JP2004180058A

JP2004180058A - Method and device for encoding digital data

Info

Publication number: JP2004180058A
Application number: JP2002344964A
Authority: JP
Inventors: Itaru Kaneko; 格金子; Satoru Miyata; 哲宮田
Original assignee: Toa Corp
Current assignee: Toa Corp
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital data encoding method and a digital data encoding device which raise a compression rate when transmitting/storing digital data and faithfully restore the original signals. <P>SOLUTION: The digital data encoding method is provided with a means which executes modified discrete cosine transform processing, uniform quantization, and non-uniform quantization based on auditory psychological analysis to input data and arithmetically encoding the processing result to generate encoded output data E1 and performing arithmetic encoding to the difference data generated by the non-uniform quantization processing to generate first encoded difference data E2 and performing arithmetic encoding of the difference data generated by the uniform quantization processing to generate second encoded difference data E3 and synthesizing the encoded output data E1, the first encoded difference data E2, the second encoded difference data E3 and outputting the result. The original signals can be faithfully restored by using this difference data, and the quality of digital data can be kept high, and a high compression rate is realized by arithmetic encoding processing of output data and difference data to allow the data size to be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルデータの伝送・蓄積に用いられる符号化・復号化に係り、特に、データサイズを圧縮するとともに原信号を正確に復元することが可能なデジタルデータの符号化方法およびデジタルデータの符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルデータを伝送・蓄積する際にデータサイズを圧縮して符号化する技術は種々提案されている。
デジタルデータの符号化では、たとえば、入力データについて変形離散コサイン変換（ＭＤＣＴ：ＭｏｄｉｆｉｅｄＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を実行し、その結果を所定のビット数（たとえば、１９ビット）で量子化することが行われる。この量子化処理時におけるビット数が大きいほど、原信号に対する忠実度が向上するが、その分データの圧縮率が低減し、データ量が大きくなってしまう。逆に、量子化処理時におけるビット数を小さくすると、圧縮率を高めることができるものの復号した際の再現性が損なわれるという問題がある。
【０００３】
特に、ＭＰ３（ＭＰＥＧ−１ＡｕｄｉｏＬａｙｅｒ−３）やＡＡＣ（ＡｄｖａｎｃｅｄＡｕｄｉｏＣｏｄｉｎｇ）などの損失のある圧縮（ｌｏｓｓｙｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）方式では、データ中にある程度の損失がでることを許容することにより劇的に圧縮率を高めている。このような損失のある圧縮方式で音声データを圧縮する場合には、量子化処理により損失が発生したデータをさらに聴覚心理分析に基づいた不均一量子化器を通すことによって、聞く人間に対して違和感の少ないデータになるように補正することが行われている。したがって、このような損失のある圧縮方式では、通常の量子化処理により生じた損失にさらに不均一量子化処理により生じた損失が上乗せされており、これを復号化しても原信号を忠実に再現することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、デジタルデータを伝送・蓄積する際の圧縮率を高めるとともに、原信号を忠実に再現することが可能なデジタルデータの符号化方法およびデジタルデータの符号化装置を提案する。
また、本発明の他の目的は、データ量を小さくする必要のあるときもある程度の品質を維持して圧縮率の高い符号化を可能とし、原信号を忠実に再現可能な品質の高い符号化と圧縮率の高い符号化とを選択することを可能にするデジタルデータの符号化方法およびデジタルデータの符号化装置を提案する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るデジタルデータの符号化装置は、入力データに対して変形離散コサイン変換処理を実行してＭＤＣＴデータを生成するＭＤＣＴ処理手段と、ＭＤＣＴ処理手段により生成されたＭＤＣＴデータに対して第１の量子化処理を実行して第１量子化データを生成する第１量子化処理手段と、第１量子化処理手段により生成された第１量子化データに対して第２の量子化処理を実行して第２量子化データを生成する第２量子化処理手段と、第２量子化処理手段により生成された第２量子化データに対して算術符号化処理を行い符号化出力データを出力する第１算術符号化処理手段と、第２量子化処理手段により生成された第２量子化データに対して第２量子化処理の逆処理を実行して逆量子化データを生成する逆量子化処理手段と、逆量子化処理手段により生成される逆量子化データと第１量子化処理手段により生成される第１量子化データとの差分を算出して第１差分データとして出力する第１差分処理手段と、第１差分処理手段が出力する第１差分データに対して算術符号化処理を行い第１符号化差分データを出力する第２算術符号化処理手段と、第１量子化処理手段により生成される第１量子化データに対して逆変形離散コサイン変換処理を実行しＩＭＤＣＴ出力データを出力するＩＭＤＣＴ処理手段と、ＩＭＤＣＴ処理手段が出力するＩＭＤＣＴ出力データと入力データとの差分を演算し第２差分データとして出力する第２差分処理手段と、第２差分処理手段が出力する第２差分データに対して算術符号化処理を実行し第２符号化差分データを出力する第３算術符号化処理手段と、第１算術符号化処理手段が出力する符号化出力データと第２算術符号化処理手段が出力する第１符号化差分データと第３算術符号化処理手段が出力する第２符号化差分データとに基づいて出力データを出力する出力手段とを備える。
【０００６】
この場合、符号化出力データとともに、第２の量子化処理により生じた損失を第１差分データとし、第１の量子化処理により生じた損失を第２差分データとして出力しているので、この第１差分データおよび第２差分データを用いて原信号に忠実な信号を再現することが可能となる。また、第１差分データおよび第２差分データは、それぞれ算術符号化処理されて第１符号化差分データ、第２符号化差分データとして出力されるため、圧縮率をそれほど落とすことなく品質の高いデジタルデータの符号化を実現することが可能である。
【０００７】
本発明の請求項２に係るデジタルデータの符号化装置は請求項１に記載のデジタルデータの符号化装置であって、第２量子化処理手段が不均一量子化処理を実行するように構成される。
この場合、不均一量子化により生じたロスを算術符号化して第１符号化差分データとして出力するため、復号化時にこの第１符号化差分データを用いて原信号に近いデータを復元することが可能となる。
本発明の請求項３に係るデジタルデータの符号化装置は請求項１または２に記載のデジタルデータの符号化装置であって、第２量子化処理手段が聴覚心理分析に基づく量子化処理を実行するように構成される。
【０００８】
この場合、損失のある圧縮方式で用いられる聴覚心理分析に基づく量子化により生じるロスを第１符号化差分データとして出力するため、この第１符号化差分データを用いてロスの少ない原信号に近いデジタルデータを再現することが可能となる。
本発明の請求項４に係るデジタルデータの符号化装置は請求項１〜３のいずれかに記載のデジタルデータの符号化装置であって、第３算術符号化処理手段は第２差分データに対して、
【０００９】
【数２】

【００１０】
の確率密度関数に基づく算術符号化処理を実行する。
この場合、第２差分データを算術符号化処理する際に、効率の高い符号化を実現することが可能となる。
本発明の請求項５に係るデジタルデータの符号化装置は請求項１〜４のいずれかに記載のデジタルデータの符号化装置であって、符号化出力データと第１符号化差分データと第２符号化差分データとを全て含むロスレス出力データ、符号化出力データと第１符号化差分データとを含む擬似ロスレス出力データ、符号化出力データのみで構成されるロッシー出力データのうちいずれかを出力データとして選択する出力選択手段をさらに備える。
【００１１】
この場合、第１符号化差分データ、第２符号化差分データのいずれかまたは双方を出力しないことで、符号化出力データをある程度の品質に維持したまま、データサイズを小さくすることが可能であり、品質の高い符号化と圧縮率の高い符号化を選択することが可能となる。
本発明の請求項６に係るデジタルデータの復号化装置は、算術符号化処理された符号化入力データと、第２の量子化処理時に生じる第１差分データを算術符号化処理した第１符号化差分データと、第１の量子化処理時に生じる第２差分データを算術符号化処理した第２符号化差分データとを入力データとするデジタルデータの復号化装置であって、符号化入力データについて算術復号化処理を実行して復号化データを生成する第１算術復号化処理手段と、第１符号化差分データについて算術復号化処理を実行して第１復号化差分データを生成する第２算術復号化処理手段と、第２符号化差分データについて算術復号化処理を実行して第２復号化差分データを生成する第３算術復号化処理手段と、第１算術復号化処理手段により復号化された復号化データについて第２の量子化処理の逆処理を実行して逆量子化データを生成する逆量子化処理手段と、逆量子化処理手段により生成される逆量子化データと第２算術復号化処理手段により生成される第１復号化差分データとを加算処理して第１加算データを生成する第１加算処理手段と、第１加算処理手段により生成される第１加算データについて逆変形離散コサイン変換処理を実行してＩＭＤＣＴ出力データを生成するＩＭＤＣＴ処理手段と、ＩＭＤＣＴ処理手段により生成されるＩＭＤＣＴ出力データと第３算術復号化処理手段により生成される第２復号化差分データとを加算して復元データを出力する第２加算処理手段とを備える。
【００１２】
この場合、入力される第１符号化差分データおよび第２符号化差分データをそれぞれ復号化して、復号化した符号化入力データに加算することで、原信号を忠実に再現することが可能となる。
本発明の請求項７に係るデジタルデータの復号化装置は請求項６に記載のデジタルデータの復号化装置であって、第２の量子化処理が不均一量子化処理であることを特徴とする。
この場合、不均一量子化処理された際のロスを復元して損失の少ない高品質のデジタルデータを再現することが可能となる。
【００１３】
本発明の請求項８に係るデジタルデータの復号化装置は請求項６または７に記載のデジタルデータの復号化装置であって、第２の量子化処理が聴覚心理分析に基づく量子化処理であることを特徴とする。
この場合、通常の損失のある圧縮方式で符号化されたでデジタルデータについても、原信号に近いデジタルデータを再現することが可能となる。
本発明の請求項９に係るデジタルデータの符号化方法は、入力データに対して変形離散コサイン変換処理を実行してＭＤＣＴデータを生成する段階と、ＭＤＣＴデータに対して第１の量子化処理を実行して第１量子化データを生成する段階と、第１量子化データに対して第２の量子化処理を実行して第２量子化データを生成する段階と、第２量子化データに対して算術符号化処理を行い符号化出力データを生成する段階と、第２量子化データに対して第２の量子化処理の逆処理を実行して逆量子化データを生成する段階と、逆量子化データと第１量子化データとの差分を算出して第１差分データを生成する段階と、第１差分データに対して算術符号化処理を行い第１符号化差分データを生成する段階と、均一量子化データに対して逆変形離散コサイン変換処理を実行しＩＭＤＣＴ出力データを生成する段階と、ＩＭＤＣＴ出力データと入力データとの差分を演算し第２差分データを生成する段階と、第２差分データに対して算術符号化処理を実行し第２符号化差分データを生成する段階と、符号化出力データ、第１符号化差分データおよび第２符号化差分データを合成して出力する段階とを含む。
【００１４】
この場合、符号化出力データとともに、第２の量子化処理により生じた損失を第１差分データとし、第１の量子化処理により生じた損失を第２差分データとして出力しているので、この第１差分データおよび第２差分データを用いて原信号に忠実な信号を再現することが可能となる。また、第１差分データおよび第２差分データは、それぞれ算術符号化処理されて第１符号化差分データ、第２符号化差分データとして出力されるため、圧縮率をそれほど落とすことなく品質の高いデジタルデータの符号化を実現することが可能である。
【００１５】
本発明の請求項１０に係るデジタルデータの符号化方法は請求項９に記載のデジタルデータの符号化方法であって、第２の量子化処理が不均一量子化処理であることを特徴とする。
この場合、不均一量子化処理された際のロスを復元して損失の少ない高品質のデジタルデータを再現することが可能となる。
本発明の請求項１１に係るデジタルデータの符号化方法は請求項９または１０に記載のデジタルデータの符号化方法であって、第２の量子化処理が聴覚心理分析に基づく量子化処理であることを特徴とする。
【００１６】
この場合、通常の損失のある圧縮方式で符号化されたでデジタルデータについても、原信号に近いデジタルデータを再現することが可能となる。
本発明の請求項１２に係るデジタルデータの符号化方法は請求項９〜１１のいずれかに記載のデジタルデータの符号化方法であって、符号化出力データと第１符号化差分データと第２符号化差分データとを全て含むロスレス出力データ、符号化出力データと第１符号化差分データとを含む擬似ロスレス出力データ、符号化出力データのみで構成されるロッシー出力データのうちいずれかを出力データとして選択する段階をさらに備える。
【００１７】
この場合、第１符号化差分データ、第２符号化差分データのいずれかまたは双方を出力しないことで、符号化出力データをある程度の品質に維持したまま、データサイズを小さくすることが可能であり、品質の高い符号化と圧縮率の高い符号化を選択することが可能となる。
本発明の請求項１３に係るデジタルデータの復号化方法は、算術符号化処理された符号化入力データと、第２量子化処理時に生じる第１差分データを算術符号化処理した第１符号化差分データと、第１の量子化処理時に生じる第２差分データを算術符号化処理した第２符号化差分データとを入力データとし原デジタルデータを復元するデジタルデータの復号化方法であって、符号化入力データについて算術復号化処理を実行して復号化データを生成する段階と、第１符号化差分データについて算術復号化処理を実行して第１復号化差分データを生成する段階と、第２符号化差分データについて算術復号化処理を実行して第２復号化差分データを生成する段階と、復号化データについて第２の量子化処理の逆処理を実行して逆量子化データを生成する段階と、逆量子化データと前記第１復号化差分データとを加算処理して第１加算データを生成する段階と、第１加算データについて逆変形離散コサイン変換処理を実行してＩＭＤＣＴ出力データを生成する段階と、ＩＭＤＣＴ出力データと前記第２復号化差分データとを加算して復元データを出力する段階とを含む。
【００１８】
この場合、入力される第１符号化差分データおよび第２符号化差分データをそれぞれ復号化して、復号化した符号化入力データに加算することで、原信号を忠実に再現することが可能となる。
本発明の請求項１４に係るデジタルデータの復号化方法は請求項１３に記載のデジタルデータの復号化方法であって、第２の量子化処理が不均一量子化処理であることを特徴とする。
この場合、不均一量子化処理された際のロスを復元して損失の少ない高品質のデジタルデータを再現することが可能となる。
【００１９】
本発明の請求項１５に係るデジタルデータの復号化方法は請求項１３または１４に記載のデジタルデータの復号化方法であって、第２の量子化処理が聴覚心理分析に基づく量子化処理であることを特徴とする。
この場合、通常の損失のある圧縮方式で符号化されたデジタルデータについても、原信号に近いデジタルデータを再現することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〔エンコーダー〕
本発明の１実施形態に採用されるデジタルデータの符号化装置の簡略ブロック図を図１に示す。
このデジタルデータ符号化装置１は、損失のある符号化器（ＬｏｓｓｙＥｎｃｏｄｅｒ）１０と、第１算術符号化器１４と、逆不均一量子化器１５と、第１差分演算器１６と、第２算術符号化器１７と、第１データ加算器１８と、ＩＭＤＣＴ部１９と、第２差分演算器２０と、第３算術符号化器２１と、第２データ加算器２２とを備えている。
【００２１】
損失のある符号化器１０は、入力データに対して変形離散コサイン変換処理を実行してＭＤＣＴデータを生成するＭＤＣＴ部１１、ＭＤＣＴ部１１により生成されたＭＤＣＴデータに対して所定のビット数による均一量子化処理を実行して均一量子化データを生成する均一量子化器１２、均一量子化器１２により生成された均一量子化データに対して聴覚心理分析に基づく不均一量子化処理を実行して不均一量子化データを生成する不均一量子化器１３を備えている。
均一量子化器１２は、ＭＤＣＴ部１１により生成されたＭＤＣＴデータのＭＤＣＴ係数を所定のビット数に量子化するものであって、たとえば、１９ビットのデータとして均一量子化されたＭＤＣＴ係数群を生成する。
【００２２】
不均一量子化器１３は、均一量子化器１２により均一量子化処理を行った際に生じた損失を補正して、聞く人間に違和感を与えないような量子化を行うものである。たとえば、人間の耳に認識できないような周波数領域では量子化ビット数を小さくし、人間が感知できる周波数領域では量子化ビット数を大きくするなどの予め設定された量子化テーブルを用いることにより、不均一量子化処理を実行することができる。
第１算術符号化器１４では、所定の確率密度関数に基づいて、入力された数値群について算術符号化処理を行い、符号化出力データＥ１を出力する。入力データが正規分布の確率密度関数である、
【００２３】
【数３】

【００２４】
に近似するような分布状態である場合には、第１算術符号化器１４はこの確率密度関数に基づいて算術符号化処理を行う。算術符号化処理については周知の技術であり、ここでは詳細な説明を省略する。
逆不均一量子化器１５は、不均一量子化器１３による量子化処理の逆処理を実行するものである。たとえば、不均一量子化器１３で用いた量子化テーブルの逆変換テーブルを用意しておき、この逆変換テーブルを用いて逆不均一量子化処理を実行することができる。
【００２５】
第１差分演算器１６は、均一量子化器１２が出力する均一量子化データと、逆不均一量子化器１５が出力する逆不均一量子化データとの差分を演算して第１差分データとして出力する。
第２算術符号化器１７は、第１差分演算器１６から出力される第１差分データについて算術符号化処理を実行し、第１符号化差分データＥ２を出力する。この第２算術符号化器１７では、第１差分データの分布状態に応じた確率密度関数に基づいて算術符号化処理を行うものであり、前述したような正規分布に近似する分布状態であるような場合には圧縮率を高めることが可能となる。
【００２６】
ＩＭＤＣＴ部１９は、均一量子化器１２から出力される均一量子化データを入力として、これを逆変形離散コサイン変換処理（ＩｎｖｅｒｓｅＭｏｄｉｆｉｅｄＤｉｓｃｒｅｔｅＣｏｓｉｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ）してＩＭＤＣＴ出力データを出力する。このＩＭＤＣＴ部１９は、ＭＤＣＴ部１１で実行される変形離散コサイン変換処理の逆変換を行うものである。
第２差分演算器２０は、入力データとＩＭＤＣＴ部１９から出力されるＩＭＤＣＴ出力データとの差分を演算して第２差分データとして出力する。
第３算術符号化器２１は、第２差分演算器２０から出力される第２差分データについて算術符号化処理を実行し、第２符号化差分データＥ３を出力する。ここで、第２差分データは、ガウス分布に近い分布状態となっているものと考えられ、確率密度関数として、
【００２７】
【数４】

【００２８】
を用いて算術符号化処理を行うことで圧縮効率を高めることができる。
第１データ加算器１８は、第１算術符号化器１４から出力される符号化出力データと、第２算術符号化器１７から出力される第１符号化差分データとを合成して第１合成データを出力する。
第２データ加算器２２は、第１データ加算器１８から出力される第１合成データと、第３算術符号化器２１から出力される第２符号化差分データとを合成して第２合成データを出力する。
【００２９】
このことにより、第２データ加算器２２からは、符号化出力データＥ１、第１符号化差分データＥ２および第２符号化差分データＥ３とを備える第２合成データが出力されることとなる。
〔デコーダー〕
上述のようなデジタルデータの符号化装置により符号化された符号化デジタルデータを復号するための復号化装置の簡略ブロック図を図２に示す。
デジタルデータ復号化装置３は、第１算術復号化器３１、損失のある符号化データに対する復号化装置３０、第２算術復号化器３５、第３算術復号化器３６、第２データ加算器３７を備えている。
【００３０】
第１算術復号化器３１は、入力される符号化デジタルデータのうち符号化入力データＥ１（符号化出力データＥ１）について算術復号化処理を実行する。この場合、前述のデジタルデータ符号化装置１の第１算術符号化器１４により実行される算術符号化処理の逆変換を行うこととなる。
第２算術復号化器３５は、入力される符号化デジタルデータのうち第１符号化差分データＥ２について算術復号化処理を実行して第１復号化差分データを出力する。この場合、前述のデジタルデータ符号化装置１の第２算術符号化器１７により実行される算術符号化処理の逆変換を行うこととなる。
【００３１】
第３算術復号化器３６は、入力される符号化デジタルデータのうち第２符号化差分データＥ３について算術復号化処理を実行して第２復号化差分データを出力する。この場合、前述のデジタルデータ符号化装置１の第３算術符号化器２１により実行される算術符号化処理の逆変換を行うこととなる。
損失のある符号化データに対する復号化装置３０は、逆不均一量子化器３２、第１データ加算器３３、ＩＭＤＣＴ部３４を備えている。
逆不均一量子化器３２は、第１算術復号化器３１から出力される復号化データを入力としてこれを不均一量子化器１３による量子化処理の逆処理を実行するものであり、デジタルデータ符号化装置１の逆不均一量子化器１５と同等の機能を有する。
【００３２】
第１データ加算器３３は、逆不均一量子化器３２から出力される逆不均一量子化データと、第２算術復号化器３５から出力される第１復号化差分データとの加算処理を実行して第１加算データを出力する。
ＩＭＤＣＴ部３４は、第１データ加算器３３から出力される第１加算データについて逆変形離散コサイン変換処理を実行してＩＭＤＣＴ出力データを出力する。このＩＭＤＣＴ部３４は、デジタルデータ符号化装置１のＩＭＤＣＴ部１９と同等の機能を有し、ＭＤＣＴ部１１による変形離散コサイン変換処理の逆変換処理を実行する。
【００３３】
第２データ加算器３７は、ＩＭＤＣＴ部３４から出力されるＩＭＤＣＴ出力データと、第３算術復号化器３６から出力される第２復号化差分データとの加算処理を実行して復号化デジタルデータを出力する。
このように構成した本発明の実施形態では、デジタルデータ符号化装置１において、符号化デジタルデータＥ１とともに、聴覚心理分析による不均一量子化処理を行った際の第１差分データを算術符号化処理して第１符号化差分データとして出力しているため、符号化デジタルデータＥ１に対して算術復号化処理を実行した後、第１符号化差分データＥ２に対して算術復号化処理を実行した結果を加算し、さらにＩＭＤＣＴ部３４で逆変形離散コサイン変換処理を実行することで、損失のある符号化装置（ＬｏｓｓｙＥｎｃｏｄｅｒ）１０の聴覚心理分析による不均一量子化処理時に生じた損失を含まないデータを再現することができる。
【００３４】
また、デジタルデータ符号化装置１は、均一量子化器１２により生じた差分データについて算術符号化処理を行って、第２符号化差分データＥ３として出力しているため、この第２符号化差分データＥ３に対して算術復号化処理を行って、この結果を損失のある符号化データに対する復号化装置（ＬｏｓｓｙＤｅｃｏｄｅｒ）３０の出力データに加算することで、原信号を忠実に再現することが可能となる。
第２差分データは、前述したように、ガウス分布に基づく確率密度関数を用いて算術符号化処理を行うことで、圧縮効率を高めることが可能である。
【００３５】
また、デジタルデータ符号化装置１側で、符号化出力データＥ１のみを出力することにより、データ量を低減することが可能であり、ＭＰ３やＡＡＣなどの損失のあるデジタルデータ符号化方式（ＬｏｓｓｙＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）と同程度の圧縮率および品質の符号化・復号化を実現することが可能となる。
デジタルデータ符号化装置１側で、符号化出力データＥ１および第１符号化差分データＥ２のみを出力することにより、聴覚心理分析による不均一量子化処理に基づいて生じた損失を回復させて、均一量子化器１２による損失のみを含んだデジタルデータを再現できる。
【００３６】
したがって、伝送路の状態や帯域、蓄積メディアの容量に応じて、高品質の符号化と高圧縮率の符号化とを選択して出力データを構成することが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明では、符号化出力データとともにデジタルデータを量子化する際に生じる差分データを出力するように構成しているため、この差分データを用いて原信号を忠実に再現することを可能とし、デジタルデータの品質を高く維持することを可能にするとともに、出力データおよび差分データを算術符号化処理を行って高圧縮率を実現しデータサイズを縮小させることが可能となる。また、符号化差分データを出力データ中に含ませるか否かを選択することで、伝送路の状態や帯域、蓄積メディアの容量などに応じた符号化を選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態に採用されるデジタルデータ符号化装置の簡略ブロック図。
【図２】本発明の１実施形態に採用されるデジタルデータ復号化装置の簡略ブロック図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to encoding / decoding used for transmission / storage of digital data, and in particular, to a digital data encoding method and a digital data encoding method capable of accurately restoring an original signal while compressing a data size. The present invention relates to an encoding device.
[0002]
[Prior art]
Various techniques for compressing and encoding a data size when transmitting and storing digital data have been proposed.
In encoding digital data, for example, a modified discrete cosine transform (MDCT) process is performed on input data, and the result is quantized by a predetermined number of bits (for example, 19 bits). . As the number of bits at the time of the quantization process increases, the fidelity to the original signal improves, but the data compression ratio decreases and the data amount increases accordingly. Conversely, if the number of bits during the quantization process is reduced, the compression ratio can be increased, but the reproducibility at the time of decoding is impaired.
[0003]
In particular, a lossy compression method such as MP3 (MPEG-1 Audio Layer-3) or AAC (Advanced Audio Coding) dramatically reduces compression by allowing a certain amount of loss in data. Increasing rates. When audio data is compressed using such a lossy compression method, the data that has been lost due to the quantization process is further passed through a non-uniform quantizer based on psychoacoustic analysis. Correction is performed so that the data has less discomfort. Therefore, in such a lossy compression method, the loss caused by the non-uniform quantization processing is added to the loss caused by the normal quantization processing, and the original signal is faithfully reproduced even if it is decoded. Can not do it.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention proposes a digital data encoding method and a digital data encoding device that can increase the compression ratio when transmitting and storing digital data and can faithfully reproduce the original signal.
Another object of the present invention is to provide high-quality encoding that can maintain a certain level of quality even when it is necessary to reduce the amount of data, and that enables high-compression encoding. The present invention proposes a digital data encoding method and a digital data encoding device that enable to select between encoding with high compression ratio.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
An apparatus for encoding digital data according to claim 1 of the present invention includes an MDCT processing unit that performs a modified discrete cosine transform process on input data to generate MDCT data, and an MDCT data generated by the MDCT processing unit. A first quantization processing unit for performing a first quantization process on the first quantization data to generate first quantized data; and a second quantization processing unit configured to perform a second quantization on the first quantized data generated by the first quantization processing unit. Second quantization processing means for executing the quantization processing to generate second quantized data, and performing arithmetic coding processing on the second quantized data generated by the second quantization processing means to perform encoded output data A first arithmetic coding processing means for outputting the inverse quantization data, and an inverse processing for performing inverse processing of the second quantization processing on the second quantized data generated by the second quantization processing means to generate inverse quantized data. Quantization processing And first difference processing means for calculating a difference between the inversely quantized data generated by the inverse quantization processing means and the first quantized data generated by the first quantization processing means and outputting the difference as first difference data A second arithmetic coding unit for performing an arithmetic coding process on the first difference data output from the first difference processing unit and outputting the first coded difference data; IMDCT processing means for performing inverse modified discrete cosine transform processing on the first quantized data to output IMDCT output data, and calculating a difference between the input data and the IMDCT output data output from the IMDCT processing means. A second difference processing unit that outputs the data as data, and a third unit that performs arithmetic coding processing on the second difference data output by the second difference processing unit and outputs second encoded difference data. Arithmetic encoding processing means, encoded output data output by the first arithmetic encoding processing means, first encoded difference data output by the second arithmetic encoding processing means, and third encoded arithmetic data output by the third arithmetic encoding processing means. Output means for outputting output data based on the two encoded difference data.
[0006]
In this case, the loss caused by the second quantization process is output as the first difference data together with the encoded output data, and the loss caused by the first quantization process is output as the second difference data. A signal faithful to the original signal can be reproduced using the first difference data and the second difference data. Further, the first difference data and the second difference data are arithmetically coded and output as the first coded difference data and the second coded difference data, respectively. It is possible to realize data encoding.
[0007]
A digital data encoding apparatus according to a second aspect of the present invention is the digital data encoding apparatus according to the first aspect, wherein the second quantization processing means performs a non-uniform quantization processing. You.
In this case, since the loss caused by the non-uniform quantization is arithmetically encoded and output as first encoded difference data, it is possible to restore data close to the original signal using the first encoded difference data during decoding. It becomes possible.
A digital data encoding device according to claim 3 of the present invention is the digital data encoding device according to claim 1 or 2, wherein the second quantization processing means executes a quantization process based on psychoacoustic analysis. It is configured to
[0008]
In this case, since the loss caused by quantization based on the psychoacoustic analysis used in the lossy compression method is output as the first encoded difference data, the first encoded difference data is used to approximate a lossless original signal. Digital data can be reproduced.
A digital data encoding device according to claim 4 of the present invention is the digital data encoding device according to any one of claims 1 to 3, wherein the third arithmetic encoding processing unit performs an arithmetic operation on the second differential data. hand,
[0009]
(Equation 2)

[0010]
Performs arithmetic coding processing based on the probability density function of
In this case, when the second difference data is arithmetically encoded, it is possible to realize highly efficient encoding.
A digital data encoding device according to claim 5 of the present invention is the digital data encoding device according to any one of claims 1 to 4, wherein the encoded output data, the first encoded difference data, and the second encoded Any one of lossless output data including all encoded differential data, pseudo lossless output data including encoded output data and first encoded differential data, and lossy output data including only encoded output data And output selection means for selecting as (1).
[0011]
In this case, by not outputting one or both of the first encoded difference data and the second encoded difference data, it is possible to reduce the data size while maintaining the encoded output data at a certain quality. , It is possible to select high-quality encoding and high-compression encoding.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a digital data decoding apparatus comprising: a first encoding device that performs an arithmetic encoding process on encoded input data that has been subjected to an arithmetic encoding process and first difference data that is generated during a second quantization process; An apparatus for decoding digital data, wherein differential data and second encoded differential data obtained by arithmetically encoding second differential data generated at the time of a first quantization process are input data, wherein arithmetic operation is performed on encoded input data. First arithmetic decoding processing means for executing decoding processing to generate decoded data, and second arithmetic decoding for executing arithmetic decoding processing on the first encoded difference data to generate first decoded difference data Decoding processing means, third arithmetic decoding processing means for performing arithmetic decoding processing on the second encoded difference data to generate second decoded difference data, and decoding by the first arithmetic decoding processing means. Return Inverse quantization processing means for performing inverse processing of the second quantization processing on the quantized data to generate inversely quantized data, and inversely quantized data generated by the inverse quantization processing means and second arithmetic decoding processing First addition processing means for adding the first decoded difference data generated by the means to generate first addition data, and inverse modified discrete cosine transform for the first addition data generated by the first addition processing means IMDCT processing means for executing processing and generating IMDCT output data, and adding and restoring the IMDCT output data generated by the IMDCT processing means and the second decoded difference data generated by the third arithmetic decoding processing means Second addition processing means for outputting data.
[0012]
In this case, the original encoded signal can be faithfully reproduced by decoding the input first encoded difference data and the second encoded difference data, and adding the decoded first and second encoded difference data to the decoded encoded input data. .
A digital data decoding apparatus according to claim 7 of the present invention is the digital data decoding apparatus according to claim 6, wherein the second quantization processing is a non-uniform quantization processing. .
In this case, it is possible to restore the loss caused by the non-uniform quantization processing and reproduce high-quality digital data with little loss.
[0013]
The digital data decoding device according to claim 8 of the present invention is the digital data decoding device according to claim 6 or 7, wherein the second quantization process is a quantization process based on psychoacoustic analysis. It is characterized by the following.
In this case, it is possible to reproduce digital data close to the original signal even for digital data encoded by a normal lossy compression method.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a digital data encoding method comprising: performing a modified discrete cosine transform process on input data to generate MDCT data; and performing a first quantization process on the MDCT data. Executing the first quantized data to generate a second quantized data; performing a second quantizing process on the first quantized data to generate the second quantized data; Generating encoded output data by performing arithmetic coding processing on the data; performing inverse processing of the second quantization processing on the second quantized data to generate inversely quantized data; Calculating a difference between the coded data and the first quantized data to generate first difference data; performing an arithmetic coding process on the first difference data to generate first coded difference data; Inverse deformation discrete for uniform quantized data Performing a sine transform process to generate IMDCT output data; calculating a difference between the IMDCT output data and the input data to generate second difference data; and performing an arithmetic encoding process on the second difference data And generating the second encoded difference data, and combining and outputting the encoded output data, the first encoded difference data, and the second encoded difference data.
[0014]
In this case, the loss caused by the second quantization process is output as the first difference data together with the encoded output data, and the loss caused by the first quantization process is output as the second difference data. A signal faithful to the original signal can be reproduced using the first difference data and the second difference data. Further, the first difference data and the second difference data are arithmetically coded and output as the first coded difference data and the second coded difference data, respectively. It is possible to realize data encoding.
[0015]
A digital data encoding method according to a tenth aspect of the present invention is the digital data encoding method according to the ninth aspect, wherein the second quantization processing is a non-uniform quantization processing. .
In this case, it is possible to restore the loss caused by the non-uniform quantization processing and reproduce high-quality digital data with little loss.
The digital data encoding method according to claim 11 of the present invention is the digital data encoding method according to claim 9 or 10, wherein the second quantization processing is a quantization processing based on psychoacoustic analysis. It is characterized by the following.
[0016]
In this case, it is possible to reproduce digital data close to the original signal even for digital data encoded by a normal lossy compression method.
A digital data encoding method according to claim 12 of the present invention is the digital data encoding method according to any one of claims 9 to 11, wherein the encoded output data, the first encoded difference data, and the second encoded Any one of lossless output data including all encoded differential data, pseudo lossless output data including encoded output data and first encoded differential data, and lossy output data including only encoded output data The method further comprises the step of selecting
[0017]
In this case, by not outputting one or both of the first encoded difference data and the second encoded difference data, it is possible to reduce the data size while maintaining the encoded output data at a certain quality. , It is possible to select high-quality encoding and high-compression encoding.
A digital data decoding method according to a thirteenth aspect of the present invention is a digital data decoding method, wherein arithmetically encoded input data and first differential data generated at the time of the second quantization processing are arithmetically encoded with a first encoded difference. A digital data decoding method for restoring original digital data using data and second encoded difference data obtained by arithmetically encoding second difference data generated during a first quantization process as input data, comprising: Performing an arithmetic decoding process on the input data to generate decoded data; performing an arithmetic decoding process on the first encoded difference data to generate first decoded difference data; Performing an arithmetic decoding process on the decoded difference data to generate second decoded difference data, and performing an inverse process of the second quantization process on the decoded data to generate the inverse quantized data. Performing an addition process on the inversely quantized data and the first decoded difference data to generate first addition data; and performing an inverse modified discrete cosine transform process on the first addition data to obtain the IMDCT output data. And outputting the restored data by adding the IMDCT output data and the second decoded difference data.
[0018]
In this case, the original encoded signal can be faithfully reproduced by decoding the input first encoded difference data and the second encoded difference data, and adding the decoded first and second encoded difference data to the decoded encoded input data. .
A digital data decoding method according to a fourteenth aspect of the present invention is the digital data decoding method according to the thirteenth aspect, wherein the second quantization processing is a non-uniform quantization processing. .
In this case, it is possible to restore the loss caused by the non-uniform quantization processing and reproduce high-quality digital data with little loss.
[0019]
A digital data decoding method according to claim 15 of the present invention is the digital data decoding method according to claim 13 or 14, wherein the second quantization process is a quantization process based on psychoacoustic analysis. It is characterized by the following.
In this case, it is possible to reproduce digital data close to the original signal even for digital data encoded by a normal lossy compression method.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
〔encoder〕
FIG. 1 shows a simplified block diagram of a digital data encoding device employed in one embodiment of the present invention.
The digital data encoding apparatus 1 includes a lossy encoder (Lossy Encoder) 10, a first arithmetic encoder 14, an inverse non-uniform quantizer 15, a first difference calculator 16, and a second difference calculator 16. An arithmetic encoder 17, a first data adder 18, an IMDCT unit 19, a second difference calculator 20, a third arithmetic encoder 21, and a second data adder 22 are provided.
[0021]
The lossy encoder 10 performs a modified discrete cosine transform process on the input data to generate MDCT data. The MDCT unit 11 generates a MDCT data. A uniform quantizer 12 that executes a quantization process to generate uniform quantized data, and performs a non-uniform quantization process based on psychoacoustic analysis on the uniform quantized data generated by the uniform quantizer 12. A non-uniform quantizer 13 for generating non-uniform quantized data is provided.
The uniform quantizer 12 quantizes the MDCT coefficients of the MDCT data generated by the MDCT unit 11 into a predetermined number of bits, and generates a uniform quantized MDCT coefficient group as, for example, 19-bit data. I do.
[0022]
The non-uniform quantizer 13 corrects a loss generated when the uniform quantizer 12 performs the uniform quantization processing, and performs quantization so as not to give a sense of strangeness to a listening person. For example, by using a predetermined quantization table such as reducing the number of quantization bits in a frequency region that cannot be recognized by the human ear and increasing the number of quantization bits in a frequency region that can be recognized by a human, A uniform quantization process can be performed.
The first arithmetic encoder 14 performs an arithmetic encoding process on the input numerical value group based on a predetermined probability density function, and outputs encoded output data E1. The input data is a normally distributed probability density function,
[0023]
[Equation 3]

[0024]
In the case where the distribution state is close to the following, the first arithmetic encoder 14 performs an arithmetic encoding process based on the probability density function. The arithmetic coding process is a well-known technique, and a detailed description thereof will be omitted here.
The inverse non-uniform quantizer 15 performs an inverse process of the quantization process by the non-uniform quantizer 13. For example, an inverse transformation table of the quantization table used in the non-uniform quantizer 13 is prepared, and the inverse non-uniform quantization processing can be executed using the inverse transformation table.
[0025]
The first difference calculator 16 calculates a difference between the uniform quantized data output from the uniform quantizer 12 and the inverse non-uniform quantized data output from the inverse non-uniform quantizer 15 to obtain first differential data. Output.
The second arithmetic encoder 17 performs an arithmetic encoding process on the first difference data output from the first difference calculator 16, and outputs first encoded difference data E2. The second arithmetic encoder 17 performs an arithmetic encoding process based on a probability density function corresponding to the distribution state of the first difference data, and the distribution state approximates the normal distribution as described above. In such a case, the compression ratio can be increased.
[0026]
The IMDCT unit 19 receives the uniform quantized data output from the uniform quantizer 12 as an input, and performs inverse modified discrete cosine transform (Inverse Modified Discrete Cosine Transform) on the data to output IMDCT data. The IMDCT unit 19 performs an inverse transform of the modified discrete cosine transform process performed by the MDCT unit 11.
The second difference calculator 20 calculates a difference between the input data and the IMDCT output data output from the IMDCT unit 19, and outputs the result as second difference data.
The third arithmetic coder 21 performs an arithmetic coding process on the second difference data output from the second difference calculator 20, and outputs second coded difference data E3. Here, the second difference data is considered to be in a distribution state close to a Gaussian distribution, and as a probability density function,
[0027]
(Equation 4)

[0028]
, The compression efficiency can be increased by performing arithmetic coding processing.
The first data adder 18 combines the coded output data output from the first arithmetic coder 14 with the first coded difference data output from the second arithmetic coder 17 to perform a first synthesis. Output data.
The second data adder 22 combines the first combined data output from the first data adder 18 and the second encoded difference data output from the third arithmetic encoder 21 to generate second combined data. Is output.
[0029]
As a result, the second data adder 22 outputs the second combined data including the encoded output data E1, the first encoded difference data E2, and the second encoded difference data E3.
[Decoder]
FIG. 2 is a simplified block diagram of a decoding device for decoding encoded digital data encoded by the above-described digital data encoding device.
The digital data decoding device 3 includes a first arithmetic decoder 31, a decoding device 30 for lossy encoded data, a second arithmetic decoder 35, a third arithmetic decoder 36, and a second data adder 37. It has.
[0030]
The first arithmetic decoder 31 performs an arithmetic decoding process on the encoded input data E1 (encoded output data E1) among the inputted encoded digital data. In this case, the inverse transform of the arithmetic encoding process performed by the first arithmetic encoder 14 of the digital data encoding device 1 described above is performed.
The second arithmetic decoder 35 performs an arithmetic decoding process on the first encoded difference data E2 of the input encoded digital data, and outputs first decoded difference data. In this case, the inverse transform of the arithmetic encoding process performed by the second arithmetic encoder 17 of the digital data encoding device 1 described above is performed.
[0031]
The third arithmetic decoder 36 performs an arithmetic decoding process on the second encoded difference data E3 of the input encoded digital data, and outputs second decoded difference data. In this case, the inverse transform of the arithmetic encoding process performed by the third arithmetic encoder 21 of the digital data encoding device 1 is performed.
The decoding device 30 for lossy encoded data includes an inverse non-uniform quantizer 32, a first data adder 33, and an IMDCT unit 34.
The inverse non-uniform quantizer 32 receives the decoded data output from the first arithmetic decoder 31 as an input, and executes the inverse process of the quantization process by the non-uniform quantizer 13. It has the same function as the inverse non-uniform quantizer 15 of the encoding device 1.
[0032]
The first data adder 33 performs an addition process on the inversely non-uniform quantized data output from the inverse non-uniform quantizer 32 and the first decoded difference data output from the second arithmetic decoder 35. And outputs the first addition data.
The IMDCT unit 34 performs an inverse modified discrete cosine transform process on the first addition data output from the first data adder 33, and outputs IMDCT output data. The IMDCT unit 34 has a function equivalent to that of the IMDCT unit 19 of the digital data encoding device 1 and performs an inverse transform process of the modified discrete cosine transform process by the MDCT unit 11.
[0033]
The second data adder 37 performs an addition process on the IMDCT output data output from the IMDCT unit 34 and the second decoded difference data output from the third arithmetic decoder 36 to convert the decoded digital data. Output.
In the embodiment of the present invention configured as described above, in the digital data encoding device 1, the first difference data obtained by performing the non-uniform quantization processing based on the psychoacoustic analysis together with the encoded digital data E1 is arithmetically encoded. Output as the first encoded difference data, the result of executing the arithmetic decoding process on the encoded digital data E1 and then performing the arithmetic decoding process on the first encoded difference data E2 Is added, and the inverse transformed discrete cosine transform process is performed by the IMDCT unit 34, so that data that does not include loss generated during the non-uniform quantization process by the psychoacoustic analysis of the lossy encoder 10 (Lossy Encoder) Can be reproduced.
[0034]
Further, the digital data encoding device 1 performs the arithmetic encoding process on the difference data generated by the uniform quantizer 12 and outputs the result as the second encoded difference data E3. An arithmetic decoding process is performed on E3, and the result is added to the output data of the decoding device (lossy decoder) 30 for the encoded data with loss, so that the original signal can be faithfully reproduced. Become.
As described above, the compression efficiency of the second difference data can be increased by performing an arithmetic coding process using a probability density function based on a Gaussian distribution.
[0035]
Also, by outputting only the encoded output data E1 on the digital data encoding device 1 side, the data amount can be reduced, and a lossy digital data encoding scheme (Lossy Compression) such as MP3 or AAC is used. ), It is possible to realize encoding / decoding with the same compression ratio and quality.
By outputting only the encoded output data E1 and the first encoded difference data E2 on the digital data encoding device 1 side, the loss caused by the non-uniform quantization processing based on psychoacoustic analysis is recovered, and Digital data including only the loss due to the quantizer 12 can be reproduced.
[0036]
Therefore, it is possible to configure the output data by selecting high-quality encoding and high-compression-rate encoding in accordance with the state and band of the transmission path and the capacity of the storage medium.
[0037]
【The invention's effect】
In the present invention, since the differential data generated when quantizing the digital data together with the encoded output data is configured to be output, it is possible to faithfully reproduce the original signal using this differential data, In addition to maintaining high data quality, it is also possible to reduce the data size by realizing a high compression rate by performing arithmetic coding on output data and difference data. Further, by selecting whether or not to include the encoded difference data in the output data, it is possible to select the encoding in accordance with the state and band of the transmission path, the capacity of the storage medium, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified block diagram of a digital data encoding device employed in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a simplified block diagram of a digital data decoding device employed in one embodiment of the present invention.

Claims

MDCT processing means for performing a modified discrete cosine transform process on input data to generate MDCT data;
First quantization processing means for performing first quantization processing on the MDCT data generated by the MDCT processing means to generate first quantized data;
Second quantization processing means for performing a second quantization processing on the first quantization data generated by the first quantization processing means to generate second quantized data;
First arithmetic coding processing means for performing arithmetic coding processing on the second quantized data generated by the second quantization processing means and outputting coded output data;
Inverse quantization processing means for performing inverse processing of the second quantization processing on the second quantized data generated by the second quantization processing means to generate inversely quantized data; First difference processing means for calculating a difference between the inversely quantized data generated by the processing means and the first quantized data generated by the first quantization processing means and outputting the difference as first difference data;
Second arithmetic coding means for performing an arithmetic coding process on the first difference data output by the first difference processing means and outputting first coded difference data;
IMDCT processing means for performing inverse modified discrete cosine transform processing on the first quantized data generated by the first quantization processing means and outputting IMDCT output data;
Second difference processing means for calculating a difference between the IMDCT output data output from the IMDCT processing means and the input data and outputting the calculated difference as second difference data;
Third arithmetic encoding processing means for performing arithmetic encoding processing on the second differential data output by the second differential processing means and outputting second encoded differential data;
The coded output data output by the first arithmetic coding processing means, the first coded difference data output by the second arithmetic coding processing means, and the second coded difference data output by the third arithmetic coding processing means Output means for outputting output data based on the data and
Digital data encoding device comprising:

2. The digital data encoding device according to claim 1, wherein said second quantization processing means performs a non-uniform quantization process.

The digital data encoding device according to claim 1, wherein the second quantization processing unit performs a quantization process based on psychoacoustic analysis.

The third arithmetic encoding processing means:

The digital data encoding device according to any one of claims 1 to 3, which performs arithmetic encoding processing based on the probability density function of (1).

Lossless output data including all of the encoded output data, first encoded difference data, and second encoded difference data; pseudo lossless output data including the encoded output data and first encoded difference data; The digital data encoding device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an output selection unit that selects any one of lossy output data composed of only output data as output data.

Arithmetic encoding of encoded input data, first encoded differential data obtained by arithmetic encoding of first differential data generated at the time of second quantization processing, and second differential data generated at the time of first quantization are arithmetically performed. An apparatus for decoding digital data using the encoded second encoded difference data as input data,
First arithmetic decoding processing means for performing arithmetic decoding processing on the encoded input data to generate decoded data;
Second arithmetic decoding processing means for performing arithmetic decoding on the first encoded difference data to generate first decoded difference data;
Third arithmetic decoding processing means for performing an arithmetic decoding process on the second encoded difference data to generate second decoded difference data,
Inverse quantization processing means for performing inverse processing of a second quantization processing on the decoded data decoded by the first arithmetic decoding processing means to generate inverse quantized data; and the inverse quantization processing means First addition processing means for adding the inverse quantized data generated by the above and the first decoded difference data generated by the second arithmetic decoding processing means to generate first addition data;
IMDCT processing means for performing inverse modified discrete cosine transform processing on the first addition data generated by the first addition processing means to generate IMDCT output data;
Second addition processing means for adding the IMDCT output data generated by the IMDCT processing means and the second decoded difference data generated by the third arithmetic decoding processing means to output restored data;
Digital data decoding device comprising:

The digital data decoding device according to claim 6, wherein the second quantization process is a non-uniform quantization process.

The digital data decoding device according to claim 6, wherein the second quantization process is a quantization process based on psychoacoustic analysis.

Performing a modified discrete cosine transform process on the input data to generate MDCT data;
Performing a first quantization process on the MDCT data to generate first quantization data;
Performing a second quantization process on the first quantized data to generate second quantized data;
Performing an arithmetic encoding process on the second quantized data to generate encoded output data;
Performing inverse processing of the second quantization processing on the second quantized data to generate inversely quantized data;
Calculating a difference between the dequantized data and the first quantized data to generate first difference data;
Performing an arithmetic encoding process on the first difference data to generate first encoded difference data;
Performing an inverse modified discrete cosine transform process on the first quantized data to generate IMDCT output data;
Calculating a difference between the IMDCT output data and the input data to generate second difference data;
Performing arithmetic coding on the second difference data to generate second coded difference data;
Outputting output data based on the encoded output data, the first encoded difference data, and the second encoded difference data;
And a method for encoding digital data.

10. The digital data encoding method according to claim 9, wherein the second quantization process is a non-uniform quantization process.

The digital data encoding method according to claim 9, wherein the second quantization process is a quantization process based on psychoacoustic analysis.

Lossless output data including all of the encoded output data, first encoded difference data, and second encoded difference data; pseudo lossless output data including the encoded output data and first encoded difference data; The digital data encoding method according to any one of claims 9 to 11, further comprising the step of selecting any of lossy output data composed of only output data as output data.

The coded input data subjected to the arithmetic coding processing, the first coded difference data obtained by arithmetically coding the first difference data generated at the time of the second quantization processing, and the second difference data generated at the time of the first quantization processing are A decoding method of digital data for restoring original digital data using second encoded difference data subjected to arithmetic encoding processing as input data,
Performing arithmetic decoding processing on the encoded input data to generate decoded data;
Performing arithmetic decoding processing on the first encoded difference data to generate first decoded difference data;
Performing an arithmetic decoding process on the second encoded difference data to generate second decoded difference data;
Performing inverse processing of a second quantization processing on the decoded data to generate inversely quantized data;
Adding the inversely quantized data and the first decoded difference data to generate first added data;
Performing an inverse modified discrete cosine transform process on the first sum data to generate IMDCT output data;
Adding the IMDCT output data and the second decoded difference data to output restored data;
And a method for decoding digital data.

14. The digital data decoding method according to claim 13, wherein the second quantization process is a non-uniform quantization process.

The decoding method according to claim 13, wherein the second quantization process is a quantization process based on psychoacoustic analysis.