラグ自体は実施例１で説明したサブサンプ
ル処理を１回した場合に使用したものとは異なったもの
（例えば００１０１０００）を使用する。

【００３８】図７は、MPEG1オーディオデコーダ１０７
におけるデコード処理の流れを示すフローチャートであ
る。デコーダ１０７は、オーディオビットストリームを
入力されるとサブサンプルフラグの検出処理（Ｓ１）と
デコード処理（２）を行う。デコードの終了後、出力さ
れるオーディオデータに対して、サブサンプルフラグの
有無による処理の分岐を行う（Ｓ３）。サブサンプルフ
ラグが検出されている場合、サブサンプルフラグを解析
して必要なアップサンプル処理回数を取得する（Ｓ４，
Ｓ５）。この解析結果に従って適当な回数のアップサン
プル処理（Ｓ６，Ｓ７）を行った後、オーディオデータ
を出力する。サブサンプルフラグが検出されていない場
合はアップサンプル処理を行わずにオーディオデータと
して出力する。

【００３９】なお、ステレオ等の複数のチャンネルを持
つものに対しては、各チャンネル毎のデータに対してそ
れぞれ上記アップサンプル処理（Ｓ６，Ｓ７）を行う。
これにより、MPEG1オーディオデコーダ１０７およびア
ップサンプル処理手段１０８を共に備えるシステムで
は、本発明を適用したMPEG1オーディオビットストリー
ムと本発明を適用しない従来方式のMPEG1オーディオビ
ットストリームの両方を自動的に判別してデコードし、
出力することが可能である。また本発明を適用したMPEG
1オーディオビットストリームに対しては、実施例１お
よび２で説明したサブサンプル処理回数が異なるデータ
に対してもデコード及びアップサンプル処理を自動的に
行うことが可能である。

【００４０】以上に述べた実施例２のオーディオデータ
処理システムでは、実施例１と比較して以下のような効
果がある。

【００４１】一つ目の効果として、エンコーダおよびデ
コーダにおける演算処理量のより一層の削減が可能であ
る。デコード処理を考えた場合、例えば従来技術ではサ
ンプリング周波数が44.1kHzであったものを本発明の適
用により11.025kHzに削減することができるためデコー
ド処理に関する演算量が１／４に削減される。これに対
し、アップサンプル処理による演算量の増加は少なく、
デコード処理における演算量が削減される。

【００４２】実施例２の二つ目の効果として、ビットレ
ートのさらなる低減と音質のさらなる向上が可能であ
る。例えば従来技術によるエンコードを使用してビット
レートが192kbps/chであったデータは、２回のサブサン
プル実施後にエンコードを行うことで実効的なビットレ
ートは48kbps/chとすることができビットレートが１／
４に低減される。また、従来技術によるエンコードを使
用してビットレートを48kbps/chとしたデータと、サブ
サンプル処理を行った後にエンコードを行って48kbps/c
hとしたデータをデコード後で比較すると、後者の方が
音質が良い。

【００４３】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるＣＤの
記録、再生システムに適用した場合について説明した
が、本発明はディジタル衛星放送システムなどの通信シ
ステムにも適用することが可能である。

【００４４】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。

【００４５】第１に、エンコーダおよびデコーダにおけ
る演算処理量の削減が可能となり、従来技術におけるサ
ンプリング周波数を本発明の適用により１／２または１
／４にすることができるため、デコード処理に関する演
算量が１／２または１／４に削減される。これに対し、
アップサンプル処理による演算量の増加は少なく、圧縮
側の処理全体における演算量が削減され、システムの負
担が軽減される。

【００４６】第２に、オーディオデータの圧縮・伸長処
理におけるビットレートの低減と音質の向上が可能であ
る。

【００４７】第３に、デコーダが自動的にアップサンプ
ルの必要性を判別するため、データの管理をデコーダの
使用者が行う必要がないとともに、復元装置はフラグの
含まれていない従来のビットストリームもフラグを含む
本発明の方法によるビットストリームも伸長することが
できるため、既存のＣＤも再生することができる。

【００４８】第４に、エンコーダおよびデコーダ自体に
は本発明の採用による処理内容の変更が無いため、汎用
のエンコーダおよびデコーダを使用することができ、こ
れによってシステムのコストダウンが可能になる。

【００４９】第５に、音質の重視または演算量の重視と
いった観点から考えたさまざまな種類のオーディオビッ
トストリームを使用することができ、システムの多様化
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係わるオーディオデータ処
理システムの構成を表わしたブロック図である。

【図２】実施例１のオーディオデータ処理システムにお
けるサブサンプル処理前後のデータ列を表わした説明図
である。

【図３】サブサンプルフラグを付加したMPEG1オーディ
オビットストリームの構成を表わした説明図である。

【図４】実施例１のオーディオデータ処理システムにお
けるMPEG1デコーダおよびアップサンプル処理手段にお
ける動作手順を表わしたフローチャートである。

【図５】アップサンプル処理前後のデータ列を表わした
説明図である。

【図６】本発明の実施例２に係わるオーディオデータ処
理システムの構成を表わしたブロック図である。

【図７】実施例２のオーディオデータ処理システムにお
けるMPEG1デコーダおよびアップサンプル処理手段にお
ける動作手順を表わしたフローチャートである。

【図８】従来技術によるオーディオデータ処理システム
の構成を表わしたブロック図である。

【符号の説明】

１０１…オーディオデータ入力端子１０２…サブサンプル処理手段１０３…MPEG1エンコーダ１０４…サブサンプルフラグ付加手段１０５…ＣＤ書込み装置１０６…ＣＤ読取り装置１０７…MPEG1デコーダ１０８…アップサンプル処理手段１０９…ＤＡコンバータ１１０…スピーカ１６１…光ピックアップ１６２…アンプ１６３…信号処理回路２０１〜２０６…入力オーディオデータ中の１サンプル２０７〜２０９…サブサンプルされたオーディオデータ
中の１サンプル３０１…ヘッダデータ３０２…エラーチェックデータ３０３…ビットアロケーション３０４…スケールファクタ３０５…サブバンドサンプルデータ３０６…アンシラリデータ３０７…サブサンプルフラグデータ５０１〜５０３…入力オーディオデータ中の１サンプル５０４〜５０９…アップサンプルされたオーディオデー
タ中の１サンプル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤規東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体事業本部内 (72)発明者高瀬聡東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所半導体事業本部内 (72)発明者奥の木豊東京都大田区羽田一丁目２番12号株式会社セガ・エンタープライゼス内Ｆターム(参考） 5D045 DA20 5J064 AA01 AA04 BA18 BB13 BC07 BD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル・オーディオデータを圧縮処
理してビットストリームを生成し、該ビットストリーム
データを伸長処理してオーディオデータを復元するオー
ディオデータの圧縮・伸長処理方法において、入力デー
タのサンプル数を所定の演算処理により削減するサブサ
ンプル処理と、生成されたビットストリームデータにサ
ブサンプルされたことを示すサブサンプルフラグを追加
するフラグ付加処理と、該サブサンプルフラグを検出す
る処理と、伸長されたオーディオデータを上記演算処理
の逆変換に相当する第２の演算処理によりサンプル数を
増加させるアップサンプル処理とを含むことを特徴とす
るオーディオデータの圧縮・伸長方法。
【請求項２】上記サブサンプル処理は入力オーディオ
データに所定の演算処理をｎ回（ｎは正の整数）行って
サンプル数を１／ｍⁿ（ｍは正の整数）に削減するとと
もに、上記フラグ付加処理は生成されたビットストリー
ムデータにサブサンプル処理の回数情報を含むサブサン
プルフラグを追加し、上記アップサンプル処理は上記サ
ブサンプルフラグに基づいて、伸長されたオーディオデ
ータに所定の演算処理をｎ回行うことによりサンプル数
をｍⁿ倍に増加させることを特徴とする請求項１に記載
のオーディオデータの圧縮・伸長方法。
【請求項３】上記圧縮処理により圧縮されたビットス
トリームデータを記憶媒体に記憶し、読み取られたビッ
トストリームに伸長処理を行うことを特徴とする請求項
１または２に記載のオーディオデータの圧縮・伸長方
法。
【請求項４】入力されたディジタル・オーディオデー
タのサンプル数を所定の演算処理により削減するサブサ
ンプル処理手段と、サンプル処理されたデータを圧縮し
て所定のフォーマットのビットストリームデータを生成
するデータ圧縮手段と、生成されたビットストリームデ
ータにサブサンプルされたことを示すサブサンプルフラ
グを追加するフラグ付加手段とを備えたことを特徴とす
るオーディオデータの圧縮装置。
【請求項５】圧縮されたディジタル・オーディオデー
タのビットストリームを伸長してオーディオデータを復
元するオーディオデータの復元装置において、上記ビッ
トストリームからサブサンプルされたことを示すサブサ
ンプルフラグを検出する手段と、伸長されたオーディオ
データに所定の演算処理を行うによりサンプル数を増加
させるアップサンプル処理手段とを備えてなることを特
徴とするオーディオデータの復元装置。
【請求項６】ディジタル・オーディオデータが圧縮さ
れて生成されたビットストリームデータとともに、サブ
サンプル処理がなされたことを示す情報が記憶されてな
ることを特徴とするオーディオデータの記憶媒体。