JP2002157000A - 符号化装置及び復号化装置、符号化処理プログラム及び復号化処理プログラム、符号化処理プログラム又は復号化処理プログラムを記録した記録媒体、並びに符号化装置又は復号化装置を用いた放送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタル音響データを高能率符号化して出力
すると共に、従来のハフマン符号化方法（ＡＡＣ）より
ビット数を削減すること。 【解決手段】符号化装置１００において、変換手段１２
０は音響信号入力手段１１０で切り出した時間軸上のサ
ンプルデータを周波数軸上のスペクトルデータに変換す
る。量子化手段１３０は周波数軸上のスペクトルデータ
を量子化及び符号化し、ストリーム出力手段１５０が高
能率符号化音響ストリームを出力する。このとき制御手
段１４０は、量子化情報にオフセット値を付加したもの
と付加しないものとを比較し、量子化手段１３０がコー
ド長の短い方の量子化情報を符号化する。復号化装置２
００は符号化装置１００で生成された高能率符号化音響
ストリームを復号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル音響デー
タを高能率符号化する符号化装置、及び前記符号化装置
から出力される高能率符号化音響ストリームを復号する
復号化装置、並びにこれらの符号化装置及び復号化装置
を用いた放送システム、符号化処理プログラム又は復号
化処理プログラム、及びこれらのプログラムを記録した
記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、音声データを圧縮符号化する様々
な音声圧縮方式が開発されている。「ＭＰＥＧ−２ Ad
vanced Audio Coding 」もその方式の一つである。この
音声圧縮方式について、以下ではＡＡＣの略称を用いて
説明する。

【０００３】ＡＡＣの詳細は、「ＩＳ １３８１８−７
（ＭＰＥＧ−２ Advanced Audio Coding 、ＡＡＣ）」
という規格書に記載されている。ＡＡＣでは、入力信号
であるデジタル音響信号を所定の時間ごとに切り出し、
切り出した時間軸上のサンプルデータを周波数軸上のス
ペクトラムデータに変換する。このスペクトラムデータ
を量子化し、量子化結果を符号化ビットストリームに変
換して出力する。

【０００４】以下、ＡＡＣで使用される量子化の数式及
び量子化アルゴリズムを説明する。実際のＡＡＣの符号
化処理では、Gain Control、ＴＮＳ（TEMPORAL NOISE S
HAPING）、聴覚心理モデル、M/S Stereo、Intensity St
ereo、Prediction等のツール利用、及びブロックサイズ
の切り替え、ビットリザーバー等を使用する場合があ
る。ここではこれらの使用についての説明は省略する。

【０００５】量子化は、次の（１）式を用いて行われ
る。

【数１】 （１）式において、xQuantは量子化値、mdct＿lineは周
波数軸上のスペクトルデータ、つまり被量子化値を示
し、sf＿decoder は各スケールファクターバンドごとに
定義される量子化係数を示す。これらの量子化値及び量
子化係数を量子化情報という。ここでSF＿OFFSET＝１０
０、MAGIC ＿NUMER ＝０．４０５４とする。

【０００６】周波数軸上のスペクトルデータは、複数の
グループに分類されている。複数のグループの夫々には
１つ以上のスペクトルデータが含まれる。各グループ
は、人間の聴覚におけるクリティカルバンドを擬似して
いる場合が多く、符号化方式やデータのサンプリング周
波数によって異なる。例えば、ＡＡＣにおいては、サン
プリング周波数が４４．１ｋＨｚのデータを扱うときに
は、周波数軸上の複数のスペクトルデータの数は１０２
４であり、グループの数は４９である。

【０００７】以下の説明では、複数のグループの夫々を
「スケールファクターバンド」又は「サブバンド」とい
う。ここでSCALEFACTOR ＝（sf＿decoder −SF＿OFFSE
T）と置き換える。これにより、量子化の数式は、
（２）式のように表される。

【数２】

【０００８】（１）式又は（２）式で求められた各グル
ープ内の量子化値は、４個１組又は２個１組でハフマン
符号されて、高能率符号化音響ストリームとして出力さ
れる。（２）式が用いられる場合、SCALEFACTOR を量子
化係数という。ＡＡＣの場合は、隣合う量子化係数の差
分をとり、差分値をハフマン符号化する。このようなハ
フマン符号化は、ＡＡＣの他に、ＭＰＥＧ−１のレイヤ
ー３等にも用いられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方式にお
いては、音質を向上させるための問題点がいくつかあ
る。本発明が解決しようとする１つ目の課題は、複雑な
音響信号をどのように符号化するかである。ハフマン符
号化においては、出現回数が高いとされる量子化値の組
には短いコード長のコードワード（符号化値）が設定さ
れ、出現回数が低いとされる量子化値の組には長いコー
ド長のコードワードが設定される。こうして短いコード
長のコードワードを主に使用することで、必要な情報量
を削減している。

【００１０】逆にいえば、量子化処理の結果、出現回数
が低いとされる量子化値の組が多く形成されるような音
響信号を符号化する場合には、必要な情報量が拡大する
可能性がある。このような必要な情報量の増加に伴い、
復号時に音響信号の再現性が低下し、高音質を保持でき
なくなることがある。

【００１１】本発明が解決しようとする２つ目の課題
は、転送レートが低い場合にどのように符号化するかで
ある。量子化値の組における最大量子化値の値が大きい
と、必要な情報量が増加する可能性がある。転送レート
が高い場合には問題ないが、転送レートが低い場合に
は、量子化の組における最大量子化値をなるべく小さく
しなければならない。但し、量子化の組における最大量
子化値が小さいと、復号時に音響信号の再現性が低下
し、高音質を保持できない。

【００１２】上記の課題の解決案の一つとして、ハフマ
ンコードブックの拡張が考えられる。例えば、従来のハ
フマンコードブックでは、長いコード長が割り当てられ
ている量子化値の組に対して、短いコード長が割り当て
られるように新たなハフマンコードブックを割り当てれ
ば、上記問題は解決する。しかし、ハフマンコードブッ
クを拡張すると、符号化装置及び復号化装置におけるテ
ーブルのメモリ量が増大するという問題が生じる。

【００１３】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、請求項１〜２４記載の発明
は、高能率符号化においては、出現回数が低い量子化情
報に対しても適応的に短いコード長のコードワードを割
り当てることにより、情報量を削減することのできる符
号化方法を実現し、転送レートが制限されている場合に
おいて、復号時の音響信号の再現性が確保し、高音質を
保持する符号化装置及び復号化装置を提供することを目
的とする。

【００１４】また請求項２５〜３０記載の発明は、高能
率符号化された音響信号を伝送し、転送レートが制限さ
れた状態においても高音質の音響信号を受信できる放送
システムを実現することを目的とする。

【００１５】また請求項３１〜４２記載の発明は、高能
率符号化においては、出現回数が低い量子化情報に対し
ても適応的に短いコード長のコードワードを割り当てる
ことにより、情報量を削減することのできる符号化方法
を実現し、転送レートが制限されている場合において、
復号時の音響信号の再現性を確保し、高音質を保持する
符号化装置及び復号化装置の機能を実現するためのプロ
グラムを実現することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、入力音響信号を所定の時間ごとに切り出す音響信号
入力手段と、前記音響信号入力手段により切り出した時
間軸上のサンプルデータを周波数軸上のスペクトルデー
タに変換する変換手段と、前記変換手段で得られた周波
数軸上のスペクトルデータを量子化及び符号化し、高能
率符号化信号を出力する量子化手段と、前記量子化手段
に対して量子化方法及び符号化方法を制御する制御手段
と、前記量子化手段から出力される高能率符号化信号を
高能率符号化音響ストリームに変換して出力するストリ
ーム出力手段とを備え、前記高能率符号化音響ストリー
ムを伝送媒体に出力したり記録媒体に蓄積する符号化装
置であって、前記量子化手段は、前記スペクトルデータ
を所定の量子化フォーマットに従って量子化して第１の
量子化情報に変換する量子化部と、前記量子化部で得ら
れた量子化情報に対してｎ種類のオフセット値を設定す
るとき、前記第１の量子化情報に第ｋ（ｋ＝１，２，・
・・ｎ）のオフセット値を付加して夫々第２，３・・・
（ｎ＋１）の量子化情報に変換するオフセット値付加部
と、前記第１の量子化情報〜第（ｎ＋１）の量子化情報
に対して、所定の符号化フォーマットに従って符号化
し、第１の符号化値〜第（ｎ＋１）の符号化値を生成
し、各符号化値の符号長と符号化に用いたコードブック
名とを前記制御手段に通知し、前記制御手段より指示さ
れた最短符号長を有する符号化値を高能率符号化信号と
して出力する符号化部と、前記オフセット値付加部で付
加された夫々のオフセット値のうち、前記制御手段で選
択された符号化値に用いられるオフセット値を抽出し、
前記オフセット値と符号化に用いたコードブック名とを
副情報として前記高能率符号化信号に付加する副情報付
加部と、を含むことを特徴とするものである。

【００１７】本願の請求項２の発明は、請求項１記載の
符号化装置によって高能率符号化音響ストリームが伝送
媒体に出力されたとき又は記録媒体に記録されたとき、
前記伝送媒体又は前記記録媒体から前記高能率符号化音
響ストリームを入力し、高能率符号化信号と副情報とに
変換するストリーム入力手段と、前記副情報からオフセ
ット値及びコードブック名を含むオフセット情報を抽出
するオフセット情報出力手段と、前記ストリーム入力手
段から高能率符号化信号を入力し、前記オフセット情報
出力手段で得られたオフセット値とコードブック名とを
用いて復号化及び逆量子化を行い、周波数軸上のスペク
トルデータに変換する逆量子化手段と、前記逆量子化手
段で得られた周波数軸上のスペクトルデータを時間軸上
のサンプルデータに変換する逆変換手段と、前記時間軸
上のサンプルデータを順次組み合わせ、音響信号として
出力する音響信号出力手段と、を備えた復号化装置であ
って、前記逆量子化手段は、前記高能率符号化信号を、
前記副情報で得られた符号化フォーマットに従って復号
化して第１の復号量子化情報を出力する復号部と、前記
オフセット情報出力手段から得られた前記オフセット値
を用いて前記第１の復号量子化情報から前記オフセット
値を除去し、第２の復号量子化情報に変換するオフセッ
ト値除去部と、前記オフセット値除去部から出力された
第２の復号量子化情報を、周波数軸上のスペクトルデー
タに変換する逆量子化部と、を含むことを特徴とするも
のである。

【００１８】本願の請求項３の発明は、請求項１の符号
化装置において、前記量子化手段は、前記スペクトルデ
ータを符号化するのに必要な符号長を算出し、前記制御
手段は、前記符号長に基づいて符号化方法を選択するた
めの制御信号を出力することを特徴とするものである。

【００１９】本願の請求項４の発明は、請求項１の符号
化装置において、前記オフセット値は、予め定められた
固定値であることを特徴とするものである。

【００２０】本願の請求項５の発明は、請求項１の符号
化装置において、前記オフセット値は、少なくとも前記
高能率符号化音響ストリームの所定単位内の最小符号化
単位又はフレーム単位ごとに更新されることを特徴とす
るものである。

【００２１】本願の請求項６の発明は、請求項１の符号
化装置において、前記量子化手段における符号化フォー
マットは、ハフマン符号化であり、且つ、前記オフセッ
ト値によって異なるハフマンコードブックを用いること
を特徴とするものである。

【００２２】本願の請求項７の発明は、請求項１の符号
化装置において、前記オフセット値が、前記高能率符号
化音響ストリームにおいて少なくとも１ストリーム単位
前のオフセット値と同じ値を取るとき、前記副情報に前
記オフセット値を付加しないことを特徴とするものであ
る。

【００２３】本願の請求項８の発明は、請求項２の符号
化装置において、前記逆量子化手段は、前記オフセット
情報出力手段で抽出され、少なくとも１ストリーム単位
前のオフセット値を記憶するオフセット値記憶部を備
え、現在入力された高能率符号化音響ストリームにオフ
セット値が付加されていない場合には、前記オフセット
値記憶部に格納されたオフセット値を用いて逆量子化を
行うことを特徴とするものである。

【００２４】本願の請求項９の発明は、入力音響信号を
所定の時間ごとに切り出す音響信号入力手段と、前記音
響信号入力手段により切り出した時間軸上のサンプルデ
ータを周波数軸上のスペクトルデータに変換する変換手
段と、前記変換手段で得られた周波数軸上のスペクトル
データを量子化及びハフマン符号化し、高能率符号化信
号を出力する量子化手段と、前記量子化手段に対して量
子化方法及びハフマン符号化方法を制御する制御手段
と、前記量子化手段から出力される高能率符号化信号を
高能率符号化音響ストリームに変換して出力するストリ
ーム出力手段とを備え、前記高能率符号化音響ストリー
ムを伝送媒体に出力したり記録媒体に蓄積する符号化装
置であって、前記量子化手段は、前記スペクトルデータ
を所定の量子化フォーマットに従って量子化して量子化
情報に変換すると共に、前記量子化情報に基づいて第１
のハフマン符号インデックスを算出する量子化／第１の
ハフマン符号化部と、前記量子化／第１のハフマン符号
化部で得られた第１のハフマン符号インデックスに対し
てｎ種類のオフセット値を設定するとき、前記第１のハ
フマン符号インデックスに第ｋ（ｋ＝１，２，・・・
ｎ）のオフセット値を付加して夫々第２，３・・・（ｎ
＋１）のハフマン符号インデックスに変換するオフセッ
ト値付加部と、前記第１のハフマン符号インデックス〜
第（ｎ＋１）のハフマン符号インデックスに対して、所
定のハフマン符号化フォーマットに従って符号化し、第
１の符号化値〜第（ｎ＋１）の符号化値を生成し、各符
号化値の符号長と符号化に用いたコードブック名とを前
記制御手段に通知し、前記制御手段より指示された最短
符号長を有するハフマン符号化値を高能率符号化信号と
して出力する第２のハフマン符号化部と、前記オフセッ
ト値付加部で付加された夫々のオフセット値のうち、前
記制御手段で選択された符号化値に用いられるオフセッ
ト値を抽出し、前記オフセット値と符号化に用いたコー
ドブック名とを副情報として前記高能率符号化信号に付
加する副情報付加部と、を含むことを特徴とするもので
ある。

【００２５】本願の請求項１０の発明は、請求項９記載
の符号化装置によって高能率符号化音響ストリームが伝
送媒体に出力されたとき又は記録媒体に記録されたと
き、前記伝送媒体又は前記記録媒体から前記高能率符号
化音響ストリームを入力し、高能率符号化信号と副情報
とに変換するストリーム入力手段と、前記副情報からオ
フセット値及びコードブック名を含むオフセット情報を
抽出するオフセット情報出力手段と、前記ストリーム入
力手段から高能率符号化信号を入力し、前記オフセット
情報出力手段で得られたオフセット値とコードブック名
とを用いてハフマン復号化及び逆量子化を行い、周波数
軸上のスペクトルデータに変換する逆量子化手段と、前
記逆量子化手段で得られた周波数軸上のスペクトルデー
タを時間軸上のサンプルデータに変換する逆変換手段
と、前記時間軸上のサンプルデータを順次組み合わせ、
音響信号として出力する音響信号出力手段と、を備えた
復号化装置であって、前記逆量子化手段は、前記高能率
符号化音響ストリームを入力して、第１のハフマン復号
化を行い、第１のハフマン符号インデックスを出力する
第１のハフマン復号部と、前記オフセット情報出力手段
から得られた前記オフセット値を用いて前記第１のハフ
マン符号インデックスから前記オフセット値を除去し、
第２のハフマン符号インデックスに変換するオフセット
値除去部と、前記オフセット値除去部から出力された第
２のハフマン符号インデックスを用いて第２のハフマン
復号化を行って復号量子化情報に変換すると共に、前記
復号量子化情報を周波数軸上のスペクトルデータに変換
する第２のハフマン復号／逆量子化部と、を含むことを
特徴とするものである。

【００２６】本願の請求項１１の発明は、請求項９の符
号化装置において、前記量子化手段は、前記スペクトル
データを符号化するのに必要な符号長を算出するもので
あり、前記制御手段は、前記符号長に基づいて符号化方
法を選択するための制御信号を出力することを特徴とす
るものである。

【００２７】本願の請求項１２の発明は、請求項９の符
号化装置において、前記オフセット値は、予め定められ
た固定値であることを特徴とするものである。

【００２８】本願の請求項１３の発明は、請求項９の符
号化装置において、前記オフセット値は、少なくとも前
記高能率符号化音響ストリームの所定単位内の最小符号
化単位又はフレーム単位ごとに更新されることを特徴と
するものである。

【００２９】本願の請求項１４の発明は、請求項９の符
号化装置において、前記量子化手段は、前記オフセット
値によって異なるハフマンコードブックを用いることを
特徴とするものである。

【００３０】本願の請求項１５の発明は、請求項９の符
号化装置において、前記オフセット値が、前記高能率符
号化音響ストリームにおいて少なくとも１ストリーム単
位前のオフセット値と同じ値を取るとき、前記副情報に
前記オフセット値を付加しないことを特徴とするもので
ある。

【００３１】本願の請求項１６の発明は、請求項１０の
符号化装置において、前記逆量子化手段は、前記オフセ
ット情報出力手段で抽出され、少なくとも１ストリーム
単位前のオフセット値を記憶するオフセット値記憶部を
備え、現在入力された高能率符号化音響ストリームにオ
フセット値が付加されていない場合には、前記オフセッ
ト値記憶部に格納されたオフセット値を用いて逆量子化
を行うことを特徴とするものである。

【００３２】本願の請求項１７の発明は、入力音響信号
を所定の時間ごとに切り出す音響信号入力手段と、前記
音響信号入力手段により切り出した時間軸上のサンプル
データを周波数軸上のスペクトルデータに変換する変換
手段と、前記変換手段で得られた周波数軸上のスペクト
ルデータを量子化及びハフマン符号化し、高能率符号化
信号を出力する量子化手段と、前記量子化手段に対して
量子化方法及びハフマン符号化方法を制御する制御手段
と、前記量子化手段から出力される高能率符号化信号を
高能率符号化音響ストリームに変換して出力するストリ
ーム出力手段とを備え、前記高能率符号化音響ストリー
ムを伝送媒体に出力したり記録媒体に蓄積する符号化装
置であって、前記量子化手段は、前記スペクトルデータ
を所定の量子化フォーマットに従って量子化して量子化
情報に変換すると共に、前記量子化情報に基づいて第１
のハフマン符号インデックスを算出する量子化／第１の
ハフマン符号化部と、夫々のハフマン符号インデックス
と該インデックスに対応するハフマン符号化値との参照
パターンをｎ組み記憶した参照パターン記憶部と、前記
第１の参照パターン〜第ｎの参照パターンを用いて前記
量子化情報をハフマン符号化し、第１のハフマン符号化
値〜第ｎのハフマン符号化値を夫々生成し、各符号化値
の符号長と符号化に用いた参照パターンの番号とを前記
制御手段に通知し、前記制御手段より指示された最短符
号長を有するハフマン符号化値を高能率符号化信号とし
て出力する第２のハフマン符号化部と、前記参照パター
ン記憶部で記憶された夫々の参照パターンのうち、前記
制御手段で選択されたハフマン符号化値に用いられる参
照パターンの番号を副情報として前記高能率符号化信号
に付加する副情報付加部と、を含むことを特徴とするも
のである。

【００３３】本願の請求項１８の発明は、請求項１７記
載の符号化装置によって高能率符号化音響ストリームが
伝送媒体に出力されたとき又は記録媒体に記録されたと
き、前記伝送媒体又は前記記録媒体から前記高能率符号
化音響ストリームを入力し、高能率符号化信号と副情報
とに変換するストリーム入力手段と、前記副情報から参
照パターン番号を含む参照パターン情報を抽出する参照
パターン情報出力手段と、前記ストリーム入力手段から
高能率符号化信号を入力し、前記参照パターン情報出力
手段で得られた参照パターン番号を用いてハフマン復号
化及び逆量子化を行い、周波数軸上のスペクトルデータ
に変換する逆量子化手段と、前記逆量子化手段で得られ
た周波数軸上のスペクトルデータを時間軸上のサンプル
データに変換する逆変換手段と、前記時間軸上のサンプ
ルデータを順次組み合わせ、音響信号として出力する音
響信号出力手段と、を備えた復号化装置であって、前記
逆量子化手段は、前記高能率符号化音響ストリームを入
力して、ハフマン復号化を行う第１のハフマン復号部
と、夫々の参照パターン番号に対応してハフマン復号化
値とインデックスとの対応表をｎ組み記憶し、現在の復
号に用いる参照パターンを出力する参照パターン記憶／
復号部と、前記参照パターン番号に従い、前記参照パタ
ーン記憶／復号部に記憶されている特定の参照パターン
を用い、前記第１のハフマン復号部で得られたハフマン
復号化値に対応するインデックスを求め、得られたイン
デックス値から復号量子化情報を獲得する第２のハフマ
ン復号／逆量子化部と、を含むことを特徴とするもので
ある。

【００３４】本願の請求項１９の発明は、請求項１７の
符号化装置において、前記量子化手段は、前記スペクト
ルデータを符号化するのに必要な符号長を算出し、前記
制御手段は、前記符号長に基づいて符号化方法を選択す
るための制御信号を出力することを特徴とするものであ
る。

【００３５】本願の請求項２０の発明は、請求項１７の
符号化装置において、前記参照パターンは、予め定めら
れていることを特徴とするものである。

【００３６】本願の請求項２１の発明は、請求項１７の
符号化装置において、前記参照パターンは、少なくとも
前記高能率符号化音響ストリームの所定単位内の最小符
号化単位又はフレーム単位ごとに更新されることを特徴
とするものである。

【００３７】本願の請求項２２の発明は、請求項１７の
符号化装置において、前記量子化手段は、前記参照パタ
ーンによって異なるハフマンコードブックを用いること
を特徴とするものである。

【００３８】本願の請求項２３の発明は、請求項１７の
符号化装置において、前記参照パターンが、前記高能率
符号化音響ストリームにおいて少なくとも１ストリーム
単位前の参照パターンと同じとき、前記副情報に参照パ
ターン番号を付加しないことを特徴とするものである。

【００３９】本願の請求項２４の発明は、請求項１７の
符号化装置において、前記逆量子化手段は、前記参照パ
ターン情報出力手段から出力され、少なくとも１ストリ
ーム単位前の参照パターンを記憶する参照パターン記憶
部を備え、現在入力された高能率符号化音響ストリーム
に参照パターンが付加さていない場合には、前記参照パ
ターン記憶部に格納された参照パターンを用いて逆量子
化を行うことを特徴とするものである。

【００４０】本願の請求項２５の放送システムは、請求
項１記載の符号化装置により生成された高能率符号化音
響ストリームを使用したものである。

【００４１】本願の請求項２６の放送システムは、請求
項１記載の符号化装置により生成された高能率符号化音
響ストリームを請求項２記載の復号化装置を用いて復号
するものである。

【００４２】本願の請求項２７の放送システムは、請求
項９記載の符号化装置により生成された高能率符号化音
響ストリームを使用したものである。

【００４３】本願の請求項２８の放送システムは、請求
項９記載の符号化装置により生成された高能率符号化音
響ストリームを請求項１０記載の復号化装置を用いて復
号するものである。

【００４４】本願の請求項２９の放送システムは、請求
項１７記載の符号化装置により生成された高能率符号化
音響ストリームを使用したものである。

【００４５】本願の請求項３０の放送システムは、請求
項１７記載の符号化装置により生成された高能率符号化
音響ストリームを請求項１８記載の復号化装置を用いて
復号するものである。

【００４６】本願の請求項３１の発明は、入力音響信号
を所定の時間ごとに切り出す音響信号入力処理ステップ
と、前記音響信号入力処理ステップにより切り出した時
間軸上のサンプルデータを周波数軸上のスペクトルデー
タに変換する変換処理ステップと、前記変換処理ステッ
プで得られた周波数軸上のスペクトルデータを量子化及
び符号化し、高能率符号化信号を出力する量子化処理ス
テップと、前記量子化処理ステップに対して量子化方法
及び符号化方法を制御する制御処理ステップと、前記量
子化処理ステップから出力される高能率符号化信号を高
能率符号化音響ストリームに変換して出力するストリー
ム出力処理ステップと、を有し、前記量子化処理ステッ
プは、前記スペクトルデータを所定の量子化フォーマッ
トに従って量子化して第１の量子化情報に変換する量子
化ステップと、前記量子化ステップで得られた量子化情
報に対してｎ種類のオフセット値を設定するに際し、前
記第１の量子化情報に第ｋ（ｋ＝１，２，・・・ｎ）の
オフセット値を付加して夫々第２，３・・・（ｎ＋１）
の量子化情報に変換するオフセット値付加ステップと、
前記第１の量子化情報〜第（ｎ＋１）の量子化情報に対
して、所定の符号化フォーマットに従って符号化し、第
１の符号化値〜第（ｎ＋１）の符号化値を生成し、各符
号化値の符号長と符号化に用いたコードブック名とを前
記制御処理ステップに通知し、前記制御処理ステップよ
り指示された最短符号長を有する符号化値を高能率符号
化信号として出力する符号化ステップと、前記オフセッ
ト値付加ステップで付加された夫々のオフセット値のう
ち、前記制御処理ステップで選択された符号化値に用い
られるオフセット値を抽出し、前記オフセット値と符号
化に用いたコードブック名とを副情報として前記高能率
符号化信号に付加する副情報付加ステップと、を含むこ
とを特徴とするものである。

【００４７】本願の請求項３２の発明は、入力された高
能率符号化音響ストリームを高能率符号化信号と副情報
とに変換するストリーム入力処理ステップと、前記副情
報からオフセット値及びコードブック名を含むオフセッ
ト情報を抽出するオフセット情報出力処理ステップと、
前記ストリーム入力処理ステップから高能率符号化信号
を入力し、前記オフセット情報出力処理ステップで得ら
れたオフセット値とコードブック名とを用いて復号化及
び逆量子化を行い、周波数軸上のスペクトルデータに変
換する逆量子化処理ステップと、前記逆量子化処理ステ
ップで得られた周波数軸上のスペクトルデータを時間軸
上のサンプルデータに変換する逆変換処理ステップと、
前記時間軸上のサンプルデータを順次組み合わせ、音響
信号として出力する音響信号出力処理ステップと、を有
し、前記逆量子化処理ステップは、 前記高能率符号化
信号を、前記副情報で得られた符号化フォーマットに従
って復号化して第１の復号量子化情報を出力する復号ス
テップと、前記オフセット情報出力処理ステップから得
られた前記オフセット値を用いて前記第１の復号量子化
情報から前記オフセット値を除去し、第２の復号量子化
情報に変換するオフセット値除去ステップと、前記オフ
セット値除去ステップから出力された第２の復号量子化
情報を、周波数軸上のスペクトルデータに変換する逆量
子化ステップと、を含むことを特徴とするものである。

【００４８】本願の請求項３３の記録媒体は、請求項３
１記載の符号化処理プログラムをコンピュータに機能さ
せるために記録したものである。

【００４９】本願の請求項３４の記録媒体は、請求項３
２記載の復号化処理プログラムをコンピュータに機能さ
せるために記録したものである。

【００５０】本願の請求項３５の発明は、入力音響信号
を所定の時間ごとに切り出す音響信号入力処理ステップ
と、前記音響信号入力処理ステップにより切り出した時
間軸上のサンプルデータを周波数軸上のスペクトルデー
タに変換する変換処理ステップと、前記変換処理ステッ
プで得られた周波数軸上のスペクトルデータを量子化及
びハフマン符号化し、高能率符号化信号を出力する量子
化処理ステップと、前記量子化処理ステップに対して量
子化方法及びハフマン符号化方法を制御する制御処理ス
テップと、前記量子化処理ステップから出力される高能
率符号化信号を高能率符号化音響ストリームに変換して
出力するストリーム出力処理ステップと、を有し、前記
量子化処理ステップは、前記スペクトルデータを所定の
量子化フォーマットに従って量子化して量子化情報に変
換すると共に、前記量子化情報に基づいて第１のハフマ
ン符号インデックスを算出する量子化／第１のハフマン
符号化ステップと、前記量子化／第１のハフマン符号化
ステップで得られた第１のハフマン符号インデックスに
対してｎ種類のオフセット値を設定するに際し、前記第
１のハフマン符号インデックスに第ｋ（ｋ＝１，２，・
・・ｎ）のオフセット値を付加して夫々第２，３・・・
（ｎ＋１）のハフマン符号インデックスに変換するオフ
セット値付加ステップと、前記第１のハフマン符号イン
デックス〜第（ｎ＋１）のハフマン符号インデックスに
対して、所定のハフマン符号化フォーマットに従って符
号化し、第１の符号化値〜第（ｎ＋１）の符号化値を生
成し、各符号化値の符号長と符号化に用いたコードブッ
ク名とを前記制御処理ステップに通知し、前記制御処理
ステップより指示された最短符号長を有するハフマン符
号化値を高能率符号化信号として出力する第２のハフマ
ン符号化ステップと、前記オフセット値付加ステップで
付加された夫々のオフセット値のうち、前記制御処理ス
テップで選択された符号化値に用いられるオフセット値
を抽出し、前記オフセット値と符号化に用いたコードブ
ック名とを副情報として前記高能率符号化信号に付加す
る副情報付加ステップと、を含むことを特徴とするもの
である。

【００５１】本願の請求項３６の発明は、入力された高
能率符号化音響ストリームを高能率符号化信号と副情報
とに変換するストリーム入力処理ステップと、前記副情
報からオフセット値及びコードブック名を含むオフセッ
ト情報を抽出するオフセット情報出力処理ステップと、
前記ストリーム入力処理ステップから高能率符号化信号
を入力し、前記オフセット情報出力処理ステップで得ら
れたオフセット値とコードブック名とを用いてハフマン
復号化及び逆量子化を行い、周波数軸上のスペクトルデ
ータに変換する逆量子化処理ステップと、前記逆量子化
処理ステップで得られた周波数軸上のスペクトルデータ
を時間軸上のサンプルデータに変換する逆変換処理ステ
ップと、前記時間軸上のサンプルデータを順次組み合わ
せ、音響信号として出力する音響信号出力処理ステップ
と、を有し、前記逆量子化処理ステップは、前記高能率
符号化音響ストリームを入力して、第１のハフマン復号
化を行い、第１のハフマン符号インデックスを出力する
第１のハフマン復号ステップと、前記オフセット情報出
力処理ステップから得られた前記オフセット値を用いて
前記第１のハフマン符号インデックスから前記オフセッ
ト値を除去し、第２のハフマン符号インデックスに変換
するオフセット値除去ステップと、前記オフセット値除
去ステップから出力された第２のハフマン符号インデッ
クスを用いて第２のハフマン復号化を行って復号量子化
情報に変換すると共に、前記復号量子化情報を周波数軸
上のスペクトルデータに変換する第２のハフマン復号／
逆量子化ステップと、を含むことを特徴とするものであ
る。

【００５２】本願の請求項３７の記録媒体は、請求項３
５記載の符号化処理プログラムをコンピュータに機能さ
せるために記録したものである。

【００５３】本願の請求項３８の記録媒体は、請求項３
６記載の復号化処理プログラムをコンピュータに機能さ
せるために記録したものである。

【００５４】本願の請求項３９の発明は、入力音響信号
を所定の時間ごとに切り出す音響信号入力処理ステップ
と、前記音響信号入力処理ステップにより切り出した時
間軸上のサンプルデータを周波数軸上のスペクトルデー
タに変換する変換処理ステップと、前記変換処理ステッ
プで得られた周波数軸上のスペクトルデータを量子化及
びハフマン符号化し、高能率符号化信号を出力する量子
化処理ステップと、前記量子化処理ステップに対して量
子化方法及びハフマン符号化方法を制御する制御処理ス
テップと、前記量子化処理ステップから出力される高能
率符号化信号を高能率符号化音響ストリームに変換して
出力するストリーム出力処理ステップと、を有し、前記
量子化処理ステップは、前記スペクトルデータを所定の
量子化フォーマットに従って量子化して量子化情報に変
換すると共に、前記量子化情報に基づいて第１のハフマ
ン符号インデックスを算出する量子化／第１のハフマン
符号化ステップと、夫々のハフマン符号インデックスと
該インデックスに対応するハフマン符号化値との参照パ
ターンをｎ組み記憶した参照パターン記憶ステップと、
前記第１の参照パターン〜第ｎの参照パターンを用いて
前記量子化情報をハフマン符号化し、第１のハフマン符
号化値〜第ｎのハフマン符号化値を夫々生成し、各符号
化値の符号長と符号化に用いた参照パターンの番号とを
前記制御処理ステップに通知し、前記制御処理ステップ
より指示された最短符号長を有するハフマン符号化値を
高能率符号化信号として出力する第２のハフマン符号化
ステップと、前記参照パターン記憶ステップで記憶され
た夫々の参照パターンのうち、前記制御処理ステップで
選択されたハフマン符号化値に用いられる参照パターン
の番号を副情報として前記高能率符号化信号に付加する
副情報付加ステップと、を含むことを特徴とするもので
ある。

【００５５】本願の請求項４０の発明は、入力された高
能率符号化音響ストリームを高能率符号化信号と副情報
とに変換するストリーム入力処理ステップと、前記副情
報から参照パターン番号を含む参照パターン情報を抽出
する参照パターン情報出力処理ステップと、前記ストリ
ーム入力処理ステップから高能率符号化信号を入力し、
前記参照パターン情報出力処理ステップで得られた参照
パターン番号を用いてハフマン復号化及び逆量子化を行
い、周波数軸上のスペクトルデータに変換する逆量子化
処理ステップと、前記逆量子化処理ステップで得られた
周波数軸上のスペクトルデータを時間軸上のサンプルデ
ータに変換する逆変換処理ステップと、前記時間軸上の
サンプルデータを順次組み合わせ、音響信号として出力
する音響信号出力処理ステップと、を有し、前記逆量子
化処理ステップは、前記高能率符号化音響ストリームを
入力して、ハフマン復号化を行う第１のハフマン復号ス
テップと、夫々の参照パターン番号に対応してハフマン
復号化値とインデックスとの対応表をｎ組み記憶し、現
在の復号に用いる参照パターンを出力する参照パターン
記憶／復号ステップと、前記参照パターン番号に従い、
前記参照パターン記憶／復号ステップに記憶されている
特定の参照パターンを用い、前記第１のハフマン復号ス
テップで得られたハフマン復号化値に対応するインデッ
クスを求め、得られたインデックス値から復号量子化情
報を獲得する第２のハフマン復号／逆量子化ステップ
と、を含むことを特徴とするものである。

【００５６】本願の請求項４１の記録媒体は、請求項３
９記載の符号化処理プログラムをコンピュータに機能さ
せるために記録したものである。

【００５７】本願の請求項４２の記録媒体は、請求項４
０記載の復号化処理プログラムをコンピュータに機能さ
せるために記録したものである。

【００５８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態における符号化装置及び復号化装置につい
て説明する。

【００５９】（実施の形態１）本発明の実施の形態１の
符号化装置及び復号化装置について説明する。本実施の
形態における符号化装置は、入力された時間軸上のデジ
タル音響データを周波軸上への変換を行い、周波数軸上
データを量子化し、ハフマン符号化するときにオフセッ
ト値の付加を行い、低ビットレートにおいても高音質を
実現するビットストリームを出力するものである。

【００６０】また本実施の形態における復号化装置は、
符号化装置から出力されたビットストリームを入力し、
又は記録媒体に記録されたビットストリームを再生し、
デジタル音響データに復号するものである。このため従
来とは異なるアプローチを持つ量子化手段を符号化装置
に設け、これに対応する逆量子化手段を復号化装置に設
ける。

【００６１】まずＡＡＣに用いられるハフマンコードブ
ックについて説明する。連続する周波数帯域において、
夫々のスペクトルデータ（レベル値）を量子化値に変換
し、複数の量子化値を１組にしたものを量子化値の組と
呼ぶと、各量子化値の組に対してインデックス値が定義
される。また夫々のインデックス値に対応してハフマン
符号化したものをハフマンコードワード又はハフマン符
号化値と呼ぶ。そして夫々のインデックス値とハフマン
コードワードとの対応表（テーブル）をハフマンコード
ブックと言う。ハフマンコードブックの番号は０から１
１まで存在し、番号の小さいものほど、量子化値の絶対
値は小さい値に制限されている。

【００６２】量子化値の組は（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）のよう
に４個の量子化値からなるものと、（ｅ，ｆ）のように
２個の量子化値からなるものがある。ＡＡＣでは量子化
値ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが取りうる値の範囲（絶対
値）は０〜８１９１である。ハフマンコードブック１，
２の場合、量子化値ａ，ｂ，ｃ，ｄの最大絶対値は１で
あり、正負の符号を有している。この場合インデックス
値と量子化値の組の関係について説明する。図１に示す
ように、インデックス値を３進数を用いて４桁で表現す
る。この３進数表示値の各桁から１を減算したものを量
子化値の組とする。従って３進数表示値で４桁を確保す
ると、計８１種類のインデックスが存在することにな
る。

【００６３】例えばハフマンコードブック７，８の場
合、量子化値ｅ，ｆの最大絶対値は７であり、正負の符
号を用いない。図２に示すように、インデックス値を８
進数を用いて２桁で表現し、これを量子化値の組とす
る。従って８進数表示値で２桁を確保すると、計６４種
類のインデックスが存在することになる。この場合、量
子化値のレンジはハフマンコードブック１，２の場合よ
り大きくなる。

【００６４】ここで本発明の符号化装置における符号化
の原理を説明する。図３（ａ）はＡＡＣのハフマンコー
ドブック１〜４を用いて、１組の量子化値（１，１，
１，１）をハフマン符号化したときのコード長の例を示
す。但し、ＡＡＣではハフマンコードブック１及び２で
は、符号付の量子化値をそのまま符号化できるが、ハフ
マンコードブック３及び４では、量子化値から符号を取
り除いたものを符号化する。尚、ハフマンコードブック
１及び２では、符号化できる量子化値の最大値は１であ
るが、ハフマンコードブック３及び４では、符号化でき
る量子化値の最大値は２である。

【００６５】図３（ｂ）はＡＡＣのハフマンコードブッ
クで、１組の量子化値（０，０，０，０）をハフマン符
号化したときのコード長の例を示す。図３（ａ）、
（ｂ）から判るように、量子化値の組（１，１，１，
１）より量子化値の組（０，０，０，０）を符号化する
方がコード長は短くて済む。よって量子化値の組（１，
１，１，１）の各量子化値に、（−１）のオフセット値
を加算し、量子化値の組み（０，０，０，０）と変換す
ることで、必要な情報量（ハフマン符号）を短くするこ
とができる。

【００６６】オフセット値を加算することによる情報量
は、オフセット値を固定値とすれば、（コード長）＋
（オフセット値の有無を示すフラグ）＋（元の量子化値
の組の符号ビット）となる。符号付きのハフマンコード
ブックを用いた場合、 コード長＝ハフマンコードとなる。 符号無しのハフマンコードブックを用いた場合、 コード長＝ハフマンコード＋符号ビットとなる。 従って、オフセット値を加算することによる情報量は、
図３（ｂ）に示すように、コードブック１を使用すれ
ば、１＋１＋４＝６ビットとなる。これは、図３（ａ）
に示すように、従来の方法で同じコードブック１を使用
する場合と比べ、５ビット少なく実現できることを意味
する。

【００６７】例えば量子化値の組（−２，０，−１，
２）に対して、オフセット（−１）を付加すると、量子
化値の組は（−３，−１，−２，１）になり、最大絶対
値は２から３へと大きくなる。しかし符号を除去してか
らオフセットを付加すると、量子化値の組は（１，−
１，０，１）になり、最大絶対値は２から１へと小さく
なる。このように予め符号ビットを除去することによ
り、最大絶対値を下げる効果が得られる。本実施の形態
では、事前に量子化値の組から符号ビットを除去したも
のをハフマン符号化する。この場合、オフセット値を付
加する前の量子化値の組にも、オフセット値を付加した
後の量子化値の組にも、符号ビットが存在する。ここ
で、オフセット値を付加する前の量子化値の組の符号ビ
ットを、上記に述べた「元の量子化値の組の符号ビッ
ト」という。

【００６８】図３（ｂ）に示すように、コードブック３
でも同様に少なくなる。オフセット値加算後にコードブ
ック３を用いて符号化すると、１＋１＋４＝６ビットと
なる。これはオフセット値を加算しないで、コードブッ
ク３を用いて符号化する場合の１１ビットに比べて５ビ
ット少なくなる。またオフセット値を加算しないで符号
化する場合、必要ビット数が最小の８となる図３（ａ）
のコードブック４と比較しても、２ビット少なく実現で
きている。

【００６９】また、図４（ａ）にＡＡＣにおけるハフマ
ンコードブックで、一例として１組の量子化値（２，
１，２，１）をハフマン符号化したときのコード長の例
を示す。ここでは量子化値の絶対値が１を越えているの
で、ハフマンコードブック１、２を用いることはできな
い。図４（ｂ）にＡＡＣにおけるハフマンコードブック
で、一例として１組の量子化値（１，０，１，０）をハ
フマン符号化したときのコード長の例を示す。

【００７０】同様にオフセット値（−１）を加算した場
合の情報量を計算すると、コードブック１を使用すれ
ば、６＋１＋４＝１１ビットとなる。コードブック２及
び３でも同様の結果が得られる。これは、従来の方法で
コードブック４を使用すると、図４（ａ）に示すよう
に、１３ビットとなる。量子化値（１，０，１，０）に
対するコードブック２及び３を用いると、図４（ｂ）に
示すように（６＋１＋４）＝１１ビットとなるので、２
ビット少なく実現できると言える。更に量子化値の最大
絶対値が２の場合でもコードブック１を使用できるの
で、コードブック変更による情報量の増大を防ぐことも
期待できる。特に低転送レート時には、量子化値の絶対
値が１又は２に集中することからも、有効な場合が多い
と言える。

【００７１】また、ＡＡＣにおいては、前述したように
量子化値を２つ又は４つでハフマン符号化する。本実施
の形態ではこれを符号化単位と呼ぶ。尚、本実施の形態
では符号化方式としてＡＡＣを説明に用いたが、これに
限定されるものではない。

【００７２】以上の処理を各ハフマン符号化単位ごとに
オフセット値を適用するか否かを判断する。もちろんオ
フセット値を使用しない方が、少ない情報量で符号化で
きる場合には、オフセット値は使用しない。その際、オ
フセット値の使用を示すフラグが全ての符号化単位に必
要となってくる。オフセット値の導入による情報量の削
減量が、オフセット値のフラグの付加による情報量の増
加量を上回る場合には、本発明は大変有効と言える。

【００７３】次に本実施の形態における符号化装置及び
復号化装置の構成について、図５〜図７を用いて説明す
る。図５は本実施の形態１の符号化装置１００及び復号
化装置２００の全体構成を示すブロック図である。符号
化装置１００は、音響信号入力手段１１０、変換手段１
２０、量子化手段１３０、制御手段１４０、ストリーム
出力手段１５０を含んで構成される。音響信号入力手段
１１０は、入力信号であるデジタル音響データを所定の
時間ごとに切り出すものである。変換手段１２０は、音
響信号入力手段１１０によって切り出された時間軸上の
サンプルデータを、周波数軸上のスペクトルデータに変
換するものである。量子化手段１３０は、変換手段１２
０から得られた周波数軸上のスペクトルデータを量子化
し、得られた第１の量子化情報に対してｎ種類のオフセ
ット値を設定し、第１の量子化情報〜第（ｎ＋１）の量
子化情報に変換し、変換に用いたオフセット値と参照す
べきコードブック名とを含む情報を副情報として出力す
るものである。

【００７４】制御手段１４０は、量子化手段１３０に対
して量子化方法及び符号化方法を制御するための選択制
御信号を出力するものである。ストリーム出力手段１５
０は、量子化手段１３０から出力されたハフマン符号を
高能率符号化信号とするとき、この高能率符号化信号と
副情報とを高能率符号化音響ストリームに変換して出力
するものである。符号化装置１００から出力された高能
率符号化音響ストリームは伝送媒体を介して復号化装置
２００に伝送されたり、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、
半導体メモリ等の記録媒体に記録される。

【００７５】復号化装置２００は、ストリーム入力手段
２１０、逆量子化手段２２０、オフセット情報出力手段
２３０、逆変換手段２４０、音響信号出力手段２５０を
含んで構成される。ストリーム入力手段２１０は伝送媒
体を介して入力されたり、記録媒体から再生された高能
率符号化音響ストリームを入力し、高能率符号化信号と
副情報とに変換するものである。オフセット情報出力手
段２３０は副情報からオフセット値及びコードブック名
を含むオフセット情報を抽出し、逆量子化手段２２０に
出力するものである。

【００７６】逆量子化手段２２０はストリーム入力手段
２１０から高能率符号化信号を入力し、オフセット情報
出力手段２３０で得られたオフセット値とコードブック
名とを用いて復号化及び逆量子化を行い、周波数軸上の
スペクトルデータに変換するものである。逆変換手段２
４０は、逆量子化手段２２０から出力された周波数軸上
のスペクトルデータを、時間軸上のサンプルデータに変
換するものである。音響信号出力手段２５０は、逆変換
手段２４０から得られた時間軸上のサンプルデータを順
次組合せ、デジタル音響データを出力するものである。

【００７７】尚、実際の復号化装置では、ＡＡＣの場合
には、Gain Control、ＴＮＳ（Temporal Noise Shapin
g）、聴覚心理モデル、Ｍ／Ｓ Stereo、 Intensity S
tereo、Prediction等のツールが利用される。またブロ
ックサイズの切り替え、ビットリザーバー等が使用され
る場合がある。本実施の形態ではこれらの使用説明は省
略する。

【００７８】図６は図５に示される量子化手段１３０と
制御手段１４０との関係をより具体的に示したブロック
図である。量子化手段１３０は、量子化部１３１、オフ
セット値付加部１３２、ハフマン符号化部１３３、副情
報付加部１３４を有している。

【００７９】図７は図５に示される逆量子化手段２２０
とオフセット情報出力手段２３０との関係を示すブロッ
ク図である。逆量子化手段２２０は、ハフマン復号部２
２１、オフセット値除去部２２２、逆量子化部２２３を
有している。

【００８０】次に本実施の形態の動作について説明す
る。先ず、図５の音響信号入力手段１１０は、入力信号
であるデジタル音響データを所定の時間ごとに切り出
す。変換手段１２０は、音響信号入力手段１１０で切り
出された時間軸上のサンプルデータを周波数軸上のスペ
クトルデータに変換し、量子化手段１３０へ出力する。
図６の量子化部１３１は、変換手段１２０の出力を受け
て、周波数軸上のスペクトルデータを所定の量子化フォ
ーマットに従って量子化し、第１の量子化情報を出力す
る。この量子化情報には、前述した量子化値と量子化係
数が含まれている。

【００８１】次に、オフセット値付加部１３２は、量子
化部１３１で得られた量子化情報に対してｎ種類のオフ
セット値を設定する。そして第１の量子化情報に第ｋ
（ｋ＝１，２，・・・ｎ）のオフセット値を付加して夫
々第２，３・・・（ｎ＋１）の量子化情報に変換する。
ここで量子化値について考える。ｋ＝１のオフセット値
を（−１）とすると、オフセット値を量子化値に加算
し、第２の量子化値を出力する。例えば、第１の量子化
値が（１，１，１，１）ならば、第２の量子化値は
（０，０，０，０）となる。なおこの際、量子化値の組
を、量子化値の絶対値の組と符号ビットの組とに切り離
しておく方法が有効である。例えば、１組の量子化値が
（１，−１，１，−１）ならば、（１，１，１，１）と
符号ビットの組（０，１，０，１）に分ける。ただし、
この方法に限定するものではない。

【００８２】次に、ハフマン符号化部１３３は、第１の
量子化情報〜第（ｎ＋１）の量子化情報に対して、所定
の符号化フォーマットに従って符号化し、第１の符号化
値〜第（ｎ＋１）の符号化値を生成し、各符号化値の符
号長と符号化に用いたコードブック名とを制御手段１４
０に通知し、制御手段１４０より指示された最短符号長
を有する符号化値を高能率符号化信号として出力する。
このように制御手段１４０は、ハフマン符号化部１３３
から出力された第１量子化情報〜第（ｎ＋１）の量子化
情報の符号化結果を受け、最も情報量が少なくなるよう
に各符号化単位ごとに第１の量子化情報〜第（ｎ＋１）
の量子化情報のいずれか１つを選択して出力する。

【００８３】副情報付加部１３４では、オフセット値付
加部１３２で付加された夫々のオフセット値のうち、制
御手段１４０で選択された符号化値に用いられるオフセ
ット値を抽出し、オフセット値と符号化に用いたコード
ブック名とを副情報として高能率符号化信号に付加す
る。尚、オフセット値が付加されていればオフセットフ
ラグを１、オフセット値が付加されていなければオフセ
ットフラグを０として付加する。

【００８４】図５のストリーム出力手段１５０は、量子
化手段１３０から出力された高能率符号化信号と副情報
とを音響ストリームに変換して出力する。ストリーム出
力手段１５０から出力された高能率符号化音響ストリー
ムは伝送されたり、記録媒体に蓄積されたりする。

【００８５】伝送された音響ストリーム又は記録媒体か
ら再生された音響ストリームは復号化装置２００に入力
される。ストリーム入力手段２１０は、高能率符号化音
響ストリームが入力されると、高能率符号化信号と副情
報とに分離し、高能率符号化信号を逆量子化手段２２０
に与え、副情報をオフセット情報出力手段２３０に与え
る。

【００８６】図７のハフマン復号部２２１は、入力され
た高能率符号化音響ストリームを副情報で得られた符号
化フォーマットに従ってハフマン復号し、第１の復号量
子化情報を出力する。オフセット情報出力手段２３０
は、入力された副情報よりオフセット値とコードブック
名を含むオフセット情報を抽出する。オフセット値除去
部２２２では、ハフマン復号部２２１より出力された第
１の復号量子化値を受け、オフセット情報出力手段２３
０より与えられたオフセット値に従って、オフセット値
を除去する処理を行い、第２の復号量子化情報を出力す
る。復号処理が正しく行われている限り、この復号量子
化情報は、符号化装置における量子化情報と同じであ
る。

【００８７】逆量子化部２２３は、オフセット値除去部
２２２より出力された第２の復号量子化情報を逆量子化
し、周波数軸上のスペクトルデータを出力する。図５の
逆変換手段２４０では、逆量子化手段２２０から出力さ
れた周波数軸上のスペクトルデータを時間軸上のサンプ
ルデータに変換する。音響信号出力手段２５０では、逆
変換手段２４０より出力されたサンプルデータを組合
せ、デジタル音響データとして出力する。

【００８８】以上の動作を行うことで、従来の技術と比
べて情報量を有効に使用することができ、より高音質な
高能率符号化音響ストリームを作成することができる。
特に、現存のＡＡＣ等に対して、ハフマンコードブック
の拡張等を行う必要はなく、符号化装置にオフセット値
付加部、及び復号化装置にオフセット値除去部を追加す
ることのみで実現できる。勿論ハフマンコードブックの
拡張を行った場合にも有効な手法となる。

【００８９】本実施の形態で生成されたストリームの例
を図８に示す。ストリーム中のヘッダ部分にオフセット
フラグの記録領域を設ける。そしてデータ部分の各符号
化単位の領域において、ハフマンコード、オフセットフ
ラグ、符号ビットの記録領域を夫々設ける。尚、効率的
な符号化を行うため、全ての符号化単位においてオフセ
ット値が使用されない場合は、ヘッダのオフセットフラ
グをオフにすることで、データ部におけるオフセット情
報フィールドを削減することができる。なお、オフセッ
ト情報フィールドの位置は図８に示される位置に限定さ
れるものではない。

【００９０】また、本実施の形態ではオフセット値は固
定であったが、オフセット値は可変でもよい。符号化単
位ごとにオフセット値が可変であるストリームの例を図
９（ａ）に示す。またフレーム単位ごとにオフセット値
が可変であるストリームの例を図９（ｂ）に示す。尚、
オフセット情報フィールドの位置は図９に示す位置に限
定されるものではない。また、オフセット値の情報フィ
ールドにはオフセット値をそのまま使用してもよいが、
より効率的な符号化を行うため、予め定められたオフセ
ット値テーブルのインデックスを使用してもよい。

【００９１】また、ハフマンテーブルのインデックスを
拡張することで、オフセット値を表してもよい。また、
より効率的な符号化を行うため、連続化単位ごとにオフ
セット値が可変である場合で、連続する符号化単位にお
いてオフセット値が同じ場合は、連続する後方の符号化
単位のオフセットを伝送しないようにしてもよい。ま
た、より効率的な符号化を行うため、オフセット情報を
まとめてハフマン符号化することもできる。

【００９２】なお、以上の説明では、量子化手段１３０
は量子化部１３１で得られた量子化値、即ち（１）式又
は（２）式のxQuantに対してオフセット値を付加すると
共に、（１）式におけるsf＿decoder 又は（２）式にお
けるSCALEFACTOR 、即ち量子化係数にもオフセット値を
付加するとした。ここで、量子化係数に対するオフセッ
ト値は、量子化係数そのもののに付加してもよいし、隣
り合う量子化係数の差分値を符号化して伝送する場合
は、上記差分値に対してオフセット値を付加してもよ
い。しかし、実質的には量子化値xQuantに対してのみオ
フセット値を付加、又は量子化係数にオフセット値を付
加するだけでも、符号量を十分に削減することもでき
る。このように少なくとも量子化値又は量子化係数に対
してオフセット値を付加することで、符号化装置の音響
ストリームのビット量を低減することができる。

【００９３】以上の処理は、ハードウェアは勿論、ソフ
トウェアでも実現でき、また１部をハードウェアで実現
し、残りをソフトウェアで実現することもできる。また
上記の符号化装置の機能、及び復号化装置の機能をコン
ピュータが実行可能なプログラムとして提供することも
できる。このような符号化処理プログラム又は復号化処
理プログラムは、ネットワークを介して音楽配信を行う
サーバや、配信された音楽データを受信するパーソナル
コンピュータにダウンロードすることもできる。また音
楽配信用のアプリケーションプログラムとして記憶媒体
に記録して、使用者に提供することもできる。

【００９４】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２の符号化装置及び復号化装置について説明する。本実
施の形態の符号化装置は、入力された時間軸上のデジタ
ル音響データを周波軸上への信号に変換し、周波数軸上
データを量子化し、ハフマン符号化する際に参照するイ
ンデックスに対してオフセット値の付加を行うことを特
徴とする。こうすることで、符号化装置が低ビットレー
トにおいても高音質を実現したビットストリームを出力
することができる。また本実施の形態の復号化装置は、
上記のような符号化装置で生成されたビットストリーム
を復号し、デジタル音響データを出力するものとする。

【００９５】まず符号化装置及び復号化装置の構成を説
明する前に、本発明の符号化の原理を説明する。ＡＡＣ
におけるハフマンコードブックでは、量子化値の組及び
量子化係数によってインデックスを決め、そのインデッ
クスに対応するコードワードを伝送するようになってい
る。インデックスとコードワードの対応は予め決められ
ているため、長いコード長を持つコードワードを指すイ
ンデックスに対応した量子化値の組及び量子化係数を符
号化する場合は、必要な情報量が増加してしまう。

【００９６】そこで、本実施の形態では、量子化値の組
及び量子化係数から算出されたインデックスに対して、
オフセット値を加算することでインデックスを変更し、
より短い符号化値（コードワード）で伝送できるように
する。図１０にハフマンコードワードの一部を示す。本
図によれば、例えばインデックスが３０の場合にはコー
ド長は１５であり、インデックスが３１の場合にはコー
ド長は５である。よってインデックスが３０の場合には
オフセット値１を加算し、第２のインデックスを３１と
することで、必要な情報量を削減できる。

【００９７】以上の処理を各ハフマン符号化単位ごとに
よってオフセット値を適用するかしないかを判断する。
勿論オフセット値を使用しない方が少ない情報量で符号
化できる場合には、オフセット値は使用しない。その
際、オフセット値の使用を示すフラグが全ての符号化単
位に必要となってくる。

【００９８】オフセット値の導入による情報量の削減量
が、オフセット値フラグの付加による情報量の増加量を
上回る場合には大変有効となる。また、ＡＡＣにおいて
は、２個又は４個の量子化値を１組とし、１組単位でハ
フマン符号化する。本実施の形態ではこれを符号化単位
と呼ぶ。

【００９９】次に本実施の形態における符号化装置及び
復号化装置の構成について、図１１〜図１３を用いて説
明する。図１１は本実施の形態の符号化装置３００及び
復号化装置４００の全体構成を示すブロック図である。
符号化装置３００は、音響信号入力手段３１０、変換手
段３２０、量子化手段３３０、制御手段３４０、ストリ
ーム出力手段３５０を含んで構成される。

【０１００】音響信号入力手段３１０は、入力信号であ
るデジタル音響データを所定の時間ごとに切り出すもの
である。変換手段３２０は、音響信号入力手段３１０に
よって切り出された時間軸上のサンプルデータを、周波
数軸上のスペクトルデータに変換するものである。量子
化手段３３０は、変換手段３２０によって得られた周波
数軸上のスペクトルデータを量子化し、且つハフマン符
号化することにより、高能率符号化信号に変換して出力
するものである。制御手段３４０は、量子化手段３３０
に対して量子化方法及びハフマン符号化方法を制御する
ものである。ストリーム出力手段３５０は、量子化手段
３３０から出力される高能率符号化信号と副情報とを高
能率符号化音響ストリームに変換して出力するものであ
る。この高能率符号化音響ストリームは伝送媒体に出力
されたり、記録媒体に蓄積される。

【０１０１】復号化装置４００は、ストリーム入力手段
４１０、逆量子化手段４２０、オフセット情報出力手段
４３０、逆変換手段４４０、音響信号出力手段４５０を
含んで構成される。ストリーム入力手段４１０は、伝送
媒体を介して入力されたり、記録媒体から再生された高
能率符号化音響ストリームを入力し、高能率符号化信号
と副情報とに分離するものである。オフセット情報出力
手段４３０は、副情報からオフセット値及びコードブッ
ク名を含むオフセット情報を抽出するものである。逆量
子化手段４２０は、ストリーム入力手段４１０から高能
率符号化信号を入力し、オフセット情報出力手段４３０
で得られたオフセット値とコードブック名とを用いてハ
フマン復号化及び逆量子化を行い、周波数軸上のスペク
トルデータに変換するものである。

【０１０２】逆変換手段４４０は、逆量子化手段４２０
から出力された周波数軸上のスペクトルデータを時間軸
上のサンプルデータに変換するものである。音響信号出
力手段４５０は、逆変換手段４４０から得られた時間軸
上のサンプルデータを順次組合せ、デジタル音響データ
を出力するものである。

【０１０３】尚、ＡＡＣを用いた実際の符号化装置で
は、Gain Control、ＴＮＳ（TemporalNoise Shapin
g）、聴覚心理モデル、Ｍ／Ｓ Stereo、 Intensity S
tereo、Prediction等のツールが利用されるが、本実施
の形態ではこれらの使用説明は省略する。またブロック
サイズの切り替え、ビットリザーバー等が使用される場
合があるが、これらについても説明を省略する。

【０１０４】図１２は、図１１に示される量子化手段３
３０と制御手段３４０との関係を示したブロック図であ
る。本図に示すように量子化手段３３０は、量子化／第
１のハフマン符号化部３３１、オフセット値付加部３３
２、第２のハフマン符号化部３３３、副情報付加部３３
４を有している。

【０１０５】図１３は、図１１に示される逆量子化手段
４２０及びオフセット情報出力手段４３０の関係を示す
ブロック図である。本図に示すように逆量子化手段４２
０は、第１のハフマン復号部４２１、オフセット値除去
部４２２、第２のハフマン復号／逆量子化部４２３を有
している。

【０１０６】次に符号化装置３００及び復号化装置４０
０の動作について説明する。先ず、図１１の音響信号入
力手段３１０は、入力信号であるデジタル音響データを
所定の時間ごとに切り出す。変換手段３２０は、音響信
号入力手段３１０で切り出された時間軸上のサンプルデ
ータを周波数軸上のスペクトルデータに変換し、量子化
手段３３０へ出力する。図１２の量子化／第１のハフマ
ン符号化部３３１は、スペクトルデータを所定の量子化
フォーマットに従って量子化して量子化値及び量子化係
数に変換すると共に、量子化値及び量子化係数に基づい
て第１のハフマン符号インデックスを算出する。ここで
実施の形態１と同様に、（１）式又は（２）式における
量子化値（xQuant）及び量子化係数（sf＿decoder 又は
SCALEFACTOR ）を量子化情報という。

【０１０７】オフセット値付加部３３２は、量子化／第
１のハフマン符号化部３３１で得られた第１のハフマン
符号インデックスに対してｎ種類のオフセット値を設定
する。そして第１のハフマン符号インデックスに第ｋ
（ｋ＝１，２，・・・ｎ）のオフセット値を付加して夫
々第２，３・・・（ｎ＋１）のハフマン符号インデック
スに変換する。

【０１０８】第２のハフマン符号化部３３３は、第１の
ハフマン符号インデックス〜第（ｎ＋１）のハフマン符
号インデックスに対して、所定のハフマン符号化フォー
マットに従って符号化し、第１の符号化値〜第（ｎ＋
１）の符号化値を生成し、各符号化値の符号長と符号化
に用いたコードブック名とを制御手段３４０に通知し、
制御手段３４０より指示された最短符号長を有するハフ
マン符号化値を高能率符号化信号として出力する。

【０１０９】副情報付加部３３４は、オフセット付加部
３３２で付加された夫々のオフセット値のうち、制御手
段３４０で選択された符号化値に用いられるオフセット
値を抽出し、オフセット値と符号化に用いたコードブッ
ク名とを副情報として高能率符号化信号に付加する。
尚、オフセット値が付加されていればオフセットフラグ
を１として出力し、オフセット値が付加されていなけれ
ばオフセットフラグを０として出力する。図１１のスト
リーム出力手段３５０は、量子化手段３３０から出力さ
れた高能率符号化信号と副情報とを音響ストリームに変
換して出力する。

【０１１０】ストリーム出力手段３５０から出力された
高能率符号化音響ストリームは、伝送媒体に出力された
り、記録媒体に蓄積されたりする。これらの高能率符号
化音響ストリームは復号化装置４００に入力される。ス
トリーム入力手段４１０は、高能率符号化音響ストリー
ムが入力されると、高能率符号化信号を逆量子化手段４
２０に与え、副情報をオフセット情報出力手段４３０に
与える。

【０１１１】図１３に示す第１のハフマン復号部４２１
は、入力された高能率符号化音響ストリームをハフマン
復号し、第１のハフマン符号インデックスを出力する。
オフセット情報出力手段４３０は、入力された副情報よ
りオフセット情報を抽出する。オフセット値除去部４２
２は、オフセット情報出力手段４３０から得られたオフ
セット値を用いて第１のハフマン符号インデックスから
オフセット値を除去し、第２のハフマン符号インデック
スに変換する。第２ハフマン復号／逆量子化部４２３
は、オフセット値除去部４２２から出力された第２のハ
フマン符号インデックスを用いて第２のハフマン復号化
を行って復号量子化情報に変換すると共に、復号量子化
情報を周波数軸上のスペクトルデータに変換する。

【０１１２】図１１の逆変換手段４４０は、逆量子化手
段４２０から出力された周波数軸上のスペクトルデータ
を時間軸上のサンプルデータに変換する。音響信号出力
手段４５０は、逆変換手段４４０より出力されたサンプ
ルデータを組合せ、デジタル音響データとして出力す
る。

【０１１３】以上の動作を行うことで、従来方法と比
べ、情報量を有効に使用することができる。このため、
より高音質な高能率符号化音響ストリームを作成するこ
とができる。特に、現存のＡＡＣ等に対して、ハフマン
コードブックの拡張等を行う必要はなく、符号化装置に
オフセット値付加部を追加し、復号化装置にオフセット
値除去部を追加することのみで実現できる。勿論、ハフ
マンコードブックの拡張を行った場合にも有効な手法と
なる。

【０１１４】本実施の形態で生成されたストリームの例
が、実施の形態１と同様に図８に示される。より効率的
な符号化を行うため、全ての符号化単位においてオフセ
ット値が使用されない場合は、ヘッダのオフセットフラ
グをオフにすることで、データ部におけるオフセット情
報フィールドを削減することができる。なお、オフセッ
ト情報フィールドの位置はこれに限定されるものではな
い。また、本実施の形態ではオフセット値は固定であっ
たが、オフセット値は可変でもよい。

【０１１５】符号化単位ごとにオフセット値が可変であ
るストリームの例を実施の形態１と同様に図９（ａ）に
示す。次にフレーム単位ごとにオフセット値が可変であ
るストリームの例を図９（ｂ）に示す。なお、オフセッ
ト情報フィールドの位置はこれに限定されるものではな
い。また、オフセット値の情報フィールドにはオフセッ
ト値をそのまま使用してもよいが、より効率的な符号化
を行うため、予め定められたオフセット値テーブルのイ
ンデックスを使用してもよい。

【０１１６】また、ハフマンテーブルの番号を示すイン
デックスを拡張することで、オフセット値を表してもよ
い。また、より効率的な符号化を行うため、連続化単位
ごとにオフセット値が可変である場合で、連続する符号
化単位においてオフセット値が同じ場合、連続する後方
の符号化単位のオフセット値を伝送しないようにするこ
とも可能である。またより効率的な符号化を行うため、
オフセット情報をまとめてハフマン符号を行うこともで
きる。

【０１１７】なお以上の説明では、量子化値、量子化係
数の夫々をハフマン符号化した情報に対してオフセット
を夫々付加するとした。しかし、量子化値をハフマン符
号化した情報に対してのみオフセットを付加、又は量子
化係数に対してのみオフセット値を付加するだけでも十
分な効果が得られる。

【０１１８】以上の処理は、ハードウェアは勿論、ソフ
トウェアでも実現でき、また１部をハードウェアで実現
し、残りをソフトウェアで実現することができる。

【０１１９】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３における符号化装置及び復号化装置について説明す
る。本実施の形態の符号化装置は、入力された時間軸上
のデジタル音響データを周波軸上への変換を行い、周波
数軸上データを量子化してハフマン符号化するときに、
ハフマンコードブックのインデックスとハフマンコード
ワードとの組み替えを行い、第１の参照パターン〜第ｎ
の参照パターンを作成しておく。そして量子化値の組み
及び量子化係数を符号化する際に、最小のビット長とな
るように参照パターンを選択することを特徴とする。こ
うして低ビットレートにおいても高音質のビットストリ
ームを出力する。また本実施の形態の復号化装置は、上
記の符号化装置によって生成されたビットストリームを
復号し、デジタル音響データを出力するものである。

【０１２０】先ず本実施の形態に用いる符号化原理を説
明する。ハフマンコードブックは、量子化値の組及び量
子化係数によってインデックスを決め、そのインデック
スに対応する符号化値（コードワード）を伝送する。イ
ンデックスと符号化値の対応は予め決められているた
め、長い符号長を持つ符号化値を指すインデックスに対
応した量子化値の組を符号化する場合は、必要な情報量
が増加してしまう。

【０１２１】そこで、本実施の形態では、量子化値の組
から算出されたインデックスと符号化値との参照パター
ンを変更することで、より短いコードワードを伝送でき
るようにする。図１０に示すハフマンコードブックにお
いて、インデックスが３０の場合にはコード長は１５、
インデックスが３１の場合にはコード長は５である。よ
ってインデックスが３０の場合にインデックスが３１の
コードワードを伝送する。インデックスが３１の場合に
は他のインデックスのコードワードを伝送する。このよ
うに既存のハフマンコードブックを修正することにより
第２の参照パターン、・・・第ｎの参照パターンを作成
し、必要な情報量を削減する。

【０１２２】以上の処理を各ハフマン符号化単位ごとに
第１、第２、第３・・・第ｎの参照パターンの内、どの
参照パターンを適用するかを判断する。勿論、第２以降
の参照パターンを使用しない方が少ない情報量で符号化
できる場合には、基準の参照パターン、即ち第１の参照
パターンを使用する。第２以降の参照パターンを使用す
る場合、参照パターン番号が全ての符号化単位で必要と
なってくる。相異なる参照パターンの導入による情報量
の削減量が、参照パターン番号の付加による情報量の増
加量を上回る場合には大変有効となる。また、ＡＡＣに
おいては、２個又は４個の量子化値を１組としてハフマ
ン符号化する。本実施の形態ではこれを符号化単位と呼
ぶ。

【０１２３】次に本実施の形態における符号化装置及び
復号化装置の構成について、図１４〜図１６を用いて説
明する。図１４は本実施の形態の符号化装置５００及び
復号化装置６００の全体構成を示すブロック図である。
符号化装置５００は、音響信号入力手段５１０、変換手
段５２０、量子化手段５３０、制御手段５４０、ストリ
ーム出力手段５５０を含んで構成される。

【０１２４】音響信号入力手段５１０は、入力信号であ
るデジタル音響データを所定の時間ごとに切り出すもの
である。変換手段５２０は、音響信号入力手段５１０に
よって切り出された時間軸上のサンプルデータを、周波
数軸上のスペクトルデータに変換するものである。量子
化手段５３０は、周波数軸上のスペクトルデータを量子
化し、且つハフマン符号化し、高能率符号化信号に変換
して出力するものである。

【０１２５】制御手段５４０は、量子化手段５３０に対
して量子化方法及びハフマン符号化方法を制御するもの
である。ストリーム出力手段５５０は、量子化手段５３
０から出力された高能率符号化信号と、参照パターン番
号を含む副情報とを高能率符号化音響ストリームに変換
して出力するものである。符号化装置５００から出力さ
れた高能率符号化音響ストリームは伝送媒体を介して復
号化装置６００に伝送されたり、記録媒体に記録され
る。

【０１２６】復号化装置６００は、ストリーム入力手段
６１０、逆量子化手段６２０、参照パターン情報出力手
段６３０、逆変換手段６４０、音響信号出力手段６５０
を含んで構成される。ストリーム入力手段６１０は伝送
媒体を介して入力されたり、記録媒体から再生された高
能率符号化音響ストリームを入力し、高能率符号化信号
と副情報とに分離するするものである。参照パターン情
報出力手段６３０は、副情報から参照パターン番号を含
む参照パターン情報を抽出するものである。

【０１２７】逆量子化手段６２０は、ストリーム入力手
段６１０から高能率符号化信号を入力し、参照パターン
情報出力手段６３０で得られた参照パターン番号を用い
てハフマン復号化及び逆量子化を行い、周波数軸上のス
ペクトルデータに変換するものである。逆変換手段６４
０は、逆量子化手段６２０から得られた周波数軸上のス
ペクトルデータを時間軸上のサンプルデータに変換する
ものである。音響信号出力手段６５０は、逆変換手段６
４０で得られた時間軸上のサンプルデータを順次組合
せ、デジタル音響データを出力するものである。

【０１２８】尚、ＡＡＣを用いた実際の符号化装置で
は、Gain Control、ＴＮＳ（TemporalNoise Shapin
g）、聴覚心理モデル、Ｍ／Ｓ Stereo、 Intensity S
tereo、Prediction等のツールが利用されるが、本実施
の形態ではこれらの使用説明は省略する。

【０１２９】図１５は、図１４に示される量子化手段５
３０と制御手段５４０との関係を示すブロック図であ
る。本図に示すように、量子化手段５３０は量子化／第
１のハフマン符号化部５３１、参照パターン記憶部５３
２、第２のハフマン符号化部５３３、副情報付加部５３
４を有している。

【０１３０】図１６は、図１４に示される逆量子化手段
６２０と参照パターン情報出力手段６３０との関係を示
すブロック図である。本図に示すように逆量子化手段６
２０は、第１のハフマン復号部６２１、参照パターン記
憶／復号部６２２、第２のハフマン復号／逆量子化部６
２３を有している。

【０１３１】次に符号化装置５００と復号化装置６００
の動作について説明する。先ず、音響信号入力手段５１
０は、入力信号であるデジタル音響データを所定の時間
ごとに切り出す。変換手段５２０は、音響信号入力手段
５１０で切り出された時間軸上のサンプルデータを周波
数軸上のスペクトルデータに変換し、量子化手段５３０
へ出力する。

【０１３２】図１５の量子化／第１のハフマン符号化部
５３１は、スペクトルデータを所定の量子化フォーマッ
トに従って量子化して量子化値及び量子化係数を含む量
子化情報に変換すると共に、量子化情報に基づいて第１
のハフマン符号インデックスを算出する。参照パターン
記憶部５３２は夫々のハフマン符号インデックスと該イ
ンデックスに対応するハフマン符号化値との参照パター
ンをｎ組み記憶する。第２のハフマン符号化部５３３
は、第１の参照パターン〜第ｎの参照パターンを用いて
量子化情報をハフマン符号化し、第１のハフマン符号化
値〜第ｎのハフマン符号化値を夫々生成し、各符号化値
の符号長と符号化に用いた参照パターンの番号とを制御
手段５４０に通知すると共に、制御手段５４０より指示
された最短符号長を有するハフマン符号化値を高能率符
号化信号として出力する。

【０１３３】制御手段５４０は、量子化手段５３０に対
して量子化方法及びハフマン符号化方法を制御する。副
情報付加部５３４は、参照パターン記憶部５３２で記憶
された夫々の参照パターンのうち、制御手段５４０で選
択された符号化値に用いられる参照パターンの番号を副
情報として高能率符号化信号に付加する。図１４のスト
リーム出力手段５５０は、量子化手段５３０から出力さ
れた高能率符号化信号と、参照パターンの番号を含む副
情報とを高能率符号化音響ストリームに変換して出力す
る。

【０１３４】ストリーム出力手段５５０から出力された
高能率符号化音響ストリームは、伝送媒体への伝送又は
記録媒体への蓄積を経て、復号化装置６００に入力され
る。ストリーム入力手段６１０は、高能率符号化音響ス
トリームを入力し、高能率符号化信号と副情報とに分離
し、高能率符号化信号を逆量子化手段６２０に与え、副
情報を参照パターン情報出力手段６３０に与える。

【０１３５】図１６の第１のハフマン復号部６２１は、
高能率符号化信号を入力して、ハフマン復号化を行う。
参照パターン情報出力手段６３０は、副情報から参照パ
ターン番号を含む参照パターン情報を抽出する。参照パ
ターン記憶／復号部６２２は、夫々の参照パターン番号
に対応してハフマン復号化値とインデックスとの対応表
をｎ組み記憶し、現在の復号に用いる参照パターンを出
力する。

【０１３６】第２のハフマン復号／逆量子化部６２３
は、得られた参照パターン番号と特定の参照パターンを
用い、第１のハフマン復号部６２１で得られたハフマン
復号化値に対応するインデックスを求め、得られたイン
デックス値から復号量子化情報を獲得する。

【０１３７】図１４の逆変換手段６４０は、逆量子化手
段６２０から出力された周波数軸上のスペクトルデータ
を、時間軸上のサンプルデータに変換する。音響信号出
力手段６５０は、逆変換手段６４０より出力されたサン
プルデータを組合せ、デジタル音響データとして出力す
る。

【０１３８】以上の動作を行うことで、従来と比べて情
報量を有効に使用することができる。このため、より高
音質な高能率符号化音響ストリームを作成することがで
きる。特に、現存のＡＡＣ等に対して、ハフマンコード
ブックの拡張等を行う必要はなく、符号化装置に対して
参照パターン記憶部を追加し、復号化装置に対して参照
パターン記憶／復号部を追加することのみで実現でき
る。勿論、ハフマンコードブックの拡張を行った場合に
も、有効な手法となる。

【０１３９】本実施の形態の方法で生成したストリーム
の例を図１７に示す。より効率的な符号化を行うため、
全ての符号化単位において第１以外の参照パターンが使
用されない場合は、ヘッダの参照パターンフラグをオフ
にすることで、データ部における参照パターン情報フィ
ールドを削減することができる。なお、参照パターン情
報フィールドの位置は図１７の位置に限定されるもので
はない。

【０１４０】符号化単位ごとに参照パターンを可変にす
るストリームの例を図１８（ａ）に示す。またフレーム
単位ごとに参照パターンを可変にするストリームの例を
図１８（ｂ）に示す。尚、参照パターン情報フィールド
の位置は、図示の位置に限定されるものではない。ま
た、ハフマンテーブルの番号を示すインデックスを拡張
することで、参照パターンを表してもよい。

【０１４１】また、より効率的な符号化を行うため、連
続化単位ごとに参照パターンを可変にする場合で、連続
する符号化単位において参照パターンが同じときは、連
続する後方の符号化単位の参照パターンは伝送しないよ
うにすることも可能である。また、より効率的な符号化
を行うため、参照パターン情報をまとめてハフマン符号
化することもできる。

【０１４２】なお以上の説明では、量子化値、量子化係
数の夫々をハフマン符号化した情報に対してオフセット
値を夫々付加するとした。しかし、量子化値をハフマン
符号化した情報に対してのみオフセット値を付加するこ
とでも十分な効果が得られる。又は量子化係数をハフマ
ン符号化した情報に対してのみオフセット値を付加する
ことだけでも十分な効果が得られる。

【０１４３】以上の処理は、ハードウェアは勿論、ソフ
トウェアでも実現できる。また、１部をハードウェアで
実現し、残りをソフトウェアで実現することもできる。
また上記の符号化装置の機能、及び復号化装置の機能を
コンピュータが実行可能なプログラムとして提供するこ
ともできる。このような符号化処理プログラム又は復号
化処理プログラムは、ネットワークを介して音楽配信を
行うサーバや、配信された音楽データを受信するパーソ
ナルコンピュータにダウンロードすることもできる。ま
た音楽配信用のアプリケーションプログラムとして記憶
媒体に記録して、使用者に提供することもできる。

【０１４４】実施の形態１、２、３の符号化装置で生成
された高能率符号化音響ストリームを、ＣＤ、ＤＶＤを
含む光ディススク、又はＥＥＰＲＯＭを含む半導体メモ
リに記録するとき、音響信号に対する割当て転送レート
が制限されていることがある。例えば、マルチチャンネ
ルの音響信号をＡＡＣを用いて記録媒体に記録すると
き、サンプリングレート、チャンネル数、記録媒体自身
のアクセス速度等によって、各チャンネルに対する転送
レートが左右される。またインターネットを利用して音
楽配信を行う場合、接続回線の種別によってビットレー
トが異なるが、記録媒体のリアル再生時のビットレート
より転送レートが低い場合が多い。このように制限され
た転送レートで、より多くの量子化データを転送すると
き、それらの符号量を音質を損なわないで削減すること
が望ましい。本発明の符号化方法によれば、ＡＡＣの資
産を継承しながらより少ない符号量で音響信号を記録再
生することができる。

【０１４５】転送レートの制限は、デジタル放送におい
ても存在する。送信装置には前述した符号化装置が設け
られ、受信装置には前述した復号化装置が設けられる。
各受聴者宅に設置される受信装置は、コスト低減のため
に復号化装置全体が１チップ化されることが望ましい。
この場合、参照すべきＡＡＣハフマンコードブックの種
類は少ない方がＩＣ化に有利である。本発明における各
実施の形態では、コード長の長いハフマンコードブック
は実質的に使用されていないので、これらのハフマンコ
ードブックを登録（記憶）を省略することができる。

【０１４６】以上の実施の形態において、高能率符号化
としてハフマン符号化を用いるとしたが、エントロピー
符号化であれば、他の方式でよい。

【０１４７】

【発明の効果】以上のように、請求項１，３，４，５，
６，７記載の符号化装置及び請求項２，８記載の復号化
装置によれば、符号化時に量子化情報にオフセット値を
付加し、且つ復号化時にオフセット値を除去すること
で、符号化ストリームをさらに効率よく伝送又は蓄積で
きる。このため転送レートが制限されていても、音響信
号の量子化時における音質を確保できる。

【０１４８】また請求項９，１１，１２，１３，１４，
１５記載の符号化装置及び請求項１０，１６記載の復号
化装置によれば、符号化装時にハフマンインデックスに
オフセット値を付加し、且つ復号化時にオフセット値を
除去することで、符号化ストリームを更に効率よく伝送
又は蓄積できる。このため転送レートが制限されていて
も、音響信号の量子化時における音質を確保できる。

【０１４９】また請求項１７，１９，２０，２１，２
２，２３記載の符号化装置及び請求項１８，２４記載の
復号化装置によれば、符号化時において従来のハフマン
テーブルの参照パターンを変更し、且つ復号化時におい
てその参照パターンを用いて復号することにより、符号
化ストリームをさらに効率よく伝送又は蓄積できる。こ
のため転送レートが制限されていても、音響信号の量子
化時における音質を確保できる。

【０１５０】また請求項２５〜３０記載の放送システム
によれば、音響信号に対する割当て転送レートが制限さ
れているときでも、高能率符号化された音響信号を放送
及び受信することができる。

【０１５１】また請求項３１〜４２記載の発明によれ
ば、高能率符号化においては、出現回数が低い量子化情
報に対しても適応的に短いコード長のコードワードを割
り当てることにより、情報量を削減することのできる符
号化方法を実現し、転送レートが制限されている場合に
おいて、復号時の音響信号の再現性を確保し、高音質を
保持する符号化装置及び復号化装置の機能を実現するた
めのプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に用いられるハフマンテー
ブル１、２の一部を示す説明図である。

【図２】本発明の実施の形態に用いられるハフマンテー
ブル７、８の一部を示す説明図である。

【図３】本発明の実施の形態１において使用するハフマ
ンテーブルの例（その１）である。

【図４】本発明の実施の形態１において使用するハフマ
ンテーブルの例（その２）である。

【図５】本発明の実施の形態１における符号化装置及び
復号化装置の構成を示すブロック図である。

【図６】実施の形態１による符号化装置において、量子
化手段と制御手段との関係を示すブロック図である。

【図７】実施の形態１による復号化装置において、逆量
子化手段とオフセット情報出力手段との関係を示すブロ
ック図である。

【図８】実施の形態１による符号化装置において、生成
された高能率符号化音響ストリームのデータ配置図（そ
の１）である。

【図９】実施の形態１による符号化装置において、生成
された高能率符号化音響ストリームのデータ配置図（そ
の２）である。

【図１０】実施の形態２において使用するハフマンテー
ブルの例である。

【図１１】本発明の実施の形態２における符号化装置及
び復号化装置の構成を示すブロック図である。

【図１２】実施の形態２による符号化装置において、量
子化手段と制御手段との関係を示すブロック図である。

【図１３】実施の形態２による復号化装置において、逆
量子化手段とオフセット情報出力手段との関係を示すブ
ロック図である。

【図１４】本発明の実施の形態３における符号化装置及
び復号化装置の構成を示すブロック図である。

【図１５】実施の形態３による符号化装置において、量
子化手段と制御手段との関係を示すブロック図である。

【図１６】実施の形態３による復号化装置において、逆
量子化手段とオフセット情報出力手段との関係を示すブ
ロック図である。

【図１７】実施の形態３による符号化装置において、生
成された高能率符号化音響ストリームのデータ配置図
（その１）である。

【図１８】実施の形態３による符号化装置において、生
成された高能率符号化音響ストリームのデータ配置図
（その２）である。

【符号の説明】

１００，３００，５００ 符号化装置 １１０，３１０，５１０ 音響信号入力手段 １２０，３２０，５２０ 変換手段 １３０，３３０，５３０ 量子化手段 １４０，３４０，５４０ 制御手段 １５０，３５０，５５０ ストリーム出力手段 ２００，４００，６００ 復号化装置 ２１０，４１０，６１０ ストリーム入力手段 ２２０，４２０，６２０ 逆量子化手段 ２３０，４３０ オフセット情報出力手段 ６３０ 参照パターン情報出力手段 ２４０，４４０，６４０ 逆変換手段 ２５０，４５０，６５０ 音響信号出力手段 １３１ 量子化部 １３２，３３２ オフセット値付加部 １３３ ハフマン符号化部 １３４，３３４，５３４ 副情報付加部 ２２１ ハフマン復号部 ２２２，４２２ オフセット値除去部 ２２３ 逆量子化部 ３３１，５３１ 量子化／第１のハフマン符号化部 ３３３，５３３ 第２のハフマン符号化部 ４２１，６２１ 第１のハフマン復号部 ４２３，６２３ 第２のハフマン復号／逆量子化部 ５３２ 参照パターン記憶部 ６２２ 参照パターン記憶／復号部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 川村 明久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤田 剛史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 末吉 雅弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 阿部 一任 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D045 DA11 DA20 5J064 AA01 BA09 BA16 BB12 BC01 BD03 (54)【発明の名称】 符号化装置及び復号化装置、符号化処理プログラム及び復号化処理プログラム、符号化処理プロ グラム又は復号化処理プログラムを記録した記録媒体、並びに符号化装置又は復号化装置を用い た放送システム

Claims (42)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力音響信号を所定の時間ごとに切り出
   す音響信号入力手段と、 前記音響信号入力手段により切り出した時間軸上のサン
   プルデータを周波数軸上のスペクトルデータに変換する
   変換手段と、 前記変換手段で得られた周波数軸上のスペクトルデータ
   を量子化及び符号化し、高能率符号化信号を出力する量
   子化手段と、 前記量子化手段に対して量子化方法及び符号化方法を制
   御する制御手段と、 前記量子化手段から出力される高能率符号化信号を高能
   率符号化音響ストリームに変換して出力するストリーム
   出力手段とを備え、前記高能率符号化音響ストリームを
   伝送媒体に出力したり記録媒体に蓄積する符号化装置で
   あって、 前記量子化手段は、 前記スペクトルデータを所定の量子化フォーマットに従
   って量子化して第１の量子化情報に変換する量子化部
   と、 前記量子化部で得られた量子化情報に対してｎ種類のオ
   フセット値を設定するとき、前記第１の量子化情報に第
   ｋ（ｋ＝１，２，・・・ｎ）のオフセット値を付加して
   夫々第２，３・・・（ｎ＋１）の量子化情報に変換する
   オフセット値付加部と、 前記第１の量子化情報〜第（ｎ＋１）の量子化情報に対
   して、所定の符号化フォーマットに従って符号化し、第
   １の符号化値〜第（ｎ＋１）の符号化値を生成し、各符
   号化値の符号長と符号化に用いたコードブック名とを前
   記制御手段に通知し、前記制御手段より指示された最短
   符号長を有する符号化値を高能率符号化信号として出力
   する符号化部と、 前記オフセット値付加部で付加された夫々のオフセット
   値のうち、前記制御手段で選択された符号化値に用いら
   れるオフセット値を抽出し、前記オフセット値と符号化
   に用いたコードブック名とを副情報として前記高能率符
   号化信号に付加する副情報付加部と、を含むことを特徴
   とする符号化装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の符号化装置によって高能
   率符号化音響ストリームが伝送媒体に出力されたとき又
   は記録媒体に記録されたとき、前記伝送媒体又は前記記
   録媒体から前記高能率符号化音響ストリームを入力し、
   高能率符号化信号と副情報とに変換するストリーム入力
   手段と、 前記副情報からオフセット値及びコードブック名を含む
   オフセット情報を抽出するオフセット情報出力手段と、 前記ストリーム入力手段から高能率符号化信号を入力
   し、前記オフセット情報出力手段で得られたオフセット
   値とコードブック名とを用いて復号化及び逆量子化を行
   い、周波数軸上のスペクトルデータに変換する逆量子化
   手段と、 前記逆量子化手段で得られた周波数軸上のスペクトルデ
   ータを時間軸上のサンプルデータに変換する逆変換手段
   と、 前記時間軸上のサンプルデータを順次組み合わせ、音響
   信号として出力する音響信号出力手段と、を備えた復号
   化装置であって、 前記逆量子化手段は、 前記高能率符号化信号を、前記副情報で得られた符号化
   フォーマットに従って復号化して第１の復号量子化情報
   を出力する復号部と、 前記オフセット情報出力手段から得られた前記オフセッ
   ト値を用いて前記第１の復号量子化情報から前記オフセ
   ット値を除去し、第２の復号量子化情報に変換するオフ
   セット値除去部と、 前記オフセット値除去部から出力された第２の復号量子
   化情報を、周波数軸上のスペクトルデータに変換する逆
   量子化部と、を含むことを特徴とする復号化装置。
3. 【請求項３】 前記量子化手段は、 前記スペクトルデータを符号化するのに必要な符号長を
   算出し、 前記制御手段は、 前記符号長に基づいて符号化方法を選択するための制御
   信号を出力することを特徴とする請求項１記載の符号化
   装置。
4. 【請求項４】 前記オフセット値は、予め定められた固
   定値であることを特徴とする請求項１記載の符号化装
   置。
5. 【請求項５】 前記オフセット値は、少なくとも前記高
   能率符号化音響ストリームの所定単位内の最小符号化単
   位又はフレーム単位ごとに更新されることを特徴とする
   請求項１記載の符号化装置。
6. 【請求項６】 前記量子化手段における符号化フォーマ
   ットは、ハフマン符号化であり、且つ、前記オフセット
   値によって異なるハフマンコードブックを用いることを
   特徴とする請求項１記載の符号化装置。
7. 【請求項７】 前記オフセット値が、前記高能率符号化
   音響ストリームにおいて少なくとも１ストリーム単位前
   のオフセット値と同じ値を取るとき、前記副情報に前記
   オフセット値を付加しないことを特徴とする請求項１記
   載の符号化装置。
8. 【請求項８】 前記逆量子化手段は、 前記オフセット情報出力手段で抽出され、少なくとも１
   ストリーム単位前のオフセット値を記憶するオフセット
   値記憶部を備え、現在入力された高能率符号化音響スト
   リームにオフセット値が付加されていない場合には、前
   記オフセット値記憶部に格納されたオフセット値を用い
   て逆量子化を行うことを特徴とする請求項２記載の復号
   化装置。
9. 【請求項９】 入力音響信号を所定の時間ごとに切り出
   す音響信号入力手段と、 前記音響信号入力手段により切り出した時間軸上のサン
   プルデータを周波数軸上のスペクトルデータに変換する
   変換手段と、 前記変換手段で得られた周波数軸上のスペクトルデータ
   を量子化及びハフマン符号化し、高能率符号化信号を出
   力する量子化手段と、 前記量子化手段に対して量子化方法及びハフマン符号化
   方法を制御する制御手段と、 前記量子化手段から出力される高能率符号化信号を高能
   率符号化音響ストリームに変換して出力するストリーム
   出力手段とを備え、前記高能率符号化音響ストリームを
   伝送媒体に出力したり記録媒体に蓄積する符号化装置で
   あって、前記量子化手段は、 前記スペクトルデータを所定の量子化フォーマットに従
   って量子化して量子化情報に変換すると共に、前記量子
   化情報に基づいて第１のハフマン符号インデックスを算
   出する量子化／第１のハフマン符号化部と、 前記量子化／第１のハフマン符号化部で得られた第１の
   ハフマン符号インデックスに対してｎ種類のオフセット
   値を設定するとき、前記第１のハフマン符号インデック
   スに第ｋ（ｋ＝１，２，・・・ｎ）のオフセット値を付
   加して夫々第２，３・・・（ｎ＋１）のハフマン符号イ
   ンデックスに変換するオフセット値付加部と、 前記第１のハフマン符号インデックス〜第（ｎ＋１）の
   ハフマン符号インデックスに対して、所定のハフマン符
   号化フォーマットに従って符号化し、第１の符号化値〜
   第（ｎ＋１）の符号化値を生成し、各符号化値の符号長
   と符号化に用いたコードブック名とを前記制御手段に通
   知し、前記制御手段より指示された最短符号長を有する
   ハフマン符号化値を高能率符号化信号として出力する第
   ２のハフマン符号化部と、 前記オフセット値付加部で付加された夫々のオフセット
   値のうち、前記制御手段で選択された符号化値に用いら
   れるオフセット値を抽出し、前記オフセット値と符号化
   に用いたコードブック名とを副情報として前記高能率符
   号化信号に付加する副情報付加部と、を含むことを特徴
   とする符号化装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の符号化装置によって高
    能率符号化音響ストリームが伝送媒体に出力されたとき
    又は記録媒体に記録されたとき、前記伝送媒体又は前記
    記録媒体から前記高能率符号化音響ストリームを入力
    し、高能率符号化信号と副情報とに変換するストリーム
    入力手段と、 前記副情報からオフセット値及びコードブック名を含む
    オフセット情報を抽出するオフセット情報出力手段と、 前記ストリーム入力手段から高能率符号化信号を入力
    し、前記オフセット情報出力手段で得られたオフセット
    値とコードブック名とを用いてハフマン復号化及び逆量
    子化を行い、周波数軸上のスペクトルデータに変換する
    逆量子化手段と、 前記逆量子化手段で得られた周波数軸上のスペクトルデ
    ータを時間軸上のサンプルデータに変換する逆変換手段
    と、 前記時間軸上のサンプルデータを順次組み合わせ、音響
    信号として出力する音響信号出力手段と、を備えた復号
    化装置であって、 前記逆量子化手段は、 前記高能率符号化音響ストリームを入力して、第１のハ
    フマン復号化を行い、第１のハフマン符号インデックス
    を出力する第１のハフマン復号部と、 前記オフセット情報出力手段から得られた前記オフセッ
    ト値を用いて前記第１のハフマン符号インデックスから
    前記オフセット値を除去し、第２のハフマン符号インデ
    ックスに変換するオフセット値除去部と、 前記オフセット値除去部から出力された第２のハフマン
    符号インデックスを用いて第２のハフマン復号化を行っ
    て復号量子化情報に変換すると共に、前記復号量子化情
    報を周波数軸上のスペクトルデータに変換する第２のハ
    フマン復号／逆量子化部と、を含むことを特徴とする復
    号化装置。
11. 【請求項１１】 前記量子化手段は、 前記スペクトルデータを符号化するのに必要な符号長を
    算出するものであり、 前記制御手段は、 前記符号長に基づいて符号化方法を選択するための制御
    信号を出力するものであることを特徴とする請求項９記
    載の符号化装置。
12. 【請求項１２】 前記オフセット値は、予め定められた
    固定値であることを特徴とする請求項９記載の符号化装
    置。
13. 【請求項１３】 前記オフセット値は、少なくとも前記
    高能率符号化音響ストリームの所定単位内の最小符号化
    単位又はフレーム単位ごとに更新されることを特徴とす
    る請求項９記載の符号化装置。
14. 【請求項１４】 前記量子化手段は、前記オフセット値
    によって異なるハフマンコードブックを用いることを特
    徴とする請求項９記載の符号化装置。
15. 【請求項１５】 前記オフセット値が、前記高能率符号
    化音響ストリームにおいて少なくとも１ストリーム単位
    前のオフセット値と同じ値を取るとき、前記副情報に前
    記オフセット値を付加しないことを特徴とする請求項９
    記載の符号化装置。
16. 【請求項１６】 前記逆量子化手段は、 前記オフセット情報出力手段で抽出され、少なくとも１
    ストリーム単位前のオフセット値を記憶するオフセット
    値記憶部を備え、現在入力された高能率符号化音響スト
    リームにオフセット値が付加されていない場合には、前
    記オフセット値記憶部に格納されたオフセット値を用い
    て逆量子化を行うことを特徴とする請求項１０記載の復
    号化装置。
17. 【請求項１７】 入力音響信号を所定の時間ごとに切り
    出す音響信号入力手段と、 前記音響信号入力手段により切り出した時間軸上のサン
    プルデータを周波数軸上のスペクトルデータに変換する
    変換手段と、 前記変換手段で得られた周波数軸上のスペクトルデータ
    を量子化及びハフマン符号化し、高能率符号化信号を出
    力する量子化手段と、 前記量子化手段に対して量子化方法及びハフマン符号化
    方法を制御する制御手段と、 前記量子化手段から出力される高能率符号化信号を高能
    率符号化音響ストリームに変換して出力するストリーム
    出力手段とを備え、前記高能率符号化音響ストリームを
    伝送媒体に出力したり記録媒体に蓄積する符号化装置で
    あって、 前記量子化手段は、 前記スペクトルデータを所定の量子化フォーマットに従
    って量子化して量子化情報に変換すると共に、前記量子
    化情報に基づいて第１のハフマン符号インデックスを算
    出する量子化／第１のハフマン符号化部と、 夫々のハフマン符号インデックスと該インデックスに対
    応するハフマン符号化値との参照パターンをｎ組み記憶
    した参照パターン記憶部と、 前記第１の参照パターン〜第ｎの参照パターンを用いて
    前記量子化情報をハフマン符号化し、第１のハフマン符
    号化値〜第ｎのハフマン符号化値を夫々生成し、各符号
    化値の符号長と符号化に用いた参照パターンの番号とを
    前記制御手段に通知し、前記制御手段より指示された最
    短符号長を有するハフマン符号化値を高能率符号化信号
    として出力する第２のハフマン符号化部と、 前記参照パターン記憶部で記憶された夫々の参照パター
    ンのうち、前記制御手段で選択されたハフマン符号化値
    に用いられる参照パターンの番号を副情報として前記高
    能率符号化信号に付加する副情報付加部と、を含むこと
    を特徴とする符号化装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の符号化装置によって
    高能率符号化音響ストリームが伝送媒体に出力されたと
    き又は記録媒体に記録されたとき、前記伝送媒体又は前
    記記録媒体から前記高能率符号化音響ストリームを入力
    し、高能率符号化信号と副情報とに変換するストリーム
    入力手段と、 前記副情報から参照パターン番号を含む参照パターン情
    報を抽出する参照パターン情報出力手段と、 前記ストリーム入力手段から高能率符号化信号を入力
    し、前記参照パターン情報出力手段で得られた参照パタ
    ーン番号を用いてハフマン復号化及び逆量子化を行い、
    周波数軸上のスペクトルデータに変換する逆量子化手段
    と、 前記逆量子化手段で得られた周波数軸上のスペクトルデ
    ータを時間軸上のサンプルデータに変換する逆変換手段
    と、 前記時間軸上のサンプルデータを順次組み合わせ、音響
    信号として出力する音響信号出力手段と、を備えた復号
    化装置であって、 前記逆量子化手段は、 前記高能率符号化音響ストリームを入力して、ハフマン
    復号化を行う第１のハフマン復号部と、 夫々の参照パターン番号に対応してハフマン復号化値と
    インデックスとの対応表をｎ組み記憶し、現在の復号に
    用いる参照パターンを出力する参照パターン記憶／復号
    部と、 前記参照パターン番号に従い、前記参照パターン記憶／
    復号部に記憶されている特定の参照パターンを用い、前
    記第１のハフマン復号部で得られたハフマン復号化値に
    対応するインデックスを求め、得られたインデックス値
    から復号量子化情報を獲得する第２のハフマン復号／逆
    量子化部と、を含むことを特徴とする復号化装置。
19. 【請求項１９】 前記量子化手段は、 前記スペクトルデータを符号化するのに必要な符号長を
    算出し、 前記制御手段は、 前記符号長に基づいて符号化方法を選択するための制御
    信号を出力することを特徴とする請求項１７記載の符号
    化装置。
20. 【請求項２０】 前記参照パターンは、予め定められて
    いることを特徴とする請求項１７記載の符号化装置。
21. 【請求項２１】 前記参照パターンは、少なくとも前記
    高能率符号化音響ストリームの所定単位内の最小符号化
    単位又はフレーム単位ごとに更新されることを特徴とす
    る請求項１７記載の符号化装置。
22. 【請求項２２】 前記量子化手段は、前記参照パターン
    によって異なるハフマンコードブックを用いることを特
    徴とする請求項１７記載の符号化装置。
23. 【請求項２３】 前記参照パターンが、前記高能率符号
    化音響ストリームにおいて少なくとも１ストリーム単位
    前の参照パターンと同じとき、前記副情報に参照パター
    ン番号を付加しないことを特徴とする請求項１７記載の
    符号化装置。
24. 【請求項２４】 前記逆量子化手段は、 前記参照パターン情報出力手段から出力され、少なくと
    も１ストリーム単位前の参照パターンを記憶する参照パ
    ターン記憶部を備え、現在入力された高能率符号化音響
    ストリームに参照パターンが付加さていない場合には、
    前記参照パターン記憶部に格納された参照パターンを用
    いて逆量子化を行うことを特徴とする請求項１８記載の
    復号化装置。
25. 【請求項２５】 請求項１記載の符号化装置により生成
    された高能率符号化音響ストリームを使用した放送シス
    テム。
26. 【請求項２６】 請求項１記載の符号化装置により生成
    された高能率符号化音響ストリームを請求項２記載の復
    号化装置を用いて復号する放送システム。
27. 【請求項２７】 請求項９記載の符号化装置により生成
    された高能率符号化音響ストリームを使用した放送シス
    テム。
28. 【請求項２８】 請求項９記載の符号化装置により生成
    された高能率符号化音響ストリームを請求項１０記載の
    復号化装置を用いて復号する放送システム。
29. 【請求項２９】 請求項１７記載の符号化装置により生
    成された高能率符号化音響ストリームを使用した放送シ
    ステム。
30. 【請求項３０】 請求項１７記載の符号化装置により生
    成された高能率符号化音響ストリームを請求項１８記載
    の復号化装置を用いて復号する放送システム。
31. 【請求項３１】 入力音響信号を所定の時間ごとに切り
    出す音響信号入力処理ステップと、 前記音響信号入力処理ステップにより切り出した時間軸
    上のサンプルデータを周波数軸上のスペクトルデータに
    変換する変換処理ステップと、 前記変換処理ステップで得られた周波数軸上のスペクト
    ルデータを量子化及び符号化し、高能率符号化信号を出
    力する量子化処理ステップと、 前記量子化処理ステップに対して量子化方法及び符号化
    方法を制御する制御処理ステップと、 前記量子化処理ステップから出力される高能率符号化信
    号を高能率符号化音響ストリームに変換して出力するス
    トリーム出力処理ステップと、を有し、 前記量子化処理ステップは、 前記スペクトルデータを所定の量子化フォーマットに従
    って量子化して第１の量子化情報に変換する量子化ステ
    ップと、 前記量子化ステップで得られた量子化情報に対してｎ種
    類のオフセット値を設定するに際し、前記第１の量子化
    情報に第ｋ（ｋ＝１，２，・・・ｎ）のオフセット値を
    付加して夫々第２，３・・・（ｎ＋１）の量子化情報に
    変換するオフセット値付加ステップと、 前記第１の量子化情報〜第（ｎ＋１）の量子化情報に対
    して、所定の符号化フォーマットに従って符号化し、第
    １の符号化値〜第（ｎ＋１）の符号化値を生成し、各符
    号化値の符号長と符号化に用いたコードブック名とを前
    記制御処理ステップに通知し、前記制御処理ステップよ
    り指示された最短符号長を有する符号化値を高能率符号
    化信号として出力する符号化ステップと、 前記オフセット値付加ステップで付加された夫々のオフ
    セット値のうち、前記制御処理ステップで選択された符
    号化値に用いられるオフセット値を抽出し、前記オフセ
    ット値と符号化に用いたコードブック名とを副情報とし
    て前記高能率符号化信号に付加する副情報付加ステップ
    と、を含むことを特徴とする符号化処理プログラム。
32. 【請求項３２】 入力された高能率符号化音響ストリー
    ムを高能率符号化信号と副情報とに変換するストリーム
    入力処理ステップと、 前記副情報からオフセット値及びコードブック名を含む
    オフセット情報を抽出するオフセット情報出力処理ステ
    ップと、 前記ストリーム入力処理ステップから高能率符号化信号
    を入力し、前記オフセット情報出力処理ステップで得ら
    れたオフセット値とコードブック名とを用いて復号化及
    び逆量子化を行い、周波数軸上のスペクトルデータに変
    換する逆量子化処理ステップと、 前記逆量子化処理ステップで得られた周波数軸上のスペ
    クトルデータを時間軸上のサンプルデータに変換する逆
    変換処理ステップと、 前記時間軸上のサンプルデータを順次組み合わせ、音響
    信号として出力する音響信号出力処理ステップと、を有
    し、 前記逆量子化処理ステップは、 前記高能率符号化信号を、前記副情報で得られた符号化
    フォーマットに従って復号化して第１の復号量子化情報
    を出力する復号ステップと、 前記オフセット情報出力処理ステップから得られた前記
    オフセット値を用いて前記第１の復号量子化情報から前
    記オフセット値を除去し、第２の復号量子化情報に変換
    するオフセット値除去ステップと、 前記オフセット値除去ステップから出力された第２の復
    号量子化情報を、周波数軸上のスペクトルデータに変換
    する逆量子化ステップと、を含むことを特徴とする復号
    化処理プログラム。
33. 【請求項３３】 請求項３１記載の符号化処理プログラ
    ムをコンピュータに機能させるために記録した記録媒
    体。
34. 【請求項３４】 請求項３２記載の復号化処理プログラ
    ムをコンピュータに機能させるために記録した記録媒
    体。
35. 【請求項３５】 入力音響信号を所定の時間ごとに切り
    出す音響信号入力処理ステップと、 前記音響信号入力処理ステップにより切り出した時間軸
    上のサンプルデータを周波数軸上のスペクトルデータに
    変換する変換処理ステップと、 前記変換処理ステップで得られた周波数軸上のスペクト
    ルデータを量子化及びハフマン符号化し、高能率符号化
    信号を出力する量子化処理ステップと、 前記量子化処理ステップに対して量子化方法及びハフマ
    ン符号化方法を制御する制御処理ステップと、 前記量子化処理ステップから出力される高能率符号化信
    号を高能率符号化音響ストリームに変換して出力するス
    トリーム出力処理ステップと、を有し、 前記量子化処理ステップは、 前記スペクトルデータを所定の量子化フォーマットに従
    って量子化して量子化情報に変換すると共に、前記量子
    化情報に基づいて第１のハフマン符号インデックスを算
    出する量子化／第１のハフマン符号化ステップと、 前記量子化／第１のハフマン符号化ステップで得られた
    第１のハフマン符号インデックスに対してｎ種類のオフ
    セット値を設定するに際し、前記第１のハフマン符号イ
    ンデックスに第ｋ（ｋ＝１，２，・・・ｎ）のオフセッ
    ト値を付加して夫々第２，３・・・（ｎ＋１）のハフマ
    ン符号インデックスに変換するオフセット値付加ステッ
    プと、 前記第１のハフマン符号インデックス〜第（ｎ＋１）の
    ハフマン符号インデックスに対して、所定のハフマン符
    号化フォーマットに従って符号化し、第１の符号化値〜
    第（ｎ＋１）の符号化値を生成し、各符号化値の符号長
    と符号化に用いたコードブック名とを前記制御処理ステ
    ップに通知し、前記制御処理ステップより指示された最
    短符号長を有するハフマン符号化値を高能率符号化信号
    として出力する第２のハフマン符号化ステップと、 前記オフセット値付加ステップで付加された夫々のオフ
    セット値のうち、前記制御処理ステップで選択された符
    号化値に用いられるオフセット値を抽出し、前記オフセ
    ット値と符号化に用いたコードブック名とを副情報とし
    て前記高能率符号化信号に付加する副情報付加ステップ
    と、を含むことを特徴とする符号化処理プログラム。
36. 【請求項３６】 入力された高能率符号化音響ストリー
    ムを高能率符号化信号と副情報とに変換するストリーム
    入力処理ステップと、 前記副情報からオフセット値及びコードブック名を含む
    オフセット情報を抽出するオフセット情報出力処理ステ
    ップと、 前記ストリーム入力処理ステップから高能率符号化信号
    を入力し、前記オフセット情報出力処理ステップで得ら
    れたオフセット値とコードブック名とを用いてハフマン
    復号化及び逆量子化を行い、周波数軸上のスペクトルデ
    ータに変換する逆量子化処理ステップと、 前記逆量子化処理ステップで得られた周波数軸上のスペ
    クトルデータを時間軸上のサンプルデータに変換する逆
    変換処理ステップと、 前記時間軸上のサンプルデータを順次組み合わせ、音響
    信号として出力する音響信号出力処理ステップと、を有
    し、 前記逆量子化処理ステップは、 前記高能率符号化音響ストリームを入力して、第１のハ
    フマン復号化を行い、第１のハフマン符号インデックス
    を出力する第１のハフマン復号ステップと、 前記オフセット情報出力処理ステップから得られた前記
    オフセット値を用いて前記第１のハフマン符号インデッ
    クスから前記オフセット値を除去し、第２のハフマン符
    号インデックスに変換するオフセット値除去ステップ
    と、 前記オフセット値除去ステップから出力された第２のハ
    フマン符号インデックスを用いて第２のハフマン復号化
    を行って復号量子化情報に変換すると共に、前記復号量
    子化情報を周波数軸上のスペクトルデータに変換する第
    ２のハフマン復号／逆量子化ステップと、を含むことを
    特徴とする復号化処理プログラム。
37. 【請求項３７】 請求項３５記載の符号化処理プログラ
    ムをコンピュータに機能させるために記録した記録媒
    体。
38. 【請求項３８】 請求項３６記載の復号化処理プログラ
    ムをコンピュータに機能させるために記録した記録媒
    体。
39. 【請求項３９】 入力音響信号を所定の時間ごとに切り
    出す音響信号入力処理ステップと、 前記音響信号入力処理ステップにより切り出した時間軸
    上のサンプルデータを周波数軸上のスペクトルデータに
    変換する変換処理ステップと、 前記変換処理ステップで得られた周波数軸上のスペクト
    ルデータを量子化及びハフマン符号化し、高能率符号化
    信号を出力する量子化処理ステップと、 前記量子化処理ステップに対して量子化方法及びハフマ
    ン符号化方法を制御する制御処理ステップと、 前記量子化処理ステップから出力される高能率符号化信
    号を高能率符号化音響ストリームに変換して出力するス
    トリーム出力処理ステップと、を有し、 前記量子化処理ステップは、 前記スペクトルデータを所定の量子化フォーマットに従
    って量子化して量子化情報に変換すると共に、前記量子
    化情報に基づいて第１のハフマン符号インデックスを算
    出する量子化／第１のハフマン符号化ステップと、 夫々のハフマン符号インデックスと該インデックスに対
    応するハフマン符号化値との参照パターンをｎ組み記憶
    した参照パターン記憶ステップと、 前記第１の参照パターン〜第ｎの参照パターンを用いて
    前記量子化情報をハフマン符号化し、第１のハフマン符
    号化値〜第ｎのハフマン符号化値を夫々生成し、各符号
    化値の符号長と符号化に用いた参照パターンの番号とを
    前記制御処理ステップに通知し、前記制御処理ステップ
    より指示された最短符号長を有するハフマン符号化値を
    高能率符号化信号として出力する第２のハフマン符号化
    ステップと、 前記参照パターン記憶ステップで記憶された夫々の参照
    パターンのうち、前記制御処理ステップで選択されたハ
    フマン符号化値に用いられる参照パターンの番号を副情
    報として前記高能率符号化信号に付加する副情報付加ス
    テップと、を含むことを特徴とする符号化処理プログラ
    ム。
40. 【請求項４０】 入力された高能率符号化音響ストリー
    ムを高能率符号化信号と副情報とに変換するストリーム
    入力処理ステップと、 前記副情報から参照パターン番号を含む参照パターン情
    報を抽出する参照パターン情報出力処理ステップと、 前記ストリーム入力処理ステップから高能率符号化信号
    を入力し、前記参照パターン情報出力処理ステップで得
    られた参照パターン番号を用いてハフマン復号化及び逆
    量子化を行い、周波数軸上のスペクトルデータに変換す
    る逆量子化処理ステップと、 前記逆量子化処理ステップで得られた周波数軸上のスペ
    クトルデータを時間軸上のサンプルデータに変換する逆
    変換処理ステップと、 前記時間軸上のサンプルデータを順次組み合わせ、音響
    信号として出力する音響信号出力処理ステップと、を有
    し、 前記逆量子化処理ステップは、 前記高能率符号化音響ストリームを入力して、ハフマン
    復号化を行う第１のハフマン復号ステップと、 夫々の参照パターン番号に対応してハフマン復号化値と
    インデックスとの対応表をｎ組み記憶し、現在の復号に
    用いる参照パターンを出力する参照パターン記憶／復号
    ステップと、 前記参照パターン番号に従い、前記参照パターン記憶／
    復号ステップに記憶されている特定の参照パターンを用
    い、前記第１のハフマン復号ステップで得られたハフマ
    ン復号化値に対応するインデックスを求め、得られたイ
    ンデックス値から復号量子化情報を獲得する第２のハフ
    マン復号／逆量子化ステップと、を含むことを特徴とす
    る復号化処理プログラム。
41. 【請求項４１】 請求項３９記載の符号化処理プログラ
    ムをコンピュータに機能させるために記録した記録媒
    体。
42. 【請求項４２】 請求項４０記載の復号化処理プログラ
    ムをコンピュータに機能させるために記録した記録媒
    体。